CN1667278A - 离心风扇 - Google Patents

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Abstract

一种离心风扇,其包括:包括叶片部分的叶轮,该叶片部分具有沿周向以预定间距布置的多个细长叶片;以及使叶轮旋转的马达。叶轮和马达沿轴向并排布置。叶轮的直径小于或等于25毫米。叶轮的半径r和叶轮的轴向长度h满足2r≤h≤20r的关系。在构成马达的元件中,包括电枢和场磁铁的扭矩产生部分和轴承部分沿轴向并排布置,该轴承部分以可旋转的方式将旋转部件保持在固定部件上。

Description

离心风扇
技术领域
本发明涉及一种用于冷却的离心风扇及其马达,该离心风扇嵌入在电子设备中。
背景技术
近来,嵌入在电子设备例如个人计算机中的冷却风扇变得更小且更薄。通常,大部分电子设备包括轴流型冷却风扇。这是因为轴流型冷却风扇通常有适合较薄形状或者较低轮廓的结构。相反,尽管离心风扇有静压比轴流风扇更高的优点,但是它们也有这样的缺点,即很难为了实现与轴流风扇相当的较低轮廓而减小轴向尺寸。
然而,可以减小离心风扇的叶轮的径向尺寸,同时增加其轴向长度并且使叶轮以高速旋转,从而实现能够嵌入在例如笔记本型个人计算机的低轮廓电子设备中的离心风扇。
图4是说明离心风扇结构的轴向剖面图。另外,图5是在普通离心风扇中沿垂直于叶轮的旋转轴线的方向剖取的剖面图。虽然图4和图5之间的各个元件的形状和规格不相同,但是用相同的附图标记来表示具有相同功能的元件。图4所示的离心风扇包括壳体101,该壳体101为沿轴向伸长的基本柱形形状,该壳体容纳叶轮102和使叶轮102旋转的马达103。叶轮102在壳体101内沿轴向主要布置在顶侧(图4中的右侧),而马达103在壳体101内沿轴向布置在底(基底)侧(图4中的左侧)。
叶轮102包括:叶片部分104(在顶侧),其具有沿轴向伸长形状的多个叶片104a,这些叶片104a沿着周向以预定间距布置;以及底端部分105,其有基本柱形形状,以支承叶片部分104。叶片部分104的顶端设置有环状连接部分106,用于连接和支承多个叶片104a的顶端部分。当叶轮102旋转时,外部空气通过布置在壳体101的轴向顶端部分上的吸入开口107而吸入,如箭头“吸入”所示。然后,空气通过出口开口(对应于图5中的108)而向外吹出(如图5中的箭头“吹出”所示),该出口开口布置在壳体101周向的一部分上。
马达103包括:旋转轴110,构成旋转轴110的轴承的套筒111,套筒保持件113,基座部分114,作为定子的电枢115,作为转子的磁铁116和转子轭铁117。旋转轴110的底端部分抵靠构成止推轴承的止推板118。旋转轴110的顶端部分装配到转子轭铁117内并与其接合,而转子轭铁117在顶侧的外表面装配在叶轮102在底端部分105的内表面中。多个转子磁铁116沿周向布置在转子轭铁117在近端侧的内表面上。因此,转子磁铁116、转子轭铁117、旋转轴110和叶轮102作为一个单元体旋转。
定子电枢115布置在套筒保持件113的外表面上,从而它们带有恒定的径向间隙地与转子磁铁116相对。当定子电枢115被驱动(励磁)以产生旋转磁场时,上述的转子磁铁116、转子轭铁117、旋转轴110和叶轮12作为一个单元体响应于该旋转磁场而旋转。然后,如上所述,叶轮102的旋转引起气流,该气流通过设在壳体101轴向顶部的吸入开口107而被吸入,和通过形成在壳体101周向一部分处的出口开口而被吹出。
需要设计一种具有更薄形状的冷却风扇,用于支持例如笔记本型个人计算机的低轮廓电子设备,所述个人计算机具有变得越来越薄的趋势。为了使用具有上述结构的离心风扇来满足这样的需要,必须减小柱形形状的径向尺寸。虽然吹风能力随着叶轮直径的减小而下降,但是可以通过增大叶轮的轴向长度并且提高叶轮的转速来补偿吹风能力的下降。
