CN1786482A - 采用流体轴承的风扇 - Google Patents

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Abstract

一种采用流体轴承的风扇，包括一风扇框、一设于风扇框中部的支撑件、一设于支撑件外围的定子组件及一转子组件，支撑件为单一的结构体，该支撑件包括一轴孔，该转子组件包括一容置于轴孔内的转轴及一与定子组件相对的磁铁，支撑件与转轴间容置有润滑流体，当转轴旋转时，该润滑流体建立一定压力使转轴和支撑件在径向上分离。本发明流体轴承风扇结构简单、制造成本低。

Description

采用流体轴承的风扇
【技术领域】
本发明涉及一种风扇，特别是指一种采用流体轴承的风扇。
【背景技术】
现阶段，流体轴承装置已被越来越多地应用至风扇马达中，以减小主轴磨损，延长马达的使用寿命，降低转动时的噪音。
如图1所示为一传统风扇的流体轴承装置，该风扇的马达包括一套筒81、一位于套筒81内并与套筒81间存在一定间隙的主轴80，该间隙内存储有润滑流体以提供产生流体压力的介质。当主轴80和套筒81间存在一定的相对运转速度时，主轴80周围的润滑流体产生压力不断推挤主轴80，使主轴80在转动过程中与套筒81在径向上不发生接触，避免磨损及噪音的产生。为获得较好的建压效果，套筒81内壁设有压力产生槽82。
套筒81位于一风扇座83内，该风扇座83内表面与套筒81外壁间设有排气通道85，该排气通道85包括一竖直部及一水平部，当主轴80进入套筒81时，套筒81内的空气从该排气通道85中溢出，防止气体滞留在轴承内部，形成气泡，气泡在温度升高时会膨胀，可将润滑流体自主轴80与套筒81间挤出，造成泄漏问题，影响轴承的建压效果。
该流体轴承装置由风扇座83与套筒81两部分组成。为保证轴承具有良好的通风及建压效果，该两部分必须具备较高的制造及装配精度，使风扇结构较为复杂、制造成本高。因此，需要设计一种结构简单、制造成本低的流体轴承风扇。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的流体轴承风扇。
为解决上述技术问题，本发明提供一种流体轴承风扇，包括一风扇框、一设于风扇框中部的支撑件、一设于支撑件外围的定子组件及一转子组件，支撑件为单一的结构体，该支撑件包括一轴孔，该转子组件包括一容置于轴孔内的转轴及一与定子组件相对的磁铁，支撑件与转轴间容置有润滑流体，当转轴旋转时，该润滑流体建立一定压力使转轴和支撑件在径向上分离。
支撑件壁部设置有气流通道，该气流通道连接轴孔底部与支撑件外部。
本发明流体轴承风扇的支撑件为单一结构体，气流通道设置在支撑件壁部，使支撑件的通风及建压效果受支撑件的制造及装配精度影响较小，该风扇的结构简单，制造成本低。
【附图说明】
为了更好的理解本发明和展示实施本发明的情况，将结合附图，借助实例进行介绍。附图说明如下：
图1为一传统风扇流体轴承装置的剖视图。
图2为本发明流体轴承风扇第一实施例的剖视图。
图3为图2中风扇支撑件的剖视放大图。
图4为图3中压力产生槽的展开放大图。
图5为本发明流体轴承风扇另一实施例的剖视图。
图6为图5中风扇支撑件的剖视放大图。
【具体实施方式】
请参阅图2，本发明风扇200包括一中部设有空腔2的扇框1、一位于该空腔2内的马达。其中，扇框1由塑胶材料制成，包括一支撑该风扇200其他部位的基座10。该马达包括一支撑件40、一环设于支撑件40外围的定子组件50及一可转动地支撑于该支撑件40的转子组件60。该支撑件40设于基座10中部，包括一设于基座10上的轴管30及位于轴管30内部的轴套20。
定子组件50环设于轴管30外壁，包括若干矽钢片51、位于矽钢片51上、下端的一对绝缘架52及缠绕于绝缘架52上的线圈53。该线圈53和矽钢片51被绝缘架52隔开。线圈53通过设于其端部的导引线与电路板54上的电路电连接。
转子组件60包括一围绕定子组件50的轮毂62、由轮毂62周缘向外放射状延伸的若干叶片64、设于轮毂62内壁的环形永磁铁66及由轮毂62顶端垂直向下延伸至轴套20中的转轴68。该磁铁66与定子组件50的绝缘架52和线圈53相对。
如图3所示，轴管30由铝、铜等金属材料制成。该轴管30与扇框1基座10一体成型。轴管30上部的外壁直径小于轴管30下部的外壁直径，在轴管30外壁形成一抵靠面32，以辅助定位定子组件50至轴管30上，如图1。轴管30顶端向内延伸形成一环状凸缘34，用以与轴套20的上表面相抵靠。
