TWI821920B - 流體動壓軸承及其與翼板的組合 - Google Patents
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Abstract
一種流體動壓軸承與翼板的組合，包括一流體動壓軸承、一轉軸及一翼板，轉軸設置於翼板上，且轉軸插置於流體動壓軸承的軸孔中。流體動壓軸承的轉軸孔的內壁設有至少兩導油溝槽組，每一導油溝槽組包含多個導油溝槽，每一導油溝槽的彎折處形成有一尖點，同一導油溝槽組的多個導油溝槽的尖點在轉軸孔中形成一沿著環向設置的尖點對應處，在轉軸孔中每相鄰的兩導油溝槽組的尖點對應處之間形成一作用面積區域，翼板與轉軸之質量中心落在作用面積區域內或靠近作用面積區域。藉此，該流體動壓軸承具有較佳的支撐力量，可支撐轉軸及翼板平衡的旋轉，有效的減少噪音與震動產生。
Description
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其與翼板的組合。
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。流體動壓軸承可安裝風扇的翼板，用以支撐風扇的翼板轉動，然而流體動壓軸承並無法提供轉軸與翼板較佳的支撐力量，使得轉軸與流體動壓軸承之間仍會產生碰撞，進而產生噪音與震動。
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其與翼板的組合，該流體動壓軸能提供轉軸與翼板較佳的支撐力量，使得轉軸與流體動壓軸承之間不會產生碰撞，可有效的避免噪音與震動的產生。
為了解決上述的技術問題，本發明提供一種流體動壓軸承，能用以與轉軸及翼板組合，該轉軸的一端固定於該翼板，該流體動壓軸承具有一軸承本體，該軸承本體內形成有一轉軸孔，該轉軸孔的內壁設有至少兩導油溝槽組，每一所述導油溝槽組包含多個導油溝槽，該些導油溝槽呈V型彎折，該轉軸能插置於該轉軸孔中，該轉軸與該流體動壓軸承之間形成間隙能用以容納潤滑流體；每一所述導油溝槽的彎折處形成有一尖點，同一所述導油溝槽組的所述多個導油溝槽的尖點在該轉軸孔中形成一沿著環向設置的尖點對應處，在該轉軸孔中每相鄰的兩導油溝槽組的尖點對應處之間形成一作用面積區域，該翼板與該轉軸之質量中心落在該作用面積區域內或靠近該作用面積區域，該翼板與該轉軸之質量中心靠近該作用面積區域，是指該作用面積區域沿著該流體動壓軸承的軸向形成一作用面積長度，該翼板與該轉軸之質量中心在該作用面積區域外，且與該作用面積區域的距離為該作用面積長度的十分之一的範圍內。
較佳的，該翼板的外徑定義為一翼徑，該翼板具有一第一端面，該流體動壓軸承能安裝於一殼蓋中，該殼蓋具有一第二端面，該第一端面及該第二端面位於該翼板及該殼蓋相互遠離的一面，該第一端面及該第二端面的間距定義為一風扇高度，該流體動壓軸承的高度定義為一軸承高度，該流體動壓軸承的內徑定義為一軸承內徑，該軸承高度為0.6mm至15mm，該軸承內徑為0.6mm至5mm，該風扇高度為1mm至150mm，該翼徑的大小為1mm至150mm。
為了解決上述的技術問題，本發明提供一種流體動壓軸承與翼板的組合，包括：一轉軸；一翼板，該轉軸的一端固定於該翼板；以及一流體動壓軸承，該流體動壓軸承具有一軸承本體，該軸承本體內形成有一轉軸孔，該轉軸孔的內壁設有至少兩導油溝槽組，每一所述導油溝槽組包含多個導油溝槽，該些導油溝槽呈V型彎折，該轉軸插置於該轉軸孔中，該轉軸與該流體動壓軸承之間形成間隙能用以容納潤滑流體；其中每一所述導油溝槽的彎折處形成有一尖點，同一所述導油溝槽組的所述多個導油溝槽的尖點在該轉軸孔中形成一沿著環向設置的尖點對應處，在該轉軸孔中每相鄰的兩導油溝槽組的尖點對應處之間形成一作用面積區域，該翼板與該轉軸之質量中心落在該作用面積區域內或靠近該作用面積區域，該翼板與該轉軸之質量中心靠近該作用面積區域，是指該作用面積區域沿著該流體動壓軸承的軸向形成一作用面積長度，該翼板與該轉軸之質量中心在該作用面積區域外，且與該作用面積區域的距離為該作用面積長度的十分之一的範圍內。
