TWI408295B - 旋轉機 - Google Patents

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TWI408295B TW099137160A TW99137160A TWI408295B TW I408295 B TWI408295 B TW I408295B TW 099137160 A TW099137160 A TW 099137160A TW 99137160 A TW99137160 A TW 99137160A TW I408295 B TWI408295 B TW I408295B
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Kazuma Ito
Kazuyuki Tatsuta
Tetsuro Sugiura
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Description

旋轉機
本發明係關於一種高度可信賴、具有極佳潤滑能力的併合軸承。本發明亦關於一種使用該併合軸承(combined bearing)的旋轉機。
習知上，用以支持旋轉軸的併合軸承係被運用於旋轉機中，如真空幫浦。第8圖顯示併合軸承的一例。如第8圖所示，併合軸承500具有兩個或兩個以上直接地相互結合的旋轉軸承501及503(或間接地在其間透過墊圈(spacer))。被使用的滾動軸承(rolling bearing)的種類包括滾珠軸承(ball bearing)(例如：傾角滾珠軸承(angular ball bearing)或深溝滾珠軸承(deep groove ball bearing))及滾柱軸承(roller bearing)。併合軸承500的潤滑及冷卻係如第8圖的箭號a1所示藉由從併合軸承500的外側表面供應潤滑油來完成(舉例來說，請參照日本專利公開1997-88947號)。
然而，由於如第8圖所示潤滑油係從旋轉軸承501的外側表面供應，故潤滑油並未滑順地被供應到旋轉軸承501及旋轉軸承503之間的內部空間。於是，未做到充分的潤滑。再者，相較於旋轉軸承501所供應的潤滑油，置於供應潤滑油的相反側的旋轉軸承503獲得較少的潤滑油供應。於是，相較於旋轉軸承501，旋轉軸承503可能未被充分的潤滑。為了能均等地潤滑旋轉軸承501及旋轉軸 承503兩者，可從旋轉軸承501及旋轉軸承503兩者外側表面供應潤滑油。然而，需要兩條用以供應潤滑油的供應路線，這造成其結構的複雜化。
本發明為有鑑於前述之問題點所開發者。本發明的一目的為提供一高度可靠的併合軸承，可達成對複數個滾動軸承均等並充足的潤滑並具有簡單且精簡的結構。本發明的另一目的為提供一使用此種併合軸承的旋轉機。
本發明之一局面係提供一種併合軸承，包括：第一滾動軸承及第二滾動軸承，係相互接觸並設於同一個軸線；以及潤滑油進入口，用以引入潤滑油進入形成於第一滾動軸承及第二滾動軸承之間的內部空間，潤滑油進入口係至少設於第一滾動軸承的一個外環，以及第二滾動軸承的一個外環。
依據上文所述之本發明，潤滑油可被直接地供應進入介於兩個相鄰滾動軸承之間的內部空間。因此，藉由潤滑油，這些滾動軸承可被輕易、均勻、並充分地潤滑。此外，可得到簡單且精簡的結構。
於本發明的一較佳局面中，潤滑油進入口係包括：一溝槽，形成於第二滾動軸承的外環的側表面；並且該側表面係與第一滾動軸承的外環的側表面接觸。
依據上文所述之本發明，潤滑油進入口可僅透過在滾動軸承的外環的側表面設置溝槽所形成。因此，可減少元件的數量。於是，可達到簡單且精簡的結構，並可減少生 產成本。
