TWM617066U - 線性致動器 - Google Patents

Abstract

一種線性致動器，包含一機座單元、一致動單元，及一驅動單元。該機座單元界定出一安裝空間及一軸設空間，該軸設空間具有一連通該安裝空間的內空間部，及一由該內空間部向外階狀擴大開口的外空間部。該致動單元包括一固定於該機座單元的外管、一可轉動地軸設在該外管中且具有一尾段的螺桿、一供該尾段穿設且塞蓋於該外管伸入該軸設空間之一端緣的承力擋板、一設置在該尾段上且被該承力擋板擋止定位在該外空間部內的軸承、一能被該螺桿驅動而直線移動的移動螺帽，及一與該移動螺帽連接的移動桿。該驅動單元能帶動該螺桿轉動。該線性致動器使該軸承容置在該外空間部內，並利用該承力擋板遮擋限位，可具有組裝簡便的功效。

Description

線性致動器

本新型是有關於一種致動器，特別是指一種電動的線性致動器。

線性致動器是一種將電機的旋轉運動轉變為直線往復運動的電力驅動裝置，可於各種簡單或複雜的工藝流程中做為執行機械使用，以實現遠距離控制、集中控制或自動控制。傳統的線性致動器基本上包括一殼體、一固接於該殼體一側且具有一軌道的外管、一安裝在該殼體上的電機、一設置於該殼體內的直齒輪、一穿設在該外管內的螺桿，及一螺套於該螺桿且設置在該外管之該軌道上的螺帽。組裝時，在該殼體內側設置一軸承，使該螺桿穿過該殼體及該軸承，並與該直齒輪嚙合。啟動時，該電機驅動該直齒輪帶動該螺桿轉動，使得該螺帽直向移動。但是，由於該軸承設置在該殼體內側，容易造成裝配上的繁瑣不便，因此傳統的線性致動器設計仍有待改善。

因此，本新型之目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的線性致動器。

於是，本新型線性致動器，包含一機座單元、一致動單元，及一驅動單元。

該機座單元界定出一安裝空間，及一位於該安裝空間之一側的軸設空間，該軸設空間具有沿著一直線連通設置的一與該安裝空間連通的內空間部，及一由該內空間部向外階狀擴大延伸的外空間部，該外空間部具有一位於遠離該安裝空間之一側的開口。

該致動單元包括一固定於該機座單元且沿著該直線長向延伸的外管、一可原地轉動地軸設在該外管中且具有一伸入該軸設空間之尾段的螺桿、一供該螺桿的該尾段穿設且塞蓋於該外管伸入該軸設空間之一端緣的承力擋板、一設置在該螺桿的該尾段上且被該承力擋板擋止定位在該外空間部內的軸承、一螺套在該螺桿上且被限位於該外管內並能受該螺桿驅動而沿著該直線移動的移動螺帽，及一與該移動螺帽連接且能相對於該外管移動伸縮的移動桿。

該驅動單元包括一安裝在該機座單元上的動力源、一可轉動地安裝在該安裝空間內且能被該動力源驅動的第一齒輪，及一設置在該螺桿的該尾段上且能被該第一齒輪驅動而同步帶動該螺桿的第二齒輪。

本新型之功效在於：採用該承力擋板的設置，能從外側裝入該軸承，可提升裝配便利性。

參閱圖1~4，本新型線性致動器之一實施例，包含一機座單元1、一致動單元2、一驅動單元3，及一電控單元4。

該機座單元1包括相對接合的一前殼體11與一後殼體12、一沿著一直線10由該前殼體11同體往前突伸的軸承座13，及一直立設置在該前殼體11與該後殼體12之間的支架板14。該前殼體11與該後殼體12相配合界定出一安裝空間15。該軸承座13界定出一位於該安裝空間15之一側的軸設空間16，該軸設空間16具有沿著該直線10連通設置的一與該安裝空間15連通的內空間部161，及一由該內空間部161向外階狀擴大延伸，且具有一位於遠離該安裝空間15之一側的開口163的外空間部162。組裝時，藉由數支固定件17將該前殼體11、該支架板14與該後殼體12之周緣相疊部位接合在一起。

