CN110212385B - 超声波刀把供电主轴 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声波刀把供电主轴，其用于超声波刀把，该超声波刀把包括本体、刀把正极、刀把负极、刀把导线和复数个压电片，该刀把供电主轴包括外壳、旋转轴、第一轴承、第二轴承以及电连接器，该旋转轴枢设于该外壳内，该第一轴承套设于绝缘座，该绝缘座则接装于该旋转轴，并随该旋转轴同步旋转，而该第二轴承套设于该外壳和该旋转轴之间并电性连接于该外壳和该旋转轴，该电连接器包括第一电极和第二电极，该第一电极电性连接于该第一轴承，而该第二电极则电性连接于该外壳。本发明提供的超声波刀把供电主轴，能经由超声波刀把本体产生电性连接回路，对超声波刀把提供稳定的电源供应，以克服现有技术中碳刷件因容易积碳，从而使得导电率降低、短路断电以及产生高热等不良作用。

Description

超声波刀把供电主轴

【技术领域】

本发明涉及超声波主轴领域，具体涉及一种可经由超声波刀把本体产生电性连接回路的刀把供电主轴。

【背景技术】

按加工机的超声波传动主轴主要是利用振荡器，例如压电片的高频振动，使得装设于传动主轴刀具能产生高频振荡，让刀具能有效地降低切削阻力，以便将待加工工件表面的微粒一一分离。当待加工工件为又硬又脆的材料，例如玻璃、陶瓷、二氧化锆……时，若能以超声波传动主轴来进行加工，不但可使加工所产生的碎屑变得更为细薄，同时能延长刀具使用寿命。

再者，当超声波传动主轴进行高频振动加工时，刀具因振动源的加入，所以刀具与待加工工件接触时，刀具除了主轴旋转外又增加了轴向高频振动，使得刀具在双重运动下，促进了待加工工件的材料切除。因此，超声波传动主轴具有减轻加工阻力、提高加工效率、改善待加工工件的加工面粗糙度、刀具本身因振动而不沾黏切削残屑，延长刀具使用寿命的优点，所以目前超声波传动主轴已广泛地被产业界所采用。

如中国台湾专利公告第M534047号专利案之“自洁式电气旋转主轴结构”所示，其包括一主轴；一导电套组，其套接于该主轴上，并具有两导电环；一供电套组，其具有一碳刷环座及两碳刷件，该碳刷环座套置于该导电套组外，并与该导电套组间具有间隙，该碳刷环座周面上具有两径向延伸之碳刷容置孔及一径向延伸之吹气孔，该等碳刷件各自径向穿置于该等碳刷容置孔中，并以其一端与各该导电环接触，藉由该等碳刷件将外部之电力导入至该等导电环上，并由该吹气孔将外部之气体引入于该等碳刷件与该等导电环间。

由于习知弹性碳刷件之技术手段系以弹性件提供弹力推抵各该碳刷件向该主轴方向移动，若当该弹性件之压缩量过大时，其推抵之弹力亦会相对提高，进而造成该等碳刷件之磨损较为严重；反之，若该弹性件之压缩量过小时，则因推抵之弹力不足，进而导致该等碳刷件无法接触导电环，甚至产生断路之机率，并非一有效的解决方案。

因此，如何提供超声波传动主轴的振动单元稳定的电源供应，乃相关业者亟待克服的难题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种刀把供电主轴，经由超声波刀把本体产生电性连接回路，对超声波刀把提供稳定的电源供应。

为达成上述目的，本发明所提供的技术方案是，提供一种超声波刀把供电主轴，所述超声波刀把包括：

本体，配置于本体内部的刀把正极，配置于本体内部的刀把负极，所述刀把负极电性连接于本体；

连接于所述刀把正极的刀把导线；以及

复数个电性连接于所述刀把正极和刀把负极的压电片；

其中所述本体上设有至少一个连接部，所述刀把导线连接轴向设于各连接部内的电极触点；

所述刀把供电主轴包括：

外壳，枢设于外壳内的旋转轴，接装于旋转轴并随旋转轴同步旋转的绝缘座；套设于绝缘座的第一轴承；套设于外壳和旋转轴之间的第二轴承，所述第二轴承电性连接于外壳和旋转轴；以及具有第一电极和第二电极的电连接器；所述第一电极电性连接于所述第一轴承和轴向设于绝缘座内且对应于各电极触点的电极接点，所述第二电极电性连接于外壳；以及

