迷宫环的制作方法

本实用新型涉及一种迷宫环(迷宫式密封环)，能够组装在例如工具机主轴等转轴，用以阻隔外部的油、水、灰尘、碎屑等污染物，避免水气侵入。

背景技术：

在工具机主轴或其他具有转轴的机械中，为了降低转轴转动时的阻力，需要利用轴承支承转轴，转轴与周围固定不转动的部件之间不能直接接触，使得转轴与轴承周围往往充满了空隙，容易让水气侵入而造成转轴或轴承的锈蚀，影响加工精度。

为了避免水气侵入工具机主轴，目前已有工具机主轴使用气幕式设计或迷宫式设计等技术来阻隔水气。

气幕式设计可以参考例如中国台湾TWM489044号专利所述，是将主轴周围之间隙设置成气幕通道，并且向主轴注入气体，使气体从气幕通道向外吹出，能将喷溅在主轴上的水气或切削液吹离主轴，阻挡水气侵入，由于气幕式设计需要在主轴周围设置进气通道，另外还需连接气体供应源，会使整体机构较为复杂，提高设备成本与操作的人力成本。

迷宫式设计可以参考例如中国台湾TWM415010号专利所述，是在主轴安装形状凹凸嵌插匹配的端盖与防尘盖，端盖与防尘盖后端抵靠于轴承，并且在端盖与防尘盖之间有间隙，凭借将间隙内部的路径曲折化、复杂化，并且尽可能地缩小端盖与防尘盖之间之间隙，而能够提高防水、防尘效果。相较于气幕式设计，迷宫式设计具有结构较简单与易于使用的特点，然而，由于工具机主轴在高速旋转时，间隙中的空气会受主轴带动而产生风压，在工具机内部产生真空吸力，容易吸入水气，虽然迷宫式设计中有曲折之间隙路径，长时间使用后水气仍然会渐渐经由间隙侵入，无法完全阻隔水气。

技术实现要素：

本实用新型的其中一项目的在于提供一种迷宫环，能够提高阻隔水气侵入的能力。

为了达成上述及其他目的，本实用新型提供一种迷宫环，包括内环件、外环件与环形护盖。其中外环件套接于内环件的周面，于内环件与外环件之间具有环形的隙缝，隙缝具有前端开口，环形护盖卡抵于内环件与外环件其中之一并遮盖隙缝的前端开口。

在某些情况中，环形护盖包括环形的保持器与弹性体，弹性体覆盖于保持器的至少局部表面。

在某些情况中，保持器具有一裸露面未被该弹性体覆盖，裸露面面向该前端开口。

在某些情况中，环形护盖于内缘与外缘各形成一扣唇。

在某些情况中，内环件的前端面与外环件的前端面大致齐平，内环件的后端面与该外环件的后端面大致齐平。

在某些情况中，外环件具有外阶梯凹部，内环件具有内阶梯凹部，外阶梯凹部与内阶梯凹部共同形成一容置槽，环形护盖位于容置槽。

在某些情况中，外环件具有外凹沟，外凹沟位于外阶梯凹部，内环件具有内凹沟，内凹沟位于内阶梯凹部，环形护盖卡抵于外凹沟与内凹沟其中之一。

在某些情况中，弹性体为橡胶材质，保持器为金属材质。

在某些情况中，内环件与外环件之间的隙缝具有斜锥部，由剖面观之，该斜锥部朝向该前端开口径向向外倾斜。

如此，本实用新型所提供的迷宫环能够利用环形护盖遮盖于内环件与外环件之间的隙缝的前端开口，避免内环件与外环件之间的隙缝直接暴露于外，除了能用环形护盖直接遮挡住在加工环境中喷溅的切削液、碎屑、灰尘，也能减少水气进入缝隙的机会，而环形护盖与前端开口之间的空间也可以注入油脂，能够进一步减少水气侵入的机会，提高阻隔水气的能力。

