TWI668080B - Locking device - Google Patents

Abstract

本發明鎖壓裝置，為提供使用於夾持場合，對工件作鎖壓夾時，鎖壓機件之間可消除因扭矩或力矩所發生之偏向阻力，提高施壓效率之裝置，主要係由一可被固定之力抗墩體，提供一驅動螺桿依工作軸線所旋接，驅動螺桿外端為動力輸入端，經由旋切螺孔轉換使其另一工作端以作動一活動壓枕，工作端所設出力軸端與活動壓枕之間，藉由鋼珠滑動效應，及力向傳達，以消除因扭矩或力矩元件之間所發生之偏向阻力，提高施壓效率。

Description

鎖壓裝置

本發明鎖壓裝置，為提供對工件作鎖壓夾時，鎖壓機件之間可消除偏向阻力，提高施壓效率之裝置。

有關對工件作鎖壓的場合，如鉗工、或是機檯固定座需求發生夾壓之對手夾緊工具，皆須用鎖壓裝置作為工件夾持依據，如第1、2圖所示，該鎖壓裝置10常態有組合底座40而形成一鉗工之夾具，二者對應出一夾置空間12，該鎖壓裝置10由一驅動螺桿50經固定的力抗墩體20帶動活動壓枕30前後位移，以改變該夾置空間12的空間並發生夾壓力，驅動螺桿50由外部動力輸入常見為手動、或自動化的機電裝置(圖上未示)。

請再參閱2、3圖所示，該夾置空間12夾持工件90，鎖壓裝置10依該工作軸線S由固定之力抗墩體20所設旋切螺孔21，旋切作用驅動螺桿50以產生一沿著工作軸線S，由高滑動率所轉換的推壓力量作用向夾置空間12，由於工件90的形體高度不一定，該工作軸線S所指向位置不一定會通過工件90的中心點，於是驅動螺桿50與活動壓枕30之間會產生活動配合之間隙偏角進而產生偏向阻力，如第3圖所示。

力抗墩體20提供一驅動螺桿50發生一扭轉推進力量，夾壓時將活動壓枕30往右推移，傳統該活動壓枕30所設聯動涵口33提供驅動螺桿50所設圓球狀的聯動球體59所穿入，工作端51內部在一環節位置設有一切動槽58，提供一固定於活動壓枕30之扣桿86末端所切扣，於是活動壓枕30與驅動螺桿50可得聯動，使在退開夾持的動作時，驅動螺桿50可經切動槽58作用向扣桿86，而帶動活動壓枕30位移。

如前述當工件與工作軸線S偏移後(請配合第2圖所示)，該施力工作軸線S會因工件90中心點的偏移，讓活動壓枕30產生一垂直方向的力矩變化，則是工作端51的外圓表與聯動涵口33之間的活動配合即形成偏心，雖然工作端51的力量會經由聯動球體59往凹窩狀的砥止面34方向傳遞，但工作端51本身具有長度，經由施力點偏移工作軸線S，使活動壓枕30的位移行進方向產生偏角，讓工作端51與聯動涵口33產生偏轉的摩擦，或是聯動球體59推向砥止面34，由於聯動球體59受到工作端51轉動，所發生扭距與砥止面34之間也會因前述夾持力量偏移工作軸線S，而使在砥止面34內表面產生力矩的摩擦。

即使活動壓枕30所設聯動涵口33僅供聯動球體59套入，排除工作端51長度問題，但若在工作軸線S偏移時，聯動球體59對砥止面34所發生之推力，相同會造成活動壓枕30位移過程中的垂直方向偏角。

本發明鎖壓裝置，為提供使用於夾持場合，對工件作鎖壓夾時，鎖壓機件之間可消除因扭矩或力矩所發生之偏向阻力，提高施壓效率之裝置，主要係由一可被固定之力抗墩體，前後開通有一旋切螺孔，提供一驅動螺 桿所旋接，驅動螺桿外端為動力輸入端，經由旋切螺孔轉換使其另一工作端以作動一活動壓枕，工作端所設出力軸端與活動壓枕之間，輻向套置有多數鋼珠，利用出力軸端經鋼珠的滑動效應，以消除因扭矩或力矩元件之間所發生之偏向阻力，提高施壓效率為其主要目的。

