TWM478082U - 線性致動器 - Google Patents

Description

線性致動器

本創作係有關於線性致動器，尤指一種具有雙蝸桿的線性致動器。

線性致動器為一種藉由一旋轉、一靜止的蝸桿與蝸輪嚙合傳動使得蝸桿與蝸輪相對軸向移動的機械機構，其常應用在推動沈重物體。雙蝸桿的線性致動器應用在推動行程較長的用途之上，習知的雙蝸桿的線性致動器之結構一般包含有一個三節式的伸縮套筒，伸縮套筒內設置有二組蝸桿與蝸輪的組合，藉由一馬達驅動蝸桿與蝸輪以推動伸縮套筒伸縮作動。

由於伸縮套筒內已設有二蝸桿，故習知的線性致動器會將馬達附掛在伸縮套筒的底端或是側面之外。因此習知的線性致動器需要體積龐大，不易設置於狹小的安裝空間。

因此如前案M306065所示，其將馬達設置在伸縮套筒內以縮減線性致動器的外觀體積，但其馬達藉由減速齒傳動其他的機構元件，因此作動的穩定度較差。

有鑑於此，本創作人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本創作人改良之目標。

本創作之主要目的，在於提供一種具有雙蝸桿的線性致動器。

為了達成上述之目的，本創作係提供一種線性致動器，其包含一伸縮筒體，伸縮筒體包含一內套筒、一中間套筒套設在內套筒之外及一外套筒套設在中間套筒之外。伸縮筒體之內容設有固定連接中間套筒的一承載座、固定設置在承載座的一馬達、樞設在承載座且被馬達所驅動的一減速蝸輪、軸向樞接在承載座且嚙合減速蝸輪的一轉子蝸桿、軸向樞接在承載座且動力連接轉子蝸桿的一轉子蝸輪、穿接轉子蝸輪且固定連接在外套筒的一定子蝸桿以及固定連接內套筒且套接嚙合轉子蝸桿的一定子螺帽。

