CN110185639A - 新型磁悬浮散热风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型磁悬浮散热风扇，是针对解决现有同类产品中永磁铁装配较为不便，加工工艺复杂，磁悬浮稳定性较差的技术问题。该散热风扇包括扇叶、扇框、电路板，其要点是所述扇框的中管内旋转轴外径设有永磁铁，扇框的中管内壁设有另一永磁铁，两处永磁铁之间相同磁极相对设置，扇叶通过旋转轴的永磁铁与中管内壁的另一永磁之间同极磁力场相互作用而悬浮固定于扇框的中管内壁中，两处永磁铁分别通过点胶固定于旋转轴的外径和扇框的中管内壁，扇框的中管管口与扇叶的轮廓内壁之间设有间隙；永磁铁分别固定于旋转轴和扇框的中管内壁斜面同极磁悬浮作用，或永磁铁分别固定于旋转轴和扇框的中管内壁及上下两侧相对同极磁悬浮作用，代替轴承。

Description

新型磁悬浮散热风扇
技术领域
本发明涉及散热风扇，是一种新型磁悬浮散热风扇。
背景技术
散热风扇一般是指用于CPU、显卡等主板设备散热的风扇，其中一些散热风扇还设有散热片，其实主要目的是将热量传导出来并吹到附近的空气中去，达到降温的效果。上述此类散热风扇还广泛地应用于机柜、电控柜等金属柜门中，其一般不需要散热片结构。现在行业中扇叶内用于旋转轴固定的轴承一般采用双滚珠轴承和液压轴承两种方式，其中双滚珠结构方式机械损耗低，效率高，精度高，寿命长，但滚珠结构复杂，加工工艺复杂，对与其配合的零件精度要求高，噪音高，成本高；液压轴承结构方式技术含量低，噪音低，精度要求低，成本低，但寿命相对短。现有另一些磁悬浮结构的散热风扇，如中国专利文献中披露的申请号201610594626.9，申请公布日2016.11.02，发明名称“一种风扇及磁悬浮液压轴承风扇散热器”；如中国专利文献中披露的申请号201510564086.5，申请公布日2017.03.15，发明名称“单极磁悬浮轴承”；如中国专利文献中披露的申请号201410610514.9，申请公布日2015.03.25，发明名称“用于笔记本电脑的磁悬浮风扇”；如中国专利文献中披露的申请号201220322510.7，授权公告日2013.05.26，实用新型名称“风扇磁悬浮结构”；但上述产品较少采用环形永磁铁结构代替轴承结构，也较少将环形永磁铁分别固定于旋转轴和扇框之间实现磁悬浮转动效果，因此其生产装配较为复杂，维修更换较为不便，生产成本较高，稳定性较难保证。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种主要应用于金属柜门内散热的新型磁悬浮散热风扇，使其解决现有同类产品中永磁铁装配较为不便，加工工艺复杂，磁悬浮稳定性较差的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
一种新型磁悬浮散热风扇，该散热风扇包括扇叶、扇框、电路板，扇叶的轮毂内中心设有旋转轴，旋转轴插入扇框中心的中管，扇叶的轮毂内固定设有马达壳，磁条固定设置于马达壳的内壁，扇框的中管外径设有矽钢片，矽钢片设有线圈，电路板与矽钢片固定连接，磁条与线圈相对设置；其结构设计要点是所述扇框的中管内旋转轴外径设有永磁铁，扇框的中管内壁设有另一永磁铁，两处永磁铁之间相同磁极相对设置，扇叶通过旋转轴的永磁铁与中管内壁的另一永磁之间同极磁力场相互作用而悬浮固定于扇框的中管内壁中，两处永磁铁分别通过点胶固定于旋转轴的外径和扇框的中管内壁，扇框的中管管口与扇叶的轮廓内壁之间设有间隙。上述结构具有以下两种实施例结构形式。
所述扇框的中管内旋转轴外径设有至少一个第一永磁铁，扇框的中管内壁设有至少一个第二永磁铁，第一永磁铁与第二永磁铁通过一侧斜面相对设置，相对设置的第一永磁铁和第二永磁铁斜面为同一磁极，第一永磁铁和第二永磁铁分别通过点胶固定于旋转轴的外径和扇框的中管内壁。从而第一永磁铁与第二永磁铁之间通过斜面的相同磁极相互作用，产生扇叶与扇框之间的悬浮效果，旋转轴与轴承之间就不会有摩擦，也就不会产生机械损耗，扇叶内磁条与扇框内线圈的相互作用，扇叶即可在悬浮状态下旋转使用。