本發明第二目的為該鎖壓裝置，所設力抗墩體設有一固定座底固定在一底座的滑動軌道，滑動軌道縱向設有一導向滑槽，提供活動壓枕滑走時可得導向，藉以組成夾持功能性組體。

本案第三目的為該出力軸端設有一環形珠槽，環形珠槽由底部槽底往上延伸有二側之切動堤面，切動堤面為一圓弧狀之圓槽，該曲率與鋼珠70相同，讓出力軸端的動力可以曲面接觸透過鋼珠間接傳達給活動壓枕。

本案第四目的為該鋼珠為輻向活動在一聯動襯筒所設的孔狀嵌槽，其直徑大於聯動襯筒的厚度如孔狀嵌槽之長度，部分突出為接觸在該環形珠槽，其外圓切點為接觸在活動壓枕所設的聯動涵口，推擠的力量經由工作端作用向鋼珠，再由鋼珠本體傳達給徑向珠槽面，徑向珠槽面62推動聯動襯筒60所設環形端面以推壓活動壓枕。

本案第五目的為該出力軸端末端為對峙端面，以貼壓方式組合活動壓枕的砥止面。

本案第六目的為該聯動襯筒內端為一環形端面，以貼壓方式砥壓活動壓枕的砥止面。

本案第七目的為在活動壓枕對應出力軸端的環形珠槽位置設有一切扣桿，利用切扣桿切扣在環形珠槽，而使活動壓枕聯動驅動螺桿。

本案第八目的為該切扣桿設於活動壓枕的一處，以卡扣方式固定在聯動襯筒的一側，再經鋼珠的作用而聯動驅動螺桿。

本案第九目的為在聯動襯筒的外端設一切動端面，扣動元件為一扣動 盤結合在活動壓枕所設聯動涵口的外端口，扣動盤的穿孔提供出力軸端穿過，所設環切面切扣住聯動襯筒的切動端面以間接聯動驅動螺桿。

