TW201915338A - 軸流風扇 - Google Patents

Abstract

軸流風扇具備：馬達本體；葉輪，設於馬達本體的旋轉體，且設有葉片，葉片為會使風沿馬達本體的旋轉軸方向流動的形狀；杯件部分，底面已供馬達本體的與設有葉輪之側相反一側進行設置；外形部分，設成會覆蓋馬達本體；複數個靜止翼，設成會連接杯件部分和外形部分，且為會使風沿旋轉軸方向穿過的形狀；基板，為圓板形狀，前述馬達本體的旋轉軸會位於中央孔，且設成會被固定在杯件部分，用以控制馬達本體；及阻尼器，設於對杯件部分固定的部分與基板之間，藉由內部摩擦來抑制振動。

Description

軸流風扇

本發明是有關於一種軸流風扇。

一般各種軸流風扇已廣為人知。例如，已揭示有如下事項，即，在外轉子型送風風扇中，設置會使機械裝設部的固有頻率改變的調整構件，以抑制共振產生(參照專利文獻1)。

然而，在具備靜止翼的軸流風扇的情況下，為了保持空氣的流動特性，必須使靜止翼具有一定程度的柔軟性。因此，靜止翼會發揮有如彈簧的作用，一旦產生共振就會有振動變大的情形。 先前技術文獻

專利文獻 專利文獻1：日本特許第6183995號公報

發明概要

本發明之實施形態的目的在於提供一種會抑制因共振而造成之振動的軸流風扇。

根據本發明的觀點的軸流風扇具備： 馬達；葉輪，設於前述馬達的旋轉體，且設有葉片，前述葉片為會使風沿前述馬達的旋轉軸方向流動的形狀；杯件部分，底面已供前述馬達的與設有前述葉輪之側相反一側進行設置；外形部分，設成會覆蓋前述馬達；複數個靜止翼，設成會連接前述杯件部分和前述外形部分，且為會使風沿前述旋轉軸方向穿過的形狀；基板，為圓板形狀，前述馬達的旋轉軸會位於中央孔，且設成會被固定在前述杯件部分，用以控制前述馬達；及阻尼器，設於對前述杯件部分固定的部分與前述基板之間，藉由內部摩擦來抑制振動。

用以實施發明之形態 (第1實施形態)

圖1是顯示本發明之第1實施形態的軸流風扇10的構成的立體圖。圖2是顯示第1實施形態的軸流風扇10的構成的截面圖。

軸流風扇10可作為例如用來冷卻伺服器的冷卻風扇來使用。軸流風扇10具備馬達本體1、葉輪2、及外機座3。

圖3是顯示第1實施形態的馬達本體1的構成的立體圖。

馬達本體1分為會旋轉的旋轉體及相對於旋轉體的旋轉呈靜止的靜止部分。

馬達本體1的旋轉體是以軸件11、軸座12、架體13、及磁鐵14組成。軸座12及架體13形成轉子座。

馬達本體1的靜止部分是以基板15、複數個線圈16、芯件17、及複數個支撐構件18所構成。

軸件11為旋轉體的旋轉軸，呈圓柱形狀。軸件11為鐵等金屬製。

軸座12為環狀，表面為平面，背面為與架體13的孔嵌合的形狀。軸座12是在軸件11的上部已嵌合於表面中央的孔的狀態下進行接合。軸座12的底面部分與架體13的上部接合。軸座12的材料是選擇線膨脹係數與架體13的材料的金屬接近的物體，藉此來抑制因為熱膨脹所導致的軸座12與架體13的偏移。具體而言，架體13為鐵製時，軸座12較佳為黃銅製或鋼製等。黃銅比鋼更不易生鏽，因此適用於軸座12的材料。