所述第一永磁铁呈圈形，两侧圈口分别设有环形的圈台，两侧磁极斜面对称设置，斜面连接处设有圆形外径边，中心为固定套于旋转轴的轴心孔。上述对称斜面结构便于第一永磁铁的生产装配和生产加工，斜面之间的圆形外径边和圈口的圈台防止碰撞损坏。
所述第一永磁铁的轴心孔处旋转轴外径设有轴槽，轴槽为所述点胶位置。上述结构便于通过点胶使第一永磁铁固定于旋转轴。
所述第一永磁铁与旋转轴点胶固定的两侧圈台处旋转轴设有挡圈，第一永磁铁通过挡圈与旋转轴的圈槽扣合固定于旋转轴的外径。上述结构进一步便于第一永磁铁固定于旋转轴。
所述第二永磁铁呈圈形，两侧圈口为向中心内径倾斜的斜面，斜面的外径端部设有环形的圈台，中心为与旋转轴相对设置套合的轴心孔，外径为与扇框的中管内壁固定连接的圆柱周面。上述对称内斜面结构便于第二永磁铁的生产装配和生产加工，圈口的圈台防止碰撞损坏。
所述扇框的中管内壁设有凸起的定位台阶，定位台阶为内圈筋，定位台阶的两侧对称分别设有一组第一永磁铁和第二永磁铁，第二永磁铁贴靠于定位台阶处。上述为扇框内中管定位台阶两侧两组对称设置第一永磁铁和第二永磁铁的实施例，该实施为最佳方案，稳定性较好，成本较低。
所述扇框的中管内旋转轴中间外径设有一个第四永磁铁，第四永磁铁相对的扇框中管内壁设有一个第五永磁铁，第四永磁铁与第五永磁铁之间上方两侧的旋转轴外径分别设有第三永磁铁，相对设置的第四永磁铁和第五永磁铁对齐处为同一磁极，第三永磁铁与第四永磁铁、第五永磁铁相对一侧为同一磁极，第三永磁铁和第四永磁铁分别通过内径处的点胶固定于旋转轴的外径，第五永磁铁通过外径处点胶固定于扇框的中管内壁，点胶处分别为旋转轴的轴槽和中管内壁的管槽。从而第四永磁铁与第五永磁铁之间通过对齐处的相同磁极相互作用的同时，两侧的第三永磁铁与第四永磁铁、第五永磁铁之间通过相对侧的相同磁极相互作用，产生扇叶与扇框之间的悬浮效果，旋转轴与轴承之间就不会有摩擦，也就不会产生机械损耗，扇叶内磁条与扇框内线圈的相互作用，扇叶即可在悬浮状态下旋转使用。
所述第三永磁铁、第四永磁铁和第五永磁铁分别呈圆柱形套筒，第三永磁铁的高度小于第四永磁铁的高度，第四永磁铁的高度小于第五永磁铁的高度，第三永磁铁的厚度大于第四永磁铁和第五永磁铁的厚度，第五永磁铁的厚度大于第四永磁铁的厚度。上述保证了第三永磁铁、第四永磁铁、第五永磁铁之间磁场的悬浮作用效果。
所述扇框的中管内壁设有凸起的定位台阶，定位台阶为内圈筋，第五永磁铁通过定位台阶限位固定于扇框的中管内壁。上述结构便于第五永磁铁在扇框的中管内进一步固定。
所述第三永磁铁的外圈直径大于扇框的定位台阶内径直径。从而使扇叶通过旋转轴的第三永磁铁限位于扇框内。
所述第三永磁铁与旋转轴点胶固定的两侧分别设有挡圈，第三永磁铁通过挡圈与旋转轴的圈槽扣合固定于旋转轴的外径。上述结构进一步便于第三永磁铁固定于旋转轴。
本发明结构设计合理，不存在旋转轴与轴承之间的摩擦，机械损耗极低，效率高，噪音极低，寿命长，加工工艺简单；适合作为金属柜门的磁悬浮散热风扇使用，及同类产品的进一步改进。
附图说明
图1是本发明的实施例一剖视结构示意图，图中A部作了框定。
图2是图1的A部放大图。
图3是图1的第一永磁铁结构示意图。
图4是图1的第二永磁铁结构示意图。
图5是本发明的实施例二剖视结构示意图，图中B部作了框定。
图6是图5的B部放大图。
图7是本发明的旋转轴中永磁铁结构示意图。
图8是本发明的第一永磁铁结构示意图。
图9是本发明的第二永磁铁结构示意图。
图10是本发明的第三永磁铁结构示意图。
附图序号及名称：1、扇叶，2、扇框，201、定位台阶，3、电路板，4、马达壳，5、磁条，6、矽钢片，7、旋转轴，701、轴槽，8、第一永磁铁，9、第二永磁铁，10、挡圈，11、第三永磁铁，12、第四永磁铁，13、第五永磁铁。
