TWI733491B - 線性致動器 - Google Patents

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Abstract

一種線性致動器包括一缸本體、一滑座及一導引機構。該缸本體設有二安裝部，各安裝部設有一第一導引槽。該滑座設有分別與該二第一導引槽相對的二第二導引槽。該導引機構設在該缸本體與該滑座之間且包括二循環器。該二循環器分別安裝在該二安裝部的兩端，各循環器的內部設有二循環孔，各循環孔連通於一對應安裝部的穿孔與第一導引槽之間。一導管穿過各安裝部的穿孔且該導管的二側端分別與該二循環器結合，使得各導管與該二循環器及該第一與第二導引槽共同組成一滾珠循環通道以容納複數滾珠。二固定件將該二循環器夾合以限制該二循環器相對該缸本體的移動。

Description

線性致動器
本發明有關一種線性致動器，尤指一種具有珠循環器的線性致動器。
台灣第101123194號發明專利申請案揭示一種線性致動器，其包含一缸本體、設在該缸本體上端的一滑動台、以及安裝於該缸本體與該滑動台之間的一導引機構。該導引機構包含一導引塊件、設在該導引塊件之兩端部的一對罩塊件、沿著該導引塊件之長度方向循環之複數球體、二球體夾具、一對罩夾具以及安裝在該對罩塊件上之二對罩板。該導引塊件與該缸本體利用二螺栓連結。該二球體夾具可將該複數球體保持在該導引塊件且將該對罩塊件保持在該導引塊件之兩端部。該對罩夾具連接於該導引塊件之長度方向而保持該二對罩板、該對罩塊件及該導引塊件。然而，該導引機構的組件多，在組裝上較費時，且體積較大，不能有效節省空間以達到輕量化。再者，該導引塊件利用螺栓與該缸本體連結，也會造成結構複雜化且會負面影響該缸本體與該導引塊件的剛性。
緣此，本發明之主要目的在提供一種線性致動器，其以創新的結構設計來簡化線性致動器的構造以及可便利導引機構與缸本體的組裝，同時可達成小型化線性致動器的效果。
依據本發明一實施例的線性致動器包括一缸本體、一滑座及一導引機構。該缸本體沿著一縱向延伸且該缸本體的上表面設有二安裝部，各安裝部包含在該縱向分隔的第一端與第二端，各安裝部的內部具有從該第一端沿著該縱向延伸至該第二端的穿孔，各安裝部的外側壁設有沿著該縱向延伸的一第一導引槽。該滑座係可沿著該縱向相對該缸本體進行往復移動，該滑座具有在與該縱向垂直的一橫向分隔的二導引壁，該二導引壁分別面向該二安裝部的外側壁，各導引壁的內面設有沿著該縱向延伸且與其中一第一導引槽相對的一第二導引槽。該導引機構設在該缸本體與該滑座之間且包括在該縱向分隔的二循環器、安裝在該二循環器之間的二導管、及在該橫向分隔的二固定件。該二循環器沿著該橫向延伸且分別安裝在該二安裝部的第一端與第二端，各循環器的內部設有在該橫向分隔的二循環孔。各導管安裝於一對應安裝部的穿孔中且包含在該縱向分隔的二側端與貫穿該二側端的內孔，各導管的二側端分別與該二循環器結合，使得各循環孔連通於一對應導管的側端與第一導引槽之間，且該二導管的內孔與該二循環器的循環孔以及該二第一與第二導引槽共同組成兩個滾珠循環通道以分別容納複數滾珠。該二固定件沿著該縱向延伸且將該二循環器夾合以限制該二循環器在該縱向相對該缸本體的移動。
在一實施例中，各循環器具有在該縱向分隔的內端面與外端面以及連接該內端面與該外端面的一頂面，該二循環器的外端面與該頂面分別具有定位凹部與定位槽，各導管的內孔界定一中心軸線，該中心軸線延伸通過該二循環器的定位凹部，各固定件包括一直線部及從該直線部之兩端彎折的二扣合部，該二固定件的直線部分別位於該二循環器的定位槽內，且該二固定件的扣合部分別結合於該二循環器的定位凹部內。
在一實施例中，各安裝部包含結合於該上表面的一下端以及與該下端在一高度方向分隔的一上端，各安裝部的上端具有從該第一端沿著該縱向延伸至該第二端且與該中心軸線平行的一溝槽，各安裝部的溝槽在該縱向係對齊在該二循環器的一對定位槽之間，且該二固定件的直線部分別位於該二循環器的溝槽內。
