CN203272171U - 具有径向气隙马达的薄型散热风扇 - Google Patents

Abstract

一种具有径向气隙马达的薄型散热风扇，用以解决现有风扇尺寸关系式无法适用于薄型散热风扇的问题。该具有径向气隙马达的薄型散热风扇包含一个扇框、一个扇轮及一个定子组，该扇框具有一个轴接部，该扇轮及定子组皆设于该轴接部，该定子组可驱使该扇轮旋转以产生气流；其中，在该薄型散热风扇的轴向上，该轴接部底面至该扇轮的轮毂顶面具有一个轴向高度（A），该定子组的磁极片组的最顶面至最底面之间具有一个最大轴向厚度（B），两者的比值（B/A）为0.1～0.6。

Description

具有径向气隙马达的薄型散热风扇

技术领域

本实用新型是关于一种散热风扇，尤其是一种装设有径向气隙马达，且整体轴向高度较薄的具有径向气隙马达的薄型散热风扇。

背景技术

近年来，随着电子产品轻薄化且高性能的发展趋势，电子产品运作时，其电子元件的发热温度提高，加上散热空间受限等因素，使得电子元件不易散热，从而容易产生效能不稳定的状况，影响电子产品的可靠度，且造成功能特性下降，无法发挥甚至于当机，故散热已成为目前电子产品设计时所要考量的重要课题之一。

其中，增加散热效率最常使用的方式就是在电子产品中装设散热风扇，借助散热风扇的驱风作用迫使气流流动，以将电子产品内部的高温气体排出，而适用于轻薄型电子产品的散热风扇，则通常会搭配选用整体轴向高度较薄的薄型散热风扇（其扇框的轴接部底面至扇轮的轮毂顶面的轴向高度可例如为2至4.5毫米左右）。然而，对其马达的定子与转子之间具有径向气隙的薄型散热风扇而言，设计该薄型散热风扇时，虽希望能尽可能地缩减散热风扇的轴向高度以达「薄化」目的，但受限于定子与转子之间若感磁面积过小将导致马达效能不足，以致影响该薄型散热风扇性能的问题，故薄型散热风扇的薄化设计仍需考量与风扇性能的平衡关系。

另一方面，早期设计散热风扇的过程中，往往借助设计者的经验或通过尝试错误(try and error)的方式来选用马达与扇框的尺寸，并于两者搭配组装后再进行风扇性能测试，直至风扇性能符合规格要求；也就是，早期因马达与扇框尺寸搭配的选用上并无关系式可依循，而徒增许多开发时程与劳力。为此，请参照图1，其是中国公告第101113737号《风扇及其马达尺寸的选用方法》专利案，该风扇9包括一扇框91、一叶轮92以及一马达93，该叶轮92容置于该扇框91内，该马达93具有一转子结构931及一定子结构932，且该定子结构932可驱动该转子结构931转动，以带动该叶轮92旋转而产生气流；其中，该扇框91的宽度Y与该定子结构932的直径X的选用是符合关系式（Y＝13.25 X^1.4 ± 5%），且该定子结构932的直径X与该扇框91的宽度Y的比值为0.25至0.5。如此一来，借助该关系式，设计者可迅速且正确地选用搭配的扇框及马达尺寸，以缩短开发风扇的时程，并确保该风扇具有良好的风扇性能。

然而，上述关系式只适用于厚度大于或等于38毫米，且扇框91的宽度Y介于4至12公分的风扇，该关系式并无法适用于扇框的轴接部底面至扇轮的轮毂顶面的轴向高度在2至4.5毫米左右的薄型散热风扇。再者，该关系式的其中一个变数为扇框91的宽度，但光由扇框91的宽度并无法直接确定整体扇框91的形态，因此，通过该关系式未必能正确地开发出具有良好性能的风扇。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有径向气隙马达的薄型散热风扇，其风扇构件尺寸符合一较佳比例，以确保该薄型散热风扇运作时可产生适当的风量与风压，从而具有良好的风扇性能。

