TWI831556B - 可調整間隙之旋轉裝置 - Google Patents

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TWI831556B TW112100135A TW112100135A TWI831556B TW I831556 B TWI831556 B TW I831556B TW 112100135 A TW112100135 A TW 112100135A TW 112100135 A TW112100135 A TW 112100135A TW I831556 B TWI831556 B TW I831556B
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石施鑘
陳向緯
曾坤成
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東佑達自動化科技股份有限公司
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Abstract

一種可調整間隙之旋轉裝置，包含一基座、一上調整盤、一驅動單元、一齒輪組及一軸承單元。該基座的一殼體具有一頂面、一上沉孔及一軸孔，該上沉孔與該軸孔沿一軸線設置，該上調整盤具有一可界定出一上內孔的上內環面及一上外環面，該上外環面圍繞該軸線設置，該上內環面相對於該上外環面呈偏心設置，該齒輪組至少包括一主動齒輪件及一從動齒輪件，該從動齒輪件具有一沿一中心線延伸的出力軸，該軸承單元套設於該上內環面與該出力軸之間。操作該上調整盤可以帶動該從動齒輪件相對於該主動齒輪件產生偏心旋動，且達到調整間隙的目的。

Description

可調整間隙之旋轉裝置
本發明是有關於一種加工機械，特別是指一種可調整間隙之旋轉裝置。
參閱圖1及圖2，現有一種旋轉裝置(日本SMC公司的產品，桌上型旋轉裝置LER系列)，有別於能輸出線性移動的滑台裝置，能輸出旋轉運動的平面旋轉裝置，被廣泛地用於工業界。該平面旋轉裝置包含一動力源1(步進馬達)、一傳力機構2、二承載軸承3、一旋轉輸出零件4組成。該傳力機構2具有一皮帶輪組201及一齒輪組202(包括一蝸桿與一蝸輪)。該動力源1驅動該皮帶輪組201，再帶動該齒輪組202，最終從該旋轉輸出零件4的一上方盤面輸出旋轉運動。
由於該蝸桿、該蝸輪會因為加工、組裝等各種原因，齒隙比較大(相較於正齒輪件)，上述產品又沒有進行齒隙調整的設計，因此在其性能數據中，有標記一個±0.3˚以下的背隙值。此背隙值勢必會影響客戶使用上的精度。
另外，在以電動馬達驅動的電動式平面旋轉裝置上，通常會選用齒輪組作為傳力機構。減速比需求較低者，會選用正/斜齒輪組。減速比需求較高者，則會選用戟齒輪組、或蝸桿蝸輪組。無論選用何種形式之齒輪組，皆須要面臨齒隙調整的問題，若齒隙過小，會加速齒輪件間的磨耗、減少壽命，若齒隙過大，則會影響客戶使用時的精度。因此，如何精確地調整齒隙，便成為平面旋轉裝置的課題之一。
因此，本發明的目的，即在提供一種可解決現有技術問題的可調整間隙之旋轉裝置。
於是，本發明可調整間隙之旋轉裝置，包含一基座、一上調整盤、一驅動單元、一齒輪組及一軸承單元。該基座包括一可界定出一容室的殼體，該殼體具有一頂面、一連通該頂面的上沉孔，以及一連通該上沉孔與該容室的軸孔，該上沉孔與該軸孔沿一軸線設置。該上調整盤可轉動地固定於該基座的上沉孔中，並具有一可界定出一上內孔的上內環面，以及一相反於該上內環面的上外環面，該上內孔沿一中心線延伸，該中心線相對於該軸線呈平行且呈偏離設置，該上外環面圍繞該軸線設置。該驅動單元安裝於該基座。該齒輪組安裝於該容室內部，並包括一受該驅動單元帶動的主動齒輪件，以及一受該主動齒輪件連動的從動齒輪件，該從動齒輪件具有一出力軸，該出力軸沿該中心線延伸，該出力軸具有一穿設於該軸孔與該上沉孔的出力端，以及一設置於該出力端內側的上支撐段。該軸承單元包括一套設於該上調整盤的上內環面與該出力軸的上支撐段之間的上軸承。
