TW534960B - Linear drive - Google Patents

Description

(1·) (1·) 1項之概念所 本發明係關於一種根據申請專利範圍第 述之線型傳動裝置。 °種泉型傳動裝置’藉由齒做帶得以將一旋轉運動轉 、、泉型運動係為習知（德國新型專利G 84 26 813.1)。 在齒形皮帶與線性齒形配合件之間經由齒形輪廓得以產生 全形接合，如此即可祕旋轉運_遞缝_配合件形成 /泉』運動。該赫配合件—般設計成由鋼材或類似材料所 製（齒條。一般說來，該齒條設計成具有一定之長度。然而， 根據輯型翻G 84 %犯丨也可考慮，應臟別之麟 段落，藉由間隙讓彼此分離。 該一般藉由一合成橡膠材料所製成之齒形皮帶，例如經 由小齒輪所驅動，並經由導向輪帶至與該齒形配合件嚙合。 再經由附加設置之導向壓緊輪得以確保，在該齒形皮帶之導 入侧與出口側間，保持足夠之齒數與該齒形配舍件嚙合。經 由調整孩導向輪之位置可將該齒形皮帶端緊，此時該導向輪 相互間之距離即可放大。 该習知之線型傳動裝置包含一具有標準齒形輪廓之齒 形皮帶，其與一具相同齒距且齒形輪廓相符之齒形配合件相 鳴合。 為達成力量傳遞，該齒形皮帶自導入侧直至出口侧經由 一預設之長度，即所謂之嚙合長度，與該齒形配合件相嚙 合。此時’該力量傳遞至該齒形配合件係藉由一已確定之剪 力來達成，其係與齒部負載成比例。 該齒形皮帶本身具有一定之剛性，其與位於齒形皮帶中 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 534960 _____B7____ 五、發明說明（2·) 之拉力載體，即所謂之弦帶之剛性、弦帶距離及齒形皮帶寬 度有關。 該習知之線型傳動裝置之缺點為，一過大之剪力導致較 南之齒部負載。此外，此些目前之線型傳動裝置具有此缺 點，即在齒形皮帶之出口側，即在嚙合長度尾端之受拉力 侧，產生極大之力量，此將導致該齒形皮帶及相應之線型傳 動裝置一早期之磨損。且經常經常產生擾人之運轉噪音。 本發明之任務在於，提供一前述種類之線型傳動裝置， 其中，自該齒形皮帶之嚙合部至一線性配合件之鳴合部可達 成一最佳化之力量傳遞。 此任務之解決方案即在於前言所述種類之線型傳動裝 置具有申請專利範圍第1項所述之特徵。更進一步之其他結 構及具優點之設計則得自於該附屬之申請專利範圍。 本發明之特徵在於，於前述種類之線型傳動裝置上，該 皮帶齒部（3)之齒距於齒形皮帶（2)繃緊之狀態下，及於 負載運轉中所出現齒形皮帶負載之狀況下，較該齒形配合件 (5)之齒距短達幾乎無關緊要之〇·8%，該皮帶齒部（3) 之齒面（6)與該拉力載體（7)平面呈垂直角度或幾近垂直 之角度，該齒形配合件⑸之齒溝⑷較該皮帶齒部⑶ 之寬度太約20至80%，且該皮帶齒部（3)相較於該拉力 載體（7)之高剛性設計成較具有彈性。 藉由齒形皮帶上之齒距較齒形配合件上者小達〇8%， 於力里導入側上之齒部，即於嚙合長度上之終點者，及可減 幸二'载只際上已顯示出，於一與一線性齒形配合件以相同 ·!!· · I I (靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂· _線·

