專利名稱：襯套式空氣軸承及主軸裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種加工機械，特別是涉及一種襯套式空氣軸承及主軸裝置。
背景技術：
為了達到高速運轉的需求，主軸裝置內部已由空氣軸承(Air Bearing)取代滾珠軸承(Ball Bearing)來支撐心軸單元，相關專利前案如EP1207315及中國臺灣1230642，而這些前案中的空氣軸承為單件式結構，與外殼體互相鎖定，且外殼體又被工具機的鞍座鎖固，所以空氣軸承很難與心軸單元產生高頻共振，抑制了心軸單元的最高轉速，目前業界通過兩種作法來嘗試提高最高轉速，一是把空氣壓力提高，高至0.7Mpa左右，二是縮小空氣軸承與心軸單元的氣隙，小至20 y m左右，且上述兩種作法只能將最高轉速有限度地提高，以上述參數而言，大約能使最高轉速達到200，OOOrpm。若要最高轉速達到300，OOOrpm,推估其氣隙要加工到13.3iim左右。但是前者提高設備及運轉成本，后者提高精密加工成本，所以要如何尋求其他低成本的對策，是業界急欲解決的課題。
發明內容
本發明的一目的在于提供一種組裝簡單、加工容易且能提升高速運轉穩定性的襯套式空氣軸承。本發明的另一目的，在于提供一種能使空氣軸承與心軸單元產生高頻共振且能提升心軸單元高速運轉穩定性的主軸裝置。本發明的襯套式空氣軸承，包含一個外環座、一個內襯套、一個環形空間及數個緩沖止漏環。該外環座沿著一條軸線延伸且呈中空筒狀，并具有一個圍繞該軸線的外環面、一個與該外環面相反且能界定出一個內孔的內環面及至少一個由該外環面連通至該內環面的引氣孔，該內襯套沿著該軸線延伸`且呈中空筒狀，穿設在該外環座的內孔中，并具有一個與該內環面相對的外周面、一個與該外周面相反且能界定出一個軸孔的內周面及數個由該外周面連通至該內周面且使該內孔與該軸孔相連通的導氣孔，該環形空間設置在該外環座與該內襯套之間，所述導氣孔通過該環形空間與所述引氣孔相導通，所述緩沖止漏環，分別設置在該外環座與該內襯套之間，且使該外環座的內環面與該內襯套的外周面之間的環形空間與外界形成氣密。本發明的襯套式空氣軸承，該外環座還具有一個主體、一個沿著該軸線設置在該主體其中一側的第一側蓋及一個相反于該第一側蓋設置在該主體另一側的第二側蓋，該第一側蓋具有一個能沿著徑向朝該軸線凸伸的第一端面，該第二側蓋具有一個能沿著徑向朝該軸線凸伸的第二端面，所述緩沖止漏環限位在該第一端面與該第二端面之間。本發明的襯套式空氣軸承，該外環座的主體具有數個與該引氣孔相連通的導流孔，該第二側蓋具有一個與所述導流孔相連通的環槽及數個與該環槽相連通的輸氣孔。本發明的襯套式空氣軸承，該內襯套還具有數個分別固設在所述導氣孔中的導氣噴嘴，所述導氣噴嘴各具有一個與該導氣孔導通的通孔。
本發明的襯套式空氣軸承，該內襯套還具有至少一個由該內周面凹設且與所述導氣孔相連通的引氣環道。本發明的襯套式空氣軸承，還包含一個設置在該外環座與該內襯套之間的冷卻槽及兩個分別阻隔在該冷卻槽與所述導氣孔之間的密封元件，該外環座還具有至少一個由該外環面連通至該冷卻槽的冷卻導孔，該冷卻槽凹設于該外環座的內環面，且設置在該環形空間中段。本發明的襯套式空氣軸承，該內襯套的重量不大于70克。本發明的主軸裝置，包含一個心軸單元、一個殼體、一個馬達、一個前空氣軸承及一個后空氣軸承。