TWI642858B - 氣浮軸承模組 - Google Patents

Abstract

一種氣浮軸承模組，包括導軌、滑塊、第一氣浮板及第二氣浮板。導軌具有第一表面及第二表面。滑塊具有溝槽、第一內壁面及第二內壁面，導軌穿設於溝槽，以使滑塊適於相對導軌滑動。第一氣浮板位在第一表面與第一內壁面之間，第一氣浮板與第一內壁面之間存在第一氣腔，第一氣浮板與第一表面之間存在第一氣浮間隙。第二氣浮板位在第二表面與第二內壁面之間，第二氣浮板與第二內壁面之間存在第二氣腔，第二氣浮板與第二表面之間存在第二氣浮間隙。

Description

氣浮軸承模組

本發明是有關於一種氣浮軸承模組，且特別是有關於一種可微型化、可高精密的動態調整且具有高剛性的氣浮軸承模組。

隨著工業技術的發展，非接觸式軸承模組已實際應用在眾多領域中。非接觸式軸承模組以氣浮軸承模組為例，其在導軌與滑塊之間充入空氣，而在導軌與滑塊之間形成氣膜(空氣層)。如此一來，導軌與滑塊在滑動過程中便不會直接接觸，避免於滑動時導軌與滑塊摩擦，而降低了元件損耗的機率。

目前，傳統的氣浮軸承模組若是使用螺絲去調整導軌與滑塊之間的氣浮間隙，受限於螺絲尺寸，氣浮軸承模組難以微型化，亦或者無法進行高精密的動態調整。此外，若滑塊或導軌在不同區域存在尺寸上的公差時，滑塊與不同區域的導軌之間氣浮間隙會忽大忽小，使得位在導軌與滑塊之間的氣浮間隙內的氣膜無法維持高剛性。

本發明提供一種氣浮軸承模組，其在尺寸上可達到微型化或可高精密的動態調整，且可在導軌與滑塊之間提供高剛性的氣膜。

本發明的一種氣浮軸承模組，包括一導軌、一滑塊、一第一氣浮板及一第二氣浮板。導軌具有一第一表面及一第二表面。滑塊具有一溝槽以及緊鄰溝槽之一第一內壁面及一第二內壁面，導軌穿設於溝槽中，以使滑塊適於相對導軌滑動，其中第一內壁面朝向第一表面，第二內壁面朝向第二表面。第一氣浮板設置於溝槽內，並位在導軌的第一表面與滑塊的第一內壁面之間，第一氣浮板與滑塊的第一內壁面之間存在一第一氣腔，第一氣浮板與導軌的第一表面之間存在一第一氣浮間隙。第二氣浮板設置於溝槽內，並位在導軌的第二表面與滑塊的第二內壁面之間，第二氣浮板與滑塊的第二內壁面之間存在一第二氣腔，第二氣浮板與導軌的第二表面之間存在一第二氣浮間隙。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮軸承模組更包含一第一氣流通道、一第二氣流通道、一第三氣流通道及一第四氣流通道，第一氣流通道連通至第一氣浮間隙，第二氣流通道連通至第一氣腔，第三氣流通道連通至第二氣浮間隙，第四氣流通道連通至第二氣腔，第二氣流通道與第四氣流通道獨立於彼此。

在本發明的一實施例中，上述的第一氣流通道與第二氣流通道設置於第一氣浮板，第三氣流通道與第四氣流通道設置於第二氣浮板。

在本發明的一實施例中，上述的第一氣流通道設置於第一氣浮板，第二氣流通道設置於滑塊，第三氣流通道設置於第二氣浮板，第四氣流通道設置於滑塊。

在本發明的一實施例中，上述的第一氣浮板包括一第一凹陷氣路，第一凹陷氣路朝向導軌的第一表面設置且連通於第一氣流通道，第二氣浮板包括一第二凹陷氣路，第二凹陷氣路朝向導軌的第二表面設置且連通於第三氣流通道。

在本發明的一實施例中，上述的導軌的第一表面鄰接於第二表面。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮軸承模組更包括一第一撓性環及一第二撓性環。第一撓性環配置於第一氣浮板與滑塊的第一內壁面之間，第一氣腔位於第一氣浮板、滑塊的第一內壁面與第一撓性環所環繞的範圍之內。第二撓性環配置於第二氣浮板與滑塊的第二內壁面之間，第二氣腔位於第二氣浮板、滑塊的第二內壁面與第二撓性環所環繞的範圍之內。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮軸承模組更包括一第三氣浮板，設置於溝槽內，其中導軌更具有一第三表面，第三表面位於第一表面與第二表面之間，滑塊具有朝向第三表面的一第三內壁面，第三氣浮板位在導軌的第三表面與滑塊的第三內壁面之間，第三氣浮板與滑塊的第三內壁面之間存在一第三氣腔，第三氣浮板與導軌的第三表面之間存在一第三氣浮間隙。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮軸承模組更包含獨 立於彼此的一第五氣流通道及一第六氣流通道，第五氣流通道連通至第三氣浮間隙，第六氣流通道連通至第三氣腔。

