專利名稱：進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其連接組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種具有連接組件的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著目前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、面板產(chǎn)業(yè)、生物芯片產(chǎn)業(yè)等各種產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的相關(guān)產(chǎn)品 已朝向輕薄短小的新趨勢(shì)發(fā)展，如微小孔、細(xì)微流道、V型流道、及異形孔等細(xì)微特 征，其尺寸多半介于幾微米(μ m)至數(shù)百微米(μ m)之間，因此制造產(chǎn)品的機(jī)臺(tái)的進(jìn)給 機(jī)構(gòu)也必須隨的提高進(jìn)給精度，以符合超精細(xì)加工的需求。圖1及圖2所示為已知技術(shù)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖，已知的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10 裝設(shè)于加工機(jī)械機(jī)座20上，在加工機(jī)械機(jī)座20上具有間隔設(shè)置的二導(dǎo)軌21，以及與進(jìn)給 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10相連接的移動(dòng)座22。移動(dòng)座22為以可移動(dòng)關(guān)系設(shè)置于導(dǎo)軌21上，并可相對(duì) 于加工機(jī)械機(jī)座20往復(fù)位移。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1及圖2，已知的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)10包括有軸承尾座11、導(dǎo)螺桿
12、螺帽座13、導(dǎo)螺桿螺帽14、連接板15、及馬達(dá)16。軸承尾座11固定于加工機(jī)械機(jī) 座20上，導(dǎo)螺桿12—端設(shè)置于軸承尾座11上，另一端則連接于馬達(dá)16，且導(dǎo)螺桿12的 設(shè)置方向與導(dǎo)軌21相平行。螺帽座13套設(shè)于導(dǎo)螺桿12上并與移動(dòng)座22相結(jié)合，導(dǎo)螺 桿螺帽14設(shè)置于螺帽座13內(nèi)并套設(shè)于導(dǎo)螺桿12上，且導(dǎo)螺桿螺帽14 一端露出于螺帽座
13。連接板15套設(shè)于導(dǎo)螺桿12上并與螺帽座13及導(dǎo)螺桿螺帽14相結(jié)合固定。當(dāng)馬達(dá) 16驅(qū)動(dòng)導(dǎo)螺桿12進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將一并帶動(dòng)螺帽座13及移動(dòng)座22朝向平行于導(dǎo)軌21的方 向往復(fù)位移，以達(dá)到精密定位的功能。已知的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)于裝配過(guò)程中勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生組裝精度的誤差，導(dǎo)致進(jìn)給驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)無(wú)法達(dá)到高組裝精度的要求，像是導(dǎo)螺桿與導(dǎo)軌之間的平行度不佳所導(dǎo)致的微進(jìn)給 遲滯(stick-slip)現(xiàn)象、導(dǎo)螺桿因長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)而造成自重下垂等組裝上的誤差，這些都將導(dǎo) 致進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的定位精度無(wú)法接近理想，進(jìn)而嚴(yán)重影響加工的尺寸精確性。而連接板 的設(shè)置目的是用以修配導(dǎo)螺桿螺帽與螺帽座之間的密合程度，并非是針對(duì)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 的高精度要求及改善進(jìn)給誤差而設(shè)計(jì)的。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)于運(yùn)作的過(guò)程中，其內(nèi)部的滾珠(圖中未示) 于導(dǎo)螺桿螺帽與導(dǎo)螺 桿之間不斷的自由滾動(dòng)，由于高速摩擦的關(guān)系，將導(dǎo)致導(dǎo)螺桿螺帽與導(dǎo)螺桿的溫度快速 升高，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的零組件因過(guò)熱而變形，進(jìn)而衍生定位精度不佳的問(wèn)題。為了解決進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的熱誤差問(wèn)題，以減緩溫度變異對(duì)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的精度 所造成的影響，如美國(guó)專利第6,817,260號(hào)專利案及臺(tái)灣專利第1287073號(hào)專利案，其披 露了于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)螺桿螺帽的內(nèi)部設(shè)計(jì)有冷卻裝置的技術(shù)方案，由此降低進(jìn)給驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)于運(yùn)作時(shí)所產(chǎn)生的高溫。然而，已知進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的冷卻裝置皆直接設(shè)計(jì)于導(dǎo)螺桿螺帽上，這樣的方式 存在有下列的問(wèn)題
