CN106286336A - 冷却风扇 - Google Patents

Abstract

一种冷却风扇，包括电机、叶轮、以及连接在电机与叶轮之间的传动机构，所述电机形成有输出轴，所述叶轮包括有轮毂以及若干扇叶，所述传动机构包括主动齿轮、与主动齿轮传动连接的从动齿轮、以及与从动齿轮固定连接的连接件，所述连接件收容于轮毂内并与轮毂固定连接，所述电机至少部分收容于所述轮毂内，电机的输出轴与所述主动齿轮固定连接，以驱动传动机构动作并最终带动叶轮转动，本发明冷却风扇通过电机与传动机构的配合驱动叶轮转动，电机具有较小的尺寸，有效减轻风扇的整体重量以及用料，节省成本。

Description

冷却风扇

技术领域

本发明涉及风扇，特别是涉及一种冷却风扇。

背景技术

风扇是常见的冷却设备，其应用广泛，常用如家用落地扇、吊扇等，小型如电脑散热风扇、汽车引擎散热扇等。现有风扇结构是采用电机直接驱动叶轮转动，叶轮罩设于电机上方，电机的输出轴伸出与叶轮连接，带动叶轮转动形成气流，达到散热降温的目的。然而，现有风扇结构对电机的要求较高，使得整体成本高昂。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种结构紧凑、成本低廉的冷却风扇。

一种冷却风扇，包括电机、叶轮、以及连接在电机与叶轮之间的传动机构，所述电机形成有输出轴，所述叶轮包括有轮毂以及若干扇叶，所述传动机构包括主动齿轮、与主动齿轮传动连接的从动齿轮、以及与从动齿轮固定连接的连接件，所述连接件收容于轮毂内并与轮毂固定连接，所述电机至少部分收容于所述轮毂内，电机的输出轴与所述主动齿轮固定连接，以驱动传动机构动作并最终带动叶轮转动。

相较于现有技术，本发明冷却风扇通过电机与传动机构的配合驱动叶轮转动，电机具有较小的尺寸和重量，可有效减轻风扇的整体重量以及用料，节省成本。

附图说明

以下将结合附图及具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1为本发明冷却风扇的爆炸图。

图2为图1的组装图。

图3为图2的另一角度视图。

图4为图1所示风扇的电机与传动机构的组装图，传动机构的顶盖被去除以显示其内部结构。

图5为图1所示风扇的传动机构的放大图。

图6为图5的剖视图。

图7为图6的爆炸图。

图8为本发明冷却风扇的另一实施例的示意图。

图9为图8所示风扇的电机与传动机构的组装图。

图10为图9的爆炸图。

图11为图9的剖视图。

图12为本发明冷却风扇的再一实施例的示意图。

图13为图12的另一角度的示意图。

图14为图12所示风扇的电机与传动机构的组装图。

图15为图14的剖视图。

图16为图14的爆炸图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明冷却风扇优选为车辆引擎用冷却风扇，包括外框10、设置于外框10上的电机20、与电机20枢接的传动机构30、以及与传动机构30连接的叶轮40。

如图1所示，所述外框10的中央形成有风口12，所述风口12的外形、尺寸与叶轮40相对应，叶轮40可转动地设置于所述风口12位置处，形成的气流由所述风口12进/出所述风扇。所述风口12的中央形成一环形的支撑座14，用于安装电机20以及传动机构30。所述支撑座14与外框10通过若干支撑肋16连接，所述支撑肋16沿周向间隔分布，以尽量减小对气流的阻碍。

本实施例中，所述电机20与外框10固定连接，所述传动机构30固定在电机20上，所述叶轮40与传动机构30相固定。如图3及图4所示，所述电机20的尺寸远小于风口12，相对于风口12偏心设置。所述电机20的外壳22向外延伸形成若干支撑臂24，所述支撑臂24的长度不同，每一支撑臂24的末端均叠置于外框10的支撑座14上，用螺钉等固定件可固定连接所述支撑座14与支撑臂24的末端，从而将电机20固定连接在所述外框10的支撑座14上。

如图4所示，所述电机20具有输出轴26，所述输出轴26由外壳22的顶部中央穿出，与传动机构30连接，以带动传动机构30运转。所述电机20的外壳22在其边缘位置处沿轴向向外凸出形成有轴座28，所述轴座28与风口12呈共轴设置，一固定轴50枢接于所述轴座28内。较佳地，所述固定轴50的底端与轴座28过盈配合，使得固定轴50不能转动。所述固定轴50的顶端穿过传动机构30并与叶轮40相枢接，保证传动机构30及叶轮40的共轴性并支持其转动。