較佳地，前述之線性致動器更包含軸向樞接在承載座且嚙合該轉子蝸桿的一從動蝸輪，轉子蝸輪嚙合從動蝸輪。

較佳地，前述之線性致動器，其從動蝸輪與承載座之間設有一軸承。

較佳地，前述之線性致動器，其外套筒的一端遮蓋有一底板而呈封閉狀，外套筒的另一端呈開放狀且套接在中間套筒之外。

較佳地，前述之線性致動器，其定子蝸桿的一端固定連接在底板。

較佳地，前述之線性致動器，其中間套筒的一端套被承載座遮蓋封閉，中間套筒的另一端呈開放狀且套接在內套筒之外。

較佳地，前述之線性致動器，其內套筒的一端遮蓋有一頂板而呈封閉狀，內套筒的另一端呈開放狀且穿接在中間套筒之內。

較佳地，前述之線性致動器，更包含穿設在伸縮筒體內的一套管，套管的一端固定連接頂板且定子螺帽固定連接在套管的另一端，轉子蝸桿則穿設在套管之內。

較佳地，前述之線性致動器，其轉子蝸輪呈中空筒狀，轉子蝸輪的外表面設有一外蝸齒，蝸輪的內表面設有一內蝸齒，外蝸齒嚙合從動蝸輪，內蝸齒嚙合定子蝸桿。

較佳地，前述之線性致動器，其馬達、轉子蝸桿、一從動蝸輪、轉子蝸輪、定子蝸桿以及定子螺帽的軸向與伸縮筒體的軸向相互平行。

較佳地，前述之線性致動器，其從動蝸輪的軸向與伸縮筒體的軸向相互垂直。

較佳地，前述之線性致動器，其定子蝸桿相對於伸縮筒體為偏軸設置。

較佳地，前述之線性致動器，其定子螺帽相對於伸縮筒體為偏軸設置。

本創作的線性致動器藉由雙蝸桿傳動而能夠雙向作動以快速推動家具，且其馬達配置在伸縮筒體內而能縮減其體積。馬達透過減速蝸輪傳動其他的動件，其穩定性更優於習知技術。

100‧‧‧伸縮筒體

110‧‧‧內套筒

111‧‧‧頂板

120‧‧‧中間套筒

130‧‧‧外套筒

131‧‧‧底板

200‧‧‧承載座

210‧‧‧穿線孔

300‧‧‧馬達

310‧‧‧輸出軸

311‧‧‧輸出蝸齒

400‧‧‧減速蝸輪

410‧‧‧高速蝸齒

420‧‧‧低速蝸齒

430‧‧‧軸承

500‧‧‧轉子蝸桿

510‧‧‧驅動蝸齒

520‧‧‧第一致動蝸齒

600‧‧‧從動蝸輪

610‧‧‧從動蝸齒

700‧‧‧定子蝸桿

710‧‧‧第二致動蝸齒

800‧‧‧轉子蝸輪

810‧‧‧外蝸齒

820‧‧‧內蝸齒

900‧‧‧定子螺帽

910‧‧‧套管

第一圖係本創作第一實施例之線性致動器之示意圖(一)。

第二圖係本創作第一實施例之線性致動器拉伸狀態之立體示意圖。

第三圖係本創作第一實施例之線性致動器之示意圖(二)。

第四圖係本創作第一實施例之線性致動器之示意圖(三)。

第五圖係本創作第一實施例之線性致動器之立體分解示意圖。

第六圖係本創作第一實施例之線性致動器中轉子蝸桿之縱向剖視圖。

第七圖係本創作第一實施例之線性致動器中定子蝸桿之縱向剖視圖。

第八圖係本創作第一實施例之線性致動器之橫向剖視圖。

第九圖係本創作第一實施例之線性致動器拉伸狀態轉子蝸桿之縱向剖視圖。

第十圖係本創作第一實施例之線性致動器拉伸狀態定子蝸桿之縱向剖視圖。

第十一圖係本創作第二實施例之線性致動器之示意圖。

參閱第一圖及第二圖，本創作之第一實施例提供一種線性致動器，其包含一伸縮筒體100，伸縮筒體包含有相套疊的一內套筒110、一中間套筒120及一外套筒130。參閱第三圖至第五圖，伸縮筒體100之內容設有一承載座200、一馬達300、一減速蝸輪400、一轉子蝸桿500、一從動蝸輪600、一定子蝸桿700一轉子蝸輪800以及一定子螺帽900。中間套筒120套設在內套筒110之外，外套筒130則套設在中間套筒120之外，且內套筒110及外套筒130分別能夠相對於中間套筒120軸向滑移，藉此使得伸縮筒體100能夠伸縮作動而改變其外觀長度(參閱第一圖及第二圖)。

參閱第三圖及第五圖至第八圖，於本實施例中，中間套筒120的一端套被承載座200遮蓋封閉，中間套筒120的另一端呈開放狀且套接在內套筒110之外。外套筒130概呈一個前後延伸的矩形柱體，其四個外側面皆呈外凸的圓弧面，其內壁呈圓筒狀，且各外側面的頂點與內壁具有相同的切線方向。外套筒130的一端遮蓋有一底板131而呈封閉狀，外套筒130的另一端呈開放狀且套接在中間套筒120之外。內套筒110的一端遮蓋有一頂板111而呈封閉狀，內套筒110的另一端呈開放狀且穿接在中間套筒120之內。

承載座200較佳地為一碗形座體，其開設有一穿線孔210，且其遮罩封閉在中間套筒120的其中一端且藉由鎖接之方式固定連接中間套筒120。其中馬達300、減速蝸輪400、轉子蝸桿500、從動蝸輪600及轉子蝸輪800皆設置在承載座200上且容納在中間套筒120之內。

馬達300具有一輸出軸310，輸出軸310的軸向與伸縮筒體100的軸向相互平行配置，且輸出軸310的外側面上環設有輸出蝸齒311。穿線孔210供導線穿過而電性連接馬達300，藉此以對馬達300提供電源而驅動其運轉，或者是對馬達300發送信號以控制其作動。

減速蝸輪400的軸向與伸縮筒體100的軸向相互垂直配置，其沿其軸向樞接在承載座200的內側壁上，且其外側面上較佳地分別環設有對應輸出蝸齒311的高速蝸齒410以及對應轉子蝸桿500的低速蝸齒420，其藉此嚙合馬達300的輸出軸310而能夠被馬達300所驅動而軸向旋轉。減速蝸輪400與承載座200之間較佳地設有一軸承430以承受減速蝸輪400旋轉時與承載座200之間產生的摩擦力。

轉子蝸桿500為一桿體，其軸向與伸縮筒體100的軸向相互平行配置。轉子蝸桿500的一端之外側面上環設有對應低速蝸齒420以及從動蝸齒610的驅動蝸齒510，且該端沿其軸向樞接在承載座200的內底面上。轉子蝸桿500外側面上另環設有對應定子螺帽900的第一致動蝸齒520。轉子蝸桿500的驅動蝸齒嚙合減速蝸輪400的低速蝸齒420藉此被減速蝸輪400帶動而能夠作軸向旋轉。

