TWI429835B

TWI429835B - 傳動機構之背隙消除裝置(一)

Info

Publication number: TWI429835B
Application number: TW100113026A
Authority: TW
Inventors: Yung Hsiang Lu; Chung Lung Lin
Original assignee: Factory Automation Technology
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2014-03-11
Also published as: TW201241340A

Description

傳動機構之背隙消除裝置(一)

本發明係有關於一種傳動機構之背隙消除裝置，尤其是指一種針對工作台的傳動機構所創新研發之齒隙間的背隙消除結構，除以蝸桿帶動蝸輪而具有大扭力的傳動效果之外，再利用動力驅動活塞的方式，以使其達到軸向位移蝸桿，消除蝸桿與蝸輪在傳動時的背隙，進而達到蝸桿與工作台傳動間的背隙消除設計者。

按，一般在機械操作中最常見到的是傳動機構的運用，而傳動機構的使用範圍為最廣泛，同時所運用的技術也有諸多方法，舉如日本特開平7-148632號，其係分別於機台內設有兩平行而設的蝸桿，兩蝸桿分別對應傳動兩蝸輪，而該兩蝸輪再對應傳動上方之工作台，然而，上述結構因蝸桿為兩平行設置，使其在傳動時無法相互抵消推力，因此，傳動軸向推力大。

另外，該日本案中所揭露之另一實施例技術，為於機台內設有內蝸桿，而於內蝸桿外部再對應套接一外蝸桿，藉由兩同心之內、外蝸桿對應傳動兩蝸輪，而該兩蝸輪再對應傳動上方之工作台，然而，該內、外蝸桿雖為同軸心的傳動，但其因為套設組合，機構較複雜，同時，兩蝸桿的製作成本高，且亦需手動調整準確對應組裝才能與蝸輪囓合傳動；另外，對應套接的內、外蝸桿並無法具有軸向位移控制的設計〔無法具有調整控制背隙功能〕，即該內、外蝸桿的組裝在基本上並無具背隙狀態，但若需要調整背隙狀態的話，其需針對內、外蝸桿之圓周相位的調整，才可將背隙狀態消除，但針對上述內、外蝸桿之圓周相位調整則需拆卸迫緊塊才可進行，因此，在實施操作上具有妨礙加工程序的缺失。

而針對上述缺失，發明人及研發申請有公開號201033501號一種傳動機構之背隙消除裝置，其主要係於機台設有可驅動工作台作動的傳動機構，其中係設有一動力源驅動具左、右牙的蝸桿，讓蝸桿分別帶動兩蝸輪，以使蝸輪傳動工作台轉動，同時該蝸桿具有位移調整傳動蝸輪之背隙者。然而，上述結構因蝸桿通過兩蝸輪間之中心線成一角度之交叉，及作動蝸桿軸向位移之元件，需置於此蝸桿之後側端，因此，機台上的配置較佔空間。

緣是，發明人有鑑於此，秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構及缺失予以研究改良，提供一種傳動機構之背隙消除裝置，以期達到更佳實用價值性之目的者。

本發明為達上述目的特提供一種傳動機構之背隙消除裝置，其主要為增加傳動時的扭力、消除推力及改善空間配置等因素，藉以利用動力驅動活塞的方式，以使其達到軸向位移蝸桿，消除蝸桿與蝸輪在傳動時的背隙，進而達到蝸桿與工作台傳動間的背隙消除設計者。

本發明一種傳動機構的目的與功效係由以下之技術所實現：其主要係於機台設有可驅動工作台作動的傳動機構，係設有動力源驅動一體成形有左、右牙段的蝸桿，而該蝸桿與工作台之齒條呈平行向設置，以當該蝸桿分別帶動兩蝸輪轉動，而其一蝸輪經由一中間輪來轉向傳動，藉此以可帶動工作台平移者；藉此，以蝸桿左、右牙段傳動蝸輪可相互抵消推力、平均負擔扭力，達到大扭力的傳達功效者。

本發明一種傳動機構之背隙消除裝置的目的與功效係由以下之技術所實現：其主要係於機台設有可驅動工作台作動的傳動機構，係設有動力源驅動一體成形有左、右牙段的蝸桿，於蝸桿左、右牙段之間設有背隙消除裝置，該背隙消除裝置經由一動力單元驅動活塞而產生動力及預壓調整，藉以推動蝸桿軸向位移消除背隙者；藉此，以背隙消除裝置達到準確傳動及定位的效果者。

