CN202118133U

CN202118133U - 可防止空气轴承失效的主轴装置

Info

Publication number: CN202118133U
Application number: CN2011201941432U
Authority: CN
Inventors: 沈庆辉
Original assignee: DARHARNQ INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2021-06-10

Abstract

一种可防止空气轴承失效的主轴装置，包含一个沿一个轴向设置并具有一个激磁段的心轴单元、一个沿该轴向围绕该心轴单元并具有一个围绕周面的中空状的外部筒件、一个设置于该激磁段与该外部筒件之间的线圈单元，及至少一个设置于该心轴单元与该外部筒件之间的空气轴承，该围绕周面具有一个第一定位区，及至少一个第一断差区，该第一断差区较该第一定位区在径向上凹入形成一个第一断差，该空气轴承与该第一断差区在该轴向上至少部分互相重叠。

Description

可防止空气轴承失效的主轴装置

技术领域

本实用新型涉及一种主轴，特别是涉及一种可防止空气轴承失效的主轴装置。

背景技术

现有一种适用于基板成型机的主轴装置(例如中国台湾发明专利第I230640号与新型专利第M376377号、第M323365号所揭示的技术内容)通常是利用一个主轴座(或称为鞍座)安装于一个Z轴滑座(例如中国台湾新型专利第M241941号与第M369614号所揭示的技术内容)上，如图1所示，此种主轴装置一般包含一个心轴单元1、一个外壳单元2、一个设置于该心轴单元1与该外壳单元2之间的线圈单元3、一个设置于该心轴单元1前端与该外壳单元2之间的前空气轴承4、一个设置于该心轴单元1后端与该外壳单元2之间的后空气轴承5、一个止推轴承6、一个与该外壳单元2套接的头座单元7，及一支推杆8。

如此，在安装时虽然可利用一个鞍座9束住该外壳单元2，而将该主轴装置锁固于该Z轴滑座(图未示)上，然而，该鞍座9同时也会将锁固力F传递至主轴装置的各个元件，造成元件受力变形，举例来说，由于该线圈单元3与该头座单元7并没有被该鞍座9完全围绕，因此，其受力产生的变形量D即会较小，再加上该线圈单元3与该心轴单元1之间的径向间隙本来就比较大(例如200μm)，因此，该线圈单元3的受力变形并不会对该心轴单元1的转动造成影响，同样地，该头座单元7与该推杆8之间的径向间隙更大，其受力变形也不会干涉该推杆8于换刀程序时的伸缩移动；相反地，由于该后空气轴承5全周被该鞍座9完全围绕，因此，其受力产生的变形量D即会较大，再加上该后空气轴承5属高精密零件，其与该心轴单元1之间的工作气隙很小(一般设计为20μm)，因此，该后空气轴承5的受力变形即会导致气隙进一步缩小(例如缩小至5μm)，影响该后空气轴承5的精度，造成该心轴单元1被锁死，而无法达到预定的转速。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种减少空气轴承的受力变形量的可防止空气轴承失效的主轴装置。

本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置，包含一个心轴单元、一个中空状的外部筒件、一个线圈单元，及至少一个空气轴承。该心轴单元沿一个轴向设置，并具有一个激磁段。该中空状的外部筒件沿该轴向围绕该心轴单元，该外部筒件具有一个围绕周面，该围绕周面具有一个第一定位区，及至少一个第一断差区，该第一断差区较该第一定位区在径向上凹入形成一个第一断差。该线圈单元设置于该心轴单元的激磁段与该外部筒件之间。该空气轴承设置于该心轴单元与该外部筒件之间，该空气轴承与该第一断差区在该轴向上至少部分互相重叠。

本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置，该外部筒件的围绕周面是外周面。

本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置，该空气轴承具有一个外周面，该外周面具有一个套接于该外部筒件内的第二定位区，及一个不接触该外部筒件的第二断差区，该第二断差区较该第二定位区在径向上凹入形成一个第二断差。

本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置，该可防止空气轴承失效的主轴装置包含二个空气轴承，该心轴单元具有一个位于该激磁段之前的前端部，及一个位于该激磁段之后的后端部，所述空气轴承分别定义为一个设置于该前端部与该外部筒件之间的前空气轴承，及一个设置于该后端部与该外部筒件之间的后空气轴承，该后空气轴承与该第一断差区在该轴向上至少部分互相重叠。

