CN101242121B - 电机及其轴承支承结构 - Google Patents

Abstract

一种电机及其轴承支承结构，轴承支承结构支承一转轴，包括一衬套、一轴承以及至少一第一限制组件。衬套具有一开口及一容置空间，轴承支承至少部分转轴，并设置在容置空间内，第一限制组件设置在轴承与衬套的连接处。

Description

电机及其轴承支承结构

技术领域

本发明关于一种关于电机及其轴承支承结构，特别是关于一种固定轴承避免其与衬套产生相对运动的电机及其轴承支承结构。

背景技术

具有转动部件的电子装置(例如风扇或硬盘等)常借由一驱动元件(例如电机)来驱动转动部件，驱动元件具有一轴承支承结构，用以支承一转轴，而转轴再带动转动部件转动。

请参照图1，一种传统的轴承支承结构1具有一衬套11以及一轴承12。其中，衬套11具有一开口111，轴承12设置在衬套11内，一转轴S穿设于轴承12，且借由轴承12支承。为了维持轴承12的稳定工作，需使其不与衬套11发生相对的周向转动，传统技术借由干涉、压配(施力方向如图上箭号所示)或借由填充物(例如粘胶)填充于衬套11及轴承12之间，将轴承12周向固定。

轴承支承结构1还具有一盖体13直接轴向顶抵轴承12，然因轴承支承结不具有缓冲设计使得轴承12容易因材料与制程变异而导致没有受力或受力过大，致使轴承12内孔缩小或变形，进而造成转轴S转动不顺畅甚至卡死。

再者，使用干涉配合压配所造成的材料与制程变异会导致轴承12受力过大而变形或缩孔，使轴承12异常摩擦而影响其可靠度并缩短产品寿命，甚至转轴S被卡死；另外，借由粘胶粘合则存在粘接强度不足，或是粘胶进入轴承12内孔而造成转轴S卡死等缺点。

另外，衬套11的加工制程亦存在许多缺失，若以塑胶成型时，设备(成型机)投资大、模具费用高、尺寸稳定性差(易受热变形或软化)及耐温性可靠度差；若以车削制成时，设备(CNC车床)投资大、单位机台产能差(24小时仅约3000至5000件，3-5Kpcs/24Hrs)、材料浪费大(利用率低于60％)、成本较高及尺寸稳定性不易控制；若以热压铸成型时，设备(压铸机)投资大、模具费用高、尺寸稳定性差、精密尺寸需要再次精密加工及成本较高。

因此，如何提供一种轴承支承结构以固定轴承避免其周向运动，改善轴向限位设计，提高产品可靠度与效能，同时改变构件的制作方式，避免材料与制程变异造成的问题，实为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种固定轴承避免其周向运动，以提高产品可靠度与效能的电机及其轴承支承结构。

有鉴于上述课题，本发明的另一目的为提供一种固定轴承避免其周向运动及轴向运动，以提高产品可靠度与效能的电机及其轴承支承结构。

有鉴于上述课题，本发明的再一目的为借由一优选的制作方式，扩大结构形状的设计裕度、避免材料浪费与制程变异问题的电机及其轴承支承结构。

于是，为达上述目的，依据本发明的一种轴承支承结构支承一转轴，包括一衬套、一轴承以及至少一第一限制组件。衬套具有一开口及一容置空间；轴承支承至少部分的转轴，并设置在容置空间内；第一限制组件设置在轴承与衬套的连接处。

为达上述目的，依据本发明的另一种轴承支承结构支承一转轴，包括一衬套、一轴承、至少一第一限制组件以及至少一第二限制组件。衬套具有一开口及一容置空间，轴承支承至少部分的转轴，并设置在容置空间内，第一限制组件设置在轴承与衬套的连接处，第二限制组件设置在开口，并顶抵轴承。

为达上述目的，依据本发明的一种电机包括一固定结构，一轴承支承结构以及一与一定子电性连结的电路板。轴承支承结构支承一转轴，转轴又包括一衬套，具有一开口及一容置空间，一轴承支承至少部分的该转轴，并设置在该容置空间内，以及至少一第一限制组件，设置在轴承与衬套的连接处，以避免该轴承与衬套相对转动，其中固定结构包覆并固定至少部份衬套，且电路板设置在固定结构上。

为达上述目的，依据本发明的另一种电机包括一固定结构，一与一定子电性连接的电路板以及一种。轴承支承结构支承一转轴，其中轴承支承结构包括一衬套，其具有一开口及一容置空间，一轴承支承至少部分的转轴，并设置在该容置空间内，至少一第一限制组件，设置在该轴承与该衬套的连接处，以及至少一第二限制组件，设置在该开口，并顶抵该轴承。其中固定结构系包覆并固定至少部份的衬套，且电路板设置在固定结构上。