1.為了符合進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的高剛性與高精度需求，導(dǎo)螺桿螺帽的加工精密度的 要求必須相對(duì)提高，導(dǎo)致其制造成本高、制造工序繁復(fù)、以及制造工時(shí)長(zhǎng)。2.由于導(dǎo)螺桿螺帽內(nèi)部額外設(shè)置有冷卻裝置，致使原本為規(guī)格品的導(dǎo)螺桿螺帽的尺寸及型態(tài)被迫改變，導(dǎo)致導(dǎo)螺桿螺帽的互換性不佳，對(duì)日后的維修保養(yǎng)造成不便。3.設(shè)計(jì)有冷卻裝置的導(dǎo)螺桿螺帽仍無(wú)法滿足進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的高組裝精度的要 求。本案的申請(qǐng)人于先前提出專利申請(qǐng)案(申請(qǐng)案號(hào)為097147021)，為一種進(jìn)給驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)及其撓性連接板，在撓性連接板設(shè)計(jì)有貫穿的彈性槽，目的在于解決目前已知的 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)因組裝精度誤差所產(chǎn)生的導(dǎo)螺桿自重下垂、平行度不佳、及微進(jìn)給遲滯等 問(wèn)題，并且撓性連接板于軸向方向仍具備高剛性的特性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問(wèn)題，本發(fā)明的目在于提供一種進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其連接組件，由此 改良已知進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)螺桿螺帽因內(nèi)部設(shè)有冷卻結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的尺寸改變、制造工序 繁復(fù)、成本過(guò)高、組裝精度不佳等問(wèn)題，以及已知進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)因組裝精度誤差所產(chǎn)生 的導(dǎo)螺桿自重下垂、平行度不佳、及微進(jìn)給遲滯等問(wèn)題。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所披露的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有螺帽座、導(dǎo)螺桿螺 帽、及連接組件，其中連接組件具有主體及外套筒。主體具有連接板及內(nèi)套筒，連接板 具有相對(duì)的第一側(cè)面及第二側(cè)面，分別與導(dǎo)螺桿螺帽及螺帽座相固設(shè)。內(nèi)套筒連結(jié)于主 體的第二側(cè)面上，且內(nèi)套筒的外側(cè)面環(huán)設(shè)有流道。外套筒套設(shè)于內(nèi)套筒的外側(cè)面上，并 令流道構(gòu)成封閉空間，且外套筒具有流入口及流出口，分別與流道相連通，使冷卻介質(zhì) 自流入口及流出口灌注至流道內(nèi)。本發(fā)明的連接組件的連接板還包括有第一部位、第二部位、與多個(gè)相互分離的 彈性槽。其中，第一部位與第二部位以徑向方向相互連結(jié)，而第一部位軸向固定于螺帽 座上，第二部位軸向固定于導(dǎo)螺桿螺帽上。彈性槽介于第一部位與第二部分之間并軸向 貫穿連接板，且相鄰的兩個(gè)彈性槽一端分別具有相對(duì)重疊的疊合區(qū)段，以使撓性連接板 的徑向方向具備彈性變形的特性。本發(fā)明是將冷卻結(jié)構(gòu)直接設(shè)計(jì)在連接組件上，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于大量制 造生產(chǎn)，進(jìn)而降低制造成本，而進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)螺桿螺帽不須再設(shè)置有冷卻結(jié)構(gòu)，使 導(dǎo)螺桿螺帽維持原本規(guī)格品的尺寸及型態(tài)，由此提高進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組裝性及互換性， 利于日后的保養(yǎng)跟零件更換。另外，本發(fā)明的連接組件的連接板因具有貫穿的彈性槽，且相鄰的兩個(gè)彈性槽 的一端相對(duì)重疊，使得連接組件于徑向方向具備彈性變形的能力，有效改善進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)因組裝誤差所產(chǎn)生的不平行度，進(jìn)而提高進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)給精度，而撓性連接板于 軸向方向仍具備高剛性的特性，足以帶動(dòng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。以上的關(guān)于本發(fā)明內(nèi)容的說(shuō)明及以下的實(shí)施方式的說(shuō)明是用以示范與解釋本發(fā) 明的原理，并且提供本發(fā)明的權(quán)利要求更進(jìn)一步的解釋。


