TW202245385A - 防水風扇 - Google Patents

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TW202245385A
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高桑宗仙
權赫晙
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日商山洋電氣股份有限公司
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Abstract

本發明的防水風扇係具備：具有可以旋轉軸線為中心進行旋轉的旋轉葉片之轉子；具有相對於前述旋轉軸線往徑向延伸之複數個定子鐵芯以及捲繞在各個前述定子鐵芯上的繞線之定子；具有開口於前述旋轉軸線的其中一側的收容空間之框體；與前述繞線電性相連接且被收容在前述收容空間內之電路基板；覆蓋著前述定子和前述電路基板，且將前述收容空間的開口予以封塞之防水樹脂部；以及被設在前述收容空間內，且用來將前述電路基板定位在與前述收容空間的內壁分開的位置上之定位構件。

Description

防水風扇
本申請案係主張基於2021年5月14日申請之日本專利申請第2021-082434號的優先權。該日本申請案的內容係藉由參閱而援用於本說明書中。 本申請案所揭示的其中一種態樣是關於防水風扇。
日本國特開2020-88990號公報等所揭示之習知的防水風扇，是以樹脂將包含電路基板等等在內的電子零件予以包覆起來。日本國特開2020-88990號公報所揭示的防水風扇，是藉由將從框體延伸出來之基底側凸部抵在電路基板的底面，而利用框體來支承電路基板。這種基底側凸部，因為是設在防水風扇之徑向的外側部位，所以能夠很穩定地支承電路基板。
本申請案所揭示的其中一種態樣之防水風扇，係具備：具有可以旋轉軸線為中心進行旋轉的旋轉葉片之轉子；具有相對於前述旋轉軸線往徑向延伸之複數個定子鐵芯以及捲繞在各個前述定子鐵芯上的繞線之定子；具有開口於前述旋轉軸線的其中一側的收容空間之框體；與前述繞線電性相連接且被收容在前述收容空間內之電路基板；覆蓋著前述定子和前述電路基板，且將前述收容空間的開口予以封塞之防水樹脂部；以及被設在前述收容空間內，且用來將前述電路基板定位在與前述收容空間的內壁分開的位置上之定位構件。
然而，框體需要有較大的強度，因此是使用金屬製作的。用來包覆電子零件(包含電路基板等等在內)的防水樹脂與構成框體的金屬，兩者的線膨漲係數有很大的差異。因此，如果防水風扇反覆地承受熱應力之作用的話，在防水樹脂與框體的界面處，就會有產生間隙之虞慮。如此一來，也就會有水從這個間隙流入防水風扇內部之虞慮。
遇到這種情況時，因為日本國特開2020-88990號公報所揭示的防水風扇，其中的電路基板是被支承在框體上，而水是從間隙流入框體，因此會有讓流入的水到達電路基板之虞慮。
本申請案之其中一個目的是要提供：即使反覆地承受到熱應力的作用，也不容易讓水流入到達電路基板之防水風扇。
本申請案所揭示的其中一種態樣的防水風扇(本防水風扇)，係具備：具有可以旋轉軸線為中心進行旋轉的旋轉葉片之轉子；具有相對於前述旋轉軸線往徑向延伸之複數個定子鐵芯以及捲繞在各個前述定子鐵芯上的繞線之定子；具有開口於前述旋轉軸線的其中一側的收容空間之框體；與前述繞線電性相連接且被收容在前述收容空間內之電路基板；覆蓋著前述定子和前述電路基板，且將前述收容空間的開口予以封塞之防水樹脂部；以及被設在前述收容空間內，且用來將前述電路基板定位在與前述收容空間的內壁分開的位置上之定位構件。