轴套20的纵向截面为“U”形，该轴套20与轴管30间为过盈配合。在组装时，对轴套20施加向上的力，将轴套20从轴管30底部按压至轴管30内。轴套20设有一底部密封的轴孔21以收容转轴68，轴孔21底部的轴套20上设有一止推垫圈22以轴向支撑转轴68。该垫圈22由耐磨擦的塑胶材料制成。轴套20和转轴68的空间内容置有润滑流体。
轴套20的壁部设有一气流通道25，该气流通道25与轴孔21底部和轴套20的外部相连通。为加工方便，该气流通道25包括第一通道23及第二通道24，该第一通道23沿轴套20径向水平延伸，第二通道24垂直第一通道23向上延伸，使第一通道23和轴套20的外部相连通。第一通道23内端与轴孔21底部相连通，外端与轴套20外部相连通。第一通道23靠近轴套20外部的一端直径较大。一塞子26在轴套20安装至轴管30前塞入该直径较大的部分，防止第一通道23通过该直径较大的部分与外部连通，使第一通道23只能通过第二通道24与外部连通。当安装转轴68至轴套20内时，轴套20内部的空气先进入第一通道23，然后经由第二通道24排出轴套20。
轴套20内壁或转轴68外壁设有一柱状沟槽区100。该沟槽区100内收容有润滑流体，当转轴68在轴套20内高速运转时，沟槽区100的润滑流体产生较大压力支撑转轴68运转，使转轴68在运转时和轴套20内壁分离，避免磨损及噪音的产生。
如图4所示为该沟槽区的平面展开图，该沟槽区100由位于分界线18两侧的上、下沟槽区组成。若干“V”形的第一沟槽13及第二沟槽16沿沟槽区100的延伸方向交替排列。各第一沟槽13与各第二沟槽16分别包括位于分界线18上、下两侧的第一、第二分支13a、13b与16a、16b。各第一沟槽13的第一分支13a及第二分支13b分别相互平行。各第二沟槽16的第一分支16a及第二分支16b分别相互平行。各第一沟槽13的第一、第二分支13a、13b分别与相邻的二第二沟槽16的第一、第二分支16a、16b在沟槽区100的上、下两侧和中部相交，在沟槽区100形成两侧的外集流区1316b和中部的内集流区1316a。
在沟槽区100上部，各第一沟槽13的第一分支13a分别与相邻的二第二沟槽16的第一分支16a相交形成一“Z”形沟槽，各第二沟槽16的第一分支16a分别与相邻的二第一沟槽13的第一分支13a相交形成一“Z”形沟槽。在沟槽区100下部，各第一沟槽13的第二分支13b分别与相邻的二第二沟槽16的第二分支16b相交形成一“Z”形沟槽，各第二沟槽16的第二分支16b分别与相邻的二第一沟槽13的第二分支13b相交形成一“Z”形沟槽。在沟槽区100分界线18上部及下部对称形成两组连续的“Z”形沟槽。通过此种方式，各第一沟槽13分别与相邻的第二沟槽16在沟槽区100中部的内集流区1316a和沟槽区100两侧的外集流区1316b相互连通。
当转轴68运转时，外集流区1316b的润滑流体在转轴68运转时产生的离心力的作用下向内集流区1316a运动，使大量润滑流体聚集在内集流区1316a，产生较高的流体压力不断推挤转轴68，使转轴68与轴套20内壁在径向分离。
本发明中，各第一沟槽13的第一分支13a及第二分支13b分别与相邻的第二沟槽16的第一分支16a及第二分支16b在沟槽区100中部和两侧相交形成内集流区1316a和外集流区1316b。外集流区1316b的润滑流体在由于转轴68旋转而产生的离心力的作用下沿着二相邻的沟槽，即相邻的第一、第二沟槽13、16的第一分支13a、16a或第二分支13b、16b向相邻的二内集流区1316a运动，使大量润滑流体聚集在内集流区1316a，使外集流区1316b的润滑流体比传统的只有一条分流流道的沟槽结构外缘的润滑流体少，因此，外集流区1316b可形成比现有技术中更低的低压，使沟槽区100边缘的流体压力低于轴套20外部的气体压力，该较低的压力可防止润滑流体从沟槽区100边缘泄漏。
图5及图6为本发明另一实施例的相关图示，本实施例与第一实施例的不同之处在于：本实施例中没有设置轴管，支撑件40’为单一的结构体且与扇框1基座10一体成型。该支撑件40’包括一轴孔21’、一止推垫圈22’及一具有第一、第二通道23’、24’的气流通道25’，在支撑件40’壁部设有沟槽区和塞子26’。支撑件40’上部的外壁直径小于支撑件40’下部的外壁直径，在支撑件40’外部形成一抵靠面32’，用以将定子组件辅助定位至支撑件40’上。

