TWI393331B - 軸承單元，使用該軸承單元之馬達，以及使用該馬達之電子設備 - Google Patents

Description

軸承單元，使用該軸承單元之馬達，以及使用該馬達之電子設備

本發明係關於一種旋轉地支撐一旋轉軸或旋轉地支撐一旋轉部件至一軸的一軸承單元、使用該軸承單元之馬達以及使用該馬達之電子設備。

本發明包含於2007年9月6日向日本專利局申請的日本專利申請案JP 2007－231843有關之標的，其全部內容以引用方式併入本文中。

圖9中所示的組態係廣泛地用作旋轉地支撐一旋轉軸之一軸承單元(參見日本專利特許公開第2005－69382號)。參考圖9，一般顯示此軸承單元100。軸承單元100具有一旋轉軸101、旋轉地支撐旋轉軸101之外圓周表面的一徑向軸承102、旋轉地支撐旋轉軸101之前端的一推力軸承103、容納徑向軸承102的一外殼104、以及預防填充在外殼104中的一潤滑油之洩漏的一油封105。

外殼104具有一圓筒形狀，該形狀具有從其插入旋轉軸101的一開端以及其處提供推力軸承103的一閉端。徑向軸承102係提供在外殼104中在該開端與該閉端之間的中間部分處，而且油封105係提供在外殼104之開端。

旋轉軸101係透過徑向軸承102插入，而且潤滑油係填充在旋轉軸101與徑向軸承102之間。因此，徑向軸承102係藉由具有動態壓力產生溝槽的流體動力潤滑軸承提供，該等溝槽藉由在旋轉軸101之旋轉期間使潤滑油循環而產生 動態壓力。徑向軸承102係由包含(例如)銅或銅鐵作為主要成分的燒結金屬形成。該燒結金屬具有作為固有特性的多孔結構，而且此多孔結構係用以保持潤滑油。

徑向軸承102之外圓周表面係採用在徑向軸承102之軸向方向上延伸的一溝槽形成。此溝槽提供界定在徑向軸承102之外圓周表面與外殼104之內圓周表面之間的一連通通道106。連通通道106會延伸以便使在外殼104之閉端與開端之間進行連通，從而使藉由旋轉軸101之旋轉產生的動態壓力短路。因此，能預防由於動態壓力的產生所致的出現在外殼104中的空氣之膨脹，從而預防潤滑油從外殼104之開端分散。

油封105係安裝於外殼104之開端處的一端表面上以預防填充在外殼104中的潤滑油之洩漏。油封105係由金屬或樹脂材料形成，而且其具有一環形形狀如具有一軸插入孔105a。油封105係擬合裝入(fit)至外殼104之開端以便緊靠曝露於外殼104之開端的徑向軸承102之一端表面。此外，旋轉軸101係透過油封105之軸插入孔105a插入，其中一微小間隙係界定在二者之間。藉由撥油加工來處理油封105之表面以便塗布並烘烤氟樹脂，因此能增加油封105之表面與填充在外殼104中的潤滑油之間的接觸角，從而預防潤滑油之洩漏。若油封105係由樹脂材料形成，則藉由諸如熱焊接或超聲波焊接之焊接來密封油封105至外殼104的安裝部分。

在軸承單元100中，一縫隙110係界定在旋轉軸101之外 圓周表面與形成軸插入孔105a的油封105之內圓周表面之間，並且僅縫隙110變為填充在外殼104中的潤滑油之可能洩漏路徑。然而，減小縫隙110之寬度，從而利用曝露於縫隙110的潤滑油之表面張力，從而預防潤滑油從縫隙110洩漏至外殼104之外側。

此外，與形成軸插入孔105a的油封105之內圓周表面相對的旋轉軸101之外圓周表面係朝外殼104之開端漸縮，如藉由參考數字101a所示。藉由形成漸縮部分101a，壓力梯度會形成於界定在旋轉軸101之漸縮外圓周表面與形成軸插入孔105a的油封105之內圓周表面之間的縫隙110中。因此，藉由旋轉軸101之旋轉所產生的離心力來產生將潤滑油從縫隙110汲取至外殼104的力。因此，在旋轉軸101之旋轉期間，將潤滑油汲取至外殼104中，使得能可靠地供應潤滑油給形成於作為流體動力潤滑軸承之徑向軸承102上的動態壓力產生溝槽，從而實現旋轉期間旋轉軸101之穩定軸承並亦預防填充在外殼104中的潤滑油之洩漏。

在構造圖9中所示的軸承單元100時，旋轉軸101係首先在預定位置處透過徑向軸承102插入。然後，排空外殼104之內側以移除出現在外殼104中的空氣，並接著將供應潤滑油給外殼104，從而填充形成於徑向軸承102中的孔以及徑向軸承102與旋轉軸101之間的間距。作為另一方法，在外殼104中設定初步充滿潤滑油的徑向軸承102。然後，藉由滴落將所需數量的潤滑油供應給外殼104，而且透過徑 向軸承102最終插入旋轉軸101。

然而，在任何情況下，少量空氣均會保留在外殼104中，例如在徑向軸承102之孔中或在連通通道106。

此剩餘空氣由於溫度上升、周圍大氣壓力的減小、或外殼104中靜態壓力的減小並藉由旋轉軸101之旋轉而膨脹，從而引起填充在外殼104中的潤滑油從縫隙110洩漏。因此，由於剩餘空氣之膨脹所致的潤滑油之數量的減小會變為大於由於蒸發所致的損失，因此縮短使用軸承單元100的一產品之壽命。

