TW432774B - Actuator - Google Patents

Description

五、發明說明（1) ：ij背景 [發明領域] 本發明係關於一種致動器’其係藉由使用進給螺帽， 而將進給螺桿之旋轉運動轉換成直線運動，以使位移構件 執行直線型之運動。 [相關技術之說明] 一種基本上採用進給螺桿之致動器，目前係可用以做 為傳送工作件或類似物件之驅動源。舉例來說，如圖8所 示，此致動器10係包含一滾珠螺桿16，而滾珠螺桿之—端 係連接至一馬達12之旋轉轴桿14。滾珠螺桿16之另一端則 由一軸桿支撐構件18旋轉式地支撐。一進給螺帽20與滾珠 螺桿16相嚙合。進給螺帽2〇係由一位移構件22所包圍。位 移構件22形成有一附接部24，該附接部24突伸於位移構件 22之上方部位’並且沿著其位移方向而延伸。該附接部μ 係向上突伸穿過一狹縫28，其中該狹縫係形成在致動器1〇 之骨架26的上方部位。 當馬達12運轉時，滾珠螺桿16之旋轉運動藉由進給螺 帽20之輔助而轉換成直線型運動。該直線型運動被傳送至 位移構件22。因此’位移構件22可沿著致動器1 〇之縱長方 向而移動。 y 然而，若上述之習知致動器1 0在骨架2 6與滾珠螺桿1 6 H具有任拎心之偏差，則當位移構件22位移 時’其相對於骨架26之内壁的滑動阻抗便會增加，使得當 \位移構件22在骨架26内位移時，位移構件22之位移動作便

A:\310116. ptd 第6頁 4 3 27 7 4 五、發明說明（2) 會受阻。 基於此緣故，當滾珠螺桿1 6組裝至骨架2 6時，滾珠螺 桿1 6之兩末端係需要相對於旋轉軸桿14及軸桿支撐構件1 8 來加以進行中心定位調整，其亦需要將滚珠螺桿1 6相對於 進給螺帽20來進行中心定位調整。因此，產生組裝操作上 之複雜化的問題。 再者，若滾珠螺桿1 6之中央部位歪曲時，舉例來說， 當致動器10具有特長之尺寸時，或者當工件或類似物件之 負載施加在位移構件22上時，則在位移構件22與骨架26之 間的滑動阻抗，便會以相同於上述之方式而增加，使得位 移構件22經常會造成無法移動。基於此一緣故，致動器1〇 便無法具有相當長之長度，且亦需對於工件之負載加以限 制。 [發明概要] 本發明大體上之目的係要提供一種致動器，當該致動 4菸：’給螺椁與一骨架之間產生軸向偏差時，亦不會使 位移構件之位移動作受阻。 以藉要目的係要提供一種致動，，該致動器可 差，= 轴向偏心消除機構來消除進給螺桿之軸向偏 其中誃批移構件受到一進給螺桿之位置偏差所影孿， 垂直之〜消除機構係可以在與位移構件之位移方向 曲。 動’而消除該進給螺桿之位置偏差及歪 本發Bt g 力—目的係要提供一種致動器，該致動器包

五、發明說明（3) 含一軸向偏心消除機構’係由第一導引機構以及第二導引 機構所組成，其中該第一導引機構係可以在垂直於該位移 構件之位移方向之方向上做線性移動，且該第二導引機構 係可以在垂直於該位移構件之位移方向但不同於該第一導 引機構之位移方向之方向上做線性地移動，藉此使其可以 藉由採用相當簡卓之機構，而消除進給螺桿之轴向偏心。 本發明上述及其他目的、特徵及優點，將可由以下之 說明’並配合所附之圖式，而獲致更深入之瞭解，其中在 附圖中所顯示者’僅係本發明較佳實施例之示例性實例。 [圖式之簡單說明] 第1圖係，顯示依照本發明第一實施例之致動器之立 體視圖； 第2圖係顯示第1圖所示之致動器之縱向截面圖； 第3圖係顯示用於第1圖所示之致動器之位移構件之立 體視圖； 第4圖係顯示第3圖所示之位移機構之立體分解視圖； 第5圖係沿著第1圖所示之致動器的剖面線所取之 截面視圖； 第6圖係沿著第1圖所示之致動器的剖面線νι_γι所取 之截面視圖； 第7圖係顯示依照本發明第二實施例之致動器之縱向 戴面視圖；以及 第8圖係顯示習知技術之致動器之縱向截面視圖。 [較佳實施例之說明]

