TWI783665B - 內驅動式分度器 - Google Patents

Abstract

一種內驅動式分度器，包含有一分度器單元體，該分度器單元體包括有間隔設置且固定不動的第一固定座與第二固定座，以及一輸出軸環，該輸出軸環的內側設置有錯開且錯位的第一分度結構與第二分度結構，另有一驅動軸能受控制且轉動地位於該輸出軸環中，該驅動軸透過導推前述第一分度結構與第二分度結構當中的滾子，實現推動該輸出軸環相對前述固定座轉動的目的。由於滾子及驅動軸位於該輸出軸的環繞空間中，使得整個分度器單元體的體積獲得減縮而具備靈活應用性。

Description

內驅動式分度器

本發明係與迴轉裝置當中的傳動機構有關；特別是指一種適用於高精度迴轉裝置的內驅動式分度器。

已知用於帶動工具機的特定部件轉動的傳動機構包括有凸輪分割器，前述凸輪分割器具有重負荷特性，其組成主要包括有馬達、入力軸、凸輪及轉塔。馬達驅使入力軸轉動，轉動的入力軸再帶動凸輪以其曲面來導推設置在轉塔周緣的滾子，據此以對轉塔造成轉動。轉塔連結工具機的特定部件，前述特定部件例如可以是圓盤式刀庫當中的刀盤，刀盤上沿著周緣設置有多個刀套，透過驅使轉塔轉動即能控制刀盤旋轉以改變刀套的位置，進而實現換刀的目的。

上述凸輪分割器如見於台灣公告M477341號、專利名稱為「分度裝置改良及其凸輪傳動軸」的新型專利案，或如中國大陸公告第CN210790183U號、專利名稱為「一種凸輪分割器中的出力元件」的實用新型專利。惟該些專利技術公開在轉塔外周緣布設滾子，並以入力軸與凸輪的組合來導推滾子的方式，因為入力軸與凸輪位處轉塔外側，顯然佔去許多空間，使得應用有該凸輪分割器的工具機的整體體積不易減縮。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種內驅動式分度器，係能減縮體積，以使應用更具靈活性。

緣以達成上述目的，本發明提供一種內驅動式分度器包含有分度器單元體，該分度器單元體包括有間隔設置且固定不動的第一固定座與第二固定座，以及一輸出軸環、一第一分度結構、一第二分度結構與一驅動軸。其中，輸出軸環設置在第一固定座與第二固定座之間，且輸出軸環能夠相對該第一固定座與該第二固定座轉動，該輸出軸環的內環面區分有一上環面與一下環面；第一分度結構包括有多個第一分度件，該些第一分度件沿著該上環面排列設置並接設該輸出軸環；第二分度結構包括有多個第二分度件，該些第二分度件沿著該下環面排列設置並接設該輸出軸環，且該些第二分度件與該些第一分度件為錯位設置；驅動軸受到控制而能夠轉動地位於該輸出軸環中，驅動軸的軸身設有一第一凸輪與一第二凸輪，其中，轉動的該驅動軸以該第一凸輪推動該第一分度件，以該第二凸輪推動該第二分度件。