存在下列情況：依據使用軸承單元100的一產品之使用條件而向下引導外殼104之開端。在此情況下，潤滑油在其自己的重量下朝外殼104之開端移動，從而引起潤滑油之洩漏之可能性的增加。此外，當該產品之溫度上升時，潤滑油之黏度會減小以引起潤滑油之洩漏之可能性的進一步增加。

因此本發明之該具體實施例的一目的係提供一軸承單元，其能預防由於保留在該外殼中的空氣或藉由該外殼中的靜態壓力之減小產生的溶解空氣之膨脹所致的作為填充在該外殼中的黏性流體之潤滑油之數量的減小並因此能預防由於潤滑油之數量的減小所致的該旋轉軸之旋轉摩擦的增加。

本發明之該具體實施例的另一目的係提供使用以上軸承單元的一馬達。

本發明之該具體實施例的另一目的係提供使用以上馬達 的電子設備。

依據本發明之一模式，提供一軸承單元，其包括：一軸；一徑向軸承，其用於支撐該軸之外圓周表面；一外殼，其用於容納該徑向軸承，該外殼具有從其插入該軸的一開端以及在該軸之軸向方向上與該開端相對的一閉端；一潤滑油，其係填充在該外殼中以減小該軸之旋轉摩擦；一保持部件，其係提供在該外殼之該開端以保持該潤滑油；以及一密封部件，其用於封閉該外殼之該開端以預防該潤滑油之洩漏；該密封部件具有一側壁部分，其係插入在該保持部件與該軸之間並與該軸之該外圓周表面相對。

依據本發明之另一模式，提供一馬達，其具有一轉子、一定子以及旋轉地支撐該轉子至該定子的一軸承單元，其中該軸承單元包括：一軸；一徑向軸承，其用於支撐該軸之外圓周表面；一外殼，其用於容納該徑向軸承，該外殼具有從其插入該軸的一開端以及在該軸之軸向方向上與該開端相對的一閉端；一潤滑油，其係填充在該外殼中以減小該軸之旋轉摩擦；一保持部件，其係提供在該外殼之該開端以保持該潤滑油；以及一密封部件，其用於封閉該外殼之該開端以預防該潤滑油之洩漏；該密封部件具有一側壁部分，其係插入在該保持部件與該軸之間並與該軸之該外圓周表面相對。

依據本發明之另一模式，提供包括一馬達的一電子設備，該馬達具有一轉子、一定子以及旋轉地支撐該轉子至該定子的一軸承單元，其中該軸承單元包括：一軸；一徑 向軸承，其用於支撐該軸之外圓周表面；一外殼，其用於容納該徑向軸承，該外殼具有從其插入該軸的一開端以及在該軸之軸向方向上與該開端相對的一閉端；一潤滑油，其係填充在該外殼中以減小該軸之旋轉摩擦；一保持部件，其係提供在該外殼之該開端以保持該潤滑油；以及一密封部件，其用於封閉該外殼之該開端以預防該潤滑油之洩漏；該密封部件具有一側壁部分，其係插入在該保持部件與該軸之間並與該軸之該外圓周表面相對。

依據本發明之該具體實施例，保持潤滑油的保持部件係提供在該外殼之開端，而且該密封部件之該側壁部分係與該軸之外圓周表面相對。因此，能預防該保持部件與該軸接觸而且亦能預防潤滑油從該外殼之開端蒸發。此外，能藉由該保持部件增加填充在該外殼中的潤滑油之數量，從而預防潤滑油之數量的減小並延長該產品之壽命。

從採用附圖進行的下列詳細說明及所附申請專利範圍更全面地瞭解本發明之其他目的及特徵。

現在參考圖式說明使用依據本發明之一較佳具體實施例的一軸承單元之一馬達。參考圖1，顯示作為對各種資訊實行算術計算的資訊處理裝置之一可攜式電腦50。可攜式電腦50係電子設備之一範例。如圖1中所示，可攜式電腦50包括使用依據較佳具體實施例的馬達之一輻射裝置51。如圖3中所示，輻射裝置51具有安裝在電腦50之一外殼內的金屬基底52。安裝在金屬基底52上的係一熱產生元件 53(例如經電驅動用以產生熱的CPU(中央處理單元))、一散熱片54、依據本發明之該具體實施例的一馬達1、由馬達1旋轉地驅動的一風扇3、以及容納風扇3的一風扇殼體4。輻射裝置51中旋轉地驅動風扇3的馬達1包括一軸承單元5。

基底52具有實質上L形組態。熱產生元件53係透過熱傳送密封件53a安裝至基底52之下表面於其一端部分處，而且散熱片54係安裝至基底52之下表面於其另一端部分處。 散熱片54係波形或鰭形散熱片，而且其係由具有優良熱消散的金屬(例如鋁)形成。在基底52係安裝在電腦50之外殼中的條件下，散熱片54係與透過電腦50之外殼之一側壁形成的矩形穿透孔55相對，如圖3中所示。

馬達1係安裝在基底52之實質上中央部分上，而且容納藉由馬達1驅動之風扇3的風扇殼體4亦係安裝在基底52之下表面於其中央部分處。採用對應於風扇3之中央部分之一下部分處開放的圓形空氣入口孔7形成風扇殼體4。採用與風扇殼體4之空氣入口孔7相對的圓形開口8形成電腦50之外殼的底部壁。此外，採用藉由風扇3將從空氣入口孔7吸取的空氣朝散熱片54排放的空氣出口孔9形成風扇殼體4。

