TWM482668U - 線性致動器結構改良 - Google Patents

Description

線性致動器結構改良

本創作係有關於一種滑台結構，尤指一種兼具有手動與電控之線性致動器結構改良。

按，習知之一種精密控制滑台，請由第7圖所示觀之，其主要包含有一步進馬達40、一聯軸器50及一進給器60，該步進馬達40於一端凸設有一驅動桿41，該聯軸器50於一殼體51內裝設有複數個軸承52與一撓性連結件53，且該撓性連結件53開設有複數個橫向間隙531，又該聯軸器50鎖設於步進馬達40，讓驅動桿41連結於撓性連結件53，該進給器60貫穿滑設有一測量桿61，且該進給器60鎖設於聯軸器50，使聯軸器50連結於步進馬達40與進給器60之間，又該進給器60的測量桿61係穿過聯軸器50之軸承52，並以末端連結至撓性連結件53，使用時能透過步進馬達40之驅動桿41帶動撓性連結件53，使測量桿61能受到撓性連結件53連動而伸縮進行測量，但詳觀上述習知結構不難發覺其尚存有些許不足之處，主要原因係歸如下：(一)、該聯軸器50於殼體51內部設有軸承52部份與撓性連結件53部份，以上結構若受到軸向力，會因沒有對測量桿61做限制，導致軸向的位移，使得降低測量之精準度，若對測量桿61加以限制，則會增加了驅動桿41與測量桿61之連結長度，使驅動桿41與測量桿61因沒有其它支撐端容易產生偏斜，雖然撓性連結件53能以橫向間隙531部份抵消偏斜之問題，若偏差太大長期使用還會因為機械疲勞而發生斷裂之情況，因此尚存在有測量精準度與測量穩定性不足之缺失；(二)、習知之進給器60光感測方式進行測量桿61伸縮量之感測，該光感測是利用遮光片到位將光線阻斷時將訊號回傳達到測量之功能，但該光感測方式存在有所佔空間大與成本高等缺點，使其實用性不足之問題；(三)、該進給器60僅能使用電 動方式操作，不具有手、電動替換之功能，導致進給器60之應用性降低。

有鑑於此，本創作人於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本創作。

本創作所欲解決之技術問題在於針對現有技術存在的上述缺失，提供一種線性致動器結構改良。

一步進馬達於一端凸設有一驅動軸，驅動軸形成有一平切面，該步進馬達於外側裝設有一調整鈕，並且調整鈕與驅動軸呈同軸連接，讓調整鈕能帶動驅動軸進行手動測量，又該調整鈕於外表面形成有一環形刻度，藉以提供直視的量測顯示，一聯軸器包含有一殼體、二軸承及一連結軸，該殼體形成有一圓孔室，且該殼體固定於步進馬達讓驅動軸穿設至圓孔室中，而該殼體於遠離步進馬達一端的開口處形成有一同心環，該軸承皆具有一內環與一外環，且該兩軸承以外環緊迫於圓孔室內，並於兩軸承的外環之間夾設有一墊圈，又該聯軸器於圓孔室開口處裝設有一限位環，並以限位環抵觸於其一軸承之外環，防止軸承產生位移或脫落之情況，該連結軸一端形成有一軸孔，並以軸孔套接固定該驅動軸，該連結軸鎖設有一螺栓而貫穿軸孔，令螺栓迫緊驅動軸之平切面，形成驅動軸與連結軸之連結固定，又該連結軸於中段處凸設有一預壓環，且該預壓環夾設於兩軸承的內環之間，另該預壓環之厚度大於墊圈之厚度，藉此產生預壓效果而消除軸承間隙，一精密螺紋進給器係具有一外殼，並以外殼裝設於聯軸器，令聯軸器能同軸固定於精密螺紋進給器與步進馬達之間，該精密螺紋進給器於外殼一端形成有一同心槽，且由同心槽嵌合聯軸器之同心環，藉此形成聯軸器與精密螺紋進給器的同心組設，又該精密螺紋進給器內部裝設有一測量桿，並以測量桿連接聯軸器之連結軸，而該連結軸於設有軸孔的另一端形成有一外螺紋段，且該測量桿於鄰近聯軸器一端開設有一螺孔，並以螺孔連結該連結軸之外螺紋段，使驅動軸、連結軸及測量桿能同步旋轉而產生測量效果，又該外殼形成有一容置室，容置室形成有一軌道，且該測量桿處裝設有一轉輪，並以轉輪滑設於軌道內，使連結軸旋轉帶動 測量桿時由轉輪形成防轉效果，而確實進行連結軸的軸向位移，又該容置室的內壁面裝設有一電路板，電路板上間隔裝設有複數個霍爾感測元件，且該測量桿處裝設有一磁性體，藉由霍爾感測元件對磁性體的位置感應而取得電子量測功能，另該精密螺紋進給器於外殼一面蓋設有一面板，面板上開設有一刻度槽，且該測量桿處鎖設有一指針，並以指針凸設於面板之刻度槽，藉以提供直視的量測顯示。

