TWI426685B - 電動致動器 - Google Patents

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Description

電動致動器
本發明係關於一種電動致動器，其藉由螺桿(screw shaft)將產生自驅動部的驅動力傳輸至位移構件以位移該位移構件。
目前常見以電動致動器作為用來輸送工作件等裝置，藉由旋轉驅動源(如馬達等)的旋轉驅動力而以旋轉方式驅動進給螺桿，藉此位移用來輸送工作件的滑動器。
例如，揭露於日本專利公開公報特開10-285867號之電動致動器1，如第16圖所示，馬達3耦接至空心狀外殼2的一端，而操作軸4則從另一端插入外殼2的內部。進給螺桿6係經耦接件5來耦接至馬達3，而螺帽7則與進給螺桿6螺紋嚙合。此外，由於螺帽7係裝設於操作軸4之內並與之嚙合，故驅動該馬達3便會轉動進給螺桿6，並伴隨螺帽7及操作軸4在軸線方向上前後移動。
然而於上述習知技術中，進給螺桿6僅由馬達3所在該側的軸承8支撐在一處。由於進給螺桿6在外殼2的另一端形成未固定端，如果進給螺桿6在軸線方向的長度很長，就有該另一端可能會傾斜或偏離軸線之疑慮。因此，當進給螺桿6高速旋轉時便會產生振動。
另外，雖然在進給螺桿6的一端側有設置由軸承8所支撐之處所，但是在電動致動器1中，進給螺桿6的長度係對應於電動制動器1在軸線方向上的衝程(stroke)量(衝程長度)而不同。伴隨於此，由軸承8所支撐的位置也會不一樣，故在各例中必須對應於衝程量進行處理，造成麻煩。此外，尚需事先準備各種不同長度的進給螺桿6，故不利於包含進給螺桿6之電動致動器的生產性(製造的容易度)。
再者，當進給螺桿6轉動時，若螺帽7沿著軸線方向而在外殼2內被位移，尚有螺帽7將會與進給螺桿6一起被旋轉的疑慮。
本發明的一般目的是提供一種電動致動器，當位移構件位移時能可靠地預防該位移構件在轉動方向的位移，並且能預防進給螺桿偏離軸線，故能使該位移構件以高精確度進行位移，並提高該電動致動器的生產力。
依據本發明的電動致動器其特徵為：本體、驅動部、驅動力傳輸機構、位移機構、位移構件、連接件、支撐機構、與旋轉規制機構。其中，驅動部係在對其供應電流下而被旋轉驅動；驅動力傳輸機構係連接至該驅動部，用來傳輸來自驅動部的驅動力；位移機構係配置在該本體上並包含螺桿，並藉由透過該驅動力傳輸機構所傳輸的驅動力旋轉位移該螺桿；位移構件係螺紋嚙合於該螺桿，並沿著本體的軸線方向位移；連接件係耦接至該螺桿的一端，並連接至該驅動力傳輸機構；支撐機構用來在徑向上支撐該螺桿；旋轉規制機構係配置於該位移構件的外圍表面上，並嚙合於本體的溝槽中，用來規制該位移構件的旋轉位移。在本發明中，該支撐機構係配置於該螺桿的另一端。
本發明之上述與其他目的、特徵及優點，可由下列配合附圖以舉例說明之較佳實施例更加了解。
在第1圖中，元件編號10表示根據本發明第一項實施例的電動致動器。
如第1至3圖所示，電動致動器10包括沿著軸線方向(箭號A和B方向)延伸的延長本體12、耦接至本體12一端之遮蓋單元14、與本體12實質平行配置並由供應的電子訊號所旋轉驅動的驅動部16、配置於本體12內部並具有位移螺帽18的位移機構20(位移機構20可藉由驅動部16產生的驅動力來位移指定的衝程)、以及從驅動部16傳輸該驅動力至位移機構20的驅動力傳輸機構22。
截面開口為圓形的孔24係沿著本體12軸線方向(箭號A和B方向)貫穿，且在本體12外圍表面設置有複數個沿著軸線方向延伸的感測器附接溝槽26。
外殼28係螺紋嚙合於本體12的一端，用來互連本體12與驅動部16的遮蓋單元14之接合件30係透過外殼28而配置於本體12的一端。在外殼28內部平行配置一對第一軸承32，且該等第一軸承32係藉由與外殼28螺紋嚙合的軸承架34而閂鎖於其中。藉由這樣的安排，該等第一軸承32便容置於外殼28的內部。
再者，第一阻尼器36係安裝在外殼28的一端，並與軸承架34鄰接。第一阻尼器36係由彈性材料(如橡膠、氨基甲酸酯(urethane)等)所製造，並且配置成朝向本體12的另一端(箭號B方向)。
