CN102312846A

CN102312846A - 送风风扇

Info

Publication number: CN102312846A
Application number: CN2011101821632A
Authority: CN
Inventors: 北村顺平
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-01-11
Also published as: JP2012013022A; US20120003109A1

Abstract

本发明提供一种送风风扇。送风风扇(100)具有叶轮杯(11)、一端朝叶轮杯(11)的上侧突出的轴(30)、被固定于轴(30)的转子磁铁(22)、配置于叶轮杯(11)的上侧和下侧的第一轴承(40a)和第二轴承(40b)、保持第一轴承(40a)和第二轴承(40b)的第一轴承保持部(50a)和第二轴承保持部(50b)、配置于轴向上侧和下侧的第一外壳(51a)和第二外壳(51b)，第一外壳(51a)和第二外壳(51b)在相比于连接第二外壳(51b)和第二轴承保持部(50b)的第二连接部(52b)的上端位于轴向上侧处被连接。

Description

送风风扇

技术领域

本发明涉及在电子设备的冷却等中使用的送风风扇。

背景技术

以往，驱动送风风扇的电动机由于组装工序的容易度以及减少部件个数等理由，主要使用在定子的径向外侧配置转子的外转子型。此外，在性能方面，外转子型的电动机的转动惯量较大，还能够将驱动转矩设定得较大，因此容易将速度保持为恒定。

另一方面，伴随近年来的电子设备的高密度化，电子设备的发热量也增大，要求对其进行冷却的送风风扇更加高速旋转。但是，外转子型的电动机由于其转动惯量较大，因此在增大风扇的旋转速度时振动变大，从而在强度方面可能产生问题。

因此，如果使用在定子内侧配置转子的内转子型的电动机，则与外转子型的电动机相比转动惯量较小，因此能够实现更高速的旋转。

作为使用了内转子型电动机的送风风扇，在美国专利申请公开2009/0180901号说明书中记载了如下的送风风扇，该送风风扇具有：保持轴承的保持部、和与保持定子的保持部连续从而构成一个整体部件的电动机支撑部。

但是，在美国专利申请公开2009/0180901号说明书所记载的使用了内转子型电动机的送风风扇(以下简称作「内转子型送风风扇」。)中，与使用了外转子型电动机的送风风扇(以下简称作「外转子型送风风扇」)相比，在其结构上存在以下问题。

即，在内转子型送风风扇中，从旋转轴朝向径向外侧配置有轴承保持部、转子保持架(转子磁铁)、定子、定子保持部、叶轮杯和叶片。此外，在径向上，在轴承保持部与转子保持架之间、转子保持架与定子之间、定子保持部与叶轮杯之间分别设置有一定的间隙。

与此相对，在外转子型送风风扇中，配置有轴承保持部、定子、转子保持架(转子磁铁)、叶轮杯和叶片。并且，轴承保持部兼用作定子保持部。叶轮杯被压入到转子保持架的外周，因此在径向上，仅在定子与叶轮杯之间设置有一定的间隙。

因此，内转子型送风风扇与外转子型送风风扇相比，配置在径向上的结构部件增加，因此存在径向尺寸变大的问题。此外，设置在结构部件之间的间隙也增加，因此存在不能较大设置径向空隙的问题。

并且，如上所述，内转子型送风风扇与外转子型送风风扇相比驱动转矩比较小。因此，在想要得到较大的驱动转矩时，需要增大转子磁铁的轴向尺寸。因此，存在送风风扇的轴向尺寸变大的问题。

发明内容

在本发明的一个实施方式中，在具有内转子型电动机的送风风扇中，使轴的一端从叶轮杯朝轴向上侧突出。并且，在轴的相对于叶轮杯位于轴向上侧的一端、和位于轴向下侧的另一端分别配置一对轴承。并且，使分别保持一对轴承的轴承保持部与在轴向上被分割的外壳分别连接。