於本發明的一較佳局面中，潤滑油進入口包括複數個溝槽，分別形成於第一滾動軸承的外環的側表面，以及第二滾動軸承的外環的側表面；並且第一滾動軸承的側表面與第二滾動軸承的側表面係相互接觸。
依據上文所述之本發明，潤滑油進入口可僅透過在滾動軸承的外環的側表面設置溝槽所形成。因此，可減少元件的數量。於是，可達到簡單且精簡的結構，並可減少生產成本。
本發明之又一局面係提供一種併合軸承，包括：第一滾動軸承及第二滾動軸承，係設於同一個軸線；設於第一滾動軸承與第二滾動軸承之間之一外環墊圈及一內環墊圈；以及潤滑油進入口，用以引入潤滑油進入形成於第一滾動軸承及第二滾動軸承之間的內部空間，潤滑油進入口係設於外環墊圈。
依據上文所述之本發明，潤滑油可被直接地供應進入介於兩個相鄰滾動軸承之間的內部空間。因此，藉由潤滑油，這些滾動軸承可被輕易、均勻、並充分地潤滑。此外，可得到簡單且精簡的結構。
於本發明的一較佳局面中，潤滑油進入口包括形成於外環墊圈的溝槽。
依據上文所述之本發明，潤滑油進入口可僅透過於外環墊圈上設置溝槽而簡單地形成。
本發明的再一局面係提供一種旋轉機，包括：併合軸 承；以及受併合軸承所支持的轉動軸件。
依據上文所述之本發明，旋轉機的耐久度及可靠度係受到提升，因為旋轉機使用了上述的併合軸承。
於本發明的一較佳局面中，旋轉機係真空幫浦。
依據上文所述之本發明，真空幫浦的耐久度及可靠度係受到提升，因為真空幫浦使用了上述的併合軸承。真空幫浦係廣泛地被運用於半導體生產設備。若真空幫浦突然停止，或於真空幫浦發生任何其他故障，半導體生產設備整體可能受到影響，且可能造成嚴重的損壞。據此，較佳係在真空幫浦使用本發明之高耐久度及可靠度的併合軸承做為半導體生產設備。
以下參照圖面說明本發明之實施形態。
第1圖係顯示本發明第一實施例使用併合軸承10的真空幫浦100之剖面側視示意圖。第2圖係顯示包括在真空幫浦100的併合軸承10之基本構件之擴大剖面側視示意圖。
真空幫浦100係魯氏型乾式真空幫浦(Roots-type dry vacuum pump)，其包含兩個各受併合軸承10及一軸承150支持的轉動軸件153。於第1圖及第2圖僅繪製出一個轉動軸件153，而另一個係安裝於顯示於第1圖的轉動軸件153的後方。兩個轉動軸件153係設置為互相平行。魯式轉子159係固設於轉動軸件153並置於轉子外殼161。如圖所示馬達163係連結至兩支轉動軸件153中的一支的一 端部。用以建立轉動軸件153的同步轉動的傳動機構(定時傳動機構(timing gears))165係分別地固定於轉動軸件153的另一端部。
如第2圖所示，連接至轉動軸件153的一端部的傳動機構165係設置於傳動機構外殼167。傳動機構外殼167的內部空間提供一潤滑油槽171用以將潤滑油169儲藏於其中。傳動機構165的底部係浸漬於潤滑油169。油板173係附裝於傳動機構165的一端部表面。
併合軸承10包括內環及外環。內環係固定於轉動軸件153的周圍表面，而外環係固定於靠近軸承外殼175的固定側。
第3圖係顯示上述併合軸承10之基本構件之擴大剖面圖，而第4圖係從上方觀視第3圖的併合軸承10之視圖。如第3圖及第4圖所示，併合軸承10具有兩個滾動軸承(第一滾動軸承及第二滾動軸承)11、13其端部表面互相直接相對(即互相接觸)並相互直接連結。這些滾動軸承11及滾動軸承13係設於同一軸線。滾動軸承11具有一內環11a、一外環11b、以及設於內環11a及外環11b之間的複數個旋轉元件11c。類似地，滾動軸承13具有一外環13b、一外環13b、以及設於內環13a及外環13b之間的複數個旋轉元件13c。放射狀地延伸的溝槽(或凹槽(notch))11d、13d係分別形成於相互接觸的外環11b及13b之側表面。溝槽11d及13d放射狀地從外環11b及13b的外周圍表面延伸至內周圍表面。溝槽11d及13d相互相對以形成 一潤滑油進入口15。