(2)‧‧‧傳動機構

(21)‧‧‧動力源

(211)‧‧‧出力軸

(22)‧‧‧蝸桿

(221)‧‧‧右牙段

(222)‧‧‧左牙段

(23)‧‧‧第一蝸輪

(231)‧‧‧傳動輪

(24)‧‧‧第二蝸輪

(241)‧‧‧傳動輪

(25)‧‧‧中間輪

(26)‧‧‧第一從動輪

(261)‧‧‧傳動輪

(27)‧‧‧第二從動輪

(271)‧‧‧傳動輪

(28)‧‧‧齒條

(3)‧‧‧背隙消除裝置

(31)‧‧‧連軸器

(32)‧‧‧軸套

(321)‧‧‧管路

(33)‧‧‧動力單元

(34)‧‧‧活塞

(341)‧‧‧軸承

(X)‧‧‧背隙空間

(Y)‧‧‧間隙

第一圖：本發明之整體剖視示意圖(一)

第二圖：本發明之整體剖視示意圖(二)

第三圖：本發明之俯視傳動示意圖

第四圖：本發明之動作局部放大示意圖(有背隙狀態)

第五圖：本發明之動作示意圖(背隙消除狀態)

第六圖：本發明之齒條傳動放大示意圖(背隙消除狀態)

第七圖：本發明背隙消除時傳達動力的狀態示意圖(一)

第八圖：本發明背隙消除時傳達動力的狀態示意圖(二)

第九圖：本發明之齒條傳動放大示意圖(未做背隙消除)

為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：首先，請參閱第一~四圖所示，為本發明一種傳動機構之背隙消除裝置之整體剖視示意圖，其係於工作台下設有令工作台承載工件而具有平行位移的傳動機構(2)，該傳動機構(2)設有動力源(21)驅動具有左、右牙段(222)、(221)的蝸桿(22)〔該左、右牙段(222)、(221)係一體成形於蝸桿(22)上〕分別帶動兩蝸輪(23)、(24)而令工作台作動，而於蝸桿(22)上設有背隙消除裝置(3)，該背隙消除裝置(3)包含有：一連軸器(31)，係對應組設連結動力源(21)出力軸(211)與蝸桿(22)且具設有吸收蝸桿(22)微量位移的構件；一軸套(32)，係對應組設於蝸桿(22)蝸桿左、右牙段(222)、(221)之間，且軸套(32)上設有管路(321)；一動力單元(33)，係對應導設在軸套(32)之管路(321)上；及一活塞(34)，係對應設置在軸套(32)內部，且藉軸承(341)包覆蝸桿(22)，而該活塞(34)係對應位於動力單元(33)輸入動力之處，以受動力單元(33)驅動連帶蝸桿(22)位移及回復者。

請一併參閱第一~八圖所示，於組裝時，係於工作台下方對應設有傳動機構(2)，該傳動機構(2)中設有一動力源(21)，而動力源(21)之出力軸(211)端對應組設背隙消除裝置(3)之連軸器(31)，使連軸器(31)一端組接具有左、右牙段(222)、(221)的蝸桿(22)，該蝸桿(22)之左、右牙段(222)、(221)分別對應與第一、第二蝸輪(23)、(24)囓合，使其第一、第二蝸輪(23)、(24)之轉向相反，可讓推力互相抵消及平均負擔扭力，接續，該第一、第二蝸輪(23)、(24)之中心軸上分別設有連動的傳動輪(231)、(241)，而該第一蝸輪(23)之傳動輪(231)係對應與一轉向功效的中間輪(25)嚙合傳動，再將動力傳輸至第一從動輪(26)，且經由第一從動輪(26)中心軸所設之傳動輪(261)與齒條(28)嚙合；而第二蝸輪(24)之傳動輪(241)則對應與第二從動輪(27)嚙合傳輸動力，且經由第二從動輪(27)中心軸所設之之傳動輪(271)與呈固定狀態的齒條(28)嚙合，如此，第一、第二從動輪(26)、(27)之傳動輪(261)、(271)於齒條(28)上呈同向轉動來帶動工作台平行位移者。

