TWI597435B - 主動式補償液靜壓軸承及其節流器 - Google Patents

Description

主動式補償液靜壓軸承及其節流器

本發明是一種液靜壓軸承及其節流器，尤其是指一種軸承內部容置緩衝元件，進而增進軸承穩定性的主動式補償液靜壓軸承及其節流器。

液靜壓軸承是精密製造業中常見的重要零件，舉凡在機械手臂、切削工具機、高速移動載台或是大型天文望遠鏡、風力發電機等裝置皆能見到其應用，卓越的快速定位能力、抗震性、超高的加工精度支援，使液靜壓軸承成為產業界所不容忽視的最關鍵技術之一。

液靜壓軸承主要可依補償方式來分類，如固定式與主動式。固定式的液靜壓軸承具有結構簡單、造價成本相對低的優點，但由於此類型的液靜壓軸承內部的流阻維持固定，因此對外界壓力的反饋也為固定，造成其對外界壓力反饋較不靈敏。

主動式液靜壓軸承的工作原理係依據外部負載變動而在短時間內自動調整內部結構，據此改善固定式液靜壓軸承的缺點。然而，主動式液靜壓軸承仍有一些問題 需待解決：由於主動式液靜壓軸承需要克服前述反饋反應較差的缺陷，因此能否做到精準且即時同步地調節內部壓力，將是影響主動式液靜壓軸承的性能優劣之重點。

為了達成上述的調節動作，習用的主動式液靜壓軸承會在外部連接節流器，並依據軸承的負載狀況做出補償，但此種習用作法存在管路的延遲問題，即補償液在管路中行進需要時間，此將使補償行為受到延後，導致無法即時而準確地使液靜壓軸承因應外部負載予以反饋。

另一問題為：由於主動式液靜壓軸承對於調節壓力的精準度要求極高，因此軸承內部元件經常整合為一體以克服誤差累積的問題。然而，此習用做法容易造成耗材替換機會大增，使主動式液靜壓軸承的建置成本居高不下，且同樣未能完全解決零件尺寸的不匹配問題。

再者，主動式液靜壓軸承內部的液體壓力隨著負載而升降，若軸承缺乏緩衝穩定機制，將使補償元件於調節流阻時的作動幅度變大，此即反應為：軸承的剛性將隨負載上升而快速衰減，導致穩定性能差強人意。

有鑑於習用技術的缺陷，本發明提出一種主動式補償節流器及節流裝置，藉由裝設在液靜壓節流器內部的緩衝元件以降低節流器之流阻變化幅度，並將補償裝置與液靜壓節流器整合以快速進行補償，克服習用技術的延 遲問題。再者，搭配可切換的補償液流路，可令軸承的剛性變化趨於平緩，增進液靜壓軸承的穩定性。

依據本發明之一實施方式，提供一種主動式補償節流器，其包含一本體、一質量體以及至少一彈性緩衝體。

本體設有一容納槽，且容納槽開設有一補償孔。質量體以及彈性緩衝體容置在上述的容納槽中，而彈性緩衝體又墊設在質量體與補償孔之間，此時質量體被彈性緩衝體墊高，使得質量體與補償孔底緣之間相隔一補償間隙。因此，當質量體受到朝向補償孔的壓力時，補償間隙開始縮小，彈性緩衝體則抵頂前述的質量體，藉以令補償間隙的窄縮趨緩。

透過上述實施方式，本發明可以改善習用液靜壓軸承因應軸承外部負載而調節過於劇烈的問題，不僅能夠避免液靜壓軸承內部的補償液流阻因補償間隙縮小而快速升高的不利影響，亦有助於減少液靜壓軸承內部相關元件之間的碰撞與摩擦機率，同時兼具了軸承的穩定性以及延長其使用壽命。

在前述實施方式中，主動式補償節流器可以包含一負載件，負載件鄰設於質量體，以供外力驅動後朝著質量體施壓。另外，前述主動式補償節流器所包含的彈性緩衝體可以為二個，其中另一個彈性緩衝體設置在前述的質量體以及負載件之間，換句話說，負載件可以直接施壓於質量體，也可以透過另一個彈性緩衝體間接施壓。

