CN101892995B - 内转子式直流风扇 - Google Patents

Abstract

一种内转子式直流风扇，其包含一壳体、一转子、一定子、一扇轮及一控制驱动单元。该壳体具有一容置空间；该转子可转动的容置于该容置空间内，且具有一永久磁铁；该定子固设于该容置空间内并环绕该转子设置，且该定子另具有至少一线圈；该扇轮结合于该转子的一端；该控制驱动单元容设于该容置空间中，并与该定子的线圈电连接。借此，该控制驱动单元产生控制电流直接传送至该定子的线圈，以将该定子朝向该永久磁铁的数个磁极面磁化形成磁极，进而提高该直流风扇的控制灵敏度及精确度。

Description

内转子式直流风扇

技术领域

本发明关于一种直流风扇，尤其是关于一种内转子式直流风扇。

背景技术

请参照图1所示，其绘示一现有内转子式直流风扇的组合剖视图，该直流风扇9由一壳体91、一定子92、一转子93及一扇轮94所构成。该壳体91具有一容置空间910，以供容置该定子92及转子93；该定子92固定于该壳体91的内表面；该转子93可转动的容设于该容置空间910内；而该扇轮94则结合于该转子93的一端。

请再参照图1所示，该定子92具有一永久磁环921及一电刷922。其中，该永久磁环921环绕该转子93，而该电刷922则邻近于该永久磁环921的一端，并供连接至一直流电源。另一方面，该转子93具有一轴杆931、一绕线铁心932及一换向器933，其中该轴杆931的一端穿出该壳体91；该绕线铁心932套设于该轴杆931，并具有一外周面朝向该永久磁环921，且该绕线铁心932与该永久磁环921间隔设置以形成一气隙，且当电流通过该绕线铁心932的线圈时，该电流即与该永久磁环921的磁场产生磁交链作用；该换向器933也套设于该轴杆931并与该绕线铁心932的线圈电连接，且该换向器933具有一外周面供该电刷922可滑动的电性接触。

依据上述的现有直流风扇结构，当该直流电源供应直流电至该定子92的电刷922时，该电刷922即通过该转子93的换向器933将该直流电送至该绕线铁心932的线圈。借此，该直流电于该线圈中所形成的电流即与该永久磁环921的磁场产生磁交链作用，进而推动该转子93相对于该定子92进行旋转。此外，借助控制该直流电而调整该绕线铁心932的线圈中的电流，可决定该转子93的转速。

然而，由于该换向器933是由平行于该轴杆931且分隔设置的数个换向片构成，故当该电刷922由其中一换向片切换至相邻的另一换向片时，即易于在该电刷922及换向器933之间产生火花，且同时产生干扰而影响系统自控。另，由于该电刷922必须紧密抵接于该换向器933的外周面，以确保该电刷922及换向器933之间的电性接触，因此不但必须定期更换过度磨耗的电刷922，也必须定期处理该换向器933的外周面，以避免前述的火花所产生的积碳影响该电刷922及换向器933之间的导电性。此外，虽然可借助控制该直流电而决定该转子93的转速，但由于该电刷922是在各该换向片之间进行切换，导致通过该电刷922及换向器933进行传导的直流电极易因而产生干扰，造成该现有的直流风扇无法适用于需要进行精确控制风扇转速的产品中。

更且，上述现有的直流风扇9不仅存在无法进行精确控制的缺陷，且当该直流风扇9的负载有所变化时，必须另借助额外的感测装置(例如：机械调速器、电子调速器、转速信号产生器或光学编码器)将该直流风扇9的实际转速进行反馈，以便对应调整该直流电的电压值而使该直流风扇9于一期望转速下运转；可是，由此造成该直流风扇9的制造成本的提高，且该感测装置本身的精确度也将影响转速控制的品质。基于上述原因，现有的直流风扇确实有加以改善的必要。

发明内容

本发明提供一种内转子式直流风扇，主要是借助一控制驱动单元产生控制电流并直接将该控制电流输出至一定子的线圈，以使该直流风扇具有高控制灵敏度及控制精确度，并可供进行智能型转速控制，为其主要的发明目的。