架體13為如下形狀，即，在將圓筒形狀的一端加以堵塞的圓形表面(上表面)上於中央設有可供軸件11突出的孔的形狀。架體13上表面的孔在有軸件11貫穿的狀態下，會成為被軸座12堵塞而可將軸件11與架體13之間所產生的間隙加以包覆的狀態。架體13為鐵等金屬製。架體13是藉由衝壓加工而成形。

磁鐵14是用來使其具有作為馬達本體1的轉子之功能的永久磁鐵。磁鐵14為圓筒形狀且被裝設於架體13的內側。

基板15呈圓板形狀且中央設有供軸件11貫穿的孔。基板15有安裝用來驅動馬達本體1的控制電路。基板15上設有可檢測轉子的旋轉位置的感測器151。此外，基板15也可以使用於未設有感測器151的無感測器馬達(sensorless motor)。

線圈16與芯件17被設在架體13的內部。各線圈16纏繞芯件17，並在圓周上以等間隔配置在軸件11的周圍。線圈16和芯件17具有作為馬達本體1的定子的功能。此外，芯件17也可以由多個構件所構成。例如，芯件17也可以為薄板沿旋轉軸方向堆積形成，以抑制渦流損失的構造。

複數個支撐構件18包含：將旋轉體支撐成可相對於馬達本體1的靜止部分進行旋轉的構件、及將馬達本體1的靜止部分支撐成可被固定在外機座3的構件。例如，支撐構件18是用來配置線圈16及芯體17的構件，或是貫穿設於基板15的小孔，從而將靜止部分固定在外機座3的棒狀構件。

圖4是顯示第1實施形態的葉輪2自下側看的構成的立體圖。圖5是顯示第1實施形態的葉輪2裝設於馬達本體1的狀態的立體圖。

葉輪2為塑膠等樹脂製。葉輪2為在葉輪本體21上設有複數個葉片22的形狀，葉輪本體21為圓筒形狀的一端有被堵塞的形狀。又，葉輪本體21為在圓形表面(上表面)上於中央設有供軸座12的外周面嵌合的孔的形狀。為了防止因熱膨脹所導致的裂縫，而使葉輪本體21的上表面的孔的周圍具有足夠的厚度。葉輪本體21的內側的形狀為能供架體13從上部嵌入的形狀。葉輪本體21的內側可設置塗上黏著劑的凹部，黏著劑是用來與架體13黏著。葉片22是成形為旋轉時可讓風沿旋轉軸方向流動的形狀。葉輪2是構成為會覆蓋架體13，且被裝設成能供軸座12的外形嵌入上表面的孔。藉由將軸座12的外形嵌入葉輪2的上表面的孔，就會成為馬達本體1完成定心(centering)的狀態。葉輪本體21的內周面和架體13的外周面以黏著劑黏著。

圖6是顯示垂直地切斷第1實施形態的外機座3的構成的立體圖。

外機座3具備：杯件部分31、複數個靜止翼(肋)32、外形部分33、軸承套34、及磁性軸承35。

杯件部分31被配置在外機座3的底面部分的中央。杯件部分31為安裝馬達本體1之處。馬達本體1被設置於杯件部分31的底面，以使葉輪2位於上面。基板15被配置為固定在杯件部分31的內部。杯件部分31的外形比基板15的外形大一圈。因此，在馬達本體1被安裝的狀態下，位在杯件部分31外周且往垂直方向延伸的外緣和基板15之間會有少許空隙。

靜止翼32是在杯件部分31的周圍以等間隔設置，以連接杯件部分31的外周面和外形部分33的內周面。靜止翼32是成形為會隨著旋轉體的旋轉而使風沿旋轉軸方向穿過相鄰兩個靜止翼32之間的形狀。為了確保空氣的流動特性，靜止翼32是使用樹脂等具柔軟性的材料成形為薄形狀。

外形部分33為覆蓋軸流風扇10最外側的部分。外形部分33是在收納馬達本體1的圓筒形狀部分的兩端裝設了四角形狀的凸緣部分的形狀，凸緣部分設有用來將軸流風扇10裝設於安裝處的孔。

