TWM477512U

TWM477512U - 用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置

Info

Publication number: TWM477512U
Application number: TW102219594U
Authority: TW
Inventors: zhong-yi Yang; Zhen-Wei Lai
Original assignee: Sony Wave Technology Co Ltd
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-05-01
Also published as: CN204376153U

Description

用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置

本創作係有關於提供一種用於傳遞電訊號至轉動元件裝置，其係指一種將複數軸承設置於具旋轉需求之設備或模組中，例如工具機之超音波刀把，以確保電性連接之轉動電訊傳遞接頭裝置。

現有加工機為了增加特殊功能，如高頻振動輔助加工，會於加工機的夾刀頭上設置感應器，並設置電刷裝置，讓致動器或感應器與電刷的電刷片電性連接，以電刷連接外部電源，藉由電刷將外部電源的電流引入致動器或感應器中，由於夾刀頭於加工作業過程中，心軸會帶動刀具執行旋轉的動作，造成電刷環與電刷片無法確實接觸，甚至電刷環與電刷片之長期接觸，容易造成電刷片之磨損，同時也容易造成供應至致動器或感應器的電流不穩定，影響致動器與感應器的運作，而無法達到原來訴求提升加工精度的功用；另外，現有加工機或其他具有旋轉需求之裝置中，其旋轉心軸部分常用單一軸承去做夾持支撐其旋轉心軸之兩端，以減少軸的偏轉，但如此支撐效果並不好，且承受的剛性也不夠，容易因為機台振動造成軸承之損壞。

參考中華民國專利公告I258538號「馬達單軸承結構」，該專利主要係解決以下問題：由於現今電腦資訊工業之進展迅速，使資訊產品之中央處理單元的運算速度也愈來愈快，所產生的熱量亦隨之增加，為了有效排除熱量，利用散熱裝置是現在最基本配備，而目前最常用的散熱裝置莫過於散熱風扇，因其使用上最為方便，價錢上也較便宜。有關一個散熱風扇品質之好壞，往往取決於馬達之運轉狀態，馬達之工作不穩定必定影響系統或裝置整體的正常運作，而馬達軸承更是影響馬達質量和工作穩定性之關鍵。一般馬達之滾珠軸承內部通常使用複數個球體，當軸承在運轉時，前述球體在該軸承殼體內旋轉；惟，所述軸承容易產生內部游隙，進而影響到馬達之運轉及其效能，例如：振動、噪音、發熱、功率虛耗等缺點。同時，球體在軸承內振動也會造成滾道面的微振磨損。

為了解決上述問題，該專利之主要構造係包括有：一軸心，一風扇座，及一軸承，前述軸承殼體內具有複數個球體，且該軸承套設該軸心，使所述軸心可受該軸承之承載而旋轉，上述風扇座具有一中空之軸座並界定有一收容空間，令所述軸心可設於該軸座內，前述軸座內緣設一凸出部；其特徵在於：在前述軸座中設置一彈性元件於該軸承與凸出部之間，以產生一彈力作用，對軸承殼體及其內部之球體形成預壓力，避免軸承產生內部游隙，來保持軸承內部之球體處於穩定的運轉狀態，可提升馬達的運轉效能，且軸心之一端係形成圓弧狀構形，軸座底部設有對應所述軸心所形成圓弧狀構形之一槽溝，以銜接所述軸心者。

上述專利雖然揭露利用在馬達軸座中之適當位置設至少一彈性元件或磁性元件，以對滾珠軸承殼體及其內部之球體施予預壓力，避免軸承產生內部游隙，但是卻沒有利用複數軸承去做支撐固定並同時傳遞電訊號的功能。

由於現有技術尚無法完善處理此類問題，所以有加以突破、解決之必要。因此，如何提升方便性、實用性與經濟效益，此為業界應努力解決、克服之重點項目。

緣此，本案創作人有鑑於習知軸承之缺失未臻理想之事實，即著手研發其解決方案，希望能開發出一種更具便利性、實用性與高經濟效益之用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置，以促進社會之發展，遂經多時之構思而有本創作之產生。

基於改善習知現有旋轉需求裝置(例如加工機)以電刷電性連接感應器，容易造成電流供應不穩定、磨耗快而成本增加，和只利用軸承去做支撐固定單一功能的缺失，本創作人致力研究創造一種用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置，其結構如下所述:

一種用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置，包括:一階梯心軸，該階梯心軸含有一階梯面；一載體，該載體穿設於該階梯心軸上；一第一軸承，該第一軸承係設於該載體內，並且卡合於該階梯面上，含有一第一內環體和套設於該第一內環體外圍之一第一外環體，該第一內環體之內側壁圈圍成一提供該階梯心軸裝設之第一組接孔，又設有複數第一滾珠於該第一外環體和該第一內環體之間做滾動；一第二軸承，該第二軸承係設於該載體內，含有一第二內環體和套設於該第二內環體外圍之一第二外環體，該第二內環體之內側壁圈圍成一第二組接孔，該第二組接孔係與該第一組接孔相連通，該第二內環體之內側壁也與該心軸保持一距離，又設有複數第二滾珠於該第二外環體和該第二內環體之間做滾動；一止擋件，該止擋件係設於該第二內環體上；以及一彈性單元，該彈性單元係預先壓縮設於該載體內，且連接於該第二外環體與該第一外環體之間，該彈性單元可有多種形式：非導體彈簧、或者為一導體彈簧和一設於該導體彈簧底下之絕緣基座，其中，藉由感應器傳輸一第一電流和與該第一電流相異極性之一第二電流分別至該第一軸承和該第二軸承，該第一電流經該第一內環體、該第一滾珠、該第一外環體、該載體至一第一電極，該第二電流經該第二內環體、該第二滾珠、該第二外環體、該載體至一第二電極。

進一步，本創作用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置另可含有一絕緣套連接於該第一內環體和該第二內環體之間。

更進一步，本創作用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置另可含有一非導電體環設於該第二內環體之內側壁與該心軸之間。

更進一步，本創作用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置之該載體係可由一第一載體和一第二載體所組成，該第一載體呈L狀且其一端設有一絕緣部，又該彈性單元係為一金屬彈簧且設於該絕緣部上，另外，也可另含有與該第二載體相連接之一第三載體和一第三軸承，該第三軸承穿設該心軸卡合於該階梯面上並裝設於該第三載體內，該第三軸承含有一第三內環體和套設於該第三內環體外圍之一第三外環體，該第三外環體與該第一外環體之間係以一第二彈性單元互相連接，又設有複數第三滾珠於該第三外環體和該第三內環體之間做滾動。

本創作所達成之功效優點如下所述:

1.本創作之軸承過電，利用軸承本身軸體內多金屬點滾珠或滾柱，來達成多點接觸過電，降低接觸阻抗，減少因接觸阻抗而產生的熱損耗。且因軸承為目前標準化之產品，在應用上組裝便利，垂直度高，容易取得之優勢。

2.本創作之複數軸承裝置，能比單一軸承得以進行多極（相）電力傳遞，如可以設置三軸承達到三相電源的傳遞，並提高轉動電訊號傳遞之穩定性更適於高速迴轉。

3.本創作利用彈簧單元預壓之方式來降低軸承間隙，提高利用軸承過電之穩定度，與降低過電時的接觸阻抗，增加使用壽命。

茲為使　貴審查委員對本創作之結構特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：

10‧‧‧階梯心軸

100‧‧‧階梯面

20‧‧‧載體

200‧‧‧第一載體

201‧‧‧第二載體

203‧‧‧第三載體

202‧‧‧絕緣部

21‧‧‧止擋件

30‧‧‧第一軸承

300‧‧‧第一內環體

301‧‧‧第一組接孔

302‧‧‧第一滾珠

303‧‧‧第一外環體

40‧‧‧第二軸承

400‧‧‧第二內環體

401‧‧‧第二組接孔

402‧‧‧第二滾珠

403‧‧‧第二外環體

41‧‧‧第三軸承

410‧‧‧第三內環體

411‧‧‧第三滾珠

412‧‧‧第三外環體

50‧‧‧彈性單元

51‧‧‧第二彈性單元

500‧‧‧導體彈簧

60‧‧‧絕緣套

70‧‧‧非導電體

80‧‧‧感應器

90‧‧‧外部電源

900‧‧‧第一電極

901‧‧‧第二電極

A‧‧‧第一電流

B‧‧‧第二電流

第一圖係為本創作第一實施例之構造外觀俯視圖。
第二圖係為本創作第一實施例之分解圖。
第三圖係為本創作第一實施例之組合後構造示意圖。
第四圖係為本創作第二實施例之構造示意圖。
第五圖係為本創作第三實施例之構造示意圖。
第六圖係為本創作第四實施例之構造示意圖。
第七圖係為本創作第五實施例之構造示意圖。
第八圖係為本創作第四實施例之使用示意圖。

為使　貴審查委員對本創作之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

參考第一圖本創作用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置第一實施例之構造外觀俯視圖、第二圖本創作第一實施例之分解圖和本創作第一實施例之組合後構造示意圖，本創作係一種用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置，包括：一階梯心軸10，該階梯心軸10含有一階梯面100；一載體20，該載體20穿設於該階梯心軸10上；一第一軸承30，該第一軸承30係設於該載體20內，並且卡合於該階梯面100上，含有一第一內環體300和套設於該第一內環體300外圍之一第一外環體303，該第一內環體300之內側壁圈圍成一提供該階梯心軸10裝設之第一組接孔301，又設有複數第一滾珠302於該第一外環體303和該第一內環體300之間做滾動；一第二軸承40，該第二軸承40係設於該載體20內，含有一第二內環體400和套設於該第二內環體400外圍之一該第二外環體403，該第二內環體400之內側壁圈圍成一第二組接孔401，該第二組接孔401係與該第一組接孔301相連通，該第二內環體400之內側壁也與該心軸保持一距離，又設有複數第二滾珠402於該第二外環體403和該第二內環體400之間做滾動；一止擋件21，該止擋件21係設於該第二內環體400上；以及一彈性單元50，該彈性單元50係預先壓縮設於該載體20內，且連接於該第二外環體403與該第一外環體303之間，該彈性單元50係可為一非導體彈簧。