此外，上述的彈性緩衝體可以形成局部中空以供質量體穿過，以使兩者穩定地相互套設。彈性緩衝體可以是盤型片材。可以理解的是，盤型片材自然具有一盤面，這樣的形狀設計乃是為了使接觸面積相異的兩元件之應力傳導均勻化，且相較於其他形狀，盤狀的設計能夠避免兩元件產生不必要的側向偏擺。

因此，為求軸承的施力以及應變條件更加穩定，位於質量體以及補償孔之間的彈性緩衝體，其盤面朝向補償孔，而另一彈性緩衝體之盤面則朝向負載件，如此使得彈性緩衝體以及質量體形成一阻尼系統，可以對應質量體的運動而做出調節。

由於主動式補償節流器的剛性變化體現於質量體的位移量，故鄰接於質量體的負載件可以束有一套環，例如O型之膠質環材，套環貼合在容納槽的槽壁以封閉容納槽，使補償液的流動空間被負載件所限制。

同時，考慮彈性緩衝體對於補償間隙的緩衝功能，故在此前提下，補償液進入容納槽的補充速度可以提升，且不會導致軸承對外的剛性反應突然增減。因此，質量體可以包含直線狀或是螺旋狀之至少一溝槽，藉以允許補償液通過質量體的兩側，如此能夠讓補償液更加快速且均勻地進出容納槽。

本實施方式的一實施例中，主動式補償節流器可另包含一上蓋以及一調節件，上蓋蓋合本體並同時將上 述的負載件、彈性緩衝體以及質量體封在容納槽中，且上蓋具有開孔以供調節件穿置，並抵接容納槽內的負載件。

調節件除了作為軸承的剛性表現的直接輸出以外，也可用以主動控制彈性緩衝體。也就是說，調節件抵接負載件，又透過負載件向質量體施壓，而由於容納槽的形狀關係，質量體壓縮彈性緩衝體，使其在初始狀態下具有一初始壓縮量。

在本發明所實作出的主動式補償節流器中，前述的初始壓縮量可小於等於0.2mm，且在此變形量下，彈性緩衝體處於應變之線性區間，即彈性緩衝體在此狀態下的剛性為不變常數。

然而，上述初始壓縮量會因彈性緩衝體的尺寸大小而改變，故0.2mm僅是本實施方式之舉例，對於各種形式的節流器，彈性緩衝體的初始壓縮量皆可以自行變動。

再者，也可以更改初始壓縮量或是彈性緩衝體的配置方式，使彈性緩衝體之剛性可被控制與變化，藉以產生所需之補償特性。

例如，可以選用形狀或尺寸相異的兩個彈性緩衝體互相搭配，藉由各個彈性緩衝體之力學表現差異，使主動式補償節流器成為變動剛性的模式。

在一可選的實施例中，主動式補償節流器可另具有一支撐墊，其鄰接於本體，並且具有和前述容納槽連通之一腔室，當前述質量體受壓時，此腔室的流阻將隨之 上升，藉此抵抗質量體。換言之，腔室和前述的彈性緩衝體的作用皆在於提供緩衝以及調節壓力，並防止補償間隙被過快地壓縮。

由前述實施方式可知，利用盤型的彈性緩衝體、以及支撐墊的雙重緩衝機制，可以使主動式補償節流器的剛性表現更加平穩，且對於質量體的位移運動亦起到穩定作用。

此外，從上述的配置關係而可輕易理解的是：容納槽內的各個元件是單純的相互抵靠關係，模組化的設計使各種元件容易獨立替換。同樣的，質量體或是彈性緩衝體的材質和尺寸都可以視實際狀況自行微調、選配，且更方便使用者克服零件的公差問題。

依據本發明另一實施方式，提供一種主動式補償液靜壓軸承，其包含一本體、一質量體、至少一彈性緩衝體以及一節流閥。

本體設有一容納槽，且容納槽開設有一補償孔。質量體以及彈性緩衝體容置在容納槽中，彈性緩衝體則墊設在質量體與補償孔之間，使質量體與補償孔之間相隔一補償間隙。

本實施方式有關於本體、質量體以及彈性緩衝體的部分與前述第一實施方式相同，因此不再詳細說明。此一實施方式與第一實施方式的差異在於節流閥，節流閥和本體鄰接，鄰接側具有一油封面而與補償孔緊密貼合，亦即，前述所指的補償間隙也可以理解為：介於質量體底 部與油封面之間的距離。另外，節流閥還包含與補償孔連通之一輸液孔，且節流閥可選擇地直接或間接透過輸液孔而將補償液輸往容納槽。