在本發明的一實施例中，上述的第五氣流通道與第六氣流通道分別設置於第三氣浮板。

在本發明的一實施例中，上述的第五氣流通道設置於第三氣浮板，第六氣流通道設置於滑塊。

在本發明的一實施例中，上述的第三氣浮板包括一第三凹陷氣路，第三凹陷氣路朝向導軌的第三表面設置且連通於第五氣流通道。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮軸承模組更包括一第三撓性環，配置於第三氣浮板與滑塊的第三內壁面之間，第三氣腔位於第三氣浮板、滑塊的第三內壁面與第三撓性環所環繞的範圍之內。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮軸承模組包括多個第一氣浮板，彼此獨立且並排地配置於導軌的第一表面與滑塊的第一內壁面之間，這些第一氣浮板對導軌的第一表面的投影不重疊，這些第一氣腔彼此獨立。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮軸承模組更包含多個第一氣流通道及多個第二氣流通道，這些第二氣流通道獨立於彼此且分別連通至這些第一氣腔。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮軸承模組包括多個第二氣浮板，彼此獨立且並排地配置於導軌的第二表面與滑塊的 第二內壁面之間，這些第二氣浮板對導軌的第二表面的投影不重疊，這些第二氣腔彼此獨立。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮軸承模組更包含多個第三氣流通道及多個第四氣流通道，這些第四氣流通道獨立於彼此且分別連通至這些第二氣腔。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、100a、100b‧‧‧氣浮軸承模組

110‧‧‧導軌

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第二表面

116‧‧‧第三表面

118‧‧‧第四表面

120‧‧‧滑塊

121‧‧‧第一部分

122‧‧‧第一內壁面

123‧‧‧第二部分

124‧‧‧第二內壁面

125‧‧‧第三部分

126‧‧‧第三內壁面

127‧‧‧第四部分

128‧‧‧第四內壁面

129‧‧‧溝槽

130‧‧‧第一氣浮板

131‧‧‧第一凹陷氣路

132‧‧‧第二氣浮板

133‧‧‧第二凹陷氣路

134‧‧‧第三氣浮板

135‧‧‧第三凹陷氣路

140‧‧‧第一氣浮間隙

142‧‧‧第二氣浮間隙

144‧‧‧第三氣浮間隙

146‧‧‧第四氣浮間隙

150‧‧‧第一撓性環

152‧‧‧第二撓性環

154‧‧‧第三撓性環

160‧‧‧第一氣腔

162‧‧‧第二氣腔

164‧‧‧第三氣腔

170、170a‧‧‧第一氣流通道

171、171a‧‧‧第二氣流通道

172、172a‧‧‧第三氣流通道

173、173a‧‧‧第四氣流通道

174、174a‧‧‧第五氣流通道

175、175a‧‧‧第六氣流通道

176‧‧‧第七氣流通道

180‧‧‧第一墊圈

182‧‧‧第二墊圈

184‧‧‧第三墊圈

圖1是依照本發明的一實施例的一種氣浮軸承模組的示意圖。

圖2與圖3分別是圖1的氣浮軸承模組隱藏導軌之後的不同視角的爆炸示意圖。

圖4是圖1的氣浮軸承模組隱藏導軌與滑塊的第一部分的另一視角的示意圖。

圖5與圖6分別是沿圖1的氣浮軸承模組的A-A線段與B-B線段的剖面示意圖。

圖7是依照本發明的另一實施例的一種氣浮軸承模組的示意圖。

圖8是圖7的氣浮軸承模組隱藏導軌之後的爆炸示意圖。

圖9至圖11分別是沿圖7的氣浮軸承模組的C-C線段、D-D 線段與E-E線段的剖面示意圖。

圖12是依照本發明的另一實施例的一種氣浮軸承模組的示意圖。

圖1是依照本發明的一實施例的一種氣浮軸承模組的示意圖。圖2與圖3分別是圖1的氣浮軸承模組隱藏導軌之後的不同視角的爆炸示意圖。

請參閱圖1至圖3，本實施例的氣浮軸承模組100包括導軌110、滑塊120、第一氣浮板130(標示於圖2)、第二氣浮板132(標示於圖2)及第三氣浮板134(標示於圖2)。導軌110具有第一表面112、第二表面114、第三表面116及第四表面118。在本實施例中，導軌110是以長方體為例，導軌110的第一表面112、第二表面114、第三表面116及第四表面118分別是依續相連的四個表面，也就是說，第一表面112鄰接於第二表面114，第二表面114鄰接於第三表面116，第三表面116鄰接於第四表面118，且第四表面118鄰接於第一表面112。並且，第一表面112相對於第三表面116，第二表面114相對第四表面118。但在其他實施例中，導軌110的形狀不以此為限制，第一表面112與第二表面114也可以是導軌110的相對兩表面，第一表面112、第二表面114、第三表面116及第四表面118的連接關係不以此為限制。

在本實施例中，滑塊120包括兩兩相連的第一部分121、 第二部分123、第三部分125及第四部分127，而環設出溝槽129。導軌110穿設於滑塊120的溝槽129中，以使滑塊120適於相對導軌110滑動。如圖2與圖3所示，第一部分121、第二部分123、第三部分125及第四部分127分別具有第一內壁面122、第二內壁面124、第三內壁面126及第四內壁面128。第一內壁面122、第二內壁面124、第三內壁面126及第四內壁面128分別緊鄰溝槽129(標示於圖1)。請同時參閱圖1至圖3，在本實施例中，滑塊120的第一內壁面122朝向導軌110的第一表面112，滑塊120的第二內壁面124朝向導軌110的第二表面114，滑塊120的第三內壁面126朝向導軌110的第三表面116，滑塊120的第四內壁面128朝向導軌110的第四表面118。

