专利名称：风扇马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于风扇马达的装置，所述风扇马达用于对包含有电子零件的设备或者类似装置进行冷却。
相关现有技术的描述通常，在电子设备中，比如包含有电子零件的个人计算机、服务器和复印机中，为了对总成(assembly)的内部或者各个独立的电子零件进行冷却，安装有小型的风扇马达。
下面将参照
图11对安装于所述设备或者类似装置中的此类常规轴流式风扇马达的一个示例进行描述。如图11中所示，就风扇马达1来说，一个滚珠轴承5和一个套筒轴承6被设置在一个圆柱形轴承套4的内部，轴承套4与由合成树脂制成的壳体2的基座3一体形成，并且轴7由这些轴承5和6支撑起来，以便能够进行旋转。为了防尘和防止润滑油发生飞溅，滚珠轴承5带有一个护罩(shield)，而套筒轴承6由多孔材料制成，其中浸渗了润滑油，所述多孔材料由烧结金属或者类似材料组成。
马达中的转子8被固附在轴7的尖端上，并且马达中的定子9被固定在轴承套4的圆周上，与转子8对置。在转子8的外侧面上，装配有一个由合成树脂制成并且带有多个翼片10的叶轮11。一个结合有一驱动电路的印刷电路板(印刷基体)12，被固附在轴承套4基部的圆周上，所述驱动电路用于对马达进行驱动。在该图中，附图标记13是用于防止轴7发生脱落的挡环，而14是用于向印刷电路板12供送电能的导线。
作为这种构造的结果，当印刷电路板12上的驱动电路经由导线14获得电能时，定子9会产生出一个磁场，使得转子8进行旋转，最终叶轮11发生旋转，并且在壳体2的内部在同一方向上出现气流。因此，通过将风扇马达1安装在电子设备中的合适部分上，能够对该电子设备中各个独立的电子零件或者总成的内部进行冷却。
但是，在前述的常规风扇马达1中，存在有下述问题。使用带有一个护罩的滚珠轴承会增加制造成本。还有，由于所述结构使得滚珠轴承5和套筒轴承6被从轴承套4的两个端部装配起来，并且它们的轴向位置通过与中部台阶部分(central stage part)发生接触而得以确定，所以滚珠轴承5上的装配部分和套筒轴承6上的装配部分需要利用分离的金属模具(即一个上侧模具和一个下侧模具)模制而成。因此，变得难以确保滚珠轴承5与套筒轴承6的同心度。此外，由于套筒轴承6的润滑性能降低，所以轴承的使用寿命有限。
发明概述因此，本发明涉及一种风扇马达的构造和工作方式，这种风扇马达不仅使得滚珠轴承的护罩不再必要，而且对于滚珠轴承来说获得了更长的使用寿命。这种风扇马达的构造是，其带有一个固定于一基座上的圆柱形轴承套，一对设置于所述轴承套内部的轴承，一根由所述那对轴承支撑起来的旋转轴，一个固定于所述轴承套外周上的定子，一个转子以及一个叶轮，所述转子面对着所述定子，并且被固定在所述旋转轴的侧面上，而所述叶轮也被固定在所述旋转轴的侧面上。
本发明一个实施例的特征在于，通过在轴承套的一个端部处成形一个防护部分来对该轴承套的内部进行防护，所述防护部分在径向上延伸至旋转轴的附近，从轴承套的另一端部将所述那对轴承设置于轴承套的内部，并且将一个帽状元件固连到轴承套的该另一端部上。
作为这种构造的结果，轴承套的内部由所述防护部分和帽状元件加以防护。这将允许有效地对轴承套的内部和轴承进行防尘，防止润滑油发生飞溅，并且允许使用不带有护罩的轴承。还有，作为这种构造的结果，一对轴承通过与所述防护部分和帽状元件发生接触而分别被固定在合适的位置上。人们可以借助于这样一种结构容易地确保所述那对轴承的同心度，即具有一对从一个方向装配入轴承套内部的轴承。此外，在受到防护的轴承套的内部，润滑油在所述那对轴承之间前后流动。
在本发明的另外一个实施例中，风扇马达的特征在于，所述那对轴承可以是一无防护罩的滚珠轴承(unshielded ball bearing)与一个套筒轴承，或者是一个带防护罩的滚珠轴承(shielded ballbearing)与一个套筒轴承。
作为所述任一种构造的结果，润滑油可以在未经防护/经过防护的滚珠轴承与套筒轴承之间前后流动。
通过下面参照附图的详细描述，本发明，包括其技术特征和优点，将变得更为清楚明白。
