TWI448066B - 用於致動裝置之具制動減速機構的馬達 - Google Patents

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Description

用於致動裝置之具制動減速機構的馬達
本發明係有關於一種用於線性致動裝置的馬達，尤指一種用於致動裝置之具制動減速機構的馬達。
線性致動裝置(Linear Actuator)主要係利用馬達及蝸桿、蝸輪等驅動組件來帶動一導螺桿旋轉，同時藉由導螺桿驅使螺接於其上的伸縮管作線性的伸出或縮回的動作，由於其結構及安裝等各方面條件均較氣、油壓缸簡單與方便，因此已被廣泛地應用在病床、電動椅等設備上，或其他需要作伸、縮運作的場域中。
習知的線性致動裝置如歐洲專利公告編號EP0662573B1和PCT專利公開號WO2004-027290A2所揭露，其中EP0662573B1一案所揭露的致動裝置主要包括一蝸桿、一導螺桿、固定在導螺桿之一端的一蝸輪組，蝸輪組包含一蝸輪；一螺旋彈簧環繞在圓柱形環體外周緣；如此，以組合一線性致動裝置。另WO2004-027290A2一案則是針對前述案的螺旋彈簧與環體作動過程中，因摩擦而易生高熱的問題，以一熱傳導元件來散逸熱量。
然而，習知的線性致動裝置，其螺旋彈簧是固定不動，而圓柱形環體則是跟隨蝸輪作旋轉，因此易在螺旋彈簧和圓柱形環體之間 摩擦生熱，此熱量將造成高溫熔著或使螺旋彈簧產生快速損耗，而大幅度地的縮短使用壽命。另其僅是藉助螺旋彈簧與轉動的圓柱形環體間的線接觸，來達成減速或是制動效果；因螺旋彈簧與環體的有效接觸面積少，是以所能達成的減速或制動效果，受到先天條件的拘限而使成效不彰。
本發明之一目的，在於提供一種用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其係藉由螺旋彈簧緊束摩擦元件來對轉軸制動減速，其螺旋彈簧的損耗小而可延長使用壽命；另摩擦元件與轉軸的接觸面積大而具有良好制動減速效能。
為了達成上述之目的，本發明係提供一種用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，包括一本體、一轉軸及一制動減速機構，該轉軸穿接在該本體的中心；該制動減速機構包含一摩擦元件和一螺旋彈簧，該摩擦元件套接在該轉軸外周緣，該螺旋彈簧彈性夾掣在該摩擦元件的外緣且一端固定在該本體；其中該轉軸作一方向旋轉時，該螺旋彈簧將緊迫該摩擦元件來制動該轉軸減速。
為了達成上述之目的，本發明係提供一種用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，所述致動裝置具有一座體，該具制動減速機構的馬達包括包括一本體、一轉軸及一制動減速機構，該本體固定在所述座體；該轉軸穿接在該本體的中心且延伸進入所述座體內；該制動減速機構包含一摩擦元件和一螺旋彈簧，該摩擦元件套接在該轉軸外周緣，該螺旋彈簧彈性夾掣在該摩擦元件的外緣且一端固定在該座體；其中該轉軸作一方向旋轉時，該螺旋彈簧將緊迫該摩擦元件來制動該轉軸減速。
本發明具有以下功效，利用制動減速機構配置在致動裝置的馬達轉軸上，能以微小的作用力就可獲致較佳的制動效果。摩擦元件與螺旋彈簧不產生相對的摩擦轉動，自然不產生熔著現象。轉軸在特定方向作旋轉時與摩擦元件間的阻尼小，而不影響馬達的傳動效能。伸縮管在縮入過程中獲得制動減速，因此可保持在穩定的速度作下降或縮入外管內部，而提高使用者的使用舒適感。本發明另具有結構簡單、成本低和體積小等諸多優點。
<本發明>
1、1a、1b、1c、1d、1e‧‧‧馬達
10‧‧‧本體
11‧‧‧外殼
111‧‧‧螺孔
112‧‧‧凸環
113‧‧‧端蓋
114‧‧‧容置室
115‧‧‧嵌槽
12、12c、12d‧‧‧固定件
121‧‧‧穿孔
122‧‧‧插孔
123c、123d‧‧‧外環
124c‧‧‧內環
125c‧‧‧槽道
126d‧‧‧開槽
13‧‧‧螺固元件
14‧‧‧限位套
20‧‧‧轉軸
21‧‧‧渦桿
30‧‧‧制動減速機構
31、31a、31b、31c、31d‧‧‧摩擦元件
311‧‧‧剖槽
312a、312b、312c、312d‧‧‧弧形板
313‧‧‧粗糙紋
32、32b、32c、32d、32e‧‧‧螺旋彈簧
321、321d、321e‧‧‧定位臂
5‧‧‧線性致動裝置
51‧‧‧座體
511‧‧‧定位槽
52‧‧‧傳動機構
521‧‧‧導螺桿
522‧‧‧渦輪