本發明的功效在於：利用該上調整盤可轉動地固定於該基座的上沉孔中，且操作該上調整盤就可帶動該從動齒輪件相對於該主動齒輪件產生旋動，且達到調整間隙的目的，調整後的從動齒輪件、出力軸仍以該中心線為轉動中心產生運轉，可達到預期的輸出旋轉運動。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖3與圖4，本發明可調整間隙之旋轉裝置的一實施例，適宜安裝於可輸出線性移動的滑台裝置(圖未示，所謂的滑台裝置可參考申請人所獲准的TWI776605B)，本發明的旋轉裝置能受該滑台裝置運載而沿線性移動，該旋轉裝置可輸出旋轉動力。該旋轉裝置包含一基座10、一上調整盤20、一下調整盤20’、一驅動單元30、一齒輪組40、一軸承單元50、多數上鎖固件60、一下鎖固件60’及一載台單元70。
配合參閱圖7至圖9，該基座10包括一可界定出一容室11的殼體12，該殼體12具有一頂面121、一沿一軸線L相反於該頂面121的底面121’、一由該頂面121凹設的上凹陷部122、一由該底面121’凹設的下凹陷部122’、一與該上凹陷部122相連通的上沉孔123、一與該下凹陷部122’相連通的下沉孔123’、一連通該上沉孔123、該下沉孔123’與該容室11的軸孔124、多數圍繞該軸線L呈等間隔設置且圍設於該上沉孔123外部的上鎖孔125、一圍設於該下凹陷部122’外部的下鎖孔125’，該上凹陷部122、該上沉孔123、該下凹陷部122’、該下沉孔123’與該軸孔124沿該軸線L呈同心設置。該上凹陷部122的孔徑大於該上沉孔123的孔徑，該下沉孔123’的孔徑大於該下凹陷部122’的孔徑。該上凹陷部122由一垂直於該軸線L的槽底面126，以及一連接於該槽底面126與該頂面121之間的槽環面127界定而成。本實施例中，該基座10的上鎖孔125數量有四個。
配合參閱圖5與圖6，該上調整盤20可轉動地固定於該基座10的上沉孔123與該上凹陷部122中，該上調整盤20具有一上主盤件21、一連接於該上主盤件21的上轉動件22，以及一沿一中心線L1延伸且由該上主盤件21連通至該上轉動件22的上內孔23。該中心線L1相對於該軸線L呈平行且呈偏離設置，該中心線L1與該軸線L的偏差值為0.1㎜~0.4㎜。該上內孔23由一上內環面231界定而成，該上轉動件22具有一相反於該上內環面231的上外環面221，以及一連接於該上內環面231與該上外環面221之間的底端面222，該上外環面221圍繞該軸線L設置。該上主盤件21具有一相交連接於該上外環面221的肩面211、一相交連接於該肩面211的環周面212、一相交連接於該環周面212的頂端面213，以及多數圍繞該軸線L呈等間隔設置的上調整孔214，該等上調整孔214連通該頂端面213與該肩面211。該上主盤件21安裝於該上凹陷部122中，該肩面211抵止於該槽底面126，該上轉動件22安裝於該上沉孔123中。本實施例中，該等上調整孔214數量共有20個，每兩個上調整孔214之間的輻角為18度。
配合參閱圖7至圖9，該下調整盤20’具有一下主盤件21’、一連接於該下主盤件21’的下轉動件22’，以及一沿該中心線L1延伸且凹設於該下轉動件22’內部的下內孔23’ ，該下內孔23’由一下內環面231’界定而成，該下主盤件21’具有一下端面211’，以及二由該下端面211’凹設的操作槽212’，該下轉動件22’具有一相反於該下內環面231’的下外環面221’、一連接於該下外環面221’的底端面222’，以及多數圍繞該軸線L呈等間隔凹設於該底端面222’的下調整孔223’，該等下調整孔223’延伸並連通至該下外環面221’。本實施例中，該等下調整孔223’數量共有20個，每兩個下調整孔223’之間的輻角為18度。
配合參閱圖10，該驅動單元30安裝於該基座10的容室11內部，並包括一馬達31，以及一受該馬達31帶動的皮帶輪組32。
