TW200415841A - Fan motor - Google Patents

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(1) ' (1) '200415841 玖、發明說明 相關申請案說明 本申請案請求2002年7月4日提申之第2002-1 9 5 74 8號日本專利申請案之優先權。 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種用來將含有電子零件的設備等等冷卻 之風扇馬達設備。 【先前技術】 一般而S ’在諸如例如含有電子零件的個人電腦、伺 服器、以及影印機的電子設備中安裝了緊緻風扇馬達以用 來冷卻總成內部或個別電子零件。 安裝在此種設備等等中的此型傳統軸流式風扇馬達其 中一例參閱圖1 1加以說明，如圖]1所示，在風扇馬達1 中，一球軸承5和一套筒軸承6裝設在與合成樹脂製的殻 體2基座3 —體形成的一圓筒狀軸承框4內，且軸7被軸 承5和6支撐而能轉動。爲了防塵和防止潤滑油濺出，球 軸承’設一屏蔽，同時套筒軸承6由潤滑油浸潤的燒結金 屬等等之多孔材料所構成。 馬達轉子8組裝到軸7末梢，而馬達定子9固定軸承 框4周圍與轉子8相對，由合成樹脂製成且具多個散熱片 1 0的葉輪1 1裝到轉子8外側，一印刷電路板（印刷基板 )1 2裝在軸承框4基部周圍，印刷電路板1 2內有將馬達 -4 - (2) * (2) *200415841 驅動的驅動電路。圖中標號1 3爲防止軸7脫出的擋環， 而標號]4爲用來供能給印刷電路板1 2之導線。 藉由此構造，當印刷電路板1 2驅動電路經由導線供 能，定子產生磁場且造成轉子8轉動，葉輪1 1旋轉而在 殻體2內產生均勻氣流。如此，藉由在電子設備適當處安 裝風扇馬達1，其可冷卻總成內部或個別電子零件。 然而，上述傳統風扇馬達1中有以下問題，使用具屏 蔽的球軸承增加生產成本，另外，由於構造爲球軸承5和 套筒軸承6係從軸承框4二端裝設，其在軸向之位置由與 中央階狀部的接觸決定，軸承框4的球軸承5組裝部和套 同軸承6組裝部係由個別金屬模（亦即上模和下模）模製 ’如此難以確保球軸承5和套筒軸承6同心，另外，由於 套筒軸承6潤滑減少，軸承壽命有限。 【發明內容】 因此本發明係關於風扇馬達構造和運作，其不僅使球 軸承屏敝不需要’亦使球軸承壽命較長。風扇馬達構造爲 其設有固定在一基座上的一圓筒狀軸承框，一對軸承固定 在軸承框內部，一轉軸被該對軸承支撐，一定子固定在軸 承框外周圍，一轉子面向定子且固定在轉軸一側，以及固 定在轉軸一側的一葉輪。 本發明一實施例之特徵在於在軸承框徑向延伸到轉軸 附近的一端形成一屏蔽部來屏蔽軸承框內部，從軸承框另 一端將一對軸承裝入軸承框內，以及將一蓋件裝在軸承框 -5- (3) (3)200415841 另一端。 由於此種構造，軸承框內部被屏蔽部和蓋件屏蔽’而 能有效地防止灰塵進入軸承框和軸承內部’防止潤滑油機 出，並能使用無屏蔽之軸承。另外’藉由此構造’該對軸 承係藉由與屏蔽部和蓋件接觸而分別固定’吾人亦可確保 該對軸承同心，其所利用構造爲從一方向裝入軸承框的該 對軸承。另外，在被屏蔽的軸承框內’潤滑油在該對軸承 之間往復流動。 φ 在本發明另一實施例中，風扇馬達之特徵在於該對軸 承可爲一無屛蔽軸承和一套筒軸承，或是一有屏蔽軸承和 一套筒軸承。 