本發明的有益效果在於，本發明所提供的流體動壓軸承，能用以與轉軸及翼板組合，該流體動壓軸承的轉軸孔的內壁設有至少兩導油溝槽組，每一導油溝槽組包含多個導油溝槽，每一導油溝槽的彎折處形成有一尖點，同一導油溝槽組的多個導油溝槽的尖點在轉軸孔中形成一沿著環向設置的尖點對應處，在轉軸孔中每相鄰的兩導油溝槽組的尖點對應處之間形成一作用面積區域，翼板與轉軸之質量中心落在作用面積區域內或靠近作用面積區域，藉此，該流體動壓軸承具有較佳的支撐力量，可支撐轉軸及翼板平衡的旋轉，有效的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，且使用壽命增加。
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。
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。
[實施例]
請參閱圖1至圖3，本發明提供一種流體動壓軸承，該流體動壓軸承1能用以與轉軸2及翼板3組合，該翼板3為風扇的翼板，該轉軸2設置於翼板3上，該轉軸2為一圓柱狀軸體，該轉軸2的一端固定於翼板3，使該轉軸2直立的設置於翼板3上。該流體動壓軸承1能安裝於一殼蓋4中，該轉軸2配合於流體動壓軸承1，該流體動壓軸承1能支撐轉軸2及翼板3轉動。該殼蓋4內還可設置一耐磨片5，該轉軸2的另一端抵觸於耐磨片5，藉以減少轉軸2的摩擦阻力。
該流體動壓軸承1為實體材料經車削加工製成，該流體動壓軸承1具有一軸承本體11，該軸承本體11呈中空圓柱體，該軸承本體11的外壁(外表面)可呈等徑或不等徑變化，該軸承本體11內形成有一轉軸孔12，該轉軸孔12為一圓孔，該轉軸孔12可貫穿至軸承本體11的兩端，該轉軸孔12可與轉軸2配合。該轉軸孔12的內壁(內表面)設有至少兩導油溝槽組13，該導油溝槽組13可設置兩組、三組或四組等多組，其數量並不限制。每一導油溝槽組13包含多個導油溝槽131，該些導油溝槽131呈V型彎折，亦即呈人字型，該些導油溝槽131可為等間隔的排列設置。該轉軸2插置於轉軸孔12中，該些導油溝槽131可用以導引潤滑流體，使潤滑流體在轉軸2與軸承本體11之間流動，並集中形成壓力，藉由油膜的支撐力量，使得轉軸2旋轉時不會接觸轉軸孔12的內壁，可避免轉軸2與軸承本體11相互碰撞而磨損，進而減少噪音與震動產生。
本發明能藉由轉軸2與流體動壓軸承1之間的間隙，能用以容納潤滑流體，以不同類別油品選用(包含酯類油品、氟素類油品、矽油品)，並搭配呈人字型的導油溝槽131設計，達到於不同區域環境條件下，而能使流體動壓軸承1與轉軸2達到非接觸穩定運轉。較佳的，轉軸2與流體動壓軸承1之間的間隙G為1μm至10μm，該轉軸2與流體動壓軸承1之間的間隙G可為1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μ或10μm等，以形成一最佳化間隙，具有較佳的支撐力量，使得轉軸2與流體動壓軸承1之間不會產生碰撞，可有效的避免噪音與震動的產生。
所述不同區域環境例如包含極地氣候、溫帶氣候及熱帶氣候等，則對應的選用不同類別油品(潤滑流體)，油品的損失率為10%以下，油品的損失率較佳為3%至4%。酯類油品的黏度易隨環境溫度而改變，適用溫度範圍為-40℃至150℃，例如可適用於赤道、北亞等地區，可適用於電子產品等。氟素類油品的黏度隨環境溫度變化小，在高溫及低溫較穩定，黏度變化不大，適用溫度範圍為-50℃至250℃，例如可適用於北亞、南亞等地區，亦可適用於極高、極低溫的地區，可適用於電子、汽車產品等。矽油品的黏度隨環境溫度變化小，適用溫度範圍為-50℃至160℃，例如可適用於極地等地區，可適用於電子、汽車產品等。本發明可適用於小型化、高轉速的產品，例如3C產品、汽車(如電動車)之散熱元件、儀表板、無人機之散熱元件、電競型手機、遊戲機、投影機、筆記型電腦及伺服器等。
