TW202020331A - 迷宮環 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種迷宮環，能用於防止油水滲入工具機主軸中，迷宮環包括內環件、外環件及環形護蓋，外環件套接於內環件的周面，內環件與外環件之間具有環形的隙縫，而使內環件與外環件能相對轉動，環形護蓋遮蓋隙縫的前端開口處，而能減緩外部環境的油、水滲入隙縫，提高阻隔油、水、灰塵、碎屑等外部污染物的能力。

Description

迷宮環

本創作是一種迷宮環，能夠組裝在例如工具機主軸等轉軸，用以阻隔外部的油、水、灰塵、碎屑等污染物，避免水氣侵入。

在工具機主軸或其他具有轉軸的機械中，為了降低轉軸轉動時的阻力，需要利用軸承支承轉軸，轉軸與周圍固定不轉動的部件之間不能直接接觸，使得轉軸與軸承周圍往往充滿了空隙，容易讓水氣侵入而造成轉軸或軸承的鏽蝕，影響加工精度。

為了避免水氣侵入工具機主軸，目前已有工具機主軸使用氣幕式設計或迷宮式設計等技術來阻隔水氣。

氣幕式設計可以參考例如TWM489044號專利所述，是將主軸周圍的間隙設置成氣幕通道，並且向主軸注入氣體，使氣體從氣幕通道向外吹出，能將噴濺在主軸上的水氣或切削液吹離主軸，阻擋水氣侵入，由於氣幕式設計需要在主軸周圍設置進氣通道，另外還需連接氣體供應源，會使整體機構較為複雜，提高設備成本與操作的人力成本。

迷宮式設計可以參考例如TWM415010號專利所述，是在主軸安裝形狀凹凸嵌插匹配的端蓋與防塵蓋，端蓋與防塵蓋後端抵靠於軸承，並且在端蓋與防塵蓋之間有間隙，藉由將間隙內部的路徑曲折化、複雜化，並且盡可能地縮小端蓋與防塵蓋之間的間隙，而能夠提高防水、防塵效果。相較於氣幕式設計，迷宮式設計具有結構較簡單與易於使用的特點，然而，由於工具機主軸在高速旋轉時，間隙中的空氣會受主軸帶動而產生風壓，在工具機內部產生真空吸力，容易吸入水氣，雖然迷宮式設計中有曲折的間隙路徑，長時間使用後水氣仍然會漸漸經由間隙侵入，無法完全阻隔水氣。

本發明的其中一項目的在於提供一種迷宮環，能夠提高阻隔水氣侵入的能力。

為了達成上述及其他目的，本發明提供一種迷宮環，包括內環件、外環件與環形護蓋。其中外環件套接於內環件的周面，於內環件與外環件之間具有環形的隙縫，隙縫具有前端開口，環形護蓋卡抵於內環件與外環件其中一者並遮蓋隙縫的前端開口。

在某些情況中，環形護蓋包括環形的保持器與彈性體，彈性體覆蓋於保持器的至少局部表面。

在某些情況中，保持器具有一裸露面未被該彈性體覆蓋，裸露面面向該前端開口。

在某些情況中，環形護蓋於內緣與外緣各形成一扣唇。

在某些情況中，內環件的前端面與外環件的前端面大致齊平，內環件的後端面與該外環件的後端面大致齊平。

在某些情況中，外環件具有外階級凹部，內環件具有內階級凹部，外階級凹部與內階級凹部共同形成一容置槽，環形護蓋位於容置槽。

在某些情況中，外環件具有外凹溝，外凹溝位於外階級凹部，內環件具有內凹溝，內凹溝位於內階級凹部，環形護蓋卡抵於外凹溝與內凹溝其中之一。

在某些情況中，彈性體為橡膠材質，保持器為金屬材質。

在某些情況中，內環件與外環件之間的隙縫具有斜錐部，由剖面觀之，該斜錐部朝向該前端開口徑向向外傾斜。

藉此，本發明所提供的迷宮環能夠利用環形護蓋遮蓋於內環件與外環件之間的隙縫的前端開口，避免內環件與外環件之間的隙縫直接暴露於外，除了能用環形護蓋直接遮擋住在加工環境中噴濺的切削液、碎屑、灰塵，也能減少水氣進入縫隙的機會，而環形護蓋與前端開口之間的空間也可以注入油脂，能夠進一步減少水氣侵入的機會，提高阻隔水氣的能力。

