CN112443584A - 轴承系统 - Google Patents

Abstract

一种轴承系统，用以解决现有马达或风扇易因转动构件碰撞而产生振动与噪音的问题。系包含：一衬套，由一轴孔连通该衬套的内部与外部；两个轴承，轴向相对地位于该衬套的内部，该两个轴承之间形成一间隔空间；及一转轴，贯穿该两个轴承且第一端穿出该轴孔，该转轴的环周面连接一外凸部，该外凸部位于该间隔空间中，该外凸部能够在该转轴转动时与各轴承的轴向端面之间形成一动压间隙。

Description

轴承系统

技术领域

本发明是关于一种马达或风扇的构件，尤其是一种可安装于马达或风扇中的轴承系统。

背景技术

请参照图1，其是一种现有的风扇9，该现有的风扇9具有一轴座91、一轴承系统92、一转子93及一定子94。该轴承系统92具有一轴筒921组装结合于该轴座91，一含油轴承922组装在该轴筒921内部，一密封塞923封闭该轴筒921的底部，一耐磨垫924设于该密封塞923内。该转子93具有一轴杆931贯穿该含油轴承922，该轴杆931的底端抵接该耐磨垫924，该轴杆931外周面结合有一扣片932，该扣片932位于该含油轴承922下方，该轴杆931顶端结合有一轮毂933，该轮毂933的外周面连接有多个扇叶934，该轮毂933的内周面则连接有一磁性件935。该定子94结合于该轴筒921的外周并与该磁性件935径向相对，以驱动该转子93旋转。类似于该现有的风扇9的一实施例已公开于中国台湾公告第M247713号专利案当中。

上述现有的风扇9运作时，其轴杆931若有向上飘移的现象，将可通过该扣片932挡在该含油轴承922底端而限制该轴杆931的轴向位移；但是，该扣片932将反复碰撞该含油轴承922底端，使该转子93的旋转因振动而不平稳，同时也会产生噪音。

有鉴于此，现有风扇的轴承系统确实仍有加以改善的必要。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种轴承系统，可限制转轴的轴向位移，并大幅减少转轴碰撞轴承的轴向端面的状况。

本发明的次一目的是提供一种轴承系统，其转轴的底端可以维持腾空而不摩擦其他构件。

本发明的又一目的是提供一种轴承系统，其转轴与轴承之间可以产生更平均的油膜。

本发明的再一目的是提供一种轴承系统，可具有更佳的防漏油效果。

本发明全文所述方向性或其近似用语，例如“前”、“后”、“左”、“右”、“上（顶）”、“下（底）”、“内”、“外”、“侧面”等，主要是参考附图的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本发明的各实施例，非用以限制本发明。

本发明全文所记载的元件及构件使用“一”或“一个”的量词，仅是为了方便使用且提供本发明范围的通常意义；于本发明中应被解读为包括一个或至少一个，且单一的概念也包括复数的情况，除非其明显意指其他意思。

本发明全文所述“结合”、“组合”或“组装”等近似用语，主要包含连接后仍可不破坏构件地分离，或是连接后使构件不可分离等形态，是本领域中普通技术人员依据需要相连的构件材质或组装需求予以选择的。

本发明的轴承系统，包含：一衬套，由一轴孔连通该衬套的内部与外部；两个轴承，轴向相对地位于该衬套的内部，该两个轴承之间形成一间隔空间；及一转轴，贯穿该两个轴承且第一端穿出该轴孔，该转轴的环周面连接一外凸部，该外凸部位于该间隔空间中，该外凸部能够在该转轴转动时与各轴承的轴向端面之间形成一动压间隙。

由此，本发明的轴承系统，其转轴的外凸部旋转时，可以在该外凸部与该两个轴承之间分别因动压而产生一油膜，不仅能让转轴维持顺畅旋转，还能由该两个油膜抑制转轴的轴向位移，及防止该外凸部碰撞该两个轴承，故可有效减少运作噪音及振动，具有提升装有该轴承系统的风扇或马达品质的功效。