發明說明（3·) 又齒距相嚙合之齒形皮帶上，最高之負載出現在受負載出口 侧义齒部上，即於嚙合長度尾端之拉力側上，且若當一齒形 皮帶具有較線性齒形配合件為大之齒距時，出口侧之齒部即 仍承受更大之負載。 於本發明中分佈於鳴合長度上之負載會依據皮帶癌合 部之齒距之縮短而相應改變。在某—特定之縮短量下，齒部 負載於出口侧及入口侧係相同，因此約為當皮帶嚙合部與線 ! 生配合件具有相同齒距時之一半大小。此處所必要之皮帶鳴 合部之齒距亦與齒形皮帶之負載及其剛性相同。若將皮帶嚙 合部之齒距繼續縮短’該負載即會繼續移位，且該力量之傳 遞則繼續增加至無負載之導入側。此種負載移位^結果係充 滿優點者，因於入口侧之幾何比例係較有利。 因此，皮帶齒部之齒面與該拉力載體平面幾乎呈直角， 即可促成一最佳之力量傳遞於該線性齒形配合件上，於齒部 嘴合時促成-料之力量舰，促成—均自之應力導入於拉 力軸線上，促成一均勻之應力分佈於皮帶齒部本身，當皮帶 齒部同時具有較大之剪切變形時。 蔹線性齒形配合件之齒距大小至少應選如此大，該齒形 皮帶由於預拉力及皮帶和齒形配合件之製造公差、及老化所 造成之變長，其彈性應變量之總合不可造成皮帶嘴合部之齒 距大於齒形配合件之齒距。 皮帶齒部相較於齒形皮帶之拉力載體之高剛性係設計 成較具有彈性。其業已顯示，#齒部負載降低時皮帶縱向剛 性必須放大，或齒部抗剪強度必須減小。由於齒形皮帶之縱 534960 A7 五、發明說明（4· Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作枉印製 向剛性會被影響而變差’本發明之皮帶齒部即設計成較具有 =。由於該於力量傳遞過程中出現之剪力，也可能造成該 皮4邵輕微彎蚊極小之錄。於是也有人說，該皮帶齒 部係具有剪切彈性。 、尤其疋’遠皮Υ唱合部與配合件之鳴合部可達到一無摩 擦之唱入及_。其可減少運轉好至最小值，並保護該皮 :齒邵。針對-無干擾之傳動效果及—較長之運轉壽命，皮 ^齒部之保護係-重要之條件。此外，其僅f—極低之維護 、本本發明線型傳動裝置因此較傳統之線奶輪裝置更加 可靠。 、根據本發明-更進―步極具優點之結構，㈣設該皮帶 齒邵以下述方式形鱗性，即儘f該皮㈣部無齒形配合 ί具有不同之齒距，該齒形配合件上至少5個齒部嚙合入皮 π齒部，而產生一力量傳遞作用至齒形配合件上。 备一皮帶齒部嚙合入齒形配合件之一齒溝時，此時即有 一力量傳遞至該齒形配合件，該皮帶齒部由於其彈性會產生 輕，變形，此時其也產生些微扭曲。此會造成一種結i，即 皮帶齒部之齒距會有局部之輕微變化，由於皮帶齒部之彈性 2構，其相互間之距離也同樣輕微改變。因此當該線型傳動 I置於負載運轉工作時，若採用符合本發明之線型傳動裝 置即可有多個皮帶齒部同時屬合入該齒形配合件中。 該線型傳動裝置之嚙合長度特別選擇使入口側不會出 現幾何卡住之長度。 本發明另一進一步之結構設計，係於梯形皮帶齒形輪廓 訂 線