圖1為已知技術(shù)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解示意圖；圖2為已知技術(shù)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體示意圖；圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的連接組件的分解示意圖；圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的連接組件的立體示意圖；圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例的連接組件的剖面示意圖；圖6A為本發(fā)明的不同型態(tài)的流道的示意圖；圖6B為本發(fā)明的不同型態(tài)的流道的示意圖；圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解示意圖；圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體示意圖；圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例的連接組件的分解示意圖；圖10為本發(fā)明第二實(shí)施例的連接組件的立體示意圖；圖11為本發(fā)明第二實(shí)施例的連接組件的剖面示意圖；圖12為本發(fā)明第二實(shí)施例的連接板的彈性槽的局部放大示意圖；圖13為本發(fā)明第二實(shí)施例的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解示意圖；圖14為本發(fā)明第二實(shí)施例的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體示意圖；圖15A為本發(fā)明第二實(shí)施例的不同型態(tài)的彈性槽的局部放大示意圖；圖15B為本發(fā)明第二實(shí)施例的不同型態(tài)的彈性槽的局部放大示意圖；圖16為本發(fā)明的連接組件的冷卻流道分析示意圖；圖17為本發(fā)明的連接組件流出口端的冷卻介質(zhì)的溫度_時(shí)間曲線圖；圖18為本發(fā)明的連接組件的主體于Z軸方向的剛性模擬分析示意圖；圖19為本發(fā)明的連接組件的主體于X軸方向的剛性模擬分析示意圖；以及圖20為本發(fā)明的連接組件的主體于Y軸方向的剛性模擬分析示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11 軸承尾座12 導(dǎo)螺桿13螺帽座14導(dǎo)螺桿螺帽15連接板16 馬達(dá)20加工機(jī)械機(jī)座21 導(dǎo)軌22 移動(dòng)座100進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110 軸承尾座120 導(dǎo)螺桿130 螺帽座131 第一結(jié)合孔
140 導(dǎo)螺桿螺帽141 第二結(jié)合孔150 連接組件151 主體1511 連接板1512 第一側(cè)面1513 第 二側(cè)面1514 第一部位15141 第一固定孔1515 第二部位15151 第二固定孔1516 彈性槽15161 彈臂15162 圓弧段1517 疊合區(qū)段1518 內(nèi)套筒15181第三結(jié)合孔1519 流道15191 外擴(kuò)部152 外套筒1521 流入口1522 流出口1523 第三固定孔160 馬達(dá)170 鎖固元件180 封閉件200 基座210 導(dǎo)軌220 移動(dòng)座
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D3至圖5所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的連接組件150包括有主體151及外 套筒152。主體151具有連接板1511及內(nèi)套筒1518，其中連接板1511還具有相對(duì)的第一 側(cè)面1512及第二側(cè)面1513，而內(nèi)套筒1518連結(jié)于連接板1511的第二側(cè)面1513上，且內(nèi) 套筒1518的外側(cè)面上環(huán)設(shè)有流道1519。其中，本實(shí)施例的流道1519形式為螺旋型態(tài)， 并且環(huán)繞于內(nèi)套筒1518的外側(cè)面上，使得內(nèi)套筒1518的外側(cè)面上皆均勻布有流道1519。另外，本發(fā)明的主體151的連接板1511與內(nèi)套筒1518為一體成型結(jié)構(gòu)，然而熟悉 此項(xiàng)技術(shù)的人員，也可以焊接方式或是螺固方式將連接板1511與內(nèi)套筒1518進(jìn)行結(jié)合。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3至圖5，外套筒152的兩個(gè)相對(duì)端部分別開(kāi) 設(shè)有流入口 1521及流出口 1522，并且與冷卻介質(zhì)溫度控制裝置(圖中未示)相連接。外套筒152套設(shè)于內(nèi)套筒1518的外側(cè)面上，且由于外套筒152的內(nèi)徑尺寸與內(nèi)套筒1518的外徑尺寸相匹配，因 此當(dāng)外套筒152套設(shè)于內(nèi)套筒1518外時(shí)，外套筒152的內(nèi)側(cè)面與內(nèi)套筒1518的外側(cè)面相 互貼合，使得內(nèi)套筒1518上的流道1519形成封閉空間，流道1519僅與流入口 1521及流 出口 1522相連通，并由冷卻介質(zhì)溫度控制裝置(圖中未示)提供冷卻介質(zhì)自流入口 1521 灌注至流道1519內(nèi)，并于流出口 1522回流至冷卻介質(zhì)溫度控制裝置(圖中未示)，以使 冷卻介質(zhì)可均勻的流經(jīng)內(nèi)套筒1518的外側(cè)面，而形成完整的冷卻回路，且透過(guò)冷卻介質(zhì) 溫度控制裝置的溫度控制，以對(duì)應(yīng)調(diào)整灌注至流道1519內(nèi)的冷卻介質(zhì)的流量或流速。而 本實(shí)施例所述的冷卻介質(zhì)可為冷卻水、冷卻油、或是壓縮空氣，但并不以此為限。其中，外套筒152具有多個(gè)第三固定孔1523，內(nèi)套筒1518具有多個(gè)第三結(jié)合孔 15181，對(duì)應(yīng)于第三固定孔1523。通過(guò)多個(gè)鎖固元件170，例如螺栓，穿設(shè)過(guò)第三固定孔 1523并且鎖固于第三結(jié)合孔15181上，使外套筒152固設(shè)于內(nèi)套筒1518上而不致松脫， 以避免冷卻介質(zhì)外溢。