本創作的第一主要目的在於，該聯軸器於圓孔室內裝設有兩 軸承，並於兩軸承之外環處夾設有墊圈，又該連結軸於中段處凸設有一預壓環，且該連結軸穿設於軸承之內環，並讓預壓環夾設於內環之間，透過預壓環之厚度大於墊圈之厚度，使軸承的內環與外環產生相對位移，藉此消除軸承間隙而達到預壓之目的，進而提高其測量精準度，再利用同心環與同心槽的同圓嵌合，讓聯軸器之連結軸與精密螺紋進給器之測量桿能保持同軸心狀態，藉此透過剛性聯結與軸承結合達到縮短聯結長度之功能，俾以兼具有測量精準度與測量穩定性。

本創作的第二主要目的在於，該精密螺紋進給器於測量桿裝 設有磁性體，並於外殼之容置室裝設有電路板，透過電路板之霍爾感測元件感測磁性體之相對位置，即能精準的感測測量桿之伸出長度，藉此達到電子測量之目的，又該霍爾感測元件更具有體積小與成本低之功效，即能有效的縮小精密螺紋進給器之整體體積。

本創作的第三主要目的在於，該調整鈕直接連結於步進馬達 之驅動軸，能手動控制驅動軸進行測量操作，又該測量桿之指針凸設於刻度槽位置且該調整鈕上刻設有環形刻度，即能利用刻度槽與環形刻度的配合而直觀的得知測量值，藉以兼具有電控測量與手動測量之使用功能，俾以提高其實用性。

