TWI534058B

TWI534058B - 驅動滾筒

Info

Publication number: TWI534058B
Application number: TW102129040A
Authority: TW
Inventors: 王心德; 蔡行知; 黃廣淼; 劉立祥
Original assignee: 財團法人金屬工業研究發展中心
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2016-05-21
Also published as: TW201505943A

Description

驅動滾筒

本發明係關於一種驅動滾筒，尤其是一種應用於輸送裝置之驅動滾筒。

習用輸送裝置係利用驅動滾筒來帶動一皮帶或數個連動滾筒一併轉動，進而運輸該輸送裝置所承置的料件。請參照第1圖所示，中華民國公告第I272757號「內裝馬達之滾筒」專利案揭示一種習用驅動滾筒9，包含一馬達91及一減速機92，該馬達91具有一轉動軸911，分別受二軸承912、913所支撐，且該轉動軸911連接該減速機92之一輸入軸921，該輸入軸921亦受一軸承922所支撐。該減速機92另具有一輸出軸923，該輸出軸923連接一轉動座93，且該輸入軸921與該輸出軸923之間具有一轉速差。該轉動座93係與一滾筒殼體94相結合，藉此，該馬達91啟動時能夠經由該轉動軸911同步驅動該輸入軸921旋動，且透過該減速機92之傳動，由該輸出軸923帶動該轉動座93以相對該輸入軸921較低之轉速轉動，由於該滾筒殼體94結合於該轉動座93，因此該滾筒殼體94能夠一併運轉。

此外，該滾筒殼體94之二端分別設有一側蓋95、96，該二側蓋95、96中分別設有一軸承951、961，該二軸承951、961當中又各自設有一框座952、962。藉由分別於該二框座952、962中穿設一固定軸953、963，即可由該滾筒殼體94之二端固定該習用驅動滾筒9，使得該滾筒殼體94能夠相對該二固定軸953、963樞轉。

上述習用驅動滾筒9之結構過於複雜，致使其運轉穩定性不佳。詳言之，為了讓該滾筒殼體94能夠穩定運轉，該馬達91之轉動軸911、該減速機92之輸入軸921、輸出軸923及該二固定軸953、963必須精確對位，然而，該轉動軸911、輸入軸921、輸出軸923、固定軸953及固定軸963分別受不同之軸承所支撐，由於軸承生產時必然存在公差，且軸承裝設時亦可能存在一定的位置偏差，因此所述之各零件在實際製造組裝時勢必難以精確對位，造成該滾筒殼體94之運轉穩定性不佳。

再者，該習用驅動滾筒9實際製造組裝時，依序得將該馬達91之轉動軸911與該減速機92之輸入軸921以習用聯軸器相結合；將該轉動座93係與該滾筒殼體94相結合；以及將該二側蓋95、96分別結合於該滾筒殼體94之兩端。據此，該習用驅動滾筒9之組裝程序繁複，連帶增加所需之零件數目與組裝時間，導致生產成本較高。

綜上所述，習用驅動滾筒9具有「運轉穩定性不佳」、「組裝程序繁複」與「生產成本較高」等缺點，亟需進一步改良。

本發明之一目的係提供一種驅動滾筒，透過將一動力元件及一減速裝置分別套設於同一心軸上，使得該驅動滾筒製造組裝時各個零件容易精確對位，具有提升該驅動滾筒運轉穩定性之功效。

本發明之另一目的係提供一種驅動滾筒，該驅動滾筒能夠利用至少一固定件同時將一側蓋及該減速裝置之一輸出端固定於一殼體，以簡化該驅動滾筒之組裝程序，具有降低生產成本之功效。

為達到前述發明目的，本發明所運用之技術手段包含有：一種驅動滾筒，係包含：一殼體，內部形成一容置空間；一心軸，貫穿該容置空間；一動力元件，容置於該容置空間且套設於該心軸，該動力元件具有能夠相對該心軸旋轉之一轉子；及一減速裝置，容置於該容置空間且套設於該心軸，該減速裝置具有一輸入端及一輸出端，該輸入端與該動力元件之轉子相結合，該輸出端與該殼體相結合，該殼體具有一開口，該驅動滾筒另設有一側蓋，結合於該開口，該側蓋中容設一軸承，用以供該心軸穿設，該減速裝置之輸出端包含一結合部，該結合部係與該側蓋相結合，該殼體於該開口處設置至少一固定件，該固定件由該殼體外部穿入該容置空間並分別固定該側蓋及該結合部。

本發明之驅動滾筒，其中，該減速裝置於該輸入端與該輸出端之間產生一轉速差。

本發明之驅動滾筒，其中，該減速裝置為行星齒輪組，可樞轉地套設於該心軸外周，該輸入端結合一太陽齒輪，該太陽齒輪之分別嚙合複數個行星齒輪，該輸出端具有一內齒槽，該內齒槽亦分別嚙合於該複數個行星齒輪。

