TWI786873B

TWI786873B - 流體動壓軸承及溝槽的成型方法

Info

Publication number: TWI786873B
Application number: TW110137471A
Authority: TW
Inventors: 陳友約; 游晴暉
Original assignee: 東培工業股份有限公司
Priority date: 2021-10-08
Filing date: 2021-10-08
Publication date: 2022-12-11
Also published as: TW202316041A

Abstract

一種流體動壓軸承及溝槽的成型方法，該流體動壓軸承包括一軸承本體、一轉軸孔、至少一導油溝槽組及至少一逃氣溝槽。轉軸孔設置於軸承本體的內部，且轉軸孔貫穿至軸承本體的兩端，導油溝槽組設置於轉軸孔的內壁，逃氣溝槽設置於軸承本體的外壁，逃氣溝槽的兩側形成有槽側壁，所述槽側壁呈圓弧面，槽側壁具有至少一曲率半徑。由此，可減少加工時產生振刀現象，以增加刀具使用壽命，且不易產生捲屑，不會產生毛邊、碎屑。

Description

流體動壓軸承及溝槽的成型方法

本發明涉及一種流體動壓軸承，特別是涉及一種能經由流體通過軸承與轉軸之間，由於流動速度變化而產生壓力場，使得轉軸能夠穩定轉動且未與軸承接觸的流體動壓軸承及溝槽的成型方法。

現有的流體動壓軸承是於軸承本體的內壁或轉軸的外壁設置導油溝槽，當潤滑流體在轉軸與軸承本體之間流動時可集中形成壓力，藉由油膜的支撐力量，使轉軸旋轉時不會接觸轉軸孔，因此可避免轉軸與軸承本體相互碰撞而磨損，進而減少噪音與震動產生，成為現今資訊產品所常用的軸承技術。現有的流體動壓軸承可藉由於軸承本體的外壁設置逃氣溝槽，增加逃氣空間，在安裝於馬達內時，可便於將熱氣排出，使馬達的性能有效的提升。然而逃氣溝槽在加工時容易產生振刀現象，進而導致刀具使用壽命的降低，且逃氣溝槽在加工時容易產生捲屑，會產生毛邊、碎屑。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種流體動壓軸承及溝槽的成型方法，可減少加工時產生振刀現象，以增加刀具使用壽命，且不易產生捲屑，不會產生毛邊、碎屑。

為了解決上述的技術問題，本發明提供一種流體動壓軸承，包括：一軸承本體；一轉軸孔，該轉軸孔設置於該軸承本體的內部，該轉軸孔貫穿至該軸承本體的兩端；一導油溝槽組，該導油溝槽組設置於該轉軸孔的內壁，該導油溝槽組包含多個導油溝槽，該些導油溝槽呈V型；以及至少一逃氣溝槽，該逃氣溝槽凹設於該軸承本體的外壁，且該逃氣溝槽延伸至該軸承本體的兩端，該逃氣溝槽的一側形成一槽底面，該逃氣溝槽的兩側各形成一槽側壁，兩所述槽側壁分別連接於該槽底面的兩側，該槽側壁包含圓弧面，該槽側壁具有至少一曲率半徑。

較佳的，該曲率半徑包含一第一曲率半徑及一第二曲率半徑，該第一曲率半徑為該槽側壁上靠近該槽底面處的曲率半徑，該第二曲率半徑為該槽側壁上遠離該槽底面處的曲率半徑，該第二曲率半徑大於該第一曲率半徑。

較佳的，該曲率半徑為0.1mm至2mm，該槽底面的寬度不大於2mm，該逃氣溝槽的兩槽側壁的最大間距為0.5mm至3mm。

較佳的，該逃氣溝槽的兩所述槽側壁形成一夾角，該夾角為10度~80度。

為了解決上述的技術問題，本發明還提供一種溝槽的成型方法，包括步驟：提供一種棒狀素材，用於製造流體動壓軸承，該棒狀素材呈圓形棒狀；以及以拉刀於該棒狀素材的外壁拉削成型至少一逃氣溝槽，使該棒狀素材的外壁沿著軸向成型所述逃氣溝槽，該逃氣溝槽的一側形成一槽底面，該逃氣溝槽的兩側各形成一槽側壁，兩所述槽側壁分別連接於該槽底面的兩側，該槽側壁包含圓弧面，該槽側壁具有至少一曲率半徑。

本發明的有益效果在於，本發明所提供的流體動壓軸承及溝槽的成型方法，主要係於流體動壓軸承設有逃氣溝槽，逃氣溝槽的一側形成一槽底面，逃氣溝槽的兩側各形成一槽側壁，兩槽側壁分別連接於槽底面的兩側，槽側壁包含圓弧面，槽側壁具有曲率半徑。是以，逃氣溝槽在加工成型時，可減少加工時產生振刀現象，以增加刀具使用壽命，且不易產生捲屑，不會產生毛邊、碎屑。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