以下列方式操作輻射裝置51。當驅動馬達1時，在由圖3中的箭頭R1所示的方向上由馬達1旋轉風扇3。因此，外面空氣係在由圖2及3中的箭頭D1所示的方向上從開口8吸取以透過空氣入口孔7進入風扇殼體4。然後，吸取至風扇殼 體4的空氣在由圖2及3之箭頭D2所示的方向上流動並從空氣出口孔9排放。然後，空氣在由箭頭D3所示的方向上流經散熱片54，而且係最終從穿透孔55排放至電腦50之外殼的外面。

從熱產生元件53產生的熱係透過由具有優良熱消散之金屬形成的基底52傳輸至安裝於基底52上的散熱片54。另一方面，風扇3係由馬達1旋轉以透過空氣入口孔7吸取自電腦50之外殼之開口8的外面空氣至風扇蓋4，而且空氣係從空氣出口孔9排放以流經散熱片54之鰭形物，從而透過穿透孔55將自散熱片54的熱消散至電腦50之外殼的外面。

現在說明輻射裝置51中使用的馬達1。如圖4中所示，馬達1包括一轉子11及一定子12。定子12係與風扇殼體4之上壁部分4a整合，風扇殼體4容納馬達1及風扇3。定子12包括一定子軛13、依據本發明之該具體實施例的軸承單元5、一線圈14以及周圍纏繞線圈14的磁心15。定子軛13可與風扇殼體4之上壁部分4a成整體形成，即可由風扇殼體4之一部分形成。或者，定子軛13可獨立於風扇殼體4而形成。定子軛13係由(例如)鐵形成。定子軛13在中央部分處具有圓筒形保持器16，而且軸承單元5係藉由擬合地壓入及/或黏著而固定地安裝在定子軛13之保持器16中。

如圖4中所示，保持軸承單元5的圓筒形保持器16係與定子軛13整合。

磁心15係安裝在保持器16之外圓周上，而且驅動電流所供應給的線圈14係纏繞在磁心15周圍。

另一方面，轉子11係固定地安裝在旋轉地支撐至軸承單元5的一旋轉軸25上。即，轉子11係與旋轉軸25一起旋轉。轉子11包括一轉子軛17以及隨轉子軛17旋轉的風扇3。風扇3具有複數個葉片19，其係藉由轉子軛17之外圓周表面上的注塑成型與轉子軛17成整體形成。

轉子軛17係具有在垂直方向上的一閉端之圓筒形部件。即，轉子軛17具有一圓筒形部分17a以及一底部板部分17b。一環狀轉子磁鐵20係提供在轉子軛17之圓筒形部分17a之內圓周表面上以便面對定子12之線圈14。轉子磁鐵20係具有交替配置在圓周方向上的複數個S極及N極之一塑膠磁鐵。轉子磁鐵20係藉由黏著劑固定至轉子軛17之內圓周表面。

轉子軛17之底部板部分17b係採用安裝旋轉軸25的中央輪轂部分21形成。輪轂部分21具有一穿透孔21a，而且形成於如圖4中所觀察的旋轉軸25之下端處的一安裝部分27係擬合地壓入在輪轂部分21之穿透孔21a中。因此，轉子軛17係與旋轉軸25整合，而且旋轉軸25係透過固定至定子12的軸承單元5旋轉地支撐。

當具有預定工作圖案之驅動電流係從提供在馬達1外面的驅動電路(未顯示)供應給定子12之線圈14時，一磁場係從線圈14產生以與從轉子11之轉子磁鐵20產生的磁場合作，從而與旋轉軸25一起旋轉轉子11。因此，具有與轉子11整合的葉片19之風扇3亦係與轉子11一起旋轉。藉由風扇3之旋轉，外面空氣係透過風扇殼體4之空氣入口孔7從 電腦50之外殼的開口8吸取至風扇殼體4。吸取至風扇殼體4的空氣係從風扇殼體4之空氣出口孔9排放以流經散熱片54，而且空氣係最終從電腦50之外殼的穿透孔55排放至其外面。因此，從熱產生元件53產生的熱係消散至電腦50之外殼的外面，從而冷卻熱產生元件53及電腦50。

現在詳細說明馬達1中使用的軸承單元5。如圖5中所示，旋轉地支撐馬達1之轉子11的軸承單元5包括：固定至轉子軛17的旋轉軸25；支撐旋轉軸25之外圓周表面的一徑向軸承33；容納徑向軸承33的一外殼34，外殼34具有從其插入旋轉軸25的一開端以及在旋轉軸25之軸向方向上與該開端相對的一閉端；填充在外殼34中以減小旋轉軸25之旋轉摩擦的一潤滑油35；提供在外殼34之開端以保持潤滑油35的一保持部件36；封閉外殼34之開端以預防潤滑油35之洩漏的一密封部件37；以及支撐定位在外殼34之閉端處的旋轉軸25之前端(如圖5中所觀察的下端)的一推力軸承38。

隨著插入至徑向軸承33作為其軸向方向上的旋轉軸25之一端的旋轉軸25之前端具有球形表面或漸縮表面以形成藉由推力軸承38支撐的一頭部分26。旋轉軸25之另一端係形成為安裝部分27，其經調適用以安裝至轉子軛17之輪轂部分21。在透過徑向軸承33插入旋轉軸25的條件下，安裝部分27從如圖5中所觀察的外殼34之上開口42凸出，即從外殼34之開端凸出。接著將安裝部分27安裝至轉子軛17之輪轂部分21。