10‧‧‧鎖壓裝置

11‧‧‧驅動單元

12‧‧‧夾置空間

S‧‧‧工作軸線

20‧‧‧力抗墩體

21‧‧‧旋切螺孔

22‧‧‧固定座底

30‧‧‧活動壓枕

31‧‧‧壓觸平面

32‧‧‧滑動底盤

33‧‧‧聯動涵口

34‧‧‧砥止面

35‧‧‧滑榫

40‧‧‧底座

41‧‧‧滑動軌道

42‧‧‧對峙枕塊

43‧‧‧導向滑槽

44‧‧‧底定穿孔

50‧‧‧驅動螺桿

51‧‧‧工作端

52‧‧‧出力軸端

53‧‧‧環形珠槽

54‧‧‧切動堤面

55‧‧‧對峙端面

56‧‧‧螺牙

57‧‧‧槽底

58‧‧‧切動槽

59‧‧‧聯動球體

60‧‧‧聯動襯筒

61‧‧‧孔狀嵌槽

62‧‧‧徑向珠槽面

63‧‧‧環形端面

64‧‧‧內樞孔

65‧‧‧切動端面

70‧‧‧鋼珠

80‧‧‧扣動元件

81‧‧‧切扣桿

82‧‧‧扣動盤

83‧‧‧穿孔

84‧‧‧環切面

85‧‧‧固定元件

86‧‧‧扣桿

90‧‧‧工件

F1‧‧‧第一分力

F2‧‧‧第二分力

F3‧‧‧作用力

FA‧‧‧推壓力

FB‧‧‧推壓力

第1圖係為一般夾具之外觀立體圖。

第2圖係為一般夾具夾壓工件施力點偏移示意圖。

第3圖係為一般工作端與活動壓枕的聯動涵口組合示意圖。

第4圖係為本發明鎖壓裝置的主體元件立體分解圖。

第5圖係為本發明鎖壓裝置組合一底座之立體示意圖。

第6圖係為本發明工作端與活動壓枕組合之結構側視圖。

第7圖係為本發明聯動襯筒與鋼珠的工作示意圖。

第8圖係為本發明聯動之結構示意圖。

本發明鎖壓裝置，為提供使用於夾持場合，對工件作鎖壓夾時，鎖壓機件之間可消除因扭矩或力矩所發生之偏向阻力，提高施壓效率之裝置，由一底部設有固定座底之力抗墩體，在本體前後開通設有一旋切螺孔，提供驅動螺桿所旋接，驅動螺桿一端為工作端，另一端結合一驅動單元受驅動，工作端設有一圓桿狀的出力軸端，在該徑向表面一處環設有一環形珠槽，環形珠槽槽體可供填注潤滑油，其形狀為U形底面可消除結構應力，該出力軸端對接一與力抗墩體相對之活動壓枕，活動壓枕一側為壓觸平面，另一側深入開設有一聯動涵口，該聯動涵口與出力軸端二者為活動結合， 結合之間套接有一聯動襯筒，聯動襯筒徑向開設有對稱角度之多數孔狀嵌槽，提供等數鋼珠嵌入，鋼珠一部分就位在上述的環形珠槽。

力量傳達路徑，其一驅動螺桿施力經由工作端作用向鋼珠，再由鋼珠交接聯動襯筒將施力傳達給活動壓枕，或由出力軸端之對峙端面經砥止面傳達給活動壓枕，利用鋼珠的滾動作用及所在位置為在出力軸端的徑向，於是可吸收夾持工件時，可能所發生的力矩，或因扭矩所產生的偏向阻力，提高施壓效率，並避免噪音和可輕易施力夾壓。

其中該驅動螺桿的工作端與壓觸平面之間可經由扣動元件所結合，該扣動元件為可直接切扣在工作端或聯動襯筒外端，或間接過聯動襯筒由鋼珠扣動工作端，提供驅動螺桿推壓或退夾行程中聯動活動壓枕同步位移，並避免活動壓枕脫離。

其中該工作端設有出力軸端，出力軸端所設環形珠槽的底部為一槽底，槽底往外與出力軸端表面交接的角接位置分別交接有切動堤面，該切動堤面為平面與鋼珠線狀接觸，或是為凹弧狀，以曲面貼觸鋼珠，其中該鎖壓裝置利用力抗墩體所設固定座底可結合在一具有縱向滑動軌道之底座，滑動軌道另一端為對峙枕塊，對峙枕塊與活動壓枕的壓觸平面為對峙，形成一夾置空間以共構為一夾具功能組體，活動壓枕為沿該滑動軌道線性滑動，該滑動可經由一設於活動壓枕底部之滑榫滑切於一滑動軌道所設導向滑槽，利用導向滑槽的導引，經滑榫而引導活動壓枕位移走向，該導向滑槽的縱身方向與對峙枕塊為垂直，鎖壓裝置所設驅動螺桿之外端為可提供手動、或電機驅動方式作動，和該力抗墩體所設固定座底為可選擇固定在任何需要對手夾壓的場合如切削機檯上。

工作端所設出力軸端之外端為對峙端面，聯動襯筒之外端為環形端面，二者可分別貼觸聯動涵口之砥止面，依據抵壓力的大小，而傳遞驅動 螺桿對活動壓枕的推壓力量，或者驅動螺桿對活動壓枕的力量，直接經由環形珠槽作用向砥止面，或為驅動螺桿之力量經由鋼珠及聯動襯筒在傳達給環形端面作用向聯動涵口之砥止面，二種工作模式皆可有效消除因扭力或力矩所發生之偏向阻力。