承上述，在提高阻隔水氣的能力的情形下，水氣更不容易侵入工具機主軸中，將能夠降低工具機主軸需要進行歲修的頻率，而能夠提高產線稼動率，並且減少因維修而造成的零件或材料損耗，降低使用者的整體營運成本。

請參考第1至第4圖，本發明提供一種迷宮環，如第5圖所示，能夠組裝於工具機主軸90中，主軸包括本體91、滑套92、旋轉軸93與軸承94、95，旋轉軸93穿置於本體91中，滑套92與軸承94、95分別支承於旋轉軸93，並且夾置於本體91與旋轉軸93之間，使旋轉軸93能輕易地相對於本體91轉動，其中，軸承94包括內環941、外環942與滾珠943，內環941套接於旋轉軸93，外環942抵靠於本體91，滾珠943夾置於內環941與外環942之間，使軸承94的內環941與外環942能輕易地相對轉動。

請參考第1圖至第4圖，本發明之迷宮環包括一內環件10、一外環件20與一環形護蓋30。

該內環件10具有一前端面11與一後端面12，該內環件10還具有一內階級凹部13，內階級凹部13從前端面11的外緣朝向後端面12凹下成階級狀，該內環件10還具有一內凹溝14，該內凹溝14位於內階級凹部13，從內階級凹部13的內緣側面徑向向內凹入，內環件10的外周面另外形成內溝槽部15，內溝槽部15位於內階級凹部13與後端面12之間，其中，在內溝槽部15中具有一內斜錐面151，內斜錐面151由內階級凹部13朝向靠近後端面12向內傾斜漸縮。

外環件20套接於內環件10的外周面，對應於內環件10，外環件20也具有一前端面21與一後端面22，且兩個前端面11、21及兩個後端面12、22分別大致齊平，該外環件20還具有一外階級凹部23，外階級凹部23從前端面21的內緣朝向後端面22凹下，並且與內階級凹部13相鄰而共同形成一環形的容置槽，外環件還具有一外凹溝24，外凹溝位於外階級凹部23，從外階級凹部23的外緣側面徑向向外凹入，外環件20的內周面另外形成外溝槽部25，外溝槽部25位於外階級凹部23與後端面22之間，外溝槽部25與內溝槽部15形狀凹凸對應，外溝槽部25也具有對應於內斜錐面151的外斜錐面251，由外階級凹部23朝向靠近後端面22向內傾斜漸縮，於外環件20套接於內環件10後，在外溝槽部25與內溝槽部15之間形成環形的隙縫，並且在內斜錐面151與外斜錐面251之間形成斜錐部，由剖面觀之，如第2圖所示，內環件10與外環件20之間的縫隙由兩個後端面12、22之間向前曲折延伸，並於靠近內階級凹部與外階級凹部組成的容置槽X處形成前端開口O，內斜錐面151與外斜錐面251之間的斜錐部朝向前端開口O徑向向外傾斜。需特別說明的是，由於外環件20與內環件10之間具有環形的隙縫，外環件20與內環件10之間的相對位置並非完全固定，故兩個前端面11、21及兩個後端面12、22之間可能略有高低段差，此外，兩組前、後端面之間精確的相對位置也需要與使用時鄰近抵靠的軸承配合，可能不會完全齊平，惟此軸向的高低段差大致不超過2mm，相較於工具機主軸或迷宮環的整體尺寸而言尚屬微小，此處仍稱為大致齊平。