Claims (10)

1.一种采用流体轴承的风扇，包括风扇框、一设于风扇框中部的支撑件、一设于支撑件外围的定子组件及一转子组件，该支撑件包括一轴孔，该转子组件包括一容置于轴孔内的转轴及一与定子组件相对的磁铁，支撑件与转轴间容置有润滑流体，当转轴旋转时，该润滑流体建立一定压力使转轴和支撑件在径向上分离，其特征在于：该支撑件为单一的结构体。
2.如权利要求1所述的风扇，其特征在于：所述支撑件或转轴上设有一沟槽区。
3.如权利要求2所述的风扇，其特征在于：所述沟槽区由若干沿沟槽区的延伸方向交替排列的第一沟槽及第二沟槽组成。
4.如权利要求3所述的风扇，其特征在于：所述第一、第二沟槽呈“V”形，该第一、第二沟槽均包括第一分支及第二分支，各第一沟槽的第一、第二分支分别与相邻的二第二沟槽的第一、第二分支在沟槽区的上、下两侧和中部相交，在沟槽区形成两侧的外集流区和中部的内集流区。
5.如权利要求1所述的风扇，其特征在于：所述支撑件进一步包括一设置于支撑件壁部的气流通道，该气流通道连接轴孔底部与支撑件外部。
6.如权利要求5所述的风扇，其特征在于：所述气流通道包括一与轴孔底部相连通并垂直于轴孔的第一通道及连通第一通道与支撑件外部并平行于轴孔的第二通道。
7.如权利要求6所述的风扇，其特征在于：所述第一通道贯穿支撑件壁部，第一通道外部设有一防止第一通道与支撑件外部连通的塞子。
8.如权利要求1所述的风扇，其特征在于：所述支撑件上部的外径小于支撑件下部的外径，在支撑件外部形成一抵靠面。
9.如权利要求1所述的风扇，其特征在于：所述支撑件的纵向截面大致呈“U”形。
10.如权利要求1所述的风扇，其特征在于：所述支撑件与风扇框一体成型。
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