TWM491738U - 軸承結構及其風扇 - Google Patents

Description

軸承結構及其風扇

本創作係一種軸承結構，尤指一種磁性的風扇軸承結構。

請參閱第1圖為習用風扇10，具有一基座11其上形成一凸伸的軸管111，軸管111的外側套接一定子組12，軸管111內設置一上軸承131及一下軸承132，且一凸部133位於上下軸承131、132之間，並從軸管111的一內壁朝軸管111中心凸伸，一彈簧14設置在該凸部133下方且位於該凸部133與該下軸承132之間。一扇輪15具有一轉子組151對應該定子組12，該扇輪15連接一轉動軸152，該轉動軸152具有一自由端1521陸續貫穿軸管111內的上軸承131及下軸承132，然後被一扣環16扣接，以防止轉動軸152脫出，並令該扇輪15樞設在基座11上。當定子組12與轉子組151激磁感應後令該扇輪15旋轉而帶動空氣流動，達到導流效果。

但是習知技術在組裝過程中常產生在將扣環16扣接在轉動軸152的自由端1521時需要施壓在該下軸承132造成該下軸承132壓傷，下軸承132被壓傷會造成下軸承132安裝不良，引起偏載和應力集中，造成旋轉精度和使用壽命下降。故如何解決下軸承132被壓傷產生的種種問題為本創作的起點。

有鑑於上述問題，本創作主要目的係提供一種利用至少一磁性元件以 改善習知技術的下軸承被壓傷產生的軸承安裝不良，及偏載和應力集中的種種問題的軸承結構。

本創作另一目的係提供一種軸承結構具有一軸管，該軸管內容設有一軸承元件及一第一磁性元件設置在該軸承元件下方，該第一磁性元件界定一第一磁性面徑向面對一轉動軸，藉由該軸承元件及該第一磁性元件維持一扇輪穩定運轉及旋轉精度。

本創作另一目的係提供一種軸承結構具有一軸管，該軸管內容設有一軸承元件及磁性相斥的一第一磁性元件及第二磁性元件，該第一磁性元件垂直間隔的設置在該軸承元件下方，該第二磁性元件垂直間隔的設置在該第一磁性元件下方，藉此維持該扇輪穩定運轉及旋轉精度。

本創作另一目的係提供一種利用至少一磁性元件的磁性減緩一轉動軸的徑向或徑向與軸向的震動以維持該扇輪穩定運轉及旋轉精度的軸承結構。

本創作另一目的提供一種風扇具有一軸承結構，該軸承結構具有一軸管其內容設有一軸承元件及一第一磁性元件設置在該軸承元件下方，該第一磁性元件界定一第一磁性面徑向面對一轉動軸，藉由該軸承元件及該第一磁性元件維持該扇輪穩定運轉。

本創作另一目的提供一種風扇具有一軸承結構，該軸承結構具有一軸管，該軸管內容設有一軸承元件及磁性相斥的一第一磁性元件及第二磁性元件，該第一磁性元件垂直間隔的設置在該軸承元件下方，該第二磁性元件垂直間隔的設置在該第一磁性元件下方，藉此維持該扇輪穩定運轉及旋轉精度。

為達到上述目的，本創作提供一種軸承結構，係被一轉動軸插設，該轉動軸具有一自由端，該軸承結構包括：一軸管，其內具有垂直設置的一第一容置空間及一第二容置空間及一凸部，該凸部位於第一容置空間與第二容置空間之間，並從該軸管的一內壁朝該軸管的一中心水平凸伸；一軸承元件，係設置在該軸管內的第一容置空間，具有一軸承孔被該轉動軸的自由端貫穿；一第一磁性元件，係環設在該軸管內的第二容置空間，具有一第一貫穿孔被該轉動軸的自由端貫穿，該第一貫穿孔界定一第一磁性面徑向面對該轉動軸，該第一磁性元件的一底部界定一第二磁性面。

本創作提供一種風扇係包括：一基座；一扇輪，具有一輪轂及形成於輪轂外周的複數葉片，該輪轂的一內側環設有一轉子組，且一轉動桿具有一固定端及一自由端，該固定端結合於該輪轂內側的一頂面；一軸承結構包括：一軸管，係形成在該基座上，其內具有垂直設置的一第一容置空間及一第二容置空間及一凸部，該凸部位於第一容置空間與第二容置空間之間，從該軸管的一內壁朝該軸管的一中心水平凸伸；一軸承元件，係設置在該軸管內的第一容置空間，具有一軸承孔被該轉動軸的自由端貫穿；一第一磁性元件，係環設在該軸管內的第二容置空間，具有一第一貫穿孔被該轉動軸貫穿，該第一貫穿孔界定一第一磁性面徑向面對該轉動軸，該第一磁性元件的一底部界定一第二磁性面；一定子組，係設置在該基座上，且套設在該軸管的一外側對應該轉子組，以驅動該扇輪轉動。

