TWI777812B - 間隔子及具有該間隔子之擺線式減速機 - Google Patents

Abstract

本發明之間隔子包含有一個第一表面與一個背對第一表面之第二表面，第一表面與第二表面分別具有二個相對之第一滾柱容置槽與二個相對之第二滾柱容置槽，第一表面之第一滾柱容置槽和第二滾柱容置槽對應第二表面之第二滾柱容置槽和第一滾柱容置槽，本發明之間隔子更定義一基準面，基準面垂直一水平方向並通過間隔子的一最大厚度中心點，基準面至各第一滾柱容置槽之曲率中心的水平距離與基準面至各第二滾柱容置槽之曲率中心的水平距離不同。藉由翻轉本發明之間隔子，即可調整相鄰二個滾柱的間距。另外，本發明更提供一個具有前述間隔子之擺線式減速機。

Description

間隔子及具有該間隔子之擺線式減速機

本發明與間隔子有關，特別是指一種間隔子及具有該間隔子之擺線式減速機。

於精密機械中常用的滾柱螺桿、滾柱式線性滑軌或滾柱軸承主要是以多個滾柱作為傳動介面，在相鄰二個滾柱通常會設置一個間隔子，以避免相鄰二個滾柱直接碰撞而損壞，並同時達到降低噪音的效果，例如US 4,479,683及US 9,995,340等專利文獻都有揭露相關的結構設計。

然而，為了能夠調整相鄰二個滾柱的間距，傳統做法通常是準備至少兩種不同厚度的間隔子，藉由更換不同厚度的間隔子來達到調整間距的效果，但是在更換過程方面會耗費較多時間，因此在組裝上較為麻煩與不便。此外，多種不同厚度的間隔子就得需要製作多種不同的模具，所以製造成本也相對較高。

本發明之主要目的在於提供一種間隔子，其利用不同滾柱容置槽的曲率中心與一基準面的距離差異來調整相鄰二個滾柱的間距，可降低組裝難度及節省製造成本。

為了達成上述主要目的，本發明之間隔子包含有一個第一表面與一個背對該第一表面之第二表面，該第一表面與該第二表面分別具有二個第一滾柱容置槽與二個第二滾柱容置槽，該第一表面之該等第一滾柱容置槽與該第一表面之該等第二滾柱容置槽相對該第一表面之中心呈交錯排列，該第二表面之該等第一滾柱容置槽與該第二表面之該等第二滾柱容置槽相對該第二表面之中心呈交錯排列；此外，該第一表面之該等第一滾柱容置槽對應該第二表面之該等第二滾柱容置槽，且該第一表面之該等第二滾柱容置槽對應該第二表面之該等第一滾柱容置槽，其中，本發明之間隔子更定義一基準面，該基準面垂直於一水平方向並通過該間隔子的一最大厚度中心點，該基準面至各該第一滾柱容置槽之曲率中心的水平距離定義為L1，該基準面至各該第二滾柱容置槽之曲率中心的水平距離定義為L2，兩者滿足以下關係式：L1>L2，使得本發明之間隔子在翻轉90度後可使得相鄰二個滾柱的間距產生變化。

由上述可知，藉由翻轉本發明之間隔子，本發明之間隔子即可利用第一滾柱容置槽、第二滾柱容置槽與基準面的距離差異來調整相鄰二個滾柱的間距，不但可以有效降低組裝工時，而且不需要製作多種不同的模具，因此可以降低製造成本。

較佳地，該第一表面之一該第一滾柱容置槽與一該第二滾柱容置槽之間鄰接一個第一凸部，該第二表面之一該第一滾柱容置槽與 一該第二滾柱容置槽之間鄰接一個第二凸部，該等第二凸部一對一地對應該等第一凸部；此外，該基準面與一該第一凸部之間的最大距離等於該基準面與一該第二凸部之間的最大距離。

較佳地，L1與L2之間具有一段距離差，該距離差根據本發明之間隔子所配合使用的輸入法蘭或輸出法蘭的尺寸大小而有所變化，在本實施例中介於0.1mm-0.4mm之間。

較佳地，各該第一凸部和各該第二凸部皆具有圓角設計，當組裝位置有所偏差時，本發明之間隔子透過該等圓角可以達到自動校正的效果。

較佳地，該等第一滾柱容置槽之截面形狀和該等第二滾柱容置槽之截面形狀皆呈弧形，且該等第一滾柱容置槽和該等第二滾柱容置槽具有相同的曲率。藉此，在配合該等滾柱使用時，該等第一滾柱容置槽和該等第二滾柱容置槽會跟該等滾柱形成面接觸，用以對該等滾柱提供支撐效果。

