CN207530271U - 加工主轴的碳刷式电性导通装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种加工主轴的碳刷式电性导通装置，其是在主轴套座内架设一旋转轴，并在该旋转轴上以绝缘方式连结设有第一导电环及第二导电环，一碳刷组件是在第一、二导电环外侧处架置有碳刷座，以供装设与第一、二导电环的径向具有倾斜角度的第一、二碳刷，使该第一、二碳刷分别以倾斜方式弹性压抵该第一、二导电环；如此，即可大幅缩小第一、二碳刷于第一、二导电环径向偏摆时所导致的伸缩位移量，而使第一、二碳刷分别稳定保持压抵第一、二导电环，并减少第一、二碳刷的磨耗，进而达到提升电性连接的稳定性及提升使用寿命的效益。

Description

加工主轴的碳刷式电性导通装置

技术领域

本实用新型尤指其提供一种可使第一、二碳刷分别稳定压抵第一、二导电环，并减少第一、二碳刷的磨耗，而可提升电性连接的稳定性及提升使用寿命的加工主轴的碳刷式电性导通装置。

背景技术

按，于加工作业的过程中导入高频的振动加工机制，不仅可改善切削加工面的表面粗糙度及提高加工精度，更可降低切削阻力，而增加刀具寿命，而逐渐被广泛应用。

请参阅图1、图2所示，是中国台湾公告第M534047号“自洁式电气旋转主轴结构”新型专利案，该主轴10主要是在主轴套11内架设有主轴杆12，该主轴杆12的一端系供套置超音波刀把，并装设有二主轴导电接点13、14，以分别与超音波刀把的正、负极作电性连接，该主轴杆12的另一端处则以一绝缘套15连结设有二导电环16、17，该二导电环16、17并分别以导线电性连接该二主轴导电接点13、14；一供电套组20是在该主轴杆12另一端处的二导电环15、16外侧架置固定一碳刷环座21，并在该碳刷环座21的一侧装设有二以径向配置且分别对应该二导电环16、17的碳刷件22、23，该二碳刷件22、23分别以电源导线221、231电性连接外部电源，并以二弹簧222、232分别推抵二碳刷件22、23，使该二碳刷件22、23的端部分别径向压抵接触二导电环16、17的外环面，进而利用二主轴导电接点13、14、二导电环16、17、供电套组20的二碳刷件22、23与超音波刀把的正、负极作电性导通，而可驱动超音波刀把作高频振动；然而，当驱动主轴杆12高速旋转时，由于该主轴杆12系会快速产生连续的微量径向偏摆，该二导电环16、17也随着该主轴杆12作连续的微量径向的偏摆，而分别压抵二导电环16、17的二碳刷件22、23作弹性的伸缩位移，由于该二碳刷件22、23分别以径向压抵接触该二导电环16、17的外环面，因此，该二碳刷件22、23系会随着二导电环16、17的径向偏摆幅度作相同距离的径向弹性伸缩位移，但当主轴杆12快速的带动二导电环16、17偏摆至另一侧位置时，二碳刷件22、23由于跟随反应的距离较长，而使二碳刷件22、23无法随着二导电环16、17快速的偏摆作及时的跟随反应，其不仅极可能导致二碳刷件22、23与二导电环16、17脱离接触，而发生瞬间断路的情况，使得超音波刀具无法稳定的作高频振动，而影响高频振动的切削作业效果，且当二导电环16、17朝向二碳刷件22、23一侧作径向偏摆时，将使该二碳刷件22、23以相同距离的径向位移量分别压缩二弹簧222、232，此时，由于二弹簧222、232被压缩的距离较长，相对的该二弹簧222、232将产生较大的反向弹力分别推抵二碳刷件22、23，使二碳刷件22、23以较大力量分别压抵接触二导电环16、17，进而造成二碳刷件22、23较多的磨耗，而降低二碳刷件22、23的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型设计人遂以其多年从事相关行业的研发与制作经验，针对目前所面临的问题深入研究，经过长期努力的研究与试作，终究研创出一种加工主轴的碳刷式电性导通装置，以有效改善现有的缺弊，此即为本实用新型的设计宗旨。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征是包含有：

主轴套座；

旋转轴：架设于该主轴套座内，并在该旋转轴上绝缘设有具有第一环面的第一导电环及具有第二环面的第二导电环；

碳刷组件：是在该旋转轴的第一导电环及第二导电环外侧处架置有碳刷座，以供装设与该第一导电环及该第二导电环的径向具有倾斜角度的第一碳刷及第二碳刷，该第一碳刷以第一弹性件倾斜弹性压抵于该第一导电环的第一环面，该第二碳刷以第二弹性件倾斜弹性压抵于该第二导电环的第二环面。