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依照本發明之致動器，將在下文中參考所附之圖式來 詳加說明，其t在圖式中係顯示本發明之較佳實施例。 現請參照第1圖及第2圖，參考標號3 〇係標示本發明第 一實施例之致動器。致動器3〇基本上係包含一具有特長尺 寸之骨架32、一位於骨架32之一端的馬達34、一可轉動地 支撐在骨架32上之滾珠螺桿36、以及一位移機構38，其中 該位移機構38係與骨架32之内部周緣可滑動式地接觸，並 以藉由滾珠螺桿36之輔助來進行位移。 一複數個延伸之附接凹溝4〇3至4〇(1，係用以藉由圖上未 顯示之附接裝置，諸如螺栓，將致動器3〇附接至其他構件 上，這些附接凹溝係沿著縱長方向而形成在骨架32之侧邊 表面上。於其上附接有圖上未顯示之位置感測器之感測器 凹溝42a、4 2b，係沿著縱長方向而形成在延伸之附接凹 40a 、40b 、40c 、40d 之 Fel « 一分隔件44之一末端係牢固至骨架32之一端。馬達34 則牢固在分隔件44之另-末端。滾珠螺桿36係經由一聯結 器48連接至馬達34之旋轉軸桿46 ^滾珠螺桿36之兩端係經 由轴承52a至52c而由安裝在骨架32之兩末端内部之軸桿， 撐構件50a、50b ’以可旋轉之方式支樓。 滾珠螺桿36係插入至位移機 所示，第一滑動導引件54係 滑動導引件54所具有之内壁 定之距離。在第一滑動導引 部56 ^該徑向擴大部56係可 構38中（參照第3圖）。如第4圖 位在位移機構38之一端。第— ，係與滾珠螺桿3 6隔開一段預 件54之一端形成有一徑向擴大 在骨架32之内壁上滑動。環圈

d32T74 五、發明說明（5) 狀之係安裝在徑向擴大部巧上。在此實施例 中，=裝在骨架32之感測器凹溝42a、42b之預定位置上之 感測器（未顯示）可偵測與位移機構38 一起位 =力來:因此，舉例來說’位移機獅之位移量= 产動大艘為圓筒狀之進給螺帽6〇，係抵靠在第一 : 端。進給螺帽60係藉由滾珠構件62之輔 螺帽固定2螺桿36相0^合°構成軸向偏心消除機構58之 二目=件64的一端，係牢固至進給螺帽6〇之一末端 帽固疋件64所具有之内壁，係與滾珠螺棵^ 、 之距離。如笛^ 螺桿隔開一段預定 ..^ 第4圖所不，延伸在垂直於滾珠螺桿3 6之方 . λ之另端。在'形狀上大體為環圈狀且用以構成 二m機構58之銜；構件68’係具有第-導引部 接=一導引部70係可滑動地與第一導引凹溝66相銜 。第一導引凹溝66及第一導引部7〇構成第一導引 隔門形ί;銜接構件68之穿孔73之内壁，係與滚珠螵桿36 隔開一段預定之距離。 仟μ 第二導引部74係突設在銜接構件68其相反於第一導引 S桿ί ί: i ’此第二導引部74係延伸在分別垂直於滾珠 (由Γ二向以及第一導引部70之位移方向之方向上 潘I 所標示之方向）。軸向偏心消除機構58係包括第 弓丨件76。在第二滑動導引件76上係形成有第二導 ’該第二導引凹溝係可滑動地與第二導引部74相

