专利名称：具润滑感应模组的传动元件的制作方法
技术领域：
本发明为一种具润滑感应^f莫组的传动元件，尤指一种可侦测传动 元件的润滑是否充足的装置。
背景技术：
现今的传动元件于工业方面的应用愈来愈多，除了作为线性进给 传动的高精密度效果之外，其它更有摩擦耗损率小、能量转换率高、 噪音小及高刚度不易损坏等优点，因此，传动元件对于现今各种工业 应用机具的重要性也不言可喻。目前的传动元件设计为了让螺杆及螺 帽之间的滚珠能够不断循环、消除应力，皆会在螺帽二端装设各式各
样的润滑装置；使其达到更长久的寿命，在美国专利第US6364058号 案(请参阅图l)及日本专利特开第2002-147661号案(请参阅图2) 中均揭露有
在螺帽10的两端皆加装有自润油箱11,该自润油箱11内可储 存适量的润滑剂，并具自润油箱11上有内伸一润滑装置接触螺帽10 或螺杆12,并且导出该润油箱11内的油料做润滑；
然而习知技术各种提供润滑剂的设计方式或观察润滑剂液面是 否充足的方式，并无法了解传动元件在运动过程中，润滑油膜是否完 全将滚动元件、螺帽及螺杆之间披覆而相互隔离而达到润滑效果。此 外经一^:时间的^f吏用后，润滑剂因升温或其它原因劣化而导致润滑失 效，也无法实时得知，使得传动元件寿命及精度因此下降。
故，为了能够有效解决前述相关议题，本发明人基于过去在传动 元件领域与所累积的研发技术与经验，惟，使传动元件于润滑失效时， 主动发出讯号告知使用者的目的加以研发，终于发展出一种全新具润 滑感应才莫组的传动元件。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具润滑感应模组的传动元件，使 传动元件于润滑失效时，能主动发出讯号告知^f吏用者。
为达上述目的，本发明的技术解决方案是 一种具润滑感应模组 的传动元件，包含有
一第一元件，其i殳有滚动沟；
一第二元件，其设有相对该滚动沟的滚动槽；
若干滚动元件，容置于第 一元件的滚动沟与第二元件的;衮动槽之 间，而相对于该滚动沟及滚动槽滚动，且于第一元件与滚动元件以及 第二元件与滚动元件之间具有润滑油膜；
润滑感应模组，其包含一警示装置；该警示装置包含固定盖、底 座、电源装置及一警示讯号元件，该固定盖盖设于底座上；该电源装 置提供该警示装置作动的电能，并顺序串接第一元件、润滑油膜、滚 动元件、润滑油膜、第二元件形成一通路，而该警示讯号元4牛和电源 装置连接，润滑失效时该第一元件与滚动元件与第二元件之间电阻值 下降而使警示讯号元件发出讯号。
所述第一元件为一螺杆。
所述固定盖设有第 一通孔，该第一通孔设有警示讯号元^f牛及一电 源讯号元件。
所述警示讯号元件为一无线讯号发射器。
润滑感应模组更包含一启动装置，该启动装置固定于螺杆端部， 其包含两外盖及一旋盘，该外盖盖设于该旋盘两侧。
第二元件为一螺帽，为一中空结构，套设于该螺杆上，并于该螺 杆上作往复运动。
所述旋盘设有第二穿孔、若干容孔，该第二穿孔供螺4干穿设； 该容孔内容置有一滚动体；其于一侧设有导线槽，该导线槽i殳有导线； 于另一侧设有与该容孔相通的容置槽，该容置槽设有一导件。
警示装置装设于该螺帽的端面。
所述螺帽上"i殳有回流元件，其上设有一供滚动元件重复4^环的回 流道。
所述警示装置呈一马蹄形，并跨设于一固定装置上。 采用上述方案，本发明的润滑感应^f莫组应用^"触电阻方式，判断 滚动元件、第 一元件及第二元件三者间是否完全被润滑油膜披覆而相 互隔离而绝缘；如润滑油膜无法完全将三者隔离，则该第一元件与滚 动元件与第二元件之间电阻值下降而使润滑感应才莫组的警示^^号元 件发出讯号，即可让使用者了解传动元件需再添加润滑剂，如此一来 可确实保持传动元件的润滑剂维持在充足的状态，以防止传动元件在 无充足润滑的情况下，高速运转令摩擦阻力升高进而产生高温而使得 传动元件寿命及精度因此下降。
