TWI827183B - 一體式主軸制動機構 - Google Patents

Abstract

本創作用於裝設在具有反抱功能的主軸且包括反抱機構、打刀機構、心軸、拉桿及制動機構。反抱機構用於結合在主軸的打刀座部；打刀機構與反抱機構相結合；心軸能旋轉地設於主軸的內部；拉桿同軸地設於心軸的內部；制動機構設有套置於拉桿的制動環及結合於制動環的兩制動塊；制動環為形狀對稱的一塊體且固結於心軸頂端，兩制動塊夾制拉桿且限制拉桿與心軸保持同一轉動狀態。本創作藉由制動環與兩制動塊限制拉桿與心軸同步轉動，能解決現有兩對半制動環帶給主軸不平衡量的問題，提供一種能有助於主軸平順地高速旋轉的一體式主軸制動機構。

Description

一體式主軸制動機構

本創作係涉及一種工具機主軸，尤指一種用於具有反抱功能之主軸的一體式主軸制動機構。

主軸作為工具機的關鍵零組件，主軸的高速化已經成為未來的重要趨勢；當主軸由高速停止運轉，慣性力會使心軸內之拉桿維持原本的轉動狀態，此時拉桿的制動機構則可限制其轉動，讓主軸的平衡不至於產生變動，為主軸不可或缺的機構之一。

業界常見之用於限制拉桿的制動機構，其係包括有兩個對半的制動環，兩個對半制動環使用螺絲等緊固件將其固鎖於心軸頂面，且兩個對半制動環夾制拉桿來限制拉桿與心軸保持相同轉動狀態。但對半的制動環會帶給主軸更多的不平衡量，且對半的制動環相對於高速旋轉主軸的鬆脫機率也相對提高。

再者，一般工具機主軸為延長其內部軸承的使用壽命，常配有反抱機構減緩軸承在打刀時所承受之沿著軸向的衝擊力，使打刀機構的作用力不會直接傳導至軸承。因此，為使打刀機構的反作用力可傳導至心軸，在心軸連結一受力件作為反抱機構的承托元件。其中，反抱機構連結於主軸本體且包括有一反扣座、多個反扣螺絲及多個反扣彈簧，而受力件結合於心軸；在未打刀狀態下，受力件與反扣座間留有一間隙。

上述的工具機主軸，其在進行打刀、替換刀把時，反扣座向上承托受力件，並進而將主軸之受力經由反抱機構傳導至連結於心軸上之受力件，達到保護軸承的效果。然而反抱機構之受力件的設置受制於主軸內部需有 多餘的空間可作運用，不適用於馬達位於主軸內部之內藏式主軸等空間較為不足的設計。由此可知，現有主軸在結構上，仍然有需要改進的空間。

為了解決現有主軸的前述問題。本創作提供一種一體式主軸制動機構，能達到減少帶給主軸的不平衡量及作為反抱機構之受力件的目的。

本創作解決技術問題所提出之一體式主軸制動機構，其係用於裝設在具有反抱功能的一主軸且包括：一反抱機構，其係用於結合在該主軸的打刀座部；一打刀機構，其係經由一調整墊片與該反抱機構相結合；一心軸，其能旋轉地設於該主軸的內部；一拉桿，其同軸地設於該心軸的內部；以及一制動機構，其包括有套置於該拉桿的一制動環，以及結合於該制動環的兩制動塊；該制動環為形狀對稱的一塊體且固結於該心軸的頂端，兩該制動塊的位置相對、共同夾制該拉桿且限制該拉桿與該心軸保持同一轉動狀態。

所述之一體式主軸制動機構，其中所述的反扣座包括有六個以上的彈簧槽；該六個以上的反扣螺絲分別穿過該六個以上的彈簧槽的底部而鎖固於該打刀座部；該六個以上的反扣彈簧分別容設於該六個以上的彈簧槽且分別套置於該六個以上的反扣螺絲。

所述之一體式主軸制動機構，其中所述的制動環包括有一通孔及兩鍵槽座部；該通孔貫穿該制動環的中間部位；該兩鍵槽座部凹設於該制動環的頂面、位置相對且與該通孔相連通；該兩制動塊分別嵌置於該兩鍵槽座部而與該制動環相結合。

