CN102111026A - 风扇及其马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风扇及其马达。马达包括一轴承结构、一转子结构、一定子结构以及一磁性体。转子结构具有一转轴设置于轴承结构。定子结构与转子结构对应设置。磁性体与转轴相对设置，并具有一第一磁性元件与一第二磁性元件，第一磁性元件围设第二磁性元件。一种具有上述马达的风扇也一并揭露。本发明的风扇及其马达的转轴具有较高的轴向吸引力，进而可减低轴承的磨损程度及降低马达及风扇的噪音。

Description

风扇及其马达

技术领域

本发明涉及一种风扇及其马达，特别是涉及一种转轴具有较高轴向吸引力的风扇及其马达。

背景技术

马达可应用于如风扇、光盘机、硬盘机、光学装置或色轮等电子设备中，一般普遍上马达中会采用滑动轴承。而在滑动轴承的结构中，马达的转轴可沿轴承的中心与轴承作轴向的相对运动。然而，在马达的转轴转动时，可能会因马达安装的角度及使用条件的不同，造成转轴在轴向方向有不同的程度的位移，严重时可能使轴承磨损及使马达产生噪音，因此，限制马达转轴于轴向方向的位移是解决此情况较佳的方式。

现有限制马达转轴于轴向方向位移不外乎以下三种方式：第一种是在马达转轴及底座上分别设置一磁性体，通过两磁性体相互吸引使转轴产生一向下的吸引力，以控制转轴的位移。但此种方式需使用两个磁性体，因此，成本较高。

第二种是将一磁性体及一导磁背轭设置在马达的底座，使具磁性的转轴与磁性体互相吸引，以提供转轴轴向的吸引力。但此种方式的磁性体的磁力线大部分经过不具导磁的元件(例如空气)而形成回路，因此磁阻较大，马达转轴的轴向吸引力也较差。

第三种是在马达的底座上设置一磁性体，且马达内部的元件采用具导磁性的元件，例如采用具导磁性的转轴、底座或轴承等，使由磁性体一侧流出的磁力线，可经由导磁性元件而流入磁性体的另一侧以形成磁力的回路，以增加转轴与磁性体之间的吸引力。但此种方式的转轴与磁性体分属两不同腔室而距离较远，因此，转轴的轴向吸引力较差，实际上使用的效果并不好。

因此，如何提供一种马达及风扇，使转轴具有较高的轴向吸引力，以限制转轴于轴向方向的位移，进而可减低轴承的磨损程度及降低马达及风扇的噪音，实为当前重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种可使马达及风扇的转轴有较高的轴向吸引力，以限制马达转轴于轴向方向的位移，进而可减低轴承磨损程度及降低噪音的马达及风扇。

为达上述目的，本发明提出一种马达，其包括一轴承结构、一转子结构、一定子结构以及一磁性体。转子结构具有一转轴设置于轴承结构。定子结构与转子结构对应设置。转子结构更具有一铁壳及一轮毂，轮毂分别与铁壳及转轴连结。其中转子结构更具有一磁带，其设置于铁壳内并与铁壳连结，磁带与定子结构对应设置。又，马达更包括一底座，具有轴管部，转轴及轴承结构设置于轴管部内。马达更包括一导磁元件，其与底座连结，磁性体设置于轴管部内并位于导磁元件的一侧，其中导磁元件为平板状或杯状。

在本发明的一实施例中，马达更包括一挡板，其夹置于转轴与磁性体之间，磁性体经由挡板与转轴相对设置。磁性体与转轴相对设置，并具有一第一磁性元件与一第二磁性元件，第一磁性元件围设第二磁性元件。

其中，第一磁性元件与第二磁性元件为同心结构或不同心结构、同一侧的第一磁性元件与第二磁性元件具有相反的极性、或者，第一磁性元件与第二磁性元件具有相同或不相同的形状。