在一實施例中，各安裝部上設有至少一第一定位部與至少一第一限位部，該二循環器的內端面在該縱向相面對且分別設有至少一第二定位部與至少一第二限位部，該至少一第二定位部與該至少一第一定位部結合以限制該二循環器在該高度方向相對該缸本體的移動，該至少一第二限位部與該至少第一限位部結合以限制該二循環器在該橫向相對該缸本體的移動。
在一實施例中，各循環器的兩側分別具有外凸出的一延伸管，各循環器58的二延伸管分別插入該二安裝部的其中一穿孔內，各循環孔包含一呈U形的迴轉段及一位於延伸管內的直線段，該二循環器之循環孔的直線段與該二導管的內孔連接。
在一實施例中，各循環器由一外循環件以及二內循環件組成，各外循環件的兩側分別具有外凸出的一管體部，該二循環孔分別設在該外循環件的兩側且連通至該二管體部，各內循環件包含一弧形的轉折部以及一沿該縱向延伸的延伸部，該轉折部的一端連接於一對應安裝部的第一導引槽，該延伸部與該管體部結合而構成一延伸管，該延伸管插入所對應安裝部的穿孔內，各延伸管的內孔具有一擴大孔徑的連接段，該連接段的內端具有一肩部，各導管的二側端分別插入一對應延伸管的連接段內且抵靠於該肩部上。
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7顯示依據本發明構成之線性致動器10，線性致動器10包含一缸本體12、設在缸本體12上的一滑座14、以及設在缸本體12與滑座14之間的一導引機構16。缸本體12係沿著一縱向(X)延伸的長方狀塊體。缸本體12的內部具有一容室17以配置一馬達18及一出力軸(output shaft)20，馬達18透過一組皮帶輪22來驅動出力軸20，出力軸20的一端結合一連結板24，連結板24與滑座14結合。當馬達18運轉時，出力軸20會被驅動以帶動連結板24與滑座14沿著該縱向(X)相對缸本體12進行往復移動(見圖5)。
如圖3所示，缸本體12具有一上表面26，上表面26設有二安裝部28a、28b用以提供導引機構16結合。在本實施例中，該二安裝部28a、28b與缸本體12係由金屬材料一體製成且在該缸本體12的一橫向(Y)分隔，該橫向(Y)與該縱向(X)垂直。各安裝部28a、28b包含結合於上表面26的一下端30以及與下端30在一高度方向(Z)分隔的一上端32，該高度方向(Z)與該橫向(Y)及該縱向(X)垂直。各安裝部28a、28b更包含在該橫向相背對的一內側壁33與一外側壁34、以及在該縱向(X)分隔的第一端36與第二端38。該二安裝部28a、28b的內側壁33在該橫向(Y)相面對(見圖7)，各安裝部28a、28b的外側壁34嵌設一滑軌件40，各滑軌件40的內表面設有沿著該縱向延伸的一第一導引槽41。在可行的實施例中，可省略滑軌件40，而將第一導引槽41形成在各安裝部28a、28b的外側壁34。如圖7所示，各安裝部28a、28b的內部具有從第一端36沿著該縱向(X)延伸至第二端38的穿孔42，穿孔42與第一導引槽41在該橫向(Y)分隔且相對。再者，各安裝部28a、28b的上端32具有從第一端36沿著該縱向(X)延伸至第二端38的一溝槽44，各安裝部28a、28b的溝槽44與穿孔42在該高度方向(Z)分隔且對齊。如圖3所示，各安裝部28a、28b上更設有至少一第一定位部46與至少一第一限位部48，在本實施例中，各安裝部28a、28b的第一端36與第二端38分別設有構成第一定位部46的一凹槽與構成第一限位部48的一缺口。
如圖2所示，滑座14具有一頂壁52以及自頂壁52之兩側向下彎折的二導引壁50，該二導引壁50在橫向(Y)分隔。該頂壁52位在該二安裝部28a、28b上方且頂壁52的一端與連結板24結合。該二導引壁50分別面向該二安裝部28a、28b的外側壁34，且各導引壁50的內面設有沿著該縱向延伸的一第二導引槽54，各第二導引槽54與一對應的第一導引槽41相對且共同組成一圓狀斷面的通道以供複數滾珠56容置(見圖7)。
