TWI439614B - 長行程線性模組 - Google Patents

Description

長行程線性模組

本發明係與線性模組有關，特別是指一種長行程線性模組。

參閱第1圖所示，顯示習知線性模組的立體圖，其主要於一基座11設有一滾珠螺桿12和一線性滑軌13來帶動及導引一平台14直線往復移動。其中該滾珠螺桿12包含一螺桿121和一可往復移動的螺帽122，該線性滑軌13包含二滑軌131及複數滑設於各該滑軌131上的滑塊132，該平台14是固設於該螺帽122和該滑塊132上。一般線性模組驅動該平台14的方式是透過一動力裝置(圖上未示)連接帶動該螺桿121的一端，使得該螺桿121旋轉以帶動該螺帽122往復移動，進而使該平台14往復移動，同時因該滑塊132沿著該滑軌131移動，俾使該平台14可平穩地直線往復移動。

然而，一但該線性模組的行程越長，需要相對長度的滾珠螺桿12來帶動該平台14，而長螺桿121需要較多的材料及成本來製作，製造上也不容易製程困難，組裝上因為螺桿121本身的重量下垂使的調校不易，轉動時因為細長比的關係有造成甩動的可能。

是以，如何開發出一種長行程線性模組可解決上述缺陷即為本發明研發的動機。

本發明的目的在於提供一種長行程線性模組，其主要利用一半長度螺桿及皮帶達到長行程的功能，藉以降低螺桿的材料成本、製程困難度及校正的困難度，同時避免螺桿甩動的可能。

緣是，為了達成前述之目的，本發明所提供之一種長行程線性模組，包含：一基座；一線性滑軌，包含呈平行狀的固設於該基座的二滑軌、滑設於各該滑軌上的前滑塊、後滑塊、及位於該前、後滑塊之間的中滑塊；一滾珠螺桿，包含一可樞轉地設於該基座且位於該二滑軌之間的螺桿、及一被該螺桿帶動而可往復移動地設於該螺桿上的螺帽；一前滑台，設於該螺帽及各該前滑塊；一後滑台，設於各該後滑塊；一固定桿，具有一接設於該前滑台的第一端部以及一反向設置於該第一端部且接設於該後滑台的第二端部；一前皮帶輪，樞設於該前滑台；一後皮帶輪，樞設於該後滑台；一皮帶，繞設於該前、後皮帶輪之間，並具有一固定於該基座的第一固定部、及一位於該第一固定部上方的第二固定部；一中滑台，設於各該中滑塊及該皮帶的第二固定部、且具有一台面及位於該台面兩側的固定部。

另外，為了達成前述之目的，本發明所提供之一種長行程線性模組，包含：一基座；一滾珠螺桿，包含一可樞轉地設於該基座的螺桿、及一被該螺桿帶動而可往復移動地 設於該螺桿上的螺帽；一前滑台，設於該螺帽，並具有複數與該基座接觸的前滾輪；一後滑台，設於該基座，並具有複數與該基座接觸的後滾輪；一固定桿，具有一接設於該前滑台的第一端部以及一反向設置於該第一端部且接設於該後滑台的第二端部；一前皮帶輪，樞設於該前滑台；一後皮帶輪，樞設於該後滑台；一皮帶，繞設於該前、後皮帶輪之間，並具有一固定於該基座的第一固定部、及一位於該第一固定部上方的第二固定部；一中滑台，設於該皮帶的第二固定部、且具有一台面、位於該台面兩側的固定部、及複數與該基座接觸的中滾輪。

有關本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他之功效，茲舉二較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如後。

參閱第2至7圖所示，本發明第一實施例所提供的一種長行程線性模組，其主要係由一基座20、一線性滑軌30、一滾珠螺桿40、一前滑台51、一後滑台52、一固定桿60、一前皮帶輪71、一後皮帶輪72、一皮帶73、一中滑台53及一蓋板80所組成，其中：該基座20，具有一長向X、及一位於該長向X近中間處的固定塊21。

該線性滑軌30，包含沿該基座20長向X且呈平行狀的固設於該基座20的二滑軌31、藉由複數滾動體(圖上未示) 滑設於各該滑軌31上的一前滑塊32、一後滑塊33、及位於該前、後滑塊32、33之間的二中滑塊34。由於該線性滑軌30為習知構件，且組設方式與作動方式皆與習知相同，亦非本發明之設計重點，因此對於該等構件之詳細結構與作動方式不再詳述。