該致動單元2包括一中空且沿著該直線10長向延伸的外管21、數個將該外管21之一端固定連接於該軸承座13的螺絲212、一可原地轉動地軸設在該外管21中且具有一伸入該軸設空間16之尾段221的螺桿22、一螺套在該螺桿22上且被限位於該外管21內，並能受該螺桿22驅動而沿著該直線10移動的移動螺帽23，及一連接於該移動螺帽23遠離該軸承座13之一側，且能相對於該外管21移動伸縮的移動桿24。該外管21具有一平行於該直線10地形成於內側面，且與該移動螺帽23之一側滑動連接的導引部211，該導引部211為一軌道，可用來導引該移動螺帽23直向滑移，以阻止該移動螺帽23周向旋轉。

該致動單元2還包括一設置在該外管21內且位在該移動螺帽23外側也位在該移動桿24外側的開關座25，及二相間隔地安裝在該開關座25上的限位開關26。該等限位開關26分別位在該移動螺帽23移動路徑的兩端，該開關座25在該移動螺帽23觸碰到該等限位開關26之其中之一時，即會發出信號，使該螺桿22停止轉動，能用於限制該移動螺帽23移動的範圍。

值得一提的是，該致動單元2還包括一供該螺桿22的該尾段221穿設且塞蓋於該外管21伸入該軸設空間16之一端緣的承力擋板27、一設置在該螺桿22的該尾段221上且被該承力擋板27擋止定位在該外空間部162內的軸承28，及一螺設在該螺桿22的該尾段221上且位在該軸承28相反於該承力擋板27之一側的鎖緊螺帽29。該承力擋板27具有一插卡該開關座25伸入該軸設空間16之一端的卡定部271(見圖5)，能用於定位該開關座25。

組裝時，該鎖緊螺帽29鎖緊限位該軸承28，並使該軸承28頂抵定位該承力擋板27，藉以將該軸承28及該承力擋板27組接在該螺桿22的該尾段221上，以組構成為一螺桿組，再一起通過該軸承座13中央，讓該軸承28及該承力擋板27容置在該外空間部162內，該鎖緊螺帽29位在該內空間部161內，該尾段221之端緣伸入該安裝空間15，而後使該外管21端緣插入該軸承座13且靠置於該承力擋板27上，該等螺絲212固定連接該軸承座13及該外管21。

除此之外，該致動單元2還包括一襯套在該螺桿22的該尾段221與該軸承28之間的軸承套281、一設置在該螺桿22遠離該尾段221之一端且滑動接觸該移動桿24之內側面的導向套222，及一套設在該外管21遠離該機座單元1之一端緣且滑動接觸該移動桿24之外側面的管端套223。藉由該軸承套281、該導向套222與該管端套223的設置，能分別襯套支撐該螺桿22與該移動桿24，使其移動上更為穩定，並能減少異音。

參閱圖1、4、6，該驅動單元3包括一安裝在該機座單元1上的動力源31、一平行於該直線10地設置在該前殼體11與該支架板14之間且位在該安裝空間15內的定軸32、一可轉動地安裝在該定軸32上且能被該動力源31驅動的第一齒輪33，及一嵌套在該螺桿22的該尾段221上且可轉動地設置在該支架板14上的第二齒輪34。該動力源31具有一平行於該直線10且表面具有斜齒紋的電機軸311。該第一齒輪33設置在該電機軸311與該第二齒輪34之間，該第一齒輪33具有一表面具有斜齒紋且對應與該電機軸311嚙合的斜齒部331，及一與該斜齒部331同軸設置且表面具有直齒紋的直齒部332。該第二齒輪34之表面具有直齒紋且對應與該直齒部332嚙合，能被該第一齒輪33驅動而同步帶動該螺桿22。該電機軸311與該斜齒部331的斜齒紋β=16°，嚙合係數≥2.5，較傳統的直齒紋傳動，強度高，運轉平穩，且噪音小。該動力源31與該螺桿22之間藉由該第一齒輪33與該第二齒輪34傳動，能共同實現運動減速。

