TWI285992B - Magnetic-positioning motor and fan - Google Patents

Description

1285992 九、發明説明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種磁力定位馬達及風扇，特別係關 : 於一種具有一設置在轉動部或定子部之磁鐵，其能和與 、 其具相對位置之耦合物產生吸引力的磁力定位馬達及風 扇。 【先前技術】 現今電子元件運作速度越來越快，所產生的熱能也 ( 隨之增加，因此甩以散熱之風扇也就無可避免地越做越 大，但卻造成馬達轉子運轉時晃動的情形益形嚴重。 請參閱第1圖，其為一種習知散熱風扇之示意圖’ 該風扇馬達包括有一轉動部（1)、一由石夕鋼片及纏繞其外 側之線圈所組成之定子部（2)、分別環繞承接該轉子（1) 轴心（1〇)上部與下部的一滾珠轴承(3)及^一含油轴承(4)。 該馬達轉子（1)之外侧壁具有複數個葉片（11)，内側 ( 壁具有一磁帶（12)，該磁帶（12)可與該定子部（2)之矽鋼 片耦合，利用該磁帶（12)與矽鋼片間的吸引力與高度 差’可產生磁偏，進而產生向下之吸引力，用以克服該 馬達轉子（1)在高速旋轉時所產生之浮力。雖然此種具一 '滾珠軸承與一含油軸承之輛承結構的風扇已被廣泛使 用，但是對於體積大且厚的風扇卻不適用，這是因為當 風扇體積變龐大後，其轉子的重量也會跟著變重，而僅 靠磁帶與矽鋼片間的吸引力則顯得不足，在轉子高速運 5 1285992 轉時，很可能就會產生浮起的現象。 另一種習知散熱風扇則如第2圖所示，該風扇馬達 與第1圖主要不同之處在於，該風扇馬達係利用兩個滾 ，轴承（3)分別環繞承接該轉子⑴軸心（1〇)之上部與下 =之=外，在該轉子（1)中心處附近與承接該軸心（丨〇)上 時，利用^預I的力葸，使該風扇在高速旋轉而欲浮離 晃動的浐彈簧提供之回復力，能保持在原本位置，減少 積較大。雖然此種雙滾珠軸承的結構能夠適用於體 承無麵=風扇，然而滾珠軸承價格昂貴，利用雙滾珠軸 代要r,,、大幅提高風屬的製造成本，與現在所謂微利時 p角成本的製造導向，背道而馳。 因此， 熱風屬、，如何能夠在為增進散熱效果而不得不加大散 夠不大勢下，不但要保持風扇運作的穩定，而且能 職:提回製造成本，為本發明發展之目的和重點。 試驗與^之故，本發明鐘於習知技術之缺失，乃經悉心 定位馬岍九並一本鍥而不捨之精神，終創作出一種磁力 要說明達及風扇，以解決上述缺點。以下為本發明之簡 【發明内容】

本發明夕七® Q 該’與該風扇定子之：屬 屬，复/疋主要目的係在於提供一種以磁力定位之風 磁^糸在風扇之轉動部内侧中心處設置一磁鐵，利甩 物質間具有吸引力的特性， 1285992 可使該轉動部在運轉時保持固定位置；當然亦可在該風 扇之定子部設置一磁鐵，利用該磁鐵與該風扇轉動部之 金屬間具有吸引力的特性，同樣可達到該轉動部在運轉 : 時保持固定位置的功效，可減少該轉動部之晃動、震動 . 以及軸心與軸承的摩擦。利用本發明，可不使用雙滾珠 軸承之結構，而使用僅一滾珠軸承與一含油軸承，或僅 一含油軸承或僅一滚珠軸承，甚至不含軸承之結構，以 降低製造成本。 ( 為達到上述目的，本發明提供一種以磁力定位之風 扇，其包括一外框、一轉動部以及一定子部；該定子部 係位於該轉動部之内側下方，並彼此耦合，且該定子部 與轉動部均係容置於該外框内部。該轉動部中心處具有 一軸心從該轉動部軸向延伸至該定子部，該轉動部外側 壁周緣設有複數各葉片，内侧壁則設有環繞一周之磁 帶。該定子主要係由一由矽鋼片所形成之鐵心部及一環 ( 繞該鐵心部外側之線圈所構成。本發明的特徵在於：在 v 該轉動部内侧中心處設置一環繞該軸心之定位磁鐵，經 由適當的位置設計，該定位磁鐵與該定子部之矽鋼片可 產生適當的吸引力，可用以克服當該轉動部在高速運轉 ； 時發生浮離的現象。 