該滾珠螺桿40，包含一沿該基座20長向X且可樞轉地設於該基座20並位於該二滑軌31之間的螺桿41、及一被該螺桿41帶動而可往復移動地設於該螺桿41上的螺帽42；由於該滾珠螺桿40為習知構件，且組設方式與作動方式皆與習知相同，亦非本發明之設計重點，因此對於該等構件之詳細結構與作動方式不再詳述，惟不同的是，本發明是將該螺桿41的長度設計成約為該基座20長向X長度的一半。

該前滑台51，具有一供該螺帽42螺設的前組設部511、二供該前滑塊32組設的前翼部512、及一前樞槽513。

該後滑台52，具有二供該後滑塊組33設的後翼部521、及一後樞槽522。

該固定桿60，具有一接設於該前滑台51的第一端部61以及一反向設置於該第一端部61且接設於該後滑台52的第二端部62，俾使該前、後滑台51、52產生等間距的位移。

該前皮帶輪71，樞設於該前滑台51，並具有一樞設於該前樞槽513的前樞軸711及一被該前樞軸711貫穿的前 輪部712。

該後皮帶輪72，樞設於該後滑台52，並具有一樞設於該後樞槽522的後樞軸721及一被該後樞軸721貫穿的後輪部722。

該皮帶73，繞設於該前皮帶輪71的前輪部712及該後皮帶輪72的後輪部722之間，並具有一固定於該基座20的第一固定部731、及一位於該第一固定部731上方的第二固定部732；其中該第一固定部731藉由一基座皮帶固定板74固定於該基座20的固定塊21。

該中滑台53，設於各該中滑塊34及該皮帶73的第二固定部732、且具有一台面531及位於該台面531兩側的固定部532；其中該中滑台53藉由一中滑台皮帶固定板54將該皮帶73的第二固定部731固定於其上。

該蓋板80，設於該基座20且遮蓋該線性滑軌30、該滾珠螺桿40、該前滑台51、該後滑台52、該固定桿60、該皮帶73、及該中滑台53的台面531，而該中滑台53的固定部532係露出該蓋板80之外，以供其他裝置組設。

以上所述即為本發明第一實施例各主要構件之結構及其組態說明。至於本發明的作動方式及功效請參考以下的說明。

參閱第3、6至9圖所示，當該螺桿41一端受一動力裝置(圖上未示)連接帶動而在原地轉動時，該螺帽42帶動該前滑 台51在該螺桿41及滑軌31上位移，而位移後的前滑台51更會同步帶動該後滑台52及中滑台53位移，即該中滑台53及後滑台52位移的距離為該螺帽42在該螺桿41上位移的距離，此外，藉由在該前、後滑台51、52間設有皮帶73以及該中滑台53固設於皮帶73上之設計，使得該前、後滑台51、52在位移的過程中，該皮帶73會產生轉動位移，使得皮帶73拉動該中滑台53而再次位移，因此，該中滑台53實際位移距離為螺帽42帶動該前滑台51的位移距離加上該皮帶73轉動拉動該中滑台53位移的距離。

據此，本發明需要的傳動行程只需要該基座20長向X約一半長度的螺桿41，在螺桿41的製程中，短螺桿是長螺桿所需要材料的一半，製造上短螺桿也比較容易，順暢及直度及安裝上都比長螺桿方便，所省下的成本及時間都比長螺桿多，螺桿41比較不會有甩動及下垂的情形，所以不需要支撐，是以，本發明確實得以達到降低螺桿的材料成本、製程困難度及校正的困難度，同時避免螺桿甩動可能的目的。

參閱第3、6、7圖所示，本發明的該前滑台51具有一與該蓋板80接觸的前支撐滾輪55，該後滑台52具有一與該蓋板80接觸的後支撐滾輪56，且該前、後滑台51、52之間接設有該固定桿60，使得該前、後支撐滾輪55、56接觸該蓋板60的距離不變，因此，本發明長行程線性模組中的前、後滑台51、52可以支撐該蓋板80，避免該蓋板80下垂。