在本實施例中，第一氣浮板130設置於溝槽129(標示於圖1)內，並位在導軌110的第一表面112與滑塊120的第一內壁面122之間。第一氣浮板130具有第一凹陷氣路131(標示於圖2)，朝向導軌110的第一表面112(標示於圖1)設置。第二氣浮板132設置於溝槽129(標示於圖1)內，並位在導軌110的第二表面114與滑塊120的第二內壁面124之間。第二氣浮板132具有第二凹陷氣路133(標示於圖2)，朝向導軌110的第二表面114(標示於圖1)設置。第三氣浮板134設置於溝槽129(標示於圖1)內，第三氣浮板134位在導軌110的第三表面116與滑塊120的第三內壁面126之間。第三氣浮板134具有第三凹陷氣路135(標示於圖4)，朝向導軌110的第三表面116(標示於圖1)設置。

圖4是圖1的氣浮軸承模組隱藏導軌與滑塊的第一部分的另一視角的示意圖。圖5與圖6分別是沿圖1的氣浮軸承模組的A-A線段與B-B線段的剖面示意圖。需說明的是，圖4的視角是由圖1的右上方往左下方看去的視角。在圖4中可看到圖1中因為被滑塊120遮蔽，而未能顯示出的第一氣流通道170、第二氣流通道171、第三氣流通道172、第四氣流通道173、第五氣流通道174與第六氣流通道175。

請同時參閱圖3至圖6，在本實施例中，氣浮軸承模組100更包括第一撓性環150以及第一墊圈180。第一撓性環150及第一墊圈180分別配置於第一氣浮板130與滑塊120的第一內壁面122之間。如圖6所示，第一氣浮板130與滑塊120的第一內壁面122之間存在第一氣腔160。第一氣腔160位於第一氣浮板130、滑塊120的第一內壁面122、第一撓性環150及第一墊圈180所環繞的範圍之內。在本實施例中，第一撓性環150及第一墊圈180以O環為例，其具有密封的效果，但第一撓性環150及第一墊圈180的種類不以此為限制。

請共同參閱圖5與圖6，在本實施例中，第一氣浮板130具有獨立於彼此的第一氣流通道170與第二氣流通道171，第一氣流通道170連通至第一凹陷氣路131(標示於圖2)與第一氣浮間隙140，第二氣流通道171連通至第一氣腔160。第一氣浮間隙140位於第一氣浮板130與導軌110的第一表面112之間，第一氣浮間隙140與第一氣腔160分別位於第一氣浮板130的相對兩側。 第一氣流通道170與第二氣流通道171分別連接到不同的加壓缸(未繪示)。其中一個加壓缸所提供的氣壓會通過第一氣流通道170、第一凹陷氣路131(標示於圖2)流到第一氣浮間隙140(標示於圖5)，在本實施例中，通過第一氣流通道170的氣體會沿著往多個方向(例如在圖2中往上下左右方向與環形的組合)延伸的第一凹陷氣路131均勻地傳送到整個第一氣浮板130的內表面，而使不同位置的第一氣浮間隙140接近。當然，第一凹陷氣路131的延伸方向與圖樣形式不以圖式為限制。請共同參閱圖4與圖6，其中另一個加壓缸所提供的氣壓會通過第二氣流通道171流到第一氣腔160(標示於圖6)。因此，第一氣浮板130適於依據第一氣腔160的氣壓，而調整第一氣浮板130與導軌110的第一表面112之間的第一氣浮間隙140的大小。

同樣地，請參閱圖3與圖4，在本實施例中，氣浮軸承模組100更包括第二撓性環152以及第二墊圈182。第二撓性環152及第二墊圈182分別配置於第二氣浮板132與滑塊120的第二內壁面124之間。如圖6所示，第二氣浮板132與滑塊120的第二內壁面124之間存在第二氣腔162。第二氣腔162位於第二氣浮板132、滑塊120的第二內壁面124、第二撓性環152及第二墊圈182所環繞的範圍之內。在本實施例中，第二撓性環152及第二墊圈182以O環為例，其具有密封的效果，但第二撓性環152及第二墊圈182的種類不以此為限制。

在本實施例中，第二氣浮板132具有獨立於彼此的第三 氣流通道172與第四氣流通道173，第三氣流通道172連通至第二凹陷氣路133與第二氣浮間隙142，第四氣流通道173連通至第二氣腔162。第二氣浮間隙142位於第二氣浮板132與導軌110的第二表面114之間，第二氣浮間隙142與第二氣腔162分別位於第二氣浮板132的相對兩側。第三氣流通道172與第四氣流通道173分別連接到不同的加壓缸(未繪示)。請共同參閱圖4與圖5，其中一個加壓缸所提供的氣壓會通過第三氣流通道172、第二凹陷氣路133(標示於圖2)流到第二氣浮間隙142(標示於圖5)。在本實施例中，通過第三氣流通道172的氣體會沿著往多個方向(例如在圖2中往前後左右方向與環形的組合)延伸的第二凹陷氣路133均勻地傳送到整個第二氣浮板132的內表面，而使不同位置的第二氣浮間隙142接近。當然，第二凹陷氣路133的延伸方向與圖樣形式不以圖式為限制。請共同參閱圖4與圖6，其中另一個加壓缸所提供的氣壓會通過第四氣流通道173流到第二氣腔162(標示於圖6)。因此，第二氣浮板132適於依據第二氣腔162的氣壓以調整第二氣浮板132與導軌110的第二表面114之間的第二氣浮間隙142的大小。