马达，马达具有驱动轴，所述驱动轴经由连接件与所述旋转轴同步转动；

当所述本体插接于所述旋转轴，使所述绝缘座接触连接部时，所述第一电极所述经由所述第一轴承、电极接点、电极触点和刀把导线电性连接于所述刀把正极；所述第二电极经由所述外壳、第二轴承、旋转轴和本体电性连接于所述刀把负极。

作为优选的技术方案，所述马达套设于所述外壳并具有与旋转轴同轴的驱动轴。

作为优选的技术方案，所述马达设置于外壳外侧；所述连接件为皮带，所述刀把供电主轴进一步包括第一皮带轮和第二皮带轮，所述第一皮带轮固设于所述驱动轴上，所述第二皮带轮经由锁定件固设于所述旋转轴上，且所述皮带套设于所述第一皮带轮和该第二皮带轮。

作为优选的技术方案，进一步包括接装于所述外壳的固定环和接装于固定环的绝缘外环，所述绝缘外环供所述绝缘座穿设，使绝缘座和固定环包夹所述第一轴承；所述电连接器分别经由第一锁固件和第二锁固件固设于所述绝缘外环和固定环上。

作为优选的技术方案，所述第一轴承包括第一外环、第一内环和复数个第一滚珠，所述复数个第一滚珠配置于第一外环和第一内环之间；所述第二轴承包括第二外环、第二内环和复数个第二滚珠，所述复数个第二滚珠配置于第二外环和第二内环之间；其中所述外壳抵接于第二外环，所述旋转轴套接于第二内环，所述第一电极经由第一导线连接于第一锁固件，所述第一锁固件经由弹性件连接于第一外环；所述第二电极经由第二导线连接锁固于所述固定环的第二锁固件。

作为优选的技术方案，进一步包括防水组件，所述防水组件设于第二外环和固定环之间，并由前密接环和后密接环形成迷宫状对接型态，以避免液体或灰尘进入到所述刀把供电主轴内。

作为优选的技术方案，所述本体具有限位部，限位部上具有至少一个缺口，且所述旋转轴具有至少一个限位件，当所述本体插接于旋转轴时，各限位件嵌合于各缺口。

作为优选的技术方案，进一步包括绝缘组件，所述绝缘组件包括邻接于所述第一外环的外绝缘件，以及邻接所述第一内环的内绝缘件，以避免所述第一轴承与固定环之间的接触。

本发明提供的超声波刀把供电主轴，能经由超声波刀把本体产生电性连接回路，对超声波刀把提供稳定的电源供应，以克服习知碳刷件因容易积碳，从而使得导电率降低、短路断电以及产生高热等不良作用。