該心軸單元沿著一條軸線延伸，并具有一個前端部、一個后端部、一個介于該前端部與該后端部之間的中段，該殼體呈中空筒狀且套設在該心軸單元外部，該馬達安裝在該心軸單元的中段與該殼體之間且能驅動該心軸單元轉動，該前空氣軸承，安裝在該心軸單元的前端部與該殼體之間，并具有一個套設在該殼體內部的前外環座、一個套設在該前外環座內部的前內襯套、一個設置在該前外環座與該前內襯套之間的前環形空間及兩個分別設置在該前外環座與該前內襯套之間的前緩沖止漏環，該前外環座沿著該軸線延伸且呈中空筒狀，并具有一個圍繞該軸線且相對于該殼體的前外環面、一個與該前外環面相反且能界定出一個前內孔的前內環面及至少一個由該前外環面連通至該前內環面的前引氣孔，該前內襯套沿該軸線延伸且呈中空筒狀，穿設在該前外環座的前內孔中，并具有一個與該前內環面相對的前外周面、一個與該前外周面相反且能界定出一個前軸孔的前內周面及數個由該前外周面連通至該前內周面且使該前內孔與該前軸孔相連通的前導氣孔，所述前導氣孔利用該前環形空間與該前引氣孔相導通，所述前緩沖止漏環能使該前內環面與該前外周面之間的前環形空間與外界產生氣密，該后空氣軸承安裝在該心軸單元的后端部與該殼體之間，并具有一個套設在該殼體內部的后外環座、一個套設在該后外環座內部的后內襯套、一個設置在該后外環座與該后內襯套之間的后環形空間及兩個分別設置在該后外環座與該后內襯套之間的后緩沖止漏環，該后外環座沿著該軸線延伸且呈中空筒狀，并具有一個圍繞該軸線且相對于該殼體的后外環面、一個與該后外環面相反且能界定出一個后內孔的后內環面及至少一個由該后外環面連通至該后內環面的后引氣孔，該后內襯套沿著該軸線延伸且呈中空筒狀 ，穿設在該后外環座的后內孔中，并具有一個與該后內環面相對的后外周面、一個與該后外周面相反且能界定出一個后軸孔的后內周面及數個由該后外周面連通至該后內周面且使該后內孔與該后軸孔相連通的后導氣孔，所述后導氣孔通過該后環形空間與該后引氣孔相導通，所述后緩沖止漏環能使該后內環面與該后外周面之間的后環形空間與外界產生氣密。本發明的主軸裝置，該前空氣軸承的前外環座還具有一個前主體、一個沿著該軸線設置在該前主體其中一側的前第一側蓋及一個相反于該前第一側蓋設置在該前主體另一側的前第二側蓋，該前第一側蓋、該前第二側蓋各具有一個能沿著徑向凸伸至該前內孔的前第一端面、前第二端面，所述前緩沖止漏環限位在該前第一端面與該前第二端面之間，該后空氣軸承的后外環座還具有一個后主體、一個沿著該軸線設置在該后主體其中一側的后第一側蓋及一個相反于該后第一側蓋設置在該后主體另一側的后第二側蓋，該后第一側蓋與該后第二側蓋各具有一個能沿著徑向凸伸至該后內孔的后第一端面、后第二端面，所述后緩沖止漏環限位在該后第一端面與該后第二端面之間。
本發明的主軸裝置，該前內襯套與該后內襯套還各具有數個分別固設在所述前導氣孔、所述后導氣孔中的前導氣噴嘴、后導氣噴嘴，所述前導氣噴嘴與所述后導氣噴嘴各具有一個與所述前導氣孔、后導氣孔導通的通孔。本發明的主軸裝置，該前空氣軸承的前內襯套還具有至少一個由該前內周面凹設且與該前內襯套的前導氣孔相連通的前引氣環道，該后空氣軸承的后內襯套還具有至少一個由該后內周面凹設且與該后內襯套的后導氣孔相連通的后引氣環道。本發明的主軸裝置，該前空氣軸承還具有一個設置在該前外環座與該前內襯套之間的前冷卻槽及兩個分別阻隔在該前冷卻槽與所述前導氣孔之間的前密封元件，該前外環座還具有至少一個由該前外環面連通至該前冷卻槽的前冷卻導孔，該前空氣軸承的前冷卻槽凹設于該前外環座的前內環面，且設置在該前環形空間中段，該后空氣軸承還具有一個設置在該后外環座與該后內襯套之間的后冷卻槽及兩個分別阻隔在該后冷卻槽與所述后導氣孔之間的后密封元件，該后外環座還具有至少一個由該后外環面連通至該后冷卻槽的后冷卻導孔，該后空氣軸承的后冷卻槽凹設于該后外環座的后內環面，且設置在該后環形空間中段。