在一實施該凸部具有一自由端位於水平凸伸的一端，該自由端界定一同軸孔在該第一、二容置空間之間，且該同軸孔連通該第一容置空間及該第二容置空間。

在一實施該轉動軸的自由端扣接一第二磁性元件，該第二磁性元件具有一第三磁性面垂直間隔對應該第一磁性元件的第二磁性面；其中該第一 磁性元件及該第二磁性元件的磁性係為同極，該第二磁性面及該第三磁性面係產生磁性互斥。

在一實施該第一磁性元件係為一環形磁鐵。

在一實施該第二磁性元件係為一片狀環形磁鐵或C型磁鐵。

在一實施該軸承具有一第一軸向高度，該第一磁性元件具有一第二軸向高度等於或大於該第一軸向高度。

在一實施該第一磁性元件的第一磁性面與該轉動軸之間具有一間隙維持該第一磁性面徑向間隔面對該轉動軸。

在一實施該凸部的兩側分別具有一頂面及一底面，該軸承元件靠置在該頂面，該第一磁性元件靠置在該底面。

在一實施該第一磁性面與第三磁性面之間有一垂直距離。

20‧‧‧風扇

21‧‧‧基座

22‧‧‧扇輪

221‧‧‧輪轂

2211‧‧‧頂面

222‧‧‧複數葉片

223‧‧‧轉子組

224‧‧‧轉動軸

2241‧‧‧固定端

2242‧‧‧自由端

23‧‧‧軸承結構

231‧‧‧軸管

2311‧‧‧第一容置空間

2312‧‧‧第二容置空間

2313‧‧‧凸部

23131‧‧‧自由端

22421‧‧‧凹槽

23132‧‧‧同軸孔

23133‧‧‧頂面

23134‧‧‧底面

2314‧‧‧內壁

232‧‧‧軸承元件

2321‧‧‧上側

2322‧‧‧下側

2323‧‧‧軸承孔

Y1‧‧‧第一軸向高度

233‧‧‧第一磁性元件

2331‧‧‧頂側

2332‧‧‧底側

2333‧‧‧第一貫穿孔

Y2‧‧‧第二軸向高度

2334‧‧‧第一磁性面

2335‧‧‧第二磁性面

24‧‧‧定子組

25‧‧‧扇框

26‧‧‧扣環

27‧‧‧第二磁性元件

271‧‧‧第三磁性面

Y3‧‧‧垂直距離

28‧‧‧間隙

下列圖式之目的在於使本創作能更容易被理解，於本文中會詳加描述該些圖式，並使其構成具體實施例的一部份。透過本文中之具體實施例並參考相對應的圖式，俾以詳細解說本創作之具體實施例，並用以闡述創作之作用原理。

第1圖為習知技術之剖視組合示意圖；第2A圖係為本創作第一實施之立體分解示意圖；第2B圖係為本創作第一實施之剖視分解示意圖；第2C圖係為本創作第一實施之剖視組合示意圖；第2D圖係為本創作第一實施之軸管剖視示意圖；第2E圖係為本創作第一實施之軸承剖視示意圖；第2F圖係為本創作第一實施之第一磁性元件之剖視示意圖；第2G圖係為本創作第一實施之第一磁性元件之第二磁性面示意圖； 第2H圖係為第2C圖的局部放大示意圖；第3A圖係為本創作第二實施之立體分解示意圖；第3B圖係為本創作第二實施之剖視分解示意圖；第3C圖係為本創作第二實施之剖視組合示意圖；第3D圖係為本創作第二實施之第二磁性元件之第三磁性面之示意圖；第4A圖係為本創作第一磁性元件及第二磁性元件磁性相斥之第一示意圖；第4B圖係為本創作第一磁性元件及第二磁性元件磁性相斥之第二示意圖。