有關本發明鎖壓裝置之實施結構及動作說明，請參閱圖示說明如下：首先請參閱第4、5圖所示，該鎖壓裝置10包含有一可被固定的力抗墩體20，在該力抗墩體20的本體選擇前後方向貫通有一旋切螺孔21，該旋切螺孔21提供一驅動螺桿50的桿身所設螺牙56所旋切組合，驅動螺桿50外端結合一驅動單元11，以輸入動力作用向驅動螺桿50，驅動螺桿50沿著工作軸線S套接入旋切螺孔21，一活動壓枕30與力抗墩體20對峙的一側為壓觸平面31，沿工作軸線S位置軸向開設有一聯動涵口33，壓觸平面31與工作軸線S為垂直，活動壓枕30底部為滑動底盤32，滑動底盤32底部可設一平行工作軸線S方向滑動之滑榫35，一直徑與聯動涵口33為可套接組合之聯動襯筒60，在其表體往內開通有中心線垂直通過工作軸線S且為等角為數至少三孔的孔狀嵌槽61，孔狀嵌槽61提供等數的鋼珠70所落置。

驅動螺桿50所設工作端51為設有一圓桿狀的出力軸端52，在其出力軸端52表面環向設有一環形珠槽53，出力軸端52為可同軸活動套接在聯動襯筒60的內樞孔64，以及該驅動螺桿50長度與聯動襯筒60長度於組合後，環形珠槽53對位在聯動襯筒60的孔狀嵌槽61中心點。

請再參閱第5圖所示，本發明之鎖壓裝置10利用力抗墩體20底部所設固定座底22，可結合在任何需要產生夾壓力量的機體場合，今舉例與一底座40結合，以作為鉗工夾具的組體實施，該底座40底部設有底定穿孔44，可固定在桌面，底座40本體縱向與工作軸線S平行，並其在縱向表面設有一滑動軌道41，外端為一垂直之對峙枕塊42，該對峙枕塊42與活動壓枕30的壓觸平 面31為平行面對，對峙之間形成一夾置空間12，滑動軌道41縱向中心可開設有一導向滑槽43，提供如第4圖的滑榫35所滑置，利用導向滑槽43經滑榫35而導引活動壓枕30的走向，鎖壓裝置10所包含的驅動螺桿50旋切過力抗墩體20之後，其施力作用向活動壓枕30，其動力源由驅動單元11獲得，驅動單元11可為手動或是一般機電裝置的動力為驅動螺桿50之能量。

有關本發明鎖壓力量的傳達，及避免因扭矩所發生之偏向阻力，提高施壓效率的機件動作說明，請參閱第6、7圖所示：首先請參閱第6圖所示，本發明之主要由一力抗墩體20，提供驅動螺桿50依工作軸線S方向旋切，利用螺牙56與力抗墩體20所設旋切螺孔21之間的旋切動作，使驅動螺桿50在工作軸線S方向產生鎖壓方向之推力，或是反向使活動壓枕30歸位。

驅動螺桿50的工作端51設有一圓軸狀的出力軸端52，在出力軸端52的節段一處徑向環設有環形珠槽53，環形珠槽53由該底部之槽底57往上延伸與出力軸端52表面二側分別交接有二切動堤面54，出力軸端52外圓為套接在聯動襯筒60的內樞孔64二者為活動公差配合，出力軸端52外端為一對峙端面55，聯動襯筒60的孔狀嵌槽61中心為對應在環形珠槽53的環形中央位置，並以輻向等角開設至少有三孔，孔狀嵌槽61提供一外徑與其內徑可活動公差配合的鋼珠70所落置，鋼珠70的直徑大於孔狀嵌槽61的長度(聯動襯筒60厚度)，使鋼珠70的圓曲面部分為落置接觸在環形珠槽53所設切動堤面54，該切動堤面54可為平面，形成環線狀與鋼珠70接觸，或該切動堤面54為一凹曲面，其曲率與鋼珠70為相等，使切動堤面54與鋼珠70弧面狀接觸。

