TW202100286A - 刀把供電主軸 - Google Patents
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Abstract
一種刀把供電主軸，其用於一超音波刀把，該超音波刀把包括一本體、一刀把正極、一刀把負極、一刀把導線和複數個壓電片，該刀把供電主軸包括一外殼、一旋轉軸、一第一軸承、一第二軸承以及一電連接器，該旋轉軸樞設於該外殼內，該第一軸承套設於一絕緣座，該絕緣座則接裝於該旋轉軸，並隨該旋轉軸同步旋轉，而該第二軸承套設於該外殼和該旋轉軸之間並電性連接於該外殼和該旋轉軸，該電連接器包括一第一電極和一第二電極，該第一電極電性連接於該第一軸承，而該第二電極則電性連接於該外殼。
Description
本案係有關一種刀把供電主軸，尤指一種可透過超音波刀把本體產生電性連接迴路的刀把供電主軸。
按加工機的超音波傳動主軸主要是利用振盪器，例如壓電片的高頻振動，使得裝設於傳動主軸刀具能產生高頻振盪，讓刀具能有效地降低切削阻力，以便將待加工工件表面的微粒一一分離。當待加工工件為又硬又脆的材料，例如玻璃、陶瓷、二氧化鋯……時，若能以超音波傳動主軸來進行加工，不但可使加工所產生的碎屑變得更為細薄，同時能延長刀具使用壽命。
再者，當超音波傳動主軸進行高頻振動加工時，刀具因振動源的加入，所以刀具與待加工工件接觸時，刀具除了主軸旋轉外又增加了軸向高頻振動，使得刀具在雙重運動下，促進了待加工工件的材料切除。因此，超音波傳動主軸具有減輕加工阻力、提高加工效率、改善待加工工件的加工面粗糙度、刀具本身因振動而不沾黏切削殘屑，延長刀具使用壽命的優點，所以目前超音波傳動主軸已廣泛地被產業界所採用。
如本國專利公告第M534047號專利案之「自潔式電氣旋轉主軸結構」所示，其包括一主軸；一導電套組，其套接於該主軸上，並具有兩導電環；一供電套組，其具有一碳刷環座及兩碳刷件，該碳刷環座套置於該導電套組外，並與該導電套組間具有間隙，該碳刷環座周面上具有兩徑向延伸之碳刷容置孔及一徑向延伸之吹氣孔，該等碳刷件各自徑向穿置於該等碳刷容置孔中，並以其一端與各該導電環接觸，藉由該等碳刷件將外部之電力導入至該等導電環上，並由該吹氣孔將外部之氣體引入於該等碳刷件與該等導電環間。
由於習知彈性碳刷件之技術手段係以彈性件提供彈力推抵各該碳刷件向該主軸方向移動，若當該彈性件之壓縮量過大時，其推抵之彈力亦會相對提高，進而造成該等碳刷件之磨損較為嚴重；反之，若該彈性件之壓縮量過小時，則因推抵之彈力不足，進而導致該等碳刷件無法接觸導電環，甚至產生斷路之機率，並非一有效的解決方案。
因此，如何提供超音波傳動主軸的壓電片穩定的電源供應，乃相關業者亟待克服的難題。
本案主要目的在於提供一種刀把供電主軸，其能透過超音波刀把本體產生電性連接迴路，對超音波刀把提供穩定的電源供應，以克服習知碳刷件因容易積碳，從而使得導電率降低、短路斷電以及產生高熱等不良作用。
為達成前述之目的，本案所採取之技術手段係提供一種刀把供電主軸，其用於一超音波刀把，該超音波刀把包括一本體；一配置於該本體內部的刀把正極；一配置於該本體內部的刀把負極，該刀把負極電性連接於該本體；一連接於該刀把正極的刀把導線；以及複數個電性連接於該刀把正極和該刀把負極的壓電片；其中該本體上設有至少一連接部，該刀把導線連接軸向設於各該連接部內的一電極觸點；該刀把供電主軸包括一外殼；一樞設於該外殼內的旋轉軸；一套設於一絕緣座的第一軸承，該絕緣座接裝於該旋轉軸，並隨該旋轉軸同步旋轉；一套設於該外殼和該旋轉軸之間的第二軸承，該第二軸承電性連接於該外殼和該旋轉軸；以及一包括一第一電極和一第二電極的電連接器，該第一電極電性連接於該第一軸承和軸向設於該絕緣座內且對應各該電極觸點的一電極接點，而該第二電極電性則連接於該外殼；以及一馬達，其套設於該外殼並具有和該旋轉軸同軸的一驅動軸，該驅動軸透過一連接件與該旋轉軸同步轉動；當該本體插接於該旋轉軸，使該絕緣座接觸各該連接部時，該第一電極透過該第一軸承、該電極接點、該電極觸點和該刀把導線電性連接於該刀把正極；而該第二電極則透過該外殼、該第二軸承、該旋轉軸和該本體電性連接於該刀把負極。