從動蝸輪600的軸向與伸縮筒體100的軸向相互平行配置，其沿其軸向樞接在承載座200的內底面上，其外側面上較佳地環設有對應驅動蝸齒510的從動蝸齒610藉以嚙合轉子蝸桿500而被轉子蝸桿500帶動旋轉。

定子蝸桿700為外側面上環設有第二致動蝸齒710的桿體，其軸向與伸縮筒體100的軸向相互平行配置，定子蝸桿700的其中一端鎖接固定在外套筒130的底板131上且其偏向外套筒130的一側配置，定子蝸桿700的另一端穿過轉子蝸輪800而穿入中間套筒120。

轉子蝸輪800的軸向與伸縮筒體100的軸向相互平行配置，其沿其軸向樞接在承載座200的內底面上，轉子蝸輪800較佳地呈中空筒狀，其外表面環設有對應從動蝸齒610的一外蝸齒810藉以嚙合從動蝸輪600而使轉子蝸輪800被動蝸輪600帶動旋轉；轉子蝸輪800的內表面則設有對應第二致動蝸齒710的一內蝸齒820，第二致動蝸齒710嚙合轉子蝸輪800內的內蝸齒820。

定子螺帽900的軸向與伸縮筒體100的軸向相互平行配置，其藉由一套管910而固定連接內套筒110。於本實施例中套管910較佳地穿設在伸縮筒體100內，套管910的一端鎖接固定在內套筒110的頂板111上且偏向內套筒110的一側配置，定子螺帽900則固定螺接在套管910的另一端。轉子蝸桿500穿設在套管910之內，定子螺帽900套接於轉子蝸桿500之外且與第一致動蝸齒520相嚙合。

參閱第一圖至第二圖及第八圖至第十圖，於本實施例中，驅動蝸齒510、第一致動蝸齒520、第二致動蝸齒710以及轉子蝸輪800的外蝸齒810為相同旋向且與從動蝸齒610旋向相反。藉由前述的結構，當馬達300驅動減速蝸輪400旋轉時，轉子蝸桿500以及轉子蝸輪800能夠同時被帶動旋轉。定子螺帽900相對於伸縮筒體100為偏軸設置，故轉子蝸桿500旋轉時無法令內套筒110與中間套筒120相對旋轉，因此致使轉子蝸桿500與定子螺帽900軸向相對作動而帶動內套筒110與中間套筒120軸向相對作動，依據馬達300輸出軸310的旋轉方向不同而能夠使得內套筒110與中間套筒120軸向相對拉伸或是縮入作動。定子蝸桿700相對於伸縮筒體100為偏軸設置，故轉子蝸輪800旋轉時無法令中間套筒120與外套筒130相對旋轉，因此致使定子蝸桿700與轉子蝸輪800軸向相對作動而帶動中間套筒120與外套筒130軸向相對作動，依據馬達300輸出軸的旋轉方向不同而能夠使得中間套筒120與外套筒130軸向相對拉伸或是縮入作動。藉此，馬達300能夠帶動內套筒110與外套筒130同時相對於中間套筒120拉伸作動，或是同時相對於中間套筒120縮入作動。

本創作的線性致動器其伸縮筒體100內配置有一轉子蝸桿500以及一定子蝸桿700，藉由雙蝸桿500/700同時分別傳動伸縮筒體100的內套筒110以及外套筒130相對於其中間套筒120軸向滑移，藉此而能夠驅動伸縮筒體100雙向伸縮作動以快速推動如門片或是病床等傢俱，一般之配置方式係將頂板110及底板130的其中之一抵接在一固定物體，另一則抵接在一待推物體藉以推動待推物體。本創作的線性致動器其馬達300配置在伸縮筒體100內以縮減外觀體積而能夠設置於狹小的安裝空間。再者，本創作之線性致動器其馬達300透過減速蝸輪400傳動其他的動件，由於蝸輪的動力傳輸較齒輪穩定，因此其穩定性更優於習知技術的減速齒輪傳動方式。

