CN101280805B - 转动体 - Google Patents

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Abstract

一种转动体，该转动体包括一旋转接触面，用以与一固定元件旋转接触，所述旋转接触面与固定元件接触面之间容纳有润滑流体，该旋转接触面包括一倾斜表面，该倾斜表面与该转动体的轴向中心线成一定倾斜角度以避免润滑流体流失，所述转动体为一轴承，所述轴承包括一中心通孔，该中心通孔包括一圆台形中间孔及二毗邻该轴承两端，且孔径及轴向长度均较该中间孔小的端孔，该中间孔孔径自上而下逐渐减小，使得所述轴承对应中间孔的内表面形成所述倾斜表面。该转动体的倾斜旋转接触面与固定元件接触面间形成楔形间隙，该楔形间隙中的润滑流体在该转动体转动带动下产生挤压和动压效果，从而抑制流体外流同时减少接触面间的摩擦，有效地提高使用寿命。

Description

转动体
技术领域
本发明涉及一种转动体，特别涉及一种具有良好保油效果的轴承。
背景技术
目前，轴承广泛应用于各种电子装置中，如硬盘驱动器(HDD)、光盘驱动器(CD-ROM)、数字化视频光盘机(DVD)、微型光盘机(MiniDisc)、磁光盘机(MO)及散热风扇等领域，尤其是含油轴承因其制造成本较低而被大量使用。然而，当含油轴承中的转轴运转时，该转轴与轴承间的摩擦较大将导致该转轴或轴承的磨损，同时，该含油轴承内的润滑流体受摩擦热的影响黏度较低而容易泄露，且会蒸发、裂解最终导致该含油轴承或转轴使用寿命降低。
依实验及经验显示：影响含油轴承的寿命主要有两个因素，其一是接触面积，其二是保油功能。现有技术中一种中空含油轴承的设计，如中国专利CN2545404Y号所揭示，该设计通过减少该轴承与转轴的接触面积以减少该轴承与转轴间的摩擦，然而，该设计未考虑到保油结构，润滑流体容易从该含油轴承端部泄露从而影响该含油轴承的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可防止润滑流体泄漏并具有较长使用寿命的转动体。
一种转动体，该转动体包括一旋转接触面，用以与一固定元件旋转接触，所述旋转接触面与固定元件接触面之间容纳有润滑流体，该旋转接触面包括一倾斜表面，该倾斜表面与该转动体的轴向中心线成倾斜角度以避免润滑流体流失，所述转动体为一轴承，所述轴承包括一中心通孔，该中心通孔包括一圆台形中间孔及二毗邻该轴承两端，且孔径及轴向长度均较该中间孔小的端孔，该中间孔孔径自上而下逐渐减小，使得所述轴承对应中间孔的内表面形成所述倾斜表面。
该转动体的倾斜旋转接触面与固定元件接触面间形成楔形间隙，该楔形间隙中的润滑流体在该转动体转动带动下产生挤压和动压效果，从而抑制流体外流同时减少接触面间的摩擦，有效地提高该转动体和固定元件的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例一中一轴承剖视图。
图2是本发明实施例二中一轴承剖视图。
图3是本发明实施例三中一轴承剖视图。
图4是本发明实施例四中一轴承剖视图。
图5是本发明实施例五中一轴承剖视图。
图6是本发明实施例六中一轴承剖视图。
图7是本发明轴承制造方法的流程图。
图8是图2中轴承的一精密整形图。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明实施例一的轴承100。该轴承100包括一圆柱形本体120及一沿轴向贯穿该本体120中心的中心通孔150，该中心通孔150用以收容一旋转圆柱形转轴(图未示)。该本体120具有一上端面124、一下端面125及一内表面122，该内表面122的截面呈梯形使得靠近上端面124的中心通孔150孔径较大，而靠近下端面125的中心通孔150孔径较小。该内表面122与该本体120中心线间轴向夹角为β1，该夹角β1大约为0.1°～10°。
将一转轴装配于该轴承100的中心通孔150中，该转轴与该轴承100的内表面122间形成一楔形间隙，该楔形间隙中分布有润滑流体，当该转轴运转时，润滑流体将随着该转轴在楔形间隙中流动，由流体润滑理论得知，该润滑流体由该中心通孔150上端较大间隙流向下端较小间隙时，将产生几何楔效应，从而在该内表面122与转轴的较小间隙附近产生一较大流体压力作用，该流体压力作用自该中心通孔150上端朝下递增，一方面可抑制该楔形间隙中的润滑流体沿轴向朝该轴承100上端流动，进而避免润滑流体的流失；另一方面，该流体压力作用在该轴承100底端附近产生动压效果，以支撑该转轴维持在该轴承100中心位置。同时，该轴承100的内表面122与转轴的接触面积较小，可减少该轴承100与转轴间的磨损。
