CN104235064B - 风扇及其叶轮 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种风扇的叶轮和风扇，叶轮包括一轮毂、多个扇叶、一导磁壳以及一永久磁铁。轮毂具有一顶部及一侧壁，于顶部邻近侧壁的内侧具有多个第一平衡空间。所述多个扇叶环设于该轮毂周围。导磁壳对应设置于该轮毂内侧。永久磁铁环设于导磁壳的内侧，至少部分第一平衡空间夹设于顶部与永久磁铁之间。

Description

风扇及其叶轮

技术领域

本发明涉及一种风扇，具体涉及一种风扇的叶轮。

背景技术

随着系统散热特性需求与日俱增，各种尺寸的风扇使用日渐频繁。风扇的作用在于其运转时可带动气流流动，借此产生热对流以达到对发热体散热的目的。而一般的风扇结构，是于风扇的轮毂向外形成多个扇叶，以在旋转时导引气流流动，然，风扇重心若有偏移，则于转动时将产生晃动或振动的现象。

上述晃动或振动现象不仅会使风扇产生噪音，更可能导致风扇的轴心加速疲劳而缩短风扇的使用寿命，或造成散热效能不彰，进而降低使用该风扇的产品的整体质量。目前的解决方式是于风扇的叶轮部分，设置多个平衡空间，如图1所示，图1为公知叶轮的平衡空间设置方式的示意图。公知叶轮1具有多个凹槽11，其设置于叶轮1的顶部12，并于凹槽11中填入具有重量的对象作为平衡件13，例如配重块，以增加质量的方式使叶轮1于风扇运转时可达平衡的状态。然而，由于这种设计乃为开放的结构，在风扇运动过程中，所添加的平衡件13常会因惯性力作用而脱离，丧失校正风扇平衡的作用，更使风扇运转的震动量过大造成质量不良。因此，公知技术应用于实际生产时，需针对平衡件13另行再铸造模具，且模具必须相当精确，务必使平衡件13置入于凹槽11时能确实保持紧配的状态，否则在风扇运动时可能造成平衡件13脱落。另外，所述多个外露的凹槽11亦会影响风扇的特性以及累积脏污。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种风扇及其叶轮，可保持风扇平衡运转，且同时可避免其累积脏污的情形，以提升风扇效率及整体风扇特性，另外，更可降低平衡件与平衡空间的相互配合的精细程度，以简化制备程序。

为达上述目的，依据本发明的一种风扇的叶轮，包括一轮毂、多个扇叶、一导磁壳以及一永久磁铁。轮毂具有一顶部及一侧壁，于顶部邻近侧壁的内侧具有多个第一平衡空间。所述多个扇叶自侧壁向外延伸。导磁壳对应设置于顶部及侧壁的内侧。永久磁铁环设于导磁壳的内侧，至少部分第一平衡空间夹设于顶部与永久磁铁之间。

在本发明一较佳实施例中，轮毂更具有多个第一分隔件，间隔设置于顶部的内侧且邻近于侧壁，所述多个第一分隔件形成所述多个第一平衡空间。

在本发明一较佳实施例中，所述多个第一分隔件自顶部延伸并顶抵导磁壳、或者所述多个第一分隔件自顶部延伸并嵌合于导磁壳。

在本发明一较佳实施例中，顶部具有多个凹部彼此间隔设置，导磁壳对应所述多个凹部设置多个开口，所述多个凹部与所述多个开口共同形成所述多个第一平衡空间。

在本发明一较佳实施例中，轮毂与导磁壳为一体的整合结构。

在本发明一较佳实施例中，侧壁远离顶部的端缘更具有多个第二平衡空间。

在本发明一较佳实施例中，其中叶轮更包括一平衡物质，容置于所述多个第一平衡空间及/或所述多个第二平衡空间。

为达上述目的，本发明另提供一种风扇，包括一叶轮、一马达以及一扇框。叶轮包括一轮毂、多个扇叶、一导磁壳以及一永久磁铁。轮毂具有一顶部及一侧壁，于顶部邻近侧壁的内侧具有多个第一平衡空间。所述多个扇叶自侧壁向外延伸。导磁壳对应设置于顶部及侧壁的内侧。永久磁铁环设于导磁壳的内侧，至少部分第一平衡空间夹设于顶部与永久磁铁之间。马达连接并驱动叶轮转动。叶轮与马达均容置于扇框。