導引機構16結合在缸本體12的該二安裝部28a、28b上且可將該複數滾珠56保持在一滾珠循環通道內循環滾動，使得滑座14相對缸本體12進行往復移動時，能夠透過該複數滾珠56與缸本體12保持滾動接觸狀態，以減少滑座14的滑動阻力。如圖2與圖3所示，導引機構16包括該縱向(X)分隔的二循環器58、安裝在該二循環器58之間的二導管60及將該二循環器58結合的二固定件62。該二循環器58沿著該橫向(Y)延伸且分別安裝在該二安裝部28a、28b的第一端36與第二端38。在本實施例中，各循環器58具有在該縱向(X)分隔的內端面64與外端面66以及連接內端面64與外端面66的一頂面68，該二循環器58的內端面64在該縱向(X)相面對且分別設有二第二定位部70與二第二限位部72。當該二循環器58的內端面64分別抵靠在該二安裝部28a、28b的第一端36與第二端38之端面時，第二定位部70與第一定位部46結合以限制該二循環器58在該高度方向(Z)的移動，且第二限位部72與第一限位部48結合以限制該二循環器58在該橫向(Y)的移動。在本實施例中，各循環器58的內端面64分別設有構成第二定位部70的凸部與構成第二限位部72的凸塊。
如圖4與圖6所示，各循環器58的兩側分別具有外凸出的一延伸管76，且各循環器58的內部設有沿著該橫向(Y)分隔的二循環孔74，各循環孔74連通在一對應安裝部28a、28b的穿孔42與第一導引槽41之間且包含一呈U形的迴轉段75及一位於延伸管76內的直線段77。各循環器58的二延伸管76分別插入該二安裝部28a、28b的其中一穿孔42內。延伸管76的外端內部具有一擴大孔徑的連接段78，連接段78內端具有一肩部80，肩部80上設有一凸起的定位部82(見圖3)。在本實施例中，各循環器58由一外循環件84以及二內循環件86組成(見圖2)，外循環件84包含一長條狀的主體87，該主體87的兩側設有該二循環孔74以及構成該二延伸管76之部分的二管體部89。各內循環件86包含一弧形的轉折部88以及一沿該縱向(X)延伸的延伸部90。轉折部88構成循環孔74的部分孔壁，延伸部90構成延伸管76之一部分。該二內循環件86係可拆卸地與外循環件84結合，使得管體部89與延伸部90組成延伸管76，據此，有利循環器58結構的模具製作。再者，各循環器58的頂面68具有二定位槽92，各定位槽92沿著該縱向(X)延伸且與一對應安裝部28a、28b的溝槽44在該縱向(X)對齊，使得各安裝部28a、28b的溝槽44在該縱向(X)係對齊在該二循環器58的一對定位槽92之間。各循環器58的外端面66具有二凹部94，該二凹部94分別與該二定位槽92對應。
各導管60沿該縱向(X)延伸且安裝於其中一安裝部28a、28b的穿孔42中。各導管60包含在該縱向(X)分隔的二側端96、貫穿該二側端96的內孔98、及設在各側端96的定位槽100。各導管60的二側端96分別插入該二循環器58的一對應延伸管76的連接段78內且抵靠於肩部80上，使得該二導管60的內孔98與該二循環器58之循環孔74的直線段77連接。因而，各循環孔74連通於一對應導管60的側端96與第一導引槽41之間(見圖6)，且該二導管60的內孔98與該二循環器58的循環孔74、該二安裝部28a、28b的第一導引槽41以及該滑座14的二第二導引槽54共同組成兩個環狀滾珠循環通道(未標號)以提供該複數滾珠56容納且循環。再者，如圖6所示，各導管60的內孔98界定一中心軸線(L)，該中心軸線(L)延伸通過該二循環器58的定位凹部94且與對應安裝部28a、28b的溝槽44平行。在本實施例中，內孔98的孔徑與循環孔74的孔徑約相等，使得該滾珠循環通道具有相同孔徑。再者，各導管60藉由定位槽100與定位部82結合，使得各導管60不會轉動地安裝在該二循環器58之間。各導管60上設有一與內孔98連通的孔101，以便潤滑油經由孔101充填於導管60內。
各固定件62由例如以不鏽鋼之金屬線材構成且包括沿該縱向(X)延伸的一直線部102，直線部102之兩端朝垂直方向彎曲形成有二彎曲部104，各彎曲部的自由端具有向內凸出的扣合部106。直線部102沿該縱向(X)的長度略大於該二循環器58在該縱向(X)的分隔距離(見圖5)，而該二扣合部106在該縱向(X)的分隔距離略小於該二循環器58在該縱向(X)的分隔距離。當該二循環器58分別抵靠在該二安裝部28a、28b的第一端36與第二端38後，該二固定件62可將該二循環器58夾合以限制該二循環器58在該縱向(X)的移動，其中各固定件62的直線部102沿著該縱向(X)配置於該二循環器58的其中一對定位槽92與一對應安裝部28a、28b的溝槽44內，且扣合部106插入該二循環器58的其中一對應凹部94內結合，使得該二固定件62沿著該縱向(X)的固定位置與該二導管60所界定的中心軸線(L)對應(見圖6)。
