CN105680607B - 风扇及其马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种马达，其包括一底座、一轴套、一轴承结构、一定子结构、一转子结构以及一磁性元件。底座具有一承载平台，轴套与底座连结；轴承结构设置于轴套内，定子结构套设于轴套外；转子结构具有一转轴，且转轴穿设轴承结构。磁性元件对应转轴而设置于承载平台，磁性元件磁性作用于转轴。一种配置上述马达的风扇亦一并揭露。

Description

风扇及其马达

本发明是中国发明专利申请(申请号：201110066841.9，申请日：2011年3月18日，发明名称：风扇及其马达)的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种风扇及其马达，特别是涉及一种配置磁性元件以磁性吸附转轴，使转轴稳定转动的风扇及其马达。

背景技术

请参照图1A所示，其为一种现有风扇1A及其马达10。其中，风扇1A包括一马达10以及一叶轮40，马达10连结并驱动叶轮40转动，叶轮40具有一轮毂41及多个扇叶42。马达10具有一转子组11、一定子组12及一外框13。转子组11透过扣环14与定子组12进行连接，转子组11的磁带111与定子组12的线圈121的中心点为同一高度，亦即磁带111的磁力中心A与线圈121的磁力中心B是位于相同的水平线上。因此，当转子组11转动后，在吸风进入及排风出去的同时，将会对转子组11形成一向上的反制力，导致转子组11出现往复的上、下震动，进而带动转子组11的转轴112产生同步的上、下位移，而造成风扇1A在运转中发出噪音并使得扣环14或其它元件产生磨损而加速劣化。

为了降低噪音并减低磨损，有一些现有技术提出一种风扇1B及其马达。请参阅图1B所示，风扇1B的磁带111的磁力中心A设置较线圈121的磁力中心B微高，也就是说，磁带111的中心点高于线圈121的中心点，而使得两者的磁力中心形成高低的位差。因此，在转子组11转动之后，线圈121环周的磁场在带动转子组11旋转时，将会对磁带111产生一吸力，并成为将转子组11向下拉的牵制力，以减少转子组11向上的悬浮力。

由于风扇的马达可能运用于多种不同的转速与环境之下，例如是高转速或反装，然而，当运用于反装的状况下时，风扇1B将无法透过错位设置所产生的吸力吸附转子组11，因而大大地限制了风扇1B的应用性。另外，由于转子组11部分的运转力变为悬浮力，因此使得风扇1B的转速无法提升。

因此，如何提供一种风扇及其马达，使其能够降低噪音与振动，进而减低元件的磨损，并提高可应用性，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种能够稳定运作，降低噪音及振动，进而减低元件的磨损，并提高可应用性的风扇及其马达。

为达上述目的，依据本发明的一种马达，其包括一底座、一轴套、一轴承结构、一定子结构、一转子结构以及一磁性元件。底座具有一承载平台，轴套与底座连结；轴承结构设置于轴套内，定子结构套设于轴套外；转子结构具有一转轴，且转轴穿设轴承结构。磁性元件对应转轴而设置于承载平台，磁性元件磁性作用于转轴。

在本发明的一实施例中，底座可全部由导磁性材料制成，导磁性材料例如但不限于为金属或合金，故底座可为金属底座，金属例如为铁。或者，为例如轻量化考量，可仅有底座的承载平台由导磁性材料制成，底座的其余部分则可由非导磁性材料制成，例如金属、合金或刚性较高的塑胶。

在本发明的一实施例中，由于磁性元件所在的承载平台是由导磁性材料制成，因此磁性元件可吸附于承载平台。或者，磁性元件可通过其他连结手段设置于承载平台，例如粘着、卡固、螺锁等。

在本发明的一实施例中，轴套可例如采用不同于底座或承载平台材质的塑胶材质，通过射包成型方式连结底座的承载平台，轴套射包该底座，使底座与轴套一体成型为单一构件，以提高不同材质间的连结强度。此外，底座可具有至少一破孔(穿透的孔)或盲孔(未穿透的孔)，轴套的材料(例如塑胶)包覆破孔或盲孔，由此增加不同材料间的接触面积，进一步提高连结强度。需注意者，本发明所称破孔或盲孔非以圆形孔为限，任何规则或不规则的形状的开口均可，同样均能够使轴套的材料包覆开口而与底座紧密连结。

