TW201504538A - 流體靜壓軸承 - Google Patents
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Abstract
一種流體靜壓軸承,與一基座配合設置,並包含一浮座,及一固定座。該浮座以多孔材質製成,並包括多個孔隙,及多個與該基座的外表面相對應的反應面,每兩反應面夾設有一角度。該浮座與固定座相配合形成有一用以儲存高壓流體的容置空間,該容置空間內具壓力的流體會經由該浮座的孔隙朝該基座釋放,使該浮座的該等反應面與基座之間分別具有多個由流體壓力膜形成且垂直該等反應面的支撐力。該等反應面使具壓力的流體釋放時形成不同角度的支撐力,讓單一流體靜壓軸承即能夠提供多方向的支撐,在使用上更有彈性。
Description
本發明是有關於一種軸承,特別是指一種流體靜壓軸承。
空氣軸承(Air Bearing)又稱氣浮軸承,是用空氣作為潤滑劑的滑動軸承。空氣比油粘滯性小、耐高溫、無污染、摩擦力小、低維護成本,因而可用於高速機器、儀器、高精度測試、量測、及放射性裝置中;空氣軸承提供極高的線性作動精度,由於幾乎沒有機械接觸,磨損程度降到了最低,從而確保精度始終保持穩定;空氣軸承能夠在提供極高速運行的同時,將動力損失降到最低,且產生的熱量非常小,低摩擦,穩定的空氣流、和有效的動力傳送,使溫度上升幅度降到最低,使用空氣軸承意味著能夠大大延長機具的壽命。
參閱圖1,為中華民國公告第I341819號「空氣軸承組件及裝置及組裝空氣軸承裝置之方法」發明專利案,該空氣軸承組件包含一下側部11,及一在該下側部11相對上方的上側部12,該上側部12具有多個孔洞121,並利用多個空氣管線13伸置於該上側部12與下側部11之
間,且分別朝該等孔洞121噴出高壓空氣,使得該上側部12的上表面能夠支撐一基板(圖未示),且該基板與該上側部12是以高壓空氣相間隔,而讓基板能以低摩擦、低磨耗的方式相對該上側部12移動。
但一般的空氣軸承只能朝單一方向釋放出空氣,即是只有單一反應面能夠支撐該基板,對需要多個方向(如上下、左右同時都要支撐)時,則需在不同方向分別設置空氣軸承,結果會使得整體的體積變大,讓在有限空間下難以使用空氣軸承滿足多角度的支撐。
因此,本發明之目的,即在提供一種多角度釋放流體的流體靜壓軸承。
於是,本發明流體靜壓軸承,與一基座配合設置,並包含一浮座,及一固定座。
該浮座以多孔材質製成,並包括多個孔隙,及多個與該基座的外表面相對應的反應面。該固定座與該浮座相接合。
該浮座與固定座相配合形成有一用以儲存流體的容置空間,該容置空間內的流體具有一預設壓力,該流體會經由該浮座的孔隙朝該基座釋放,使該浮座的該等反應面與基座之間分別具有多個流體壓力膜,而形成垂直該等反應面的支撐力,讓浮座與該基座相間隔。
本發明之功效在於:利用該浮座的該等反應面,使具壓力的流體釋放時形成不同角度的支撐力,讓單一
流體靜壓軸承即能夠提供多方向的支撐,在使用上更有彈性。
21‧‧‧浮座
211‧‧‧孔隙
212‧‧‧反應面
213‧‧‧第二容置槽
22‧‧‧固定座
221‧‧‧第一容置槽
20‧‧‧容置空間
3‧‧‧基座
4‧‧‧轉動件
F‧‧‧支撐力
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是一剖視圖,說明中華民國公告第I341819號發明專利案揭示的一空氣軸承組件;圖2是一示意圖,說明本發明流體靜壓軸承之一第一較佳實施例;圖3是一示意圖,說明本發明流體靜壓軸承之一第二較佳實施例;圖4是一示意圖,說明該第二較佳實施例的另一種實施態樣;圖5是一示意圖,說明本發明流體靜壓軸承之一第三較佳實施例;圖6是一示意圖,說明本發明流體靜壓軸承之一第四較佳實施例;圖7是一示意圖,說明本發明流體靜壓軸承之一第五較佳實施例;圖8是一示意圖,說明本發明流體靜壓軸承之一第六較佳實施例;及圖9是一示意圖,說明該第六較佳實施例的另一種實施態樣。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2,為本發明流體靜壓軸承之第一較佳實施例,與一基座3配合設置,該流體靜壓軸承包含一浮座21,及一固定座22。在本實施例中,該基座3是一倒V型的滑軌。
