TWI663349B - 電動缸的馬達模組 - Google Patents

Abstract

一種電動缸的馬達模組安裝在一電動缸的本體內以驅動該電動缸的滑座進行線性移動。該馬達模組包括一馬達及一螺桿。該馬達包含一定子及位在該定子內的一轉子，該轉子為一內部具有穿孔的套筒且該轉子內安裝一螺帽，該螺帽與該轉子可一起由該定子驅動旋轉。該螺桿的一端穿過該螺帽且容納在該轉子的穿孔內，該螺桿與該螺帽形成可相對運動的結合。當該轉子旋轉時，該螺桿會被驅動沿著該縱向相對該轉子移動。

Description

電動缸的馬達模組

本發明有關一種馬達模組，尤指一種用於電動缸的馬達模組。

廣泛應用於工業界機台上的電動缸係利用馬達為動力，再經由螺桿的傳動，使得負載端能進行線性移動。具體而論，當螺桿被馬達驅動旋轉時，與螺桿接合之滑座可相對線性軌道移動，使得承載件上之工作機構會被帶動而進行線性移動。一種習知電動缸的螺桿係利用一聯軸器與馬達的軸心連接，使得馬達運作時可經由聯軸器帶動螺桿旋轉。然而，長時間使用下，聯軸器易產生損壞或鬆脫，此外，聯軸器產生的撓性誤差亦會造成精度降低，而降低裝置的工作效能。另一種習知電動缸的螺桿係直接與馬達軸心(馬達的轉子)連接，使得馬達運作時會帶動螺桿一起旋轉，螺桿的旋轉運動再轉換為滑塊的直線運動，藉以改善聯軸器所產生的問題。然而，此種電動缸的結構元件較多，體積較大，不能有效節省空間以達到輕量化的目的。

本發明人有鑑於此，乃悉心再加以研究設計，於今有本發明的產生。緣此，本發明之主要目的在提供一種電動缸的馬達模組，其以創新的結構設計來減化電動缸的構造及縮減電動缸的體積，進而提升電動缸的工作效能及競爭力。

依據本發明一實施例的馬達模組係安裝在一電動缸的本體內以驅動該電動缸的滑座進行線性移動。該馬達模組包括一馬達及一螺桿。該馬達包含一定子及位在該定子內且可被該定子驅動旋轉的一轉子，該轉子為一內部具有穿孔的套筒，該轉子內安裝一螺帽。該螺桿具有沿著一縱向分隔的內端與外端，該內端穿過該螺帽且容納在該轉子的穿孔內，該螺桿的桿徑小於該穿孔的孔徑，且該螺桿與該螺帽形成可相對運動的結合。當該轉子旋轉時，該螺帽會被帶動旋轉且該螺桿會被驅動沿著該縱向相對該轉子移動。

在一實施例中，該螺帽內部具有螺旋狀的內溝槽，該螺桿的外周圍具有螺旋狀的外溝槽，該外溝槽與該螺帽的內溝槽之間具有滾珠，使得該螺帽旋轉時，該螺桿會被驅動沿著該縱向相對該螺帽移動。

在一實施例中，該轉子具有沿著該縱向分隔的第一端與第二端，該第一端安裝有一編碼器光盤固定座，該第二端具有一擴大部，該擴大部的穿孔內壁設有沿著周圍方向分隔的複數凹槽，該螺帽安裝在該擴大部內且該螺帽的外周圍設有沿著周圍方向分隔的複數凸部用以和該數凹槽結合。

在一實施例中，該本體具有一前端，該螺桿的外端伸出在該轉子的第二端外側且位在該前端內，當該螺桿沿著該縱向相對該轉子向前移動時，該螺桿的外端會伸出該本體的前端。

關於本發明之其他目的、優點及特徵，可由以下較佳實施例的詳細說明並參照所附圖式來了解。

本發明可有多種不同的結構實施例。現將僅為例子但非用以限制的一具體實施例，並參照所附圖式就本發明之較佳結構內容說明如下：

圖1至圖3顯示依據本發明構成之馬達模組10應用於一電動缸12，該電動缸12包含一本體14，該馬達模組10安裝在該本體14內部的一容室15中且可用來驅動該電動缸12頂部的滑座16進行線性移動。

