專利名稱：磁浮軸承的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種磁浮軸承，其是通過適當?shù)拇怕吩O計，以減少磁漏量，達到磁能積的有效運用。磁浮軸承主要應用于光盤機主軸馬達、散熱風扇馬達或相關領域，以減少軸承與主軸間的機械摩擦，提高軸承的使用壽命。
傳統(tǒng)軸承一般可分為滾珠軸承及含油軸承兩大類，含油軸承的價格低廉，但其使用壽命較短，而滾珠軸承雖然使用壽命較長，但其價格也相對較高，且具有抗撞能力弱的缺點。
因此，為了進一步改進傳統(tǒng)軸承的缺陷，有磁浮軸承的問世。磁浮軸承是通過磁力使其旋轉構件懸浮，具有非接觸、無需潤滑等優(yōu)點。傳統(tǒng)的磁浮軸承可分為三大類第一類為環(huán)形磁鐵設計，例如美國專利第5,545,937號，其是利用吸力、斥力型磁浮軸承與動壓軸承搭配使用，克服啟動磨耗，而具有結構易于組裝、軸向充磁磁鐵易于大量生產(chǎn)的優(yōu)點。其主要缺點為因為動壓軸承與軸間的間隙過小，無法達到降低啟動磨耗的目的；再者，此類環(huán)形磁鐵設計在結構上包含徑向著磁磁鐵，制作上較為不易。
第二類為環(huán)形磁鐵堆迭設計，例如美國專利第5,619,083號，其是運用堆迭式磁鐵，以有效增強所需求的剛性，并以吸力、斥力型磁浮軸承與動壓軸承搭配使用，克服啟動磨耗，其并使用易于大量生產(chǎn)的軸向充磁磁鐵。其主要缺點為
結構復雜不易組裝，同樣有因動壓軸承與軸間的間隙過小，而無法達到降低啟動磨耗的目的。
第三類為特殊的磁鐵外型及配置，例如美國專利第4,340,260號，其優(yōu)點為氣隙中間隔物(spacer)的使用，與永磁表面非導體材質(zhì)的披覆，可吸收撞擊外力干擾與局限之，且其磁鐵的充磁容易。其主要缺陷是組裝較不容易。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種磁浮軸承，它包括有基座和組裝于基座上的主軸，其特征是磁浮部設置在該基座與主軸之間，通過磁力排斥減少轉軸旋轉時的機械摩擦；支撐部設置于該基座上，并位于該主軸端部與基座之間。
該磁浮部包括有上導磁部、永磁部與下導磁部。該永磁部包含內(nèi)磁環(huán)及外磁環(huán)。該上導磁部包含上導磁內(nèi)環(huán)及上導磁外環(huán)。該下導磁部包含下導磁內(nèi)環(huán)及下導磁外環(huán)。該上、下導磁部為高導磁系數(shù)的結構。該上導磁部的上導磁內(nèi)環(huán)及上導磁外環(huán)表面披覆一層非導磁材料層。該下導磁部的下導磁內(nèi)環(huán)及下導磁外環(huán)表面披覆一層非導磁材料層。該支撐部是由止推片與摩擦片構成。該主軸外側結合有內(nèi)磁部，主軸頂端結合有軛鐵套，并以該軛鐵套結合有軛鐵，該軛鐵是以導磁材料制成的一側開口的蓋體，軛鐵具有頂面及周面；該磁浮軸承另包括有磁石、電路板、外磁部及鐵心，該磁石是貼靠固設于該軛鐵周面內(nèi)側，該電路板是組裝于該基座上，該外磁部是固定于該基座上，并套設于內(nèi)磁部外側，該外磁部與內(nèi)磁部具有相斥的磁性，該鐵心是固定于該外磁部外周面上，并纏繞有線圈。該外磁部與外周面與鐵心間緊密夾持有軸承套，該軸承套是以非導磁材料制成。
下面結合較佳實施例和附圖詳細說明。


圖1是本發(fā)明的立體分解示意圖。
圖2是本發(fā)明的組合剖面示意圖。
為了便于對本發(fā)明具體結構的說明，下面以本發(fā)明的磁浮軸承運用在一馬達上的實施例配合圖式作說明。
參閱圖1-圖2所示，本發(fā)明的磁浮軸承包括有由一軛鐵10、一主軸20及一內(nèi)磁部30構成的轉子，以及由一外磁部40及一基座50構成的定子。
軛鐵10為以導磁材料所制成的蓋狀物體，并具有一頂面102及一周面104。于頂面102中央處固接有一軛鐵套106，該軛鐵套106并緊密套設于主軸20一端處，通過此，將軛鐵10、軛鐵套106及主軸20連成一體。軛鐵10周面104內(nèi)側貼靠固定有一磁石108，該磁石108是一環(huán)狀的永久磁鐵，并通過軛鐵10的引導，使其磁力局限于蓋狀軛鐵10內(nèi)部，以降低磁漏量。
主軸20上另緊密結合有內(nèi)磁部30，內(nèi)磁部30是由一上導磁內(nèi)環(huán)302、一內(nèi)磁環(huán)304及一下導磁內(nèi)環(huán)306所構成。內(nèi)磁環(huán)304是位于上導磁內(nèi)環(huán)302及下導磁內(nèi)環(huán)間306，并為永久磁鐵所制成。上導磁內(nèi)環(huán)302鄰近于軛鐵套106，又上、下導磁內(nèi)環(huán)302、306表面披覆有非導磁材料層，以改變內(nèi)磁環(huán)304的磁路，令其磁力線受到適當?shù)膶б?br> 基座50是設置于軛鐵10的開口處，其上并組裝有一電路板52。又外磁部40是為一固定于基座50表面中央處的管狀結構，其與內(nèi)磁環(huán)30構成一磁浮部。