其中，该衬套具有一环墙连接一封底部，该封底部与该轴孔相对，该转轴的第两个端位于该衬套内部，该转轴的第两个端可以与该封底部相间隔以维持腾空。如此，该转轴转动时不会摩擦该封底部，具有提升转轴旋转顺畅度、降低运作噪音及延长轴承系统使用寿命等功效。

其中，该封底部的内表面可以连接有一凸起的支撑部，该支撑部较远离该封底部的中心位置而较靠近该环墙，该支撑部可以抵接其中一前述的轴承的轴向端面。如此，可以由简易的结构，使该轴承与该封底部之间能够在该支撑部以内形成一空间供该转轴的第二端腾空设置，具有易于制造及组装等功效。

其中，该外凸部可以一体连接该转轴的环周面，并自该环周面呈径向朝外延伸。如此，该外凸部在该转轴的环周面上的位置可维持固定不变，能够降低组装误差或后续相对位移而对油膜形成效果所造成的影响，具有提升轴承系统的运作稳定度的功效。

其中，该外凸部可以结合于该转轴的环周面，并自该环周面呈径向朝外延伸。如此，具有提升制造及组装便利性的功效。

其中，该外凸部可以呈盘状以完整圈围该转轴的环周面。如此，该外凸部与各轴承之间所产生的油膜可更为平均，具有提升转轴旋转顺畅度的功效。

其中，该轴孔的最小径向宽度可以大于该两个轴承的内径。如此，即可确保该转轴相对于该两个轴承旋转时不会碰撞到该端板，具有提升转轴旋转顺畅度的功效。

其中，该轴孔可以至少有局部系沿轴向呈由下往上渐扩的形态。如此，不慎溢流至该轴孔的润滑油将较不易继续朝外部流出，具有提升防漏油效果的功效。

其中，该衬套可以具有一环墙一体成型连接一封底部，该封底部封闭该环墙的底端，该轴孔与该封底部相对。如此，该环墙的底端可以由该封底部完全封闭，以有效避免该衬套内部的润滑油渗漏。

其中，该衬套可以具有一环墙结合一封底部，该封底部与该轴孔相对，一防漏垫圈接触该环墙的内壁并抵接该封底部与其中一前述的轴承。如此，具有提升防漏油效果的功效。

其中，该衬套可以具有一环墙结合一端板，该轴孔设于该端板，该端板具有一环槽，一防漏垫圈设于该环槽并接触该环墙的内壁。如此，可以降低因设置该防漏垫圈所需增加的轴向高度，并提升防漏油效果。

该轴承系统可以另外包含一间隔环位于该衬套的内部并抵接该两个轴承的轴向端面，该间隔空间位于该间隔环的内环面以内，该间隔环的内环面与该转轴的外凸部相间隔以维持不接触。如此，可以由该间隔环轻易界定出该间隔空间，具有提升组装便利性的功效。

其中，该衬套具有一环墙连接一封底部及一端板，该轴孔设于该端板并与该封底部相对，该端板可以抵接其中一前述的轴承，另一前述的轴承可以抵接该封底部。如此，该两个轴承即使不与该环墙的内壁紧配结合仍可准确定位于该衬套的内部，使该两个轴承可以因加工误差容许范围大而更便于制造。

其中，该两个轴承相向的两个轴向端面可以分别连接一凸出部，该两个轴承的凸出部相抵接，该间隔空间位于该两个凸出部的内周。如此，可以省略设置前述的间隔环，借以精简须组装的构件数量，具有提升组装便利性及效率等功效。

其中，该衬套具有一环墙，该两个轴承可以紧配结合该环墙的内壁。如此，可以省略设置前述的间隔环，借以精简须组装的构件数量，并更进一步地简化该两个轴承的结构，具有降低制造及组装成本等功效。