本發明的主軸裝置，該前內襯套與該心軸單元之間具有一個前氣隙，該后內襯套與該心軸單元之間具有一個后氣隙，且該心軸單元的最高轉速與該前氣隙、該后氣隙其中任一者相乘所得的一個轉速氣隙乘積值，不低于4.SrpmXm0本發明的主軸裝置，該前內襯套、該后內襯套的重量均不大于70克。本發明的有益效果在于:該空氣軸承利用該外環座與該內襯套的套接，并配合所述緩沖止漏環設置在該外環座與該內襯套之間，則能降低空氣壓力及增加氣隙，不但能提升高速運轉穩定性、能降低成本，且該主軸裝置應用該空氣軸承，則能產生高頻共振且提升該心軸單元高速運轉穩定性。
圖1是本發明襯套式空氣軸承及主軸裝置的一個平面組合圖；圖2是該較佳實施例的一個局部放大示意圖，說明一個前空氣軸承對應于一個心軸單元的前端部；圖3是本發明上述較佳實施例的前空氣軸承組合剖視圖；圖4是圖3的局部放大示意圖；圖5是本發明上述較佳實施例的另一個局部放大示意圖，說明一個后空氣軸承對應于該心軸單元的后端部；圖6是本發明上述較佳實施例的后空氣軸承的組合剖視圖；圖7是本發明第二較佳實施例的一個前空氣軸承與一個后空氣軸承的示意圖；圖8是圖7的局部放大示意圖；圖9是本發明第三較佳實施例的一個前空氣軸承與一個后空氣軸承的示意圖；圖10是圖9的局部放大示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。
如圖1所示，本發明襯套式空氣軸承的一個較佳實施例，可為前空氣軸承或后空氣軸承，且適宜安裝在一個主軸裝置100內部，該主軸裝置100包含一個心軸單元10、一個套設在該心軸單元10外部的殼體20、一個套設在該心軸單元10與該殼體20之間的馬達30、一個設置在該馬達30前側的前空氣軸承40、一個設置在該馬達30后側的后空氣軸承50及一個設置在該后空氣軸承50后側的頭座單元60。該心軸單元10沿著一條軸線L延伸，并具有一個前端部11、一個后端部12、一個介于該前端部11與該后端部12之間的中段13及一個設于該前端部11且沿著徑向延伸的定位盤件14。該殼體20呈中空筒狀，具有一個沿著軸向延伸的導氣道21。該馬達30安裝在該心軸單元10的中段13與該殼體20之間且能驅動該心軸單元10轉動。如圖2、圖3及圖4所示，該前空氣軸承40安裝在該心軸單元10的前端部11與該殼體20之間，并具有一個套設在該殼體20內部的前外環座41、一個套設在該前外環座41內部的前內襯套42、一個設置在該前外環座41與該前內襯套42之間的前環形空間43及兩個分別設置在該前外環座41與該前內襯套42之間的前緩沖止漏環44。該前外環座41沿著該軸線L延伸且呈中空筒狀，并具有一個圍繞該軸線L且相對于該殼體20的前外環面411、一個與該前外環面411相反且能界定出一個前內孔413的前內環面414及數個由該前外環面411連通至該前內環面414的前引氣孔415，所述前引氣孔415與該導氣道21相連通。本實施例的前外環座41呈三件式，并具有一個前主體45、一個沿著該軸線L設置在該前主體45其中一側的前第一側蓋46、一個相反于該前第一側蓋46設置在該前主體45另一側的前第二側蓋47，且該前主體45呈階級中空筒狀，并具有一個與該前外環面411垂直設置且能抵止在該殼體20其中一端面的前凸環412，所述前引氣孔415沿著徑向設置在該前主體45，該前第一側蓋46具有一個沿著徑向朝該軸線L凸伸的前第一端面461，該前第二側蓋47具有一個沿著徑向朝該軸線L凸伸的前第二端面471，且該前第一側蓋46設置在該馬達30與該前主體45之間，該前第二側蓋47設置在該前主體45與該定位盤件14之間。