如圖2至圖4所示，本發明之導引機構16具有相對較少的組件(二循 環器58、二導管60及二固定件62)，可有效簡化線性致動器10的結構，進而縮減線性致動器10的體積。再者，導引機構16結合在缸本體12的組裝相當便利，而且不需利用螺絲來結合導引機構16與缸本體12，能夠提升缸本體12的剛性。具體而論，將該二導管60的一端先與其中一循環器58結合，再將該二導管60分別穿過該二安裝部28a、28b的穿孔42。接著，將該二導管60的另一端與另一循環器58結合，且將該二循環器58的內端面64分別抵靠在該二安裝部28a、28b的第一端36與第二端38之端面，使得第二定位部70與第一定位部46結合且第二限位部72與第一限位部48結合。接著，利用該二固定件62將該二循環器58夾合，即可輕易地將導引機構16組裝於缸本體12上。
再者，本發明的線性致動器10在實施上，並能有效提升滾珠56在該滾珠循環通道內順利滾動的效果。具體而論，各循環孔74包含連接在迴轉段75與導管60之間的直線段77，因而，在該滾珠循環通道內循環的滾珠56要從循環器58的迴轉段75進入導管60的平直內孔98，或是從導管60滾動進入到循環器58的迴轉段75時，都可藉由該直線段77的導引而避免撞擊循環器58的轉折端，達到滾動順暢且降低滾動噪音的效果。再者，該二固定件62對於該二循環器58的夾合位置係與該二導管60之內孔98所界定的中心軸線(L)對應，因而，不僅可以有效地將該二循環器58固定在該二安裝部28a、28b上，並可穩固滾珠56在該滾珠循環通道內滾動對於該二循環器58的衝擊，進而緩衝滾珠24的震動及噪音。
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:線性致動器
12:缸本體
14:滑座
16:導引機構
17:容室
18:馬達
20:出力軸
22:皮帶輪
24:連結板
26:上表面
28a:安裝部
28b:安裝部
30:下端
32:上端
33:內側壁
34:外側壁
36:第一端
38:第二端
40:滑軌件
41:第一導引槽
42:穿孔
44:溝槽
46:第一定位部
48:第一限位部
50:導引壁
52:頂壁
54:第二導引槽
56:滾珠
58:循環器
60:導管
62:固定件
64:內端面
66:外端面
68:頂面
70:第二定位部
72:第二限位部
74:循環孔
75:迴轉段
76:延伸管
77:直線段
78:連接段
80:肩部
82:定位部
84:外循環件
86:內循環件
87:主體
88:轉折部
89:管體部
90:延伸部
92:定位槽
94:凹部
96:側端
98:內孔
100:定位槽
101:孔
102:直線部
104:彎曲部
106:扣合部
L:中心軸線
X:縱向
Y:橫向
Z:高度方向
圖1係本發明之線性致動器的一立體示意圖。
圖2顯示圖1之線性致動器的滑座與缸本體分離的示意圖。
圖3係圖2之缸本體與導引機構的元件分解圖。
圖4顯示圖3之導引機構的二循環器與二導管的示意圖。
圖5係沿圖1之5-5線所取的剖視圖。
圖6係沿圖5之6-6線所取的剖視圖。
圖7係沿圖6之7-7線所取的剖視圖。
10:線性致動器
12:缸本體
14:滑座
16:導引機構
20:出力軸
24:連結板
26:上表面
28a:安裝部
28b:安裝部
44:溝槽
46:第一定位部
48:第一限位部
50:導引壁
52:頂壁
56:滾珠
58:循環器
62:固定件
64:內端面
70:第二定位部
72:第二限位部
92:定位槽
102:直線部
104:彎曲部
106:扣合部

Claims (7)