综上所述，本发明的风扇及其叶轮，轮毂具有多个第一平衡空间，设置于顶部邻近侧壁的内侧，故第一平衡空间隐藏于轮毂顶部的内侧，相较于公知外露的平衡空间，更可避免其累积脏污的情形，且轮毂外型的完整性，可使风扇运转时所导引的气体流场更为平顺。又，永久磁铁环设于导磁壳的内侧，且遮蔽部分的第一平衡空间，使平衡物质容置于第一平衡空间时，平衡物质夹设于轮毂与永久磁铁之间，在风扇运转时，平衡物质不会有脱落的情形，以维持风扇运转的稳定性。且此种设计无需另外将平衡物质固定于轮毂与永久磁铁之间，通过风扇运转时所产生的离心力，以及永久磁铁的设置，即可达到固定的功效。

另外，于轮毂壁厚较薄的构型，可通过设置第一分隔件以形成第一平衡空间，轮毂及导磁壳无需另外开孔，可维持轮毂及导磁壳的完整性。而对于轮毂壁厚较厚的构型，更可通过调整第一平衡空间的口径大小以及相对于中心，以形成较大体积第一平衡空间，而不会受到永久磁铁的设置位置的影响。

附图说明

图1为公知叶轮的平衡空间设置方式的示意图。

图2为依据本发明第一实施例的叶轮的分解示意图。

图3为图2所示的轮毂与永久磁铁的组合示意图。

图4为图2所示的叶轮组合后的剖面示意图。

图5为图2所示的叶轮的组合示意图。

图6为依据本发明第二实施例的叶轮的分解示意图。

图7为图6所示的轮毂与永久磁铁的组合示意图。

图8为图6所示的叶轮组合后的剖面示意图。

图9为图6所示的叶轮的组合示意图。

图10为依据本发明第一实施例的风扇的分解示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、2、2a：叶轮

11：凹槽

12、211、211a：顶部

13：平衡件

21、21a：轮毂

212、212a：侧壁

213、213a：第一平衡空间

214：第一分隔件

215、215a：第二平衡空间

216、216a：第二分隔件

217a：凹部

22、22a：扇叶

23、23a：导磁壳

231：注料孔

232a：开口

24、24a：永久磁铁

25、25a：平衡物质

26、26a：轴心

3：马达

4：扇框

F：风扇

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扇框，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。

图2为依据本发明第一实施例的叶轮的分解示意图，图3为图2所示的轮毂与永久磁铁的组合示意图，请同时参考图2及图3所示。本发明第一实施例的叶轮2，包括一轮毂21、多个扇叶22、一导磁壳23以及一永久磁铁24。其中，轮毂21具有一顶部211及一侧壁212，扇叶22自侧壁212向外延伸。轮毂21于顶部211邻近侧壁212的内侧具有多个第一平衡空间213，于本发明第一实施例中，轮毂21更具有多个第一分隔件214，间隔设置于轮毂21的顶部211的内侧，且邻近于侧壁212，而第一分隔件214可例如但不限于肋条、凹杯结构，通过其间隔设置以形成第一平衡空间213。详细而言，导磁壳23对应设置于顶部211与侧壁212的内侧，当导磁壳23设置于轮毂21的内侧时，第一分隔件214自顶部211延伸并顶抵导磁壳23，进而言之，第一分隔件214自顶部211延伸并嵌合于导磁壳23。

较佳地，轮毂21与导磁壳23为一体的整合结构，于第一实施例中，轮毂21与导磁壳23是以双料一体成型的方式制成，可例如但不限于以射包方式形成，即以塑料材料（轮毂21）包覆导磁壳23而形成一体的整合结构。图4为图2所示的叶轮组合后的剖面示意图，请同时参考图2及图4所示。导磁壳23更具有多个注料孔231，使塑料材料可通过注料孔231，并于导磁壳23的两侧形成轮毂21的结构，其中一侧为顶部211，另一侧为自顶部211延伸的第一分隔件214，且第一分隔件214的构型是通过模具的设计而形成，并与导磁壳23相互嵌合。