承上述，在提高阻隔水气的能力的情形下，水气更不容易侵入工具机主轴中，将能够降低工具机主轴需要进行岁修的频率，而能够提高产线稼动率，并且减少因维修而造成的零件或材料损耗，降低使用者的整体营运成本。

附图说明

图1为本实用新型迷宫环的立体图。

图2为图1的局部放大图。

图3为本实用新型迷宫环的立体分解图。

图4为本实用新型迷宫环另一视角的立体分解图。

图5为本实用新型迷宫环组装于主轴时的剖面图。

图6为图4的局部放大图。

图7为图5的局部放大图。

附图标记说明：容置槽X；前端开口O；内环件10；前端面11；后端面12；内阶梯凹部13；内凹沟14；内沟槽部15；内斜锥面151；外环件20；前端面21；后端面22；外阶梯凹部23；外凹沟24；外沟槽部25；外斜锥面251；环形护盖30；保持器31；裸露面311；弹性体32；扣唇321、322；工具机主轴90；本体91；滑套92；旋转轴93；轴承94；内环941；外环942；滚珠943；轴承95。

具体实施方式

请参考图1至图4，本实用新型提供一种迷宫环，如图5所示，能够组装于工具机主轴90中，主轴包括本体91、滑套92、旋转轴93与轴承94、95，旋转轴93穿置于本体91中，滑套92与轴承94、95分别支承于旋转轴93，并且夹置于本体91与旋转轴93之间，使旋转轴93能轻易地相对于本体91转动，其中，轴承94包括内环941、外环942与滚珠943，内环941套接于旋转轴93，外环942抵靠于本体91，滚珠943夹置于内环941与外环942之间，使轴承94的内环941与外环942能轻易地相对转动。

请参考图1至图4，本实用新型的迷宫环包括一内环件10、一外环件20与一环形护盖30。

该内环件10具有一前端面11与一后端面12，该内环件10还具有一内阶梯凹部13，内阶梯凹部13从前端面11的外缘朝向后端面12凹下成阶梯状，该内环件10还具有一内凹沟14，该内凹沟14位于内阶梯凹部13，从内阶梯凹部13的内缘侧面径向向内凹入，内环件10的外周面另外形成内沟槽部15，内沟槽部15位于内阶梯凹部13与后端面12之间，其中，在内沟槽部15中具有一内斜锥面151，内斜锥面151由内阶梯凹部13朝向靠近后端面12向内倾斜渐缩。

外环件20套接于内环件10的外周面，对应于内环件10，外环件20也具有一前端面21与一后端面22，且两个前端面11、21及两个后端面12、22分别大致齐平，该外环件20还具有一外阶梯凹部23，外阶梯凹部23从前端面21的内缘朝向后端面22凹下，并且与内阶梯凹部13相邻而共同形成一环形的容置槽，外环件还具有一外凹沟24，外凹沟位于外阶梯凹部23，从外阶梯凹部23的外缘侧面径向向外凹入，外环件20的内周面另外形成外沟槽部25，外沟槽部25位于外阶梯凹部23与后端面22之间，外沟槽部25与内沟槽部15形状凹凸对应，外沟槽部25也具有对应于内斜锥面151的外斜锥面251，由外阶梯凹部23朝向靠近后端面22向内倾斜渐缩，于外环件20套接于内环件10后，在外沟槽部25与内沟槽部15之间形成环形的隙缝，并且在内斜锥面151与外斜锥面251之间形成斜锥部，由剖面观之，如图2所示，内环件10与外环件20之间的缝隙由两个后端面12、22之间向前曲折延伸，并于靠近内阶梯凹部与外阶梯凹部组成的容置槽X处形成前端开口O，内斜锥面151与外斜锥面251之间的斜锥部朝向前端开口O径向向外倾斜。需特别说明的是，由于外环件20与内环件10之间具有环形的隙缝，外环件20与内环件10之间的相对位置并非完全固定，故两个前端面11、21及两个后端面12、22之间可能略有高低段差，此外，两组前、后端面之间精确的相对位置也需要与使用时邻近抵靠的轴承配合，可能不会完全齐平，惟此轴向的高低段差大致不超过2mm，相较于工具机主轴或迷宫环的整体尺寸而言尚属微小，此处仍称为大致齐平。

