CN2764044Y - 高速主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种高速主轴，其包含有一中空本体、一可旋转地设于该本体中的主轴，以及一半导体致冷器，其是设于该本体中用以吸收热量。

Description

高速主轴

技术领域

本实用新型是与内含马达的高速主轴有关，特别是一种利用半导体致冷器(thermo-electric cooling module)作为冷却系统的高速主轴。

背景技术

就应用于工具机且内含马达的高速主轴而言，由于其可高速运转，故产生的热量极为可观，因此，散热冷却系统的设计，往往是业者极为看重的议题。基本上，高速主轴运转时，其热量的产生来源之一为支撑主轴的轴承，其次为利用交变磁场驱动主轴旋转的线圈所导致。

传统上用于高速主轴的冷却散热系统，是利用风扇强制对流散热以及利用冷却液循环传导散热来达成其冷却散热功能，然而，利用空冷的风扇式冷却方法，具有温度稳定度控制不佳以及降温效率不高的缺点；其次，采用油冷的冷却液循环式冷却方法，并须设置压缩机并使用冷煤，因此体积过于庞大、成本较高，且冷煤的替换处理具有环保问题。

实用新型内容

本实用新型的目的，即在于解决上述现有高速主轴的冷却散热系统的问题。亦即，本实用新型的目的之一在于提供一种高速主轴，其冷却散热系统的温度稳定度控制较佳，且降温效率较高。

本实用新型的另一目的在于提供一种高速主轴，其冷却散热系统体积小，且不具污染等环保问题。

为达上述创作目的，本实用新型所提供的一种高速主轴，其包含有一中空本体、一可旋转地设于该本体中的主轴，以及一半导体致冷器，其是设于该本体用以吸收热量。

在本实用新型的一较佳实施例中，该主轴是受设于该本体中的轴承支撑，且该致冷器是设于该本体中并邻近该轴承。

在本实用新型的一较佳实施例中，该本体中设置有一线圈，且该致冷器是设于该本体中并邻近该线圈。

较佳是，该本体具有复数个固定孔，该等固定孔是自该本体的一端往其另一端延伸，并绕该本体的一中心轴环状排列，其中并容置有该致冷器。

较佳是，该固定孔中形成有一对流通道。

较佳是，该本体中更设置有一风扇，用以对该致冷器提供强制对流气体。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的剖视示意图；

图2是图1沿2-2剖线方向的剖视示意图。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本实用新型一较佳实施例所提供的高速主轴10，主要包含有一轴向中空的本体20、一设于该本体20中的主轴30，以及复数个半导体致冷器门。其中：

该本体20，是为一具有一贯穿其上下二端的轴孔22的中空圆柱体，该轴孔22的上下二端中分别设置有若干轴承24，通过由该等轴承24的支撑，该主轴30便可自由旋转地设置于该本体20中。其次，该本体20轴孔22中更绕设固定有一线圈26，用以供通电后提供交变磁场，配合固设于该主轴30上、且对应该线圈26的磁铁32，即可驱动控制该主轴30的旋转方向及转速。

以上所述的高速主轴基本架构及运转原理，皆为现有技术，因此，在此容不赘述。而本实用新型的特征在于该半导体致冷器40的采用与配置。

本实用新型所采用的半导体致冷器(thermo-electric cooling module)，亦称为热电致冷器，是利用直流电通过一N型半导体与一P型半导体所接合连结成的电偶对，以产生热量的转移，而且，视电流的方向而定，其可在其中一方的接合处吸收热量(一般称为冷端)，并在另一方的接合处发热(一般称为热端)。由于半导体致冷器为现有的元件，故其工作原理及详细构造在此容不赘述。以下仅就该等半导体致冷器的配置作进一步的说明。

如图所示，该本体20具有若干对应该线圈26位置的第一固定孔28，以及自该本体底端往其顶端延伸、且绕其中心轴方向环状排列的复数个第二固定孔29。

而该等半导体致冷器40，其热端固设有一散热鳍片50，冷端是分别设置于该本体20顶端邻近上方轴承24处，以及该本体的第一及第二固定孔28、29中，以分别邻近、对应该线圈26与该本体20的下方轴承24，通过此吸收该等轴承24与该线圈26所产生的热量。如图所示，该本体20邻近其顶端中更设置有一散热风扇42，用以提供一强制对流，使设置于该本体20顶端邻近上方轴承24处的半导体致冷器40的热端热量得以散逸。其次，如图2所示，该固定孔29的孔径是大于该半导体致冷器40的体积，因此，该半导体致冷器40装设于该固定孔29中后，该固定孔29的剩余空间将形成一对流通道44，用以导入导出强制气流，以散逸该半导体致冷器热端的热量。

由以上的陈述可知，由于本实用新型所采用的半导体致冷器，是配置于靠近该高速主轴热源产生处，且该半导体致冷器是电流换能型元件，通过输入电流的控制，可实现高精密度的温度控制，且致冷效果迅速，因此可改善现有采用空冷的风扇式冷却方法的缺点；其次，半导体致冷器不需采用循环冷却液，不需压缩机的设置，因此相较于现有采用油冷的冷却液循环式冷却方法而言，本实用新型所采用的半导体致冷器体积较小，亦无冷却液污染的环保问题。

Claims (8)

1.一种高速主轴，其特征在于，包含有：

一本体；

一主轴，是可旋转地设于该本体中；以及

至少一半导体致冷器，是设于该本体用以吸收热量。

2.如权利要求1所述的高速主轴，其特征在于，所述该主轴是受至少一设于该本体中的轴承支撑，且该致冷器是邻近该轴承。

3.如权利要求1所述的高速主轴，其特征在于，所述该本体中设置有一线圈，且该致冷器是邻近该线圈。

4.如权利要求1所的高速主轴，其特征在于，所述该本体具有至少一固定孔，其中容置有该致冷器。

5.如权利要求4所述的高速主轴，其特征在于，所述具有复数个该固定孔，该固定孔是自该本体的一端往其另一端延伸，并绕该本体的一中心轴环状排列。

6.如权利要求4所述的高速主轴，其特征在于，所述该固定孔中形成有一对流通道。

7.如权利要求1所述的高速主轴，其特征在于，更包含有一风扇，其是设于该本体中，用以对该致冷器提供强制对流气体。

8.如权利要求1所述的高速主轴，其特征在于，所述半导体致冷器热端固设有一散热鳍片，冷端是设置于该本体上。

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