當顯示於第1圖的馬達163被驅動，兩支轉動軸件153係朝相反方向同步旋轉，由此固設於轉動軸件153的魯式轉子159係朝相反方向相互同步旋轉。當魯式轉子159經旋轉，氣體(gas)係被限制於由魯式轉子159的周圍表面以及轉子外殼161的內周圍表面所形成的凹穴(pocket)中，並從吸引側被帶至排放側。以此方式完成氣體的排出。同時地，第2圖所示的油板173及傳動機構165係旋轉以將潤滑油169潑濺至潤滑油槽171的的頂面。沾附於潤滑油槽171的頂面的潤滑油169如箭號所示落至軸承蓋177上，並進一步的通過形成於軸承外殼175的引入通道176移動進入潤滑油進入口15。於是潤滑油169即穿過潤滑油進入口15被直接的供應進入形成於滾動軸承11及滾動軸承13之間的內部空間，從而從內部均等地潤滑滾動軸承11及13。此外，在此真空幫浦100，潤滑油169係由設在軸承外殼175底部的油儲存槽181收集。併合軸承10的底部係被浸漬在保持於油儲存槽181的潤滑油169。在油儲存槽181的潤滑油169也被轉動軸件153的轉動潑濺起來，以潤滑併合軸承10。潤滑油169流動於軸承蓋177之上並回到潤滑油槽171。
如上所述，本發明之併合軸承10使得潤滑油169能直接供應進入介於滾動軸承11及13之間的內部空間。因此，潤滑油169可輕易、均勻、並充分地潤滑此等複數個滾動軸承11及13。使用併合軸承10的真空幫浦100係乾 式幫浦。因此，併合軸承10必需以最少量的潤滑油169有效率地潤滑。本實施例之併合軸承10係有其功效因其可以較少份量的潤滑油169潤滑。此外，併合軸承10具有簡單的結構，故能將其製作為較精簡。
尤其，依據本發明之併合軸承10，潤滑油進入口15可僅透過提供在滾動軸承11及13的外環11b及13b的內側表面之溝槽11d及13d而形成。因此，可減少元件的數量、簡化結構、並能達到縮小尺寸及降低成本的功效。此外，不像將於後文敘述的第二實施例之滾動軸承11及13，在此並未使用墊圈21及23。是故用以設置墊圈21及23的空間可被忽略，並可得到更小的結構。此外，由於沒有墊圈21及23對精確度的影響，故併合軸承10的精確度及可靠度係進一步的得到提升。
並且，使用上文所述的併合軸承10亦可提升真空幫浦100的耐久度及可靠度，並可整體縮小真空幫浦100。真空幫浦100係被廣泛地使用做為半導體生產設備。若真空幫浦100突然停止，或於真空幫浦100發生任何其他故障，半導體生產設備整體可能受到影響，且可能造成嚴重的損壞。據此，較佳係在真空幫浦100使用本發明之高耐久度及可靠度的併合軸承10做為半導體生產設備。應注意的是真空幫浦100可被使用於除了半導體生產設備以外的各式各樣的設備。
第5圖係顯示本發明第二實施例的併合軸承10-2之基本構件之擴大剖面圖。第6圖係從上方觀視第5圖的併合 軸承10-2之視圖。在顯示於第5圖及第6圖的併合軸承10-2中，其元件相等或類似於顯示於第2圖至第4圖之上述實施例的併合軸承10的元件者，係以相同的元件符號標示。除此之外，與顯示於第2圖至第4圖、上述的實施例相同的結構及功能下面將不會被描述。併合軸承10-2與上述併合軸承10不同部分如下列所述。在顯示於第2圖至第4圖的上述實施例中，滾動軸承11及13的端表面互相直接相對。取而代之，在本實施例，滾動軸承11及13的端表面係間接地相對，並透過環狀的外環墊圈21及環狀的內環墊圈23連結。滾動軸承11及13係設於同一個軸線。從外環墊圈21的外周圍表面往內周圍表面放射狀地延伸的溝槽(或凹槽)21d，係形成於外環墊圈21的側表面。此溝槽21d提供有潤滑油進入口15。