另一方面，於本體12的另一端，圓筒狀的桿蓋(rod cover)38係容納在孔24的內部。桿蓋38經由擋環(stop ring)39而閂鎖在軸線方向(箭號A與B方向)的適當位置，而擋環39則是與孔24之段差嚙合。配置成與活塞桿62(稍後述及)滑動接觸的桿襯墊40及襯套42，則係配置在桿套38的內圍表面上。由彈性材料(例如橡膠、氨基甲酸酯)製造的第二阻尼器44則是安裝成朝向本體12的一端。
構槽46係朝徑向方向凹陷、並沿著軸線方向延伸，而形成於孔24的內圍表面。將旋轉止動構件(旋轉規制機構)50插入溝槽46，其中該旋轉止動構件50係設置在稍後將描述的位移機構20的活塞(位移構件)48上。在孔24的內圍表面上，沿著圓周方向設置複數個(例如4個)溝槽46，彼此以相同距離隔開(請參閱第12圖)。
遮蓋單元14包含連接本體12的一端與驅動部16的端部且容納該驅動力傳輸機構22之空心接合件30、以及關閉且封住接合件30的開口之皮帶輪蓋52。詳言之，本體12及驅動部16係透過遮蓋單元14(請參閱第2圖)而互相平行連接。
驅動部16係由像是旋轉驅動源54所構成。旋轉驅動源54則包含直流電馬達、步進馬達等，由未繪出的電源提供電流而被驅動旋轉。驅動部16係透過形成在其端部的接合件30而與本體12的一端耦接，而驅動力傳輸機構22的驅動皮帶輪(drive pulley)56則是安裝在驅動部16的驅動軸54a上。
位移機構20包括容納於本體12的螺桿58、與螺桿58螺紋嚙合的位移螺帽18、安裝在位移螺帽18外周側的活塞48、連接至活塞48一端的活塞桿62、以及用來封閉活塞桿62一端的套筒(socket)64。
螺桿58係沿著軸線方向(箭號A和B方向)形成縱向的維度，並且在外圍表面刻有螺紋。螺桿58其中一端係配置於本體12的一端(箭號A方向)，而螺桿58之此端則連接有連接件(連接構件)66。
如第2和4圖所示，連接件66係以金屬材料製成，並且該金屬材料經過像是切割程序、鍛造、塑性加工程序等而形成。再者，連接件66包含軸68、以及鄰接於軸68的圓筒狀管狀構件70。藉由收縮套合(shrink-fitting)的方式而將螺桿58的一端插入並連結至管狀構件70內部。例如，在藉由收縮套合的方式而將螺桿58與連接件66耦接在一起之情形中，係在已將連接件66加熱至大約100℃到350℃之溫度以後，將溫度為室溫的螺桿58插入連接件66，據此進行收縮套合(亦即當連接件66冷卻而縮小時便把螺桿58鎖緊於其中)。因此，連接件66可輕易且緊密地連接至螺桿58。
此外，連接螺桿58與連接件66的方法並不限於上述的收縮套合技術。例如，可將螺桿58塗敷黏著劑並施壓套合(press-fitted)進入管狀構件70以進行連接。以此方法，螺桿58可藉由該黏著劑而緊密地連接至管狀構件70。
管狀構件70的外圍側係藉由第一軸承32而可旋轉地被支撐，而第一軸承32則是分別配置在本體12以及接合件30之內。至於軸68則係藉由第二軸承72而可旋轉地被支撐，而第二軸承72則是配置在接合件30之內。此外，構成驅動力傳輸機構22一部份的驅動皮帶輪110係與軸68螺紋嚙合連接。第二軸承72係與第一軸承32同軸配置、但是兩者以一預定距離互相分開。詳言之，螺桿58係藉由連接件66而被第一軸承32及第二軸承72可旋轉地支撐。
再者，連接件66上包含凸緣74。凸緣74係朝徑向來向外擴展，面對管狀構件70的一端，並緊靠第一軸承32的側面。因此，第一軸承32係夾在凸緣74與外殼28一端的中間，故第一軸承32便被容置且保持於外殼28的內部。如此，便可規制第一軸承32在軸線方向(箭號B方向)的位移。
換言之，凸緣74的功用是作為止動件，該止動件能夠規制第一軸承32沿著軸線方向的位移，同時第一軸承32則保持在外殼28與連接件66的凸緣74之間。
另一方面，將螺桿58的另一端(箭號B方向)插入活塞桿62內部，並透過固持具(holder)76而設置環狀支撐環(環本體)78在螺桿58的該端(參閱第5圖)。支撐環78及固持具76共同作為支撐機構，用來在徑向上支撐螺桿58的另一端。
固持具76係以與前述連接件66的相同方式來安裝，像是對於螺桿58的外圍採用收縮套合的方式。此外，用以將固持具76連接至螺桿58的方法並不限於前述的收縮套合技術。例如，藉由施壓套合方式(press-fitting)將螺桿58固定於固持具76內，或可將螺桿58塗敷黏著劑再施壓套合進固持具76內以轉緊並固定於其中。
