CN108730221A - 动压轴承及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动压轴承，所述动压轴承具有一轴承本体，轴承本体安装于一外壳的内部，用以支承一转轴；轴承本体的中心具有一转轴孔，转轴穿设于转轴孔中；轴承本体的外侧面还具有一平面部，平面部沿着与转轴孔的中心轴线平行的方向从轴承本体的上端延伸到轴承本体的下端，当轴承本体设置于外壳内部时，平面部与所述外壳的内侧壁之间形成一从轴承本体的下端连通到轴承本体上端的逃气通道。本发明的有益效果在于能够提高逃气通道的容积，且避免轴承本体加工时产生毛边。

Description

动压轴承及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种动压轴承及其制造方法，特别是涉及一种具有逃气结构的液态动压轴承及其制造方法。

背景技术

现有技术中，散热风扇为散热模块中主要的组件之一。而近年来为了配合笔记本电脑与平板计算机等信息产品不断朝向小型化、薄形化且处理器操作功率不断提升的趋势，使得散热模块也必须随着朝向小型化、薄形化且同时要兼顾提升散热效率的方向发展。因此，散热模块所采用的风扇，就必须同时兼具体积缩小、厚度减少、以及风扇转速提升等优势。为了因应风扇微型化、薄型化且高转速的需求，目前相当多的散热风扇已经改采动压轴承的设计取代传统的轴承。

然而，因动压轴承运转时，因轴心与耐磨片接触转动时产生热气，热气若无排出，将导致轴心无法稳定转动，故动压轴承上必须设置逃气结构，以供排放热气。一种现有的动压轴承采用的逃气设计，为在轴承本体的外侧面设置多个轴向的逃气沟槽，通过所述逃气沟槽使得热气能够排出。

现有的动压轴承的逃气设计存在有下列缺点：(1)因逃气沟槽的深度及宽度有限，因此所能够提供的逃气沟槽容积有限，使得热气排出能力受到限制，且缺少缓冲；(2)因动压轴承的外部形状多采用车削加工方式成型，因此轴承本体的外侧设置逃气沟槽时，将会容易在逃气沟槽的边缘产生毛边，且车削的切屑容易卡在逃气沟槽中，造成加工完成后清理毛边及切屑的不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有的动压轴承的轴承本体的逃气沟槽设计排气量不足，且容易产生毛边、卡合切屑的缺点。

本发明实施例提供一种动压轴承，所述动压轴承安装于一外壳的内部，用以支承一转轴，所述动压轴承包括：一轴承本体，所述轴承本体套设于所述外壳的内部，所述轴承本体的中心具有一从所述轴承本体的上端贯穿到所述轴承本体的下端的转轴孔，所述转轴穿设于所述转轴孔中；所述轴承本体的外侧面还具有一平面部，所述平面部沿着与所述转轴孔的中心轴线平行的方向从所述轴承本体的上端延伸到所述轴承本体的下端，当所述轴承本体设置于所述外壳的内部时，所述平面部与所述外壳的内侧壁之间形成一从所述轴承本体的下端连通到所述轴承本体的上端的逃气通道。

本发明一优选实施例中，所述轴承本体的外侧面的除了所述平面部以外的区域形成一圆柱面，所述圆柱面和所述转轴孔同轴心；所述转轴孔的中心轴线与所述圆柱面的间距定义为第一间距；所述转轴孔的中心轴线与所述平面部的垂直间距定义为第二间距；所述第一间距大于所述第二间距。

本发明一优选实施例中，所述轴承本体的上端具有一第一端面；所述外壳的内部用以容置所述轴承本体的空间定义为一第一容置空间，所述第一容置空间的上端具有一开口端，所述开口端的内侧面设置有一环形构件，当所述轴承本体容置于所述第一容置空间内时，所述环形构件的底侧面靠近于所述轴承本体的第一端面；所述转轴孔的中心轴线与所述环形构件的内侧壁之间的间距定义为第三间距；所述第三间距大于所述第二间距且小于所述第一间距。

本发明一优选实施例中，所述第一间距减所述第二间距的差值介于0.1倍的所述第一间距至0.3倍的所述第一间距之间。

本发明一优选实施例中，所述第三间距减所述第二间距的差值在0.001mm以上。

本发明一优选实施例中，所述第三间距减所述第二间距的差值介于0.0015mm至0.01mm之间。

本发明一优选实施例中，所述第一容置空间的下端连接一第二容置空间，所述轴承本体的所述转轴孔的底端与所述第二容置空间相互连通；所述转轴孔的内侧壁设置有多个导油沟槽，且所述转轴孔与所述转轴的外侧壁之间的间隙以及所述第二容置空间中填充有润滑油脂。