本發(fā)明的連接組件150還包括有兩個(gè)封閉件180，設(shè)置于外套筒152的兩個(gè)相對(duì) 端面位置處，當(dāng)外套筒152套設(shè)于內(nèi)套筒1518外時(shí)，封閉件180嵌設(shè)于外套筒152與內(nèi) 套筒1518之間，并提供密封作用，使位于流道1519內(nèi)的冷卻介質(zhì)不致泄漏于外。本發(fā) 明的封閉件180可為油封(oil seal)或是O型環(huán)(O-ring)，但并不以此為限。圖6A及圖6B所示為不同型態(tài)的流道的示意圖，本發(fā)明的內(nèi)套筒1518上的流道 1519除了如圖3所示的螺旋型態(tài)外，亦可將流道1519設(shè)計(jì)為于內(nèi)套筒1518的外側(cè)面上 反復(fù)彎折，使冷卻介質(zhì)可均勻的對(duì)內(nèi)套筒1518表面進(jìn)行排熱。并且，每一彎折段的流道 1519上還具有外擴(kuò)部15191，以增加流道1519的排熱面積。圖7及圖8為第一實(shí)施例的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體示意圖。如圖所示，本發(fā)明所 披露第一實(shí)施例的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100裝設(shè)于基座200上，其中基座200可為綜合加工機(jī)械 機(jī)臺(tái)的鞍座。在基座200上具有相鄰于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100的導(dǎo)軌210，以及與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)100相連接的移動(dòng)座220，且移動(dòng)座220以可移動(dòng)關(guān)系設(shè)置于導(dǎo)軌210上，并可相對(duì)于 基座200進(jìn)行往復(fù)位移。如圖7及圖8所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100包括有軸承尾座 110、導(dǎo)螺桿120、螺帽座130、導(dǎo)螺桿螺帽140、連接組件150、及馬達(dá)160。軸承尾座 110固設(shè)于基座200上，導(dǎo)螺桿120—端設(shè)置于軸承尾座110上，導(dǎo)螺桿120的另一端連 接于馬達(dá)160，且導(dǎo)螺桿120的設(shè)置方向與導(dǎo)軌210及移動(dòng)座220的位移方向相互平行。 螺帽座130活動(dòng)套設(shè)于導(dǎo)螺桿120上，且螺帽座130與移動(dòng)座220相結(jié)合。導(dǎo)螺桿螺帽 140設(shè)置于螺帽座130內(nèi)并且活動(dòng)套設(shè)于導(dǎo)螺桿120上，且導(dǎo)螺桿螺帽140 —端露出于螺 帽座130。連接組件150的主體151套設(shè)于導(dǎo)螺桿120上，且連接組件150的連接板1511 的第一側(cè)面1512與第二側(cè)面1513分別貼合于導(dǎo)螺桿螺帽140及螺帽座130。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖7及圖8，連接組件150的連接板1511大體上可區(qū)分為外圈區(qū)域及 內(nèi)圈區(qū)域，其中連接板1511的外圈區(qū)域具有多個(gè)第一固定孔15141，螺帽座130具有對(duì)應(yīng) 第一固定孔15141的多個(gè)第一結(jié)合孔131，并通過(guò)多個(gè)鎖固元件170，例如為螺栓，分別 穿設(shè)過(guò)第一固定孔15141并鎖固于第一結(jié)合孔131，以使連接板1511軸向固設(shè)于螺帽座 130上；連接板1511的內(nèi)圈區(qū)域具有多個(gè)第二固定孔15151，導(dǎo)螺桿螺帽140具有對(duì)應(yīng)第二固定孔15151的多個(gè)第二結(jié)合孔141，并通過(guò)多個(gè)鎖固元件170，例如為螺栓，分別穿設(shè)過(guò)第二固定孔15151并鎖固于第二結(jié)合孔141，以使導(dǎo)螺桿螺帽140軸向固設(shè)于連接板 1511 上。值得注意的是，本發(fā)明所披露的以連接板1511的第二側(cè)面1513結(jié)合于螺帽座 130，及以連接板1511的第一側(cè)面1512結(jié)合于導(dǎo)螺桿螺帽140的結(jié)合手段，用以令連接 組件150軸向固定于螺帽座130及導(dǎo)螺桿螺帽140之間，而熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員可變化設(shè) 計(jì)不同的結(jié)合手段，以達(dá)到將連接組件150固設(shè)于螺帽座130與導(dǎo)螺桿螺帽140的目的， 并非以本發(fā)明所披露的實(shí)施例為限。請(qǐng)參閱圖7及圖8，并配合圖5的剖面示意圖。當(dāng)馬達(dá)160驅(qū)動(dòng)時(shí)，以連動(dòng)導(dǎo)螺 桿120朝轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并且一并帶動(dòng)螺帽座130及移動(dòng)座220朝向?qū)輻U120的軸 向方向往復(fù)位移(即平行于導(dǎo)軌210的方向)。于螺帽座130及移動(dòng)座220的位移的過(guò)程 中，連接組件150的冷卻結(jié)構(gòu)(即外套筒152令流道1519構(gòu)成密閉空間，并于其中灌注 冷卻介質(zhì))對(duì)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100進(jìn)行排熱，以快速且均勻的移除進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100于作動(dòng) 過(guò)程中所產(chǎn)生的大量熱能，避免螺帽座130因高溫造成的熱誤差，大幅度地提高進(jìn)給驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)100的進(jìn)給精度。