旋轉軸25進一步具有在頭部分26與安裝部分27之間的一 主體部分28。由徑向軸承33旋轉地支撐主體部分28。此外，漸縮部分29係形成在安裝部分27與主體部分28之間以便朝安裝部分27漸縮。主體部分28具有實質上等於其軸向方向上的徑向軸承33之高度的高度(軸向長度)，而且具有實質上等於徑向軸承33之內徑的外徑。

在透過徑向軸承33插入旋轉軸25的條件下，旋轉軸25之漸縮部分29係與密封部件37之內壁部分45相對，其中一預定間隙C係界定在二者之間，如稍後說明。漸縮部分29具有從主體部分28側至安裝部分27側逐漸地減小的直徑。因此，界定在旋轉軸25之漸縮部分29與密封部件37之內壁部分45之間的間隙C從主體部分28側至安裝部分27側逐漸地增加。因此，壓力梯度係形成於間隙C中以產生將潤滑油35汲取至外殼34的力。因此，在旋轉軸25之旋轉期間，間隙C中的潤滑油35係汲取至外殼34，使得能可靠地供應潤滑油35給形成為流體動力潤滑軸承的徑向軸承33之動態壓力產生溝槽40及41，從而產生動態壓力。因此，能由徑向軸承33穩定地支撐旋轉軸25，而且能預防潤滑油35從作為外殼34之開端的上開口42洩漏。

因此，潤滑油35經調適用以供應給作為軸承單元5中的流體動力潤滑軸承的徑向軸承33之動態壓力產生溝槽40及41，從而產生動態壓力。徑向軸承33係由燒結金屬形成，而且其係充滿填充在外殼34中的潤滑油35。填充在外殼34中的潤滑油35係曝露於界定在旋轉軸25之漸縮部分29與密封部件37之內壁部分45之間的間隙C。

旋轉軸25係採用在頭部分26與主體部分28之間的圓周溝槽30形成，以便預防旋轉軸25從徑向軸承33掉落。溝槽30係形成於旋轉軸25之外圓周表面上以便在其圓周方向上延伸。當透過徑向軸承33插入旋轉軸25時，旋轉軸25之溝槽30緊靠初步提供在外殼34中的環狀物31，從而預防旋轉軸25從徑向軸承33掉落。環狀物31係設定在形成於如圖5中所觀察的外殼34之底部封閉部分43處的一肩部43b上。環狀物31係採用具有一直徑的一插入孔形成，該直徑係小於旋轉軸25之主體部分28的直徑並稍大於其中形成溝槽30之頸部分的直徑。透過環狀物31之插入孔插入旋轉軸25之頭部分26，而且旋轉軸25之溝槽30係與環狀物31嚙合。環狀物31係由諸如尼龍、聚醯胺及聚醯亞胺之聚合材料或諸如不銹鋼及磷青銅之金屬形成。

徑向軸承33係由包含(例如)銅或銅鐵作為主要成分的燒結金屬形成。燒結金屬具有作為固有特性的多孔結構。藉由利用此特性，將作為填充在外殼34中的黏性流體之潤滑油35保持在徑向軸承33中。徑向軸承33可由青銅、不銹鋼或聚合材料形成。徑向軸承33及徑向軸承33中充滿的潤滑油35構成一流體動力潤滑軸承，而且動態壓力產生溝槽40及41係形成於透過其插入旋轉軸25的徑向軸承33之內圓周表面上。

如圖6中所示，動態壓力產生溝槽40及41係形成於徑向軸承33之內圓周表面上以便以溝槽40及41之每一者具有V形狀的方式來配置在徑向軸承33之圓周方向上。更明確而 言，V形溝槽40及41係如此配置以致指向由圖6中箭頭R2所示的旋轉方向上。如圖6中所示，溝槽40及41係分別形成於圓筒形徑向軸承33之軸向方向上的上及下側上。更明確而言，溝槽40係形成於接近外殼34之開端的上側上，而且溝槽41係形成於接近外殼34之閉端(即，接近推力軸承38)的下側上。可依據徑向軸承33的直徑、軸向長度等適當地設定動態壓力產生溝槽40及41之數目、大小等。

當透過作為流體動力潤滑軸承的徑向軸承33插入的旋轉軸25係圍繞其在圖6中所示之方向R2上的中心線CL旋轉時，填充在外殼34中的潤滑油35在形成於徑向軸承33之內圓周表面上的動態壓力產生溝槽40及41中流動，從而在旋轉軸25之外圓周表面與徑向軸承33之內圓周表面之間產生動態壓力以支撐在徑向軸承33中旋轉的旋轉軸25。以上產生的動態壓力用以極大地減小旋轉軸25與徑向軸承33之間的摩擦係數，因此實現旋轉軸25的平穩旋轉。

如圖7中所示，徑向軸承33具有使外殼34中產生的動態壓力短路的一連通溝槽39。即，連通溝槽39係形成於徑向軸承33之外表面上以界定徑向軸承33之外表面與外殼34之內表面之間的連通通道。連通溝槽39係由下列溝槽組成：形成於徑向軸承33之外圓周表面上以便在其軸向方向上延伸的垂直溝槽39a、形成於徑向軸承33之上端表面33a上以便連接至垂直溝槽39a之上端的上水平溝槽39b、以及形成於徑向軸承33之下端表面33b上以便連接至垂直溝槽39a之下端的下水平溝槽39c。在徑向軸承33係容納在外殼34中 的條件下，如圖5中所示，外殼34之上開口42與底部封閉部分43係透過連通溝槽39保持彼此連通。

