TWI223035B - Stopper type linear actuator - Google Patents

Description

1223035 A7 _______B7______ 五、發明說明（2 ) 時’在螺帽和止動件之間或在桿件和止動件之間會產生衝 擊’有零件損壞或噪音的問題發生。又，即使印刷電路板 偵知出過大電流，螺帽、桿件等由於慣性也不能立即停止 ’使螺軸和螺帽彼此咬入，造成線形致動器不能作動的問 題。 本發明之目的係提供一種於阻擋螺帽或桿件時可減緩 衝擊、降低噪音之線形致動器。 本發明之另一目的係提供一種線形致動器，當其阻擋 螺帽或桿件時，讓其內部有簡易的零件，並且在給電動馬 達之電力供給路徑上介入過負荷偵知裝置，而可減緩衝擊 、降低噪音而且可防止螺軸和螺帽之咬入現象。 又.，本發明之另一目的係提供一種無論在行程末端或 在行程中均可進行阻擋之線形致動器。 [解決課題的手段] 本發明係一種阻擋型線形致動器，係具備相對外殼能 旋轉自如之螺軸、嚙合在螺軸上之螺帽、安裝在螺帽上之 桿件、及讓螺軸正反轉之電動馬達；其特徵在於：在外殼 上將螺軸支撐成能在軸向游動自如；設有緩衝材製止動件 ，當前述螺軸在軸向游動而從螺軸對外殼作用一軸向力時 ，能在外殼與螺軸之間承受前述力量；並且在電動馬達之 電力供給源與電動馬達之間設有過負荷偵知裝置。 電動馬達正反轉時螺軸也會正反轉，而嚙合在螺軸上 的螺帽則進退運動。桿件因此而伸縮。無論在行程末端及 行程中，當阻擋桿件時，反作用力即對螺軸作用。藉由反 ___S __ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^---- •線丨— 1223035 A7 _______B7 ___ 五、發明說明（）） 作用力，緩衝材製的止動件會變形，螺軸相對於外殼僅有 些許軸向位移。藉此可減緩阻擋時的衝擊，噪音也會降低 Ο 阻擋時有過大電流在電動馬達流過。此過大電流係由 電力供給源和馬達之間的過負荷偵知裝置來檢測出。過負 荷偵知裝置例如有過電流偵知用印刷板。過負荷偵知裝置 係當緩衝材製止動件變形之後才切斷電動馬達之電力供給 。藉此，和線形致動器之構成零件由剛體構成時之情形相 比，過大電流之峰値較低。亦即，過大電流之增加率藉由 緩衝材製止動件而減緩，邊抑制過大電流之峰値邊偵知該 過大電流而提前切斷電力供給。 [發明之實施形態] 以下，參照圖面說明本發明阻擋型線形致動器之實施 形態。第1圖係線形致動器截面圖，線形致動器10係具備 相對於外殼12伸縮之桿件14。 在外殼12內藏有可正反轉之電動馬達16。在電動馬 達16之輸出軸18上安裝有蝸桿(worm gear)20。又，在外 殼12內，藉由軸承22和徑向滾珠軸承24來將螺軸26支 撐成可旋轉自如。在螺軸26上安裝有嚙合在蝸桿20上之 蝸輪（worm wheel)28。 在螺軸26上螺合一具備桿件14之螺帽32。螺帽32 及桿件14則被安裝在外殼12上之外筒34及筒座36所支 撐。當一啓動電動馬達16，螺軸26即旋轉而桿件14就會 伸縮。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1223035 A7 ________ B7____ 五、發明說明（f ) 螺軸26係自前端側起，包含：螺紋部38、比該螺紋 部38爲小的輪支撐部40、及被軸承22所支撐的軸承部42 。在螺紋部38和輪支撐部40之間形成段部。蝸輪28係以 螺入之方式嵌合在輪支撐部40上，再藉由固定螺栓44固 定在輪支撐部40上。蝸輪28被徑向滾珠軸承24所支撐， 藉此’螺軸26及蝸輪28相對於外殼12能旋轉自如。 徑向滾珠軸承24係以和外殼12之間有間隙之方式安 裝於外殼12 ’又，軸承部42之前端也以和外殼12之間有 間隙之方式安裝於外殼12。螺軸26及蝸輪28藉此構成就 會相對於外殼12能在軸向游動自如。 徑向滾珠軸承24係將內輪46壓入並抵在蝸輪28之段 部上。又，內輪46係往螺紋部38突出於蝸輪28之端面。 