在本发明的一实施例中，轴承结构可为含油轴承(sleeve bearing)，马达还可包括一油封结构，油封结构设置于轴套内，并邻近轴承结构的顶端，转轴穿设油封结构的穿孔。油封结构用以防止马达运转时，含油轴承的润滑油自轴套顶端开口喷出，避免漏油而影响转轴运转的自润效能。

在本发明的一实施例中，磁性元件可为磁铁或磁石，转轴可为导磁性材料制成。

为达上述目的，依据本发明的一种风扇，其包括一叶轮以及一马达，马达连结并驱动叶轮转动。其中，马达的构成及其变化态样已详述于上，在此不再赘述。

在本发明的一实施例中，叶轮可具有一轮毂(hub)及多个扇叶(blades)。

在本发明的一实施例中，风扇可为轴流式风扇或离心式风扇。

承上所述，因依据本发明的一种风扇及其马达，通过配置磁性元件以磁性吸附使转轴稳定转动，提供马达等速运转时较低的噪音及振动，更能够在马达加速运转时，避免噪音及振动过大，从而实现能够降低噪音及振动，进而减低元件的磨损，并提高可应用性。

附图说明

图1A为现有风扇及其马达的示意图；

图1B为另一种现有风扇及其马达的示意图；

图2为依据本发明较佳实施例的一种风扇及其马达的示意图；

图3A至图5B为依据本发明较佳实施例的马达于底座具有破孔的示意图；

图6A及图6B为依据本发明较佳实施例的风扇与现有风扇的振动值的量测比较图；以及

图7至图9为依据本发明的风扇及其马达不同变化态样的示意图。

主要元件符号说明

1A、1B、2、3、4、5：风扇

10、20：马达

11：转子组

111、233：磁带

112、234：转轴

12：定子组

121、221：线圈

13：外框

14：扣环

21：轴承结构

22：定子结构

222：磁极片

23：转子结构

232：金属壳

24：磁性元件

26：底座

260：承载平台

261：破孔

27：轴套

28：油封结构

281：穿孔

29：耐磨片

30、40：叶轮

31、41：轮毂

32、42：扇叶

A、B：磁力中心

O：通孔

P：电路板

S：容置空间

W₁、W₂：振动波形

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依据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。

首先，请参照图2，其为依据本发明较佳实施例的一种风扇2及其马达20。其中，风扇2包括一马达20以及一叶轮30，马达20连结并驱动叶轮30转动，风扇可为轴流式风扇或离心式风扇，以下虽以轴流式风扇为例作说明，然而并不以此为限。叶轮30具有一轮毂31及多个扇叶32，详而言之，马达20连结轮毂31，当马达20驱动轮毂31转动时，多个扇叶32带动气流，而构成风扇。由于马达带动叶轮运转所构成的风扇，其整体构成与实施方式乃本领域具有通常知识者所公知，因此不再赘述。

马达20包括一底座26、一轴套27、一轴承结构21、一定子结构22、一转子结构23及一磁性元件24。轴套27与底座26连结，轴承结构21设置于轴套27内，定子结构22套设于轴套27外，转子结构23具有一转轴234，且转轴234穿设轴承结构21，转轴234为导磁性材料制成。由于马达的整体构成与实施方式乃本领域具有通常知识者所公知，因此不再赘述。

当轴承结构21为含油轴承(sleeve bearing)时，马达20更可包括一油封结构28，油封结构28设置于轴套27内，并邻近轴承结构21的顶端，转轴234穿设油封结构28的穿孔281。油封结构28可用以防止马达20运转时，轴承结构(含油轴承)21的润滑油自轴套27顶端开口喷出，避免漏油而影响转轴234运转的自润效能。

底座26具有一承载平台260，底座26可全部由导磁性材料制成，导磁性材料例如但不限于为金属或合金，金属例如为铁，故底座26可为金属底座。另外，为例如轻量化考量，可仅有底座26的承载平台260由导磁性材料制成，而底座26的其余部分则可由非导磁性材料制成，例如金属、合金或刚性较高的塑胶；亦即，在实际运用上，底座26可由单一金属、合金或金属与塑胶的组合所构成，无论底座26的材质为何，只要其承载平台260为导磁性材料构成即可。此时，底座26部分由导磁性材料构成的承载平台260的范围以对应例如轴套27的投影范围为佳，然而其非限制性。

