动压轴承逃气结构的制作方法

本发明涉及一种动压轴承逃气结构，特别是指一种高转速动压轴承的动压轴承逃气结构。

背景技术：

现有技术中，散热风扇为散热模块中主要的组件之一。而近年来为了配合笔记本电脑与平板计算机等信息产品不断朝向小型化、薄形化且处理器操作功率不断提升的趋势，使得散热模块也必须随着朝向小型化、薄形化且同时要兼顾提升散热效率的方向发展。为了因应风扇微型化、薄型化且高转速的需求，目前相当多的散热风扇已经改采动压轴承的设计取代传统的轴承。

因动压轴承运转时，因轴心与耐磨片接触转动时产生热气，热气若无排出，将导致轴心无法稳定转动，故动压轴承上必须设置逃气结构，以供排放热气。现有的动压轴承采用的逃气结构，大致上为在轴承本体的外侧表面设置多个轴向的逃气沟槽，通过所述逃气沟槽使得热气能够排出。

然而，现有动压轴承的逃气沟槽是位于轴承本体侧面，但逃气沟槽的空间有限，使得排气效果不佳，且逃气沟槽无法连通到轴承本体底部的空间，而使得轴承本体底侧空间的气体不易排出。此外，部分动压轴承在转轴的底侧设置有扣片或止推板的环形结构，这些类型的板体结构会阻碍轴承本体底部空间的热气排出，造成轴承本体底侧空间的气体压力增加，因此使得现有的动压轴承底部空间的逃气流量不足的问题更为严重。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于解决现有的动压轴承底部空间的逃气流量不足，导致动压轴承运转不稳定且温度容易升高的问题。

本发明实施例提供一种动压轴承逃气结构，其包括：一外壳、一轴承本体、一转轴；其中，在所述外壳的内部形成一第一容置空间，所述第一容置空间具有一内侧壁，所述轴承本体能够设置于所述第一容置空间内；所述轴承本体的中心具有一转轴孔，所述转轴孔从所述轴承本体的上端贯穿到所述轴承本体的下端，所述转轴孔的内侧壁设有多个导油沟槽，所述转轴贯穿设置于所述转轴孔内；所述轴承本体的一侧设置有一切面部，所述切面部沿着与所述转轴孔的中心轴线平行的方向从所述轴承本体的上端延伸到下端，当所述轴承本体设置于所述第一容置空间内时，在所述切面部与所述第一容置空间的所述内侧壁之间形成一逃气通道；所述轴承本体的底面还设置有一底部容置槽，所述底部容置槽具有以所述转轴孔的中心轴线为中心的一环形侧壁，所述环形侧壁的半径大于所述切面部与所述中心轴线的间距，使得所述底部容置槽的所述环形侧壁被所述切面部切断，使得所述底部容置槽与所述切面部相邻接的位置处形成逃气缺口，使得所述底部容置槽经由所述逃气缺口与所述逃气通道相互连通。

本发明一优选实施例，其中，在所述外壳的内部位于第一容置空间的下侧的位置形成一第二容置空间，所述第二容置空间的内侧壁的直径小于所述第一容置空间的内侧壁的直径。

本发明一优选实施例，其中，所述第二容置空间具有一底侧壁，所述转轴具有一下端部分，所述下端部分延伸进入到所述第二容置空间中。

本发明一优选实施例，其中，动压轴承逃气结构还包括一止挡片，所述止挡片容置于所述轴承本体的下方与所述第二容置空间之间的位置，所述转轴的所述下端部分穿过所述止挡片。

本发明一优选实施例，其中，在所述止挡片的中央设置有一穿孔，在所述转轴的所述下端部分的末端形成一接触端部，所述下端部分的直径小于所述穿孔的直径，且所述接触端部的直径大于所述穿孔的直径；所述下端部分穿设于所述穿孔，且在下端部分与所述穿孔之间保持一间隙，所述接触端部穿过所述穿孔且卡合于所述止挡片相对于所述所述轴承本体的一侧。