其中，该外凸部的轴向高度可以小于该间隔空间的轴向高度。如此，具有提升该转轴的旋转顺畅度等功效。

其中，该转轴的外径较佳略小于该两个轴承的内径。如此，具有提升该转轴的旋转顺畅度等功效。

其中，至少一前述的轴承的轴向端面可以具有多个动压沟，该多个动压沟与该外凸部的轴向表面相对以形成该动压间隙。如此，具有更进一步地提升该轴承系统运作时所产生的动压效果的功效。

其中，该外凸部的至少一轴向表面可以具有多个动压沟，该多个动压沟与该轴承的轴向端面相对以形成该动压间隙。如此，具有更进一步地提升该轴承系统运作时所产生的动压效果的功效。

附图说明

图1：一种现有风扇的剖视结构图；

图2：本发明第一实施例的分解立体图；

图3：本发明第一实施例的组合剖视图；

图4：具有本发明第一实施例轴承系统的风扇的组合剖视图；

图5：本发明第二实施例的组合剖视图；

图6：本发明第三实施例的组合剖视图；

图7：本发明的另一结构轴承的局部剖视立体图；

图8：本发明的另一结构转轴的立体图。

附图标记说明

1 衬套

11 环墙

12 封底部

121 内表面

13 端板

131 环槽

14 轴孔

15 支撑部

2 轴承

2a 第一轴承

2b 第二轴承

21 轴向端面

22 外周面

23 凸出部

24 动压沟

3 转轴

3a 第一端

3b 第二端

31 环周面

32 外凸部

321 轴向表面

322 动压沟

4 间隔环

41 内环面

5 扇框

51 底板

6 定子

7 扇轮

71 叶片

8 防漏垫圈

D1 外径

D2 内径

E 外部

F 内部

G 动压间隙

H1、H2 轴向高度

M 开口

S 间隔空间

W 最小径向宽度

﹝现有技术﹞

9 风扇

91 轴座

92 轴承系统

921 轴筒

922 含油轴承

923 密封塞

924 耐磨垫

93 转子

931 轴杆

932 扣片

933 轮毂

934 扇叶

935 磁性件

94 定子。

具体实施方式

为使本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特根据本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图2、3所示，其是本发明轴承系统的第一实施例，包含一衬套1、两个轴承2及一转轴3，该两个轴承2位于该衬套1的内部F，该转轴3贯穿该两个轴承2且一端凸出该衬套1外。

该衬套1具有一环墙11连接一封底部12，以由该封底部12封闭该环墙11的底端，并于该衬套1内部F形成可以设置该两个轴承2的空间。其中，该封底部12可以组装结合于该环墙11，例如紧配结合并于相接处予以雷射焊接；或较佳一体成型连接该环墙11，使该衬套1形成杯状而在顶端具有一开口M，底端则完全封闭以有效避免该衬套1内部F的润滑油渗漏。另外地，该衬套1可以在邻近该开口M处设一端板13，该端板13连接该环墙11且概与该封底部12轴向相对，以由该端板13大致上封闭该开口M，并于该端板13上贯穿设置一轴孔14，使该轴孔14能连通该衬套1的内部F与外部E，以及供该转轴3贯穿。在本实施例中，该端板13可以由其外周缘结合该环墙11的内壁，结合方式例如但不限于紧配结合、胶合或焊接结合。此外，较佳地，该轴孔14至少有局部是沿轴向呈由下往上渐扩的形态，使得不慎溢流至该轴孔14的润滑油较不易继续朝外部E流出。

该两个轴承2呈轴向相间隔地设于该衬套1的内部F，以在该两个轴承2之间形成一间隔空间S；该两个轴承2可例如选用为含油轴承。为便于说明，以下将前述的两个轴承2分别称作一第一轴承2a及一第二轴承2b。该第一轴承2a具有两个轴向端面21及一外周面22，该第二轴承2b也相同。该第一轴承2a的其中一轴向端面21与该第二轴承2b的其中一轴向端面21轴向相对。