本紙 B7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5·) 中其齒面角度為8〇至9〇度，而當 其主受力區之中央切線之齒面角度輪廓為圓形時， 此種方式所造成之微量脫接力量再土 間。箱 為極具優勢者。 ^料轉緊輪，此 外更進纟之結構係該齡彡轉包含—带 形皮帶齒邵所形成之複合式齒形輪.靡。 y 在本發明另一進一步之結構設計中，該 面角度較相應之皮帶齒部之齒面角 ^ "牛（齒 配人杜士去“闽两用度十坦。特別是，該齒形 應之具有梯形如輪廓之《齒 邵=㈣輯5度。_猶件之㈣度特別是 車 =相叙具有圓形齒面輪廓之皮帶歯部之中央切線之齒 面角度平坦達5度。 本發明之-猶利之設計中，該線性齒形配合件係為一 齒條。該些嗜合人卿配合件之轉中之齒部特別是適於一 複式制齒齒形皮帶之外鳴合部，且玄齒形皮帶之導向輪係設 計成齒輪。 以此一嚙合部，該皮帶齒部嚙合入該齒形配合件 ，並以 另一嚙合部，該嚙形皮帶即經由該設計成齒輪之導向輪以習 知之方式加以驅動。 以下將藉由實施例加以說明本發明，該等實施例以圖式 加以展示。圖式内容為： 圖一該線型傳動裝置功能上之示意性及強烈誇張性圖式， 圖一具有梯形齒形輪廓之皮帶齒部之剖面圖，及 圖二具有圓形齒形輪廓之皮帶齒部之剖面圖。

— UIIII — 11 — — — . 11 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) t^J· 線· +紙狀度週用τ國國家標準（CNS)A4規格（21G χ 297公爱） W4960 A7 -----§z___；_ 五、發明說明（6·) 、圖一顯示本發明線型傳動裝置之功能之示意及強烈誇 張之不意圖。 、该線型傳動裝置包含—齒形皮帶2，其經由轉向㈤導 幻並由一此處未圖式之驅動機構所驅動。於圖一中僅顯示該 齒形皮帶2之上部。事實上，該齒形皮帶2也_延件至下 亦即，該獅皮帶2係以習知乏方式輯成魏點之模 式。 、、該齒形皮帶2由-種合成橡膠材料所組成，並以習知之 i气於其h部具有—未詳細圖式而由玻璃或鋼材所組成之 ♦力载視每-應用狀況及每_種運轉方式，該齒形皮帶 先端緊。其藉由將該二導向^間之距離加以放大而 侍以實現，如此該齒形皮帶2即會繃緊。 …經由至少―導向輪1驅動齒形皮帶2，該導向輪1可設 冲成齒輪。在此狀況之下，該齡彡皮帶除了具有圖式之上方 回口部、具有另一内鳴合部。如於圖一所示，該齒形皮帶 2也可不㈣齒輪加以轉，例如，其可經由城於導向輪 1與齒形皮帶2間之摩擦力加以驅動。 為了力里傳遞，等齒形皮帶2之齒部3自導入側u ^由所謂之可自由選定之鳴合長度，鳴合入一線性齒形配 口件5〈齒溝4 ~，並且於其出口側12，㈣合長度之尾 端’自齒形配合件5脫離。 2种掀讀部3之齒距於齒形皮帶㈣緊之狀態 下^、載運轉中所出現齒形皮帶負載之狀況下，較該齒形 配4 5之餘短達幾乎無要之α8%，其最特別之設 本紙張尺度適用中]國家石(CNS)A4規--- -9- — — — — — — —— — — — — — · I I (請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) 151· 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 534960 五、發明說明（7·) 計為由鋼材所製之齒條。為了將功能明顯表達出來，於圖— 中”帶=部之較短菌距係以極度誇張之方式_。 每-皮帶齒邵3之齒面6幾乎絲據圖二顯示之拉力 體7及及拉力軸線之平面呈垂直角。雜雜合件5之每— 齒溝4幾乎為皮帶齒部3寬度之2倍寬崎別是該齒形配合 件5之齒溝4較該皮帶齒部3之寬度寬约2〇%至嶋。 該力量經由齒形輪廓自齒形皮帶2傳遞至該線性齒形 配合件5。該齒形皮帶2具有一特定之剛性，實質上與其相 關者包括拉力載體7與所謂之弦帶之剛性，及弦帶距離與嵩 形皮帶寬度。 於傳統之線型傳動裝置中，於齒形皮帶2之出口側12 出現極大之力量，其幾乎完全被位於該處之皮帶齒部3所吸 收’並導致在該皮帶齒部3 一極大之負載。特別是於該出口 側12 ’當皮帶齒部3與齒形配合件5分離時所產生之摩擦 力將導致該線型傳動裝置一早期之磨損及一大耗損。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由於本發明之皮帶齒部之分佈具有較短之齒距，該等齒 邵即可於力量導入侧，即嚙合長度之尾端，解除負載。此於 圖一中有誇大之顯示。該等皮帶齒部3之負載沿著嚙合長 度’即會相應皮帶嚙合部齒距之縮短而改變。 當其縮短至某一特定齒距時，該於導入侧及出口侧U、 U之錄邵負載相同，因此會成為當皮帶痛合部與齒形配合 件5具有相同齒距時之負載之大約一半大。若繼續縮短皮帶 嘴合部之齒距，則其負載及力量傳遞施力點即會持續朝著導 入側移位。若如圖一所示之誇大圖式，該整個負載最終均將 本紙張規格⑽x 297公楚） -10 - 534960 A7 B7 五、發明說明（8·) 落入該導入側11。無論如何此一移位必可產生好處，因於 導入側11該幾何比例關係係比較有利的。 然而非常有利的是，若根據本發明所選擇之齒距，其可 得該力量傳遞分佈沿著該整個嚙合長度。至少有5個皮帶齒 邵3同時嚙合入該齒形配合件5。此可經由下述方式達成， 即該齒形皮帶3相較於該拉力載體）之高剛性設計成具有彈 性。

