TWI648462B - 利用卡銷平移卡止之防墜裝置 - Google Patents

Abstract

一種利用卡銷平移卡止之防墜裝置，主要包括蝸桿、驅動軸、蝸輪、從動輪、限位盤、及複數卡銷。其中，蝸桿連接於門機之輸出軸；驅動軸驅動門片之捲軸，而蝸輪固設在驅動軸上並與蝸桿嚙合，蝸輪設有複數斜向長槽；從動輪隨著蝸桿從動且與蝸輪同步，及從動輪設有複數反向斜長孔；限位盤限制從動輪不能軸向移動；複數卡銷貫穿複數斜長孔而穿設在複數斜長槽中。據此，在門機正常驅動捲軸的情況下，複數卡銷保持在複數斜長孔與複數斜長槽的中央位置；當蝸輪過度磨耗或齒崩而與從動輪之齒槽產生錯位時，會造成複數卡銷平移而鎖死蝸輪使捲軸不能轉動。

Description

利用卡銷平移卡止之防墜裝置

本發明係關於一種用於升降門之防墜裝置，特別地指一種門機與捲軸間應用蝸桿與蝸輪軸轉接，當蝸輪過度磨耗或齒崩時，會藉由卡銷鎖死捲軸之防墜裝置。

一般垂直升降門系統之門機與捲軸間，通常藉由鏈條與鏈輪作為軸轉接機構，此機構相較於控制機構或其他機構而言故障率相對較低，屬於安全性較高的機構，故而往往容易忽略它的潛在危險性。

習知以鏈條與鏈輪作為軸轉接機構而言，最可能發生危險之主要因素包括在斷電或斷鏈的情況下，門片會失速下墜所造成不可預測的傷害。可以理解的是，透過控制機構之改善容易克服斷電門片失控下墜的問題，惟斷鏈的情況最難以預防。或許，對於使用頻率少之小型門片，斷鏈的情況永遠也不會發生。

但相對於大型門片而言，特別是大型的倉庫門又高又大，重量甚至可達數噸之多，由於門片每一次之開或關都是重複的固定行程，因此軸轉接機構之間也是固定的點重複磨耗，而且隨著使用時間及使用頻率磨耗程度逐漸加大，使用者很難以察覺，萬一斷鏈門片失 控下墜，其重力加速度所造成之破壞力及殺傷力相當嚴重。

再者，為了環保節能避免冷氣或暖氣外洩等目的，一般倉庫門的開啟或關閉相當頻繁，且電動門機之運轉的速度也相對提高，使用壽命也相對縮短，一旦鏈條與齒輪耗損至一定程度又無有效偵測機制，將成為安全上的不確定因素。

為了防止升降門系統門片失速墜落之安全上的不確定因素，已知有許多相關文獻被提出，例如DE 29502273揭示有，驅動裝置具有由連接到驅動蝸輪之螺栓保持的止動件。經由接合到輔助蝸輪的導向螺栓使止動件在驅動蝸輪和輔助蝸輪之間的旋轉接觸，止動件的邊緣在凹槽內旋轉調節構件。凹槽中的塑料環可由止動件的邊緣旋轉，並在變形的情況下致動開關，中斷驅動馬達的控制電壓。

又，如本案發明人於美國專利US 7,686,150提供一種安全門限速裝置，主要包括一入力軸，一端耦接至門機之輸出軸，另一端包括第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪驅動一中空軸用來轉動門片之捲軸，第二齒輪同時驅動一第三軸，及在第三軸上設有一主動齒輪。一制動裝置包括一離合器機構設置在中空軸上，離合器機構在無位差之情況下約束一被動齒輪同步與主動齒輪從動，當捲軸轉速異常變化時離合器機構即產生錯位，鎖定捲軸防止門片失速而墜落。

另外，再如本案發明人於美國專利US 9,376,864提供一種電動捲門之防墜落裝置，包括一轉軸、一減速機構、一煞車機構、及一轉速偵測模組，轉軸與捲軸從動，將來自捲軸之轉速藉由減速機構二次減速，使煞車機構能用很小的煞車力即能鎖定捲軸。當門機驅動捲軸時由轉速偵測模組偵測捲軸之轉速，一旦偵測到捲軸轉動速度異常時，由煞車機構隨即鎖定捲軸防止門片墜落。

