TWI545276B - Multi - stage screw drive - Google Patents

Description

多段式螺旋傳動裝置

本創作是關於一種螺旋傳動裝置，尤指一種用於升降設備中，結合C形螺桿以提供傳動功能的多段式螺旋傳動裝置創作。

目前已知的升降梯、機械式立體停車設備或電梯等升降設備中，其主要係利用驅動裝置搭配鋼索或鏈條式傳動裝置，用以帶動車廂、載台等載具升降。由於使用鋼索或鏈條等有斷裂的安全性風險，為了增進升降設備的安全性，本創作之創作人先前曾提出如申請第101150441號發明專利申請案揭示之「螺桿單元及運用螺桿單元的升降裝置」，以及我國公告第M472136號新型專利案揭示之「用於升降裝置的轉動件」等。該二專利申請案中，本創作之創作人係利用滾珠螺桿與C形螺桿之結合，使其應用於升降設備中，取代鋼索或鏈條式傳動裝置等機構，避免鋼索或鏈條等會斷裂之風險，並具備傳動時之良好順暢性等。

前揭專利案揭示之螺旋傳動機構已能達到其增加升降移動之順暢性與安全性之功效。惟本創作之創作人在提出前揭專利案之後，進一步思及如何在維持既有的移動順暢性與良好的安全性等基礎上，再增進螺旋傳動機構結合C形螺桿之載運能力之問題。

為了解決增進螺旋傳動機構結合C形螺桿之載運能力問題，在前述專利案公開之技術內容下，是能藉由螺旋傳動機構中的滾珠螺桿的長度加長，增加滾珠數量的構造等改變來達成。惟因螺旋傳動機構中的滾珠螺桿等構件的長度加長時，雖能運用現有製造技術來達成，然屬大型構件型態的滾珠螺桿會使其製造難度相對提高，且須使用高成本的大型製造設備來製造，同時， 加長後的滾珠螺桿有難以在螺旋傳動機構中彈性運用等問題，故基於精益求精的創作精神，有必要對此螺旋傳動機構作進一步改良。

本創作之主要目的在於提供一種多段式螺旋傳動裝置，藉此創作，解決現有螺旋傳動裝置直接長度加長而使製造難度提高及須使用大型製造設備來製造等技術問題。

為達成前揭目的，本創作所提出之多段式螺旋傳動裝置，係包含：一基座，其包含有一座體，座體一側形成至少三個呈上下一直線間隔排列的樞接部，每二上下相鄰樞接部之間分別形成一裝配區間；複數滾珠螺桿，係分別可旋轉地樞設於所述基座之每一裝配區間中，所述滾珠螺桿包含一具有軸孔的桿體以及多數個滾珠，該多數個滾珠係可滾動地螺旋狀排列於桿體外周面；複數彈簧，係分別設置於所述基座之每一裝配區間中，且位於相應的滾珠螺桿端部與樞接部之間；一傳動軸，係樞設於基座一側的樞接部及彈簧，且穿設於所述複數滾珠螺桿桿體的軸孔中，傳動軸與滾珠螺桿能旋轉連動，且滾珠螺桿能於傳動軸上軸向滑移；以及一傳動齒輪組，係裝設於基座上且連接傳動軸。

藉由前揭多段式螺旋傳動裝置創作，其除了能夠結合C形螺桿應用於升降設備中，使其能夠連接升降設備中的驅動裝置，而帶動載具沿C形螺桿升降移動之外，本創作多段式螺旋傳動裝置還進一步具備以下諸多優點：

1.增加載重能力：本創作多段式螺旋傳動裝置是利用一傳動軸組接複數個滾珠螺桿，藉由多段滾珠螺桿加長與C形螺桿之間的螺接部位之組合構造，增加其載運能力。

2.具備彈性運用功能：本創作多段式螺旋傳動裝置能將每一滾珠螺桿控制於較適當的長度，且能依據升降設備的載重需求而增減滾珠螺桿長度，或作不等長度的滾珠螺桿的搭配組合，使本創作多段滾珠螺桿與C形螺桿之間具備良好的彈性運用功能。