如果自該皮帶齒部3產生-力量傳遞至該齒形配合件 5，即會有一男力作用至該皮帶齒部3。此一剪力導致該設 1成彈性之皮帶齒部3些微變形，亦即，該皮帶齒部係= 男切彈性。如果孩皮帶齒部3因而於力量傳遞期間輕微扭 曲’至其相鄰之皮帶齒部間之距離也會跟著輕微改變，如此 將產生-結果’即局部看來，該皮帶齒部3之齒距也會有些 微之改變。因此即可達到，至少、5個皮帶齒部3同_合I 孩齒形配合件5，鱗祖型傳動裝置以貞載運轉狀態工 作。 藉此’-有利之負載分佈即可經由許多鳴合入齒形配合 牛5《皮帶齒邵3而姊然而較特別者係，該皮帶鳴合部

St件5，？ 1〇可達到一無摩擦之鳴入及鳴出。 /、了減乂運轉嗓晋至最小值i彳 > 4 m亚保邊咸皮帶齒部3。針對一 播干擾之傳動效果及一較長之運轤I入 #-舌璧Μ η 連轉，，皮帶齒邵3之保護 ''重要條件。此外’僅需_極低之維護成本。本發明之線 型傳動裝置因此較傳統之線型傳動裝置更加可靠。， 圖二顯示—具麵形卿輪廓之皮帶齒^ 3之剖面 本紙狀反选W 圏冢標準（CNS)A4 挪公_^ •丨丨丨！丨ί -裝i — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1^7,· •線· 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 • 11 - 534960 A7 五、發明說明（ 圖。該齒面6幾乎與此處以虛線標示之拉力載體7之平面呈 垂直角度。於圖三中則顯示一具有圓形齒形輪廓之皮帶齒部 3之剖面圖。 於圖二中所示之梯形皮帶齒形輪廓上之齒面角度為85 度。而於圖三中所示之圖形皮帶齒形輪廓上，其主受力區之 中央切線9所形成之齒面角度8同樣也是85度。 藉此種方式，當齒部嚙合時即可促成一均勻之力量傳 遞，並於拉力轴線7中導入一有力之應力，當同時具有較大 I剪切變形時，則於皮帶齒部3中產生一均勻之應力分佈於 齒部本身。 该齒形配合件5可設計成具有一有限特定長度之齒 條。也可能運用個別之短齒條段落，經由連桿將相互間連結 起來。因此也可能將該由個別段落組成之齒條導引轉向。該 整個（段落）齒條即可設計成無止盡之長度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印M 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- 534960 ΚΙ _Β7_ 五、發明說明（10·) 元件符號表 (說明中之元件） 1轉向輪 2齒形皮帶 3皮帶齒部 4配合件之齒溝 5齒形配合件 6齒面 7拉力載體 8齒面角度 9切線 10配合件之齒部 11入口側 12出口侧 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 -•線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13-

