CN104061178A - 风扇轴承寿命的监控装置 - Google Patents

风扇轴承寿命的监控装置 Download PDF

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Abstract

本发明是一种风扇轴承寿命的监控装置，应于一风扇，该监控装置包括一轴座、至少一感测单元、一处理单元及一控制电路板。该轴座具有一容设轴承的轴筒，该感测单元选择设于轴筒或轴承上，该处理单元根据接收感测单元侦测轴承温度产生的一温度感测讯号与其内一预定温度值比较处理，而产生一告知讯号;通过本发明此装置设计，得有效达到监控轴承状况及预测剩余寿命的效果。

Description

风扇轴承寿命的监控装置
技术领域
本发明是有关于一种风扇监控装置，尤指一种具有监控轴承状况及预测轴承剩余寿命的效果，进而更有效达到操作便利及节省成本的效果的风扇轴承寿命的监控装置。
背景技术
按，散热风扇为一种常见的散热结构，其主要可提供电子元件、电机元件或有热能产生的机械中，而可以启动散热风扇并抽取其中所产生的热温，协助挥散热量进而达到散热冷却的目的，借此，而能保护电子、电机或机械元件，使其得以延长寿命，以避免因高温而受损及影响运作，因此，现今所常见的电脑主机、录放影机或影印机中皆装有散热风扇。
而公知散热风扇能够维持运转主要是通过其内的一轴承与散热风扇的轴心相对运动，所以轴承是影响散热风扇品质的重要关键之一，因此，轴承的使用寿命便显得相当重要。
然，公知轴承于进行测试时，该轴承是装设于一轴承测试机台上的轴筒座内，并一马达上的轴心与轴承相枢设，然后将加速规或是与加速规同类型的感测器放置在轴承上(或是轴承附近)，且加速规与一数位信号处理器(digitalsignal processor，DSP)电性连接，所以当马达驱动轴心运转时，该轴承也会随着该轴心相对运动，此时于该加速规会量测该轴承运转的震动而产生一震动讯号，然后通过该数位信号处理器根据接收的震动讯号做分析运算处理，来得知轴承的状况(如轴承是否有异常)。
虽公知于测量轴承时可得知轴承的状况，但却延伸出另一问题，就是因轴承测试机台上的空间有限，以导致加速规不易摆放，且加速规的成本也相当昂贵，进而因使用数位信号处理器的关系，使得于运算处理上也显得复杂。
以上所述，公知技术具有下列的缺点:
1.加速规不易摆放，安装受限;
2.成本增加。
因此，要如何解决上述公用的问题与缺失，即为本案的发明人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
发明内容
为此，为有效解决上述的问题，本发明的主要目的在提供一种具有达到监控轴承状况及预测轴承剩余寿命的风扇轴承寿命的监控装置。
本发明的另一目的是在提供一种具有达到降低成本及操作便利的风扇轴承寿命的监控装置。
为达上述目的，本发明是提供一种风扇轴承寿命的监控装置，包括一轴座、至少一感测单元、一处理单元及一控制基板，其中该轴座设有一轴筒，该轴筒从该轴座的中央处凸伸构成，且其内设有一轴承孔，该轴承孔内容设有至少一轴承，该轴承具有一轴心孔，前述感测单元电性连接处理单元，其选择设置在该轴筒或轴承上，用以侦测对应所述轴承的温度，而产生一温度感测讯号传送给处理单元，使该处理单元便根据接收前述温度感测讯号与其内一预定温度值比较处理，而产生一告知讯号，令使用者可由告知讯号得知轴承的寿命及状况;通过本发明此监控装置的设计，得有达到监控轴承状况及预测轴承剩余寿命的效果，进而又有效达到降低成本及安装操作便利的效果。
附图说明
图1是本发明的监控装置与电子装置的方块示意图;
图2A是本发明的第一较佳实施例的分解剖面示意图;
图2B是本发明的第一较佳实施例的组合剖面示意图;
图3A是本发明的第二较佳实施例的分解剖面示意图;
图3B是本发明的第二较佳实施例的组合剖面示意图;
图4A是本发明的第三较佳实施例的分解剖面示意图;