接續，再於蝸桿(22)左、右牙段(222)、(221)之間設有軸套(32)，而軸套(32)上之管路(321)對應導接動力單元(33)，該動力單元(33)係可以油壓或氣壓方式為之，即為空壓缸或油壓缸〔為可利用可程式控制動力單元作動者〕，再於軸套(32)內組裝活塞(34)，讓活塞(34)藉軸承(341)包覆蝸桿(22)，且對應位於動力單元(33)輸入動力之處。

當操作時，其當動力源(21)驅動蝸桿(22)帶動第一、第二蝸輪(23)、(24)而令工作台作動，於高速的傳動下，其蝸桿(22)與第一、第二蝸輪(23)、(24)的傳動會形成具有慣性會傳遞轉動，而使其蝸桿(22)與第一、第二蝸輪(23)、(24)之間產生齒與齒間的背隙空間(X)，而背隙空間(X)的存在係減少齒與齒間產生的磨耗及碰撞，但於停止或低速預壓時，需將該背隙空間(X)消除以讓齒與齒間定位準確傳動，因此，即啟動該背隙消除裝置(3)，係可以可程式控制動力單元(33)作動，讓動力單元(33)經由管路(321)輸入動力而推動活塞(34)，使其活塞(34)連同帶動蝸桿(22)位移，此時連軸器(31)會吸收該蝸桿(22)所產生的些微位移量〔該連軸器(31)上設有間隙( Y)來吸收位移量〕，使其蝸桿(22)左、右牙段(222)、(221)的齒與第一、第二蝸輪(23)、(24)的齒貼合，而把齒與齒之間的背隙空間(X)消除，於轉換低速時可平順傳動並精確定位。

接續，由第六圖所示為表示背隙消除的狀態，當在背隙消除時其第一、第二從動輪(26)、(27)之傳動輪(261)、(271)呈反向帶動，因此，傳動輪(261)、(271)會逆向對應傳動工作台齒條(28)，於圖式中表示，該第一從動輪(26)之傳動輪(261)為右轉傳動，因此，傳動輪(261)之右齒面與齒條(28)之左齒面相貼合，而第二從動輪(27)之傳動輪(271)為左轉傳動，因此，傳動輪(271)之左齒面與齒條(28)之右齒面相貼合，以在背隙消除的狀態下有精密的傳動位置；請參第七~八圖所示，當背隙消除時其動力的傳動方式，係經由選擇第一從動輪(26)之傳動輪(261)於齒條(28)上的右轉傳動或第二從動輪(27)之傳動輪(271)於齒條(28)上的左轉傳動，來帶動工作台平行位移者。

而第九圖所示係表示為未做背隙消除的狀態，當傳動狀態，其第一、第二從動輪(26)、(27)之傳動輪(261)、(271)於齒條(28)上呈同向轉動來帶動工作台平行位移，該兩傳動輪(261)、(271)為左轉傳動，因此，傳動輪(261)、(271)之左齒面與齒條(28)之右齒面相貼合，而於齒條(28)上傳動，達到同時平均分攤扭力的功效。另外，上述齒條(28)結構以齒輪間的滾動傳導，達到速度快及不佔空間的功效。

前述之實施例或圖式並非限定本發明之結構樣態或尺寸，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。

藉由以上所述，該元件之組成與使用實施說明可知，本發明與現有結構相較之下，具有下列諸多優點，詳述如下：

1、本發明傳動機構之背隙消除裝置，藉由蝸桿與蝸輪對應在固定的齒條上傳動，以帶動工作台位移，因此所佔用之空間小且相對可達到快速的傳動效果，具有改善習知的缺失。

2、本發明傳動機構之背隙消除裝置中所設之一體成形具有左、右牙的蝸桿，分別帶動蝸輪轉動，可讓推力互相抵消及平均負擔扭力，達到以簡單的小型機構，來傳達大扭力的設計者。

3、本發明傳動機構之背隙消除裝置，利用蝸桿與蝸輪的傳動可控制無背隙狀態所造成的磨損及碰撞破壞，除達到蝸桿與蝸輪於預壓降速的傳動定位，亦可確保構件的使用壽命者。

綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。