TW201738484A - 驅動傳達機構及利用該機構的機械裝置 - Google Patents

Abstract

課題：提供一種構造較為簡單，且能良好地反應出加工精確度的驅動傳達機構及利用該機構的機械裝置。 解決方法：球減速機20是具備有：蝸桿24，外周面形成有用以承受球50的表面的螺旋狀的球溝26，且藉由驅動設備旋轉驅動；旋轉體30，可與輸出軸14一體旋轉，且在不與前述輸出軸14垂直之主面上以適宜間隔設置有複數個承受件38，該承受件38具有承受前述球50的表面的曲面部40。前述承受件38設有用以承受該球50的曲面部40，及用以收容磁鐵46的收容部42，且前述球50是藉由磁力而吸着保持於該承受件38。即，前述球50是吸着保持在垂直於輸出軸14的軸方向之主面上，且咬合於前述蝸桿24的球溝26。

Description

驅動傳達機構及利用該機構的機械裝置

本發明是有關於一種驅動傳達機構及利用該機構的機械裝置，更具體而言，是關於提高凸輪的加工精確度並在驅動時可反應出其良好的加工精確度之驅動傳達機構及利用該機構的機械裝置。

作為驅動傳達機構例如球減速機，有日本特開2009-210004號公報的技術。該日本特開2009-210004號案的球減速機，具備：蝸輪，外周面具有複數凹部；磁鐵，收容於該凹部內；球狀體，由磁性材料形成並其一部分收容於該凹部內且藉由該磁鐵吸着保持；及蝸桿，外周面形成有用以承受該球狀體的表面的螺旋狀溝且藉由驅動機構旋轉驅動。

然而，上述日本特開2009-210004號案所記載的技術有如下之課題：由於在蝸輪的外周面形成用以承受球的溝，因此構造複雜，且難以提高凸輪的加工精確度，即便加工精確度良好，驅動時未必能反應出其良好的加工精確度。

因此，本發明的目的，在於提供一種以較為簡單的構造來提高凸輪的加工精確度，且在驅動時能良好地反應出該加工精確度的驅動傳達機構及利用該機構的機械裝置。

於是，本發明的球減速機，其特徵在於：蝸桿，外周面形成有用以承受球的表面的螺旋狀溝，且藉由驅動設備旋轉驅動；被驅動體，在不與該蝸桿的旋轉軸垂直之主面上以適宜間隔設置有複數個承受件，該承受件具有承受前述球的表面的承受部；且藉由磁力將前述球吸着保持於前述承受部。

主要的形態之一的特徵在於：前述被驅動體是可與輸出軸一體地旋轉，並前述複數個承受件，是在以前述輸出軸為中心的同一圓周上，以適宜間隔設置在與該輸出軸的軸方向垂直的主面上的外周側上。其他的形態之特徵在於前述被驅動體是轉筒或轉輪。另外一種主要的形態之一的特徵在於：前述被驅動體是在前述主面上的同一直線上以適宜間隔複數配置有前述複數個承受件。

其他的形態之一的特徵在於：前述承受件具有承受前述球的表面的曲面部，及收容磁鐵的收容部；且前述球是由磁性材料形成。或者，特徵在於前述承受件具有以複數處承受前述球的表面的其他的複數個球，配置有前述其他的複數個球的承受部，及形成在前述承受部的下方並收容磁鐵的收容部，且前述球是由磁性材料形成。又，其他的形態之特徵在於該被驅動體是由磁性材料形成。

本發明的機械裝置的特徵在於：利用前述任一記載所述的驅動傳達機構。本發明的前述及其他的目的、特徵、優點，可從以下的詳細說明及附加圖式明白了解。

本發明的功效在於 ：依據本發明，是因為構成為具備有：蝸桿，外周面形成有用以承受球的表面的螺旋狀溝，且藉由驅動機構旋轉驅動；被驅動體，在不與該蝸桿的旋轉軸垂直之主面上以適宜間隔設置有複數個承受件，該承受件具有承受前述球的表面的承受部；且藉由磁力將前述球吸着保持於前述承受部。因此，可將驅動傳達機構的構造簡略化的同時，由於在被驅動體的主面上形成有用以保持球的承受部，所以加工精確度獲得提高，且可在驅動時的再現性也良好等情況中，良好地反應出加工精確度。