配合參閱圖7至圖9、圖10及圖11，該齒輪組40安裝於該容室11內部，並包括一受該皮帶輪組32帶動的主動齒輪件41，以及一受該主動齒輪件41連動的從動齒輪件42，該主動齒輪件41具有一主動齒輪410。該從動齒輪件42具有一從動齒輪420、一連接於該從動齒輪420的出力軸421，該出力軸421沿該中心線L1延伸，該出力軸421具有一出力端422、一沿該中心線L1相反於該出力端422的末端422’、一位於該出力端422內側的上支撐段423、一位於該末端422’內側的下支撐段423’、一設置於該出力端422的端面424，以及多數由該端面424凹設的螺孔425。本實施例中，該齒輪組40的主動齒輪410為蝸桿，該從動齒輪420為蝸輪，但是不以此為限。
配合參閱圖7至圖9，該軸承單元50具有一套設於該上內環面231與該出力軸421的上支撐段423之間的上軸承51，以及一套設於該下內環面231’與該出力軸421的下支撐段423’之間的下軸承52，該軸承單元50支撐該從動齒輪件42相對於該上調整盤20順暢轉動。
配合參閱圖8至圖9，該等上鎖固件60穿設於對應的上調整孔214且螺鎖於對應的上鎖孔125。本實施例中，該等上鎖固件60的數量為四個，也就是說，該基座10的上鎖孔125數量，相等於該等上鎖固件60的數量，且該等上鎖孔125的數量與該等上鎖固件60的數量少於該上調整盤20的上調整孔214的數量。
該下鎖固件60’螺設於該下鎖孔125’，且嵌入於其中一下調整孔223’， 該下鎖固件60’使該下調整盤20’相對於該基座10產生定位。
配合參閱圖7至圖9，該載台單元70具有一載台主體71，以及多數螺絲72。該載台主體71具有多數穿孔711，該等螺絲72分別穿設於該等穿孔711且螺鎖於固定於該出力端422的螺孔425，該等螺絲72將該載台主體71鎖固於該出力端422，且使該載台主體71沿該中心線L1位於該上調整盤20一側，該上調整盤20介於該載台主體71與該基座10之間。
為供進一步瞭解本發明各元件配合所產生的作用、運用技術手段，以及所預期達成的功效，將再說明如下，相信當可由此而對本發明有更深入且具體的瞭解。
如圖3、圖7至圖11所示，當本發明可調整間隙之旋轉裝置整體組裝完成，且啟動該驅動單元30的馬達31時，透過該皮帶輪組32傳動該齒輪組40的主動齒輪件41轉動，該主動齒輪件41又帶動該從動齒輪件42，透過該主動齒輪410與該從動齒輪420的囓合作用，最後由該出力軸421的出力端422將旋轉動力傳遞至該載台主體71，且由該載台主體71輸出旋轉運動。
當該齒輪組40的主動齒輪410與該從動齒輪420之間可能因為加工、組裝等各種原因，導致齒隙比較大時(見圖11)，操作者可先將該載台單元70自該出力軸421拆離，再將該等上鎖固件60自該上調整盤20拆下，將該下鎖固件60’自該下調整盤20’拆下，且如圖10顯示的方位，將該上調整盤20及該下調整盤20’同時朝圖10的逆時針方向轉動18度或18度的倍數角度，利用該上調整盤20的上外環面221圍繞該軸線L設置、沿該中心線L1設置的上內孔23相對於該上外環面221呈偏心，以及利用該下調整盤20’的下外環面221’圍繞該軸線L設置、沿該中心線L1設置的下內孔23’相對於該下外環面221’呈偏心的作用，該上調整盤20的上外環面221，以及該下調整盤20’的下外環面221’以該軸線L為轉動中心且朝同方向、同步旋動時，該上內孔23與該下內孔23’同時帶動該出力軸421(從動齒輪420) 相對於該主動齒輪410產生間隙調整的作用(見圖12)。且間隙調整後，再利用該等上鎖固件60將該上調整盤20鎖固於該基座10、利用該下鎖固件60’將該下調整盤20’鎖固於該基座10，即可再將該載台單元70鎖固於該出力軸421的出力端422。
因此，相較於先前技術所提及的旋轉裝置，本發明利用該上調整盤20與該下調整盤20’可轉動地固定於該基座10，且操作該上調整盤20與該下調整盤20’轉動就可帶動該從動齒輪420相對於該主動齒輪410產生旋動，且達到調整間隙的目的，調整後的從動齒輪420、出力軸421仍以該中心線L1為轉動中心產生運轉，可達到預期的輸出旋轉運動。
舉一例說明，若該主動齒輪410為蝸桿，該從動齒輪420為蝸輪，模數m=1(模數=節圓直徑/齒數)，則該主動齒輪410與該從動齒輪420之間的加工背隙可能落在0.08 ~ 0.20 mm之間。若產品精度要求需將該主動齒輪410與該從動齒輪420之間的背隙調整至0.02 ~ 0.04 mm，則該中心線L1與該軸線L的偏差值可落在0.12 ~ 0.25mm之間或以上。