然而,如果仍然保持传统的结构,那么就难以减小马达的径向尺寸也就是说,因为必需以高速和预定扭矩使叶轮转动来保证必需的吹风能力,所以就限制了定子电枢或者转子磁铁的尺寸减小。另外,为了获得叶轮稳定的转动,旋转轴、转子轭铁、套筒保持件等部件的径向尺寸的减小也受到了限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种离心风扇,其具有能够进一步减小径向尺寸的新型结构。
根据本发明的第一方面,提供了一种离心风扇,其包括叶轮和使叶轮旋转的马达,所述叶轮包括叶片部分,该叶片部分具有沿周向以预定间距布置的多个细长叶片。叶轮和马达沿着轴向并排布置。叶轮的直径小于或等于25毫米。叶轮的半径r和叶轮的轴向长度h满足2r≤h≤20r的关系。在构成马达的元件中,包括电枢和转子磁铁的扭矩产生部分和轴承部分沿着轴向并排布置,该轴承部分以可旋转的方式将旋转部件保持在静止部件上。
因为叶轮具有上述的形状(细长形状),所以可以实现能够嵌入在低轮廓设备中的离心风扇。另外,因为其为离心风扇,所以它具有比轴流风扇更高的静压,从而适于嵌入在具有较高安装元件密度的紧凑电子设备中。另外,因为扭矩产生部分和马达的轴承部分沿着轴向前后排列布置,所以可以减小马达的外径。即,如果扭矩产生部分和轴承部分沿着轴向基本布置在相同的位置上(沿径向布置),那么马达的外径取决于轴承部分的外径和扭矩产生部分(组成马达的每一部件)沿径向的尺寸(厚度)的总和。相反,如果扭矩产生部分和轴承部分沿着轴向前后排列布置,那么马达的外径取决于轴承部分的外径或者扭矩产生部分的尺寸(外径)中的较大一个。因此,可以减小马达的外径,从而进一步减小离心风扇的径向尺寸。
根据本发明的第二方面,离心风扇的叶轮以大于或等于10,000转/分钟的转速旋转。通过减小尺寸(尤其是在径向上)的离心风扇,叶轮的这种高转速能够保证足够的空气量。
根据本发明的第三方面,旋转部件一体地作为一个元件旋转,轴承部分设置在该元件的重心处或者设置在重心附近。采用该结构,可以容易地使叶轮的旋转稳定。即,能够降低伴随叶轮转动而产生的振动,并且能够抑制施加到轴承部分的载荷,从而延长轴承部分的寿命。尤其是在叶轮高速旋转的情况下,这种结构尤其有效。应注意,如果轴承部分是沿着轴向分开布置的一对轴承,那么轴承部分设置在该元件的重心处或者设置在重心附近的结构意味着这样一种结构,即在轴承之间的中点位于该元件的重心处或者重心附近。
根据本发明的第四方面,叶轮叶片部分的外径基本上与马达的扭矩产生部分的外径相同。采用这样的结构,当把叶轮和马达组装在壳体内或者直接装在电子设备中时,可以有效地利用有限的空间。
根据本发明的第五方面,马达是直流无刷马达。与有电刷的马达相比,直流无刷马达具有寿命长和低运转噪音的优点,并且马达的这些优点成为了离心风扇的优点。
根据本发明的第六方面,轴承部分是沿着轴向分开布置的一对球轴承。使用球轴承能够减小轴承损失,所以能够实现高效的离心风扇。
根据本发明的第七方面,通过沿着轴向以彼此相反的方向挤压球轴承的内环部分或者外环部分,对该对球轴承预加载荷。当对球轴承预加载荷时,能够抑制其咔哒咔哒声,从而获得更加稳定的旋转。至于预加载荷的方法,可以采用恒定压力法或者恒定位置法。通过使用提供压力的弹簧元件可以实现前一方法。通过在对它们预加载荷之后限制内环部分和外环部分沿着轴向的运动,可以实现后一方法。
根据本发明的第八方面,轴承部分为包括旋转轴和套筒的套筒轴承,该旋转轴与旋转部件接合,该套筒为柱形形状,其带有较小的径向间隙地与旋转轴的外表面接合。另外,设置套筒保持件,它包括与套筒外表面接合的柱状部分和从该柱状部分底端的中心延伸到基座部分的支承部分,构成扭矩产生部分的定子电枢固定到套筒保持件的支承部分的外表面上。