外磁部40依序由一上導磁外環(huán)402、一外磁環(huán)404及一下導磁外環(huán)406所構成，外磁環(huán)404為永久磁鐵所制成，而結合有內(nèi)磁部30的主軸20是穿設于外磁部40中央，并令該外磁環(huán)404位于內(nèi)磁環(huán)304外側，以與內(nèi)磁環(huán)304構成一永磁部。而上、下導磁外環(huán)402、406與對應的上、下導磁內(nèi)環(huán)302、306分別構成上、下導磁部，并于上、下導磁外環(huán)402、406的表面同樣披覆有非導磁材料層，如此，可令外磁環(huán)404的磁力線受到適當?shù)膶б?，并和?nèi)磁環(huán)304產(chǎn)生相斥的磁性作用，使得結合有內(nèi)磁部30的主軸20懸浮于外磁部40內(nèi)側。另于外磁部40外周面上固設有一鐵心408，鐵心408上纏繞有線圈(圖中未示)。又于鐵心408與外磁部40外周面間緊密夾持有一軸承套409，其是以適當?shù)姆菍Т挪牧现瞥桑玢~合金。通過該軸承套409的阻隔，可使得內(nèi)、外磁部30、40的磁力局限于軸承套409內(nèi)。另在基座50中央設有支撐部，其包括一止推片54與一摩擦片56，其可在基座50中提供主軸20端部適當?shù)闹巍?br> 當線圈通電時，令鐵心408產(chǎn)生磁場，并與磁石108相互作用，推動轉子旋轉。在轉子轉動時，與軛鐵10、磁石108連成一體的軛鐵套106、主軸20及內(nèi)磁部30將相對于基座50與外磁部40構成的定子作旋轉。此時，由于內(nèi)、外磁環(huán)304、404間的磁力相斥，可使得內(nèi)、外磁部30、40于旋轉的過程中，彼此不相接觸。如此，即可避免其間的機械摩擦及損耗。
綜合上述，本發(fā)明的磁浮軸承是經(jīng)過適當?shù)拇怕吩O計，以有效利用磁能積、降低磁漏量，并經(jīng)過有限元素法的分析，確實驗證磁漏量降低與磁鐵能積的有效運用。又該磁浮軸承組裝容易，同時使用制作簡便的軸向著磁磁鐵，而具有優(yōu)異的大量生產(chǎn)性與低廉的價格成本。
另值得一提的是，該磁浮軸承可廣泛應用于各式用途的馬達，如光盤機主軸馬達或風扇馬達等。
權利要求
1.一種磁浮軸承，它包括有基座和組裝于基座上的主軸，其特征是磁浮部設置在該基座與主軸之間，通過磁力排斥減少轉軸旋轉時的機械摩擦；支撐部設置于該基座上，并位于該主軸端部與基座之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁浮軸承，其特征是該磁浮部包括有上導磁部、永磁部與下導磁部。
3.根據(jù)權利要求2所述的磁浮軸承，其特征是該永磁部包含內(nèi)磁環(huán)及外磁環(huán)。
4.根據(jù)權利要求2所述的磁浮軸承，其特征是該上導磁部包含上導磁內(nèi)環(huán)及上導磁外環(huán)。
5.根據(jù)權利要求2所述的磁浮軸承，其特征是該下導磁部包含下導磁內(nèi)環(huán)及下導磁外環(huán)。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的磁浮軸承，其特征是該上、下導磁部為高導磁系數(shù)的結構。
7.根據(jù)權利要求4所述的磁浮軸承，其特征是該上導磁部的上導磁內(nèi)環(huán)及上導磁外環(huán)表面披覆一層非導磁材料層。
8.根據(jù)權利要求5所述的磁浮軸承，其特征是該下導磁部的下導磁內(nèi)環(huán)及下導磁外環(huán)表面披覆一層非導磁材料層。
9.根據(jù)權利要求1所述的磁浮軸承，其特征是該支撐部是由止推片與摩擦片構成。
10.根據(jù)權利要求1所述的磁浮軸承，其特征是該主軸外側結合有內(nèi)磁部，主軸頂端結合有軛鐵套，并以該軛鐵套結合有軛鐵，該軛鐵是以導磁材料制成的一側開口的蓋體，軛鐵具有頂面及周面；該磁浮軸承另包括有磁石、電路板、外磁部及鐵心，該磁石是貼靠固設于該軛鐵周面內(nèi)側，該電路板是組裝于該基座上，該外磁部是固定于該基座上，并套設于內(nèi)磁部外側，該外磁部與內(nèi)磁部具有相斥的磁性，該鐵心是固定于該外磁部外周面上，并纏繞有線圈。
11.根據(jù)權利要求10所述的磁浮軸承，其特征是該外磁部與外周面與鐵心間緊密夾持有軸承套，該軸承套是以非導磁材料制成。
全文摘要
一種磁浮軸承，主要包括有內(nèi)磁部及外磁部，外磁部是套設于內(nèi)磁部外側，內(nèi)磁部是緊密結合于主軸外側，并具有與外磁部相斥的磁性。是通過適當?shù)拇怕吩O計，以減少磁漏量，達到磁能積的有效運用，為一高效率的軸承。通過結合有內(nèi)磁部的主軸懸浮于外磁部內(nèi)，令內(nèi)、外磁部不相接觸，以避免主軸旋轉時的機械摩擦，提高軸承的使用壽命。
文檔編號F16C32/04GK1428516SQ0113867
公開日2003年7月9日 申請日期2001年12月28日 優(yōu)先權日2001年12月28日
發(fā)明者王建昌, 王世杰, 徐弘光, 張裕修 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院