本发明一优选实施例中，所述第二容置空间的底部设置有一耐磨片，所述转轴的底端穿出于所述轴承本体的下端且接触于所述耐磨片。

本发明一优选实施例中，所述第二容置空间与所述轴承本体的底面之间具有一间距以形成一第三容置空间，所述转轴的底端连接一止推板，所述止推板容设于所述第三容置空间中。

本发明实施例还提供一种用以制作所述动压轴承的制造方法，包括下列步骤：准备一杆状基材；将所述杆状基材成型为一具有与所述轴承本体相同截面形状的胚料；将所述胚料切断后，切断后的所述胚料制作成所述轴承本体。

本发明的有益效果在于能够提高逃气通道的容积，以提高排气效果，且避免轴承本体加工时产生毛边以及切屑卡合于排气沟槽的情形发生。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明其中一实施例所提供的动压轴承的组合剖面图。

图2为本发明其中一实施例采用的轴承本体的立体图。

图3为本发明其中一实施例所采用的轴承本体的剖面图。

图4为本发明其中一实施例所采用的轴承本体的俯视图。

图5为本发明其中一实施例所提供的动压轴承的组合俯视图。

图6为本发明其中一实施例所采用的轴承本体的加工流程示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关本发明的动压轴承的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供一种动压轴承1，其中包括：一外壳10、一轴承本体20、及一转轴30。其中外壳10具有概略呈圆筒状的截面形状，外壳10的内部形成一圆筒状的第一容置空间11，第一容置空间11的上端具有一开口端，且于外壳10的下端设置有一底部构件18，用以使外壳10的底部形成密闭状态。

轴承本体20容设于外壳10的第一容置空间的内部，轴承本体20概略形成一侧边具有一平面部22的圆形柱体，轴承本体20的直径和外壳10的第一容置空间11相配合，使得轴承本体20能够容置于第一容置空间11中。轴承本体20的外侧面还设置有至少一凹沟27，用以使得轴承本体20能够顺畅地置入于第一容置空间11内。轴承本体20的上端具有一第一端面24，且于第一端面24上再设置一直径较小的突出端25，而使得轴承本体20的上端形成阶级状。

第一容置空间11的开口端14的内侧具有一环形构件15。如图1及图5所示，所述环形构件15的内径小于轴承本体20的外径，且略大于突出端25的外径，当轴承本体20组装于外壳10内部时，环形构件15的底面扺压于轴承本体20的第一端面24上，借以将轴承本体20定位于第一容置空间内，且轴承本体20的突出端25容设于环形构件15的内侧。

所述轴承本体20的中心具有一从轴承本体20的上端贯穿到轴承本体20的下端的转轴孔21，转轴孔21的内径和转轴30的外径相互配合，以使得转轴30能够穿设于转轴孔21的内部。外壳10的第一容置空间11的下方设置一底部构件18，使第一容置空间11的下端形成封闭，底部构件18顶面的中央具有一凹入部，形成一第二容置空间12，第二容置空间12和第一容置空间11相互连通，当转轴30置入于转轴孔21内时，转轴30的末端延伸进入到第二容置空间12中。第二容置空间12的底面还设置一耐磨片16，转轴30的底部能够和耐磨片16的顶面接触，借以减少转轴30末端的摩擦阻力。此外，转轴孔21的上端的内侧还设置一环形的卡槽28，且于卡槽28内设置一轴封29借以防止润滑油脂从转轴孔21的上端泄漏，并防止灰尘进入到转轴孔21内。

该实施例中，轴承本体20的底面和第二容置空间12以及底部构件18的上端之间形成一第三容置空间13。如图1所示，所述转轴30的底端还设置有一止推板31，所述止推板31为一圆形板体，且所述止推板31容置于所述第三容置空间13当中。止推板31的表面也设置有导油沟槽，止推板31随着转轴30旋转时，止推板31表面的导油沟槽26也能够使得润滑油脂产生压力，而使得止推板31和轴承本体20的底侧面及底部构件18的顶面之间建立油膜，借以产生一轴向的压力，以增进转轴30转动的稳定性，并减少震动。

转轴30和转轴孔21的内侧壁之间具有一间隙，所述转轴30与转轴孔21之间的间隙以及所述第二容置空间12内容纳有润滑油脂。转轴孔21及转轴30经过精密加工，使得转轴孔21和转轴30的外径之间的间隙能够控制于数微米的范围内，同时转轴孔21的内侧壁设置有多数的导油沟槽26，通过所述导油沟槽26，能够在转轴30旋转时引导润滑油脂产生压力以建立油膜，借以使得转轴30不会直接接触到转轴孔21的内侧壁，以减少转轴30转动的摩擦力，并避免转轴磨损。

