CN107345561A - 线性运动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线性运动装置，其包含马达、线性模块及锁定模块，马达包含输出轴，输出轴具有轴向且包含远端及螺孔，远端包含垂直轴向的端面，螺孔设于远端且平行轴向。线性模块的一端可拆卸地螺锁于螺孔，线性模块受马达驱动且与输出轴同心转动，且线性模块以线性单元进行线性位移运动，锁定模块套锁于线性模块的前述端，锁定模块抵顶于远端的端面以产生预压，预压使线性模块的前述端抵紧螺孔而防止线性模块自螺孔松脱。借此透过锁定模块的设置，可让线性模块稳固的定位于输出轴，增加响应速度及维修方便性。

Description

线性运动装置

技术领域

本发明是有关于一种线性运动装置，且尤其是有关一种利用马达驱动线性模块的线性运动装置。

背景技术

工业的发展快速，在自动化的需求下，线性装置被广泛的应用于各种领域，如精密机械或电子机械等。已知的线性装置包含马达及螺杆，透过马达驱动螺杆转动，以带动机构产生线性运动。

然，此种线性装置的马达与螺杆需透过一联轴器使彼此同轴联接，而由于联轴器的刚性较低，因此造成线性装置的稳定性降低。除此之外，联轴器的设置亦会增加结构复杂度、同时让线性装置的长度增加，制造成本提升。

遂有业者省略联轴器的设置，直接将螺杆锁于马达的输出轴上，并于螺杆及马达之间涂布固定胶以让马达及螺杆紧密结合。然，以此种方式结合的马达或螺杆一旦损坏，则会因为固定胶的因素，导致零件无法拆除更换，十分不方便。

是以，又有业者于马达输出轴上增加径向锁孔，利用定位件穿过锁孔以径向固定螺杆于马达输出轴上，但此种方式在结构配置上亦较为复杂，因此仍有其不便之处。

有鉴于此，如何有效的结合马达与螺杆，使其具有结构简单、高稳定度及高响应度的优点，遂成相关业者努力的目标。

发明内容

本发明提供一种线性运动装置，其透过结构的配置可让线性模块稳固的定位于输出轴，具有高响应速度及高稳定度的优点。

依据本发明的一实施方式提供一种线性运动装置，其包含一马达、一线性模块及一锁定模块；马达包含一输出轴，输出轴具有一轴向且包含一远端及一螺孔，而远端包含垂直轴向的一端面，螺孔则设于远端且平行轴向。线性模块的一端可拆卸地螺锁于螺孔，线性模块受马达驱动且与输出轴同心转动，且线性模块以一线性单元进行线性位移运动，锁定模块套锁于线性模块的前述端，锁定模块抵顶于远端的端面以产生一预压，预压使线性模块的前述端抵紧螺孔而防止线性模块的前述端自螺孔松脱。

借此，透过锁定模块的设置提供预压，可让线性模块直接且稳固的定位于输出轴，增加响应速度并具有结构简单的优点。

依据前述的线性运动装置，其中线性模块的前述端与螺孔之间可包含一防松涂料。端面可为一光滑平面，且锁定模块与端面平整贴抵。线性模块可包含一螺杆，螺杆的一端螺锁于螺孔。另外，锁定模块可包含一锁定螺帽抵顶于远端的端面。

依据本发明的一实施方式提供另一种线性运动装置，其包含一马达、一线性模块、一锁定模块、一轴承、一肩环及一固定螺帽，马达包含一输出轴，输出轴具有一轴向且包含一远端及一螺孔，远端包含垂直轴向的一端面，螺孔设于远端且平行轴向。线性模块的一端可拆卸地螺锁于螺孔，线性模块受马达驱动且与输出轴同心转动，且线性模块以一线性单元进行线性位移运动，锁定模块套锁于线性模块的前述端，锁定模块抵顶于远端的端面以产生一预压，预压使线性模块的前述端抵紧螺孔而防止线性模块的前述端自螺孔松脱。轴承套设于线性模块且包含一转动部随线性模块转动，肩环套设于线性模块且抵顶于转动部，而固定螺帽套锁于线性模块且抵顶于肩环。

依据前述的线性运动装置，其中线性模块的前述端与螺孔之间可包含一防松涂料。而端面可为一光滑平面，且锁定模块可包含一锁定螺帽与端面平整贴抵。线性模块可包含一螺杆，螺杆的一端螺锁于螺孔。

依据前述的线性运动装置，还可包含一外罩，外罩可供输出轴、线性模块的前述端、锁定模块、固定螺帽、肩环及轴承容设，且外罩沿轴向可拆卸地连接于马达，其中轴承还包含一外环部，外环部环绕转动部且固定于外罩内，使线性模块受马达驱动后相对外罩旋转。另外，锁定模块、固定螺帽、肩环及轴承可依序沿轴向设置。

