TWM566280U - Ball spline long stroke linear module - Google Patents

Abstract

本新型是一種滾珠花鍵長行程線性模組，其主要是由底座單元上設有滾珠花鍵軸及螺帽固定台，且該滾珠花鍵軸上設有帶動該螺帽固定台線性位移的滾珠螺帽，又該滾珠花鍵軸及螺帽固定台之間設有直溝螺帽、以及該滾珠螺桿及螺帽固定台之間設有螺旋溝螺帽，並藉由該直溝螺帽與螺旋溝螺帽之間透過皮帶產生同動，使該動力單元帶動該滾珠花鍵軸作動後最終帶動該滑台執行線性位移的動作，因此除了可以提升該滑台線性位移的精度之外，更能有效降低結構複雜度、體積及所需成本。

Description

滾珠花鍵長行程線性模組

本新型係與長行程線性模組有關，特別是指一種滾珠花鍵長行程線性模組。

一般的長行程線性模組可運用在自動倉儲、面板運送等拖板運送，也可作為懸臂或推桿使用。參閱圖1所示，顯示一種長行程線性模組的立體圖，該長行程線性模組主要係由基座11、線性滑軌12、滾珠螺桿13、前滑台14、後滑台15、固定桿16、設在前滑台14的前皮帶輪(圖上未示)、設在後滑台15的後皮帶輪(圖上未示)、皮帶17、設在前、後滑台14、15之間的中滑台18及蓋板(圖上未示)所組成；藉由在該前、後滑台14、15間設有皮帶17以及該中滑台18固設於皮帶17上之設計，使得該前、後滑台14、15在位移的過程中，該皮帶17會產生轉動位移，讓該皮帶17拉動該中滑台18而再次位移，因此，該中滑台18實際位移距離為螺帽10帶動該前滑台14的位移距離加上該皮帶17轉動拉動該中滑台18位移的距離，因此藉由上述組成可以用滾珠螺桿搭13配皮帶17做出兩倍行程的滑台滑動距離，以達到長行程的功能。

然而，該支滾珠螺桿13做出該滑台兩倍行程的滑動距離必需搭配皮帶17來達成， 特別是該皮帶17必須繞設於該前、後滑台14、15的前、後皮帶輪之間，並具有一固定於該基座11的第一固定部、及一位於該第一固定部上方且用以固設在中滑台18的第二固定部，因此，該皮帶17所需長度除了過長之外，更直接用以拉動該中滑台18線性位移，進而造成中滑台18定位精度不足的缺陷。

另外，在長行程線性模組的運用中，一種如中華民國證書號第I615565號專利案所揭露的一種螺桿倍升式之升降機，其所運用的螺桿組合而成的電梯傳動裝置，具有傳動系統複雜、體積大、及需要轉向機構的缺陷。

本新型的目的係在於提供一種滾珠花鍵長行程線性模組，主要提升精度。

本新型另一目的係在於提供一種滾珠花鍵長行程線性模組，主要降低結構複雜度、體積及成本。

為達前述目的，本新型係一種滾珠花鍵長行程線性模組，包含：一底座單元，包含一底座、呈平行狀地固設於該底座的二第一滑軌、及分別滑設於該二第一滑軌上的第一滑塊；一螺帽固定台，固設在各該第一滑塊；一滾珠花鍵軸，能夠樞轉地設在該底座，並位於該二第一滑軌之間且不與該螺帽固定台接觸；一滾珠螺帽，被該滾珠花鍵軸帶動而能夠往復移動地設於該滾珠花鍵軸，並具有一固設在該螺帽固定台的法蘭部；一直溝螺帽，能夠樞轉地設在該螺帽固定台，且能夠隨著該滾珠花鍵軸樞轉而在該滾珠花鍵軸41往復位移以及轉動，並具有第一皮帶輪部；一滑台單元，設置在該螺帽固定台，並包含一滑台、呈平行狀地固設於該滑台的二第二滑軌、及分別滑設於該二第二滑軌且固設在該螺帽固定台的第二滑塊；一滾珠螺桿，能夠樞轉地設在該滑台，並位於該二第二滑軌之間且不與該螺帽固定台接觸；一螺旋溝螺帽，樞設在該螺帽固定台並能夠帶動該滾珠螺桿線性位移地套置在該滾珠螺桿，且具有一第二皮帶輪部；一皮帶，套設在該第一、二皮帶輪部之間；以及一動力單元，用以帶動該滾珠花鍵軸樞轉。