所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其中，该主轴套座内设有供架设该旋转轴的复数组轴承及供驱动该旋转轴转动的旋转驱动源。

所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其中，该旋转轴的第一端设有套孔，并在该套孔的内环面以绝缘方式套设呈环状的第一导通件及第二导通件。

所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其中，该第一导通件与该旋转轴的套孔间设有第一绝缘层，该第二导通件与该旋转轴的套孔间则设有第二绝缘层。

所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其中，该旋转轴的第一导电环以一第一导线电性连接该第一导通件，该第二导电环则以一第二导线电性连接该第二导通件。

所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其中，该第一导电环及该第二导电环以一绝缘套连结锁设于该旋转轴的第二端。

所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其中，该第一导电环的第一环面及该第二导电环的第二环面呈圆锥状。

所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其中，该碳刷组件的碳刷座上开设有与该第一导电环及该第二导电环的径向具有倾斜角度的第一导槽及第二导槽，以分别装设该第一碳刷、该第一弹性件及该第二碳刷、该第二弹性件。

所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其中，该碳刷座的第一导槽外端以一第一导电螺栓锁设有第一导电压板，并在该第一导电压板与该第一碳刷间设有该第一弹性件，使该第一碳刷倾斜弹性压抵该第一导电环的第一环面。

所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其中，该碳刷座的第二导槽外端以一第二导电螺栓锁设有第二导电压板，并在该第二导电压板与该第二碳刷间设有该第二弹性件，使该第二碳刷倾斜弹性压抵该第二导电环的第二环面。

本实用新型的主要优点是：可大幅缩小第一、二碳刷于第一、二导电环径向偏摆时所导致的伸缩位移量，使该第一、二碳刷可随着第一、二导电环快速的偏摆作即时的跟随反应，而分别稳定保持压抵第一、二导电环，进而达到提升电性连接的稳定性的实用目的。

本实用新型另一优点是：可大幅缩小第一、二碳刷于第一、二导电环径向偏摆时所导致的伸缩位移量，以避免第一、二碳刷以过大的反向弹性力量压抵接触第一、二导电环，而可减少第一、二碳刷的磨耗，进而达到提升使用寿命的实用目的。

附图说明

图1是中国台湾第M534047号专利案的分解示意图。

图2是中国台湾第M534047号专利案的部分剖面示意图。

图3是本实用新型碳刷组件的分解示意图。

图4是本实用新型的组合剖面示意图。

图5是图4的A部分放大示意图。

图6是本实用新型的使用示意图(一)。

图7是本实用新型的使用示意图(二)。

图8是图7的B部分放大示意图。

图9是图8的部分放大示意图。

附图标记说明：(现有部分)10-主轴；11-主轴套；12-主轴杆；13-主轴导电接点；14-主轴导电接点；15-绝缘套；16-导电环17-导电环；20-供电套组；21-碳刷环座；22-碳刷件；221-电源导线；222-弹簧；23-碳刷件；231-电源导线232-弹簧；(本实用新型部份)30-主轴套座；301-轴承；302-旋转驱动源；31-旋转轴；311-套孔；32-第一导通件；321-第一绝缘层；33-第二导通件；331-第二绝缘层；34-第一导电环；341-第一环面；342-第一导线；35-第二导电环；351-第二环面；352-第二导线；36-绝缘套；40-碳刷组件；41-碳刷座；411-容室；412-第一导槽；413-第二导槽；42-第一碳刷；421-第一导电螺栓；422-第一导电压板；423-第一弹性件；43-第二碳刷；431-第二导电螺栓；432-第二导电压板；433-第二弹性件；50-超音波刀把；51-加工刀具；52-插置部；53-正电极；54-负电极。