請(qǐng)參照?qǐng)D9至圖12所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的連接組件150包括有主體151及 外套筒152。主體151具有連接板1511及內(nèi)套筒1518，其中連接板1511還具有相對(duì)的 第一側(cè)面1512及第二側(cè)面1513，而內(nèi)套筒1518連結(jié)于連接板1511的第二側(cè)面1513上， 且內(nèi)套筒1518的外側(cè)面上環(huán)設(shè)有流道1519。其中，本實(shí)施例的流道1519形式為螺旋型 態(tài)，并且環(huán)繞于內(nèi)套筒1518的外側(cè)面上，使得內(nèi)套筒1518的外側(cè)面上皆均勻布有流道 1519。本發(fā)明的主體151的連接板1511與內(nèi)套筒1518為一體成型結(jié)構(gòu)，然而熟悉此項(xiàng) 技術(shù)的人員，也可以焊接方式或是螺固方式將連接板1511與內(nèi)套筒1518進(jìn)行結(jié)合。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖9至圖12，外套筒152的兩個(gè)相對(duì)端部分別開(kāi)設(shè)有流入口 1521及 流出口 1522，并且與冷卻介質(zhì)溫度控制裝置(圖中未示)相連接。外套筒152套設(shè)于內(nèi)套 筒1518的外側(cè)面上，且由于外套筒152的內(nèi)徑尺寸與內(nèi)套筒1518的外徑尺寸相匹配，因 此當(dāng)外套筒152套設(shè)于內(nèi)套筒1518外時(shí)，外套筒152的內(nèi)側(cè)面與內(nèi)套筒1518的外側(cè)面相 互貼合，使得內(nèi)套筒1518上的流道1519形成封閉空間，流道1519僅與流入口 1521及流 出口 1522相連通，并由冷卻介質(zhì)溫度控制裝置(圖中未示)提供冷卻介質(zhì)自流入口 1521 灌注至流道1519內(nèi)，并于流出口 1522回流至冷卻介質(zhì)溫度控制裝置(圖中未示)，以使 冷卻介質(zhì)可均勻的流經(jīng)內(nèi)套筒1518的外側(cè)面，而形成完整的冷卻回路，且透過(guò)冷卻介質(zhì) 溫度控制裝置的溫度控制，以對(duì)應(yīng)調(diào)整灌注至流道1519內(nèi)的冷卻介質(zhì)的流量或流速。而 本實(shí)施例所述的冷卻介質(zhì)可為冷卻水、冷卻油、或是壓縮空氣，但并不以此為限。其中，外套筒152具有多個(gè)第三固定孔1523，內(nèi)套筒1518具有多個(gè)第三結(jié)合孔 15181，對(duì)應(yīng)于第三固定孔1523。通過(guò)多個(gè)鎖固元件170，例如螺栓，穿設(shè)過(guò)第三固定孔 1523并且鎖固于第三結(jié)合孔15181上，使外套筒152固設(shè)于內(nèi)套筒1518上而不致松脫， 以避免冷卻介質(zhì)外溢。本發(fā)明第二實(shí)施例的連接組件150還包括有兩個(gè)封閉件180，設(shè)置于外套筒152 的兩個(gè)相對(duì)端面位置處，當(dāng)外套筒152套設(shè)于內(nèi)套筒1518外時(shí)，封閉件180嵌設(shè)于外套筒152與內(nèi)套筒1518之間，并提供密封作用，使位于流道1519內(nèi)的冷卻介質(zhì)不致泄漏于 夕卜。本發(fā)明的封閉件180可為油封(oil seal)或是O型環(huán)(O-ring)，但并不以此為限。 如圖9至圖12所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的連接板1511具有軸向貫穿的多個(gè)彈性 槽1516，并且彈性槽1516將連接板1511區(qū)分為位于外緣的第一部位1514及位于內(nèi)緣的 第二部位1515，使得彈性槽1516介于第一部位1514與第二部分1515之間。各個(gè)彈性槽 1516相互分離，以令第一部位1514與第二部位1515得以相互連結(jié)，并且各彈性槽1516 環(huán)繞于連接板1511的圓心對(duì)稱設(shè)置，以串列形成環(huán)形線結(jié)構(gòu)。相鄰的兩個(gè)彈性槽1516—端分別具有相對(duì)重疊的疊合區(qū)段1517。其中，相鄰的 其中一彈性槽1516的疊合區(qū)段1517還具有兩個(gè)相對(duì)且相互連結(jié)的彈臂15161，并且在兩 個(gè)彈臂15161之間具有間距，相鄰的另一彈性槽1516的疊合區(qū)段1517位于兩彈臂15161 間，以構(gòu)成鉸鏈結(jié)構(gòu)(hinge)，且兩彈臂15161還分別具有圓弧段15162，以使彈臂15161 具有吸收震動(dòng)能量的效果。上述的彈性槽1516結(jié)構(gòu)，使得連接組件150的整體結(jié)構(gòu)具備 有徑向方向的彈性變形的特性。值得注意的是，本發(fā)明所披露的彈性槽1516是由線切割(WEDM)加工所形成， 而彈性槽1516的槽寬與相鄰兩個(gè)彈性槽1516的疊合區(qū)段1517的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可吸收組裝誤 差所造成的變形。并且，彈臂15161與彈性槽1516所構(gòu)成的鉸鏈結(jié)構(gòu)的最小數(shù)量單位 僅需要一個(gè)，即可達(dá)到連接板1511具備徑向方向的彈性變形能力，然而可依據(jù)實(shí)際使用 狀態(tài)及需求而對(duì)應(yīng)調(diào)整鉸鏈結(jié)構(gòu)的尺寸、數(shù)量、及設(shè)置位置，但并不以本發(fā)明的彈性槽 1516與鉸鏈結(jié)構(gòu)環(huán)繞于連接板1511的圓心對(duì)稱設(shè)置的實(shí)施例為限。