在任一種構造中，潤滑油在無/有屏蔽軸承與套筒軸 承之間往復流動。 從以下詳細說明並參閱所附圖式將可明瞭本發明之特 徵及優點。 【實施方式】 接著參照所附圖式解釋本發明不同實施例。 現在請參閱圖1說明本發明第一實施例，如圖所示， 風扇馬達20設有一合成樹脂殼體25，一基座23，以及與 有底基座23 —體的一圓筒狀軸承框24。殼體25有具一 錐狀內表面的一圓筒狀文氏管部2 1，基座2 3以在文氏管 邰21 —端中心徑向延伸的多支肋2 5固定，軸承框2 4從 基座2 3與文氏管部2 ]同心地延伸到殼體2 5內部。 冬 (4) (4)200415841 形成在軸承框2 4 —端的是中心有一孔2 6 A的底屏蔽 部2 6，屏蔽部2 6徑向延伸到轉軸3 1附近，組裝在轉軸 3 1末梢的轂33基部處形成的一圓柱部45插入孔26 A， 圓柱部4 5與孔2 6 A之間有足夠的3 0 - 5 0 // m小間隙。 與屏蔽部2 6接觸的球軸承2 7以及與球軸承2 7和套 筒軸承2 9接觸的圓筒狀墊片2 8經由基座2 3側面的一孔 裝入軸承框2 4內部並固定，接著將有底圓筒狀定位蓋3 0 插入軸承框2 4基部2 3側面的孔內，並與套筒軸承2 9接 觸，將球軸承2 7、墊片2 8、以及套筒軸承2 9固定。如此 ’軸承框24內部被屏蔽部26和定位蓋3 0在個別端部從 外部屛蔽。 至於球軸承2 7，可使用未設屏蔽的無屏蔽球軸承。 如圖5矛口 6所示，墊片2 8外周圍軸向設有多個油槽 46(圖中示出4個），而且墊片28二端面徑向分別形成 多個油槽 4 7 (圖中示出 4個），但請了解可依規格設更 多或較少之油槽。 套筒軸承2 9由燒結金屬等等之多孔材料所構成，且 被潤滑油浸潤，最好套筒軸承2 9在定位蓋3 0側的端部密 封’或者燒結密度可提高使得浸潤套筒軸承2 9的潤滑油 並未流出到定位蓋3 0側。如圖7和8所示，套筒軸承29 在轉軸3 1易於插入的球軸承2 7側開口的一邊緣可形成一 削角4 8或台階4 9，另外，由於可能將潤滑油收集在削角 4 8或台階4 9內，其可能提供足夠的潤滑油給套筒軸承2 9 和轉軸3 1的滑動表面，球軸承2 7和套筒軸承2 9使用的 (5) 200415841 潤滑油相容性已列入考量而能混合使用。 轉軸3 ]插入球軸承2 7和套筒軸承2 9且因而被支撐 而能轉動，一擋環3 2組裝在轉軸3 1上，且轉軸3丨藉由 擋環3 2與球軸承2 7接觸而定位。由鋅模鑄成的一轂3 3 組裝在轉軸3 1末梢，且另將一轉子34組裝在轂3 3上。

轉子3 4將軸承框2 4覆蓋，且由有底圓筒狀軛3 5構 成，軛3 5底部組裝在在轂3 3上，而且一環狀永久磁鐵 3 6固定在軛3 5內周圍。具有多個散熱片3 7的一葉輪3 8 迫緊裝在軛3 5外周圍，除了提供分離的轂3 3之外，亦可 直接將轉軸3 1插入與轂一體的合成樹脂製成的葉輪3 8。

面對轉子3 4內周圍的一定子3 9組裝在軸承框2 4外 周圍，定子3 9由徑向延伸面對永久磁鐵3 6在轉子3 4側 的內周圍的一芯4 0、裝在芯4 0上的一定子座4 1 ,纏繞在 定子座41周圍的線圈42、以及固定在定子座41上且安 排在軸承框2 4基座周圍的一印刷電路板4 3所組成。永久 磁鐵3 6軸向中央部分相對於芯4 0軸向中央部分偏到基座 23側。 無刷直流馬達由轉子3 4和定子3 9構成，而印刷電路 板4 3內設驅動電路以驅動相關無刷直流馬達，一導線4 4 接到印刷電路板4 3以供能給驅動電路，導線4 4安排成沿 著其中一肋22通過，且延伸到殼體25內部。 