CN100514793C - 马达及采用该马达的风扇 - Google Patents

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Abstract

一种风扇包括一扇框，一支撑于该扇框上的定子及一可相对该定子旋转的转子，该风扇形成有一进风侧，该定子包括一定子铁芯及缠绕于该定子铁芯上的线圈，该定子铁芯包括一中部及若干极臂，所述极臂于中部外缘呈辐射状分布，每一极臂于外端设一吸磁体，所述吸磁体靠近风扇进风侧部分自远离该进风侧处向进风侧方向形成渐缩状曲面结构，可有效减小其体积，提高风量，同时还可减小气流的流动损失，降低风扇噪音。

Description

马达及采用该马达的风扇
【技术领域】
本发明涉及一种马达及一种采用该马达的风扇。
【背景技术】
随着高速计算机的快速进步，CPU消耗的热量愈来愈高，因此风扇已经被广泛的采用，对风扇的基本要求是要寿命长、噪音低、低功率损耗、散热效果好。
现有的风扇如图8所示，其包括一马达，设于该马达外缘的若干扇叶2，及一容置该马达及扇叶2的扇框4。该扇框4具有一中柱42，该中柱42内设有一轴承44，该马达包括一定子6及一罩设于该定子6上且可相对该定子6转动的转子8，该定子6包括一电路板62及电性连结于该电路板62上的电枢64，该电枢64包括一由若干硅钢片叠设而成的定子铁芯642，分别置于该定子铁芯642上、下两侧的绝缘片644，及缠绕于该定子铁芯642上的线圈646，转子8包括一将定子6罩设于其内部的轮毂82，一设于轮毂82内侧的永久磁铁84，一设于轮毂82与永久磁铁84之间的壳体86，及一自轮毂82中央向下延伸的转轴88，该转轴88收容于轴承44内，所述扇叶2呈辐射状环设于轮毂82外缘，从而通过定子6与转子8磁场的交互作用推动转子8旋转，提供强制气流对发热电子元件进行散热。
目前，主要通过提高风扇转速或增大风扇尺寸以达到提高风扇性能的要求，然而在讲求轻、薄、短、小的今天，必须有高性能小体积的散热元件相配合，风扇业者皆知在同尺寸规格及转速下，要有效增加风扇的风量及降低风扇噪音，最佳的方法就是减少风扇轮毂直径，但马达的定子铁芯一般采用多片冲压硅钢片堆叠而成，硅钢片的形状受到冲压制程的限制，所形成的定子整体呈圆柱状结构，即沿定子的轴向其各处的外径相同，受限于该定子的圆柱状结构，转子的外形亦为柱状结构，因此如何改变该马达的柱状结构，减小轮毂体积，进而增加相应风扇的扇叶尺寸，提升风扇的风量为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种体积较小的马达结构及采用该马达结构的风扇。
一种马达，其包括一定子及一可相对该定子转动的转子，该定子包括一定子铁芯，该定子铁芯包括环绕其轴线设置的若干吸磁体，所述定子铁芯由磁性粉体以粉末冶金烧结而成，所述磁性粉体的材料为具核-壳结构的软磁性材料，该核-壳结构包括一核心主体及包覆该核心主体的壳层，该壳层的电阻值高于该核心主体的电阻值，每一吸磁体于轴向上设有第一部分及第二部分，所述吸磁体的第二部分沿轴向远离该第一部分的方向向该轴线倾斜。
该马达的定子形成渐缩状结构，不仅减小了马达体积，还可提升马达的导磁面积。
一种风扇，其包括一扇框，一支撑于该扇框上的定子及一可相对该定子旋转的转子，该风扇形成有一进风侧，该定子包括一定子铁芯及缠绕于该定子铁芯上的线圈，该定子铁芯包括一中部及若干极臂，该等极臂于中部外缘呈辐射状分布，每一极臂于外端设一吸磁体，所述定子铁芯由磁性粉体以粉末冶金烧结而成，所述磁性粉体的材料为具核-壳结构的软磁性材料，该核-壳结构包括一核心主体及包覆该核心主体的壳层，该壳层的电阻值高于该核心主体的电阻值，所述吸磁体靠近风扇进风侧部分自远离该进风侧处向进风侧方向呈渐缩状曲面结构。
该风扇定子形成渐缩状曲面结构，从而相应地该风扇转子亦可形成与该定子相应的渐缩状曲面结构，不仅大大减小风扇轮毂体积，提升风扇风量，，同时对气流还具有导流作用，减小气流损失，降低风扇噪音。
【附图说明】
图1为本发明风扇组装示意图。
图2为本发明风扇分解示意图。
图3为本发明风扇剖视图。
图4为本发明风扇定子分解示意图。
图5为烧结成型该定子的磁性粉体核壳结构示意图。
图6为核壳结构另一实施方式示意图。
图7为核壳结构再一实施方式示意图。
图8为现有风扇剖视图。
【具体实施方式】
下面参照附图，结合实施例作进一步说明。
如图1至图3所示，该风扇包括一具有中柱12的扇框10，一收容于中柱12内的轴承30，一设于该扇框10内的马达及环设于该马达外缘的若干扇叶79。
扇框10底部的大致中央位置向内凸设形成中柱12，该中柱12内设有一将轴承30收容于其内的中心孔120，该轴承30中央形成一轴孔32。该扇框10对应于该中柱12的底部的一侧形成一出风侧，与该出风侧相对的另一侧形成一进风侧。