此外，請參閱圖3與圖4，在本實施例中，氣浮軸承模組100更包括第三撓性環154以及第三墊圈184。第三撓性環154與第三墊圈184分別配置於第三氣浮板134與滑塊120的第三內壁面126之間。如圖6所示，第三氣浮板134與滑塊120的第三內壁面126之間存在第三氣腔164。第三氣腔164位於第三氣浮板 134、滑塊120的第三內壁面126、第三撓性環154及第三墊圈184所環繞的範圍之內。在本實施例中，第三撓性環154與第三墊圈184以O環為例，其具有密封的效果，但第三撓性環154與第三墊圈184的種類不以此為限制。

在本實施例中，第三氣浮板134具有獨立於彼此的第五氣流通道174與第六氣流通道175，第五氣流通道174連通第三凹陷氣路135與第三氣浮間隙144，第六氣流通道175連通至第三氣腔164。第三氣浮間隙144位於第三氣浮板134與導軌110的第三表面116之間，第三氣浮間隙144與第三氣腔164分別位於第三氣浮板134的相對兩側。第五氣流通道174與第六氣流通道175分別連接到不同的加壓缸(未繪示)。請共同參閱圖4與圖5，其中一個加壓缸所提供的氣壓會通過第五氣流通道174、第三凹陷氣路135流到第三氣浮間隙144。在本實施例中，通過第五氣流通道174的氣體會沿著往多個方向延伸的第三凹陷氣路135均勻地傳送到整個第三氣浮板134的內表面，而使不同位置的第三氣浮間隙144接近。當然，第三凹陷氣路135的延伸方向與圖樣形式不以圖式為限制。請共同參閱圖4與圖6，其中另一個加壓缸所提供的氣壓會通過第六氣流通道175流到第三氣腔164。因此，第三氣浮板134適於依據第三氣腔164的氣壓以調整第三氣浮板134與導軌110的第三表面116之間的一第三氣浮間隙144的大小。

在本實施例中，如圖5所示，導軌110的第四表面118與滑塊120的第四內壁面128(標示於圖3)之間存在第四氣浮間隙 146，氣浮軸承模組100更包括第七氣流通道176。第七氣流通道176連通於第四氣浮間隙146。其中一個未繪示的加壓缸所提供的氣壓會通過第七氣流通道176流到第四氣浮間隙146。

如圖5與圖6所示，在本實施例中，氣浮軸承模組100具有配置在導軌110三面的第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134，因此，氣浮軸承模組100可藉由動態地調整第一氣腔160的氣壓、第二氣腔162的氣壓及第三氣腔164的氣壓，以使第一氣浮間隙140、第二氣浮間隙142、第三氣浮間隙144及第四氣浮間隙146均維持在特定範圍之內。

更明確地說，如圖5所示，導軌110的第四表面118可作為基準面，氣浮軸承模組100藉由動態調整位於下方的第二氣腔162的氣壓，以使第二氣浮板132逼近導軌110的第二表面114且滑塊120的第四內壁面128逼近導軌110的第四表面118，以得到所欲的第二氣浮間隙142及第四氣浮間隙146。並且，氣浮軸承模組100藉由動態調整第一氣腔160的氣壓及第三氣腔164的氣壓，使第一氣浮板130及第三氣浮板134分別逼近導軌110的第一表面112與第三表面116，以得到所欲的第一氣浮間隙140及第三氣浮間隙144。

舉例說明，在本實施例中，若第二氣浮板132的面積為9平方公分，第一氣腔160的氣壓為4(公斤/平方公分)，則第二氣浮板132所受到的推力為36公斤；若第一氣浮板130的面積為9平方公分，第一氣腔160的氣壓為4(公斤/平方公分)，第一氣浮板 130所受到的推力為36公斤；第三氣浮板134的面積為9平方公分，第三氣腔164的氣壓為1(公斤/平方公分)，第三氣浮板134所受到的推力為9公斤。在本實施例中，以導軌110的第四表面118作為基準面，氣浮軸承模組100藉由提供上述的第一氣腔160、第二氣腔162及第三氣腔164的氣壓值，第一氣浮板130、第二氣浮板132、第三氣浮板134、滑塊120分別會受到推力，而使得第一氣浮板130、第二氣浮板132、第三氣浮板134及滑塊120的第四內壁面128會逼近導軌110的第一表面112、第二表面114、第三表面116及第四表面118，而得到所欲的第一氣浮間隙140、第二氣浮間隙142、第三氣浮間隙144及第四氣浮間隙146。