如第5圖所示，安裝有支撐環78的凹槽76a係被包含在固持具76的外圍表面上。如第5圖及第6圖所示，支撐環78係以可朝徑向擴大的樣式形成，並套合進固持具76的凹槽76a內並配置成可沿著溝槽76a旋轉。此外如第6圖所示，支撐環78包含複數個支撐件80。支撐件80係從固持具76的外圍表面沿徑向朝外突出，並沿著支撐環78的圓周方向以等距離互相隔開。
詳言之，就是在支撐環78的外圍表面上形成具有複數個(如四個)支撐件80的非平坦(凹/凸)狀。
因此，支撐件80係安置成與活塞桿62的內圍表面滑動接觸，以支撐活塞桿62沿著軸線方向(箭號A和B方向)的位移，其中，軸線本體12的一端(箭號A方向)和另一端(箭號B方向)係經由相鄰配置的支撐件80之間所形成的空間82而相通。
此外，當活塞48沿著本體12內部位移時，由於活塞桿62內部的空氣可經由支撐環78而從本體12的一端自由流動至本體12的另一端(箭號B方向)，故可避免活塞48在此種密封空間位移時發生的阻力。
在支撐件80上、與活塞桿62滑動接觸之滑動面80a的截面係沿著支撐環78的軸線方向製作成拱形或楔形，故可降低活塞桿62沿著該支撐件80滑動時產生的滑動阻力。同時，使用於支撐環78附近的潤滑油等潤滑劑也可適當地被帶往支撐件80的滑動面80a。
另外如第7圖所示，可於支撐環(支撐本體)78a的外圍表面提供潤滑劑溝槽84。潤滑劑溝槽84係沿著圓周方向形成環狀，其中，潤滑劑溝槽84內填充有諸如潤滑油等潤滑劑。此例中由於該潤滑劑係適當地塗抹在支撐環78a的外圍表面、以及活塞桿62的內圍表面，因此可降低當由支撐環78a可滑動地支撐活塞桿62時的阻力，活塞桿62能滑順地移動。潤滑劑溝槽84亦可以螺旋狀的型式配置在支撐環78的外圍表面。此例中當活塞桿62沿著軸線方向位移時可賦予支撐環78旋轉力，故同時也會攪拌潤滑劑溝槽84中的潤滑劑而達到有效、適當地塗抹。
再者，如第8A及8B圖所示，該支撐環(環本體)78b的支撐件80可具有攪拌溝槽85。攪拌溝槽85係相對於支撐環78a的軸線以預定的角度傾斜，並且相對於支撐件80的外圍表面以預定的深度凹陷。換言之，攪拌凹槽85係形成三角形狀，而該三角形狀係在支撐環78b上均分並佔有與該等支撐件80相同的空間。攪拌溝槽85係相對於複數個支撐件80來分別配置。
此外，當活塞桿62沿著軸線方向(於第2圖之箭號A和B方向)位移時，其上具有攪拌凹槽85的支撐環78b會因為滑動而接觸活塞桿62的內圍表面。由於像是潤滑油等的潤滑劑進入攪拌溝槽85的內部(參閱第8B圖的箭號)，故攪拌凹槽85是以相對於活塞桿62軸線的傾斜方向引入該潤滑劑。詳言之，因為該潤滑劑係藉由攪拌凹槽85、以及活塞桿62的位移而供應於圓周的方向，故可在活塞桿62的內圍表面與支撐環78b之間確實且有效地完成潤滑。換言之，利用活塞桿62的位移，支撐環78b附近的潤滑劑適宜且有效地執行潤滑，同時該潤滑劑係在活塞桿62的內部表面朝圓周方向被攪動(攪拌)。
因此，潤滑劑便能被均勻、穩定地塗抹在活塞桿62與支撐環78b之間，故能可靠地完成潤滑。此外，由於能避免該潤滑劑的變質，故可增進耐久性。
位移螺帽18係圓柱狀，在其沿著軸線方向的中心處具有螺孔(未繪出)。螺桿58係與該螺孔嚙合。此外當螺桿58旋轉時，位移螺帽18便沿著軸線方向(箭號A和B方向)在本體12的內部位移。
如第9至11圖所示，活塞48包含大直徑部份86與小直徑部份88。大直徑部份86為圓筒狀，其內可容納位移螺帽18；小直徑部份88則是配置成鄰接於大直徑部份86，並且連接至活塞桿62。再者，在將位移螺帽18插入大直徑部份86之情形中，係藉由從大直徑部份86的外側插入閂銷90而將活塞48及位移螺帽18連接在一起。
磁石92係經由環狀溝槽而安裝在大直徑部份86的外圍表面上，而該環狀溝槽則是位在大直徑部份86鄰接小直徑部份88的一端(箭號B方向)。安裝於本體12之感應器溝槽26的位置偵測感應器(未繪出)係用來偵測磁石92所產生的磁場，藉以確認活塞48在電動致動器10內部的位置。