在本發明被詳細描述的前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示，以下，依據實施例來詳細說明用以實施本發明的最佳態樣。

首先，參照圖1及圖2來說明本發明的實施例1。圖1(A)是截面圖，顯示本發明的實施例1的旋轉台裝置的主要部，圖1(B)是前述(A)的局部放大圖。圖2是前述旋轉台裝置的平面圖。本實施例，是將本發明的驅動傳達機構適用於用在分度台等的旋轉台裝置的球減速機的例子。如圖1(A)所示，本實施例的旋轉台裝置10，是構成為在球減速機20的輸出軸14上設置機台16。前述球減速機20，是由固定在輸入軸22的蝸桿24、固定在前述輸出軸14的旋轉體30，及球50等所構成。

前述蝸桿24是固定在輸入軸22，該輸入軸22是藉由一對軸承28A、28B可旋轉地被支撐在本體盒12的適當位置。如上述的蝸桿24的外周上形成有螺旋狀的球溝26。另外，本實施例中，作為前述蝸桿24，使用了全長都徑長均一的蝸桿，但也可以使用兩端部的直徑大於中心部的鼓形蝸桿，並使之廣範圍地接觸於球50。

另外，前述旋轉體30，是藉由適當的設備來固定於該輸出軸14，且使其能與輸出軸14一體旋轉。前述旋轉體30在本實施例中是使用具有圓筒部32的轉筒型態的旋轉體。在前述圓筒部32的下側的主面上，如圖1(B)所述，在以前述輸出軸14為中心的同一圓周上以相互適宜間隔形成有複數的凹部34，而該凹部34設置於下述的承受件38。前述承受件38具有收容磁鐵46的收容部42，及承受球50的曲面部40。前述磁鐵46是收容於前述承受件38的收容部42。本實施例中，由於承受件38是由磁性體或磁性材料所形成，因此，磁鐵46會因磁力而吸着於承受件38。接著，前述球50的一部分收容於前述承受件38的曲面部40。前述球50也是由磁性體形成，因而會被磁鐵46吸着。

簡言之，是構成為在與前述輸出軸14的軸方向垂直的面上藉由前述承受件38來承受前述球50。換言之，是構成為在該蝸桿的旋轉軸(輸入軸22)垂直的主面上承受前述球50。另外，各部的尺寸是設定為據以能使在磁鐵46及球50之間形成空間44的尺寸。該空間44是防止因為球50的旋轉所造成的磁鐵46的損傷，並且也具有讓油積存的功能。又，在圖示之例中，在前述承受件38的頂面38A與前述凹部34之間也設置有適宜的間隙48。

從前述磁鐵46所發出的磁力線，通過球50及承受件38後，再回到磁鐵46。如此，球50是藉由磁鐵46而被吸着保持於旋轉體30的承受件38，且成為這些球50嵌入咬合於上述蝸桿24的球溝26的結構。這樣的旋轉體30，是如圖1(A)所示，藉由軸承等被支撐成可相對前述盒本體12旋轉。

接著，說明本實施例的作用。藉由圖未示的驅動裝置來旋轉前述輸入軸22時，該輸入軸22的旋轉會帶動蝸桿24跟著旋轉，以使前述球50沿著蝸桿24的球溝26移動。該球50的移動，透過承受該球50的承受件38，帶動前述旋轉體30跟著旋轉，並使固定於該旋轉體30的輸出軸14及機台16也旋轉。藉由這樣的方式，輸入軸22的旋轉傳達至前述機台16。由於旋轉體30的旋轉數會小於輸入軸22的旋轉數，因而可發揮球減速機20的作用。

如上述，依據實施例1，是構成為具備有：蝸桿24，外周面形成有用以承受球50的表面的螺旋狀的球溝26，且藉由驅動設備旋轉；及旋轉體30，在其可與輸出軸14一體旋轉且在與前述輸出軸14的軸方向垂直的主面上的外周側上，以相互適宜間隔形成具有用以承受前述球50的曲面部40的複數個承受件38；並且，藉由磁力將前述球50吸着保持於前述承受件38。因此，有如下所述的效果。