  1. 一種線性致動器，包括： 一缸本體，沿著一縱向延伸，該缸本體的上表面設有二安裝部，各安裝部包含在該縱向分隔的第一端與第二端，各安裝部的內部具有從該第一端沿著該縱向延伸至該第二端的穿孔，各安裝部的外側壁設有沿著該縱向延伸的一第一導引槽； 一滑座，其係可沿著該縱向相對該缸本體進行往復移動，該滑座具有在與該縱向垂直的一橫向分隔的二導引壁，該二導引壁分別面向該二安裝部的外側壁 ，各導引壁的內面設有沿著該縱向延伸且與其中一第一導引槽相對的一第二導引槽；及 一導引機構，其設在該缸本體與該滑座之間且包括在該縱向分隔的二循環器、安裝在該二循環器之間的二導管及在該橫向分隔的二固定件，該二循環器沿著該橫向延伸且分別安裝在該二安裝部的第一端與第二端，各循環器的內部設有在該橫向分隔的二循環孔 ，各導管安裝於一對應安裝部的穿孔中且包含在該縱向分隔的二側端與貫穿該二側端的內孔，各該導管的二側端分別與該二循環器結合，使得各該循環孔連通於一對應該導管的側端與該第一導引槽之間，且該二導管的內孔與該二循環器的循環孔以及該二第一與第二導引槽共同組成兩個滾珠循環通道以分別容納複數滾珠，該二固定件沿著該縱向延伸且將該二循環器夾合以限制該二循環器在該縱向相對該缸本體的移動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之線性致動器，其中各該循環器具有在該縱向分隔的內端面與外端面以及連接該內端面與該外端面的一頂面，該二循環器的外端面與該頂面分別具有定位凹部與定位槽，各該導管的內孔界定一中心軸線，該中心軸線延伸通過該二循環器的定位凹部，各該固定件包括一直線部及從該直線部之兩端彎折的二扣合部，該二固定件的直線部分別位於該二循環器的定位槽內，且該二固定件的扣合部分別結合於該二循環器的定位凹部內。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之線性致動器，其中各該安裝部包含結合於該上表面的一下端以及與該下端在一高度方向分隔的一上端，各安裝部的上端具有從該第一端沿著該縱向延伸至該第二端且與該中心軸線平行的一溝槽，各安裝部的溝槽在該縱向係對齊在該二循環器的一對定位槽之間，且該二固定件的直線部分別位於該二安裝部的溝槽內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之線性致動器，其中各該安裝部上設有至少一第一定位部與至少一第一限位部，各該循環器具有在該縱向分隔的內端面與外端面，該二循環器的內端面在該縱向相面對且分別設有至少一第二定位部與至少一第二限位部，該至少一第二定位部與該至少一第一定位部結合以限制該二循環器在一高度方向相對該缸本體的移動，該至少一第二限位部與該至少第一限位部結合以限制該二循環器在該橫向相對該缸本體的移動。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之線性致動器，其中各該循環器的兩側分別具有外凸出的一延伸管，各該循環器的二延伸管分別插入該二安裝部的其中一穿孔內，各該循環孔包含一呈U形的迴轉段及一位於延伸管內的直線段，該二循環器之循環孔的直線段與該二導管的內孔連接。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之線性致動器，其中各該循環器由一外循環件以及二內循環件組成，各該外循環件的兩側分別具有外凸出的一管體部，該二循環孔分別設在該外循環件的兩側且連通至該二管體部，各該內循環件包含一弧形的轉折部以及一沿該縱向延伸的延伸部，該轉折部的一端連接於一對應安裝部的第一導引槽，該延伸部與該管體部結合而構成一延伸管，該延伸管插入所對應安裝部的穿孔內，各該延伸管的內孔具有一擴大孔徑的連接段，該連接段的內端具有一肩部，各該導管的二側端分別插入一對應延伸管的連接段內且抵靠於該肩部上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之線性致動器，其中該二安裝部與該缸本體由金屬材料一體製成，各安裝部的穿孔與第一導引槽在該橫向分隔且相對。
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