本发明一优选实施例，其中所述止挡片套接于所述转轴的所述下端部分的外侧，所述止挡片的外径小于所述环形侧壁的直径，且所述止挡片朝向所述轴承本体的一侧容置于所述底部容置槽内。

本发明一优选实施例，其中，所述止挡片为一止推板，所述止挡片至少于在朝向所述轴承本体的一侧面设置有导油沟槽。

本发明一优选实施例，其中，所述外壳相对于所述底侧壁的一端形成一开口端，在所述开口端内设置有一环形的止挡环，所述止挡环的内径小于所述轴承本体的外径，且所述止挡环接触于所述轴承本体的上端，以用于将所述轴承本体定位于所述第一容置空间中。

本发明一优选实施例，其中，所述轴承本体的外侧壁与所述转轴孔的中心轴线的间距被定义为第一间距；所述切面部与所述转轴孔的中心轴线的间距被定义为第二间距；所述止挡环的内侧壁与所述转轴孔的中心轴线的间距被定义为第三间距，所述第三间距大于所述第二间距且小于所述第一间距，且所述第一间距减所述第二间距的差值介于所述第一间距的0.1倍至0.4倍之间。

本发明一优选实施例，其中，所述逃气缺口的宽度大于所述环形侧壁的直径的0.1倍以上。

本发明的有益效果在于能够增进动压轴承底部空间的排气效率，而提高动压轴承的散热能力及运转的稳定性。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为一使用本发明动压轴承的风扇模块的组合剖面图。

图2为本发明动压轴承逃气结构一具体实施例的组合剖面图。

图3为本发明采用的轴承本体的剖面图。

图4为本发明采用的轴承本体的立体图。

图5为本发明采用的轴承本体的仰视图。

图6为本发明采用的轴承本体一变化实施例的剖视图。

图7为本发明采用的轴承本体另一变化实施例的剖视图。

图8为本发明动压轴承逃气结构一具体实施例的组合剖面图。

具体实施方式

如图1所示，为一采用本发明的动压轴承逃气结构的风扇模块100的具体实施例。其中所述风扇模块100包括：一基座101，基座101设置有一轴承固定部102，用以将一动压轴承1固定于基座101上，以及一风扇叶片103，所述风扇叶片103连接于动压轴承的转轴上，以及一定子104，所述定子104设置于基座101上，以及一转子105，所述转子105设置于所述风扇叶片103上，通过转子105和定子104的磁场互斥，能够驱动风扇叶片103产生旋转。

如图2所示，为采用本发明技术制成的一动压轴承1的组合剖面图。所述动压轴承1包括：一外壳10、一轴承本体20、一转轴30、及一止挡片40。其中，外壳10具有大致呈圆筒状的断面形状，外壳10的内部形成一第一容置空间11，第一容置空间11的上端形成一开口端，而使得轴承本体20能够从第一容置空间11的开口端置入到第一容置空间11中。第一容置空间11具有一圆筒形的侧壁111，内侧壁111的直径和轴承本体20的外侧壁的直径相配合，而使得轴承本体20能够容置于第一容置空间11中。第一容置空间11的开口端的内侧还设置有一止挡环12。如图2所示，所述止挡环12的内径小于轴承本体20的外径，当轴承本体20组装于第一容置空间11内时，止挡环12的底面扺压于轴承本体20的上端，藉以将轴承本体定位于第一容置空间11中。

如图2所示，外壳10内部在位于第一容置空间11下方的位置形成一第二容置空间13，第二容置空间13的内侧壁的直径小于第一容置空间11的内侧壁111的直径，因此使得第二容置空间13与第一容置空间11的交界处形成一位于第二容置空间13外围的止挡部113。第二容置空间13的底面具有一底侧壁112，底侧壁112上设置一耐磨片114。当轴承本体20设置于第一容置空间11内时，轴承本体20的底面与第二容置空间13的底侧壁112之间保持一间距。