(1) 構成為在垂直於輸出軸14的面上(即，不垂直於蝸桿24的旋轉軸(輸入軸22)的主面上)藉由前述承受件38來承受前述球50。因此，如滾子齒輪凸輪或蝸輪，相較於以外周面承受球的構造，可獲得良好的加工精確度，且在驅動時可反應出其良好的加工精確度。

(2) 藉由磁力將球50吸着保持而藉以防止球50脫落，因此，可謀求將球減速機20的構成予以簡略化，小型化、輕量化。

(3) 以磁性材料來形成前述承受件38，因此，僅藉由磁力可輕易固定磁鐵46。

(4) 不需要齒隙，因此得以實現球減速機20的高速旋轉、高剛性旋轉。

接著，參照圖3來說明本發明的實施例2。上述的實施例1，是將本發明的驅動傳達機構適用於旋轉台裝置及其球減速機的例子。即，雖然會減速，但仍將旋轉運動作為旋轉運動傳達給被驅動體(旋轉體30)。相較於實施例1，本實施例中，是傳達旋轉運動以使被驅動體直線地來回驅動的例子。圖3(A-1)是本實施例的主要截面圖，圖3(A-2)是前述(A-1)的局部放大圖，圖3(B)是由箭頭F3a的方向觀看前述(A-1)的平面圖，圖3(C)是由箭頭F3b的方向觀看前述(A-1)的背面圖。

本實施例的驅動傳達機構100，是由可旋轉地被本體盒120支撐的蝸桿104、可來回驅動地被前述本體盒120支撐的被驅動體130、旋轉前述蝸桿104的馬達146，及用以傳達驅動的球150等所構成。前述蝸桿104固定於旋轉軸102，而該旋轉軸102是藉由軸承108、110來可旋轉地被支撐在本體盒120的適當位置。如上述的蝸桿104的外周上形成有螺旋狀的球溝106。前述旋轉軸102是藉由固定於前述本體盒120的馬達146旋轉驅動。

另外，本實施例中，如圖3(B)所示，前述被驅動體130，是構成為略長方形的板體，前述被驅動體130的長度方向平行於前述蝸桿104的旋轉軸102的軸方向，並且，可沿著前述軸方向來回移動地被前述本體盒120支撐。如圖3(B)及(C)所示，前述被驅動體130的一端側(圖3(B)中的左端側)的側面130A、130B上沿長度方向形成有承受球150的一部分且截面呈弧狀的球溝132A、132B。

如圖3(C)所示，本體盒120的下方形成有用以保持前述被驅動體130的中空部122。另外，如圖3(B)所示，前述本體盒120的側面124、126分別形成有複數個凹部134，該凹部134用以設置下述之承受件136。該承受件136具有：複數個球142，以複數處承受前述球150的表面；承受部138，承受前述球142；收容部140，形成在該承受部138的下方並用以收容磁鐵144。本實施例中，由於承受件136是由磁性體或磁性材料所形成，因此，前述磁鐵144是藉由承受件136的磁力而吸着。接著，藉由設置於前述承受件136的承受部138的複數個球142，由磁性體所形成的球150的表面會被支撐，並且，前述球150被前述磁鐵144吸着，進而被前述承受件136吸着保持。

球150分別被前述本體盒120的側面124、126的各個承受件136吸着保持，且如圖3(B)及(C)所示，球150的一部分嵌入於形成在前述被驅動體130的側面130A、130B的球溝132A、132B。如此，藉由球150及球溝132A、132B，前述被驅動體130被保持成可相對前述本體盒120來回移動，且該來回移動受到導引。另外，前述本體盒120的中空部122的頂面128形成有球溝132C，藉以避免接觸於下述被驅動體130所保持的球150。

接著，前述被驅動體130，如圖3(A-1)及(B)所示，是其頂面130C形成有在長度方向上以適宜間隔形成有複數個用以容納承受件136的凹部134。即，前述被驅動體130是在與前述蝸桿104的旋轉軸102平行的主面上形成有前述凹部134。該凹部134及承受件136的構成，是與設置在前述本體盒120的側面124、126之凹部134及承受件136相同。另外，設置前述承受件136的間隔，是適宜設定成被保持的球150與前述蝸桿104的球溝126咬合的間隔。