所述传动机构30在电机20与叶轮40之间传递动力，请同时参阅图4至图7，本实施例中，所述传动机构30为齿轮传动，包括有固定座32、设置于固定座32上的主动齿轮34、从动齿轮36、以及连接件38。其中，所述主动齿轮34与电机20的输出轴26固定连接，所述从动齿轮36与主动齿轮34相啮合，所述连接件38与从动齿轮36固定连接为一体，电机20启动驱动主动齿轮34转动，带动从动齿轮36以及与之连接的连接件38转动，最终带动叶轮40转动，形成气流散热。

所述固定座32用于支撑从动齿轮36以及连接件38的转动，如图6及图7所示，其包括圆形的底板320以及由所述底板320的外边缘垂直向上延伸形成的环缘322。所述底板320的中央沿轴向向下延伸形成一套筒324，并沿轴向向上延伸形成一轴套326。所述轴套326、套筒324均与固定座32同轴设置，其中所述轴套326的内径与固定轴50的直径相当或略小，所述套筒324的内径则与电机20的轴座28的外径相当。组装时，所述轴座28插接于套筒324内并与所述固定座32的底面相接触，在轴向上对固定座32形成定位。所述固定轴50穿过固定座32的轴套326并与固定座32形成固定连接，使得所述固定座32不能转动。所述固定轴50与固定座32可以是过盈配合等。

所述固定座32的底板320对应电机20的输出轴26形成有通孔328，所述通孔328靠近底板320的外边缘，偏离轴套326一定距离，电机20的输出轴26的顶端穿过所述底板320上的通孔328后与主动齿轮34固定连接，带动主动齿轮34随其同步转动。本实施例中，如图6-7所示，所述从动齿轮36为内齿轮，叠设于固定座32的环缘322上并环绕所述主动齿轮34。所述从动齿轮36的尺寸远大于主动齿轮34，两者呈偏心设置并相互啮合。在其它实施例中，所述从动齿轮36也可以是外齿轮，此时其与主动齿轮34并排设置并相啮合。另外，所述从动齿轮36、主动齿轮34可以是相匹配的斜齿轮、直齿轮等。

所述连接件38叠设于从动齿轮36上，较佳地，如图6所示，所述从动齿轮36与连接件38以及固定座32的接触面，即从动齿轮36的顶面与连接件38的底面，以及从动齿轮36的底面与固定座32的环缘322的顶面，均形成相匹配的Z形阶梯面，以此在径向上形成定位，保证从动齿轮36以及连接件38在转动时的稳定性，减小噪音的产生。本实施例中，所述连接件38为圆形平板，其中央沿轴向向下凸出形成有轴承座39，所述轴承座39内设置有轴承60，固定轴50穿过所述轴承60后与所述叶轮40相枢接。较佳地，所述轴承60为滚珠轴承，其内环与固定轴50固定连接，外环与所述连接件38的轴承座39固定连接，如此连接件38在转动时形成滚动摩擦，有效降低转动的阻力。

如图1所示，所述叶轮40包括轮毂42以及由轮毂42向外辐射的若干扇叶44。其中，所述轮毂42为底端开口的圆筒状结构，其直径与外框10的支撑座14相当，包括一圆形的顶壁46以及由所述顶壁46的边缘沿轴向向下延伸的环形侧壁48。所述扇叶44由轮毂42的侧壁48一体向外延伸，沿周向均匀间隔设置。所述轮毂42的顶壁46的中央形成有圆孔460，用于与所述固定轴50相枢接，所述圆孔460的直径可以略大于固定轴50。环绕所述圆孔460，所述顶壁46上还形成有若干气孔462，气流可以由所述气孔462进/出所述叶轮40，减小轮毂42对气流的阻碍。所述顶壁46在靠近其边缘位置还形成有若干固定孔464，用于叶轮40的固定连接。

如图7所示，所述连接件38与从动齿轮36分别沿径向向外延伸形成有臂部37，所述臂部37上均形成有锁孔370，所述锁孔370与叶轮40的固定孔464(图1)分别相对应。组装时，所述轮毂42罩设于电机20以及传动机构30上，轮毂42的侧壁48环绕电机20以及传动机构30，顶壁46与传动机构30的连接件38相叠；所述固定轴50顺次穿过传动机构30的固定座32的轴套326、连接座的轴承座39内的轴承60，枢接于所述叶轮40的轮毂42的顶壁46的圆孔460内；螺钉、销钉等固定件穿过轮毂42的顶壁46的固定孔464、连接件38及从动齿轮36的臂部37的锁孔370将三者固定连接。电机20启动带动主动齿轮34转动，进而驱动与之啮合的从动齿轮36旋转，最终带动与其固定连接的连接件38以及叶轮40绕固定轴50转动，驱动空气流动形成强制气流散热。