較佳地，該等第一滾柱容置槽之截面形狀和該等第二滾柱容置槽之截面形狀皆呈圓角三角形，且該等第一滾柱容置槽和該等第二滾柱容置槽具有相同的尺寸大小。藉此，在配合該等滾柱使用時，該等第一滾柱容置槽和該等第二滾柱容置槽會跟該等滾柱形成線接觸，以降低彼此之間的摩擦力，並能有效防止應力集中的狀況發生。

較佳地，該間隔子之外周緣更具有四個辨識部(例如凹槽)，該等辨識部以一對一的方式對應於該等第一滾柱容置槽或該等第二滾柱容置槽，以方便使用者辨識來提升組裝效率。

較佳地，該第一表面與該第二表面被一個用來儲存潤滑油之儲油槽所貫穿。

另一方面，本發明更提供一種擺線式減速機，其包含有一個殼體、一根轉軸、一個輸入法蘭、一個輸出法蘭、一個減速裝置、多個滾柱及多個前述間隔子。該轉軸可轉動地穿設於該殼體內且具有一個輸入端與一個輸出端；該輸入法蘭可轉動地設於該殼體之一端且可轉動地組設於該轉軸之該輸入端；該輸出法蘭可轉動地設於該殼體之另一端且可轉動地組設於該轉軸之該輸出端，並與該輸入法蘭連接；該減速裝置具有至少一個擺線輪和至少一個歐丹聯軸器，該擺線輪偏心組設於該轉軸，該歐丹聯軸器設於該擺線輪與該輸入法蘭之間或該擺線輪與該輸出法蘭之間；該等滾柱設於該殼體與該輸入法蘭之間和該殼體與該輸出法蘭之間；各該間隔子設於相鄰二該滾柱之間，各該間隔子可選擇地以該第一表面之該等第一滾柱容置槽或該等第二滾柱容置槽支撐一該滾柱，且各該間隔子可選擇地以該第二表面之該等第一滾柱容置槽或該等第二滾柱容置槽支撐另一該滾柱。藉此，當該擺線輪被該轉軸所驅動時會相對該殼體產生擺線式轉動，接著透過該歐丹聯軸器連動該輸入法蘭與該輸出法蘭，使該輸入法蘭與該輸出法蘭透過該等滾柱相對該殼體轉動，進而達到減速轉動的效果。

有關本發明所提供對於間隔子及具有該間隔子之擺線式減速機的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等 詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