于第一实施例中，通过第一分隔件214的间隔设置形成第一平衡空间213的设计，故可应用于壁厚较薄的轮毂21，且导磁壳23仅需设置开口较小的注料孔231，使塑料材料可以通过即可，故可维持导磁壳23结构的完整性。于其他实施例中，轮毂与导磁壳亦可为非一体的结构，通过导磁壳分成顶部及侧壁二部分，分别对应于轮毂的顶部及侧壁的内侧，形成第一分隔件自轮毂的顶部延伸并顶抵导磁壳的结构，以共同形成第一平衡空间。另外，轮毂21亦无需另外开孔，且顶部211呈现完整无开口的结构，相较于公知叶轮的轮毂，更可避免其累积脏污的情形，而风扇运转时所导引的气体流场亦可更为平顺。

图5为图2所示的叶轮的组合示意图，请同时参考图4及图5所示。永久磁铁24环设于导磁壳23的内侧，且至少部分第一平衡空间213夹设于顶部211与永久磁铁24之间，换言之，永久磁铁24遮蔽部分的第一平衡空间213。而当叶轮2应用于风扇时，为求风扇运转的顺畅及平衡，叶轮2还更包括有平衡物质25，容置于第一平衡空间213。一般而言，风扇运转不平衡而造成震动的情形，其发生于不同区域的轮毂21或扇叶22的重量相异时，故于重量较轻的区域，可于邻近第一平衡空间213内填入平衡物质25，以维持风扇运转的平衡。或者，亦可将定量的平衡物质容置于各个第一平衡空间，再于重量较重的区域，减少该区域的平衡物质的重量。其中，平衡物质25可例如但不限于平衡土或平衡件，较佳使用平衡土。需特别注明的是，为求附图简洁，仅绘制一组平衡物质25容置于第一平衡空间213的态样，而本发明不以此为限。由于永久磁铁24环设于导磁壳23的内侧，使平衡物质25容置于第一平衡空间213时，平衡物质25夹设于轮毂21与永久磁铁24之间，在风扇运转时，平衡物质25不会有脱落的情形，以维持风扇运转的稳定性。

除此之外，轮毂21更具有多个第二平衡空间215，设置于侧壁212远离顶部211的端缘。同样地，轮毂21更具有多个第二分隔件216，间隔设置于侧壁212远离顶部211的端缘以形成第二平衡空间215，而第二分隔件216亦可例如但不限于肋条或凹杯结构。当然，平衡物质25亦可容置于第二平衡空间215，以达成双平面的平衡效果。同样为求附图简洁，仅绘制一组平衡物质25容置于第二平衡空间215的态样，本发明不以此为限。

图6为依据本发明第二实施例的叶轮的分解示意图，图7为图6所示的轮毂与永久磁铁的组合示意图，请同时参考图6及图7所示。本发明第二实施例的叶轮2a，同样具有轮毂21a、自轮毂21a的侧壁212a向外延伸的扇叶22a、容置于轮毂21a内侧的导磁壳23a以及环设于导磁壳23a内侧的永久磁铁24a。轮毂21a于顶部211a邻近侧壁212a的内侧亦具有多个第一平衡空间213a。图8为图6所示的叶轮组合后的剖面示意图，请同时参考图6至图8所示。于本发明第二实施例中，顶部211a具有多个凹部217a彼此间隔设置，且凹部217a邻近于侧壁212a，而导磁壳23a对应凹部217a设置多个开口232a，凹部217a与开口232a共同形成第一平衡空间213a。

同样地，亦不限制轮毂21a与导磁壳23a的连接关系，可以为双料一体成型的方式制成，或是以组装的方式组合轮毂21a与导磁壳23a，仅需使凹部217a与开口232a对应设置以共同形成第一平衡空间213a。于第二实施例中，通过间隔设置的凹部217a与开口232a共同形成第一平衡空间213a的设计，故可应用于壁厚较厚的轮毂21a，使顶部211a可形成凹陷的凹部217a。同样地，轮毂21a的顶部211a的外侧亦呈现完整无开口的结构，相较于公知叶轮的轮毂，亦可避免其累积脏污的情形，而风扇运转时所导引的气体流场亦可更为平顺。

