专利名称：气体动压轴承一体结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于支承计算机散热风扇转轴的轴承。
背景技术：
一般用来组合计算机散热风扇转轴的轴承，主要包括有滑动轴承与滚珠轴承。图4显示已知滑动轴承的结构，包括有内轴承A与外轴套B，内轴承A与外轴套B之间以黏胶予以黏合固定；于内轴承A的内壁面注入润滑油后将转轴S组合于内轴承A内，从而在转轴S与内轴承A的内壁面之间形成油膜。当转轴S旋转时，由转轴S与内轴承A之间的油膜作为低摩擦阻力的媒介而达到旋转稳定及降低震动与噪音的目的。
然而滑动轴承毕竟属于滑动配合的结构，运转速度过快时仍然会产生高温，长久使用容易使润滑油变质，甚至产生杂质，导致轴承运转不顺或卡死，造成应用机件损坏的问题。
第二个缺点是因为使用润滑油，所以必须设计油封来防止润滑油漏出，以及设置防尘盖来避免灰尘杂质进入轴承内造成组件磨损，因而增加生产与组装成本。
第三个缺点是油封及防尘盖常有无法确实密封润滑油与防灰尘的效果，而造成漏油及轴承磨损的现象。
图5显示使用一般的滚珠轴承C时，必须将滚珠轴承C设置在轴套D内部，而转轴S则设于滚珠轴承C；由滚珠轴承C作为转轴与轴套之间相对旋转的媒介，由滚珠的滚动而产生较小的摩擦力以有别于滑动轴承。除此之外，滚珠轴承仍然需要使用润滑油；甚至有些也必须使用防尘盖，因而仍然存在着滑动轴承所具有的缺点。
发明内容
本实用新型所要解决的第一个问题，是已知滑动或滚珠轴承必须包含内轴承与外轴套，致使结构较为复杂，而且因为内轴承与外轴套之间必须以黏胶黏合，也产生组装、制造较为不易、结合强度不足，容易造成轴承松脱，制造成本较高的问题。
本实用新型所要解决的第二个问题，是已知滑动或滚珠轴承在长久使用下容易使润滑油变质，甚至产生杂质，导致轴承运转不顺或卡死，造成应用机件损坏的问题。
本实用新型所要解决的第三个问题，是已知使用润滑油的轴承必须设计油封及防尘盖等组件来防止润滑油漏出，以及灰尘污染轴承零件，将增加生产与组装成本的问题。
本实用新型所要解决的第四个问题，是已知使用润滑油的轴承，其油封与防尘盖可能产生密封不良的缺点。
本实用新型所提供的气体动压轴承的技术手段，是以一体成型方式制造出一轴承组，用以解决已知轴承必须包含内轴承与外轴套，致使结构较为复杂的缺点。本实用新型的技术手段，是在轴承本体所设的中心孔两端的内壁面加工出深度为12微米(μm)以上的人字形沟槽，所述中心孔用以组合轻负荷元件(例如计算机散热风扇)的转轴；当转轴高速旋转时，得以带动转轴周围空气转动，于转轴与轴承内壁之间造成一气体涡流，由该气体涡流于转轴与中心孔内壁之间形成一均匀稳定且强大的气压膜，此气压膜使转轴悬浮于气体涡流的中央而稳定旋转，不会与轴承内壁碰撞摩擦；所述轴承本体的外径一体设有凹环部，提供轴承设置在他物上，以及在该中心孔两端的本体设有内凹空间，使空气得以顺畅地在所述人字形沟槽产生对流。
本实用新型气体动压轴承和已知轴承比较具有以下优点1.本实用新型的气体动压轴承是由一体成型方式制造，不需要如传统的轴承那样必须以内轴承与外轴套组合，因而结构更为精简，制造更为容易，成本亦得以降低，同时能避免传统轴承内、外轴套可能脱落的问题。
2.本实用新型气体动压轴承因为不使用润滑油，故无润滑油变质，甚至生成杂质，导致轴承运转不顺或卡死，造成应用机件损坏的问题。
3.本气体动压轴承因为不使用润滑油，故不须设计油封及防尘盖等元件，可节省生产与组装成本。
4.本气体动压轴承因为不使用润滑油，故无常见漏油现象。
5.本气体动压轴承的气体涡流于转轴与轴承内壁之间形成的气压膜，将使转轴与轴承之间保持很低的摩擦，并具有静音的效果。
6.本气体动压轴承的气体涡流于转轴与轴承内壁之间形成的气压膜，将使转轴悬浮于该气体涡流中央而稳定旋转，不会与轴承内壁碰撞，故可降低震动同时提高转轴转速。
7.本气体动压轴承采用一体成型方式制成，因而整体结构较为坚固，而且制造容易，可以降低制造成本。