此處所述的直接，係指補償液進入節流閥後直接穿過輸液孔而流往補償孔，同理，間接則是指補償液先於節流閥內流動，最後才由輸液孔流出。

在此實施方式中，主動式補償液靜壓軸承可另包含一支撐墊，由於本實施方式新增的節流閥之故，支撐墊係鄰接於節流閥，而支撐墊同樣具有連通容納槽之一腔室，並藉由受壓時腔室所升高的流阻來抵抗質量體。

節流閥可以設有連通輸液孔之一補償槽道，且輸液孔可以位於補償孔以及補償槽道之間。在此實施方式中，支撐墊作為補償液的輸入源，而節流閥可切換地以前述補償槽道或是輸液孔對齊支撐墊之輸入源，進而選擇補償液是否要通過補償槽道、或是直接經由輸液孔輸往容納槽。

上述的選擇係基於軸承穩定度或負剛性減振應用的兩種考量，由液靜壓軸承原理可知，其藉由內壓與流阻的正比關係以進行補償，故因應同一負載之下，補償液流路包含補償槽道者，其補償間隙所需的壓縮幅度將較不包含者低，而同樣能夠產生足夠的內壓。

因此就結果而言，壓縮幅度變化的降低將表現為液靜壓軸承對於各種程度之負載的剛性變化幅度皆不明顯，因而具有較高的穩定性。

而在不使用補償槽道的模式之下，液靜壓軸承將有較顯著的負剛性效應，因而可供應用於減振之用途。惟因負剛性效應以及減振應用等詳細學理並非本發明所欲深究重點，故此處僅舉例此種模式可供應用的範疇。

前述主動式補償液靜壓軸承可以包含鄰設於質量體之一負載件，以供外力驅動後朝著質量體施壓，且負載件可以束有一套環，套環貼合在容納槽的槽壁以封閉容納槽，使補償液的流動空間被負載件所限制。

前述主動式補償液靜壓軸承所包含的彈性緩衝體可以為二個，其中另一個彈性緩衝體設置在前述的質量體以及負載件之間，負載件透過另一個彈性緩衝體間接施壓於質量體，且無論彈性緩衝體的數量多寡，其可以是盤型片材而具有一盤面，且可以形成局部中空以供質量體穿過。

在彈性緩衝體為二個的情況下，位於質量體以及補償孔之間的彈性緩衝體之盤面朝向補償孔，而另一彈性緩衝體之盤面則朝向負載件，且兩個彈性緩衝體的形狀或尺寸可以相異。

前述質量體可以包含直線狀或是螺旋狀之至少一溝槽，藉以允許補償液通過質量體的兩側。前述主動式補償液靜壓軸承可另包含一上蓋以及一調節件，上蓋蓋合本體並同時將上述的負載件、彈性緩衝體以及質量體封在容納槽中，且上蓋同樣具有開孔以供調節件穿置，並抵接容納槽內的負載件。

再者，前述調節件可透過負載件以及質量體壓縮彈性緩衝體，使彈性緩衝體在初始狀態下具有一初始壓縮量，且初始壓縮量可以小於等於0.2mm，令此時彈性緩衝體的剛性為常數。但如同前一實施例所述，初始壓縮量的數值可依設置條件以及應變需求自行調整，並非限制任何形式之彈性緩衝體都是此壓縮量。

依據本發明再一實施方式，提供一種主動式補償節流器，其應用於一主動式補償液靜壓軸承，主動式補償節流器包含：一補償孔、一節流閥以及一阻尼手段。

補償孔開設於主動式補償節流器上。節流閥包含一輸液孔以及一補償槽道，其中輸液孔與前述補償孔相連通，而補償槽道又與輸液孔連通。

阻尼手段用以抵抗主動式補償節流器所受到的外力，此處的阻尼手段可以透過盤型金屬簧片實現，藉由設置於主動式補償節流器內部以因應外部壓力變形，並調節主動式補償節流器內部之液壓，並藉由液壓抵抗外部負載。

節流閥可切換地透過輸液孔或補償槽道接收補償液，使補償液可選擇地經由前述輸液孔或是補償槽道被輸往主動式補償節流器。

在本實施方式中，前述的節流閥可以透過自體旋轉方式來切換輸液孔或補償槽道以接收補償液。此外，主動式補償液靜壓軸承可以另包含一對位槽，補償槽道通 過對位槽，且對位槽和前述輸液孔可對稱分布於節流閥之旋轉軸。