采用这种结构,能够使用比球轴承的成本更低、结构更简单的套筒轴承来实现上述结构,以便进一步减小离心风扇的外径,换句话说,就是扭矩产生部分和轴承部分沿轴向布置的结构。应注意,通过该套筒轴承的下述变化可以获得相同的效果。即,固定轴一体地固定到静止部件上,并且带有径向间隙地与固定轴外表面接合的柱形形状套筒安装在旋转部件上,从而构成套筒轴承。在这种情况下,构成扭矩产生部分的定子电枢固定在固定轴的基座上。
附图说明
图1是说明根据本发明第一实施例的离心风扇的结构的剖面图。
图2是说明在第一实施例中的轴承部分的详细结构的局部放大剖面图。
图3是说明根据本发明第二实施例的离心风扇的结构的剖面图。
图4是说明离心风扇结构的轴向剖面图。
图5是在普通离心风扇中沿垂直于壳体和叶轮的轴线方向剖取的剖面图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述本发明的实施例。注意,当在下面的描述中涉及结构元件的位置或者方向关系时,它们是指在图中的位置或者方向关系,并不是指处于装入实际设备中的状态下的位置或者方向关系。
(实施例1)
图1是说明根据本发明第一实施例的离心风扇的结构的剖面图。这种离心风扇包括壳体11,该壳体11具有沿轴向伸长的基本柱形形状,该壳体容纳叶轮12和用来使叶轮12旋转的马达13。叶轮12在壳体11内沿着轴向布置在顶侧(图1中的右侧),而马达13在壳体11内沿轴向布置在底侧(图1中的左侧)。
叶轮12包括:叶片部分14(在顶侧),其具有沿轴向伸长形状的多个叶片,它们沿周向以预定间距布置;以及底端部分15,其具有基本柱形形状,用于支承叶片部分14。叶片部分的顶端设置有环状连接部分16,用于连接和支承多个叶片的顶端部分。当叶轮12转动时,外部空气通过布置在壳体11的轴向顶端部分上的吸入开口17而吸入,如箭头“吸入”所示。然后,空气通过布置在壳体11周向的一部分上的出口开口(对应于图5中的108)而吹出(如图5中箭头“吹出”所示)。
具有沿着轴向伸长形状的叶轮12具有小于或等于25毫米的直径。另外,叶轮的半径r和轴向长度h满足2r≤h≤20r的关系。因为叶轮12具有这样的细长形状,所以能够实现可以装在低轮廓设备中的离心风扇。另外,由于它是离心风扇,所以具有比轴流风扇更高的静压,从而适于嵌入到具有较高安装元件密度的紧凑电子设备中。此外,叶轮12以大于或等于10,000转/分钟的转速、优选大于或等于15,000转/分钟的转速旋转。叶轮12这种高转速能够保证通过减小尺寸(尤其是在径向上)的离心风扇带来足够量的空气。
马达13具有这样的结构,其中扭矩产生部分13a包括定子电枢21和转子磁铁22,该转子磁铁为场磁铁。轴承部分13b与扭矩产生部分13a一起布置在轴向上,该轴承部分13b以可旋转的方式保持旋转部件(转子轭铁25)。根据该结构,可以减小马达13的外径,从而减小离心风扇的径向尺寸。
特别是,根据该实施例,轴承部分13b沿轴向布置在顶侧(叶轮侧),而扭矩产生部分13a布置在底侧。即,轴承部分13b设在叶轮12和扭矩产生部分13a之间。详细说来,当把作为一个单元体旋转的多个部件看作一个元件时(该多个部件包括叶轮12和旋转部件(转子轭铁25)),轴承部分13b布置在该元件的重心处或者在重心附近。根据这种结构,能够容易地使叶轮的转动稳定。也就是说,能够减小伴随叶轮转动产生的振动,并且可以抑制施加到轴承部分上的负载,从而延长轴承部分的寿命。在叶轮12如上所述以高速旋转的情况下,这种结构特别有效。
