CN104100549B - 具有轴向气隙马达的薄型散热风扇及其马达尺寸选用方法 - Google Patents

Abstract

一种具有轴向气隙马达的薄型散热风扇，用以解决现有风扇尺寸关系式无法适用于薄型散热风扇的问题。该具有轴向气隙马达的薄型散热风扇包含一个扇框、一个定子组及一个扇轮，该定子组及扇轮皆设于该扇框中，该定子组可驱使该扇轮旋转以产生气流；其中，在该薄型散热风扇的径向上，该定子组的线圈组具有一个第一最大径向宽度（A），该扇轮的轮毂具有一个第二最大径向宽度（B），两者的比值（A/B）为0.7～1.3。一种薄型散热风扇的轴向气隙马达尺寸选用方法也一并揭露。

Description

具有轴向气隙马达的薄型散热风扇及其马达尺寸选用方法

技术领域

本发明是关于一种散热风扇，尤其是一种装设有轴向气隙马达，且整体轴向高度较薄的具有轴向气隙马达的薄型散热风扇，以及薄型散热风扇的轴向气隙马达尺寸选用方法。

背景技术

近年来，随着电子产品轻薄化且高性能的发展趋势，电子产品运作时，其电子元件的发热温度提高，加上散热空间受限等因素，使得电子元件不易散热，从而容易产生效能不稳定的状况，影响电子产品的可靠度，且造成功能特性下降，无法发挥甚至于当机，故散热已成为目前电子产品设计时所要考量的重要课题之一；其中，增加散热效率最常使用的方式就是在电子产品中装设散热风扇，借助散热风扇的驱风作用迫使气流流动，以将电子产品内部的高温气体排出，而适用于轻薄型电子产品的散热风扇，则通常会搭配选用整体轴向高度较薄的薄型散热风扇（其轴接部底面至扇轮的轮毂顶面的轴向高度可例如为1.5至3.5毫米左右，其转轴的长度大于轴承的长度，使得扇轮与定子之间能留有间隙，且轴向或径向的感应气隙约为0.1~1毫米）。

早期在设计散热风扇的过程中，往往须借助设计者的经验或通过尝试错误(tryand error)的方式来选用马达与扇框的尺寸，并于两者搭配组装后再进行风扇性能测试，直至风扇性能符合规格要求；亦即，早期因马达与扇框尺寸搭配的选用上并无关系式可依循，而徒增许多开发时程与劳力。为此，请参照图1，为中国公告第101113737号《风扇及其马达尺寸的选用方法》专利案，该风扇9包括一扇框91、一叶轮92以及一马达93，该叶轮92容置于该扇框91内，该马达93具有一转子结构931及一定子结构932，且该定子结构932可驱动该转子结构931转动，以带动该叶轮92旋转而产生气流；其中，该扇框91的宽度Y与该定子结构932的直径X的选用是符合关系式「Y＝13.25 X1.4 ± 5%」，且该定子结构932的直径X与该扇框91的宽度Y的比值为0.25至0.5。如此一来，借助该关系式，设计者可迅速且正确地选用搭配的扇框及马达尺寸，以缩短开发风扇的时程，并确保该风扇具有良好的风扇性能。

惟，上述关系式仅适用于厚度大于或等于38毫米，且扇框91的宽度Y介于4至12厘米的风扇；亦即，该关系式并无法适用于轴接部底面至扇轮的轮毂顶面的轴向高度在1.5至3.5毫米左右的薄型散热风扇，尤其该关系式的其中一变数为扇框91的宽度，但光由扇框91的宽度并无法直接确定整体扇框91的型态，因此，通过该关系式未必能正确地开发出具有良好性能的风扇。再者，该现有的风扇9的定子结构932与转子结构931之间呈现具有一径向气隙的型态，因此该关系式也无法无歧异地被认定可适用于具有轴向气隙的马达。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有轴向气隙马达的薄型散热风扇，其风扇构件尺寸符合一较佳比例，以确保该薄型散热风扇能由适当大小的驱动电流驱动运作，且运作时能产生适当的风量与风压，从而具有良好的风扇性能。