具体实施方式
现结合附图，对本发明结构和使用作进一步描述。如图1-图4所示实施例一，该散热风扇包括扇叶1、扇框2、电路板3，扇叶的轮毂内中心设有旋转轴7，旋转轴插入扇框中心的中管，扇叶的轮毂内固定设有马达壳4，磁条5固定设置于马达壳的内壁，扇框的中管外径设有矽钢片6，矽钢片设有线圈，电路板与矽钢片固定连接，磁条与线圈相对设置。其具体结构如下：扇框的中管内壁设有凸起的定位台阶201，定位台阶为内圈筋，定位台阶的两侧对称分别设有一组第一永磁铁8和第二永磁铁9，第二永磁铁贴靠于定位台阶处。第一永磁铁设置于扇框的中管内旋转轴外径，第二永磁铁设置于扇框的中管内壁，第一永磁铁与第二永磁铁通过一侧斜面相对设置，相对设置的第一永磁铁和第二永磁铁斜面为同一磁极，第一永磁铁和第二永磁铁分别通过点胶固定于旋转轴的外径和扇框的中管内壁，扇框的中管管口与扇叶的轮廓内壁之间设有间隙。
上述第一永磁铁呈圈形，两侧圈口分别设有环形的圈台，两侧磁极斜面对称设置，斜面连接处设有圆形外径边，中心为固定套于旋转轴的轴心孔；第一永磁铁的轴心孔处旋转轴外径设有轴槽701，轴槽为所述点胶位置；第一永磁铁与旋转轴点胶固定的两侧圈台处旋转轴设有挡圈10，第一永磁铁通过挡圈与旋转轴的圈槽扣合固定于旋转轴的外径。第二永磁铁也呈圈形，两侧圈口为向中心内径倾斜的斜面，斜面的外径端部设有环形的圈台，中心为与旋转轴相对设置套合的轴心孔，外径为与扇框的中管内壁固定连接的圆柱周面。
上述实施例一的该散热风扇只需在扇叶的旋转轴上放置两块第一永磁铁，再在扇框的中管内定位台阶两头放置两块第二永磁铁，第一永磁铁与第二永磁铁通过一侧斜面相对设置，相对设置的第一永磁铁和第二永磁铁斜面为同一磁极来进行磁极分布，使用点胶、挡圈等方式固定。该散热风扇用永磁铁取代轴承，利用永磁铁有同性相斥的原理，永磁铁加工工艺简单，而且有效地避免扇叶的旋转轴与轴承之间因为摩擦而产生机械损耗和噪音，具有降低风扇噪音，提升风扇效率，延长风扇使用寿命。该散热风扇虽然永磁铁与旋转轴装配工艺相对直接套入轴承的方式存在一定复杂，成本相对于液压轴承较高，对技术要求较高；但没有旋转轴与轴承的摩擦，机械损耗极低，效率高，噪音极低，寿命长，加工工艺简单。
如图5-图10所示实施例二，该散热风扇包括扇叶1、扇框2、电路板3，扇叶的轮毂内中心设有旋转轴7，旋转轴插入扇框中心的中管，扇叶的轮毂内固定设有马达壳4，磁条5固定设置于马达壳的内壁，扇框的中管外径设有矽钢片6，矽钢片设有线圈，电路板与矽钢片固定连接，磁条与线圈相对设置。其具体结构如下：扇框的中管内旋转轴中间外径设有一个第四永磁铁12，第四永磁铁相对的扇框中管内壁设有一个第五永磁铁13，第四永磁铁与第五永磁铁之间上方两侧的旋转轴外径分别设有第三永磁铁11，相对设置的第四永磁铁和第五永磁铁对齐处为同一磁极，第三永磁铁与第四永磁铁、第五永磁铁相对一侧为同一磁极，第三永磁铁和第四永磁铁分别通过内径处的点胶固定于旋转轴的外径，第五永磁铁通过外径处点胶固定于扇框的中管内壁，扇框的中管管口与扇叶的轮廓内壁之间设有间隙，点胶处分别为旋转轴的轴槽和中管内壁的管槽。
上述第三永磁铁、第四永磁铁和第五永磁铁分别呈圆柱形套筒，第三永磁铁的高度小于第四永磁铁的高度，第四永磁铁的高度小于第五永磁铁的高度，第三永磁铁的厚度大于第四永磁铁和第五永磁铁的厚度，第五永磁铁的厚度大于第四永磁铁的厚度。第三永磁铁与旋转轴点胶固定的两侧分别设有挡圈10，第三永磁铁通过挡圈与旋转轴的圈槽扣合固定于旋转轴的外径。扇框的中管内壁设有凸起的定位台阶201，定位台阶为内圈筋，第五永磁铁通过定位台阶限位固定于扇框的中管内壁；第三永磁铁的外圈直径大于扇框的定位台阶内径直径。
上述实施例二的该散热风扇只需在扇叶的旋转轴上放置两块第三永磁铁和一块第四永磁铁，再在扇框中管定位台阶两头放置一块第五永磁铁，四个永磁铁的磁极分布同极相斥，其放置位置使用点胶、挡圈等方式固定。该散热风扇用永磁铁取代轴承，永磁铁都为圆柱状成型，加工工艺简单，而且有效地避免扇叶旋转轴与轴承的摩擦而产生机械损耗和噪音，具有降低风扇噪音，提升风扇效率，延长风扇使用寿命等优势。