3.容易加工：本創作多段式螺旋傳動裝置能將每一滾珠螺桿控制於較適當的長度，使其易於加工製造，降低其製造技術的難度，且無須使用大型的製造設備來製造。

4.減少組裝的誤差：本創作多段式螺旋傳動裝置藉由多段滾珠螺桿組設於傳動軸上連動，且搭配每一滾珠螺桿與其上方的樞接部間設置彈簧等組合構造，使每一滾珠螺桿能於基座一側的裝配區間中適度地活動，而能靈活地自動調整位置與C形螺桿內的螺紋槽結合，有效地減少與C形螺桿間螺接的尺寸誤差，而確保其整體作動時的順暢性。

10‧‧‧基座

11‧‧‧座體

12‧‧‧樞接部

13‧‧‧裝配區間

14‧‧‧軸承

15‧‧‧齒輪箱

16‧‧‧載具連接部

20‧‧‧滾珠螺桿

21‧‧‧桿體

211‧‧‧軸孔

212‧‧‧螺旋滾珠槽

22‧‧‧滾珠

23‧‧‧蓋板

231‧‧‧斜向連通槽

30‧‧‧彈簧

31‧‧‧止推軸承

40‧‧‧傳動軸

41‧‧‧軸部

42‧‧‧第一端部

43‧‧‧第二端部

50‧‧‧傳動齒輪組

51‧‧‧第一傳動齒輪

511‧‧‧輪軸

52‧‧‧第二傳動齒輪

53‧‧‧中間傳動齒輪

60‧‧‧C形螺桿

61‧‧‧螺紋槽

圖1係本創作多段式螺旋傳動裝置之一較佳實施例的立體外觀示意圖。

圖2係圖1所示多段式螺旋傳動裝置較佳實施例的立體分解示意圖。

圖3係圖1所示多段式螺旋傳動裝置較佳實施例的側視平面示意圖。

圖4係圖3所示滾珠螺桿的局部分解示意圖。

圖5係圖1所示多段式螺旋傳動裝置較佳實施例結合C形螺桿之立體示意圖。

圖6係圖5中圓圈圈圍處的放大示意圖。

如圖1至圖2所示，係揭示本創作多段式螺旋傳動裝置之一較佳實施例，所述多段式螺旋傳動裝置之組成係包含：一基座10、複數滾珠螺桿20、複數彈簧30、一傳動軸40以及一傳動齒輪組50。

如圖1至圖3所示，所述基座10包含一座體11，所述座體11一側形成至少三個呈上下一直線間隔排列的樞接部12，每二上下相鄰樞接部12之間分別形成一裝配區間13，即座體11一側具有複數段呈一直線排列的裝配區間13，所述樞接部12中各設有一軸承14。

如圖1及圖2所示，所述基座10還可進一步於座體11頂部增設一中空狀的齒輪箱15。所述基座10還可於座體11兩側各設有一載具連接部16，用以提供一載具連接的部位。

如圖1至圖3所示，所述複數滾珠螺桿20係能旋轉地分別組設於基座10一側的複數裝配區間13中，所述滾珠螺桿20中包含一桿體21以及多數個滾珠22，所述桿體21中形成一軸向貫穿的軸孔211，所述軸孔211為一非圓形的穿孔，例如軸孔211可為端視呈花槽形、多邊形等非圓形之幾何形狀。於本較佳實施例中，軸孔211為花槽形之穿孔。

如圖1至圖3所示，所述桿體21外周面形成至少一螺旋滾珠槽212，所述桿體21內部還設有至少一連通槽，每一螺旋滾珠槽212兩端通過一連通槽相應連通而串連形成一循環路徑，該多數個滾珠22係排列設置於桿體21外周面的螺旋滾珠槽212以及桿體21內部的連通槽中，使所述滾珠22能夠依循著所述循環路徑循環滾動。

如圖2及圖4所示，所述桿體21外周面形成複數上下排列的螺旋滾珠槽212時，所述桿體21還能於每二上下相鄰螺旋滾珠槽212之間裝設有一具有斜向連通槽231的蓋板23，藉由蓋板23的斜向連通槽231兩端分別連通所述上 下相鄰的螺旋滾珠槽212，且桿體213之最上位置螺旋滾珠槽212上端與最下位置螺旋滾珠槽212下端之間通過一設於桿體21內部的連通槽相連通，而串連形成一循環路徑，使該多數個滾珠22能於桿體21的螺旋滾珠槽212中滾動。