本防水風扇，即使反覆地承受到熱應力的作用，也不容易讓水流入到達電路基板。
以下，將佐以圖面來說明本申請案的實施方式。再者，在實施方式的說明中，針對於與已經說明過的構件標註同一個元件符號的構件，為了便於說明起見，乃省略其說明。又，為了便於說明起見，圖面所示之各構件的尺寸，有時候係與實際上之各構件的尺寸不同。
圖1是本實施方式之防水風扇1的正面圖。如圖1所示，防水風扇1係具備：可以旋轉軸部20的軸線為中心進行旋轉之複數個(圖示的例子是5片)旋轉葉片W、以及圍繞在該旋轉葉片W的外圍之圓筒狀的殼體C。防水風扇1，係可藉由旋轉葉片W的旋轉來產生從旋轉軸部20之軸線方向(與圖1的紙面正交的前後方向)之其中一方朝向另一方流動的氣流。此外，在以下的說明中，為了便於說明起見，有時候，係將旋轉軸部20之軸線的方向稱為“旋轉軸線X”的方向。而將與旋轉軸線X正交的方向稱為“徑向”。
複數個旋轉葉片W是呈放射狀地安裝在葉輪21的周圍。葉輪21是形成略呈杯狀，且被設置成圍繞在旋轉軸部20的周圍。此外，圖1所示的防水風扇1，係以虛線來顯示定子4之內部的構造。
安裝在葉輪21上的旋轉葉片W，係可藉由該旋轉葉片W的旋轉而在旋轉葉片W與殼體C之間產生氣流。旋轉葉片W的形狀及其構造，係被形成為：可以產生從旋轉軸線X的其中一側朝向另一側流動的氣流。又，圍繞在旋轉葉片W的外圍之殼體C，則是具有：形成矩形狀的框部22、以及形成在該框部22的中央之用來導引氣流之圓形狀的風洞部23。
圖2是圖1的A-A剖面線之防水風扇的剖面圖。此外，在以下的說明中，為了便於說明起見，有時候係將旋轉軸線X的其中一側稱為前方F；而將與旋轉軸線X之其中一側相反的另一側稱為後方B。
如圖2所示，防水風扇1具備：用來旋轉驅動旋轉葉片W的馬達2。馬達2是被設置在安裝有旋轉葉片W之葉輪21的內部。馬達2，例如是由外轉子型的無碳刷馬達所構成的。馬達2係具有：定子4、以及配置在該定子4的外周之轉子3。此外，圖2中係將轉子3的圖示予以簡化。
轉子3係具有：略呈杯狀的轉子外罩31、旋轉軸部20、以及固定在轉子外罩31的永久磁鐵33。旋轉軸部20是隔介著襯套(未圖示)而被壓入轉子外罩31的中心部。
轉子外罩31是嵌入在葉輪21內。已經嵌入著轉子外罩31的葉輪21是隔介著襯套(未圖示)而被固定在旋轉軸部20。轉子外罩31例如主要是以碳鋼鑄造品(SC材)之類的磁性體所構成的。在轉子外罩31之徑向內周面，係沿著圓周方向排列固定著永久磁鐵33。轉子外罩31是藉由將磁力線予以封閉來提高電磁感應效果。
旋轉軸部20是可旋轉地被支承於軸承24(包含第一軸承24a和第二軸承24b)。軸承24是被固定於形成在後述之框體5的中央部之筒狀的內筒部51。
定子4係具有：配置在較諸旋轉葉片W更位於徑向內側之複數個定子鐵芯41、以及分別捲繞在該定子鐵芯41之繞線42。
各個定子鐵芯41是相對於旋轉軸線X往徑向延伸。定子鐵芯41是藉由將複數片薄金屬板沿著板厚方向堆疊在一起而形成的。定子鐵芯41的材料，例如是使用矽鋼鋼板。
各個定子鐵芯41是隔介著絕緣構件43而被設置在內筒部51之徑向外周側。絕緣構件43係包含：設在定子鐵芯41之前方F的面上之前絕緣構件43A、以及設在定子鐵芯41之後方B的面上之後絕緣構件43B。 在前絕緣構件43A設有：沿著旋轉軸線X的方向延伸之前內側突出部以及前外側突出部。在前內側突出部與前外側突出部之間，形成有前溝槽44A。 在後絕緣構件43B也設有：沿著旋轉軸線X的方向延伸之後內側突出部以及後外側突出部。在後內側突出部與後外側突出部之間，形成有後溝槽44B。
