TWI512220B

TWI512220B - Linear drive module with cooling device

Info

Publication number: TWI512220B
Application number: TW102139063A
Authority: TW
Inventors: Wei Chih Gan; Yen Ying Sung
Original assignee: Hiwin Tech Corp
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2015-12-11
Also published as: TW201516293A

Description

具冷卻裝置之線性傳動模組

本發明係為一種線性傳動模組，尤指一種具冷卻裝置之線性傳動模組。

誠如，台灣公開第201300660號專利案，係揭露一種線性傳動模組的結構，而線性傳動模組主要將線性滑軌及滾珠螺桿整合於一基座中，藉由製造商校正線性滑軌及滾珠螺桿之間的精度後，使用者只要直接將該基座固定於設備上即可完成安裝，不需要校正線性滑軌及滾珠螺桿之間的精度，故大幅縮短了使用者安裝的時程，且可以隨意的改變線性傳動模組的安裝位置，也不會影響到設備整體的運行精度，故使用者接受度相當高，也是目前業界開發的重點產品之一。

然而，該線性傳動模組大部分都會遮蓋一外蓋在移動平台之上方，故當線性滑軌及滾珠螺桿運行時所產生的熱源就無法順利排出，造成線性傳動模組的溫度提高，而因熱漲冷縮的因素造成其運行精度有所變異，故最佳解決方式就是主動冷卻，但是線性傳動模組為一模組化的商品，如請使用者自行改裝增設主動冷卻裝置是不可行的，因此針對線性傳動模組的冷卻裝置設計為本發明欲改善之重點。

有鑑於上述問題，本發明主要目的在於：研發一種與線性傳動模組整合之冷卻裝置之結構設計。

為達成上述之目的，本發明係為一種具冷卻裝置之線性傳動模組，係包含：一基座，其沿一方向延伸為長條狀結構，定義該延伸方向為軸方向；一傳動支撐組件，係設置於該基座中，該傳動支撐組件包含一移動體及一長軸，該移動體係沿著該長軸往復運行，該長軸係設有一貫穿軸方向之兩端的流道；冷卻裝置，係包含一擾動管、兩連接管、一擾動件及至少一散熱件，該擾動管係沿軸方向設置於該基座之內表面，該擾動管係具有一第一通道，兩該連接管係分別具有一第二通道，兩該第二通道係分別與該長軸之流道及擾動管之第一通道銜接而形成一冷卻迴路，該冷卻迴路係具有冷卻液，該散熱件係與一該連接管接觸，該散熱件係用以降低該連接管之溫度，該擾動件係與該移動體連結並同動，且該擾動件移動同時係以接觸或非接觸之方式推動該冷卻液流動。

較佳的，該基座的軸方向的兩端部係分別設有一端蓋，該散熱件具有兩件，兩該散熱件係分別組設於兩該端蓋。

較佳的，該擾動件係具有一帶動件，該擾動管之第一通道係設有與該帶動件相對設置的從動件，當該擾動件移動時，該帶動件係帶動該從動件移動。

較佳的，該帶動件係為磁鐵，該從動件係為金屬或磁鐵。

較佳的，該擾動件係具有一滾輪，該滾輪係壓制該擾動管，使該擾動管變形，讓該第一通道之截面積縮小至1/3以上或趨近於零。

藉此，本發明係藉由該冷卻裝置巧妙安排於該基座內部，並在不引響該傳動支撐組件的運行下，讓該冷卻裝置能帶走該長軸之熱能以降低其溫度，再者，由熱傳導之原理，當該長軸冷卻後係吸收該移動體的熱能，相對即降低了該移動體的溫度，以達到完整降低線性傳動模組內部溫度之效果。

11‧‧‧基座

12‧‧‧端蓋

21‧‧‧支撐元件

211‧‧‧軌道

212‧‧‧移動體

22‧‧‧長軸

221‧‧‧流道

23‧‧‧支撐座

41‧‧‧擾動管

411‧‧‧第一通道

42‧‧‧擾動件

421‧‧‧本體部

422‧‧‧滾輪(帶動件)