432774 五、發明說明（6) 銜接。第二導引部74及第二導引凹溝78係構成第二導引機 構80。第二滑動導引件76所具有之内壁係與滾珠螺桿％相 隔一段預定之距離。在第二滑動導引件76之一端部係形成 有徑向擴大部82。該徑向擴大部82係可以在骨架32之内壁 上滑動。 第一滑動導引件54以及第二滑動導引件76係螺合至 大致呈圓筒狀之位移構件84 固定件64以及衡接構件68係 動器30之縱長方向延伸之突 之上方部位。突伸部86係插 之夾縫88中。大體上呈角度 係牢固至突伸部86之兩末端 該形成夾縫88之壁體上滑動 (圖上未顯示）或類似構件。 第一實施例之致動器30 構成。接著’其操作將說明 之兩末端。進給螺帽、螺帽 插入至位移構件84中。沿著致 伸部86，係突設在位移構件84 入至形成在骨架32之上方部位 狀11形之導引構件90a、90b， 。導引構件9〇a、係可以在 °該突伸部86上可安裝一平台 基本上係依照如上述之方式而 如下。 當馬達34運轉以轉動旋轉軸桿46時，滾 ===而：動。此旋轉運動經由滾珠構件62而傳送 至進給螺帽60。在此一過程中，位 吁疋 因為突伸部86之導引構件，、9〇b = 备 接著’如第5圖及第6圖所示 動° = ’位移機構38便在箭則之方向上位轉移、。成線運 以下將針對當滾珠螺桿 I·» 狀況來加以說明 36相對於骨架32產生軸向偏差時之操作 432774 五、發明說明（7) 如第5圖所示，當滾珠螺桿％在相對於骨架32之箭頭δ 之方向上具有一轴向偏差量1；)時，銜接構件68之第二導引 部74便會相對於第二滑動導引件76之第二導引凹溝78而移 動-位移量b，其中該第二導部74及第二導引凹溝^係 構成第二導引機構80。當滾珠螺桿36在相對於骨架32之箭 頭c之方向上具有一軸向偏差量(；時，銜接構件68之第一導 引部70便會相對於第螺帽固定件64之第一導引凹細而移 動一位移量c，其中該第一導引凹溝66及第一導引部係 構成第一導引機構72。在另一方面，第一滑動導引件54及 第二滑動導引件76係不會相對於骨架32而在箭頭β、c之方 向上產生位移。因此，當滾珠螺桿36以相對於骨架Μ而具 有轴向偏差之狀態轉動時，螺帽固定件64便會在第5圖及、 第6圖所示之深度方向上等動。然而，在第一滑動導引件 54及第二滑動導引件76上之徑向擴大部56、82與骨架32之 内壁之間的滑動阻抗係不會增加。如此，在位移機構3 8之 位移動作上便不致於會有受阻礙之可能性（參照第2圖）。 因此，當致動器30組裝時，在滾珠螺桿36之兩末係 可相對於轴桿支撐構件5〇a、5〇b，而充分地施加以中心定' 位調整。組裝時不需要提供任何步驟來執行滾珠螺桿3δ及 進給螺帽60相對於骨架32之精密的中心定位調整。因此， 致動器30之組裝操作可以簡化，並進而提升操作之效率。 甚至當致動器30係具有特長尺寸之滾珠螺桿36以及滾珠螺 桿36由於其本身重量而歪曲時，或甚至當由於工件或類似 物件之負載施加在位移機構38上而造成滾珠螺桿36歪曲