该第一轴承2a及该第二轴承2b可以分别由该外周面22紧配结合该环墙11的内壁。或是如本实施例附图所示，使该第一轴承2a由其中一轴向端面21直接或间接地抵接于该衬套1的封底部12，然后将一间隔环4置入该衬套1的内部F并抵接该第一轴承2a的另一轴向端面21，再使该第二轴承2b由其中一轴向端面21抵接该间隔环4，最后将该端板13结合该环墙11并抵接该第二轴承2b的另一轴向端面21；如此，该第一轴承2a及该第二轴承2b即使不与该环墙11的内壁紧配结合，仍可准确地定位于该衬套1的内部F，使该两个轴承可以因加工误差容许范围大而更便于制造，此外，该间隔环4的内环面41以内可以形成该间隔空间S，及由该间隔环4界定出该间隔空间S的轴向高度（即该第一轴承2a与该第二轴承2b的两个相对轴向端面21的间距）。

该转轴3贯穿该第一轴承2a与该第二轴承2b，且该转轴3的第一端3a穿出该端板13上的轴孔14。其中，该转轴1的外径D1较佳略小于该第一轴承2a与该第二轴承2b的内径D2，以提升该转轴1的旋转顺畅度；另外，该轴孔14的最小径向宽度W较佳大于该第一轴承2a与该第二轴承2b的内径D2，以确保该转轴3相对于该第一轴承2a与该第二轴承2b旋转时，不会碰撞到该端板13。

另一方面，该转轴3的第二端3b位于该衬套1内部F，并与该衬套1的封底部12相对；较佳地，该转轴3的第二端3b可以与该封底部12相间隔以维持腾空，使该转轴3转动时不会摩擦该封底部12。具体而言，本实施例可选择使该衬套1的封底部12内表面121连接有一凸起的支撑部15，该支撑部15可例如呈环状地凸起于该封底部12的内表面121，且可以较远离该封底部12的中心位置而较靠近该环墙11；如此，该第一轴承2a的轴向端面21可以抵接于该支撑部15，以由简易的结构，使该第一轴承2a与该封底部12之间可以在该支撑部15以内形成一空间供该转轴3的第二端3b腾空设置。

该转轴3的环周面31连接有一外凸部32，该外凸部32概呈自该环周面31径向朝外延伸地设于该间隔空间S中，使该外凸部32具有两个轴向表面321，且该两个轴向表面321分别朝向该第一轴承2a及该第二轴承2b。本发明不限制该外凸部32的型态，该外凸部32的轴向高度H1小于该间隔空间S的轴向高度H2，并以能够在该转轴3旋转的过程中，使该外凸部32与该两个轴承2之间可分别形成一动压间隙G为原则；在本实施例中，该外凸部32可选择设为盘状以完整圈围该转轴3的环周面31。值得一提的是，在具有前述间隔环4的实施例中，该外凸部32应与该间隔环4的内环面41相间隔以维持不接触，避免影响该转轴3的旋转顺畅度。此外，该外凸部32可以一体成型连接于该转轴3的环周面31（如图5、6所示），或例如以雷射焊接或紧配结合等方式结合于该转轴3的环周面31，本发明也不加以限制。

请参照图3、4所示，根据前述结构，在具有该轴承系统的一风扇（附图以离心式风扇为例）中，该衬套1可以结合于一扇框5的一底板51，一定子6设于该衬套1的外周，包含有多个叶片71的一扇轮7则结合于该转轴3的第一端3a。该风扇运作时，该定子6可以驱动该扇轮7旋转，从而连动该转轴3相对于该第一轴承2a及该第二轴承2b旋转。在该转轴3旋转的过程中，位于该外凸部32与该第一轴承2a之间的动压间隙G中的润滑油可产生一油膜，位于该外凸部32与该第二轴承2b之间的动压间隙G中的润滑油可产生另一油膜，使该转轴3可维持顺畅旋转，并由该两个油膜防止该外凸部32碰撞该第一轴承2a或该第二轴承2b，故本实施例的轴承系统运作时，不易有碰撞该第一轴承2a或该第二轴承2b所产生的噪音及振动。此外，该外凸部32与该第一轴承2a之间所产生的动压，以及该外凸部32与该第二轴承2b之间所产生的动压，均具有抑制该转轴3产生轴向位移的效果。

