TWM622155U - 電動缸及其傳動結構 - Google Patents

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Abstract

本創作係關於一種電動缸及其傳動結構，此傳動結構包括一螺帽及一棘輪導引套，螺帽延伸有一或複數棘爪；棘輪導引套套設於螺帽，且螺帽能夠相對棘輪導引套轉動，棘輪導引套的內周緣具有一環型棘齒及外周緣設有複數軌槽，一或複數棘爪抵靠於環型棘齒。藉此，棘爪被環型棘齒止擋限位時，能讓導螺桿與螺帽的摩擦力維持在預定值內，以達到電動缸及傳動結構具有移動順暢之功效。

Description

電動缸及其傳動結構
本創作是有關於一種電動缸的螺帽結構，且特別是有關於一種電動缸及其傳動結構。
電動缸(Actuator)主要包含一外管、一內管、一螺帽、一螺桿及一馬達，螺帽穿設在外管內部且一端套接有內管，螺帽呈中空狀且其內穿設有螺桿，螺帽的其中一端內側咬合於螺桿的螺牙，馬達連結於螺桿且帶動螺桿旋轉，當螺桿旋轉時即帶動螺帽軸向移動，同時內管跟隨螺帽軸向移動。
然而，上述螺帽與內管是通過摩擦力結合，但螺帽發生冷縮或螺牙加工精度不佳時，則螺帽與螺桿的摩擦力會大於螺帽與內管的摩擦力，造成螺帽無法在螺桿上、下移動，螺帽也無法帶動內管伸出或縮回。因此，如何避免螺帽與螺桿的摩擦力過大，係電動缸製造業者的研發重點。
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。
本創作提供一種電動缸及其傳動結構，其係利用棘爪被環型棘齒止擋限位時，能讓導螺桿與螺帽的摩擦力維持在預定值內，以達到電動缸及傳動結構具有移動順暢之功效。
於本創作實施例中，本創作係提供一種電動缸的傳動結構，包括：一螺帽，延伸有至少一棘爪；以及一棘輪導引套，套設於該螺帽，且該螺帽能夠相對該棘輪導引套轉動，該棘輪導引套的內周緣具有一環型棘齒及外周緣設有複數軌槽，該至少一棘爪抵靠於該環型棘齒。
於本創作實施例中，本創作係提供一種電動缸，包括：一殼體，具有一外管，該外管具有一內壁及定義有一軸向，該內壁具有沿著該軸向佈設的複數凸軌；一驅動機構，包含一導螺桿，該導螺桿穿設在該外管的內部；以及一如上述之傳動結構，該複數凸軌嵌設於該複數軌槽。
基於上述，導螺桿帶動螺帽朝第一旋轉方向轉動時，棘爪會被環型棘齒止擋限位，進而避免導螺桿與螺帽相互螺緊，讓導螺桿與螺帽的摩擦力維持在預定值內，防止導螺桿與螺帽的摩擦力大於螺帽與內管的摩擦力之情形發生，使螺帽穩地定帶動內管伸出，以達到電動缸及傳動結構具有移動順暢之功效。
基於上述，導螺桿帶動螺帽朝第二旋轉方向轉動時，棘爪會相對環型棘齒滑動，此時螺帽不受棘輪導引套牽制而能快速帶動內管縮回，以達到電動缸及傳動結構具有單向快釋之功效。
10:電動缸
1:殼體
11:外管
12:內壁
13:凸軌
2:驅動機構
21:馬達
22:導螺桿
3:傳動結構
31:螺帽
311:棘爪
32:棘輪導引套
321:環型棘齒
322:軌槽
323:環塊
324:觸壓塊
33:本體
331:凸塊
332:環槽
34:套環
341:凹槽
342:彈性臂
343:卡溝
35:擋片
351:卡榫
36:螺接鍵
37:彈性元件
38:連接套
4:內管
圖1 係本創作電動缸之立體組合圖。
圖2 係本創作螺帽之立體分解圖。
圖3 係本創作傳動結構之立體分解圖。
圖4 係本創作傳動結構之組合前視圖。
圖5 係本創作電動缸之另一立體分解圖。
圖6 係本創作驅動機構之立體組合圖。
圖7 係本創作電動缸之使用狀態示意圖。
圖8 係本創作電動缸之剖面示意圖。
圖9 係本創作電動缸之另一剖面示意圖。
圖10 係本創作電動缸之又一剖面示意圖。
圖11 係本創作電動缸之另一使用狀態示意圖。
圖12 係本創作電動缸之再一剖面示意圖。
有關本創作之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本創作。
請參考圖1至圖12所示，本創作係提供一種電動缸及其傳動結構，此電動缸10主要包括一殼體1、一驅動機構2及一傳動結構3，傳動結構3主要包括一螺帽31及一棘輪導引套32。
如圖1、圖7至圖12所示，殼體1具有一外管11，外管11具有一內壁12及定義有一軸向，內壁12具有沿著軸向佈設的複數凸軌13。
如圖1、圖5至圖12所示，驅動機構2包含一馬達21及一導螺桿22，馬達21容置於殼體1，導螺桿22穿設在外管11的內部且受馬達21驅動旋轉。