43‧‧‧連接管

431‧‧‧第二通道

44‧‧‧散熱件

45‧‧‧從動件

X‧‧‧軸方向

第一圖係為本發明第一較佳實施例具冷卻裝置之線性傳動模組之系統圖。

第二圖係為本發明第一較佳實施例具冷卻裝置之線性傳動模組之組合圖。

第三圖係為本發明第一較佳實施例具冷卻裝置之線性傳動模組之軸方向剖視圖，係說明移動體往左移動時冷卻液的流動方向。

第四圖係為本發明第一較佳實施例具冷卻裝置之線性傳動模組之軸方向剖視圖，係說明移動體往右移動時冷卻液的流動方向。

第五圖係為本發明第一較佳實施例具冷卻裝置之線性傳動模組之橫方向剖視圖，係說明擾動件與擾動管配合之型態。

第六圖係為本發明第二較佳實施例具冷卻裝置之線性傳動模組之系統圖。

第七圖係為本發明第二較佳實施例具冷卻裝置之線性傳動模組之組合圖。

第八圖係為本發明第二較佳實施例具冷卻裝置之線性傳動模組之軸方向剖視圖，係說明移動體往左移動時冷卻液的流動方向。

第九圖係為本發明第二較佳實施例具冷卻裝置之線性傳動模組之軸方向剖視圖，係說明移動體往右移動時冷卻液的流動方向。

第十圖係為本發明第二較佳實施例具冷卻裝置之線性傳動模組之橫方向剖視圖，係說明擾動件與擾動管配合之型態。

請參閱第一圖至第五圖所示係為本發明第一較佳實施例，本發明係為一種具冷卻裝置之線性傳動模組，係包含：一基座(11)，其沿一方向延伸為長條狀結構，定義該延伸方向為軸方向(X)，於本實施例該基座(11)之斷面係為ㄩ字型，但亦可為L型，於該基座(11)的軸方向(X)的兩端部係分別設有一端蓋(12)；一傳動支撐組件，係設置於該基座(11)中，該傳動支撐組件包含一支撐元件(21)及一長軸(22)，該支撐元件(21)係設有一軌道(211)，該軌道(211)上設有一移動體(212)，該長軸(22)係穿設於該移動體(212)並可帶動移動體(212)沿著該長軸(22)往復運行，於該長軸(22)的軸方向(X)兩端分別設有支撐該長軸(22)之端部之支撐座(23)，而前述之傳動支撐組件係為習知的技藝，基本上有好幾種組合變化，例如：一滾珠螺桿搭配兩線性滑軌或一滾珠螺桿搭配一線性滑軌，故本發明針對此部分不再多做贅述；該長軸(22)係設有一貫穿軸方向(X)之兩端的流道(221)；冷卻裝置，係包含一擾動管(41)、兩連接管(43)、一擾動件(42)及至少一散熱件(44)，該擾動管(41)係沿軸方向(X)設置於該基座(11)之內表面，於本實施例該擾動管(41)係與該長軸(11)平行設置，該擾動管(41)係具有一第一通道(411)，兩該連接管(43)係分別具有一第二通道(431)，該連接管(43)建議為連續S形連接型態，兩該第二通道(431)係分別與該長軸(22)之流道(221)及擾動管(41)之第一通道(411)銜接而形成一冷卻迴路，該冷卻迴路係具有冷卻液，該散熱件(44)於本實施例係設置於該端蓋(12)，於本實施例該散熱件(44)係有兩件分別裝設於兩該端蓋(12)，但亦可只裝設一件於一端蓋(12)，且該散熱件(44)亦可安裝於模組之其它位置，只要有至少一組連接管(43)與散熱件(44)搭配散熱即可達成本發明之效果；而本實施例的設計可以讓該連接管(43)與散熱件(44)搭配時能善用空間不會妨礙該傳動支撐組件的運行，該散熱件(44)係與該連接管(43)接觸，該散熱件(44)係用以降低該連接管(43)之溫度，該散熱件(44)係可為熱電致冷晶片(Thermoelectric Cooling Module)、散熱鰭片或散熱鰭片與風扇的搭配，該擾動件(42)係與該移動體(212)連結並同動，且該擾動件(42)移動同時係以接觸該擾動管方式推動該冷卻液流動，於本實施例該擾動件(42)係由一本體部(421)及滾輪(422)構成，該本體部(421)一端係與該移動體(212)連接、另一端係設置該滾輪(422)，該滾輪(422)係壓制該擾動管(41)，使該擾動管(41)變形，讓該第一通道(411)之截面積縮小至1/3以下，請參閱第五圖所示，該滾輪(422)係將該第一通道(411)壓制成扁平狀，使該第一通道(411)的截面積趨近於零。

再者，請參閱第三圖及第四圖所示，當該移動體(212)帶動該擾動件(42)運行時，藉由該滾輪(422)的作動，使該第一通道(411)的截面積縮小，進而帶動該冷卻液的流動，如第三圖所示，當該移動體(212)往左移動時，該冷卻液的流經方向係由擾動管(41)之第一通道(411)流至左邊的連接管(43)之第二通道(431)、再進入該長軸(22)之流道(221)，而流經連接管(43)的冷卻液會經由連接管(43)與該散熱件(44)的接觸，將冷卻液的溫度降低後再進入該長軸(22)之流道(221)，因此降低了線性傳動模組的整體溫度。

請參閱第六圖至第十圖所示，係為本發明第二較佳實施例，本實施例與第一較佳實施例不同之處在於：該擾動件(42)係藉由本體部(421)一端設有一帶動件(422)，且在該擾動管(41)的第一通道(411)中設有一從動件(45)，該從動件(45)的外型輪廓係相對該第一通道(411)的內輪廓設置，且該從動件(45)之外緣面與第一通道(411)之內緣面之間係為餘隙配合，以讓該從動件(45)能順暢於該第一通道(411)運行，當該擾動件(42)移動時係帶動該帶動件(422)，該帶動件(422)再帶動該從動件(45)移動位移，藉由該從動件(45)的移動來帶動冷卻液的流動，以達到降低冷卻液之溫度效果，於本實施例該帶動件(422)係為一永久磁鐵或電磁鐵，而該從動件(45)可為磁鐵或能被磁鐵吸引的金屬。其餘元件結構及之間組態皆與第一較佳實施例相同，在此不再多作贅述。

綜所上述，所以本發明之『具有產業之可利用性』應已毋庸置疑，除此之外，在本案實施例所揭露出的特徵技術，於申請之前並未曾見於諸刊物，亦未曾被公開使用，不但具有如上所述功效增進之事實，更具有不可輕忽的附加功效，是故，本發明的『新穎性』以及『進步性』都已符合專利法規，爰依法提出發明專利之申請，祈請惠予審查並早日賜准專利，實感德便。

以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變化與等效元件之置換，仍應隸屬本發明之範疇。