附图简述图1是一个根据本发明第一实施例的风扇马达的纵向剖视图。
图2是一个根据本发明第二实施例的风扇马达的纵向剖视图。
图3是一个根据本发明第三实施例的风扇马达的纵向剖视图。
图4是一个根据本发明第四实施例的风扇马达的纵向剖视图。
图5是一个图1所示风扇马达中的间隔件的正视图。
图6是一个沿着图5所示间隔件上的线A-A的横剖视图。
图7是一个图1所示风扇马达中的套筒轴承的经放大纵向剖视图。
图8是一个图1所示风扇马达中套筒轴承的改进示例的经放大纵向剖视图。
图9是一个图2所示风扇马达中的卡持帽(retainer cap)的经放大纵向剖视图。
图10是一个图9中所示卡持帽的正视图。
图11是一个根据现有技术的常规风扇马达的纵向剖视图。
详细描述下面，将参照附图对本发明的不同实施例进行描述。
参照图1，对本发明的第一实施例进行描述。如该图中所示，风扇马达20带有一个合成树脂壳体25、一个基座23以及一个圆柱形轴承套24，其中所述壳体25具有一个圆柱形的文氏管部分21，该文氏管部分25具有一个锥形内表面，所述基座23在文氏管部分21一端部的中心处由多个径向延伸的肋部22固定在合适的位置上，所述轴承套24与底部基座23一体模制而成。轴承套24以与文氏管部分21同心设置的方式从基座23延伸至壳体25的内部。
在轴承套24的一个端部处，成形有一个底部防护部分(shieldpart)26，该底部防护部分26在其中心处成形有一个穿孔26A。防护部分26径向延伸至旋转轴31的附近。在穿孔26A内部插入有一个形成于毂盘(hub)33基部处的圆柱形部分45，该圆柱形部分45被固附在旋转轴31的尖端上。在圆柱形部分45与穿孔26A之间形成了一个30至50微米的足够微小间隙。
在轴承套24的内部，与防护部分26发生接触的滚珠轴承27以及同时与滚珠轴承27和套筒轴承29发生接触的圆柱形间隔件28经由基座23侧面上的一个穿孔插入其中，并且被设置在合适的位置上。底部的圆柱形卡持帽30随后被压入轴承套24的基座23侧面上的所述穿孔内，并且与套筒轴承29发生接触，将滚珠轴承27、间隔件28和套筒轴承29固定在合适的位置上。由此，轴承套24的内部在各个相应端部处由防护部分26和卡持帽30加以防护，避免受到外来影响。
作为滚珠轴承27，人们可以使用不带有护罩的未经防护滚珠轴承。
在间隔件28上，如图5和6中所示，在其外周上沿着轴向设置有多条油槽46(在图中示出了四条)，并且在两个端面上分别沿着径向成形有多条油槽47(在图中示出了四条)。当然，需要明白的是，根据技术要求也可以使用更多或更少的油槽。
套筒轴承29由多孔材料制成，并且浸渗充满了润滑油，所述多孔材料由烧结金属或者类似材料组成。优选的是，套筒轴承29在卡持帽30侧的端部被密封起来，或者可以提高烧结密度，以便填充在套筒轴承29中的润滑油不会朝向卡持帽30侧流出。如图7和8中所示，可以在套筒轴承29穿孔在滚珠轴承27侧的边缘上成形一个倒角48或者台阶49，以便易于将旋转轴31插入其中。此外，由于能够将润滑油收集在倒角48或者台阶49中，所以能够将足够的润滑油供送至套筒轴承29和旋转轴31的滑动表面上。已经考虑到了用在滚珠轴承27和套筒轴承29中的润滑油的兼容性，从而使得它们可以混合使用。
旋转轴31被插入穿过滚珠轴承27和套筒轴承29，并且由此被支撑起来以便能够进行旋转。一个挡环32被固附在旋转轴31上，并且通过该挡环32与滚珠轴承27发生接触来将旋转轴31锁定在合适的位置上。一个由锌压铸件制成的毂盘33被固附在旋转轴31的尖端上，并且此外一个转子34又被固附在毂盘33上。
转子34将轴承套24覆盖起来，并且由一个底部的圆柱形磁轭35和一个圆环状永久磁体36组成，其中所述磁轭35的底部被固定在毂盘33上，所述永久磁体36被固定在磁轭35的内周上。一个带有多个翼片37的叶轮38被压配合在磁轭35的外周上。取代设置一个独立的毂盘33，也容许直接将旋转轴31插入到由合成树脂制成的叶轮38内，此时叶轮38与毂盘成为一体。