參閱第10圖所示，本發明第二實施例所提供的一種長行程線性模組，其主要係由基座20a、滾珠螺桿40a、前滑台51a、後滑台52a、固定桿60a、前皮帶輪71a、後皮帶輪72a、皮帶73a、中滑台53a及蓋板所組成，由於其組態、功效及目的同於第一實施例，故在此不再贅述，其作動後如第11圖所示，至於第二實施例與第一實施例不同之處在於： 該前滑台51a，設於該螺帽42a，並具有複數與該基座20a接觸的前滾輪514a。

該後滑台52a，設於該基座20a，並具有複數與該基座20a接觸的後滾輪523a。

該中滑台53a，設於該皮帶73a的第二固定部732a、且具有一台面531a、位於該台面531a兩側的固定部532a、及複數與該基座20a接觸的中滾輪533a。

藉此，透過直接在該前滑台51a上設的前滾輪514a、中滑台53a上的中滾輪533a、及後滑台52a上的後滾輪523a取代第一實施例中的線性滑軌，藉以達成另一可實施狀態。

綜上所述，此實施例及圖示僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋的範圍內。

《習知》

11‧‧‧基座

12‧‧‧滾珠螺桿

121‧‧‧螺桿

122‧‧‧螺帽

13‧‧‧線性滑軌

131‧‧‧滑軌

132‧‧‧滑塊

14‧‧‧平台

《本發明》

20、20a‧‧‧基座

X‧‧‧長向

21‧‧‧固定塊

30‧‧‧線性滑軌

31‧‧‧滑軌

32‧‧‧前滑塊

33‧‧‧後滑塊

34‧‧‧中滑塊

40、40a‧‧‧滾珠螺桿

41‧‧‧螺桿

42、42a‧‧‧螺帽

51、51a‧‧‧前滑台

511‧‧‧組設部

512‧‧‧前翼部

513‧‧‧前樞槽

514a‧‧‧前滾輪

52、52a‧‧‧後滑台

521‧‧‧後翼部

522‧‧‧後樞槽

523a‧‧‧後滾輪

53、53a‧‧‧中滑台

531、531a‧‧‧台面

532、532a‧‧‧固定部

533a‧‧‧中滾輪

54‧‧‧中滑台皮帶固定板

55‧‧‧前支撐滾輪

56‧‧‧後支撐滾輪

60、60a‧‧‧固定桿

61‧‧‧第一端部

62‧‧‧第二端部

71、71a‧‧‧前皮帶輪

711‧‧‧前樞軸

712‧‧‧前輪部

72、72a‧‧‧後皮帶輪

721‧‧‧後樞軸

722‧‧‧後輪部

73‧‧‧皮帶

731‧‧‧第一固定部

732、732a‧‧‧第二固定部

74‧‧‧基座皮帶固定板

80‧‧‧蓋板

第1圖 係習知線性模組的立體圖。

第2圖 係本發明第一實施例的立體分解圖。

第3圖 係本發明第一實施例的立體組合圖，顯示除去蓋板的組合狀態。

第4圖 係本發明第一實施例的另一視角立體組合圖，顯示除去基座及蓋板的組合狀態。

第5圖 係本發明第一實施例的組合仰視圖，顯示除去基座的組合狀態。

第6圖 係本發明第一實施例的組合俯視圖，顯示除去蓋板的組合狀態。

第7圖 係本發明第一實施例的組合剖面圖。

第8圖 係本發明第一實施例的作動圖，顯示除去蓋板的作動狀態。

第9圖 係本發明第一實施例的作動圖，顯示前、中、後滑台位移後的狀態。

第10圖 係本發明第二實施例的組合剖面圖。

第11圖 係本發明第二實施例的作動圖，顯示前、中、後滑台位移後的狀態。

20‧‧‧基座

X‧‧‧長向

21‧‧‧固定塊

30‧‧‧線性滑軌

31‧‧‧滑軌

32‧‧‧前滑塊

33‧‧‧後滑塊

34‧‧‧中滑塊

40‧‧‧滾珠螺桿

41‧‧‧螺桿

42‧‧‧螺帽

51‧‧‧前滑台

511‧‧‧組設部

512‧‧‧前翼部

52‧‧‧後滑台

521‧‧‧後翼部

53‧‧‧中滑台

531‧‧‧台面

532‧‧‧固定部

54‧‧‧中滑台皮帶固定板

55‧‧‧前支撐滾輪

56‧‧‧後支撐滾輪

60‧‧‧固定桿

61‧‧‧第一端部

62‧‧‧第二端部

71‧‧‧前皮帶輪

711‧‧‧前樞軸

712‧‧‧前輪部

72‧‧‧後皮帶輪

721‧‧‧後樞軸

722‧‧‧後輪部

73‧‧‧皮帶

731‧‧‧第一固定部

732‧‧‧第二固定部

74‧‧‧基座皮帶固定板

80‧‧‧蓋板

Claims (10)