為達成前述之目的，本案所採取之另一技術手段係提供一種刀把供電主軸，其用於一超音波刀把，該超音波刀把包括一本體；一配置於該本體內部的刀把正極；一配置於該本體內部的刀把負極，該刀把負極電性連接於該本體；一連接於該刀把正極的刀把導線；以及複數個電性連接於該刀把正極和該刀把負極的壓電片；其中該本體上設有至少一連接部，該刀把導線連接軸向設於各該連接部內的一電極觸點；該刀把供電主軸包括一外殼；一樞設於該外殼內的旋轉軸；一套設於一絕緣座的第一軸承，該絕緣座接裝於該旋轉軸，並隨該旋轉軸同步旋轉；一套設於該外殼和該旋轉軸之間的第二軸承，該第二軸承電性連接於該外殼和該旋轉軸；以及一包括一第一電極和一第二電極的電連接器，該第一電極電性連接於該第一軸承和軸向設於該絕緣座內且對應各該電極觸點的一電極接點，而該第二電極電性則連接於該外殼；以及一馬達，其設於該外殼外側並具有一驅動軸，該驅動軸透過一連接件與該旋轉軸同步轉動，其中該連接件為一皮帶，該刀把供電主軸進一步包括一第一皮帶輪和一第二皮帶輪，該第一皮帶輪固設於該驅動軸上，該第二皮帶輪透過一鎖定件固設於該旋轉軸上，且該皮帶套設於該第一皮帶輪和該第二皮帶輪；當該本體插接於該旋轉軸，使該絕緣座接觸各該連接部時，該第一電極透過該第一軸承、該電極接點、該電極觸點和該刀把導線電性連接於該刀把正極；而該第二電極則透過該外殼、該第二軸承、該旋轉軸和該本體電性連接於該刀把負極。
在一實施例中，其進一步包括接裝於該外殼的一固定環和接裝於該固定環的一絕緣外環，該絕緣外環供該絕緣座穿設，使該絕緣座和該固定環包夾該第一軸承；該電連接器分別透過一第一鎖固件和一第二鎖固件固設於該絕緣外環和該固定環上。
在一實施例中，該第一軸承包括一第一外環、一第一內環和複數個第一滾珠，該複數個第一滾珠配置於該第一外環和該第一內環之間；該第二軸承包括一第二外環、一第二內環和複數個第二滾珠，該複數個第二滾珠配置於該第二外環和該第二內環之間；其中該外殼抵接於該第二外環，該旋轉軸套接於該第二內環，該第一電極透過一第一導線連接於該第一鎖固件，該第一鎖固件透過一彈性件連接於該第一外環；而該第二電極則透過一第二導線連接鎖固於該固定環的該第二鎖固件。
在一實施例中，其進一步包括一防水組件，該防水組件設於該第二外環和該固定環之間，並由一前密接環和一後密接環形成迷宮狀對接型態，以避免液體或灰塵進入到該刀把供電主軸內。
在一實施例中，該本體包括一限位部，該限位部上具有至少一缺口，且該旋轉軸包括至少一限位件，當該本體插接於該旋轉軸時，各該限位件嵌合於各該缺口。
在一實施例中，其進一步包括一絕緣組件，該絕緣組件包括鄰接於該第一外環的一外絕緣件，以及鄰接該第一內環的一內絕緣件，以避免該第一軸承和該固定環的接觸。
請參閱圖1至圖4，本實施例提供一種刀把供電主軸1，其用於一超音波刀把2，該超音波刀把2包括一本體21，一刀把正極22，一刀把負極23，以及一刀把導線24，以及複數個壓電片25。該刀把正極22和該刀把負極23配置於該本體21內部，該刀把負極23電性連接於該本體21，且該刀把導線24連接於該刀把正極22。如圖2及圖3所示，該刀把正極22和該刀把負極23電性連接於複數個壓電片25。
