CN2545427Y

CN2545427Y - 致动器自锁机构

Info

Publication number: CN2545427Y
Application number: CN 02234772
Authority: CN
Inventors: 蒲长泉; 郑复源
Original assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Current assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-04-16
Anticipated expiration: 2012-05-17

Abstract

本实用新型涉及致动器自锁技术，更具体而言，是关于当致动器负载重物而动力源停止输出时，防止致动器继续移动的自锁结构设计。此结构是利用单向轴承弹簧摩擦力差的作用，以限制螺杆转动消除移动力而达到自锁的目的。另外，借着本实用新型设计的自锁机构，使致动器的单向轴承弹簧不易产生断裂而寿命增加；并且使不同需求规格的自销机构零组件可批量化生产，以降低制造成本。本实用新型也使自锁机构零组件的更换及致动器的自锁力调整更加简单且容易。

Description

致动器自锁机构

技术领域

本实用新型涉及致动器自锁技术，更具体而言，是关于当致动器负载重物而动力源停止输出时，防止致动器继续移动的自锁结构设计。

背景技术

螺杆致动器一般由本体、马达，传动轴及出力轴所组成，马达将旋转动力由传动轴传至出力轴上，出力轴则具有一螺杆轴，而螺帽将螺杆轴的旋转动力转换成一直线的推力，以带动工作物。习知的螺杆致动器大致有使用滚珠螺杆带动，及使用ACME螺杆带动两种。滚珠螺杆由于机械传动效率高，当螺帽受到轴向推力时，滚珠螺杆可将轴向的推力转换成螺杆轴旋转的动力，所以并没有自锁的作用；A CM E螺杆由于机械传动效率比较差，某些导程角较小的规格，当受到轴向椎力时，螺杆轴和螺帽间的滑动磨擦阻力大于推力在滑动面上的分力，螺杆轴产生自锁的作用，但是对导程角较大的规格，当受到轴向推力时，螺杆轴和螺帽间的正向力较小，导致滑动摩擦阻力小于推力在滑动面上的分力，螺杆轴无法达到自锁的效果；由此可知AC M E螺杆是否达到自锁的效果，大部分取决于其导程角，故并非全都具有自锁效果。

螺杆致动器以动力源推动或扭动工作物后，为使工作物位置保持固定，罗杆致动器需有自锁煞车的力量，以保持工作物的位置，不致由外力反推而回复原来的位置。习知的技术中，例如专利DE 29522239U1，为使螺杆致动器应用时具有自锁煞车功能，在螺杆轴的肩部上加装一自锁机构，以使螺杆致动器达成自锁的要求。但是在螺杆轴的肩部上加装自锁机构需要加长螺杆轴的肩部长度，此导致螺杆致动器的总长加大，或者致动的行程必需缩减，此增加材料及制作成本，且造成使用上的限制增加，实有待加强。并且上述自锁机构的特征在于，将自锁弹簧折弯90度固定于致动器本体上，使致动器达到自锁的效果，但是一端弯成90度，会使自锁弹簧在受力时，容易产生应力集中现象而导致断裂。

可见习知致动器自锁的结构设计，并未臻完善，无法满足产业界的实际需求，因此，习知致动器自锁结构实有加以改良的必要，以使其符合实际需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是在于提供一种致动器自锁机构，借着本实用新型设计的传动轴上的自锁机构，使致动器不需要加长螺杆轴的肩合长度，而自锁力大。

本实用新型的次要目的是在于提供一种致动器自锁机构，减少自锁弹簧应力集中，使自锁弹簧不易产生断裂而寿命增加。

本实用新型的另一目的是在于提供一种致动器自锁机构，借着本实用新型设计的自锁机构，且使不同需求规格的自锁机构零组件可批量生产，以降低制造成本，而致动器的自锁力调整更加简单且容易。

为达成上述目的，本实用新型的解决办法是：提供一种致动器自锁机构，其主要包括有转接头、单向轴承弹簧、轴套、传动轴等零组件，其中：

单向轴承弹簧套于转接头及轴套上；转接头与传动轴同动而轴套则相对于致动器不运动；

前述的单向轴承弹簧与转接头和轴套间可相对转动；且前述的单向轴承弹簧与所述的转接头的摩擦力大小不同于前述的单向轴承弹簧与所述的轴套的摩擦力大小，借摩擦力大小的不同而达到自锁的作用。