軸承套34設在杯件部分31的中央。軸承套34為圓筒形狀。馬達本體1是安裝成可使得軸件11插入軸承套34。軸承套34是用來抑制軸件11往徑向變動的氣體動壓軸承。軸件11一旦旋轉，便會因軸件11周圍的氣體動壓，使得軸件11和軸承套34的間隙保持一定，藉此來抑制軸件11的變動。因此，在軸件11旋轉時，軸件11和軸承套34保持未接觸。此外，如果是能夠抑制軸件11往徑向變動的軸承，就不限於軸承套34，可以是任何一種軸承。如同於軸承套34，只要是使軸件11保持未接觸的非接觸型軸承的話，則耐久性佳，適合高速旋轉，但也可以如同於滾珠軸承，是接觸型軸承。

磁性軸承35被設在位於軸承套34的底面的部分。磁性軸承35主要由永久磁鐵所構成。磁性軸承35是利用永久磁鐵彼此的磁性所產生的吸引力或排斥力，來抑制軸件11往推力方向變動。因此，軸件11和磁性軸承35保持未接觸。此外，和軸承套34同樣地，如果是能夠抑制軸件11往推力方向變動的軸承，就不限於磁性軸承35，可以是接觸型等任何一種軸承。

接著，參照圖2，針對阻尼器部DP來進行說明。

阻尼器部DP設置於杯件部分31的往垂直方向延伸的內周面與基板15的位於外緣的側面之間。阻尼器部DP的材料為例如樹脂。作為具體例，阻尼部DP為硬化後具有彈性的矽橡膠類的黏著劑。在馬達本體1裝設於外機座3的狀態下，塗上成為阻尼器部DP的黏著劑以將杯件部分31與基板15黏著。阻尼器部DP藉由具有彈性的材料的內部摩擦來吸收振動。

此外，阻尼器部DP如果是藉由內部摩擦來吸收振動的材料，則可以是任何材料。例如，阻尼器部DP為彈性體。又，阻尼器部DP如果是設置成會接觸於杯件部分31和基板15雙方，則可以設在任何位置。另外，阻尼器部DP的形狀可以是任何形狀。例如，阻尼器部DP可以是O型環的形狀，也可以是塊狀且設有複數個。阻尼器部DP為塊狀時，阻尼器部DP可以設置任意個。又，阻尼器部DP可以黏著於杯件部分31和基板15雙方，也可以只黏著於任一方，亦可以只插入而不黏著於雙方。

根據本實施形態，藉由設置阻尼器部DP以接觸於杯件部分31和基板15雙方，就能抑制因共振而造成之振動。例如，藉由設置阻尼器部DP，即便在以各種旋轉數來使用軸流風扇10時，都能抑制任意固有頻率的因共振而造成之振動。

又，藉由採用非接觸型的氣體動壓軸承作為軸件11的軸承，相較於接觸型的滾珠軸承，能夠作成適合於高速旋轉的高耐久性軸流風扇10。另外，藉由採用非接觸型的磁性軸承35作為推力軸承，能夠作成更加適合於高速旋轉，並且耐久性優異的軸流風扇10。 (第2實施形態)

圖7是顯示本發明之第2實施形態的軸流風扇10A的構成的截面圖。

軸流風扇10A是一種在圖2所示的第1實施形態的軸流風扇10中，取代設置在馬達本體1側的基板15，改將基板15A設置在外機座3側的構件。至於其他部分，均和第1實施形態相同。

基板15A的位於外緣的側面是被固定在杯件部分31的往垂直方向延伸的外緣的內周面上。軸件11及軸承套34位於基板15A的中央孔。基板15A是未設有第1實施形態之感測器151的無感測器馬達用的基板。另，基板15A上即便設有感測器151亦可。