本發明之主要目的在於提供一種利用卡銷平移卡止之防墜裝置，應用蝸桿與蝸輪介於門機與捲軸間之軸轉接，當蝸輪過度磨耗或齒崩時會藉由卡銷鎖死捲軸，以消除升降門系統安全性的不確定因素。

本發明另一目的在於提供一種利用卡銷平移卡止之防墜裝置，使門機與捲軸間之軸轉接機構簡單化、小型化、及降低生產成本。

為達成上述目的及其他目的，根據本發明利用卡銷平移卡止之防墜裝置，主要包括一齒輪箱，具有一入力端及一出力端，該入力端連接在一門機之輸出端，該出力端連接一門片之捲軸。

其中，該防墜裝置又包括一蝸桿、一驅動軸、一蝸輪、一從動輪、一限位盤、及複數卡銷，該蝸桿沿該齒輪箱第一方向配置，一端樞設在該齒輪箱上，另一端耦接至該門機輸出端之一輸出軸。

該驅動軸沿該齒輪箱第二方向配置，該第二方向垂直於該第一方向，該驅動軸之一端樞設在該齒輪箱上，另一端驅動該門片之捲軸。

該蝸輪固設在該驅動軸上與該蝸桿嚙合，在其一端面之複數設定點上設有複數設定角度θ的長槽。該複數長槽之每一長槽具有一長徑及一短徑，該長徑之中心點係通過該蝸輪之徑向縱軸線Lv，較佳地該長徑相對於該蝸輪之徑向橫軸線Lh例如偏轉-45度，當然其他角度亦能適用，並不以此為限。

該從動輪可自由轉動地穿設在該驅動軸上，並位在該蝸輪的相對側，該從動輪外周具有對應於該蝸輪齒輪比的齒槽，且該齒槽與該蝸桿嚙合而從動。及，在該從動輪徑向端面之複數設定點上，設有複數至少一部分與該複數長槽重疊之設定角度θ’的長孔。

再者，該複數長孔之每一長孔具有一長徑及一短徑，該長徑之中心點係通過該從動輪之徑向縱軸線Lv’，較佳地該長徑相對於該從動輪之徑向橫軸線Lh’例如偏轉45度，當然其他角度亦能適用，並不以此為限。

該限位盤固接至該齒輪箱並限制該從動輪不能軸向移動，在該限位盤與該從動輪相對側的端面上包含有一設定半徑及寬度的溝槽。

該複數卡銷包括第一端及第二端，該第一端分別貫穿該複數長孔之對應的長孔，而穿設該複數長槽之對應的長槽中，該第二端對應穿設在該限位盤之該溝槽中。

較佳地，在該蝸輪之徑向相對側設有一對長槽，該兩長槽之長徑係彼此平行；在該從動輪之徑向相對側對應設有一對長孔，該兩長孔之長徑係彼此平行。該每一長槽之長徑與該每一長孔之長徑，彼此之角度相反且垂直相交，及該每一長孔長徑之中心點對應於該每一長槽長徑之中心點。

較佳地，該限位盤之溝槽之中心線對應於該每一長孔長徑之中心點及該每一長槽長徑之中心點。該複數卡銷之每一卡銷，在第二端的端部設有一向徑外突出的帽緣；該限位盤之該溝槽的寬度對應於該帽緣的直徑，容許該帽緣穿過，及在該溝槽縱深之內側端的兩側又設有徑向的內溝槽。

根據本發明，該蝸輪由高磨耗率材料製成，及該從動輪由低磨耗率材料所製成，因此該蝸輪與該從動輪相對於該蝸桿會產生不同程度的磨耗。據此，當該蝸輪過度磨耗或齒崩而與該從動輪之齒槽產生錯位時，會造成該複數卡銷平移使該帽緣嵌入該限位盤之內溝槽中而鎖死該蝸輪，連帶地使該門片之捲軸不能轉動。