如圖1至圖12所示，傳動結構3包含螺帽31及棘輪導引套32，螺帽31套設且螺接於導螺桿22，螺帽31延伸有一或複數棘爪311，棘輪導引套32套設 於螺帽31，且螺帽31能夠相對棘輪導引套32轉動，棘輪導引套32的內周緣具有一環型棘齒321及外周緣設有複數軌槽322，棘爪311抵靠於環型棘齒321，各凸軌13嵌設於各軌槽322且能夠與各軌槽322相對滑動，使得棘輪導引套32僅能夠沿著軸向相對於外管11滑動，讓導螺桿22轉動時，螺帽31因受棘輪導引套32牽制而沿著軸向伸縮。
詳細說明如下，螺帽31包含一本體33及一套環34，本體33套設且螺接於導螺桿22，本體33一端延伸有複數凸塊331，套環34定義有一周向，套環34一端設有複數凹槽341及另一端延伸有沿著周向佈設的一或複數彈性臂342，一或複數棘爪311自一或複數彈性臂342的末端突伸，各凸塊331迫緊地嵌入各凹槽341中，以令套環34固接於本體33。其中，套環34設有複數卡溝343。
另外，本創作之本體33為聚甲醛(Polyoxymethylene，POM)所構成，套環34為聚酰胺(Polyamide，PA)或聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)所構成，當塑膠材料熱脹冷縮產生變形時，套環34可簡單且快速地自本體33拆卸更換，但本體33與套環34之材料可視情況予以調整，不以上述為限制，本體33與套環34也可為彼此一體成型的同一元件。
再者，本體33的外周緣設有一環槽332，棘輪導引套32的內周緣延伸有一環塊323及外周緣突伸有一觸壓塊324，環塊323嵌設於環槽332且能夠與環槽332相對轉動，此觸壓塊324用於觸壓極限開關(圖未揭示)或經過感測器(圖未揭示)，從而得知螺帽31的位置。其中，棘輪導引套32為一C字形環套，但不以此為限制。
又，螺帽31更包含一擋片35、一螺接鍵36及一彈性元件37，擋片35的外周緣延伸有複數卡榫351，各卡榫351卡合於各卡溝343，以令擋片35固接在套環34遠離本體33的一端，螺接鍵36套設且螺接於導螺桿22，螺接鍵36容置 於套環34且一端被擋片35止擋限位，彈性元件37彈性支撐在螺接鍵36與本體33之間。
其中，實際應用上導螺桿22具有多種螺距尺寸，所以彈性元件37用於自動調節螺接鍵36與本體33的間距，使螺接鍵36的內螺紋更確實地對準導螺桿22的外螺紋，進而提升傳動結構3與導螺桿22之螺接穩定性。此外，螺帽31更包含一連接套38，連接套38套接在本體33的外部，本創作電動缸10更包括一內管4，內管4套接在連接套38的外部，即本體33透過連接套38固接內管4，連接套38用於帶動內管4跟隨螺帽31移動。
進一步說明如下，環型棘齒321是一種使得棘爪311的旋轉運動保持單一方向的機械機構，所以螺帽31朝一第一旋轉方向轉動時，棘爪311會被環型棘齒321止擋限位，螺帽31朝一第二旋轉方向轉動時，棘爪311會相對環型棘齒321滑動。其中，第一旋轉方向與第二旋轉方向的方向相反。
如圖7至圖12所示，係本創作電動缸10及傳動結構3之使用狀態。首先，如圖7至圖10所示，導螺桿22帶動螺帽31朝第一旋轉方向轉動時，棘爪311會被環型棘齒321止擋限位，進而避免導螺桿22與螺帽31相互螺緊，讓導螺桿22與螺帽31的摩擦力維持在預定值內，此導螺桿22與螺帽31的摩擦力預定值係小於螺帽31與內管4的摩擦力，進而防止導螺桿22與螺帽31的摩擦力大於螺帽31與內管4的摩擦力之情形發生，使螺帽31穩地定帶動內管4伸出，以達到電動缸10及傳動結構3具有移動順暢之功效。
再者，如圖11至圖12所示，導螺桿22帶動螺帽31朝第二旋轉方向轉動時，棘爪311會相對環型棘齒321滑動，此時螺帽31不受棘輪導引套32牽制而能快速帶動內管4縮回，以達到電動缸10及傳動結構3具有單向快釋之功效。
另外，如圖2至圖5、圖8所示，螺帽31更包含有螺接於導螺桿22的螺接鍵36，此螺接鍵36為備用螺母，當本體33的內螺紋發生損耗而無法與導螺 桿22相互螺接傳動時，螺接鍵36仍可與導螺桿22相互螺接傳動，以帶動螺帽31正常伸出或縮回，進而提高電動缸10及傳動結構3的使用安全性。
又，螺帽31快速縮回時，因棘輪導引套32為C字形環套而能彈性套束螺帽31，進而增加螺帽31與棘輪導引套32之間的摩擦力，使得螺帽31透過棘輪導引套32產生出剎車功能，進而加強電動缸10及傳動結構3的使用安全性。
綜上所述，本創作之電動缸及其傳動結構，確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，並具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障創作人之權利。
21:馬達
22:導螺桿
3:傳動結構
31:螺帽
311:棘爪
32:棘輪導引套
321:環型棘齒
322:軌槽
324:觸壓塊
342:彈性臂
35:擋片
38:連接套
4:內管