本发明提供一种内转子式直流风扇，是以射出成型包覆的方式将该定子直接固定于一壳体的容置空间内，以提高该直流风扇的组装便利性，为其另一发明目的。

本发明提供一种内转子式直流风扇，具有相同轴向长度的永久磁铁及磁极面，以使该直流风扇的定子及转子之间具有较佳的驱动效率，为其另一发明目的。

为达到前述发明目的，本发明所运用的技术手段及借助该技术手段所能达到的功效包含有：

一种内转子式直流风扇，包含一壳体、一转子、一定子、一扇轮及一控制驱动单元。该壳体具有一承载框，且该承载框形成一容置空间；该转子可转动的容置于该容置空间内，该转子具有一轴杆及一永久磁铁，且该永久磁铁套接固定于该轴杆的外侧周面；该定子固设于承载框的容置空间内并环绕该转子设置，该定子具有数个磁极面朝向该永久磁铁的外周面，各该磁极面与该永久磁铁之间形成一气隙，且该定子另具有至少一线圈；该扇轮结合于该轴杆的一端；该控制驱动单元容设于该容置空间中，并与该定子的线圈电连接。其中，该控制驱动单元供产生控制电流直接传送至该定子的线圈，以将各该磁极面磁化形成一磁极。借此，该控制驱动单元所输出的控制电流不需通过任何电刷及换向器，即可直接输出至该定子，故可提高该直流风扇的控制灵敏度及精确度。

所述的内转子式直流风扇的壳体以射出成型包覆的方式结合于该定子。借此，可进一步降低该直流风扇的组装复杂度。

所述的内转子式直流风扇的永久磁铁在该转子的轴向上的长度，与该磁极面在该转子的轴向上的长度相同。

综上所述，本发明的有益技术效果是：本发明的内转子式直流风扇是直接将该控制驱动单元所输出的具有高精确度的控制电流送至该定子，可有效避免该控制电流含有过大的杂波，且更可通过该控制驱动单元进行智能型转速控制。此外，更可选择直接以射出成型包覆的方式将该定子直接固定于该壳体的容置空间内，进而有效提高本发明的直流风扇的组装便利性。

附图说明

图1：一种现有的直流风扇的组合剖视图。

图2：本发明的内转子式直流风扇的较佳实施例的立体分解图。

图3：本发明的内转子式直流风扇的较佳实施例的组合剖视图。

主要元件符号说明：

1壳体          10容置空间     11导风外框     111进风口

112出风口      12承载框       121本体        122底板

123定位件      124开口        13连接件       14流道

15第一轴承     16第二轴承     2定子          21环体

211内周面      22极柱         221磁极面      23线圈

3转子          31轴杆         32永久磁铁     4扇轮

5控制驱动单元  9直流风扇      91壳体         910容置空间

92定子         921永久磁环    922电刷        93转子

931轴杆        932绕线铁心    933换向器      94扇轮

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图2及3所示，其绘示本发明较佳实施例的内转子式直流风扇的分解立体图及组合剖视图。本发明较佳实施例的直流风扇包含一壳体1、一定子2、一转子3、一扇轮4及一控制驱动单元5。该壳体1具有一容置空间10，以供容设该定子2、转子3及控制驱动单元5；该定子2固设于该壳体1的内壁面；该转子3穿过该定子2，且该转子3的一端伸出该壳体1；该扇轮4结合于该转子3伸出该壳体1的一端；该控制驱动单元5与该定子2电连接，且供连接至一外部电源。借此，当该控制驱动单元5输出一控制电流至该定子2时，该定子2即驱动该转子3带动该扇轮4相对于该壳体1进行旋转作动。

请再参照图2及3所示，本发明较佳实施例的壳体1具有一导风外框11及一承载框12，该导风外框11的轴向两端分别形成一进风口111及一出风口112，而该承载框12的内部即设有该容置空间10，该承载框12设置于该导风外框11中，且位于该进风口111及出风口112之间。其中，该导风外框11及承载框12之间以至少一连接件13相互连接，以便在该导风外框11与承载框12之间形成一流道14，且该导风外框11、承载框12及连接件13较佳以一体成型方式形成。又，该连接件13较佳邻近于该导风外框11的出风口112，且该连接件13可选用肋条或静叶等结构。此外，根据本发明的直流风扇的应用情况，该壳体1也可仅包含具有该容置空间10的承载框12。

更详言之，本发明的承载框12较佳是由一本体121、一底板122及一定位件123共同组成，其中该本体121与该底板122相互结合以共同形成该容置空间10，而该定位件123固设于该容置空间10内。另，该承载框12更具有一开口124形成于该本体121的顶部，并朝向该进风口111，且该开口124可结合一第一轴承15，而该定位件123则可结合一第二轴承16，该第一轴承15及第二轴承16在该直流风扇的轴向上对位设置。

请再参照图2及3所示，本发明较佳实施例的定子2环绕该转子3设置，且固设于该第一及第二轴承15、16之间，其中该定子2包含一环体21、数个极柱22及数个线圈23。该环体21的内侧形成一内周面211；各该极柱22的一端连接该环体21的内周面211，而各该极柱22的另一端则向该环体21的中心延伸并形成一磁极面221，其中该数个极柱22较佳为等间距的排列于该内周面211上，且依该环体21的中心呈辐射状排列；该数个线圈23分别卷绕于该数个极柱22。借此，当导入电流至各该线圈23时，即可磁化各该极柱22的磁极面221而形成一磁极，进而致动该转子3。此外，当该壳体1的承载框12选择以射出成型的方式形成时，可利用射出成型包覆的方式将该定子2直接结合于该承载框12的内壁面。借此，本发明的直流风扇的组装复杂度可大幅降低。