再者，由於蝸桿直徑小、齒數少，相對於蝸輪直徑大、齒數多，蝸桿與蝸輪間之傳動轉速比大，可以代替多級式的齒輪減速傳動，不但構件少、結構緊密、簡單化、小型化及低成本，更可以達到工作平穩、噪音小及振動小的功效。

1‧‧‧門機

2‧‧‧齒輪箱

21‧‧‧蝸桿

22‧‧‧驅動軸

23‧‧‧蝸輪

231‧‧‧長槽

24‧‧‧從動輪

241‧‧‧長孔

25‧‧‧限位盤

251‧‧‧溝槽

252‧‧‧內溝槽

26‧‧‧前蓋

27‧‧‧卡銷

271‧‧‧帽緣

3‧‧‧捲軸

第1圖係繪示本發明利用卡銷平移卡止之防墜裝置之較佳實施例之分解狀態立體圖；第2圖為顯示第1圖防墜裝置實施例之組合狀態立體圖；第3圖為顯示第2圖防墜裝置實施例之正視圖；第4圖為顯示自第3圖4-4線方向之剖面圖；第5圖為顯示本發明防墜裝置之立體剖面圖，其中部分機構已經省略；第6圖用來說明本發明之蝸桿與蝸輪及從動輪間之組合關係之立體示意圖；第7圖為顯示本發明之蝸輪之平面放大圖；第8圖為顯示本發明之從動輪之平面放大圖；第9圖用來說明本發明之卡銷與從動輪及蝸輪間之組合關係之立體示意圖；第10圖為顯示蝸輪與從動輪同步作動的情況下卡銷保持在長槽與長孔的中心位置之示意圖；第11圖為顯示自第10圖11-11線方向之剖面圖，其中假想線表示限位盤之相對組合關係；第11a圖為顯示第11圖中圓圈標註部分之局部放大圖；第12圖為假設從動輪與蝸輪之齒槽錯位情況之示意圖，其中假想線箭頭表示從動輪逆時針方向越前，卡銷之位移位置；第12a圖為顯示自第12圖12a-12a線方向之局部剖面放大圖； 第13圖為假設從動輪與蝸輪之齒槽錯位情況之示意圖，其中假想線箭頭表示從動輪順時針方向轉動而越前，卡銷之位移位置；第13a圖為顯示自第13圖13a-13a線方向之局部剖面放大圖。

以下將配合實施例對本發明技術特點作進一步地說明，該實施例僅為較佳代表的範例並非用來限定本發明之實施範圍，謹藉由參考附圖結合下列詳細說明而獲致最好的理解。

首先，用第1及2圖來說明本發明利用卡銷平移卡止之防墜裝置之一較佳實施例，應用在一般垂直升降門系統之軸轉接機構。如圖所示，根據本實施例之防墜裝置，主要包括一齒輪箱2，具有一入力端及一出力端，該入力端連接在一門機1之輸出端，該出力端連接在一門片之捲軸3。由於本發明並不涉及垂直升降門系統及基本結構之改變，對此不進一步說明。

請一併參閱第1至6圖，本發明較佳實施例之防墜裝置，至少又包括一蝸桿21、一驅動軸22、一蝸輪23、一從動輪24、一限位盤25、及一前蓋26，該蝸桿21軸向設有螺旋狀的齒槽，沿該齒輪箱2第一方向配置，一端樞設在該齒輪箱2上，另一端耦接至該門機1輸出端之一輸出軸(圖中未示)。

該驅動軸22沿該齒輪箱2第二方向配置，該驅動軸22之一端樞設在該齒輪箱2上，另一端用來驅動 該門片之捲軸3，該第二方向係垂直於該第一方向，亦即該驅動軸22之軸線與該蝸桿21之軸線互相垂直。

該蝸輪23經由例如鍵元件固設在該驅動軸22上，外周具有設定減速比的齒槽與該蝸桿21嚙合。在該蝸輪23之一徑向端面之二設定點上設有二長槽231，該每一長槽231具有一設定角度θ的長徑方向和一短徑方向(如第7圖所示)。