藉由形成連通溝槽39，可以預防由於動態壓力的產生以及旋轉軸25之旋轉期間靜態壓力的減小所致的外殼34中剩餘的空氣之膨脹，而且因此可以預防由於此空氣膨脹所致的潤滑油35之洩漏。即，透過連通溝槽39使外殼34之上開口42與底部封閉部分43彼此連通，從而使外殼34中產生的動態壓力短路以預防靜態壓力的減小。因此，可以抑制外殼34中剩餘的空氣之膨脹以及潤滑油35中溶解的空氣之產生，從而預防潤滑油35之洩漏。

如以上說明，容納徑向軸承33的外殼34具有在軸向方向上的一端封閉之圓筒形狀。即，外殼34具有作為用於插入旋轉軸25之一開端的上開口42以及其中定位推力軸承38的底部封閉部分43。在徑向軸承33係容納在外殼34中的條件下，徑向軸承33之上端表面33a係曝露於上開口42，而且旋轉軸25係透過徑向軸承33而插入。

外殼34之上開口42係採用在外殼34之圓周方向上延伸的上肩部42a形成。如稍後說明，保持部件36及密封部件37係支撐至外殼34之上肩部42a。

外殼34之底部封閉部分43係採用皆在外殼34之圓周方向上延伸的一第一下肩部43a以及一第二下肩部43b形成。在徑向軸承33係容納在外殼34中的條件下，徑向軸承33之下端表面33b緊靠外殼34之第一下肩部43a。第二下肩部43b係徑向地形成於第一下肩部43a之內側，而且擬合裝入至 其圓周溝槽30周圍的旋轉軸25之環狀物31係支撐至外殼34之第二下肩部43b。

旋轉地支撐形成於支撐至徑向軸承33的旋轉軸25之一軸向端(如圖5中所觀察之下端)處的頭部分26之推力軸承38係與其徑向中央部分處的外殼34之底部封閉部分43成整體形成。推力軸承38係由外殼34之樹脂模製形成。推力軸承38係形成為在頭部分26具有一漸縮表面之球形表面之一點處支撐的樞軸承。推力軸承38可形成為與外殼34之材料相同的材料或一不同材料之分離部件。在此情況下，推力軸承38可附於底部封閉部分43。

現在說明保持潤滑油35的保持部件36。保持部件36係提供在外殼34之開端而且用以保持潤滑油35，從而當徑向軸承33中充滿的潤滑油35減少時供應潤滑油35給徑向軸承33。保持部件36係由能夠保持作為黏性流體之潤滑油35的任何材料(例如，多孔彈性材料，如氈、海綿或橡膠)形成。

保持部件36係擬合裝入在密封部件37中，而且密封部件37係在上開口42處擬合裝入在外殼34中。因此，使保持部件36與密封部件37之裝配件在外殼34之開端處緊密接觸徑向軸承33之上端表面33a。保持部件36之多孔結構具有在大小上大於徑向軸承33之多孔結構之大小的孔，使得保持部件36之毛細力係小於徑向軸承33之毛細力。因此，當使充滿潤滑油35的保持部件36與充滿潤滑油35的徑向軸承33緊密接觸時，保持部件36中的潤滑油35係藉由保持部件36 與徑向軸承33之間的毛細力之差異而汲取至徑向軸承33。因此，能從保持部件36供應潤滑油35給徑向軸承33。

保持部件36具有依據徑向軸承33之形狀的環形形狀。採用密封部件37覆蓋保持部件36，惟與徑向軸承33之上端表面33a緊密接觸之下表面除外。在使保持部件36之下表面與徑向軸承33之上端表面33a緊密接觸的條件下，保持部件36之內圓周表面係與透過徑向軸承33插入的旋轉軸25之外圓周表面相對。然而，密封部件37係插入在保持部件36與旋轉軸25之間，從而預防從保持部件36鬆開的纖維可能接觸旋轉軸25。因此，旋轉軸25之旋轉不受從保持部件36鬆開的纖維之捕獲的阻礙。

在使保持部件36之下表面與徑向軸承33之上端表面33a緊密接觸的條件下，保持部件36之下表面面對形成於徑向軸承33之上端表面33a上的上水平溝槽39b。

密封部件37係由諸如聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)之樹脂材料或金屬材料形成。密封部件37具有擁有一外徑的一環形形狀，致使密封部件37之外圓周表面係與外殼34之上開口42嚙合。密封部件37具有由一內壁部分45、一外壁部件46以及一上壁部分47組成的一實質上斷面U形組態(如圖5中所觀察)。在密封部件37與保持部件36之裝配件係擬合裝入在外殼34中的條件下，密封部件37之內壁部分45係與透過徑向軸承33插入的旋轉軸25之外圓周表面相對。外壁部分46係徑向地形成於內壁部分45外面而且在上開口42處與外殼34之內圓周表面嚙合。上壁部分47係如此形成以致 連接內壁部分45之上端與外壁部分46之上端。

保持部件36係從其與上壁部分47相對的下開口擬合裝入至密封部件37，因此整合保持部件36與密封部件37。保持部件36與密封部件37之裝配件係在此裝配件之下表面係與徑向軸承33之上端表面33a相對的條件下擬合裝入至外殼34之上開口42。