承上所述，因依据本发明的一种轴承支承结构是在轴承与衬套之间设置一第一限制组件，而在周向固定轴承及衬套，避免轴承周向转动。与传统技术相较，本发明不需粘胶粘合，避免粘胶强度问题及其进入轴承内孔，亦不需干涉压配，避免轴承内孔受力变形或缩孔而卡死转轴，以提高产品可靠度及效能。此外，本发明更能够借由一第三限制组件或衬套的限制部顶抵轴承，避免轴承轴向运动，以提升风扇整体效能。再者，本发明借由非切削冷加工方式，改变构件的制作方式，扩大结构形状的设计裕度、避免材料浪费与制程变异。

附图说明

图1为一种传统的轴承支承结构的示意图。

图2为依据本发明优选实施例的轴承支承结构的示意图。

图3A与图3B为依据本发明优选实施例的轴承支承结构的上视图，显示第一限制组件具有不同的变化态样。

图4为依据本发明优选实施例的轴承支承结构连结于一固定结构的示意图。

图5为依据本发明优选实施例的轴承支承结构的衬套具有凸部以连结于固定结构的示意图。

图6为依据本发明优选实施例的轴承支承结构的衬套以变形方式连结于固定结构的示意图。

图7为依据本发明优选实施例的滚动轴承及其以冷锻、冷镦或冷挤等方式制造而成的衬套，与电机结合的示意图。

元件符号说明：

1、2、2′ 轴承支承结构     11、21、21′ 衬套

111、211  开口             12、22、22′ 轴承

13、242   盖体             212          容置空间

213            限位部        23        第一限制组件

231、234、251  凹部          232、252  凸部

233            肋条          24        第二限制组件

241、241′     弹性件        242        盖体

25             第三限制组件  26        定位片

3              电机          30        固定结构

31v            电路板        32        定子

S              转轴

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明优选实施例的一种轴承支承结构，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参照图2，本发明优选实施例的一种轴承支承结构2包括一衬套21以及一轴承22，且轴承支承结构2支承一转轴S。其中，衬套21具有一开口211及一容置空间212，轴承22设置在衬套21的容置空间212内，转轴S穿设于轴承22，且轴承22支承至少部分的转轴S。轴承支承结构2还包括至少一第一限制组件23例如为一周向限制组件，其设置在轴承22与衬套21的连接处，以避免轴承22相对于衬套21相对转动，例如为周向转动。轴承22可为套筒轴承(sleeve bearing)、滚动轴承(ball bearing)或流体动压轴承(fluid dynamic bearing)。

在本实施例中，第一限制组件23具有不同的变化态样，如图3A与图3B所示，其为轴承支承结构2的上视图，第一限制组件23可具有一凹部231及一凸部232，凹部231与凸部232对应设置，且凸部232可设置在衬套21的内壁，凹部231则设置在轴承22的外壁，或是凹部231可设置在衬套21的内壁，凸部232则设置在轴承22的外壁。此外，凹部231或凸232部可与衬套21或轴承22一体成型。另外，第一限制组件23亦可具有一肋条233及二凹部234，二凹部234分别对应设置在衬套21的内壁及轴承22的外壁，且肋条设置在二凹部231之间，如图3B所示。

请再参照图2，轴承支承结构2还包括一第二限制组件24，其设置在开口211，并顶抵轴承22，用以限制轴承22的轴向运动。在此，第二限制组件24包括一弹性件241，其顶抵轴承22，且卡设于转轴S的外壁，用以提供预压于轴承22，在此，弹性件241可为一弹性垫片或一弹性垫圈。第二限制组件24还包括一盖体242，其盖合于开口211，并顶抵弹性件241，盖体242用以限制轴承22的轴向运动。借由弹性件241作为缓冲，盖体242不直接施力于轴承22，而避免传统技术中，盖体直接压合轴承使其受力过大，导致轴承内孔变形或缩孔，以致转轴S卡死。另外，第二限制组件24亦可为一限制部，由衬套21的内壁延伸所形成，限制部位于开口211，并顶抵轴承22。限制部与轴承22之间，同样可具有一弹性件，使限制部不直接施力于轴承22达到缓冲的目的。