藉此，使用動力單元驅動滾珠花鍵軸樞轉，進而帶動滾珠螺帽線性位移，該滾珠螺帽在線性位移的同時帶動該螺帽固定台線性位移，在該螺帽固定台線性位移的同時該滾珠花鍵軸帶動直溝螺帽及其上的第一皮帶輪部旋轉，該第一皮帶輪部經由皮帶傳動該第二皮帶輪部轉動，藉以帶動該滾珠螺桿移動有效行程，同時滑台與滾珠螺桿是組設為一體型態，形成滑台的線性移動距離是該滾珠螺帽在該滾珠花鍵軸上線性位移距離的兩倍，如果滾珠螺桿導程是滾珠花鍵軸的兩倍，滑台移動距離是該滾珠螺帽在該滾珠花鍵軸上線性位移距離的三倍。

本新型之功效在於：透過螺帽固定台搭配滾珠花鍵軸、滾珠螺帽、直溝螺帽、滾珠螺桿、及螺旋溝螺帽的巧妙配合，可以提升該螺帽固定台線性位移的精度，同時降低結構複雜度、體積及成本。

較佳地，其中該底座具有二花鍵軸安裝部，該滾珠花鍵軸的兩端能夠樞轉地設在該二花鍵軸安裝部。

較佳地，其中該螺帽固定台具有第一容置部、及一反向於該第一容置部的第二容置部，該滾珠螺帽及該直溝螺帽的部分位於該第一容置部，該螺旋溝螺帽的部分位於該第二容置部。

較佳地，其中該螺帽固定台的第一容置部固設有一第一軸承，該直溝螺帽穿置在該第一軸承。其中該螺帽固定台的第二容置部固設有一第二軸承，該螺旋溝螺帽穿置在該第二軸承。其中該滑台具有二螺桿安裝部，該滾珠螺桿的兩端能夠樞轉地設在該二螺桿安裝部。

較佳地，其中該動力單元為驅動馬達。

請參閱圖2及圖5所示，本創作實施例所提供一種滾珠花鍵長行程線性模組，其主要是由一底座單元20、一螺帽固定台30、一滾珠花鍵軸41、一滾珠螺帽51、一直溝螺帽53、一滑台單元60、一滾珠螺桿43、一螺旋溝螺帽55、一皮帶70、一動力單元80所組成，其中：

該底座單元20，包含一底座21、呈平行狀地固設於該底座21的二第一滑軌22、及分別滑設於該二第一滑軌22上的第一滑塊23；本實施例中，該底座21延其長度方向設有二相互對應的花鍵軸安裝部211。

該螺帽固定台30，固設在各該第一滑塊23；本實施例中，該螺帽固定台30具有一用以固設在各該第一滑塊23的底部31、一反向於該底部31的頂部32、一由該底部31朝該頂部32設置的第一容置部33、及一反向於該第一容置部33的第二容置部34，其中該第一容置部33設有兩個第一軸承91，該第二容置部34設有兩個第二軸承92。

該滾珠花鍵軸41，能夠樞轉地設在該底座21兩側的花鍵軸安裝部211，並位於該二第一滑軌22之間且不與該螺帽固定台30接觸，以避免該滾珠花鍵軸41樞轉時與該螺帽固定台30產生干涉。

該滾珠螺帽51，被該滾珠花鍵軸41帶動而能夠往復移動地設於該滾珠花鍵軸41，並具有一固設在該螺帽固定台30的法蘭部511；本實施例中，該滾珠螺帽51的部分是位於該第一容置部33，藉以使該滾珠螺帽51與該螺帽固定台30結合得更為穩固。

該直溝螺帽53，能夠樞轉地設在該螺帽固定台30，且能夠隨著該滾珠花鍵軸41樞轉而往復位移及轉動，並具有第一皮帶輪部531；本實施例中，該直溝螺帽53穿置在該兩個第一軸承91而能夠樞轉地設在該螺帽固定台30，藉以部份位於該第一容置部33內，而該第一皮帶輪部531是露出於該螺帽固定台30之外。

該滑台單元60，設置在該螺帽固定台30，並包含一滑台61、呈平行狀地固設於該滑台61的二第二滑軌62、及分別滑設於該二第二滑軌62且固設在該螺帽固定台30頂部32的第二滑塊63。本實施例中，該滑台61延其長度方向設有二相互對應的螺桿安裝部611。

該滾珠螺桿43，能夠樞轉地設在該滑台61兩側的螺桿安裝部611，並位於該二第二滑軌62之間且不與該螺帽固定台30接觸，以避免該滾珠螺桿43樞轉時與該螺帽固定台30產生干涉。