1. 一種長行程線性模組，包含：一基座；一線性滑軌，包含呈平行狀的固設於該基座的二滑軌、滑設於各該滑軌上的前滑塊、後滑塊、及位於該前、後滑塊之間的中滑塊；一滾珠螺桿，包含一可樞轉地設於該基座且位於該二滑軌之間的螺桿、及一被該螺桿帶動而可往復移動地設於該螺桿上的螺帽；一前滑台，設於該螺帽及各該前滑塊；一後滑台，設於各該後滑塊；一固定桿，具有一接設於該前滑台的第一端部以及一反向設置於該第一端部且接設於該後滑台的第二端部；一前皮帶輪，樞設於該前滑台；一後皮帶輪，樞設於該後滑台；一皮帶，繞設於該前、後皮帶輪之間，並具有一固定於該基座的第一固定部、及一位於該第一固定部上方的第二固定部；一中滑台，設於各該中滑塊及該皮帶的第二固定部、且具有一台面及位於該台面兩側的固定部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之長行程線性模組，其中該前滑台具有一供該螺帽螺設的前組設部、二供該前滑塊組設的前翼部及一供該前皮帶輪樞設的前樞槽，該後滑台具有二供該後滑塊組設的後翼部、及一供該後皮帶輪樞設的後樞槽。
3. 如申請專利範圍第1項所述之長行程線性模組，其中該基座具有一固定塊，該皮帶的第一固定部藉由一基座皮帶固定板固定於該固定塊，該皮帶的第二固定部藉由一中滑台皮帶固定板固定於該中滑台。
4. 如申請專利範圍第1項所述之長行程線性模組，其中更包含一蓋板，設於該基座且遮蓋該線性滑軌、該滾珠螺桿、該前滑台、該後滑台、該固定桿、該皮帶、及該中滑台的台面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之長行程線性模組，其中該前滑台具有一與該蓋板接觸的前支撐滾輪，該後滑台具有一與該蓋板接觸的後支撐滾輪。
6. 一種長行程線性模組，包含：一基座；一滾珠螺桿，包含一可樞轉地設於該基座的螺桿、及一被該螺桿帶動而可往復移動地設於該螺桿上的螺帽；一前滑台，設於該螺帽，並具有複數與該基座接觸的前滾輪；一後滑台，設於該基座，並具有複數與該基座接觸的後滾輪；一固定桿，具有一接設於該前滑台的第一端部以及一反向設置於該第一端部且接設於該後滑台的第二端部；一前皮帶輪，樞設於該前滑台；一後皮帶輪，樞設於該後滑台；一皮帶，繞設於該前、後皮帶輪之間，並具有一固定於該基座的第一固定部、及一位於該第一固定部上方的第二固定部；一中滑台，設於該皮帶的第二固定部、且具有一台面、位於該台面兩側的固定部、及複數與該基座接觸的中滾輪。
7. 如申請專利範圍第6項所述之長行程線性模組，其中該前滑台具有一供該螺帽螺設的前組設部、二供該前滑塊組設的前翼部及一供該前皮帶輪樞設的前樞槽，該後滑台具有二供該後滑塊組設的後翼部、及一供該後皮帶輪樞設的後樞槽。
8. 如申請專利範圍第6項所述之長行程線性模組，其中該基座具有一固定塊，該皮帶的第一固定部藉由一基座皮帶固定板固定於該固定塊，該皮帶的第二固定部藉由一中滑台皮帶固定板固定於該中滑台。
9. 如申請專利範圍第6項所述之長行程線性模組，其中更包含一蓋板，設於該基座且遮蓋該線性滑軌、該滾珠螺桿、該前滑台、該後滑台、該固定桿、該皮帶、及該中滑台的台面。
10. 如申請專利範圍第9項所述之長行程線性模組，其中該前滑台具有一與該蓋板接觸的前支撐滾輪，該後滑台具有一與該蓋板接觸的後支撐滾輪。