本發明之效果在於將分度件接設在輸出軸環的內側，配合將驅動軸設置在輸出軸環的環繞空間中，俾透過有效利用空間而實現減縮體積的目的。

〔本發明〕

100:分度器單元體

101:結合座

10:旋轉單元

11:輸出軸環

11A:上環面

11B:下環面

111:結合環

111a:安裝孔

112:凸垣

112a:第一面

112b:第二面

112c:軸孔

113:螺孔

12:第一分度結構

12a:滾子

12b:軸

12c:螺栓

13:第二分度結構

13a:滾子

13b:軸

13c:螺栓

14:第一固定環

14a:第一嵌溝

15:第二固定環

15a:第二嵌溝

16:第一油封

17:第二油封

18:螺栓

20:固定不動單元

21:第一固定座

22:第二固定座

22a:第二穿孔

23:連接座

231:圓盤體

231a:凸垣

231b:第一穿孔

232:柱體

232a:迴避凹面

24:第一軸承

25:第二軸承

26:滾柱軸承

27:螺栓

28:螺栓

30:驅動軸

31:軸身

32:第一凸輪

33:第二凸輪

40:驅動軸

41:軸身

42:第一凸輪

43:第二凸輪

200:感應連接器

201:軸接管

202:感應塊

202a:弧形段

203:感應器

300:電機馬達

301:輸入軸

C:基圓中心

L:軸線

圖1為本發明一較佳實施例之內驅動式分度器的立體圖；圖2為圖1的側視圖；圖3為圖1所示內驅動式分度器的分解圖；圖4為圖3的另一視角立體圖； 圖5為圖1所示內驅動式分度器當中的分度器單元體的旋轉單元立體圖；圖6為圖5所示旋轉單元的分解圖；圖7為圖6所示之旋轉單元的部分構件立體圖；圖8為圖5所示旋轉單元的正視圖；圖9為圖8之9-9方向剖視圖；圖10為圖1所示內驅動式分度器當中的分度器單元體的固定不動單元立體圖；圖11為圖10所示固定不動單元的分解圖；圖12為圖11所示結構當中的驅動軸的立體圖；圖13為圖10所示固定不動單元的側視圖；圖14為圖2之14-14方向剖視圖；圖15為圖2之15-15方向剖視圖；圖16為本發明另一實施例當中的驅動軸的立體圖；以及圖17為圖16的俯視圖。

本發明之內驅動式分度器具有重負荷特性，能夠將一動力源產生的動力傳遞至一部件並且驅使該部件以預設轉角轉動，為能更清楚地說明本發明，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參閱圖1至圖4所示，本發明較佳實施例的內驅動式分度器包括有一分度器單元體100、一感應連接器200及一以交流電三相電機馬達300為例的動力源，其中該分度器單元體100透過一結合座101而與該電機馬達300固接。

本實施例的分度器單元體100包括有旋轉單元10、固定不動單元20及驅動軸30，該旋轉單元10接設一部件，該驅動軸30受該電機馬達300的輸入軸301帶動而推動該旋轉單元10相對該固定不動單元20轉動，前述部件例如是工具機領域當中構成圓盤式刀庫一部分的刀盤(圖未示)，當刀盤被以預設轉角帶動旋轉時，同時改變了設置在刀盤周緣的刀具的位置，以使後續換刀作業能順利進行。以下敘述著重在於各組成構件之間的相對關係，其等組裝次序不以所述為限。

請配合圖5至圖9所示，旋轉單元10包括有一輸出軸環11、一第一分度結構12、一第二分度結構13、一第一固定環14、一第二固定環15、一第一油封16及一第二油封17。

輸出軸環11為具有外環面及內環面的圓環形體，輸出軸環11具有一結合環111自該外環面突出形成、一凸垣112自該內環面突出形成，以及多個螺孔113順著圓周沿著徑向設置。其中，結合環111具有多個沿著周緣設置的安裝孔111a以供刀盤鎖接，以使輸出軸環11與刀盤結合構成一體；凸垣112將該內環面區分出上環面11A與下環面11B，其中該上環面11A為階級狀環面，該凸垣112具有相背對的一第一面112a與一第二面112b，以及多個沿著周緣貫穿第一面112a與第二面112b的軸孔112c，前述螺孔113一端貫穿該外環面，另一端則連通軸孔112c。

第一分度結構12包括有多個以滾子12a為例的第一分度件，該些滾子12a分別為一對應的軸12b穿過且能夠相對該軸12b轉動，該軸12b一端插入該凸垣112的軸孔112c中，且該軸12b為鎖入該螺孔113中的螺栓12c所抵接而與輸出軸環11固接，至此使得滾子12a位於該第一面112a且呈沿著該上環面11A排列設置。該第二分度結構13包括有多個以滾子13a為例的第二分度件，滾子13a為軸13b穿過且能夠轉動， 該軸13b插入該凸垣112的軸孔112c並且為鎖入該螺孔113中的螺栓13c所抵接，使得滾子13a位於該第二面112b且呈沿著該下環面11B排列設置。特別的是，作為第一分度件的滾子12a與作為第二分度件的滾子13a是呈錯位設置的，如圖8及圖9所示，即兩兩相鄰的滾子12a之間會有一個滾子13a。

第一固定環14及第二固定環15為圓環形體，第一固定環14的內環面設有一第一嵌溝14a，第二固定環15的內環面設有一第二嵌溝15a；該第一嵌溝14a中置入該第一油封16，該第二嵌溝15a中置入該第二油封17。該第一固定環14透過多個螺栓18固接於該輸出軸環11的前端，該第二固定環15透過多個螺栓18固接於該輸出軸環11的後端。

上述的輸出軸環11、第一分度結構12、第二分度結構13、第一固定環14、第二固定環15、第一油封16及第二油封17的組合構成一體而能夠被驅轉，其中，前述第一固定環14的固接時機是在組裝該分度器單元體100過程中的最後階段為之為佳。