在该实施例中的马达13为直流无刷马达,并且扭矩产生部分13a的定子电枢21布置在作为静止部件的固定轴23的外表面上。由金属制成的固定轴23装在由树脂(或者金属)制成的基座部分24的中心通孔内,并且固定于该处,基座部分24固定在由金属制成的壳体11的底侧内表面。基座部分可以由金属制成并与固定轴成一体。因此,如图1所示,固定轴23沿着基本柱形形状的壳体11的中心轴线从底侧朝向顶侧延伸约为轴向长度的一半。至于定子电枢21相对于固定轴23的固定方法,与基座部分24相对于固定轴23的固定方法相同,采用装配(压配合)的方法。在压配合之后还可以用粘接剂来固定。
扭矩产生部分13a的转子磁铁22被固定到作为旋转部件的转子轭铁25的内表面上。例如,多个转子磁铁22沿周向以预定间距布置在转子轭铁25的内表面上,转子轭铁由磁性材料制成为基本柱形形状,从而该转子磁铁22和定子电枢21带有恒定间隙地径向相对。转子磁铁优选由环状磁铁制成。
基本柱形形状的转子轭铁25沿着轴向伸长,并且从扭矩产生部分13a延伸到轴承部分13b。从图1中所示的剖面图可以看出,转子轭铁25设有台阶部分,从而直径从底端侧到顶端侧减小一些。转子磁铁22固定到在底端侧的较大直径部分25a的内表面上,而构成轴承部分13b的一对球轴承26的每一外环部分固定在顶端侧的较小直径部分25b的内表面上。球轴承26沿着轴向分开布置,并且它们的外环部分通过压配合或者松配合固定到转子轭铁25的较小直径部分25b的内表面。同样在这种情况下,在装配之后还可以使用粘接剂来固定。另外,叶轮12的底端部分15通过压配合固定到转子轭铁25的较小直径部分25b的外表面上。因此,转子轭铁25和叶轮12作为一个整体元件旋转。
图2是说明在第一实施例中的轴承部分的详细结构的局部放大剖面图。这一对球轴承26(在底侧的球轴承26P和在顶端侧的球轴承26D)构成轴承部分13b。每个球轴承26(26P或者26D)具有这样的结构,即它包括:外环部分26a、内环部分26b以及在它们之间自由滚动的多个球26c。如上所述,每个球轴承26的外环部分26a固定到转子轭铁25的较小直径部分25b的内表面上。另外,内环部分26b以具有较小间隙的可滑动方式接合在固定轴23的外表面上。
在图2所示的结构中,将止动环27安装在固定轴23上,并且止动环27防止在底侧的球轴承26P的内环部分26b沿着轴向向底侧移动。另外,将受压的螺旋弹簧29布置在安装在固定轴23的顶端部分的止动环28和在顶侧的球轴承26D的内环部分26b之间。如图2中箭头所示,该受压螺旋弹簧29沿着轴向朝向底侧对在顶侧的球轴承26D的内环部分26b预加载荷。另外,将在远端侧和近端侧的球轴承26D和球轴承26P的外环部分26a固定到转子轭铁25上,同时由止动环27来防止在底侧的球轴承26P的内环部分26b沿轴向朝向底侧运动。因此,由于来自止动环27的反作用,可以沿着轴向朝向顶侧对在底侧的球轴承26P的内环部分26b预加载荷。
换句话说,作为按压装置的受压螺旋弹簧29沿轴向向内对该对球轴承26的内环部分26b预加载荷。结果,对每个球轴承26均预加载荷,从而作为旋转部件的转子轭铁25和固定到转子轭铁25上的叶轮12能够稳定地旋转。
作为图2所示结构的一个变型,作为按压装置的受压螺旋弹簧可以设置在底侧的球轴承26P的内环部分26b和顶侧的球轴承26D的内环部分26b之间。该受压螺旋弹簧29能够沿轴向向外对这对内环部分26b预加载荷。即,沿轴向朝向底侧按压在底侧的球轴承26P的内环部分26b,同时沿轴向朝向顶侧按压在顶侧的球轴承26D的内环部分26b。结果,对每个球轴承26均预加载荷,从而作为旋转部件的转子轭铁25和固定到转子轭铁25上的叶轮12能够稳定地旋转。
