TW201422946A - 可供即時監控預壓力之滾珠螺桿 - Google Patents

Abstract

一種可供即時監控預壓力之滾珠螺桿，包含有：一螺桿，具有一外螺紋；二螺帽，各該螺帽具有一內螺紋以及一循環通路；該二螺帽係套設於該螺桿，且該二螺帽之內螺紋與該螺桿之外螺紋之間形成一螺旋路徑，該螺旋路徑與該循環通路相通；該二螺帽分別具有一鍵槽位於該二螺帽之相對端之環面上，且該二鍵槽彼此相對；一連結鍵，設於該二螺帽的鍵槽內且跨置於該二螺帽；一力量感測器，設於該二螺帽之相對面之間而受該二螺帽之相對面所擠壓；以及複數滾珠，位於該螺旋路徑或該二螺帽之循環通路內，在運動時滾動。

Description

可供即時監控預壓力之滾珠螺桿

本發明係與滾珠螺桿有關，特別是指一種可供即時監控預壓力之滾珠螺桿。

按，滾珠螺桿(Ball Screw)是精密定位中常用的零組件，滾珠以滾動方式作為螺桿與螺帽間動力傳輸介面，大幅降低運動時的摩擦阻力。

傳統的雙螺帽滾珠螺桿，係在兩個螺帽之間設置一預壓片，並於該二螺帽表面分別設置一相向的鍵槽，置於一鍵使其兩端分別位於該二螺帽的鍵槽內，藉此即使得該二螺帽在螺桿上運轉時得以保持一預壓力壓制於該預壓片上而緊密結合，進而可避免滾珠螺桿移動時所可能產生的軸向間隙，以及可增加滾珠螺桿在運轉時的剛性、定位精度以及定位的穩定性，因此預壓力即為衡量滾珠螺桿的剛性、定位精度及定位的穩定性的重要指標之一。

然而，經過一段時間的使用，滾珠與螺桿、螺帽間會產生磨耗，形成軸向間隙使該二螺帽之間的預壓效果逐漸消失，導致剛性、定位精度及定位的穩定性的降低。

中華民國公告第319129號專利，揭露了一種「滾珠螺桿之壓電式預壓調整與定位微調機構」，該案揭露了在滾珠螺桿的雙螺帽之間設置隔環，隔環與螺帽之間設有預壓彈簧座和預壓彈簧，且隔環之間設置壓電致動器承座，於該 壓電致動器承座內設有壓電致動器及測力計。此件專利案之結構十分複雜，組裝不易，其無法直接的量測雙螺帽之間的預壓力的變化，而必須再透過隔環甚至其他元件，因此其量測結果並不準確。

中華民國專利公開編號TW 201204960「滾珠導螺桿預壓力失效診斷方法及其裝置」專利案，揭露了使用滾珠螺桿轉動時所發出的聲紋訊號，進行經驗模態分解濾波，再使用希爾伯特黃轉換(HHT)以產生希爾伯特黃圖譜(HHS)，接著再使用多尺度熵萃取，以產生聲紋訊號的多尺度熵複雜度模式，經過比較原始的多尺度熵複雜度模式與現況的多尺度熵複雜度模式，即可有效的診斷出滾珠螺桿的預壓是否消失。然而，前述先前技術在量測的過程中，有可能會受到加工過程時所產生的震動、噪音或頻率而影響到其量測結果的準確度。由此可知，前述之先前技術並不能提供準確的量測結果。

本發明之主要目的在於提供一種可供即時監控預壓力之滾珠螺桿，其可藉由力量感測器設置位置特殊性，來提高量測預壓力的準確度，且不易受到外界干擾而影響準確度，進而可供使用者即時的監控預壓力的狀況。

為了達成前述目的，依據本發明所提供之一種可供即時監控預壓力之滾珠螺桿，包含有：一螺桿，具有一外螺紋；二螺帽，各該螺帽具有一內螺紋以及一循環通路，該 循環通路兩端分別具有一入口以及一出口；該二螺帽係套設於該螺桿，且該二螺帽之內螺紋與該螺桿之外螺紋之間形成一螺旋路徑，該螺旋路徑與該循環通路相通；該二螺帽分別具有一鍵槽位於該二螺帽之相對端之環面上，且該二鍵槽彼此相對；一連結鍵，設於該二螺帽的鍵槽內且跨置於該二螺帽；一力量感測器，設於該二螺帽之相對面之間而受該二螺帽之相對面所擠壓；以及複數滾珠，位於該螺旋路徑或該二螺帽之循環通路內，在運動時滾動。

較佳地，該力量感測器係呈環狀。

較佳地，該力量感測器之外圍輪廓對應於該二螺帽之外環面輪廓。

較佳地，該力量感測器之外圍輪廓的口徑係小於該二螺帽之外環面輪廓的口徑。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：

