TWM436741U - Precision positioning lock-nut of shaft & bearing and ball screw/spindle assembly for lock-nut assembling - Google Patents

Description

10Ϊ年.05月01日梭正替^頁 五、新型說明： - 【新型所屬之技術領域】 本創作侧於—種可與熟'精密絲精密定位之 鎖固螺帽及組賴如㈣之料螺桿總成、主軸總成 ，尤指-種提供精_合於高轉速Q㈣成或高韓速 螺帽’心定位精密套合於 前述主軸總減滾珠螺桿總成之料切精密轴承，使 精密轴承、轉轴和鎖固螺帽三者間，精準的組合在同一

中心軸線上’並且具牢固定位效益之鎖固螺帽。 [先前技術] _ 按’習知提供螺合於每分鐘二萬轉以上的高轉速轉

[0001] 轴（10)上用於抵靠精密軸承（20)定位之鎖固螺帽（3〇)的 結構技術’如圖—和圖二所示，一般機械為了精確定位 轉軸（10)，都會在轉軸（10)的外環面（11)與複數個精密 轴承（20)之内環（21)的内環面（22)進行精密配合，再以 特定專用的鎖固螺帽（30)鎖合於轉軸（1〇)上精密加工的 外螺牙（12)，直至鎖固螺帽（30)—精密端面（32)抵止於 精密軸承（20)於内環（21)之側精密端面（23)後，即可達 到定位精密轴承（2〇)的功能；目前的加工技術在轉軸 (10)之外環面（11)、精密軸承（20)之内環（21)的内環 面（22)和側精密端面（23)，以及鎖固螺帽（30)之精密端 面（32)等處進行精密研磨的技術已經相當的純熟，而且 可輕易的達成；惟該習知鎖固螺帽（30)之内螺牙（31) 和轉軸（10)之外螺牙（12)在製造時，受到牙型和牙距的 因素皆會產生螺旋角誤差的問題，往往導致前述内螺牙 10120085#單編號 Α0101 第3頁/共22頁 1013165200-0 M436741 :10»Q5iL 010