利用對稱分布於節流閥旋轉軸的對位槽以及輸液孔，本實施方式之主動式補償節流器可以藉由節流閥快速選擇是否要讓補償液流經補償槽道，或是直接經由輸液孔流入主動式補償節流器中。

100‧‧‧主動式補償節流器

200‧‧‧調節件

300‧‧‧上蓋

400‧‧‧負載件

410‧‧‧套環

500‧‧‧質量體

510‧‧‧溝槽

600‧‧‧彈性緩衝體

610‧‧‧盤面

700‧‧‧本體

710‧‧‧容納槽

711‧‧‧補償孔

712‧‧‧輸液槽

800‧‧‧節流閥

801‧‧‧油封面

810‧‧‧輸液孔

820‧‧‧補償槽道

830‧‧‧對位槽

900‧‧‧支撐墊

910‧‧‧腔室

c‧‧‧初始壓縮量

h‧‧‧補償間隙

I‧‧‧縫隙

第1圖係繪示本發明一實施方式之主動式補償液靜壓軸承的爆炸視圖；第2圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的正面剖視圖；第3A圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的立體剖視圖；第3B圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的彈性緩衝體示意圖；第4A圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的溝槽示意圖；第4B圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的溝槽示意圖；第4C圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的一種本體示意圖； 第4D圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的另一種本體示意圖；第5圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的容納槽上視圖；第6圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的補償槽道示意圖；第7圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的本體底部示意圖；第8圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的支撐墊立體剖視圖；第9A圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的補償槽道流路示意圖；以及第9B圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的輸液孔流路示意圖。

第1圖係繪示本發明一實施方式之主動式補償液靜壓軸承的爆炸視圖。第2圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的正面剖視圖。請參照第1圖以及第2圖，主動式補償液靜壓軸承包含一主動式補償節流器100、一節流閥800以及一支撐墊900，在第1圖中，上述三個元件係由上而下依序組接。

主動式補償節流器100包含一調節件200、一上蓋300、一負載件400、一質量體500、二彈性緩衝體 600以及一本體700。其中，上蓋300具有一穿孔以供調節件200穿入，上蓋300又蓋合在本體700上。負載件400、質量體500容置在本體700凹設的一容納槽710中，而前述的調節件200則抵頂於負載件400。

如第2圖所示，兩個彈性緩衝體600之中心局部挖空，並且套設在第2圖中之十字形剖面的質量體500上，上下兩個彈性緩衝體600分別抵頂於負載件400與質量體500之間、以及質量體500與容納槽710之間。

負載件400上可以束有一套環410，例如橡膠等彈性材料製成的O型環，而在第2圖中，本體700之左側通道可用於裝設容納槽710內部溫度與壓力的感測器(未繪示)、或於主動式補償節流器100的操作流量較低時，亦可考慮選用毛細管節流器置入，而在一般使用狀況下，本體700左側的開孔係為受控制的常閉狀態。

為求清楚說明本體700結構，請先參照第6圖、第7圖以及第8圖，在第7圖中，本體700的底面設置有一補償孔711以及一輸液槽712，輸液槽712和補償孔711連通，並呈現「Y」字形狀，其中較短的旁支又與上述設置感測器的通道相通，藉此量測主動式補償節流器100內部的溫度與壓力等數值。

如第6圖所示為節流閥800與本體700底部之鄰接面，節流閥800與本體700鄰接處設有一油封面801，並且開設有一輸液孔810，而配合第7圖可知，輸液孔810的位置恰好對齊本體700底部的輸液槽712，因此補償液可經 由輸液孔810以及輸液槽712流入本體700之容納槽710內。

配合參照第8圖，節流閥800下方的支撐墊900可用於輸送補償液，並且由圖中的管路將補償液輸往節流閥800。支撐墊900下方具有一腔室910，而腔室910可透過底部之縫隙I與補償液系統連通。