該翼板3的外徑可定義為一翼徑A，該翼板3具有一第一端面31，該殼蓋4具有一第二端面41，第一端面31及第二端面41位於翼板3及殼蓋4相互遠離的一面，第一端面31及第二端面41的間距可定義為一風扇高度B，該風扇高度B亦可視為風扇整體高度。該流體動壓軸承1的高度可定義為一軸承高度C，該軸承高度C為流體動壓軸承1沿著軸向的長度，該流體動壓軸承1的內徑可定義為一軸承內徑D，該軸承內徑D為轉軸孔12的內徑。
該軸承高度C、軸承內徑D可依風扇高度B、翼徑A進行調整。該軸承高度C為0.6mm至15mm，該軸承高度C可為0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、7mm、9mm、10mm或15mm等。該軸承內徑D為0.6mm至5mm，該軸承內徑D可為0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、2mm、3mm、4mm或5mm等。本實施例具有較佳的支撐力量，可有效的避免噪音與震動的產生。
該風扇高度B為1mm至150mm，該風扇高度B可為1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、7mm、9mm、10mm、15mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm或150mm等。該翼徑A的大小為1mm至150mm，該翼徑A的大小可為1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、7mm、9mm、10mm、15mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm或150mm等。該風扇高度B及翼徑A的大小可依市場趨勢進行調整。本實施例具有較佳的支撐力量，可有效的避免噪音與震動的產生。
在本實施例中，當該軸承內徑D為0.6mm至2mm，且該軸承高度C為0.6mm至2mm時，該導油溝槽131的夾角θ為10度至40度，導油溝槽131的夾角θ可為10度、15度、20度、25度、30度、35度或40度等。當該軸承內徑D為2mm至5mm，且該軸承高度C為2mm至15mm時，導油溝槽131的夾角θ為30度至90度，該導油溝槽131的夾角θ可為30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、85度或90度等。本實施例具有較佳的支撐力量，可有效的避免噪音與震動的產生。
該些導油溝槽131設置的位置可依風扇系統承受力量大小而調整設計參數。每一導油溝槽131的彎折處形成有一尖點132，同一導油溝槽組13的所述多個導油溝槽131的尖點132位於相同的水平高度，亦即同一導油溝槽組13的所述多個導油溝槽131的尖點132在轉軸孔12中形成一沿著環向設置的尖點對應處121，每一導油溝槽組13的所述多個導油溝槽131的尖點132在轉軸孔12中皆形成有沿著環向設置的尖點對應處121，在轉軸孔12中每相鄰的兩導油溝槽組13的尖點對應處121之間形成一作用面積區域E，該翼板3與轉軸2之質量中心F落在作用面積區域E內或靠近作用面積區域E，使流體動壓軸1能提供轉軸2與翼板3較佳的支撐力量。在本實施例中，該翼板3與轉軸2之質量中心F落在作用面積區域E內。
所述翼板3與轉軸2之質量中心F靠近作用面積區域E，是指作用面積區域E沿著流體動壓軸承1的軸向形成一作用面積長度H，翼板3與轉軸2之質量中心F在作用面積區域E外，且與該作用面積區域E的距離為作用面積長度H的十分之一的範圍內，如此即使翼板3與轉軸2之質量中心F沒有落在作用面積區域E內，但仍然靠近作用面積區域E，亦可使流體動壓軸1提供轉軸2與翼板3較佳的支撐力量。
[實施例的有益效果]