图4B是本发明的第三较佳实施例的组合剖面示意图;
图5A是本发明的第四较佳实施例的分解剖面示意图;
图5B是本发明的第四较佳实施例的组合剖面示意图;
图6A是本发明的第五较佳实施例的分解剖面示意图;
图6B是本发明的第五较佳实施例的组合剖面示意图。
风扇...1
轴座...10
轴筒...101
轴承孔...1011
穿孔...1013
平台...102
第一平台端面...1021
第二平台端面...1022
框体...11
容置空间...111
轴承...12
轴心孔...121
第一轴承...123
第二轴承...124
硅钢片组...13
扇轮...14
轴心...141
磁性元件...143
感测单元...2
第一温度感测器...21
第二温度感测器...22
处理单元...3
控制基板...4
通讯传输介面...41
电子装置...5
具体实施方式
本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。
本发明提供一种风扇轴承寿命的监控装置，请参阅图1、图2A、图2B示是显示本发明的第一较佳实施例的方块、分解及组合剖面示意图;该监控装置应于一风扇1上，该风扇1包含一框体11、一扇轮14、一轴座10及一硅钢片组13，其中该框体11内具有一容置空间111，该容置空间111内的中央处设置有该轴座10，该轴座10具有一轴筒101，该轴筒101从该轴座10的中央处凸伸构成，且其设有一轴承孔1011，该轴承孔1011内容设有至少一轴承12，该轴承12具有一轴心孔121，并所述轴筒101上套设有前述硅钢片组13。
而前述扇轮14与相对的轴筒101相枢设，且其具有一轴心141，该轴心141的一端固接该扇轮14，其另一端则枢设该轴心孔121，且罩覆对应该硅钢片组13，令扇轮14内的一磁性元件143相对该硅钢片组13。
前述监控装置包括前述轴座10、至少一感测单元2、一处理单元3及一控制基板40，该感测单元2为一温度感测器，且其选择设置在该轴筒101或轴承12上，于该较佳实施例的感测单元2选择设置在该轴承12上，且该轴承12以单轴承12(如滚珠轴承、含油轴承、滚柱轴承或陶瓷轴承)做说明，但并不局限于此，于具体实施时，感测单元2除了上述方式设置位置外，凡可于风扇1内的任何位置能够监控到轴承12本身产生的温度即为本发明的感测单元2放设位置;所述感测单元2用以侦测对应该轴承12的温度，而产生一温度感测讯号，该温度感测讯号为侦测(或监控)轴承12实际的运转温度值
另者，前述处理单元3为一微处理器(MCU)，其电性连接该感测单元2，且其根据接收该温度感测讯号与其内一预定温度值比较处理，而产生一告知讯号，亦即所述处理单元3是随时根据接收的温度感测讯号与其内的预定温度值比较，并代入轴承寿命计算公式做运算处理后，而算出轴承12是否发生异常及预测(或预估)轴承12的使用寿命(即剩余寿命)的告知讯号，如该处理单元3接收的温度感测讯号为70度与预定温度值为40度比较，并代入轴承寿命计算公式做运算处理后，产生轴承12发生异常(如轴承温度异常高于预定温度值)及预测轴承12剩余寿命的告知讯号。
其中前述预定温度值为一预设的温度值或是一出厂记录的温度值，且前述告知讯号包含一预测寿命资讯及一异常资讯，该预测寿命资讯为预估轴承12的剩余寿命的资讯，该异常资讯为轴承12发生损坏、故障或轴承温度异常高于预定温度值的资讯。
再者，前述控制基板4为一印刷电路板(PCB)，该控制基板4设于该铀座10上，并于该较佳实施例的控制基板4设于该轴座10相对该扇轮14的一侧上，且相邻该轴筒101做说明，但并不局限于此;并该控制基板4的一侧上设置有前述处理单元3，且其分别与处理单元3及相对的硅钢片组13电性连接，且该控制基板4上具有一通讯传输介面41，该通讯传输介面41连接一电子装置5(如电脑、智慧型手机、笔记型电脑)，使该处理单元3通过该通讯传输介面41将告知讯号传送至电子装置5上，让使用者可通过该电子装置5上即时得知预测寿命资讯及异常资讯。
