TW201723359A - 加工機主軸及主軸密封裝置 - Google Patents

Abstract

一種加工機主軸，包含一心軸，一套置於該心軸的襯套管，安裝在該心軸與該襯套管之間的一軸承單元與 一頂蓋，一位於該頂蓋頂側的螺帽，及包括一阻隔座與一傳動輪的一主軸密封裝置。該阻隔座套置於該心軸並固定在該頂蓋頂側，包括一外凸環與一內凸環及數排油孔，該傳動輪套結該心軸並位於該阻隔座頂側，包括與該外凸環和該內凸環配合形成一迷宮密封構造的一外環槽與一內環槽，一位於該外環槽與該內環槽之間的間隔環，及一設置於該間隔環並連通該內環槽與該等排油孔且擴大徑度的第一阻斷環槽，該第一阻斷環槽具有一位於頂緣與周緣交界並朝向頂端設置的第一導槽。藉此使本發明可以減少組成元件數量，可以降低製造成本。

Description

加工機主軸及主軸密封裝置

本發明是有關於一種加工機的零件，特別是指一種加工機主軸及主軸密封裝置。

參閱圖1與圖2，一般加工機主軸10是呈可轉動地安裝於一加工機20的一機座21，該主軸10具有一心軸11，一套置在該心軸11外的襯套管12，安裝在該心軸11與該襯套管12之間的數軸承13，一安裝在該心軸11與該襯套管12之間並壓置在該等軸承13頂側的頂蓋14，一套置固定在該心軸11外並壓置該頂蓋14與該襯套管12的阻隔座15，及一套結於該心軸11可被該加工機20的一馬達(圖未示)驅動用於傳動該心軸11並位於該阻隔座15頂側的傳動輪16。

該機座21具有一冷卻室211可容納該傳動輪16與該阻隔座15，藉由在該冷卻室211內注入冷卻齒輪油22，可以帶走該傳動輪16與該心軸11因高速轉動所產生的高熱。

為了防止該冷卻齒輪油22經由該傳動輪16與該阻隔座15之間的間隙流入該等軸承13，破壞該等軸承13的高黏度潤滑黃油，造成該等軸承13損壞，通常會在該傳動輪16的底面與該阻隔座15的頂面之間藉由環槽與凸環的嵌插配合形成一迷宮密封構造17，該迷宮密封構造17具有截面皆概呈倒Ｕ形的一外迷宮通道171及一內迷宮通道172，希望所形成的多重彎道可以防止該冷卻齒輪油22流入該等軸承13，但是使用時仍然存在下列問題：

該冷卻齒輪油22在該傳動輪16與該心軸11高速轉動時，會因噴灑回彈效應而堆積於該外迷宮通道171，該阻隔座15雖然設有數排油孔151可以將大部分堆積的冷卻齒輪油22排出，但仍會因為毛細作用及離心力作用使一部分的冷卻齒輪油22被推擠到該內迷宮通道172的頂緣，再加上該外迷宮通道171的外部油壓大於該外迷宮通道171的內部油壓產生擠壓效應，會逐漸將堆積的冷卻齒輪油22推擠到該內迷宮通道172與該阻隔座15交界處，並慢慢地往該阻隔座15與該心軸11的套接處滲漏，為了防止滲漏的該冷卻齒輪油22流入該等軸承13，必須在該心軸11與該頂蓋14的內環141之間安裝一內油封18，在該頂蓋14的外環142與該襯套管12之間安裝一外油封19，如此不但造成該加工機主軸10的組成元件數量較多、組裝較費時，同時因為必須在該心軸11與該內環141之間設置彼此配合的環槽容置該內油封18，在該外環142與該襯套管12之間設置彼此配合的環槽容置該外油封19，還存在製造較費時、製造成本較高的問題。