在本发明的一实施例中，其中第一磁性元件的宽度大于转轴的直径、或者，第二磁性元件的宽度介于转轴直径的0.4倍与1倍之间。

为达上述目的，本发明再提出一种风扇，包括上述的马达、一框体、一静叶以及多个扇叶。扇叶围设于马达的转子结构的周缘。框体与底座连结，而静叶则分别与框体及底座连结。

承上所述，本发明的马达及风扇，其于马达转轴的轴向的方向具有磁性体，磁性体具有第一磁性元件及第二磁性元件，且第一磁性元件围设第二磁性元件，通过第一磁性元件与第二磁性元件的同一侧有相反极性，使得磁性体的磁力线具有较短的封闭路径、较高的磁通密度通过磁性体及转轴，使转轴与磁性体有较高的轴向吸引力，以限制转轴于轴向方向的位移，进而减低轴承的磨损程度及降低马达及风扇的噪音。本发明马达及风扇所具有的第一磁性元件与第二磁性元件的同一侧具有相反极性尚有另一项优点，因第一磁性元件与第二磁性元件的磁力线具有较短的封闭路径、较高的磁通密度，因此，可以减少磁力的泄漏，进而可减小对其他零件产生磁力干扰的程度。

附图说明

图1A与图1B分别为本发明第一实施例的一种马达的剖视图及其局部放大示意图；

图1C为本发明另一设置态样的磁性体的示意图；

图2A为图1A、图1B及图1C的马达2中的第一磁性元件与第二磁性元件的组合示意图。

图2B、图3A至图3D分别为本发明第一实施例的第一磁性元件与第二磁性元件不同态样的示意图；

图4A为现有的马达转轴与磁性体之间的磁力线分布示意图；

图4B为本发明第一实施例的马达的转轴与磁性体之间的磁力线分布示意图；

图5为本发明第二实施例的一种马达的剖视图；以及

图6为本发明较佳实施例的一种风扇的剖视图。

主要元件符号说明

1、2、3、6：马达

121、221、521：转轴

14、24、24a、34：磁性体

16、26、36：导磁元件

17、27、37：挡板

21：轴承结构

22：转子结构

222：铁壳

223：磁带

224：轮毂

23、63：定子结构

241、241a、341：第一磁性元件

242、242a、342：第二磁性元件

25、35：底座

251：轴管部

5：风扇

51：扇叶

52：框体

53：静叶

D1、D3：距离

D2：直径

G：间隙

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的一种风扇及其马达，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

第一实施例

请参照图1A及图1B，其分别为本发明第一实施例的一种马达的剖视图及其局部放大示意图。马达2可为外转子马达，或为内转子马达，于此，是以外转子马达为例来说明。

马达2包括一轴承结构21、一转子结构22、一定子结构23以及磁性体24。转子结构22具有一铁壳222、一磁带223及一轮毂224，以及一设置于轴承结构21内的转轴221。其中，转轴221的材质可为磁性材质或非磁性材质，并不限制。轮毂224分别与铁壳222及转轴221连结，磁带223设置于铁壳222内并与铁壳222连结。其中，轮毂224例如是以嵌设、卡设或粘合等方式与转轴221连结。

磁带223例如为一磁环，且环设于铁壳222的内壁，而铁壳222环设于轮毂224的内壁，磁带223与定子结构23对应。其中，磁带223与磁性体24的材质例如可包含铁氧体、或铁氧体软磁、或导磁高合金、或导磁性物质或其组合，在此，并不加以限制。

定子结构23与转子结构22对应设置。本实施例的定子结构23是以转子结构22的磁带223对应设置。在此，定子结构23并不限定其型式，其例如为无铁芯线圈所构成，也可例如为多个硅钢片缠绕线圈后所构成。本实施例是以具有多个硅钢片并缠绕线圈为例。