以下將參照相關圖式，說明本創作較佳實施，其中相同的元件將以相同的元件符號加以說明。

請參閱第2A圖係為本創作第一實施之立體分解示意圖；第2B圖係為本創作第一實施之剖視分解示意圖；第2C圖係為本創作第一實施之剖視組合示意圖；第2D圖係為本創作第一實施之軸管剖視示意圖；第2E圖係為本創作第一實施之軸承剖視示意圖；第2F圖係為本創作第一實施之第一磁性元件之剖視示意圖；第2G圖係為本創作第一實施之第一磁性元件之第二磁性面示意圖；第2H圖係為第2圖的局部放大示意圖。

如上述各圖所示，風扇20包括一基座21、一扇輪22、一軸承結構23及一定子組24。該基座21設置在一扇框25的中央位置，該扇輪22具有一輪轂221及複數葉片222，該等葉片222放射狀的形成於輪轂221的外周。該輪轂221具有一內側環設有一轉子組223例如但不限制為環形磁鐵，該內側的一頂面 2211設有一轉動軸224。該轉動軸224具有一固定端2241及一自由端2242，該固定端2241結合於該輪轂221內側的頂面2211，該自由端2242具有一凹槽22421，在本創作該轉動軸224較佳係由磁吸金屬材質例如純鐵、低碳鋼、鐵鋁、鐵矽、鐵鎳、鐵鈷合金、鐵氧體、鎳或鈷等製成。

該軸承結構23包括一軸管231、一軸承元件232及一第一磁性元件233。一併參考第2D圖，該軸管231係形成在該基座21上並朝上凸伸，軸管231係為中空的結構其內具有垂直設置(上下設置)的一第一容置空間2311及一第二容置空間2312及一凸部2313。該凸部2313位於第一容置空間2311與第二容置空間2312之間，並從該軸管23的一內壁2314朝該軸管23的一中心水平凸伸。一自由端23131位於該凸部2313水平凸伸的一端，該自由端23131界定一同軸孔23132在該第一容置空間2311與第二容置空間2312之間，該同軸孔23132連通該第一容置空間2311及該第二容置空間2312。該凸部2313的相反兩側分別具有一頂面23133面向該第一容置空間2311，及一底面23134面向該第二容置空間2312。

一併參考第2E圖，該軸承元件232的軸向具有相反的一上側2321及一下側2322，一軸承孔2323從該上側2321貫穿到下側2322，且一第一軸向高度Y1被界定在該上側2321與下側2322之間。該軸承元件232設置在該軸管231的第一容置空間2311內，且令該下側2322靠置在該凸部2313的頂面23133，該軸承孔2323被該轉動軸224的自由端2242貫穿，轉動軸224與該軸承孔2323之間較佳為緊配合(如第2H圖)，並且轉動軸224藉由該軸承元件232的支撐以垂直站立在該軸管231內。軸承元件232例如但不限制為滾珠軸承、滾柱軸承、滾針軸承或含油軸承等。

一併參考第2F圖，該第一磁性元件233具有相反的一頂側2331及一底側2332，一第一貫穿孔2333從該上側2331貫穿到下側2332，且一第二軸向高度Y2被界定在該上側2331與下側2332之間。該第一磁性元件233環設在該軸管231的第二容置空間2312內，並令該頂側2331靠置在該凸部2313的底面23134。該第一貫穿孔2333被該轉動軸224的自由端2242貫穿。且該第一貫穿孔2333的內側界定一第一磁性面2334環繞在該轉動軸224的外側，一間隙28存在該第一磁性面2334與該轉動軸224的外表面之間(如第2H圖)，以令該第一磁性面2334徑向間隔面對該轉動軸224的外表面。該第一磁性元件233的一底側2332界定一第二磁性面2335(如第2G圖)。第一磁性元件233例如但不限制為一環形磁鐵，且其外徑與軸管231的第二容置空間2312較佳係為緊配合。

要特別說明的是，該第一磁性元件233的第二軸向高度Y2等於或大於該軸承元件232的第一軸向高度Y1，因此該第一磁性元件233對應該轉動軸224的軸向有一適當的長度，也就是若第一磁性元件233的第二軸向高度Y2越長，對應到的轉動軸224的軸向長度越多，磁性作用在轉動軸224的外表面面積越大。

該定子組24，係設置在該基座21上，且套設在該軸管231的一外側對應該轉子組223，定子組24包括複數矽鋼片堆疊形成矽鋼片組及繞線組纏繞該矽鋼片組，及電路板連接該繞線組，藉以令定子組24通電時產生電磁效應。