所述之一體式主軸制動機構，其中各所述的鍵槽座部的底面設有一穿孔；各該制動塊以一螺絲穿過該制動塊、穿過相對應之鍵槽座部之底面所設的穿孔而螺鎖於該心軸的頂面。

所述之一體式主軸制動機構，其中所述的心軸的頂端螺鎖設有一軸承螺帽；該制動環以多數個螺絲穿過該制動環而螺鎖於該心軸及該軸承螺帽。

所述之一體式主軸制動機構，其中所述的制動環之外徑大於或等於該軸承螺帽的外徑且小於該反扣座的內徑。

所述之一體式主軸制動機構，其中所述的制動環包括有一凸環部，該凸環部位於該制動環的頂部，該凸環部的外徑大於該反扣座的內徑且小於該調整墊片的內徑，且該凸環部與該反扣座的頂面之間形成一間隙。

所述之一體式主軸制動機構，其中各所述的鍵槽座部呈方槽狀；各該制動塊對應各該鍵槽座部而設為方塊狀。

本創作的技術手段可獲得的功效增進在於：

1.本創作的一體式主軸制動機構，其制動機構的制動環為形狀對稱的單一塊體，能解決現有兩對半制動環帶給主軸不平衡量的問題，而有助於主軸平順地高速旋轉。

2.本創作之制動機構除了能限制拉桿與心軸保持同一轉動狀態之外，其制動環還能作為反抱機構的受力件，減緩打刀時的力量傳遞至軸承，能整合兩種功能而適用於內部空間有限的主軸。

3.本創作之制動機構的制動環以多數個螺絲穿過制動環而鎖固於心軸及該軸承螺帽達到相互逼緊的效果。

10:主軸

11:主軸本體

111:容殼

112:打刀座部

12:心軸

13:拉桿

131:打刀盤

132:夾抵平面

14:盤型彈簧

15:軸承螺帽

16:軸承

20:反抱機構

21:反扣座

211:彈簧槽

22:反扣螺絲

23:反扣彈簧

30:調整墊片

40:打刀機構

41:打刀本體

42:打刀蓋

43:打刀活塞

50:制動機構

51:制動環

511:凸環部

512:通孔

513:鍵槽座部

52:制動塊

B:螺絲

D1:間隙

D2:間隙

圖1係本創作較佳實施例的立體圖。

圖2係本創作較佳實施例的剖面圖。

圖3係本創作較佳實施例的局部元件分解圖。

圖4係本創作較佳實施例的細部元件分解圖。

圖5係本創作較佳實施例的局部剖面圖。

圖6係本創作較佳實施例的另一局部剖面圖。

圖7係本創作較佳實施例的剖面作動示意圖。

為能詳細瞭解本創作的技術特徵及實用功效，並可依照發明內容來實現，玆進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：如圖1及圖2所示，本創作係裝設在具有反抱功能的一主軸10。該主軸10包括有一主軸本體11、一心軸12、一拉桿13、多數個盤型彈簧14、一軸承螺帽15及多數個軸承16；其中，該主軸本體11包括有一容殼111，以及以螺絲固結於該容殼111頂端的一打刀座部112。該心軸12直立地容設於該主軸本體11的容殼111內且具有一軸向，該心軸12的底端能容納一刀把(圖未示)。如圖2及圖3所示，該拉桿13沿著該心軸12的軸向設於該心軸12的內部，該拉桿13的底端用於拉住該刀把的拉釘，該拉桿13包括有一打刀盤131及兩夾抵平面132，該打刀盤131位於該拉桿13的頂端，該兩夾抵平面132靠近該打刀盤131且分別面向相反方向。該多數個盤型彈簧14套置於該拉桿13，並且將彈力施加於該拉桿13，使該拉桿13拉住該刀把的拉釘。該軸承螺帽15螺鎖於該心軸12的頂端。該多數個軸承16套置該心軸12，使該心軸12能在該主軸本體11內順暢地進行高速旋轉。