523‧‧‧螺帽
53‧‧‧外管
54‧‧‧伸縮管
第一圖 係本發明第一實施例立體分解圖。
第二圖 係本發明第一實施例組合外觀圖。
第三圖 係第二圖的局部剖面圖。
第四圖 係本發明第一實施例應用於線性致動裝置使用狀態圖。
第五圖 係本發明第二實施例立體分解圖。
第六圖 係本發明第三實施例立體分解圖。
第七圖 係本發明第四實施例立體分解圖。
第八圖 係本發明第四實施例組合外觀圖。
第九圖 係第八圖的局部剖面圖。
第十圖 係本發明第五實施例立體分解圖。
第十一圖 係第十圖的局部剖面圖。
第十二圖 係本發明第六實施例立體分解圖。
第十三圖 係本發明第六實施例組合外觀圖。
第十四圖 係第十三圖的局部剖面圖。
第十五圖 係本發明第七實施例與致動裝置立體分解圖。
第十六圖 係本發明第七實施例與致動裝置組合示意圖。
有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
請參閱第一至三圖所示，本發明係提供一種用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，此馬達1主要包括一本體10、一轉軸20及一制動減速機構30。
本體10主要由一圓筒形外殼11、容置在外殼11內部的轉子、定子及線圈組等元件(圖未示出)所共同組成，在外殼11後端面設有複數螺孔111。本實施例的本體10更包含一固定件12，此固定件12大致呈一階梯狀，並在其上開設有一穿孔121和一插孔122，此穿孔121是供一螺固元件13穿設並螺接在前述螺孔111中，以使固定件12結合在外殼11上。
轉軸20穿接在本體10中心位置，轉軸20的二端分別向外延伸且裸露出外殼11的外部，在轉軸20的一端成型有一渦桿21。
制動減速機構30包含一摩擦元件31和一螺旋彈簧32，本實施例的摩擦元件31可為金屬或塑膠材料所製成，其大致呈一圓形環體，並在此圓形環體開設有一剖槽311，以使摩擦元件31在受到螺旋彈簧32的彈性夾掣時能夠產生徑向收縮；另在摩擦元件31的外表 面設有一粗糙紋313，在螺旋彈簧32與此粗糙紋313套接結合時，能夠有效的限制各彈簧線圈的軸向移動，且可增加螺旋彈簧32和摩擦元件31之間的固持力，此摩擦元件31是套接在前述轉軸20外周緣。螺旋彈簧32可為一右旋向螺旋彈簧，在轉軸20作逆時針旋轉時將令螺旋彈簧32產生徑向收縮；反之在轉軸20作順時針旋轉時將令螺旋彈簧32產生徑向擴張。本實施例的螺旋彈簧32延伸有一定位臂321，此螺旋彈簧32是彈性夾掣在摩擦元件31的外周緣，且其定位臂321則是穿入前述插孔122而固定。
請參閱第四圖所示，本發明的馬達1是裝設在一線性致動裝置5上，此線性致動裝置5主要包括一座體51、一傳動機構52、一外管53、一伸縮管54及其它元件，傳動機構52主要包含一導螺桿521、渦輪522、一螺帽523及其它元件；其中外管53的一端固定在座體51，導螺桿521的一端穿接在座體51內部，另一端則穿入外管53的內部；渦輪522則固定在導螺桿521且位在座體51內部。伸縮管54的一端與螺帽523相互固接另一端則穿出外管53的外部，螺帽523與導螺桿521相互螺接來傳動。本發明的馬達1一端是固接在座體51上，且其轉軸20的渦桿21則是對應於渦輪522來囓合傳動，如此以共同組合成一線性致動裝置5。
使用時轉軸20受到本體10內部元件的驅動將產生旋轉作動，當蝸輪522受蝸桿21驅動而作順時針方向旋轉時，亦即是導螺桿521帶動伸縮管54向內縮入外管53內部，藉由螺旋彈簧32的一端被固定且緊束摩擦元件31產生徑向收縮，並利用螺旋彈簧32的彈性夾掣力和摩擦元件31內壁面與轉軸20表面的摩擦作用，而降低轉軸20及導螺桿521旋轉速度；如此，在線性致動裝置5安裝在電動床或 椅時，可使伸縮管54縮入外管53內部的速度較為緩慢，以增加使用者的使用舒適度。
反之，當蝸輪522受蝸桿21驅動而作逆時針方向旋轉時，亦即是導螺桿521帶動伸縮管54向外伸出外管53，藉助轉軸20的旋轉方向與螺旋彈簧32的旋向相反，將使轉軸20帶動摩擦元件31使螺旋彈簧32產生徑向擴張，此時的摩擦元件31將獲得釋放，是以減低對轉軸20的旋轉造成摩擦阻尼，而使轉軸20可在摩擦元件31內部輕易轉動；如此，可不影響馬達1的傳動效能。