環形護蓋30包括一環形的保持器31與一彈性體32，其中保持器31為扁平的金屬環，彈性體32為直接成型附著或黏附於保持器31的橡膠，彈性體32包覆於保持器31的內、外緣以及前側表面，使保持器31僅由後側表面形成裸露面311裸露於外，彈性體32在環形護蓋30的內、外緣各形成一扣唇321、322，其中位於內緣的扣唇321勾扣於內凹溝14，位於外緣的扣唇322勾扣於外凹溝24，使環形護蓋容置於容置槽X中，以裸露面311面向前端開口O，並且遮蓋前端開口O。

由於環形護蓋30中的彈性體32未包覆裸露面311，裸露面311較環形護蓋30內、外緣的扣唇321、322凹陷，於裸露面311與內階級凹部13靠近後端面12一側的底面之間形成連通於隙縫的半開放狀容室，於容室中以及隙縫中可填注油脂。此處所使用的油脂例如是黃油或其他具潤滑效果的油脂，較佳者可採用軸承專用潤滑油。

請參考第5圖至第7圖，上述的迷宮環可以安裝於工具機主軸中，夾置於本體91與旋轉軸93之間，後端並抵靠於軸承94，其中內環件10套接於旋轉軸93，內環件10的後端面12抵靠於軸承94的內環941，外環件20抵靠於本體91，外環件20的後端面22抵靠於軸承的外環942，如第6圖與第7圖所示，位於環形護蓋30內緣的扣唇321緊貼但僅輕微接觸或不接觸於內環件10的內凹溝14，位於環形護蓋30外緣的扣唇322卡抵於外環件20的外凹溝24；當旋轉軸93轉動時，旋轉軸93、內環件10與內環941能一同轉動，外環件20與環形護蓋30則間接或直接接觸本體91而不轉動，由於內環件10與外環件20之間具有隙縫，且內環件10與環形護蓋30之間僅有輕微接觸或不接觸，使得內環件10與外環件20相對轉動時沒有或僅有極小的摩擦阻力，不妨礙旋轉軸93的轉動。

承上述，由於環形護蓋具有扣唇，能夠緊貼於內環但不卡抵於內環，使得環形護蓋與內環之間的空隙極小化，能夠在轉動阻力極小的情況下盡可能縮小迷宮環中的空隙，降低水氣或其他外部污染物侵入的機會。

其次，由於環形護蓋中含有金屬的保持器，使環形護蓋不致於因橡膠本身的彈性、塑性等性質而輕易變形，於製作環形護蓋時，較易於製作具有較高真圓度的環形護蓋，有助於提高環形護蓋乃至迷宮環整體的精密度，減少環形護蓋與內環件之間發生接觸摩擦的機會。

此外，在內環件與外環件之間的隙縫中，具有內斜錐面與外斜錐面構成的斜錐部，如果有水氣與水珠侵入隙縫中，在內環件轉動時能夠帶動斜錐部中的水氣轉動，利用離心力的原理將水氣與水珠向外甩出，而使水氣與水珠退回到隙縫的前端開口處，降低水氣穿過隙縫的機會。

以上實施例僅為說明而舉一具體實施例，其中的各個部件在不影響使用功能的情形下，可依製作或使用的需求而改變外型，舉例而言，改將彈性體完整包覆於保持器，或者改變內環件與外環件的內、外周面形狀、前、後端面形狀，或者改變內、外環件之間的隙縫的延伸路徑，均屬可能的具體實施方式。

此外，在前述實施例中，環形護蓋直接卡抵於外環件的外凹溝，若改將環形護蓋內緣的扣唇卡抵於內環件的內凹溝，並且以環形護蓋外緣的扣唇緊貼但僅輕微接觸或不接觸於外環件的外凹溝，仍然能獲得與前述實施例相似的使用效果。