如圖2至圖4所示，一反抱機構20設置於該打刀座部112且包括有一反扣座21、多數個反扣螺絲22及多數個反扣彈簧23。其中該反扣座21位於該 打刀座部112的上方，該反扣座21呈圓環狀且包括有等角度設置的多數個彈簧槽211。該多數個反扣螺絲22分別穿過該多數個彈簧槽211的底部且螺鎖於該打刀座部112，該反扣座21能沿著該多數個反扣螺絲22而能浮動地沿著該心軸12的軸向相對該打刀座部112活動。該多數個反扣彈簧23分別容設於該多數個彈簧槽211且分別套置於該多數個反扣螺絲22。由於該反抱機構20已為現有技術，本創作在此就不再多加詳述。應用上，該反抱機構20能設置六個以上的彈簧槽211、對應設置六個以上的所述反扣螺絲22，以及對應設置六個以上的所述反扣彈簧23。

如圖1至圖3所示，一調整墊片30呈環狀且位於該反抱機構20的上方。

如圖1至圖3所示，一打刀機構40，其位於該調整墊片30的上方且包括有一打刀本體41、一打刀蓋42及一打刀活塞43；其中，該打刀本體41呈管狀；該打刀蓋42位於該打刀本體41的頂端；如圖3及圖5所示，在本創作的較佳實施例中，多數個螺絲B穿過該打刀蓋42、該打刀本體41、該調整墊片30而鎖固於該反抱機構20的反扣座21，使該打刀機構40、該調整墊片30及該反扣座21三者固結在一起，而能隨著該反扣座21而浮動地沿著該心軸12的軸向相對該打刀座部112活動。該打刀活塞43設於該打刀本體41的內部且能沿著該心軸12的軸向作動，該打刀活塞43能向下推抵該拉桿13頂端的打刀盤131、壓縮該多數個盤型彈簧14，使該拉桿13釋放該刀把的拉釘、進行換刀。在本創作的較佳實施例中，該打刀機構40係為一油壓缸。

如圖2至圖4所示，一制動機構50，其設於該反抱機構20的內部且包括有一制動環51及兩個制動塊52。該制動環51為形狀對稱且呈圓形的一塊體且包括有一凸環部511、一通孔512及兩鍵槽座部513。其中，該凸環部511位於該制動環51的頂部，該凸環部511的外徑大於該反扣座21的內徑且小於該調 整墊片30的內徑；該通孔512貫穿該制動環51的中間部位；該兩鍵槽座部513凹設於該制動環51的頂面、位置相對且與該通孔512相連通，各該鍵槽座部513呈方槽狀。該制動環51以所設的通孔512套置於該拉桿13，且以多數個螺絲穿過該制動環51而鎖固於該心軸12及該軸承螺帽15達到相互逼緊的效果。各該制動塊52對應各該鍵槽座部513而設為方塊狀，該兩制動塊52分別嵌置於該兩鍵槽座部513而與該制動環51相結合，該兩制動塊52共同夾制該拉桿13且分別抵靠兩該夾抵平面132，進而限制該拉桿13與該心軸12保持同一轉動狀態。應用上，亦能以兩螺絲分別穿過該兩制動塊52、分別穿過該兩鍵槽座部513之底面所設的兩穿孔，再螺鎖於該心軸12的頂面。

如圖5及圖6所示的拉刀狀態，該拉桿13受到該多數個盤型彈簧14的推抵而向上拉住該刀把的拉釘，避免該刀把脫離該主軸10。在拉刀狀態時，該反扣座21的底部與該打刀座部112接觸，且該制動環51的凸環部511與該反扣座21的頂面間具有一間隙D1，與該心軸12相固結的該制動環51尚未受到該反扣座21承托。

如圖5至圖7所示，欲進行換刀時，液壓油自該打刀蓋42注入並驅動該打刀活塞43沿著該心軸12的軸向而向下壓抵該打刀盤131，使該拉桿13沿著該心軸12的軸向而向下活動壓抵該多數個盤型彈簧14，並進而釋放該刀把的拉釘。

該打刀活塞43下壓該打刀盤131的初期，該拉桿13需要先克服該多數個盤型彈簧14的彈性力才能向下活動；因此，如圖7所示，以該多數個螺絲B而固結在一起的該打刀機構40、該調整墊片30及該反扣座21，由於能浮動地相對該打刀座部112活動，因此三者受到反作用力而向上活動，使該間隙D1消除，該反扣座21與該凸環部511接觸且承托該制動環51；該反扣座21離開該打刀座部112且與該打刀座部112產生一間隙D2。