該螺旋溝螺帽55，樞設在該螺帽固定台30並能夠帶動該滾珠螺桿43線性位移地套置在該滾珠螺桿43，且具有一第二皮帶輪部551；本實施例中，該螺旋溝螺帽55穿置在該兩個第二軸承92而能夠樞轉地設在該螺帽固定台30，藉以部份位於該第二容置部34內，而該第二皮帶輪部551是露出於該螺帽固定台30之外並位於該第一皮帶輪部531的上方。

該皮帶70，套設在該第一、二皮帶輪部531、551之間，使得該第一、二皮帶輪部531、551呈同一方向同步轉動，亦即讓該直溝螺帽53與螺旋溝螺帽55呈同一方向同步轉動。

該動力單元80為驅動馬達，動力連接該滾珠花鍵軸41，用以帶動該滾珠花鍵軸41朝第一方向或反向於該第一方向的第二方向樞轉。

以上所述即為本創作實施例各主要構件的組態說明。至於本創作的作動方式及功效作以下說明。

參閱圖4及圖6所示，控制該動力單元80作動而驅動該滾珠花鍵軸41呈第一方向樞轉，此時，樞轉中的滾珠花鍵軸41會帶動該滾珠螺帽51往左側線性位移。而由於該滾珠螺帽51是固設在該螺帽固定台30且該滾珠花鍵軸41不與該螺帽固定台30接觸，因此該滾珠螺帽51在線性位移的同時帶動該螺帽固定台30往左側線性位移。而在該螺帽固定台30往左側線性位移的同時，該滾珠花鍵軸41帶動直溝螺帽53及其上的第一皮帶輪部531呈第一方向旋轉，該第一皮帶輪部531經由皮帶70傳動也同時帶動該第二皮帶輪部551呈第一方向旋轉，藉以帶動該滾珠螺桿43往左側移動有效行程。而由於該滑台61與滾珠螺桿43是組設成一體型態，使得該滑台61往左側移動距離是該滾珠螺帽51在該滾珠花鍵軸41上線性位移距離的兩倍。

而在圖6的基礎下，控制該動力單元80作動而驅動該滾珠花鍵軸41呈第二方向樞轉，此時，樞轉中的滾珠花鍵軸41會帶動該滾珠螺帽51往右側線性位移。而該滾珠螺帽51在線性位移的同時帶動該螺帽固定台30同步往右側線性位移。同樣在該螺帽固定台30往右側線性位移的同時，該滾珠花鍵軸41帶動直溝螺帽53及其上的第一皮帶輪部531呈第二方向旋轉，該第一皮帶輪部531經由皮帶70傳動也同時帶動該第二皮帶輪部551呈第二方向旋轉，藉以帶動該滾珠螺桿43往右側移動有效行程，其狀態如圖7所示。而同樣由於該滑台61與滾珠螺桿43是組設成一體型態，形成滑台61往右側移動距離2L是該滾珠螺帽51在該滾珠花鍵軸41上線性位移距離L的兩倍。

據此，本創作滾珠花鍵長行程線性模組可執行長行程線性位移的功能，甚至當該滾珠螺桿43導程是滾珠花鍵軸41的兩倍時，滑台61移動距離是該滾珠螺帽51在該滾珠花鍵軸41上線性位移距離的三倍。

值得說明的是，本創作至少可達到下述功效。

其一、提升精度。由於該滑台61的線性位移主要是藉由滾珠花鍵軸41搭配滾珠螺帽51及直溝螺帽53，以及該滾珠螺桿43搭配螺旋溝螺帽55來完成，因此，確實可以提升該滑台61線性位移的精度，甚至可提升該滑台61線性位移的速度。也就是本創作該滑台61的線性位移並非直接透過皮帶來達成，而本實施例中該皮帶70主要是讓兩鄰近的直溝螺帽53與螺旋溝螺帽55產生同向的轉動，皮帶70所需長度短，影響該滑台61線性位移的精度相對較小。

其二、降低結構複雜度、體積及成本。由於本創作滾珠花鍵長行程線性模組主要是由底座單元20上設有滾珠花鍵軸41及螺帽固定台30，且該滾珠花鍵軸41上設有帶動該螺帽固定台30線性位移的滾珠螺帽51，又該滾珠花鍵軸41與螺帽固定台30之間設有該直溝螺帽53、以及該滾珠螺桿43及螺帽固定台30之間設有螺旋溝螺帽55，並藉由該直溝螺帽53與螺旋溝螺帽55之間透過皮帶70產生同動，使該動力單元80帶動該滾珠花鍵軸41作動後最終帶動該滑台61執行線性位移的動作，因此有效降低結構複雜度、體積及所需成本。另外，僅需單一動力單元80即可帶動該滑台61線性位移，因此確實有效降低結構複雜度、體積及所需成本，且無需轉向機構的設計。