接著，說明本實施例的作用。當藉由前述馬達146來旋轉前述旋轉軸102時，隨著該旋轉軸102的旋轉，蝸桿104也會旋轉，以使前述球150沿著蝸桿104的球溝106移動。該球150，是藉由磁鐵144吸着保持於被驅動體130的頂面130A，而前述被驅動體130本身可來回移動地被前述本體盒120保持。藉此，隨著前述球150的移動，被驅動體130也會透過承受前述球150的承受件136而來回移動。此時，被設置於前述本體盒120的側面124、126的承受件136所保持的球150會咬合於被驅動體130的側面130A、130B的球溝132A、132B，因此，前述被驅動體130會被導引成保持著與前述旋轉軸102平行的狀態並來回移動。

如此，依據實施例2，構成為外周面形成有用以承受球150的表面的螺旋狀的球溝106，且具有供馬達146旋轉的蝸桿104及在平行於前述蝸桿104的旋轉軸102之主面上，在長度方向上以適宜間隔形成有複數個用以承受球150的表面的承受件136的被驅動體130。並且，因為構成為藉由磁力將前述球150吸着保持於前述承受件136，因此能夠透過前述球150將旋轉驅動轉換成直線驅動並予以傳達。另外，因為構成為藉由複數個球142來承受前述球150的表面，因此能提高耐磨擦性。而其他的效果，與前述實施例1相同。

接著，參照圖4來說明本發明的實施例3。本實施例與前述實施例2相同，也是傳達旋轉運動而以使被驅動體直線來回驅動的例子。圖4(A-1)是主要截面圖，圖4(A-2)是前述(A-1)的局部放大圖，圖4(B)是由箭頭F4的方向觀看前述圖4 (A-1)的圖。本實施例的驅動傳達機構200，是由可旋轉地被本體盒212支撐的蝸桿204、可來回移動地被本體盒212支撐的被驅動體230、旋轉前述蝸桿204的馬達146，及用以傳達驅動的球150等所構成。前述蝸桿204是固定於旋轉軸202，而該旋轉軸202是藉由軸承208、210而可旋轉地被支撐在本體盒120的適當位置。在本實施例中，前述蝸桿204形成為先端為尖形的三角錐型。這樣的蝸桿204的外周面形成有螺旋狀的球溝206。前述旋轉軸202是藉由固定於前述本體盒212的馬達146來旋轉驅動。

另一方面，被驅動體230，如同前述實施例2，是形成為略長方形，如圖4(A-1)所示，其長度方向與前述蝸桿204的旋轉軸202的軸方向交叉，並且，可沿著前述長度方向來回移動地被前述本體盒212支撐。如圖4(B)所示，本體盒212的下方形成有用以保持前述被驅動體230的中空部241。然後，前述被驅動體230的側面234、236形成有導軌235、237，以能沿著前述本體盒212的側面216、218驅動。另外，前述中空部214的頂面220形成有球溝222，該球溝222形成為不接觸於球150，以免妨礙下述被驅動體230的來回移動。

另一方面，前述被驅動體230的頂面232側在長度方向上以適宜間隔形成有複數個用以容納承受件242的凹部240。即，前述被驅動體230是在不與前述蝸桿204的旋轉軸垂直地交叉之主面上形成有前述凹部240。前述承受件242具有：以複數處承受前述球250的表面的複數個球248；承受該球248的承受部244；及形成在該承受部244的下方並收容磁鐵250的收容部246。本實施例中，由於承受件242是由磁性體或磁性材料所構成，因此，前述磁鐵250是藉由磁力而吸着於承受件242。接著，藉由複數個設置於前述承受件242的承受部244的球248來支撐由磁性體所形成的球150的表面，並且，前述球150是會被前述磁鐵250吸着，進而吸着保持於前述承受件242。另外，設置前述承受件242的間隔，是適宜設定成對應所被保持的球150與前述蝸桿204的球溝206咬合的間隔。