再者，更可在該定子部中心處之上方設置一環繞該 軸心且可與上述之定位磁鐵相吸引之對應磁鐵或其他金 屬材質，可因應不同尺寸之風扇。 7 1285992 此外’亦可將該定位磁賴置於該定子部中心處之 所方而：繞該轴心’而在相對應之轉動部設置金屬材 貝，卜』樣具有相同功能。 在該轉子之内表面更可完全係由—鐵殼所披 ㈣而將該定位磁鐵設置於該定子部中心處之上方而環 二轴心，如此亦可藉由較位磁鐵與該鐵殼間之吸引 力達成固定該轉子位置之目的。 利用上述之設計，甩以承接軸心之軸承結構可以 珠轴承與-含油轴承之形式或者係―含油轴承或 曰二=承之形式’甚至不需軸承的結構，而不需使用 =之雙滾珠軸承，可在製造體積較大之風扇時降低製 明顧ΪΪ本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更 月顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式， 作洋細說明如下： 【實施方式】 紅%參閱第3、4圖，本發明之風扇馬達包括有一轉動 部⑹、-定子部⑺、—底座⑻以及分制以環設承接 該轉動部⑹軸心_不同處之—滚珠軸承（3)及一含油 軸承(4) ’其中該軸心（⑹)係從該轉動部内側中心處轴向 延伸至該定子部⑺。該定子部⑺係位於該轉動部⑹之 内侧下方，並彼此麵合；而該底座⑻係用來支撐該轴心 ()可使忒疋子部（7)套接於其外侧，並於其内側分別 1285992 承接該滾珠軸承(3)與含油轴承(4)。 該定子部（7)主要係一由矽鋼片及一環繞該矽鋼片 ， 外側之線圈所構成。該轉動部（6)之内侧壁環設一磁帶 (61)，該磁帶（61)可與該定子部通電後所產生之磁力 發生作用而轉動。 I · ' 於該風扇馬達之轉動部（6)内側中心處更設置一環 鍊该軸心（60)之定位磁鐵（62)，經由適當的位置設計，該 定位谈鐵（62)與該定子部（7)之矽鋼片可產生適當的吸弓| ^ <用以克服當該轉動部（6)在高速運轉時發生晃動鱼 淨離的現象。 、 讀參閱第5A、5B及第6圖，其顯示將上述之馬達 遽用於散熱風扇之情形，該散熱風扇包括一外框（9)、— 轉動郄（6)以及一定子部（7);其中，該外框之底部包括有 如上所述之底座(8)，該轉動部（6)之外側壁周緣更設有複 熬個禁片（63)，且該轉動部（6)及定子部（7)係容置於該外 極（9)内。而該轉動部（6)、定位磁鐵（62)、定子部（7)以及 ( 用以承接該轉動部（6)之軸心（6〇)的滚珠軸承（3)及含油 神承（4)，其連結關係及相對位置則與前述之風扇馬達相 同。 、 值得一提的是，為了使該定位磁鐵(62)與該定子部(7) 之石少鋼片產生穩定的吸引力，該滾珠軸承(3)設置的位置 必頊低於該矽鋼片之上端表面，以確保該滾珠軸承（3)不 會影響該定位磁鐵(62)與定子部（7)間的作用力。 1285992 該定位磁鐵（62)可以任何方式固定於該轉動立 例如：如第7A、7B圖所示，在該轉動部（6)中心處軸向: 下地延伸出複數個勾條（64)，可卡勾並固定該定^向 以《位磁鐵 (62)。另外，亦在該轉動部之中心處更可延伸形成一 承接部，其態樣可如第8〜11圖所示，其目的亦係释固地 固定該定位磁鐵（62)。 請參閱第8A〜8C圖，該定位磁鐵（62)亦可由磁性相 反之二磁鐵所組合而成；在該承接部之外側壁設計一产 繞一周之溝槽（65)，其寬度與該定位磁鐵（62)之厚度相 同；該承接部於該溝槽（65)處之外徑等於該定位磁鐵(62) 之孔徑大小，如此該二磁性相反之磁鐵得以於該溝槽（65) 處相互吸引而組合，並穩固地被夾置於該溝槽（65)中。 