1:軸承本體

2:轉軸孔

3:導油溝槽組

31:導油溝槽

4:逃氣溝槽

41:槽底面

42:槽側壁

421:第一段

422:第二段

423:第三段

W1:槽底面的寬度

W2:逃氣溝槽的兩槽側壁的最大間距

θ:夾角

D1:內部直徑

D2:外部直徑

R:曲率半徑

R1:第一曲率半徑

R2:第二曲率半徑

100:棒狀素材

圖1為本發明第一實施例流體動壓軸承的立體圖。

圖2為圖1的Ⅱ-Ⅱ剖視圖。

圖3為本發明第一實施例流體動壓軸承的仰視圖。

圖4為本發明第二實施例流體動壓軸承的仰視圖。

圖5為本發明第三實施例流體動壓軸承的仰視圖。

圖6為本發明第四實施例逃氣溝槽成型的示意圖(一)。

圖7為本發明第四實施例逃氣溝槽成型的示意圖(二)。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

請參閱圖1至圖3，本發明提供一種流體動壓軸承，包括一軸承本體1、一轉軸孔2、至少一導油溝槽組3及至少一逃氣溝槽4。

該軸承本體1大致呈中空圓柱體，該軸承本體1的外壁(外表面)可呈等徑或不等徑變化，在本實施例中，該軸承本體1的外壁呈等徑，在另一實施例中(圖略)，該軸承本體1的外壁亦可呈不等徑。

該轉軸孔2設置於軸承本體1的內部，該轉軸孔2為一圓孔，該轉軸孔2貫穿至軸承本體1的兩端，以便與轉軸配合。

該導油溝槽組3設置於轉軸孔2的內壁(內表面)，該導油溝槽組3可設置一組，亦可設置兩組或三組等多組，其數量並不限制。該導油溝槽組3包含多個導油溝槽31，該些導油溝槽31呈V型，亦即呈人字型，該些導油溝槽31可為等間隔的排列設置。該些導油溝槽31可用以導引潤滑流體，使潤滑流體在轉軸與軸承本體1之間流動，並集中形成壓力，藉由油膜的支撐力量，使得轉軸旋轉時不會接觸轉軸孔2的內壁，因此可避免轉軸與軸承本體1相互碰撞而磨損，進而減少噪音與震動產生。由於上述的流體動壓軸承結構為現有技術，故不再予以贅述。

該逃氣溝槽4設置於軸承本體1的外壁(外表面)，該逃氣溝槽4可設置一個，亦可設置兩個或三個等多個，其數量並不限制，在本實施例中，所述逃氣溝槽4設置有三個，該些逃氣溝槽4等間隔的設置於軸承本體1的外壁，該些逃氣溝槽4凹設於軸承本體1的外壁，且該些逃氣溝槽4延伸至軸承本體1的兩端，使該軸承本體1的外壁可形成逃氣(排氣)空間。

該逃氣溝槽4的截面可呈梯形、V形或方形等形狀，逃氣溝槽4的截面形狀並不限制，逃氣溝槽4的一側形成一槽底面41，槽底面41可為平面或圓弧面。逃氣溝槽4的兩側各形成一槽側壁42，兩所述槽側壁42遠離軸承本體1的外壁的一側分別連接於槽底面41的兩側，該槽側壁42包含圓弧面(R角)，槽側壁42具有至少一曲率半徑R。本發明逃氣溝槽4的兩側形成有槽側壁42，槽側壁42包含圓弧面，具有曲率半徑R，可減少加工時產生振刀現象。

該曲率半徑R可為0.1mm至2mm，該曲率半徑R可為0.1mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.7mm、0.9mm、1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm或2mm等，在本實施例中，該曲率半徑R可為0.4mm。上述曲率半徑R的尺寸為一最佳化設計，可便於逃氣溝槽4的切削成型，更有效的減少振刀現象。

較佳的，該槽底面41的寬度W1不大於2mm，該槽底面41的寬度W1可為0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.3mm、1.5mm、1.7mm、1.9mm或2mm等，在本實施例中，該槽底面41的寬度W1為0.73mm。

該逃氣溝槽4的兩槽側壁42的最大間距W2可為0.5mm至3mm，該逃氣溝槽4的兩槽側壁42的最大間距W2大於槽底面41的寬度W1，該逃氣溝槽4的兩槽側壁42的最大間距W2可為0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm等，在本實施例中，該逃氣溝槽4的兩槽側壁42的最大間距W2為1.81mm。上述的槽底面41的寬度W1及逃氣溝槽4的兩槽側壁42的最大間距W2的尺寸為一最佳化設計，可便於逃氣溝槽4的切削成型，更有效的減少振刀現象。