繞線42是捲繞在定子鐵芯41的周圍。繞線42是被收容在前溝槽44A與後溝槽44B之間。前絕緣構件43A是位於繞線42與定子鐵芯41的前表面之間。又，後絕緣構件43B則是位於繞線42與定子鐵芯41的後表面之間。因此，繞線42與定子鐵芯41並不互相導通。此外，從旋轉軸線X的方向觀看，前絕緣構件43A的形狀是大於定子鐵芯41的形狀，後絕緣構件43B的形狀是大於定子鐵芯41的形狀。因此，位於前絕緣構件43A與後絕緣構件43B之間的繞線42也並未與定子鐵芯41互相導通。
防水風扇1還具備：框體5、以及收容於該框體5內的電路基板6。
框體5是設在防水風扇1上的後方B的位置。框體5係略呈杯狀。框體5與安裝有旋轉葉片W的葉輪21，係以其各自的杯狀的內側互相對向的姿勢，沿著旋轉軸線X的方向設置。
框體5係具有：設在徑向內側的內筒部51、直徑大於內筒部51且設在徑向外側之外筒部52、以及設在後方B之用來連接內筒部51與外筒部52之底部53。而框體5則是具有用來收容電路基板6之主要由內筒部51、外筒部52以及底部53所構成之收容空間54。
內筒部51是被設置成：從底部53之徑向的內側端部連續地朝向前方F延伸。內筒部51係具有：小徑部51a和大徑部51b。小徑部51a是構成內筒部51之靠前方F的部分之部位。大徑部51b是構成內筒部51之靠後方B的部分之部位，且直徑大於小徑部51a。在小徑部51a與大徑部51b的境界處，因為兩部之直徑的不同而形成了台階部51c。台階部51c是形成在內筒部51之徑向的外側。
內筒部51的小徑部51a是穿插於定子4的中央部。在小徑部51a之徑向的內周面51d固定著用來支承旋轉軸部20的軸承24(包含第一軸承24a、第二軸承24b)。又，在小徑部51a之徑向外側，則是配置有定子4的定子鐵芯41。
外筒部52是設置成：從底部53之徑向的外側端部連續地朝向前方F延伸。圖示例子的外筒部52是被形成為：朝向前方F延伸之部分的高度是低於內筒部51的高度。外筒部52的高度是被形成為：至少高於形成在內筒部51上的台階部51c的高度。
底部53係被設置成：從內筒部51之徑向的外周面起，朝徑向擴張至外筒部52之徑向的內周面。並且，底部53係設置成：覆蓋住定子4的後方B。
收容空間54係由：包含有小徑部51a和大徑部51b之內筒部51的徑向外周面51e、底部53之前方F的面53a、以及外筒部52之徑向的內周面52a所構成的。底部53之前方F的面53a係構成收容空間54的底面53a。收容空間54係朝前方F開口的空間。收容空間54係朝向定子4開口的空間。
在收容空間54內設有：用來將所收容的電路基板6予以定位之定位構件10。亦即，防水風扇1係具有：設在收容空間54內之用來將電路基板6定位在與收容空間54的內壁分開的位置之定位構件10。定位構件10主要(實質上)是以樹脂所構成的。亦即，定位構件10含有樹脂。定位構件10係被設置成：將收容空間54之後方B的局部領域掩埋起來，亦即，將收容空間54的底面53a上予以覆蓋起來。定位構件10係具有：被設置成與收容空間54的底面53a接觸之基底部11、以及從基底部11往前方F延伸的突出部12。
突出部12係從基底部11之徑向外側的端部朝向前方F延伸。突出部12之後方B的後部分12b係被設置成：接觸於外筒部52的內周面52a。此外，突出部12之前方F的前部分12f係被設置成：與外筒部52的內周面52a保持分開的狀態。圖示的例子，是在突出部12的前部分12f與外筒部52的內周面52a之間，形成有間隙55。突出部12是被設置成：其前部分12f之前方F的前端部是延伸到達與內筒部51的台階部51c同等高度的位置、或者較諸台階部51c更往前方F延伸的位置。
