TW202405321A - 共軛凸輪式減速機 - Google Patents
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Abstract
一種共軛凸輪式減速機，包含傳動單元、連接該傳動單元兩側之輸入單元及輸出單元。該傳動單元包括相固接的窄徑凸輪盤及寬徑凸輪盤。該窄徑凸輪盤形成多個第一凹槽，該寬徑凸輪盤形成多個第二凹槽。該輸入單元包括輸入盤、帶動該傳動單元旋轉的偏心軸，及多個輸入滾件。該輸入盤具有供該窄徑凸輪盤嵌設的結合槽，及多個與該等第一凹槽形成供該等輸入滾件自由滾動地設置之容置區的容槽。該輸出單元包括輸出盤及多個輸出滾件。該輸入盤具有供該寬徑凸輪盤嵌設的安裝槽，及多個與該等第二凹槽形成供該等輸出滾件自由滾動地設置之容設區的容穴。
Description
本發明是有關於一種動能傳動裝置，特別是指一種共軛凸輪式減速機。
參閱圖1，為中華民國公告第I738015號發明專利所揭示的一種具動平衡之擺線型減速機1，該減速機1包含一輸入軸11、一套設於該輸入軸11的擺線盤12、一套設於該擺線盤12外的第一滾輪組13，及一連結於該擺線盤12的第二滾輪組14。其中，該輸入軸11具有一偏心部112。該擺線盤12包括一圍繞界定出一供該輸入軸11穿設之軸孔120的內環部121，及一與該內環部121沿徑向間隔的外環部122。該外環部122具有一形成有多個外側凹部128的外側環壁123，及一形成有多個內側凹部129的內側環壁124。而每一個該外側凹部128的曲率半徑，是小於每一個該內側凹部129的曲率半徑，藉此使每一個該外側凹部128的弧線長度與每一個該內側凹部129的弧線長度有所差異。
同時參閱圖1與圖2，該第一滾輪組13包括一形成有多個凹設於內環壁之設置槽130的第一環盤131，及多個分別穿設於該等設置槽130且用以分別設置於該等外側凹部128的第一滾子132。該第二滾輪組14包括一具有多個沿徑向凹陷且環繞軸心間隔之凹槽140的第二輪盤141，及多個用以分別設置於該等凹槽140，且分別對位於該等內側凹部129的第二滾子142。在該等第一滾子132及該等第二滾子142之形式相同的情況下，配合分別在該等外側凹部128與該等內側凹部129滑動之路徑長度的差異，以及該輸入軸11的偏心機制，即可藉此達成動力傳輸的減速需求。
然而，該減速機1的元件構成相當複雜，且諸如形成該等設置槽130的該第一環盤131，以及形成該等凹槽140的該第二輪盤141，都需要特別執行細部加工，才能使該等設置槽130及該等凹槽140得以分別供該等第一滾子132及該等第二滾子142確實設置。再者，該擺線盤12還需要在該外環部122之內外兩側形成弧長不同的該等內側凹部129及該等外側凹部128，加工難度也就更高。況且，有鑑於目前許多機構設計都逐漸走向微型化，在元件組成複雜、製程中需要後續加工之結構又多，且結構又過於複雜的情況下，相關製程的尺寸也有其限制，自然也就無法隨需求輕易達成微型化，使得該減速機1的相關應用受限。
因此，本發明之目的，即在提供一種加工較為容易且元件配置較為精簡的共軛凸輪式減速機。
於是，本發明共軛凸輪式減速機，包含一圍繞界定出一沿一軸線貫通之穿設孔的傳動單元、一連接於該傳動單元的輸入單元，及一沿該軸線連接於該傳動單元相反於該輸入單元之一側的輸出單元。
該傳動單元包括一窄徑凸輪盤，及一沿該軸線之方向固接於該窄徑凸輪盤之一側且徑寬大於該窄徑凸輪盤的寬徑凸輪盤。該窄徑凸輪盤具有多個沿徑向向外凸設且圍繞該軸線而等距間隔的第一凸齒，及多個分別形成於相鄰之二個該等第一凸齒間的第一凹槽。該寬徑凸輪盤具有多個沿徑向向外凸設且圍繞該軸線而等距間隔的第二凸齒，及多個分別形成於相鄰之二個該等第二凸齒間的第二凹槽。
