CN101294578B - 散热风扇及其定子绝缘片结构 - Google Patents

散热风扇及其定子绝缘片结构 Download PDF

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Abstract

一种散热风扇，包括一扇框、一转子构件及一定子构件，该扇框的底部中央突设形成一轴座，一内部设有轴向通孔的轴承收容于轴座内，该转子构件具有收容于该轴承内部的通孔内的一转轴，该定子构件套设于该轴座外缘，包括上、下绝缘片及夹设于上、下绝缘片之间的多层硅钢片，该上绝缘片向转轴所在中心位置的内侧一体延伸形成一挡油结构，该挡油结构延伸至接近于转轴的外表面。该风扇运行时，该挡油结构可阻挡防止润滑油外泄而使散热风扇具有更长的使用寿命，且几乎不增加额外成本。

Description

散热风扇及其定子绝缘片结构
技术领域
本发明涉及一种散热风扇，尤指一种具有高润滑特性的散热风扇及其定子绝缘片结构。
背景技术
随着中央处理器等发热电子元件的运行速度越来越快，其产生的热量亦愈来愈多。为确保电子元件的正常运作，必须对其进行快速有效的散热。通常，业界在中央处理器等发热电子元件上安装散热器辅助其散热，同时，在散热器上安装风扇，以提供强制气流促使散热器的热量快速散发，从而对中央处理器等发热电子元件进行更为有效的散热。目前，散热风扇在电子元件散热领域发挥着重要作用。风扇的良好散热效果使发热元件具有较长的使用寿命，而风扇内的轴承是否具有良好的润滑性能又对风扇的使用寿命产生重要影响。
风扇内的轴承一般采用润滑油润滑，现有风扇轴承的保油效果一般不甚理想，随着轴承内润滑油的损耗，风扇转轴与轴承壁的摩擦会相应增加，从而降低轴承的寿命，进而减少风扇本身的使用寿命。因此，轴承的润滑问题一直是散热风扇领域关注的重点。
现有散热风扇如图7所示，其包括一转子1，一具有中柱5的扇框4，中柱5中心形成一通孔7，一轴承3收容于该通孔7内。轴承3内形成一轴向的通孔，转轴2从转子中央向下延伸，并收容于轴承3的通孔内，转轴2与轴承3之间填充润滑油以旋转地支持转子1。一油圈6环设于转轴2并位于轴承3顶端，一狭槽(未标示)形成于油圈6与中柱5之间。该散热风扇工作时，润滑油沿转轴2爬升后会通过狭槽甩出流失(如图中虚线所示)。轴承3的润滑性能也随着润滑油的流失而逐渐降低，转轴2和轴承3之间的摩擦增大。因润滑不足导致噪音变大，且转轴2易磨损，而缩短风扇的使用寿命。
另外，加设油圈6的方式导致在原散热风扇的基础上需增加额外的元件，将增加材料以及制程成本，同时亦需增加组装工序，在市场上缺乏成本竞争力。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种防止润滑油外泄而具有更长的使用寿命，且几乎不增加额外成本的散热风扇。
同时，亦有必要提供一种达成上述功效的定子绝缘片结构。
一种散热风扇，包括一扇框、一转子构件及一定子构件，该扇框的底部中央突设形成一轴座，一内部设有轴向通孔的轴承收容于轴座内，该转子构件具有收容于该轴承内部的通孔内的一转轴，该定子构件套设于该轴座外缘，包括上、下绝缘片及夹设于上、下绝缘片之间的多层硅钢片，该上绝缘片向转轴所在中心位置的内侧一体延伸形成一挡油结构，该挡油结构延伸至接近于转轴的外表面，该挡油结构包括由上绝缘片的顶端向内水平延伸一段距离形成的一水平连接部、从该水平连接部垂直向下延伸一定高度形成的一竖直连接部及从该竖直连接部的底端再向内水平延伸至靠近转轴外表面的一挡油环，该轴座顶端高于轴承的顶端，该竖直连接部紧贴于轴座顶端处的内壁，从而于挡油环、轴承与轴座之间形成一储油区，该储油区与轴承内部的通孔相连通。
该散热风扇中挡油结构与定子构件的绝缘片为一体成形，一方面可以防止润滑油外泄，另外一方面达到减免额外元件，从而节约材料以及制程成本，简化组装工序。
附图说明
图1为散热风扇的立体分解示意图。
图2为图1中上绝缘片的立体放大示意图。
图3为图2沿III-III线的剖面示意图。
图4为图1的一立体组合示意图。
图5为图4散热风扇沿V-V线的剖面示意图。
图6为图1散热风扇轴承的放大示意图。
图7为现有散热风扇示意图。
具体实施方式
请参阅图1，该散热风扇包括一扇框30、一轴承系统60、一定子构件20及一转子构件10，该转子构件10对应于该定子构件20的外围，转子构件10和定子构件20分别收容于扇框30内。
扇框30包括一底部32和一轴座34，该轴座34从扇框底部32中央向上突设形成。轴座34顶端为一开口顶端，中央形成一收容空间36。该轴座34顶端的内圆周处形成一环形凹陷38，该凹陷38与收容空间36相连通。
定子构件20包括一电路板26、固定于电路板26上的由若干层硅钢片叠设形成的一电枢22及分别罩设于电枢22上下两端的上、下绝缘片28a、28b。电枢22外部缠绕绕线24用以产生交替变化的磁场，并通过绕线24与电路板26电性连接，绝缘片28a、28b可避免电枢22与绕线24电性接触。