(31)和外螺牙（12)螺合後，如圖二示局部放大圖所示， 兩者間容易產生牙間隙現象，及為了利於鎖固螺帽（30) 容易的在轉軸（10)上螺合往復位移，該鎖固螺帽（30)内 環面與轉軸（10)外環面間乃會預留有些微的間隙（34)， 惟此種内螺牙（31)與外螺牙（12)間之牙間隙及鎖固螺帽 (30)内環面與轉軸（1〇)外環面間之間隙問題，乃造 成該鎖固螺帽（3〇)會發生傾角之情形，而連帶與使受鎖 固螺帽（30)抵接定位之精密軸承（20)亦發生傾角情形， 該精密軸承（20)中之滾動體（24)乃變成單點接觸滾動而 使該等精密轴承（2〇)容易損壞，及同時使轉軸（1〇)轉動 時不順暢。 為解決上述習知鎖固螺帽（30)會發生傾角之問題， 目刖改善的方法，是以一種特殊的螺牙研磨設備，來對 鎖固螺帽（30)之内螺牙（31)和轉軸（1〇)之外螺牙（1 2) 進行精密的研磨，惟，該精密研磨之製程速度相當緩慢 耗時，且該研磨設備亦是相當的昂貴，將相對有製造成 本居高不下之問題。 另外，以上述特殊的螺牙研磨設備所加工完成之習 知鎖固螺帽（30)之内螺牙（31)和轉軸（1〇)之外螺牙的配 合’除了具螺旋推進的功能外，同時必需兼具精密配合 的权正定位功能，造成鎖固螺帽（3〇)在螺合於轉轴（1〇) . 上時的推進操作亦會有不方便操作之問題。 基於上述之問題’本創作人乃經悉心、地研究與試驗 並秉持鎮而不捨之創作精神，在經多次之試作和實驗 後’終於促使確手達成以下創作目的本創作誕生，並提 出本案之專利申請。 10120085#單編號删1 第4頁/共22頁 1013165200-0 M436741 10Ϊ年.05启01日梭正替4頁 •【新型内容】 [0003] 本創作之主要目的，係提供一種可與轉軸、精密軸 承精密定位之鎖固螺帽及組設該鎖固螺帽之滾珠螺桿總 成、主軸總成，其係利用既有的精密研磨技術，使鎖固 螺帽與套設有精密軸承之轉軸鎖合後，在鎖固螺帽内環 面與轉軸外環面之間係以徑向至少兩個間隔位置以上構 成一線性精密貼合，促使鎖固螺帽與轉軸精準的位在同 一轴線上，使鎖固螺帽不會發生徑向傾角之情形；及搭 配鎖固螺帽與精密轴承之間係以軸向的精密面進行抵觸 ，使鎖固螺帽、轉軸與精密軸承三者在垂直的徑向和軸 向皆有精密的貼合，以達到鎖固螺帽、轉軸與精密軸承 三者精準的位於同一軸線上精確定位之功能；而解決鎖 固螺帽之内螺牙及轉軸之外螺牙須進行精密研磨所衍生 尚加工成本之缺點。 為達到上述目的，本創作之改良特徵係在於：該鎖 固螺帽具有一螺帽本體，該螺帽本體具有一中心軸孔， 該軸孔内環面沿中心軸向設有内螺牙段，位在内螺牙段 的兩外側分別設有一第一精密研磨内環面和一第二精密 研磨内環面，前述螺帽本體之兩相對外側端面之其中一 外側端面係經以精密研磨為垂直於軸向中心線之精密研 磨端面，該精密研磨端面係鄰近於第一精密研磨内環面 ，該另一外侧端面係鄰近於第二精密研磨内環面。 該鎖固螺帽係可螺鎖在一主軸總成或滚珠螺桿總成 的轉軸上，用以將套設在該轉軸上之一至數精密軸承予 以精密的定位；該各精密軸承具有一内環、一外環、複 數介在内、外環間的多複轉動體，且在内、外環之兩相 10120085^^^^· A〇101 第5頁/共22頁 1013165200-0 M436741 ：101^05J 01 0 對外側端面皆精密研磨為精密外端面；前述套設在該轉 軸之數精密軸承最外側之精密軸承外部之轉軸外環面依 序設有一第一精密研磨外環面、外螺牙段、及一第二精 密研磨外環面； 俾以螺帽本體之内螺牙段推進鎖合於轉軸之外螺牙 段後，至鎖固螺帽之精密研磨端面抵觸到精密軸承之精 密外端面時，該螺帽本體之第一、二精密研磨内環面係 各貼合在該轉轴之第一、二精密研磨外環面上，藉由鎖 固螺帽與轉軸間有兩個間隔的位置作徑向的精密貼合， 使鎖固螺帽不會發生傾角之問題，及藉由該螺帽本體之精 密研磨端面可與精密軸承之内環的精密外端面呈精密貼 合，使螺帽本體與各軸承間之軸向接觸面皆呈精密貼合 ，據此使鎖固螺帽、轉軸及精密軸承三者精確定位在同 一軸線上。 此外，該鎖固螺帽沿軸向之剖面視之，該内螺牙段 具有複數内牙峰和複數内牙谷，前述該鎖固螺帽之第一 精密研磨内環面係與内牙谷之最低點位在同一直線上或

略低於内牙谷之最低點；前述該鎖固螺帽之第二精密研 磨内環面係與内牙峰之最高點位在同一直線上或略低於 内牙峰之最高點。 .此外，該鎖固螺帽之第一精密研磨内環面，係可由 數間隔排列之數第一精密研磨内環面所構成；該鎖固螺 帽之第二精密研磨内環面，係可由數間隔排列之數第二 精密研磨内環面所構成。 此外，該鎖固螺帽位在内螺牙段與第一精密研磨内 環面之間設有第一環溝槽-，該内螺牙段與第二精密研磨 面嶋ί單编號A0101 第6頁/共22頁 1013165200-0 M436741 101年.05月01日倐正替^頁 内環面之間設有第二環溝槽，該第一環溝槽、第二環溝 槽之槽底係低於鎖固螺帽之内牙谷最低點，以提供鎖固 螺帽之内螺牙段較容易推進螺合於轉軸之外螺牙段。