風扇20組裝時，令前述轉動軸224的自由端2242陸續貫穿軸管231內的軸承元件232的軸承孔2323及第一磁性元件233的第一貫穿孔2333後凸伸到第二空間2312，然後藉由一扣環26例如但不限制為塑膠或金屬材質的C型扣 環，扣設在該自由端2242的凹槽22421以防止轉動軸224脫出。轉動軸224藉由該軸承元件232及第一磁性元件233的支撐以站立在軸管231內，同時轉動軸24的固定端2241的扇輪22被樞設在基座21上，且令該轉子組223對應該定子組224，當定子組24通電時產生電磁效應驅動該扇輪22轉動。

由於該軸承元件232支撐在鄰近轉動軸224的固定端2241的位置處，並藉由第一磁性元件233對應到轉動軸224中段或中後段位置，以利用第一磁性元件233的磁性緩衝轉動軸224轉動時所產生的徑向振動，進而保持扇輪22運轉的穩定性。因為利用第一磁性元件233取代習知技術的下軸承，所以改善習知風扇組裝過程中下軸承壓傷產生的種種問題。

請繼續參考第3A圖係為本創作第二實施之立體分解示意圖；第3B圖係為本創作第二實施之剖視分解示意圖；第3C圖係為本創作第二實施之剖視組合示意圖；第3D圖係為本創作第二實施之第二磁性元件之第三磁性面之示意圖；第4A圖係為本創作第一磁性元件及第二磁性元件磁性相斥之第一示意圖；第4B圖係為本創作第一磁性元件及第二磁性元件磁性相斥之第二示意圖。如圖所示本較佳實施之結構及連結關係及其功效大致與前述第一較佳實施例相同，相同的元件以相同的符號表示，故在此不重新贅述，第二較佳實施與第一較佳實施的差異處在於該轉動軸224的自由端2242陸續貫穿軸管231內的軸承元件232的軸承孔2323及第一磁性元件233的第一貫穿孔2333後凸伸到第二空間2312，然後藉由一第二磁性元件27扣設在該自由端2242的凹槽22421。第二磁性元件27例如但不限制為一片狀環形磁鐵或C型磁鐵，第二磁性元件27具有一第三磁性面271面對該第一磁性元件233的第二磁性面2335。因為該第二磁性面2335與第三磁性面271之間有一垂直 距離Y3，因此第二磁性面2335垂直間隔對應該第三磁性面271。

尤其是該第一磁性元件233及該第二磁性元件26的磁性係為同極例如同為N極(如第4A圖)或S極(如第4B圖)，所以該第一磁性元件233的第二磁性面2335與該第二磁性元件27的第三磁性面271係產生磁性互斥。因為第二磁性面2335與第三磁性面271係在軸向產生的磁性互斥，因此能有效的緩衝轉動軸224轉動時所產生的軸向振動。所以在第二較佳實施利用該軸承元件232支撐在鄰近轉動軸224的固定端2241的位置處，並藉由第一磁性元件233對應到轉動軸224中段或中後段位置，以利用第一磁性元件233的磁性緩衝轉動軸224轉動時所產生的徑向振動，並藉由該第一磁性元件233的第二磁性面2335與該第二磁性元件27的第三磁性面271在軸向產生磁性互斥，因此能有效的緩衝轉動軸224轉動時所產生的軸向振動，進而保持扇輪22運轉的穩定性，進而改善習知風扇組裝過程中下軸承壓傷產生的種種問題。

綜上所述，本創作利用至少一個磁性元件的磁性減緩該轉動軸的徑向或徑向與軸向的震動，係用磁性元件置換習知技術的下軸承，以改善習知技術的下軸承被壓傷產生的軸承安裝不良，及偏載和應力集中的種種問題，達到維持該扇輪穩定運轉及旋轉精度。

雖然本創作以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟悉此技藝者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附的申請專利範圍所定者為準。

21‧‧‧基座

22‧‧‧扇輪

221‧‧‧輪轂

2211‧‧‧頂面

222‧‧‧複數葉片

224‧‧‧轉動軸

2241‧‧‧固定端

2242‧‧‧自由端

231‧‧‧軸管

232‧‧‧軸承元件

233‧‧‧第一磁性元件

24‧‧‧定子組

25‧‧‧扇框

26‧‧‧扣環

Claims (18)