該輸入單元包括一圍繞界定出一通孔的輸入盤、一穿設於該通孔及該穿設孔的偏心軸，及多個輸入滾件。該輸入盤具有一自朝向窄徑凸輪盤之一側沿該軸線凹設並用以供該窄徑凸輪盤嵌設的結合槽，及多個自該結合槽沿徑向向外延伸且環繞該軸線而等距間隔的容槽。該偏心軸具有一軸心與該軸線相間隔的輸入端，並用以旋轉而帶動該傳動單元旋轉。該等容槽分別對位連通於該等第一凹槽而形成多個容置區，該等輸入滾件是可自由滾動地分別設置於該等容置區。
該輸出單元包括一輸出盤，及多個輸出滾件。該輸出盤具有一自朝向寬徑凸輪盤之一側沿該軸線凹設並用以供該寬徑凸輪盤嵌設的安裝槽，及多個自該安裝槽沿徑向向外延伸且環繞該軸線而等距間隔的容穴，該等容穴分別對位連通於該等第二凹槽而形成多個容設區，該等輸出滾件是可自由滾動地分別設置於該等容設區。
本發明之功效在於：只要透過該偏心軸帶動該傳動單元旋轉，即可藉由自由滾動的該等輸入滾件及該等輸出滾件，使該輸入盤及該輸出盤的相對轉動達成動能之減速傳動的需求，除了元件配置相對較為簡單以外，對該輸入盤及該輸出盤執行之後續加工的難度需求亦不高，在該等輸入滾件及該等輸出滾件可自由滾動而能輕易設置的情況下，更有利於直接縮小尺度而達成整體機構的微型化，使得相關的應用範疇得以更加廣泛。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖3，為本發明共軛凸輪式減速機之一第一實施例，本第一實施例包含一圍繞界定出一沿一軸線L貫通之穿設孔20的傳動單元2、一連接於該傳動單元2的輸入單元3，及一沿該軸線L連接於該傳動單元2相反於該輸入單元3之一側的輸出單元4。在本第一實施例中，該輸入單元3是連接於一例如馬達之動力來源，而所述動力會經由該傳動單元2的傳動作用，由該輸出單元4以減速後的形式輸出。
該傳動單元2包括一窄徑凸輪盤21，及一沿該軸線L之方向固接於該窄徑凸輪盤21之一側且徑寬大於該窄徑凸輪盤21的寬徑凸輪盤22。具體而言，該窄徑凸輪盤21及該寬徑凸輪盤22彼此是同軸且為一體成型地連接，即該傳動單元2實質上為一個寬窄徑共軛的凸輪組件。其中，該窄徑凸輪盤21具有多個沿徑向向外凸設且圍繞該軸線L而等距間隔的第一凸齒211，及多個分別形成於相鄰之二個該等第一凸齒211間的第一凹槽210。該寬徑凸輪盤22具有多個沿徑向向外凸設且圍繞該軸線L而等距間隔的第二凸齒221，及多個分別形成於相鄰之二個該等第二凸齒221間的第二凹槽220。值得特別說明的是，為了簡化該傳動單元2的製程，該等第一凸齒211與該等第二凸齒221可採用相同的間距規格，即可單純透過該窄徑凸輪盤21與該寬徑凸輪盤22的徑寬差異，分別在該窄徑凸輪盤21與該寬徑凸輪盤22的外周，形成不同數量的該等第一凹槽210及該等第二凹槽220。
該輸入單元3包括一圍繞界定出一通孔310的輸入盤31、一穿設於該通孔310及該穿設孔20的偏心軸32，及多個輸入滾件33。該輸入盤31具有一自朝向窄徑凸輪盤21之一側沿該軸線L凹設並用以供該窄徑凸輪盤21嵌設的結合槽311，及多個自該結合槽311沿徑向向外延伸且環繞該軸線L而等距間隔的容槽312。如圖4所示地，該偏心軸32具有一軸心與該軸線L相間隔的輸入端321，並用以旋轉而帶動該傳動單元2旋轉。其中，每一個該容槽312沿該軸線L的截面是選自梯形、圓形，或哥德弧型，而該等容槽312如圖4所示地分別對位連通於該等第一凹槽210，藉此形成多個環繞該軸線L而相互等距間隔的容置區300。每一個該輸入滾件33較佳可為易於製作或者直接取得規格品的金屬球形滾珠。另外，該等輸入滾件33是可自由滾動地分別設置於該等容置區300，於是不需要因應特殊形式的滾子來設計相對應的限位結構，更有利於製程的簡化。