Claims (10)

1.一种新型磁悬浮散热风扇，该散热风扇包括扇叶（1）、扇框（2）、电路板（3），扇叶的轮毂内中心设有旋转轴（7），旋转轴插入扇框中心的中管，扇叶的轮毂内固定设有马达壳（4），磁条（5）固定设置于马达壳的内壁，扇框的中管外径设有矽钢片（6），矽钢片设有线圈，电路板与矽钢片固定连接，磁条与线圈相对设置；其特征在于所述扇框（2）的中管内旋转轴（7）外径设有永磁铁，扇框的中管内壁设有另一永磁铁，两处永磁铁之间相同磁极相对设置，扇叶通过旋转轴的永磁铁与中管内壁的另一永磁之间同极磁力场相互作用而悬浮固定于扇框的中管内壁中，两处永磁铁分别通过点胶固定于旋转轴的外径和扇框的中管内壁，扇框的中管管口与扇叶的轮廓内壁之间设有间隙。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮散热风扇，其特征在于所述扇框（2）的中管内旋转轴（7）外径设有至少一个第一永磁铁（8），扇框的中管内壁设有至少一个第二永磁铁（9），第一永磁铁与第二永磁铁通过一侧斜面相对设置，相对设置的第一永磁铁和第二永磁铁斜面为同一磁极，第一永磁铁和第二永磁铁分别通过点胶固定于旋转轴的外径和扇框的中管内壁。
3.根据权利要求2所述的磁悬浮散热风扇，其特征在于所述第一永磁铁（8）呈圈形，两侧圈口分别设有环形的圈台，两侧磁极斜面对称设置，斜面连接处设有圆形外径边，中心为固定套于旋转轴（7）的轴心孔；第一永磁铁的轴心孔处旋转轴外径设有轴槽（701），轴槽为所述点胶位置。
4.根据权利要求3所述的磁悬浮散热风扇，其特征在于所述第一永磁铁（8）与旋转轴（7）点胶固定的两侧圈台处旋转轴设有挡圈（10），第一永磁铁通过挡圈与旋转轴的圈槽扣合固定于旋转轴的外径。
5.根据权利要求2所述的磁悬浮散热风扇，其特征在于所述第二永磁铁（9）呈圈形，两侧圈口为向中心内径倾斜的斜面，斜面的外径端部设有环形的圈台，中心为与旋转轴（7）相对设置套合的轴心孔，外径为与扇框（2）的中管内壁固定连接的圆柱周面。
6.根据权利要求2所述的磁悬浮散热风扇，其特征在于所述扇框（2）的中管内壁设有凸起的定位台阶（201），定位台阶为内圈筋，定位台阶的两侧对称分别设有一组第一永磁铁（8）和第二永磁铁（9），第二永磁铁贴靠于定位台阶处。
7.根据权利要求1所述的磁悬浮散热风扇，其特征在于所述扇框（2）的中管内旋转轴（7）中间外径设有一个第四永磁铁（12），第四永磁铁相对的扇框中管内壁设有一个第五永磁铁（13），第三永磁铁与第五永磁铁之间上方两侧的旋转轴外径分别设有第三永磁铁（11），相对设置的第四永磁铁和第五永磁铁对齐处为同一磁极，第三永磁铁与第四永磁铁、第五永磁铁相对一侧为同一磁极，第三永磁铁和第四永磁铁分别通过内径处的点胶固定于旋转轴的外径，第五永磁铁通过外径处点胶固定于扇框的中管内壁，点胶处分别为旋转轴的轴槽和中管内壁的管槽。
8.根据权利要求7所述的磁悬浮散热风扇，其特征在于所述第三永磁铁（11）、第四永磁铁（12）和第五永磁铁（13）分别呈圆柱形套筒，第三永磁铁的高度小于第四永磁铁的高度，第四永磁铁的高度小于第五永磁铁的高度，第三永磁铁的厚度大于第四永磁铁和第五永磁铁的厚度，第五永磁铁的厚度大于第四永磁铁的厚度。
9.根据权利要求7所述的磁悬浮散热风扇，其特征在于所述扇框（2）的中管内壁设有凸起的定位台阶（201），定位台阶为内圈筋，第五永磁铁（13）通过定位台阶限位固定于扇框的中管内壁。
10.根据权利要求9所述的磁悬浮散热风扇，其特征在于所述第三永磁铁（11）的外圈直径大于扇框（2）的定位台阶（201）内径直径。
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