如图2至图4所示，本发明的动压轴承1外侧面的一侧边具有一平面部22，所述平面部22从轴承本体20的上端沿着和转轴孔21的中心轴线C平行的方向延伸到轴承本体20的下端。同时轴承本体20的外侧面除了平面部22的区域外，形成一圆柱面23，如图4所示，所述平面部22及圆柱面23共同构成了轴承本体20的外侧面，所述圆柱面23和转轴孔21的中心轴线C同轴心，而且圆柱面23的直径和第一容置空间11的内径相互配合，以使得轴承本体20能够置入于第一容置空间中。且如图1所示，当轴承本体20设置于外壳10内部时，平面部22和所述外壳10的内侧壁之间具有一间隙，且所述间隙构成了一个从轴承本体20的下端连通到轴承本体上端的逃气通道17。因此，当动压轴承1运转时转轴30与耐磨片16摩擦产生的热气能够从轴承本体20下方的第二容置空间12经由逃气通道17流通到轴承本体20的上端，并从第一容置空间11上端的开口端14排出。

如图4及图5所示，轴承本体20具有概略呈D形的截面形状，若将所述中心轴线C和圆柱面23的间距定义为第一间距D1，并将中心轴线C和平面部22的垂直间距定义为第二间距D2，以及将中心轴线C和环形构件15的内侧壁之间的间距定义为第三间距D3，则所述第一间距D1、第二间距D2、及第三间距D3存在下列关系。

其中第一间距D1大于第二间距D2，且第三间距D3小于第一间距D1大于第二间距D2。其中所述第一间距D1和第二间距D2的差值代表轴承本体20套合于外壳10的第一容置空间11内时，平面部22和第一容置空间11的内侧壁之间所形成的逃气通道17的高度。本发明优选实施例中，所述第一间距D1减去第二间距D2的差值设计为介于0.1倍的第一间距D1至0.3倍的第一间距D1之间的范围，以使得逃气通道具有足够的面积，以达到顺利排气的目的。因此，若以直径5mm的轴承本体为例，所述第一间距D1减去第二间距D2的差值则能够介于0.5mm至1.5mm的范围内。

此外，所述第三间距D3则设计为大于第二间距D2，且小于第一间距D1，因此如图5所示，若以俯视角度观察，轴承本体20组装于外壳10的内部以后，环形构件15的内侧壁的位置能够介于第一容置空间11的内侧壁与轴承本体20的平面部22之间的位置，且使得平面部22和环形构件15的内侧壁之间保持一间隙。

如图1所示，所述环形构件15的底面能够抵压于轴承本体20的第一端面24之上，借以将轴承本体20定位于第一容置空间11中，同时环形构件15的内侧壁和平面部22之间保持一间隙，因此使得逃气通道17内的气体能够经由环形构件15的内侧壁与平面部22之间的间隙中通过。

特别说明，所述介于环形构件15的内侧壁与平面部22之间的间隙目的为用以供逃气通道17内的气体排出，然而其设计时需注意除了要能够维持排气顺畅外，还必须注意间隙不能过大，以避免进入到逃气通道17内的润滑油脂泄漏，因此所述介于环形构件15的内侧壁与平面部22之间的间隙的宽度(即第三间距D3减去第二间距D2的差值)优选需控制在0.001mm以上，而优选的实施例，所述间隙的宽度则能够介于0.0015mm至0.01mm之间的范围。

如图6所示，说明本发明采用的轴承本体20的制造流程。本发明的轴承本体20为达到连续快速生产的目的，是采用由杆状的原材料制成一胚料后，再将胚料切断后进行后续加工以形成所述轴承本体20的成品。本发明的轴承本体20的制造流程中，概略包括下列步骤，其中第一步骤为准备一杆状基材40，所述杆状基材40优选者为直径和轴承本体20的外径接近的圆形截面杆体。接着将所述杆状基材40通过适合的加工方式成型为一具有和轴承本体20相同截面形状的胚料40a，所述胚料40a具有一圆柱面41a，以及一平面部42a，所述圆柱面41a和所述轴承本体20的圆柱面23相符合，且所述平面部42a和所述轴承本体20的平面部22相符合。

所述胚料40a的加工方式可采用但不限于下列加工方式的其中之一或其组合：(1)利用抽引加工方式(Stretch Forming)成型：采用抽引加工时，为将所述杆状基材40牵引通过一具有D形内孔的抽引模具，以使得杆状基材40产生塑性变形，而使得所述杆状基材40形成所述胚料40a；或者(2)切削加工：该方法是通过车削或外径研磨等加工方式制作出所述圆柱面41a后，再以铣切或平面研磨方式在胚料40a的一侧面制作出所述平面部42a。