較佳地，該外環座41的前主體45還具有數個與所述前引氣孔415相連通的導流孔451，該第二側蓋47具有一個與所述導流孔451相連通的環槽472及數個與該環槽472相連通且對應于該定位盤件14的輸氣孔473，利用該導流孔451、該環槽472與所述輸氣孔473的設置，以及所述輸氣孔473對應于該定位盤件14，能使該前空氣軸承40兼具徑向支撐及軸向止推(trust)的功能。該前內襯套42沿著該軸線L延伸且呈階級中空筒狀，穿設在該前外環座41的前內孔413中，并具有一個與該前內環面414相對的前外周面421、一個與該前外周面421相反且能界定出一個前軸孔422的前內周面423、數個由該前外周面421連通至該前內周面423且使該前內孔413與該前軸孔422相連通的前導氣孔424及數個分別固設在所述前導氣孔424中的前導氣噴嘴48，所述前導氣孔424對應該前內襯套42軸向的兩端分設成兩組，且利用該前環形空間43與所述前引氣孔415相導通，該前外周面421具有一個前中間段426、兩個分別對應于該前第一側蓋46、該第二側蓋47且外徑小于該前中間段426的前側端段427及兩個分別銜接在該前中間段426與所述前側端段427之間的前抵止面428，該前中間段426具有一個 能產生該環形空間的凹環429，所述前導氣噴嘴48各具有一個與該前導氣孔424導通的通孔481。該心軸單元10的前端部11穿設在該前軸孔422中，且該前內襯套42與該心軸單元10之間具有一個前氣隙110，該前內襯套42的重量不大于70克。所述前緩沖止漏環44分別夾制限位在該前第一端面461、該前第二端面471與所述前抵止面428之間，能使該前內環面414與該前外周面421之間的前環形空間43與外界
產生氣密。參見圖5及圖6，該后空氣軸承50安裝在該心軸單元10的后端部12與該殼體20之間。并具有一個套設在該殼體20內部的后外環座51、一個套設在該后外環座51內部的后內襯套52、一個設置在該后外環座51與該后內襯套52之間的后環形空間53及兩個分別設置在該后外環座51與該后內襯套52之間的后緩沖止漏環54。本實施例的后外環座51與該前外環座41的流道大致設計相同，具有徑向支撐該心軸單元10的功能，但是不具有止推功能，并具有一個后主體55、一個沿著該軸線L設置在該后主體55其中一側的后第一側蓋56、一個相反于該后第一側蓋56設置在該后主體55另一側的后第二側蓋57，該后主體55、該后第一側蓋56、該后第二側蓋57的結構大致分別與該前主體45、該前第一側蓋46、該前第二側蓋47相同，所以詳細結構不再多加贅述，差異處在于:該后第一側蓋56設置在該馬達30與該后主體55之間，該后第二側蓋57套在該后主體55內部,該后主體55具有一個夾持在該殼體20另一端面與該頭座單兀60之間的后凸環551。該后內襯套52與該前內襯套42結構相同，并設有一個后軸孔522、數個后導氣孔524及數個分別固設在所述后導氣孔524中的后導氣噴嘴58，所述后導氣孔524對應該后內襯套52軸向的兩端也分設成兩組，且該心軸單元10的后端部12穿設在該后軸孔522中，該后內襯套52與該心軸單元10之間具有一個后氣隙120，該后內襯套52的重量不大于70克。且該后外環座51具有數個設于該后主體55的后引氣孔515。在此特別定義 「轉速氣隙乘積值」來表達本發明優于現有技術的特性，該轉速氣隙乘積值是將該心軸單元10的最高轉速乘上該前氣隙110(或后氣隙120)，得到轉速氣隙乘積值，本發明的轉速氣隙乘積值不低于4.8rpmXm,舉例來說:當最高轉速達200，OOOrpm時，該前氣隙110(或后氣隙120)不小于24 iim，轉速氣隙乘積值為200，OOOrpmX 24 iim=4.8rpmXm,當最高轉速達300，OOOrpm時，該前氣隙110 (或后氣隙120)不小于16 u m,轉速氣隙乘積值為 300，OOOrpmX 16 u m, = 4.8rpmXm,也就是說 200，OOOrpmX 24 Um =300, OOOrpmX 16 u m = 4.8rpmXm。