CN210322121U - 具有感测预压力功能的螺杆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种具有感测预压力功能的螺杆装置，包含螺杆组件、一预压片、一承载座及两个力量感测单元，螺杆组件包含螺杆及两个螺帽；两个螺帽套设于螺杆上；预压片设置于两个螺帽之间，并具有相对的第一表面与第二表面，其中第一表面具有凸部；承载座具有底部以及位于底部相对两侧的两个侧部，底部与两个侧部之间形成槽部，底部具有分别为底部相对的两面的第一表面及第二表面，预压片的凸部抵顶底部的第一表面；两个力量感测单元设置于承载座的底部的第二表面上，两个力量感测单元用以在两个螺帽挤压预压片而使得预压片的凸部施加压力于承载座的底部时，分别感测承载座的底部两侧的形变大小。

Description

具有感测预压力功能的螺杆装置

技术领域

本实用新型涉及一种螺杆装置，尤其涉及一种具有感测预压力功能的螺杆装置。

背景技术

精密定位是任何加工或机构运动的关键技术，螺杆装置，例如滚珠螺杆(BallScrew)装置等，是精密定位中常用的零组件，滚珠以滚动方式作为螺杆与螺帽间动力传输界面，大幅降低运动时的摩擦阻力。

为了避免螺杆装置的螺杆移动时所产生的轴向间隙，通常会增加螺杆装置的预压力来消除螺杆装置的轴向间隙，进而提升螺杆装置在螺杆移动时的刚性、定位精度以及定位的稳定性。因此预压力是衡量螺杆装置刚性、定位精度以及定位的稳定性相当重要的指标之一。

而为了产生预压力，目前作法是将是将两个螺帽之间放置预压片，再将两个螺帽相互锁紧，锁紧之后便会对滚珠、螺杆与螺帽产生预压力，同时可通过不同的预压片厚度来调整预压力。

当经过一段时间的使用后，滚珠与螺杆、螺帽间便产生磨耗，形成轴向间隙使预压效果逐渐消失，进而降低刚性、定位精度以及定位的稳定性，然而由于目前螺杆装置并无具有感测预压力的功能，导致螺杆装置在使用效益上并不佳。再者，目前螺杆装置的部分元件在加工上实较为复杂，导致生产成本上升且无法量产。

因此，如何发展一种可改善上述公知技术缺陷的具有感测预压力功能的螺杆装置，实为相关技术领域者目前所迫切需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有感测预压力功能的螺杆装置，以解决传统螺杆装置因无具有感测预压力功能而导致使用效益上并不佳的缺陷。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有感测预压力功能的螺杆装置，其可达到使预压片与承载座的成本降低而量产性提升的功效。

为达到上述目的，本实用新型的一实施样态为提供一种具有感测预压力功能的螺杆装置，包含螺杆组件、一预压片、一承载座及两个力量感测单元，螺杆组件包含螺杆及两个螺帽；两个螺帽套设于螺杆上，其中两个螺帽利用连接部件相组接；预压片，设置于两个螺帽之间，并具有相对的第一表面与第二表面，其中第一表面具有凸部，第二表面与两个螺帽中的其中之一螺帽相抵顶；承载座，具有底部以及位于底部相对两侧且与底部一体成形的两个侧部，其中底部与两个侧部之间形成槽部，底部具有分别为底部相对的两面的第一表面及第二表面，预压片的凸部抵顶底部的第一表面；两个力量感测单元设置于承载座的底部的第二表面上，两个力量感测单元用以在两个螺帽挤压预压片而使得预压片的凸部施加压力于承载座的底部时，分别感测承载座的底部两侧的形变大小。

根据本实用新型其中的一个实施方式，该预压片及该承载座为一体成形的环形结构。

根据本实用新型其中的一个实施方式，该预压片包含相互独立的一第一部件与一第二部件，该第一部件与该第二部件可相组接而使该预压片构成环形结构，且该第一部件与该第二部件可相互拆卸。