整體來說，在第8圖中，補償液由支撐墊900側邊的入口進入，接著流經節流閥800的輸液孔810、本體700的輸液槽712以及容納槽710。

因容納槽710的補償孔711又與支撐墊900的腔室910連通，因此在第2圖中，容納槽710的上部由束有套環410之負載件400所封閉，故當容納槽710內的液壓升高時，補償液由補償孔711被向下排出，並以腔室910之縫隙I作為出口，完成補償系統之封閉循環。

第3A圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的立體剖視圖。配合參照第3A圖，由於上方的彈性緩衝體600抵頂於質量體500以及負載件400之間，因此質量體500可以只受彈性緩衝體600控制，而不受負載件400施壓而移動。

在本實施方式中，彈性緩衝體600採用S45C鋼材製成的盤型片材，上下兩個彈性緩衝體600皆具有一盤面610，且盤面610分別朝向負載件400與補償孔711，以利於因應外界壓力變形。

第3B圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的彈性緩衝體600示意圖。請參照第3B圖，彈性緩衝體600在初始狀態下具有一初始壓縮量c，此可以透過調節件200預壓調整實現(例如利用止付螺絲)，初始壓縮量c的選擇可以依據彈性緩衝體600的剛性需求調整。在本實施方式中，兩個彈性緩衝體600的初始壓縮量c被設定為小於等於0.2mm，在此壓縮量下，彈性緩衝體600隨負載的變形量為線性，也就是彈性緩衝體600的剛性為不變的常數，而若需要使軸承具有變化的剛性，也可以調整初始壓縮量c的數值。

當然，除了初始壓縮量c的設定以外，也可以選用不同形狀或尺寸的兩個彈性緩衝體600來改變剛性的特性。此處關於剛性變化的設計可由機械知識以及力學分析方法來輔助達成，故不在此處多探討。

主動式補償節流器100的補償原理如下：質量體500與油封面801之間相隔一補償間隙h，當軸承受到外力負載時，彈性緩衝體600受壓變形而使補償間隙h縮小，此時補償液通過補償孔711的阻力升高，而在補償液流量不變的情況下，補償液的液壓正比於液體阻力，藉此來抵抗外力負載，此為液靜壓軸承基本原理，因此不多詳細說明。

本實施方式之特點在於：由於容納槽710內的液壓升高，將使質量體500向上推升，此時補償間隙h較初始狀態更高，且彈性緩衝體600亦因液體壓力升高而被壓 縮變形，此時補償間隙h則因為彈性緩衝體600變形而變大，使得補償液壓力再度下降，以此方式不斷地調節最終的補償間隙h以平衡外界負載。

對於主動式補償節流器100而言，盤形的彈性緩衝體600為一種固體強阻尼系統，在彈性緩衝體600具有初始壓縮量c、且質量體500不直接接觸負載件400的前提下，容納槽710內的各元件將不會相互碰撞，且對於外界負載的反饋亦十分平緩穩定。

第4A圖與第4B圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的溝槽510示意圖。第4C圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的一種本體700示意圖。第4D圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的另一種本體700示意圖。第5圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的容納槽710上視圖。

請一併配合參照第4A圖、第4B圖、第4C圖、第4D圖以及第5圖，為了讓補償液的填充更加快速且平均化，質量體500的側邊可以包含複數溝槽510，而本體700也可以配合不同形狀的溝槽510做出對應改變。

在本實施方式中，前述的溝槽510與本體700可以如第4A圖與第4C圖之直線狀、或如第4B圖與第4D圖之螺旋狀，並且對稱地分布在質量體500上，但形狀與分布位置不以此為限。

如第5圖所示，開設溝槽510的質量體500可令主動式補償節流器100的補償機制更加靈敏，避免因補償 不及而使軸承的剛性瞬間衰減，且溝槽510採用對稱分布的形式可避免高壓補償液在補充過程中造成的質量體500偏振問題。

第6圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的補償槽道820示意圖。第7圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的本體700底部示意圖。請先參照第6圖，節流閥800上設有一補償槽道820以及一對位槽830，而補償槽道820又通過對位槽830。

在第7圖中，兩段輸液槽712呈對角並以補償孔711為中心分布，如此可便於令輸液孔810在對角線上的兩個位置對齊輸液槽712。需額外說明的是，節流閥800與本體700組合時，補償槽道820係背對輸液槽712，也就是說，與輸液槽712直接連通的僅有輸液孔810，補償槽道820則透過輸液孔810間接連通輸液槽712。故整體而言，輸液孔810位於補償孔711以及補償槽道820之間。