在本實施例中，第一氣浮間隙140、第二氣浮間隙142、第三氣浮間隙144及第四氣浮間隙146可以相當地小。具體而言，第一氣浮間隙140、第二氣浮間隙142、第三氣浮間隙144及第四氣浮間隙146分別約在0.3微米(μm)至5微米(μm)之間，以提供良好的剛性。當然第一氣浮間隙140、第二氣浮間隙142、第三氣浮間隙144及第四氣浮間隙146可隨導軌110的平整度、氣浮板的尺寸或平整度、氣壓及氣流量而調整，不以上述為限制。

如此一來，位在第一氣浮板130與導軌110之間的第一氣浮間隙140、第二氣浮板132與導軌110之間的第二氣浮間隙142、第三氣浮板134與導軌110之間的第三氣浮間隙144及滑塊120的第四內壁面128與導軌110之間的第四氣浮間隙146內的氣體所形成的氣膜能夠提供高剛性，而讓氣浮軸承模組100能夠在 高負重下仍能保持順暢滑動並且進行較高精密度的動態調整。

值得一提的是，由於本實施例的氣浮軸承模組100是利用導軌110在未配置有氣浮板的此面作為基準面，動態調整第一氣浮板130、第二氣浮板132、第三氣浮板134及滑塊120的位置來逼近導軌110的第一表面112、第二表面114及第三表面116。因此，即使應用在相鄰的表面的垂直度不佳的導軌110上，舉例而言，導軌110可能因為很長或是公差的關係而存在誤差，使得第一表面112與第二表面114之間、第二表面114與第三表面116之間、第三表面116與第四表面118之間或/且第四表面118與第一表面112之間的垂直度不佳，或是因為材質在不同方向上的熱膨脹係數不同而在不同表面上具有不同程度的變形。這種以一面作為基準面、其他面對應地調整的方式，也可具有良好的調整效果。也就是說，本實施例的氣浮軸承模組100以配置於導軌110三面的第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134，動態調整第一氣浮間隙140、第二氣浮間隙142、第三氣浮間隙144及第四氣浮間隙146，即便導軌110或是滑塊120的精度不佳，仍可得到高剛性的氣浮軸承模組100。

需說明的是，在其他實施例中，氣浮軸承模組100也可以省略第三氣浮板134，而只具有第一氣浮板130及第二氣浮板132。第一氣浮板130配置在導軌110的第一表面112與滑塊120的第一內壁面122之間，第二氣浮板132配置在導軌110的第二表面114與滑塊120的第二內壁面124之間，第一氣浮板130與 第二氣浮板132配置在導軌110的相鄰兩面或是相對兩面旁。氣浮軸承模組100可動態地調整第一氣浮板130與滑塊120的第一內壁面122之間的第一氣腔160的氣壓以及第二氣浮板132與滑塊120的第二內壁面124之間的第二氣腔162的氣壓，以使第一氣浮板130與導軌110之間的第一氣浮間隙140、第二氣浮板132與導軌110之間的第二氣浮間隙142及其他滑塊120與導軌110之間的氣浮間隙維持在特定範圍之內。如此一來，位在第一氣浮板130與導軌110之間的第一氣浮間隙140、第二氣浮板132與導軌110之間的第二氣浮間隙142及其他滑塊120與導軌110之間的氣浮間隙內的氣體能夠提供維持高剛性的氣膜。

也就是說，在此未繪示的實施例中，滑塊120的第三內壁面126與第四內壁面128直接面對導軌110的第三表面116與第四表面118，導軌110的第三表面116與第四表面118可作為基準面，藉由動態調整第一氣浮板130及第二氣浮板132的位置，以使第一氣浮板130、第二氣浮板132、滑塊120的第三內壁面126與第四內壁面128分別逼近導軌110的第一表面112、第二表面114、第三表面116與第四表面118。在此變化實施例中，因為只需要調整第一氣浮板130及第二氣浮板132，而具有較小的動態調整成本(例如只需連接至較少數量的加壓機等)。

另外，要說明的是，習知的氣浮軸承模組100透過螺絲去調整導軌110與滑塊120之間的氣浮間隙，受限於螺絲尺寸，習知的氣浮軸承模組100難以微型化。相較於習知的氣浮軸承模 組100，本實施例的氣浮軸承模組100不採用螺絲或以較少的螺絲調整導軌110與滑塊120之間的氣浮間隙，因此不必受限於螺絲尺寸，氣浮軸承模組100在尺寸上可微型化，以應用在更多領域。

此外，在一般習知的大型龍門機台(未繪示)中，會使用四個滑塊配置在兩個平行的導軌上來共同負重，若因為兩導軌頂面的平整度不佳，配置在兩導軌上的其中三個滑塊可能會自成平面，而使得剩餘的一個滑塊未能受到導軌頂面的氣浮間隙無法縮小，而使得此氣浮間隙內的氣膜無法提供足夠的剛性。若將本實施例的氣浮軸承模組100搭配習知的氣浮軸承模組一起使用，舉例來說，將一個本實施例的氣浮軸承模組100(也就是滑塊120與第一氣浮板130、第二氣浮板132、第三氣浮板134的組合)搭配三個習知的滑塊，即使因為兩導軌頂面的平整度不佳，習知的這三個滑塊自成平面，本實施例的氣浮軸承模組100可以動態調整第一氣浮板130、第二氣浮板132、第三氣浮板134及滑塊120相對於導軌110的位置，而能移動至習知的這三個滑塊共平面的位置，而與習知的這三個滑塊共同作用。