該浮座21以多孔材質製成,並包括多個孔隙211,及二個與該基座3的外表面相對應的反應面212,該等反應面212夾設有一角度,在本實施例中,該浮座21的該等反應面212是呈一倒V字型,且概呈垂直的夾角,而能夠與該基座3相配合。需要說明的是,該等孔隙211的大小僅是為了方便繪製及說明,並非實際的比例。
該固定座22與該浮座21相接合,該固定座22具有二朝相反該浮座21方向的第一容置槽221。該固定座22的第一容置槽221與該浮座21相配合形成有二用以儲存流體的容置空間20,當然也可以形成一較大範圍的第一容置槽221,而僅形成一容置空間20。該等容置空間20內的流體具有一預設壓力,該流體是利用外接管線(圖未示)導入,但這屬該項技術領域中具有通常知識者能容易了解,因此不多做敍述及繪製。
該等孔隙211係連通該浮座21相對應的反應面212及該固定座22之第一容置槽221,而儲存於該容置空間20內具壓力流體由該等孔隙211流出相對應的反應面
212而朝該基座3釋放,使該浮座21的該等反應面212與基座3之間分別具有多個流體壓力膜,而形成垂直該等反應面212的支撐力F,該等支撐力F在垂直方向的分量恰可使該浮座21與基座3之間形成有一間隙,讓浮座21與該基座3相間隔,而該浮座21與基座3不會直接接觸,讓該流體靜壓軸承可以最小摩擦的方式沿該基座3滑動。
由於該等反應面212是互相垂直,讓該等支撐力F也會是彼此垂直,同時該等支撐力F在水平方向的分量恰可達到平衡而限位該浮座21(及該固定座22)於該基座3水平方向上,因此使用單一個流體靜壓軸承即能夠提供多方向的支撐力F,穩定地浮在該基座3上,而之後將需滑動的物件(如基板、待加工件等,圖未示)固定在該固定座22上,使該物件能夠透過該流體靜壓軸承在該基座3上滑動。
參閱圖3,為本發明流體靜壓軸承之第二較佳實施例,與第一較佳實施例大致相同,不同的地方是,該浮座21具有二朝相反該固定座22方向的第二容置槽213,而該固定座22只有一連通該等第二容置槽213的第一容置槽221,該第一容置槽221與第二容置槽213相配合形成該容置空間20。在本實施例中,該基座3的外表面是呈鋸齒狀,也就是說多個類似倒V型的曲面接在一起,而該浮座21具有多個反應面212,該等反應面212也配合該基座3的外表面概呈鋸齒狀而每兩相鄰的反應面212夾設有一角度,同樣能夠提供由該浮座21朝該基座3且呈多個不同角
度的支撐力F,且透過該基座3的外表面的變化,該等支撐力F在垂直方向的分量恰可使該浮座21與基座3之間形成有一間隙,該等支撐力F在水平方向的分量恰可達到平衡而限位該浮座21(及該固定座22)於該基座3水平方向上,讓該浮座21更穩定地被限位在該基座3的區域而不能隨意移動。
參閱圖4,當然該基座3的外表面也可以概呈多個U字型彼此接合,而呈現不同的態樣,當高壓流體由該浮座21的反應面212釋出時,能提供垂直與水平方向的支撐力F,該等支撐力F在垂直方向的分量恰可使該浮座21與基座3之間形成有一間隙,該等支撐力F在水平方向的分量恰可達到平衡而限位該浮座21(及該固定座22)於該基座3水平方向上,同樣有穩定浮座21的功效,而提供另一種實施態樣。
參閱圖5,為本發明流體靜壓軸承之第三較佳實施例,與第一較佳實施例大致相同,不同的地方是,該固定座22只有一較大的第一容置槽221以形成該容置空間20,且該基座3的外表面呈鳩尾榫的態樣,而該浮座21的反應面212概圍繞出一鳩尾槽的態樣而能與基座3相配合,同樣能提供多角度的支撐力F,讓該浮座21穩定地懸浮在該基座3上。
參閱圖6,為本發明流體靜壓軸承之第四較佳實施例,與第一較佳實施例大致相同,不同的地方是,該基座3是一由複數平面與複數弧形曲面所組成的滑軌,於
本例中,該等平面的數目係為2,該等弧形曲面的數目係為3,而得到一概呈Ω型的滑軌。該浮座21的反應面212的形狀係與該基座3的外表面相對應,而能夠與該基座3相配合。相同地,該等孔隙211係連通該浮座21相對應的反應面212及該固定座22之第一容置槽221,而儲存於該容置空間20內具壓力流體由該等孔隙211流出相對應的反應面212而朝該基座3釋放,使該浮座21的該等反應面212與基座3之間分別具有多個流體壓力膜,該等流體壓力膜能提供垂直與水平方向的支撐力F,該等支撐力F在垂直方向的分量恰可使該浮座21與基座3之間形成有一間隙,該等支撐力F在水平方向的分量恰可達到平衡而限位該浮座21(及該固定座22)於該基座3水平方向上,同樣有穩定浮座21的功效。