如上所述,在图2所示的结构中,轴承部分13b包括该对球轴承26,球轴承26的外环部分26a被固定到旋转部件上,其内环部分26b带有一定间隙地接合在固定轴上,并且设置按压装置(受压螺旋弹簧),用于通过沿轴向相反地按压这对内环部分26b来对球轴承26预加载荷。即使采用上述轴承部分的结构,因为轴承部分13b没有设置在本发明离心风扇中的扭矩产生部分13a内,而是设置在沿轴向偏离该扭矩产生部分的位置处,所以能够充分地减小径向尺寸。此外,在任一结构中,在内环部分26b和固定轴23之间可以供应具有高粘性的润滑剂,例如油脂,从而能够抑制由于它们之间的摩擦而产生的运转噪音。
作为采用球轴承作为轴承部分的实施例的另一变型,可以采用所谓的恒定位置预加载荷来取代上述使用例如受压螺旋弹簧29的按压装置进行预加载荷(所谓恒定压力预加载荷)。即,沿着轴向相反地按压这对内环部分26b,从而对这对球轴承26预加载荷,并且在这种状态下,通过粘接剂等使该对内环部分26b固定在固定轴23上。与使用例如受压螺旋弹簧29的按压装置的恒定压力预加载荷方法相比,恒定位置预加载荷方法具有结构简单和成本低廉的优点。然而,使用按压装置的恒定压力预加载荷方法通常在轴承的耐久性和稳定性方面具有优势。
在具有上述结构的离心风扇中,当定子电枢21被驱动(励磁)以产生旋转磁场时,转子磁铁22、转子轭铁25和叶轮12作为一个单元体转响应于该旋转磁场而旋转。然后,叶轮12的旋转引起气流,该气流通过布置在壳体11轴向顶部的吸入开口17被吸入,并且通过布置在壳体11周向一部分上的出口开口被吹出。
(实施例2)
图3是说明根据本发明第二实施例的离心风扇结构的剖面图。该离心风扇包括具有沿着轴向伸长的基本柱形形状的壳体11,它容纳叶轮12和用来使叶轮12旋转的马达13。叶轮12在壳体11内沿轴向设置在顶侧(图3中的右侧),而马达13在壳体11内沿轴向设置在底侧(图3中的左侧)。
叶轮12包括:叶片部分14(在顶侧),其具有沿轴向伸长形状的多个叶片,这些叶片沿周向以预定间距布置;以及底部15,其具有基本柱形形状用于支承叶片部分14。叶片部分的顶端设置有环状连接部分16,用于连接和支承多个叶片的顶端部分。当叶轮12转动时,如箭头“吸入”所示,外部空气通过设置在壳体11轴向顶端部分的吸入开口17而被吸入。然后,空气通过设置在壳体11周向一部分上的出口开口被吹出。
马达13具有这样的结构,其中包括定子电枢21和转子磁铁22的扭矩产生部分13a、和以可旋转方式保持旋转部件的轴承部分13b沿轴向布置。特别是,根据该实施例,轴承部分13b设置在轴向顶侧(叶轮侧),而扭矩产生部分13a设置在底侧。虽然在第一实施例中采用球轴承作为轴承部分13b,然而在第二实施例中使用套筒轴承,该套筒轴承利用含油轴承合金或者类似材料。即,套筒轴承包括由用润滑油浸过的柱形形状烧结金属制成的套筒31和支承该套筒31的套筒保持件32。
由金属制成的套筒保持件32包括:柱状部分32a,用来与套筒31的外表面接合以支承套筒31;以及支承部分32b,其从柱状部分32a的底端中央延伸到底侧。该柱状部分32a的轴线与轴部32b的轴线重合。轴部32b装配在定子电枢21内,且进一步地其底端部分通过压配合固定到由树脂(或者金属)制成的基座部分24的中心通孔上。基座部分24固定到由树脂(或者金属)制成的壳体11底侧的内表面上。这样,套筒保持件32固定成使套筒保持件32的轴线与壳体11的轴线重合。在压配合之后,可以通过使用粘接剂将套筒保持件32固定到定子电枢21和基座部分24上。
套筒保持件32的柱状部分32a这样安装,以使其内表面与套筒31接合,该套筒31由用润滑油浸过的烧结金属制成,并且由套筒31以可旋转的方式支承金属制成的旋转轴33。通过压配合将旋转轴33的顶侧固定到作为旋转部件的转子轭铁25的较小直径部分25c上。具有基本柱形形状的转子轭铁25沿着轴向从扭矩产生部分13a伸长到轴承部分13b。从图3中所示的剖面图可看出,转子轭铁25设有台阶部分,所以直径从底侧到顶侧通过三个台阶减小。换句话说,轭铁25包括较大直径部分25a、中间直径部分25b以及较小直径部分25c。