图1是本实用新型气体动压轴承结构的立体剖视图；图2是本实用新型气体动压轴承结构以及和转轴组合的平面剖视图；图3是本实用新型气体动压轴承的中心孔内壁上的人字形沟槽的局部放大图。
图4是已知滑动轴承结构的平面剖视图。
图5是已知滚珠轴承配合轴套及转轴结构的平面剖视图。图中1 轴承本体11 中心孔12 人字形沟槽 13 内凹空间14 凹环部 2 转轴A 内轴承 B 外轴套C 滚珠轴承D 轴套S 转轴具体实施方式
现配合附图做进一步说明。其中图1与图2分别用来显示本实用新型气体动压轴承的结构立体剖视图与平面剖视图。
从图1与图2可以看到，本实用新型的气体动压轴承是一种一体成型的结构，其结构特征是在轴承本体1设置一用来组合转轴的中心孔11，中心孔11的两端则分别设置不等深度的内凹空间13。中心孔11相对两端的内壁面局部区域则设置深度为12微米(μm)以上的人字形沟槽12。轴承本体1一端的外径设有凹环部14。所述的气体动压轴承，是以一体成型的方式制造，因而不需如传统的滑动轴承或滚珠轴承必须配合轴套来组装。
本实用新型的气体动压轴承的应用方式如图2所示，是利用所述的凹环部14套合固定于他物(例如附设在主机板上的固定元件等)；而转轴2则直接穿入该中心孔11。当转轴2高速旋转时，会带动转轴2周围的空气转动，进而将两端内凹空间13中的空气导引进入中心孔11内而使空气在各人字形沟槽12中流动；当转动的空气撞击轴承本体1的中心孔11内壁的人字形沟槽12时，空气将会在转轴2与中心孔11内壁之间造成一气体涡流，该气体涡流遂于转轴2与中心孔11内壁之间形成一均匀稳定且强大的气压膜，此气压膜将使转轴2悬浮于该气体涡流的中央而稳定旋转，且不会与轴承本体1的中心孔11碰撞摩擦。
所述人字形沟槽12设于气体动压轴承1的中心孔11上下两端各约1/3处，而且人字形沟槽12是以对称于内壁圆周的方式设置。如此即可于转轴2与中心孔11内壁之间形成所需效果的气压膜，故该中心孔11的中段区域则不设人字形沟槽12，以节省加工制造的成本。
图3是显示本实用新型气体动压轴承1的中心孔11内壁面上的人字形沟槽12的局部放大图，该人字形沟槽12的深度达12微米(μm)以上，宽度则约为100微米(μm)。若该人字形沟槽12的深度未达8微米(μm)，转轴2与中心孔内壁之间造成的气体涡流将强度不足，故于转轴2与内壁11之间形成的气压膜亦将强度不足且不均匀稳定，因此不能使转轴2悬浮于该气体涡流的中央而稳定旋转，且将会与气体动压轴承1的中心孔11发生碰撞摩擦，失去取代一般转轴与轴承之间润滑油油膜的功能。故该深度达12微米(μm)以上的人字形沟槽12，是本实用新型气体动压轴承1的特殊设计。
所述转轴2穿过轴承本体1的中心孔11；转轴2的两端分别为一输出端与一输入端。此输入端连接马达，驱使转轴2转动，而输出端则可结合一风扇，令风扇转动。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用以对本实用新型作任何形式上的限制，凡依本实用新型权利要求所作的有关均等修饰或变更，皆为本实用新型专利范围所涵盖。
权利要求1.一种气体动压轴承一体结构，其特征是以一体成型方式在轴承本体设有中心孔，并且在该中心孔的内壁面两端设置人字形沟槽。
专利摘要本实用新型涉及一种气体动压轴承，是以一体成型方式将轴承与轴套结合为一体的轴承组，其主要特征是在轴承组所设的中心孔两端内壁面加工出深度为12微米以上的人字形沟槽，中心孔用以组合轻负荷元件的转轴；当转轴高速旋转时，得以带动转轴周围空气转动，于转轴与轴承内壁之间造成气体涡流，由该气体涡流于转轴与中心孔内壁之间形成均匀稳定且强大的气压膜，此气压膜使转轴悬浮于气体涡流的中央而稳定旋转，不会与轴承内壁碰撞摩擦；所述轴承本体的外径一体设有凹环部，提供轴承设置在他物上，以及在该中心孔两端的本体设有内凹空间，使空气得以顺畅地在所述人字形沟槽产生对流。
文档编号F04D29/04GK2641369SQ0326093
公开日2004年9月15日 申请日期2003年8月8日 优先权日2003年8月8日
发明者朱俊霖, 杨士民 申请人:奇臻微机电股份有限公司