該從動輪24可自由轉動地穿設在該驅動軸22上且位在該蝸輪23的相對側，該從動輪24外周具有對應於該蝸輪23齒輪比的齒槽並與該蝸桿21嚙合而從動。在該從動輪24徑向端面之二設定點上設有二長孔241，該每一長孔241具有一設定角度θ’的長徑方向和一短徑方向(如第8圖所示)。

該限位盤25經由該前蓋26與該齒輪箱2固接在一起，如第4圖所示，該前蓋26固接至該齒輪箱2上，該限位盤25係介於該從動輪24與該前蓋26之間，並與該前蓋26固接在一起不能轉動。該限位盤25限制該從動輪24只能轉動而不能軸向移動，在該限位盤25與該從動輪24相對側的端面上包含有一設定半徑r及寬度的溝槽251(如第10圖所示)。

另外，本實施例具備二卡銷27，而每一卡銷27包括第一端及第二端，該第一端貫穿該從動輪24之長孔241，並穿設於該蝸輪23之長槽231，該第二端則對應穿設在該限位盤25之該溝槽251中。

請一併參閱第7圖，進一步地，該蝸輪23之每一長槽231的長徑方向包含一長徑D及短徑方向包含一短徑d，該每一長徑D之中心點係通過該蝸輪23之徑向縱軸線Lv，且該長徑D相對該蝸輪23之徑向橫軸線Lh偏轉θ角，該θ角例如為-45度，當然不以此為限，該偏轉方向及角度只是參考值。較佳地，在該蝸輪23之徑向相對側設有一對長槽231，且該兩長槽231之長徑D係彼此平行。

請一併再參閱第8圖，該從動輪24之每一長孔241的長徑方向包含一長徑D’及短徑方向包含一短徑d’，該每一長徑D’之中心點係通過該從動輪24之徑向縱軸線Lv’，且該長徑D’相對該從動輪24之徑向橫軸線Lh’偏轉θ’角，該θ’角例如為45度，當然不以此為限，該偏轉方向及角度只是參考值。較佳地，在該從動輪24之徑向相對側設有一對長孔241，該兩長孔241之長徑D’係彼此平行。

再者，該每一長槽231之長徑D與該每一長孔241之長徑D’，彼此之角度相反且垂直相交，及該每一長孔241之長徑D’之中心點對應於該每一長槽231之長徑D之中心點，且該每一長孔241至少一部分與該每一長槽231重疊(如第9及10圖所示)。

請一併再參閱第10、11及11a圖，更進一步地，該限位盤25之溝槽251之中心線，對應於該每一長孔241長徑D’之中心點和該每一長槽231長徑D之中心 點。又，每一卡銷27之第二端的端部設有一向徑外突出的帽緣271。該限位盤25之該溝槽251的寬度對應於該帽緣271的直徑，容許該帽緣271穿過，及在該溝槽251縱深之內側端的兩側又設有徑向的內溝槽252。

根據本發明，在門機正常驅動捲軸的情況下，該從動輪24與該蝸輪23受該蝸桿21之導程角同步推動時，卡銷27之第一端保持在長孔241與長槽231的中心位置，第二端則保持在該限位盤25之溝槽251之中心位置。

請再參閱第12及12a圖，當該蝸輪23隨著使用時間及使用頻率而磨耗程度逐漸加大，與該蝸桿21間的密合度逐漸鬆動，萬一過度磨耗造成齒崩的情況下，該蝸輪23無法被該蝸桿21推動時會相對延滯；同時，該從動輪24繼續被該蝸桿21推進而會相對越前，造成兩者之齒槽產生錯位，連帶地使卡銷27產生位移。

例如第12圖中假想線箭頭方向所示，該從動輪24逆時針方向越前該蝸輪23時，該卡銷27受該長孔241與該長槽231的牽引下，隨著兩者交點上移使該卡銷27第一端向該長孔241與該長槽231的上緣平移；同時，使該卡銷27第二端的帽緣271將徑向朝外側嵌入該限位盤25溝槽251上緣的內溝槽252中，導致卡銷27之第二端被該內溝槽252所咬住使之無法再移動；於此同時，卡銷27之第一端即透過長孔241和長槽231牽制，從而卡住從動輪24和蝸輪23，造成鎖死的效果(如第12a圖所示)，使捲軸不能轉動而門片也不會往下墜。