即，本发明的一个实施方式的送风风扇具有：大致圆筒状的叶轮杯，其具有盖部；叶轮，其具有形成在叶轮杯的外周面的多个叶片；轴，其一端从叶轮杯的盖部朝轴向上侧突出，并且该轴被直接或间接地固定于叶轮杯；转子磁铁，其被直接或间接地固定于轴；第一轴承，其相比叶轮杯的盖部配置于轴向上侧，将轴支撑为可旋转；第一轴承保持部，其保持第一轴承；第一外壳，其在叶轮的径向外侧配置于轴向上侧；第一连接部，其连接第一外壳与第一轴承保持部；第二轴承，其相比叶轮杯的盖部配置于轴向下侧，将轴支撑为可旋转；第二轴承保持部，其保持第二轴承；第二外壳，其在叶轮的径向外侧配置于轴向下侧；第二连接部，其连接第二外壳与第二轴承保持部；定子，其在转子磁铁的径向外侧与转子磁铁相对配置；以及定子保持部，其保持定子，第一壳体与第二壳体在相比于第二连接部的上端位于轴向上侧处被连接。

利用这种结构，对于构成电动机的转子磁铁和定子，轴承和轴承保持部在轴向上被分割而上下配置，因此能够缩小电动机的径向尺寸。由此，能够实现可缩小径向尺寸的内转子型送风风扇。此外，配置于轴向上下的轴承保持部与在轴向上被分割配置的外壳分别连接，因此还能够容易地进行送风风扇的组装。

此外，通过在叶轮杯的盖部中央设置凹部，并使第一轴承保持部的至少下端位于凹部内，能够实现抑制了轴向尺寸扩大的内转子型送风风扇。

根据本发明，能够实现抑制轴向尺寸扩大、且可缩小径向尺寸的内转子型送风风扇。

附图说明

图1是示意性示出本发明一个实施方式中的送风风扇结构的剖视图。

图2是示意性示出本发明一个实施方式中的送风风扇结构的变形例的剖视图。

图3是示意性示出本发明另一实施方式中的送风风扇结构的剖视图。

图4是示意性示出本发明又一实施方式中的送风风扇结构的剖视图。

图5是示意性示出本发明再一实施方式中的送风风扇结构的剖视图。

具体实施方式

下面，根据附图来详细地说明本发明的一个实施方式。另外，在本实施方式中的说明中，设与旋转轴平行的方向为「轴向」，设以旋转轴为中心的半径方向为「径向」。此外，本发明并不限定于以下的实施方式。并且，还能够与其他实施方式进行组合。

图1是示意性示出本发明一个实施方式中的送风风扇100的结构的剖视图。另外，本发明中的送风风扇100构成使用了内转子型电动机的轴流风扇。

如图1所示，送风风扇100具有：与轴30一起以旋转轴J为中心进行旋转的转子20、在转子20的径向外侧与转子20相对配置的定子60、以及与轴30一起进行旋转的叶轮10。转子20具有固定于轴30的大致圆筒状的转子保持架21、和固定于转子保持架21的外周面的转子磁铁22。并且，定子60由定子保持部61保持。此外，叶轮10具有：具备固定于轴30的盖部的大致圆筒状的叶轮杯11、和多个叶片12。多个叶片12形成于叶轮杯11的外周面，配置于定子60的径向外侧。此外，送风风扇100通过多个叶片12进行旋转，从轴向的一侧吸气，向轴向的另一侧排气。另外，在以下的说明中，为了方便，将轴向吸气侧称作「上方」、将轴向排气侧称作「下方」。

另外，叶轮杯11也可以不直接固定于轴30。例如，叶轮杯11也可以通过固定于固定在轴30上的转子保持架21，而被间接地固定于轴30。另外，此时，转子保持架21也可以通过嵌件成型与叶轮杯11结合。此外，转子磁铁22被间接地固定于固定在轴30上的转子保持架21，但是也可以如后所述那样被直接地固定于轴30。

在本实施方式中，轴30的一端从叶轮杯11的盖部朝轴向上侧突出。将轴30支撑为可旋转的轴承被分割为相比叶轮杯11的盖部配置于轴向上侧的第一轴承40a、和相比叶轮杯11的盖部配置于轴向下侧的第二轴承40b。并且，保持第一轴承40a的第一轴承保持部50a、和保持第二轴承40b的第二轴承保持部50b在轴向上下进行分割配置。此外，在叶轮杯11的盖部中央设置有凹部11a，第一轴承保持部50a的至少下端位于凹部11a内。此处，第一轴承40a和第二轴承40b可以是例如滚珠轴承。

此外，覆盖叶轮10外周的外壳被分割为在叶轮10的径向外侧配置于轴向上侧的第一外壳51a、和配置于轴向下侧的第二外壳51b。此外，第一外壳51a通过第一连接部52a与第一轴承保持部50a连接。第二外壳51b通过第二连接部52b与第二轴承保持部50b连接。此外，第一外壳51a和第二外壳51b相比第二连接部52b与第二外壳51b连接的部位在轴向上侧被连接。