本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置，该第一断差区在该轴向上围绕该后空气轴承的第二定位区与部分第二断差区。

本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置，该外部筒件具有一个外壳，及一个套设于该外壳内的冷却套，所述围绕周面形成于该外壳的内周面与该冷却套的外周面的其中一者。

本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置，该围绕周面形成于该外壳的内周面，且具有二个第一断差区，该第一定位区沿该轴向介于所述第一断差区之间，该冷却套套接于该第一定位区，但是不接触所述第一断差区。

本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置，该空气轴承具有一个外周面，该外周面具有一个套接于该冷却套内的第二定位区，及一个不接触该冷却套的第二断差区，该第二断差区较该第二定位区在径向上凹入形成一个第二断差。

本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置，该可防止空气轴承失效的主轴装置包含二个空气轴承，该心轴单元具有一个位于该激磁段之前的前端部，及一个位于该激磁段之后的后端部，所述空气轴承分别定义为一个设置于该前端部与该外部筒件之间的前空气轴承，及一个设置于该后端部与该外部筒件之间的后空气轴承，该前空气轴承、后空气轴承分别与所述第一断差区在该轴向上至少部分互相重叠。

本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置，其中一个第一断差区在该轴向上围绕该前空气轴承的第二定位区与部分第二断差区，另一个第一断差区在该轴向上围绕该后空气轴承的第二定位区与部分第二断差区。

本实用新型的有益效果在于：利用该围绕周面的第一断差区与该空气轴承互相重叠，阻断该空气轴承的受力，以减少该空气轴承的受力变形量。

附图说明

图1是现有一种主轴装置的剖视示意图；

图2是本实用新型的可防止空气轴承失效的主轴装置一第一较佳实施例的剖视示意图；

图3是图2的局部放大示意图；

图4是图2的局部放大示意图；

图5是一类似于图2的视图，说明该主轴装置的受力变形分布；

图6是本实用新型的可防止空气轴承失效的主轴装置一第二较佳实施例的剖视示意图；

图7是图6的局部放大示意图；

图8是图6的局部放大示意图；

图9是一类似于图6的视图，说明该主轴装置的受力变形分布。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的二较佳实施例的详细说明中，将可清楚的明白。

在提出详细说明之前，要注意的是，在以下的说明中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图2、3、4，本实用新型可防止空气轴承失效的主轴装置的第一较佳实施例，该主轴装置包含：一个心轴单元10、一个中空状的外部筒件20、一个线圈单元30、至少一个空气轴承，及一个头座单元60。在本实施例中，该主轴装置包含二个空气轴承，所述空气轴承分别定义为一个前空气轴承40与一个后空气轴承50。

该心轴单元10沿一个轴向X设置，并具有一个激磁段11、一个位于该激磁段11之前的前端部12，及一个位于该激磁段11之后的后端部13。

该外部筒件20沿该轴向X围绕该心轴单元10，该外部筒件20具有一个围绕周面21，在本实施例中，该围绕周面21是外部筒件20的外周面。该围绕周面21具有一个第一定位区211，及一个第一断差区212，该第一断差区212较该第一定位区211在径向上凹入形成一个第一断差d1，在本实施例中，该第一断差d1为150μm。可以理解的是，该外部筒件20一般形成有冷媒流道及空气流道，从该头座单元60输入的冷媒可流经冷媒流道，产生冷却的效果，从该头座单元60输入的空气可经该外部筒件20的空气流道流动至该前、后空气轴承40、50与该心轴单元10之间，产生轴承支撑的作用，且该前空气轴承40兼具径向支撑及轴向止推的功能，此为现有技术，在此不再详细地说明。

该线圈单元30设置于该心轴单元10的激磁段11与该外部筒件20之间，而可驱使该心轴单元10相对于该外部筒件20转动。

该前空气轴承40设置于该前端部12与该外部筒件20之间，该后空气轴承50设置于该后端部13与该外部筒件20之间，该前、后空气轴承40、50分别具有一个外周面41、51，所述外周面41、51分别具有一个套接于该外部筒件20内的第二定位区411、511，及一个不接触该外部筒件20的第二断差区412、512，所述第二断差区412、512分别较所述第二定位区411、511在径向上凹入形成一个第二断差d2，在本实施例中，所述第二断差d2分别为150m。