为达到前述目的，本实用新型所运用的技术内容包含有：

一种具有径向气隙马达的薄型散热风扇，包含：一个扇框，该扇框具有一个轴接部；一个扇轮，由一个转轴连接一个轮毂并可旋转地设于该扇框的轴接部，数个扇叶环设于该轮毂外缘，至少一个磁性元件设于该轮毂的内环面；及一个定子组，具有一个磁极片组，该磁极片组与该磁性元件相对，该磁极片组与该磁性元件之间具有一个径向气隙；其中，在该薄型散热风扇的轴向上，该扇框的轴接部的底面至该扇轮的轮毂的顶面具有一个轴向高度（A），该轴向高度（A）为2至4.5毫米，该定子组的磁极片组的最顶面至最底面之间具有一个最大轴向厚度（B），两者的比值（B/A）为0.1～0.6。

其中，该比值（B/A）较佳为0.2～0.4。

其中，该磁极片组包含至少一个磁极片。

其中，该磁极片组的磁极片数量为数个，该最大轴向厚度（B）是从位于最顶部的磁极片顶面至位于最底部的磁极片底面之间的轴向距离。

其中，该磁性元件在该薄型散热风扇轴向上的高度可以小于或等于该磁极片组在该薄型散热风扇轴向上的厚度。

其中，该磁性元件在该薄型散热风扇轴向上的中心位置，及该磁极片组在该薄型散热风扇轴向上的中心位置，较佳位于该薄型散热风扇的同一个径向延伸平面。

本实用新型的有益技术效果在于，据此，本实用新型的具有径向气隙马达的薄型散热风扇可具有良好的风扇性能。并通过本实用新型的薄型散热风扇的径向气隙马达尺寸选用方法，供设计者可快速且正确地选出相匹配的径向气隙马达，以确保组装有该马达的薄型散热风扇运作时可产生适当的风量与风压，从而具有良好的风扇性能。

附图说明

图1：现有的风扇的结构示意图。

图2：本实用新型第一实施例的侧剖结构图。

图3：数个扇框的轴接部底面至扇轮的轮毂顶面的轴向高度为4.5毫米且具有不同比值的薄型散热风扇的风扇性能曲线。

图4：数个扇框的轴接部底面至扇轮的轮毂顶面的轴向高度为2毫米且具有不同比值的薄型散热风扇的风扇性能曲线。

图5：本实用新型第二实施例的侧剖结构图。

（本实用新型）

1            扇框    11 轴接部

2            扇轮    21 轮毂

22           转轴    23 扇叶

24           磁性元件

3            定子组     31 磁极片组

32           绝缘套组 33 线圈组

4            定子组     41 绝缘套

42           线圈组     43 磁极片组

44           导磁轴管

G            径向气隙   M1、M2  中心位置

S            径向延伸平面  A  轴向高度

B、B’        最大轴向厚度

（现有技术）

9            风扇    91 扇框

92           叶轮    93 马达

931          转子结构 932   定子结构

Y            宽度    X  直径。

具体实施方式

为让本实用新型的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本实用新型的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图2所示，其是本实用新型具有径向气隙马达的薄型散热风扇的第一较佳实施例，该薄型散热风扇大致上包含一扇框1、一扇轮2及一定子组3，该扇轮2及定子组3皆设于该扇框1中，该定子组3可驱使该扇轮2旋转以产生气流；其中，该薄型散热风扇可以为轴流式风扇或鼓风式风扇等形式，本实用新型以下虽举鼓风式风扇为例进行说明，但并不以此为限。

在如图2所示的实施例中，上述扇框1具有一轴接部11；该扇轮2容置于该扇框1内，该扇轮2具有一轮毂21、一转轴22、数个扇叶23及至少一磁性元件24，该转轴22是可旋转地设于该扇框1的轴接部11，该转轴22较佳设于该轮毂21的中心位置，且该转轴22的长度大于上述定子组3的最大轴向厚度；该数个扇叶23环设于该轮毂21的外缘，该磁性元件24则设于该轮毂21的内环面。该定子组3设于该扇框1的轴接部11，用以驱动该扇轮2旋转。