【附图说明】

为进一步揭示本案之具体技术内容，首先请参阅附图，其中：

图1为本申请超声波刀把供电主轴第一实施例与超声波刀把的立体分解图；

图2为图1所示超声波刀把的立体分解图；

图3为图1所示超声波刀把的立体图；

图4为图1所示刀把供电主轴的立体分解图；

图5为图1所示刀把供电主轴的轴向剖面图；

图6为图1所示刀把供电主轴与超声波刀把接合部分的轴向局部放大剖面图；

图7为本案刀把供电主轴第二实施例与超声波刀把接合的示意图；

图8为图7所示刀把供电主轴的立体分解图；以及

图9为图7所示刀把供电主轴的轴向剖面图。

符号说明：

刀把供电主轴1 外壳11

旋转轴12 限位件121

第一轴承13 第一外环131

第一内环132 第一滚珠133

第二轴承14 第二外环141

第二内环142 第二滚珠143

电连接器15 第一电极151

第二电极152 第一导线153

第二导线154 第一锁固件155

第二锁固件156 弹性件157

电极接点158 固定环16

绝缘座17 绝缘外环171

防水组件18 前密接环181

后密接环182 马达19

驱动轴191 连接件192

第一皮带轮193 第二皮带轮194

锁定件195

超声波刀把2 本体21

连接部211 电极触点212

限位部213 缺口214

刀把正极22 刀把负极23

刀把导线24 压电片25

伸缩件26 结合件27

振幅杆28

【具体实施方式】

请参阅图1至图4，本实施例提供一种刀把供电主轴1，其用于超声波刀把2，该超声波刀把2包括本体21，刀把正极22，刀把负极23，以及刀把导线24，以及复数个压电片25。该刀把正极22和该刀把负极23配置于该本体21内部，该刀把负极23电性连接于该本体21，且该刀把导线24连接于该刀把正极22。如图2及图3所示，该刀把正极22和该刀把负极23电性连接于复数个压电片25。

因此，当回路接通时，该超声波刀把2可透过该等压电片25在该超声波刀把2的轴向上振动进行加工。为了使该等压电片25的振动更加均匀地传达至整个超声波刀把2的本体21，该超声波刀把2还包括伸缩件26，结合件27以及振幅杆28，该等压电片25透过该伸缩件26和该结合件27锁固至该振幅杆28上，藉此避免该等压电片25在该本体21内散落。

另一方面，请再参阅图1及图4，该刀把供电主轴1包括外壳11，旋转轴12，第一轴承13，第二轴承14，以及电连接器15。该旋转轴12枢设于该外壳11内，该第一轴承13绝缘地配置于该旋转轴12上，且该电连接器15电性连接于该第一轴承13和该外壳11。具体而言，该第一轴承13为该刀把供电主轴1对该超声波刀把2供电时电性连接回路中正极回路的一部分，且该外壳11为该刀把供电主轴1对该超声波刀把2供电时电性连接回路中负极回路的一部分。较佳地，该刀把供电主轴1的该第二轴承14配置于该外壳11和该旋转轴12之间，此部分将于后文中详述。

此外，本实施例的刀把供电主轴1为一直结式主轴，具体而言，该刀把供电主轴1另包括马达19，该马达19套设于该外壳11并包括驱动轴191，该驱动轴191透过连接件192与该旋转轴12同步转动，其中该驱动轴191和该旋转轴12同轴。

请参阅图4至图6，本实施例的刀把供电主轴1还包括接装于该外壳11的固定环16和接装于该旋转轴12的绝缘座17，其中该绝缘座17另包括绝缘外环171，该绝缘外环171供该绝缘座17穿设并固设于该固定环16，使该绝缘座17和该固定环16包夹该第一轴承13。另为提供该第一轴承13和该固定环16的绝缘效果，因此在两者间设有绝缘组件134，以避免该第一轴承13和该固定环16因接触所造成的短路。

更进一步言，该电连接器15适于透过插头连接外部电源，该电连接器15包括第一电极151和第二电极152，例如第一电极151为正极，第二电极152为负极，该第一电极151透过第一锁固件155固设于该绝缘外环171并电性连接于该第一轴承13，而该第二电极152则透过第二锁固件156固设于该固定环16并电性连接于该外壳11。

除此之外，该刀把供电主轴1进一步包括套设于该旋转轴12与该外壳11之间的第二轴承14，使该第二轴承14电性连接于该外壳11和该旋转轴12。

更进一步言，该第一轴承13包括第一外环131，第一内环132和复数个第一滚珠133，其中该等第一滚珠133配置于该第一外环131和该第一内环132之间；该第二轴承14包括第二外环141，第二内环142和复数个第二滚珠143，其中该复数个第二滚珠143配置于该第二外环141和该第二内环142之间。该外壳11抵接于该第二外环141，该旋转轴12抵接于该第二内环142，该第一电极151透过第一导线153连接于该第一锁固件155，该第一锁固件155透过弹性件157，例如弹簧抵接于该第一外环131，而该第二电极152透过第二导线154连接锁固于该固定环16的连接于该第二锁固件156。