該輸出單元4包括一輸出盤41、多個輸出滾件42，及一連接於該輸出盤41遠離該傳動單元2之一側且沿該軸線L延伸的輸出軸43。該輸出盤41具有一自朝向寬徑凸輪盤22之一側沿該軸線L凹設並用以供該寬徑凸輪盤22嵌設的安裝槽411，及多個自該安裝槽411沿徑向向外延伸且環繞該軸線L而等距間隔的容穴412。每一個該容穴412沿該軸線L的截面是選自梯形、圓形，或哥德弧型。該等容穴412也是如圖4所呈現地分別對位連通於該等第二凹槽220，藉此形成多個環繞該軸線L而相互等距間隔的容設區400，每一個該輸出滾件42較佳可為易於製作或者直接取得規格品的金屬球形滾珠，而該等輸出滾件42也是可自由滾動地分別設置於該等容設區400，同樣不需要因應特殊形式的滾子來設計相對應的限位結構，藉此有效簡化製程。
參閱圖4與圖5並配合圖3，本第一實施例具體而言，即是透過該傳動單元2之該窄徑凸輪盤21能與該輸入單元3之該結合槽311相互吻合，且該傳動單元2之該寬徑凸輪盤22又能與該輸出單元4之該安裝槽411相互吻合的設計，沿該軸線L使該輸入單元3與該輸出單元4分別配置於該傳動單元2的相反兩側。在該偏心軸32轉動時，即可帶動該傳動單元2之該窄徑凸輪盤21及該寬徑凸輪盤22一同轉動。在該傳動單元2以該軸線L為轉軸而轉動時，每一個該輸入滾件33及每一個該輸出滾件42都能自由滾動，藉此使所述輸入滾件33及所述輸出滾件42，分別形成該輸入盤31與該窄徑凸輪盤21之間，以及該寬徑凸輪盤22與該輸出盤41之間的接觸傳動媒介。透過該窄徑凸輪盤21與該寬徑凸輪盤22之間的徑寬差異，連接於該輸出盤41之該輸出軸43的轉速，與該偏心軸32即會有所差異，得以達成減速之動能傳動的目的。
要特別說明的是，由於本第一實施例除了該等輸入滾件33及該等輸出滾件42以外，實際上僅有該輸入盤31、該偏心軸32、該傳動單元2，及該輸出盤41四個元件，即可達成動能的減速傳輸，具有元件配置較為簡單的優點。除此之外，由於在該輸入盤31形成該等容槽312，以及在該輸出盤41上形成該等容穴412的製程，都能透過類似規格品的刀具輕易完成，故對該輸入盤31及該輸出盤41執行之後續加工的難度需求亦不高，在規格有所需求時得以輕易縮小尺寸。藉此，在該等輸入滾件33及該等輸出滾件42也是可自由滾動地配置，因而能輕易設置的情況下，更有利於直接縮小本第一實施例的尺寸而達成整體機構的微型化，使得相關的應用範疇得以更加廣泛。
如圖6所示為本發明共軛凸輪式減速機之一第二實施例，參閱圖6並配合圖3，本第二實施例與該第一實施例的差別在於：每一個該輸入滾件33及每一個該輸出滾件42皆為沿平行該軸線L之方向延伸的圓柱，而在圖6中，僅繪示與該輸出盤41配合的該等輸出滾件42為代表，而該等輸入滾件33與該輸入盤31可同理參照。相較於球形滾珠而言，每一個該輸入滾件33及每一個該輸出滾件42採用圓柱，使得與該輸入盤31、該輸出盤41的接觸面積增加，能使該輸入盤31、該傳動單元2，與該輸出盤41之間的結合更加穩定，並且藉此減少磨損。除此之外，本第二實施例能達成與該第一實施例相同的功效。
另參閱圖7，在每一個該輸入滾件33及每一個該輸出滾件42採用圓柱時，該輸出盤41上所形成之每一個該容穴412的型態也能有所變化。不同於如圖6所呈現之對應圓柱形態的形狀，每一個該容穴412的型態亦能採用如圖7所呈現之梯形的態樣，藉由該輸出滾件42與該容穴412之間的空間，藉此因應可能使用之潤滑油所需的儲油空間，使得潤滑油可持續釋出潤滑。除此之外，仍能達成與該第一實施例相同的功效。
綜上所述，本發明共軛凸輪式減速機，因元件配置較為簡單，且該等輸入滾件33及該等輸出滾件42是自由滾動地設置，於是除了能藉此達成所訴求之動能減速傳輸的用途，更因製程、組裝、配置之簡化，有利於直接縮小尺度而因應微型化需求，確實優化了相關應用的廣泛性。因此，確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明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，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2:傳動單元