附图说明

图1绘示依照本发明的一实施方式的一种线性运动装置的立体示意图；

图2绘示图1的线性运动装置的局部爆炸示意图；

图3绘示图1的线性运动装置的局部剖面示意图；以及

图4绘示图3的线性运动装置的局部放大示意图。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的实施例。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，阅读者应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。

请参阅图1、图2、图3及图4，其中图1绘示依照本发明的一实施方式的一种线性运动装置100的立体示意图，图2绘示图1的线性运动装置100的局部爆炸示意图，图3绘示图1的线性运动装置100的局部剖面示意图，图4绘示图3的线性运动装置100的局部放大示意图。线性运动装置100包含一马达200、一线性模块300及一锁定模块400，马达200包含一输出轴210，输出轴210具有一轴向I1且包含一远端211及一螺孔213，远端211包含垂直轴向I1的一端面212，螺孔213设于远端211且平行轴向I1。线性模块300的一端可拆卸地螺锁于螺孔213，线性模块300受马达200驱动且与输出轴210同心转动，且线性模块300以一线性单元330进行线性位移运动，锁定模块400套锁于线性模块300的前述端321，锁定模块400抵顶于远端211的端面212以产生一预压(未绘示)，预压使线性模块300的前述端321抵紧螺孔213而防止线性模块300的前述端321自螺孔213松脱。

借此，锁定模块400设置于线性模块300并与端面212产生预压，而可让线性模块300直接且稳固的定位于输出轴210，透过此配置，不仅可以增加线性模块300的响应速度，且使线性运动装置100具有结构简单及维修方便的优点。后面将详细的描述线性运动装置100的细部结构。

马达200为一般的伺服马达，其为已知结构且非本案的重点，故不再详述。输出轴210呈圆杆状结构而具有轴向I1，远端211为输出轴210远离马达200本体的一端，而螺孔213是开设于远端211内并具有内螺纹214(见图4)供线性模块300锁附。端面212为输出轴210远端211的径向外表面，其方向垂直于轴向I1，且于本实施方式中，端面212为一光滑平面。

线性模块300包含上框架310、下框架340、螺杆320及线性单元330。下框架340供螺杆320及线性单元330容设，且上框架310对应设置于下框架340以保护螺杆320及线性单元330。螺杆320的前述端321包含外螺纹322(见图4)对应螺孔213的内螺纹214，而使螺杆320的前述端321能透过外螺纹322锁于螺孔213内，线性单元330为一滑块结构，其套设于螺杆320上，当螺杆320受马达200驱动旋转时，线性单元330即被螺杆320带动以进行线性位移运动。

锁定模块400包含一锁定螺帽(未标示)，锁定螺帽包含一内螺牙410(见图4)对应外螺纹322，而在组装马达200与螺杆320时，先将锁定模块400初步套设定位于螺杆320的前述端321，再将螺杆320的前述端321锁入螺孔213，并且锁紧锁定模块400，让锁定模块400抵顶端面212以产生预压。如图4所示，当锁定模块400抵顶端面212时，会以力量P1挤压输出轴210，并使内螺纹214产生力量P2推抵外螺纹322；另一方面，锁定模块400亦会受到输出轴210的反作用力F1，内螺牙410受到反作用力F1的影响产生力量F2推抵外螺纹322，而使得外螺纹322被力量F2及力量P2推挤而抵紧锁定模块400及输出轴210的螺孔213，进而可以有效降低输出轴210与螺杆320之间的相对旋转，防止线性模块300自螺孔213松脱，提高两者间的结合稳定性。

在其他实施例中，锁定模块400可包含一锁定螺帽及一垫片，锁定螺帽及垫片皆套设于线性模块的螺杆上，且垫片置于锁定螺帽及马达的输出轴之间，锁定螺帽压抵垫片进而抵顶端面以产生预压，但锁定模块400的结构不以此为限。

于本实施方式中，端面212为光滑平面，故锁定模块400可以与端面212平整贴抵，而更有利于预压的产生。另外，于其他实施方式中，螺杆320可先涂上一防松涂料(未绘示)后再锁入螺孔213内，使线性模块300的前述端321与螺孔213之间包含防松涂料，而能更有效的防止螺杆320自螺孔213松脱。

线性运动装置100除了线性模块300及马达200外，还包含二轴承700，一肩环600及一固定螺帽500。各轴承700套设于线性模块300且包含一转动部720随线性模块300转动，肩环600套设于线性模块300且抵顶于转动部720，而固定螺帽500套锁于线性模块300且抵顶于肩环600。于本实施方式中，轴承700的数量仅为示例，而不以此为限。

本实施方式的线性运动装置100还包含一外罩800供输出轴210、线性模块300的前述端321、锁定模块400、固定螺帽500、肩环600及轴承700容设，且外罩800沿轴向I1可拆卸地连接于马达200。

更详细的说，外罩800包含一容置空间810、一穿孔820及一盖板830，穿孔820与容置空间810相连通，外罩800罩住输出轴210而连接于马达200，使输出轴210置于容置空间810内。线性模块300的前述端321穿过穿孔820进入容置空间810，且使锁定模块400、固定螺帽500、肩环600容设于容置空间810，并使二轴承700容设于穿孔820，盖板830则套于线性模块300而使轴承700定位于穿孔820内。