并于该较佳实施例的通讯传输介面41与电子装置5的连接为有线连接(如传输线或讯号线连接)做说明，但并不局限于此，于本发明实际实施时，亦可选择为无线连接(如WIFI、3G、4G、蓝芽)。此外，于本发明实际实施时，前述电子装置5可以通过通讯传输介面41更新该处理单元3内的预定温度值，如将该处理单元3内的原先预定温度值为40度改为预定温度值35度。
请参阅图1、图2A、图2B示，所以当风扇1运转时，该感测单元2会随时监控该轴承12上的温度而产生温度感测讯号传送给处理单元3，使该处理单元3则根据接收的温度感测讯号与其内预定温度值比较，并代入轴承寿命计算公式做运算处理后，而产生告知讯号，然后通过该通讯传输介面41将告知讯号传送到电子装置5上，令使用者通过该电子装置5所显示的告知讯号，而得知轴承12无异常及轴承12的预测寿命资讯;
此时，若风扇1内的轴承12发生损坏(如温度异常升高)时，该感测单元2将监控(或侦测)该轴承12上的温度而产生温度感测讯号传送给处理单元3，使该处理单元3则根据接收的温度感测讯号如为70度与其内预定温度值如为40度比较，并代入轴承寿命计算公式做运算处理后，而产生告知讯号，然后通过该通讯传输介面41将告知讯号传送到电子装置5上，令使用者通过该电子装置5所显示的告知讯号，而得知异常资讯(即轴承温度异常高于预定温度值)及轴承12预测寿命资讯，因此，使得有效达到监控轴承12状况及预测轴承12剩余寿命的效果。
故通过本发明此监控装置，应于风扇1上的设计，得有效达到随时监控轴承12状况及预测轴承12剩余寿命的功效，进而还可以达到降低成本及操作及安装便利的效果。
请参阅图3A、图3B示，是显示本发明的第二较佳实施例的分解及组合剖面示意图，并辅以参阅图1示;该较佳实施例的结构及连结关系及其功效大致与前述第一较佳实施例相同，故在此不重新赘述，该本较佳实施例主要是将前述第一较佳实施例的感测单元2设于轴承12上，改设计成为设在该轴筒101上，亦即前述感测单元2设于该轴筒101上，且所述轴筒101外侧上开设有至少一穿孔1013，该穿孔1013从该轴筒101的外侧上朝相对该轴筒101内侧贯穿所构成的，且连通轴承孔1011并相对该轴承12，亦即该穿孔1013贯穿形成在该轴筒101外侧上，以与该轴筒101内的轴承孔1011相连通，并该穿孔1013相对该轴承孔1011内的轴承12。
另者前述穿孔1013用以供容设该对应的感测单元2，令该感测单元2于该穿孔1013内侦测(或监控)该轴承12的温度而产生温度感测讯号传送给处理单元3。
于该较佳实施例的穿孔1013以1个贯穿在轴筒101上做说明，但并不局限于此，于本发明实际实施时，使用者可以事先根据温度准确度的需求，设计多个穿孔1013贯穿在轴筒101上，以供容设对应多个感测单元2来侦测轴承12的温度，合先陈明。
请参阅图4A、图4B示，是显示本发明的第三较佳实施例的分解及组合剖面示意图，并辅以参阅图1示;该较佳实施例的结构及连结关系及其功效大致与前述第一较佳实施例相同，故在此不重新赘述，其两者差异处在于:前述轴筒101内侧凸设有一平台102，该平台102从该轴筒101内侧中央部位朝该轴承孔1011的中心凸伸构成，且其具有一第一平台端面1021及一相反该第一平台端面1021的第二平台端面1022，该第一平台端面1021相邻该轴筒101的自由端(即轴筒101远离该轴座10的一端)，该第二平台端面1022相对该轴座10。
另者，该本较佳实施例的轴承12以双轴承(如滚珠轴承、含油轴承、滚柱轴承或陶瓷轴承)做说明，亦即所述轴承12具有一第一轴承123及一第二轴承124，该第一轴承123设置在该第一平台端面1021上，其相反该第一平台端面1021的一侧上设置有所述感测单元2，令感测单元2监控该第一轴承123上的温度，以及由轴筒101及其平台102上传导来的第二轴承124的温度，而将产生的温度感测讯号传送给处理单元3;并该第二轴承124设置在该第二平台端面1022上。