圖13及圖14為第二實(shí)施例的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體示意圖。如圖所示，本發(fā)明 所披露第二實(shí)施例的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100裝設(shè)于基座200上，其中基座200可為綜合加工機(jī) 械機(jī)臺(tái)的鞍座。在基座200上具有相鄰于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100的導(dǎo)軌210，以及與進(jìn)給驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)100相連接的移動(dòng)座220，且移動(dòng)座220是以可移動(dòng)關(guān)系設(shè)置于導(dǎo)軌210上，并可相 對(duì)于基座200進(jìn)行往復(fù)位移。如圖13及圖14所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100包括有軸承尾座 110、導(dǎo)螺桿120、螺帽座130、導(dǎo)螺桿螺帽140、連接組件150、及馬達(dá)160。軸承尾座 110固設(shè)于基座200上，導(dǎo)螺桿120—端設(shè)置于軸承尾座110上，導(dǎo)螺桿120的另一端連 接于馬達(dá)160，且導(dǎo)螺桿120的設(shè)置方向與導(dǎo)軌210及移動(dòng)座220的位移方向相互平行。 螺帽座130活動(dòng)套設(shè)于導(dǎo)螺桿120上，且螺帽座130與移動(dòng)座220相結(jié)合。導(dǎo)螺桿螺帽 140設(shè)置于螺帽座130內(nèi)并且活動(dòng)套設(shè)于導(dǎo)螺桿120上，且導(dǎo)螺桿螺帽140 —端露出于螺 帽座130。連接組件150套設(shè)于導(dǎo)螺桿120上，且連接組件150的兩側(cè)面1512、1513分 別貼合于螺帽座130及導(dǎo)螺桿螺帽140。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖13及圖14，連接組件150的連接板1511由彈性槽1516區(qū)分出來(lái)的 第一部位1514具有多個(gè)第一固定孔15141，螺帽座130具有對(duì)應(yīng)第一固定孔15141的多個(gè) 第一結(jié)合孔131，并通過(guò)多個(gè)鎖固元件170，例如為螺栓，分別穿設(shè)過(guò)第一固定孔15141 并鎖固于第一結(jié)合孔131，以使連接板1511軸向固設(shè)于螺帽座130上；由彈性槽1516區(qū) 分出來(lái)的第二部位1515具有多個(gè)第二固定孔15151，導(dǎo)螺桿螺帽140具有對(duì)應(yīng)第二固定孔 15151的多個(gè)第二結(jié)合孔141，并通過(guò)多個(gè)鎖固元件170，例如為螺栓，分別穿設(shè)過(guò)第二 固定孔15151并鎖固于第二結(jié)合孔141，以使導(dǎo)螺桿螺帽140軸向固設(shè)于連接板1511上。
值得注意的是，本發(fā)明所披露的以連接板1511第二側(cè)面1513的第一部位1514結(jié)合于螺帽座130，及以連接板1511第一側(cè)面1512的第二部位1515結(jié)合于導(dǎo)螺桿螺帽 140的結(jié)合手段，用以令連接組件150軸向固定于螺帽座130及導(dǎo)螺桿螺帽140之間，而 熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員可變化設(shè)計(jì)不同的結(jié)合手段，以達(dá)到將連接組件150固設(shè)于螺帽座 130與導(dǎo)螺桿螺帽140的目的，并非以本發(fā)明所披露的實(shí)施例為限。本發(fā)明的連接板1511的厚度約為10厘米(mm)至30厘米(mm)，因此可加裝 至任何機(jī)型的導(dǎo)螺桿進(jìn)給機(jī)構(gòu)內(nèi)，并不局限于裝設(shè)在本發(fā)明所披露的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100 中。請(qǐng)參閱圖13及圖14，當(dāng)馬達(dá)160驅(qū)動(dòng)時(shí)，以連動(dòng)導(dǎo)螺桿120朝轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行轉(zhuǎn) 動(dòng)，并且一并帶動(dòng)螺帽座130及移動(dòng)座220朝向?qū)輻U120的軸向方向往復(fù)位移(即平行 于導(dǎo)軌210的方向)。在螺帽座130及移動(dòng)座220的位移的過(guò)程中，與螺帽座130相貼 合的連接板1511通過(guò)彈性槽1516而使得連接板1511具備徑向方向的彈性變形的能力。 詳細(xì)來(lái)說(shuō)，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100是通過(guò)彈性槽1516的平均配置的多個(gè)疊合區(qū)段1517，使得 導(dǎo)螺桿120進(jìn)行往復(fù)位移時(shí)，其中一彈性槽1516的兩個(gè)彈臂15161與相鄰的另一彈性槽 1516的疊合區(qū)段1517所構(gòu)成的鉸鏈結(jié)構(gòu)提供彈性變形的能力。由于彈性槽1516軸向貫 穿于連接板1511，因此在連接板1511的軸向方向仍維持有一定強(qiáng)度的剛性能力，足以確 實(shí)帶動(dòng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100的位移而不致于變形。