因此，當迴路接通時，該超音波刀把2可透過該等壓電片25在該超音波刀把2的軸向上振動進行加工。為了使該等壓電片25的振動更加均勻地傳達至整個超音波刀把2的本體21，該超音波刀把2還包括一伸縮件26，一結合件27以及一振幅桿28，該等壓電片25透過該伸縮件26和該結合件27鎖固至該振幅桿28上，藉此避免該等壓電片25在該本體21內散落。
另一方面，請再參閱圖1及圖4，該刀把供電主軸1包括一外殼11，一旋轉軸12，一第一軸承13，一第二軸承14，以及一電連接器15。該旋轉軸12樞設於該外殼11內，該第一軸承13絕緣地配置於該旋轉軸12上，且該電連接器15電性連接於該第一軸承13和該外殼11。具體而言，該第一軸承13為該刀把供電主軸1對該超音波刀把2供電時電性連接迴路中正極迴路的一部分，且該外殼11為該刀把供電主軸1對該超音波刀把2供電時電性連接迴路中負極迴路的一部分。較佳地，該刀把供電主軸1的該第二軸承14配置於該外殼11和該旋轉軸12之間，此部分將於後文中詳述。
此外，本實施例的刀把供電主軸1為一直結式主軸，具體而言，該刀把供電主軸1另包括一馬達19，該馬達19套設於該外殼11並包括一驅動軸191，該驅動軸191透過一連接件192與該旋轉軸12同步轉動，其中該驅動軸191和該旋轉軸12同軸。
請參閱圖4至圖6，本實施例的刀把供電主軸1還包括接裝於該外殼11的一固定環16和接裝於該旋轉軸12的一絕緣座17，其中該絕緣座17另包括一絕緣外環171，該絕緣外環171供該絕緣座17穿設並固設於該固定環16，使該絕緣座17和該固定環16包夾該第一軸承13。另為提供該第一軸承13和該固定環16的絕緣效果，因此在兩者間設有一絕緣組件134，以避免該第一軸承13和該固定環16因接觸所造成的短路。
更進一步言，該電連接器15適於透過一插頭連接一外部電源，該電連接器15包括一第一電極151，例如正極151和一第二電極152，例如負極，該第一電極151透過一第一鎖固件155固設於該絕緣外環171並電性連接於該第一軸承13，而該第二電極152則透過一第二鎖固件156固設於該固定環16並電性連接於該外殼11。
除此之外，該刀把供電主軸1進一步包括套設於該旋轉軸12與該外殼11之間的一第二軸承14，使該第二軸承14電性連接於該外殼11和該旋轉軸12。
更進一步言，該第一軸承13包括一第一外環131，一第一內環132和複數個第一滾珠133，其中該等第一滾珠133配置於該第一外環131和該第一內環132之間；該第二軸承14包括一第二外環141，一第二內環142和複數個第二滾珠143，其中該複數個第二滾珠143配置於該第二外環141和該第二內環142之間。該外殼11抵接於該第二外環141，該旋轉軸12抵接於該第二內環142，該第一電極151透過一第一導線153連接於該第一鎖固件155，該第一鎖固件155透過一彈性件157，例如彈簧抵接於該第一外環131，而該第二電極152透過一第二導線154連接鎖固於該固定環16的連接於該第二鎖固件156。
再者，該絕緣組件134包括鄰接於該第一外環131的一外絕緣件134a，以及鄰接該第一內環132的一內絕緣件134b，藉由該外絕緣件134a和該內絕緣件134b的設置可避免該第一軸承13和該固定環16因接觸所造成的短路。