请参阅图2，为本发明实施例二的轴承200。该轴承200包括一本体220及一轴向贯穿该本体220中心的中心通孔250。该本体220的外围为一中间外径大两端外径小的柱形，其可分为一圆柱形中间部222和二位于该本体220上下两端，外径、轴向长度均较该中间部222小的圆柱形端部224，该中间部222与该二端部224的之间分别通过一圆台面过渡。该中心通孔250包括一中间孔252及二毗邻该轴承200两端，且孔径及轴向长度均较该中间孔252小的上端孔254、下端孔255。该中间孔252径向大致对应中间部222位置，且该中间孔252孔径自上而下逐渐减小，使得该本体220对应内表面成倾斜状，该内表面与该中心通孔250中心线间轴向夹角为β2，该夹角β2大约为0.1°～10°。该本体220中与中间孔252及二端孔254、255对应内表面之间分别通过一圆台面过渡，该二端孔254、255分别与二端部224的位置大致对应，用以收容一转轴(图未示)。
请参阅图3，为本发明实施例三的轴承300。该轴承300具有与实施例二中的轴承200相似的形状结构，比如一中心通孔350及二端部324，所不同之处在于：该轴承300上端内侧开设有一环形拦油槽340，该拦油槽340与该轴承300上端的端部324位置大致对应，当该动压轴承300工作时，该拦油槽340可用于收容来自该中心通孔350中的润滑流体，以防止润滑流体泄露。
请参阅图4，为本发明实施例四的轴承400。该轴承400具有与实施例三中的轴承300相似的形状结构，比如一中心通孔450及一拦油槽440，所不同之处在于：该轴承400内表面上与该拦油槽440相对的另一侧设有另一拦油槽442，该二拦油槽440、442可从该轴承400两端同时防止该中心通孔450中的润滑流体泄露，进一步增强该轴承400的保油功能。
请参阅图5，为本发明实施例五的轴承500。该轴承500具有与实施例三中的轴承300相似的形状结构，比如一本体520、一中心通孔550及一拦油槽540，所不同之处在于：一回油通道560贯穿通过该本体520中靠近该中心通孔550一侧，该回油通道560始于该轴承500底端并轴向贯穿该本体520且止于该轴承500的拦油槽540，该回油通道560将该拦油槽540与该轴承500一端连通，不仅可加强该轴承500的保油功能，还可平衡该轴承500的内部压力。另外，该回油通道560还可根据需要贯穿至该轴承500顶端。
请参阅图6，为本发明实施例六的轴承600。该轴承600具有与实施例四中的轴承400相似的形状结构，比如一本体620、一中心通孔650及二拦油槽640、642，所不同之处在于：该本体620中设有一回油通道660，该回油通道660始于该轴承500底端并对应贯穿通过该二拦油槽642、640，从而将二拦油槽640、642与该轴承600一端连通，由此润滑流体可通过该回油通道660在该轴承600中循环利用。该回油通道660也可根据需要贯穿至该轴承600顶端。
同样，在一具垂直内表面的轴承(图未示)和一转轴组成的轴承装置中，该转轴的外围旋转接触面也可设计成上述实施例中具有倾斜角度的表面，同样可达到保油和动压效果，从而延长该轴承装置的使用寿命。
请参阅图7，上述轴承100、200、300、400、500及600的制造方法大致相同，其制造方法包括以下步骤：首先，采用粉末压制成型方法制作这些轴承100、200、300、400、500及600的胚体，其中，在成型具倾斜表面的中心通孔150、250、350、450、550、650时，该成型模具的芯棒外周面应设计具有一定脱模斜度，该脱模斜度范围为0.1°～10°，如此还可使得这些轴承100、200、300、400、500及600的胚体易于成型脱模，对于具有回油通道560、660的轴承500、600，可在该成型模具中另设置抽芯用以成型相应的回油通道560、660；其次，烧结这些轴承100、200、300、400、500及600的胚体；然后，对于具有拦油槽的轴承300、400、500及600的胚体，可以采用机械加工方式，比如镗孔或数控，加工相应的拦油槽340、342、440、442、540、640、642，同时，对于具有中间孔径大两端孔径小的轴承200、300、400、500及600来说，还需要通过金属塑性加工制成中心通孔250、350、450、550、650，比如压制或滚延；最后，为确保尺寸精度，需要对轴承100、200、300、400、500及600的胚体进行精密整形，所整形部位主要是针对中心通孔150、250、350、450、550、650中与转轴相配合部位，如图8所示的轴承200的二端孔254、255，该轴承200的端部224被置于一夹具710上，通过一中心棒720对该二端孔254、255进行整形加工。
综上所述，一转动体，如轴承100、200、300、400、500、600或转轴，与另一相对固定元件的旋转接触面设置成具倾斜角度表面，可在这些转动体与该固定元件的接触面间形成楔形间隙，该楔形间隙中的润滑流体在转动体的带动下产生挤压和动压效果，从而抑制流体外流同时减少接触面间的摩擦，有效地提高该转动体及固定元件，如轴承100、200、300、400、500、600及转轴的使用寿命。