再者，该绝缘组件134包括邻接于该第一外环131的外绝缘件134a，以及邻接该第一内环132的内绝缘件134b，藉由该外绝缘件134a和该内绝缘件134b的设置可避免该第一轴承13和该固定环16因接触所造成的短路。

另一方面，该超声波刀把2的该本体21上设有至少一个连接部211(显示于图2)，该刀把导线24连接轴向埋设于各该连接部211内的电极触点212；而且该刀把供电主轴1对应各该电极触点212位置另包括电极接点158，各该电极接点158轴向设于该绝缘座17并连接于该第一轴承13的该第一内环132。当该超声波刀把2的该本体21插接于该旋转轴12，使该连接部211与该绝缘座17形成接触时，该第一电极151，例如正极透过该第一轴承13、该电极接点158、该电极触点212和该刀把导线24电性连接于该刀把正极22。而该第二电极152，例如负极透过该外壳11、该第二轴承14、该旋转轴12和该本体21电性连接于该刀把负极23。

尤有进者，该刀把供电主轴1内进一步包括防水组件18，该防水组件18设于该第二外环141和该固定环16之间，并由前密接环181和后密接环182形成迷宫状对接型态，以避免液体或灰尘进入到该刀把供电主轴1内。其中，该固定环16和该防尘件161皆为可导电的材质所制成。

因此，当该本体21插接于该旋转轴12时，该本体21将抵接于该旋转轴12，该刀把导线24透过该至少一个连接部211的该电极触点212电性连接于对应的该电极接点158，并透过该电极接点158连接于该第一轴承13的该第一内环132。换言之，电流可从外部电源流入该电连接器15的该第一电极151，并依序通过该第一导线153、该第一锁固件155、该弹性件157、该第一外环131、该复数个第一滚珠133、该第一内环132、该电极接点158、该电极触点212和该刀把导线24至该刀把正极22，再由该刀把负极23依序通过该振幅杆28、该本体21、该旋转轴12、该第二外环141、该复数个第二滚珠143、该第二内环142、该防水组件18、该固定环16、该第二锁固件156和该第二导线154流回该第二电极152。

因此，该刀把供电主轴1可透过该超声波刀把2的该本体21产生电性连接回路对该超声波刀把2提供稳定的电源供应。除此之外，由于该绝缘的绝缘外环171配置于该固定环16与该第一锁固件155、该弹性件157和该第一外环131之间，该绝缘座17配置于该第一内环132和该旋转轴12之间，因此可防止正极回路和负极回路之间短路断电的不良作用。

值得一提的是，在本实施例中，该本体21包括限位部213，该限位部213上具有至少一个缺口214，且该旋转轴12包括至少一个限位件121，其中各该限位件121对应于各该缺口214。当该本体21插设于该旋转轴12时，各该限位件121嵌合于对应的各该缺口214，因此可防止该超声波刀把2与该刀把供电主轴1在接合时因相位偏差而导致无法构成回路的情况。此外，本案的限位设计并不仅限于此，在其它较佳的实施例中，也可以是该旋转轴12上具有至少一个缺口，而该本体21包括对应的至少一个限位件，只要能确定该超声波刀把2能接合至正确相位的限位设计，皆应为本案的保护范围内。

如图7至图9所示，其显示该刀把供电主轴的第二实施例，本实施例相较于第一实施例相同的标号(符号)用以表示相同的构件，由于本实施例与第一实施例分享许多共享的构件，因而仅将两者的差异处详予说明于后。

本实施例的刀把供电主轴1与前述第一实施例的刀把供电主轴1相似，两者的主要差异在于：本实施例的刀把供电主轴1为皮带式主轴。详细而言，该连接件192为皮带，该刀把供电主轴1还包括第一皮带轮193和第二皮带轮194，该第一皮带轮193固设于该驱动轴191上，该第二皮带轮194透过锁定件195固设于该旋转轴12上，且该皮带套设于该第一皮带轮193和该第二皮带轮194。