相較于現有技術的轉速氣隙乘積值,若同樣以最高轉速200，OOOrpm做比對時，只有200，OOOrpmX 20 y m = 4.0rpmXm0此時，本發明的前氣隙110 (或后氣隙120)不小于24iim，較現有技術20iim為大。若同樣以最高轉速300，OOOrpm做比對時，本發明的前氣隙110(或后氣隙120)不小于16 ym，而現有技術的轉速要達到300, OOOrpm時，氣隙就要減小到13.3 u m，所以本發明仍然優于現有技術。該頭座單元60具有一個入氣接頭61，且能將氣源導流至該導氣道21再引流至該后空氣軸承50、該前空氣軸承40。再如圖1、圖2及圖5所示，當該主軸裝置100組裝完成時，該前空氣軸承40、該后空氣軸承50分別對應該心軸單元10的前端部11、該后端部12，且分別設置在該馬達30的前側、后側。當氣源自該頭座單元60的入氣接頭61引入時，透過該導氣道21引流至該后空氣軸承50的后引氣孔515、該前空氣軸承40的前引氣孔415，再通過該后環形空間53、該前環形空間43均勻地分流至所述后導氣孔524、前導氣孔424及所述后導氣噴嘴58、前導氣噴嘴48，利用該前內襯套42、該后內襯套52與該心軸單元10之間的前氣隙110、該后氣隙120的作用，則使該心軸單元10的前端部11、該后端部12獲得均勻、穩定的支撐，同時，利用所述前緩沖止漏環44夾設在該前外環座41與該前內襯套42之間、利用所述后緩沖止漏環54夾設在該后外環座51與該后內襯套52之間，能使該前內襯套42、該后內襯套52保持懸吊狀態，在以所述前導氣噴嘴48、后導氣噴嘴58對該心軸單元10噴氣時，本身也能沿著徑向相對于該前外環座41、該后外環座51產生高頻共振，且該前內襯套42、該后內襯套52的重量愈輕,效果愈佳。利用該前空氣軸承40的前內襯套42、該后空氣軸承50的后內襯套52能與該心軸單元10產生高頻共振的作用，所以導入該心軸單元10的空氣壓力能較現有技術為低(約
0.2Mpa)，且該心軸單元10與該前空氣軸承40之間的前氣隙110、該心軸單元10與該后空氣軸承50之間的后氣隙120與該心軸單元10的最高轉速的轉速氣隙乘積值因為不低于
4.8rpmXm，在相同的轉速下，本發明的前氣隙110 (或后氣隙120)較現有技術為大，能提升該心軸單元10達到最高轉速且穩定運轉，不但不需提高設備及運轉成本，且也不會因為精密加工而提高成本，已能解決現有技術運用空氣軸承的心軸裝置的問題。另外，再如圖7及圖8所示，本發明第二實施例與第一實施例大致相同，差異處在于:該前空氣軸承40’、該后空氣軸承50’不設置所述前導氣噴嘴48、后導氣噴嘴58，且該前內襯套42’、該后內襯套52’的所述前導氣孔49’、后導氣孔59’各具有一個對應該前外周面421’、該后外周面521’的大孔段491’、591’及一個銜接在該大孔段491’、591’一側的小孔段493’、593’，另外，該前內襯套42’、該后內襯套52’還各具有一對由該前內周面423’、該后內周面523’凹設且分別與每一組前導氣孔49’、后導氣孔59’的小孔段493’、593’相連通的前引氣環道420’、后引氣環道520’。