本发明的另一目的是提供一种薄型散热风扇的轴向气隙马达尺寸选用方法，是可快速且正确地选出相匹配的轴向气隙马达，以确保组装有该马达的薄型散热风扇能由适当大小的驱动电流驱动运作，且运作时能产生适当的风量与风压，从而具有良好的风扇性能。

为达到前述目的，本发明所运用的技术内容包含有：

一种具有轴向气隙马达的薄型散热风扇，包含：一个扇框；一个定子组，具有一个轴接部、一个基板及一个线圈组；及一个扇轮，由一个轮毂可旋转地设于该定子组的轴接部，数个扇叶环设于该轮毂外缘，一个磁性元件结合于该轮毂的一个表面并与该定子组的线圈组相对，该磁性元件与线圈组之间具有一个轴向气隙；其中，在该薄型散热风扇的轴向上，该轴接部的底面至该扇轮的轮毂顶面具有一个轴向高度，该轴向高度为1.5至3.5毫米；在该薄型散热风扇的径向上，该定子组的线圈组具有一个第一最大径向宽度（A），该扇轮的轮毂具有一个第二最大径向宽度（B），两者的比值（A/B）为0.7～1.3。

其中，该比值（A/B）较佳为0.85～1.15。

其中，该轴接部结合于该扇框，该基板设于该轴接部外周，该线圈组设于该基板。

本发明另提供一种薄型散热风扇的轴向气隙马达尺寸选用方法，包含：选定一个定子组的线圈组在径向上的第一最大径向宽度（A）与一个扇轮的轮毂在径向上的第二最大径向宽度（B）的比值（A/B），且该比值（A/B）为0.7～1.3；及选定该第一最大径向宽度（A）或是该第二最大径向宽度（B）的值；将该第一最大径向宽度（A）或该第二最大径向宽度（B）的值代入所选定的比值（A/B），以换算得到该第二最大径向宽度（B）或是该第一最大径向宽度（A）的值；其中，在该薄型散热风扇的轴向上，其定子组的轴接部底面至扇轮的轮毂顶面具有一个轴向高度，该轴向高度为1.5至3.5毫米。

其中，该比值（A/B）较佳为0.85～1.15。

据此，本发明的具有轴向气隙马达的薄型散热风扇可具有良好的风扇性能。并通过本发明的薄型散热风扇的轴向气隙马达尺寸选用方法，供设计者可快速且正确地选出相匹配的轴向气隙马达，以确保组装有该马达的薄型散热风扇能由适当大小的驱动电流驱动运作，且运作时能产生适当的风量与风压，从而具有良好的风扇性能。

附图说明

图1：现有的风扇的结构示意图。

图2：本发明第一较佳实施例的侧剖结构图。

图3：本发明第一较佳实施例的俯视结构示意图。

图4：数个轴接部底面至扇轮的轮毂顶面的轴向高度为1.5至3.5毫米且具有不同比值的薄型散热风扇的驱动电流曲线。

图5：本发明第二较佳实施例的侧剖结构图。

图6：本发明第二较佳实施例的俯视结构示意图。

其中：

〔本发明〕

1扇框 2、2’定子组 21轴接部

22、22’基板 23、23’线圈组 3扇轮

31轮毂 311转轴 32扇叶

33磁性元件 G轴向气隙 A、A’第一最大径向宽度

B第二最大径向宽度 H轴向高度

〔现有技术〕

9风扇 91扇框

92叶轮 93马达

931转子结构 932定子结构

Y宽度 X直径。

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，并配合所附图式，作详细说明如下：

请参照图2，其为本发明具有轴向气隙马达的薄型散热风扇的第一较佳实施例，该薄型散热风扇至少包含一扇框1、一定子组2及一扇轮3；该定子组2设于该扇框1内部，该扇轮3可旋转地设于该定子组2，以便借助该定子组2驱动该扇轮3旋转动作。其中，该薄型散热风扇可以为轴流式风扇或鼓风式风扇等形式，本发明以下以鼓风式风扇为例进行说明，但并不以此为限。