此外，在大直徑部份86的外圍表面上形成有架設凹槽(mounting recess)94。架設凹槽94係由大直徑部份86在本體12之一端側上的區域所界定出來的(箭頭A方向)，並朝徑向內側方向凹陷。於架設凹槽94的外圍表面上，形成有具有複數個滾紋的滾紋部份(knurled portion)(鋸齒部份(serrated portion))96，該等滾紋具有沿著徑向之非平坦(凹/凸)狀。在大直徑部份86鄰接滾紋部份96的該端上形成有環狀的嚙合溝槽98，而嚙合溝槽98在直徑上比滾紋部份96凹陷地更深。旋轉止動構件50(如下述)之一部分架設在包含滾紋部份96及嚙合溝槽98的架設凹槽94的上方。
旋轉止動構件50係由具有低滑動阻力的樹脂材料(如氟樹脂)射出成型而成，旋轉止動構件50包含環形的底座100以及複數對從環形底座100沿徑向往外凸出的凸出部102。
該底座100係以實質固定的直徑形成，其內圍表面包含朝徑向內側凸起的棘爪104。棘爪104係配置在底座100的一端，其截面為實質梯形，並朝底座100的徑向內側方向逐漸變細。
凸出部102包含直線部106。直線部106的截面為矩形，並相對於底座100的外圍朝徑向外側方向往外凸起，同時並沿著底座100的軸線方向直線延伸。彈簧部108係與直線部106的端部相接，並從底座100的端部沿著軸線方向以預定的距離凸出。直線部106與彈簧部108的外徑係實質相同，而彈簧部108係形成朝徑向往外方向朝其端部逐漸擴大。詳言之，彈簧部108係作為一種彈簧，該等彈簧各自具有朝徑向往外彈推(bias)的彈力。
再者，沿著底座100的外圍、以預定間距成對地設置凸出部102。(第10圖中)在底座100上配置有四對該等凸出部102，彼此以相同間距隔開。
旋轉止動構件50係藉由施壓套合的方式，從彈簧部108所在位置的一端插在活塞48上之大直徑部份86的外圍上。同時，彈簧部108係排列在大直徑部份86的外圍，而包含直線部106的底座100係安裝在架設凹槽94內，棘爪104則係嚙合於嚙合溝槽98。因此，便規制了旋轉止動構件50在軸線方向的位移，旋轉止動構件50變成固定在活塞48的外圍表面。此外，由於底座100係施壓套合在滾紋部份96的上方，故底座100相對於活塞48在旋轉方向的位移也被規制。
詳言之，旋轉止動構件50係與活塞48結合成一體，其狀態為：在軸線與旋轉方向上相對於活塞48的位移是由棘爪104及底座100來規制，其中，棘爪104係嚙合於嚙合溝槽98，而底座100而施壓套合在滾紋部份96上。換言之，旋轉止動構件50係隨時與活塞48配置成一體，對於活塞48沒有相對的位移。
當旋轉止動構件50與活塞48一起被插入本體12的內部時，該等成對的凸出部102係分別插入本體12的該等溝槽46。因此，可避免位移螺帽18以及包含旋轉止動構件50的活塞48在本體12中的旋轉位移。
詳言之，因為該凸出部102係插入溝槽46內，使得彈簧部108的直徑會被朝徑向往內壓縮，故對於溝槽46的牆面而言，彈簧部108的彈力係經施予做為朝徑向往外方向彈推的壓力。
此外，旋轉止動構件50係藉由直線部106及彈簧部108組成的凸出部102來沿著本體12的溝槽46滑動。再者，藉由將沿著溝槽46滑動的滑動面80a形成截面為漸開線曲線(involute curve)的形狀，可適當地承受旋轉方向上所施加的負重。
活塞桿62係形成圓筒狀、並具有預定的長度。活塞桿62的一端係鎖在(threaded onto)活塞48的小直徑部份88上，而活塞桿62之另一端則安裝有塊狀套筒64並將該另一端密封起來。螺桿58係容納在活塞桿62之內，以便將支撐環78定位成和活塞桿62的內圍表面滑動接觸，並且將桿襯墊40及襯套42定位成和活塞桿62的外圍表面滑動接觸。此外當活塞48位移時，活塞桿62係沿著軸線方向與活塞48一起位移，於是活塞桿62會從本體12的另一端(箭號B方向)突出。
如第13A至13B圖所示，可於旋轉止動構件50a的凸出部102上提供攪拌溝槽109，用來攪拌像是潤滑油等的潤滑劑。在旋轉止動構件50a上形成有矩形的凸起部份111，係相對於底座100的外圍表面朝外凸起。成對的彈簧部108係沿著軸線方向分別與凸起部份111的端部接合。在凸起部份111上，攪拌溝槽109係相對於旋轉止動構件50a的軸線以預定的角度傾斜，並且相對於凸起部份111的外圍表面以預定的深度凹陷。換言之，攪拌溝槽109係形成凹入凸起部份111的三角形。