例如,多个转子磁铁22沿周向以预定间距布置在转子轭铁25的较大直径部分25a的内表面上,从而转子磁铁22和定子电枢21带有恒定间隙地相对。叶轮12的底端部分15与转子轭铁25的中间直径部分25b的外表面接合且固定于其上。如上所述,旋转轴33通过压配合固定到转子轭铁25的较小直径部分25c上。因此,当定子电枢21被驱动(励磁)从而产生旋转磁场时,转子磁铁22、转子轭铁25、旋转轴33和叶轮12作为一个单元体响应于该旋转磁场而旋转。然后,叶轮12的旋转引起气流,该气流通过设在壳体11轴向顶部的吸入开口17被吸入,并且通过设在壳体11周向一部分上的出口开口被吹出。
在构成套筒轴承的套筒保持件32的柱状部分32a内,由具有较好滑动性能的金属(或者聚合物)制成的止推板34设置在底侧的内表面上,从而旋转轴33的底端部分能够与止推板34抵靠。这种结构构成了止推轴承。另外,设置密封件来密封套筒保持件32在顶侧的开口和旋转轴33之间的环状间隙。该密封件可以防止灰尘进入套筒保持件32的柱状部分32a。
同样在套筒轴承用作轴承部分的这种结构的第二实施例中,根据本发明,扭矩产生部分13a和轴承部分13b沿着轴向布置,从而能够进一步减小离心风扇的外径。另外,如图3所示,优选是套筒保持件32的柱状部分32a的外径小于定子电枢21的外径。根据该结构,能够容易地组装马达13,同时保证定子电枢21的足够尺寸,以获得马达13足够的驱动扭矩。另外,套筒保持件32的轴部32b的外径大于旋转轴33的外径。根据该结构,提高了套筒保持件32的刚度,从而能够使叶轮12稳定地旋转。
虽然上面描述了本发明的某些实施例及其变化,但是能够以多种方式实现本发明,并不限于这些实施例及其变化。此外,在上面的说明书中提及的每一部件的材料和形状只是具体实施形式,不应解释为本发明的结构只限于这些材料和形状。
例如,在第二实施例中的套筒可以安装到作为旋转部件的转子轭铁25上,并且固定轴23可以一体地或者作为分开部件固定到基座部分24上。这种结构的套筒轴承特别适于小尺寸。
虽然已经说明和描述了本发明的实施例,但是应理解,本发明并不限于此,在不脱离所附权利要求书及其等同表述所规定的本发明的范围内,本领域技术人员可以进行各种改变和改进。

Claims (16)

1、一种离心风扇,其包括:
叶轮,其包括叶片部分,该叶片部分具有沿周向以预定间距布置的多个细长叶片,所述叶片部分的半径r和在叶轮轴向上的长度h满足2r≤h≤20r的关系;
旋转部件,其包括所述叶轮;
转子磁铁,其固定到所述旋转部件上;
定子电枢,其构成静止部件;
扭矩产生部分,其包括所述定子电枢和所述转子磁铁;
轴承部分,其以可旋转方式将所述旋转部件保持在所述静止部件上,该轴承部分沿轴向与所述扭矩产生部分前后排列布置;以及
马达,其包括所述转子、所述定子、所述扭矩产生部分和所述轴承部分。
2、根据权利要求1所述的离心风扇,其特征在于,所述叶轮的转速设定为大于或等于10,000转/分钟。
3、根据权利要求1所述的离心风扇,其特征在于,所述旋转部件作为一个元件旋转;并且所述轴承部分设置在该元件的重心处或者在该元件的重心附近。
4、根据权利要求2所述的离心风扇,其特征在于,所述旋转部件作为一个元件旋转;并且所述轴承部分设置在该元件的重心处或者在该元件的重心附近。
5、根据权利要求1所述的离心风扇,其特征在于,所述叶轮的叶片部分的外径与所述马达的扭矩产生部分的外径基本相同。
6、根据权利要求2所述的离心风扇,其特征在于,所述叶轮的叶片部分的外径与所述马达的扭矩产生部分的外径基本相同。
7、根据权利要求1所述的离心风扇,其特征在于,所述马达为直流无刷马达。
8、根据权利要求1所述的离心风扇,其特征在于,所述轴承部分为沿轴向分开布置的一对球轴承。
9、根据权利要求2所述的离心风扇,其特征在于,所述轴承部分为沿轴向分开布置的一对球轴承。