转子构件10包括一轮毂12及一转轴18，该轮毂12外缘放射状突设若干扇叶14，轮毂12内侧缘贴设一磁铁环16。该轮毂12中央形成一转轴轴座120。该转轴18的顶端固定于该转轴轴座120上，并向下延伸。
该轴承系统60包括一轴承61、一扣环63及一由高耐磨材料做成的衬垫67，通过轴座34的开口顶端收容于其收容空间36内。扣环63中央形成一中心通孔630。
请参考图2及图3，为上绝缘片28a的立体放大图及剖面图，该上绝缘片28a包括一圆柱状的壁部281，该壁部281底缘的圆周径向向外均匀间隔延伸形成四个延伸臂282，以供绕线24缠绕；同时，该壁部281顶缘的圆周径向向内一体延伸形成一挡油结构283，该挡油结构283的中央形成一穿孔284。该挡油结构283包括由壁部281的顶缘向内水平延伸一段距离形成的一水平连接部283a、从该水平连接部283a的末端垂直向下延伸一定高度形成的一竖直连接部283b及从该竖直连接部283b的底端再向内水平延伸形成的一挡油环283c。该竖直连接部283b的高度与轴座34顶端形成环形凹陷38处的高度相等。该穿孔284设在挡油环283c的中心处，以供转轴18穿设延伸，该穿孔284的内径稍大于转轴18的外径。在此实施例中，转轴18与挡油环283c之间形成一大约0.5mm的间隙。该风扇工作时，此间隙就可以避免挡油环283c和转轴18之间直接接触而产生摩擦。
请参照图4与图5，为散热风扇的立体组装图及剖视图，轴承系统60收容于轴座34的收容空间36内，衬垫67位于轴座34收容空间36的底部，轴座34的底端还向内突出形成一台阶31。该转轴18的外表面于靠近其顶端的位置处向内凹陷形成一环形的凹槽180，同时，该转轴18的外表面于靠近其底端的自由端186的位置处向内凹陷形成另一环形的凹陷184。该扣环63的中心通孔630的直径大小可供转轴18的自由端186挤压穿设通过，使扣环63套设于转轴18的凹陷184处，并位于轴承61的底端65与轴座34的台阶31之间，扣环63与凹陷184共同作用限制转轴18的轴向运动。转轴18穿设定子构件20的上绝缘片28a顶端的挡油结构283，衬垫67与转轴18的自由端186相抵触，旋转地支持转轴18，从而组装转子构件10。定子构件20套设、固装于轴座34外缘，且上绝缘片28a的挡油结构283的水平连接部283a与轴座34的顶端相抵触，竖直连接部283b紧贴于开口顶端处的内壁，而挡油环283c可恰好承载于轴座34开口顶端处的凹陷38内，且挡油环283c的内圆周接近于转轴18的外表面。
请一并参阅图6，轴承61内部形成一轴向通孔62，以供转轴18穿设延伸。轴承61内中间部分的内径大于顶端64和底端65部分的内径，即轴向通孔62中间部分的直径大于两端部分的直径，因而在轴承61中间部分与转轴18之间形成一储油空间70。该储油空间70内填充润滑油，一方面可以增加润滑油的总容量，另一方面，储油空间70使得轴承61仅两末端64，65与转轴18接触，从而减少了轴承61与转轴18之间的接触面积，从而减少了两者之间的摩擦，使得轴承61作用类似于两个滚珠轴承。轴承两末端64、65与转轴18之间形成一大约为0.002～0.005mm的缝隙，并在两末端64、65的外表面于开口处分别形成圆弧倒角，从而减少风扇运转时润滑油的泄漏，也便于轴承61装设。
轴承61外表面形成有若干沟道68，与轴承61的轴向通孔62相连通，以供润滑油回流。任一沟道68包括一呈弧线状延伸的两第一部分680以及位于轴承61的外圆周表面66上的一第二部分682，该两第一部分680分别位于轴承两末端64，65表面上。位于轴承61顶表面640的第一部分680从通孔62向外圆周表面66沿风扇的旋转方向向外弯折延伸，本实施例中，风扇的旋转方向为逆时针方向，从而第一部分680向外弯折延伸的方向也为逆时针方向。当风扇需要顺时针方向旋转时，该第一部分680也可以沿时针方向向外弯折延伸，以便引导外泄的润滑油能通过沟道68回流。
该轴承61的顶端64比轴座34的开口顶端低，挡油环283c与轴承61的顶端64间隔一定的间距，轴承61、挡油环283c与轴座34共同限定形成一储油空间50，该储油空间50与轴承61的通孔62连通。转轴18顶端的凹槽180位于挡油环283c与轴承61的顶端64之间，并与储油空间50相连通。
该风扇工作时，定子构件20和转子构件10磁场的交互作用驱动转子10旋转。由于挡油环283c与转轴18之间形成的间隙宽度足够小，由于离心力作用沿转轴18飞溅出来的润滑油，通过挡油环283c的阻挡，几乎全部被聚集在储油区50，而防止外泄，最后沿轴承61上的沟道68回流至轴承61内，从而充分地防止了润滑油从轴承61泄漏，保证了轴承61与转轴18之间良好的的润滑性能，减少磨损，降低噪音，提高了风扇的质量，延长了风扇使用寿命。且挡油环283c与上绝缘片28a一体成型，不需要在原散热风扇的基础上增加额外的元件，从而节约材料以及制程成本，并简化组装工序。