磁性体24与转轴221相对设置，且磁性体24具有一第一磁性元件241及一第二磁性元件242。第一磁性元件241围设第二磁性元件242，亦即，若以磁性体24中心当做基准点，则一磁性元件241在外圈，第二磁性元件242则在内部。在本实施例中，第一磁性元件241例如为一中空状的磁环，第二磁性元件242设置于第一磁性元件241内侧的中空部分，且第一磁性元件241与第二磁性元件242是直接接触，亦即，第一磁性元件241与第二磁性元件242以紧配方式结合。

马达2更可包括一底座25及一导磁元件26，底座25具有一轴管部251，且转轴221及轴承结构21设置于轴管部251内，而导磁元件26与底座25连结。其中，轴承结构21及定子结构23设置于底座25上，而磁性体24设置于轴管部251内并位于导磁元件26的一侧，在此，磁性体24位于导磁元件26的上侧。

本实施例的底座25例如与轴管部251一体成型，其材质例如是金属或塑胶。其中，导磁元件26例如为一导磁背轭，其形状例如为平板状或杯状，在此，是以平板状为例。

马达2更包括一挡板27，其夹置于转轴221与磁性体24之间，磁性体24经由挡板27与转轴221相对设置。其中，挡板27例如为一止推板或耐磨片，其用以挡止转轴221。挡板27的材质为一非磁性材质。

另外，在本实施例中，第一磁性元件241的宽度D1大于圆形的转轴221的直径D2，且第二磁性元件242的宽度D3介于转轴221直径D2的0.4倍与1倍之间，如图1B所示。

请参照图1C，其为本发明另一设置态样的磁性体24a的示意图。磁性体24a的第二磁性元件242a也设置于第一磁性元件241a的中空部分，但第一磁性元件241a与第二磁性元件242a两者并不直接接触，亦即，第一磁性元件241a是以滑配方式包围第二磁性元件242a，且两者之间具有一间隙G。

请参照图2A，其为图1A、图1B及图1C的马达2中的第一磁性元件241与第二磁性元件242的组合示意图。第一磁性元件241与第二磁性元件242例如是两独立元件再对应组装后而成。若使用紧配方式，则第一磁性元件241与第二磁性元件242两者之间并无间隙，两者采直接卡合后即达成紧密连结。当然，也可采用滑配方式，亦即，第一磁性元件241与第二磁性元件242两者之间不直接接触而具有一间隙，而后再搭配于间隙内上胶，最终也可以达到将第一磁性元件241与第二磁性元件242紧密连结的效果。

第一磁性元件241与第二磁性元件242的组合方式有很多种，以上举出两例说明，然本发明并不限制于此，只要可使第一磁性元件241围设第二磁性元件242以构成磁性体24即可。例如，也可以同时使用胶合及卡合的方式将第一磁性元件241与第二磁性元件242连结。

第一磁性元件241与第二磁性元件242的同一侧(如图2A及图2B的上侧或下侧)需具有相反的极性。例如图2A与图2B中，第一磁性元件241的上侧为N极，则第二磁性元件242的上侧为S极。需注意者，图2A与图2B只是举例，并非限制，也可将第一磁性元件241与第二磁性元件242上下侧的极性对调，亦即，第一磁性元件241的上侧为S极，则第二磁性元件242的上侧为N极。

然而，第一磁性元件241与第二磁性元件242的形状可具有许多不同的态样。如图2A中的第二磁性元件242，其垂直剖面形状为长方形，而图2B中的第二磁性元件242的垂直剖面形状则为梯形。或者，如图3A至图3D所示，第二磁性元件242的水平剖面形状例如是圆形、矩形或三角形，且第一磁性元件241相对于第二磁性元件242可具有相同或不相同的形状。亦即，可使用两者相同或不相同形状的第一磁性元件241与第二磁性元件242，以组合成磁性体24。而第一磁性元件241与第二磁性元件242可为同心结构或不同心结构，本实施例均是以同心结构为例。需注意的是，图3A至图3D中只是举例，而非限制，只要使第一磁性元件241围设第二磁性元件242，且同一侧的第一磁性元件241与第二磁性元件242具有相反的极性即可，并不特别限定第一磁性元件241与第二磁性元件242的形状及两者是否有间隙。