電路基板6在收容空間54內，係受到：內筒部51的台階部51c以及定位構件10之突出部12的前部分12f所支承。電路基板6是配置在定子4的後方B。電路基板6是形成圓形狀。在電路基板6的中央部設有可供框體5的內筒部51穿插過去的開口。就電路基板6而言，電路基板6之徑向的內側部分是被內筒部51的台階部51c所支承，而電路基板6之徑向的外側部分則是被定位構件10之突出部12的前部分12f所支承。
電路基板6在旋轉軸線X方向上的位置，是取決於內筒部51的台階部51c。又，電路基板6在徑向上的位置，是取決於定位構件10之突出部12的前部分12f。電路基板6之徑向的外側部分，則是被定位構件10之突出部12的前部分12f予以定位在與外筒部52的內周面52a分開的位置。電路基板6是形成有用來控制防水風扇1的配線電路圖案。電路基板6是與捲繞在定子鐵芯41的繞線42形成電性連接。
圖3是防水風扇1之通過電路基板6之沿著徑向的剖面圖。 如圖3所示，在電路基板6的外緣，例如是設有：形成凹溝的被嵌合部61。用來定位電路基板6的位置之定位構件10則是嵌合在被嵌合部61。定位構件10之突出部12之前部分12f的前端部，則是設有用來與電路基板6的被嵌合部61進行嵌合之嵌合部13。嵌合部13是形成與被嵌合部61的凹溝對應之形狀。
藉由將定位構件10的嵌合部13嵌合於電路基板6的被嵌合部61，而使得電路基板6之徑向外側部分的位置是被定位構件10所定位。電路基板6之徑向外側部分是被定位成：與外筒部52的內周面52a分開了相當於間隙55的距離的位置。
如圖2所示，防水風扇1還具有：用來包覆定子4及電路基板6之防水樹脂部7。防水樹脂部7主要(實質上)是由電氣絕緣性的合成樹脂所構成的。亦即，防水樹脂部7係含有電氣絕緣性的合成樹脂。例如：防水樹脂部7主要是由熱硬化型的環氧樹脂所構成的。
藉由以包覆住定子4及電路基板6的方式來充填入樹脂而形成防水樹脂部7，來將收容空間54的開口予以封閉。主要是用來構成防水樹脂部7的樹脂，在收容空間54中，是被充填在：電路基板6與定子4的間隙、電路基板6與定位構件10的間隙、以及定位構件10之突出部12的前部分12f與外筒部52之內周面52a的間隙55等處。
主要是用來構成防水樹脂部7的樹脂、與主要是用來構成定位構件10的樹脂，是彼此不同的樹脂。亦即，定位構件10是含有與防水樹脂部7所含的樹脂不同的樹脂。
然而，使用於防水樹脂部7的樹脂，在大多數的情況下，是由與框體不同的材料所構成的。材料不同的話，將會因為線膨漲係數的差異而隨著周圍溫度的變化，導致在防水樹脂部與框體之間產生間隙。這種問題，特別容易發生在框體是金屬材料的情況下。如果在防水用的樹脂與框體之間產生了間隙的話，將會有水從外部流進入該間隙而到達電路基板之虞慮。
相對於此，本實施方式的防水風扇1中，係在收容空間54內設有：用來將電路基板6予以定位在與外筒部52的內周面52a分開的位置之定位構件10。根據這種結構，用來定位電路基板6的定位構件10，是被當作與框體5不同的另一個構件而設在框體5的收容空間54內。並且被收容在收容空間54內的電路基板6，係被定位構件10予以定位在與收容空間54的內壁分開的位置上。因此，當因為周圍溫度的變化而導致在框體5與防水樹脂部7之間產生了間隙的情況下，從間隙經過框體5而流進來的水，可以讓這種水例如圖2的箭頭D所示般地進行滲透。因此，可以抑制流進來的水到達電路基板6之情事。此外，圖示的例子中，是利用定位構件10中之設在與外筒部52的內周面52a分開的位置上的嵌合部13來將電路基板6予以定位。