該逃氣溝槽4的兩槽側壁42形成一夾角θ，該夾角θ可為10度~80度，該夾角θ可為10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度或80度等，在本實施例中，該夾角θ為50度。上述的夾角θ的角度為一最佳化設計，可便於逃氣溝槽4的切削成型，更有效的減少振刀現象。

該軸承本體1具有一內部直徑D1，逃氣溝槽4沿著軸承本體1的直徑方向(徑向)延伸至內部直徑D1的深度，該內部直徑D1可為1mm至10mm，該內部直徑D1可為1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等，在本實施例中，該內部直徑D1為4.3mm。

該軸承本體1具有一外部直徑D2，該外部直徑D2為軸承本體1的外徑，該外部直徑D2大於內部直徑D1，該外部直徑D2可為3mm至15mm，該外部直徑D2可為3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm等，在本實施例中，該外部直徑D2為5.2mm。上述內部直徑D1及外部直徑D2的尺寸為一最佳化設計，可便於逃氣溝槽4的切削成型，更有效的減少振刀現象。

[第二實施例]

請參閱圖4，本實施例的流體動壓軸承包括一軸承本體1、一轉軸孔2、至少一導油溝槽組3(如圖1及圖2所示)及至少一逃氣溝槽4，本實施例的結構與上述第一實施例的結構大致相同，其差異僅在於，在本實施例中，曲率半徑包含一第一曲率半徑R1及一第二曲率半徑R2，該第一曲率半徑R1為槽側壁42上靠近槽底面41處的曲率半徑，該第二曲率半徑R2為槽側壁42上遠離槽底面41處的曲率半徑，第一曲率半徑R1及第二曲率半徑R2可為0.1mm至2mm，第二曲率半徑R2大於第一曲率半徑R1，可便於逃氣溝槽4的切削成型，更有效的減少振刀現象。在本實施例中，第一曲率半徑R1為0.2mm，第二曲率半徑R2為0.8mm。在本實施例中，該槽底面41的寬度W1為0.6mm，該內部直徑D1為6mm，該外部直徑D2為7.25mm。

[第三實施例]

請參閱圖5，本實施例的流體動壓軸承包括一軸承本體1、一轉軸孔2、至少一導油溝槽組3(如圖1及圖2所示)及至少一逃氣溝槽4，本實施例的結構與上述第一實施例的結構大致相同，其差異僅在於，在本實施例中，逃氣溝槽4靠近轉軸孔2的一面形成一槽底面41，槽底面41可為平面或圓弧面。逃氣溝槽4的兩側各形成一槽側壁42，兩所述槽側壁42遠離軸承本體1的外壁的一側分別連接於槽底面41的兩側，該槽側壁42包含一第一段421、一第二段422及一第三段423，第二段422設於第一段421及第三段423之間，第一段421靠近槽底面41，第三段423遠離槽底面41，第一段421及第三段423可為平面，第二段422為圓弧面，槽側壁42的第二段422具有至少一曲率半徑R，該曲率半徑R可為0.1mm至2mm，該曲率半徑R可為0.1mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.7mm、0.9mm、1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm或2mm等。本實施例逃氣溝槽4的兩側形成有槽側壁42，槽側壁42的第二段422呈圓弧面，具有曲率半徑R，可便於逃氣溝槽4的切削成型，更有效的減少振刀現象。

[第四實施例]

請參閱圖6及圖7，本實施例提供一種溝槽的成型方法，包括步驟如下：首先，提供一種棒狀素材100(如圖6所示)，用於製造流體動壓軸承，該棒狀素材100呈圓形棒狀，較佳的，該棒狀素材100為一銅棒。

而後，以拉刀於該棒狀素材100的外壁(外表面)拉削成型至少一逃氣溝槽4(如圖7所示)，所述拉刀在工作時作直線運動，使該棒狀素材100的外壁沿著軸向成型逃氣溝槽4，可依此方式逐一的成型多個逃氣溝槽4；另，亦可同時以多個拉刀於該棒狀素材100的外壁(外表面)拉削成型多個逃氣溝槽4。所述逃氣溝槽4的結構與上述各實施例的結構相同，亦即逃氣溝槽4的一側形成一槽底面41(如圖3至圖5所示)，逃氣溝槽4的兩側各形成一槽側壁42，兩所述槽側壁42遠離軸承本體1的外壁的一側分別連接於槽底面41的兩側，兩所述槽側壁42包含圓弧面，兩所述槽側壁42具有曲率半徑R或第一曲率半徑R1、第二曲率半徑R2。

另，亦可進一步於該棒狀素材100上進行轉軸孔及導油溝槽組的加工，並切割成一個個獨立的流體動壓軸承的個體。

[實施例的有益效果]

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。