參考第四圖本創作第二實施例之構造外觀示意圖，本創作第二實施例係第一實施例之改良，該第二實施例係另設有一絕緣套 60連接於該第一內環體 300和該第二內環體400之間，以避免於導電使用時，該第一內環體300和該第二內環體400接觸而形成相同極性，而導致電路未通，無法傳遞電訊號。

參考第五圖本創作第三實施例之構造示意圖，本創作第三實施例係第一實施例之改良，本創作第三實施例係另設有一非導電體70 環設於該第二內環體400之內側壁與該心軸之間，避免於導電使用時(如第七圖)，由於該階梯心軸10係為導電體，若該階梯心軸10皆與該第一內環體300、該第二內環體400接觸時，該第一內環體300之電極性與該第二內環體400之電極性相同，導致未形成通電迴路，故必須利用一非導電體70將該階梯心軸10與該第二內環體400隔開。

參考第六圖係為本創作第四實施例之構造示意圖，本創作第四實施例係第三實施例之改良，本創作第四實施例之該載體20係可分設為一第一載體200和一第二載體201，該第一載體200呈L狀且其一端設有一絕緣部202，又該彈性單元50係可為一導體彈簧500且設於該絕緣部202上。

參考第七圖係為本創作第五實施例之構造示意圖，該第五實施例係第四實施例另增設有與該第二載體201相連接之一第三載體203和一第三軸承41，該第三軸承41穿設該心軸10卡合於該階梯面100上並裝設於該第三載體203內，該第三軸承41含有一第三內環體410和套設於該第三內環體410外圍之一第三外環體412，該第三外環體412與該第一外環體303之間係以一第二彈性單元51互相連接，又設有複數第三滾珠411於該第三外環體412和該第三內環體410之間做滾動，以達到多極（相）電力之傳遞功能。

參考第八圖係為本創作第四實施例之使用示意圖，本創作用於傳遞轉動電訊號之軸承裝置係常被利用於具有旋轉需求之設備(圖中未示)中，該旋轉需求之設備如加工機，本創作以電力或訊號連接(如第一電流A和與該第一電流相異極性之第一電流B所示)該階梯心軸10上需轉動的感應器80，該第一外環體303和該第二外環體403皆係固設於該載體20上並可電性連接至外部電源90，電流路徑可為: 藉由該感應器80傳輸一第一電流A和與該第一電流A相異極性之一第二電流B分別至該第一軸承30和該第二軸承40，該第一電流A經該第一內環體300、該第一滾珠302、該第一外環體303、該載體20至外部電源90之一第一電極900，該第二電流B經該第二內環體400、該第二滾珠402、該第二外環體403、該載體20至外部電源90之一第二電極901，於該階梯心軸10轉動時，該第一內環體 300、該感應器80、該第一滾珠302隨之轉動和滾動，該第一外環體303、該第二外環體403不隨該階梯心軸10轉動，確保該第一內環體300、該第一外環體303與致動器/感應器80之間的電性連接關係，以及該第一外環體303、該第二外環體403與外部電源的電性連接關係，利用第一滾珠302來達成多點接觸過電，降低接觸阻抗，減少因接觸阻抗而產生的熱損耗，另外再參考第五圖，若該階梯心軸10係與該第二內環體400彼此連接一起，則該第二內環體400也會跟著轉動；同理，參考第七圖本創作第五實施例之第三軸承41也能形成另一單相電路與上述的各個單相電路做電性連接，以達到多極（相）電力之傳遞功能，以此類推，本創作還能另設有複數軸承依序排列。

又由於該階梯心軸10於轉動時，該止擋件21和該階梯面100係分別用來止擋固定該第一內環體300和該第二內環體400，該第一軸承30和該第二軸承40會產生一軸承間隙，因此必須用一彈性單元50來消除該軸承間隙，得以提高軸的固有振動頻率而適於高速迴轉，可減少軸的偏轉，提高迴轉精度及定位精度，並抑制振動及噪音，更可達到電流穩定傳達的目的。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本創作之操作、使用及本創作產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本創作之較佳實施例，當不能以此限定本創作實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及創作說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本創作涵蓋之範圍內。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，舉凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

本創作係實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者，應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出創作專利申請，祈　鈞局早日賜准專利，至感為禱。