该后空气轴承50与该第一断差区212在该轴向X上至少部分互相重叠，在本实施例中，该第一断差区212在该轴向X上围绕该后空气轴承50的第二定位区511与部分第二断差区512。

该头座单元60设置于该后空气轴承50之后。

借此，如图5所示，本实用新型在安装时即可利用一个鞍座200束住该外部筒件20，而将本实用新型锁固于一台成型机的Z轴滑座(图未示)上，在此过程中，虽然该鞍座200也会将锁固力F传递至本实用新型的各个元件，然而，由于该前、后空气轴承40、50与该外部筒件20之间分别形成有所述第二断差区412、512，而且，该后空气轴承50与该外部筒件20的第一断差区212在该轴向X上是互相重叠，因此，该第二断差区512配合该第一断差区212即可阻断锁固力F完全传递至该后空气轴承50，同理，该第二断差区412也可阻断锁固力F完全传递至该前空气轴承40，如此，即可减少该前、后空气轴承40、50的受力，而由精度要求不高的该线圈单元30来承受大部分的锁固力F，因此，该前、后空气轴承40、50受力产生的变形量D即会减小，而不会影响该前、后空气轴承40、50的精度，让该心轴单元10可保持正常转动，此外，虽然该线圈单元30受力产生的变形量D会较大，但是，该线圈单元30与该心轴单元10之间的径向间隙本来就比较大(例如200μm)，因此，该线圈单元30的受力变形并不会对该心轴单元10的转动造成影响。

经由以上的说明，可再将本实用新型的优点归纳如下：

一、本实用新型外部筒件20的围绕周面21的第一断差区212在该轴向X是与该后空气轴承50互相重叠，因此，该第一断差区212可阻断该后空气轴承50的受力，而减少该后空气轴承50的受力变形量，并维持该后空气轴承50的精度。

二、再者，该前、后空气轴承40、50与该外部筒件20之间分别形成有所述第二断差区412、512，因此，就该前空气轴承40而言，该第二断差区412同样可阻断该前空气轴承40的受力，而减少该前空气轴承40的受力变形量；就该后空气轴承50而言，该第二断差区512配合该第一断差区212则可更加阻断该后空气轴承50的受力，而进一步减少该后空气轴承50的受力变形量，相较于现有技术，本实用新型可有效维持该前、后空气轴承40、50的精度，避免该心轴单元10被锁死。

参阅图6、7、8，为本实用新型的一第二较佳实施例，该第二较佳实施例是类似于该第一较佳实施例，该第二较佳实施例与该第一较佳实施例的差异在于：

该外部筒件20具有一个外壳22，及一个套设于该外壳22内的冷却套23。

该外壳22具有一个形成于内周面的围绕周面221，该围绕周面221具有一个第一定位区222，及二个第一断差区223、224，该第一定位区222该沿该轴向X介于所述第一断差区223、224之间。所述第一断差区223、224分别较该第一定位区222在径向上凹入形成一个第一断差d1。

该冷却套23套接于该第一定位区222，但是不接触所述第一断差区223、224。

该前、后空气轴承40、50分别具有一个外周面42、52，所述外周面42、52分别具有一个套接于该冷却套23内的第二定位区421、521，及一个不接触该冷却套23的第二断差区422、522，所述第二断差区422、522分别较所述第二定位区421、521在径向上凹入形成一个第二断差d2。

该前、后空气轴承40、50分别与所述第一断差区223、224在该轴向X上至少部分互相重叠，在本实施例中，该第一断差区223在该轴向X上围绕该前空气轴承40的第二定位区421与部分第二断差区422，该第一断差区224在该轴向X上围绕该后空气轴承50的第二定位区521与部分第二断差区522。

借此，如图9所示，该第二断差区422配合该第一断差区223也可阻断该鞍座200的锁固力F完全传递至该前空气轴承40，同理，该第二断差区522配合该第一断差区224也可阻断锁固力F完全传递至该后空气轴承50，如此，也可减少该前、后空气轴承40、50的受力，而由精度要求不高的该线圈单元30与该头座单元60来承受大部分的锁固力F。