根据本实用新型其中的一个实施方式，该第一部件为一C型环结构。

根据本实用新型其中的一个实施方式，该承载座包含相互独立的一第一组件与一第二组件，该第一组件与该第二组件可相组接而使该承载座构成环形结构，且该第一组件与该第二组件可相互拆卸。

根据本实用新型其中的一个实施方式，该第一组件为一C型环结构。

根据本实用新型其中的一个实施方式，该预压片的该凸部位于该预压片的该第一表面的中央区域。

根据本实用新型其中的一个实施方式，该凸部的宽度不大于该预压片的该第一表面宽度的二分之一。

根据本实用新型其中的一个实施方式，该凸部的宽度小于该承载座的该底部的宽度。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供一种具有感测预压力功能的螺杆装置，其中螺杆装置设置了力量感测单元，以感测承载座的形变大小，故可利用力量感测单元的感测结果来即时监控螺杆装置上的预压力，使螺杆装置在长时间的运作下仍可保持高精密的定位与其稳定性，提升产品制造过程的良率。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的具有感测预压力功能的螺杆装置的组合结构示意图；

图2为图1所示的具有感测预压力功能的螺杆装置的爆炸结构示意图；

图3为图1所示的预压片及承载座的另一视角的部分结构示意图；

图4为图1所示的承载座的再一视角的结构示意图；

图5为图1所示的具有感测预压力功能的螺杆装置的局部放大结构示意图；

图6为图1所示的预压片及承载座的另一变化例的结构示意图。

图7为图1所示的预压片及承载座的另一变化例的结构示意图。

附图标记如下：

1：螺杆装置

10：螺杆组件

11：螺杆

12：螺帽

13：连接部件

14：间隙

15：键槽

20、20a：预压片

200、302：第一表面

201、303：第二表面

202：凸部

203：第一部件

204：第二部件

30、30a：承载座

300：底部

301：侧部

304：槽部

305：第一组件

306：第二组件

40：力量感测单元

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在后段的说明中结合附图详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非架构于限制本实用新型。请参阅图1、图2、图3及图4，其中图1为本实用新型较佳实施例的具有感测预压力功能的螺杆装置的组合结构示意图，图2为图1所示的具有感测预压力功能的螺杆装置的爆炸结构示意图，图3为图1所示的预压片及承载座的另一视角的部分结构示意图，图4为图1所示的承载座的再一视角的结构示意图。如图所示，本实施例的具有感测预压力功能的螺杆装置1包含螺杆组件10、预压片20、承载座30及至少一力量感测单元40。螺杆组件10包含螺杆11、两个螺帽12及连接部件13。螺杆11具有外螺纹。两个螺帽12各自具有内螺纹(未图示)，且分别套设于螺杆11上，并与螺杆11联合而形成循环路径(未图示)。此外，两个螺帽12套设于螺杆11上时，预压片20及承载座30设置于两个螺帽12之间，且于两个螺帽12之间存在间隙14。又每一螺帽12的表面具有键槽15，每一螺帽12的键槽15与间隙14相邻设。

连接部件13的两端分别设于两个螺帽12的键槽15中而与两个螺帽12相组接，并跨过间隙14，连接部件13用以锁定两个螺帽12而使两个螺帽12不会彼此相对旋转，由此确保两个螺帽12维持螺接于螺杆11上。

于一些实施例中，螺杆装置1为滚珠螺杆装置，故螺杆组件10还包含多个滚珠(未图示)，多个滚珠设置于该循环路径内，于螺杆11旋转时，多个滚珠便于循环路径内滚动及移动。其中由于滚珠螺杆装置的滚珠结构已广泛运用，故本实用新型不再特别图示或描述滚珠的设置位置或架构。

预压片20可为但不限于环状结构且一体成形，并套设于螺杆11上而位于两个螺帽12之间的间隙14内，并具有第一表面200及与第一表面200相对的第二表面201，其中第一表面200上还具有凸部202(如图3所示)，第二表面201则与两个螺帽12中的其中之一螺帽12相抵顶。

