CN101294601A - 动压轴承结构及采用该动压轴承结构的散热风扇 - Google Patents

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Abstract

一种动压轴承结构，包括一动压轴承，该动压轴承的内表面上沿轴向形成若干条动压沟槽，每一动压沟槽具有两个动压面，该两动压面互相对称，其横截面呈V形。一种动压轴承结构，包括一转轴，该转轴的外表面上沿轴向形成若干条动压沟槽，每一动压沟槽具有两个动压面，该两动压面互相对称，其横截面呈V形。本发明还提供一种具有该动压轴承结构的散热风扇。该种动压轴承或转轴上形成多个结构对称的动压沟槽，使得加工简便，且组装上不受方向的限制，提高了生产效率。

Description

动压轴承结构及采用该动压轴承结构的散热风扇
技术领域
本发明涉及轴承结构，特别涉及一种动压轴承结构及使用该动压轴承结构的散热风扇。
背景技术
目前，轴承广泛应用于各种设备中，尤其是动压轴承在电子装置中使用得更加普遍，如硬盘驱动器、数字化视频光盘机、微型光盘机、磁光盘机及散热风扇等领域，这些装置中马达的轴承尺寸小，对轴承的回转精度及寿命要求高。
动压轴承是在转轴与轴承之间的微小间隙内形成一层流体(可为气体或液体)润滑油膜，润滑油通过流经不同断面积的剪力作用而产生一动压效果，使得该动压轴承以高刚性对转轴进行支承及润滑，从而使得转轴与轴承不直接接触，可减少磨损、降低噪音，并可提升轴承使用寿命。
现今通常在轴承的内表面上设置若干具有一定几何形状的动压沟槽，当轴承与转轴高速相对运转时产生动压效果。然而目前的动压沟槽其几何形状复杂，并且由于轴承的微型化趋势使得轴承内径相对地缩小，使得加工成型这些动压沟槽非常困难，难以提高产品的良率与生产效率。而且由于这些动压沟槽的几何形状不具有对称性，轴承产生动压效果受到转轴运转时一定转向的限定，从而在组装时必须考虑其特定的方向性，影响到组装的效率，给生产带来了极大的不便。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种加工简便且易于组装的无方向性动压轴承结构及一种采用该动压轴承结构的散热风扇。
一种动压轴承结构，包括一动压轴承，该动压轴承的内表面上沿轴向形成若干条动压沟槽，每一动压沟槽具有两个动压面，该两动压面互相对称，其横截面呈V形。
一种动压轴承结构，包括一转轴，该转轴的外表面上沿轴向形成若干条动压沟槽，每一动压沟槽具有两个动压面，该两动压面互相对称，其横截面呈V形。
一种散热风扇，包括底座、轴承结构、定子构件及转子构件，该轴承结构包括一固定于底座中央的动压轴承，该转子构件包括一转轴，该转轴穿设于动压轴承的轴孔内，该动压轴承的内表面上与转轴的外表面上其中之一凹陷形成若干条动压沟槽，每一动压沟槽具有两个动压面，该两个动压面沿过轴孔的中心与两动压面的交线所形成的平面呈对称分布。
与现有的动压轴承结构相比，上述动压轴承结构在动压轴承或转轴上沿轴向形成多个结构对称的动压沟槽，使得加工简便，且组装上不受方向的限制，提高了生产效率。
附图说明
下面参照附图结合实施例作进一步描述：
图1为本发明动压轴承结构的较佳实施例使用于散热风扇的立体分解图。
图2为图1的组合立体图。
图3为图2沿III-III线的剖面示意图。
图4为图1中动压轴承的放大示意图。
图5为图4的俯视图。
图6为本发明动压轴承结构另一实施例中转轴的立体示意图。
图7为图6沿VII-VII线的剖面示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图3，该实施例中，以一散热风扇为例说明动压轴承结构，显然该动压轴承结构还可应用于硬盘驱动器等用马达作为驱动源的装置中。该散热风扇主要包括一底座70、设于底座70上的定子构件60、转子构件30、动压轴承10及轴套20。
底座70呈圆盘形，其中央向上凸设有一轴座71，轴座71顶端为一开口，中央形成一收容空间72用于嵌设轴套20。
定子构件60包括电路板601及电枢602，其中电枢602电连接至该电路板601，从而获得电流以产生交变磁场。
转子构件30包括一轮毂32，该轮毂32外缘放射状突设若干扇叶34，轮毂32内侧缘贴设一磁铁环36。一转轴38其上端固定于该轮毂32中央，并向下延伸。转轴38在接近其自由端的外表面上形成一环形凹槽384。
轴套20为圆筒形，其底端封闭，上端开口，内部形成一个容置空间209。在轴套20的内壁于靠近其底端和顶端处分成形成一个阶梯部202、204(图3)，其中阶梯部204的内径大于阶梯部202的内径，因而容置空间209被分成三个直径大小不同的圆柱形空间，且从容置空间209的底端到顶端，该三个圆柱形空间的直径依次增大。一个圆形的耐磨片50即放置在容置空间209的底部即阶梯部202之下，该耐磨片50的直径与容置空间209底部的直径相同因而刚好容置该耐磨片50。该风扇工作时，耐磨片50与转轴38的自由端相抵靠，可避免转轴38与轴套20的底端产生摩擦，从而提高轴套20的使用寿命。