因此，第二實施例與第一實施例除了前導氣噴嘴、后導氣噴嘴的差異外，利用該前引氣環道420’、該后引氣環道520’的設置，能使自該小孔段493’、593’噴出的氣流更加均勻。又如圖9、圖 10所示，本發明的第三實施例，該前空氣軸承40”的前內襯套42”的前外周面421”、該后空氣軸承50”的后內襯套52”的后外周面521”均呈平直狀，該前外環座41”的前內環面414”制成階級狀，并具有一個前主環段416”及兩個分別對應于該前第一側蓋46”與該前第二側蓋47”且內徑大于該前主環段416”的前側環段417”及兩個分別銜接在該前主環段416”與所述前偵彳環段417”之間的前抵止面418”，該前環形空間43”設置在該前主環段416”與該前外周面421”之間。該后外環座51”的后內環面514”也制成階級狀，并具有一個后主環段516”及兩個分別對應于該后第一側蓋56”與該后第二側蓋57”且內徑大于該后主環段516”的后側環段517”及兩個分別銜接在該后主環段516”與所述后側環段517”之間的后抵止面518”，該后環形空間53”設置在該后主環段516”與該后外周面521”之間。另外，該前空氣軸承40”還包含一個設置在該前外環座41”與該前內襯套42”之間的前冷卻槽419”，該前外環座41”還具有一個由該前外環面411”連通至該前冷卻槽419”的前冷卻導孔410”。本實施例中，該前冷卻槽419”凹設于該前外環座41”的前內環面414”，且設置在該前環形空間43”中段，該前空氣軸承40”還包含兩個分別阻隔在該前冷卻槽419”與該前內襯套42”的前導氣孔424”之間的前密封元件60”。且該前內襯套42”還具有兩個由該前內周面423”凹設且與該前內襯套42”的每一組前導氣孔424”相連通的前引氣環道420”。該后空氣軸承50”還包含一個設置在該后外環座51”與該后內襯套52”之間的后冷卻槽519”，該后外環座51”還具有一個由該后外環面511”連通至該后冷卻槽519”的后冷卻導孔510”。本實施例中，該后冷卻槽519”凹設于該后外環座51”的后內環面514”，且設置在該后環形空間53”中段，該后空氣軸承50”還包含兩個阻隔在該后冷卻槽519”與該后內襯套52”的后導氣孔524”之間的后密封元件61”。且該后內襯套52”還具有兩個由該后內周面523”凹設且與該后內襯套52”的每一組后導氣孔524”相連通的后引氣環道520”。當冷卻油自該前冷卻導孔410”、該后冷卻導孔510”引入時，利用該前冷卻槽419”、該后冷卻槽519”的設置，能使該前空氣軸承40”、該后空氣軸承50”產生冷卻效果。因此，第三實施例與第二實施例相較除了所述前抵止面、后抵止面設置位置的差異外，還利用該前冷卻槽419”、該后冷卻槽519”與所述前引氣環道420”、該后引氣環道520”的設置，更進一步提升該前空氣軸承40”、該后空氣軸承50”的冷卻及穩定支撐性能。值得一提 的是，本發明第三實施例是將該前冷卻槽419”、該后冷卻槽519”分別設置在該前環形空間43”、該后環形空間53”中段，且利用所述前密封元件60”、后密封元件61”的設置，使得該前冷卻槽419”、該后冷卻槽519”與該前環形空間43”、該后環形空間53”產生區隔，但是該前冷卻槽419”、該后冷卻槽519”也能與該前環形空間43”、該后環形空間53”沿著該軸線L排列設置(圖未示)，則也能達到預期的效果。
權利要求