請參閱第9A圖與第9B圖，在該承接部上段的外# 係設計成僅略為大於該定位磁鐵（62)之孔徑，將該定位 磁鐵（62)從該承接部下端向上套入後，利用該定位磁鐵 (62)孔徑側壁與該承接部之上段外側壁做緊密的接觸干 涉，可固定該定位磁鐵（62)於該處。 請參閱第10A圖與第10B圖，在該轉動部（6)之承接 部係為一種卡勾結構，其係利用於該承接部外側形成之 鰭狀物（66)來支撐固定該定位磁鐵。 請參閱第11A圖與第11B圖，其在係轉動部（6)之承 接部之外壁塗上黏著劑，藉由該黏著劑將該定位磁鐵（62) 固定於該轉動部（6)表面。 1285992 另外，為增強該定位磁鐵（62)之吸引力，更可在該 定子部（7)之中心處的矽鋼片上方增設並固定一與該定 位磁鐵（62)磁極相反之耦合磁鐵（72)，如第12圖所示； 或增設並固定一金屬片（73)，例如鐵片，如第13圖所示。 、另外的實施方式係將該定位磁鐵（62)設置並固定於 該定子部（7)之中心處的矽鋼片上方，而該與定位磁鐵(62) 磁極相反之耦合磁鐵（72)或金屬片（73)設置在該轉動部 ((/)之承接部，如第14圖所示。另一種實施方式則係將 忒定位磁鐵（62)設置並固定於該定子部之中心處的矽 鋼片上方，然而不在該承接部設置任何東西，而係在該 轉動部⑹内側壁表面之-鐵殼(π)延伸披覆至該轉動部 (6)中心’如第15圖所示，利用該定位磁鐵（62)和與复相 ^應之鐵殼(67)所產生之吸引力，而料該轉動部（ 轉時不偏離其位置。 必須提醒的是’上述之各種實施例並非僅能用於一 =珠軸承與-含油軸承的結構，在定位磁鐵(62)與 ^間的吸引減夠的情況下，亦可使用—含油轴承 :構，如第16與第η圖所示’或—滾珠軸承的結構， 卜丨力設計得當，且定位磁鐵(62)與矽鋼片之間的吸 ^足夠的情況下’無需軸承結構，該軸心⑽)亦可穩 疋地抵靠在底座（8)旋轉，如第19圖所示。 綜合以上所述’本發明係可在製作體積較大之風扇 11 1285992 時不使用雙滚珠軸承之結構，而達到風扇之轉動部在 高速運轉時不I生浮離與晃動，如此能纟幅地減少製造 成本0 雖然本發明已以—較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限^本發明’任何熟習此技藝者’在不脫離本發明 之精神和範圍内’當可作各種之更動與潤飾，因此本發 月之保護範圍當視後附之中請專利範圍所界定者為 【圖式簡單說明】 第1圖係為一習知散熱風扇剖面示意圖； 第2圖係為另一種習知散熱風扇剖面示意圖； 第3圖係為本發明之風扇馬達之剖面示意圖； 第4圖係為第3圖之分解示意圖； ^ 5A圖係為本發明之散熱風扇剖面示意圖； 第5B圖係為第5A圖之局部放大圖； ，6圖係為第5A圖之分解示意圖； 第7A圖為利甩勾條固定定位磁鐵之示意圖 第圖係為第7A圖之分解示意圖； 第8A 示意圖；及 圖係為定位磁鐵利用承接部之一溝槽固定之 定定位磁鐵之轉動部 第8B圖係為第8A圖之用以固 外形輪廓。 第8C圖係為第8A圖之文位磁鐵上視示意圖。 第9A圖係為定位磁鐵於承接部利用接觸干涉方式 12 1285992 固定之示意圖。 第9B圖係為第9A圖之分解示意圖。 第10A圖係為定位磁鐵於承接部利用卡勾方式固定 之示意圖。 第10B圖係為第10A圖之分解示意圖。 第11A圖係為定位磁鐵於承接部利用黏著劑固定之 不意圖。 第11B圖係為第11A圖之分解示意圖。 第12〜19圖分別係為本發明之不同實施例。 【主要元件符號說明】 1、6 :轉動部 63 :葉片 10、60 :轴心 64 :勾條 11 :葉片 65 ··溝槽 12、61 :磁帶 66 :縛狀物 2、7 :定子部 67 :鐵殼 3 :滾珠軸承 72 :輛合磁鐵 4 :含油軸承 73 :金屬片 5 :彈簧 8 ： 底座 6 2 :定位磁鐵 9 ： 外框 13

Claims (1)