另一方面，該超音波刀把2的該本體21上設有至少一連接部211(顯示於圖2)，該刀把導線24連接軸向埋設於各該連接部211內的一電極觸點212；而且該刀把供電主軸1對應各該電極觸點212位置另包括一電極接點158，各該電極接點158軸向設於該絕緣座17並連接於該第一軸承13的該第一內環132。當該超音波刀把2的該本體21插接於該旋轉軸12，使該連接部211與該絕緣座17形成接觸時，該第一電極151，例如正極透過該第一軸承13、該電極接點158、該電極觸點212和該刀把導線24電性連接於該刀把正極22。而該第二電極152，例如負極透過該外殼11、該第二軸承14、該旋轉軸12和該本體21電性連接於該刀把負極23。
尤有進者，該刀把供電主軸1內進一步包括一防水組件18，該防水組件18設於該第二外環141和該固定環16之間，並由一前密接環181和一後密接環182形成迷宮狀對接型態，以避免液體或灰塵進入到該刀把供電主軸1內。其中，該固定環16和該防塵件161皆為可導電的材質所製成。
因此，當該本體21插接於該旋轉軸12時，該本體21將抵接於該旋轉軸12，該刀把導線24透過該至少一連接部211的該電極觸點212電性連接於對應的該電極接點158，並透過該電極接點158連接於該第一軸承13的該第一內環132。換言之，電流可從外部電源流入該電連接器15的該第一電極151，並依序通過該第一導線153、該第一鎖固件155、該彈性件157、該第一外環131、該複數個第一滾珠133、該第一內環132、該電極接點158、該電極觸點212和該刀把導線24至該刀把正極22，再由該刀把負極23依序通過該振幅桿28、該本體21、該旋轉軸12、該第二外環141、該複數個第二滾珠143、該第二內環142、該防水組件18、該固定環16、該第二鎖固件156和該第二導線154流回該第二電極152。
因此，該刀把供電主軸1可透過該超音波刀把2的該本體21產生電性連接迴路對該超音波刀把2提供穩定的電源供應。除此之外，由於該絕緣的絕緣外環171配置於該固定環16與該第一鎖固件155、該彈性件157和該第一外環131之間，該絕緣座17配置於該第一內環132和該旋轉軸12之間，因此可防止正極迴路和負極迴路之間短路斷電的不良作用。
值得一提的是，在本實施例中，該本體21包括一限位部213，該限位部213上具有至少一缺口214，且該旋轉軸12包括至少一限位件121，其中各該限位件121對應於各該缺口214。當該本體21插設於該旋轉軸12時，各該限位件121嵌合於對應的各該缺口214，因此可防止該超音波刀把2與該刀把供電主軸1在接合時因相位偏差而導致無法構成迴路的情況。此外，本案的限位設計並不僅限於此，在其它較佳的實施例中，也可以是該旋轉軸12上具有至少一缺口，而該本體21包括對應的至少一限位件，只要能確定該超音波刀把2能接合至正確相位的限位設計，皆應為本案的保護範圍內。
如圖7至圖9所示，其顯示該刀把供電主軸的第二實施例，本實施例相較於該第一實施例相同的標號(符號)用以表示相同的構件，由於本實施例與該第一實施例分享許多共用的構件，因而僅將兩者的差異處詳予說明於後。
本實施例的刀把供電主軸1與該第一實施例的刀把供電主軸1相似，兩者的主要差異在於：本實施例的刀把供電主軸1為一皮帶式主軸。詳細而言，該連接件192為一皮帶，該刀把供電主軸1還包括一第一皮帶輪193和一第二皮帶輪194，該第一皮帶輪193固設於該驅動軸191上，該第二皮帶輪194透過一鎖定件195固設於該旋轉軸12上，且該皮帶套設於該第一皮帶輪193和該第二皮帶輪194。
換言之，當該馬達19運轉時，該驅動軸191將帶動該第一皮帶輪193，並透過該連接件192(皮帶)間接帶動該第二皮帶輪194和該旋轉軸12，且該驅動軸191並不限定需與該旋轉軸12同軸，藉此也可達到與直結式主軸的刀把供電主軸1相同的效果。