請參閱第五圖所示，為本發明第二實施例的馬達，此馬達1a與第一實施例馬達1的主要區別在於：摩擦元件31a為由三片弧形板312a所組成，此三片弧形板312a可組合成一近似圓形環，但不以此種形態為限，只要是二片(含二片)以上的弧形板312a(圖未明示)即為本發明所涵蓋範圍，各弧形板312a是套設在轉軸20的外周緣；螺旋彈簧32則是彈性套接在此三片弧形板312a外周緣，且其定位臂321則是穿入插孔122內而固定。
請參閱第六圖所示，為本發明第三實施例的馬達，此馬達1b與前述實施例的主要區別在於：摩擦元件31b亦由三片弧形板312b所組成，在外殼11的端面延伸有一凸環112，各弧形板312b套設在轉軸20的外周緣；螺旋彈簧32b的一部分區域是緊迫套接在凸環112，另一部分區域則是彈性套接在各弧形板312b。
請參閱第七至九圖所示，為本發明第四實施例的馬達，此馬達1c與前述實施例的主要區別在於：摩擦元件31c亦由三片階梯狀弧形板312c所組成，同理此階梯狀弧形板312c亦可為二片式結構(圖 未明示)；固定件12c具有一外環123c和連接外環123c並形成於其內的一內環124c所構成，並在外環123c和內環124c之間形成有一槽道125c，各弧形板312c套設在轉軸20的外周緣；螺旋彈簧32c的一部分區域是容置在槽道125c內並緊迫套接在內環124c外周緣，另一部分區域則是彈性套接在各弧形板312c的大直徑外周緣(如第九圖所示)。
請參閱第十及十一圖所示，為本發明第五實施例的馬達，此馬達1d與前述實施例的主要區別在於：摩擦元件31d亦由三片階梯狀弧形板312d所組成，固定件12d具有一外環123d，並在固定件12d內部設有一開槽126d，各弧形板312d套設在轉軸20的外周緣；螺旋彈簧32d彈性套接在此三片弧形板312d外周緣並容置在外環121d內部，且螺旋彈簧32d的定位臂321d是定位在開槽126d內(如第十一圖所示)。
請參閱第十二至十四圖所示，為本發明第六實施例的馬達，此馬達1e與前述實施例的主要區別在於：摩擦元件31e亦由三片弧形板312e所組成，在外殼11的端蓋113內部成型有一容置室114，並於容置室114內設有一嵌槽115，摩擦元件31e和螺旋彈簧32e配設在容置室114內，各弧形板312e套設在轉軸20的外周緣；螺旋彈簧32e彈性套接在此三片弧形板312e外周緣，且螺旋彈簧32e的定位臂321e是定位在嵌槽115內(如第十四圖所示)，另利用一限位套14來對摩擦元件31e的端抵貼而定位，此限位套14為以粉末材料所燒結製成；如此可使摩擦元件31e和螺旋彈簧32e不受到外殼11外部的水氣或灰塵的附著沾黏。
請參閱第十五至十六圖所示，為本發明第七實施例的馬達，其前 述實施例的主要區別在於：摩擦元件31a的各弧形板312a套設在渦桿21端內側的轉軸20外周緣(如第十六圖所示)；螺旋彈簧32彈性套接在此三片弧形板312e外周緣，另在座體51的內部設有一定位槽511，螺旋彈簧32的定位臂321是定位在定位槽511內。
綜上所述，本發明之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。
1‧‧‧馬達
10‧‧‧本體
11‧‧‧外殼
111‧‧‧螺孔
12‧‧‧固定件
121‧‧‧穿孔
122‧‧‧插孔
13‧‧‧螺固元件
20‧‧‧轉軸
21‧‧‧渦桿
30‧‧‧制動減速機構
31‧‧‧摩擦元件
311‧‧‧剖槽
313‧‧‧粗糙紋
32‧‧‧螺旋彈簧
321‧‧‧定位臂

Claims (19)

  1. 一種用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，包括：一本體；一轉軸，穿接在該本體的中心且能夠對應轉動；以及一制動減速機構，包含一摩擦元件和一螺旋彈簧，該摩擦元件固定地套接在該轉軸外周緣，該螺旋彈簧彈性夾掣在該摩擦元件的外緣且一端定位在該本體；其中該轉軸作一方向旋轉時，透過形成在該轉軸的徑向外周面和該摩擦元件的徑向內周面的摩擦作用，該螺旋彈簧將緊迫該摩擦元件來制動該轉軸減速。
  2. 如請求項第1項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該摩擦元件開設有一剖槽。
  3. 如請求項第1項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該摩擦元件由二片以上弧形板所組成。
  4. 如請求項第1項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該摩擦元件由二片以上階梯狀弧形板所組成。