承载座30为环状结构，且由具弹性材质所构成，并设置于两个螺帽12之间的间隙14内，还位于预压片20与两个螺帽12中的另一螺帽12之间，其中承载座30具有底部300以及位于底部300的相对两侧且与底部300一体成形的两个侧部301。底部300具有第一表面302及与第一表面302相对的第二表面303。第一表面302抵顶预压片20的第一表面200的凸部202，并且底部300可于接收到因两个螺帽12挤压而产生的压力时产生形变(如图5)。两个侧部301的顶缘分别抵顶两个螺帽12中的另一螺帽12，且两个侧部301还与底部300的第二表面303共同定义槽部304。

力量感测单元40可为但不限于华司型力量感测单元，于本实施例中包含有两个力量感测单元，且设置于承载座30的底部300的第二表面303上而分别位于槽部304中的两个相对应位置，并用以感测承载座30的形变大小，其中当两个螺帽12挤压预压片20而使得预压片20的凸部202施加压力于承载座30，使得承载座30产生形变时，两个力量感测单元40便可分别感测到承载座30的底部300两侧的形变大小。

由上可知，本实用新型的螺杆装置1设置了两个力量感测单元40，以分别感测承载座30的底部300两侧的形变大小，故可利用力量感测单元40的感测结果来即时监控螺杆装置1上的轴向的预压力，使螺杆装置1在长时间的运作下仍可保持高精密的定位与其稳定性，提升产品制造过程的良率。此外，由于本实用新型的预压片20与承载座30为两个独立的元件，又凸部202形成于预压片20上，而力量感测单元40则设置于承载座30上，故预压片20及承载座3这样两件式的设计在加工上而言较为简单，使得预压片20与承载座30的成本可降低而量产性大幅提升。

于上述实施例中，预压片20的凸部202可位于预压片20的第一表面200的中央区域，且凸部202的宽度不大于第一表面200宽度的二分之一，且凸部202的宽度小于承载座30的底部300的宽度。

另外，承载座30的两个侧部301可互相平行，并且分别与承载座30的底部300垂直，由此，当两个螺帽12挤压承载座30时，由于挤压的力量可与两个侧部301平行，故两个侧部301便可以提供对底部300良好的支撑力。

以下将示范性说明本实用新型的螺杆装置1的作动。请参阅图5，并配合图1至图4，其中图5为图1所示的具有感测预压力功能的螺杆装置的局部放大结构示意图。如图所示，在螺杆装置1未作动时，螺帽12作用于预压片20，再通过预压片20的凸部202将压力传送到承载座30，而使承载座30的底部300变形的力量，即为未作动时的预压力。此时，承载座30是通过其底部300抵住预压片20的凸部202，因此底部300便产生对应的形变，同时力量感测单元40即可因为承载座30的底部300的形变而感测此时螺杆装置1的预压力。

此外，在螺杆装置1的作动过程中，两个螺帽12会因为螺杆11的旋转而于螺杆11上往复位移，在位移过程中，两个螺帽12之间的间隙14会因受外力作用而改变，即两个螺帽12之间的预压力会在位移过程中产生变化，而承载座30的形变亦会对应产生变化，此变化过程可由力量感测单元40所感测。由此，使用者可以通过力量感测单元40的感测结果得知预压力值。

请参阅图6，其为图1所示的预压片20a及承载座30a的另一变化例的结构示意图。如图所示，于一些实施例中，预压片20a及承载座30a并不局限于如图1所示的预压片20为一体成形的结构，而是如图6所示的预压片20a包含第一部件203及第二部件204，其中第一部件203与第二部件204为两个独立的元件，且可相互组接或拆卸分离，当第一部件203与第二部件204组接时，便可构成环形结构的预压片20a。请参阅图7，于其他实施例中，第一部件203的体积可大于第二部件204的体积，例如第一部件203可为一C型环结构，而第二部件204为与该C型环结构构成环型结构的弧形结构。