10、根据权利要求8所述的离心风扇,其特征在于,通过沿轴向以彼此相反的方向按压球轴承的内环部分或者外环部分,对该对球轴承预加载荷。
11、根据权利要求1所述的离心风扇,其特征在于,所述轴承部分为套筒轴承,其包括:
旋转轴,其与旋转部件连接;
柱形形状的套筒,它带有微小间隙地与旋转轴的外表面接合;
且所述离心风扇还包括:
柱状部分,所述套筒保持在其中;
支承部分,其将所述柱状部分保持在基座部分;
套筒保持件,其包括所述柱状部分和支承部分;
构成扭矩产生部分的定子电枢,其固定到所述套筒保持件的支承部分的外表面上。
12、根据权利要求2所述的离心风扇,其特征在于,所述轴承部分为套筒轴承,其包括:
旋转轴,其与旋转部件连接;
柱形形状的套筒,它带有微小间隙地与旋转轴的外表面相接合;
且所述离心风扇还包括:
柱状部分,所述套筒保持在其中;
支承部分,其将所述柱状部分保持在基座部分;
套筒保持件,其包括所述柱状部分和支承部分;
构成扭矩产生部分的定子电枢,其固定到所述套筒保持件的支承部分的外表面上。
13、根据权利要求3所述的离心风扇,其特征在于,所述轴承部分为套筒轴承,其包括:
旋转轴,其与旋转部件连接;
柱形形状的套筒,它带有微小间隙地与旋转轴的外表面相接合;
并且所述离心风扇还包括:
柱状部分,所述套筒保持在其中;
支承部分,其将所述柱状部分保持在基座部分;
套筒保持件,其包括所述柱状部分和支承部分;
构成扭矩产生部分的定子电枢,其固定到所述套筒保持件的支承部分的外表面上。
14、根据权利要求1所述的离心风扇,其特征在于,所述轴承部分为套筒轴承,其包括固定到静止部件上的固定轴以及柱形形状的套筒,所述套筒带有径向微小间隙地与所述固定轴的外表面接合,并且构成扭矩产生部分的定子电枢固定到所述固定轴的外表面上。
15、根据权利要求2所述的离心风扇,其特征在于,所述轴承部分为套筒轴承,其包括固定到静止部件上的固定轴以及柱形形状的套筒,所述套筒带有径向微小间隙地与所述固定轴的外表面接合,并且构成扭矩产生部分的定子电枢固定到所述固定轴的外表面上。
16、根据权利要求3所述的离心风扇,其特征在于,所述轴承部分为套筒轴承,其包括固定到静止部件上的固定轴以及柱形形状的套筒,所述套筒带有径向微小间隙地与所述固定轴的外表面接合,并且构成扭矩产生部分的定子电枢固定到所述固定轴的外表面上。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102548348A (zh) * 2010-12-28 2012-07-04 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 散热装置
CN103452889A (zh) * 2012-05-31 2013-12-18 罗伯特·博世有限公司 用于内燃机冷却系统的风扇系统
CN110212676A (zh) * 2019-04-25 2019-09-06 南方电机科技有限公司 一种旋转马达及设备

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7794205B1 (en) * 2006-03-13 2010-09-14 Robert A. Vanderhye Vertical axis wind turbine bearing axial load sharing
JP2008111382A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Japan Servo Co Ltd モータファン
US8591183B2 (en) 2007-06-14 2013-11-26 Regal Beloit America, Inc. Extended length cutoff blower