如第一圖至第四圖所示，本發明一較佳實施例所提供之一種可供即時監控預壓力之滾珠螺桿10，主要由一螺桿11、二螺帽21、一連結鍵31、一力量感測器41以及複數滾珠51所組成，其中：

該螺桿11，具有一外螺紋12。

各該螺帽21具有一內螺紋22以及一循環通路24，該循環通路24兩端分別具有一入口以及一出口可供滾珠進 出，其中由於循環通路24的入口及出口係為習知構造，容不以圖式表示之；該二螺帽21係套設於該螺桿11，且該二螺帽21之內螺紋22與該螺桿11之外螺紋12之間形成一螺旋路徑19，該螺旋路徑19與該循環通路24相通；該二螺帽21分別具有一鍵槽26位於該二螺帽21之相對端之環面上，且該二鍵槽26彼此相對。

該連結鍵31，設於該二螺帽21的鍵槽26內且跨置於該二螺帽21。

該力量感測器41，設於該二螺帽21之相對面之間而受該二螺帽21之相對面所擠壓。

該等滾珠51，位於該螺旋路徑19或該二螺帽21之循環通路24內，在運動時滾動。

前述之力量感測器41在實施時可為任何形狀，而於本實施例中，該力量感測器41係呈環狀，且該力量感測器41之外圍輪廓對應於該二螺帽21之外環面輪廓，由圖中來看，該力量感測器41之外圍輪廓係呈圓形。此外，該力量感測器41之外圍輪廓的口徑係小於該二螺帽21之外環面輪廓的口徑。

前述之力量感測器41的形狀係為舉例，並非用以限制本案之專利範圍。該力量感測器41形狀為非環狀、外圍輪廓不對應該二螺帽21之外環面輪廓或外圍輪廓口徑不小於該二螺帽21之外環面輪廓的口徑時，亦為本案專利範圍所涵蓋之變化形態。

以上說明了本實施例之結構，接下來說明本實施例之 操作方式。

如第四圖所示，在操作的過程中，該二螺帽21即會因該螺桿11之旋轉而於該螺桿11上往復位移。而在位移的過程中，該二螺帽21之間的空間關係即會因受外力之作用而改變，亦即該二螺帽21之間的預壓力會位移的過程中有所變化，因此，該力量感測器41即可因預壓力的變化而產生形變，進而依據變形量的大小來輸出相對應的電壓值，藉由該輸出的電壓值即可換算出目前的預壓力是否正常。

由上可知，藉由即時監控該力量感測器41所輸出的電壓值即可即時的監控該二螺帽21之間的預壓力，達到了本發明之發明目的。此外，由於該力量感測器41設置於該二螺帽21之間，因此其位置特殊，可提高量測預壓力的準確度，且不易受到外界干擾而影響量測的準確度。

10‧‧‧可供即時監控預壓力之滾珠螺桿

11‧‧‧螺桿

12‧‧‧外螺紋

19‧‧‧螺旋路徑

21‧‧‧螺帽

22‧‧‧內螺紋

24‧‧‧循環通路

26‧‧‧鍵槽

31‧‧‧連結鍵

41‧‧‧力量感測器

51‧‧‧滾珠

第一圖係本發明一較佳實施例之組合立體圖。

第二圖係本發明一較佳實施例之爆炸圖。

第三圖係本發明一較佳實施例之側視示意圖。

第四圖係沿第三圖中4-4剖線之剖視圖。

10‧‧‧可供即時監控預壓力之滾珠螺桿

11‧‧‧螺桿

12‧‧‧外螺紋

21‧‧‧螺帽

26‧‧‧鍵槽

31‧‧‧連結鍵

41‧‧‧力量感測器

51‧‧‧滾珠

Claims (4)

1. 一種可供即時監控預壓力之滾珠螺桿，包含有：一螺桿，具有一外螺紋；二螺帽，各該螺帽具有一內螺紋以及一循環通路，該循環通路兩端分別具有一入口以及一出口；該二螺帽係套設於該螺桿，且該二螺帽之內螺紋與該螺桿之外螺紋之間形成一螺旋路徑，該螺旋路徑與該循環通路相通；該二螺帽分別具有一鍵槽位於該二螺帽之相對端之環面上，且該二鍵槽彼此相對；一連結鍵，設於該二螺帽的鍵槽內且跨置於該二螺帽；一力量感測器，設於該二螺帽之相對面之間而受該二螺帽之相對面所擠壓；以及複數滾珠，位於該螺旋路徑或該二螺帽之循環通路內，在運動時滾動。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之可供即時監控預壓力之滾珠螺桿，其中：該力量感測器係呈環狀。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之可供即時監控預壓力之滾珠螺桿，其中：該力量感測器之外圍輪廓對應於該二螺帽之外環面輪廓。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之可供即時監控預壓力之滾珠螺桿，其中：該力量感測器之外圍輪廓的口徑係小於該二螺帽之外環面輪廓的口徑。