1. 一種軸承結構，係被一轉動軸插設，該轉動軸具有一自由端，該軸承結構包括：一軸管，其內具有垂直設置的一第一容置空間及一第二容置空間及一凸部，該凸部位於第一容置空間與第二容置空間之間，並從該軸管的一內壁朝該軸管的一中心水平凸伸；一軸承元件，係設置在該軸管內的第一容置空間，具有一軸承孔被該轉動軸的自由端貫穿；一第一磁性元件，係環設在該軸管內的第二容置空間，具有一第一貫穿孔被該轉動軸的自由端貫穿，該第一貫穿孔，界定一第一磁性面徑向面對該轉動軸，該第一磁性元件具有一底側，界定一第二磁性面。
2. 如請求項1所述之軸承結構，其中該凸部具有一自由端位於水平凸伸的一端，該自由端界定一同軸孔在該第一、二容置空間之間，且該同軸孔連通該第一容置空間及該第二容置空間。
3. 如請求項1所述之軸承結構，其中該轉動軸的自由端扣接一扣環或一第二磁性元件，該第二磁性元件具有一第三磁性面垂直間隔對應該第一磁性元件的第二磁性面；其中該第一磁性元件及該第二磁性元件的磁性係為同極，該第二磁性面及該第三磁性面係產生磁性互斥。
4. 如請求項3所述之軸承結構，其中該第一磁性元件係為一環形磁鐵。
5. 如請求項4所述之軸承結構，其中該第二磁性元件係為一片狀環形磁鐵或C型磁鐵。
6. 如請求項1所述之軸承結構，其中該軸承具有一第一軸向高度，該第一磁性元件具有一第二軸向高度等於或大於該第一軸向高度。
7. 如請求項1所述之軸承結構，其中該第一磁性元件的第一磁性面與該轉動軸之間具有一間隙維持該第一磁性面徑向間隔面對該轉動軸。
8. 如請求項1所述之軸承結構，其中該凸部的兩側分別具有一頂面及一底面，該軸承元件靠置在該凸部的頂面，該第一磁性元件靠置在該凸部的底面。
9. 如請求項3所述之軸承結構，其中該第二磁性面與第三磁性面之間有一垂直距離。
10. 一種風扇，係包括：一基座；一扇輪，具有一輪轂及形成於輪轂外周的複數葉片，該輪轂的一內側環設有一轉子組，且一轉動桿具有一固定端及一自由端，該固定端結合於該輪轂內側的一頂面；一軸承結構包括：一軸管，係形成在該基座上，其內具有垂直設置的一第一容置空間及一第二容置空間及一凸部，該凸部位於第一容置空間與第二容置空間之間，從該軸管的一內壁朝該軸管的一中心水平凸伸；一軸承元件，係設置在該軸管內的第一容置空間，具有一軸承孔被該轉動軸的自由端貫穿；一第一磁性元件，係環設在該軸管內的第二容置空間，具有一第一貫穿孔被該轉動軸貫穿，該第一貫穿孔界定一第一磁性面徑向面對該轉動軸，該第一磁性元件的一底部界定一第二磁性面；一定子組，係設置在該基座上，且套設在該軸管的一外側對應該轉子組，以驅動該扇輪轉動。
11. 如請求項10所述之風扇，其中該凸部具有一自由端位於水平 凸伸的一端，該自由端界定一同軸孔在該第一、二容置空間之間，且該同軸孔連通該第一容置空間及該第二容置空間。
12. 如請求項10所述之風扇，其中該轉動軸的自由端扣接一扣環或一第二磁性元件，該第二磁性元件具有一第三磁性面垂直間隔對應該第一磁性元件的第二磁性面；其中該第一磁性元件及該第二磁性元件的磁性係為同極，該第二磁性面及該第三磁性面係產生磁性互斥。
13. 如請求項12所述之風扇，其中該第一磁性元件係為一環形磁鐵。
14. 如請求項13所述之風扇，其中該第二磁性元件係為一片狀環形磁鐵或C型磁鐵。
15. 如請求項10所述之風扇，其中該軸承具有一第一軸向高度，該第一磁性元件具有一第二軸向高度等於或大於該第一軸向高度。
16. 如請求項10所述之風扇，其中該第一磁性元件的第一磁性面與該轉動軸之間具有一間隙維持該第一磁性面徑向間隔面對該轉動軸。
17. 如請求項10所述之風扇，其中該凸部的兩側分別具有一頂面及一底面，該軸承元件靠置在該凸部的頂面，該第一磁性元件靠置在該凸部的底面。
18. 如請求項12所述之風扇，其中該第二磁性面與第三磁性面之間有一垂直距離。