本發明之驅動滾筒，其中，該動力元件為外轉子式馬達，另包含一定子固定套設於該心軸外周，該轉子係設置於該定子外側。

本發明之驅動滾筒，其中，另包含一制動裝置，容置於該容置空間且套設於該心軸，該制動裝置具有一制動件，該制動件能夠接觸並壓迫該動力元件之轉子，以限制該動力元件之運轉。

本發明之驅動滾筒，其中，該制動裝置另包含一彈性元件，該彈性元件係連接該制動件，用以推抵該制動件使其接觸壓迫該動力元件之轉子。

本發明之驅動滾筒，其中，該制動裝置另包含一激磁線圈，用以產生一磁場以吸引該制動件以分離該轉子與該制動件。

〔本發明〕

1‧‧‧容器

11‧‧‧殼體

111‧‧‧開口

111a‧‧‧固定件

112‧‧‧開口

112a‧‧‧固定件

12‧‧‧心軸

13‧‧‧動力元件

131‧‧‧定子

132‧‧‧轉子

14‧‧‧減速裝置

141‧‧‧輸入端

142‧‧‧輸出端

142a‧‧‧內齒槽

142b‧‧‧結合部

143‧‧‧太陽齒輪

144‧‧‧行星齒輪

15‧‧‧制動裝置

151‧‧‧彈性元件

152‧‧‧制動件

153‧‧‧激磁線圈

16‧‧‧側蓋

161‧‧‧軸承

17‧‧‧側蓋

171‧‧‧軸承

R‧‧‧容置空間

〔習知〕

9‧‧‧習用驅動滾筒

91‧‧‧馬達

911‧‧‧轉動軸

912‧‧‧軸承

913‧‧‧軸承

92‧‧‧減速機

921‧‧‧輸入軸

922‧‧‧軸承

923‧‧‧輸出軸

93‧‧‧轉動座

94‧‧‧滾筒殼體

95‧‧‧側蓋

951‧‧‧軸承

952‧‧‧框座

953‧‧‧固定軸

96‧‧‧側蓋

961‧‧‧軸承

962‧‧‧框座

963‧‧‧固定軸

第1圖係中華民國公告第I272757號專利案之一種習用驅動滾筒。

第2圖係本發明驅動滾筒較佳實施例之立體分解圖。

第3圖係本發明驅動滾筒較佳實施例之剖視圖。

第4圖係本發明驅動滾筒較佳實施例之使用情形圖。

為讓本發明之上述及其它目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明所述之「動力元件」，係可以為馬達，經由感測開關、時控開關或各種程式設計，使該動力元件可以旋轉或停止，或形成不同速度、方向之旋轉，係熟習該項技術領域人士可以預期與理解。

請參照第2圖所示，係本發明較佳實施例之驅動滾筒1，包含一殼體11，該殼體11可以呈筒狀，且較佳形成圓筒狀。該殼體11之二端分別形成二開口111、112，該殼體11內部形成一容置空間R，該二開口111、112係分別連通該容置空間R。該驅動滾筒1另包含一心軸12，該心軸12貫穿該容置空間R，且該容置空間R當中設有分別套設於該心軸12之一動力元件13及一減速裝置14。其中，該減速裝置14係分別連接該動力元件13及該殼體11。

請一併參照第3圖所示，係本發明較佳實施例驅動滾筒1之剖視圖。該動力元件13可以為馬達等習用轉矩輸出裝置，且較佳為外轉子式馬達(external rotor motor)，包含一定子131，該定子131固定套設於該心軸12外周，該定子131之外側另設置一轉子132。其中，當該動力元件13接收電源並啟動時，該定子131將驅動該轉子132相對該心軸12旋轉。外轉子式馬達係為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所能輕易理解實施，關於其運作原理恕不另行贅述。

該減速裝置14可以為減速齒輪組(gear reducer)、行星齒輪組(planetary gears)、渦輪減速機(worm wheel reducer)、擺線減速機(cycloid reducer)或諧波減速器(harmonic drive)等習用減速機構，本發明不以此為限。該減速裝置14具有一輸入端141及一輸出端142，該減速裝置14係用以使該輸入端141與該輸出端142之間產生一轉速差。詳言之，在本實施例當中，該減速裝置14係選用行星齒輪組，並且可樞轉地套設於該心軸12外周，該輸入端141結合一太陽齒輪143，該太陽齒輪143之輪齒分別嚙合複數個行星齒輪144，且該輸出端142具有一內齒槽142a，該內齒槽142a亦分別嚙合於該複數個行星齒輪144。藉此，該輸入端141能夠經由該太陽齒輪143及該複數個行星齒輪144之傳動，以帶動該輸出端142旋轉，且該輸入端141與該輸出端142之間將產生有一轉速差。

其中，該輸入端141與該動力元件13之轉子132相結合，該輸出端142與該殼體11之內周壁相結合。據此，該轉子132能夠同步帶動該輸入端141旋轉，該輸出端142能夠同步帶動該殼體11旋轉，使得該轉子132能夠間接帶動該殼體11相對該心軸12旋轉，且該轉子132與該殼體11之間將產生該轉速差。透過適當配置該太陽齒輪143與該行星齒輪144之齒輪比，即可讓該轉子132之轉速大於該殼體11之轉速，而使該殼體11旋轉時所產生之扭矩大於該轉子132所輸出之扭矩，俾使裝設該驅動滾筒1之輸送裝置能夠運送重量較重之料件。惟，行星齒輪組及其它習用減速機構均屬於習知技術，故本發明之減速裝置14並不以此為限。