磁性元件24对应转轴234而设置于承载平台260及轴套27所形成的容置空间S，且磁性元件24设置于承载平台260，磁性元件24可为磁铁或磁石，承载平台260提供磁性元件24设置于其上。由于磁性元件24所在的承载平台260是由导磁性材料制成，因此磁性元件24可吸附于承载平台260。或者，磁性元件24可通过其他连结手段而设置于承载平台260，例如粘着、卡固、螺锁等，发明对此并不限制；磁性元件24的尺寸及形状则可依据实际马达产品的设计与需求而选用，例如是圆柱状或环柱状，且磁性元件24的直径可等于、略大于或大于转轴234的直径。另外，由于磁性元件24的尺寸是依据马达2的设计与需求而定，且磁力与距离的平方成反比，磁性元件24与电路板P分隔设置，且磁性元件24设置于具导磁能力的承载平台260，使磁性元件24产生的磁性回路不致影响电路板P上电子元件的运作。

磁性元件24、导磁性材料构成的承载平台260与导磁性材料制成的转轴234形成磁性回路，其磁性作用使转轴234转动时较为稳定平顺地运作，降低噪音及振动，提供马达等速运转时较低的噪音及振动，更能够在马达加速运转时，避免噪音及振动过大。此外，转轴234底部与磁性元件24之间，可设有一耐磨片29，使转轴234转动较为稳定平顺，能够减低转轴234的磨损。

轴套27可采用不同于底座26或承载平台260的材质，例如但不限于塑胶，而可通过射包成型方式，使轴套27射包底座26，先将底座26设置于模具内，再以射出成型方式射出塑料，故在射出成型轴套27的同时，将轴套27连结底座26的承载平台260，使底座26与轴套27一体成型为单一构件，以提高不同材质间的连结强度。如图2所示，轴套27进行射出成型时，射出的塑料尚可包覆承载平台260的底部，以提高连结强度。于本实施例中，塑料可为冷却固化型塑料、热固化型塑料或光固化型塑料。

此外，如图3A至图5B所示，底座26可具有至少一破孔(穿透的孔)261，本实施例以多个破孔261为例作说明，其非可用以限制本发明。该些破孔261可呈对称或不对称配置，该些破孔261彼此的形状或尺寸亦可相同或不相同，而对应设置磁性元件24的承载平台邻近中间处可不设破孔(图3A、图4A、图5A)，也可设有破孔(如图3B、图4B、图5B)。射出成型时，构成轴套27的材料(例如塑胶)会包覆破孔261与邻近破孔261周围的底座26底部，由此增加不同材料间的接触面积，进一步提高连结强度。需注意者，以上虽以破孔为例，然而盲孔(未穿透的孔，图未显示)也为可行者，射出成型时，构成轴套27的材料(例如塑胶)同样会填入盲孔，同样能够达到提高连结强度的效用。

定子结构22套设于轴套27的外周缘，定子结构22包括线圈221及磁极片222。其中，线圈221缠绕于磁极片222。此外，磁极片222，例如是硅钢片。转子结构23具有一金属壳232、一磁带233及一转轴234。其中，磁带233是环设于金属壳232的内侧，并对应环绕线圈221及磁极片222构成的定子结构22。

通过上述的组成结构，当马达20启动时，定子结构22的线圈221将以电力激磁，而磁力经由磁极片222而与转子结构23的磁带233产生磁作用力，使得转子结构23进行转动。转子结构23的转轴234因为受到磁性元件24的磁性作用吸引，转子结构23将可更为稳定的运转，进而降低振动与噪音的产生，并减少元件的磨损。

另外，值得一提的是，由于磁性元件24是设置于底座26及轴套27所形成的容置空间S，因此磁性元件24将可直接透过轴套27进行水平方向的定位，并通过与底座26的磁吸力进行垂直方向的定位，而不需额外设置其他的定位及固定元件，将可简化马达20的整体设计。

