TW201416583A - 螺桿往復運動之外轉式直驅機構 - Google Patents

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Yung-Tsai Chuo
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Hiwin Mikrosystem Corp
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

本發明所提供螺桿往復運動之外轉式直驅機構，其乃係跳脫習知技術之盲點，而以與該螺桿同軸螺接之螺套，直接作為外轉式轉矩馬達之轉子構成，據以減少零件之數量、縮小整體體積同時簡化組裝加工之製造程序。

Description

螺桿往復運動之外轉式直驅機構
本發明係與傳動技術有關，特別是關於一種螺桿往復運動之外轉式直驅機構。
按，就以馬達為動力驅動螺桿進行線性往復運動之習知技術而言，均係於馬達出力軸與一螺套間設置適當之傳動元件，藉由馬達所提供之動力間接地使該螺套進行旋轉，據以令與該螺套同軸螺接之該螺桿得以進行線性之往復運動。
具體而言，請參閱第一圖所示之一習知技術者，其乃係以馬達(1)之管狀轉子(2)，經由一齒輪部(3)與一螺套(4)連動，據此，當該轉子(2)進行旋轉運動之際，該螺套(4)乃藉經由該齒輪部(3)之傳動而同步進行旋轉運動，從而得令與該螺套(4)同軸螺接之螺桿(5)得以進行線性之往復運動。
而不同於上開透過齒輪傳動之習知技術者，則有如第二圖所示之另一習知技術，其則係使一螺套(6)直接同軸固接在一管狀轉子(7)之一端，而於轉子(7)在轉動之同時，藉由其與螺套(6)間之固接構造，使該螺套(6)同步進行轉動，用以使與該螺套(6)同軸螺接之螺桿(8)得以進行線性之往復運動。
上開習知技術相較於傳統透過外部減速齒輪組而間接驅動螺桿進行線性往復運動之技術而言，故可因省略了外部減速齒輪組之構成，並將螺桿結合於馬達之中，而達到了減少整體體積以及傳動損耗的功效，惟就既有之習知技術而言，由於仍囿於螺套與螺桿二者屬於同一組件之技術上盲點，而將螺套視為係獨立於馬達之外之構成元件，在此一技術盲點下，正如前開習用技術所揭，即必需藉由一適當之傳動技術，使馬達得以驅動螺套進行旋轉運動，是等傳動技術無論係透過齒輪嚙接或二元件間彼此串接，都衍生了零件過多所造成組裝加工繁瑣之缺失，徒耗生產製造之成本。
因此，本發明之主要目的乃係在提供一種螺桿往復運動之外轉式直驅機構，其乃係跳脫習知技術之盲點，而以與該螺桿同軸螺接之螺套，直接作為外轉式轉矩馬達之轉子構成，據以減少零件之數量、縮小整體體積同時簡化組裝加工之製造程序。
緣是，為達成上述目的，本發明所提供螺桿往復運動之外轉式直驅機構，乃係包含有一外轉式轉矩馬達，具有一定子部，一環繞於該定子部周側之轉子部；一螺桿組，具有一管狀螺套，一螺桿係同軸螺接於該螺套中；而其特徵則係在於：該定子部係呈環狀，並使該螺桿同軸穿伸於其中；該螺套則係具有一管狀軸身，係同軸穿套於該定子部之外周環面外，一螺管身，係同軸位於該軸身軸向一端上，並與伸出該定子部之該螺桿桿身螺接；以及，該轉子部所具有之多數磁鐵係分別固接於該軸身之內周環面上，而與該定子部之外周環面相向且相隔開來。
其中，該螺桿係可為艾克姆螺桿或滾珠螺桿。
更進一步地，為獲得轉動角度之資訊，該螺桿往復運動之外轉式直驅機構乃係更包了有一角度解析裝置。
其中，並使該軸身之內徑係大於該螺管身之內徑，而於其間形成一環形肩面，且令該肩面與該定子部軸向一端端面相隔開來，俾以於其間形成可供該角度解析裝置設置之空間。
以下，茲即舉以本發明一較佳實施例，並配合圖式作進一步說明。
亦即，請參閱第三圖與第四圖所示，在本發明一較佳實施例中所提供螺桿往復運動之外轉式直驅機構(10)，其主要乃係包含了有一外轉式轉矩馬達(20)、一螺桿組(30)以及一角度解析裝置(40)。
該外轉式轉矩馬達(20)乃係具有一以線圈通電後形成可變動磁場之管狀定子部(21)，以及一由多數磁鐵(221)形成固定磁場之轉子部(22)，係環設於該定子部(21)之外周上。
該螺桿組(30)於本實施例中係以艾克姆螺桿技術為其例示，惟並不以之為限，其亦得係為習知滾珠螺桿之構成，具體而言，該螺桿組(30)係具有一適當長度之螺桿(31)，以及一同軸穿套螺接於該螺桿(31)上之螺套(32)。
另外，該角度解析裝置(40)於本實施例中則為習知之解角器。