换言之，当该马达19运转时，该驱动轴191将带动该第一皮带轮193，并透过该连接件192(皮带)间接带动该第二皮带轮194和该旋转轴12，且该驱动轴191并不限定需与该旋转轴12同轴，藉此也可达到与直结式主轴的刀把供电主轴1相同的效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种超声波刀把供电主轴，其适用于超声波刀把，其特征在于，

所述超声波刀把包括：

本体，配置于本体内部的刀把正极，配置于本体内部的刀把负极，所述刀把负极电性连接于本体；

连接于所述刀把正极的刀把导线；以及

复数个电性连接于所述刀把正极和刀把负极的压电片；

其中所述本体上设有至少一个连接部，所述刀把导线连接轴向设置于各连接部内的电极触点；所述刀把供电主轴包括：

外壳，枢设于外壳内的旋转轴，接装于旋转轴并随旋转轴同步旋转的绝缘座；套设于绝缘座的第一轴承；套设于外壳和旋转轴之间的第二轴承，

所述第二轴承电性连接于外壳和旋转轴；以及具有第一电极和第二电极的电连接器；所述第一电极电性连接于所述第一轴承和轴向设置于绝缘座内且对应于各电极触点的电极接点，所述第二电极电性连接于外壳；以及

马达，马达具有驱动轴，所述驱动轴经由连接件与所述旋转轴同步转动；当所述本体插接于所述旋转轴，使所述绝缘座接触连接部时，所述第一电极所述经由所述第一轴承、电极接点、电极触点和刀把导线电性连接于所述刀把正极；所述第二电极经由所述外壳、第二轴承、旋转轴和本体电性连接于所述刀把负极。

2.根据权利要求1所述的超声波刀把供电主轴，其特征在于，所述马达套设于所述外壳并具有与旋转轴同轴的驱动轴。

3.根据权利要求1所述的超声波刀把供电主轴，其特征在于，所述马达设置于外壳外侧；所述连接件为皮带，所述刀把供电主轴进一步包括第一皮带轮和第二皮带轮，所述第一皮带轮固设于所述驱动轴上，所述第二皮带轮经由锁定件固设于所述旋转轴上，且所述皮带套设于所述第一皮带轮和该第二皮带轮。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的超声波刀把供电主轴，其特征在于，还包括接装于所述外壳的固定环和接装于固定环的绝缘外环，所述绝缘外环供所述绝缘座穿设，使绝缘座和固定环包夹所述第一轴承；所述电连接器分别经由第一锁固件和第二锁固件固设于所述绝缘外环和固定环上。

5.根据权利要求4所述的超声波刀把供电主轴，其特征在于，所述第一轴承包括第一外环、第一内环和复数个第一滚珠，所述复数个第一滚珠配置于第一外环和第一内环之间；所述第二轴承包括第二外环、第二内环和复数个第二滚珠，所述复数个第二滚珠配置于第二外环和第二内环之间；其中所述外壳抵接于第二外环，所述旋转轴套接于第二内环，所述第一电极经由第一导线连接于第一锁固件，所述第一锁固件经由弹性件连接于第一外环；所述第二电极经由第二导线连接锁固于所述固定环的第二锁固件。

6.根据权利要求5所述的超声波刀把供电主轴，其特征在于，还包括防水组件，所述防水组件设于第二外环和固定环之间，并由前密接环和后密接环形成迷宫状对接型态，以避免液体或灰尘进入到所述刀把供电主轴内。

7.根据权利要求1～3任意一项所述的超声波刀把供电主轴，其特征在于，所述本体具有限位部，限位部上具有至少一个缺口，且所述旋转轴具有至少一个限位件，当所述本体插接于旋转轴时，各限位件嵌合于各缺口。

8.根据权利要求5所述的超声波刀把供电主轴，其特征在于，还包括绝缘组件，所述绝缘组件包括邻接于所述第一外环的外绝缘件，以及邻接所述第一内环的内绝缘件，以避免所述第一轴承与固定环之间的接触。