同時(shí)，在螺帽座130及移動(dòng)座220的位 移的過(guò)程中，連接組件150的冷卻結(jié)構(gòu)(即外套筒152令流道1519構(gòu)成密閉空間，并于 其中灌注冷卻介質(zhì))對(duì)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100進(jìn)行排熱，以快速且均勻的移除進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 100于作動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的大量熱能，避免螺帽座130因高溫造成的熱誤差，大幅提高進(jìn) 給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100的進(jìn)給精度。圖15A及圖15B所示為本發(fā)明第二實(shí)施例的連接板的不同型態(tài)彈性槽的局部放 大示意圖。如圖15A所示，相鄰的其中一彈性槽1516的疊合區(qū)段1517具有兩個(gè)相對(duì)且相 互連結(jié)的彈臂15161，兩個(gè)彈臂15161平行設(shè)置并于之間形成有間距，相鄰的另一彈性槽 1516的疊合區(qū)段1517位于兩個(gè)彈臂15161間，以構(gòu)成鉸鏈結(jié)構(gòu)(hinge)，圖15A所披露 的彈臂15161型態(tài)并未設(shè)計(jì)有圓弧段(如圖12所示)，但仍使得連接板1511的整體結(jié)構(gòu) 具備有徑向方向的彈性變形的特性。如圖15B所示，本發(fā)明的相鄰兩個(gè)彈性槽1516的疊合區(qū)段1517僅相對(duì)重疊，并 未在其中一彈性槽1516的疊合區(qū)段1517形成彈臂及圓弧段(如圖12所示)，但連接板 1511仍通過(guò)彈性槽1516的相對(duì)重疊的疊合區(qū)段1517而具備徑向方向的彈性變形的特性。 然而，本發(fā)明的彈性槽1516還可設(shè)計(jì)為各種相對(duì)重疊的型態(tài)，并不以本發(fā)明所披露的上 述型態(tài)為限。圖16為本發(fā)明的連接組件的冷卻流道分析示意圖，圖17為本發(fā)明的連接組件流 出口端的冷卻介質(zhì)的溫度_時(shí)間曲線圖。由圖中可得知，在給定熱源發(fā)熱率與冷卻介質(zhì)流速的條件下，冷卻介質(zhì)于外套 筒的流出口端的溫度隨著本體持續(xù)受熱的狀態(tài)下，其變異可維持在0.7度內(nèi)(圖式中的溫 度為絕對(duì)溫度(K))，表示流道內(nèi)的冷卻介質(zhì)可使連接組件維持穩(wěn)定的工作溫度，代表本 發(fā)明的流道設(shè)計(jì)確實(shí)達(dá)到對(duì)連接組件有效排熱的目的。
請(qǐng)參閱圖18至圖20的本發(fā)明的主體的剛性模擬分析示意圖。如圖所示，連接組 件的主體于軸向方向(如圖18所示)的變形量約為0.2微米(μ m)，而連接組件的主體于 徑向方向(如圖19及圖20所示)的變形量約為1.2微米(μ m)至1.4微米(μ m)。由此 可知，連接組件的主體的軸向方向的剛性強(qiáng)度相較于徑向方向的剛性強(qiáng)度要來(lái)的大，因 此本發(fā)明的彈性槽的設(shè)計(jì)確實(shí)達(dá)到令連接組件于徑向方向具備有優(yōu)選的彈性變形能力。本發(fā)明的連接組件固設(shè)在進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的螺帽座與導(dǎo)螺桿螺帽之間并相互貼 合，不僅通過(guò)貫通的彈性槽所構(gòu)成的鉸鏈結(jié)構(gòu)(hinge)令連接板于徑向方向具備彈性變形 的能力，以修配螺帽座與導(dǎo)螺桿螺帽的密合程度，有效改善進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)因組裝誤差所 產(chǎn)生的不平行度，以及避免導(dǎo)螺桿產(chǎn)生微進(jìn)給遲滯(stick-slip)與自重下垂的問(wèn)題，進(jìn)而 提高進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)給精度，并且于連接組件上直接設(shè)計(jì)有冷卻結(jié)構(gòu)，使得整體結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于大量制造生產(chǎn)，使得導(dǎo)螺桿螺帽得以維持原本規(guī)格品的尺寸及型態(tài)，由 此提高進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組裝性及互換性，利于日后的保養(yǎng)跟零件更換。另外，連接組件于軸向方向仍具備有一定強(qiáng)度的剛性能力，以有效抵抗 進(jìn)給驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)被帶動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力，且連接組件的冷卻結(jié)構(gòu)與連接板的彈性槽加工容易，因 此制造成本低廉，裝設(shè)有本發(fā)明的連接組件的機(jī)械加工機(jī)臺(tái)得以大幅其加工精確度，令 機(jī)械加工機(jī)臺(tái)的價(jià)值及產(chǎn)能更為提升。
權(quán)利要求
1.一種連接組件，應(yīng)用于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有導(dǎo)螺桿螺帽及螺帽 座，該連接組件包括有主體，具有連接板及內(nèi)套筒，該連接板具有相對(duì)的第一側(cè)面及第二側(cè)面，分別與該 導(dǎo)螺桿螺帽及該螺帽座相固設(shè)，該內(nèi)套筒連結(jié)于該第二側(cè)面上，且該內(nèi)套筒的外側(cè)面上 環(huán)設(shè)有流道；以及外套筒，套設(shè)于該內(nèi)套筒的該外側(cè)面上，并令該流道構(gòu)成封閉空間，該外套筒具有 流入口及流出口，分別與該流道相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的連接組件，其中該連接板還包括有 第一部位，固設(shè)于該螺帽座；第二部位，與該第一部位以徑向方向相連結(jié)，且該第二部位固設(shè)于該導(dǎo)螺桿螺帽；以及多個(gè)彈性槽，介于該第一部位與該第二部分之間并軸向貫穿該連接板，相鄰的該彈 性槽間具有疊合區(qū)段。