如同上述的第一實施例，當馬達163被驅動，真空幫浦100開始運作。同時地，潤滑油169透過併合軸承10-2的潤滑油進入口15被直接地供應至形成於介於滾動軸承11及13之間的內部空間。於是潤滑油169以與上述的第一實施例相同的方式，從內側均等並充足地提供滾動軸承11及13兩者潤滑。
具體而言，同樣就依據本實施例的併合軸承10-2而言，潤滑油169可被直接地供應進入介於滾動軸承11及13之間的內部空間。因此，潤滑油169可輕易、均勻、並充分地潤滑此等複數個滾動軸承11及13。此外，使用併合軸承10-2的真空幫浦100的耐久度及可靠度係受到提 升。
雖然前面已列示並說明了本發明的某些較佳實施例，應注意可以在所附的申請專利範圍、說明書、及圖示的範疇中作許多的變更及修飾。任何未直接在說明書及圖示中被直接提及的形狀及結構，只要是具有與本發明同樣的功效，都應包含在本發明的技術概念之範疇。舉例來說，當溝槽11d及溝槽13d形成於滾動軸承11及13的兩側，以在上述的第一實施例形成潤滑油進入口15時，如顯示於在第7圖說明的併合軸承10-3，只有溝槽13d被形成於滾動軸承13的外環13b上，以形成潤滑油進入口15。透過此結構，由於溝槽13d只設於滾動軸承13，故其結構係更加簡單，而其製造成本同樣也減少。只在滾動軸承11的外環11b上形成溝槽11d以形成潤滑油進入口15亦為可行。此外，當只設有一個潤滑油進入口15於上述的實施例時，也可設有複數個潤滑油進入口15。
於上述的實施例中，兩個滾動軸承11及13係用以提供併合軸承10。代替來說，三個或以上的滾動軸承也可設置於相同的軸線，如此其端表面直接地或透過墊圈間接地互相相對，以形成併合軸承。在此例中，潤滑油進入口係設於全部或至少一個介於每個形成於相鄰的滾動軸承之間的內部空間。此外，當滾珠軸承被使用做為在上述實施例的滾動軸承11及13時，也可使用其他的軸承，例如滾柱軸承(roller bearing)。滾動軸承11及13可具有止動件(retainer)或不具有止動件。上述的實施例係將本發明的 併合軸承運用於真空幫浦的例子。本發明之併合軸承可被運用於各種各樣形式的旋轉機(例如其他形式的幫浦、壓縮機(compressor)、機器工具的軸件)，除了真空幫浦外，只要是具有被軸承支持的軸件的旋轉機即可。
10、10-2、10-3‧‧‧併合軸承
11、13‧‧‧滾動軸承
11a、13a‧‧‧內環
11b、13b‧‧‧外環
11c、13c‧‧‧旋轉元件
11d、13d‧‧‧溝槽
15‧‧‧潤滑油進入口
21‧‧‧外環墊圈
23‧‧‧內環墊圈
100‧‧‧真空幫浦
150‧‧‧軸承
153‧‧‧轉動軸件
159‧‧‧魯式轉子
161‧‧‧轉子外殼
163‧‧‧馬達
165‧‧‧傳動機構
167‧‧‧傳動機構外殼
169‧‧‧潤滑油
171‧‧‧潤滑油槽
173‧‧‧油板
175‧‧‧軸承外殼
176‧‧‧引入通道
177‧‧‧軸承蓋
181‧‧‧油儲存槽
500‧‧‧併合軸承
501、503‧‧‧旋轉軸承
第1圖係顯示使用併合軸承的真空幫浦之剖面側視示意圖；第2圖係顯示真空幫浦包括併合軸承之基本構件之擴大剖面側視示意圖；第3圖係顯示併合軸承之基本構件之擴大剖面圖；第4圖係從上方觀視第3圖的併合軸承之視圖；第5圖係顯示併合軸承的另一例子之基本構件之擴大剖面圖；第6圖係從上方觀視第5圖的併合軸承之視圖。
第7圖係顯示併合軸承的又一例子之基本構件之擴大剖面圖；以及第8圖係顯示習知併合軸承之基本構件之擴大剖面圖。
10‧‧‧併合軸承
11、13‧‧‧滾動軸承
15‧‧‧潤滑油進入口
153‧‧‧轉動軸件
165‧‧‧傳動機構
167‧‧‧傳動機構外殼
169‧‧‧潤滑油
171‧‧‧潤滑油槽
173‧‧‧油板
175‧‧‧軸承外殼
177‧‧‧軸承蓋
181‧‧‧油儲存槽

Claims (13)