再舉另一例說明，若該主動齒輪410為蝸桿，該從動齒輪420為蝸輪，模數m=5，則該主動齒輪410與該從動齒輪420之間的加工背隙可能落在0.15 ~ 0.30 mm之間。若產品精度要求需將該主動齒輪410與該從動齒輪420之間的背隙調整至0.05 ~ 0.08 mm，則該中心線L1與該軸線L的偏差值可落在0.15 ~ 0.35mm之間或以上。
再舉又一例說明，若該主動齒輪與該從動齒輪皆為正齒輪件(圖未示)，模數m=3，則該主動齒輪與該從動齒輪之間的加工背隙可能落在0.18 ~ 0.36 mm之間。若產品精度要求需將該主動齒輪與該從動齒輪之間的背隙調整至0.03 ~ 0.06 mm，則該中心線L1與該軸線L的偏差值可落在0.18 ~ 0.4mm之間或以上。
以上數值均為舉例參考，有可能因為加工製程及設計要求而有所變化。
值得一提的是，本發明的主動齒輪、該從動齒輪不限於蝸桿、蝸輪，只要是齒輪組均能應用本發明的結構進行調整間隙。且也不限定必須要同時具備上調整盤20、下調整盤20’兩個調整盤，也只能應用一個調整盤、或多個調整盤合併使用，該中心線L1與該軸線L的偏差值也不限定為0.1㎜，可依照使用需求調整。
綜上所述，本發明可調整間隙之旋轉裝置，整體結構簡單、製造組配容易，確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
10:基座 11:容室 12:殼體 121:頂面 121’:底面 122:上凹陷部 122’:下凹陷部 123:上沉孔 123’:下沉孔 124:軸孔 125:上鎖孔 125’:下鎖孔 126:槽底面 127:槽環面 20:上調整盤 21:上主盤件 211:肩面 212:環周面 213:頂端面 214:上調整孔 22:上轉動件 221:上外環面 222:底端面 23:上內孔 231:上內環面 20’:下調整盤 21’:下主盤件 211’:下端面 212’:操作槽 22’:下轉動件 221’:下外環面 222’:底端面 223’:下調整孔 23’:下內孔 231’:下內環面 30:驅動單元 31:馬達 32:皮帶輪組 40:齒輪組 41:主動齒輪件 410:主動齒輪 42:從動齒輪件 420:從動齒輪 421:出力軸 422:出力端 422’:末端 423:上支撐段 423’:下支撐段 424:端面 425:螺孔 50:軸承單元 51:上軸承 52:下軸承 60:上鎖固件 60’:下鎖固件 70:載台單元 71:載台主體 711:穿孔 72:螺絲 L:軸線 L1:中心線
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是現有一旋轉裝置的平面組合圖； 圖2是沿圖1中之線Ⅱ-Ⅱ的一剖面圖； 圖3是本發明可調整間隙之旋轉裝置一實施例的一立體組合圖； 圖4是該實施例的一立體分解圖； 圖5是該實施例的一上調整盤的仰視圖； 圖6是該實施例的一上調整盤的剖視圖； 圖7是該實施例的一立體組合剖視圖； 圖8是該實施例的一平面組合剖視圖； 圖9是沿圖8中之線Ⅸ-Ⅸ的一剖面圖； 圖10是沿圖8中之線Ⅹ-Ⅹ的一剖面圖； 圖11是圖10的一部份放大示意圖；及 圖12是類似於圖11的一調整間隙示意圖。
10:基座
11:容室
12:殼體
121:頂面
121’:底面
122:上凹陷部
123:上沉孔
124:軸孔
125:上鎖孔
126:槽底面
127:槽環面
20:上調整盤
21:上主盤件
211:肩面
212:環周面
213:頂端面
214:上調整孔
23:上內孔
231:上內環面
20’:下調整盤
21’:下主盤件
211’:下端面
212’:操作槽
22’:下轉動件
221’:下外環面
222’:底端面
223’:下調整孔
23’:下內孔
231’:下內環面
30:驅動單元
31:馬達
32:皮帶輪組
40:齒輪組
41:主動齒輪件
410:主動齒輪