一个面对着转子34内周的定子39被固附在轴承套24的外周上。定子39由一个芯体40、一个线圈架41、一个线圈42以及一个印刷电路板43组成，其中所述芯体40面对着转子34中永久磁体36的内周径向延伸，所述线圈架41被安装在芯体40上，所述线圈42被缠绕在线圈架41上，所述印刷电路板43被固定在线圈架41上，并且被设置在轴承套24的基部圆周处。永久磁体36的轴向中部相对于芯体40的轴向中部朝向基座23的侧面发生偏移。
由转子34和定子39组成了一个无电刷直流马达，并且为了对该无电刷直流马达进行驱动，在印刷电路板43上设置有一个驱动电路。一根导线44被连接在印刷电路板43上，以便向所述驱动电路供送电能。导线44被设置成沿着肋部22中之一进行延伸，并且延伸至壳体25的外部。
接下来，将对具有前述构造的风扇马达的工作方式进行阐述。
通过向导线44供送电能，安置于印刷电路板43中的驱动电路将对流向线圈42的电流进行控制，从而磁化芯体40，并且使得转子34在相同方向上进行旋转。由此，叶轮38在同一方向上进行旋转，并且能够在对应于其旋转状态的同一方向上吹动空气。同时，由于永久磁体36的轴向中部相对于定子39中芯体40的轴向中部朝向基座23的侧面发生偏移，所以转子34会在远离基座23的方向上在定子39所产生的磁场作用下受到吸引，并且作为由此诱发的轴向力的结果，能够对滚珠轴承27进行预加载。
由于利用防护部分26和卡持帽30对轴承套24的内部进行防护，能够防止杂质、灰尘以及类似物质的入侵，并且能够防止滚珠轴承27中的润滑油飞溅到外部，所以无需具有昂贵的带防护罩的滚珠轴承，从而可以降低制造成本。通过在固附于防护部分26和旋转轴31上的毂盘33的圆柱形部分45上成形一个台阶(未示出)，并且通过将它们之间的间隙制成迷宫状曲径形状，对于润滑油来说，能够提高防尘效果和防漏效果。此外，为了进一步提高防护效果，人们也可以使用经过防护的滚珠轴承作为滚珠轴承27。
在受到防护的轴承套24的内部，润滑油经由间隔件28上的油槽46、47在滚珠轴承27与套筒轴承29之间往复流动，可以消除任何润滑油不足现象，并且由此对于滚珠轴承27和套筒轴承29来说，可以获得更长的使用寿命。通过将套筒轴承29在卡持帽30侧的端部密封起来，或者通过提高套筒轴承29的烧结密度，可以防止填充在套筒轴承29中的润滑油朝向卡持帽30而流出，并且由此可以减少所消耗的润滑油的量。
由于轴承套24被构造成使得滚珠轴承27和套筒轴承29能够通过基座23侧面上的穿孔而被插入并且加以设定，所以它们的装配部分可以在无需进行底切掏槽处理的条件下利用一个金属模具模制/铸造而成(也就是说无需一个上侧模具和一个下侧模具)。因此，能够容易地确保滚珠轴承27与套筒轴承29的同心度。
下面参照图2，将对本发明的第二实施例进行描述。由于该第二实施例在很大程度上具有与前述第一实施例相同的构造，只是其带有一个用于滚珠轴承的弹簧作用预加载机构，所以在下文中那些与第一实施例中相同的部分被赋予了相同的附图标记，并且仅对那些不同部分进行详细阐述。
如图2中所示，在属于该第二实施例的风扇马达50中，朝向基座23，旋转轴31被制成一个球形表面部分51，并且一个滑动元件52被安装成能够在卡持帽30的内部进行滑动和能够与球形部分51发生接触。借助于位于滑动元件52与卡持帽30之间的螺旋弹簧53的弹簧力，旋转轴31在远离基座23的方向上受到推压，从而滚珠轴承27被预加载。在滑动元件52与旋转轴31发生接触的位置处，设置有一个由合成树脂制成的滑板(slipper)，以便减轻摩擦作用。此外，由于卡持帽30还用于接收螺旋弹簧53的弹簧力，如图9和图10中所示，在径向上于卡持帽30的两个端部处成形有配合卡爪55。配合卡爪55通过咬合在基座23上而配合起来，并且除了将滚珠轴承27、间隔件28以及套筒轴承29固定起来之外，它们还承受螺旋弹簧53的弹簧力。
作为这种构造的结果，除了前述第一实施例的工作方式和效果之外，能够借助于螺旋弹簧53在轴向上匀称地对旋转轴31进行预加载，从而可以使得旋转部件在轴向上的移动最小化，并且延长轴承的使用寿命。