此外，當旋轉止動構件50a沿著軸線方向與活塞48一起位移時，在旋轉止動構件50附近之像是潤滑油等的潤滑劑便會伴隨旋轉止動構件50a之位移而進入攪拌溝槽109，並且該潤滑劑係藉由傾斜於活塞48的軸線之攪拌溝槽109而以傾斜方向排出。詳言之，因為該潤滑劑係在本體12的孔24之內藉由攪拌溝槽109以圓周的方向來供應，故可確實且有效地在本體12的孔24與旋轉止動構件50a之間進行潤滑。換言之，當該潤滑劑於本體12內部的圓周方向被攪拌(攪動)時，在旋轉止動構件50a附近的潤滑劑利用活塞48的位移可順利且有效地執行潤滑。
因此，該潤滑劑可均勻、穩定地塗抹在活塞48、旋轉止動構件50a以及本體12之間，因此可以確實完成潤滑。此外，因為可避免潤滑劑的變質，故也可增加耐久性。
如第1至3圖所示，動力傳輸機構22係容納於接合件30及皮帶輪蓋52的內部，並且包含驅動皮帶輪56(連接至旋轉驅動源54的驅動軸54a)、被驅動皮帶輪110(安裝在連接件66上，而連接件66則連接至螺桿58)、以及確動皮帶(timing belt)112(串接驅動皮帶輪56與被驅動皮帶輪110)。驅動皮帶輪56被固定在一種狀態，使其相對於驅動軸54a的相對位移會受到閂銷114的規制。閂銷114係從驅動皮帶輪56的外圍朝中心方向被螺紋嚙合。被驅動皮帶輪110係以和驅動皮帶輪56一樣之方式被固定在一種狀態，使其相對於連接件66的相對位移會受到閂銷114的規制，而閂銷114係從被驅動皮帶輪110的外圍朝中心方向被螺紋嚙合。
在被驅動皮帶輪110及驅動皮帶輪56的外圍表面上配置有複數個輪齒，而設置在確動皮帶112的內圍表面之輪齒係陷入於被驅動皮帶輪110及驅動皮帶輪56的輪齒。因此，驅動部16的旋轉驅動力係經由該確動皮帶112從驅動皮帶輪56傳輸至被驅動皮帶輪110來旋轉螺桿58，並藉此使得位移螺帽18(鎖在螺桿58上)能朝軸線方向(箭號A和B方向)位移。
依據本發明的第一實施例，電動致動器10基本上如前述所構成。接著將闡述電動致動器10的運作及功效。如第1及2圖所顯示的情形(活塞桿62係容納於本體12的內部)將被描述且稱之為初始位置。
在此初始位置，電流係從未繪出的電源而供應至驅動部16，故旋轉驅動源54的驅動軸54a便旋轉皮帶輪56，其旋轉驅動力係經由確動皮帶112傳輸至被驅動皮帶輪110。
此外，藉由連接至被驅動皮帶輪110的螺桿58之轉動，將位移螺帽18及活塞48朝向本體12的另一端(箭號B方向)一起位移。此時，由於螺桿58係透過螺桿58一端上的連接件66被第一及第二軸承32、72可旋轉地支撐，故螺桿58係以高精確度被平穩地旋轉驅動，而位移螺帽18則可沿著軸線方向位移。
再者，安裝於活塞48上的旋轉止動構件50係藉由凸出部102而插入本體12的溝槽46。因此，活塞48及位移螺帽18的旋轉位移可藉由旋轉止動構件50來規制，並且活塞48及位移螺帽18只能沿著軸線方向位移。
因此，活塞48係與活塞桿62一起位移，使得活塞桿62的另一端逐漸外凸並且從本體12的另一端朝外露出。此時，因為活塞桿62的內圍藉由配置有螺桿58的支撐環78而被滑動地支撐，故活塞桿62可一直與螺桿58以高精確度同軸位移。換言之，當活塞桿62朝本體12的另一端(箭號B方向)位移時，可避免活塞桿62相對於螺桿58偏離軸線。
再者如第14圖所示，在位移的終端處，活塞48係完全位移至本體12的另一端。活塞48的端部表面係緊靠著第二阻尼器44，藉以吸收並緩衝施加在活塞48的振動。
另一方面，如果活塞桿62是朝本體12的一端(箭號A方向)位移，驅動部16的旋轉驅動源54便以反方向旋轉，被驅動皮帶輪110也會經由驅動皮帶輪56及確動皮帶112而以反方向旋轉。因此，當螺桿58旋轉時，位移螺帽18及活塞48係朝本體12的一端(箭號A方向)位移，並且伴隨於此活塞桿62亦同樣朝該本體12的該一端側(箭號A方向)位移，藉此活塞桿62便逐漸納入本體12的內部。此外如第2圖所示，位移螺帽18及活塞48係恢復到該初始位置，完全位移至本體12的該一端。
於上述的方式中，依據第一實施例，連接件66係藉由收縮套合、施壓套合、或加上黏著劑施壓套合的方式來耦接至外圍表面上具有螺紋之螺桿58的一端。由於連接件66係藉由第一及第二軸承32、72而被可旋轉地支撐，故不需要對於螺桿58的該一端上之由第一及第二軸承32、72支撐的位置預先實施處理。