US8550066B2 (en) * 2007-11-06 2013-10-08 Regal Beloit America, Inc. High efficiency furnace/air handler blower housing with a side wall having an exponentially increasing expansion angle
JP5163150B2 (ja) * 2008-01-28 2013-03-13 株式会社Ihi 電動圧縮機
EP2336565B1 (en) 2008-10-14 2019-10-09 JTEKT Corporation Electric pump unit
JP2010116914A (ja) * 2008-10-14 2010-05-27 Jtekt Corp 電動ポンプユニット
US8335765B2 (en) 2009-10-26 2012-12-18 Amazon Technologies, Inc. Provisioning and managing replicated data instances
US20120194112A1 (en) * 2011-01-27 2012-08-02 Electrical Systems Integrator Llc Electrical Brushless Motor
JP5267703B2 (ja) * 2011-06-09 2013-08-21 ダイキン工業株式会社 送風機及び空気調和機
US10193417B2 (en) 2014-12-18 2019-01-29 Black & Decker Inc. Brushless motor assembly for a fastening tool
US11757327B2 (en) * 2018-01-31 2023-09-12 Minebea Mitsumi Inc. Rotor, motor, and method for manufacturing rotor
CN109062376A (zh) * 2018-08-21 2018-12-21 李连庚 计算机cpu散热装置
CN113966440B (zh) * 2019-06-14 2024-05-28 美蓓亚三美株式会社 旋转设备
US11635082B1 (en) * 2022-03-21 2023-04-25 Chao Chin Yao Ceiling fan controller fixing structure

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7364411B2 (en) * 2003-04-14 2008-04-29 Nidec Corporation Fan impeller and fan motor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102548348A (zh) * 2010-12-28 2012-07-04 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 散热装置
CN103452889A (zh) * 2012-05-31 2013-12-18 罗伯特·博世有限公司 用于内燃机冷却系统的风扇系统
CN110212676A (zh) * 2019-04-25 2019-09-06 南方电机科技有限公司 一种旋转马达及设备

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