1.一種襯套式空氣軸承,其特征在于包含: 一個外環座，沿著一條軸線延伸且呈中空筒狀，并具有一個圍繞該軸線的外環面、一個與該外環面相反且能界定出一個內孔的內環面及至少一個由該外環面連通至該內環面的引氣孔； 一個內襯套，沿著該軸線延伸且呈中空筒狀，穿設在該外環座的內孔中，并具有一個與該內環面相對的外周面、一個與該外周面相反且能界定出一個軸孔的內周面及數個由該外周面連通至該內周面且使該內孔與該軸孔相連通的導氣孔； 一個環形空間，設置在該外環座與該內襯套之間，所述導氣孔通過該環形空間與所述引氣孔相導通； 數個緩沖止漏環，分別設置在該外環座與該內襯套之間，且使該外環座的內環面與該內襯套的外周面之間的環形空間與外界形成氣密。
2.根據權利要求1所述的襯套式空氣軸承,其特征在于:該外環座還具有一個主體、一個沿著該軸線設置在該主體其中一側的第一側蓋及一個相反于該第一側蓋設置在該主體另一側的第二側蓋，該第一側蓋具有一個能沿著徑向朝該軸線凸伸的第一端面，該第二側蓋具有一個能沿著徑 向朝該軸線凸伸的第二端面，所述緩沖止漏環限位在該第一端面與該第二端面之間。
3.根據權利要求2所述的襯套式空氣軸承，其特征在于:該外環座的主體具有數個與該引氣孔相連通的導流孔，該第二側蓋具有一個與所述導流孔相連通的環槽及數個與該環槽相連通的輸氣孔。
4.根據權利要求1所述的襯套式空氣軸承，其特征在于:該內襯套還具有數個分別固設在所述導氣孔中的導氣噴嘴，所述導氣噴嘴各具有一個與該導氣孔導通的通孔。
5.根據權利要求1所述的襯套式空氣軸承,其特征在于:該內襯套還具有至少一個由該內周面凹設且與所述導氣孔相連通的引氣環道。
6.根據權利要求1所述的襯套式空氣軸承，其特征在于:還包含一個設置在該外環座與該內襯套之間的冷卻槽及兩個分別阻隔在該冷卻槽與所述導氣孔之間的密封元件，該外環座還具有至少一個由該外環面連通至該冷卻槽的冷卻導孔，該冷卻槽凹設于該外環座的內環面，且設置在該環形空間中段。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的襯套式空氣軸承，其特征在于:該內襯套的重量不大于70克。
8.—種主軸裝置,包含一個心軸單元、一個殼體、一個馬達、一個前空氣軸承及一個后空氣軸承；該主軸裝置的特征在于: 該心軸單元，沿著一條軸線延伸，并具有一個前端部、一個后端部、一個介于該前端部與該后端部之間的中段； 該殼體，呈中空筒狀且套設在該心軸單元外部； 該馬達，安裝在該心軸單元的中段與該殼體之間且能驅動該心軸單元轉動； 該前空氣軸承，安裝在該心軸單元的前端部與該殼體之間，并具有一個套設在該殼體內部的前外環座、一個套設在該前外環座內部的前內襯套、一個設置在該前外環座與該前內襯套之間的前環形空間及兩個分別設置在該前外環座與該前內襯套之間的前緩沖止漏環，該前外環座沿著該軸線延伸且呈中空筒狀，并具有一個圍繞該軸線且相對于該殼體的前外環面、一個與該前外環面相反且能界定出一個前內孔的前內環面及至少一個由該前外環面連通至該前內環面的前引氣孔，該前內襯套沿該軸線延伸且呈中空筒狀，穿設在該前外環座的前內孔中，并具有一個與該前內環面相對的前外周面、一個與該前外周面相反且能界定出一個前軸孔的前內周面及數個由該前外周面連通至該前內周面且使該前內孔與該前軸孔相連通的前導氣孔，所述前導氣孔通過該前環形空間與該前引氣孔相導通，所述前緩沖止漏環能使該前內環面與該前外周面之間的前環形空間與外界產生氣密； 該后空氣軸承，安裝在該心軸單元的后端部與該殼體之間，并具有一個套設在該殼體內部的后外環座、一個套設在該后外環座內部的后內襯套、一個設置在該后外環座與該后內襯套之間的后環形空間及兩個分別設置在該后外環座與該后內襯套之間的后緩沖止漏環，該后外環座沿著該軸線延伸且呈中空筒狀，并具有一個圍繞該軸線且相對于該殼體的后外環面、一個與該后外環面相反且能界定出一個后內孔的后內環面及至少一個由該后外環面連通至該后內環面的后引氣孔，該后內襯套沿著該軸線延伸且呈中空筒狀，穿設在該后外環座的后內孔中，并具有一個與該后內環面相對的后外周面、一個與該后外周面相反且能界定出一個后軸孔的后內周面及數個由該后外周面連通至該后內周面且使該后內孔與該后軸孔相連通的后導氣孔，所述后導氣孔利用該后環形空間與該后引氣孔相導通，所述后緩沖止漏環能使該后內環面與該后外周面之間的后環形空間與外界產生氣密。