接著說明具上述構造之風扇馬達之運作。 錯由供#給導線4 4，安裝在印刷電路板4 3內的驅動 電路控制流到線圈4 2的電流，依序使芯4 0磁化，並使轉 (6) (6)200415841 子3 4在均勻方向轉動，如此，葉輪3 8在均勻方向轉動， 而能對應其轉動將空氣在均勻方向鼓動，此時，由於永久 磁鐵3 6軸向中央部分相對於芯4 0軸向中央部分偏到基座 2 3側’轉子3 4被定子3 9產生的磁場吸引而遠離基座2 3 ’而其在軸向造成之力能使球軸承2 9預負載。 由於能防止異物、灰塵等等之侵入，而且利用屏蔽部 2 6和定位蓋3 0從外面屏蔽軸承框2 4內部而防止球軸承 27潤滑油濺出，不需有昂貴有屏蔽球軸承，因而可降低 生產成本。藉由在組裝到屏蔽部2 6和轉軸3 1的轂3 3之 圓柱部4 5形成一台階（支示出），以及藉由形成迷宮式 間隙’其可提‘高防塵效果和潤滑油防漏效果，另外，在可 期的更高屏蔽效果下，可使甩有屏蔽球軸承做爲球軸承 27 ° 由於潤滑油經由被屏蔽的軸承框2 4內部的墊片2 8之 油槽4 6，4 7而往復地在球軸承2 7和套筒軸承2 9之間通 過，可消除潤滑油之任何不足，球軸承2 7和套筒軸承2 9 之壽命更長。藉由將在定位蓋3 0側的套筒軸承2 9端部密 封’或藉由提高套筒軸承2 9之燒結密度，可防止浸潤套 筒軸承2 9的潤滑油流向定位蓋3 0，因而可減少潤滑油消 粍量。 由於軸承框2 4構造成球軸承2 7和套筒軸承2 9從基 座2 3側面之孔插入和固定，其組裝部可由一金屬模模製 /製造（亦即無需上、下模）而不致發生掏槽，如此，其 可易於確保球軸承2 7和套筒軸承2 9同心。 -9- (7) (7)200415841 現在請參閱圖2說明本發明第二實施例，由於第二實 施例與上述第一實施例構造大致相同，除了它爲球軸承設 有一彈簧作動預負載機構，其與第一實施例相同的元件以 相同的標號標示，僅對不同元件部分詳細說明。 如圖2所示，第二實施例的風扇馬達5 〇中，朝向基 座2 3的轉軸3 1形成一圓筒狀表面部5 1，而且安裝一滑 動構件5 2而能在定位蓋3 0內滑動且接觸圓柱部5 1。。 藉由置於滑動構件5 2與定位蓋3 0之間的螺旋彈簧5 3簧 力，轉軸3 1在離開基座2 3的方向被壓迫，球軸承2 7被 預負載。在滑動構件5 2與轉軸3 1接觸處設置一合成樹脂 製成的一滑件5 4以減小摩擦。另外，由於定位蓋3 0亦有 接受螺旋彈簧53彈簧作用之功能，如圖9和圖所示， 定位蓋3 0兩端在徑向形成結合爪5 5，結合爪5 5扣合在 基座 2 3上，且在將球軸承 2 7、墊片 2 8、以及套筒軸承 2 9固定之外，它們支撐螺旋彈簧5 3簧力。 由於此種構造，在上述第一實施例的運作和效果之外 ’其可能以螺旋彈簧5 3定期地將轉軸預負載於軸向’以 使轉動元件在軸向的移動降到最低，因而延長軸承壽命。 現在請參閱3說明本發明第三實施例，由於第三實施 例與上述第一和第二實施例構造大致相同，除了球軸承和 套筒軸承安排成相反方式且省略墊片，其與第一實施例相 同的元件以相同的標號·標示，僅對不同元件部分詳細說明 〇 如圖3所示，第三實施例的風扇馬達5 6中’套筒軸 -10 - (8) (8)200415841 承2 9迫緊裝入軸系框2 4且與屏蔽部2 6接觸，球軸承2 7 裝入軸承框稍大直徑孔側且固定，因爲一端與台階5 7接 觸，另一端與定位蓋3 0接觸。