下面参照图3，对本发明的第三实施例进行描述。由于该第三实施例在很大程度上具有与前述第一和第二实施例相同的构造，只是在省略了间隔件的条件下将滚珠轴承和套筒轴承以相反方式排布，所以在下文中那些与前述实施例中相同的部分被赋予了相同的附图标记，并且仅对那些不相同的部分进行详细阐述。
如图3中所示，在属于该第三实施例的风扇马达56中，套筒轴承29被压配合在轴承套24内，并且与防护部分26发生接触。滚珠轴承27配合入轴承套上直径略微较大的穿孔侧，并且被固定在合适的位置上，一个端部与台阶57发生接触，而另一个端部与卡持帽30发生接触。在旋转轴31上，一个挡环32被固附在球形部分51的基部上，并且与滚珠轴承27发生接触。此外，在毂盘33上没有成形圆周形部分45，并且轴承套24上的防护部分26与旋转轴31直接以一个30至50微米的特定间隙相互面对。
作为这种构造的结果，能够将间隔件28省去。在这种情况下，类似于前述第一和第二实施例，通过将套筒轴承29在与滚珠轴承27相对侧，也就是说防护部分26侧，的端部密封起来，或者通过提高烧结密度，可以阻止填充在套筒轴承29中的润滑油排放到外部，并且由此可以减少所消耗的润滑油的量。
下面参照图4，将对本发明的第四实施例进行描述。由于该第四实施例在很大程度上与前述第一实施例具有相同构造，只是由于定子的磁场发生逆转，所以预加载的方向以及转子中永久磁体和旋转轴上挡环的固附位置不同，所以在下文中那些与前述第一实施例中相同的部分被赋予了相同的附图标记，并且仅对那些不相同的部分进行详细阐述。
如图4中所示，在属于第四实施例的风扇马达58中，转子34中的永久磁体36在轴向上延伸至磁轭35的底部附近，并且其轴向中部相对于定子39的轴向中部朝向基座23的另一侧发生偏移。
作为这种构造的结果，转子34在定子39所产生的磁场作用下，朝向基座23受到吸引，并且能够利用该轴向力对滚珠轴承27进行预加载。
在前述实施例中，描述的内容涉及这样一种构造，即使用了一个滚珠轴承和一个套筒轴承作为一对轴承，但是需要明白的是，本发明并不局限于此，而是可以两个均为滚珠轴承或者均为套筒轴承，和/或使用其它合适类型的轴承。此外，在文中针对风扇马达对本发明进行了描述，但是也需要明白的是，本发明并不局限于此，而是可以类似地应用于带有比风扇马达更大压力比的鼓风机。最后，需要明白的是，除了其基本含义之外，在本说明书中采用的词语“风扇马达”还必须包括那些具有更大压力比的鼓风机。
利用如前所述的风扇马达，由于轴承套的内部由防护部分和帽状元件加以防护，所以可以在无需使用带有护罩的轴承的条件下有效地获得对轴承套内部以及轴承进行防尘，并且可以防止润滑油发生飞溅。因此，无需具有昂贵的带防护罩的滚珠轴承，并且制造成本可以降低。
还有，由于所述风扇马达的构造使得可以从一侧将所述那对轴承设置在轴承套的内部，所以能够利用一个金属模具来模制轴承套上的轴承装配部分，并且由此可以容易地确保所述那对轴承的同心度。
此外，由于润滑油在已经受到防护的轴承套内部的那对轴承之间前后流动，所以可以消除润滑油不足现象，并且对于轴承来说可以获得更长的使用寿命。
还有，利用前述的风扇马达，通过使得轴承套带有一个防护部分和一个卡持帽，所述那对轴承可以通过与防护部分和卡持帽发生接触而在轴承套中卡持在合适的位置上。
在前面的描述中，已经参照特定示例对本发明中的装置和方法进行了描述。需要明白并且预想到的是，依照在这里所公开的设备和方法的基本原理，本技术领域中的熟练技术人员可以进行多种变型，并且希望这样的改进、变化以及替换均被包括在如所附权利要求中所陈述的本发明保护范围之内。因此，本说明书和附图应该被认为用于例证目的，而并非加以限制。
权利要求
1.一种用于风扇马达的装置，包括一个基座；一个从所述基座上一体成形的圆柱形轴承套；一对设置在所述轴承套内部的轴承；一根由所述那对轴承支撑起来的旋转轴；一个在与所述基座相对的端部处一体成形在所述轴承套上的防护部分；以及一个穿过所述基座上的一个穿孔设置的卡持帽。
2.根据权利要求1中所述的装置，还包括一个固定于所述轴承套外周上的定子；一个固定于所述旋转轴上并且被设置成面对着所述定子的转子；以及一个固定于所述旋转轴上的叶轮。