Claims (1)

1. 534960 Α8 Β8 C8 D8 L 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 第091107294號專利案申請專利範園修正本 1· 一種線型傳動裝置，具有一被驅動且於端緊狀態下經由 轉向輪（1)導引之齒形皮帶（2)，其至少具有一拉力載 體⑺，且其上之皮_部⑶具有—特定之齒距，並 沿著一特定之長度，即所謂之嚙合長度，嚙合入一線性 齒形配合件（5)之齒溝（4)中，其特徵為，該皮帶齒 部（3)之齒距於齒形皮帶（2)端緊時，且於負載運轉 中所出現齒形皮帶負載之狀況下較齒形配合件（5 )之齒 距短達备乎供關緊要之0.8% ’該皮帶齒部（3)之齒^ (6)與該拉力載體（7)之平面成备直角度或幾近垂直 角度，遠齒形配合件（5)之齒溝（4)較皮帶齒部（3) 之覓度約寬20至80%，且該皮帶喝合部（3)相較於拉 力載體（7)之高剛性係設計成較具有彈性。 2.根據申請專利範圍第1項所述之線型傳動裝置，其特徵 為，該皮帶齒部（3)以下述方式形成彈性，即儘管該皮 π齒部（3)與該齒形配合件（5)具有不同之齒距，該 齒形配合件（5)上至少5個齒部嚙合入皮帶齒部（3)， 而產生一力量傳遞作用至齒形配合件（5)上。 3·根據申请專利範圍第1項所述之線型傳動裝置，其特徵 為，該齒面角度（8)於梯形皮帶齒形輪廓中為8〇至9〇 度，且於圓形皮帶齒形輪廓上，其主受力區之中央切線 (9)所形成之齒面角度（8)則於80至90度之間。 4·根據申請專利範園第3項所述之線型傳動裝置，其特徵 ----^------^----1--^ 訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、、、、，该齒型皮τ (2)包含一由梯形及圓形皮帶齒部（3) 所形成之複合式齒形輪廓。 5,根據中請專·_丨爾述之線型傳動裝置，其特徵 2，該配合件齒部（1G)之齒面角度大約較該相應之皮 帶齒部（3)之齒面角度⑻較為平坦。 6’根據中請專利範m第5項所述之線賴動裝置，其特徵 為’該配合件齒部（10)之齒面角度較該相應之具有梯 形齒面輪廓之皮帶齒部（3)之齒面角度（8)平坦達5 度。 7·根據申請專利範圍第5項所述之線型傳動裝置，其特徵 為，該配合件齒部（10)之齒面角度較該相應之具有圓 形齒形輪廓之皮帶齒部（3)之中央切線所形成之齒面角 度（8)平坦達5度。 8·根據申請專利範圍第1項所述之線型傳動裝置，其特徵 為，該齒形配合件（5)係一齒條。 9’根據申請專利範圍第1項所述之線型傳動裝置，其特徵 為，該等嚙合於齒形配合件（5)之齒溝（4)中之齒部 (3)屬於一複式制齒齒形皮帶之外嚙合部，且該齒形皮 w (2)之轉向輪（1)係設計成齒輪。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)八4胁（21〇χ297公董） -15 - -------------!--^訂----i—^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)