Claims (7)

1.一种散热风扇，包括一扇框、一转子构件及一定子构件，该扇框的底部中央突设形成一轴座，一内部设有轴向通孔的轴承收容于轴座内，该转子构件具有收容于该轴承内部的通孔内的一转轴，该定子构件套设于该轴座外缘，包括上、下绝缘片及夹设于上、下绝缘片之间的多层硅钢片，其特征在于：该上绝缘片向转轴所在中心位置的内侧一体延伸形成一挡油结构，该挡油结构延伸至接近于转轴的外表面，该挡油结构包括由上绝缘片的顶端向内水平延伸一段距离形成的一水平连接部、从该水平连接部垂直向下延伸一定高度形成的一竖直连接部及从该竖直连接部的底端再向内水平延伸至靠近转轴外表面的一挡油环，该轴座顶端高于轴承的顶端，该竖直连接部紧贴于轴座顶端处的内壁，从而于挡油环、轴承与轴座之间形成一储油区，该储油区与轴承内部的通孔相连通。
2.如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该挡油结构呈圆盘状，其中央位置设有供转轴穿设的一穿孔。
3.如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该上绝缘片包括一圆柱状的壁部，该壁部于底缘的圆周径向向外均匀间隔延伸形成多个延伸臂，该挡油结构从所述壁部的顶缘的圆周径向向内一体延伸形成。
4.如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该轴座顶端为一开口顶端，顶端的内壁处形成一环形凹陷以收容该挡油结构的竖直连接部于其内。
5.如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该挡油结构和该转轴之间形成一间隙，该间隙宽度不大于0.5mm。
6.如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该轴承中间部分的内径比轴承两端部分的内径大，轴承中间部分与转轴之间形成一储油空间。
7.如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该轴承的外表面上形成至少一条沟道与轴承内部的通孔相连通，该至少一条沟道包括分别形成于轴承两末端的底表面和顶表面的两个第一部分以及形成于轴承的外圆周表面并与第一部分连通的一个第二部分。
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