Claims (10)

  1. 一種傳動結構，包括：一螺帽，延伸有至少一棘爪；以及一棘輪導引套，套設於該螺帽，且該螺帽能夠相對該棘輪導引套轉動，該棘輪導引套的內周緣具有一環型棘齒及外周緣設有複數軌槽，該至少一棘爪抵靠於該環型棘齒。
  2. 如請求項1所述之傳動結構，其中該螺帽朝一第一旋轉方向轉動時，該至少一棘爪被該環型棘齒止擋限位，該螺帽朝一第二旋轉方向轉動時，該至少一棘爪相對該環型棘齒滑動，該第一旋轉方向與該第二旋轉方向的方向相反。
  3. 如請求項1所述之傳動結構，其中該螺帽包含一本體及一套環，該本體一端延伸有複數凸塊，該套環固接於該本體，該套環一端設有複數凹槽，各該凸塊迫緊地嵌入各該凹槽中。
  4. 如請求項3所述之傳動結構，其中該套環定義有一周向，該套環另一端延伸有沿著該周向佈設的至少一彈性臂，該至少一棘爪自該至少一彈性臂的末端突伸。
  5. 如請求項3所述之傳動結構，其中該本體的外周緣設有一環槽，該棘輪導引套的內周緣延伸有一環塊，該環塊嵌設於該環槽且能夠與該環槽相對轉動。
  6. 如請求項3所述之傳動結構，其中該螺帽更包含一擋片、一螺接鍵及一彈性元件，該套環設有複數卡溝，該擋片固接在該套環遠離該本體的一端，該擋片的外周緣延伸有複數卡榫，各該卡榫卡合於各該卡溝，該螺接鍵 容置於該套環且一端被該擋片止擋限位，該彈性元件彈性支撐在該螺接鍵與該本體之間。
  7. 如請求項3所述之傳動結構，其中該螺帽更包含一連接套，該連接套套接在該本體的外部。
  8. 如請求項1所述之傳動結構，其中該棘輪導引套的外周緣突伸有一觸壓塊。
  9. 如請求項1所述之傳動結構，其中該棘輪導引套為一C字形環套。
  10. 一種電動缸，包括：一殼體，具有一外管，該外管具有一內壁及定義有一軸向，該內壁具有沿著該軸向佈設的複數凸軌；一驅動機構，包含一導螺桿，該導螺桿穿設在該外管的內部；以及一如請求項1至9中任一項所述之傳動結構，該螺帽套設且螺接於該導螺桿，該複數凸軌嵌設於該複數軌槽。
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