图1为习知技术美国专利第US6364058号专利案立体图2为习知技术日本专利特开第2002-147661号专利案立体图3为本发明第一实施例具润滑感应模组的传动元件立体图4为本发明第一实施例润滑感应模组爆炸图5为本发明第一实施例润滑感应模组爆炸图6为本发明第一实施例润滑感应模组元件配置图7为本发明第一实施例润滑感应模组的基座立体图8为本发明第一实施例润滑感应模组的启动元件爆炸图9A为本发明第一实施例启动装置的旋盘立体图9B为本发明第一实施例启动装置的旋盘立体图IOA为本发明第一实施例启动装置静止示意图IOB为本发明第一实施例启动装置作动示意图11为图4A-A剖面图12为本发明第一实施例润滑感应模组的警示装置爆炸图13A为本发明第一实施例警示装置的固定盖立体图13B为本发明第一实施例警示装置的固定盖立体图14A为本发明第一实施例警示装置的底座立体图14B为本发明第一实施例警示装置的底座立体图15为本发明第一实施例启动装置与警示装置的组合图16为本发明接触电阻随传动元件运转时间的关系变化图17为本发明第二实施例具润滑感应模组的传动元件立体图;
图18为本发明第二实施例启动装置的爆炸图19为本发明第二实施例导片及导片座的示意图20为本发明第二实施例警示装置爆炸图21为本发明第二实施例警示装置的固定盖示意图。
主要元件符号说明
1螺杆11滚动沟12键槽
2螺帽基座31容槽
311穿孔32固定孔4启动装置
41外盖411第一穿孔412第一键槽
413凸组42旋盘421第二穿孔
422第二键槽423容孔424容置槽
425导线槽53导片531第五穿孔
6滚动体7导件G固定件
H导线X电源装置F键
T警示讯号元件Y电源讯号元件
(第一实施例)
99润滑感应才莫组警示装置51固定盖
511固定部5111通孔5121第三穿孔
512槽部513第一通孔514第二通孔
515定位孔52底座521第四穿孔
522固定柱523容置部5231切槽
525凹部524第三通孔
(第二实施例)
99A润滑感应4莫组10导片座101第六穿孔
102第四通孔5A警示装置51A固定盖
513第一通孔512槽部514第二通孔
515定位孔52A底座522固定柱
523容置部5231切槽524第三通孔
8固定环81内螺紋9固定件
91外螺紋
具体实施例方式
承上述，本发明的润滑感应模组应用接触电阻方式的原理来判断
传动元件润滑是否失效，而以下藉由Holm的接触电阻简化公式(R. Holm, E. Holm, and J. B. P. Williamson, EleCtriC ContaCts-THeory and Application, 4tH edition, SprinGer VerlaG GmbH, 2007)， 来清楚说明本发明的原理
2a 加
yO:两接触工件间的电阻系数。
yC^ :两接触工件间的油膜电阻系数。
油膜厚度。 a:圆形接触点的半径。
由方程式可知，当两金属介面间相互接触时，油膜厚度s—,接 触电阻仅与两接触工件间的电阻数以及接触半径有关，其值较小。当 两金属介面被油膜隔离时，若润滑剂为绝缘油时，~极大，因此接 触电阻值尺也极大。
然而，传动元件在旋转运动过程中，滚动元件被螺杆驱动而滚动， 润滑剂因此分别进入滚动元件和螺帽螺牙的介面及滚动元件和螺杆 螺牙的介面之间而有润滑的效果。依据stribeCk的润滑理论，在某 速度、负荷和油膜黏度等的范围内，油膜可将两工件表面完全隔离， 称此范围为液动润滑区。由于螺帽、滚动元件及螺4干皆为导体，三者 相互接触的接触电阻值低(三者间无任何介子时)。若两两介面之间 皆被电阻值极高的润滑油膜完全隔离，则螺帽、滚动元件、螺杆的接
