TW434373B - Adjusting device - Google Patents

Description

4343 73* 五、發明說明（1) 本發明係有關一種調整裝置，設有一傳動裝置，如申 請專利範圍第1項前言所述。

專利DE 195 1 6 6 4 3 C1曾提出一種硬度測試器，其設 有一頂桿，該頂桿尖端設有一力測量裝置。此頂桿可組合 一心軸與一壓電元件而兩段式移動。移動經一心軸螺帽而 脫離整合在裝置中的縱向導軌《心軸螺帽之移動與壓電元 件之移動重疊，其方法為使壓電元件與心軸螺帽同軸聯 結。在此裝置申，只可測量總衝程，參考面則不明。壓電 元件相對於心軸的差動則不被測量。由於壓電元件以磁滯 工作，因此壓電元件之偏移狀態無法精確預知，尤其是精 調範圍在例如100仁範圍内時。調整移動只容許在軸向 上β由於裝置之測量只針對軸向反應力，故接觸面傾斜產 生的橫向力不被測量。此外，該裝置亦不容許移動方向交 替。 專利JP 8 31 37 85 Α提出一種顯微鏡聚焦傳動裝 置，其設有習用之齒條傳動裝置及後接之壓電元件。

本發明之目的因此在於提供一種調整裝置，其具高精 確度，甚至在有傾斜時。 具申請專利範圍第1項所述特徵之裝置達成了本目 的0 第4頁 434373* 五、發明說明（2) 藉接頭，尤其是萬向接頭，使得壓電線性調整元件只 在軸向上被施予負荷。這意味，除軸向作用力外，所有作 用力皆被脫接至心轴。負荷之施力點始終在中心，即使調 整裝置係用於一板。如此而可靠地避免有橫向力作用於壓 電線性調整元件.，而被其破壞。 以下將依據附圖進一步說明本發明之有利設計。 圖式說明 圖1係本發明調整裝置萬向接頭橫穿孔處之縱截面圖。 圖2係圖1調整裝置之放大立體圖。 以下所述之調整裝置除了容許數毫米之調整外，亦容 許數毫微米範圍内之精確定位。該調整裝置包括一緊裝調 整單元，其由一心軸1與一至少具一壓電元件2的壓電線性 調整元件組合而成，以及一操作心軸1之粗調與操作壓電 元件2之精調。由於使用壓電元件2，調整裝置可得到具高 承載負荷與高剛性之心軸。調整裝置之基座為一承接套筒 3。其内部固定心軸之心轴螺帽4。由於心軸螺帽4之固 定，故心軸1本身可依據頂桿原理而達到一粗調。 心軸1之移動被壓電元件2之轴向精調重疊。為達此目 1圓_1 1^11 第5頁 434373* 五、發明說明（3) 的，而將壓電元件2組入負荷傳輸鏈 只發生在麼電軸或心抽縱轴5的軸向上。，之輸入 一萬向接頭上，該萬向接頭包括一上 裒形凸肩6設在 。一由萬向接頭承接環或夾緊環7:及連接之下接 電元件2與承載環!2而被傳輸至下徑向輸轴入二承載負廢 傳輸至心軸1與承接套筒3。真的 而於疋亦 成，故在異正的萬向接頭由下接頭9構 ^ =在下接頭9中設兩相鄰之橫穿孔， 有一溥片。由圖2之放大圓可見兩组糌η橫穿孔之間” 一 Qf)。备* +知门L圃T見兩組橫穿孔9a，其彼此夹 90角，並在相同的平面上。圖1截面的位置正 橫 穿孔9a間的薄片上。 置正好在橫 ，周縫隙9b與橫穿孔93相通。藉由橫穿孔“而構成一 種十字接頭，故下接頭9可在橫穿孔9a上部範圍與橫穿孔 9a下部範圍間的空間中移動。彼此夾9〇。角橫穿孔轴之交 點^成擺動點。基本而言，上接頭8與下接頭9橫穿孔9&以 上部份可為一體成形，但基於組裝之考量’設為兩件式， 而以螺絲連接。 下接頭9與在其下端的環形凸肩6係用於承接一未示出 之物件’該物件同樣需設有一環狀承接件。 1尚固定在上徑向軸承Η上，其外環頂住夾緊環 °下」座向轴承10的外環頂住承載環12，藉該承載環12承 荷被傳輸至下徑向軸承1〇 ^下徑向軸承1〇與下接頭9