參閱第十一圖，本創作之第二實施例提供一種線性致動器，其包含一伸縮筒體100，伸縮筒體包含有相套疊的一內套筒110、一中間套筒120及一外套筒130。伸縮筒體100之內容設有一承載座200、一馬達300、一減速蝸輪400、一轉子蝸桿500、一定子蝸桿700一轉子蝸輪800以及一定子螺帽900。中間套筒120套設在內套筒110之外，外套筒130則套設在中間套筒120之外，且內套筒110及外套筒130分別能夠相對於中間套筒120軸向滑移，藉此使得伸縮筒體100能夠伸縮作動而改變其外觀長度(參閱第一圖及第二圖)。

本實施例中，線性致動器的構造大致如同前述第一實施例，其相同之處不再贅述。本實施例與第一實施例不同之處在於，驅動蝸齒510以及第一致動蝸齒520為相同旋向且與轉子蝸輪800的外蝸齒810以及第二致動蝸齒710旋向相反。轉子蝸桿500藉由其第一致動蝸齒520嚙轉子蝸輪800的外蝸齒810而帶動轉子蝸輪800軸向旋轉。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，非用以限定本創作之專利範圍，其他運用本創作之專利精神之等效變化，均應俱屬本創作之專利範圍。

111‧‧‧頂板

131‧‧‧底板

200‧‧‧承載座

210‧‧‧穿線孔

300‧‧‧馬達

310‧‧‧輸出軸

311‧‧‧輸出蝸齒

500‧‧‧轉子蝸桿

510‧‧‧驅動蝸齒

520‧‧‧第一致動蝸齒

600‧‧‧從動蝸輪

610‧‧‧從動蝸齒

700‧‧‧定子蝸桿

710‧‧‧第二致動蝸齒

800‧‧‧轉子蝸輪

810‧‧‧外蝸齒

900‧‧‧定子螺帽

910‧‧‧套管

Claims (13)

1. 一種線性致動器，包含一伸縮筒體，該伸縮筒體包含一內套筒、一中間套筒套設在該內套筒之外及一外套筒套設在該中間套筒之外，該伸縮筒體之內容設有固定連接該中間套筒的一承載座、固定設置在該承載座的一馬達、樞設在該承載座且被該馬達所驅動的一減速蝸輪、軸向樞接在該承載座且嚙合該減速蝸輪的一轉子蝸桿、軸向樞接在該承載座且動力連接該轉子蝸桿的一轉子蝸輪、穿接該轉子蝸輪且固定連接在該外套筒的一定子蝸桿以及固定連接該內套筒且套接嚙合該轉子蝸桿的一定子螺帽。
2. 如請求項1所述之線性致動器，更包含軸向樞接在該承載座且嚙合該轉子蝸桿的一從動蝸輪，該轉子蝸輪嚙合該從動蝸輪。
3. 如請求項1或2所述之線性致動器，其中該減速蝸輪與該承載座之間設有一軸承。
4. 如請求項3所述之線性致動器，其中該外套筒的一端遮蓋有一底板而呈封閉狀，該外套筒的另一端呈開放狀且套接在該中間套筒之外。
5. 如請求項4所述之線性致動器，其中該定子蝸桿的一端固定連接在該底板。
6. 如請求項1或2所述之線性致動器，其中該中間套筒的一端套被該承載座遮蓋封閉，該中間套筒的另一端呈開放狀且套接在該內套筒之外。
7. 如請求項1或2所述之線性致動器，其中該內套筒的一端遮蓋有一頂板而呈封閉狀，該內套筒的另一端呈開放狀且穿接在該中間套筒之內。
8. 如請求項7所述之線性致動器，更包含穿設在該伸縮筒體內的一套管，該套管的一端固定連接該頂板且該定子螺帽固定連接在該套管的另一端，該轉子蝸桿則穿設在該套管之內。
9. 如請求項1或2所述之線性致動器，其中該轉子蝸輪呈中空筒狀，該轉子蝸輪的外表面設有一外蝸齒，該蝸輪的內表面設有一內蝸齒，該外蝸齒嚙合該從動蝸輪，該內蝸齒嚙合該定子蝸桿。
10. 如請求項2所述之線性致動器，其中該馬達、該轉子蝸桿、該從動蝸輪、該轉子蝸輪、該定子蝸桿以及該定子螺帽的軸向與該伸縮筒體的軸向相互平行。
11. 如請求項2所述之線性致動器，其中該從動蝸輪的軸向與該伸縮筒體的軸向相互垂直。
12. 如請求項1或2所述之線性致動器，其中該定子蝸桿相對於該伸縮筒體為偏軸設置。
13. 如請求項1或2所述之線性致動器，其中該定子螺帽相對於該伸縮筒體為偏軸設置。