3.根据权利要求1中所述的装置，还包括一个呈圆柱形的间隔件，该间隔件在所述轴承套的内部被设置在所述那对轴承之间。
4.根据权利要求3中所述的装置，其特征在于所述间隔件还包括至少一条油槽。
5.根据权利要求1中所述的装置，还包括一个位于所述旋转轴与卡持帽之间的螺旋弹簧。
6.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于所述卡持帽还包括至少一个用于咬合在所述基座上的配合卡爪。
7.根据权利要求5中所述的装置，还包括一个位于所述螺旋弹簧与旋转轴之间的滑动元件。
8.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于所述旋转轴上朝向基座的端部呈球形。
9.根据权利要求1中所述的装置，还包括一个毂盘，所述旋转轴被固附在该毂盘上，该毂盘具有一个圆柱形部分，该圆柱形部分被插入在所述防护部分上的一个穿孔内，其中，所述圆柱形部分与防护部分之间的间隙呈迷宫状曲径形状。
10.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于所述轴承套的内部由所述防护部分和卡持帽加以防护。
11.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于所述那对轴承通过与所述防护部分和卡持帽发生接触而被卡持在所述轴承套中。
12.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于所述那对轴承中的一个轴承或是带防护罩的滚珠轴承或者无防护罩的滚珠轴承。
13.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于所述那对轴承中的一个轴承是套筒轴承。
14.根据权利要求13中所述的装置，其特征在于所述套筒轴承还包括一个形成于所述套筒轴承一边缘上的倒角或者台阶。
15.根据权利要求2中所述的装置，还包括一个位于所述转子中的磁体，该磁体的中部偏离于所述定子中的芯体的中部，其中，所述转子在远离基座的方向上受到吸引。
16.根据权利要求2中所述的装置，还包括一个位于所述转子中的磁体，该磁体的中部偏离于所述定子中的芯体的中部，其中，所述转子在朝向基座的方向上受到吸引。
17.一种用于风扇马达的装置，包括一个轴承套，该轴承套具有一个中空内部以及第一和第二敞口端部；一个防护部分，该防护部分在所述轴承套的第一端部上一体成形，并且朝向所述轴承套的内部延伸；和一个卡持帽，该卡持帽装配在所述轴承套的第二端部上，其中，所述轴承套的内部由此由所述防护部分和卡持端部加以防护。
18.根据权利要求17中所述的装置，还包括至少一个被设置在所述轴承套内部的轴承，其中，所述至少一个轴承通过与所述防护部分和卡持帽中的至少一个发生接触而被卡持在所述轴承套中。
19.根据权利要求17中所述的装置，还包括一个基座，所述轴承套从该基座上一体成形。
20.根据权利要求18中所述的装置，还包括一根旋转轴，该旋转轴由所述至少一个轴承支撑起来；一个固定于所述轴承套的外周上的定子；一个固定于所述旋转轴上并且被设置成面对着所述定子的转子；以及一个固定于所述旋转轴上的叶轮。
全文摘要
本发明提供了一种装置，用于使得滚珠轴承上的护罩不再必要，并且提高风扇马达内部的润滑性能。一个轴承套与风扇马达的基座一体制成，并且在该轴承套的一个端部处成形有一个防护部分。一个滚珠轴承、间隔件和套筒轴承被从轴承套的另一端部设置于其内部，并且通过压入一个卡持帽将这些部件固定在合适的位置上。轴承套的内部由此在各个端部处由所述防护部分和卡持帽加以防护，使得无需使用经过防护的滚珠轴承。一根旋转轴由所述滚珠轴承和套筒轴承支撑起来，其上固附有一个转子和一个叶轮。在轴承套的内部，润滑油在所述滚珠轴承与套筒轴承之间前后流动，由此能够消除润滑油不足现象，从而提高润滑性能。
文档编号F16C33/72GK1484357SQ0314625
公开日2004年3月24日 申请日期2003年7月4日 优先权日2002年7月4日
发明者小原陆郎, 松本薰 申请人:美蓓亚株式会社