在轉軸3 ]中，—擋環5 J 裝在圓柱部5 1的基座並與球軸承2 7接觸。另外，轂3 3 內並無形成圓柱部4 5，而且軸承框2 4屏蔽部2 6與轉軸 3 ]以3 0 - 5 0 // m特定間隙彼此面對。 由於此種構造，其可省略墊片2 8，此時，類似於第 一和第二實施例，可藉由將與球軸承2 7相反的一側亦即 屏蔽部2 6側的套筒軸承2 9端面密封或藉由提高燒結密度 而防止浸潤套筒軸承2 9的潤滑油排到外面，潤滑油消粍 量可降低。 現在請參閱圖4說明本發明第四實施例，由於第四實 施例與上述第一實施例構造大致相同，除了因定子磁場的 預負載方向相反而且轉子永久磁鐵和軸的撐環之組裝部分 不同，其與第一實施例相同的元件以相同的標號標示，僅 對不同元件部分詳細說明。 如圖4所示，第四實施例的風扇馬達5 8中，轉子3 4 的永久磁鐵3 6在軸向延伸到軛3 5底部附近，而且其軸向 中央部分相對於定子3 9軸向中央部分偏向基座2 3相反側 〇 由於此種構造，轉子3 4被定子3 9產生的磁場吸引朝 向堑座2 3，而且其可以在軸向之此力將球軸承2 7預負載 〇 在上述實施例中說明提及的構造使用一球軸承和一套 > 11 > (9) (9)200415841 筒軸承做爲一對軸承，但請了解本發明不限於此，且其可 使用兩個球軸承或兩個套同軸承，及/或使用其他適合型 式之軸承。另外，本發明係描述成風扇馬達，但請了解本 發明不限於此’其可類似地應用在壓力比値較風扇馬達高 之鼓風機。最後請了解在其主要意義之外，說明書中所用 “風扇馬達”亦包括壓力比値較風扇馬達高之鼓風機。 在上述風扇馬達中，由於軸承框內部被屏蔽部和蓋件 屏蔽’可在不使用有屏蔌物的軸承之下有效地防止灰塵進 入軸承框內部和軸承，如此不需有昂貴的具屏蔽球軸承， 生產成本可降低。 另外，由於風扇馬達構造使得該對軸承可從一側固定 在軸承框內部，其可以一金屬模模製軸承框組裝部，因而 可確保該對軸承同心。 另外，由於潤滑油在已有屏蔽的軸承框內的該對軸承 之間往復地通過，可消除潤滑油之不足，軸承壽命較長。 Λ外’在上述風扇馬達中’錯由在軸承框上設置一屏 蔽部和一定位蓋’該對軸承可藉由與屏蔽部和.定位蓋接觸 而固定在軸承框內。 由上所述，其已參照特定例子說明本發明之設備和方 法，請了解熟悉此技人士可在所揭示的設備及方法原理下 進行修改，而這些修改、變化、及取代包含在後附申請專 利範圍所述的本發明範圍·，因此說明書及圖式僅爲說明 用而非限制用。 -12 - (10) 200415841 [圖式簡單說明】 圖]爲本發明第一貫施例之風扇馬達縱向剖面圖。 圖2爲本發明第二實施例之風扇馬達縱向剖面圖。 圖3爲本發明第三實施例之風扇馬達縱向剖面圖。 圖4爲本發明第四實施例之風扇馬達縱向剖面圖。 圖5爲圖1中風扇馬達之塾片前視圖。 圖6爲圖5中墊片的A - A線所取剖面圖。 圖7爲圖1中風扇馬達之套筒軸承放大縱向剖面圖。 圖8爲圖1中風扇馬達之套筒軸承變化例之放大縱向 剖面圖。 I® 9胃匱| 2中風扇馬達之定位蓋之放大縱向剖面圖。 圖1 〇爲圖.9中定，位蓋之放大縱向剖面圖。 圖1 1爲習用傳統風扇馬達之縱向剖面圖。 【主要元 1 2 3 4 5 6 7 8 9 件對照表】 風扇馬達 殻體 基座 軸承框 球軸承 套商軸承 軸 .. 轉子 定子 -13- (11) 散熱片 葉輪 印刷電路板 擋環 導線 文氏管部 肋 基座 · 軸承框 殼體 屏蔽部 孔 球軸承 墊片 套筒軸承 定位蓋 · 轉軸 擋環 轂 轉子 軛 環狀永久磁鐵 散熱片 葉輪 -14 - (12) 定子 芯 定子座 線圈 印刷電路板 導線 圓柱咅 油槽 Φ 油槽 削角 台階 風扇馬達 表面咅β 滑動構件 螺旋彈簧 滑件 ⑩ 結合爪 風扇馬達 接觸台階 風扇馬達 -15-