第8圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的支撐墊900立體剖視圖。請繼續參照第8圖，承接前述說明，由於本體700、節流閥800以及支撐墊900的中心皆被貫穿，因此容納槽710內的補償液將因外界負載而被送往腔室910。

第9A圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的補償槽道820流路示意圖。第9B圖係繪示第1圖之主動式補償液靜壓軸承的輸液孔810流路示意圖。請繼續參照第9A圖以及第9B圖，在本實施方式中，輸液孔810與輸液 槽712的位置對應關係維持不變，因此關於補償液之流路選擇，是由節流閥800相對於支撐墊900來進行切換。淺白地說，節流閥800可以選擇以對位槽830或是輸液孔810來對齊支撐墊900的補償液源，並依據以上的選擇來決定是否要使用補償槽道820。

在第9A圖中，對位槽830與支撐墊900的補償液源對齊，而輸液孔810與支撐墊900鄰接之面則被封閉，此時補償液將依序由對位槽830、補償槽道820、輸液孔810以及輸液槽712進入容納槽710。

相反的，第9B圖中，本體700與節流閥800一同旋轉180度後，改以輸液孔810與補償液源對齊，此時補償液仍有少量會流入補償槽道820，但大部分將由輸液孔810直接輸往輸液槽712。

本發明係以流阻網路法來即時監控並補償兩種流路，流阻網路法係將流體類比為電路系統，乃應用在液靜壓軸承內部液壓控制的常見方法，因此不贅述此技術之細節。

簡而言之，補償液在流入補償槽道820、補償間隙h以及由腔室910之縫隙I排出的過程中所產生的流體阻力，可以類比為三個依序串聯的電阻。

因此，選用補償槽道820與否，可視為是否額外串聯一個電阻，又由液靜壓軸承的運作原理可知，軸承剛性的調節主要透過補償間隙h的大小來控制液壓，故調 整補償間隙h時的穩定性可視為軸承剛性穩定性的參考指標。

因此，以電學知識來理解，串聯補償槽道820的狀態下，意味著補償間隙h之流體阻力在整個系統中的比重降低，質量體500因應外界負載所需調節的阻力也相對地變少，進而使補償間隙h的改變幅度不明顯。尤其在外界負載增大時，此種配置之液靜壓軸承的剛性衰減現象較為平滑緩和，從而具有良好的穩定性。

而若在較低負載、並以快速補償為主要考量時，則可以快速切換至輸液孔810，由前述說明可知，直接由輸液孔810進行補償可以獲得迅速而顯著的補償效果，且在負載變化較低的區間可有較大的剛性表現。

透過上述實施方式可知，本發明採用雙重緩衝機制，以彈性緩衝體600來抵抗外界負載，避免補償間隙h被迅速壓縮而導致的瞬間剛性衰減問題，且同時利用了彈性緩衝體600的復位力以持續調節補償間隙h，使質量體500快速地回到壓力平衡位置。此外，藉由設置節流閥800，進一步使主動式補償液靜壓軸承的補償機制平滑化，並且仍然能夠切換至快速補償的模式，因應不同使用需求進行調整。

依據前述內容，本發明之另一實施方式為一種主動式補償節流器100，其應用於一主動式補償液靜壓軸承，主動式補償節流器100具有一本體700，且本體700開 設有一補償孔711以流通補償液，而本實施方式之主動式補償節流器100包含一節流閥800以及一阻尼手段。

請再次參照第6圖以及第7圖，節流閥800連接前述之主動式補償節流器100，且包含一輸液孔810以及一補償槽道820，其中輸液孔810與補償孔711連通，補償槽道820則連通輸液孔810，且輸液孔810可以配置於補償孔711以及補償槽道820之間。其中，節流閥800可以透過自體旋轉來切換由輸液孔810或是補償槽道820接收補償液，使補償液經由輸液孔810或是補償槽道820輸往主動式補償節流器100。

如同第6圖為例，節流閥800可以另包含一對位槽830，對位槽830與輸液孔810對稱地分布於節流閥800的旋轉軸，且彼此之方位角相差180度，以便於與補償液源明確地切換與對齊。

阻尼手段用以抵抗主動式補償節流器100所受到的外力，其可以由內置於主動式補償節流器100內的彈性緩衝體600實現，例如盤形金屬片材、高彈性係數之彈簧、硬質橡膠等材料，但並不在此限。