42:從動齒輪件
420:從動齒輪
421:出力軸
50:軸承單元
51:上軸承
52:下軸承
60:上鎖固件
60’:下鎖固件
70:載台單元
71:載台主體
711:穿孔
72:螺絲
L:軸線
L1:中心線

Claims (8)

  1. 一種可調整間隙之旋轉裝置，包含：一基座，包括一可界定出一容室的殼體，該殼體具有一頂面、一連通該頂面的上沉孔、一連通該上沉孔與該容室的軸孔，以及多數呈等間隔設置且圍設於該上沉孔外部的上鎖孔，該上沉孔與該軸孔沿一軸線設置；一上調整盤，可轉動地固定於該基座的上沉孔中，並具有一上主盤件、一連接於該上主盤件的上轉動件，以及一由該上主盤件連通至該上轉動件的上內孔，該上內孔由一上內環面界定而成，該上轉動件具有一相反於該上內環面的上外環面，以及一連接於該上內環面與該上外環面之間的底端面，該上主盤件具有一相交連接於該上外環面的肩面、一相交連接於該肩面的環周面、一相交連接於該環周面的頂端面，以及多數圍繞該軸線呈等間隔設置的上調整孔，該上轉動件安裝於該上沉孔中，該上內孔沿一中心線延伸，該中心線相對於該軸線呈平行且呈偏離設置，該上外環面圍繞該軸線設置；一驅動單元，安裝於該基座；一齒輪組，安裝於該容室內部，並包括一受該驅動單元帶動的主動齒輪件，以及一受該主動齒輪件連動的從動齒輪件，該從動齒輪件具有一出力軸，該出力軸沿該中心線延伸，該出力軸具有一穿設於該軸孔與該上沉孔的出力端，以及一設置於該出力端內側的上支撐段；一軸承單元，包括一套設於該上調整盤的上內環面與 該出力軸的上支撐段之間的上軸承；及多數上鎖固件，穿設於對應的上調整孔且螺鎖於對應的上鎖孔。
  2. 如請求項1所述的可調整間隙之旋轉裝置，其中，該基座的上鎖孔數量，相等於該等上鎖固件的數量，且該等上鎖孔的數量與該等上鎖固件的數量少於該上調整盤的上調整孔的數量。
  3. 如請求項1所述的可調整間隙之旋轉裝置，其中，該基座的殼體還具有一由該頂面凹設的上凹陷部，該上沉孔連通於該上凹陷部與該軸孔之間，該上凹陷部由一垂直於該軸線的槽底面及一連接於該槽底面與該頂面之間的槽環面界定而成，該上主盤件安裝於該上凹陷部中，該肩面抵止於該槽底面，該上轉動件安裝於該上沉孔中。
  4. 如請求項1所述的可調整間隙之旋轉裝置，還包含一載台單元，該載台單元具有一載台主體，以及多數螺絲，該載台主體具有多數穿孔，該等螺絲分別穿設於該等穿孔且螺鎖於該出力端，該等螺絲將該載台主體鎖固於該出力端，且使該載台主體沿該中心線位於該上調整盤一側，該上調整盤介於該載台主體與該基座之間。
  5. 如請求項1所述的可調整間隙之旋轉裝置，其中，該齒輪組的主動齒輪件具有一為蝸桿的主動齒輪，該從動齒輪件還具有一固接於該出力軸的從動齒輪，該從動齒輪件為蝸輪。
  6. 如請求項1所述的可調整間隙之旋轉裝置，其中，該中心 線與該軸線的偏差值為0.1mm~0.4mm。
  7. 如請求項1所述的可調整間隙之旋轉裝置，其中，該基座的殼體還具有一沿該軸線相反於該頂面的底面、一由該底面凹設的下凹陷部、一連通於該下凹陷部與該軸孔的下沉孔，以及一圍設於該下凹陷部外部的下鎖孔，該下沉孔與該軸孔沿該軸線設置，該旋轉裝置還包含一下調整盤及一下鎖固件，該下調整盤可轉動地固定於該基座的下沉孔中，並具有一可界定出一下內孔的下內環面，以及一相反於該下內環面的下外環面，該下內孔沿該中心線延伸，該下外環面圍繞該軸線設置，該出力軸還具有一沿該中心線相反於該出力端的末端，以及一設置於該末端內側的下支撐段，該軸承單元還包括一套設於該下調整盤的下內環面與該出力軸的下支撐段之間的下軸承，該下鎖固件螺設於該下鎖孔，且使該下調整盤相對於該基座產生定位。
  8. 如請求項7所述的可調整間隙之旋轉裝置，其中，該旋轉裝置的下調整盤還具有一伸設於該下凹陷部中的下主盤件，以及一套設於該下沉孔中的下轉動件，該下主盤件具有一下端面，以及二由該下端面凹設的操作槽，該下轉動件具有多數圍繞該軸線呈等間隔凹設於該下端面的下調整孔，該下鎖固件嵌入於其中一下調整孔。
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