請配合圖10及圖11所示，固定不動單元20包括有一第一固定座21、一第二固定座22、一連接座23、一第一軸承24、一第二軸承25及一滾柱軸承26。

該第一固定座21及第二固定座22皆為圓盤狀，連接座23以相異的第一端部接設該第一固定座21、第二端部接設該第二固定座22。在本實施例中，連接座23的第一端部為圓盤體231構成，第二端部為柱體232構成且該柱體232連接該圓盤體231，該第一固定座21透過多個螺栓27固接該圓盤體231，該第二固定座22亦透過多個螺栓27而固接該柱體232，至此，連接座23使得該第一固定座21及第二固定座22呈間隔設置。另外，前述圓盤體231的周面具有一凸垣231a，且圓盤體231具 有一第一穿孔231b，該第一穿孔231b中置入該第一軸承24，柱體232具有一迴避凹面232a(圖4參照)，第二固定座22具有一第二穿孔22a，該第二穿孔22a中置入該第二軸承25，前述第一穿孔231b及第二穿孔22a係呈偏離中心位置設置。

該滾柱軸承26為包含有能夠相對轉動之內環與外環的部件，請配合圖13所示，完成組裝的滾柱軸承26位於該輸出軸環11與該圓盤體231之間，且滾柱軸承26的一側面同時為該第一固定環14的一部分側面與該第一固定座21的一部分側面所抵接，滾柱軸承26的另一側面同時為該輸出軸環11的階級狀上環面11A與該圓盤體231的凸垣231a所抵接，至此，該滾柱軸承26被定位設置且能夠承受各個方向的負荷。

上述第一固定座21、第二固定座22、連接座23、第一軸承24、第二軸承25及滾柱軸承26的組合構成一體，且透過多個螺栓28將該第二固定座22與該結合座101固接，俾使得前述構件處於不動狀態。完成組裝的旋轉單元10與固定不動單元20當中的結構關係包括：輸出軸環11位於該第一固定座21與該第二固定座22之間，該連接座23位於該輸出軸環11中，且該第一油封16位於該第一固定環14與該第一固定座21之間，該第二油封17位於該第二固定環15與該第二固定座22之間。

請續參圖11至圖15所示，驅動軸30具有一軸身31及接設於該軸身31而為前後間隔設置的一第一凸輪32與一第二凸輪33，該第一凸輪32及第二凸輪33以該軸身31的中心為基圓(base circle)中心C，且第一凸輪32及第二凸輪33為不同偏向設置。該驅動軸30以其軸身31相異的兩端分別穿設該第一軸承24與該第二軸承25，使得驅動軸30能夠以軸身31之軸線L為轉動中心轉動，且驅動軸30位於該輸出軸環11中並偏離該輸出軸環11的中心，同時，第一凸輪32能夠抵推第一分度結構12 的滾子12a(圖14參照)，第二凸輪33能夠抵推第二分度結構13的滾子13a(圖15參照)。本實施例的連接座23的迴避凹面232a係位於該基圓中心C至凸輪工作曲線(working curve)的最長距離範圍外，如此，當驅動軸30轉動時，該第一凸輪32及第二凸輪33不會碰觸該連接座23的柱體232。

如圖11所示，感應連接器200包括有一軸接管201、一感應塊202及一感應器203。該軸接管201的兩端分別接設該驅動軸30的軸身31以及該電機馬達300的輸入軸301，以使該驅動軸30能為該電機馬達300控制旋轉；該感應塊202接設該軸接管201且與該軸接管201同動，該感應塊202具有一弧形段202a；該感應器203接設該結合座101，當感應器203偵測到感應塊202的弧形段202a時會發出一控制指令控制該電機馬達300的輸入軸301停止轉動。

由上述可知，當電機馬達300被啟動驅使該輸入軸301轉動時，除了感應塊202會隨同該軸接管201轉動之外，該驅動軸30亦將同步帶動第一凸輪32及第二凸輪33同向旋轉。轉動的驅動軸30將以其第一凸輪32導推第一分度結構12當中的一個滾子12a位移，緊接著第二凸輪33續推第二分度結構13當中的一個滾子13a位移，而在該驅動軸30轉動一圈時，前述滾子12a及滾子13a的位移總量即等同該輸出軸環11的轉動量，當部件為刀盤時，亦即表示刀盤周緣的刀具被控制改變一個刀位；反之，在驅動軸30轉動一圈當中而第一凸輪32及第二凸輪33並未導推滾子的區間，即表示該輸出軸環11停止運轉，前述區間對應該感應塊202的弧形段202a。

上述之內驅動式分度器當中的分度器單元體100，將實現分度作用的滾子12a及滾子13a設置於輸出軸環11的內側，減少了空間的 佔用，且用於導推前述滾子12a(13a)的驅動軸30亦有效利用該輸出軸環11的環繞空間並設置其中，使得整個分度器單元體100的體積明顯獲得減縮，俾促使本發明之內驅動式分度器在應用上更具靈活性。再者，驅動軸30與該電機馬達300的輸入軸301為同軸設置，能降低動力傳遞的減損。