當密封部件37係擬合地壓入至外殼34之上開口42時，密封部件37之外壁部分46緊靠上開口42之上肩部42a。在此條件下，密封部件37之上壁部分47變為實質上與外殼34之上端表面齊平。由樹脂形成的密封部件37係藉由熱焊接或超聲波焊接與由樹指形成的外殼34整合。分別由密封部件37之上壁部分47與內及外壁部分45及46支撐保持部件36之上表面與內及外圓周表面。因此，由保持部件36保持的潤滑油35可能洩漏至上壁部分47側的可能性不存，使得能在無任何麻煩的情況下實行密封部件37與外殼34的焊接。此外，藉由焊接密封部件37至外殼34，能改良軸承單元5之機械強度。

如以上說明，在保持部件36與密封部件37之裝配件係擬合裝入在外殼34中的條件下，密封部件37之內壁部分45係插入在保持部件36與旋轉軸25之間以從旋轉軸25遮蔽保持部件36。因此，能由密封部件37預防保持部件36與旋轉軸25接觸。此外，即使當保持部件36之纖維鬆開時，仍可以預防從保持部件36鬆開的纖維可由旋轉軸25在其旋轉期間捕獲。

分別採用密封部件37之內壁部分45、外壁部分46及上壁部分47來覆蓋保持部件36之內圓周表面、外圓周表面以及上表面，而且保持部件36之未覆蓋下表面與徑向軸承33之上端表面33a緊密接觸。因此，能最小化充滿潤滑油35的保持部件36之空氣接觸區域，從而預防潤滑油35從保持部件36的蒸發損失。此外，因為保持部件36係擬合裝入在密封部件37中，惟與徑向軸承33之上端表面33a接觸之下表面除外，所以能預防潤滑油35從保持部件36洩漏至外殼34之外面。

密封部件37之內及外壁部分45及46之每一者具有稍小於保持部件36之高度的高度。因此，在保持部件36係擬合裝入在密封部件37中的條件下，保持部件36從密封部件37之下開端稍微地凸出。當密封部件37係擬合地壓入至外殼34之上開口42時，從密封部件37之下開端稍微地凸出之保持部件36係彈性地壓在徑向軸承33之上端表面33a上，因此與徑向軸承33緊密接觸。因此，保持部件36中充滿的潤滑油35能有效地供應給具有多孔結構的徑向軸承33。此外，因為保持部件36係緊密地擬合裝入至徑向軸承33及密封部件37，所以能預防由於使用環境之影響等或由於老化所致的保持部件36之容量的變化。

如圖8中所示，密封部件37具有在內壁部分45之下端與徑向軸承33之上端表面33a之間的一連通縫隙48，使得透過連通縫隙48使保持部件36與間隙C連通，其中間隙C係界定在密封部件37之內壁部分45與旋轉軸25之漸縮部分29 之間。更明確而言，由形成於密封部件37之內壁部分45之下端上的切口或凹入部分提供連通縫隙48。在密封部件37之外壁部分46緊靠外殼34之上開口42的肩部42a或將密封部件37之上壁部分47焊接至外殼34的條件下，由徑向軸承33之上端表面33a封閉此切口之下開端，因此將密封部件37定位在外殼34中。換言之，當密封部件37係定位在外殼34中時，連通縫隙48係界定在徑向軸承33之上端表面33a與密封部件37之內壁部分45之間。雖然在此較佳具體實施例中由單一切口提供連通縫隙48，但是複數個切口可間歇地形成於密封部件37之圓周方向上的內壁部分45之下端上或可連續地形成內壁部分45之下端上於其整個圓周之上。

通道縫隙48具有形成於內壁部分45之下端上的凹入部分之底部與徑向軸承33之上端表面33a之間的寬度X。通道縫隙48之寬度X係設定為小於間隙C之最小寬度，使得出現在間隙C中的潤滑油35能藉由毛細力汲取至連通縫隙48。因此，填充在外殼34中並充滿在保持部件36中的潤滑油35能汲取至徑向軸承33，而且能預防潤滑油35從間隙C洩漏。

此外，形成於徑向軸承33的上端表面33a上之上水平溝槽39b透過連通縫隙48與外殼34之外面連通。因此，能透過連通溝槽39及連通縫隙48使藉由旋轉軸25之旋轉在外殼34中產生的動態壓力短路，從而抑制由於靜態壓力之減小以及潤滑油35中溶解的空氣之產生所致的空氣之膨脹。因此，能預防潤滑油35洩漏。

以下列方式裝配軸承單元5。在外殼34中設定推力軸承38、環狀物31以及徑向軸承33。藉由滴落充滿潤滑油35的保持部件36係擬合裝入在密封部件37中，而且保持部件36與密封部件37之裝配件係擬合地壓入至外殼34之上開口42。最終，透過密封部件37及徑向軸承33插入旋轉軸25。

在將潤滑油35填充至外殼34中時，決定潤滑油35之數目以致即使當潤滑油35由於溫度變化而膨脹時，仍不會出現潤滑油35從外殼34洩漏，而即使當潤滑油35由於溫度變化而收縮時，潤滑油35仍係維持在界定在旋轉軸25與密封部件37之間的間隙C中。換言之，適當地供應潤滑油35以致由於溫度變化所致的潤滑油35之位準的變化在間隙C之範圍內出現。