詳言之，藉由第一及第二軸承32、72支撐的連接件66係形成為與螺桿58本身是分開的構件，且藉由將連接件66與螺桿58相互連接成一體，便可不再需要迄今實施在螺桿58該端的處理。因此可減少處理程序，並可增加包含螺桿58的電動致動器10之生產性(易於製造率)。
再者，支撐環78係配置在螺桿58的另一端，且活塞桿62係在支撐環78的外圍表面上被可位移支撐著，以沿著軸線方向位移，藉此，螺桿58的另一端是透過活塞桿62在徑向上被支撐，故可預防螺桿58的震動。因此於電動致動器10內，甚至在「長衝程」規格的案例中(位移螺帽18及活塞48沿著螺桿58的軸線方向(箭號A和B方向)在縱向維度上的位移量很大)仍能避免螺桿58的另一端朝徑向彎曲、以及螺桿58相對於活塞桿62變成偏離了軸線。
因此，位移螺帽18及活塞48具有平穩且以高精確度位移的能力。此外，即使以高速旋轉螺桿58，因為可藉由支撐環78來預防螺桿58的撓曲，故位移螺帽18及活塞48可以高精確度平穩地位移。
再者，旋轉止動構件50係經由凹槽而配置在活塞48的外圍表面上，將旋轉止動構件50經由本體12的溝槽46插入，伴隨於此，配置在旋轉止動構件50上的彈簧部108可對溝槽46朝徑向往外施加壓迫力(壓力)。因此，可確實預防旋轉止動構件50及活塞48相對於本體12的振動，並且當螺桿58旋轉、而活塞48及位移螺帽18沿著軸線方向位移時可避免其間的旋轉，故活塞48及位移螺帽18可沿著軸線方向平穩地位移。
此外，藉由將預先製成且具有預定縱向長度的螺桿58切割成對應於活塞48之衝程位移量的所需長度，並將螺桿58的一端接於連接件66，便能輕易製作出包含螺桿58的位移機構20。因此，相較於螺桿各自形成對應於該電動致動器衝程長度的特定長度並且被儲存以為了在螺桿之該端部設置由軸承所支撐的位置的習知的電動致動器，可大幅改善構成電動致動器10的螺桿58之生產性(易於製造)。
接下來，依據第二實施例之電動致動器150顯示於第15圖。與本發明第一實施例的電動致動器10之結構元件相同的構造組件係以相同的元件符號標示，並省略此等特徵之詳細說明。
如第15圖所示，依據第二實施例之電動致動器150與依據第一實施例之電動致動器10的不同處在於前者備有變速單元(變速傳輸機構)152，該變速單元152能夠變換從驅動部16傳輸至位移機構20的驅動力的速度。
變速單元152係配置在本體12的一端，並且由行星齒輪機構154組成，並將一部分的行星齒輪機構154配置成被容納於遮蓋單元14的內部。行星齒輪機構154包含：輸入軸156，在其上安裝有驅動力傳輸機構22的驅動皮帶輪110；太陽齒輪158，係配置在輸入軸156的一端；行星齒輪160，同時進行公轉及自轉，且沿著太陽齒輪158的圓周方向，以相同的角度相互分開並經卡入；內部齒輪162；及托架164a、164b。輸入軸156係藉由第二軸承166而被旋轉地支撐。
行星齒輪160係藉由插銷168可旋轉地軸向支撐在托架164a、164b上，在行星齒輪160的外圍側上則套合有大直徑的內部齒輪162，使得行星齒輪160卡入沿著內部齒輪162的內圍所雕刻的內齒。輸入軸156與組成位移機構20的活塞48及螺桿58係同軸配置。太陽齒輪158、行星齒輪160及內部齒輪162分別由螺旋齒輪構成。
再者，位於輸入軸156側上的托架164a，其外圍上安裝有作為阻件(resistor)的襯墊170。襯墊170係經由環狀溝槽安裝並與內部齒輪162的內圍表面滑動接觸。組成滾珠柱塞(ball plunger)172的滾珠由於彈簧的彈力而抵接於內部齒輪162的內圍表面，藉此朝徑向往外方向驅策內部齒輪162。
另一方面，連接件174的軸68係螺紋嚙合於配置在第一軸承32側之托架164b的內圍，並和其結合成一體。詳言之，當托架164b旋轉時，螺桿58也會經由連接件174而旋轉。
鎖固環176係配置在內部齒輪162的外圍，作為內部齒輪162的鎖固機構。
以此方式，藉由在依據第二實施例的電動致動器150中設置變速單元152，驅動部16所產生的旋轉驅動力經由組成變速單元152的行星齒輪機構154適當調整速度之後，該旋轉驅動力便被傳輸至位移機構20，藉此活塞48及活塞桿62也能以所需的速度及位移量來位移。
依據本發明之電動致動器並不限於上述實施例，故當然可以採用多種型式或其他結構，並且不會偏離如所附申請專利範圍所提出之本發明的精神和要義。