4 3 2 7 7 4 五、發明說明（8) 時位移機構3 8仍然可以適當地位移。因此，可以使致動 器30具有較長的位移範圍。由致動器3〇所傳輸之工件之負 載’亦可因此而增加。 繼而將第二實施例之致動器100在下文中參照圖7來加 以說明。在第二實施例中，所有相同於在第一實施例中所 說明之元件或零件，係以相同之參考標號來標示，且其細 部說明則不再贅述。 外殼104係固定在致動器1〇〇之骨架1〇2之一末端。外 殼104係具有一馬達1〇6，該馬達係與骨架1〇2成平行配 置。滑輪110係位在馬達1 06之旋轉轴桿108上。另一方 面，滑輪11 2在一滾珠螺桿111之一末端，該滾珠螺桿1 π 係由骨架102之軸桿支撐構件103可旋轉式地加以支撐。皮 帶11 3係捲繞在滑輪11 0、Π 2上。 進給螺帽6 0以相同於第一實施例致動器3 0之方式，經 由滾珠構件62而與滾珠螺桿111相嚙合。螺帽固定件64牢 固在進給螺帽60上。如第4圖所示，銜接構件68之第一導 引部70，係以可滑動之方式與螺帽固定件64之第一導引凹 溝66相銜接。銜接構件68之第二導引部74 ’則以可滑動之 方式與一形成在滑動導引件114上之第二導引凹溝78相銜 接。 在滑動導引件114之一末端設圓筒狀之位移構件116包 圍該進給螺帽60、螺帽固定件64及銜接構件68。圓筒狀構 件118之一末端牢固至滑動導引件丨丨4之另一末端。圓筒狀 構件118之另—端部突伸穿過骨架丨〇2之端部，且藉由一支

A:\310116.ptd 第13頁 五、發明說明（9) 撐構件120而以可滑動之方式支撐在骨架1〇2上。滾珠螺桿 in之端部係藉由一軸桿支撐構件122以可旋轉之方式支撐 在圓筒狀構件118中。圓筒狀構件118係藉由一蓋體構件 124予以密封。因此，致動器1〇〇可防止灰塵或類似物件由 致動器100外面侵入至骨架1〇2内部。致動器1〇〇完全不會 有灰塵或類似物件附著在滾珠螺桿丨〗1上之可能性。 依照第二實施例之致動器1 00係依上述之方式建構而 成。以下說明其操作。 當馬達106運轉時，滑輪11〇係經由旋轉軸桿1〇8而轉 動。旋轉運動係藉由皮帶113及112之輔助，而傳送至滾珠 螺桿111。滾珠螺桿111之旋轉運動係由進給螺帽6〇轉換成 直線運動，且該滑動導引件114則沿著箭頭D之方向移位。 因此’圓筒狀構件118可y在相對於骨架1〇2之前後方向上 移動。 當滚珠螺桿111相對於骨架1 〇 2具有轴向偏差時，以相 同於第一實施例之致動器30之方式來進行以下之動作。亦 即，第二導引部74係相對於第二導引凹溝78而滑動，且因 此使銜接構件68相對於滑動導引件11 4而移位。此外，第 一導引部7 0可以在第一導引凹溝6 6上滑動，使螺帽固定件 64相對於銜接構件68而移動（參照圖4)。因此，當滾珠螺 桿111以相對於骨架102而具有軸向偏差之狀態轉動時，在 滑動導引件11 4與骨架1 0 2之間的滑動阻抗不會增加。如 此，在圓筒狀構件118之位移動作上便不致於會有受阻礙 之可能性（參照圖7)。

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五、發明說明（ίο) 因此，當致動器100組裝時，在滾珠螺桿111之兩末端 係可相對於支撐構件1 2 G、軸桿支撐構件〗2 2以及軸桿支 撑構件103 ’而充分作中心定位調整。不需要提供任何步 驟來執行滾珠螺桿111及進給螺帽60相對於骨架1〇2之精密 的中心定位調整》因此，致動器1 〇 〇之組裝操作係可以簡 化，並進而提升操作之效率。 甚至當滾珠螺桿111由於其本身重量而歪曲時，或甚 至當滾珠螺桿111由於施加在圓筒狀構件118上之負載而歪 曲時’圓筒狀構件118仍可以適當地移動。因此，致動器 iOO便可以具有相當長之位移範圍。亦可增加工件之負載 如上所述，在依照第一及第二實施例之致動器30、 100中’滾珠螺桿36、111,係可用以做為進給螺桿。妷而， 其最好採用滑動螺桿。 ~ 諸如由橡膠製成之可撓性構件，可應用在銜接構件68 上’以將螺帽固定件64連接至第二滑動導弓丨件76或滑動導 引件11 4上，·而構成轴向偏心消除機構5 8。