请参照图4A，其为现有马达1的转轴与磁性体之间的磁力线分布示意图。其中，编号121为现有马达1的转轴，编号14为设置于转轴121的下方且用以与转轴121产生轴向吸引力的磁性体，编号16为位于磁性体14下方的导磁元件，而编号17为一挡板，用以挡止转轴121。需注意的是，为能清楚说明，图4A除了显示磁性体14、转轴121、导磁元件16及挡板17外，并未显示马达1的其它构件。

由图4A中可发现，现有使用一般磁性体14的马达1，其转轴121附近的磁力线大部分分布在磁性体14的两侧，只有少部分的磁力线在磁性体14的中心位置，当然也只有少部分的磁力线位于转轴121的中心与磁性体14之间，故磁力产生的轴向吸引力最大的部位是集中在磁性体14的两侧，而不是磁性体14与转轴121之间，因此，马达1的转轴121与磁性体14之间的轴向吸引力并不高，无法有效限制转轴121于轴向方向的位移。

反观图4B所示，其为本发明第一实施例的马达2的转轴221与磁性体24之间的磁力线分布示意图。需注意的是，为能清楚说明，图4B除了显示磁性体24的第一磁性元件241与第二磁性元件242、转轴221、导磁元件26及挡板27外，并未显示马达2的其它构件。

由图4B可发现，通过两个同一侧有相反极性的第一磁性元件241与第二磁性元件242组成的磁性体24，使磁性体24的磁力线可以较短的封闭路径、较高的磁通密度通过第一磁性元件241、第二磁性元件242及转轴221，使转轴221与磁性体24有较高的轴向吸引力，以限制转轴221于轴向方向的位移，进而减低轴承的磨损程度及降低马达2的噪音。本发明的第一磁性元件241与第二磁性元件242的同一侧具有相反极性尚有另一项优点，因第一磁性元件241与第二磁性元件242的磁力线具有较短的封闭路径、较高的磁通密度通过转轴221，因此，可以减少磁力的泄漏，进而可减小对其他电子零件产生磁力干扰的程度。

第二实施例

请参照图5所示，其为本发明第二实施例的一种马达3的剖视图。本实施例与第一实施例主要不同在于，本实施例的导磁元件36是为杯状，且由下而上装设于转轴221的下方，并与底座35连结，使得挡板37、第一磁性元件341及第二磁性元件342皆位于导磁元件36的杯状容置空间内。本实施例其余的技术特征与第一实施例相同，在此不再赘述。

接着，请参照图6所示，其为本发明较佳实施例的一种风扇5的剖视图。本发明的风扇5并不限定其用途。此外，本发明也不限定风扇5的外观形状，随着应用功能或领域的不同，风扇5也可在结构上作改变。

风扇5包括一马达6、多个扇叶51、框体52与静叶53，且扇叶51因马达6驱动而使得扇叶51旋转产生气流。静叶53与框体52及马达的底座连结。其中，马达6例如为一外转子马达，或为一内转子马达，在此，是以外转子马达为例。再此需特别说明，本实施例的马达6具有上述第一实施例的马达2的所有技术特性，故在此不再赘述。

另外，本发明的马达2、3、6并不限定其用途，例如可将马达2、3、6应用于风扇、光盘机、或硬盘机、或光学装置、或色轮等电子设备。此外，本发明也不限定马达2、3、6的外观形状，随着应用功能或领域的不同，马达2、3、6也可在结构上作改变。