具体实施方式

为使贵审查委员对本实用新型作更进一步的了解，兹举一较佳实施例并配合图式，详述如后：

请参阅图3、图4、图5所示，本实用新型加工主轴的碳刷式电性导通装置，其是在主轴套座30内部设有复数组轴承301，以架设一旋转轴31，该主轴套座30内装设有可为内藏式马达的旋转驱动源302，以供驱动该旋转轴31转动，该旋转轴31内则可装设有作拉刀或松刀动作的打刀机构(图式中未显示)，由于该旋转驱动源302及打刀机构是现有技术，且非为本实用新型的重点，因此不予赘述；该旋转轴31的第一端设有呈圆锥状的套孔311，并在该套孔311的内环面以绝缘方式套设呈环状的第一导通件32及第二导通件33；于本实施例中，该第一导通件32与该套孔311间设有可为绝缘胶的第一绝缘层321，该第二导通件33与该套孔311间则设有可为绝缘胶的第二绝缘层331，而使该第一导通件32、第二导通件33与该旋转轴31保持绝缘；另于该旋转轴31的第二端以绝缘方式连结锁设有具有第一环面341的第一导电环34及具有第二环面351的第二导电环35，其中，该第一导电环34并以第一导线342电性连接该第一导通件32，该第二导电环35则以第二导线352电性连接该第二导通件33；于本实施例中，该第一导电环34的第一环面341及该第二导电环35的第二环面351呈圆锥状，另该第一导电环34及第二导电环35以一绝缘套36连结锁设于该旋转轴31的第二端，使该第一导电环34及第二导电环35与旋转轴31保持同动并绝缘；一碳刷组件40是在该第一导电环34及第二导电环35外侧处架置有一碳刷座41，于该碳刷座41内设有供容置该第一导电环34及第二导电环35的容室411，并在该碳刷座41装设与该第一、二导电环34、35的径向具有倾斜角度θ的第一碳刷42及第二碳刷43，而使该第一碳刷42以倾斜方式弹性压抵该第一导电环34的第一环面341，该第二碳刷43则以倾斜方式弹性压抵该第二导电环35的第二环面351；于本实施例中，该碳刷座41上开设有与该第一、二导电环34、35的径向具有倾斜角度θ的第一导槽412及第二导槽413，以分别装设该第一碳刷42及第二碳刷43，其中，该第一导槽412的外端以一电性连接至控制器(图式中未显示)的第一导电螺栓421锁设有第一导电压板422，并在该第一导电压板422与该第一碳刷42间设有第一弹性件423，而以该第一弹性件423的弹力推抵该第一碳刷42，使该第一碳刷42以倾斜方式弹性压抵该第一导电环34的第一环面341，进而使该第一导电环34可经由该第一碳刷42、第一弹性件423、第一导电压板422及第一导电螺栓421电性连接至控制器(图式中未显示)，另该第二导槽413的外端则以一电性连接至控制器(图式中未显示)的第二导电螺栓431锁设有第二导电压板432，并在该第二导电压板432与该第二碳刷43间设有第二弹性件433，而以该第二弹性件433的弹力推抵该第二碳刷43，使该第二碳刷43以倾斜方式弹性压抵该第二导电环35的第二环面351，进而使该第二导电环35可经由该第二碳刷43、第二弹性件433、第二导电压板432及第二导电螺栓431电性连接至控制器(图式中未显示)，另外，当该第一碳刷42及第二碳刷43产生大量磨耗而需更换使用时，其分别将第一导电螺栓421、第一导电压板422及第二导电螺栓431、第二导电压板432拆离后，即可便于直接进行更换磨耗的第一碳刷42及第二碳刷43。

请参阅图6所示，本实用新型于进行加工作业时，其系先于该旋转轴31的套孔311装设一超音波刀把50，该超音波刀把50的第一端装设有加工刀具51，第二端则设有呈圆锥柱状的插置部52，以供插套于旋转轴31的套孔311内，并在该插置部52的外环面上设有呈圆环状的正电极53及负电极54，并使该正电极53及负电极54分别电性连接内部的超音波振动组件(图式中未显示)；当超音波刀把50的插置部52插套于旋转轴31的套孔311内时，即利用该旋转轴31的套孔311内的第一导通件32及第二导通件33以环面接触的方式分别与超音波刀把50的正电极53及负电极54接触导通，该第一导通件32再经由第一导线342、第一导电环34与碳刷组件40的第一碳刷42电性连接，该第二导通件33则经由第二导线352、第二导电环35与碳刷组件40的第二碳刷43电性连接，进而可电性连接至控制器(图式中未显示)。