更详言之，该定子组3具有一磁极片组31、一绝缘套组32及一线圈组33，该磁极片组31包含至少一个磁极片，该磁极片是由可导磁的材料制成，该磁极片可例如为硅钢片；在本实施例中，该磁极片组31的磁极片数量可以为数个，且各该磁极片呈轴向堆迭设置，该绝缘套组32设于该磁极片组31的二轴向端部，该线圈组33则呈径向绕线地缠绕于该绝缘套组32的预定部位；又，由该线圈组33缠绕结合的磁极片组31与绝缘套组32，可选择套设结合于该扇框1的轴接部11外周壁，使该磁极片组31与该扇轮2的磁性元件24相对，并维持两者之间具有一径向气隙G，以由受激磁的磁极片组31与该磁性元件24产生磁作用，致使该扇轮2相对于该扇框1产生旋转。此外，为提升该扇轮2的旋转效能，该磁性元件24在该薄型散热风扇轴向上的高度，可选择小于或等于该磁极片组31在该薄型散热风扇轴向上的厚度；再且，该磁性元件24在该薄型散热风扇的轴向上的中心位置M1，及该磁极片组31在该薄型散热风扇的轴向上的中心位置M2，较佳位于该薄型散热风扇的同一径向延伸平面S。

其中，在该薄型散热风扇的轴向上，该扇框1的轴接部11的底面至该扇轮2的轮毂21的顶面具有一轴向高度A，该定子组3的磁极片组31的最顶面至最底面之间则具有一最大轴向厚度B（在本实施例中，该最大轴向厚度B即为该磁极片组31中，从位于最顶部的磁极片顶面至位于最底部的磁极片底面之间的轴向距离），该最大轴向厚度B与该轴向高度A具有一比值（B/A）。请参照图3、4，图3是数个扇框的轴接部底面至扇轮的轮毂顶面的轴向高度为4.5毫米且具有不同比值的薄型散热风扇的风扇性能曲线，图4则是数个扇框的轴接部底面至扇轮的轮毂顶面的轴向高度为2毫米且具有不同比值的薄型散热风扇的风扇性能曲线；由图3、4可知，当所述比值（B/A）为0.1～0.6时，其对应的薄型散热风扇运作时可产生适当的风量与风压，亦即，符合该比值（B/A）的薄型散热风扇确实能具有良好的风扇性能。其中，该比值（B/A）为0.2～0.4的薄型散热风扇运作时，可产生较高的风量与风压，以提升该薄型散热风扇的风扇性能。

据此，本实用新型可提供一种薄型散热风扇的径向气隙马达尺寸选用方法，是包含：依所欲达到的风扇性能，选定一马达的磁极片组最顶面至最底面之间在轴向上的最大轴向厚度（B）与一扇框的轴接部底面至一扇轮的轮毂顶面在轴向上的轴向高度（A）的比值（B/A），且该比值（B/A）为0.1～0.6；及选定该轴向高度（A）或是该最大轴向厚度（B）的值；将该轴向高度（A）或该最大轴向厚度（B）的值代入所选定的比值（B/A），以换算得到该最大轴向厚度（B）或是该轴向高度（A）的值；其中，该轴向高度（A）为2至4.5毫米。如此，即可快速且正确地选出相匹配的径向气隙马达，以确保组装有该马达的薄型散热风扇能于运作时产生适当的风量与风压，从而具有良好的风扇性能。

请参照图5，其是本实用新型具有径向气隙马达的薄型散热风扇的第二较佳实施例，在第二较佳实施例中，该薄型散热风扇大致上包含一扇框1、一扇轮2及一定子组4，该扇轮2及定子组4皆设于该扇框1中，该定子组4可驱使该扇轮2旋转以产生气流；该第二实施例与前述第一实施例的主要差异在于：该定子组4是呈现轴向绕线的形态。