在如图2所示的实施例中，上述扇框1是能够导入及导出气流的中空框体结构；上述定子组2设置于该扇框1内部，该定子组2大致上包含有一轴接部21、一基板22及一线圈组23，该轴接部21可一体成型或能够拆装地结合于该扇框1，该基板22设于该轴接部21外周边，用以电性连接一驱动电路（未绘示），以便驱动该扇轮3旋转动作；该线圈组23则可借助印刷线圈或电铸制程等方式设置于该基板22上，使该定子组2形成一薄型定子。其中，该基板22可以为电路板，使其驱动电路直接设置于该基板22上；或者，也可以通过外接驱动电路的配置方式，进一步地降低整体薄型散热风扇的轴向总高度。

上述扇轮3至少包含一轮毂31、数个扇叶32及一磁性元件33，该轮毂31可旋转地设于上述定子组2并供该数个扇叶32及磁性元件33结合；在本较佳实施例中，该轮毂31可由一转轴311而能够旋转地设于该定子组2的轴接部21，该数个扇叶32环设于该轮毂31的外缘，且该数个扇叶32可选择与该轮毂31一体成型或可拆装地结合，该磁性元件33则结合于该轮毂31的一表面并与该定子组2的线圈组23相对，且该磁性元件33与该线圈组23之间具有一轴向气隙G。

请参照图2、3，在该薄型散热风扇的轴向上，该轴接部21的底面至该扇轮3的轮毂31顶面具有一轴向高度H，且该轴向高度H为1.5至3.5毫米；在该薄型散热风扇的径向上，该定子组2的线圈组23具有一第一最大径向宽度A，该扇轮3的轮毂31则具有一第二最大径向宽度B，该第一最大径向宽度A与该第二最大径向宽度B具有一比值（A/B）。请参照图4，图4是数个轴接部底面至扇轮的轮毂顶面的轴向高度为1.5至3.5毫米且具有不同比值的薄型散热风扇的驱动电流曲线；由图4可知，当所述比值（A/B）为0.7～1.3时，其对应的薄型散热风扇能具有适当的驱动电流，且运作时可产生适当的风量与风压，不会因为驱动电流过高而具有耗能的缺点，也不会因为扇轮3过大而妨碍气流进出扇框1，或是因为扇轮3过小而无法提供足够的风量与风压；亦即，符合该比值（A/B）的薄型散热风扇确实能具有良好的风扇性能。其中，尤以该比值（A/B）为0.85～1.15的薄型散热风扇，能在驱动电流与风量及风压之间取得最适当的平衡，提供具有更佳风扇性能的薄型散热风扇。

据此，本发明可提供一种薄型散热风扇的轴向气隙马达尺寸选用方法，包含：依所欲达到的风扇性能，选定一定子组2的线圈组23在径向上的第一最大径向宽度（A）与一扇轮3的轮毂31在径向上的第二最大径向宽度（B）的比值（A/B），且该比值（A/B）为0.7～1.3；及选定该第一最大径向宽度（A）或是该第二最大径向宽度（B）的值；将该第一最大径向宽度（A）或该第二最大径向宽度（B）的值代入所选定的比值（A/B），以换算得到该第二最大径向宽度（B）或是该第一最大径向宽度（A）的值；其中，在该薄型散热风扇的轴向上，其轴接部底面至扇轮的轮毂顶面具有一轴向高度，该轴向高度为1.5至3.5毫米。如此，即可快速且正确地选出相匹配的轴向气隙马达，以确保组装有该马达的薄型散热风扇能由适当大小的驱动电流驱动运作，且运作时能产生适当的风量与风压，从而具有良好的风扇性能。