其他目的、優點和本創作的新穎特性將從以下詳細的描述與相關的附圖更加顯明。

〔本創作〕

10‧‧‧步進馬達

11‧‧‧驅動軸

111‧‧‧平切面

12‧‧‧調整鈕

121‧‧‧環形刻度

20‧‧‧聯軸器

21‧‧‧殼體

211‧‧‧圓孔室

212‧‧‧同心環

22‧‧‧軸承

221‧‧‧內環

222‧‧‧外環

23‧‧‧連結軸

231‧‧‧軸孔

232‧‧‧預壓環

233‧‧‧外螺紋段

24‧‧‧墊圈

25‧‧‧限位環

26‧‧‧螺栓

30‧‧‧精密螺紋進給器

31‧‧‧外殼

311‧‧‧同心槽

32‧‧‧測量桿

321‧‧‧螺孔

322‧‧‧轉輪

33‧‧‧容置室

331‧‧‧軌道

34‧‧‧電路板

341‧‧‧霍爾感測元件

35‧‧‧磁性體

36‧‧‧面板

361‧‧‧刻度槽

37‧‧‧指針

〔習知〕

40‧‧‧步進馬達

41‧‧‧驅動桿

50‧‧‧聯軸器

51‧‧‧殼體

52‧‧‧軸承

53‧‧‧撓性連結件

531‧‧‧橫向間隙

60‧‧‧進給器

61‧‧‧測量桿

第1圖係本創作之立體圖。

第2圖係本創作之立體分解圖。

第3圖係本創作之第一位置剖視圖。

第4圖係本創作之第二位置剖視圖。

第5圖係本創作於第一位置之伸長示意圖。

第6圖係本創作於第二位置之伸長示意圖。

第7圖係習知之剖視圖。

為使 貴審查委員對本創作之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如后：先請由第1圖與第2圖所示觀之，一種線性致動器結構改良，其包括有：一步進馬達10、一聯軸器20及一精密螺紋進給器30，一步進馬達10於一端凸設有一驅動軸11，驅動軸11形成有一平切面111，該步進馬達10於外側裝設有一調整鈕12，並且調整鈕12與驅動軸11呈同軸連接，讓調整鈕12能帶動驅動軸11進行手動測量，又該調整鈕12於外表面形成有一環形刻度121，藉以提供直視的量測顯示，一聯軸器20包含有一殼體21、二軸承22及一連結軸23，該殼體21形成有一圓孔室211，且該殼體21固定於步進馬達10讓驅動軸11穿設至圓孔室211中，而該殼體21於遠離步進馬達10一端的開口處形成有一同心環212，該軸承22皆具有一內環221與一外環222，且該兩軸承22以外環222緊迫於圓孔室211內，並於兩軸承22的外環222之間夾設有一墊圈24，又該聯軸器20於圓孔室211開口處裝設有一限位環25，並以限位環25抵觸於其一軸承22之外環222，防止軸承22產生位移或脫落之情況，該連結軸23一端形成有一軸孔231，並以軸孔231套接固定該驅動軸11，該連結軸23鎖設有一螺栓26而貫穿軸孔231，令螺栓26迫緊驅動軸11之平切面111，形成驅動軸11與連結軸23之連結固定，又該連結軸23於中段處凸設有一預壓環232，且該預壓環232夾設於兩軸承22的內環221之間，另該預壓環232之厚度大於墊圈24之厚度，藉此產生預壓效果而消除軸承22間隙，一精密螺紋進給器30係具有一外殼31，並以外殼31裝設於聯軸器20，令聯軸器20能同軸固定於精密螺紋進給器30與步進馬達10之間，該精密螺紋進給器30於外殼31一端 形成有一同心槽311，且由同心槽311嵌合聯軸器20之同心環212，藉此形成聯軸器20與精密螺紋進給器30的同心組設，又該精密螺紋進給器30內部裝設有一測量桿32，並以測量桿32連接聯軸器20之連結軸23，而該連結軸23於設有軸孔231的另一端形成有一外螺紋段233，且該測量桿32於鄰近聯軸器20一端開設有一螺孔321，並以螺孔321連結該連結軸23之外螺紋段233，使驅動軸11、連結軸23及測量桿32能同步旋轉而產生測量效果，又該外殼31形成有一容置室33，容置室33形成有一軌道331，且該測量桿32處裝設有一轉輪322，並以轉輪322滑設於軌道331內，使連結軸23旋轉帶動測量桿32時由轉輪322形成防轉效果，而確實進行連結軸23的軸向位移，又該容置室33的內壁面裝設有一電路板34，電路板34上間隔裝設有複數個霍爾感測元件341，且該測量桿32處裝設有一磁性體35，藉由霍爾感測元件341對磁性體35的位置感應而取得電子量測功能，另該精密螺紋進給器30於外殼31一面蓋設有一面板36，面板36上開設有一刻度槽361，且該測量桿32處鎖設有一指針37，並以指針37凸設於面板36之刻度槽361，藉以提供直視的量測顯示。

其結構之組合，再請由第1、2、3圖所示觀之，該聯軸器 20由同心環212方向將一軸承22置入圓孔室211內，而該連結軸23處鎖設有螺栓26，並以螺栓26遮蔽少許的軸孔231，又該連結軸23插設殼體21之圓孔室211內，使連結軸23外表面及預壓環232抵觸於軸承22之內環221，再依序將墊圈24與另一軸承22裝設於圓孔室211中，讓墊圈24夾設於兩軸承22外環222之間，且該連結軸23之預壓環232夾設於兩軸承22內環221之間，另以限位環25裝設於圓孔室211開口處，進而形成軸承22及連結軸23之限位效果，另於步進馬達10裝設調整鈕12，使調整鈕12與驅動軸11呈同步連結，並將步進馬達10鎖設於聯軸器20之殼體21處，讓驅動軸11能插入連結軸23之軸孔231，使驅動軸11的平切面111受到螺栓26的抵觸，進而形成驅動軸11與連結軸23之同軸連動，又該精密螺紋進給器30之測量桿32以螺孔321螺設於連結軸23之外螺紋段233，並在測量桿32上裝設有磁性體35、轉輪322及指針37，且在外殼31的容置室33內壁裝設有電路板34，又該精密螺紋進給器30於外殼31處結合有面板36， 再將外殼31套設於測量桿32，讓測量桿32之轉輪322能滑設於外殼31之軌道331上，而測量桿32的一端穿出外殼31，並使指針37能凸設於面板36之刻度槽361位置，最後將外殼31之同心槽311嵌合於殼體21之同心環212並進行鎖固，藉此形成聯軸器20與精密螺紋進給器30之同軸校正。

其實際使用之情況，再請由第2圖連續至第6圖所示觀之， 當欲進行電控測量時，能控制步進馬達10定量旋轉驅動軸11，使驅動軸11直接帶動聯軸器20之連結軸23，令連結軸23之外螺紋段233能連動該測量桿32之螺孔321，然而該測量桿32之轉輪322受到軌道331的限位，讓測量桿32無法被驅動旋轉，因此產生了測量桿32的軸向位移，同時透過測量桿32之磁性體35與電路板34之霍爾感測元件341的相對位置感應，準確的獲得精密螺紋進給器30之測量桿32伸出量，即可達到測量之使用目的，再者，若要進行手動測量時，使用者能直接旋轉該調整鈕12，由於調整鈕12是直接連結於驅動軸11上，同理能帶動連結軸23及測量桿32達到測量之目的，而在手動測量時能以測量桿32之指針37相對刻度槽361位置讀出該精密螺紋進給器30的行程位置與最小毫米(mm)的長度單位，另該調整鈕12上所刻設的環形刻度121則能讀出最小10微米(μm)的長度單位，利用刻度槽361與環形刻度121的配合，即能在手動調整情況下直觀的得知測量值，藉以兼具有電控測量與手動測量之使用功能，俾以提高其實用性，藉上述具體實施例之結構，可得到下述之效益：(一)該聯軸器20於圓孔室211內裝設有兩軸承22，並於兩軸承22之外環222處夾設有墊圈24，又該連結軸23於中段處凸設有一預壓環232，且該連結軸23穿設於軸承22之內環221，並讓預壓環232夾設於內環221之間，透過預壓環232之厚度大於墊圈24之厚度，使軸承22的內環221與外環222產生相對位移，藉此消除軸承22間隙而達到預壓之目的，進而提高其測量精準度，再利用同心環212與同心槽311的同圓嵌合，讓聯軸器20之連結軸23與精密螺紋進給器30之測量桿32能保持同軸心狀態，藉此透過剛性聯結與軸承22結合達到縮短聯結長度之功能，俾以兼具有測量精準度與測量穩定性；(二)該精密螺紋進給器30於測量桿32裝設有磁性體35，並於外殼31之容置室33裝設有電路板34，透過電路板34之霍爾感測元件341感測磁性體35之相對位 置，即能精準的感測測量桿32之伸出長度，藉此達到電子測量之目的，又該霍爾感測元件341更具有體積小與成本低之功效，即能有效的縮小精密螺紋進給器30之整體體積；(三)該調整鈕12直接連結於步進馬達10之驅動軸11，能手動控制驅動軸11進行測量操作，又該測量桿32之指針37凸設於刻度槽361位置且該調整鈕12上刻設有環形刻度121，即能利用刻度槽361與環形刻度121的配合而直觀的得知測量值，藉以兼具有電控測量與手動測量之使用功能，俾以提高其實用性。

綜上所述，本創作確實已達突破性之結構設計，而具有改良之新型內容，同時又能夠達到產業上之利用性與進步性，且本創作未見於任何刊物，亦具新穎性，當符合專利法相關法條之規定，爰依法提出新型專利申請，懇請 鈞局審查委員授予合法專利權，至為感禱。

唯以上所述者，僅為本創作之一較佳實施例而已，當不能以之限定本創作實施之範圍；即大凡依本新型申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧步進馬達

11‧‧‧驅動軸

111‧‧‧平切面

12‧‧‧調整鈕

121‧‧‧環形刻度

20‧‧‧聯軸器

21‧‧‧殼體

211‧‧‧圓孔室

212‧‧‧同心環

22‧‧‧軸承

221‧‧‧內環

222‧‧‧外環

23‧‧‧連結軸

231‧‧‧軸孔

232‧‧‧預壓環

233‧‧‧外螺紋段

24‧‧‧墊圈

25‧‧‧限位環

26‧‧‧螺栓

30‧‧‧精密螺紋進給器

31‧‧‧外殼

311‧‧‧同心槽

32‧‧‧測量桿

321‧‧‧螺孔

322‧‧‧轉輪

33‧‧‧容置室

331‧‧‧軌道

34‧‧‧電路板

341‧‧‧霍爾感測元件

35‧‧‧磁性體

36‧‧‧面板

361‧‧‧刻度槽

37‧‧‧指針

Claims (9)

1. 一種線性致動器結構改良，其包括有：一步進馬達，該步進馬達於一端凸設有一驅動軸；一聯軸器，該聯軸器包含有一殼體、二軸承及一連結軸，該殼體形成有一圓孔室，且該殼體固定於步進馬達讓驅動軸穿設至圓孔室中，而該殼體於遠離步進馬達一端的開口處形成有一同心環，該軸承皆具有一內環與一外環，且該兩軸承以外環緊迫於圓孔室內，並於兩軸承的外環之間夾設有一墊圈，該連結軸一端形成有一軸孔，並以軸孔套接固定該驅動軸，又該連結軸於中段處凸設有一預壓環，且該預壓環夾設於兩軸承的內環之間，另該預壓環之厚度大於墊圈之厚度，藉此產生預壓效果而消除軸承間隙；以及一精密螺紋進給器，該精密螺紋進給器係具有一外殼，並以外殼裝設於聯軸器，令聯軸器能同軸固定於精密螺紋進給器與步進馬達之間，又該精密螺紋進給器於外殼一端形成有一同心槽，且由同心槽嵌合聯軸器之同心環，藉此形成聯軸器與精密螺紋進給器的同心組設，又該精密螺紋進給器內部裝設有一測量桿，並以測量桿連接聯軸器之連結軸，使驅動軸、連結軸及測量桿能同步旋轉而產生測量效果。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之線性致動器結構改良，其中，該外殼形成有一容置室，且該容置室的內壁面裝設有一電路板，而該電路板上間隔裝設有複數個霍爾感測元件，又該測量桿處裝設有一磁性體，藉由霍爾感測元件對磁性體的位置感應而取得電子量測功能。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之線性致動器結構改良，其中，該連結軸於設有軸孔的另一端形成有一外螺紋段，且該測量桿於鄰近聯軸器一端開設有一螺孔，並以螺孔連結該連結軸之外螺紋段。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之線性致動器結構改良，其中，該外殼於容置室形成有一軌道，且該測量桿處裝設有一轉輪，並以轉輪滑設於軌道內，使連結軸旋轉帶動測量桿時由轉輪形成防轉效果，而確實進行連結軸的軸向位移。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之線性致動器結構改良，其中，該精密螺 紋進給器於外殼一面蓋設有一面板，且該面板上開設有一刻度槽，又該測量桿處鎖設有一指針，並以指針凸設於面板之刻度槽，藉以提供直視的量測顯示。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之線性致動器結構改良，其中，該聯軸器於圓孔室開口處裝設有一限位環，並以限位環抵觸於其一軸承之外環，防止軸承產生位移或脫落之情況。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之線性致動器結構改良，其中，該步進馬達於外側裝設有一調整鈕，並且調整鈕與驅動軸呈同軸連接，讓調整鈕能帶動驅動軸進行手動測量。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之線性致動器結構改良，其中，該調整鈕於外表面形成有一環形刻度，藉以提供直視的量測顯示。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之線性致動器結構改良，其中，該驅動軸形成有一平切面，該連結軸鎖設有一螺栓而貫穿軸孔，令螺栓迫緊驅動軸之平切面，形成驅動軸與連結軸之連結固定。