上述實施例之動力源採用交流電三相電機馬達300，因此其搭配的驅動軸30僅在圓周的特定區間設置有凸輪，其他區間則無凸輪。當驅動軸30以其凸輪推動滾子時即造成輸出軸環11轉動，反之當驅動軸30旋轉至未有凸輪的區間時，則輸出軸環11呈靜止，換句話說，輸出軸環11的靜止是透過驅動軸30具有無凸輪的區間來達成。然於動力源採用的是伺服馬達(Servo motor)時，則驅動軸的圓周上必須是具有沿著圓周而連續且等間隔設置的多數凸輪，如圖16及圖17所示的驅動軸40，其在軸身41的不同部位上具有連續性設置的第一凸輪42與第二凸輪43，透過伺服馬達之輸入軸具有定位控制功能而能夠控制輸出軸環11的轉動或是靜止。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

100:分度器單元體

101:結合座

11:輸出軸環

14:第一固定環

15:第二固定環

21:第一固定座

300:電機馬達

Claims (10)

1. 一種內驅動式分度器，包含一分度器單元體，該分度器單元體包括：間隔設置且固定不動的一第一固定座與一第二固定座；一輸出軸環，係設置於該第一固定座與該第二固定座之間，且該輸出軸環能夠相對該第一固定座與該第二固定座轉動，該輸出軸環的內環面區分有一上環面與一下環面；一第一分度結構，包括有多個第一分度件，該些第一分度件沿著該上環面排列設置並接設該輸出軸環；一第二分度結構，包括有多個第二分度件，該些第二分度件沿著該下環面排列設置並接設該輸出軸環，且該些第二分度件與該些第一分度件為錯位設置；以及一驅動軸，係受控制而能夠轉動地位於該輸出軸環中，該驅動軸的軸身上設有一第一凸輪與一第二凸輪，其中，轉動的該驅動軸以該第一凸輪推動該第一分度件，以該第二凸輪推動該第二分度件。
2. 如請求項1所述之內驅動式分度器，其中該輸出軸環具有一凸垣自該內環面突出形成，該內環面以該凸垣為界區分出該上環面與該下環面，該凸垣具有相背對的一第一面與一第二面，該些第一分度件接設該凸垣且位於該第一面，該些第二分度件接設該凸垣且位於該第二面。
3. 如請求項1所述之內驅動式分度器，其中該驅動軸以一軸線作為轉動中心，該軸線偏離該輸出軸環的中心。
4. 如請求項1至3任一項所述之內驅動式分度器，包括有一連接座，該連接座位於該輸出軸環中且具有相異的一第一端部與一第二端部，該第一端部接設該第一固定座，該第二端部接設該第二固定座。
5. 如請求項4所述之內驅動式分度器，包括有一第一固定環、一第二固定環、一第一油封與一第二油封，其中該輸出軸環具有相異的前端與後端，該第一固定環固接該輸出軸環的前端，該第二固定環固接該輸出軸環的後端，該第一油封位於該第一固定環與該第一固定座之間，該第二油封位於該第二固定環與該第二固定座之間。
6. 如請求項4所述之內驅動式分度器，包括有一滾柱軸承，其中該連接座之該第一端部為圓盤體構成，該滾柱軸承位於該輸出軸環之上環面與該圓盤體的外周面之間。
7. 如請求項6所述之內驅動式分度器，其中該驅動軸的該第一凸輪與該第二凸輪具有相同的基圓中心，該連接座之該第二端部為柱體構成，該柱體連接該圓盤體且具有一迴避凹面，該迴避凹面位於該基圓中心至凸輪的工作曲線的最長距離範圍外。
8. 如請求項6所述之內驅動式分度器，其中該圓盤體具有一第一穿孔，該第二固定座具有一第二穿孔，該第一穿孔內置一第一軸承，該第二穿孔內置一第二軸承；該驅動軸的相異兩端分別穿設該第一軸承與該第二軸承中。
9. 如請求項1所述之內驅動式分度器，包括一感應連接器及一電機馬達，該感應連接器包括有一感應塊及一感應器，該電機馬達具有一輸入軸，該輸入軸受控制帶動該感應塊與該驅動軸同步轉動，該感應器於偵測該感應塊時發出一控制指令。
10. 如請求項1所述之內驅動式分度器，包括有一伺服馬達，該伺服馬達具有一輸入軸，該輸入軸受控制帶動該驅動軸轉動，該驅動軸在不同部位具有沿著圓周而呈連續設置的第一凸輪及第二凸輪。

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