此時，該制動環51被視為該反抱機構20的受力件，該反抱機構20能減緩該打刀機構40打刀時施加於該拉桿13的衝擊力傳遞至該多數個軸承16。在本創作的較佳實施例中，該制動環51設置有外徑大於該反扣座21內徑且小於該調整墊片30內徑的該凸環部511來受該反扣座21所承托；應用上，亦能省略該凸環部511而使該制動環51的外徑大於該反扣座21的內徑且小於該調整墊片30的內徑，使該反扣座21直接承托該制動環51。

相較於帶給主軸不平衡量的現有兩對半制動環，本創作之制動機構50的制動環51為形狀對稱的單一塊體，能減少主軸高速旋轉時不平衡轉動的狀況，使主軸能夠平順地高速旋轉。

再者，本創作的制動機構能同時限制該拉桿13與該心軸12同步轉動，以及作為該反抱機構20的受力件，由於將兩種功能整合於同一機構，因而適用於內部空間有限的主軸。

以上所述，僅是本創作的較佳實施例，並非對本創作作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本創作所提技術方案的範圍內，利用本創作所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本創作的技術方案內容，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

10:主軸

112:打刀座部

12:心軸

13:拉桿

131:打刀盤

132:夾抵平面

15:軸承螺帽

20:反抱機構

21:反扣座

22:反扣螺絲

23:反扣彈簧

30:調整墊片

40:打刀機構

41:打刀本體

42:打刀蓋

43:打刀活塞

50:制動機構

51:制動環

52:制動塊

B:螺絲

Claims (8)

1. 一種一體式主軸制動機構，其係用於裝設在具有反抱功能的一主軸且包括：一反抱機構，其係用於結合在該主軸的打刀座部；一打刀機構，其係經由一調整墊片與該反抱機構相結合；一心軸，其能旋轉地設於該主軸的內部；一拉桿，其同軸地設於該心軸的內部；以及一制動機構，其包括有套置於該拉桿的一制動環，以及結合於該制動環的兩制動塊；該制動環為形狀對稱的一塊體且固結於該心軸的頂端，兩該制動塊的位置相對、共同夾制該拉桿且限制該拉桿與該心軸保持同一轉動狀態；其中，該制動環包括有一通孔及兩鍵槽座部；該通孔貫穿該制動環的中間部位；該兩鍵槽座部凹設於該制動環的頂面、位置相對且與該通孔相連通；該兩制動塊分別嵌置於該兩鍵槽座部而與該制動環相結合。
2. 如請求項1所述之一體式主軸制動機構，其中所述的反抱機構包括有呈環狀的一反扣座、六個以上的反扣螺絲及六個以上的反扣彈簧；該六個以上的反扣螺絲穿過該反扣座而鎖固於該打刀座部，使該反扣座浮動地結合於該打刀座部；該六個以上的反扣彈簧分別套置於該六個以上的反扣螺絲，使該反扣座的頂面與該制動環之間形成一間隙。
3. 如請求項2所述之一體式主軸制動機構，其中所述的反扣座包括有六個以上的彈簧槽；該六個以上的反扣螺絲分別穿過該六個以上的彈簧槽的底部而鎖固於該打刀座部；該六個以上的反扣彈簧分別容設於該六個以上的彈簧槽且分別套置於該六個以上的反扣螺絲。
4. 如請求項1所述之一體式主軸制動機構，其中各所述的鍵槽座部的底面設有一穿孔；各該制動塊以一螺絲穿過該制動塊、穿過相對應之鍵槽座部之底面所設的穿孔而螺鎖於該心軸的頂面。
5. 如請求項2所述之一體式主軸制動機構，其中所述的心軸的頂端螺鎖設有一軸承螺帽；該制動環以多數個螺絲穿過該制動環而螺鎖於該心軸及該軸承螺帽。
6. 如請求項5所述之一體式主軸制動機構，其中所述的制動環之外徑大於或等於該軸承螺帽的外徑且小於該反扣座的內徑。
7. 如請求項5所述之一體式主軸制動機構，其中所述的制動環包括有一凸環部，該凸環部位於該制動環的頂部，該凸環部的外徑大於該反扣座的內徑且小於該調整墊片的內徑，且該凸環部與該反扣座的頂面之間形成一間隙。
8. 如請求項1至7中任一項所述之一體式主軸制動機構，其中各所述的鍵槽座部呈方槽狀；各該制動塊對應各該鍵槽座部而設為方塊狀。