因此，本發明之目的，即在提供一種不需要安裝油封就可以產生密封效果，可以減少組成元件數量、節省組裝工時，節省製造工時、降低製造成本的加工機主軸及主軸密封裝置。

於是，本發明加工機主軸安裝於一加工機的一機座，包含一心軸、一襯套管、一軸承單元、 一頂蓋、一螺帽及一主軸密封裝置。該心軸呈可轉動地安裝於該機座，該襯套管套置在該心軸外並與該機座鎖結固定，該軸承單元具有分別安裝在該心軸與該襯套管之間的二頂軸承及二底軸承，該頂蓋安裝在該心軸與該襯套管之間並位於該等頂軸承頂側，該螺帽螺鎖於該心軸並位於該頂蓋頂側，該主軸密封裝置包括一阻隔座及一傳動輪，該阻隔座套置於該心軸並固定在該襯套管與該頂蓋的頂側，包括分別成型於該阻隔座的一頂面並同心的一外凸環與一內凸環，及沿徑向貫穿該外凸環的數排油孔，該傳動輪套置於該心軸並可帶動該心軸轉動且位於該阻隔座頂側，包括分別對應該外凸環、該內凸環成型於該傳動輪的一底面並同心的一外環槽與一內環槽，一由該外環槽與該內環槽所配合形成的間隔環，及一設置於該間隔環並連通該內環槽與該等排油孔且擴大徑度的一第一阻斷環槽，該第一阻斷環槽具有一自頂緣朝向頂端設置並靠近周緣的第一導槽；該外環槽、該內環槽分別套置在該外凸環、該內凸環外，且彼此配合形成一迷宮密封構造。

本發明之功效在於：藉由該第一阻斷環槽與該內環槽的截面成階梯狀以及該第一導槽形成一道密封防線，可以防止冷卻齒輪油滲入該軸承單元，使本發明可以減少組成元件數量、節省組裝工時、節省製造工時、降低製造成本。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中所使用的相對位置用語，例如“頂”、“底”，是以各圖所示方位暨正常使用方位為基準。

參閱圖3與圖6，本發明加工機主軸3之一實施例適用於安裝在一加工機100的一機座101，該實施例包含一心軸30、一襯套管40、一軸承單元50、 一頂蓋60、一螺帽70、及一主軸密封裝置8。

該心軸30沿一頂底方向呈可轉動地安裝於該機座101。

該襯套管40套置在該心軸30外同時與該機座101鎖結固定。

該軸承單元50具有分別安裝在該心軸30與該襯套管40之間的二頂軸承51及二底軸承52。

該頂蓋60安裝在該心軸30與該襯套管40之間並位於該等頂軸承51頂側，具有一外環61及一內環62，且該內環62的高度低於該外環61。

該螺帽70螺鎖於該心軸30並位於該內環62頂側。

該主軸密封裝置8包括一阻隔座80及一傳動輪90。

參閱圖4、圖5、圖6，該阻隔座80套置在該心軸30外並坐置在該襯套管40與該頂蓋60的外環61頂側，且與該襯套管40鎖結固定，包括分別成型於一頂面81並同心的一外凸環82與一內凸環83，及沿徑向貫穿該外凸環82的數排油孔84。

該傳動輪90套結於該心軸30並受該加工機100的一馬達(圖未示)傳動且可帶動該心軸30轉動，該傳動輪90位於該阻隔座80頂側，包括分別對應該外凸環82、該內凸環83成型於一底面91並同心的一外環槽92與一內環槽93，一由該外環槽92與該內環槽93所配合形成的間隔環94，及分別自頂端朝向底端依序設置於該間隔環94並連通該內環槽93且逐漸擴大徑度的一第一阻斷環槽95、一第二阻斷環槽96，且該第一阻斷環槽95與該第二阻斷環槽96連通該等排油孔84。

該內環槽93與該第一阻斷環槽95和該第二阻斷環槽96的截面成階梯狀，該第一阻斷環槽95具有一自頂緣朝向頂端設置並靠近周緣的第一導槽951，該第二阻斷環槽96具有一自頂緣朝向頂端設置並靠近周緣的第二導槽961，本實施例該第一導槽951與該第二導槽961皆為尖角槽。