20:穿設孔
21:窄徑凸輪盤
210:第一凹槽
211:第一凸齒
22:寬徑凸輪盤
220:第二凹槽
221:第二凸齒
3:輸入單元
300:容置區
31:輸入盤
310:通孔
311:結合槽
312:容槽
32:偏心軸
321:輸入端
33:輸入滾件
4:輸出單元
400:容設區
41:輸出盤
411:安裝槽
412:容穴
42:輸出滾件
43:輸出軸
L:軸線
本發明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是一立體分解圖，說明中華民國公告第I738015號發明專利所揭示的一種具動平衡之擺線型減速機；
圖2是一側視圖，配合圖1說明該減速機的缺點；
圖3是一立體分解圖，說明本發明共軛凸輪式減速機之一第一實施例；
圖4是一示意圖，說明該第一實施例之一輸入單元及一輸出單元；
圖5是一剖視圖，說明該第一實施例之一傳動單元與該輸入單元及該輸出單元相互組合的情況，並且說明該第一實施例的運作模式；
圖6是一立體圖，說明本發明共軛凸輪式減速機之一第二實施例；及
圖7是一類似圖6的立體圖，說明該第二實施例的另一種實施態樣。
2:傳動單元
20:穿設孔
21:窄徑凸輪盤
210:第一凹槽
211:第一凸齒
22:寬徑凸輪盤
220:第二凹槽
221:第二凸齒
3:輸入單元
31:輸入盤
310:通孔
311:結合槽
312:容槽
32:偏心軸
321:輸入端
33:輸入滾件
4:輸出單元
41:輸出盤
411:安裝槽
412:容穴
42:輸出滾件
43:輸出軸
L:軸線
Claims (6)
- 一種共軛凸輪式減速機，包含： 一傳動單元，圍繞界定出一沿一軸線貫通的穿設孔，並包括一窄徑凸輪盤，及一沿該軸線之方向固接於該窄徑凸輪盤之一側且徑寬大於該窄徑凸輪盤的寬徑凸輪盤，該窄徑凸輪盤具有多個沿徑向向外凸設且圍繞該軸線而等距間隔的第一凸齒，及多個分別形成於相鄰之二個該等第一凸齒間的第一凹槽，該寬徑凸輪盤具有多個沿徑向向外凸設且圍繞該軸線而等距間隔的第二凸齒，及多個分別形成於相鄰之二個該等第二凸齒間的第二凹槽； 一輸入單元，連接於該傳動單元，並包括 一輸入盤，圍繞界定出一通孔，並具有一自朝向窄徑凸輪盤之一側沿該軸線凹設並用以供該窄徑凸輪盤嵌設的結合槽，及多個自該結合槽沿徑向向外延伸且環繞該軸線而等距間隔的容槽，該等容槽分別對位連通於該等第一凹槽而形成多個容置區， 一偏心軸，穿設於該通孔及該穿設孔且具有一軸心與該軸線相間隔的輸入端，並用以旋轉而帶動該傳動單元旋轉，及 多個輸入滾件，可自由滾動地分別設置於該等容置區；及 一輸出單元，沿該軸線連接於該傳動單元相反於該輸入單元之一側，並包括 一輸出盤，具有一自朝向寬徑凸輪盤之一側沿該軸線凹設並用以供該寬徑凸輪盤嵌設的安裝槽，及多個自該安裝槽沿徑向向外延伸且環繞該軸線而等距間隔的容穴，該等容穴分別對位連通於該等第二凹槽而形成多個容設區，及 多個輸出滾件，可自由滾動地分別設置於該等容設區。
- 如請求項1所述的共軛凸輪式減速機，其中，每一個該輸入滾件及每一個該輸出滾件皆為球形滾珠。
- 如請求項1所述的共軛凸輪式減速機，其中，每一個該輸入滾件及每一個該輸出滾件皆為沿平行該軸線之方向延伸的圓柱。
- 如請求項1所述的共軛凸輪式減速機，其中，該輸入單元之該輸入盤的每一個該容槽沿該軸線的截面是選自梯形、圓形，或哥德弧型。
- 如請求項1所述的共軛凸輪式減速機，其中，該輸出單元之該輸出盤的每一個該容穴沿該軸線的截面是選自梯形、圓形，或哥德弧型。
- 如請求項1至5任一項所述的共軛凸輪式減速機，其中，該輸出單元還包括一連接於該輸出盤遠離該傳動單元之一側且沿該軸線延伸的輸出軸。
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