參閱圖7,為本發明流體靜壓軸承之第五較佳實施例,在本實施例中,該基座3是環套的態樣,且該固定座22是固定於一轉動件4,該流體靜壓軸承使該轉動件4能相對該基座3樞轉。詳細的說,該浮座21包括兩個相互垂直且朝該基座3的反應面212,也就是一反應面212是朝向基座3的軸向,另一反應面212朝向基座3的徑向,所以當具壓力的流體由該容置空間20經該浮座21的孔隙211釋出後,會在該基座3的軸向、徑向形成支撐力F,使該浮座21在軸向、徑向都能以最小的摩擦力相對該基座3旋轉,也就是讓該轉動件4以最不消耗能量的方式相對該基座3旋轉。而該浮座21能讓具壓力之流體產生多個支撐
力F,而不需使用多個軸承,具有減少整體體積與簡化數量的功效。
參閱圖8,為本發明流體靜壓軸承之第六較佳實施例,在本實施例中,該基座3是一旋轉軸,且基座3的外表面是呈鋸齒狀,該浮座21的反應面212與該基座3相配合,具壓力之流體形成多個呈不同角度的支撐力F,讓浮座21與基座3以間隙相間隔,所以該浮座21能以最小的摩擦力相對該基座3旋轉。
參閱圖9,當然該基座3的外表面也可以概呈多個U字型彼此接合,該浮座21的反應面212與該基座3的外表面相配合,也能提供多角度的支撐力F,同樣有穩定浮座21的功效,提供另一種實施態樣。
綜上所述,本發明流體靜壓軸承中,該浮座21包括多個與基座3相配合的反應面212,使具壓力的流體由反應面212釋出後,形成多個不同角度的支撐力F,根據該等反應面212的態樣,該等支撐力F可以彼此夾設角度或相互垂直,讓該浮座21可以穩定的浮在基座3上,有助於減少流體靜壓軸承整體的體積與精簡結構,故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡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。
21‧‧‧浮座
211‧‧‧孔隙
212‧‧‧反應面
22‧‧‧固定座
221‧‧‧第一容置槽
20‧‧‧容置空間
3‧‧‧基座
F‧‧‧支撐力
Claims (10)
- 一種流體靜壓軸承,與一基座配合設置,包含:一浮座,以多孔材質製成,該浮座包括多個孔隙,及多個與該基座的外表面相對應的反應面;及一固定座,與該浮座相接合;該浮座與固定座相配合形成有一用以儲存具有一預設壓力的流體的容置空間,該容置空間內的流體會經由該浮座的孔隙朝該基座釋放,使該浮座的該等反應面與基座之間分別具有多個流體壓力膜,而讓浮座與該基座相間隔。
- 如請求項1所述的流體靜壓軸承,其中,該固定座具有一朝相反該浮座方向的第一容置槽,該第一容置槽形成該容置空間。
- 如請求項2所述的流體靜壓軸承,其中,該浮座具有一朝相反該固定座方向的第二容置槽,該第一容置槽與第二容置槽相配合形成該容置空間。
- 如請求項1所述的流體靜壓軸承,其中,該浮座的相鄰二反應面是彼此互相垂直。
- 如請求項1所述的流體靜壓軸承,其中,該浮座的每兩相鄰的等反應面是彼此互相夾設有一角度。
- 如請求項1所述的流體靜壓軸承,其中,該基座是呈鳩尾榫的態樣,而該浮座的所述反應面圍繞出一個能與該鳩尾榫相配合的鳩尾槽的態樣。
- 如請求項1所述的流體靜壓軸承,其中,該基座是 呈Ω型的態樣,該浮座的反應面的形狀係與該基座的外表面相對應。
- 如請求項1所述的流體靜壓軸承,其中,該基座是一環套的態樣,該固定座是固定於一與該環套相配合的轉動件上而位於該基座與該轉動件間,該浮座的所述反應面是分別沿該基座的軸向與徑向而相互垂直,使該轉動件能相對該基座轉動。
- 如請求項1所述的流體靜壓軸承,該基座是一轉軸,其中,該浮座是能相對該基座轉動。
- 如請求項1所述的流體靜壓軸承,該基座是一滑軌,其中,該浮座是能相對該基座滑動。
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