該外環槽92、該內環槽93分別套置在該外凸環82、該內凸環83外，且彼此配合形成一迷宮密封構造。

參閱圖3至圖6，當將該加工機主軸3安裝於該機座101，該傳動輪90與該阻隔座80位於該機座101的一冷卻室102中，使用時，藉由在該冷卻室102內注入冷卻齒輪油103，可以帶走該傳動輪90與該心軸30因高速轉動所產生的高熱，該冷卻齒輪油103在該傳動輪90與該心軸30高速轉動時，會因噴灑回彈效應而堆積於該外環槽92，雖然大部分堆積的該冷卻齒輪油103可由該等排油孔84排出流回該冷卻室102，但仍有一部分的該冷卻齒輪油103會因為推擠效應而進入該內環槽93，此時，藉由該第二阻斷環槽96與該第一阻斷環槽95的截面成階梯狀，以及該第二導槽961，可以使該冷卻齒輪油103被推擠到該第二導槽961，也就是朝向該外環槽92的方向推擠，進而可阻斷因為毛細作用及離心力作用所產生該冷卻齒輪油103被擠壓進入該內環槽93的頂緣931的情況，藉此形成第一道密封防線，可以防止該冷卻齒輪油103滲入該阻隔座80與該心軸30的套接處，造成該等頂軸承51損壞，此外，本發明藉由該第一阻斷環槽95與該內環槽93的截面成階梯狀以及該第一導槽951，則可形成第二道密封防線確保密封效果。

藉由該第一導槽951、該第二導槽961為尖角槽，可以使該冷卻齒輪油103被順暢地擠壓入該第一導槽951、該第二導槽961，有效阻斷該冷卻齒輪油103因為毛細作用及離心力作用被擠壓進入該內環槽93的頂緣931，防止該冷卻齒輪油103滲入該等頂軸承51。

值得說明的是，參閱圖7與圖5所示，本發明只需要藉由該第一阻斷環槽95與該內環槽93的截面成階梯狀以及該第一導槽951形成一道密封防線，就可以產生密封效果，設置該第二阻斷環槽96與該第二導槽961形成兩道密封防線，在於確保該冷卻齒輪油103不會滲入該等頂軸承51，確保使用品質。

綜上所述，本發明加工機主軸及主軸密封裝置具有如下所述之功效及優點，故確實能達成本發明之目的：

一、本發明不需要裝設內油封與外油封，可以減少該加工機主軸3的組成元件數量、節省組裝工時。

二、本發明不需要在該心軸30與該頂蓋60的內環62之間設置相互配合的環槽供內油封安裝，不需要在該頂蓋60的外環61與該襯套管40之間設置相互配合的環槽供外油封安裝，可以節省製造工時、降低製造成本。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3‧‧‧加工機主軸
30‧‧‧心軸
31‧‧‧底段
32‧‧‧頂段
40‧‧‧襯套管
50‧‧‧軸承單元
51‧‧‧頂軸承
52‧‧‧底軸承
60‧‧‧頂蓋
61‧‧‧外環
62‧‧‧內環
70‧‧‧螺帽
8‧‧‧主軸密封裝置
80‧‧‧阻隔座
81‧‧‧頂面
82‧‧‧外凸環
83‧‧‧內凸環
84‧‧‧排油孔
90‧‧‧傳動輪
91‧‧‧底面
92‧‧‧外環槽
93‧‧‧內環槽
931‧‧‧頂緣
94‧‧‧間隔環
95‧‧‧第一阻斷環槽
951‧‧‧第一導槽
96‧‧‧第二阻斷環槽
961‧‧‧第二導槽
100‧‧‧加工機
101‧‧‧機座
102‧‧‧冷卻室
103‧‧‧冷卻齒輪油

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一般加工機主軸安裝於一機座的不完整局部剖視圖； 圖2是一採自圖1的局部放大圖， 顯示藉由一迷宮密封構造與一內油封和一外油封防止冷卻齒輪油滲入軸承； 圖3是一不完整的局部剖視圖，顯示本發明加工機主軸的一實施例安裝於一加工機的一機座； 圖4是該實施例的一局部分解立體圖，顯示一主軸密封裝置包括一阻隔座及一傳動輪； 圖5是該傳動輪的剖面圖，顯示該傳動輪具有一第一阻斷環槽與一第二阻斷環槽； 圖6是一採自圖3的局部放大圖，說明該實施例的密封狀態；及 圖7是一類似圖5的視圖，說明該傳動輪具有該第一阻斷環槽。

