TWI386558B - Drive and its bearings - Google Patents

Description

驅動裝置及其軸承

本發明是有關於一種驅動裝置，特別是指一種用於驅動流體循環流動的驅動裝置及其軸承。

參閱圖1，以大陸申請案第200710126404.5號案的渦流泵1為例，主要包含一殼體11、一中心軸12、一轉子13、一軸承14，及一線圈15。該殼體11具有上、下對合且界定一容室110的一底座111與一蓋板112，及形成在該底座111且用於導引流體進、出該容室110的二開口113。該中心軸12是沿一軸線X穿固在該殼體11的容室110內。該轉子13是套設在該中心軸12，且具有磁性。該軸承14是套設在該中心軸12與該轉子13間，且限位在該底座111與蓋板112間。該線圈15是纏繞在該底座111底面。

藉此，當該線圈15導通電流，該轉子13就會受電場作用而連動該軸承14以該中心軸12為中心旋動，進而驅動流體循環流動且由該等開口113進、出該容室110。惟，由於該軸承14是可旋動地套設在該中心軸12，且負載有該轉子13，因此，當該轉子13連同該軸承14轉動用以驅動液體流動時，除了要產生足夠動能外，其使用壽命長、噪音值低及整體是否輕薄短小，是目前產業要求的重點，而前述渦流泵1的設計方式及使用之軸承14元件，會因為元件之結構及其結構間的抵靠關係產生磨擦阻力，顯然，無法達成前述要求。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以降低磨擦阻力及提升流體循環效果的驅動裝置及其軸承。

本發明之次一目的，即在提供一種壽命高、噪音值低、整體輕薄短小及結構簡單之驅動裝置。

於是，本發明的驅動裝置，包含一殼體、一中心軸、一軸承，及一動力組。該殼體具有供流體進、出的一容室。該中心軸是沿一軸線穿固在該殼體的容室內。該軸承是沿該軸線可位移地套設在該中心軸，並具有分別形成在一底面與一外周面且同向排列的數動壓溝槽與數動壓凹溝。該動力組具有環固該軸承且可旋動地容置在該容室內的一轉子。

本發明的功效是能藉由該等動壓溝槽與該等動壓凹溝的設置，導引流體對該軸承產生沿該軸向的推力，提供該轉子所需的軸向支撐力，達到降低磨擦阻力的目的。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之數個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖2、圖3、圖4及圖5，本發明驅動裝置的一較佳實施例包含一殼體2、一中心軸3、一軸承4，及一動力組5。

該殼體2具有一基座21、一第一導磁板22，及一第二導磁板23。該基座21具有環繞一軸線X且界定有一容室 210的一環壁211、形成在該環壁211二端且封閉該容室210的一頂板212與一底壁213、形成在該底壁213一底面的一槽室214、形成在該底壁213一頂面的一孔室215，及形成在該環壁211一周面且導引流體進、出該容室210的一入口216與一出口217。該第一、第二導磁板22、23是夾設在該基座21相對二側。

該中心軸3是沿一軸線X穿固在該殼體2的頂板212與底壁213間，而穿置在該容室210內。

該軸承4具有沿該軸線X延伸且分別穿置在該基座21容室210與孔室215內的一小徑段41與一大徑段42、沿該軸線X貫穿該大、小徑段42、41的一穿孔43、形成在該大徑段42一底面、該小徑段41一頂面與該穿孔43一內周面的數動壓溝槽44，及形成在該大徑段42一外周面且環繞該軸線X的數動壓凹溝45。該軸承4是以該穿孔43可位移地套設在該中心軸3上。該等動壓溝槽44在本較佳實施例為一人字溝，並分別具有反向於流體流動方向的一尖端441，及由該尖端441延伸且間隔一夾角的二槽道442。該等動壓凹溝45是與該大徑段42底面的動壓溝槽44呈錯位排列(或併排排列)，且由上向下依循同一方向以一傾斜角度延伸。在本較佳實施例中，該等動壓溝槽44與該等動壓凹溝45是利用電化學電解加工的方式製成。