本案所揭示者，乃較佳實施例之一種，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推之者，俱不脫本案之專利權範疇。
1:刀把供電主軸
11:外殼
12:旋轉軸
121:限位件
13:第一軸承
131:第一外環
132:第一內環
133:第一滾珠
14:第二軸承
141:第二外環
142:第二內環
143:第二滾珠
15:電連接器
151:第一電極
152:第二電極
153:第一導線
154:第二導線
155:第一鎖固件
156:第二鎖固件
157:彈性件
158:電極接點
16:固定環
17:絕緣座
171:絕緣外環
18:防水組件
181:前密接環
182:後密接環
19:馬達
191:驅動軸
192:連接件
193:第一皮帶輪
194:第二皮帶輪
195:鎖定件
2:超音波刀把
21:本體
211:連接部
212:電極觸點
213:限位部
214:缺口
22:刀把正極
23:刀把負極
24:刀把導線
25:壓電片
26:伸縮件
27:結合件
28:振幅桿
為進一步揭示本案之具體技術內容，首先請參閱圖式，其中： 圖1為本案刀把供電主軸第一實施例與超音波刀把的立體分解圖； 圖2為圖1所示超音波刀把的立體分解圖； 圖3為圖1所示超音波刀把的立體圖； 圖4為圖1所示刀把供電主軸的立體分解圖； 圖5為圖1所示刀把供電主軸的軸向剖面圖； 圖6為圖1所示刀把供電主軸與超音波刀把接合部分的軸向局部放大剖面圖； 圖7為本案刀把供電主軸第二實施例與超音波刀把接合的示意圖； 圖8為圖7所示刀把供電主軸的立體分解圖；以及 圖9為圖7所示刀把供電主軸的軸向剖面圖。
1:刀把供電主軸
11:外殼
12:旋轉軸
121:限位件
15:電連接器
16:固定環
17:絕緣座
171:絕緣外環
19:馬達
191:驅動軸
192:連接件
2:超音波刀把
21:本體
211:連接部
213:限位部
214:缺口
28:振幅桿
Claims (7)
- 一種刀把供電主軸，其用於一超音波刀把，該超音波刀把包括一本體；一配置於該本體內部的刀把正極；一配置於該本體內部的刀把負極，該刀把負極電性連接於該本體；一連接於該刀把正極的刀把導線；以及複數個電性連接於該刀把正極和該刀把負極的壓電片；其中該本體上設有至少一連接部，該刀把導線連接軸向設於各該連接部內的一電極觸點； 該刀把供電主軸包括一外殼；一樞設於該外殼內的旋轉軸；一套設於一絕緣座的第一軸承，該絕緣座接裝於該旋轉軸，並隨該旋轉軸同步旋轉；一套設於該外殼和該旋轉軸之間的第二軸承，該第二軸承電性連接於該外殼和該旋轉軸；以及一包括一第一電極和一第二電極的電連接器，該第一電極電性連接於該第一軸承和軸向設於該絕緣座內且對應各該電極觸點的一電極接點，而該第二電極電性則連接於該外殼；以及 一馬達，其套設於該外殼並具有和該旋轉軸同軸的一驅動軸，該驅動軸透過一連接件與該旋轉軸同步轉動； 當該本體插接於該旋轉軸，使該絕緣座接觸各該連接部時，該第一電極透過該第一軸承、該電極接點、該電極觸點和該刀把導線電性連接於該刀把正極；而該第二電極則透過該外殼、該第二軸承、該旋轉軸和該本體電性連接於該刀把負極。