綜上所述，上述各實施例及圖式僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以之限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬本新型專利涵蓋之範圍內。

11‧‧‧基座
12‧‧‧線性滑軌
13‧‧‧滾珠螺桿
14‧‧‧前滑台
15‧‧‧後滑台
16‧‧‧固定桿
17‧‧‧皮帶
18‧‧‧中滑台
20‧‧‧底座單元
21‧‧‧底座
211‧‧‧花鍵軸安裝部
22‧‧‧第一滑軌
23‧‧‧第一滑塊
30‧‧‧螺帽固定台
31‧‧‧底部
32‧‧‧頂部
33‧‧‧第一容置部
34‧‧‧第二容置部
41‧‧‧滾珠花鍵軸
43‧‧‧滾珠螺桿
51‧‧‧滾珠螺帽
511‧‧‧法蘭部
53‧‧‧直溝螺帽
531‧‧‧第一皮帶輪部
55‧‧‧螺旋溝螺帽
551‧‧‧第二皮帶輪部
60‧‧‧滑台單元
61‧‧‧滑台
611‧‧‧螺桿安裝部
62‧‧‧第二滑軌
63‧‧‧第二滑塊
70‧‧‧皮帶
80‧‧‧動力單元
91‧‧‧第一軸承
92‧‧‧第二軸承

圖1是習知一種長行程線性模組的立體圖； 圖2是本創作實施例的立體分解圖； 圖3是本創作實施例的立體圖，顯示滑台透明的組合狀態； 圖4是圖3線段4-4的剖面圖； 圖5是圖4線段5-5的剖面圖； 圖6是本創作實施例的作動示意圖，顯示滑台被帶動移至最左側的狀態； 圖7是本創作實施例的作動示意圖，顯示滑台被帶動移至最右側的狀態；

Claims (7)

1. 一種滾珠花鍵長行程線性模組，包含： 一底座單元，包含一底座、呈平行狀地固設於該底座的二第一滑軌、及分別滑設於該二第一滑軌上的第一滑塊； 一螺帽固定台，固設在各該第一滑塊； 一滾珠花鍵軸，能夠樞轉地設在該底座，並位於該二第一滑軌之間且不與該螺帽固定台接觸； 一滾珠螺帽，被該滾珠花鍵軸帶動而能夠往復移動地設於該滾珠花鍵軸，並具有一固設在該螺帽固定台的法蘭部； 一直溝螺帽，能夠樞轉地設在該螺帽固定台，且能夠隨著該滾珠花鍵軸樞轉而在該滾珠花鍵軸往復位移以及轉動，並具有第一皮帶輪部； 一滑台單元，設置在該螺帽固定台，並包含一滑台、呈平行狀地固設於該滑台的二第二滑軌、及分別滑設於該二第二滑軌且固設在該螺帽固定台的第二滑塊； 一滾珠螺桿，能夠樞轉地設在該滑台，並位於該二第二滑軌之間且不與該螺帽固定台接觸； 一螺旋溝螺帽，樞設在該螺帽固定台並能夠帶動該滾珠螺桿線性位移地套置在該滾珠螺桿，且具有一第二皮帶輪部； 一皮帶，套設在該第一、二皮帶輪部之間；以及 一動力單元，用以帶動該滾珠花鍵軸樞轉。
2. 如請求項1所述之滾珠花鍵長行程線性模組，其中該底座具有二花鍵軸安裝部，該滾珠花鍵軸的兩端能夠樞轉地設在該二花鍵軸安裝部。
3. 如請求項1所述之滾珠花鍵長行程線性模組，其中該螺帽固定台具有第一容置部、及一反向於該第一容置部的第二容置部，該滾珠螺帽及該直溝螺帽的部分位於該第一容置部，該螺旋溝螺帽的部分位於該第二容置部。
4. 如請求項3所述之滾珠花鍵長行程線性模組，其中該螺帽固定台的第一容置部固設有一第一軸承，該直溝螺帽穿置在該第一軸承。
5. 如請求項3所述之滾珠花鍵長行程線性模組，其中該螺帽固定台的第二容置部固設有一第二軸承，該螺旋溝螺帽穿置在該第二軸承。
6. 如請求項1所述之滾珠花鍵長行程線性模組，其中該滑台具有二螺桿安裝部，該滾珠螺桿的兩端能夠樞轉地設在該二螺桿安裝部。
7. 如請求項1所述之滾珠花鍵長行程線性模組，其中該動力單元為驅動馬達。