在本实施例中，衬套21、弹性件241或盖体242的材质可为软性金属或其合金，其中软性金属例如为铝或锡。由于使用软性金属，故衬套21、弹性件241或盖体242可以非切削冷加工方式制成，例如冷锻、冷镦或冷挤，而避免传统技术中，使用塑胶成型、金属车削或热压铸等加工方式所带来的加工限制、高成本及材料浪费，进而节省成本并具有环保功效。此外，借由冷锻、冷镦或冷挤等一次加工成型及无废料方式，经实际验证本实施例能够将产能由传统技术的每24小时3千片至5千片的产量提升至每24小时2万片的产量。

请参照图4，轴承支承结构2与一固定结构30连结，且固定结构30包覆、固定至少部分的衬套21固定衬套的材质为塑胶或是低温金属。在本实施例中，轴承支承结构2应用于一电机，固定结构30为电机底座。另外，轴承支承结构2还包括一第三限制组件25亦是一轴向限制组件，其设置在衬套21与固定结构30的连接处，在此，第三限制组件25具有一凹部251及一凸部252，凹部251与凸部252对应设置，且凹部251可设置在固定结构30的内壁，凸部252设置在衬套21的外壁如图5所示，或是凸部262设置在固定结构30的内壁，凹部251设置在衬套21的外壁。另外，如图6所示，衬套21亦可以变形方式如图的虚线部分连结于固定结构30。

请参照图7，另一种轴承支承结构2′包括一衬套21′以及至少一轴承22′，本实施例的轴承支承结构2′与前述实施例的轴承支承结构2不同之处在于衬套21′具有至少一限位部213，轴承22′为二个滚动轴承，限位部213顶抵轴承22′，配合弹性件241′及定位片26，使轴承22′定位。其中，弹性件241′为预压弹簧提供预压力施予轴承22′，定位片26为环片嵌入转轴S并抵接轴承22′。另外，衬套21′是以冷锻、冷镦或冷挤等方式制造而成，轴承支承结构2′还包括至少一第一限制组件23，其设置在轴承22′与衬套21′的连接处，以避免轴承22′相对于衬套21′周向转动。

轴承支承结构2′应用于电机3时，先将轴承支承结构2′与电机3的固定结构30连结，连结方式可应用图4的第三限制组件25、图6的变形方式、或以粘结、嵌合、锁合或熔接方式连结。接着，将电路板31及定子32依序套置于轴承支承结构2′。

综上所述，因依据本发明的一种轴承支承结构是在轴承与衬套之间设置一周向限制组件，而在周向固定轴承及衬套，避免轴承周向转动。与传统技术相较，本发明不需粘胶粘合，避免粘胶强度问题及其进入轴承内孔，亦不需干涉压配，避免轴承内孔受力变形或缩孔，进而避免卡死转轴，而提高产品可靠度及效能。此外，本发明更能够借由一轴向限制组件或衬套的限制部顶抵轴承，而避免轴承轴向运动，进一步提升整体可靠度及效能。再者，本发明借由非切削冷加工方式，改变构件的制作方式，解除加工对于结构形状的限制、扩大设计裕度、避免材料与制程变异问题，更能够以一次加工成型及无废料方式，提高产能、降低材料浪费。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于本发明范围中。

Claims (15)

1.一种轴承支承结构，支承一转轴，包括：

一衬套，具有一开口及一容置空间；

一轴承，支承部分的该转轴，并设置在该容置空间内，其中该衬套和该轴承不是干涉压配；以及

至少一第一限制组件，该第一限制组件为周向限制组件，设置在该轴承与该衬套的连接处，以避免该轴承相对于该衬套相对周向转动，

其中该第一限制组件具有一第一凹部及一第一凸部，该第一凹部与该第一凸部对应设置，该第一凹部设置在该衬套的内壁，该第一凸部设置在该轴承的外壁，或该第一凸部设置在该衬套的内壁，该第一凹部设置在该轴承的外壁。