又，根據防水風扇1，框體5係具有：用來支承軸承24之內筒部51、較諸內筒部51更大直徑且從底部53之徑向外側端部朝向前方F延伸之外筒部52、以及位在後方B處之用來連接內筒部51與外筒部52且構成收容空間54的底面之底部53。並且是由：內筒部51的外周面51e、底部53之前方F的底面53a、以及外筒部52的內周面52a來構成收容空間54。因此，可以將電路基板6收容在朝向前方F開口的收容空間54內，並且利用外周面51e、底面53a以及內周面52a來包圍電路基板6。
又，根據防水風扇1，內筒部51係具有：供定子4穿插的小徑部51a、及位於小徑部51a的後方B且直徑大於小徑部51a之大徑部51b。並且電路基板6是利用位於小徑部51a與大徑部51b之間的台階部51c，而在旋轉軸線X方向上受到定位，並且是利用定位構件10，而在旋轉軸線X的外周方向上受到定位。如此一來，可以從前後左右方向來對於電路基板6進行定位。因此，可以將電路基板6正確地進行定位。
一般而言，在具有轉子3和定子4之馬達2中，因為是將定子4設在徑向的內側領域，所以水不易流進去。相對於此，如果是徑向的外側領域的話，水很容易流進去。此外，就在馬達2內部所使用之構件的定位方式而言，如果是定位在徑向的外側的話，定位精度較高。相對於此，根據本實施方式的防水風扇1，係將設在與框體5之外筒部52的內周面52a分開之定位構件10之突出部12的前部分12f的嵌合部13，與設在電路基板6的外緣之被嵌合部61進行嵌合，藉此，定位構件10可將電路基板6予以定位。因此，不僅可以提高對於電路基板6的防水性能，並且又可以提高電路基板6的定位精度。
又，根據防水風扇1，定位構件10係具有：接觸於收容空間54的底面53a之基底部11、以及從基底部11朝向前方F延伸的突出部12。並且定位構件10是被設置成：基底部11覆蓋在收容空間54的底面53a上，且將收容空間54之後方B的局部領域予以掩埋起來。此外，朝向前方F延伸的突出部12係支承著電路基板6。以這種方式來將定位構件10設置在收容空間54內，可以減少充填在收容空間54內之防水樹脂的量。因此，可以縮短防水樹脂的充填時間以及硬化時間。
又，根據防水風扇1，定位構件10係含有：與防水樹脂部7所含的樹脂不同的樹脂。防水樹脂部7是藉由充填液狀的防水樹脂而形成的。因此，這種防水樹脂係被要求具有容易進行充填的特性。另一方面，定位構件10並不需要具備這種特性，因此，例如：作為定位構件10的樹脂，就可以使用較低價位的樹脂。於是，可以將防水樹脂部7的樹脂與定位構件10的樹脂，採用彼此不同的樹脂，因此能夠提高材料選擇上的自由度。
以上，係說明了本申請案的防水風扇的實施方式。當然，本申請案的防水風扇的技術範圍，並不受本實施方式的說明來予以做限定性的解釋。本實施方式只是單純的其中一例而已。而在申請專利範圍中所記載之本申請案之技術範圍內，可以將實施方式進行各種的變更，這些作法都是此項行業者可以理解的作法。本申請案之技術範圍，係應該根據申請專利範圍中所記載之範圍及其均等的範圍來認定。