10:間隔子

10’:間隔子

12:第一表面

14:第二表面

16:儲油槽

18:第一滾柱容置槽

20:第二滾柱容置槽

22:辨識部

S1:第一使用狀態

S2:第二使用狀態

24:第一凸部

26:第二凸部

27:斜面

28:弧面

29:圓角

P:基準面

D1:基準面與第一凸部之間的最大距離

D2:基準面與第二凸部之間的最大距離

C:間隔子的最大厚度中心點

C1:第一滾柱容置槽之曲率中心

C2:第二滾柱容置槽之曲率中心

L1:第一滾柱容置槽之曲率中心和基準面之間的水平距離

L2:第二滾柱容置槽之曲率中心和基準面之間的水平距離

L3:距離差

30:擺線式減速機

40:殼體

50:轉軸

52:輸入端

54:輸出端

60:輸入法蘭

62:第一軸孔

64:第一連接柱

66:第一軸承

70:輸出法蘭

72:第二軸孔

74:第二連接柱

76:第二軸承

78:螺栓

80:減速裝置

82:擺線輪

84:歐丹聯軸器

86:滾針

90:滾柱

G:相鄰二個滾柱的間距

G1:相鄰二個滾柱的端點距離

G2:相鄰二個滾柱的端點距離

X:水平方向

圖1為本發明第1實施例之間隔子的立體圖。

圖2為本發明第1實施例之間隔子在另一視角的立體圖。

圖3為本發明第1實施例之間隔子在第一使用狀態的側視圖。

圖4為本發明第1實施例之間隔子在第二使用狀態的側視圖。

圖5為本發明第1實施例之間隔子的平面圖，主要顯示在翻轉90度前後的距離差。

圖6為本發明之擺線式減速機的立體圖。

圖7為圖6的局部立體分解圖。

圖8為本發明之擺線式減速機在另一視角的立體圖。

圖9為圖8的局部立體分解圖。

圖10為本發明之擺線式減速機的剖視圖。

圖11a-圖11c為本發明第1實施例之間隔子配合滾柱使用的立體圖，主要顯示滾柱的不同組裝方式。

圖12為本發明第1實施例之間隔子在不同的使用狀態下配合滾柱使用的平面圖。

圖13為本發明所提供之輸出法蘭與滾柱的組合平面圖。

圖14為圖13的局部放大圖。

圖15為本發明第2實施例之間隔子的立體圖。

圖16為本發明第2實施例之間隔子的側視圖。

申請人首先在此說明，於整篇說明書中，包括以下介紹的實施例以及申請專利範圍的請求項中，有關方向性的名詞皆以圖式中的方向為基準。其次，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之元件標號，代表相同或近似之元件或其結構特徵。

請參閱圖1及圖2，本發明第1實施例之間隔子10包含有一個第一表面12、一個背對第一表面12之第二表面14及一個貫穿第一表面12與第二表面14之儲油槽16。第一表面12與第二表面14分別具有二個彼此相對之第一滾柱容置槽18與二個彼此相對之第二滾柱容置槽20，在本實施例中，該等第一滾柱容置槽18之截面形狀和該等第二滾柱容置槽20之截面形狀皆呈弧形，且該等第一滾柱容置槽18和該等第二滾柱容置槽20具有相同的曲率。

請繼續參閱圖1及圖2，第一表面12之二個第一滾柱容置槽18與第一表面12之二個第二滾柱容置槽20相對第一表面12之中心呈交錯排列，第二表面14之二個第一滾柱容置槽18與第二表面14之二個第二滾柱容置槽20相對於第二表面14之中心呈交錯排列，其中，第一表面12之二個第一滾柱容置槽18對應第二表面14之二個第二滾柱容置槽20，且第一表面12之二個第二滾柱容置槽20對應第二表面14之二個第一滾柱 容置槽18，亦即，二個第一滾柱容置槽18與二個第二滾柱容置槽20在第一表面12的排列方式和在第二表面14的排列方式相差90度。

為了方便使用者辨識第一滾柱容置槽18和第二滾柱容置槽20的所在位置，間隔子10的外周緣可以進一步設置四個辨識部22(在此以凹槽為例，但不以凹槽為限)，如圖1及圖2所示，該等辨識部22以一對一的方式對應該等第一滾柱容置槽18或該等第二滾柱容置槽20，在本實施例中，該等辨識部22以一對一的方式對應第一滾柱容置槽18。

如圖3至圖5所示，間隔子10定義一個基準面P，基準面P垂直於一水平方向X並通過間隔子10的一最大厚度中心點C，就基準面P與第一表面12的關係來說，基準面P與第一滾柱容置槽18之曲率中心C1的水平距離定義為L1，基準面P與第二滾柱容置槽20之曲率中心C2的水平距離定義為L2，兩者滿足L1>L2的關係式，藉此，當間隔子10從如圖3所示之第一使用狀態S1翻轉90度至如圖4所示之第二使用狀態S2時，基準面P與滾柱90之中心的距離會產生變化，至於基準面P與第二表面14的關係亦同，在此不再贅述。更進一步來說，第一表面12在第一滾柱容置槽18與第二滾柱容置槽20的交界處具有一個第一凸部24，亦即，如圖1所示，第一表面12具有四個第一凸部24，第二表面14在第一滾柱容置槽18與第二滾柱容置槽20的交界處具有一個第二凸部26，亦即，如圖2所示，第二表面14具有四個第二凸部26，該等第二凸部26一對一地對應該等第一凸部24。

請參閱圖6至圖10，本發明之間隔子10主要是應用於擺線式減速機30，擺線式減速機30包含有一個殼體40、一根轉軸50、一個輸 入法蘭60、一個輸出法蘭70、一個減速裝置80、多個滾柱90及多個間隔子10。

轉軸50以可轉動的方式穿設於殼體40內且具有一個輸入端52與一個輸出端54。

輸入法蘭60組設於殼體40之一端。輸入法蘭60之中央具有一個第一軸孔62，輸入法蘭60利用第一軸孔62套設於轉軸50之輸入端52，並與轉軸50之輸入端52之間設置一個第一軸承66，使得轉軸50與輸入法蘭60透過第一軸承66相對轉動。此外，輸入法蘭60於第一軸孔62的周圍具有四個第一連接柱64。