请再参照图2及3所示，该转子3可转动的容置于该容置空间10内，且该转子3具有一轴杆31及一永久磁铁32。该轴杆31的一端结合且穿过该第一轴承15，以便伸出该承载框12并结合于该扇轮4，而该轴杆31的另一端则结合于该第二轴承16；该永久磁铁32套接固定于该轴杆31的外侧周面，且该永久磁铁32具有一外周面朝向各该极柱22的磁极面221。其中，在该转子3的轴向上，该永久磁铁32的长度与该磁极面221的长度相同，以便该永久磁铁32恰可与该磁极面221所形成的磁极相互感应，使本发明的内转子式直流风扇具有较佳的驱动效率。此外，该永久磁铁32的外周面与各该磁极面221之间均具有一气隙。该控制驱动单元5固设于该底板122及定位件123之间，且该控制驱动单元5与该定子2的各该线圈23电连接。

当本发明的内转子式直流风扇进行运转时，该控制驱动单元5接收该外部电源所产生的电能，且借以产生该控制电流并传送至该定子2的线圈23。借此，通过该定子2的线圈23的控制电流使该极柱22的磁极面221形成该磁极，并与该转子3的永久磁铁32产生互斥作用，进而驱动该转子3带动该扇轮4进行旋转作动。其中，由于本发明的直流风扇不需通过任何额外的电刷及换向器，即可直接将该控制电流由该控制驱动单元5传送至该定子2，故此一结构确实可大幅减少在传输该控制电流时所产生的干扰。据此，该控制驱动单元5的电路可由智能型集成电路构成，且可使该控制电流在不会受到过大的干扰或杂波影响的情况下，输出具有高精确度的控制电流至各该线圈23进行转速控制，进而达到具有高控制灵敏度及控制精确度的目的。

更详言之，借助在该控制驱动单元5设置一换流电路，即可根据该换流电路的运作产生反馈信号，以便对本发明的直流风扇进行精确的转速伺服控制。此外，也可将脉宽调制技术(Pulse Width Modulation)应用于该控制驱动单元5，利用改变导通时间的脉冲波宽度而调整施加于该定子2的平均电能，进而改变其转速。更且，可直接由该控制驱动单元5检测并反馈其所产生的控制电流，以便在产生异常运转状态时送出警示信号，或在本发明的直流风扇与其他装置进行系统整合时可供运用。

综上所述，相较于现有的直流风扇必须借助电刷及换向器传输一直流电，因而使该直流电产生过大的杂波，本发明的内转子式直流风扇是直接将该控制驱动单元5所输出的具有高精确度的控制电流送至该定子2，可有效避免该控制电流含有过大的杂波，且更可通过该控制驱动单元5进行智能型转速控制。此外，更可选择直接以射出成型包覆的方式将该定子2直接固定于该壳体1的容置空间10内，进而有效提高本发明的直流风扇的组装便利性。

Claims (5)

1.一种内转子式直流风扇，其特征在于包含：

一个壳体，具有一个承载框，且该承载框形成一个容置空间；

一个转子，可转动的容置于该容置空间内，该转子具有一根轴杆及一个永久磁铁，且该永久磁铁套接固定于该轴杆的外侧周面；

一个定子，固设于承载框的容置空间内并环绕该转子设置，该定子具有数个朝向该永久磁铁的外周面的磁极面，各该磁极面与该永久磁铁之间形成一道气隙，且该定子另具有至少一个线圈；

一个扇轮，结合于该轴杆的一端；及

一个控制驱动单元，容设于该容置空间中，并与该定子的线圈电连接；

其中，该线圈的数量为数个，且该定子另具有数个极柱，该数个极柱朝向该转子的一端即分别形成该数个磁极面，且该数个线圈分别卷绕于该数个极柱。

2.如权利要求1所述的内转子式直流风扇，其特征在于，该壳体的承载框以射出成型包覆的方式结合于该定子。

3.如权利要求1所述的内转子式直流风扇，其特征在于，该永久磁铁与该磁极面在该转子的轴向上的长度相同。

4.如权利要求1或2所述的内转子式直流风扇，其特征在于，该定子另具有一个环体，各该极柱的另一端连接于该环体的内周面。

5.如权利要求1至3的其中任一项所述的内转子式直流风扇，其特征在于，该承载框包含一个本体、一个底板及一个定位件，该本体及底板相互结合形成该容置空间，而该定位件固设于该容置空间内并邻接该定子，且该控制驱动单元固设于该底板及定位件之间。

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