图9为图6所示的叶轮的组合示意图，请同时参考图8及图9所示。与第一实施例相同，永久磁铁24a环设于导磁壳23a的内侧，且至少部分第一平衡空间213a夹设于顶部211a与永久磁铁24a之间。而为求风扇运转的平衡，叶轮2a亦包括有平衡物质25a，容置于第一平衡空间213a内。于第二实施例中，第一平衡空间213a的口径大小以及相对于中心，即相对于叶轮2a的轴心26a的距离，可依照轮毂21a的设计而进行调整。详细而言，若需容置较多或较大体积平衡物质25a，而轮毂21a与导磁壳23a的壁厚不够厚，使得凹部217a与开口232a所形成第一平衡空间213a无法容置平衡物质25a时，便可增大凹部217a与开口232a的口径，使凹部217a与开口232a往轴心26a的方向延伸，即更为靠近轴心26a，进而增加第一平衡空间213a的容置体积，以容置较多或体积较大的平衡物质25a。另外，即便在永久磁铁24a相当地贴近导磁壳23a内侧的情形下，亦可通过调整第一平衡空间213a的口径大小及相对于轴心26a的距离，以增加第一平衡空间213a的容置体积。

于第二实施例中，由于永久磁铁24a同样环设于导磁壳23a的内侧，且遮蔽部分的第一平衡空间213a，使平衡物质25a容置于第一平衡空间213a时，永久磁铁24a可顶抵平衡物质25a，以防止平衡物质25a在风扇运转时，平衡物质25a不会有脱落的情形，以维持风扇运转的稳定性。

除此之外，轮毂21a同样具有多个第二平衡空间215a，亦设置于侧壁212a远离顶部211a的端缘。于第二实施例中，第二平衡空间215a亦通过多个第二分隔件216a，可例如但不限于肋条或凹杯结构，间隔设置于侧壁212a远离顶部211a的端缘以形成第二平衡空间215a。而于其他轮毂壁厚较厚的实施例中，第二平衡空间亦可为凹部结构，本发明不以此为限。同样的，平衡物质25a亦可容置于第二平衡空间215a，以达成双平面的平衡效果。

图10为依据本发明第一实施例的风扇的分解示意图，请参考图10所示。本发明另更提出一种风扇F，包括一叶轮2、一马达3及一扇框4。叶轮2与马达3均容置于扇框4，马达3连接叶轮2，并驱动叶轮2转动。其中，叶轮2的组件结构与特征与第一实施例的叶轮2及第二实施例的叶轮2a相同，于此，仅以第一实施例的标号为例，另请同时参考图2至5。叶轮2同样包括一轮毂21、多个扇叶22、一导磁壳23以及一永久磁铁24。轮毂21具有一顶部211及一侧壁212，于顶部211邻近侧壁212的内侧具有多个第一平衡空间213。所述多个扇叶22自侧壁212向外延伸。导磁壳23对应设置于顶部211及侧壁212的内侧。永久磁铁24环设于导磁壳23的内侧，至少部分第一平衡空间213夹设于顶部211与永久磁铁24之间。另外，叶轮2更具有平衡物质25，可容置于第一平衡空间213，于风扇F运转时，用以平衡叶轮2转动的稳定性。又，叶轮2更具有轴心26，通过轴心26与马达3及扇框4相连接。而其余组件特征及操作方式已详述于前，可参考前述，于此不加赘述。

综上所述，本发明的风扇及其叶轮，轮毂具有多个第一平衡空间，设置于顶部邻近侧壁的内侧，故第一平衡空间隐藏于轮毂顶部的内侧，相较于公知外露的平衡空间，更可避免其累积脏污的情形，且轮毂外型的完整性，可使风扇运转时所导引的气体流场更为平顺。又，永久磁铁环设于导磁壳的内侧，且遮蔽部分的第一平衡空间，使平衡物质容置于第一平衡空间时，平衡物质夹设于轮毂与永久磁铁之间，在风扇运转时，平衡物质不会有脱落的情形，以维持风扇运转的稳定性。且此种设计无需另外将平衡物质固定于轮毂与永久磁铁之间，借由风扇运转时所产生的离心力，以及永久磁铁的设置，即可达到固定的功效。