輸出法蘭70組設於殼體40之另一端。輸出法蘭70之中央具有一個第二軸孔72，輸出法蘭70利用第二軸孔72套設於轉軸50之輸出端54，並與轉軸50之輸出端54之間設置一個第二軸承76，使得轉軸50與輸出法蘭70透過第二軸承76相對轉動。此外，輸出法蘭70之內周面在第二軸孔72的周圍具有四個第二連接柱74，藉由四根螺栓78連接輸入法蘭60之四個第一連接柱64與輸出法蘭70之四個第二連接柱74，使兩者組裝在一起。

減速裝置80具有二個擺線輪82、二個歐丹聯軸器84及多根滾針86。二個擺線輪82相互並排且皆以偏心方式套接於轉軸50之中央，二個擺線輪82共同被輸出法蘭70之四個第二連接柱74所穿設；其中一個歐丹聯軸器84設於輸入法蘭60與該等擺線輪82之間，另外一個歐丹聯軸器84設於輸出法蘭70與該等擺線輪82之間；該等滾針86設於殼體40之內周面與該等擺線輪82之外周面之間，使該等擺線輪82能穩定作動。藉 此，當該等擺線輪82被轉軸50所驅動時會相對殼體40產生擺線式轉動，接著透過該等歐丹聯軸器84連動輸入法蘭60與輸出法蘭70，使輸入法蘭60與輸出法蘭70相對殼體40轉動，以達到減速轉動的效果。

該等滾柱90設於殼體40與輸入法蘭60之間及殼體40與輸出法蘭70之間，用以作為殼體40與輸入法蘭60之間及殼體40與輸出法蘭70之間的傳動介面。在此需要補充說明的是，滾柱90的排列方式可以根據實際需要加以調整，例如在正常使用狀態下以圖11a所示的交叉方式排列，若需要較高的徑向負荷，可以將某一些滾柱90調整成如圖11b所示的方式排列，若需要較高的軸向負荷，也可以將某一些滾柱90調整成如圖11c所示的方式排列。

各個間隔子10設於相鄰二個滾柱90之間。由於各個間隔子10可以在兩個不同使用狀態下翻轉，再加上該等滾柱90可以選擇性地調整排列方式，因此，各個間隔子10一方面以第一表面12之該等第一滾柱容置槽18或該等第二滾柱容置槽20支撐其中一個滾柱90，另一方面以第二表面14之該等第二滾柱容置槽20或該等第一滾柱容置槽18支撐另一個滾柱90。

由上述可知，在完成間隔子10的安裝後，由於間隔子10在二個不同的使用狀態下會使得同一側的滾柱90產生一段距離差L3，另一側的滾柱90也會產生一段距離差L3，所以用手動方式將間隔子10翻轉90度，即可利用前述距離差L3來調整相鄰二個滾柱90的間距。如圖12所示，當間隔子10位於第一使用狀態S1時，左方的滾柱90的最左端至右方的滾柱90的最右端之間的距離為G1，當間隔子10翻轉至第二使用狀態 S2時，左方的滾柱90的最左端至右方的滾柱90的最右端之間的距離為G2，G1與G2之間的差距即為兩倍的距離差(2×L3)。藉此，本發明不需要像先前技術採用更換不同厚度的間隔子的方式來調整，只要翻轉90度至不同的使用狀態，即可達到調整間距的效果，不但可以有效降低組裝工時，而且不需要製作多種不同的模具，因此可以降低製造成本。此外，各個第一凸部24和各個第二凸部26可以具有圓角29的設計(如圖3及圖4所示)，當間隔子10的組裝位置有所偏差時，即可透過該等圓角29達到自動校正的效果，無須再以手動方式進行調整。

另一方面，間隔子10在不同使用狀態下所產生的距離差L3會因為其所配合使用的輸入法蘭60或輸出法蘭70的尺寸大小而有所不同。請參閱圖13及圖14(在圖13當中以輸出法蘭70為例，輸入法蘭60的狀況亦同，在此不另行繪製)，假設輸出法蘭70的直徑為ψ，相鄰二個滾柱90的間距為G，若直徑ψ越小，該等滾柱90的排列會因為曲率的關係而需要讓間距G越大，反之，若直徑ψ越大，該等滾柱90的排列亦同樣因為曲率的關係而需要讓間距G越小，亦即，間距G會配合直徑ψ而在一定的範圍內變化，為了配合間距G的變化，距離差L3在本實施例中介於0.1mm-0.4mm之間。