此处，第一连接部52a和第二连接部52b形成为空气流在轴向上通过。例如，第一连接部52a和第二连接部52b可以分别为肋。肋可以是如下结构：从第一轴承保持部50a和第二轴承保持部50b的外侧面朝向第一外壳51a和第二外壳51b的内侧面延伸，横切在轴向上通过的空气流。

此外，第一连接部52a和第二连接部52b优选径向距离不同。能够通过增长第一连接部52a的径向距离，抑制从轴向上方吸入的空气流被阻碍。此外，能够通过将第二连接部52b的径向距离设为比第一连接部52a短来加快风速。

即，在本发明的一个实施方式中，在具有内转子型电动机的送风风扇100中，使轴30的一端从叶轮杯11朝轴向上侧突出。并且，在叶轮杯11在轴向上侧的轴30的一端、和轴向下侧的轴30的另一端，分别配置一对轴承40a、40b。并且，使分别保持一对轴承40a、40b的轴承保持部50a、50b与在轴向上被分割的外壳51a、51b分别连接。

利用这种结构，相对于构成电动机的转子磁铁22和定子60，轴承和轴承保持部在轴向上被分割而上下配置，因此能够减少配置在径向上的结构部件(轴承和轴承保持部)。此外，不需要设置轴承保持部与转子磁铁22之间的间隙，因此能够较大设置径向空隙。由此，能够缩小电动机的径向尺寸。

此外，在轴向上下配置的轴承保持部分别与在轴向上分割配置的外壳连接，因此在送风风扇100的组装时，能够预先准备具有第一连接部52a和第一轴承保持部50a的第一外壳51a、和具有第二连接部52b和第二轴承保持部50b(并且还具有定子保持部61)的第二外壳51b作为组装体。由此，能够使送风风扇100的组装变得容易。

另外，在图1中，将第二连接部52b设为轴向宽度恒定的形状，但是也可以如图2所示，形成为在径向外侧的部位，其上端部朝向轴向下方欠缺的形状。此时，第一外壳51a和第二外壳51b同样在相比第二连接部52b与第二外壳51b连接的部位位于轴向上侧处被连接。

并且，第一轴承40a相比叶轮杯11被配置于轴向上侧，因此能够被直接暴露于从送风风扇100的吸气侧导入的空气流。其结果，能够进一步提高第一轴承40a的散热效果。

此外，使轴30的一端从叶轮杯11朝轴向上侧突出的结果是，能够将轴承跨距(第一轴承40a和第二轴承40b之间的距离)扩大为接近送风风扇100的轴向最大尺寸的宽度。其结果，送风风扇100的轴向均衡性提高，从而能够实现振动少的稳定的送风风扇100。另外，由于使轴30的一端从叶轮杯11朝轴向上侧突出，有可能会扩大送风风扇100的轴向尺寸。但是，能够通过在叶轮杯11的盖部中央设置凹部11a，并使第一轴承保持部50a的至少下端位于凹部11a内，来抑制送风风扇100的轴向尺寸扩大。

在本实施方式中，第一外壳51a、第一轴承保持部50a和第一连接部52a优选例如通过树脂等的注塑成型而成型为连续的一个整体部件。此外，第二外壳51b、第二轴承保持部50b和第二连接部52b优选例如通过树脂等的注塑成型而成型为连续的一个整体部件。另外，此时，第一和第二轴承保持部50a、50b与第一和第二连接部52a、52b的划分区域，或者第一和第二外壳51a、51b与第一和第二连接部52a、52b的划分区域没有必要一定明确地进行确定。

此处，如图1所示，第一轴承保持部50a和第二轴承保持部50b也可以是金属部件。此时，各金属部件能够分别通过嵌件成型与第一外壳51a和第二外壳51b接合形成。并且，定子保持部61也可以是金属部件。此时，如图1所示，能够使第二轴承保持部50b和定子保持部61与基座部53接合。由此，即使令送风风扇100高速旋转，也能够确保轴承保持部50a、50b的抗振强度，并且即使长时间运转，也能够对来自定子60的发热进行充分散热。