触电阻值会极高。因此当传动元件进行旋转运动时，利用螺帽、滚动 元件、螺杆、接触电阻的动态变化情形，可得知润滑油膜在传动元件运 动中的润滑情形。
本发明所利用的接触电阻原理可广泛-使用于两元件中间具有若
干滚动元件的传动元件(如滚珠螺杆、线性滑轨、轴承等)，但为 了清楚说明本发明的实施方式，以滚珠螺杆作为本发明的实施方式， 其说明如后
本发明的实施例请配合参阅图3、图4、图7、图8、图9A、图 9B、图IOA、图IOB、图11、图12、图13A、图13B、图14A、图14B 及图15所示，本发明为一种传动元件包含
一螺杆l，其外缘设有滚动沟ll，另于端部设有键槽12;
一螺帽2，为一中空的结构，套设于该螺杆l上，并于其上作往 复运动，其中空内缘^没有相对该滚动沟11的滚动槽(图中未示)；
若干滚动元件(图中未示)，容置于该滚动沟11与滚动槽(图 中未示)之间，该滚动元件分为滚珠及滚柱两种，其使用滚珠作为滚 动元件则称之滚珠螺杆，而使用滚柱作为滚动元件则称之滚柱螺杆， 于本发明此两种螺杆都可实施；
回流元件(图中未示)，装设于螺帽2上，其上设有一供滚动元 件(图中未示)重复循环的回流道(图中未示)；
基座3，固定于工作平台上，其设有一容槽31及若干固定孔32， 该容槽31设有一供螺杆1穿设的穿孔311，该固定孔32与固定件G 配合固定；
导线，连接润滑感应模组99、该螺杆1及该螺帽2;
润滑感应模组99，藉由固定件G将其固定容置于基座3的容槽 31内并套设于该螺杆1的端部，其包含一启动装置4、 一警示装置5 及一导片53;
该启动装置4装设于该螺杆1端部，且与该螺杆1同步转动，其 包含一旋盘42及两外盖41;
该旋盘42为不导电体，设有第二穿孔421、若干容孔423;该第 二穿孔421供该螺杆1穿设，且其上设有相对于该螺杆1的键槽12 的第二4建槽422;该容孔423环绕该第二穿孔421设置，供一滚动体 6容置其中；且于一側设有若干导线槽425,其连接该第二键槽422 及该容孔423，且其内容置有导线H,该导线H凸出该导线槽425的 两端面(如图IOA所示)，其凸出于第二4建槽422的导线H与该螺杆 l接触，另凸出于该容孔423的两导线H为不接触状态(如图IOA所 示)；于另一侧设有与该容孔423相通的容置槽424，供一导件7容 置其中，该导件7安装后凸出于该旋盘42的外侧，而讯号藉由该导 件7、滚动体6及导线H端部三者相互接触，将其传至该警示装置5上；
该外盖41为不导电体，盖设于该旋盘42两侧，其设有第一穿孔 411及若千凸组413,该第一穿孔411供该螺杆1穿设其中，且于上 设有相对于该螺杆1的4建槽12的第一键槽412;该凸组413相对于 该容孔423 i殳置，并容置于该容孔423内部，使该容孔423形成一封 闭空间，进而使内部滚动体6不掉落；
在此要特别说明的是，启动装置4所设的第一键槽412及第二键 槽422与螺杆1的键槽12亦可不设置，则以干涉配合将启动装置4 固定于螺杆1端部亦可；而该导线槽425原先与该第二4定槽422连接， 因使用干涉方式固定，因而无设置该第二键槽422，故该导线槽425 则与第二穿孔421连接，而该凸出该导线槽425端部的导线H亦与该 螺杆1接触。
该警示装置5装设于该启动装置4的外側，其藉由固定件G将两 者固定于该基座3的容槽31内部；其包含一固定盖51、 一底座52;