該動力組5具有一轉子51、一磁性元件52，及一定子53。該轉子51具有環繞該軸線X的一環壁511，及形成在該環壁511一外周面的數葉片512。該磁性元件52是套設 在該環壁511內且抵接於該軸承4大徑段42上，並具有沿該軸線X貫穿且與該軸承4小徑段41套合的一貫孔521。該定子53是容置在該基座21的槽室214內，且該定子53係可為電鑄或蝕刻方式製作成形以具有之線圈裸露之薄板。

參閱圖5、圖3，當該定子53導通電流，該轉子51就會受電場作用而連動該軸承4以該中心軸3為中心旋動，進而驅動流體循環流動且由該入口216、該出口217進、出該容室210，此時，該軸承4大徑段42底面的動壓溝槽44會因其轉動，進而形成軸向流體動壓壓力，並提供該軸承4所需的軸向支撐力，使該軸承4連同該轉子51、該磁性元件52與該殼體2的底壁213產生一間距，避免與該殼體2磨擦接觸，而能提升轉動時的順暢性。

值得一提的是，由於該軸承4大徑段42外周面的動壓凹溝45是與底面的動壓溝槽44呈錯位排列，因此，可以導引更多流體流向該孔室215，以至於提供該軸承4更大的軸向支撐力。

另外，該軸承4內周面的動壓溝槽44也可以在流體充填於該中心軸3與該軸承4間，藉由轉動進而形成徑向流體動壓壓力，據以產生動壓軸承的優點，使該軸承4在不與該中心軸3接觸的情形下，進一步提升轉動時的順暢性。

參閱圖5、圖4，同樣的，該軸承4小徑段41頂面的動壓溝槽44也會因其轉動以形成軸向流體動壓壓力，用以 提供該軸承4所需的軸向支撐力，使該軸承4連同該轉子51、該磁性元件52與該殼體2的頂板212產生一間距，避免與該頂板212磨擦接觸。

據上所述可知，本發明之驅動裝置及其軸承具有下列優點及功效：本發明可以在導引流體進、出該殼體2的過程中，利用該等動壓溝槽44及該等動壓凹溝45的設置，產生沿該軸向的推力，進而提供該軸承4所需的軸向支撐力，使該軸承4連同該轉子51、該磁性元件52與該殼體2保持間距。另外，該軸承4內周面的動壓溝槽44也可以在流體充填於該中心軸3與該軸承4間，藉由轉動進而形成徑向流體動壓壓力，使該軸承4不與該中心軸3接觸。藉此，不但可以降低磨擦阻力，提升該轉子51的轉速，且能提升流體循環流動的效果，同時本發明亦為一種壽命高、噪音值低、整體輕薄短小及結構簡單之驅動裝置，使本發明更具有產品競爭力。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧殼體

21‧‧‧基座

210‧‧‧容室

211‧‧‧環壁

212‧‧‧頂板

213‧‧‧底壁

214‧‧‧槽室

215‧‧‧孔室

216‧‧‧入口

217‧‧‧出口

22‧‧‧第一導磁板

23‧‧‧第二導磁板

3‧‧‧中心軸

4‧‧‧軸承

41‧‧‧小徑段

42‧‧‧大徑段

43‧‧‧穿孔

44‧‧‧動壓溝槽

441‧‧‧尖端

442‧‧‧槽道

45‧‧‧動壓凹溝

5‧‧‧動力組

51‧‧‧轉子

511‧‧‧環壁

512‧‧‧葉片

52‧‧‧磁性元件

521‧‧‧貫孔

53‧‧‧定子

圖1是一剖視圖，說明大陸申請案第200710126404.5號案；圖2是一立體分解圖，說明本發明驅動裝置及其軸承 的一較佳實施例；圖3是該較佳實施例中一軸承的一立體圖；圖4是該較佳實施例中該軸承的一剖視圖；及圖5是該較佳實施例的一剖視圖。