此外，第二连接部52b也可以构成静叶片。由此，能够得到如下的聚风效果：对在轴向上排出的空气进行整流，并且将空气流的离心方向成分转换为轴向成分。

此外，保持第二轴承40b的第二轴承保持部50b能够减短轴向长度，因此能够将定子保持部61与轴30之间的空间设定得较大。因此，如图1所示，在该空间中能够配置面积较大的电路基板70。在电路基板70上，例如能够安装检测伴随转子磁铁22的旋转的磁通变化的霍尔元件、和/或控制向定子60的线圈供给电流的电动机驱动用IC等。另外，在第二轴承保持部50b的下方空间中，还可以配置其它的电路基板71。

但是，如图1所示，在采用了内转子型电动机的送风风扇100中，转子磁铁22被固定于转子保持架21的外周面，因此不能在转子保持架21的外周面压入叶轮杯11。因此，不能用转子保持架21维持叶轮杯11的强度。因此，为了提高叶轮杯11的强度，如图1所示，优选在叶轮杯11的开口端部中设置环状的金属部件80。此时，环状的金属部件80能够通过嵌件成型与叶轮杯11接合形成。此外，也可以与环状的金属部件80一起，使转子保持架21通过嵌件成型接合到叶轮杯11来形成。

接着，参照图1对本实施方式中的送风风扇100的组装方法进行说明。另外，送风风扇100的组装方法不限于以下说明的方法，能够适当变更组装工序的顺序、和各结构部件的组装方法等。

首先，准备具有第二轴承保持部50b、第二连接部52b和定子保持部61的第二外壳51b。另外，第二外壳51b的轴向上端部至少相对于第二连接部52b的上端位于轴向上侧。此处，第二轴承保持部50b、第二连接部52b和定子保持部61也可以是由通过树脂等的注塑成型而成型为与第二外壳51b连续的一个整体部件的部件。此外，第二轴承保持部50b和定子保持部61也可以是金属部件，此时，各金属部件能够分别通过嵌件成型与第二外壳51b接合形成。

接着，准备包含卷绕了线圈的定子铁芯、和连接有线圈的电线端部的电路基板70的定子60(定子组装体)。接着，从轴向上侧将该定子组装体插入并固定到定子保持部61。固定例如能够通过轻压入或粘接进行。

接着，将第二轴承40b(例如滚珠轴承)从轴向下侧插入到第二轴承保持部50b。

然后，准备在轴30上固定有转子20(转子保持架21和转子磁铁22)以及叶轮10(叶轮杯11和多个叶片12)的组装体(转子组装体)。接着，从轴向上侧将该转子组装体插入到第二轴承40b。

随后，准备具有第一轴承保持部50a和第一连接部52a的第一外壳51a，将该第一外壳51a固定于第二外壳51b。固定例如能够通过卡扣装配或熔敷进行。此处，第一轴承保持部50a和第二连接部52b也可以通过树脂等的注塑成型与第一外壳51a连续地由一个整体部件形成。此外，第一轴承保持部50a也可以是金属部件。此时，金属部件能够通过嵌件成型与第一外壳51a接合形成。

最后，从轴向上侧将第一轴承40a(例如滚珠轴承)插入到第一轴承保持部50a，用环90进行固定，并且用螺旋弹簧91和垫圈固定第二轴承40b。

这样，在轴向上下配置的轴承保持部50a、50b分别与在轴向上分割配置的外壳51a、51b连接，因此在送风风扇100的组装时，能够预先准备具有第一连接部52a和第一轴承保持部50a的第一外壳51a、和具有第二连接部52b和第二轴承保持部50b(并且还具有定子保持部61)的第二外壳51b作为组装体。由此，能够使送风风扇100的组装变得容易。

接着，参照图3～图5说明本发明另一实施方式中的送风风扇的结构。此处，图3～图5分别是示意性示出本发明另一实施方式中的送风风扇结构的剖视图。

图3所示的送风风扇110在以下方面与图1所示的送风风扇100不同：使作为金属部件的定子保持部61的下端部61a进一步朝轴向下方延伸，并且使第二连接部52b的下端部与定子保持部61的下端部61a大致对齐而形成。利用这种结构，能够利用作为金属部件的定子保持部61维持第二连接部52b的强度。