該馬達模組10包含一馬達18及一螺桿20。該馬達18為例如伺服馬達（servomotor）或步進馬達（step motor），該螺桿20為例如一滾珠螺桿。參閱圖4與圖5，該馬達18包含一定子22、穿過該定子22內部的一轉子24及設在該定子22與該轉子24之間的至少一永久磁鐵26。該轉子24為一內部具有穿孔28的套筒且具有沿著一縱向分隔的第一端30與第二端32，該第一端30安裝有軸承33與一編碼器光盤固定座34，藉由編碼器可感測該轉子24的旋轉位置並向控制系統回饋資訊。該第二端32具有一擴大部36，該擴大部36內安裝一螺帽38，該螺帽38與該轉子24會一起轉動。在本實施例中，該擴大部36的外周圍安裝有軸承39且該擴大部36的穿孔28內壁設有沿著周圍方向分隔的複數凹槽40，而該螺帽38的外周圍設有沿著周圍方向分隔的複數凸部42用以和該數凹槽40結合，使得該螺帽38與該轉子24牢固結合。再者，該螺帽38的內部具有螺旋狀的內溝槽44以容納滾珠(未圖示)。該磁鐵26環繞在該轉子24外周圍。藉由該定子22產生的電磁效應可使該轉子24與該螺帽38一起轉動。

該螺桿20具有沿著該縱向分隔的內端46與外端48，該內端46穿過該螺帽38且容納在該轉子24的穿孔28內，該外端48伸出在該轉子24的第二端32外側。該螺桿20的桿徑小於該穿孔28的孔徑，且該螺桿20的外周圍具有螺旋狀的外溝槽50，該外溝槽50與該螺帽38的內溝槽44相對，使得該螺帽38內的滾珠可在該外溝槽50滾動。因而，當該轉子24轉動時，與該轉子24一起轉動的螺帽38不會位移，使得該螺桿20會被驅動而沿著該縱向相對該轉子24移動。

在本實施例中，該本體14具有一前端52，該前端52具有一開口53，該開口53與該本體14內部的容室15連通。當該螺桿20沿著該縱向相對該轉子24向前移動時，該螺桿20的外端48會經由該開口53伸出該本體14的前端52(見圖6)。再者，該螺桿20的外端48結合一出力軸固定板54，在本實施例中，該螺桿20的外端48具有一結合孔56，藉由一連接件58穿過該固定板54且鎖入該結合孔56使該固定板54與該螺桿20的外端48結合。此外，該固定板54與該滑座16藉由連接件(例如螺絲)60結合，使得該螺桿20沿著該縱向相對該轉子24前後移動時，該固定板54與該滑座16會與該螺桿20一起沿著該縱向往復移動。

該馬達模組10更包含一可彈性伸縮的防護套62。在本實施例中，該本體14的開口53內安裝一定位環64，該定位環64的中央具有一軸孔66以提供該螺桿20穿過，且該定位環64的外端設有一凹部68以提供該防護套62容納。在本實施例中，該防護套62包含直徑不同的複數筒體70，該數筒體70可由金屬材料製成且相互套合連接在一起以構成一具有彈性伸展的多節式套體，且該套體具有一中央孔72以提供該螺桿20穿過。該防護套62中直徑最大的筒體70抵靠在該定位環64之凹部68的內壁，且直徑最小的筒體70抵靠在該固定板54之面向該前端52的端面，如圖1所示。當該螺桿20沿著該縱向相對該轉子24前後移動時，該防護套62會隨著伸展或是收縮。如圖6所示，當該螺桿20相對該轉子24向前移動時，該螺桿20的外端48會伸出該本體14的前端52一段預設長度，而該防護套62會利用彈簧的彈性作用自動伸展成一完全覆蓋該螺桿20伸出部分的長圓筒，使得位在該本體14外側的螺桿20部分具有防塵效果。另一方向，當該螺桿20相對該轉子24向後移動時，該螺桿20的外端48會伸入該本體14的開口53內(見圖1)，且該防護套62會被該固定板54壓縮而變成一截錐形的短圓筒以收納在該定位環64內。