Claims (1)

1. ^415841 ⑴ 拾、申請專利範圍 1 · 一種風扇馬達設備，包括： 一基座； 與基部一體的一圓筒狀軸承框； 裝在軸承框內的一對軸承； 被該對軸承支撐的一轉軸； '一屏敝部’其係一體形成在軸承框相對於基座的一端 ’並且在徑向朝轉軸延伸；以及 一定位蓋，其經由基座的一孔固定。 2 .依據申請專利範圍第1項之設備，更包括： 一定子，其固定在軸承框外周圍； 一轉子’其固定在轉軸上且位置面對定子；以及 一葉輪，其固定在轉軸上。 3 .依據申請專利範圍第1項之設備，更包括： 一墊片，其爲圓筒狀，且固定在軸承框內部且在該對 軸承之間。 4 ·依據申請專利範圍第3項之設備，其中墊片更包括 至少一油槽。 5 ·依據申請專利範圍第1項之設備，更包括： 一螺旋彈簧，其裝在轉軸與定位蓋之間。 6 ·依據申請專利範圍第1項之設備，其中定位蓋更包 括： 扣入基座的至少一結合爪。 7 ·依據申請專利範圍第5項之設備，更包括： -16- (2) (2)200415841 插在螺旋彈簧與轉軸之間的一滑件。 8 ·依據申請專利範圍第1項之設備，其中轉軸朝向基 座的一端爲螺旋狀。 9 .依據申請專利範圍第]項之設備，更包括： 供轉軸組裝的一轂，其有插入屛蔽部的一孔的一圓柱 部。 1 〇.依據申請專利範圍第1項之設備，其中軸承框內 部被屏蔽部和定位蓋屏蔽。 1 1 ·依據申請專利範圍第1項之設備，其中該對軸承 係藉由與屏蔽部和定位蓋接觸而固定在軸承框內部。 1 2 .依據申請專利範圍第1項之設備，其中該對軸承 其中〜者爲一有屏蔽球軸承或無屏蔽球軸承。 1 3 .依據申請專利範圍第i項之設備，其中該對軸承 其中〜·者爲套筒軸承。 1 4 ·依據申請專利範圍第1 3項之設備，其中套筒軸承 更包培： 形成在套筒軸承一邊緣的一削角或台階。 1 5 .依據申請專利範圍第2項之設備，更包括： 轉子磁鐵中央部分偏離定子芯中央部， 其中轉子在遠離基座的方向被吸引。 1 6.依據申請專利範圍第2項之設備，更包括： 轉子磁鐵中央部分偏離定子芯中央部， _中轉子在朝向基座的方向被吸引。 ]7 •—種風扇馬達設備，包括： -17- (3) (3)200415841 一軸承框，其有一中空內部以及第一及第二開口端； 一屏蔽部，其係一體形成在軸承框第一端，並且在徑 向朝軸承框延伸；以及 一定位蓋，其裝在軸承框第二端， 其中軸承框內部被軸承框和定位蓋屏蔽。 1 8 .依據申請專利範圍第1 7項之設備，更包括： 至少一軸承，其固定在軸承框內部， 其中該至少一軸承藉由與軸承框和定位蓋至少其中一 φ 者而固定在軸承框內部。 1 9 .依據申請專利範圍第1 7項之設備，更包括： 一基座，其與軸承框一體形成。 2 0.依據申請專利範圍第18項之設備，更包括： 一轉軸，其被該至少一軸承支撐； 一定子，其固定在軸承框外周圍； 一轉子，其固定在轉子上，且面對定子；以及 一葉輪，其固定在轉軸上。 φ -18 -