因為徑向軸承33係由燒結金屬形成，所以潤滑油35係充滿在徑向軸承33中。此外，潤滑油35係填充在動態壓力產生溝槽40及41中以在旋轉軸25旋轉期間產生動態壓力。因此，潤滑油35係填充在外殼34中的所有縫隙中。

依據軸承單元5，充滿潤滑油35的保持部件36係擬合裝入在密封部件37中，而且保持部件36與密封部件37之裝配件係提供在外殼34之上開口42處，其中密封部件37之內壁部分45係插入在保持部件36與旋轉軸25之間。因此，能預防保持部件36與旋轉軸25接觸而且亦能預防潤滑油35從外殼34之上開口42蒸發。此外，潤滑油35能從保持部件36供應給外殼34中的徑向軸承33，從而預防外殼34中的潤滑油35之數量減小。

保持潤滑油35的保持部件36係提供在外殼34之上開口42處，如圖5中所觀察。因此，即使當軸承單元5係在圖4中所示的條件下使用以致外殼34之上開口42係向下指，潤滑油35仍能吸取至保持部件36，從而預防潤滑油35從上開口42洩漏。此外，即使當潤滑油35之黏度減小而且潤滑油35之容量由於使用溫度的增加而增加，仍能預防潤滑油35從外殼34之上開口42洩漏，從而預防外殼34中的潤滑油35之數量減小。

此外，具有小於間隙C之最小寬度的寬度X之連通縫隙48係界定在密封部件37之內壁部分45與徑向軸承33之間。因此，填充在外殼34之上開口42處的潤滑油35能透過連通縫隙48從間隙C汲取至保持部件36以及徑向軸承33，從而預防潤滑油35從界定在內壁部分45與旋轉軸25之間的間隙C洩漏至外殼34之外面。因此，即使在上開口42係向下指的條件下仍能使用軸承單元5。此外，軸承單元5具有能預防潤滑油35洩漏的此結構，不必應用現有撥油加工以預防一潤滑油的洩漏，因此實現軸承單元5之製造的簡化。然而，此撥油加工可應用於旋轉軸25之漸縮部分29以及密封部件37之內壁部分45，以致更可靠地預防潤滑油35從間隙C洩漏。此外，因為連通溝槽39透過連通縫隙48與外殼34之外面連通，所以能使在外殼34中產生的動態壓力短路。

依據軸承單元5，能增加填充在外殼34中的潤滑油35之數量而且能預防潤滑油35之數量的減小，使得能有效地供應潤滑油35給徑向軸承33。因此，可以延長軸承單元5之 壽命、使用軸承單元5的馬達1之壽命、以及使用馬達1的電腦50之壽命。

依據本發明之該具體實施例的軸承單元不僅可用作一輻射裝置之馬達或一磁碟機之轉軸馬達的軸承，而且可用作各種馬達的軸承。此外，依據本發明之該具體實施例的軸承單元可用於具有一旋轉軸的任何機構以及支撐相對於一軸旋轉之一組件的任何機構，而且用於馬達。

熟習此項技術者應瞭解可根據設計要求及其他因素進行各種修改、組合、次組合及變更，只要其係在隨附申請專利範圍或其等效物之範疇內。

1‧‧‧馬達

3‧‧‧風扇

4‧‧‧風扇殼體/風扇蓋

4a‧‧‧上壁部分

5‧‧‧軸承單元

7‧‧‧空氣入口孔

8‧‧‧開口

9‧‧‧空氣出口孔

11‧‧‧轉子

12‧‧‧定子

13‧‧‧定子軛

14‧‧‧線圈

15‧‧‧磁心

16‧‧‧保持器

17‧‧‧轉子軛

17a‧‧‧圓筒形部分

17b‧‧‧底部板部分

19‧‧‧葉片

20‧‧‧轉子磁鐵

21‧‧‧輪轂部分

21a‧‧‧穿透孔

25‧‧‧旋轉軸

26‧‧‧頭部分

27‧‧‧安裝部分

28‧‧‧主體部分

29‧‧‧漸縮部分

30‧‧‧溝槽

31‧‧‧環狀物

33‧‧‧徑向軸承

33a‧‧‧上端表面

33b‧‧‧下端表面

34‧‧‧外殼

35‧‧‧潤滑油

36‧‧‧保持部件

37‧‧‧密封部件

38‧‧‧推力軸承

39‧‧‧連通溝槽

39a‧‧‧垂直溝槽

39b‧‧‧上水平溝槽

39c‧‧‧下水平溝槽

40‧‧‧動態壓力產生溝槽

41‧‧‧動態壓力產生溝槽

42‧‧‧上開口

42a‧‧‧上肩部

43‧‧‧底部封閉部分

43a‧‧‧第一下肩部

43b‧‧‧第二下肩部

45‧‧‧內壁部分

46‧‧‧外壁部件

47‧‧‧上壁部分

48‧‧‧連通縫隙

50‧‧‧可攜式電腦

51‧‧‧輻射裝置

52‧‧‧金屬基底

53‧‧‧熱產生元件

53a‧‧‧熱傳送密封件

54‧‧‧散熱片

55‧‧‧穿透孔

100‧‧‧軸承單元

101‧‧‧旋轉軸

101a‧‧‧漸縮部分

102‧‧‧徑向軸承

103‧‧‧推力軸承

104‧‧‧外殼

105‧‧‧油封

105a‧‧‧軸插入孔

106‧‧‧連通通道

110‧‧‧縫隙

圖1係包括使用依據本發明之該具體實施例的一軸承單元之一馬達的電子設備之一範例的透視圖；圖2係沿圖1中的線I－I所截取的斷面圖；圖3係圖2中所示的輻射裝置之透視圖；圖4係使用依據本發明之該具體實施例的該軸承單元之一馬達的斷面圖；圖5係圖4中所示的該軸承單元之斷面圖；圖6係顯示形成於圖5中所示的軸承單元中的一徑向軸承之內圓周表面上的動態壓力產生溝槽之透視圖；圖7係顯示形成於該徑向軸承之外表面上的一連通溝槽之形式的透視圖；圖8係顯示界定在一密封部件與一旋轉軸之間的一間隙以及界定在該密封部件與該徑向軸承之間的一縫隙之放大 斷面圖；及圖9係相關技術中的一軸承單元之斷面圖。