第6頁 43^3 73^ ____ 五、發明說明（4) 之間設有一載板13，但卞搜向轴承10與載板13間仍有空 隊’使得可利用壓電元件2而進行精調β兩徑向轴承10及 11作用在於旋轉時脫接心轴及精調時固定心軸。一設有彈 簧裝置之同轴實體接頭I4失在下接頭9與承載環12之間， 而與承載環12及位於壓電元件12上方的上接頭8 —起構成 壓電元件2之轴向預應力° 上接頭8與夾緊環7之間並另設一同軸實體接頭15，其 構成兩徑向軸承10及Η之預應力。 夾緊環7上的蓋罩16防止旋轉構件被污染。 裝設在心轴1上方且以夾緊螺栓1 8固定在心軸1頂侧的 頂冠17利用其圓周上的環形凸肩構成上徑向軸承u的爽緊 件。一間隔套19固定徑向轴承10及11兩内環β 放置在環形凸肩6 (承接物艘）上待調整或待測量物 件相對於心軸1之移動以一電容感測器，例如感測件2 〇 (目標）及2 1 (試驗）測量’其測出壓電元件2的移動。 此處將感測器之靜止感測件2 0設在承載環丨2下側，該承載 環則與壓電元件2固定連接。可動感測件2 1位在載板j 3 上，該載板與下接頭9固定連接。精調之測量因此不直接 在壓電元件2，而是在環形凸肩與心軸1之間。這意味，中 間構件亦參與測量’而檢測出待調整物件相對於粗調之真 ------- 五、發明說明（5) ------- 正移動。 軸1私一設>在承接套筒3中的電動馬達2 2驅動心轴1。由於心 23ι 了旋轉外亦可做線性移動，但電動馬達22之驅動軸 杨固定，故在驅動輛2 3與心軸1之間設一聯結器2 4，以 可補償此行程。聯結器24可具不同設計。最簡單的是設 計作金屬蛇腹，使得雖具必要之不可旋轉性，但仍能做補 償之軸向相對運動。 壓電元件2因此與心軸1共同進行調整。在所示實施例 十，壓電元件2被觸發時向上延展，而抬高萬向接頭之兩 接頭8及9 ’故亦相對於心軸1而抬高置於環形凸肩6上的物 件《壓電元件2下側經承載環丨2與下徑向軸承1 〇而頂住軸 由於萬向接頭之兩接頭8及9，其環形凸肩6與物件聯 結’故可避免物件略微傾斜時對調整裝置產生撓矩。 藉兩同轴實體接頭14及15 ’於是避免壓電元件2被施 予橫向力》橫向力於是被立即導至心軸1。如此而只轴向 給予壓電元件2負荷。 由於壓電元件2經同軸實體接頭14而獲預應力，故確 保與連接面之接觸’且除了壓力亦可輸入拉力。由置於環

第 f 43d3 73^ 五、發明說明（6) 形凸肩6上的物件而輸入一負荷。此負荷經萬向接頭之兩 接頭8及9而先傳輸至壓電元件2，並從該處再傳輸至承載 環1 2、下徑向軸承1 0 ’然後經心轴1而至心軸螺帽4及承接 套筒3。 此力傳輸路徑需亦容許動態負荷，即需確保上接頭8 與壓電元件2間始終存在一接觸，否則無法進行精調。藉 下實體接頭14可得到一預應力，其壓向承載環12與下接頭 9。此外’尚需使兩徑向軸承“及丨丨無間隙。故設上實體 接頭15，而使兩徑向軸承對間隔套19有一預應力，使得兩 徑向軸承10及11以其外環被頂住。如此同時確保上接頭與 心軸同軸移動。 由於上徑向轴承11之内環藉頂冠17經間隔套19而固定 於下徑向軸承10内環，故為心軸i與壓電元件2間之旋 動奠定了靜態與動態之穩定基礎。 此種無間隙之標準軸承支撐及其所產生之軸承負荷可 利用同軸實體接頭15之設計而決定β藉實體接頭15之^ =應力I顧及因物件移動所產生之實際負荷變換而達到精 確之支撲。 且不受心 基本而δ ’本調整裝置適用任何心軸規格 轴1之粗調行程左右。

4343 73毽 五、發明說明（7) 當然，除了本實施例所示之立式調整裝置配置，亦容 許懸吊式配置c 圖號說明 1 心轴 2 壓電元件 3承接套筒 4 心軸螺帽 5 縱軸Μ 6 環形凸肩 7夾緊環 8上接頭 9 下接頭 9a橫穿孔 9 b圓周縫隙 1 0 下徑向轴承 1 1 上徑向軸承 12 承載環 13載板 14， 15實體接頭 16 蓋罩 17頂冠

第10頁 f 434373^ 五、發明說明（8) 18 夾 緊 螺 栓 19 間 隔 套 20 靜 止 感 測 件 21 可 動 感 測 件 22 電 動 馬 達 23 驅 動 軸 24 聯 結 器

ISHUI 第11頁

Claims (1)

1. 43Λ3 73® , ί ____ _ ________________ . . . - . .- -一 - ^- .•丨 六、申請專利範圍 1_調整裝置，設有一傳動裝置，尤其是一心軸（1)與一心 軸螺帽（4) ’以將旋轉運動轉換為線性運動而進行粗調， 並設一串聯之壓電元件（2)以進行精調，其特徵在於，壓 電元件（2)藉設在一環形凸肩（6)與心軸（1)之間的接頭（8, 9)，尤其是萬向接頭，而排除橫向力與扭力之負荷β 2 ·根據申請專利範圍第i項所述之調整裝置，其中心軸螺 帽（4)為固定，心^(Τ)與壓t元#(2)可線性移動。 3. 根據申請專利範圍第2項所述之調整裝置，其中壓電元 件（2 )環狀環繞心轴（1 )。 4. 根據申請專利範圍第1， 2或3項令任一項所述之調整装 置，其中壓電元件（2)藉至少一實體接頭（14)而得到一預 應力。 5_根據申請專利範圍第4項所述之調整裝置，其中實艘接 頭（〗4)之預應力經接頭（8， 9)及一承載環（12)而輪至壓電 元件（2)有效面。 6·根據申請專利範圍第1項所述之調整裝置’其中為測量 壓電元件（2)之移動，至少設一感測器（2〇， 21)，尤其是 h 電容感測器。