该固定盖51为不导电体，盖设于该底座52上，其上设有一槽部 512,该槽部512设有供该螺杆l穿设的第三穿孔5121,另设有第一 通孔513及第二通孔514,该第一通孔513设有警示讯号元件T、电 源讯号元件Y，该第二通孔514供该导线H穿设，且该槽部512的外 围设有若干定位孔515;该固定盖51外缘凸设有若干固定部511，该 固定部511上设有一供固定件G穿设的通孔5111 (如图13A、图13B 所示)；
该底座52为不导电体，设有供该螺杆1穿设的第四穿孔5H; 于一侧设有容置部523，该容置部523容置有电源装置X，且该容置 部523设有供导线H穿设的切槽5231及第三通孔524;且该底座52 的外围设i相对该固定盖51的定位孔515的固定柱522，该定位柱 522插设于该定位孔515内，以将底座52固定于该固定盖51上；于 另一侧设有一供该启动装置4容置的凹部525;
另外，该警示装置5的固定盖51亦可不设置固定部511，则藉 由干涉配合将其警示装置5装i殳于基座3的容槽31内。该电源装置 可藉由多种方式供电，如电池、发电机…等供电方式。该警示讯号 元件T可为讯号灯、蜂鸣器、无线讯号发射器等(由该无线讯号发射 器，发射讯号给使用者身上的讯号接收器，通知使用者润滑失效)。
该导片53为一导体，固定于该底座52的外側，且与该导件7接 触(如图15所示)，其设有供该螺杆l穿设的第五穿孔531;
以上所述为本发明各元件的详细结构说明，其本发明的各元组态 及实施方式说明如后
首先，本发明第一实施例请参阅图6、图13A、图13B所示，本 发明的启动装置4藉由上所设的第一键槽412、第二键槽422与螺杆
1的键槽12配合后形成一完整的键槽，再将键F元装至该完整的键 槽内(如图IOB所示)，使该启动装置4与该螺杆1能同步转动；因 此，藉由该转动的离心力，使各容孔423内的滚动体6位移至容孔 423的外侧，进而使滚动体6与两相邻的导线H端部接触，《吏容置于 该导线槽425内的导线H形成一完整的通路(如图10B所示)，而该 完整的通路再藉由该启动装置4上的导件7与警示装置5的导片53 接触，该导片53再藉由导线H与电源装置X连接形成螺杆侧通路(由 螺杆l、启动装置4与电源装置X连接构成)。
承上所述，该启动装置4藉离心力使滚动体6连接内部的各导线 H形成一完整的通路，如该螺杆1于静止状态时，该启动装置4内部 的导线H为不导通状态，故能防止该螺杆1于静止时因润滑为失效状 态，造成警示讯号元件Y发出错误讯息告知使用者的情形发生。
简而言的，当该启动装置4转动时该警示装置5亦启动侦测润滑 状况，当该启动装置4停止时该警示装置5亦停止侦测润滑状况。
再者，请参阅图6所示，本发明应用接触电阻原理来达成本发明 的目的；本发明藉由电源装置X的电力使电源讯号元件Y及警示讯号 元件T发出讯号，让使用者了解当电源讯号元件Y (为常开状态)无 讯号产生时代表电源装置X电力已耗尽；而当警示讯号元件T (为常 闭状态)发出讯号时代表润滑失效。
接着，该润滑感应模组99与该传动元件之间的回路状态，将其 区分为第一回路及第二回路，该第一回路主要让使用可了解电源装置 X是否有电力，该第二回路主要让使用者了解润滑是否失效，而详细 说明如下
第一回路藉由电线将电源装置X的正极与负极，相对连接至该 电源讯号元件Y的正极与负极，以侦测是否有电力供应；
第二回路藉由螺帽侧通路及螺杆侧通路与滚动元件所构成，该 螺帽侧通路藉由导线H将电源装置X的正极与该警示讯号元件T的 正极连接，而该警示讯号元件T的负极藉由导线H与该螺帽2连接所 构成；该螺杆侧通路由电源装置X的负极藉由导线H与该警示装置5 的导片53连接后，再藉由该导片53与该启动装置4上的导件7连接 后，而后由启动装置4的内部导线H与该螺杆1连接所构成；