动压轴承10收容在容置空间209内并置于轴套20的阶梯部202上。请一并参阅图4与图5，动压轴承10内部形成一轴孔11，以供转轴38穿设延伸。动压轴承10的外表面上形成四个回油槽12，与动压轴承10的轴孔11相连通，以供润滑油回流。这些回油槽12均匀对称地分布在动压轴承10的外表面上。任一回油槽12包括两第一部分121，分别位于动压轴承10的两末端的表面上，一第二部分122位于动压轴承10的外圆周表面上。请参图5，这些回油槽12的横截面为半圆形，实际上回油槽12也可以为其他形状，只要能达到回流润滑油的功效即可。动压轴承10的内表面上沿轴向形成若干个动压沟槽14，其数量可根据实际需要而作相应变化，该实施例中为三个，且这三个动压沟槽14在动压轴承10的内表面上呈均匀分布，其中一动压沟槽14与动压轴承10的外表面上的一回油槽12直接对正而相连通，这样有利于润滑油从动压轴承10外回流到动压轴承10内。每一动压沟槽14的截面呈V形，其具有两个对等的动压面141、142，这两个动压面141、142面积相等，且沿过轴孔11的中心与两动压面141、142的交线所形成的平面呈对称分布。两动压面141、142可为斜面，也可为其他形状简单、易于加工的曲面如弧面，图5中所示的两动压面141、142为斜面，且该两动压面141、142与动压轴承10的内表面的圆弧面相切。该实施例中，动压沟槽14的深度w，即动压沟槽14的最深处145与未形成动压沟槽时该动压轴承10的假想内圆周在径向方向上的距离，最好为0.06毫米至0.1毫米之间，以便形成具最佳动压效果的油膜层。动压沟槽14的该深度w可因动压轴承10的尺寸不同而作相应调整。动压轴承10的内外表面于其两端分别形成圆弧倒角，这样便于转轴38以及动压轴承10的装设。
一挡油环40设置在容置空间209的顶端处并抵靠在轴套20的阶梯部204上。该挡油环40的外径与轴套20的顶端内径大小基本相同，因而能充分封住该顶端开口。挡油环40中心设有一穿孔42(图1)以供转轴38穿设延伸，该穿孔42的直径略大于转轴38的外径两者之间形成一较小间隙。该风扇工作时，此较小间隙不至于使润滑油泄漏至挡油环40之外，又可以避免挡油环40和转轴38之间产生摩擦。
该风扇组装时，将轴套20的底端嵌设固定在底座70的收容空间72内，轴套20外缘固装定子构件60，耐磨片50置于轴套20内的容置空间209的底部，动压轴承10收容于轴套20的容置空间209内并抵靠在轴套20内的阶梯部202上，动压轴承10的顶端在轴套20内的阶梯部204之下。动压轴承10的底端与耐磨片50之间有一定的间距。转轴38旋转的收容于动压轴承10的轴孔11内，转轴38外表面上的环形凹槽384可在转轴38运转时减少转轴38与动压轴承10的接触面积，并形成一存油空间。挡油环40套设于转轴38上，收容于轴套20的容置空间209内并抵靠在阶梯部204上，挡油环40的顶端与轴套20的顶端大致平齐，挡油环40的底端与动压轴承10的顶端间隔一定的间距，动压轴承10、挡油环40与轴套20三者之间共同形成一个储油空间，该储油空间与轴孔11连通。
该风扇工作时，定子构件60和转子构件30在磁场的交互作用下驱动转轴38旋转。由于动压轴承10的内表面上形成有动压沟槽14，转轴38高速运转时，可在动压沟槽14处形成动压效果，储存于其内的润滑油可在转轴38的外表面与动压轴承10的内表面之间形成一层油膜，使该油膜层对转轴38进行支承及润滑，从而使得转轴38与动压轴承10不直接接触，以减小摩擦，降低噪音。同时由于离心力作用，润滑油会沿着转轴38与动压轴承10内表面之间的间隙向上爬升，并暂存在动压轴承10、挡油环40与轴套20共同形成的储油空间内，最后可沿着动压轴承10的外表面上的回油槽12回流到动压轴承10的底部而继续重复利用。
由于动压轴承10内表面的动压沟槽14其截面呈对称的V形结构，转轴38在动压沟槽14处形成的动压效果不受转轴38旋转方向的限制，因而在装配动压轴承10时，不必考虑其方向性，从而提高了组装效率。同时，因为动压轴承10内的动压沟槽14呈简单的两动压面对称结构，加工制作简便，极大地提高了生产效率。
上述实施例中的散热风扇仅在动压轴承10的内表面上形成动压沟槽14，实际上也可单独或同时在转轴38的外表面上轴向形成多个动压沟槽，这些动压沟槽均匀地分布在转轴38的外表面上。请参考图6与图7，在转轴38的外表面上凹陷形成动压沟槽386时，每一动压沟槽386也具有上述实施例中动压沟槽14相同的结构，具有两个对等的动压面387、388，这两个动压面387、388的面积相等，其截面呈V形，且这两动压面387、388沿通过转轴38的中心与两动压面387、388的交线所形成的平面呈对称分布。图6与图7中所示的两动压面387、388为斜面，与上述实施例中的动压面141、142一样也可为其他形状简单、易于加工的曲面如弧面等。