1:防水風扇 2:馬達 3:轉子 4:定子 5:框體 6:電路基板 7:防水樹脂部 10:定位構件 11:基底部 12:突出部 12b:後部分 12f:前部分 13:嵌合部 20:旋轉軸部 21:葉輪 22:框部 23:風洞部 24:軸承 24a:第一軸承 24b:第二軸承 31:轉子外罩 33:永久磁鐵 41:定子鐵芯 42:繞線 43:絕緣構件 43A:前絕緣構件 43B:後絕緣構件 44A:前溝槽 44B:後溝槽 51:內筒部 51a:小徑部 51b:大徑部 51c:台階部 51d:內周面 51e:外周面 52:外筒部 52a:內周面 53:底部 53a:底面 54:收容空間 55:間隙 61:被嵌合部 C:殼體 W:旋轉葉片 X:旋轉軸線
[圖1]是本申請案之實施方式的防水風扇的正面圖。 [圖2]是圖1所示的防水風扇的A-A剖面線之剖面圖。 [圖3]是防水風扇之通過電路基板的剖面圖。
2:馬達
3:轉子
4:定子
5:框體
6:電路基板
7:防水樹脂部
10:定位構件
11:基底部
12:突出部
12b:後部分
12f:前部分
20:旋轉軸部
24a:第一軸承
24b:第二軸承
31:轉子外罩
33:永久磁鐵
41:定子鐵芯
42:繞線
43:絕緣構件
43A:前絕緣構件
43B:後絕緣構件
44A:前溝槽
44B:後溝槽
51:內筒部
51a:小徑部
51b:大徑部
51c:台階部
51d:內周面
51e:外周面
52:外筒部
52a:內周面
53:底部
53a:底面
54:收容空間
55:間隙
B:後方
D:箭頭
F:前方
X:旋轉軸線

Claims (6)

  1. 一種防水風扇，係具備： 具有可以旋轉軸線為中心進行旋轉的旋轉葉片之轉子； 具有相對於前述旋轉軸線往徑向延伸之複數個定子鐵芯以及捲繞在各個前述定子鐵芯上的繞線之定子； 具有開口於前述旋轉軸線的其中一側的收容空間之框體； 與前述繞線電性相連接且被收容在前述收容空間內之電路基板； 覆蓋著前述定子和前述電路基板，且將前述收容空間的開口予以封塞之防水樹脂部；以及 被設在前述收容空間內，且用來將前述電路基板定位在與前述收容空間的內壁分開的位置上之定位構件。
  2. 如請求項1所述之防水風扇，其中，前述定位構件係含有：與前述防水樹脂部含有的樹脂不同的樹脂。
  3. 如請求項1所述之防水風扇，其中，前述定位構件係將設在前述定位構件的嵌合部與設在前述電路基板的外緣之被嵌合部進行嵌合，藉以將前述電路基板進行定位。
  4. 如請求項1所述之防水風扇，其中，前述收容空間是在前述旋轉軸線的另一側具有底面， 前述定位構件係具有：與前述收容空間的前述底面接觸的基底部、以及從前述基底部往前述旋轉軸線的其中一側延伸的突出部， 前述突出部係接觸於前述電路基板。
  5. 如請求項1所述之防水風扇，其中，前述轉子係具有：被軸承所支承的旋轉軸部， 前述框體係具有：用來支承前述軸承之內筒部、較諸前述內筒部更大徑之外筒部、以及位於前述旋轉軸線的另一方側，用來連接前述內筒部與前述外筒部，且構成前述收容空間的底面之底部， 前述外筒部，係從前述底部的徑向端部往前述旋轉軸線的其中一側延伸， 利用前述內筒部的外周面、前述底部之前述旋轉軸線的其中一側的面、以及前述外筒部的內周面來構成前述收容空間。
  6. 如請求項5所述之防水風扇，其中，前述內筒部係具有：可供前述定子穿插的小徑部、以及較諸前述小徑部更大徑，且較諸前述小徑部更位於前述旋轉軸線的另一側的大徑部， 前述電路基板，係利用位於前述小徑部與前述大徑部之間的台階部，而在前述旋轉軸線的方向上被定位，並且利用前述定位構件，而在前述旋轉軸線的外周方向上被定位。
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