所以通过本发明的感测单元2侦测(或监控)轴筒101内的第一、二轴承123、124的温度而产生的温度感测讯号，传送给处理单元3，让该处理单元3根据接收的温度感测讯号与预定温度值比较处理而产生告知讯号，传送给电子装置5上，令使用者可以通过电子装置5得知第一、二轴承123、124是否发生异常及预测第一、二轴承123、124剩余寿命的效果，进而更有效达到操作与安装便利，以及节省成本的效果。
请参阅图5A、图5B示，是显示本发明的第四较佳实施例的分解及组合剖面示意图，并辅以参阅图1示；该较佳实施例的结构及连结关系及其功效大致与前述第三较佳实施例相同，故在此不重新赘述，该本较佳实施例主要是将前述第三较佳实施例的感测单元2设于第一轴承123上，改设计成为设在该轴筒101上，亦即前述感测单元2设于该轴筒101上，且所述轴筒101外侧上开设有至少一穿孔1013，该穿孔1013从该轴筒101的外侧上朝相对该轴筒101内侧贯穿所构成的，且连通轴承孔1011并对应该第二轴承124，亦即该穿孔1013贯穿形成在该轴筒101外侧上，以与该轴筒101内的轴承孔1011相连通，并该穿孔1013相对该轴承孔1011内的第二轴承124。
另者前述穿孔1013用以供容设该对应的感测单元2，令该感测单元2于该穿孔1013内侦测(或监控)该第二轴承124的温度，以及由轴筒101及其平台102上传导来的第一轴承123的温度而产生温度感测讯号传送给处理单元3。
故通过本发明的感测单元2监控该第一、二轴承123、124的温度，并由该处理单元3产生告知讯号来提醒(或告知)使用者的设计，得有效达到监控轴承12状况及预测轴承12剩余寿命的功效，进而还可以达到降低成本及操作及安装便利的效果。
请参阅图6A、图6B示，是显示本发明的第五较佳实施例的分解及组合剖面示意图，并辅以参阅第1图示;该较佳实施例的结构及连结关系及其功效大致与前述第三较佳实施例相同，故在此不重新赘述，其两者差异处在于:前述感测单元2具有一第一温度感测器21及一第二温度感测器22，该第一温度感测器21设于该第一轴承123相反该第一平台端面1021的一侧上，其用以侦测对应的第一轴承123的温度，而产生一第一温度感测讯号。
另者前述第二温度感测器22设于该轴筒101上开设的一穿孔1013内，该穿孔1013从该轴筒101外侧朝相对该轴筒101内侧贯穿构成，且连通轴承孔1011并对应该第二轴承124，并该第二温度感测器22用以侦测对应该第二轴承124的温度，而产生一第二温度感测讯号。
所以使前述处理单元3则根据接收的第一、二温度感测讯号与其内设定温度值比较，并代入轴承寿命计算公式做运算处理后，而产生告知讯号，然后通过该通讯传输介面41将告知讯号传送到电子装置5上，令使用者通过该电子装置5所显示的告知讯号，来得知该第一、二轴承123、124状况(即第一、二轴承123、124是否异常)及预测该第一、二轴承123、124剩余寿命的资讯，因此，使得有效达到监控轴承12状况及预测轴承12剩余寿命的效果，进而还可以达到降低成本及操作及安装便利的效果。
以上所述本发明相较于公知技术具有下列的优点:
1.具有监控轴承状况及预测轴承剩余寿命的效果;
2.操作及安装便利;
3.降低成本。
惟以上所述，仅是本发明的较佳可行的实施例而已，凡利用本发明上述的方法、形状、构造、装置所为的变化，皆应包含于本案的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，应用于一风扇，该监控装置包括:
一轴座，设有一轴筒，该轴筒从该轴座的中央处凸伸构成，且其设有一轴承孔，该轴承孔内容设有至少一轴承，该轴承具有一轴心孔;
至少一感测单元，选择设置在该轴筒或轴承上，用以侦测对应该轴承的温度，而产生一温度感测讯号;