优选地，本发明的冷却风扇用电机20的输出转速为9000rpm，传动机构30的速比为3.5，重量小于1千克，优选小于900克。

图8所示为本发明冷却风扇的另一实施例，其不同之处主要在于传动机构30。请同时参阅图9至图11，所述传动机构30包括固定座32、主动齿轮34、从动齿轮36、及连接件38。所述固定座32呈中空圆筒状，其外壁面向外延伸形成有若干支撑臂33，所述支撑臂33叠置于风扇外框10的支撑座14上，螺钉等固定件穿过所述支撑座14及支撑臂33将传动机构30固定在外框10上。所述固定座32的中央形成有隔板31，将固定座32的内部空间分为上下两部分，固定座32的底部通过螺钉连接有底板320，将隔板31下方的空间封闭。优选地，固定座32与外框10的风口同心设置。

本实施例中，所述电机20收容于固定座32内并位于隔板31上方；所述主动齿轮34与从动齿轮36位于隔板31下方，承载于所述底板320上；所述连接件38则位于固定座32的下方，并收容于叶轮40的轮毂42内。其中，所述电机20的输出轴26穿过隔板31后与主动齿轮34固定连接；所述从动齿轮36为内齿轮，环套主动齿轮34并与之相啮合。所述从动齿轮36的底部通过螺钉等与一圆盘70固定连接或从动齿轮36与圆盘70直接一体成型而成整体式结构，所述圆盘70的中央固定连接一转轴72，所述转轴72穿过固定座32的底板320后与连接件38固定连接。本实施例中，所述连接件38呈“Y”字形，沿径向向外辐射形成若干臂部37，每一臂部37的末端形成一锁孔370，螺钉等穿过所述锁孔370与叶轮40的轮毂42固定连接。优选地，底板320设通孔，通孔内安装有轴承74如滚珠轴承以支撑转轴72，转轴72的一端穿过圆盘70后可通过轴承76如滑动轴承安装至隔板31。

较佳地，在组装后，所述隔板31不高于所述轮毂42的开口端，连接件38、主动齿轮34、从动齿轮36完全收容于轮毂42内，电机20至少部分位于轮毂42内，以降低风扇在轴向上的整体高度。电机20启动时，带动与之连接的主动齿轮34同步转动，进而驱动与之啮合的从动齿轮36转动。由于从动齿轮36尺寸较大，其相较于主动齿轮34具有较低的转速，也就是说通过主动齿轮34、从动齿轮36的配合对电机20可以有效地进行减速。从动齿轮36的转动带动与其固定连接的圆盘70、转轴72、连接件38同步转动，最终带动叶轮40转动形成气流散热。相较于前一实施例，将电机20设置于传动机构30的固定座32内，固定座32与外框10相连，可以避免电机20的震动直接传递至外框10，有效减小噪音的产生，同时，齿轮34、36收容于一个封闭的空间内，可减少向外传出的噪音。

图12所示为本发明冷却风扇再一实施例，其传动机构30与电机20呈同轴设置。请同时参照图13-16，本实施例中，传动机构30的固定座32的一端收容于叶轮轮毂22内，另一端收容于外框10的支撑座14内，传动机构30的从动齿轮36环套主动齿轮34并与主动齿轮34同轴设置，由于主动齿轮34远小于从动齿轮36，两者相分离，中间设置有中间齿轮35也即惰轮在两者之间传动。较佳地，所述中间齿轮35为多个，呈对称设置，每一中间齿轮35同时与主动齿轮34以及从动齿轮36相啮合。电机20的输出轴26穿过隔板31与主动齿轮34固定连接，圆盘70靠近电机侧设轴承孔，轴承孔内安装有轴承76如滚珠轴承，电机输出轴26的末端穿过主动齿轮34后收容于轴承76内，优选地，电机输出轴26穿过主动齿轮34后的末端外径小于输出轴收容于主动齿轮34部分的外径。转轴72的两端分别固定至所述圆盘70和连接件38，这样，连接件38通过转轴72、圆盘70与从动齿轮36固定连接。电机20带动主动齿轮34转动时，通过中间齿轮35驱动从动齿轮36转动，最终通过转轴72、连接件38带动叶轮40转动，形成气流冷却散热。