- 一種刀把供電主軸，其用於一超音波刀把，該超音波刀把包括一本體；一配置於該本體內部的刀把正極；一配置於該本體內部的刀把負極，該刀把負極電性連接於該本體；一連接於該刀把正極的刀把導線；以及複數個電性連接於該刀把正極和該刀把負極的壓電片；其中該本體上設有至少一連接部，該刀把導線連接軸向設於各該連接部內的一電極觸點； 該刀把供電主軸包括一外殼；一樞設於該外殼內的旋轉軸；一套設於一絕緣座的第一軸承，該絕緣座接裝於該旋轉軸，並隨該旋轉軸同步旋轉；一套設於該外殼和該旋轉軸之間的第二軸承，該第二軸承電性連接於該外殼和該旋轉軸；以及一包括一第一電極和一第二電極的電連接器，該第一電極電性連接於該第一軸承和軸向設於該絕緣座內且對應各該電極觸點的一電極接點，而該第二電極電性則連接於該外殼；以及 一馬達，其設於該外殼外側並具有一驅動軸，該驅動軸透過一連接件與該旋轉軸同步轉動，其中該連接件為一皮帶，該刀把供電主軸進一步包括一第一皮帶輪和一第二皮帶輪，該第一皮帶輪固設於該驅動軸上，該第二皮帶輪透過一鎖定件固設於該旋轉軸上，且該皮帶套設於該第一皮帶輪和該第二皮帶輪； 當該本體插接於該旋轉軸，使該絕緣座接觸各該連接部時，該第一電極透過該第一軸承、該電極接點、該電極觸點和該刀把導線電性連接於該刀把正極；而該第二電極則透過該外殼、該第二軸承、該旋轉軸和該本體電性連接於該刀把負極。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之刀把供電主軸，其進一步包括接裝於該外殼的一固定環和接裝於該固定環的一絕緣外環，該絕緣外環供該絕緣座穿設，使該絕緣座和該固定環包夾該第一軸承；該電連接器分別透過一第一鎖固件和一第二鎖固件固設於該絕緣外環和該固定環上。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之刀把供電主軸，其中該第一軸承包括一第一外環、一第一內環和複數個第一滾珠，該複數個第一滾珠配置於該第一外環和該第一內環之間；該第二軸承包括一第二外環、一第二內環和複數個第二滾珠，該複數個第二滾珠配置於該第二外環和該第二內環之間；其中該外殼抵接於該第二外環，該旋轉軸套接於該第二內環，該第一電極透過一第一導線連接於該第一鎖固件，該第一鎖固件透過一彈性件連接於該第一外環；而該第二電極則透過一第二導線連接鎖固於該固定環的該第二鎖固件。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之刀把供電主軸，其進一步包括一防水組件，該防水組件設於該第二外環和該固定環之間，並由一前密接環和一後密接環形成迷宮狀對接型態，以避免液體或灰塵進入到該刀把供電主軸內。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之刀把供電主軸，其中該本體包括一限位部，該限位部上具有至少一缺口，且該旋轉軸包括至少一限位件，當該本體插接於該旋轉軸時，各該限位件嵌合於各該缺口。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之刀把供電主軸，其進一步包括一絕緣組件，該絕緣組件包括鄰接於該第一外環的一外絕緣件，以及鄰接該第一內環的一內絕緣件，以避免該第一軸承和該固定環的接觸。
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| TW108122402A TWI698304B (zh) | 2019-06-26 | 2019-06-26 | 刀把供電主軸 |
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| TW108122402A TWI698304B (zh) | 2019-06-26 | 2019-06-26 | 刀把供電主軸 |
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-
2019
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