本發明的有益效果在於，本發明所提供的流體動壓軸承，能用以與轉軸及翼板組合，該流體動壓軸承的轉軸孔的內壁設有至少兩導油溝槽組，每一導油溝槽組包含多個導油溝槽，每一導油溝槽的彎折處形成有一尖點，同一導油溝槽組的多個導油溝槽的尖點在轉軸孔中形成一沿著環向設置的尖點對應處，在轉軸孔中每相鄰的兩導油溝槽組的尖點對應處之間形成一作用面積區域，翼板與轉軸之質量中心落在作用面積區域內或靠近作用面積區域，藉此，該流體動壓軸承具有較佳的支撐力量，可支撐轉軸及翼板平衡的旋轉，有效的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，且使用壽命增加。
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。
1:流體動壓軸承
11:軸承本體
12:轉軸孔
121:尖點對應處
13:導油溝槽組
131:導油溝槽
132:尖點
2:轉軸
3:翼板
31:第一端面
4:殼蓋
41:第二端面
5:耐磨片
A:翼徑
B:風扇高度
C:軸承高度
D:軸承內徑
E:作用面積區域
F:翼板與轉軸之質量中心
G:轉軸與流體動壓軸承之間的間隙
H:作用面積長度
θ:導油溝槽的夾角
圖1為本發明流體動壓軸承與翼板的組合的剖視圖。
圖2為本發明流體動壓軸承的剖視圖。
圖3為本發明流體動壓軸承的立體圖。
1:流體動壓軸承
11:軸承本體
12:轉軸孔
121:尖點對應處
2:轉軸
3:翼板
31:第一端面
4:殼蓋
41:第二端面
5:耐磨片
A:翼徑
B:風扇高度
C:軸承高度
D:軸承內徑
E:作用面積區域
F:翼板與轉軸之質量中心
G:轉軸與流體動壓軸承之間的間隙
H:作用面積長度
Claims (12)
- 一種流體動壓軸承，能用以與轉軸及翼板組合，該翼板為風扇的翼板，該轉軸的一端固定於該翼板，該流體動壓軸承具有一軸承本體，該軸承本體內形成有一轉軸孔，該轉軸孔的內壁設有至少兩導油溝槽組，每一所述導油溝槽組包含多個導油溝槽，該些導油溝槽呈V型彎折，該轉軸能插置於該轉軸孔中，該轉軸與該流體動壓軸承之間形成間隙能用以容納潤滑流體；每一所述導油溝槽的彎折處形成有一尖點，同一所述導油溝槽組的所述多個導油溝槽的尖點在該轉軸孔中形成一沿著環向設置的尖點對應處，在該轉軸孔中每相鄰的兩導油溝槽組的尖點對應處之間形成一作用面積區域，該翼板與該轉軸之質量中心落在該作用面積區域內或靠近該作用面積區域，該翼板與該轉軸之質量中心靠近該作用面積區域，是指該作用面積區域沿著該流體動壓軸承的軸向形成一作用面積長度，該翼板與該轉軸之質量中心在該作用面積區域外，且與該作用面積區域的距離為該作用面積長度的十分之一的範圍內。
- 如請求項1所述的流體動壓軸承，其中該翼板的外徑定義為一翼徑，該翼板具有一第一端面，該流體動壓軸承能安裝於一殼蓋中，該殼蓋具有一第二端面，該第一端面及該第二端面位於該翼板及該殼蓋相互遠離的一面，該第一端面及該第二端面的間距定義為一風扇高度，該流體動壓軸承的高度定義為一軸承高度，該流體動壓軸承的內徑定義為一軸承內徑，該軸承高度為0.6mm至15mm，該軸承內徑為0.6mm至5mm，該風扇高度為1mm至150mm，該翼徑的大小為1mm至150mm。
- 如請求項2所述的流體動壓軸承，其中該軸承內徑為0.6mm 至2mm，該軸承高度為0.6mm至2mm，每一所述導油溝槽的夾角為10度至40度。
- 如請求項2所述的流體動壓軸承，其中該軸承內徑為2mm至5mm，該軸承高度為2mm至15mm，每一所述導油溝槽的夾角為30度至90度。
- 如請求項1所述的流體動壓軸承，其中該轉軸與該流體動壓軸承之間的間隙為1μm至10μm。
- 如請求項1所述的流體動壓軸承，其中該流體動壓軸承的適用溫度範圍為-40℃至150℃，該潤滑流體為酯類油品，或該流體動壓軸承的適用溫度範圍為-50℃至250℃，該潤滑流體為氟素類油品，或該流體動壓軸承的適用溫度範圍為-50℃至160℃，該潤滑流體為矽油品。