如上所述，在本發明的馬達模組10中，該螺桿20係穿設在該馬達18的轉子24內且可受該轉子24帶動而沿著該縱向相對該轉子24前後移動。藉此，本發明的馬達模組10除了可以省略了習知聯軸器的使用之外，更可減化馬達模組10的構造。具體而論，當該馬達18未作動時，該螺桿20的大部分是容納在該馬達18的轉子24內，因而，可降低該馬達模組10與該電動缸12的縱向長度，進而縮減該電動缸12的體積。再者，當該馬達18運作時，該螺桿20不會被帶動旋轉，而是在該轉子24內直接相對該轉子24前後移動以帶動該滑塊16作直線運動，使得該螺桿20不需再經由其它元件的連結來轉換為該滑塊16的直線運動，能減化該馬達模組10的結構並提高該馬達模組10的應用範圍與工作效能。另外，當該螺桿20相對該轉子24向前移動而伸出該本體14的前端52時，該防護套62可自動伸展以完全覆蓋該螺桿20的外露部分，使得該螺桿20具有防塵與防水氣的效果。

前述是就本發明一特定實施例做描述，而依本發明的設計特徵將可做多種變化或修改是可了解的。故對於熟悉此項技藝人士可作之明顯替換與修改，仍將併入於本發明所主張的專利範圍內。

10‧‧‧馬達模組

12‧‧‧電動缸

14‧‧‧本體

15‧‧‧容室

16‧‧‧滑座

18‧‧‧馬達

20‧‧‧螺桿

22‧‧‧定子

24‧‧‧轉子

26‧‧‧磁鐵

28‧‧‧穿孔

30‧‧‧第一端

32‧‧‧第二端

33‧‧‧軸承

34‧‧‧固定座

36‧‧‧擴大部

38‧‧‧螺帽

39‧‧‧軸承

40‧‧‧凹槽

42‧‧‧凸部

44‧‧‧內溝槽

46‧‧‧內端

48‧‧‧外端

50‧‧‧外溝槽

52‧‧‧前端

53‧‧‧開口

54‧‧‧固定板

56‧‧‧結合孔

58‧‧‧連接件

60‧‧‧連接件

62‧‧‧防護套

64‧‧‧定位環

66‧‧‧軸孔

68‧‧‧凹部

70‧‧‧筒體

72‧‧‧中央孔

圖1顯示本發明之馬達模組應用於電動缸的剖視示意圖。

圖2顯示圖1之電動缸的立體示意圖。

圖3顯示圖2之電動缸的局部分解示意圖。

圖4顯示圖1之馬達模組的部分元件分解圖。

圖5顯示圖4之馬達模組的元件組合剖視圖。

圖6顯示圖1之馬達模組之螺桿向外移動的示意圖。

圖7顯示圖6之電動缸的立體示意圖。

Claims (4)

1. 一種電動缸的馬達模組，該電動缸具有一本體，該本體的頂部具有一滑座，該馬達模組安裝在該本體內，該馬達模組包括：一馬達，其包含一定子及位在該定子內且可被該定子驅動旋轉的一轉子，該轉子為一內部具有穿孔的套筒，該轉子內安裝一螺帽；以及一螺桿，係具有沿著一縱向分隔的內端與外端，該內端穿過該螺帽且容納在該轉子的穿孔內，該螺桿的桿徑小於該穿孔的孔徑，且該螺桿與該螺帽形成可相對運動的結合，該螺桿的外端伸出在該轉子外側且結合一出力軸固定板，該固定板與該滑座結合，其中當該轉子旋轉時，該螺帽會被帶動旋轉且該螺桿會被驅動沿著該縱向相對該轉子移動，其中當該螺桿沿著該縱向相對該轉子移動時，該固定板與該滑座會與該螺桿一起沿著該縱向移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的馬達模組，其中該螺帽的內部具有螺旋狀的內溝槽，該螺桿的外周圍具有螺旋狀的外溝槽，該外溝槽與該螺帽的內溝槽之間具有滾珠，使得該螺帽旋轉時，該螺桿會被驅動沿著該縱向移動。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的馬達模組，其中該轉子具有沿著一縱向分隔的第一端與第二端，該第一端安裝有編碼器光盤固定座，該第二端具有一擴大部，該擴大部的穿孔內壁設有沿著周圍方向分隔的複數凹槽，該螺帽安裝在該擴大部內且該螺帽的外周圍設有沿著周圍方向分隔的複數凸部用以和該數凹槽結合。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述的馬達模組，其中該本體具有一前端，該螺桿的外端位在該本體的前端內且該固定板鄰靠該本體的前端，當該螺桿沿著該縱向相對該轉子向前移動時，該螺桿的外端會伸出該本體的前端。