2‧‧‧殼體

21‧‧‧基座

210‧‧‧容室

211‧‧‧環壁

212‧‧‧頂板

213‧‧‧底壁

215‧‧‧孔室

216‧‧‧入口

217‧‧‧出口

22‧‧‧第一導磁板

23‧‧‧第二導磁板

3‧‧‧中心軸

4‧‧‧軸承

41‧‧‧小徑段

42‧‧‧大徑段

43‧‧‧穿孔

44‧‧‧動壓溝槽

441‧‧‧尖端

442‧‧‧槽道

45‧‧‧動壓凹溝

5‧‧‧動力組

51‧‧‧轉子

511‧‧‧環壁

512‧‧‧葉片

52‧‧‧磁性元件

521‧‧‧貫孔

53‧‧‧定子

Claims (16)

1. 一種驅動裝置，包含：一殼體，具有供流體進、出的一容室；一中心軸，沿一軸線穿固在該殼體的容室內；一軸承，沿該軸線可位移地套設在該中心軸，並具有分別形成在一底面與一外周面且同向排列的數動壓溝槽與數動壓凹溝，該等動壓溝槽與該等動壓凹溝用於形成軸向流體動壓壓力，使該軸承與該殼體產生一間距；及一動力組，具有環固該軸承且可旋動地容置在該容室內的一轉子。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中，該動力組更具有沿該軸線與該轉子結合為一體的一磁性元件，該磁性元件是受電場作用連動該轉子以該中心軸為中心旋動。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之驅動裝置，其中，該轉子具有環固該磁性元件的一環壁，及形成在該環壁一外周面的數葉片。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中，該軸承的動壓溝槽也同時環繞該軸線形成在一內周面。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中，該軸承的動壓溝槽也同時環繞該軸線形成在一頂面。
6. 依據申請專利範圍第1項或第4項或第5項所述之驅動裝置，其中，該軸承的動壓溝槽為一人字溝，並具有朝 向同一方向且反向於流體流動方向的一尖端，及由該尖端延伸且間隔一夾角的二槽道。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中，該等動壓凹溝是由上向下依循同一方向以一傾斜角度延伸。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中，該等動壓凹溝與該等動壓溝槽的排列關係可以是錯位排列、併排排列其中一種。
9. 依據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中，該殼體具有一基座，及夾設在該基座相對二側的一第一導磁板與一第二導磁板，該基座具有環繞該軸線且界定有該容室的一環壁，及形成在該環壁二端且封閉該容室的一頂板與一底壁。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之驅動裝置，其中，該殼體的基座更具有形成在該底壁一底面的一槽室，及形成在該底壁一頂面且供該軸承部份穿置的一孔室，該動力組更具有容置在該槽室內的一定子。
11. 一種驅動裝置的軸承，該驅動裝置具有供流體進、出的一殼體、沿一軸線穿固在該殼體的一中心軸，該軸承是可位移的套設在該中心軸，且與一轉子固結，使該轉子可環繞該中心軸轉動，該軸承包含：分別形成在一底面與一外周面且同向排列的數動壓溝槽與數動壓凹溝，該等動壓溝槽與該等動壓凹溝用於形成軸向流體動壓壓力，使該軸承與該殼體產生一間距。
12. 依據申請專利範圍第11項所述之驅動裝置的軸承，其中，該軸承更具有環繞該軸線的一內周面，且該等動壓溝槽是環繞軸線形成在該內周面上。
13. 依據申請專利範圍第11項所述之驅動裝置的軸承，其中，該軸承更具有一頂面，且該等動壓溝槽是環繞該軸線形成在該頂面上。
14. 依據申請專利範圍第11項或第12項或第13項所述之驅動裝置的軸承，其中，該等動壓溝槽為一人字溝，並具有朝向同一方向的一尖端，及由該尖端延伸且間隔一夾角的二槽道。
15. 依據申請專利範圍第11項所述之驅動裝置的軸承，其中，該等動壓凹溝是由上向下依循同一方向以一傾斜角度延伸。
16. 依據申請專利範圍第11項所述之驅動裝置的軸承，其中，該等動壓凹溝是與該等動壓溝槽的排列關係可以是錯位排列、併排排列其中一種。