藉此實施方式，本發明之主動式補償節流器可以採用模組化方式實施，僅需調整節流閥或其他元件之形狀，即可應用在一般的主動式補償液靜壓軸承上，且上述的實施方式不僅容易替換元件，且各元件的尺寸可以各自調整、互相匹配以克服加工的公差問題。

由上述各個實施方式所揭露內容，本發明至少具備以下優點：第一，本發明利用設置於本體內的彈性緩衝體來控制補償間隙，藉由彈性緩衝體受壓變形來自動調節液靜壓軸承內部的液體壓力，進而使液靜壓軸承的剛性表現穩定許多，且避免液靜壓軸承內質量體因缺乏支撐所造成的偏振或碰撞問題。

第二，本發明之主動式補償節流器採用模組化的元件組合成，不但能夠克服各元件因公差造成的不匹配問題，且便於維修更換。

第三，搭配節流閥，本發明可以選擇是否經由補償槽道來補充補償液，並能夠依據使用需要快速切換，使加工穩定度和效率獲得提升。

第四，本發明所包含之主動式補償節流器、節流閥以及支撐墊為一體化設計，不僅體積縮小而有利於裝設在各種機台上，且軸承運作中持續保持密封而不需考慮滲漏問題。此外，由於本發明之主動式補償液靜壓軸承不需再外接節流器，因此補償機制的反應速度得以顯著改良，解決習用技術補償延遲的問題。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧主動式補償節流器

200‧‧‧調節件

300‧‧‧上蓋

400‧‧‧負載件

410‧‧‧套環

500‧‧‧質量體

600‧‧‧彈性緩衝體

610‧‧‧盤面

700‧‧‧本體

710‧‧‧容納槽

711‧‧‧補償孔

712‧‧‧輸液槽

800‧‧‧節流閥

801‧‧‧油封面

810‧‧‧輸液孔

900‧‧‧支撐墊

910‧‧‧腔室

I‧‧‧縫隙

Claims (37)