此外，該螺桿22的螺旋升角為λ=3°38′，而且本實施例在設計上是使該螺桿22的該尾段221的斷面呈非圓形，例如D字形或方形，該第二齒輪34具有一供該尾段221對應軸裝且配合呈非圓形的軸孔341。該驅動單元3還包括一襯墊在該軸孔341與該尾段221之間的孔套35，能使得配合可靠性高，該第二齒輪34能帶動該螺桿22一起轉動，以傳遞更大扭矩。

該電控單元4包括一設置在該支架板14上且電連接該動力源31與該開關座25的電控組41，及一安裝於該後殼體12且電連接該電控組41的輸入電線42，該電控組41能接收該開關座25發出的信號而控制該動力源31停機。傳統線性致動器的限位開關是串接在動力源的主回路裏，和動力源走等額的電流值，限位開關觸點切換容易燒損，壽命低，而本新型則是採用該開關座25傳送信號的方式，來實現如圖7 所示小電流對主回路大電流的控制，把該等限位開關26被觸動的信號傳遞給該電控組41的一繼電器43，以驅動該動力源31正反轉，執行該移動桿24的往復運動。

綜上所述，本新型線性致動器透過該承力擋板27的設計，實現了一零件同時具有三種功用，一種是承受來自於該螺桿22的力，一種是限位該軸承28，一種是卡定該開關座25，同時也簡化了該螺桿組插入該機座單元1的裝配方法，而且只要鎖固該外管21與該軸承座13的螺絲212，就實現了該螺桿組的軸向限位和固定，使得裝配便利，拆卸快捷，具有獨特的結構特點，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1:機座單元 10:直線 11:前殼體 12:後殼體 13:軸承座 14:支架板 15:安裝空間 16:軸設空間 161:內空間部 162:外空間部 163:開口 17:固定件 2:致動單元 21:外管 211:導引部 212:螺絲 22:螺桿 221:尾段 222:導向套 223:管端套 23:移動螺帽 24:移動桿 25:開關座 26:限位開關 27:承力擋板 271:卡定部 28:軸承 281:軸承套 29:鎖緊螺帽 3:驅動單元 31:動力源 311:電機軸 32:定軸 33:第一齒輪 331:斜齒部 332:直齒部 34:第二齒輪 341:軸孔 35:孔套 4:電控單元 41:電控組 42:輸入電線 43:繼電器

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本新型線性致動器的一實施例的一立體分解圖； 圖2是該實施例的一局部剖視側視圖，說明僅剖切一機座單元及一外管的狀態； 圖3是該實施例之一剖視側視圖，圖中未剖切一動力源及一電控單元； 圖4是該實施例之一不完整的剖視放大圖，是放大顯示圖3的一部分； 圖5是沿著圖2中的V-V線所截取的一剖視圖； 圖6是沿著圖2中的Ⅵ-Ⅵ線所截取的一剖視圖；及 圖7是該實施例之一電路示意圖。

1:機座單元

10:直線

11:前殼體

12:後殼體

13:軸承座

14:支架板

15:安裝空間

16:軸設空間

17:固定件

2:致動單元

21:外管

211:導引部

212:螺絲

22:螺桿

221:尾段

222:導向套

223:管端套

23:移動螺帽

24:移動桿

25:開關座

26:限位開關

27:承力擋板

271:卡定部

28:軸承

281:軸承套

29:鎖緊螺帽

3:驅動單元

31:動力源

311:電機軸

32:定軸

33:第一齒輪

331:斜齒部

332:直齒部

34:第二齒輪

341:軸孔

35:孔套

4:電控單元

41:電控組

42:輸入電線

Claims (10)