请参阅图7、图8、图9所示，于进行加工作业时，即以主轴套座30内的旋转驱动源302驱动该旋转轴31，而带动该超音波刀把50及加工刀具51高速旋转，并驱动超音波刀把50作高频振动，以进行高频振动的切削作业；当驱动旋转轴31高速旋转时，该旋转轴31系会快速产生连续的微量径向的偏摆，该第一导电环34及第二导电环35也随着旋转轴31产生径向的偏摆，而使得分别压抵该第一导电环34的第一环面341及第二导电环35的第二环面351的第一碳刷42及第二碳刷43作弹性的伸缩位移，由于该第一碳刷42及第二碳刷43分别以倾斜方式弹性压抵该第一导电环34的第一环面341及第二导电环35的第二环面351，将可大幅缩小第一碳刷42及第二碳刷43于第一导电环34及第二导电环35径向偏摆时所导致的伸缩位移量，例如，当第一导电环34及第二导电环35往第一碳刷42及第二碳刷43一侧作径向偏摆的幅度为L1，且导致该第一碳刷42及第二碳刷43的收缩位移距离为L2，该第一碳刷42及第二碳刷43与该第一导电环34及第二导电环35径向具有倾斜角度θ，而依据三角函数定义L2＝cosθxL1，因此，该第一碳刷42及第二碳刷43的收缩位移量L2系小于该第一导电环34及第二导电环35的径向偏摆幅度L1，而大幅缩小第一碳刷42及第二碳刷43于第一导电环34及第二导电环35径向偏摆时所导致的伸缩位移量，由于大幅缩小第一碳刷42及第二碳刷43的伸缩位移量，使得当旋转轴31快速的带动第一导电环34及第二导电环35偏摆至另一侧位置时，第一碳刷42及第二碳刷43因跟随反应的距离较短，而可使第一碳刷42及第二碳刷43随着第一导电环34及第二导电环35快速的偏摆作即时的跟随反应，其不仅使第一碳刷42及第二碳刷43分别稳定保持压抵第一导电环34的第一环面341及第二导电环35的第二环面351，而确保第一碳刷42及第二碳刷43分别与第一导电环34及第二导电环35接触导通，且由于第一弹性件423、第二弹性件433被压缩的距离较短，相对的该第一弹性件423、第二弹性件433将产生较小的反向弹力分别推抵第一碳刷42及第二碳刷43，而避免第一碳刷42及第二碳刷43以过大的弹性力量压抵接触第一导电环34及第二导电环35，以减少第一碳刷42及第二碳刷43的磨耗，进而达到提升电性连接的稳定性及使用寿命的实用效益。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征是包含有：

主轴套座；

旋转轴：架设于该主轴套座内，并在该旋转轴上绝缘设有具有第一环面的第一导电环及具有第二环面的第二导电环；

碳刷组件：是在该旋转轴的第一导电环及第二导电环外侧处架置有碳刷座，以供装设与该第一导电环及该第二导电环的径向具有倾斜角度的第一碳刷及第二碳刷，该第一碳刷以第一弹性件倾斜弹性压抵于该第一导电环的第一环面，该第二碳刷以第二弹性件倾斜弹性压抵于该第二导电环的第二环面。

2.根据权利要求1所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征在于，该主轴套座内设有供架设该旋转轴的复数组轴承及供驱动该旋转轴转动的旋转驱动源。

3.根据权利要求1所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征在于，该旋转轴的第一端设有套孔，并在该套孔的内环面以绝缘方式套设呈环状的第一导通件及第二导通件。

4.根据权利要求3所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征在于，该第一导通件与该旋转轴的套孔间设有第一绝缘层，该第二导通件与该旋转轴的套孔间则设有第二绝缘层。

5.根据权利要求3所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征在于，该旋转轴的第一导电环以一第一导线电性连接该第一导通件，该第二导电环则以一第二导线电性连接该第二导通件。

6.根据权利要求1所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征在于，该第一导电环及该第二导电环以一绝缘套连结锁设于该旋转轴的第二端。

7.根据权利要求1所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征在于，该第一导电环的第一环面及该第二导电环的第二环面呈圆锥状。

8.根据权利要求1所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征在于，该碳刷组件的碳刷座上开设有与该第一导电环及该第二导电环的径向具有倾斜角度的第一导槽及第二导槽，以分别装设该第一碳刷、该第一弹性件及该第二碳刷、该第二弹性件。

9.根据权利要求8所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征在于，该碳刷座的第一导槽外端以一第一导电螺栓锁设有第一导电压板，并在该第一导电压板与该第一碳刷间设有该第一弹性件，使该第一碳刷倾斜弹性压抵该第一导电环的第一环面。

10.根据权利要求8所述的加工主轴的碳刷式电性导通装置，其特征在于，该碳刷座的第二导槽外端以一第二导电螺栓锁设有第二导电压板，并在该第二导电压板与该第二碳刷间设有该第二弹性件，使该第二碳刷倾斜弹性压抵该第二导电环的第二环面。