1．．．電動致動器
2．．．外殼
3．．．馬達
4．．．操作軸
5．．．耦接件
6．．．進給螺桿
7．．．螺帽
8．．．軸承
10,150．．．電動致動器
12．．．本體
14．．．遮蓋單元
16．．．驅動部
18．．．位移螺帽
20．．．位移機構
22．．．驅動力傳輸機構
24．．．孔
26．．．感測器附接溝槽
28．．．外殼
30．．．接合件
32．．．第一軸承
34．．．軸承架
36．．．第一阻尼器
38．．．桿蓋
39．．．擋環
40．．．桿襯墊
42．．．襯套
44．．．第二阻尼器
46．．．溝槽
48．．．活塞
50,50a．．．旋轉止動構件
52．．．皮帶輪蓋
54．．．旋轉驅動源
54a．．．驅動軸
56．．．驅動皮帶輪
58．．．螺桿
62．．．活塞桿
64．．．套筒
66．．．連接件
68．．．軸
70．．．管狀構件
72．．．第二軸承
74．．．凸緣
76．．．固持具
78,78a,78b．．．支撐環
80．．．支撐件
80a．．．滑動面
82．．．空間
84．．．潤滑劑溝槽
85．．．攪拌凹槽
86．．．大直徑部份
88．．．小直徑部份
90,114．．．閂銷
92．．．磁石
94．．．凹槽
96．．．滾紋部份
98．．．嚙合溝槽
100．．．底座
102．．．凸出部
104．．．爪
106．．．直線部
108．．．彈簧部
109．．．攪拌溝槽
110．．．被驅動皮帶輪
111．．．凸起部份
112．．．確動皮帶
152．．．變速單元
154．．．行星齒輪機構
156．．．輸入軸
158．．．太陽齒輪
160．．．行星齒輪
162．．．內部齒輪
164a,164b．．．托架
166．．．第二軸承
168．．．銷
170．．．襯墊
172．．．滾珠柱塞
174．．．連接件
176．．．鎖固環
第1圖係依據本發明第一實施例之電動致動器的外部透視圖；
第2圖係顯示第1圖電動致動器的整體剖面圖；
第3圖係沿著第1圖所示之III-III線的橫剖面圖；
第4圖係顯示配置於旋轉軸一端之連接件附近的放大透視圖，其中有部分已切除。
第5圖係配置於該旋轉軸另一端之支撐環附近的橫剖面放大圖；
第6圖係顯示第5圖所示之支撐環及固持具的側向橫剖面圖；
第7圖係顯示修改後的支撐環範例之放大橫剖面圖，其中支撐環的外圍表面上配置有潤滑劑溝槽；
第8A圖係顯示修改後的支撐環範例之放大橫剖面圖，其中攪拌溝槽被配置用於在該支撐環的外圍表面上攪拌潤滑劑；
第8B圖係顯示第8A圖的支撐環的平面圖；
第9圖係活塞的外部透視圖，該活塞外圍表面安裝有旋轉止動構件；
第10圖係第9圖的活塞、位移螺帽、與旋轉止動構件的分解透視圖；
第11圖係第9圖所示之活塞及該旋轉止動構件的縱剖面圖；
第12圖係顯示第2圖之電動致動器中，支撐環及固持具附近的側面剖視圖；
第13A圖係顯示旋轉止動構件的截面放大圖，該旋轉止動構件是根據修改後的範例，在外圍表面上配置有攪拌溝槽；
第13B圖係顯示依據第13A圖修改後的範例之旋轉止動構件的平面圖；
第14圖的整體剖面圖係顯示一種狀態，其中該位移螺帽及該活塞被位移至第1圖電動致動器中該本體的另一端；
第15圖係依據本發明第二實施例之電動致動器的外部透視圖；以及
第16圖係依據習知技術之電動致動器的整體剖面圖。
10．．．電動致動器
12．．．本體
14．．．遮蓋單元
16．．．驅動部
18．．．位移螺帽
20．．．位移機構
22．．．驅動力傳輸機構
24．．．孔
28．．．外殼
30．．．接合件
32．．．第一軸承
34．．．軸承架
36．．．第一阻尼器
38．．．桿蓋
39．．．擋環
40．．．桿襯墊
42．．．襯套
44．．．第二阻尼器
46．．．溝槽
48．．．活塞
50．．．旋轉止動構件
52．．．皮帶輪蓋
54．．．旋轉驅動源
54a．．．驅動軸
56．．．驅動皮帶輪
58．．．螺桿
62．．．活塞桿
64．．．套筒
66．．．連接件
68．．．軸
70．．．管狀構件
72．．．第二軸承
74．．．凸緣
78．．．支撐環
90．．．閂銷
92．．．磁石
102．．．凸出部
110．．．被驅動皮帶輪

Claims (13)