Claims (7)

1.一种转动体，该转动体包括一旋转接触面，用以与一固定元件旋转接触，所述旋转接触面与固定元件接触面之间容纳有润滑流体，其特征在于：该旋转接触面包括一倾斜表面，该倾斜表面与该转动体的轴向中心线成倾斜角度以避免润滑流体流失，所述转动体为一轴承，所述轴承包括一中心通孔，该中心通孔包括一圆台形中间孔及二毗邻该轴承两端，且孔径及轴向长度均较该中间孔小的端孔，该中间孔孔径自上而下逐渐减小，使得所述轴承对应中间孔的内表面形成所述倾斜表面。
2.如权利要求1所述的转动体，其特征在于：所述倾斜角度的范围为0.1°～10°。
3.如权利要求1所述的转动体，其特征在于：所述轴承包括一本体，该本体包括一柱形中间部和二位于该本体上下两端，且外径、轴向长度均较该中间部小的圆柱形端部，所述中间孔径向位置与该本体的中间部对应。
4.如权利要求1所述的转动体，其特征在于：所述轴承一端内侧开设有一环形拦油槽。
5.如权利要求4所述的转动体，其特征在于：所述轴承轴向开设有一回油通道，该回油通道位于该中心通孔一侧，该回油通道始于该轴承一端并与该轴承的拦油槽连通。
6.如权利要求4所述的转动体，其特征在于：所述轴承与该拦油槽相对的另一端内侧开设有另一环形拦油槽。
7.如权利要求6所述的转动体，其特征在于：所述轴承轴向开设有一回油通道，该回油通道位于该中心通孔一侧，该回油通道始于该轴承一端并与该轴承的二拦油槽连通。
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