图4所示的送风风扇120的第一轴承保持部50a、第二轴承保持部50b和定子保持部61全部为树脂这一点与图1所示的送风风扇100不同。利用这种结构，能够通过树脂等的注塑成型容易地形成与第一轴承保持部50a和第一连接部52a连续且成型为一个整体部件的第一外壳51a。并且，能够通过树脂等的注塑成型容易地形成与第二轴承保持部50b、第二连接部52b和定子保持部61连续且成型为一个整体部件的第二外壳51b。

图5所示的送风风扇130将转子磁铁22直接固定于轴30这一点与图1所示的送风风扇100不同。

如上所述，在本发明中，轴承40a、40b和轴承保持部50a、50b在轴向上被分割而上下配置，因此轴承保持部不存在于定子60的径向内侧。因此，在以往的内转子型送风风扇中，需要将转子磁铁22固定于在轴承保持部的径向外侧配置的转子保持架21的外周面，但是由于轴承保持部不存在于定子60的径向内侧，因此该设置变得没有必要。因此，如图5所示，能够将转子磁铁22直接固定于轴30，由此能够减小定子60的外径。另外，伴随于此，能够增大定子保持部61与叶轮杯11之间的间隙，因此如图5所示，能够使定子保持部61和叶轮杯11在径向上重复。其结果，能够通过使叶轮杯11的下端部进一步朝轴向下方延伸来增大多个叶片12的面积。由此，能够实现风量更大的送风风扇。

另外，将转子磁铁22直接固定于轴30时的送风风扇130的结构不限于图5所示的结构，能够采取各种结构。例如，能够配合定子60的外径缩小来缩小叶轮杯11的内径。由此，能够实现在径向上缩小的送风风扇。此外，能够通过在维持定子60外径的状态下，缩小定子60的内径，来缩小定子60的轴向长度。由此，能够实现在轴向上缩小的送风风扇。

以上，根据优选实施方式对本发明进行了说明，但是该记述不是限定事项，当然能够进行各种改变。例如，在上述实施方式中，以轴流风扇为例进行了说明，但是当然还能够应用于离心风扇。

Claims

1.一种送风风扇，其中，该送风风扇具有：

大致圆筒状的叶轮杯，其具有盖部；

叶轮，其具有形成在该叶轮杯的外周面的多个叶片；

轴，其一端从所述叶轮杯的盖部朝轴向上侧突出，并且该轴被直接或间接地固定于该叶轮杯；

转子磁铁，其被直接或间接地固定于所述轴；

第一轴承，其相比于所述叶轮杯的盖部配置于轴向上侧，将所述轴支撑为可旋转；

第一轴承保持部，其保持所述第一轴承；

第一外壳，其在所述叶轮的径向外侧配置于轴向上侧；

第一连接部，其连接所述第一外壳与所述第一轴承保持部；

第二轴承，其相比于所述叶轮杯的盖部配置于轴向下侧，将所述轴支撑为可旋转；

第二轴承保持部，其保持所述第二轴承；

第二外壳，其在所述叶轮的径向外侧配置于轴向下侧；

第二连接部，其连接所述第二外壳与所述第二轴承保持部；

定子，其在所述转子磁铁的径向外侧与该转子磁铁相对配置；以及

定子保持部，其保持所述定子，

所述第一外壳和所述第二外壳在相比于所述第二连接部与所述第二外壳连接的部位位于轴向上侧处被连接。

2.根据权利要求1所述的送风风扇，其中，

在所述叶轮杯的盖部中央设置有凹部，

所述第一轴承保持部的至少下端位于所述凹部内。

3.根据权利要求1或2所述的送风风扇，其中，

所述第一外壳、所述第一轴承保持部和所述第一连接部相连而构成一个整体部件，

所述第二外壳、所述第二轴承保持部和所述第二连接部相连而构成一个整体部件。

4.根据权利要求3所述的送风风扇，其中，

所述第一轴承保持部和所述第二轴承保持部是金属部件，该金属部件分别通过嵌件成型与所述第一外壳和所述第二外壳接合。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的送风风扇，其中，

所述第二连接部构成静叶片。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的送风风扇，其中，

大致圆筒状的转子保持架被固定于所述轴，

所述转子磁铁被固定于所述转子保持架的外壁。

7.根据权利要求6所述的送风风扇，其中，

所述转子保持架通过嵌件成型与所述叶轮杯接合。

8.根据权利要求3所述的送风风扇，其中，

所述第二外壳、所述第二轴承保持部、所述第二连接部和所述定子保持部相连而构成一个整体部件。