環狀軸環48係介於螺紋部38之段部和徑向滾珠軸承24之 內輪46之間。藉此構成，作用於螺軸26之力量就會透過 徑向滾珠軸承24之內輪46及滾珠50而傳到外輪52。 在徑向滾珠軸承24外輪52之兩側設有環狀軸環54、 56及環狀緩衝材製止動件58、60。環狀軸環54、56係和 徑向滾珠軸承24外輪52 —起相對於外殼12能在軸向游動 自如。環狀緩衝材製止動件58、60係分別固接在外殼12 上。一邊的環狀緩衝材製止動件58係被夾在外殼12段部 和環狀軸環54之間。另一邊的環狀緩衝材製止動件60則 被夾在外殼12和外筒34之間。任何一邊的環狀緩衝材製 止動件58、60之相對於外殼12之位移均受到限制。 又，在外殼12及外筒34之內部設有環狀緩衝材製止 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I · i n n an ·1ϋ >1— ^^1 n I n n n n m s n —i an an HI n n ϋ. flu m an n ϋ« n n n 1223035 A7 _B7 _ 五、發明說明（^ ) 動件60、62。一邊的環狀緩衝材製止動件60係用來限制 徑向滾珠軸承24外輪52之位移，也會抵接於螺帽32。環 狀緩衝材製止動件62係被外筒34和殼座36所夾住，用來 抵接於螺帽32。 各環狀緩衝材製止動件最好是容易彈性變形之橡膠， 以容許螺軸26在軸向游動。 第2圖係線形致動器之槪略電路圖，線形致動器10之 電動馬達16從電源供給之直流電源64起經由過負荷偵知 裝置66而接線起來。在電動馬達16上一產生過大電流， 過負荷偵知裝置66即切斷來自直流電源之電源供給。 其次，說明線形致動器之動作。在行程末端阻擋停止 的情形，會利用環狀緩衝材製止動件60、62。螺帽32 — 抵接於環狀緩衝材製止動件60、62，該環狀緩衝材製止動 件60、62就會變形，而且電動馬達16之電流即超過規定 値。過負荷偵知裝置66 —偵知出過大電流，即切斷電動馬 達16之電源供給。 螺帽32抵接在環狀緩衝材製止動件60、62後，可減 緩衝擊、降低噪音，而且能提前切斷電動馬達16之電源供 給。亦即，隨著環狀緩衝材製止動件變形之進行，電動馬 達16之電流會逐漸增加，因環狀緩衝材製止動件變形，電 流增加率變得比較緩和，而可提前切斷電源供給。藉此， 螺軸26和螺帽32間之咬入現象變少，而能維持直線致動 器之功能。 第3及4圖係顯示線形致動器在桿件14於行程中受阻 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - - - -一 I n HI in n n n Ha I i n n n n n i n · -I n ·ϋ I—- n 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1223035 A7 __B7___________________ 五、發明說明（A ) 擋停止時之狀態。 第3圖係顯示桿件14於突出時在行程中受阻擋時之狀 態，對螺軸26作用一推入方向之反作用力F。反作用力F 會作用於環狀軸環48、內輪46上。蝸輪28係能在軸向游 動自如，反作用力F就會透過滾珠50、外輪52、環狀軸環 54而作用於環狀緩衝材製止動件58上。此時，環狀緩衝 材製止動件58由於反作用力F彎曲變形，而減緩衝擊並降 低噪音。 第4圖係顯示桿件14於收縮時在行程中受阻擋時之狀 態，對螺軸26作用一突出方向之反作用力P。反作用力p 會作用於蝸輪28、內輪46上。與桿件14突出時一樣，蝸 輪28係能在軸向游動自如，反作用力p就會透過環狀軸環 56而作用於環狀緩衝材製止動件60上。此時，環狀緩衝 材製止動件60由於反作用力p彎曲變形，而減緩衝擊並降 低噪音。 隨著環狀緩衝材製止動件58、60之彎曲變形，給電動 馬達16之電流會增加，但此時電流增加率係比直線致動器 是剛體時之增加率爲小。當馬達電流値超過規定値時，過 負荷偵知裝置66即切斷電動馬達16之電力供給。 本發明係一如上述，即使在行程中利用環狀緩衝材製 止動件來阻擋，也能在電動馬達16之供給電流變大之前就 可切斷電力供給。 [發明的效果] 本發明係如以上所詳述一樣，螺軸被外殼支撐成能在 本紙張尺度適用中國國家標準（q\JS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