  1. 一種旋轉機，包括：併合軸承；軸承外殼；軸承蓋；潤滑油槽；以及受該併合軸承所支持的轉動軸件；其中該併合軸承包含：第一滾動軸承及第二滾動軸承，係相互接觸並設於同一個軸線；以及潤滑油進入口，用以引入潤滑油進入形成於該第一滾動軸承及該第二滾動軸承之間的內部空間；其中該潤滑油進入口係至少設於該第一滾動軸承的一個外環，以及該第二滾動軸承的一個外環；其中該軸承外殼具有連接至該潤滑油進入口的引入通道；以及其中該軸承蓋之上表面的形狀得以收納從該潤滑油槽之頂面滴下的該潤滑油，並且透過該引入通道將該潤滑油引入該潤滑油進入口。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉機，其中，該潤滑油進入口係包括一溝槽，形成於該第二滾動軸承的外環的側表面；並且該側表面係與該第一滾動軸承的外環的側表面接觸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉機，其中，該潤滑油 進入口包括複數個溝槽，分別形成於該第一滾動軸承的外環的側表面，以及該第二滾動軸承的外環的側表面；並且該第一滾動軸承的側表面與該第二滾動軸承的側表面係相互接觸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉機，其中，該旋轉機係真空幫浦。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉機，復包括：用於將該潤滑油槽中之該潤滑油潑濺至該潤滑油槽之頂面的油板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉機，其中，該軸承蓋之該上表面係傾斜成透過該引入通道將收納到之該潤滑油引入該潤滑油進入口。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉機，復包括：用於收集已供應至該併合軸承之該潤滑油的油儲存槽。
  8. 一種旋轉機，包括：併合軸承；軸承外殼；軸承蓋；潤滑油槽；以及受該併合軸承所支持的轉動軸件；其中該併合軸承包含：第一滾動軸承及第二滾動軸承，係設於同一個軸線；以及外環墊圈及內環墊圈，係設於該第一滾動軸承 與該第二滾動軸承之間；以及潤滑油進入口，用以引入潤滑油進入形成於該第一滾動軸承及該第二滾動軸承之間的內部空間；其中該潤滑油進入口係設於該外環墊圈；其中該軸承外殼具有連接至該潤滑油進入口的引入通道；以及其中該軸承蓋之上表面的形狀得以收納從該潤滑油槽之頂面滴下的該潤滑油，並且透過該引入通道將該潤滑油引入該潤滑油進入口。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之旋轉機，其中，該潤滑油進入口包括形成於該外環墊圈的溝槽。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之旋轉機，其中，該旋轉機係真空幫浦。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之旋轉機，復包括：用於將該潤滑油槽中之該潤滑油潑濺至該潤滑油槽之頂面的油板。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之旋轉機，其中，該軸承蓋之該上表面係傾斜成透過該引入通道將收納到之該潤滑油引入該潤滑油進入口。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之旋轉機，復包括：用於收集已供應至該併合軸承之該潤滑油的油儲存槽。
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