此外，該鎖固螺帽位在内螺牙段與第二精密研磨内 面沿軸向間隔設有二導槽，且在鎖固螺帽的外環面設有 二徑向深入之螺孔，各導槽係對應一螺孔，該各螺孔係 與對應之導槽相貫通；前述導槽内置入有一迫緊件，該 迫緊件一側設有螺牙而可與鎖固螺帽之内螺牙段相對合 ;前述各螺孔内螺合有一鎖合件，該鎖合件一端可頂推 迫緊件往轉軸外螺牙段頂靠，以輔助加強鎖固螺帽與轉 軸間之固定。 【實施方式】 [0004] 茲再配合本創作較佳實施例之圖式進一步說明如后

，以期能使熟悉本創作相關技術之人士，得依本說明書 之陳述據以實施：首先，敬請配合參閱圖三、圖四、圖 五A及圖五B所示，為本創作較佳實施例之一種精密軸承 之鎖固螺帽（40)，該鎖固螺帽（40)具有一螺帽本體（41) ，該螺帽本體（41)具有一中心軸孔（401)，該軸孔（401) 内環面沿中心軸向設有内螺牙段（42)，位在内螺牙段 (42)的兩外側分別設有一第一精密研磨内環面（43)和一 第二精密研磨内環面（44)，前述螺帽本體（41)之兩外側 端面（46)之其中一外側端面係經精密研磨為一垂直於軸 向中心線之精密研磨端面（45)，該精密研磨端面（45)係 鄰近於第一精密研磨内環面（43)，該另一外側端面（46) 係鄰近於第二精密研磨内環面（44)。 請配合參閱圖六、七所示，該鎖固螺帽（40)係可應 10120085^^ A0101 第 7 頁 / 共 22 頁 1013165200-0 M436741 ι%〇ιψ.〇Μ 用於主軸總成（600)或滚珠螺桿總成（500)之轉軸（50)， 用來將套設在轉軸（50)上之精密轴承（60)予以精密定位 ，以下以應用於主軸總成（6 0 0 )為例，說明本創作之特點 ;該轉軸（50)係精密套合有一個以上的精密軸承（6〇)， 前述該精密轴承（60)具有一内環（61)、一外環（62)、複 數介在内、外環（61)、（62)間的轉動體（63)組合，且在 精密軸承（6 0 )之各内、外環（61 )、（ 6 2)的相對外側端面 研磨加工為精密外端面（611)、（621);前述套合在該轉 軸（50)外環面（51)最外側的精密轴承（6〇)之外部，依序 設有一第一精密研磨外環面（51)、外螺牙段（52)、及一 省 第二精密研磨外環面（53);前述該第一.、二精密研磨外 環面（51)、（53)、外螺牙段（52)分別與鎖固螺帽（4〇) 之第一、二精密研磨内環面（43)、（44)、内螺牙段（42) 係呈相互對應之關係，其中，該轉軸（5 〇 )之外螺牙段 (52)與鎖固螺帽（40)之内螺牙段（42)為一般加工技術所 加工完成，不須以特殊的精密研磨加工技術來完成；該 鎖固螺帽（40)之内螺牙（42)及轉軸（50)之外螺牙段 (52)之功能，為僅提供鎖固螺帽（4〇)可螺合位移之需要 < ，而不須同時兼具精確定位之功能》 俾以鎖固螺帽（40)之内螺牙段（42)推進緊迫鎖合於 轉轴（50)之外螺牙段（52)定位後，至該鎖固螺帽（4〇)之 精密研磨端面（45)抵觸到該精密轴承（6〇)之内環（61)的 精密外端面（611)時，該鎖固螺帽（4〇)之第一精密研磨 内環面（43)恰貼合在該轉轴（5〇)之第一精密研磨外環面 (51)上，該鎖固螺帽（40)之第二精密研磨内環面（44)恰 貼合在該轉軸（50)之第二精密研磨外環面（53)上，使鎖 10120085#單编號A0101 第8頁/共22頁 1013165200-0 M436741 101:年〇5月01日梭正替#頁 固螺帽（40)與轉轴（50)之間，係以間隔的兩個位置作徑 向的精密貼合，使鎖固螺帽（40)無法發生傾角之情形， 而該鎖固螺帽（40)之精密研磨端面（45)乃與精密軸承 (60)之内環（61)的精密外端面（611)呈精密貼合，以達 到鎖固螺帽（4 0 )與精密轴承（6 0 )之間係以軸向面精密配 合，據此使鎖固螺帽（40)、轉軸（50)及精密轴承（60)三 者精確的定位在同一軸線上，該各軸承（60)之各滾動體 (63)乃不會有單點接觸滾動的情形發生，而使轉軸（5〇) 可順暢的轉動。 請配合參閱圖五B所示，該鎖固螺帽（40)沿軸向之剖 面視之，該内螺牙段（42)係具有等高之複數内牙峰 (421)和内牙谷（422);該鎖固螺帽（40)之第一精密研磨 内環面（43)係與前述該内牙谷（422)的最低點位在同一 直線上或略低於内牙谷（422)的最低點；該鎖固螺帽 (40)之第二精密研磨内環面（44)與前述該内牙峰（421) 的最高點係位在同一直線上或略低於該内牙峰（421)的最 高點。 ' 請繼續配合參閱圖五B所示，該鎖固螺帽（4〇)位在内 螺牙段（42)與第一精密研磨内環面（43)之間設有第一環 溝槽（47) ’位在内螺牙段（42)與第二精密研磨内環面 (44)之間設有第二環溝槽（48)，其中，該第一環溝槽 (47)、第二環溝槽（48)之槽底係略低於内牙谷（422)， 以提供鎖固螺帽（40)之内螺牙段（42)可快速鎖合於轉軸 (50)之外螺牙段（52)。 請繼續配合參閱圖五A所示，該鎖固螺帽（4〇)位在内 螺牙段（42)與第二精密研磨内環面（44)間，沿軸向設有 1013165200-0 10120085#單編號A〇101 帛9頁/共22頁 M436741 JL01:年〇明01日梭正._頁 二導槽（461)，且在鎖固螺帽（40)的外環面設有二徑向 深入之螺孔（462)而與二導槽（461)相對應，該各螺孔 (462)係與對應之導槽（461)相貫通；前述導槽（461)内 置入有一迫緊件（49)，該迫緊件（49) 一側設有螺牙 (491)可與鎖固螺帽（40)之内螺牙段（42)相對合；前述 螺孔（462)内可螺入一鎖合件（圖未示），該鎖合件一端可 頂推迫緊件（49)往轉軸（50)之外螺牙段（52)壓制，以供 緊密抵止於轉轴（50)，俾作為進一步輔助之定位。