1. 一種線性致動器，包含：一機座單元，界定出一安裝空間，及一位於該安裝空間之一側的軸設空間，該軸設空間具有沿著一直線連通設置的一與該安裝空間連通的內空間部，及一由該內空間部向外階狀擴大延伸的外空間部，該外空間部具有一位於遠離該安裝空間之一側的開口；一致動單元，包括一固定於該機座單元且沿著該直線長向延伸的外管、一可原地轉動地軸設在該外管中且具有一伸入該軸設空間之尾段的螺桿、一供該螺桿的該尾段穿設且塞蓋於該外管伸入該軸設空間之一端緣的承力擋板、一設置在該螺桿的該尾段上且被該承力擋板擋止定位在該外空間部內的軸承、一螺套在該螺桿上且被限位於該外管內並能受該螺桿驅動而沿著該直線移動的移動螺帽，及一與該移動螺帽連接且能相對於該外管移動伸縮的移動桿；及一驅動單元，包括一安裝在該機座單元上的動力源、一可轉動地安裝在該安裝空間內且能被該動力源驅動的第一齒輪，及一設置在該螺桿的該尾段上且能被該第一齒輪驅動而同步帶動該螺桿的第二齒輪。
2. 如請求項1所述的線性致動器，其中，該致動單元還包括一螺設在該螺桿的該尾段上且位在該軸承相反於該承力擋板之一側的鎖緊螺帽，該鎖緊螺帽鎖緊限位該軸承，並使該軸承頂抵該承力擋板靠置於該外管端緣上。
3. 如請求項1或2所述的線性致動器，其中，該致動單元還包括一設置在該外管內的開關座，及二相間隔地安裝在該開關座上的限位開關，該等限位開關分別位在該移動螺帽移動路徑的兩端。
4. 如請求項3所述的線性致動器，其中，該承力擋板具有一插卡定位該開關座伸入該軸設空間之一端的卡定部。
5. 如請求項1所述的線性致動器，其中，該螺桿的該尾段的斷面呈非圓形，該第二齒輪具有一供該尾段對應軸裝且配合呈非圓形的軸孔，該驅動單元還包括一襯墊在該軸孔與該尾段之間的孔套，使得該螺桿與該第二齒輪一起轉動。
6. 如請求項1或5所述的線性致動器，其中，該動力源具有一平行於該直線且表面具有斜齒紋的電機軸，該第一齒輪設置在該電機軸與該第二齒輪之間，該第一齒輪具有一表面具有斜齒紋且對應與該電機軸嚙合的斜齒部，及一與該斜齒部同軸設置且表面具有直齒紋的直齒部，該第二齒輪之表面具有直齒紋且對應與該直齒部嚙合。
7. 如請求項4所述的線性致動器，其中，該機座單元包括相對接合且配合界定出該安裝空間的一前殼體與一後殼體、一沿著該直線同體設置於該前殼體上且界定出該軸設空間的軸承座，及一直立設置在該前殼體與該後殼體之間的支架板，該致動單元還包括數個將該外管固定連接於該軸承座的螺絲，該驅動單元還包括一平行於該直線地設置在該前殼體與該支架板之間且供該第一齒輪安裝的定軸。
8. 如請求項7所述的線性致動器，其中，該致動單元的該開 關座在該移動螺帽移至該等限位開關之其中之一時會發出信號，該線性致動器還包含一電控單元，該電控單元包括一設置在該支架板上且電連接該動力源與該開關座的電控組，及一安裝於該後殼體且電連接該電控組的輸入電線，該電控組能接收該開關座發出的信號而控制使該動力源停機，能用於限制該移動螺帽移動的範圍。
9. 如請求項1所述的線性致動器，其中，該致動單元還包括一襯套在該螺桿的該尾段與該軸承之間的軸承套、一設置在該螺桿遠離該尾段之一端且滑動接觸該移動桿之內側面的導向套，及一套設在該外管遠離該機座單元之一端緣且滑動接觸該移動桿之外側面的管端套。
10. 如請求項1所述的線性致動器，其中，該致動單元之該外管具有一平行於該直線地形成於內側面且與該移動螺帽之一側滑動連接的導引部，該導引部用來導引該移動螺帽直向滑移。

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