1‧‧‧馬達

3‧‧‧風扇

4‧‧‧風扇殼體/風扇蓋

4a‧‧‧上壁部分

5‧‧‧軸承單元

11‧‧‧轉子

12‧‧‧定子

13‧‧‧定子軛

14‧‧‧線圈

15‧‧‧磁心

16‧‧‧保持器

17‧‧‧轉子軛

17a‧‧‧圓筒形部分

17b‧‧‧底部板部分

19‧‧‧葉片

20‧‧‧轉子磁鐵

21‧‧‧輪轂部分

21a‧‧‧穿透孔

25‧‧‧旋轉軸

26‧‧‧頭部分

27‧‧‧安裝部分

28‧‧‧主體部分

31‧‧‧環狀物

33‧‧‧徑向軸承

36‧‧‧保持部件

37‧‧‧密封部件

38‧‧‧推力軸承

Claims (10)

1. 一種軸承單元，其包含：一軸；一徑向軸承，其支撐該軸之一外圓周表面且其具有一上端表面及一下端表面；一外殼，其用於容納該徑向軸承，該外殼具有從其插入該軸的一開端以及在該軸之軸向方向上與該開端相對的一閉端；一潤滑油，其係填充在該外殼中以減小該軸之旋轉摩擦；一保持部件，其係提供在該外殼之該開端處，該保持部件保持該潤滑油且其具有一上表面及一下表面；以及一密封部件，其用於封閉該外殼之該開端以預防該潤滑油之洩漏，其中，該密封部件具有一側壁部分，其係插入在該保持部件與該軸之間並且與該軸之該外圓周表面相對，以及該保持部件之該下表面係與該徑向軸承之該上端表面接觸。
2. 如請求項1之軸承單元，其中該密封部件之該側壁部分係採用一凹入部分形成以界定該側壁部分與該徑向軸承之該上端表面之間的一縫隙。
3. 如請求項1之軸承單元，其中與該密封部件之該側壁部分相對的該軸之該外圓周表面係朝該外殼之該開端漸 縮。
4. 如請求項2之軸承單元，其中該縫隙具有小於界定在該密封部件之該側壁部分與該軸之該外圓周表面之間的一間隙之寬度的一寬度。
5. 如請求項2之軸承單元，其中該保持部件係由具有小於該徑向軸承之毛細力的一毛細力之一多孔彈性材料形成。
6. 如請求項2之軸承單元，其中與該外殼之該開端及該閉端進行連通的一連通通道係形成於該外殼與該徑向軸承之間，而且該連通通道與該保持部件緊密接觸。
7. 如請求項2之軸承單元，其中採用該密封部件覆蓋該保持部件，惟與該徑向軸承之該上端表面接觸的該保持部件之該下表面除外。
8. 如請求項7之軸承單元，其中焊接該密封部件至該外殼。
9. 一種馬達，其具有一轉子、一定子以及旋轉地支撐該轉子至該定子的一軸承單元，其中該軸承單元包含：一軸；一徑向軸承，其支撐該軸之一外圓周表面且其具有一上端表面及一下端表面；一外殼，其用於容納該徑向軸承，該外殼具有從其插入該軸的一開端以及在該軸之該軸向方向上與該開端相對的一閉端；一潤滑油，其係填充在該外殼中以減小該軸之旋轉摩 擦；一保持部件，其係提供在該外殼之該開端處，該保持部件保持該潤滑油且其具有一上表面及一下表面；以及一密封部件，其用於封閉該外殼之該開端以預防該潤滑油之該洩漏，其中，該密封部件具有一側壁部分，其係插入在該保持部件與該軸之間並且與該軸之該外圓周表面相對，以及該保持部件之該下表面係與該徑向軸承之該上端表面接觸。
10. 一種包括一馬達的電子設備，該馬達具有一轉子、一定子以及旋轉地支撐該轉子至該定子的一軸承單元，其中該軸承單元包含：一軸；一徑向軸承，其支撐該軸之一外圓周表面且其具有一上端表面及一下端表面；一外殼，其用於容納該徑向軸承，該外殼具有從其插入該軸的一開端以及在該軸之該軸向方向上與該開端相對的一閉端；一潤滑油，其係填充在該外殼中以減小該軸之旋轉摩擦；一保持部件，其係提供在該外殼之該開端處，該保持部件保持該潤滑油且其具有一上表面及一下表面；以及一密封部件，其用於封閉該外殼之該開端以預防該潤 滑油之該洩漏，其中，該密封部件具有一側壁部分，其係插入在該保持部件與該軸之間並且與該軸之該外圓周表面相對，以及該保持部件之該下表面係與該徑向軸承之該上端表面接觸。