请参照图6A及图6B，其为配置磁性元件24的风扇2与未配置磁性元件的风扇1A，二者在风扇启动瞬间及定转速下的振动值的量测比较图。由图6A可知，未配置磁性元件的风扇1A在启动瞬间的振动波形W₁与风扇2的振动波形W₂相较，振动波形W₁具有较大的波动，且振动波形W₁的最大值远大于振动波形W₂的最大值。此外，在图6B所示的定转速运作下的量测比较图可知，风扇1A所产生的振动也大于风扇2的振动情况。因此，风扇2与现有风扇1A相对较，风扇2无论是在暂态运转或稳态运转时的振动波形W₂，皆优于风扇1A的振动波形W₁。换句话说，风扇2确实能够有效地降低振动及其所产生的噪音。

接着，请参照图7至图9，其为本发明较佳实施例的风扇及其马达不同变化态样的示意图。如图7所示，风扇3与风扇2的差异在于：风扇3的承载平台260具有一破孔261。其中，风扇3是透过构成轴套27的材料(例如塑胶)包覆破孔261与邻近破孔261周围的底座26底部，由此增加不同材料间的接触面积，提高连结强度。因而，风扇3并无产生润滑油外漏的疑虑。

如图8所示，风扇4与风扇2的差异在于：底座26未设置破孔261，风扇4于射出成型轴套27时，构成轴套27的材料(例如塑胶)包覆底座26的底部时，留有至少一通孔O，在本发明中，此通孔O也可有可无。由于风扇4的承载平台260并不具有破孔，因此在不影响结构的稳定性及润滑油外漏的前提之下，射出成型留有通孔O可节省塑料的用量以节省成本，并同时增加风扇4在制作时，夹具(图未显示)的夹持空间以便于制作工艺进行。此外，射出成型轴套27时可依据实际的需求而设置多个通孔O。

接着，请参照图9，在本实施例中，风扇5与风扇2的差异在于：风扇5的承载平台260具有一破孔261，且射出成型轴套27时留有两个通孔O，再次强调，在本发明中，此通孔O也可有可无。其中，破孔261与通孔O为错位设置，因此，风扇5并无产生润滑油外漏的疑虑。

综上所述，因依据本发明的一种风扇及其马达，通过配置磁性元件以磁性吸附使转轴稳定转动，提供马达等速运转时较低的噪音及振动，更能够在马达加速运转时，避免噪音及振动过大，从而实现能够降低噪音及振动，进而减低元件的磨损，并提高可应用性。

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，均应包含于所附的权利要求中。

Claims (9)

1.一种马达，包括：

底座，该底座的一部分向该马达内部凸起一承载平台，且该底座的该承载平台由导磁性材料制成，该底座的其余部分由非导磁性材料制成；

轴套，其与该底座一体成型为单一构件，且该轴套通过射包成型方式连结该底座的该承载平台；

轴承结构，设置于该轴套内；

转子结构，具有转轴，且该转轴穿设该轴承结构；以及

磁性元件，对应该转轴而设置于该承载平台与该轴套形成的容置空间，且该磁性元件直接通过该轴套进行水平方向的定位，并通过与该承载平台的磁吸力进行垂直方向的定位，该磁性元件磁性作用于该转轴，其中该磁性元件吸附于该承载平台，该底座的材质与该轴套的材质不相同，该底座具有至少一破孔或盲孔，且该破孔或该盲孔的设置位置不在该承载平台上，该轴套的材料为塑料且完全包覆该破孔或该盲孔以及该承载平台的底部。

2.如权利要求1所述的马达，其中该导磁性材料为金属。

3.如权利要求2所述的马达，其中该导磁性材料为合金。

4.如权利要求1所述的马达，其中该轴承结构为含油轴承。

5.如权利要求4所述的马达，还包括：

油封结构，设置于该轴套内，并邻近该轴承结构的顶端，其中该油封结构具有穿孔，该转轴穿设该穿孔。

6.如权利要求1所述的马达，其中该磁性元件为磁铁或磁石，该转轴为导磁性材料制成。

7.如权利要求1所述的马达，其还包括定子结构，套设于该轴套外。

8.如权利要求1所述的马达，其中由该导磁性材料构成的该承载平台的范围对应该轴套在该底座上的投影范围。

9.一种风扇，包括：

叶轮；以及

如权利要求1至8项中任一项所述的马达，该马达连结并驱动该叶轮转动。