本发明的冷却风扇通过电机20与减速传动机构30的配合驱动叶轮40转动，电机20相对传统的冷却风扇用的机转速高、尺寸小、可有效减轻风扇的整体重量以及用料，节省成本；另外，电机20尺寸减小，叶轮40的轮毂42内部有足够的空间容纳电路板等其它器件，使得风扇的整体尺寸得以减小。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种冷却风扇，包括电机以及叶轮，所述电机形成有输出轴，所述叶轮包括有轮毂以及若干扇叶，其特征在于：还包括连接在电机与叶轮之间的传动机构，所述传动机构包括主动齿轮、与主动齿轮传动连接的从动齿轮、以及与从动齿轮固定连接的连接件，所述连接件收容于轮毂内并与轮毂固定连接，所述电机至少部分收容于所述轮毂内，电机的输出轴与所述主动齿轮固定连接，以驱动传动机构动作并最终带动叶轮转动。

2.如权利要求1所述的冷却风扇，其特征在于，所述从动齿轮为内齿轮，环绕所述主动齿轮。

3.如权利要求2所述的冷却风扇，其特征在于，所述电机相对于传动机构偏心设置，从动齿轮与主动齿轮偏心设置并直接啮合。

4.如权利要求2所述的冷却风扇，其特征在于，所述电机与传动机构同轴设置，从动齿轮与主动齿轮同轴设置，至少一中间齿轮设置于主动齿轮及从动齿轮之间并同时与主动齿轮及从动齿轮啮合。

5.如权利要求1所述的冷却风扇，其特征在于，所述从动齿轮为外齿轮，与所述主动齿轮并排设置。

6.如权利要求1至5任一项所述的冷却风扇，其特征在于，还包括外框，所述外框形成有风口，所述叶轮设置于风口处，所述传动机构还包括固定座，所述固定座与外框固定连接，所述电机设置于固定座内。

7.如权利要求6所述的冷却风扇，其特征在于，所述固定座内设置有隔板，所述电机设置于固定座内并位于隔板的一侧，所述主动齿轮与从动齿轮设置于固定座内并位于隔板的另一侧，所述电机的输出轴穿过隔板与主动齿轮固定连接。

8.如权利要求7所述的冷却风扇，其特征在于，所述连接件位于固定座之外，所述从动齿轮与一圆盘相叠并固定连接，一转轴穿过所述固定座，转轴的两端分别与所述圆盘以及连接件固定连接，所述从动齿轮通过圆盘以及转轴带动所述连接件同步转动。

9.如权利要求8所述的冷却风扇，其特征在于，所述连接件呈“Y”字形，沿径向向外辐射形成若干臂部，每一臂部的末端形成一锁孔用于与叶轮的轮毂固定连接。

10.如权利要求1至5任一项所述的冷却风扇，其特征在于，还包括外框，所述外框形成有风口，所述叶轮设置于风口处，所述电机为内转子式，电机包括外壳，电机外壳与外框固定连接，所述传动机构还包括固定至电机外壳的固定座，一固定轴固定插接于所述固定座上，所述固定轴的一端与电机固定连接，另一端穿过传动机构并与所述叶轮相枢接。

11.如权利要求10所述的冷却风扇，其特征在于，所述固定座包括底板以及由底板的外边缘沿轴向延伸的环缘，所述固定轴穿设于底板的中央，所述主动齿轮位于底板上，所述从动齿轮叠置于环缘上，电机的输出轴穿过固定座的底板与主动齿轮固定连接。

12.如权利要求11所述的冷却风扇，其特征在于，所述从动齿轮与固定座的环缘的接触界面为Z形阶梯面。

13.如权利要求11所述的冷却风扇，其特征在于，所述连接件呈环形，与从动齿轮相叠并固定连接为一体，所述从动齿轮与连接件的接触界面为Z形阶梯面。

14.如权利要求11所述的冷却风扇，其特征在于，所述固定座的底板中央沿轴向向下凸出形成有套筒，所述电机的外壳形成有轴座，所述轴座插设于套筒内并与固定座的底板相抵靠，所述固定轴的一端固定于所述轴座内，另一端穿过连接件后与所述轮毂可转动地枢接。

15.如权利要求1所述的冷却风扇，其特征在于，所述叶轮轮毂的轴向端面开设有若干通孔以供气流通过。