需說明的是，在本實施例中，第一氣流通道170、第二氣流通道171、第三氣流通道172、第四氣流通道173、第五氣流通道174、第六氣流通道175與第七氣流通道176是以在滑塊120、第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134所形成的凹溝或是穿孔為例，但在其他實施例中，滑塊120、第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134也可以是以陶瓷多孔性材質製 作而成，在其上無特定的凹溝或是穿孔，而是藉由材質本身的微小孔洞作為氣流通道。也就是說，第一氣流通道170、第二氣流通道171、第三氣流通道172、第四氣流通道173、第五氣流通道174、第六氣流通道175與第七氣流通道176的形式並不僅限於巨觀上的凹溝或是穿孔，亦包括微觀上的氣孔。

此外，雖然在本實施例中，如圖4所示，第一氣流通道170與第二氣流通道171設置於第一氣浮板130，第三氣流通道172與第四氣流通道173設置於第二氣浮板132，第五氣流通道174與第六氣流通道175分別設置於第三氣浮板134。但第一氣流通道170、第二氣流通道171、第三氣流通道172、第四氣流通道173、第五氣流通道174與第六氣流通道175的設置位置並不以此為限制。

圖7是依照本發明的另一實施例的一種氣浮軸承模組的示意圖。圖8是圖7的氣浮軸承模組隱藏導軌之後的爆炸示意圖。圖9至圖11分別是沿圖7的氣浮軸承模組的C-C線段、D-D線段與E-E線段的剖面示意圖。需說明的是，在下面的實施例中，與前一實施例相同或是相似的元件以相同或是相似的符號表示，不再多加贅述，僅說明主要差異之處。

請參閱圖7至圖11，本實施例與上一實施例的主要差異在於，本實施例的氣浮軸承模組100a的第一氣流通道170a、第二氣流通道171a、第三氣流通道172a、第四氣流通道173a、第五氣流通道174a與第六氣流通道175a的設置位置不同於圖1的氣浮 軸承模組100的第一氣流通道170、第二氣流通道171、第三氣流通道172、第四氣流通道173、第五氣流通道174與第六氣流通道175的設置位置。

如圖9至圖11所示，在本實施例中，第一氣流通道170a設置於滑塊120的第一部分121與第一氣浮板130，第二氣流通道171a設置於滑塊120的第一部分121，第三氣流通道172a設置於滑塊120的第二部分123與第二氣浮板132，第四氣流通道173a設置於滑塊120的第二部分123。第五氣流通道174a設置於滑塊120的第三部分125與第三氣浮板134，第六氣流通道175a設置於滑塊120的第三部分125。

值得一提的是，在本實施例中，雖然第一氣流通道170a是共同設置於滑塊120與第一氣浮板130，第三氣流通道172a是共同設置於滑塊120與第二氣浮板132，且第五氣流通道174a是共同設置於滑塊120與第三氣浮板134，但在其他實施例中，第一氣流通道170a也可以只設置於第一氣浮板130，第三氣流通道172a也可以只設置於第二氣浮板132，且第五氣流通道174a也可以只設置於第三氣浮板134。只要第二氣流通道171a、第四氣流通道173a與第六氣流通道175a彼此獨立，且分別獨立於第一氣流通道170a、第三氣流通道172a與第五氣流通道174a即可，第一氣流通道170a、第二氣流通道171a、第三氣流通道172a、第四氣流通道173a、第五氣流通道174a與第六氣流通道175a的設置位置並不以此為限制。

同樣地，在本實施例中，氣浮軸承模組100a具有配置在導軌110的三面旁的第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134，因此，氣浮軸承模組100a可動態地調整第一氣浮板130與滑塊120的第一部分121之間的第一氣腔160的氣壓、第二氣浮板132與滑塊120的第二部分123之間的第二氣腔162的氣壓及第三氣浮板134與滑塊120的第三部分125之間的第三氣腔164的氣壓，以使第一氣浮板130與導軌110之間的第一氣浮間隙140、第二氣浮板132與導軌110之間的第二氣浮間隙142、第三氣浮板134與導軌110之間的第三氣浮間隙144及滑塊120的第四部分127與導軌110之間的第四氣浮間隙146均維持在特定範圍之內。

圖12是依照本發明的另一實施例的一種氣浮軸承模組的示意圖。需說明的是，為了避免線條過於複雜，圖12中僅示意性地表示出第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134的外輪廓，細部特徵並未於圖12中示出。由於本實施例的氣浮軸承模組100b採用與圖1的氣浮軸承模組100相同的第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134，主要差異在數量上的不同。因此，圖12的第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134的細部特徵請參考圖2與圖3。

請參閱圖12，本實施例與圖1的實施例主要的差異在於，本實施例的氣浮軸承模組100b可視為圖1的氣浮軸承模組100的加長態樣。因此，在本實施例中，氣浮軸承模組100b包括多個 第一氣浮板130、多個第二氣浮板132及多個第三氣浮板134。在本實施例中，第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134的數量分別以兩個為例，但第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134的數量可視需求調整，不以此為限制。

要說明的是，雖然在本實施例中，第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134的尺寸與數量相同，但在其他實施例中，第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134的尺寸與數量也可以不相同。此外，在其他實施例中，也可以是第一氣浮板130、第二氣浮板132及第三氣浮板134中的至少一者的數量為多個，其餘的數量為單一個，並不以上述為限制。