其中在转接头及轴套之间设置一滚针止推轴承，使其运转更顺畅。

其中单向轴承弹簧固定于轴套上。

其中单向轴承弹簧固定于转接头上。

其中单向轴承弹簧并不固定于轴套及转接头上。

其中单向轴承弹簧为标准弹簧。

其中前述的单向轴承弹簧与所述的转接头的摩擦力大于前述的单向轴承弹簧与所述的轴套的摩擦力。

其中前述的单向轴承弹簧与所述的转接头的摩擦力小于前述的单向轴承弹簧与所述的轴套的摩擦力。

本实用新型的螺杆致动器自锁机构，可改善习知技术的缺点，且可提高螺杆致动器自锁的效果，由于螺杆致动器上的螺帽在受工作物的负荷后，会将负荷转换成螺杆轴旋转的动力，但在转换过程中，有能量的损失；同理在传动轴和出力轴之间，以齿轮组来传动扭矩，由于齿轮组的能量损失大，故也会有大量的扭矩损失。因此即使传动轴和出力轴间的齿轮比为1∶1，则虽然两轴的转速相同，而其扭矩却不同，由于能量的损失，被带动轴的扭矩会较小。当螺杆致动器上的螺帽受工作物的负荷后，负荷转换成螺杆轴旋转的动力，如欲锁住螺杆轴，使螺杆轴不旋转，则由传动轴端来锁持会明显较从出力轴锁持的力矩小，故本实用新型的螺杆致动器，自锁机构特别被设置于螺杆致动器的传动轴上，具有较习知螺杆致动器为佳的自锁效果。相反地，当马达主动驱动以带动出力轴旋转时，由于是以传动轴去带动出力轴，故自锁机构装置于传动轴时，自锁机构的扭力对螺杆致动器出力的影响也较自锁机构装置于出力轴时低。是故将自锁机构装置于螺杆致动器的传动轴上具有较好的自锁效果且马达主动驱动的效率也较佳。由于机械传动机构能量损失的考量，如若将自锁机构装置于马达轴上，理论上其锁定力量会最大，但因马达的转速太快，具有容易发热的缺点，故自锁机构装置于传动轴上为最合适的设计。

通常致动器是由马达借涡轮组传动转接头而带动传动轴，最后借传动轴上的斜齿轮组传动至螺杆，使螺杆上的螺帽作前进或后退的直线运动。而本实用新型是在致动器本体的传动铀上设置一转接头及轴套等，其中转接头与传动轴相固定随传动轴转动，而轴套与致动器本体相固定不作旋转运动。此自锁机构的自锁原理为：将一单向轴承弹簧分别套入一转接头及一轴套的外径，且其不作固定的动作；利用转接头及轴套的外径大小不同，而使单向轴承弹簧对于转接头及轴套的外径产生不同的摩擦力，借不同的摩擦力大小而达到自锁作用。

当马达传动转接头而带动传动轴转动时，若单向轴承弹簧的螺旋方向与转动方向相同，则单向轴承弹簧是松开的状态，故此时转接头带动传动轴使螺杆转动让致动器往上或向前作动。当致动器所负载的重量在一定范围内，其到达某一固定点而停止时，致动器会有一下滑力产生或因受外力影响，而导致螺杆转动，此时传动轴及传动轴上的转接头会受螺杆影响而转动。当转接头因螺杆而转动时，若转动方向与单向轴承弹簧的螺旋方向相反，则单向轴承弹簧为上紧的状态；并且转接头越旋转单向轴承弹簧越被扭紧使摩擦力大增；但是若转动方向与单向轴承弹簧的螺旋方向相同，由于轴套与转接头的外径大于单向轴承弹簧的内径，且轴套的外径大于转接头的外径，使轴套上的摩擦力大于转接头上的摩擦力，故转接头因套于其上的单向轴承弹簧的摩擦力，被限制无法转动以抵消下滑力或外力，而转接头固定于传动轴，所以传动轴及螺杆也同样受限制而无法转动，让致动器达到自锁的目的而不下滑或移动。另外，当马达传动转接头而带动传动轴作与单向轴承弹簧的螺旋相反方向的转动时，虽然单向轴承弹簧是上紧的状态，但因马达转动的扭力大于单向轴承弹簧与转接头及轴套间的摩擦力，故此时转接头旋转动，以带动传动轴使螺杆转动让致动器往下或向后作动。