综上所述，因本发明于马达转轴的轴向的方向具有磁性体，磁性体具有第一磁性元件及第二磁性元件，且第一磁性元件围设第二磁性元件，在本发明的一实施例中，通过第一磁性元件与第二磁性元件的同一侧有相反极性，使得磁性体的磁力线具有较短的封闭路径、较高的磁通密度通过磁性体及转轴，使转轴与磁性体有较高的轴向吸引力，以限制转轴于轴向方向的位移，进而减低轴承的磨损程度及降低马达及风扇的噪音。本发明马达及风扇所具有的第一磁性元件与第二磁性元件的同一侧具有相反极性尚有另一项优点，因第一磁性元件与第二磁性元件的磁力线具有较短的封闭路径、较高的磁通密度，因此，可以减少磁力的泄漏，进而可减小对其他零件产生磁力干扰的程度。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在附上的权利要求中。

Claims (22)

1.一种马达，包括：

轴承结构；

转子结构，具有转轴设置于该轴承结构；

定子结构，与该转子结构对应设置；以及

磁性体，与该转轴相对设置，并具有第一磁性元件及第二磁性元件，该第一磁性元件围设该第二磁性元件；

其中同一侧的该第一磁性元件与该第二磁性元件具有相反的极性。

2.如权利要求1所述的马达，其特征在于所述的转子结构还具有铁壳及轮毂，该轮毂分别与该铁壳及该转轴连结。

3.如权利要求2所述的马达，其特征在于所述的轮毂以嵌设、卡设或粘合方式与该转轴连结。

4.如权利要求2所述的马达，其特征在于所述的转子结构还具有磁带，其设置于该铁壳内并与该铁壳连结，该磁带与该定子结构对应设置。

5.如权利要求4所述的马达，其特征在于所述的磁性体与该磁带的材质分别包含铁氧体、或铁氧体软磁、或导磁高合金、或导磁性物质或其组合。

6.如权利要求4所述的马达，其特征在于所述的磁带为磁环。

7.如权利要求1所述的马达，还包括：

底座，具有轴管部，该转轴及该轴承结构设置于该轴管部内。

8.如权利要求7所述的马达，还包括：

导磁元件，与该底座连结，该磁性体设置于该轴管部内并位于该导磁元件的一侧。

9.如权利要求8所述的马达，其特征在于所述的导磁元件为平板状或杯状。

10.如权利要求7所述的马达，其特征在于所述的底座与该轴管部为一体成型。

11.如权利要求1所述的马达，还包括：

挡板，夹置于该转轴与该磁性体之间，该磁性体经由该挡板与该转轴相对设置。

12.如权利要求11所述的马达，其特征在于所述的挡板的材质为非磁性材质。

13.如权利要求1所述的马达，其特征在于所述的第一磁性元件与该第二磁性元件的连结方式为滑配或紧配。

14.如权利要求1所述的马达，其特征在于所述的第一磁性元件与该第二磁性元件为同心结构。

15.如权利要求1所述的马达，其特征在于所述的第一磁性元件与该第二磁性元件为不同心结构。

16.如权利要求1所述的马达，其特征在于所述的第一磁性元件与该第二磁性元件的形状分别为圆形、或矩形、或三角形。

17.如权利要求1所述的马达，其特征在于所述的第一磁性元件与该第二磁性元件具有相同的形状。

18.如权利要求1所述的马达，其特征在于所述的第一磁性元件与该第二磁性元件具有不相同的形状。

19.如权利要求1所述的马达，其特征在于所述的第一磁性元件的宽度大于该转轴的直径。

20.如权利要求1所述的马达，其特征在于所述的第二磁性元件的宽度介于该转轴直径的0.4倍与1倍之间。

21.如权利要求1所述的马达，其为一外转子马达或一内转子马达。

22.一种风扇，包括：

马达，具有：

轴承结构；

转子结构，具有转轴设置于该轴承结构；

定子结构，与该转子结构对应设置；及

磁性体，与该转轴相对设置，并具有第一磁性元件及第二磁性元件，该第一磁性元件围设该第二磁性元件；以及

多个扇叶，围设于该马达的该转子结构的周缘。

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