參照圖7，針對阻尼器部DP，主要說明與第1實施形態不同的部分。

阻尼器部DP位於基板15A的中央孔的內側，且設於被固定在杯件部分31中央的支撐構件18及基板15A的中央孔的內側之間。

此外，阻尼器部DP的相反於基板15A之側不限於支撐構件18，只要是被固定在杯件部分31的部分的話，便可為任何一處。又，阻尼器部DP如果是設置成會接觸於支撐構件18(被固定在杯件部分31的部分)和基板15A雙方，則可以設在任何位置。另外，阻尼器部DP可以黏著於基板15和支撐構件18雙方，也可以只黏著於任一方，亦可以只插入而不黏著於雙方。

根據本實施形態，即便是基板15A被設置於外機座3側時，也可以得到和第1實施形態同樣的作用效果。

此外，本發明不限於上述的實施形態，即便將構成要素削除、附加或變更等亦可。又，針對複數個實施形態將構成要素加以組合或交換等，藉此來作成新的實施形態亦可。即便此種實施形態直接與上述的實施形態不同，但與本發明宗旨相同者是視為本發明的實施形態已說明的事物，而省略其說明。

1‧‧‧馬達本體

10、10A‧‧‧軸流風扇

11‧‧‧軸件

12‧‧‧軸座

13‧‧‧架體

14‧‧‧磁鐵

15、15A‧‧‧基板

151‧‧‧感測器

16‧‧‧線圈

17‧‧‧芯件

18‧‧‧支撐構件

2‧‧‧葉輪

21‧‧‧葉輪本體

22‧‧‧葉片

3‧‧‧外機座

31‧‧‧杯件部分

32‧‧‧靜止翼

33‧‧‧外形部分

34‧‧‧軸承套

35‧‧‧磁性軸承

DP‧‧‧阻尼器部

圖1是顯示本發明之第1實施形態的軸流風扇的構成的立體圖。

圖2是顯示第1實施形態的軸流風扇的構成的截面圖。

圖3是顯示第1實施形態的馬達本體的構成的立體圖。

圖4是顯示第1實施形態的葉輪自下側看的構成的立體圖。

圖5是顯示第1實施形態的葉輪裝設於馬達本體的狀態的立體圖。

圖6是顯示垂直地切斷第1實施形態的外機座的構成的立體圖。

圖7是顯示本發明之第2實施形態的軸流風扇的構成的截面圖。

Claims (7)

1. 一種軸流風扇，其特徵在於：具備： 馬達； 葉輪，設於前述馬達的旋轉體，且設有葉片，前述葉片為會使風沿前述馬達的旋轉軸方向流動的形狀； 杯件部分，底面已供前述馬達的與設有前述葉輪之側相反一側進行設置； 外形部分，設成會覆蓋前述馬達； 複數個靜止翼，設成會連接前述杯件部分和前述外形部分，且為會使風沿前述旋轉軸方向穿過的形狀； 基板，為圓板形狀，前述馬達的旋轉軸會位於中央孔，且設成會被固定在前述杯件部分，用以控制前述馬達；及 阻尼器，設於對前述杯件部分固定的部分與前述基板之間，藉由內部摩擦來抑制振動。
2. 如請求項1之軸流風扇，其中前述阻尼器是前述固定的部分為前述杯件部分的一部份。
3. 如請求項1之軸流風扇，其中前述阻尼器是前述固定的部分為被固定在前述杯件部分的構件。
4. 如請求項1之軸流風扇，其中前述阻尼器設於前述基板的前述中央孔的內側。
5. 如請求項1之軸流風扇，其中前述阻尼器設於前述基板的外緣。
6. 如請求項1至5中任一項之軸流風扇，其具備： 氣體動壓軸承，藉由氣體動壓來抑制前述馬達的旋轉軸的徑向變動。
7. 如請求項6之軸流風扇，其具備： 磁性軸承，藉由磁性來抑制前述旋轉軸的推力方向變動。