Claims (14)

1.一种动压轴承结构，包括一动压轴承，其特征在于：该动压轴承的内表面上沿轴向形成若干条动压沟槽，每一动压沟槽具有两个动压面，该两动压面互相对称，其横截面呈V形。
2.如权利要求1所述的动压轴承结构，其特征在于：所述若干条动压沟槽均匀分布在该动压轴承的内表面上，并轴向贯穿动压轴承的整个内表面。
3.如权利要求1所述的动压轴承结构，其特征在于：所述动压轴承的外表面上沿轴向形成若干回油槽，至少一动压沟槽与所述回油槽对正而相连通。
4.如权利要求1所述的动压轴承结构，其特征在于：所述动压沟槽的两动压面为弧面。
5.如权利要求1所述的动压轴承结构，其特征在于：所述动压沟槽的两动压面为斜面，该两斜面分别与动压轴承的内表面的圆弧面相切。
6.如权利要求1所述的动压轴承结构，其特征在于：所述动压沟槽在径向上的深度为0.06毫米至0.1毫米之间。
7.一种动压轴承结构，包括一转轴，其特征在于：该转轴的外表面上沿轴向形成若干条动压沟槽，每一动压沟槽具有两个动压面，该两动压面互相对称，其横截面呈V形。
8.如权利要求7所述的动压轴承结构，其特征在于：所述动压沟槽的两动压面为斜面或弧面。
9.一种散热风扇，包括底座、动压轴承结构、定子构件及转子构件，该动压轴承结构包括一固定于底座中央的动压轴承，该转子构件包括一转轴，该转轴穿设于动压轴承的轴孔内，其特征在于：该动压轴承的内表面上与转轴的外表面上至少其中之一沿轴向凹陷形成若干条动压沟槽，每一动压沟槽具有两个动压面，该两个动压面沿过轴孔的中心与两动压面的交线所形成的平面呈对称分布。
10.如权利要求9所述的散热风扇，其特征在于：所述动压沟槽形成在动压轴承的内表面上，所述动压轴承的外表面上沿轴向形成若干条回油槽，且至少一动压沟槽与所述回油槽对正而相连通。
11.如权利要求10所述的散热风扇，其特征在于：所述两个动压面为斜面，且分别与动压轴承的内表面的圆弧面相切。
12.如权利要求9所述的散热风扇，其特征在于：还包括置于底座中央用于承载动压轴承的轴套，该轴套内部形成上下两个阶梯部，动压轴承即置于其中之一阶梯部之上。
13.如权利要求9所述的散热风扇，其特征在于：所述动压沟槽形成在转轴的外表面上。
14.如权利要求10或13所述的散热风扇，其特征在于：每一动压沟槽的横截面呈V形，且两动压面形成为斜面或弧面。
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