3‧‧‧加工機主軸

84‧‧‧排油孔

30‧‧‧心軸

90‧‧‧傳動輪

40‧‧‧襯套管

92‧‧‧外環槽

51‧‧‧頂軸承

93‧‧‧內環槽

60‧‧‧頂蓋

931‧‧‧頂緣

61‧‧‧外環

95‧‧‧第一阻斷環槽

62‧‧‧內環

951‧‧‧第一導槽

70‧‧‧螺帽

96‧‧‧第二阻斷環槽

8‧‧‧主軸密封裝置

961‧‧‧第二導槽

80‧‧‧阻隔座

101‧‧‧機座

82‧‧‧外凸環

102‧‧‧冷卻室

83‧‧‧內凸環

103‧‧‧冷卻齒輪油

Claims (8)

1. 一種加工機主軸，安裝於該加工機的一機座，包含： 一心軸，呈可轉動地安裝於該機座； 一襯套管，套置在該心軸外並與該機座鎖結固定； 一軸承單元，具有分別安裝在該心軸與該襯套管之間的二頂軸承及二底軸承； 一頂蓋，安裝在該心軸與該襯套管之間並位於該等頂軸承頂側； 一螺帽，螺鎖於該心軸並位於該頂蓋頂側；及 一主軸密封裝置，包括 一阻隔座，套置於該心軸並固定在該襯套管與該頂蓋的頂側，包括分別成型於一頂面並同心的一外凸環與一內凸環，及沿徑向貫穿該外凸環的數排油孔，及 一傳動輪，套置於該心軸並可帶動該心軸轉動且位於該阻隔座頂側，包括分別對應該外凸環、該內凸環成型於一底面並同心的一外環槽與一內環槽，一由該外環槽與該內環槽所配合形成的間隔環，及一設置於該間隔環並連通該內環槽與該等排油孔且擴大徑度的一第一阻斷環槽，該第一阻斷環槽具有一自頂緣朝向頂端設置並靠近周緣的第一導槽， 該外環槽、該內環槽分別套置在該外凸環、該內凸環外，且彼此配合形成一迷宮密封構造。
2. 如請求項1所述的加工機主軸，其中，該傳動輪還具有一自該第一阻斷環槽朝向底端設置且擴大徑度的第二阻斷環槽，該第二阻斷環槽連通該內環槽與該等排油孔，該第二阻斷環槽具有一自頂緣朝向頂端設置並靠近周緣的第二導槽。
3. 如請求項1所述的加工機主軸，其中，該第一導槽為尖角槽。
4. 如請求項2所述的加工機主軸，其中，該第一導槽為尖角槽，該第二導槽為尖角槽。
5. 一種主軸密封裝置，安裝於該主軸的一心軸，包含：       一阻隔座，套置於該心軸，包括分別成型於該阻隔座的一頂面並同心的一外凸環與一內凸環，及沿徑向貫穿該外凸環的數排油孔；及 一傳動輪，套置於該心軸並可帶動該心軸轉動且位於該阻隔座頂側，包括分別對應該外凸環、該內凸環成型於傳動輪的一底面並同心的一外環槽與一內環槽，一由該外環槽與該內環槽所配合形成的間隔環，及一設置於該間隔環並連通該內環槽與該等排油孔且逐漸擴大徑度的一第一阻斷環槽，該第一阻斷環槽具有一自頂緣朝向頂端設置並靠近周緣的第一導槽。
6. 如請求項5所述的主軸密封裝置，其中，該傳動輪還具有一自該第一阻斷環槽朝向底端設置且擴大徑度的第二阻斷環槽，該第二阻斷環槽連通該內環槽與該等排油孔，該第二阻斷環槽具有一自頂緣朝向頂端設置並靠近周緣的的第二導槽。
7. 如請求項5所述的加工機主軸，其中，該第一導槽為尖角槽。
8. 如請求項6所述的加工機主軸，其中，該第一導槽為尖角槽，該第二導槽為尖角槽。