在此需要補充說明的是，第一滾柱容置槽18之截面形狀和第二滾柱容置槽20之截面形狀不限於弧形，在本發明第2實施例中皆呈圓角三角形，亦即，兩者皆具有二個斜面27與一個連接在二個斜面27之間的弧面28，如圖15及圖16所示，而且，第一滾柱容置槽18和第二滾柱容置槽20具有相同的尺寸大小。藉此，在配合滾柱90使用時會透過二個 斜面27和滾柱90形成線接觸，以降低彼此之間的摩擦力，並能有效防止應力集中的狀況發生。至於本發明第2實施例之間隔子10’的操作方式及所能達成的功效皆與上述第1實施例相同，在此容不贅述。

10:間隔子

12:第一表面

14:第二表面

16:儲油槽

18:第一滾柱容置槽

20:第二滾柱容置槽

22:辨識部

24:第一凸部

Claims (10)

1. 一種間隔子，包含有一第一表面與一背對該第一表面之第二表面，該第一表面與該第二表面分別具有二第一滾柱容置槽與二第二滾柱容置槽，該第一表面之該等第一滾柱容置槽與該第一表面之該等第二滾柱容置槽相對該第一表面之中心呈交錯排列，該第二表面之該等第一滾柱容置槽與該第二表面之該等第二滾柱容置槽相對該第二表面之中心呈交錯排列，該第一表面之該等第一滾柱容置槽對應該第二表面之該等第二滾柱容置槽，且該第一表面之該等第二滾柱容置槽對應該第二表面之該等第一滾柱容置槽，其中，該間隔子定義一基準面，該基準面垂直於一水平方向並通過該間隔子的一最大厚度中心點，該基準面至各該第一滾柱容置槽之曲率中心的水平距離定義為L1，該基準面至各該第二滾柱容置槽之曲率中心的水平距離定義為L2，兩者滿足以下關係式：L1>L2。
2. 如請求項1所述之間隔子，其中，該第一表面之一該第一滾柱容置槽與一該第二滾柱容置槽之間鄰接一第一凸部，該第二表面之一該第一滾柱容置槽與一該第二滾柱容置槽之間鄰接一第二凸部，該等第二凸部一對一地對應該等第一凸部；該基準面與一該第一凸部之間的最大距離等於該基準面與一該第二凸部之間的最大距離。
3. 如請求項1所述之間隔子，其中，L1與L2之間具有一距離差，該距離差介於0.1mm-0.4mm之間。
4. 如請求項2所述之間隔子，其中，各該第一凸部和各該第二凸部分別具有一圓角。
5. 如請求項1所述之間隔子，其中，該等第一滾柱容置槽之截面形狀和該等第二滾柱容置槽之截面形狀皆呈弧形，且該等第一滾柱容置槽和該等第二滾柱容置槽具有相同的曲率。
6. 如請求項1所述之間隔子，其中，該等第一滾柱容置槽之截面形狀和該等第二滾柱容置槽之截面形狀皆呈圓角三角形，且該等第一滾柱容置槽和該等第二滾柱容置槽具有相同的尺寸大小。
7. 如請求項1所述之間隔子，更包含有四個辨識部，該等辨識部以一對一的方式對應該等第一滾柱容置槽或該等第二滾柱容置槽。
8. 如請求項7所述之間隔子，其中，各該辨識部為一凹槽。
9. 如請求項1所述之間隔子，更包含有一儲油槽，該儲油槽貫穿該第一表面之中心與該第二表面之中心。
10. 一種擺線式減速機，包含有：一殼體；一轉軸，可轉動地穿設於該殼體內且具有一輸入端與一輸出端；一輸入法蘭，可轉動地設於該殼體之一端且可轉動地組設於該轉軸之該輸入端；一輸出法蘭，可轉動地設於該殼體之另一端且可轉動地組設於該轉軸之該輸出端，並與該輸入法蘭連接；一減速裝置，具有至少一擺線輪和至少一歐丹聯軸器，該擺線輪偏心組設於該轉軸，該歐丹聯軸器設於該擺線輪與該輸入法蘭之間或該擺線輪與該輸出法蘭之間； 多個滾柱，設於該殼體與該輸入法蘭之間和該殼體與該輸出法蘭之間；以及多個如請求項1至9中任一項所述之間隔子，各該間隔子設於相鄰二該滾柱之間，各該間隔子可選擇地以該第一表面之該等第一滾柱容置槽或該等第二滾柱容置槽支撐一該滾柱，且各該間隔子可選擇地以該第二表面之該等第一滾柱容置槽或該等第二滾柱容置槽支撐另一該滾柱。

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