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Claims (1)

1. 432774

   ，包含： Π1)，係由一旋轉驅動源（34 h 一種致動器（30，loo) —進給螺桿（3 6， 1 0 6 )所轉動； 進給螺帽（6 0 )’係用以與該進給螺桿（3 6，111 ) 相嚙σ，且將進給螺桿（36，1U)之旋轉運 線型運動； 一位移構件（8 4，1 1 6 )，係用以依照該進給螺帽 (60)之位移動作’沿著容置有該進給螺桿，丨丨丨）及 進給螺帽（60)之骨架（32，102)而移動；以及 一轴向偏心消除機構（58)，係用以與該位移構件 (84，116)以及進給螺帽（60)相銜接，且其銜接之狀態 係可使其在垂直於該位移構件（84，116)之位移方向之 方向上移動D r 2. 根據申請專利範圍第1項之致動器（3〇，ι〇〇)，其中該轴 向偏心消除機構（58)係具有一銜接構件（68)，係用以連 接該進給螺帽（60)及位移構件（84，Π6)，在該進給螺 帽（60)與該銜接構件（68)之間的連接部設第一導引機構 (72) ’該第一導引機構（72)可以在垂直於該位移構件 (84，116)之位移方向之方向上線性地移動；在該銜接 構件（68)及位移構件（84，116)之間的連接部設第二導 引機構（80)，該第二導引機構（80)，可以在垂直於該位 移構件（84，116)之位移方向但不同於該第一導引機構 (72)之位移方向之方向上做線性地移動。 3. 根據申請專利範園第2項之致動器（30 ’100) ’其中該第 ΙΗΠΗΓ A:\310116. ptd 第16頁 €32774 六、申請專利範圍 一導引機構（72)及第二導引機構（80)各包含有一具有一 線性形狀之導引部（7 0，7 4 )，以及一可滑動式地銜接該 導引部（70，74)之導引凹溝（66，78)。 4. 根據申請專利範圍第2項之致動器（3〇，1〇〇)，其中該第 二導引機構（80)係可以在垂直於該第一導引機構（72)之 位移方向之方向上移動。 5. 根據申請專利範圍第2項之致動器（30，1〇〇)，其中該銜 接構件（68)係形成有可使進給螺桿（36，111)插入之開 孔（73)，且用以構成該開孔（73)之壁體與該進給螺桿 (36，111 )隔開一段預定之間隔距離。 6_根據申請專利範圍第i項之致動器（3〇)，其中該位移構 件（84)係形成有一突伸部（86)，該突伸部（86)穿過形成 在骨架（3 2 )上之夾縫（88 )而突伸至外面，且該位移構件 (84)之位移可經由該突伸部（86)而被傳送至骨架（32)的 外面。 7. 根據申請專利範圍第1項之致動器（1〇〇)，其中配置在該 骨架（102)中包圍該進給螺桿（111)之圓筒狀構件 (118)，有一端部固定在位移構件（116)上，且該圊筒狀 構件（U 8 )係可以在相對於該骨架（1 02 )之前後方向上移 動。 8. 根據申請專利範圍第1項之致動器（30)，其中該旋轉驅 動源（34)係與該進給螺桿（36)成同軸配置，且該旋轉驅 動源（34)之旋轉運動，係可以經由一聯結器（48)而被傳 送至該滾珠螺桿（3 6 )上。

   C:\ProgramFiles\Patent\310116.ptd 第 17 頁

   根據申請專利範圍第i 動源（106)係與該進給 驅動源（10 6)之旋轉驅 傳送裝置（110，112， 上。 項之致動器（100)，其中該旋轉驅 螺桿（111 )成平行配置，且該旋轉 動力，係可以經由一旋轉驅動力 113)而被傳送至該滾珠螺桿（111)

   C:\Program Files\Patent\31G116‘ptd 第 18 頁