  1. 一種電動致動器，包括：本體(12)；驅動部(16)，在對其供應電流下被旋轉驅動；驅動力傳輸機構(22)，連接至該驅動部(16)，用來傳輸來自驅動部(16)的驅動力；位移機構(20)，配置在該本體(12)上並包括：螺桿(58)，藉由透過該驅動力傳輸機構(22)所傳輸的驅動力而旋轉位移；以及位移構件(48)，螺紋嚙合於該螺桿(58)，並沿著本體(12)的軸線方向位移；連接件(66)，耦接至該螺桿(58)的一端，並且連接至該驅動力傳輸機構(22)；支撐機構，用來在徑向上支撐該螺桿(58)；以及旋轉規制機構(50)，配置於該位移構件(48)的外圍表面上並嚙合於本體(12)的溝槽(46)中，用來規制該位移構件(48)的旋轉位移，其中，該支撐機構係配置於該螺桿(58)的另一端，且該支撐機構包括環本體(78、78a、78b)，該環本體(78、78a、78b)係配置成相對於該螺桿(58)可自由旋轉，且係設置成可滑動自如地接觸被耦接至該位移構件(48)之桿(62)的內圍表面，並且，在該環本體(78、78a、78b)與該桿(62)之內圍表面之間設置空間。
  2. 如申請專利範圍第1項之電動致動器，其中，該環本體 (78、78a、78b)係保持在固持具(76)內，而該固持具(76)則是配置在該環本體(78、78a、78b)的內圍側上，並且該固持具(76)係藉由收縮套合或施壓套合而固定於該螺桿(58)。
  3. 如申請專利範圍第2項之電動致動器，其中，該環本體(78、78a、78b)包含複數個從該固持具(76)外圍表面朝徑向往外突出的支撐件(80)，該等支撐件(80)係沿著該環本體(78、78a、78b)的圓周方向以相同間距隔開。
  4. 如申請專利範圍第2項之電動致動器，其中，溝槽(76a)係形成於該固持具(76)的外圍表面，而該環本體(78、78a、78b)則是可旋轉地配置在該溝槽(76a)內。
  5. 如申請專利範圍第3項之電動致動器，其中，環狀的潤滑劑溝槽(84)係凹入該支撐件(80)的外圍表面、並且沿著環本體(78a)的圓周方向延伸；該潤滑劑溝槽(84)係形成在該支撐件(80)內，其中，潤滑劑係填入該潤滑劑溝槽(84)。
  6. 如申請專利範圍第3項之電動致動器，其中，攪拌溝槽(85)係形成在該支撐件(80)上，相對於該環本體(78b)的軸線傾斜一預定角度，並且凹入該支撐件(80)的外圍表面。
  7. 如申請專利範圍第1項之電動致動器，其中，該連接件(66)係藉由收縮套合或施壓套合而固定結合於該螺桿(58)，該連接件(66)係藉由配置在本體(12)的軸承(32)而被旋轉地支撐。
  8. 如申請專利範圍第7項之電動致動器，其中，該連接件(66)包含朝徑向往外凸出的凸緣(74)，該凸緣(74)係規制該軸承(32)沿著該軸承(32)軸線方向的位移。
  9. 如申請專利範圍第1項之電動致動器，其中，其中該旋轉調整機構(50)包括：底座(100)，係安裝在該位移構件(48)的外圍表面上；以及凸出部(102)，係相對於該位移構件(48)之外圍表面和該底座(100)之外圍表面朝徑向往外凸出，並沿著該位移構件(48)的軸線方向延伸，其中，該等凸出部(102)包括彈簧部(108)，該彈簧部108係相對於該位移構件(48)而朝徑向往外彈推。
  10. 如申請專利範圍第9項之電動致動器，其中，該底座(100)係施壓套合於該位移構件(48)的外圍表面上，並且在該外圍表面上沿著其圓周方向形成鋸齒部份(96)，該鋸齒部份(96)係形成有朝徑向之凹凸鋸齒狀。
  11. 如申請專利範圍第9項之電動致動器，其中，該凸出部(102)係施壓套合於該本體(12)的凹槽(46)中而使得該彈簧部(108)的直徑朝徑向往內減少，並且該彈簧部(108)的彈力係朝徑向往外彈推於該凹槽(46)的壁面。
  12. 如申請專利範圍第9項之電動致動器，其中，攪拌凹槽(109)係形成在該凸出部(102)上，且相對於該底座(100)的軸線傾斜一預定角度，並且凹入該凸出部(102)的外圍表面。
  13. 如申請專利範圍第1項之電動致動器，其中，變速傳輸機構(152)係配置在該本體(12)中，該變速傳輸機構(152)能夠改變透過驅動力傳輸機構(22)而從驅動部(16)傳輸至該位移機構(20)的驅動力之速度。
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