請參閱圖六所示，其係本創作較佳實施例之鎖固螺 帽（40)組套於滚珠螺桿總成（500)的轉軸（50)的實施狀 I

態示意圖。該轉軸（50)套設有多數精密軸承（60)，用以 精準定位轉轴（50)的位置，前述轉袖（50)位在精密軸承 (60)之外部，依序設有一第一精密研磨外環面（51)、一 外螺牙段（52)、及一第二精密研磨外環面（53);本創作 之鎖固螺帽（40)係以内螺牙段（42)鎖固於轉軸50)之外 螺牙段（52)，至鎖固螺帽（40)之精密研磨端面（45)抵止 於精密軸承（60)之精密外端面（611)後，即可使轉軸 (50)之第一精密研磨外環面（51)與鎖固螺帽（40)之第一 精密研磨内環面（43)呈相互精密貼合，使轉軸（50)之第 二精密研磨外環面（53)與鎖固螺帽（40)之第二精密研磨 内環面（44)呈相互精密貼合，俾鎖固螺帽（40)、轉軸 (50)及精密軸承（60)三者精確定位在同一軸線上。 請參閱第七圖所示，其係本創作較佳實施例之鎖固 螺帽（40)組套於傳動機構之主軸總成（600)的轉軸（50) 的實施狀態示意圖。該轉軸（50)套設有多數精密軸承 (60)，用以精準定位轉軸（50)的位置，前述轉軸（50)位 1013165200-0 第10頁/共22頁 M436741 101年.05月01日梭正替換頁 在精密轴承（60)之外部，依序設有一第一精密研磨外環 面（51)、一外螺牙段（52)、及一第二精密研磨外環面 (53);本創作之鎖固螺帽（40)係以内螺牙段（42)鎖固於 轉軸50)之外螺牙段（52)，至鎖固螺帽（40)之精密研磨 端面（45)抵止於精密軸承（60)之精密外端面（611)後，