请参照图5所示，其系本发明轴承系统的第二实施例。在本实施例中，该端板13可以一体成型连接该环墙11，使该衬套1的开口M形成在底端且与该轴孔14轴向相对；在将该第一轴承2a、该第二轴承2b及该转轴3置入该衬套1内部F后，再由该封底部12封闭该开口M，避免该衬套1内部F的润滑油渗漏。此外，本实施例的支撑部15可以一体连接在该封底部12的内表面121，以便于封闭该开口M的同时，由该支撑部15抵接该第一轴承2a。

另一方面，本实施例的第一轴承2a与第二轴承2b可以在相向的两个轴向端面21分别连接一凸出部23，且该第一轴承2a与该第二轴承2b在该衬套1的内部F系以该两个凸出部23相抵接定位，使该间隔空间S可以形成于该两个凸出部23的内周。如此，本实施例的轴承系统中可以省略设置前述的间隔环4（标示于图3中），借以精简须组装的构件数量。其中，本发明同样不限制该凸出部23的形态；在本实施例中，该凸出部23可例如呈环状地凸起于该轴向端面21，使该凸出部23较易被加工成型。在其他本实施例中，也可以只有该第一轴承2a或该第二轴承2b其中一个具有该凸出部23，以能够稳固形成该间隔空间S为原则。

请参照图6所示，其是本发明轴承系统的第三实施例。在本实施例中，本实施例的第一轴承2a及第二轴承2b可以紧配结合于该环墙11的内壁，同样可以省略设置前述的间隔环4（标示于图3中），并更进一步地简化该第一轴承2a与该第二轴承2b的结构。

此外，该封底部12及该端板13均可以采用组装结合的方式连接该环墙11，而非与该环墙11一体成型相连接，故该封底部12及该端板13较佳可以再分别搭配设置一防漏垫圈8，以避免该衬套1内部F的润滑油渗漏。详言之，与该封底部12相搭配的防漏垫圈8，可以接触该环墙11的内壁，且一端抵接该第一轴承2a，另一端抵接该封底部12或凸起于该封底部12内表面121的支撑部15。该端板13则可以设有一环槽131朝向该第两个轴承2b，使得与该端板13相搭配的防漏垫圈8可以设于该环槽131并接触该环墙11的内壁，从而降低因设置该防漏垫圈8所需增加的轴向高度。值得注意的是，该防漏垫圈8不仅限用于本实施例中，凡该封底部12或该端板13非与该环墙11一体成型相连接的实施例均可适用。

请参照图7、8所示，为能更进一步地提升本发明轴承系统运作时所产生的动压效果，上述各实施例均可选择在至少一轴承2的轴向端面21设有多个动压沟24，并使该多个动压沟24与该外凸部32的轴向表面321相对以形成该动压间隙G（标示于图6中）；或选择在该外凸部32的至少一轴向表面321设有多个动压沟322，并使该多个动压沟322与该轴承2的轴向端面21相对以形成该动压间隙G；或选择在该轴承2设有多个动压沟24，同时该外凸部32也设有多个动压沟322，并使该多个动压沟24与该多个动压沟322相对。

详言之，该轴承2的多个动压沟24可以呈放射状分布于该轴向端面21，各动压沟24可以呈弯弧状，较佳连通该轴承2的内周与外周，使润滑油的循环更为顺畅，以产生更佳的动压效果。相类似地，设于该外凸部32的多个动压沟322也可以呈放射状分布于该轴向表面321，各动压沟322可以呈弯弧状，较佳连通至该外凸部32的外周；当该外凸部32的两个轴向表面321均设有多个动压沟322时，上端的多个动压沟322可以与下端的多个动压沟322轴向相对位或错位，本发明不加以限制。