除前揭與習知技術相同之技術內容外，本發明之技術特徵主要乃係在使該螺桿組(30)與該外轉式轉矩馬達(20)在構造上有共用之元件，進一步使該螺桿組(30)在習知技術中僅具被動地位之技術內容，改變為如本發明所揭露同時兼具主動地位之技術內容，具體來說，本發明乃係更包含了有下述之技術特徵，其中：該定子部(21)係呈環狀，而使線圈得以經由自動繞線設備繞設形成於該定子部(21)環狀之外周部位上，同時令該螺桿(31)同軸穿套於該定子部(21)之中；以及，該螺套(32)更包含有一適當內徑之管狀軸身(321)，係同軸穿套於該定子部(21)之外周環面外，一內徑小於該軸身(321)之螺管身(322)係同軸位於該軸身(321)軸向一端上，一環形肩面(323)則係位於該螺管身(322)與該軸身(321)之間，並與該定子部(21)軸向一端環面相隔開來，其間所形成之空間則得用以供設置該角度解析裝置(40)，更進一步來說，該螺套(32)之各個構成元件乃係為一體成型者；該轉子部(22)則係使各該磁鐵(221)有序地分別貼接固設於該軸身(321)之內周環面上，而與該定子部(21)相向且相隔開來，換言之，該螺套(32)乃係跨越了不同構件之分際，同時作為該螺桿組(30)與該轉矩馬達(20)之一部，而使該轉子部(22)直接以該軸身(321)為其迴轉軸，直接地驅動該螺套(32)進行旋轉運動，據以帶動該螺桿(31)沿著自身軸向進行線性之往復運動。
而藉由上述構件之組成，該螺桿往復運動之外轉式直驅機構(10)相較於習知技術而言，係具有了更少的零件，同時透過直接驅動之技術，更可減少組裝加工所需耗費之工時，同時，外轉式之電機構造，在線圈之繞組上由於可藉由自動化繞線設備進行繞線，更可減少人工之需求，同時維持良好之產品品質，另外，藉由該角度解析裝置更可 獲得良好的位置回授訊號，有助於產品應用於精度要求較高之技術領域中，例如首揭習知技術所應用之車輛轉向系統即屬適例，亦得以應用於需要直線作動之自動化產業中。
(10)‧‧‧螺桿往復運動之外轉式直驅機構
(20)‧‧‧外轉式轉矩馬達
(21)‧‧‧定子部
(22)‧‧‧轉子部
(221)‧‧‧磁鐵
(30)‧‧‧螺桿組
(31)‧‧‧螺桿
(32)‧‧‧螺套
(321)‧‧‧軸身
(322)‧‧‧螺管身
(323)‧‧‧肩面
(40)‧‧‧角度解析裝置
第一圖係一習知技術之剖視圖。
第二圖係另一習知技術之剖視圖。
第三圖係本發明一較佳實施例之組合立體圖。
第四圖係本發明一較佳實施例之剖視圖。
(10)‧‧‧螺桿往復運動之外轉式直驅機構
(21)‧‧‧定子部
(22)‧‧‧轉子部
(221)‧‧‧磁鐵
(30)‧‧‧螺桿組
(31)‧‧‧螺桿
(32)‧‧‧螺套
(321)‧‧‧軸身
(322)‧‧‧螺管身
(323)‧‧‧肩面
(40)‧‧‧角度解析裝置

Claims (5)

  1. 一種螺桿往復運動之外轉式直驅機構，包含有：一外轉式轉矩馬達，具有一定子部，一環繞於該定子部周側之轉子部；一螺桿組，具有一管狀螺套，一螺桿係同軸螺接於該螺套中；其特徵在於：該定子部係呈環狀，並使該螺桿同軸穿伸於其中；該螺套則係具有一管狀軸身，係同軸穿套於該定子部之外周環面外，一螺管身，係同軸位於該軸身軸向一端上，並與伸出該定子部之該螺桿桿身螺接；以及，該轉子部所具有之多數磁鐵係分別固接於該軸身之內周環面上，而與該定子部之外周環面相向且相隔開來。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述螺桿往復運動之外轉式直驅機構，其中，該螺桿係為艾克姆螺桿。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述螺桿往復運動之外轉式直驅機構，其中，該螺桿係為滾珠螺桿。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述螺桿往復運動之外轉式直驅機構，其中，該軸身之內徑係大於該螺管身之內徑，並於其間形成一環形肩面，且令該肩面與該定子部軸向一端端面相隔開來。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述螺桿往復運動之外轉式直驅機構，其係更包含有一角度解析裝置，係位於該肩面與該定子部軸向一端端面間。
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