1. 一種主動式補償節流器，包含：一本體，設有一容納槽，且該容納槽開設一補償孔；一質量體，容置於該容納槽內；以及至少一彈性緩衝體，設於該質量體以及該補償孔之間，且該彈性緩衝體令該質量體與該補償孔相隔一補償間隙；其中，該質量體受壓而使該補償間隙縮小時，該彈性緩衝體抵頂該質量體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之主動式補償節流器，另包含：一負載件，受外力驅動而施壓於該質量體。
3. 如申請專利範圍第2項所述之主動式補償節流器，其中該彈性緩衝體之數量為二，且另一該彈性緩衝體設於該質量體以及該負載件之間。
4. 如申請專利範圍第2項所述之主動式補償節流器，其中該負載件上束有一套環，且該套環配合該負載件封閉該容納槽。
5. 如申請專利範圍第1項所述之主動式補償節流器，其中該彈性緩衝體為盤型片材而具有一盤面，且該盤面朝向該補償孔。
6. 如申請專利範圍第3項所述之主動式補償節流器，其中各該彈性緩衝體為盤型片材而具有一盤面，且二該盤面分別朝向該補償孔以及該負載件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之主動式補償節流器，其中該彈性緩衝體形成局部中空以供該質量體穿過。
8. 如申請專利範圍第1項所述之主動式補償節流器，其中該質量體包含至少一溝槽以容納補償液通過。
9. 如申請專利範圍第8項所述之主動式補償節流器，其中該溝槽為直線狀或螺旋狀。
10. 如申請專利範圍第2項所述之主動式補償節流器，另包含：一上蓋，蓋合於該本體；以及一調節件，穿置於該上蓋而抵接該負載件。
11. 如申請專利範圍第1項所述之主動式補償節流器，另包含：一支撐墊，鄰接該本體，該支撐墊設有與該容納槽連通之一腔室，當該質量體受壓時，該腔室之內壓上升而抵抗該質量體。
12. 如申請專利範圍第1項所述之主動式補償節流器，其中該質量體預壓該彈性緩衝體，使該彈性緩衝體具有一初始壓縮量。
13. 如申請專利範圍第12項所述之主動式補償節流器，其中該彈性緩衝體在該初始壓縮量下之剛性為常數。
14. 如申請專利範圍第3項所述之主動式補償節流器，其中二該彈性緩衝體的形狀或尺寸相異。
15. 如申請專利範圍第12項所述之主動式補償節流器，其中該初始壓縮量小於等於0.2mm。
16. 一種主動式補償液靜壓軸承，包含：一本體，設有一容納槽，且該容納槽開設一補償孔；一質量體，容置於該容納槽內；至少一彈性緩衝體，設於該質量體以及該容納槽之間，且該彈性緩衝體令該質量體與該補償孔相隔一補償間 隙，該質量體受壓而使該補償間隙縮小時，該彈性緩衝體抵頂該質量體；以及一節流閥，鄰接該本體並設有與該補償孔連通之一輸液孔，且該節流閥可選擇地直接或間接透過該輸液孔將補償液輸往該容納槽。
17. 如申請專利範圍第16項所述之主動式補償液靜壓軸承，另包含：一負載件，受外力驅動而施壓於該質量體。
18. 如申請專利範圍第17項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中該彈性緩衝體之數量為二，且另一該彈性緩衝體設於該質量體以及該負載件之間。
19. 如申請專利範圍第17項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中該負載件上束有一套環，且該套環配合該負載件封閉該容納槽。
20. 如申請專利範圍第16項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中該彈性緩衝體為盤型片材而具有一盤面，且該盤面朝向該補償孔。
21. 如申請專利範圍第18項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中各該彈性緩衝體為盤型片材而具有一盤面，且二該盤面分別朝向該補償孔以及該負載件。
22. 如申請專利範圍第16項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中該彈性緩衝體形成局部中空以供該質量體穿過。
23. 如申請專利範圍第16項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中該質量體包含至少一溝槽以容納補償液通過。
24. 如申請專利範圍第23項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中該溝槽為直線狀或螺旋狀。
25. 如申請專利範圍第17項所述之主動式補償液靜壓軸承，另包含：一上蓋，蓋合於該本體；以及一調節件，穿置於該上蓋而抵接該負載件。
26. 如申請專利範圍第16項所述之主動式補償液靜壓軸承，另包含：一支撐墊，鄰接該節流閥，其中該支撐墊設有一腔室，且該節流閥連通該容納槽及該腔室，當該質量體受壓時，該腔室之內壓上升而抵抗該質量體。
27. 如申請專利範圍第16項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中該質量體預壓該彈性緩衝體，使該彈性緩衝體具有一初始壓縮量。
28. 如申請專利範圍第27項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中該彈性緩衝體在該初始壓縮量下之剛性為常數。
29. 如申請專利範圍第18項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中二該彈性緩衝體的形狀或尺寸相異。
30. 如申請專利範圍第27項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中該初始壓縮量小於等於0.2mm。
31. 如申請專利範圍第16項所述之主動式補償液靜壓軸承，其中該節流閥設有連通該輸液孔之一補償槽道，且該輸液孔位於該補償孔以及該補償槽道之間。
32. 如申請專利範圍第31項所述之主動式補償液靜壓軸承，另包含：一支撐墊，可切換地對齊該補償槽道，並將補償液經由該補償槽道輸往該輸液孔。
33. 如申請專利範圍第31項所述之主動式補償液靜壓軸承，另包含： 一支撐墊，可切換地對齊該輸液孔，並將補償液經由該輸液孔輸往該容納槽。
34. 一種主動式補償節流器，其應用於一主動式補償液靜壓軸承，並包含：一補償孔，開設於該主動式補償節流器上；一節流閥，並包含：一輸液孔，連通該補償孔；及一補償槽道，連通該輸液孔；以及一阻尼手段，用以抵抗該主動式補償節流器所受外力；其中，該節流閥可切換地透過該輸液孔或該補償槽道接收補償液，使補償液經由該輸液孔或該補償槽道被輸往該主動式補償節流器。
35. 如申請專利範圍第34項所述之主動式補償節流器，其中該輸液孔位於該補償孔以及該補償槽道之間。
36. 如申請專利範圍第34項所述之主動式補償節流器，其中該節流閥以自體旋轉方式來切換該輸液孔或該補償槽道以接收補償液。
37. 如申請專利範圍第36項所述之主動式補償節流器，另包含： 一對位槽，該補償槽道通過該對位槽，且該對位槽與該輸液孔對稱分布於該節流閥之旋轉軸。