[223035 A7 *--—----B7____ 五、發明說明（7 ) 軸向游動自如，而阻擋桿件時，緩衝材製止動件變形之同 0寺’過負荷偵知裝置也偵知過大電流。藉此，首先可減緩 [S擋時之衝擊而噪音也會降低。 又，於阻擋時，因緩衝材製止動件隨螺軸一起進行軸 向位移，故電動馬達上所產生之過大電流會以小的增加率 增加。藉著將過負荷偵知裝置和緩衝材製止動件一起使用 ’作用於電動馬達過大電流之峰値會變小。藉此，可提前 偵知出過大電流，而可提前切斷電力供給。結果，如電動 馬達之電力供給被切斷，螺軸驅動力隨即消失，螺軸和螺 帽間亦難以產生咬入現象。 藉著減低過大電流之峰値，對過負荷偵知裝置之優點 也不少。亦即，藉著減低過大電流之峰値而有延長過負荷 偵知裝置壽命之效果。 甚至，無論在行程末端及行程中，均可藉由阻擋之動 作，而不須在線形致動器內部安裝除了緩衝材製止動件以 外之微動開關和其相關零件，而能減少零件個數，構造也 變得簡單，並可減少裝配之步驟。 [圖式之簡單說明] 第1圖係本發明一實施形態之阻擋型線形致動器截面 圖。 第2圖係線形致動器之槪略電路圖。 第3圖係線形致動器在桿件突出之行程中阻擋時之放 大截面圖。 第4圖係線形致動器在桿件收縮之行程中阻擋時之放 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - , 訂··--------線丨---- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公4 ) 1223035 A7 _B7 五、發明說明（2 ) 大截面圖。 [符號說明] 10 線形致動器 12 外殼 14 桿件 16 電動馬達 18 輸出軸 20 蝸桿 22 軸承 24 徑向滾珠軸承 26 螺軸 28 禍輪 32 螺帽 34 外筒 36 筒座 38 螺紋部 40 蝸輪支撐部 42 軸承部 44 固定螺栓 46 內輪 48 環狀軸環 50 滾珠 52 外輪 54 環狀軸環· 56 環狀軸環 58 環狀緩衝材止動件 60 環狀緩衝材止動件 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1223035 A7 _B7 五、發明說明（？） 62 環狀緩衝材止動件 64 直流電源 66 過負荷偵知裝置 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1223035 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 第090130181號專利申請案 申請專利範圍替換本 1.一種阻擋型線形致動器，係特徵在於，具備： 外殼； 螺軸，在外殼內被支撐成能旋轉自如且在軸向游動自 如； 螺帽，嚙合在螺軸上，以將螺軸之旋轉運動變換爲直 線運動； 桿件，安裝在螺帽上，以與螺帽一起移動； 讓螺軸正反轉之電動馬達； .緩衝材製止動件，配置在外殼與螺軸之間，當螺軸在 游動之範圍內相對於外殼在軸向移動時該止動件能彈性變 形，以吸收從螺軸對外殻作用之力量； 供給電動馬達電力之電源；及 過負荷偵知裝置，配置在電源與電動馬達之間，以當 偵知電動馬達之過大電流時，切斷電源對電動馬達之電力 供給；且 套筒軸承及徑向滾珠軸承在外殻內支撐螺軸；螺軸， 具有被套筒軸承支撐之末端部分，並且平常配置成在螺軸 與外殻之間形成軸向空間；徑向滾珠軸承在螺軸之軸向與 外殻分開； 該緩衝材製止動件，係由配置於徑向滾珠軸承兩側之 2個緩衝材製止動件所構成。 本紙張夂度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁)