TWM524897U - 減速機構 - Google Patents

Description

減速機構

本新型是一種減速機構，尤其是指一種利用預壓軸承而可穩定運轉之減速機構。

減速機構為常用的設備，由於減速機構能夠發揮減速以及增加轉矩的功能，因此被廣泛使用在各個領域。舉凡車船等交通工具、加工機具、建築重型機具、乃至於家電產品皆可見其蹤影。

減速機構有多種形式，常見的形式如斜齒減速機、行星齒減速機及擺線針輪減速機等，這些形式的減速機構具有運作穩定、體積小、輕量化、高減速比以及高精度的優點。

然而，正因這些減速機擁有上述優點，其也承擔著相當的代價，為了兼顧高減速比以及縮小體積與輕量化的目標，減速機構內的傳動元件配置相對地較複雜，對於精密度的要求相當地高。

上述減速機雖已屬較穩定的形式，但就實際工業條件而言，機構的尺寸誤差以及機械運轉振動乃為無法完全避免的問題；特別是擺線針輪減速機，由於其直接由 輸入軸連動著擺線針輪以及末端輸出軸，加以其內部元件組合也更為緊密，故前述誤差與振動相當容易造成輸入軸於高速運轉下被壓迫而偏移，進而產生不正常的側向扭矩而衍生斷裂問題。此外，由於運轉不夠穩定的缺陷，對於大負載的重型機具而言，此亦容易造成輸出軸受損或斷裂。

緣此，本新型提出一種減速機構，利用輸入端以及輸出端的複數軸承來穩定化減速機構之運作，且減速機構各部元件依序同軸樞套且相互套疊而預壓軸承，在縮小整體體積同時，亦能降低機械運轉時的震動影響。

依據本新型之一實施方式，提供一種減速機構，包含一輸入軸、一傳動載體、複數外滾柱、一擺線輪、複數內滾柱、一輸出輪、一滾柱軸承以及一軸承壓蓋。

輸入軸與傳動載體同軸樞合旋轉。外滾柱置於傳動載體並受其限位，且這些外滾柱可自體旋轉。擺線輪容納於傳動載體，並且受輸入軸帶動而接觸前述的複數外滾柱。內滾柱置於擺線輪並受其限位，且這些內滾柱同樣可自體旋轉。輸出輪連接前述的複數內滾柱而被帶動，且輸出輪配合傳動載體限位擺線輪以及前述之外滾柱。滾柱軸承鄰接並抵靠著輸出輪，軸承壓蓋又鄰接在滾柱軸承相 對輸出輪之相對側，藉以配合輸出輪夾掣滾柱軸承，使滾柱軸承具有一預壓力。

由於滾柱軸承在減速機構初始狀態下即受有外部壓力，因而持續向輸出輪施加軸向的復位力，並且繼續向其他傳動元件傳遞復位力。對於擺線輪、內滾柱以及外滾柱等非固定的元件而言，此種設置關係可以減少震動以及偏移問題，並相當程度地保持減速機構穩定運轉。

在前述的減速機構中，輸入軸更可包含一旋轉軸心以及一偏心部，偏心部凸設於旋轉軸心，且偏心部之外徑小於旋轉軸心之外徑。與此相對應的，擺線輪更可包含一內軸承，內軸承套接在前述偏心部，同時樞裝於擺線輪。

在一實施例中，除了偏心部可以和內軸承彼此套接，輸入軸亦可包含一第一止擋件以及套設在旋轉軸心的一外軸承。外軸承套接旋轉軸心而抵頂於旋轉軸心以及傳動載體之間，且第一止擋件止擋外軸承而使其限位於傳動載體上之一第一限位部。

此外，輸入軸可以透過偏心部來帶動擺線輪。為了確保輸入軸與擺線輪之間的運轉關係穩定，擺線輪可再包含一第二限位部以及一第二止擋件，第二限位部、第二止擋件與前述的內軸承同軸裝設於擺線輪上，且第二限位部環設於擺線輪以限位第二止擋件，而內軸承位於第二止擋件以及旋轉軸心之間。

在一實施例中，輸出輪可包含對應內滾柱之複數樞槽，這些樞槽具有小於各個內滾柱之外徑的開口，藉以限位內滾柱。或者，內滾柱也可以插置於樞槽，如此使內滾柱可旋轉地局部限位於樞槽內，擺線輪旋轉時，即利用內滾柱同步帶動輸出輪旋轉。

前述的減速機構可再包含一輸出軸襯套，輸出軸襯套分別連接軸承壓蓋與傳動載體，並罩覆滾柱軸承、內滾柱以及擺線輪。在此狀態下，輸出軸襯套亦罩覆於輸出輪外，而軸承壓蓋則於輸出軸襯套之一側限位滾柱軸承。

除了前述的第二限位部以及第二止擋件外，擺線輪可再包含一第三限位部以及一第三止擋件，第三限位部同樣設於擺線輪上，並且用以限位第三止擋件，在此配置下，內軸承係進一步限位於第二止擋件以及第三止擋件之間。

在一實施例中，前述的擺線輪、滾柱軸承以及軸承壓蓋可以分別分為內外兩部分。具體說明之，擺線輪可以包含一內簷部以及一外簷部、滾柱軸承可以包含一內環部以及一外環部、軸承壓蓋則包含一內壓板以及一外壓板。內簷部、內環部以及內壓板三者成組依序疊層底靠；同理，外簷部、外環部以及外壓板亦為相同之關係。如此一來，滾柱軸承可以更精準而穩定地發揮支撐功能。

藉由上述其他實施例，減速機構除了利用滾柱軸承穩定輸出端以外，於輸入端更配合內軸承以及外軸承 分別確保擺線運動以及輸入軸自轉的穩定性，且內軸承與外軸承位於傳動載體兩側，對於輸入軸整體亦有平衡之額外作用。

此外，做為減速機構之外殼，輸出軸襯套不僅罩覆減速機構的重要元件，其與上述元件於徑度方向高度重疊，同時又配合軸承壓蓋，於軸向與徑向同時限位滾柱軸承，不僅有效節省空間，亦進一步利用了自身構型來強化減速機構的可靠度。

100‧‧‧輸入軸

110‧‧‧旋轉軸心

120‧‧‧偏心部

130‧‧‧第一止擋件

140‧‧‧外軸承

150‧‧‧第一油封

200‧‧‧傳動載體

201‧‧‧第一限位部

300‧‧‧外滾柱

400‧‧‧擺線輪

402‧‧‧第二限位部

403‧‧‧第三限位部

410‧‧‧內軸承

420‧‧‧第二止擋件

430‧‧‧第三止擋件

500‧‧‧內滾柱

600‧‧‧輸出輪

601‧‧‧樞槽

602‧‧‧內簷部

603‧‧‧外簷部

700‧‧‧輸出軸襯套

800‧‧‧滾柱軸承

801‧‧‧內環部

802‧‧‧外環部

900‧‧‧軸承壓蓋

900A‧‧‧內壓板

900B‧‧‧外壓板

910‧‧‧第二油封

第1圖係繪示本新型一實施例之減速機構的爆炸視圖；第2圖係繪示第1圖之減速機構的剖面視圖；第3圖係繪示第1圖之減速機構的傳動示意圖；第4A圖係繪示第1圖之減速機構的輸入軸組合示意圖；第4B圖係繪示第1圖之減速機構的輸入端示意圖；第5A圖係繪示第1圖之減速機構的一種內滾柱組合示意圖；第5B圖係繪示第1圖之減速機構的另一種內滾柱組合示意圖；以及第6圖係繪示第1圖之減速機構的滾柱軸承組合示意圖。

第1圖係繪示本新型一實施例之減速機構的爆炸視圖。請參照第1圖，減速機構包含一輸入軸100、一傳動載體200、複數外滾柱300、一擺線輪400、複數內滾柱500、一輸出輪600、一輸出軸襯套700、一滾柱軸承800以及一軸承壓蓋900。

輸入軸100、傳動載體200、輸出輪600、輸出軸襯套700、滾柱軸承800以及軸承壓蓋900為同軸樞合，而輸入軸100前端具有一偏心部120，輸入軸100插置於傳動載體200，並由偏心部120帶動擺線輪400行擺線運動。外滾柱300置於傳動載體200上，並且被限位而可以自體軸向旋轉。擺線輪400容納於傳動載體200的凹槽中，並位於上述外滾柱300所圍成的區域內，擺線輪400受輸入軸100帶動時，擺線輪400將配合外滾柱300轉動且樞擺。

另外，輸入軸100大致可以分為外徑較小的偏心部120、以及外徑較大之一旋轉軸心110，且輸入軸100與擺線輪400分別包含一外軸承140以及一內軸承410，外軸承140套設在旋轉軸心110上，內軸承410則套設在偏心部120上。

擺線輪400另包含一第二止擋件420以限位內軸承410。外軸承140與內軸承410的設置係為使輸入軸100分別與傳動載體200以及擺線輪400之間穩定運作，避免外部動力源對後續的傳動造成不良影響。

內滾柱500設置於擺線輪400的內壁側，且同樣被限位而可以自體軸向旋轉，這些內滾柱500於另一端連接輸出輪600，故輸出輪600與這些內滾柱500具有相同的運動軌跡，輸入軸100即是透過擺線輪400、外滾柱300以及內滾柱500使末端的輸出輪600減速。由於擺線減速裝置之原理為現有技藝且非本新型之技術重點，故此處不詳述其減速原理。

在第1圖中，減速機構的傳動元件由輸入軸100直至輸出輪600為止，而傳動載體200、輸出軸襯套700以及軸承壓蓋900三者則依序連接，並且罩覆前述的傳動元件。滾柱軸承800可容置在輸出軸襯套700內圈中，並且一側鄰接而抵靠輸出輪600，另一側則抵靠於軸承壓蓋900。

第2圖係繪示第1圖之減速機構的剖面視圖。請配合參照第2圖，由圖中可知，實際插置於傳動載體200以及穿入擺線輪400內的僅有偏心部120，旋轉軸心110則外露於傳動載體200之底部。

由於偏心部120的外徑較小，進而縮小擺線輪的擺線幅度，如此可以直接縮小傳動載體200的徑向維度，而擺線輪400則透過一內軸承410與偏心部120相樞接，因偏心部120的外徑較旋轉軸心110小，使擺線輪400的擺幅得以隨之縮小，進一步令減速機構微型化。

在第2圖中，輸入軸100、傳動載體200、外滾柱300、擺線輪400、內滾柱500、輸出輪600、輸出軸襯 套700於徑向方向依序同軸樞套且相互套疊，而輸出輪600又配合擺線輪400形狀成為內凹形狀，如此可大幅降低減速機構的體積。且偏心部120、擺線輪400、輸出輪600基本在同一個平面上旋轉，除了減少扭力損失，可以減低元件之間因匹配之誤差造成的不良影響。

輸入軸100以及軸承壓蓋900分別包含一第一油封150以及第二油封910，兩者於減速機構的輸入端及輸出端緊密配合相鄰的其他元件。

再配合第1圖說明，輸入軸100包含一第一止擋件130，而傳動載體200包含限位前述第一止擋件130之一第一限位部201，並藉此將外軸承140限制於傳動載體200內。

同理，上述擺線輪400所包含的第二止擋件420，亦為利用一第二限位部402加以固定，藉此形成內軸承410一側之限位端。而在一較佳實施例中，擺線輪400可再包含一第三限位部403以及一第三止擋件430，如第2圖所示，藉由擺線輪400底部的第三限位部403，第三止擋件430可在第二止擋件420的相對側抵靠內軸承410。

第3圖係繪示第1圖之減速機構的傳動示意圖。請一併參照第3圖，減速機構的實際傳動元件配置如圖所示(此圖省略輸出輪以及輸出軸襯套)，考量減速機構的維度問題，輸出軸襯套700在徑度縮小時，將會與傳動載體200的凹槽邊緣接觸。此時，過高的外滾柱300將抵觸輸出軸襯套700，故在本實施方式中，外滾柱300之高度係 與傳動載體200的凹槽切齊，從而避免上述的抵觸問題。當然，在傳動載體200與輸出軸襯套700所形成的空間中，擺線輪400或外滾柱300可以微縮調整其形狀或高度，例如兩者的高度可以進一步縮小至低於傳動載體200的凹槽，藉以再度縮小輸出軸襯套700。

第4A圖係繪示第1圖之減速機構的輸入軸100組合示意圖。第4B圖係繪示第1圖之減速機構的輸入端示意圖。請配合第3圖參照第4A圖以及第4B圖，詳述減速機構於輸入端的傳動關係，在第4A圖中，第二限位部402為一凹陷的環狀槽，第二止擋件420為一C型環，兩者皆同軸設置於擺線輪400上。C型環受壓後可卡設在前述第二限位部402內，並藉受壓之復位力緊密地抵頂於第二限位部402的內壁。

當然，只要能夠在軸向方向抵擋第二止擋件420通過，則上述第二限位部402並不需限制為凹陷或是環狀，例如第二限位部402可以是凸起的，也可以是齒狀間隔分佈。

而在擺線輪400的底部，第三限位部403可以凹槽形式實施，但不限於此種形式。第三止擋件430之厚度恰可容置於第三限位部403內，並且供偏心部120穿置而抵靠於其根部。

利用偏心部120與旋轉軸心110的外徑差異，內軸承410恰可利用餘下的空間樞接於第二止擋件420以及 第三止擋件430之間，藉以維持輸入軸100與擺線輪400之間的穩定連動。

而在第4B圖中，旋轉軸心110外露於減速機構的輸入端以連接外部動力源。本實施方式中，由於旋轉軸心110未接觸傳動載體200，故外軸承140可自外部套合旋轉軸心110，並且抵頂於旋轉軸心110以及傳動載體200之間，令輸入軸100與外部動力源相互匹配。

藉此，傳動載體200可配合擺線輪400承載輸入軸100的所有運轉，並維持其內外側的扭矩平衡。

第5A圖係繪示第1圖之減速機構的一種內滾柱500組合示意圖。請參照第5A圖，內滾柱500與輸出輪600的組合配置如圖所示，輸出輪600包含對應內滾柱500的數量以及位置之複數樞槽601，使內滾柱500可旋轉地局部限位於樞槽601內，再擺線輪400自轉時，即利用內滾柱500帶動輸出輪600旋轉。

第5B圖係繪示第1圖之減速機構的另一種內滾柱500組合示意圖。繼續參照第5B圖，前述的內滾柱500也可以採用另一種形式與輸出輪600連接，每個樞槽601具有小於內滾柱500之外徑的開口，如此，內滾柱500僅能軸向地抽出而無法徑向脫離，藉以限位這些內滾柱500。

第6圖係繪示第1圖之減速機構的滾柱軸承800組合示意圖。請配合第2圖參照第6圖，對於減速機構而言，輸出輪600為傳動系統的最末端，設置滾柱軸承800的目的有二，第一在於將輸出輪600以及內部其他元件一併 封裝在減速機構內。其次則為提供輸出輪600於出力端的軸承用途。

在第6圖中，軸承壓蓋900固定於輸出軸襯套(此圖未繪示)，滾柱軸承800係如圖中受軸承壓蓋900以及輸出輪600夾掣，並產生一預壓力。可理解的是，相較於固定無法移動的軸承壓蓋900，預壓力將反作用於輸出輪600，藉此透過輸出輪600來緊固軸向上的其他元件。

本實施方式中，滾柱軸承800可以使用交叉滾柱軸承，但不限制軸承種類。輸出輪600、滾柱軸承800以及軸承壓蓋900皆分為內外兩部分，亦即：內簷部602、內環部801、內壓板900A以及外簷部603、外環部802、外壓板900B。在滾柱軸承800為交叉滾柱軸承的實施例下，自輸出輪600開始，來自輸入軸100的力量負荷將自動適應滾柱軸承800的結構而被分為內外兩個系統。此外，由於內環部801與外環部802之間具有多個滾柱互相止推，滾柱軸承800的受力部位形同被拆分得較為細緻，且藉由內環部801與外環部802互相配合，最終達到平衡以反饋外力。

由上述各個實施方式所揭露內容，本新型之減速機構至少具備以下優點：第一，本新型利用樞設於減速機構之輸入軸以及輸出軸的複數個軸承以發揮穩定傳動功效，可以有效降低因元件尺寸物差、安裝不同軸或是震動造成的偏移或斷裂問題，提高減速機構的運轉品質。

第二，減速機構的各個元件形狀彼此配合，且依序同軸樞套呈現層層平行的緊密套疊之構型，使減速機構的機構能夠大幅地縮小。

第三，除了令減速機構的傳動在基本相同的平面上完成，本新型同時利用預壓滾柱軸承來對各傳動元件施予軸向推力，藉此減速機構運轉中可能出現的不必要空隙，確保減速機構之性能能夠良好發揮。

雖然本新型已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧輸入軸

110‧‧‧旋轉軸心

120‧‧‧偏心部

130‧‧‧第一止擋件

140‧‧‧外軸承

150‧‧‧第一油封

200‧‧‧傳動載體

201‧‧‧第一限位部

300‧‧‧外滾柱

400‧‧‧擺線輪

402‧‧‧第二限位部

403‧‧‧第三限位部

410‧‧‧內軸承

420‧‧‧第二止擋件

430‧‧‧第三止擋件

500‧‧‧內滾柱

600‧‧‧輸出輪

601‧‧‧樞槽

602‧‧‧內簷部

603‧‧‧外簷部

700‧‧‧輸出軸襯套

800‧‧‧滾柱軸承

801‧‧‧內環部

802‧‧‧外環部

900‧‧‧軸承壓蓋

900A‧‧‧內壓板

900B‧‧‧外壓板

910‧‧‧第二油封

Claims (16)

1. 一種減速機構，包含：一輸入軸；一傳動載體，與該輸入軸同軸樞合，以使該輸入軸相對該傳動載體同軸樞轉；複數外滾柱，可旋轉地受該傳動載體限位；一擺線輪，容納於該傳動載體，且該擺線輪受該輸入軸帶動而接觸該些外滾柱；複數內滾柱，可旋轉地限位於該擺線輪；一輸出輪，連接該些內滾柱而受該些內滾柱帶動，且該輸出輪配合該傳動載體限位該擺線輪以及該些外滾柱；一滾柱軸承，鄰接而抵靠該輸出輪；以及一軸承壓蓋，鄰接該滾柱軸承於該輸出輪之相對側，該軸承壓蓋該配合該輸出輪夾掣該滾柱軸承，使該滾柱軸承具有一預壓力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之減速機構，其中該輸入軸更包含一旋轉軸心以及一偏心部，該偏心部凸設於該旋轉軸心，且該偏心部之外徑小於該旋轉軸心之外徑。
3. 如申請專利範圍第2項所述之減速機構，其中該輸入軸以該偏心部帶動該擺線輪。
4. 如申請專利範圍第1項所述之減速機構，其中該輸入軸更包含一旋轉軸心以及一外軸承，該外軸承套設該旋轉軸心，並抵頂於該旋轉軸心以及該傳動載體之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之減速機構，更包含：一輸出軸襯套，連接該傳動載體，並罩覆該滾柱軸承、該些內滾柱以及該擺線輪。
6. 如申請專利範圍第5項所述之減速機構，其中該輸出軸襯套罩覆於該輸出輪外。
7. 如申請專利範圍第5項所述之減速機構，其中該軸承壓蓋連接該輸出軸襯套，且該軸承壓蓋限位該滾柱軸承。
8. 如申請專利範圍第2項所述之減速機構，其中該擺線輪更包含一內軸承，該內軸承套接該偏心部且樞裝於該擺線輪。
9. 如申請專利範圍第1項所述之減速機構，其中該輸入軸更包含一第一止擋件以及一外軸承，該傳動載體更包含一第一限位部，該第一止擋件限位於該第一限位部以止擋該外軸承。
10. 如申請專利範圍第8項所述之減速機構，其中該擺線輪包含一第二限位部以及一第二止擋件，該第二限位部、該第二止擋件以及該內軸承同軸設於該擺線輪，且該第二限位部限位該第二止擋件，而該內軸承限位於該第二止擋件以及該旋轉軸心之間。
11. 如申請專利範圍第10項所述之減速機構，其中該擺線輪包含一第三限位部以及一第三止擋件，且該第三限位部設於該擺線輪以限位該第三止擋件，而該內軸承位於該第二止擋件以及該第三止擋件之間。
12. 如申請專利範圍第1項所述之減速機構，其中該輸出輪包含對應該些內滾柱之複數樞槽，且該些內滾柱可旋轉地局部限位於該樞槽。
13. 如申請專利範圍第1項所述之減速機構，其中該滾柱軸承更包含一內環部以及一外環部，且該內環部以及該外環部各自抵靠該軸承壓蓋與該輸出輪。
14. 如申請專利範圍第13項所述之減速機構，其中該輸出輪更包含一內簷部以及一外簷部，且該內簷部與該外簷部分別抵靠該內環部以及該外環部。
15. 如申請專利範圍第13項所述之減速機構，其中該軸承壓蓋更包含一內壓板以及一外壓板，且該內壓板與該外壓板分別抵靠該內環部以及該外環部。
16. 如申請專利範圍第1項所述之減速機構，其中該輸出輪包含對應該些內滾柱之複數樞槽，且各該樞槽具有小於該些內滾柱之外徑的一開口，藉以限位對應之該內滾柱。