總結以上說明，本發明所提供的迷宮環能夠提高阻擋水氣與其他外部污染物侵入的機會，且具有極小的轉動阻力，能夠降低工具機主軸所需要進行整備保養的頻率，而能提高產線稼動率，並且降低保養時可能發生的損耗，實為機械產業相關業者所企盼，惟以上實施例僅在於說明並闡述本創作的技術內容，本專利的專利範圍應以後述的申請專利範圍為準。

X:容置槽 O:前端開口 10:內環件 11:前端面 12:後端面 13:內階級凹部 14:內凹溝 15:內溝槽部 151:內斜錐面 20:外環件 21:前端面 22:後端面 23:外階級凹部 24:外凹溝 25:外溝槽部 251:外斜錐面 30:環形護蓋 31:保持器 311:裸露面 32:彈性體 321、322:扣唇 90:工具機主軸 91:本體 92:滑套 93:旋轉軸 94:軸承 941:內環 942:外環 943:滾珠 95:軸承

第1圖為本發明迷宮環之立體圖。 第2圖為第1圖之局部放大圖。 第3圖為本發明迷宮環之立體分解圖。 第4圖為本發明迷宮環另一視角之立體分解圖。 第5圖為本發明迷宮環組裝於主軸時之剖面圖。 第6圖為第4圖之局部放大圖。 第7圖為第5圖之局部放大圖。

10:內環件

20:外環件

30:環形護蓋

Claims (10)

1. 一種迷宮環，包含： 一內環件； 一外環件，套接於該內環件的周面，該內環件與該外環件之間具有一環形的隙縫，該隙縫具有一前端開口； 一環形護蓋，該環形護蓋卡抵於該內環件與該外環件其中一者，該環形護蓋遮蓋該前端開口。
2. 如申請專利範圍第1項所述的迷宮環，其中該環形護蓋包含一環形的保持器與一彈性體，該彈性體覆蓋該保持器的至少局部表面。
3. 如申請專利範圍第2項所述的迷宮環，其中該保持器具有一裸露面，該彈性體未覆蓋該裸露面，該裸露面面向該前端開口。
4. 如申請專利範圍第2項所述的迷宮環，其中該環形護蓋具有一內緣與一外緣，該彈性體形成二扣唇，其中一扣唇位於該外緣，另一扣唇位於該內緣。
5. 如申請專利範圍第1項所述的迷宮環，其中該內環件具有一前端面與一後端面，該外環件具有一前端面與一後端面，該內環件的該前端面與該外環件的該前端面大致齊平，該內環件的該後端面與該外環件的該後端面大致齊平。
6. 如申請專利範圍第1項所述的迷宮環，其中該外環件具有一外階級凹部，該內環件具有一內階級凹部，該外階級凹部與該內階級凹部共同形成一容置槽，該環形護蓋位於該容置槽。
7. 如申請專利範圍第6項所述的迷宮環，其中該外環件具有一外凹溝，該外凹溝位於該外階級凹部，該內環件具有一內凹溝，該內凹溝位於該內階級凹部，該環形護蓋卡抵於該外凹溝與該內凹溝其中一者。
8. 如申請專利範圍第1項所述的迷宮環，其中該環形護蓋包含一環形的保持器與一彈性體，該彈性體覆蓋該保持器的至少局部表面，該環形護蓋具有一內緣與一外緣，該彈性體形成二扣唇，其中一扣唇位於該外緣，另一扣唇位於該內緣，該二扣唇其中一者卡抵於該外凹溝與該內凹溝其中一者。
9. 如申請專利範圍第8項所述的迷宮環，其中該彈性體為橡膠材質，該保持器為金屬材質。
10. 如申請專利範圍第1項所述的迷宮環，其中該隙縫具有一斜錐部，由剖面觀之，該斜錐部朝向該前端開口徑向向外傾斜。

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