藉此，该第二回路由图6可清楚的了解，该螺帽2、该螺杆l及 该滚动元件(图中未示)三者间，若两两介面之间皆被电阻值极高的 润滑油膜完全隔离，则螺帽2、滚动元件、螺杆l的接触电阻值会极 高，则第二回路为不导通状态，相对该警示讯号元件也不会产生讯号。 故，当传动元件进行旋转运动时，利用螺帽2、滚动元件、螺杆l接 触电阻的动态变化情形，可得知润滑油膜在传动元件运动中的润滑情 须特别注意的是，该润滑感应模组99与该传动元件之间的回路， 只有以上所述第一回路与第二回路，不得有其它回if各存在。
最后，为了更清楚说明本发明的润滑感应模组的运作情形，以下 请参阅图16所示
该图X轴代表时间，Y轴代表接触电阻大小；
0~A:为螺杆静止状态。
A:螺杆开始正向旋转。
A ~ B:润滑油膜开始润滑滚动元件和螺帽的介面以及滚动元件和 螺杆的介面。
B ~ C:液动润滑(润滑油膜分别将滚动元件和螺帽以及滚动元件 和螺杆分离)。
C~E:螺杆停止(准备转向，速度为零)。
C ~ D:滚动元件和螺帽以及滚动元件和螺杆之间的油膜逐渐减少。
D~E:滚动元件和螺帽以及滚动元件和螺杆之间的油膜消失。 E:螺杆开始反向旋转。
E ~ F:润滑油膜开始润滑滚动元件和螺帽以及滚动元件和螺杆的 介面。
F ~ G:液动润滑(润滑油膜分别将滚动元件和螺帽以及滚动元件 和螺杆分离)。
G I:螺杆停止(准备转向，速度为零)。
G ~ H:滚动元件和螺帽以及滚动元件和螺杆之间的油膜逐渐减少。
H ~ I:滚动元件和螺帽以及滚动元件和螺杆之间的油膜消失。 I:螺杆开始正向旋转。
以上所述，如在传动元件运转期间发生润滑失效的情形，则B-C或F G区间其电阻值将下降，进而使警示装置的警示讯号元件T 发出讯号告知使用者，润滑为异常状态，如此一来，可实时解决润滑 失效的问题；且润滑对于传动元件来说是非常重要的，故如传动元件 的润滑充足，相对也可延长传动元件的寿命。
本发明第二实施例请参阅图17至图21所示，本实施例主要将警 示装置5A安装至螺帽2端面，而本实施例的润滑感应模组99A与第 一实施例不同之处在于
启动装置4的外侧设有以干涉配合固定于基座3的穿孔311的导 片座IO,该导片座10主要供导片53依附固定，其设有第六穿孔101 及第四通孔102，该第六穿孔101供螺杆1穿设其中；该第四通孔102 供与该导片53连接后的导线H穿设，使该导线H再与警示讯号元件
T连接(如图18所示)；该导片53的元态及功用与第一实施例相同， 在此不在多做赘述；
警示装置5A概呈马蹄形(如图20所示)，包含一固定盖51A及 一底座52A;
固定盖51A盖设于该底座52A上，其设有一槽部512,该槽部512 上设有第一通孔513，该第一通孔513设有警示讯号元件T及电源讯 号元件Y;及供导线H穿设的第二通孔514，使该导线H与该导片53 连接(如图20所示)；且于槽部512外围设有若干定位孔515;
该底座52A设有容置部523，该容置部523上容置有电源装置X， 且该容置部523设有供导线H穿设的切槽5231;另，设有第三通孔 524供导线H穿设后，使该导线H与螺帽2连接(如图20所示)； 且于该底座52A外围设有相对该定位孔515的定位柱522;
另于螺帽2的端面设有一固定装置包含一固定件9及一 固定环8， 该固定件9供该警示装置5A跨设固定于上，其上i殳有外螺紋91;该 固定环8于内缘设有内螺紋81,该固定环8藉由该内螺紋81与该外 螺紋91螺合锁固，其限制该警示装置5A的轴向自由度，藉由该固定 装置将该警示装置5A牢固地固定于螺帽2端面；