9.根據權利要求8所述的主軸裝置，其特征在于:該前空氣軸承的前外環座還具有一個前主體、一個沿著該軸線設置在該前主體其中一側的前第一側蓋及一個相反于該前第一側蓋設置在該前主體另一側的前第二側蓋，該前第一側蓋、該前第二側蓋各具有一個能沿著徑向凸伸至該前內孔的前第一端面、前第二端面，所述前緩沖止漏環限位在該前第一端面與該前第二端面之間，該后空氣軸承的后外環座還具有一個后主體、一個沿著該軸線設置在該后主體其中一側的后第一側蓋及一個相反于該后第一側蓋設置在該后主體另一側的后第二側蓋，該后第一側蓋與該后第二側蓋各具有一個能沿著徑向凸伸至該后內孔的后第一端面、后第二端面，所述后緩沖止漏環限位在該后第一端面與該后第二端面之間。
10.根據權利要求8所述的主軸裝置，其特征在于:該前內襯套與該后內襯套還各具有數個分別固設在所述前導氣孔、所述后導氣孔中的前導氣噴嘴、后導氣噴嘴，所述前導氣噴嘴與所述后導氣噴嘴各具有一個與所述前導氣孔、后導氣孔導通的通孔。
11.根據權利要求8所述的主軸裝置，其特征在于:該前空氣軸承的前內襯套還具有至少一個由該前內周面凹設且與該前內襯套的前導氣孔相連通的前引氣環道，該后空氣軸承的后內襯套還具有至少一個由該后內周面凹設且與該后內襯套的后導氣孔相連通的后引氣環道。
12.根據權利要求8所述的主軸裝置，其特征在于:該前空氣軸承還具有一個設置在該前外環座與該前內襯套之間的前冷卻槽及兩個分別阻隔在該前冷卻槽與所述前導氣孔之間的前密封元件，該前外環座還具有至少一個由該前外環面連通至該前冷卻槽的前冷卻導孔，該前空氣軸承的前冷卻槽凹設于該前外環座的前內環面，且設置在該前環形空間中段，該后空氣軸承還具有一個設置在該后外環座與該后內襯套之間的后冷卻槽及兩個分別阻隔在該后冷卻槽與所述后導氣孔之間的后密封元件，該后外環座還具有至少一個由該后外環面連通至該后冷卻槽的后冷卻導孔，該后空氣軸承的后冷卻槽凹設于該后外環座的后內環面，且設置在該后環形空 間中段。
13.根據權利要求8至12中任一項所述的主軸裝置，其特征在于:該前內襯套與該心軸單元之間具有一個前氣隙，該后內襯套與該心軸單元之間具有一個后氣隙，且該心軸單元的最高轉速與該前氣隙、該后氣隙其中任一者相乘所得的一個轉速氣隙乘積值，不低于4.8rpmXm。
14.根據權利要求8至12中任一項所述的主軸裝置，其特征在于:該前內襯套、該后內襯套的重量均 不大于70克。
全文摘要
一種襯套式空氣軸承及主軸裝置，該空氣軸承具有一個外環座、一個套設在該外環座內部的內襯套、一個設置在該外環座與該內襯套之間的環形空間及兩個分別設置在該外環座與該內襯套之間的緩沖止漏環，該外環座具有至少一個引氣孔，該內襯套具有數個利用該環形空間能與該引氣孔導通的導氣孔，所述緩沖止漏環能使該環形空間與外界產生氣密，且該主軸裝置裝設有該空氣軸承。借此，該空氣軸承提供一個心軸單元穩定支撐。
文檔編號F16C37/00GK103244559SQ20121002404
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月3日 優先權日2012年2月3日
發明者丁志輝, 沈慶輝, 吳嘉達 申請人:達航工業股份有限公司