如图2及图3至图5所示，本发明采用的轴承本体20的大致d形断面的非完整圆形柱体，轴承本体20具有相对的上端及下端，轴承本体20的中心具有一从轴承本体20的上端贯穿到轴承本体20的下端的转轴孔21，转轴孔21的内径和转轴30的外径相互配合，以使得转轴30能够穿设于转轴孔21的内部。转轴孔21与转轴30之间的间隙以及轴承本体20下方的第一容置空间11和第二容置空间13内充满润滑油脂，且转轴孔21的内侧壁设置多个人字形的导油沟槽22，当转轴30在转轴孔21内高速旋转时，能够通过导油沟槽22引导润滑油脂流动而产生压力，因此在转轴孔21与转轴30之间建立油膜，藉以减少转轴30承受的摩擦力。

如图1及图2所示，所述转轴30贯穿设置于轴承本体20的转轴孔21中，并且转轴30的上端穿出于轴承本体20的上端，并且连接风扇叶片103。且转轴30的下端部分31穿出轴承本体20的底面，并且下端部分31的末端形成一接触端部32，所述接触端部32具有一弧形的端面。转轴30的下端部分31延伸进入到第二容置空间13中，并且通过末端的弧形端面接触第二容置空间13的底侧壁112上的耐磨片114。

如图2所示，本实施例中，轴承本体20的底面与止挡部113之间保持一间距，且所述间距的高度大于所述止挡片40的厚度。所述止挡片40的形状大致呈圆形，止挡片40的直径略小于第一容置空间11的内侧壁111的直径，且大于第二容置空间13的直径，因此止挡片40能够被置入到第一容置空间11中，且被第二容置空间13周围的止挡部113止挡，因此使得止挡片40被定位在第一容置空间11和第二容置空间13的交界处。本发明的动压轴承1组装时，是先将止挡片40置入到外壳10的第一容置空间11内，接着再将轴承本体20置入到第一容置空间11，当轴承本体20置入到第一容置空间11内以后，轴承本体20的底面能够抵压于止挡片40朝向轴承本体20的一侧面，且迫使止挡片40相对于轴承本体20的一侧面抵接于止挡部113的顶面，因此使得止挡片40被夹持于轴承本体20的底面与止挡部113的顶面之间的空间中。

止挡片40的中心位置设置一穿孔41，本实施例中，转轴30的下端部分31的直径小于穿孔41的直径，接触端部32的直径大于穿孔41的直径，且当动压轴承1组装完成后，转轴30的接触端部32能够从止挡片40面向轴承本体20的一侧边穿过穿孔41而移动到位于止挡片40相对于轴承本体20的一侧边的位置，因此形成了止挡片40套合在转轴30的下端部分31的外侧，而接触端部32能够卡合于止挡片40相对于轴承本体20的一侧面的状态。由于下端部分31的直径小于穿孔41的直径，且接触端部32的直径大于穿孔41的直径，因此当转轴30的下端部分31穿过穿孔41以后，下端部分31与止挡片40的穿孔41之间保持一间隙，并且接触端部32和穿孔41的孔缘会产生干涉。特别说明，本实施例中，止挡片40采用具有弹性的板片材料(例如：塑料片、金属片)制成，并且接触端部32的直径设计成略大于穿孔41的直径，因此当转轴30的下端部分31穿入到穿孔41的过程中，接触端部32能够挤压穿孔41的孔缘，而使得穿孔41的直径扩大，并且使得接触端部32能够穿过穿孔41。

如图2所示，当转轴30的下端部分31和接触端部32穿过止挡片40的穿孔41后，因转轴30底端的接触端部32和止挡片40的穿孔41产生干涉，因此能够限制转轴30而使得转轴30无法向上位移，因此达到避免转轴30脱离转轴孔21。此外，转轴30的下端部分31与止挡片40的穿孔41之间保持有间隙，因此使得转轴30旋转时不会和止挡片40产生干涉，且使得第一容置空间11和第二容置空间13内的油脂及气体能够经由下端部分31与穿孔41之间的间隙相互流通。