如圖1至圖3所示，所述複數彈簧30係分別設置於每一滾珠螺桿20上方與其上方的樞接部12底面之間，所述彈簧30上端抵接於樞接部12底面，彈簧30下端可直接抵接於滾珠螺桿20頂面，或者，彈簧30下端與滾珠螺桿20頂面間設置一止推軸承31，使彈簧30通過止推軸承31間接對滾珠螺桿20施以彈力，且使滾珠螺桿20能夠於基座10的裝配區間13適度地活動。

如圖1至圖3所示，所述傳動軸40包含一軸部41以及位於軸部41上下兩端的第一端部42與一第二端部43，傳動軸40之軸部41係穿設所述基座10之每一樞接部12的軸承14、彈簧30、止推軸承31以及滾珠螺桿20中，所述傳動軸40第一端部42向上伸出基座10一側最上方的樞接部12頂面，所述傳動軸40第二端部43向下伸出基座10一側最下方的樞接部12底面。於本較佳實施例中，傳動軸40第一端部42及第二端部43外周面形成螺紋，傳動軸40第二端部43伸出基座10一側最下方的樞接部12底面之末端螺接螺帽。所述傳動軸40之軸部41係截面形狀為對應於滾珠螺桿20之桿體21之非圓形軸孔211，所述傳動軸40之軸部41截面形狀可為花槽形、多邊形等非圓形之幾何形狀。於本較佳實施例中，滾珠螺桿20之桿體21軸孔211為花槽形之穿孔，所述傳動軸40之軸部41對應於所述花槽形軸孔211之形狀，使傳動軸40與滾珠螺桿20能旋轉連動，且滾珠螺桿20能於傳動軸40上軸向滑移。

如圖1至圖3所示，所述傳動齒輪組50包含一第一傳動齒輪51以及一第二傳動齒輪52，第一傳動齒輪51樞設於基座10的齒輪箱15中，第一傳動齒輪51包含有一輪軸511，所述輪軸511伸出齒輪箱15頂面，第二傳動齒輪52係組設於傳動軸40的第一端部42，並藉由螺帽鎖固於第一端部42末端，使第二傳 動齒輪52與傳動軸40結合而能連動。所述第二傳動齒輪52可直接與第一傳動齒輪51相嚙合，或者，如圖1至圖3所示，所述傳動齒輪組50還包含有一中間傳動齒輪53，所述中間傳動齒輪53樞設於基座10的齒輪箱15中，且位於第一傳動齒輪51與第二傳動齒輪52之間相互嚙合。

本創作多段式螺旋傳動裝置應用於升降設備時，所述多段式螺旋傳動裝置係以其基座固接於升降設備的載具上。如圖1、圖5及圖6所示，所述多段式螺旋傳動裝置係以其複數滾珠螺桿20組設固定於壁面上的C形螺桿60上，其中，係藉由基座10一側的複數滾珠螺桿20以其多數個滾珠22螺設於C形螺桿60內的螺紋槽61中，基座10通過C形螺桿60一側的槽口位於C形螺桿60外側，另以傳動齒輪組50之第一傳動齒輪51的輪軸511連接載具上的驅動裝置。因此，即能利用載具上的驅動裝置通過傳動齒輪組50與傳動軸40帶動所述複數滾珠螺桿20旋轉，藉由滾珠螺桿20於C形螺桿60內的螺紋槽61中順時針或逆時針旋轉，而帶動載具於C形螺桿60升降運動。

10 基座                                             11 座體 12 樞接部                                         15 齒輪箱 16 載具連接部 20 滾珠螺桿 30 彈簧                                             31 止推軸承 40 傳動軸 50 傳動齒輪組                                 511 輪軸 52 第二傳動齒輪                             53 中間傳動齒輪

Claims (7)