即可使轉軸（50)之第一精密研磨外環面（51)與鎖固螺帽 (40)之第一精密研磨内環面（43)呈相互精密貼合，使轉 轴（50)之第二精密研磨外環面（53)與鎖固螺帽（40)之第 二精密研磨内環面（44)呈相互精密貼合，俾鎖固螺帽 (40)、轉軸（50)及精密軸承（60)三者精確定位在同一軸 線上。 綜上所陳，僅為本創作之一較佳實施例而已，並非 用來限定本創作實施之範圍。即凡依本創作申請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋 【圖式簡單說明】

[0005] 圖一係習知鎖固螺帽鎖合於主軸總成之轉軸之剖面 示意圖。 圖二係圖一之局部放大圖。 圖三係本創作之鎖固螺帽立體圖。 圖四係本創作之鎖固螺帽立體圖。 圖五A係本創作之鎖固螺帽與轉軸之剖面分解圖。 圖五B係本創作之鎖固螺帽與轉軸之剖面組合圖。 圖六係本創作精密軸承之鎖固螺帽配合安裝於滾珠 螺桿總成之轉軸的剖面示意圖。 圖七係本創作精密軸承之鎖固螺帽配合安裝於機械 1Q12Q()85#單編號A0101 第11頁/共22頁 1013165200-0 M436741 ;101年.巧月01日俊正_叔 主軸總成之剖面示意圖。 [0006] 【主要元件符號說明】 習知技術： 10轉軸 12外螺牙 21内環 23侧精密端面 30鎖固螺帽 32精密端面 本創作： 40鎖固螺帽 41螺帽本體 42螺牙段 422内牙谷 44第二精密研磨内環面 46外側端面 462螺孔 48第二環溝槽 491螺牙 50轉軸 51第一精密研磨外環面 53第二精密研磨外環面 60精密軸承 61内環 62外環 63轉動體 11外環面 '2 0精密轴承 2 2内環面 24滚動體 31内螺牙 401軸孔 421内牙峰 43第一精密研磨内環面 45精密研磨端面 461導槽 47第一環溝槽 49迫緊件 500滚珠螺桿總成 52外螺牙段 600主軸總成 611精密外端面 621精密外端面 34間隙

10120085#單编號 A〇101 第12頁/共22頁 1013165200-0

Claims (1)

101:年05為01日倐正替換頁 M43.6741 六、申請專利範圍： 1 . 一種可與轉軸、精密轴承精密定位之鎖固螺帽，其包括一 螺帽本體，該螺帽本體具一中心軸孔，該軸孔内環面設有 一内螺牙段，位在内螺牙段的其中一外側，至少設有一第 一精密研磨内環面，另一外側至少設有一第二精密研磨内 環面，該螺帽本體之兩相對外側端面之其中一外側端面係 經以精密研磨為垂直於轴向中心線之精密研磨端面，該精 密研磨端面係鄰近於第一精密研磨内環面，該另一外側端 面係鄰近於第二精密研磨内環面。