另外，于轮毂壁厚较薄的构型，可通过设置第一分隔件以形成第一平衡空间，轮毂及导磁壳无需另外开孔，若为一体成型的设计，导磁壳亦仅需设置有注料孔，可维持轮毂及导磁壳的完整性。而于轮毂壁厚较厚的构型，更可通过调整第一平衡空间的口径大小以及相对于中心，以形成较大体积第一平衡空间，而不会受到永久磁铁的设置位置的影响。

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，均应包含于后附的权利要求中。

Claims (16)

1.一种叶轮，其特征在于，包括：

一轮毂，具有一顶部及一侧壁，于该顶部邻近该侧壁的内侧具有多个第一平衡空间；

多个扇叶，环设于该轮毂周围；

一导磁壳，对应设置于该轮毂内，所述导磁壳内设置有一轴心；

一永久磁铁，环设于该导磁壳的内侧，至少部分该第一平衡空间夹设于该顶部与该永久磁铁之间；以及

平衡物质，容置于该第一空间内；

其中该轮毂还具有多个第一分隔件，所述多个第一分隔件间隔设置于该顶部的内侧且邻近于该侧壁，所述多个第一分隔件形成所述多个第一平衡空间。

2.如权利要求1所述的叶轮，其中所述多个第一分隔件自该顶部延伸并顶抵该导磁壳，或自该顶部延伸并嵌合于该导磁壳。

3.如权利要求1或2所述的叶轮，其中该轮毂还包括多个第二分隔件，所述多个第二分隔件间隔设置于该侧壁远离该顶部的端缘，以形成多个第二平衡空间。

4.如权利要求3所述的叶轮，其中所述多个第二平衡空间内容置有平衡物质。

5.如权利要求3所述的叶轮，其中该第一分隔件和该第二分隔件分别为一肋条或凹杯结构。

6.如权利要求1所述的叶轮，其中该轮毂与该导磁壳是以双料一体成型的射包方式制成。

7.如权利要求1所述的叶轮，其中该顶部具有彼此间隔设置的多个凹部，该导磁壳对应所述多个凹部设置多个开口，所述多个凹部与所述多个开口共同形成所述多个第一平衡空间。

8.如权利要求1所述的叶轮，其中该轮毂与该导磁壳为一体的整合结构。

9.一种风扇，其特征在于，包括：

一叶轮，包括：

一轮毂，具有一顶部及一侧壁，于该顶部邻近该侧壁的内侧具有多个第一平衡空间；

多个扇叶，环设于该轮毂周围；

一导磁壳，设置于该轮毂内，所述导磁壳内设置有一轴心；及

一永久磁铁，环设于该导磁壳的内侧，至少部分该第一平衡空间夹设于该顶部与该永久磁铁之间；

平衡物质，容置于该第一平衡空间内；其中该轮毂还具有多个第一分隔件，所述多个第一分隔件间隔设置于该顶部的内侧且邻近于该侧壁，所述多个第一分隔件形成所述多个第一平衡空间；

一马达，连接并驱动该叶轮转动；以及一扇框，该叶轮与该马达容置于该扇框内。

10.如权利要求9所述的风扇，其中该轮毂还具有多个第一分隔件，间隔设置于该顶部的内侧且邻近于该侧壁，所述多个第一分隔件共同形成所述多个第一平衡空间。

11.如权利要求10所述的风扇，其中所述多个第一分隔件自该顶部延伸并顶抵该导磁壳、或自该顶部延伸并嵌合于该导磁壳。

12.如权利要求10或11所述的风扇，其中该轮毂还包括多个第二分隔件，间隔设置于该侧壁远离该顶部的端缘，以形成多个第二平衡空间。

13.如权利要求12所述的风扇，其中所述多个第二平衡空间内容置有平衡物质。

14.如权利要求12所述的风扇，其中该第一分隔件和该第二分隔件分别为一肋条或凹杯结构。

15.如权利要求9所述的风扇，其中该顶部具有彼此间隔设置的多个凹部，该导磁壳对应所述多个凹部设置多个开口，所述多个凹部与所述多个开口共同形成所述多个第一平衡空间。

16.如权利要求9所述的风扇，其中该轮毂与该导磁壳为一体的整合结构。