活動壓枕30相反壓觸平面31方向面對力抗墩體20的一側，重疊工作軸線S往裡開設具有一深度與聯動襯筒60長度相等之聯動涵口33，聯動涵口33內底為一與工作軸線S垂直之砥止面34，組合時該砥止面34可提供對峙端面 55所砥觸，或環形端面63砥觸，或二者同步砥觸，活動壓枕30底盤為滑動底盤32，力抗墩體20底部為固定座底22可固定在任何需要夾壓施力的機具之檯面，或是夾具之底座40一端，活動壓枕30與驅動螺桿50之間的聯動可經由一扣動元件80所設一切扣桿81，固定在活動壓枕30一處，對應環形珠槽53方向穿入切扣，利用切扣桿81滑切環形珠槽53，而得活動壓枕30與工作端51聯動關係。

請再參閱第7圖所示，力抗墩體20提供驅動螺桿50以高滑動率旋切驅動螺桿50，工作時即產生一放大之推壓力作用向活動壓枕30，其施力工作路徑有推壓力FA在某種情況為直接經由出力軸端52所設對峙端面55，形成一推壓力FB砥壓活動壓枕30的砥止面34，以將驅動螺桿50的推力直接傳達活動壓枕30，過程中若如昔用元件間施力偏移時，活動壓枕30的聯動涵口33對出力軸端52發生與工作軸線S偏轉的偏壓力量，則可藉由鋼珠70的滾動效應而消除該徑向摩擦的阻力。

另一種力度傳導的方向為推壓力FA與鋼珠70之間產生一斜向的第一分力F1，第一分力F1作用向鎖壓裝置10的中心點，在該中心點又形成一徑向的第二分力F2及平行工作軸線S的作用力F3，上述第一分力F1的力量為經由切動堤面54推壓在鋼珠70第三象限的部分，傳達到鋼珠70的中心，所發生的第二分力F2作用向活動壓枕30的聯動涵口33，作用力F3則首先作用向孔狀嵌槽61的徑向珠槽面62，再由該徑向珠槽面62傳達到環形端面63，由該環形端面63作用向砥止面34的平面周環位置，相同可推壓活動壓枕30，該種力度的傳達，第一分力F1經切動堤面54作用向鋼珠70，鋼珠70作用一作用力F3產生推力，第二分力F2可抗拒徑向摩擦，該等力度傳達路徑，可提供驅動螺桿50在工作時操作柔順，且藉由該鋼珠70的滾動，可消除元件之間及徑向阻力的摩擦和工作噪音。

出力軸端52外圓為貼觸在聯動襯筒60的內樞孔64內表面，二者為活動組合關係，聯動襯筒60的外圓表與活動壓枕30的聯動涵口33二者可為套接關係並固定組合，也可活動公差配合，無論二者之間為活動或為固定結合，其影響只有環形端面63與砥止面34之間的接觸為活動或固定，原則上以固定為佳。

上述二種力度傳達的工作路徑，依機件的尺度變化可讓推壓力FA直接形成推壓力FB作用向活動壓枕30，或是經由鋼珠70及聯動襯筒60的傳達作用向活動壓枕30，或二者同部存在。

請再參閱第8圖所示，有關本發明活動壓枕30與驅動螺桿50之間的聯動關係，如前述可經由一扣動元件80的作用可對出力軸端52聯動，該扣動元件80所設切扣桿81可結合在活動壓枕30一處，以穿入方式，穿扣固定聯動襯筒60，讓聯動襯筒60與活動壓枕30之間得到固定的組合，其力度傳達即經鋼珠70扣動環形珠槽53而聯結驅動螺桿50。