該驅動滾筒1較佳另包含一制動裝置15，用以限制該動力元件13之運轉，該制動裝置15可以與該動力元件13相鄰設置，且包含一彈性元件151及一制動件152，該彈性元件151可以為彈簧，係連接該制動件152。藉此，請參照第4圖所示，該彈性元件151可以推抵該制動件152，使該制動件152接觸並壓迫該動力元件13之轉子132，進而於該轉子132靜止時防止其轉動；或者於該轉子132轉動時提供制動力。該制動裝置15另包含一激磁線圈153，請再參照第3圖所示，當該激磁線圈153通電時將產生一磁場以吸引該制動件152，間接壓縮該彈性元件151，使得該制動件152與該轉子132分離，該轉子132遂能夠自由旋轉。然而，若該驅動滾筒1實際應用時毋須透過限制該動力元件13之運轉來對該殼體11施加制動力，即可省略該制動裝置15。

值得注意的是，該動力元件13、該減速裝置14及該制動裝置15係分別套設於該心軸12，為了避免該心軸12受到上述構件之作動影響而產生晃動，該驅動滾筒1較佳另設有一側蓋16，結合於該殼體11之其中一開口111，該側蓋16中容設有一軸承161，用以供該心軸12穿設，以提供支撐力道使該心軸12更為穩固。在本實施例當中，該驅動滾筒1係於二端均設有該側蓋16、17，該二側蓋16、17分別結合於該殼體11之二開口111、112，且該二側蓋16、17各自容設一軸承161、171，用以支撐該心軸12使其更為穩固。

該二側蓋16、17與該二開口111、112可以透過鎖固、緊配合、螺合、鉚合、榫接或黏合等各種習知結合方式相互結合，惟，在本實施例中，該殼體11係於該開口111處設置至少一固定件111a，該固定件111a可以為螺釘或鉚釘等習知固定結構，能夠由該殼體11外部穿入該容置空間R並鎖入該側蓋16中，以將該側蓋16固定於該開口111；同理，該殼體11係於該開口112處設置至少一固定件112a，該固定件112a可以由該殼體11外部穿入該容置空間R並鎖入該側蓋17中，以將該側蓋17固定於該開口112。

此外，本發明較佳實施例驅動滾筒1之減速裝置14，其輸出端142更包含一結合部142b，該結合部142b鄰近該開口111設置，且該結合部142b係與該側蓋16相結合。更詳言之，該結合部142b可以為一凸部，穿設於該側蓋16當中，藉此，該固定件111a穿入該殼體11後，係能夠分別固定該側蓋16及該結合部142b，以將該側蓋16固定於該開口111，同時將該輸出端142固定於該殼體11之內周壁；又或者，該結合部142b可以為一凹部，用以供該該側蓋16穿設，藉此，該固定件111a穿入該殼體11後，同樣能夠分別固定該側蓋16及該結合部142b，以同時將該側蓋16及該輸出端142固定於該殼體11。

藉由上述構造，本發明較佳實施例之驅動滾筒1可以藉由驅動該動力元件13的該轉子132旋轉，以同步帶動與該轉子132相結合之輸入端141旋轉。該輸入端141能夠帶動該輸出端142旋轉，又該輸出端142係結合於該殼體11，使得該轉子132能夠間接帶動該殼體11旋轉。且由於該輸入端141與該輸出端142之間將產生有一轉速差，因此藉由該減速裝置14能夠有效以使該殼體11旋轉時所產生之扭矩大於該轉子132所輸出之扭矩。其中，該制動裝置15能夠於該轉子132轉動時提供制動力，能夠用來控制該殼體11之轉動速度與轉動行程。

綜上所述，本發明較佳實施例之驅動滾筒1透過將一動力元件13及一減速裝置14分別套設於同一心軸12上。相較習用驅動滾筒9及其馬達91與減速機92分別結合於不同的軸體，本發明較佳實施例之驅動滾筒1於製造組裝時各個零件容易形成精確對位，確實具有提升該驅動滾筒1運轉穩定性之功效。

再者，本發明較佳實施例驅動滾筒1之減速裝置14具有一輸出端142，該輸出端142包含一結合部142b能夠與一側蓋16相結合，藉此利用至少一固定件111a穿入一殼體11，即可能夠分別固定該側蓋16及該結合部142b，以同時將該側蓋16及該輸出端142固定於該殼體11。相較習用驅動滾筒9必須分別將一轉動座93係與一滾筒殼體94相結合，再將二側蓋95、96分別結合於該滾筒殼體94之兩端，本發明較佳實施例驅動滾筒1能夠簡化組裝程序，進而減少所需之零件數目與組裝時間，確實具有降低生產成本之功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。