更详言之，该定子组4包含一绝缘套41、一线圈组42、一磁极片组43及一导磁轴管44，该线圈组42呈轴向绕线地缠绕于该绝缘套41的预定部位，该磁极片组43包含至少一个磁极片，该磁极片是由可导磁的材料制成，该磁极片可例如为硅钢片，在本实施例中，该磁极片组43的磁极片数量可以为数个，该数个磁极片分别设于该绝缘套41的二轴向端部，且位于最外端的磁极片还可以设有沿该绝缘套41的轴向延伸的延伸部，以增加与该扇轮2的磁性元件24相对的面积；该导磁轴管44穿设于该扇框1的轴接部11中，并供该扇轮2的转轴22可旋转地设置，该磁极片组43及该绝缘套41皆套接于该导磁轴管44的外环周面，且该磁极片组43的一端抵接于该轴接部11的顶面，使该磁极片组43的磁极片的延伸部能与该扇轮2的磁性元件24相对，并维持两者之间具有一径向气隙G，以由受激磁的磁极片组43与该磁性元件24产生磁作用，致使该扇轮2相对于该扇框1产生旋转。

如上所述的薄型散热风扇，在该薄型散热风扇的轴向上，该扇框1的轴接部11的底面至该扇轮2的轮毂21的顶面具有一轴向高度A，该轴向高度A为2至4.5毫米，该定子组4的磁极片组43的最顶面至最底面之间则具有一最大轴向厚度B’（在本实施例中，该最大轴向厚度B’即为该磁极片组43中，从位于最顶部的磁极片顶面至位于最底部的磁极片底面之间的轴向距离），该最大轴向厚度B’与该轴向高度A具有一比值（B’/A）。当所述比值（B’/A）为0.1～0.6之间时，其对应的薄型散热风扇的同样能于运作时产生适当的风量与风压而具有良好的风扇性能，且同样是该比值（B’/A）为0.2～0.4的薄型散热风扇具有更高的风量与风压，以提升该薄型散热风扇的风扇性能。

综上所述，本实用新型的具有径向气隙马达的薄型散热风扇，使其风扇构件尺寸符合一较佳比例，以确保该薄型散热风扇运作时可产生适当的风量与风压，从而具有良好的风扇性能。

Claims (6)

1.一种具有径向气隙马达的薄型散热风扇，其特征在于，其包含：

一个扇框，该扇框具有一个轴接部；

一个扇轮，由一个转轴连接一个轮毂并可旋转地设于该扇框的轴接部，数个扇叶环设于该轮毂外缘，至少一个磁性元件设于该轮毂的内环面；及

一个定子组，具有一个磁极片组，该磁极片组与该磁性元件相对，该磁极片组与该磁性元件之间具有一个径向气隙；

其中，在该薄型散热风扇的轴向上，该扇框的轴接部的底面至该扇轮的轮毂的顶面具有一个轴向高度（A），该轴向高度（A）为2至4.5毫米，该定子组的磁极片组的最顶面至最底面之间具有一个最大轴向厚度（B），两者的比值（B/A）为0.1～0.6。

2.根据权利要求1所述的具有径向气隙马达的薄型散热风扇，其特征在于，该比值（B/A）为0.2～0.4。

3.根据权利要求1或2所述的具有径向气隙马达的薄型散热风扇，其特征在于，该磁极片组包含至少一个磁极片。

4.根据权利要求3所述的具有径向气隙马达的薄型散热风扇，其特征在于，该磁极片组的磁极片数量为数个，该最大轴向厚度（B）是从位于最顶部的磁极片顶面至位于最底部的磁极片底面之间的轴向距离。

5.根据权利要求1或2所述的具有径向气隙马达的薄型散热风扇，其特征在于，该磁性元件在该薄型散热风扇轴向上的高度小于或等于该磁极片组在该薄型散热风扇轴向上的厚度。

6.根据权利要求5所述的具有径向气隙马达的薄型散热风扇，其特征在于，该磁性元件在该薄型散热风扇轴向上的中心位置，及该磁极片组在该薄型散热风扇轴向上的中心位置，是位于该薄型散热风扇的同一个径向延伸平面。

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