该马达包括一定子50及一罩设于该定子50上的转子70，其中该定子50套设于中柱12上，该定子50包括一定子铁芯52，缠绕于该定子铁芯52上的线圈54，置于线圈54与定子铁芯52之间的绝缘架56及与该线圈54电性连接的电路板58。
请同时参照图4，该定子铁芯52包括一设于中部的中空套设部520，以供中柱12穿设从而将定子50套设于中柱12上，该套设部520外侧呈辐射状向外延伸有若干极臂522，每一极臂522末端形成有一吸磁体524，从而所述吸磁体524环设于套设部520外围。
每一吸磁体524包括上、下两磁极片524a、524b，每一上极片524a与下磁极片524b相接触的端面向外凸设一凸块526，对应该凸块526每一下磁极片524b形成有一收容该凸块526的凹槽528，从而该上下两磁极片524a、524b通过所述凸块526与凹槽528的固定连接形成该吸磁体524。该下磁极片524b沿与该定子轴线平行的方向延伸，所述下磁极片524b共同合围形成一与定子同轴的圆柱状结构，每一上磁极片524a自相应的下磁极片524b靠近风扇进风侧的端部朝向进风侧方向延伸，每一上磁极片524a自出风侧方向向进风侧方向呈渐缩状延伸，形成一渐缩状的曲面结构，所述上磁极片524a共同合围形成一近似于球面的外形结构，沿定子50的轴线自出风侧向进风侧方向所述上磁极片524a逐渐向轴线靠近，从而沿风扇的进风侧向出风侧方向该定子形成渐扩的曲面结构。
该下磁极片524b两端还分别设有一绝缘架56，以将该定子铁芯52与线圈54绝缘，为达到绝缘的目的，也可采用于该定子铁芯52表面涂布绝缘高分子材料等其它方式。
如图1至图3所示，转子70靠近进风侧的部分沿进风侧向出风侧方向形成与定子50相应的渐扩状曲面结构，该转子70罩设于定子50上，其包括一轮毂72，设于轮毂72内侧的永久磁铁74，设于轮毂72与永久磁铁74之间的壳体76，环设于轮毂72外缘的若干扇叶79及自轮毂72中央向下延伸的转轴78，该转轴78收容于轴承30的轴孔32内，该轮毂72、壳体76及永久磁铁74靠近风扇进风侧的部分均成渐扩状自进风侧方向向出风侧方向延伸，于轮毂72的顶端，即对应风扇的进风侧处形成一直径小于轮毂72底端外径的平面，从而便于转轴78的安装，轮毂72沿其轴线的截面两侧形成近似物线状的外轮廓，从而轮毂72的体积大大减小，扇叶79的长度相应增加，可有效提升风扇的进风量及降低噪音的产生。
当该风扇运转时，通过定子50与转子70的交互作用推动转子70旋转，以提供强制气流对发热元件进行散热。由于定子50与轮毂72靠近进风侧的部分沿出风侧向进风侧方向形成渐缩的结构，从而可有效减小轮毂72的体积，增大扇叶79面积，同时，自进风侧向出风侧方向该转子70及定子50又呈渐扩状结构，当气流自风扇进风侧流向风扇出风侧时，可有效减小风扇气流的涡流损失，降低噪音，另，该定子50的渐扩状曲面结构，还可提高其导磁面积、提升风扇扭力。
该上、下两磁极片524a、524b均通过粉末冶金技术一体烧结而成，其所使用的粉体可以是软磁性金属材料、软磁性复合材料、非晶质磁性材料及其复合材料。为增强定子50的磁特性及机械强度，两磁极片524a、524b的磁性材料可采用具核-壳结构的复合性软磁性材料，请参阅图5，该核-壳结构包括一核心主体80及一壳层90，在核心主体80的磁性材料方面选择以高初导磁率低磁损的软磁性材料为主，如软磁性金属材料、非晶质铁基磁粉(AmorphousIron Base)、纯铁粉及其复合材料、软磁性非金属材料；而在壳层90部分以易形成高电阻值材料为主要考虑因素，如金属复合材料、氧化物、中间化合物(Intermediate Compound)、氧化复合材料、压电材料(Piezoelectricity)、超导体材料，使得壳层90的电阻值高于核心主体80的电阻值。该复合性软磁性材料亦可以具有多重核-壳结构，如图6所示，该种结构主要由若干个磁性核心主体80’及若干个壳层90’所组成，如图7所示，该核-壳结构由多个单一核-壳结构外还包覆一壳层90”，而每一单一核壳结构包括一核心主体80及一壳层90。
以上定子铁芯52的吸磁体524为通过上、下两磁极片524a、524b相拼结而成，实际上也可直接一体烧结成形该定子铁芯52结构，此时可相应地改变绝缘架56的结构使之便于安装或采用涂布绝缘层以将定子铁芯52与线圈54绝缘。
以上定子50及转子70于靠近风扇进风侧的部分自出风侧向进风侧方向形成渐缩状曲面结构，不仅提升风扇的进风量，增强定子50的导磁面积，还可减小气流的涡流损失，降低风扇噪音，同理该定子50及转子70自出风侧向进风侧方向可整体都形成渐缩状结构，更进一步减小轮毂72体积，如当轮毂72为半球形时，其体积仅相当于轮毂72为柱状时的2/3，当轮毂72为锥形时，其体积仅相当于轮毂72为柱状时的1/3，从而可更进一步提升风扇的风量。