3.如權(quán)利要求2所述的連接組件，其中相鄰的其中一該彈性槽的該疊合區(qū)段還具有兩 個(gè)相對(duì)的彈臂，相鄰的另一該彈性槽的該疊合區(qū)段位于該兩個(gè)彈臂之間。
4.如權(quán)利要求2所述的連接組件，其中該兩個(gè)彈臂還分別具有圓弧段。
5.如權(quán)利要求2所述的連接組件，其中這些彈性槽相互分離，以使該第一部位與該第 二部位相連結(jié)。
6.如權(quán)利要求2所述的連接組件，其中這些彈性槽串列形成環(huán)形線結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的連接組件，其中該流道以螺旋形式環(huán)繞于該內(nèi)套筒的該外側(cè)面上。
8.如權(quán)利要求1所述的連接組件，其中該流道以反復(fù)彎折形式環(huán)設(shè)于該內(nèi)套筒的該外 側(cè)面上。
9.如權(quán)利要求8所述的連接組件，其中該流道還具有多個(gè)外擴(kuò)部。
10.如權(quán)利要求1所述的連接組件，其中還包括有兩個(gè)封閉件，設(shè)置于該外套筒的兩 個(gè)相對(duì)端面。
11.一種進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括有 軸承尾座；導(dǎo)螺桿，其一端設(shè)置于該軸承尾座； 螺帽座，活動(dòng)套設(shè)于該導(dǎo)螺桿上；導(dǎo)螺桿螺帽，設(shè)置于該螺帽座內(nèi)并活動(dòng)套設(shè)于該導(dǎo)螺桿上，且該導(dǎo)螺桿螺帽一端露 出于該螺帽座；馬達(dá)，與該導(dǎo)螺桿的另一端相連接，用以驅(qū)動(dòng)該導(dǎo)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并且連動(dòng)該螺帽座往復(fù) 位移；以及連接組件，包括有主體，具有連接板及內(nèi)套筒，該連接板具有相對(duì)的第一側(cè)面及第二側(cè)面，分別與該 導(dǎo)螺桿螺帽及該螺帽座相固設(shè)，該內(nèi)套筒連結(jié)于該第二側(cè)面上，且該內(nèi)套筒的外側(cè)面上 環(huán)設(shè)有流道；以及外套筒，套設(shè)于該內(nèi)套筒的該外側(cè)面上，并令該流道構(gòu)成封閉空間，該外套筒具有流入口及流出口，分別與該流道相連通。
12.如權(quán)利要求11所述的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中該連接板還包括有 第一部位，固設(shè)于該螺帽座；第二部位，與該第一部位以徑向方向相連結(jié)，且該第二部位固設(shè)于該導(dǎo)螺桿螺帽； 以及多個(gè)彈性槽，介于該第一部位與該第二部分之間并軸向貫穿該連接板，相鄰的該彈 性槽間具有疊合區(qū)段。
13.如權(quán)利要求12所述的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中相鄰的其中一該彈性槽的該疊合區(qū)段還 具有兩個(gè)相對(duì)的彈臂，相鄰的另一該彈性槽的該疊合區(qū)段位于該兩個(gè)彈臂之間。
14.如權(quán)利要求12所述的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中該兩個(gè)彈臂還分別具有圓弧段。
15.如權(quán)利要求12所述的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中這些彈性槽相互分離，以令該第一部位 與該第二部位相連結(jié)。
16.如權(quán)利要求12所述的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中這些彈性槽串列形成環(huán)形線結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求11所述的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中該流道以螺旋形式環(huán)繞于該內(nèi)套筒的該 外側(cè)面上。
18.如權(quán)利要求11所述的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中該流道以反復(fù)彎折形式環(huán)設(shè)于該內(nèi)套筒 的該外側(cè)面上。
19.如權(quán)利要求18所述的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中該流道還具有多個(gè)外擴(kuò)部。
20.如權(quán)利要求11所述的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中還包括有兩個(gè)封閉件，設(shè)置于該外套筒 的兩個(gè)相對(duì)端面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其連接組件，其中連接組件包括有主體及外套筒。主體具有連接板及連結(jié)于連接板側(cè)面的內(nèi)套筒，連接板以相對(duì)的二側(cè)面而分別與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的螺帽座與導(dǎo)螺桿螺帽相固設(shè)，且內(nèi)套筒的外側(cè)面環(huán)設(shè)有流道。外套筒套設(shè)于內(nèi)套筒的外側(cè)面上，并令流道構(gòu)成封閉空間，且外套筒具有分別與流道相連通的流入口及流出口，由此灌注冷卻介質(zhì)至流道內(nèi)。
文檔編號(hào)F16H57/04GK102024667SQ200910173549
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者劉義晃, 歐峰銘, 王仁杰, 邱建志, 陳世昌 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院