扣動元件80另一實施為一與聯動涵口33同軸，中央開設有穿孔83之扣動盤82，利用固定元件85固定在聯動涵口33的開口，該穿孔83所設的孔徑為可提供出力軸端52穿過但小於聯動襯筒60的外徑，於是所形成的環切面84可切壓在聯動襯筒60的切動端面65，該種外端切扣方式，其扣動力同樣經鋼珠70作用向環形珠槽53，而得活動壓枕30對驅動螺桿50的聯動結合關係。

本發明在活動壓枕相對驅動螺桿一側開設有一聯動涵口，聯動涵口經一聯動襯筒提供驅動螺桿的工作端組合，驅動螺桿所設出力軸端開設有環形珠槽，在聯動襯筒相對環形珠槽環向位置，輻向等角分設有多數的孔狀嵌槽，提供與孔狀嵌槽等數的鋼珠所落置，鋼珠部分曲面為切扣環形珠槽，則工作端所發生的推力作用向活動壓枕之後，當活動壓枕所設壓觸平面對 出力軸端產生偏角，讓聯動涵口發生軸向偏移的阻力時，則藉由鋼珠的滾動效應而吸收，或施力經環形珠槽作用向鋼珠，鋼珠推動聯動襯筒，再交由聯動襯筒傳遞給活動壓枕，利用該活動設計而大幅消除元件之間因扭矩所發生的偏向阻力，提高施壓效率，為一創新之設計，懇請 貴審查官予以明鑑並早日賜予專利為禱。

Claims (9)

1. 一種鎖壓裝置，包含有：一可被固定之力抗墩體，底部設有一固定座底，本體前後開通設有一旋切螺孔，旋切螺孔中心線為一工作軸線；一驅動螺桿，旋接於上述旋切螺孔，一端為一工作端，另朝外一端結合一驅動單元，工作端設有一圓軸狀出力軸端，出力軸端徑向一處環設有一環形珠槽，外端為一對峙端面；一活動壓枕，一側為壓觸平面，另一側深入開設有一軸心線與該壓觸平面垂直之聯動涵口，聯動涵口底端為一砥止面；一可軸向套入上述聯動涵口之聯動襯筒，內端為一環形端面貼合於上述砥止面，內部中心軸向通設有一內樞孔，筒體相對上述環形珠槽之節段位置，輻向等角開設有至少三個中心線垂直通過軸向中心之孔狀嵌槽；一組與上述孔狀嵌槽等數之鋼珠，其直徑與該孔狀嵌槽孔徑為活動公差配合，以及該直徑大於孔狀嵌槽之長度，超出之球面，活動貼緊切扣於上述出力軸端所設環形珠槽之中；一扣動元件，設於活動壓枕一處，以卡扣聯動上述工作端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鎖壓裝置，其中出力軸端所設環形珠槽底部為一槽底，槽底二側往外與出力軸端圓表分別交接有二切動堤面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鎖壓裝置，其中該切動堤面為凹弧狀，其凹入曲率與該鋼珠外圓曲率相等。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鎖壓裝置，其中力抗墩體設有一固定座底，該固定座底結合在一底座所縱向生成之一滑動軌道一端，滑動軌道另一端為對峙枕塊，以及鎖壓裝置所設活動壓枕之底部設有一滑動底盤，平行工作軸線線性滑置於該滑動軌道。
5. 如申請專利範圍第4項所述之鎖壓裝置，其中該滑動軌道縱向設有一導向滑槽，經一設於活動壓枕底部之滑榫導引活動壓枕走向。
6. 如申請專利範圍第1項所述之鎖壓裝置，其中工作端之對峙端面與聯動涵口之砥止面於工作時為相互砥壓關係。
7. 如申請專利範圍第1項所述之鎖壓裝置，其中聯動襯筒之環形端面與聯動涵口之砥止面於工作時為相互砥壓關係。
8. 如申請專利範圍第1項所述之鎖壓裝置，其中對峙端面為一端面，與工作軸線為垂直。
9. 如申請專利範圍第1項所述之鎖壓裝置，其中砥止面為一端面，與工作軸線為垂直。