1285992 十、申請專利範圍·· 一種磁力定位馬達，其包括： 一底座； 一定子部，套設於該底座； 一轉動部，其中心處設置有一軸心，該轴心係軸 向地向該定子部中心延伸；該轉動部内設置一磁帶，環 繞在該定子部外側；以及 一磁性元件，設置於該轉動部内侧中心處，並環 凡於"亥軸心，而使得談轉動部藉由該磁性元件以與該定 子部產生磁力作用。 • 2·如申凊專利範圍第1項所述之磁力定位馬達，其中 該底座具有一容置空間，可承接該轉動部之該軸心。 3’如申明專利範圍第2項所述之磁力定位馬達，更包 括軸承結構，設置於該容置空間内，並環繞承接該 心。 > 4.如申請專利範圍第3項所述之磁力定位馬達，其中 該軸承結構麵-滾_承與—含油麻；該滾珠軸承 係設置於較靠近該磁性元件之該底座内側壁，而該含油 軸承係設置於較遠離該磁性元件之該底座内側壁。Λ y如甲請專利範圍第4項所述之磁力定位馬達，其_ 該滚珠轴承之頂端表面係較該定子部之頂端表^ 離該磁性元件。 传碎 6·如申請專利範圍第3項所述之磁力定位馬達，其中 Ϊ285992 "亥軸承結構係為一含油軸承。 該==第轴r述之磁力_ ^在如專利範圍第1或3項所述之磁力定位馬達， :卡二。::Γ心處軸向地延伸峨個勾條 其相範㈣1或3销述之磁力定位馬達， u 一之内側中心處延伸出一環繞該軸心之承接 該磁性元件係環設於該承接部外側壁。 * 10.如申請專利範圍第9項所述之磁力定位馬達，其 =性7〇件係由磁極相反之二接合磁鐵所構成；在該承 :社外側壁具有-環繞-周之溝槽，係使此該磁性相 之0亥一磁鐵得以於該溝槽處相互吸引而黏合。 11.如申請專利範圍第9項所述之磁力定位馬達，其中 :承接部具有至少一突出部，該至少一突出部係用^支 撐該磁性元件。 如申Μ專利範圍第11項所述之磁力定位馬達，1 中該突出部係一鰭狀物。 /、 ^丨3·如申請專利範圍第9項所述之磁力定位馬達，其中 該承接部外侧壁與該磁性元件間係藉由黏著劑接合。 一 Η·如申請專利範圍第9項所述之磁力定位馬達，其中 該承接部之部分外徑係略大於該磁性元件之孔徑，使該 磁性元件與該承接部係緊密地干涉接觸。 15 1285992 丨5·如申凊專利範圍第1項所述之磁力定位馬達，其中 该定子部主要係由複數個堆疊之矽鋼片和線圈所組成。 16·如申請專利範圍第1或3項所述之磁力定位馬達， 其中忒定子部中心處之面對該磁性元件的表面更可設置 另一與該磁性元件磁極相反之搞合磁性元件。 Π·如申明專利枕圍苐1或3項所述之磁力定位馬達， 其中該定子部中心處之面對該磁性元件的表面更可設置 一金屬片與該磁性元件耦合。 V8·—種磁力定位馬達，其包括： 一底座； 一定子部，套設於該底座； 一轉動部，其中心處設置有一軸心，該軸心係轴 向地向該定子部中心延伸；該轉動部内設置一磁帶，環 繞在該定子部外侧； 磁性元件，設置於該定子部中心處之軸向表 面，並環繞於該軸心，而使得該轉動部藉由該磁性元件 以與該定子部產生磁力作用； 一軸承結構，其係設置於該底座之内，並環繞承 接該軸心；以及 磁性柄合元件，係固定於該轉動部之内侧，用 以與該磁性元件產生磁作用力。 I9·如申請專利範圍第18項所述之磁力定位馬達，其 中該磁性耦合元件係為一形成於該轉子内壁之鐵殼。 1285992 18項所述之磁力定位馬達，其 設置於該轉動部内側中心處並 20·如申請專利範圍第 中該磁性耦合元件係為一 環繞於該軸心之金屬片。 21.—種磁力定位風扇，其包括： 一外框’其包括有一底座； 一定子部，套設於該底座； -轉動部’容置於該外框内’其中心處設置有一 軸〜’錄^係軸向地向該定子部中心延伸；該轉動部 内設置-磁帶’環繞在該定子部外侧；該轉動部之外側 壁上具有複數個葉片；以及 一磁性元件，設置於該轉動部内部中心處，並環 繞於該軸心’而使得該轉動部藉由該磁性元件以與該定 子部產生磁力作用。 22. 