又例如第13圖中假想線箭頭方向所示，該從動輪24順時針方向轉動而越前該蝸輪23時，該卡銷27 受該長孔241與該長槽231的牽引下，隨著兩者交點下移使該卡銷27第一端向該長孔241與該長槽231的下緣平移；同時，使該卡銷27第二端的帽緣271嵌入該限位盤25溝槽251下緣的內溝槽252中造成鎖死的效果(如第13a圖所示)，使捲軸不能轉動而門片也不會往下墜。此外，當捲軸鎖死不能轉動的情況下，門機電路之電流會過載使過載開關跳脫，安全性可以確保。

以上，僅為本發明的較佳實施例，並不侷限本發明的實施範圍，舉凡不偏離本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，應仍屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (8)

1. 一種利用卡銷平移卡止之防墜裝置，至少包括一齒輪箱，具有一入力端及一出力端，該入力端連接在一門機之輸出端，該出力端連接一門片之捲軸；其特徵在於該防墜裝置又包括：一蝸桿，沿該齒輪箱第一方向配置，一端樞設在該齒輪箱上，另一端耦接至該門機輸出端之一輸出軸；一驅動軸，沿該齒輪箱第二方向配置，一端樞設在該齒輪箱上，另一端驅動該門片之捲軸；一蝸輪，固設在該驅動軸上與該蝸桿嚙合，在其一端面之複數設定點上設有複數設定角度(θ)的長槽；一從動輪，可自由轉動地套設在該驅動軸上且位在該蝸輪的相對側，該從動輪具有對應於該蝸輪齒輪比的齒槽並與該蝸桿嚙合而從動；及在該從動輪徑向端面之複數設定點上，設有複數至少一部分與該複數長槽重疊之設定角度(θ’)的長孔；一限位盤，固接至該齒輪箱並限制該從動輪不能軸向移動，在該限位盤與該從動輪相對側的端面上包含有一設定半徑及寬度的溝槽；複數卡銷，包括第一端及第二端，該第一端分別貫穿該複數長孔，而穿設該複數長槽中，該第二端對應穿設在該限位盤之該溝槽中；其中，當該蝸輪過度磨耗或齒崩而與該從動輪之齒槽產生錯位時，會造成該複數卡銷平移並卡固於該限位盤之該溝槽內進而鎖死該蝸輪，使該門片之捲軸不能轉動。
2. 如請求項1之防墜裝置，其中該複數長槽之每一長槽具有一長徑及一短徑，該長徑之中心點係通過該蝸輪之徑向縱軸線(Lv)，且該長徑相對該蝸輪之徑向橫軸線(Lh)偏轉45度。
3. 如請求項2之防墜裝置，其中在該蝸輪之徑向相對側設有一對長槽，該兩長槽之長徑係彼此平行。
4. 如請求項1之防墜裝置，其中該複數長孔之每一長孔具有一長徑及一短徑，該長徑之中心點係通過該從動輪之徑向縱軸線(Lv’)，且該長徑相對該從動輪之徑向橫軸線(Lh’)偏轉45度。
5. 如請求項4之防墜裝置，其中在該從動輪之徑向相對側設有一對長孔，該兩長孔之長徑係彼此平行。
6. 如請求項3或5之防墜裝置，其中該每一長槽之長徑與該每一長孔之長徑，彼此之角度相反且垂直相交，及該每一長孔長徑之中心點對應於該每一長槽長徑之中心點。
7. 如請求項6之防墜裝置，其中該限位盤之溝槽之中心線對應於該每一長孔長徑之中心點及該每一長槽長徑之中心點。
8. 如請求項7之防墜裝置，其中該複數卡銷之每一卡銷，在第二端的端部設有一向徑外突出的帽緣；該限位盤之該溝槽的寬度對應於該帽緣的直徑，容許該帽緣穿過，及在該溝槽縱深之內側端的兩側又設有徑向的內溝槽。