轴承700还包含一外环部710环绕转动部720且固定于外罩800内，即，外环部710定位于穿孔820的内壁，故当线性模块300受马达200而旋转时，可带动转动部720相对于外环部710及外罩800旋转。

通过配置肩环600抵顶于转动部720，可使固定螺帽500透过肩环600而抵顶轴承700产生另一预压使轴承700稳固定位于外罩800，而可避免固定螺帽500直接抵顶轴承700与外环部710产生摩擦，降低线性模块300转动异常及寿命减少的机率。在此要特别说明的是，轴承700的外环部710及转动部720皆为已知结构，在此不赘述，而轴承700可为斜角滚珠轴承、径向轴承、深沟滚珠轴承、锥形滚柱轴承或交叉滚柱轴承，只要包含转动部720跟随线性模块300转动及包含外环部710以使线性模块300与外罩800间的位置关系固定即可，不以此为限。

由上述的实施方式可知，本发明具有下列优点。

一、锁定模块设置于线性模块并与输出轴端面抵顶以提供预压，借此可以让线性模块直接且稳固的定位于输出轴，具有高响应速度、结构简单、组装拆卸便利及维修容易等优点。

二、当线性模块的一端与螺孔之间还包含有防松涂料时，更有利于线性模块及螺孔的稳定接合，避免因振动或外力因素导致两者分离。

三、当端面为光滑平面且锁定模块与端面平整贴抵时，可使端面及锁定模块更紧密的抵顶并令压力平均而有助于预压的产生及稳定。

四、当固定螺帽与轴承之间包含肩环且肩环抵顶转动部时，可以降低固定螺帽与轴承间的摩擦，且可以不限制固定螺帽与轴承间的尺寸关系，而更增加零件运用与选择的灵活性。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种线性运动装置，其特征在于，包含：

一马达，包含一输出轴，该输出轴具有一轴向且包含：一远端，包含垂直该轴向的一端面；及一螺孔，设于该远端且平行该轴向；

一线性模块，一端可拆卸地螺锁于该螺孔，该线性模块受该马达驱动且与该输出轴同心转动，且该线性模块以一线性单元进行线性位移运动；以及

一锁定模块，套锁于该线性模块的该端，该锁定模块抵顶于该远端的该端面以产生一预压，该预压使该线性模块的该端抵紧该螺孔而防止该线性模块的该端自该螺孔松脱。

2.根据权利要求1所述的线性运动装置，其特征在于，该线性模块的该端与该螺孔之间包含一防松涂料。

3.根据权利要求1所述的线性运动装置，其特征在于，该端面为一光滑平面，且该锁定模块与该端面平整贴抵。

4.根据权利要求1所述的线性运动装置，其特征在于，该线性模块包含一螺杆，该螺杆的一端螺锁于该螺孔。

5.根据权利要求1所述的线性运动装置，其特征在于，该锁定模块包含：

一锁定螺帽，抵顶于该远端的该端面。

6.一种线性运动装置，其特征在于，包含：

一马达，包含一输出轴，该输出轴具有一轴向且包含：一远端，包含垂直该轴向的一端面；及一螺孔，设于该远端且平行该轴向；

一线性模块，一端可拆卸地螺锁于该螺孔，该线性模块受该马达驱动且与该输出轴同心转动，且该线性模块以一线性单元进行线性位移运动；

一锁定模块，套锁于该线性模块的该端，该锁定模块抵顶于该远端的该端面以产生一预压，该预压使该线性模块的该端抵紧该螺孔而防止该线性模块的该端自该螺孔松脱；

一轴承，套设于该线性模块，且该轴承包含一转动部随该线性模块转动；

一肩环，套设于该线性模块且抵顶于该转动部；以及

一固定螺帽，套锁于该线性模块且抵顶于该肩环。

7.根据权利要求6所述的线性运动装置，其特征在于，该线性模块的该端与该螺孔之间包含一防松涂料。

8.根据权利要求7所述的线性运动装置，其特征在于，该端面为一光滑平面，且该锁定模块包含：

一锁定螺帽，与该端面平整贴抵。

9.根据权利要求8所述的线性运动装置，其特征在于，该线性模块包含一螺杆，该螺杆的一端螺锁于该螺孔。

10.根据权利要求第6项所述的线性运动装置，其特征在于，还包含：

一外罩，供该输出轴、该线性模块的该端、该锁定模块、该固定螺帽、该肩环及该轴承容设，且该外罩沿该轴向可拆卸地连接于该马达；

其中该轴承还包含一外环部，该外环部环绕该转动部且固定于该外罩内，使该线性模块受该马达驱动后相对该外罩旋转。

11.根据权利要求10所述的线性运动装置，其特征在于，该锁定模块、该固定螺帽、该肩环及该轴承依序沿该轴向设置。