当所述胚料40a成型步骤完成后，接着进行第三步骤，为将所述胚料40a依照轴承本体20的预定长度切断后，接着将切断后的胚料加工制成所述轴承本体20。

本发明采用的轴承本体20的加工方式，其特点在于预先制作具有和轴承本体20相同截面形状的胚料40a后，再利用所述胚料40a制作轴承本体20，因此不需要分别对每一个轴承本体20的成品进行所述圆柱面23及平面部22的加工，因此可达到简化流程，节省制造成本的目的。

本发明的动压轴承1通过上述设计，其有益效果主要如下：

1、因本发明的轴承本体20的侧面具有平面部22，并由平面部22和外壳10的第一容置空间11的内侧壁之间的间隙形成逃气通道17，使得逃气通道17的容积大于现有的动压轴承所采用的逃气沟槽的容积，因此使得热气排出更为流畅，且能够缓冲热气及润滑流体受热后膨胀所产生的压力。

2、本发明的轴承本体20采用以侧面的平面部22取代逃气沟槽的设计，因此在轴承本体20的外侧面不存在纵向的沟槽结构，故使得轴承本体20的外侧面进行车削加工(例如：制作突出端25、第一端面24、以及凹沟27等部位的加工程序)时不容易产生毛边，也不会产生切削金属屑卡合于沟槽内的情形，因此避免了轴承本体20加工完成后除毛边及清洁金属屑的工作。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种动压轴承，所述动压轴承安装于一外壳的内部，用以支承一转轴，其特征在于，所述动压轴承包括：

一轴承本体，所述轴承本体套设于所述外壳的内部，所述轴承本体的中心具有一从所述轴承本体的上端贯穿到所述轴承本体的下端的转轴孔，所述转轴穿设于所述转轴孔中；

所述轴承本体的外侧面还具有一平面部，所述平面部沿着与所述转轴孔的中心轴线平行的方向从所述轴承本体的上端延伸到所述轴承本体的下端，当所述轴承本体设置于所述外壳的内部时，所述平面部与所述外壳的内侧壁之间形成一从所述轴承本体的下端连通到所述轴承本体的上端的逃气通道。

2.根据权利要求1所述的动压轴承，其特征在于，所述轴承本体的外侧面的除了所述平面部以外的区域形成一圆柱面，所述圆柱面和所述转轴孔同轴心；所述转轴孔的中心轴线与所述圆柱面的间距定义为第一间距；所述转轴孔的中心轴线与所述平面部的垂直间距定义为第二间距；所述第一间距大于所述第二间距。

3.根据权利要求2所述的动压轴承，其特征在于，所述轴承本体的上端具有一第一端面；所述外壳的内部用以容置所述轴承本体的空间定义为一第一容置空间，所述第一容置空间的上端具有一开口端，所述开口端的内侧面设置有一环形构件，当所述轴承本体容置于所述第一容置空间内时，所述环形构件的底侧面靠近于所述轴承本体的所述第一端面；所述转轴孔的中心轴线与所述环形构件的内侧壁之间的间距定义为第三间距；所述第三间距大于所述第二间距且小于所述第一间距。

4.根据权利要求3所述的动压轴承，其特征在于，所述第一间距减所述第二间距的差值介于0.1倍的所述第一间距至0.3倍的所述第一间距之间。

5.根据权利要求4所述的动压轴承，其特征在于，所述第三间距减所述第二间距的差值在0.001mm以上。

6.根据权利要求5所述的动压轴承，其特征在于，所述第三间距减所述第二间距的差值介于0.0015mm至0.01mm之间。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的动压轴承，其特征在于，所述第一容置空间的下端连接一第二容置空间，所述轴承本体的所述转轴孔的底端与所述第二容置空间相互连通；所述转轴孔的内侧壁设置有多个导油沟槽，且所述转轴孔与所述转轴的外侧壁之间的间隙以及所述第二容置空间中填充有润滑油脂。

8.根据权利要求7所述的动压轴承，其特征在于，所述第二容置空间的底部设置有一耐磨片，所述转轴的底端穿出于所述轴承本体的下端且接触于所述耐磨片。

9.根据权利要求8所述的动压轴承，其特征在于，所述第二容置空间与所述轴承本体的底面之间具有一间距以形成一第三容置空间，所述转轴的底端连接一止推板，所述止推板容设于所述第三容置空间中。

10.一种用以制作根据权利要求1至9中任一项所述的动压轴承的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括下列步骤：

准备一杆状基材；

将所述杆状基材成型为一具有与所述轴承本体相同截面形状的胚料；

将所述胚料切断后，切断后的所述胚料制作成所述轴承本体。