请参照图5、6，其为本发明具有轴向气隙马达的薄型散热风扇的第二较佳实施例，该第二较佳实施例大致上同于前述第一较佳实施例，其主要差异在于：在本发明的第二较佳实施例中，定子组2’的线圈组23’并非借助印刷线圈、电铸等方式设置于基板22’上，而是选择以绕线的方式，将分别卷绕成数组的线圈设置于该基板22’上，其中该线圈组23’可通过有芯或无芯的方式绕线，本发明并不限制。

如上所述的薄型散热风扇，在该薄型散热风扇的径向上，该定子组2’的线圈组23’具有一第一最大径向宽度A’，该扇轮3的轮毂31则具有一第二最大径向宽度B，该第一最大径向宽度A’与该第二最大径向宽度B具有一比值（A’/B）。当所述比值（A’/B）为0.7～1.3之间时，其对应的薄型散热风扇的同样能由适当大小的驱动电流驱动运作，且运作时能产生适当的风量与风压，以具有良好的风扇性能；此外，同样是该比值（A’/B）为0.85～1.15的薄型散热风扇，能在驱动电流与风量及风压之间取得最适当的平衡，提供具有更佳风扇性能的薄型散热风扇。

综上所述，本发明的具有轴向气隙马达的薄型散热风扇，是使其风扇构件尺寸符合一较佳比例，以确保该薄型散热风扇能由适当大小的驱动电流驱动运作，且运作时能产生适当的风量与风压，从而具有良好的风扇性能。

本发明的薄型散热风扇的轴向气隙马达尺寸选用方法，是可快速且正确地选出相匹配的轴向气隙马达，以确保组装有该马达的薄型散热风扇能由适当大小的驱动电流驱动运作，且运作时能产生适当的风量与风压，从而具有良好的风扇性能。

只是以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施范围；故，凡依本实用新型申请专利范围及创作说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (5)

1.一种具有轴向气隙马达的薄型散热风扇，其特征在于，其包含：

一个扇框；

一个定子组，具有一个轴接部、一个基板及一个线圈组；及

一个扇轮，由一个轮毂可旋转地设于该定子组的轴接部，数个扇叶环设于该轮毂外缘，一个磁性元件结合于该轮毂的一个表面并与该定子组的线圈组相对，该磁性元件与线圈组之间具有一个轴向气隙；

其中，在该薄型散热风扇的轴向上，该轴接部的底面至该扇轮的轮毂顶面具有一个轴向高度，该轴向高度为1.5至3.5毫米；在该薄型散热风扇的径向上，该定子组的线圈组具有一个第一最大径向宽度A，该扇轮的轮毂具有一个第二最大径向宽度B，两者的比值A/B为0.7～1.3。

2.如权利要求1所述的具有轴向气隙马达的薄型散热风扇，其特征在于，该比值A/B为0.85～1.15。

3.如权利要求1或2所述的具有轴向气隙马达的薄型散热风扇，其特征在于，该轴接部结合于该扇框，该基板设于该轴接部外周，该线圈组设于该基板。

4.一种薄型散热风扇的轴向气隙马达尺寸选用方法，其特征在于，包含：选定一个定子组的线圈组在径向上的第一最大径向宽度A与一个扇轮的轮毂在径向上的第二最大径向宽度B的比值A/B，且该比值A/B为0.7～1.3；及选定该第一最大径向宽度A或是该第二最大径向宽度B的值；将该第一最大径向宽度A或该第二最大径向宽度B的值代入所选定的比值A/B，以换算得到该第二最大径向宽度B或是该第一最大径向宽度A的值；其中，在该薄型散热风扇的轴向上，其定子组的轴接部底面至扇轮的轮毂顶面具有一个轴向高度，该轴向高度为1.5至3.5毫米。

5.如权利要求4所述的薄型散热风扇的轴向气隙马达尺寸选用方法，其特征在于，该比值A/B为0.85～1.15。