值得一提的是，在本实施例中，该围绕周面221也可改为形成于该冷却套23的外周面，让该冷却套23的外周面上形成该第一定位区与该第一断差区。

如此，该第二较佳实施例也可达到与上述第一较佳实施例相同的目的与功效。

综上所述，本实用新型的可防止空气轴承失效的主轴装置，不但可减少空气轴承的受力变形量，且可防止主轴装置被锁死失效，所以确实能达成本实用新型的目的。

Claims

1.一种可防止空气轴承失效的主轴装置，包含一个心轴单元、一个中空状的外部筒件、一个线圈单元，及至少一个空气轴承，其特征在于：

该心轴单元，沿一个轴向设置，并具有一个激磁段；

该中空状的外部筒件，沿该轴向围绕该心轴单元，该外部筒件具有一个围绕周面，该围绕周面具有一个第一定位区，及至少一个第一断差区，该第一断差区较该第一定位区在径向上凹入形成一个第一断差；

该线圈单元，设置于该心轴单元的激磁段与该外部筒件之间；及

该空气轴承，设置于该心轴单元与该外部筒件之间，该空气轴承与该第一断差区在该轴向上至少部分互相重叠。

2.根据权利要求1所述的可防止空气轴承失效的主轴装置，其特征在于：该外部筒件的围绕周面是外周面。

3.根据权利要求2所述的可防止空气轴承失效的主轴装置，其特征在于：该空气轴承具有一个外周面，该外周面具有一个套接于该外部筒件内的第二定位区，及一个不接触该外部筒件的第二断差区，该第二断差区较该第二定位区在径向上凹入形成一个第二断差。

4.根据权利要求3所述的可防止空气轴承失效的主轴装置，其特征在于：该可防止空气轴承失效的主轴装置包含二个空气轴承，该心轴单元具有一个位于该激磁段之前的前端部，及一个位于该激磁段之后的后端部，所述空气轴承分别定义为一个设置于该前端部与该外部筒件之间的前空气轴承，及一个设置于该后端部与该外部筒件之间的后空气轴承，该后空气轴承与该第一断差区在该轴向上至少部分互相重叠。

5.根据权利要求4所述的可防止空气轴承失效的主轴装置，其特征在于：该第一断差区在该轴向上围绕该后空气轴承的第二定位区与部分第二断差区。

6.根据权利要求1所述的可防止空气轴承失效的主轴装置，其特征在于：该外部筒件具有一个外壳，及一个套设于该外壳内的冷却套，所述围绕周面形成于该外壳的内周面与该冷却套的外周面的其中一者。

7.根据权利要求6所述的可防止空气轴承失效的主轴装置，其特征在于：该围绕周面形成于该外壳的内周面，且具有二个第一断差区，该第一定位区沿该轴向介于所述第一断差区之间，该冷却套套接于该第一定位区，但是不接触所述第一断差区。

8.根据权利要求7所述的可防止空气轴承失效的主轴装置，其特征在于：该空气轴承具有一个外周面，该外周面具有一个套接于该冷却套内的第二定位区，及一个不接触该冷却套的第二断差区，该第二断差区较该第二定位区在径向上凹入形成一个第二断差。

9.根据权利要求8所述的可防止空气轴承失效的主轴装置，其特征在于：该可防止空气轴承失效的主轴装置包含二个空气轴承，该心轴单元具有一个位于该激磁段之前的前端部，及一个位于该激磁段之后的后端部，所述空气轴承分别定义为一个设置于该前端部与该外部筒件之间的前空气轴承，及一个设置于该后端部与该外部筒件之间的后空气轴承，该前空气轴承、后空气轴承分别与所述第一断差区在该轴向上至少部分互相重叠。

10.根据权利要求9所述的可防止空气轴承失效的主轴装置，其特征在于：其中一个第一断差区在该轴向上围绕该前空气轴承的第二定位区与部分第二断差区，另一个第一断差区在该轴向上围绕该后空气轴承的第二定位区与部分第二断差区。