接著，說明本實施例的作用。當藉由前述馬達146旋轉前述旋轉軸202時，隨著該旋轉軸202的旋轉，蝸桿204也會跟著旋轉，以使前述球150沿著蝸桿204的球溝206移動。該球150，是以磁鐵250吸着保持於被驅動體230的頂面232，且前述被驅動體230本身可來回移動地被保持於本體盒120。因此，透過承受前述球150的承受件242，隨著前述球150的移動，被驅動體230會來回移動。本實施例，是將球設置在不與蝸桿的旋轉軸垂直地交叉之主面上，但其基本的作用及效果均與前述實施例2相同。

另外，本發明不受前述實施例的限制，且在不跳脫本發明的要旨的範圍內得加以各種變更。例如，本發明亦包含以下例子：

(1)在前述實施例所示的形狀及尺寸僅為一個例子，可對應需求而加以適當變更。至於材料，亦可在能有同樣的效果的範圍內使用各種周知的材料。

(2)作為前述實施例所示的球50、150，尤其適用的是剛性球體，但不限定為此，只要能有同樣的效果，可利用各種廣為所知的球狀體。又，前述實施例所示的球50、150以及承受件38、136、242的數量也僅為一個例子，這些數量可對應需求而適當加減。

(3)在前述實施例1中，是作成為將機台16直接與前述輸出軸14固定。然而，亦可將前述機台16作為副機台，並可追加未圖示的主機台等，而適宜變更機台的構成。

(4)在前述實施例1中，是作成為透過由磁性材料所形成的承受件38來保持球50，但這也僅為一個例子。例如，亦可作成為旋轉體30本身由磁性材料所形成，並於該旋轉體30的主面上直接形成具有曲面部40與收容部42的承受部。若構成為如此，可藉由磁力將收容於前述收容部42的磁鐵46直接吸着於旋轉體30。然而，在這樣的例子中，也不妨在前述磁鐵46與球50之間設置適當的間隙。實施例2及實施例3亦是如此。

(5)可將用以對前述球50賦予壓力的偏壓機構設置於前旋轉體30側，以求更進一步減少齒隙。

(6)前述實施例2中，球的承受件是設置於與蝸桿的旋轉軸平行之主面上，前述實施例3中，是設置於不垂直地與蝸桿的旋轉軸交叉之主面上，但這些也僅為一個例子，只要是不垂直於前述旋轉軸的面，其角度可適宜變更。

(7)前述實施例1中，將本發明的球減速機20應用於旋轉台裝置10，但這也僅為一個例子，不妨將之應用於其他周知的各種機械裝置。實施例2及實施例3亦是如此。

產業上的可利用性：根據本發明，是構成為具備有：蝸桿，外周面形成有用以承受球的表面的螺旋狀溝，且藉由驅動設備旋轉驅動；被驅動體，在不與該蝸桿的旋轉軸垂直之主面上以適宜間隔設置有複數個承受件，該承受件具有承受前述球的表面的承受部；且藉由磁力將該球吸着保持於該承受部。因此，可將構造簡單化的同時，還因為在旋轉體的主面上形成用以保持球的承受部，因此可良好地反應出加工精確度，而適合作為用在旋轉台裝置的球減速機等之驅動傳達機構。尤其適合作為使用轉筒凸輪的球減速機。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