1. 一種多段式螺旋傳動裝置，係包含：一基座，其包含有一座體，座體一側形成至少三個呈上下一直線間隔排列的樞接部，每二上下相鄰樞接部之間分別形成一裝配區間；複數滾珠螺桿，係分別可旋轉地樞設於所述基座之每一裝配區間中，所述滾珠螺桿包含一具有軸孔的桿體以及多數個滾珠，該多數個滾珠係可滾動地螺旋狀排列於桿體外周面；複數彈簧，係分別設置於所述基座之每一裝配區間中，且位於相應的滾珠螺桿端部與樞接部之間；一傳動軸，其包含有一軸部以及分別位於軸部上、下端的第一端部與第二端部，所述軸部係樞設於基座一側的樞接部及彈簧，且穿設於所述複數滾珠螺桿桿體的軸孔中，所述傳動軸上、下端之第一端部與第二端部分別伸出基座一側最上方的樞接部與最下方的樞接部，傳動軸第二端部末端鎖固螺帽，傳動軸與滾珠螺桿能旋轉連動，且滾珠螺桿能於傳動軸上軸向滑移；以及一傳動齒輪組，係裝設於基座上且連接傳動軸，所述傳動齒輪組包含一第一傳動齒輪、一第二傳動齒輪以及一中間傳動齒輪，第一傳動齒輪樞設於基座上，且第一傳動齒輪包含一輪軸，第二傳動齒輪組設於傳動軸的第一端部，且第一端部末端鎖固有螺帽，使第二傳動齒輪與傳動軸結合而能連動，所述中間傳動齒輪樞設於基座上，且位於第一傳動齒輪與第二傳動齒輪之間相互嚙合。
2. 如請求項1所述之多段式螺旋傳動裝置，其中，所述基座之樞接部中各設有一軸承，傳動軸穿設組接於所述樞接部的軸承中；所述基座於座體兩側各設有一載具連接部，且所述座體頂部增設一中空狀的齒輪箱，所述傳動齒輪組的第一傳動齒輪以及中間齒輪樞設於齒輪箱中，第一傳動齒輪的輪軸伸出齒輪箱頂部外。
3. 如請求項1或2所述之多段式螺旋傳動裝置，其中，所述彈簧下端與相應的滾珠螺桿頂面間設置一止推軸承，使滾珠螺桿能夠於基座的裝配空間中活動。
4. 如請求項1或2所述之多段式螺旋傳動裝置，其中，所述滾珠螺桿之桿體外周面形成至少一螺旋滾珠槽，所述桿體內部還設有至少一連通槽，每一螺旋滾珠槽上下兩端通過位於內部的一連通槽相應連通而串連形成一循環路徑，該多數個滾珠排列設置於桿體的螺旋滾珠槽以及連通槽中，使所述滾珠能夠依循著循環路徑循環滾動。
5. 如請求項3所述之多段式螺旋傳動裝置，其中，所述滾珠螺桿之桿體外周面形成至少一螺旋滾珠槽，所述桿體內部還設有至少一連通槽，每一螺旋滾珠槽上下兩端通過位於內部的一連通槽相應連通而串連形成一循環路徑，該多數個滾珠排列設置於桿體的螺旋滾珠槽以及連通槽中，使所述滾珠能夠依循著循環路徑循環滾動。
6. 如請求項1或2所述之多段式螺旋傳動裝置，其中，所述桿體外周面形成複數上下排列的螺旋滾珠槽，所述桿體於每二上下相鄰螺旋滾珠槽之間裝設有一具有斜向連通槽的蓋板，以蓋板的斜向連通槽兩端分別連通所述上下相鄰的螺旋滾珠槽，桿體之最上位置螺旋滾珠槽上端與最下位置螺旋滾珠槽下端通過一設於桿體內部的連通槽相連通而串連形成一循環路徑，使所述多數個滾珠能夠依循著循環路徑循環滾動。
7. 如請求項3所述之多段式螺旋傳動裝置，其中，所述桿體外周面形成複數上下排列的螺旋滾珠槽，所述桿體於每二上下相鄰螺旋滾珠槽之間裝設有一具有斜向連通槽的蓋板，以蓋板的斜向連通槽兩端分別連通所述上下相鄰的螺旋滾珠槽，桿體之最上位置螺旋滾珠槽上端與最下位置螺旋滾珠槽下端 通過一設於桿體內部的連通槽相連通而串連形成一循環路徑，使所述多數個滾珠能夠依循著循環路徑循環滾動。