环形护盖30包括一环形的保持器31与一弹性体32，其中保持器31为扁平的金属环，弹性体32为直接成型附着或粘附于保持器31的橡胶，弹性体32包覆于保持器31的内、外缘以及前侧表面，使保持器31仅由后侧表面形成裸露面311裸露于外，弹性体32在环形护盖30的内、外缘各形成一扣唇321、322，其中位于内缘的扣唇321勾扣于内凹沟14，位于外缘的扣唇322勾扣于外凹沟24，使环形护盖容置于容置槽X中，以裸露面311面向前端开口O，并且遮盖前端开口O。

由于环形护盖30中的弹性体32未包覆裸露面311，裸露面311较环形护盖30内、外缘的扣唇321、322凹陷，于裸露面311与内阶梯凹部13靠近后端面12一侧的底面之间形成连通于隙缝的半开放状容室，于容室中以及隙缝中可填注油脂。此处所使用的油脂例如是黄油或其他具润滑效果的油脂，较佳者可采用轴承专用润滑油。

请参考图5至图7，上述的迷宫环可以安装于工具机主轴中，夹置于本体91与旋转轴93之间，后端并抵靠于轴承94，其中内环件10套接于旋转轴93，内环件10的后端面12抵靠于轴承94的内环941，外环件20抵靠于本体91，外环件20的后端面22抵靠于轴承的外环942，如图6与图7所示，位于环形护盖30内缘的扣唇321紧贴但仅轻微接触或不接触于内环件10的内凹沟14，位于环形护盖30外缘的扣唇322卡抵于外环件20的外凹沟24；当旋转轴93转动时，旋转轴93、内环件10与内环941能一同转动，外环件20与环形护盖30则间接或直接接触本体91而不转动，由于内环件10与外环件20之间具有隙缝，且内环件10与环形护盖30之间仅有轻微接触或不接触，使得内环件10与外环件20相对转动时没有或仅有极小的摩擦阻力，不妨碍旋转轴93的转动。

承上述，由于环形护盖具有扣唇，能够紧贴于内环但不卡抵于内环，使得环形护盖与内环之间的空隙极小化，能够在转动阻力极小的情况下尽可能缩小迷宫环中的空隙，降低水气或其他外部污染物侵入的机会。

其次，由于环形护盖中含有金属的保持器，使环形护盖不致于因橡胶本身的弹性、塑性等性质而轻易变形，于制作环形护盖时，较易于制作具有较高真圆度的环形护盖，有助于提高环形护盖乃至迷宫环整体的精密度，减少环形护盖与内环件之间发生接触摩擦的机会。

此外，在内环件与外环件之间的隙缝中，具有内斜锥面与外斜锥面构成的斜锥部，如果有水气与水珠侵入隙缝中，在内环件转动时能够带动斜锥部中的水气转动，利用离心力的原理将水气与水珠向外甩出，而使水气与水珠退回到隙缝的前端开口处，降低水气穿过隙缝的机会。

以上实施例仅为说明而举一具体实施例，其中的各个部件在不影响使用功能的情形下，可依制作或使用的需求而改变外型，举例而言，改将弹性体完整包覆于保持器，或者改变内环件与外环件的内、外周面形状、前、后端面形状，或者改变内、外环件之间的隙缝的延伸路径，均属可能的具体实施方式。

此外，在前述实施例中，环形护盖直接卡抵于外环件的外凹沟，若改将环形护盖内缘的扣唇卡抵于内环件的内凹沟，并且以环形护盖外缘的扣唇紧贴但仅轻微接触或不接触于外环件的外凹沟，仍然能获得与前述实施例相似的使用效果。

总结以上说明，本实用新型所提供的迷宫环能够提高阻挡水气与其他外部污染物侵入的机会，且具有极小的转动阻力，能够降低工具机主轴所需要进行整备保养的频率，而能提高产线稼动率，并且降低保养时可能发生的损耗。