- 一種流體動壓軸承與翼板的組合，包括：一轉軸；一翼板，該翼板為風扇的翼板，該轉軸的一端固定於該翼板；以及一流體動壓軸承，該流體動壓軸承具有一軸承本體，該軸承本體內形成有一轉軸孔，該轉軸孔的內壁設有至少兩導油溝槽組，每一所述導油溝槽組包含多個導油溝槽，該些導油溝槽呈V型彎折，該轉軸插置於該轉軸孔中，該轉軸與該流體動壓軸承之間形成間隙能用以容納潤滑流體；其中每一所述導油溝槽的彎折處形成有一尖點，同一所述導油溝槽組的所述多個導油溝槽的尖點在該轉軸孔中形成一沿著環向設置的尖點對應處，在該轉軸孔中每相鄰的兩導油溝槽組的尖點對應處之間形成一作用面積區域，該翼板與該轉軸之質量中心落在該作用面積區域內或靠近該作用面積區域，該翼板與該轉軸之質量中心靠近該作用面積區 域，是指該作用面積區域沿著該流體動壓軸承的軸向形成一作用面積長度，該翼板與該轉軸之質量中心在該作用面積區域外，且與該作用面積區域的距離為該作用面積長度的十分之一的範圍內。
- 如請求項7所述的流體動壓軸承與翼板的組合，其中該翼板的外徑定義為一翼徑，該翼板具有一第一端面，該流體動壓軸承能安裝於一殼蓋中，該殼蓋具有一第二端面，該第一端面及該第二端面位於該翼板及該殼蓋相互遠離的一面，該第一端面及該第二端面的間距定義為一風扇高度，該流體動壓軸承的高度定義為一軸承高度，該流體動壓軸承的內徑定義為一軸承內徑，該軸承高度為0.6mm至15mm，該軸承內徑為0.6mm至5mm，該風扇高度為1mm至150mm，該翼徑的大小為1mm至150mm。
- 如請求項8所述的流體動壓軸承與翼板的組合，其中該軸承內徑為0.6mm至2mm，該軸承高度為0.6mm至2mm，每一所述導油溝槽的夾角為10度至40度。
- 如請求項8所述的流體動壓軸承與翼板的組合，其中該軸承內徑為2mm至5mm，該軸承高度為2mm至15mm，每一所述導油溝槽的夾角為30度至90度。
- 如請求項7所述的流體動壓軸承與翼板的組合，其中該轉軸與該流體動壓軸承之間的間隙為1μm至10μm。
- 如請求項7所述的流體動壓軸承與翼板的組合，其中該流體動壓軸承的適用溫度範圍為-40℃至150℃，該潤滑流體為酯類油品，或該流體動壓軸承的適用溫度範圍為-50℃至250℃，該潤滑流體為氟素類油品，或該流體動壓軸承的適用溫度範圍為-50℃至160℃，該潤滑流體為矽油品。
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Citations (2)
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| CN203691116U (zh) * | 2012-12-29 | 2014-07-02 | 日本电产株式会社 | 主轴马达、马达单元以及盘驱动装置 |
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2022
- 2022-03-01 TW TW111107218A patent/TWI821920B/zh active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140056548A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Samsung Electro-Mechanics Japan Advanced Technology Co., Ltd. | Rotary device |
| CN203691116U (zh) * | 2012-12-29 | 2014-07-02 | 日本电产株式会社 | 主轴马达、马达单元以及盘驱动装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202336357A (zh) | 2023-09-16 |
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