  5. 如請求項第1項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該摩擦元件的外表面設有一粗糙紋，該螺旋彈簧是套接在該粗糙紋上。
  6. 如請求項第1項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該轉軸作另一方向旋轉時，該摩擦元件將帶動該螺旋彈簧產生徑向擴張。
  7. 如請求項第1項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該本體包含一外殼，該轉軸的二端分別向外延伸且裸露出該外殼的端部外側。
  8. 如請求項第7項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該本體更包含一固定件，該固定件安裝在該外殼且位於該轉軸的一側邊，該固定件開設一插孔，該螺旋彈簧延伸有一定位臂，該定位臂是穿接該插孔而固定。
  9. 如請求項第7項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該外殼的端面延伸有一凸環，該凸環形成在該轉軸外周緣，該螺旋彈簧的一部分區域是緊迫套接在該凸環，另一部分區域則是彈性套接在該摩擦元件。
  10. 如請求項第7項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該本體更包含一固定件，該固定件安裝在該外殼且位於該轉軸的一側邊，該固定件具有一外環和連接該外環並形成於內部的一內環，在該外環和該內環之間形成有一槽道，該螺旋彈簧的一部分區域是容置在該槽道內並緊迫套接在該內環外周緣，另一部分區域則是彈性套接在該摩擦元件。
  11. 如請求項第7項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該本體更包含一固定件，該固定件安裝在該外殼且位於該轉軸的一側邊，該固定件具有一外環及內部設有一開槽，該螺旋彈簧容置在該外環內部，且該螺旋彈簧具有定位在該開槽內的一定位臂。
  12. 如請求項第1項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該本體包含一外殼，該外殼的端部形成有一容置室，並在該容置室內設有一嵌槽，該摩擦元件和該螺旋彈簧配設在該容置室 內，該螺旋彈簧具有定位在該嵌槽內的一定位臂。
  13. 一種用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，所述致動裝置具有一座體，該具制動減速機構的馬達包括：一本體，固定在所述座體；一轉軸，穿接在該本體的中心且能夠對應轉動，該轉軸延伸進入所述座體內；以及一制動減速機構，包含一摩擦元件和一螺旋彈簧，該摩擦元件固定地套接在該轉軸外周緣，該螺旋彈簧彈性夾掣在該摩擦元件的外緣且一端定位在該座體；其中該轉軸作一方向旋轉時，透過形成在該轉軸的徑向外周面和該摩擦元件的徑向內周面的摩擦作用，該螺旋彈簧將緊迫該摩擦元件來制動該轉軸減速。
  14. 如請求項第13項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該摩擦元件開設有一剖槽。
  15. 如請求項第13項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該摩擦元件由二片以上弧形板所組成。
  16. 如請求項第13項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該摩擦元件由二片以上階梯狀弧形板所組成。
  17. 如請求項第13項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該摩擦元件的外表面設有一粗糙紋，該螺旋彈簧是套接在該粗糙紋上。
  18. 如請求項第13項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達，其中該轉軸作另一方向旋轉時，該摩擦元件將帶動該螺旋彈簧產生徑向擴張。
  19. 如請求項第13項所述之用於致動裝置之具制動減速機構的馬達， 其中所述座體的內部設有一定位槽，該螺旋彈簧具有定位在該定位槽內的一定位臂。
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