如申請專利範圍第21項所述之磁力定位風扇，其 中該底座具有一容置空間，可承接該轉動部之該軸心了 23. 如申請專利範圍第22項所述之磁力定位風扇，更 包括一軸承結構，設置於該容置空間内，並環繞承接該 轴心0 24·如申請專利範圍第23項所述之磁力定位風扇，其 中該軸承結構係為一滾珠軸承與一含油軸承；該滾珠軸 承係設置於較靠近該磁性元件之該底座内侧壁，該含油 軸承係設置於較遠離該磁性元件之該底座内侧壁。 25·如申請專利範圍第24項所述之磁力定位風扇，其 17 1285992 t及/袞珠轴承之頂端表面係較該定子部之頂端表面更為 遠離該磁性元件。 ^6.如申請專利範圍第23項所述之磁力定位風扇，其 中该軸承結構係為一含油軸承。 27·如申請專利範圍第23項所述之磁力定位風扇，其 中該軸承結構係為一滾珠軸承。 28·如申請專利範圍第21或23項所述之磁力定位風 扇其中在該轉動部之内側中心處轴向地延伸出複數個 勾條以卡勾該定位磁性元件。 29·如申請專利範圍第21或23項所述之磁力定位風 扇，其中該轉動部之内側中心處延伸出一環繞該軸心之 承接部，該磁性元件係環設於該承接部外侧壁。 30.如申請專利範圍第29項所述之磁力定位風扇，其 中該磁性元件係由磁極相反之二接合磁鐵所構成；在該 承接部之外侧壁具有一環繞一周之溝槽，係使此該磁性 相反之该二磁鐵得以於該溝槽處相互吸引而黏合。 31·如申請專利範圍第29項所述之磁力定位風扇，其 中該承接部具有至少一突出部，該至少一突出部係用來 支撐該磁性元件。 32·如申請專利範圍第31項所述之磁力定位風扇，其 中該突出部係一鰭狀物。 33·如申請專利範圍第29項所述之磁力定位風扇，其 中該承接部外側壁與該磁性元件間係藉由黏著劑接合。 1285992 如申明專利|&圍第29項所述之磁力^位風扇，其 中該承接部之部分外徑係略大於該磁性元件之孔徑，使 ,該磁性元件與該承接部係緊密地干涉接觸。 1如申請專利_ 21項所述之磁力定位風扇，其 巾該定子部主要係由複數個堆疊之♦鋼片和線圈所組 成。 36·如申請專利範圍第21或23項所述之磁力定位風 (扇，其中該定子部中心處之面對該磁性元件的表面更可 设置另一與該磁性元件磁極相反之耦合磁性元件。 37·如申凊專利範圍第21或23項所述之磁力定位風 扇，其中該定子部中心處之面對該磁性元件的表面更可 否又置一金屬片與該磁性元件搞合。 38· —種磁力定位風扇，其包括： 一外框，其包括有一底座； 一定子部，套設於該底座； 一轉動部’容置於該外框内，其中心處設置有一 軸心，該軸心係軸向地向該定子部中心延伸；該轉動部 内設置一磁帶，環繞在該定子部外側；該轉動部之外側 壁上具有複數個葉片； 一磁性元件，設置於該定子部中心處之軸向表 面，並環繞於該軸心，而使得該轉動部藉由該磁性元件 , 以與該定子部產生磁力作用； : 一軸承結構，其係設置於該底座之内，並環繞承 1285992 接該軸心；以及 一磁性耦合元件，係固定於該轉動部之内側，用 以與該磁性元件產生磁作用力。 39·如申請專利範圍第38項所述之磁力定位風扇，其 中該磁性耦合元件係為一形成於該轉子内壁之鐵殼。 “40.如申請專利範圍第38項所述之磁力定位風扇，其 及磁f生耦合兀件係為一設置於該轉 環繞於該軸心之金屬片。 1内側中心處並 1285992 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（5A )圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 3 :.滾珠軸承 62 :定位磁鐵 4 :含油轴承 63 :葉片 6 :轉動部 7 :定子部 61 :磁帶 8 :底座 60 ··轴心 9 :外框 八、本案若有化學式時， _請揭示最能顯示發明特徵的化學式