2.根据权利要求1所述的轴承支承结构，其中该轴承支承结构还包括一第二限制组件。

3.根据权利要求2所述的轴承支承结构，其中该第二限制组件为一轴向限制组件，其设置在该开口，并顶抵该轴承，用以限制该轴承的轴向运动。

4.根据权利要求2所述的轴承支承结构，其中该第二限制组件，由该衬套的内壁延伸所形成。

5.根据权利要求2所述的轴承支承结构，其中该第二限制组件还包括一弹性件及一盖体，该弹性件顶抵该轴承。

6.根据权利要求5所述的轴承支承结构，该弹性件为一弹性垫片或一弹性垫圈，该弹性件的材质为软性金属或其合金，该软性金属为铝或锡。

7.根据权利要求5所述的轴承支承结构，其中该盖体盖合该开口，并顶抵该弹性件，该盖体的材质为软性金属或其合金，该软性金属为铝或锡。

8.根据权利要求1所述的轴承支承结构，其中该衬套是以变形方式连结于一固定结构。

9.一种轴承支承结构，支承一转轴，包括：

一衬套，具有一开口及一容置空间；

一轴承，支承部分的该转轴，并设置在该容置空间内，其中该衬套和该轴承不是干涉压配；

至少一第一限制组件，该第一限制组件为周向限制组件，设置在该轴承与该衬套的连接处，以避免该轴承相对于该衬套相对周向转动，其中该第一限制组件具有一第一凹部及一第一凸部，该第一凹部与该第一凸部对应设置，该第一凹部设置在该衬套的内壁，该第一凸部设置在该轴承的外壁，或该第一凸部设置在该衬套的内壁，该第一凹部设置在该轴承的外壁；

至少一第二限制组件，设置在该开口，并顶抵该轴承；以及

至少一第三限制组件，设置在该衬套与一固定结构的连接处，该固定结构包覆并固定部分的该衬套的一底端。

10.根据权利要求9所述的轴承支承结构，其中该第三限制组件包括一第二凹部及一第二凸部，该第二凹部与该第二凸部对应设置，且该第二凹部设置在该固定结构的内壁，该第二凸部设置在该衬套的外壁。

11.根据权利要求9所述的轴承支承结构，其中该衬套是以变形方式连结于所述固定结构。

12.一种电机，包括：

一固定结构；

一轴承支承结构，支承一转轴，包括：

一衬套，具有一开口及一容置空间；

一轴承，支承至少部分的该转轴，并设置在该容置空间内，其中该衬套和该轴承不是干涉压配；以及

至少一第一限制组件，该第一限制组件为周向限制组件，设置在该轴承与该衬套的连接处，以避免该轴承相对于该衬套周向转动，其中该第一限制组件具有一第一凹部及一第一凸部，该第一凹部与该第一凸部对应设置，该第一凹部设置在该衬套的内壁，该第一凸部设置在该轴承的外壁，或该第一凸部设置在该衬套的内壁，该第一凹部设置在该轴承的外壁；以及

一电路板与一定子，该电路板与该定子电性连结；

其中，该固定结构系包覆并固定至少部份的该衬套，且该电路板设置在该固定结构上。

13.一种电机，包括：

一固定结构；

一轴承支承结构，支承一转轴，包括：

一衬套，具有一开口及一容置空间；

一轴承，支承至少部分的该转轴，并设置在该容置空间内，其中该衬套和该轴承不是干涉压配；以及

至少一第一限制组件，该第一限制组件为周向限制组件，设置在该轴承与该衬套的连接处，以避免该轴承相对于该衬套周向转动，其中该第一限制组件具有一肋条及二凹部，该二凹部分别对应设置在该衬套的内壁及该轴承的外壁，且该肋条设置在该二凹部之间；以及

一电路板与一定子，该电路板与该定子电性连结；

其中，该固定结构系包覆并固定至少部份的该衬套，且该电路板设置在该固定结构上。

14.一种电机，包括：

一固定结构；

一种轴承支承结构，支承一转轴，包括：

一衬套，具有一开口及一容置空间；

一轴承，支承至少部分的该转轴，并设置在该容置空间内，其中该衬套和该轴承不是干涉压配；

至少一第一限制组件，设置在该轴承与该衬套的连接处以避免该轴承相对于该衬套周向转动，其中该第一限制组件具有一第一凹部及一第一凸部，该第一凹部与该第一凸部对应设置，该第一凹部设置在该衬套的内壁，该第一凸部设置在该轴承的外壁，或该第一凸部设置在该衬套的内壁，该第一凹部设置在该轴承的外壁；以及

至少一第二限制组件，设置在该开口，并顶抵该轴承，其中该第二限制组件还包括一弹性件及一盖体，该盖体盖合于该开口，并顶抵该弹性件，该弹性件顶抵该轴承，且卡设于该转轴的外壁；以及

一电路板与一定子，该电路板与该定子电性连结；

其中，该固定结构系包覆并固定至少部份的该衬套，且该电路板设置在该固定结构上。

15.根据权利要求14所述的电机，其中该轴承支承结构还包括至少一第三限制组件，设置在该衬套与该固定结构的连接处，该固定结构包覆并固定部分的该衬套的一底端，该第三限制组件包括一第二凹部及一第二凸部，该第二凹部与该第二凸部对应设置，且该第二凹部设置在该固定结构的内壁，该第二凸部设置在该衬套的外壁。

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