10‧‧‧旋轉台裝置
12‧‧‧本體盒
14‧‧‧輸出軸
16‧‧‧機台
20‧‧‧球減速機
22‧‧‧輸入軸
24‧‧‧蝸桿
26‧‧‧球溝
28A‧‧‧軸承
28B‧‧‧軸承
30‧‧‧旋轉體
32‧‧‧圓筒部
34‧‧‧凹部
36‧‧‧主面
38‧‧‧承受件
38A‧‧‧頂面
40‧‧‧曲面部
42‧‧‧收容部
44‧‧‧空間
46‧‧‧磁鐵
48‧‧‧間隙
50‧‧‧球
100‧‧‧驅動傳達機構
102‧‧‧旋轉軸
104‧‧‧蝸桿
106‧‧‧球溝
108‧‧‧軸承
110‧‧‧軸承
120‧‧‧本體盒
122‧‧‧中空部
124‧‧‧側面部
126‧‧‧側面部
128‧‧‧頂面部
130‧‧‧被驅動體
130A‧‧‧側面
130B‧‧‧側面
130C‧‧‧頂面
132A‧‧‧球溝
132B‧‧‧球溝
132C‧‧‧溝
134‧‧‧凹部
136‧‧‧承受件
138‧‧‧承受部
140‧‧‧收容部
142‧‧‧球
144‧‧‧磁鐵
146‧‧‧馬達
150‧‧‧球
200‧‧‧驅動傳達機構
202‧‧‧旋轉軸
204‧‧‧蝸桿
206‧‧‧球溝
208‧‧‧軸承
210‧‧‧軸承
212‧‧‧本體盒
214‧‧‧中空部
216‧‧‧側面部
218‧‧‧側面部
220‧‧‧頂面
222‧‧‧溝
230‧‧‧被驅動體
232‧‧‧頂面
234‧‧‧側面部
236‧‧‧側面部
235‧‧‧導軌
237‧‧‧導軌
240‧‧‧凹部
242‧‧‧承受件
244‧‧‧承受部
246‧‧‧收容部
248‧‧‧球
250‧‧‧磁鐵

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中 圖1顯示本發明的實施例1的旋轉台裝置，其中，(A)是主要部的截面圖，(B)是前述(A)的局部放大圖； 圖2是前述實施例1的平面圖； 圖3顯示本發明的實施例2的驅動傳達機構，其中，(A-1)是主要截面圖，(A-2)是前述(A-1)的局部放大圖，(B)是由箭頭F3a的方向觀看前述(A-1)的平面圖，(C)是由箭頭F3b的方向觀看前述(A-1)的背面圖；及 圖4顯示本發明的實施例3的驅動傳達機構，其中，(A-1)是主要截面圖，(A-2)是前述(A-1)的局部放大圖，(B)是由箭頭F4的方向觀看前述(A-1)的圖。

10‧‧‧旋轉台裝置

12‧‧‧本體盒

14‧‧‧輸出軸

16‧‧‧機台

20‧‧‧球減速機

24‧‧‧蝸桿

26‧‧‧球溝

30‧‧‧旋轉體

32‧‧‧圓筒部

34‧‧‧凹部

38A‧‧‧頂面

42‧‧‧收容部

44‧‧‧空間

48‧‧‧間隙

Claims (8)

1. 一種驅動傳達機構，其特徵在於： 蝸桿，外周面形成有用以承受球的表面的螺旋狀溝，且藉由驅動設備旋轉驅動； 被驅動體，在不與該蝸桿的旋轉軸垂直之主面上以適宜間隔設置有複數個承受件，該承受件具有承受前述球的表面的承受部；且 藉由磁力將該球吸着保持於該承受部。
2. 如請求項1所述的驅動傳達機構，其中，前述被驅動體，是可與輸出軸一體地旋轉，並前述複數個承受件，是在以前述輸出軸為中心的同一圓周上以適宜間隔設置在與該輸出軸的軸方向垂直的主面上的外周側上。
3. 如請求項2所述的驅動傳達機構，其中，前述被驅動體是轉筒或轉輪。
4. 如請求項1所述的驅動傳達機構，其中，前述被驅動體是在該主面上的同一直線上以適宜間隔複數配置有該複數個承受件。
5. 如請求項1~4所述的驅動傳達機構，其中，前述承受件具有： 承受前述球的表面的曲面部，及 收容磁鐵的收容部；且 前述球是由磁性材料形成。
6. 如請求項1~4所述的驅動傳達機構，其中，前述承受件具有： 以複數處承受前述球的表面的其他的複數個球； 配置有前述其他的複數個球的承受部；及 形成在前述承受部的下方並收容磁鐵的收容部，且 前述球是由磁性材料形成。
7. 如請求項5或6所述的驅動傳達機構，其中，前述被驅動體是由磁性材料形成。
8. 一種使用如申請求項1至7中任一項所述之驅動傳達機構的機械裝置。