如图4所示，轴承本体20的一侧设置一切面部23，切面部23是以沿着与转轴孔21的中心轴线c平行的方向，从轴承本体20的上端延伸到下端。如图2所示，当轴承本体20设置于外壳10的第一容置空间11内时，轴承本体20的切面部23与第一容置空间11的内侧壁111之间能够形成一逃气通道14。所述逃气通道14能够连通轴承本体20下方的第二容置空间13和第一容置空间11上方的开口，而使得动压轴承1运转时产生的热气能够经由逃气通道14排出到外壳10的外侧。

如图2、及图3至图5所示，本发明的轴承本体20的底面还进一步设置一底部容置槽24，所述底部容置槽24是从轴承本体20的底面朝向轴承本体20上端的方向凹入，底部容置槽24具有一顶面部243，以及环绕于顶面部243外侧的环形侧壁242。所述环形侧壁242是以转轴孔21的中心轴线c为中心。

如图2所示，为便于说明起见，本说明书中将轴承本体20的外侧壁或第一容置空间11的内侧壁111与转轴孔21的中心轴线c的间距定义为第一间距d1；将切面部23与转轴孔21的中心轴线c的间距定义为第二间距d2；将止挡环12的内侧壁与转轴孔21的中心轴线c的间距定义为第三间距d3，且将底部容置槽24的环形侧壁242与中心轴线c的间距定义为第四间距d4。

其中，第四间距d4大于第二间距d2，也就是说底部容置槽24的半径大于切面部23与转轴孔21的中心轴线c的间距，因此底部容置槽24的环形侧壁242朝向切面部23的一侧会被切面部23切断，而使得环形侧壁242和切面部23相邻接的位置处形成一逃气缺口241，而使得底部容置槽24能够经由逃气缺口241与逃气通道14相互连通。

如图2所示，本发明的动压轴承1的逃气结构是由位于轴承本体20侧面的逃气通道14和轴承本体20的底部容置槽24和逃气缺口241所组成。当动压轴承1运转时，第二容置空间13内的热气能够经由底部容置槽24和逃气缺口241流通到逃气通道14中，再由逃气通道14排放到外部的空气中。而且本实施例中，第二容置空间13和第一容置空间11的交界处虽然设置有止挡片40，而使得第二容置空间13和第一容置空间11被止挡片40区隔开来。然而因为止挡片40的穿孔41与转轴30的下端部分31之间保有间隙，因此使得第二容置空间13内的油脂和气体仍能够经由穿孔41与下端部分31之间的间隙进入到轴承本体20的底部容置槽24中，再经由逃气缺口241流通到逃气通道14，而使得第二容置空间13内的热气能够经由逃气通道14排放到动压轴承1的外侧。

特别说明，为使得本发明的动压轴承1具有良好的散热效果，本发明的所述第一间距d1、第二间距d2、第三间距d3及第四间距d4存在下列关系。其中第一间距d1大于第二间距d2，而第三间距d3小于第一间距d1且大于第二间距d2。其中所述第一间距d1和第二间距d2的差值代表轴承本体20套合于外壳10的第一容置空间11内时，切面部23与第一容置空间11的内侧壁111之间所形成的逃气通道14的高度。本发明较佳实施例中，所述第一间距d1减去第二间距d2的差值较佳者为介于第一间距d1的0.1倍至0.4倍之间的范围，以使得逃气通道14具有足够的深度及面积，以达到顺利排气的目的。因此，若以直径5mm的轴承本体为例，所述第一间距d1减去第二间距d2的差值则能够介于0.5mm至1.5mm的范围内。

此外，所述第三间距d3则设计为大于第二间距d2，且小于第一间距d1，因此如图2所示，轴承本体20组装于外壳10的内部以后，止挡环12的内侧壁的位置能够介于第一容置空间11的内侧壁与轴承本体20的切面部23之间的位置，且使得切面部23与止挡环12的内侧壁之间保持一间隙，用以供逃气通道14内的气体能够经由止挡环12内侧壁和切面部23之间的间隙排出。所述介于止挡环12的内侧壁与切面部23之间的间隙目的为用以供逃气通道14内的气体排出，然而其设计时需注意除了要能够维持排气顺畅外，还必须注意间隙不能过大，以避免进入到逃气通道14内的润滑油脂泄漏，因此所述介于止挡环12的内侧壁与切面部23之间的间隙的宽度(即第三间距d3减去第二间距d2的差值)较佳者需控制在0.001mm以上，而较佳的实施例，所述间隙的宽度则能够介于0.0015mm至0.01mm之间的范围。