综上所述，本发明的轴承系统，其转轴的外凸部旋转时，可以在该外凸部与该两个轴承之间分别因动压而产生一油膜，不仅能让转轴维持顺畅旋转，还能由该两个油膜抑制转轴的轴向位移，及防止该外凸部碰撞该两个轴承，故可有效减少运作噪音及振动，具有提升装有该轴承系统的风扇或马达品质的功效。

值得一提的是，本发明的轴承系统还可以预先完成组装，以便后续能快速地将其衬套组装至风扇或马达的壳座，并由其转轴结合风扇或马达的转子，以提升组装风扇或马达的效率。

虽然本发明已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种更动与修改仍属本发明所保护的技术范畴，因此本发明的保护范围当视权利要求书为准。

Claims (19)

1.一种轴承系统，其特征在于，包括：

一个衬套，由一个轴孔连通该衬套的内部与外部；

两个轴承，轴向相对地位于该衬套的内部，该两个轴承之间形成一个间隔空间；及

一个转轴，贯穿该两个轴承且一个第一端穿出该轴孔，该转轴的环周面连接一个外凸部，该外凸部位于该间隔空间中，该外凸部能够在该转轴转动时与各轴承的轴向端面之间形成一个动压间隙。

2.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该衬套具有一环墙连接一个封底部，该封底部与该轴孔相对，该转轴的第两个端位于该衬套内部，该转轴的第两个端与该封底部相间隔以维持腾空。

3.如权利要求2所述的轴承系统，其特征在于，该封底部的内表面连接有一个凸起的支撑部，该支撑部较远离该封底部的中心位置而较靠近该环墙，该支撑部抵接其中一轴承的轴向端面。

4.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该外凸部一体连接该转轴的环周面，并自该环周面呈径向朝外延伸。

5.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该外凸部结合于该转轴的环周面，并自该环周面呈径向朝外延伸。

6.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该外凸部呈盘状完整圈围该转轴的环周面。

7.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该轴孔的最小径向宽度大于该两个轴承的内径。

8.如权利要求7所述的轴承系统，其特征在于，该轴孔至少有局部沿轴向呈由下往上渐扩的形态。

9.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该衬套具有一个环墙一体成型连接一个封底部，该封底部封闭该环墙的底端，该轴孔与该封底部相对。

10.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该衬套具有一环墙结合一个封底部，该封底部与该轴孔相对，一个防漏垫圈接触该环墙的内壁并抵接该封底部与其中一轴承。

11.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该衬套具有一个环墙结合一个端板，该轴孔设于该端板，该端板具有一个环槽，一个防漏垫圈设于该环槽并接触该环墙的内壁。

12.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，另外包括一个间隔环位于该衬套的内部并抵接该两个轴承的轴向端面，该间隔空间位于该间隔环的内环面以内，该间隔环的内环面与该转轴的外凸部相间隔以维持不接触。

13.如权利要求12所述的轴承系统，其特征在于，该衬套具有一个环墙连接一个封底部及一个端板，该轴孔设于该端板并与该封底部相对，该端板抵接其中一轴承，另一轴承抵接该封底部。

14.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该两个轴承相向的两个轴向端面分别连接一个凸出部，该两个轴承的凸出部相抵接，该间隔空间位于该两个凸出部的内周。

15.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该衬套具有一个环墙，该两个轴承紧配结合该环墙的内壁。

16.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该外凸部的轴向高度小于该间隔空间的轴向高度。

17.如权利要求1所述的轴承系统，其特征在于，该转轴的外径小于该两个轴承的内径。

18.如权利要求1至17中任一项所述的轴承系统，其特征在于，至少一轴承的轴向端面具有多个动压沟，该多个动压沟与该外凸部的轴向表面相对以形成该动压间隙。

19.如权利要求1至17中任一项所述的轴承系统，其特征在于，该外凸部的至少一轴向表面具有多个动压沟，该多个动压沟与该轴承的轴向端面相对以形成该动压间隙。

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