一处理单元，电性连接该感测单元，其根据接收该温度感测讯号与其内一预定温度值比较处理，而产生一告知讯号;及
一控制基板，设于该轴座上，且相邻该轴筒，并该处理单元设置在该控制基板一侧上，且与控制基板电性连接。
2.如权利要求1所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，该轴筒上套设有一硅钢片组，该硅钢片组与相对该控制基板电性连接，且该轴筒与一扇轮相枢设，扇轮具有一轴心，该轴心的一端固接该扇轮，其另一端则与对应该轴心孔相枢设，且罩覆对应该硅钢片组。
3.如权利要求1所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，该感测单元设置在该轴筒内的轴承上，用以侦测对应该轴承的温度，而产生所述温度感测讯号，传至该处理单元上。
4.如权利要求1所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，前述感测单元设于该轴筒上，且该轴筒外侧上开设有至少一穿孔，该穿孔从该轴筒的外侧上朝相对该轴筒的内侧贯穿所构成，且连通该轴承孔并相对该轴承，该穿孔用以供容设对应的感测单元。
5.如权利要求1所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，该轴筒内侧凸设有一平台，该平台从该轴筒内侧中央部位朝该轴承孔的中心凸伸构成，且其具有一第一平台端面及一相反该第一平台端面的第二平台端面，该第一平台端面相邻该轴筒的自由端，该第二平端面相对该轴座。
6.如权利要求5所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，所述轴承具有一第一轴承及一第二轴承，该第一轴承设置在该第一平台端面上，并该第二轴承设置在该第二平台端面上。
7.如权利要求6所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，前述感测单元设于该第一轴承相反该第一平台端面的一侧上，用以侦测对应该轴承的温度，而产生所述温度感测讯号，传至该处理单元上。
8.如权利要求6所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，前述感测单元设于该轴筒上，且该轴筒外侧上开设有至少一穿孔，该穿孔从该轴筒的外侧上朝相对该轴筒的内侧贯穿所构成，且对应该第二轴承并连通该轴承孔，该穿孔用以供容设对应的感测单元。
9.如权利要求6所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，所述感测单元具有一第一温度感测器及一第二温度感测器，该第一温度感测器设于该第一轴承相反该第一平台端面的一侧上，其用以侦测对应的第一轴承的温度，而产生一第一温度感测讯号，该第二温度感测器设于该轴筒上开设的一穿孔内，且该穿孔对应该第二轴承并连通该轴承孔，该第二温度感测器用以侦测对应该第二轴承的温度，而产生一第二温度感测讯号，并该处理单元接收该第一、二温度感测讯号。
10.如权利要求1所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，该电路基板上具有一通讯传输介面，该通讯传输介面连接一电子装置，该处理单元通过该通讯传输介面将前述告知讯号传送至该电子装置上。
11.如权利要求1所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，该处理单元为一微处理器，该感测单元为一温度感测器。
12.如权利要求10所述的风扇轴承寿命的监控装置，其特征在于，该通讯传输介面与电子装置的连接选择为有线连接或无线连接。
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