此外，如图4所示，本发明将逃气缺口241的宽度w安排为大于环形侧壁242直径的0.1倍以上的尺寸，用以使得逃气缺口241具有足够的排气流量，以达到使得底部容置槽24内气体能够顺利排放的目的。

如图6及图7所示，为本发明的轴承本体10的变化实施例。如图6所示的变化实施例中，底部容置槽24的环形侧壁242可以为一多层阶级状的环形侧壁。又例如图7所示实施例中，环形侧壁242可以为一倾斜面的侧壁。从图6及图7所披露的实施例，揭示了本发明的底部容置槽24的形状可以依据实际需求加以变化，并不限于本说明书附图所披露的内容。

此外，如图8所示，为本发明动压轴承1的另一具体实施例，本实施例中披露的动压轴承1的构造具有一外壳10、一轴承本体20、一转轴30。本实施例的外壳10、一轴承本体20、一转轴30结构和图2所示实施例大致相同，因此不再重复介绍。本实施例的转轴30的下端部分设置有一止挡片50，止挡片50呈圆形，且固定套接在转轴30的下端部分，而使得止挡片50能够随着转轴30一起旋转。

本实施例中，止挡片50容置在外壳10的第一容置空间11和第二容置空间13的交界处，并且止挡片50的直径小于底部容置槽24的环形侧壁242的直径，因此使得止挡片50能够置入到底部容置槽24内。通过上述设计，使得止挡片50的一部分高度能够被容纳在底部容置槽24内，因此使得动压轴承1的整体高度能够降低。

本实施例中，底部容置槽24的顶面部243为一平面，当止挡片50容置在底部容置槽24内时，止挡片50靠近底部容置槽24的一侧面能够贴近顶面部243。止挡片50至少于靠近底部容置槽24的一侧面还设置有导油沟槽51，并且止挡片50靠近底部容置槽24的一侧面与顶面部243之间保持适当间隙，而使得止挡片50转动时，能够通过导油沟槽51引导润滑油脂，使得润滑油脂产生压力而形成油膜。因此通过油膜压力作用于止挡片50的表面，能够产生轴向的压力，而使得转轴30的运转更为稳定且减少震动。

特别说明，本实施例中，所述止挡片50表面设置有导油沟槽22，因此形成一能够产生轴向推力的止推板。然而，在本发明其他实施例中，止挡片50也可以为单纯用以定位转轴30的圆形板体，当止挡片50为扣片或扣环时，止挡片50的表面能够为单纯的平面，而不需设置导油沟槽22。

如图8所示，当转轴30转动时，止挡片50也会随着转轴30一起旋转，而使得止挡片50和底部容置槽24产生相对的旋转，并且使得底部容置槽24内部的润滑油脂的温度升高。此时，底部容置槽24内部的润滑油脂产生的热气便能够经由逃气缺口241流通到逃气通道14内，因此避免了热气蓄积在底部容置槽24内无法排放，而造成温度上升，以及止挡片50承受压力不平均导致转动不稳定的情形产生。

综上所述，本发明的有益效果在于能够通过轴承本体20底面的底部容置槽24和逃气缺口241提供外壳10内部位于轴承本体20下方空间内热气的逃气通道，而能够有效增进动压轴承1的排气效果。而且纵使动压轴承1在轴承本体20的下方设置止挡片40或止推板等类型的板片结构时，也能够通过底部容置槽24和逃气缺口241维持轴承本体20底部的空间的排气通道。因此使得本发明的技术能够提高动压轴承的散热能力及运转的稳定性。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的申请专利范围内。