以上所述，为第二实施例变更设计的处，其余未描述的结构都与 第一实施例相同；另，本实施的实施方式与第一实施例的原理都相同， 再此不再多做赘述。
综所上述，本发明突破以往无法了解传动元件润滑的状态，将螺 杆的润滑方式以;陂动换为主动，以主动告知^使用者传动元件润滑情 形，使传动元件的寿命及精度相对提升，所以本发明的『具有产业的 可利用性』应已毋庸置疑，除此的外，在本案实施例所揭露出的特征 技术，于申请的前并未曾见于诸刊物，亦未曾被公开使用，不但具有 如上所述功效增进的事实，更具有不可轻忽的附加功效，是故，本发 明的『新颖性』以及『进步性』都已符合专利法规，爰依法提出发明 专利的申请，以上所述实施例用以说明本发明，并非用以限制本发明， 故举凡数值的变化与等效元件的置换，仍应隶属本发明的范畴。
权利要求
1、一种具润滑感应模组的传动元件，其特征在于包含有，一第一元件，其设有滚动沟；一第二元件，其设有相对该滚动沟的滚动槽；若干滚动元件，容置于第一元件的滚动沟与第二元件的滚动槽之间，而相对于该滚动沟及滚动槽滚动，且于第一元件与滚动元件以及第二元件与滚动元件之间具有润滑油膜；润滑感应模组，其包含一警示装置；该警示装置包含固定盖、底座、电源装置及一警示讯号元件，该固定盖盖设于底座上；该电源装置提供该警示装置作动的电能，并顺序串接第一元件、润滑油膜、滚动元件、润滑油膜、第二元件形成一通路，而该警示讯号元件和电源装置连接，润滑失效时该第一元件与滚动元件与第二元件之间电阻值下降而使警示讯号元件发出讯号。
2、 如权利要求1所述的具润滑感应模组的传动元件，其特征在 于所述第一元件为一螺杆。
3、 如权利要求l所述的具润滑感应模组的传动元件，其特征在 于所述固定盖设有第一通孔，该第一通孔设有警示讯号元件及一电 源讯号元件。
4、 如权利要求1所述的具润滑感应模组的传动元件，其特征在 于所述警示讯号元件为一无线讯号发射器。
5、 如权利要求2所述的具润滑感应模组的传动元件，其特征在 于润滑感应模组更包含一启动装置，该启动装置固定于螺杆端部， 其包含两外盖及一旋盘，该外盖盖设于该旋盘两側。
6、 如权利要求1所述的具润滑感应模组的传动元件，其特征在 于第二元件为一螺帽，为一中空结构，套设于该螺杆上，并于该螺 杆上作往复运动。
7、 如权利要求5所述的具润滑感应模组的传动元件，其特征在 于所述旋盘设有第二穿孔、若干容孔，该第二穿孔供螺杆穿设； 该容孔内容置有一滚动体；其于一侧设有导线槽，该导线槽设有导线； 于另一侧设有与该容孔相通的容置槽，该容置槽设有一导件。
8、 如权利要求6所述的具润滑感应模组的传动元件，其特征在 于警示装置装设于该螺帽的端面。
9、 如权利要求6所述的具润滑感应模组的传动元件，其特征在 于所述螺帽上i殳有回流元件，其上设有一供滚动元件重复循环的回 流道。
10、 如权利要求8所述的具润滑感应模组的传动元件，其特征在 于所述警示装置呈一马蹄形，并if^殳于一固定装置上。
全文摘要
本发明为一种具润滑感应模组的传动元件，其中该润滑感应模组应用接触电阻方式，判断滚动元件、第一元件及第二元件三者间是否完全被润滑油膜披覆而相互隔离而绝缘；如润滑油膜无法完全将三者隔离，藉由该感应模组的警示元件的讯息传达，即可让使用者了解传动元件需再添加润滑剂，如此一来可确实保持传动元件的润滑维持在充足的状态，以防止传动元件无充足润滑情况下，高速运转而摩擦阻力升高进而产生高温。
文档编号G08B21/00GK101354077SQ20071013985
公开日2009年1月28日 申请日期2007年7月23日 优先权日2007年7月23日
发明者李玉山, 黄逸羣 申请人:上银科技股份有限公司