2 .如申請專利範圍第1項所述之可與轉軸、精密軸承精密定 位之鎖固螺帽，其中，該鎖固螺帽之内螺牙段包含有複數 的内牙峰和内牙谷，該鎖固螺帽之第一精密研磨内環面係 與内牙谷之最低點位在同一直線上；前述該鎖固螺帽之第 二精密研磨内環面係與内牙峰之最高點位在同一直線上。 3 .如申請專利範圍第1項所述之可與轉軸、精密轴承精密定 位之鎖固螺帽，其中，該鎖固螺帽之内螺牙段包含有複數 的内牙峰和内牙谷，該鎖固螺帽之第一精密研磨内環面係 略低於内牙谷之最低點；前述該鎖固螺帽之第二精密研磨 内環面係略低於内牙峰之最高點。 4 .如申請專利範圍第1項所述之可與轉軸、精密軸承精密定 位之鎖固螺帽，其中，該鎖固螺帽於内螺牙段與第一袷密 研磨内環面之間設有第一環溝槽，該内螺牙段與第二精密 研磨内環面之間設有第二環溝槽，該第一環溝槽、第二環 溝槽之槽底係低於鎖固螺帽之内牙谷最低點。 5 .如申請專利範圍第1項所述之可與轉轴、精密軸承精密定 位之鎖固螺帽，其中，該鎖固螺帽位在内螺牙段與第二精 1013165200-0 10120085^^ A0101 ^ 13 1 / ^ 22 1 M436741 101^.05J 01B 密研磨内環面間，沿軸向至少設有一導槽，且該鎖固螺帽 之外環面至少設有一徑向深入之螺孔，該各螺孔係與前述 之導槽相對應，該各螺孔係與所對應之導槽相貫通，前述 導槽内置入有一迫緊件，該迫緊件一側設有螺牙與鎖固螺 帽之内螺牙段相對合，前述螺孔内螺合有一鎖合件。 6 . —種組設有鎖固螺帽之滾珠螺桿總成，該滾珠螺桿總成係 至少包括一轉轴，該轉轴係精密套合有一至數精密軸承， 該各精密軸承具有一内環、一外環、複數介在内、外環間 的多複轉動體組合，且在内、外環之兩相對外側端面係設 為精密外端面；該轉軸位在最外側精密軸承外部之外環面 上，依序設有一第一精密研磨外環面、外螺牙段、及一第 二精密研磨外環面；

該螺帽本體具一中心軸孔，該軸孔内環面設有一内螺 牙段，位在内螺牙段的其中一外側，至少設有一第一精密 研磨内環面，另一外侧至少設有一第二精密研磨内環面， 該螺帽本體之兩相對外側端面之其中一外側端面係經以精 密研磨為垂直於軸向中心線之精密研磨端面，該精密研磨 端面係鄰近於第一精密研磨内環面，該另一外側端面係鄰 近於第二精密研磨内環面； 俾以螺帽本體之内螺牙段推進鎖合於轉軸之外螺牙段 後，至鎖固螺帽之精密研磨端面抵觸到精密軸承之精密外 端面時，該螺帽本體之第一、二精密研磨内環面係各貼合 在該轉軸之第一、二精密研磨外環面上；該螺帽本體之精 密研磨端面可與精密轴承之内環的精密外端面呈精密貼合 ，使螺帽本體與各軸承間之軸向接觸面皆呈精密貼合，據 此使鎖固螺帽、轉軸及精密軸承三者精確定位在同一軸線 10120085#單编號删1 第14頁/共22頁 1013165200-0 101年.05月01日核正_^頁 M436741 上。 7 . —種組設有鎖固螺帽之主轴總成，該主軸總成係至少包括 .一轉軸，該轉軸係至少精密套合有一至數精密轴承，該各 精密軸承具有一内環、一外環、複數介在内、外環間的多 複轉動體組合，且在内、外環之兩相對外側端面係設為精 密外端面；該轉軸位在最外側精密軸承外部之外環面上， 依序設有一第一精密研磨外環面、外螺牙段、及一第二精 密研磨外環面；

該螺帽本體具一中心軸孔，該軸孔内環面設有一内螺 牙段，位在内螺牙段的其中一外側，至少設有一第一精密 研磨内環面，另一外側至少設有一第二精密研磨内環面， 該螺帽本體之兩相對外側端面之其中一外側端面係經以精 密研磨為垂直於軸向中心線之精密研磨端面，該精密研磨 端面係鄰近於第一精密研磨内環面，該另一外側端面係鄰 近於第二精密研磨内環面； 俾以螺帽本體之内螺牙段推進鎖合於轉軸之外螺牙段 後，至鎖固螺帽之精密研磨端面抵觸到精密軸承之精密外 端面時，該螺帽本體之第一、二精密研磨内環面係各貼合 在該轉軸之第一、二精密研磨外環面上；該螺帽本體之精 密研磨端面可與精密軸承之内環的精密外端面呈精密貼合 ，使螺帽本體與各軸承間之軸向接觸面皆呈精密貼合，據 此使鎖固螺帽、轉軸及精密軸承三者精確定位在同一軸線 上。 10120085^^^ A〇101 第15頁/共22頁 1013165200-0