Claims (11)

1.一种风扇，包括一扇框，一支撑于该扇框上的定子及一可相对该定子旋转的转子，该风扇形成有一进风侧，该定子包括一定子铁芯及缠绕于该定子铁芯上的线圈，该定子铁芯包括一中部及若干极臂，该等极臂于中部外缘呈辐射状分布，每一极臂于外端设一吸磁体，其特征在于：所述定子铁芯由磁性粉体以粉末冶金烧结而成，所述磁性粉体的材料为具核-壳结构的软磁性材料，该核-壳结构包括一核心主体及包覆该核心主体的壳层，该壳层的电阻值高于该核心主体的电阻值，所述吸磁体靠近风扇进风侧部分自远离该进风侧处向进风侧方向呈渐缩状曲面结构。
2.如权利要求1所述的风扇，其特征在于：该转子包括一轮毂及设于轮毂内的永久磁铁，该轮毂及永久磁铁靠近风扇进风侧的部分皆呈与定子相应的渐缩状曲面结构。
3.如权利要求1所述的风扇，其特征在于：该吸磁体包括第一、第二两磁极片，第一磁极片位于靠近风扇进风侧处，第二磁极片形成于远离风扇进风侧处，该第一磁极片自该第二磁极片靠近风扇进风侧的端部向风扇进风侧延伸形成该渐缩曲面结构。
4.如权利要求3所述的风扇，其特征在于：该吸磁体为一体成型。
5.如权利要求3所述的风扇，其特征在于：该吸磁体由该第一、第二两磁极片连接而成，该第一、第二两磁极片其中之一于该两磁极片接触的端面延伸形成有凸缘，其中之另一形成有收容该凸缘以使该两磁极片固定连接的凹槽。
6.一种马达，包括一定子及一可相对该定子转动的转子，该定子包括一定子铁芯，该定子铁芯包括环绕其轴线设置的若干吸磁体，其特征在于：所述定子铁芯由磁性粉体以粉末冶金烧结而成，所述磁性粉体的材料为具核-壳结构的软磁性材料，该核-壳结构包括一核心主体及包覆该核心主体的壳层，每一吸磁体于轴向上设有第一部分及第二部分，所述吸磁体的第二部分沿轴向远离该第一部分的方向向该轴线倾斜。
7.如权利要求6所述的马达，其特征在于：所述吸磁体的第一部分沿与轴线平行的方向延伸设置，合围形成一柱面。
8.如权利要求6所述的马达，其特征在于：所述吸磁体的第二部分合围形成一沿轴向向远离该第一部分的方向渐缩的曲面。
9.如权利要求8所述的马达，其特征在于：该渐缩的曲面为一锥面或一球面。
10.如权利要求6所述的马达，其特征在于：该第一部分与第二部分连接为一体，该第一部分与第二部分其中之一于两者接触的端面形成有凸块，其中之另一形成有收容所述凸块以固定连接该第一部分与第二部分的凹槽。
11.如权利要求6所述的马达，其特征在于：该定子包括一中部及自该中部外缘呈辐射状分布的若干极臂，所述吸磁体形成于所述极臂的外端。
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