如圖12所示，在本實施例中，這些第一氣浮板130彼此獨立且並排地配置於導軌110的第一表面112與滑塊120的第一內壁面122之間，這些第一氣浮板130對導軌110的第一表面112的投影不重疊。這些第二氣浮板132彼此獨立且並排地配置於導軌110的第二表面114與滑塊120的第二內壁面124之間，這些第二氣浮板132對導軌110的第二表面114的投影不重疊。這些第三氣浮板134彼此獨立且並排地配置於導軌110的第三表面116與滑塊120的第三內壁面126之間，這些第三氣浮板134對導軌110的第三表面116的投影不重疊。

請共同參閱圖6與圖12，在本實施例中，氣浮軸承模組100b的各第一氣浮板130、各第二氣浮板132及各第三氣浮板134分別會設置有對應的第二氣流通道171、第四氣流通道173、及第 六氣流通道175，且各第一氣浮板130、各第二氣浮板132及各第三氣浮板134旁會形成對應的第一氣腔160、第二氣腔162及第三氣腔164。如圖6所示，各第二氣流通道171連通至對應的第一氣腔160，各第四氣流通道173連通至對應的第二氣腔162，且各第六氣流通道175連通至對應的第三氣腔164。

在本實施例中，兩第一氣浮板130(標示於圖12)彼此獨立，因此，這兩第一氣浮板130分別所對應的兩第一氣腔160(標示於圖6)彼此獨立，且兩第二氣流通道171(標示於圖6)彼此獨立。因此，這兩第一氣浮板130是分開作動。同樣地，兩第二氣浮板132彼此獨立，因此，這兩第二氣浮板132分別所對應的兩第二氣腔162彼此獨立，且這兩第四氣流通道173彼此獨立。因此，這兩第二氣浮板132是分開作動。兩第三氣浮板134彼此獨立，因此，這兩第三氣浮板134分別所對應的兩第三氣腔164彼此獨立，且這兩第六氣流通道175獨立於彼此。因此，這兩第三氣浮板134是分開作動。

換句話說，本實施例的氣浮軸承模組100b在沿著導軌110的延伸方向上分為多段(例如是兩段)獨立的動態調整機構，而能夠藉由分段控制的方式，降低因導軌110或是滑塊120的不同區段中存在尺寸公差而造成不同區段中的第一氣浮間隙140(標示於圖5)、第二氣浮間隙142(標示於圖5)、第三氣浮間隙144(標示於圖5)及第四氣浮間隙146(標示於圖5)不一致的情形，而有效地使氣浮軸承模組100b在各區段均能良好且順暢地滑動。

當然，雖然在圖12的實施例中，氣浮軸承模組100b配置有多個第一氣浮板130、多個第二氣浮板132及多個第三氣浮板134，但在其他變化實施例中，氣浮軸承模組100b也可以省略第三氣浮板134，而只配置有多個第一氣浮板130及多個第二氣浮板132，第一氣浮板130與第二氣浮板132可以是在相鄰側或是相對側，同樣地也可以藉由動態地調整第一氣腔160的氣壓及第二氣腔162的氣壓，來達到所欲得到的氣浮間隙。

綜上所述，本發明的氣浮軸承模組藉由在導軌的第一表面與滑塊的第一內壁面之間設置第一氣浮板，且在導軌的第二表面與滑塊的第二內壁面之間設置第二氣浮板，而可藉由動態地調整第一氣浮板與滑塊的第一內壁面之間的第一氣腔的氣壓以及第二氣浮板與滑塊的第二內壁面之間的第二氣腔的氣壓，以使第一氣浮板與導軌之間的第一氣浮間隙、第二氣浮板與導軌之間的第二氣浮間隙及其他滑塊與導軌之間的氣浮間隙能維持在特定範圍之內。如此一來，位在第一氣浮板與導軌之間的第一氣浮間隙、第二氣浮板與導軌之間的第二氣浮間隙及其他滑塊與導軌之間的氣浮間隙內的氣體能夠提供高剛性的氣膜。上述配置結構簡單且第一氣浮板與第二氣浮板的尺寸可視滑塊尺寸調整，因此，氣浮軸承模組在整體尺寸上可達到微型化。此外，本發明的氣浮軸承模組可設置獨立操作的多個第一氣浮板與獨立操作的多個第二氣浮板，這些第一氣浮板分別對應於滑塊的第一內壁面的不同區塊，且這些第二氣浮板分別對應於滑塊的第二內壁面的不同區 塊。因此，本發明的氣浮軸承模組能藉由分段控制的方式，降低因導軌或是滑塊的不同區段中存在尺寸公差而造成不同區段中的第一氣浮間隙不一致或是不同區段中的第二氣浮間隙不一致的情形，而有效地使氣浮軸承模組在各區段均能良好且順暢地滑動。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (17)