另外，请再参阅图6，承载座30a同样可包含有第一组件305及第二组件306，其中第一组件305与第二组件306为两个独立的元件，且可相互组接或拆卸分离，当第一组件305与第二组件306组接时，便可构成环形结构的承载座30a。请再参阅图7，于其他实施例中，第一组件305的体积可大于第二组件306的体积，例如第一组件305可为一C型环结构，而第二组件306为与该C型环结构构成环型结构的弧形结构。

而由于预压片20a及承载座30a可设计为分别包含可组接或拆卸的第一部件203、第二部件204以及第一组件305、第二组件306，因此当套设于螺杆11的预压片20a或承载座30a需进行更换时，便可在无需拆卸螺杆装置1的其它元件，例如螺帽12等情况下，利用组接或拆卸第一部件203及第二部件204或第一组件305、第二组件306来达到更换预压片20a或承载座30a的目的。

综上所述，本实用新型提供一种具有感测预压力功能的螺杆装置，其中螺杆装置设置了力量感测单元，以感测承载座的形变大小，故可利用力量感测单元的感测结果来即时监控螺杆装置上的预压力，使螺杆装置在长时间的运作下仍可保持高精密的定位与其稳定性，提升产品制造过程的良率。此外，由于本实用新型的预压片与承载座为两个独立的元件，又凸部形成于预压片上，而力量感测单元则设置于承载座上，故预压片及承载座这样两件式的设计在加工上而言较为简单，使得预压片与承载座的成本可降低而量产性大幅提升。

Claims (9)

1.一种具有感测预压力功能的螺杆装置，其特征在于，包含：

一螺杆组件，包含：

一螺杆；

两个螺帽，套设于该螺杆上，其中两个该螺帽利用一连接部件相组接；

一预压片，设置于两个该螺帽之间，并具有相对的一第一表面与一第二表面，其中该第一表面具有一凸部，该第二表面与两个该螺帽中的其中之一该螺帽相抵顶；

一承载座，具有一底部以及位于该底部相对两侧且与该底部一体成形的两个侧部，其中该底部与两个该侧部之间形成一槽部，该底部具有分别为该底部相对的两面的一第一表面及一第二表面，该预压片的该凸部抵顶该底部的该第一表面；以及

两个力量感测单元，设置于该承载座的该底部的该第二表面上而分别位于该槽部中的两个相对应位置，两个该力量感测单元用以在两个该螺帽挤压该预压片而使得该预压片的该凸部施加压力于该承载座的该底部时，分别感测该承载座的该底部两侧的形变大小。

2.如权利要求1所述的具有感测预压力功能的螺杆装置，其特征在于，该预压片及该承载座为一体成形的环形结构。

3.如权利要求1所述的具有感测预压力功能的螺杆装置，其特征在于，该预压片包含相互独立的一第一部件与一第二部件，该第一部件与该第二部件可相组接而使该预压片构成环形结构，且该第一部件与该第二部件可相互拆卸。

4.如权利要求3所述的具有感测预压力功能的螺杆装置，其特征在于，该第一部件为一C型环结构。

5.如权利要求1所述的具有感测预压力功能的螺杆装置，其特征在于，该承载座包含相互独立的一第一组件与一第二组件，该第一组件与该第二组件可相组接而使该承载座构成环形结构，且该第一组件与该第二组件可相互拆卸。

6.如权利要求5所述的具有感测预压力功能的螺杆装置，其特征在于，该第一组件为一C型环结构。

7.如权利要求1所述的具有感测预压力功能的螺杆装置，其特征在于，该预压片的该凸部位于该预压片的该第一表面的中央区域。

8.如权利要求1所述的具有感测预压力功能的螺杆装置，其特征在于，该凸部的宽度不大于该预压片的该第一表面宽度的二分之一。

9.如权利要求1所述的具有感测预压力功能的螺杆装置，其特征在于，该凸部的宽度小于该承载座的该底部的宽度。

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