附图说明

图1是本实用新型致动器的部分剖视图；

图2是本实用新型致动器自锁机构的剖视图；

图3(A)是本实用新型致动器自锁机构的转接头零件图；

图3(B)是图3(A)的侧面剖视图；

图4(A)是本实用新型致动器自锁机构的轴套零件图；

图4(B)是图4(A)的侧面剖视图。

具体实施方式

请参阅以下有关本实用新型一较佳实施例的详细说明及其附图。

本实用新型的致动器自锁机构，其机构元件有马达、涡轮组、转接头、单向轴承弹簧、滚珠螺杆(或爱克姆螺杆)、轴套、传动轴、斜齿轮组…等。

图1是本实用新型致动器的部分剖视图；当致动器(未标出)的马达1起动而带动涡轮组2转动

时，借涡轮组2的涡轮(未标出)卡合图3(A)(B)中转接头

3的卡销31而传动转接头3转动，并借着将传动轴7的一端与转接头3的切面园孔33配合再加上螺帽(未标出)固定，使转接头3固定在传动轴7上而与传动轴7同动，以带动传动轴7转动(如图2所示)；若单向轴承弹簧5的螺旋方向与转动方向相同，则单向轴承弹簧5呈松开的状态，因此转接头3可带动传动轴7转动，而传动轴7传动斜齿轮组8转动，斜齿轮组8再带动螺杆10转动，使致动器往上或向前作动。并且于转接头3及轴套6相接触的面上设置一滚针止推轴承4，使转接头3转动顺畅。另一方面，当致动器要往下或向后作动时，原理同上，马达1借涡轮组2传动转接头3，而带动传动轴7作与单向轴承弹簧的螺旋相反方向的转动时，虽然此时单向轴承弹簧5是呈上紧的状态，但因马达1转动的扭力大于单向轴承弹簧5与转接头3及轴套6之间的摩擦力，故此时转接头3能转动，以带动传动轴7而传动斜齿轮组8转动，斜齿轮组8再带动螺杆10转动，使致动器往下或向后动作。

在图2中，单向轴承弹簧5的两端分别套于图3中转接头3的弹簧套合面32与图4(A)(B)中轴套6的弹簧套合面62上。当致动器所负载的重量在限定范围内，而且其到达某一定点停止时，致动器会因所负载的重量影响而产生下滑力，或受外力影响而产生一移动力，导致螺杆10产生转动，此时会借由斜齿轮组8带动传动轴7及固定于其上的转接头3转动；当转接头3因螺杆10而转动时，若转动方向与单向轴承弹簧5的螺旋方向相反，则单向轴承弹簧5为上紧的状态，并且转接头3越旋转单向轴承弹簧5越被扭紧使摩擦力大增；但是若转动方向与单向轴承弹簧5的螺旋方向相同，由于单向轴承弹簧5的两端分别套于转接头3的弹簧套合面32与轴套6的弹簧套合面62上，因轴套6与转接头3的外径大于单向轴承弹簧5的内径，且轴套6的外径大于转接头3的外径，使轴套6上的摩擦力大于转接头3上的摩擦力，又因轴套 6借着固定孔61固定于致动器本体9上，所以轴套6是固定不随转接头3转动的；因此转接头3会因套于其上的单向轴承弹簧5的摩擦力，被限制无法转动以抵销下滑力或移动力，而转接头3又固定于传动轴7，所以传动轴7也同样受限制而无法转动，使斜齿轮组8及螺杆10亦被限制而无法转动；让致动器达到自锁的目的而不产生下滑或移动的现象。

本实用新型的自锁机构特别被设置于螺杆致动器的传动轴上、具有较习知螺杆致动器为佳的自锁效果。而单向轴承弹簧并无折弯90度以作固定的动作，所以单向轴承弹簧本身不容易产生内应力，不易常断裂，而使单向轴承弹簧的寿命增加。

本实用新型是利用单向轴承弹簧与轴套及转接头间的摩擦力差，使致动器达到自锁功能。故可借着调整轴套及转接头的外径比值或调整单向轴承弹簧套于两者的圈数的比值，简单且容易的达到调整自锁力的目的。而自锁机构主要的零组件为单向轴承弹簧、轴套及转接头，单向轴承弹簧和轴套及转接头构造简单，可依不同需求的规格批量生产，其成本价格低廉，制造成本降低。

Claims

1.一种致动器自锁机构，其主要包括有转接头、单向轴承弹簧、轴套、传动轴等零组件，其中：

其特征在于：

2.如权利要求1所述的致动器自锁机构，其特征在于：

3.如权利要求1所述的致动器自锁机构，其特征在于：其中单向轴承弹簧固定于轴套上。

4.如权利要求1所述的致动器自锁机构，其特征在于：其中单向轴承弹簧固定于转接头上。

5.如权利要求1所述的致动器自锁机构，其特征在于：其中单向轴承弹簧并不固定于轴套及转接头上。

6.如权利要求1所述的致动器自锁机构，其特征在于：其中单向轴承弹簧为标准弹簧。

7.如权利要求5所述的致动器自锁机构，其特征在于：其中前述的单向轴承弹簧与所述的转接头的摩擦力大于

前述的单向轴承弹簧与所述的轴套的摩擦力。

8.如权利要求5所述的致动器自锁机构，其特征在于：其中前述的单向轴承弹簧与所述的转接头的摩擦力小于前述的单向轴承弹簧与所述的轴套的摩擦力。