1. 一種氣浮軸承模組，包括：一導軌，具有一第一表面及一第二表面；一滑塊，具有一溝槽以及緊鄰該溝槽之一第一內壁面及一第二內壁面，該導軌穿設於該溝槽中，以使該滑塊適於相對該導軌滑動，其中該第一內壁面朝向該第一表面，該第二內壁面朝向該第二表面；一第一氣浮板，設置於該溝槽內，並位在該導軌的該第一表面與該滑塊的該第一內壁面之間，該第一氣浮板與該滑塊的該第一內壁面之間存在一第一氣腔，該第一氣浮板與該導軌的該第一表面之間存在一第一氣浮間隙；一第二氣浮板，設置於該溝槽內，並位在該導軌的該第二表面與該滑塊的該第二內壁面之間，該第二氣浮板與該滑塊的該第二內壁面之間存在一第二氣腔，該第二氣浮板與該導軌的該第二表面之間存在一第二氣浮間隙；一第一氣流通道；以及一第二氣流通道，該第一氣流通道連通至該第一氣浮間隙，該第二氣流通道連通至該第一氣腔。
2. 如申請專利範圍第1項所述的氣浮軸承模組，更包含一第三氣流通道及一第四氣流通道，該第三氣流通道連通至該第二氣浮間隙，該第四氣流通道連通至該第二氣腔，該第二氣流通道與該第四氣流通道獨立於彼此。
3. 如申請專利範圍第2項所述的氣浮軸承模組，其中該第一氣流通道與該第二氣流通道設置於該第一氣浮板，該第三氣流通道與該第四氣流通道設置於該第二氣浮板。
4. 如申請專利範圍第2項所述的氣浮軸承模組，其中該第一氣流通道設置於該第一氣浮板，該第二氣流通道設置於該滑塊，該第三氣流通道設置於該第二氣浮板，該第四氣流通道設置於該滑塊。
5. 如申請專利範圍第2項所述的氣浮軸承模組，其中該第一氣浮板包括一第一凹陷氣路，該第一凹陷氣路朝向該導軌的該第一表面設置且連通於該第一氣流通道，該第二氣浮板包括一第二凹陷氣路，該第二凹陷氣路朝向該導軌的該第二表面設置且連通於該第三氣流通道。
6. 如申請專利範圍第1項所述的氣浮軸承模組，其中該導軌的該第一表面鄰接於該第二表面。
7. 如申請專利範圍第1項所述的氣浮軸承模組，更包括：一第一撓性環，配置於該第一氣浮板與該滑塊的該第一內壁面之間，該第一氣腔位於該第一氣浮板、該滑塊的該第一內壁面與該第一撓性環所環繞的範圍之內；以及一第二撓性環，配置於該第二氣浮板與該滑塊的該第二內壁面之間，該第二氣腔位於該第二氣浮板、該滑塊的該第二內壁面與該第二撓性環所環繞的範圍之內。
8. 如申請專利範圍第2項所述的氣浮軸承模組，更包括：一第三氣浮板，設置於該溝槽內，其中該導軌更具有一第三表面，該第三表面位於該第一表面與該第二表面之間，該滑塊具有朝向該第三表面的一第三內壁面，該第三氣浮板位在該導軌的該第三表面與該滑塊的該第三內壁面之間，該第三氣浮板與該滑塊的該第三內壁面之間存在一第三氣腔，該第三氣浮板與該導軌的該第三表面之間存在一第三氣浮間隙。
9. 如申請專利範圍第8項所述的氣浮軸承模組，更包含獨立於彼此的一第五氣流通道及一第六氣流通道，該第五氣流通道連通至該第三氣浮間隙，該第六氣流通道連通至該第三氣腔。
10. 如申請專利範圍第9項所述的氣浮軸承模組，其中該第五氣流通道與該第六氣流通道分別設置於該第三氣浮板。
11. 如申請專利範圍第9項所述的氣浮軸承模組，其中該第五氣流通道設置於該第三氣浮板，該第六氣流通道設置於該滑塊。
12. 如申請專利範圍第9項所述的氣浮軸承模組，其中該第三氣浮板包括一第三凹陷氣路，該第三凹陷氣路朝向該導軌的該第三表面設置且連通於該第五氣流通道。
13. 如申請專利範圍第8項所述的氣浮軸承模組，更包括：一第三撓性環，配置於該第三氣浮板與該滑塊的該第三內壁面之間，該第三氣腔位於該第三氣浮板、該滑塊的該第三內壁面與該第三撓性環所環繞的範圍之內。
14. 如申請專利範圍第2項所述的氣浮軸承模組，其中該氣浮軸承模組包括：多個該第一氣浮板，彼此獨立且並排地配置於該導軌的該第一表面與該滑塊的該第一內壁面之間，該些第一氣浮板對該導軌的該第一表面的投影不重疊，該些第一氣腔彼此獨立。
15. 如申請專利範圍第14項所述的氣浮軸承模組，其中該氣浮軸承模組更包含多個該第一氣流通道及多個該第二氣流通道，該些第二氣流通道獨立於彼此且分別連通至該些第一氣腔。
16. 如申請專利範圍第2項所述的氣浮軸承模組，其中該氣浮軸承模組包括：多個該第二氣浮板，彼此獨立且並排地配置於該導軌的該第二表面與該滑塊的該第二內壁面之間，該些第二氣浮板對該導軌的該第二表面的投影不重疊，且該些第二氣腔彼此獨立。
17. 如申請專利範圍第16項所述的氣浮軸承模組，其中該氣浮軸承模組更包含多個該第三氣流通道及多個該第四氣流通道，該些第四氣流通道獨立於彼此且分別連通至該些第二氣腔。