TWI409027B - 風扇及其轉軸 - Google Patents

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TWI409027B TW97101494A TW97101494A TWI409027B TW I409027 B TWI409027 B TW I409027B TW 97101494 A TW97101494 A TW 97101494A TW 97101494 A TW97101494 A TW 97101494A TW I409027 B TWI409027 B TW I409027B
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Ah Yee Shu
Hao Ming Chen
Chui Hsien Chiu
Ching Chuang Mai
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Delta Electronics Inc
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風扇及其轉軸
本發明係關於一種轉軸,尤其關於一種風扇及其轉軸。
一直以來,風扇常被用來散逸系統內部電子元件運轉中所產生的熱。而傳統之風扇如圖1所示,該風扇包含定子結構與轉子結構,該定子結構包括軸承座12及設置於軸承座12內之軸承14,以共同支撐該轉子結構之轉軸16。該軸承14包含內環以及外環,內環與外環可相對轉動,外環與軸承座12緊配,內環與轉軸16緊配。因此,相配合的零件不可避免地需有相當的形變量以達成緊配的要求。但是形變卻造成零件尺寸變異,並且也造成零件承受應力不均。在運作過程中,轉動的軸承因摩擦產生熱,此熱亦會加重變異的程度。此外,該轉軸在運轉中會因熱漲冷縮造成尺寸變異,使磨損加劇,而減少軸承之壽命。因此,在運作一段時間後,此變異將影響整個風扇的穩定性。
本發明之目的在於提供一種風扇馬達及其轉軸。
根據本發明之一構想,該風扇包括一定子結構,其包括一軸承座及設置於該軸承座內之一軸承;以及一轉子結構,耦合於該定子結構,其包括一轉軸,為該軸承所支撐,其中該轉軸之表面具有一凹槽結構,該凹槽結構包含一剖面、一環形切槽、一螺旋切槽、一徑向切槽、一縱向切槽、一斜向切槽、多邊形凹槽或其組合。
此外,該風扇更包含一葉輪,耦接於該轉軸之一端,其中該葉輪之輪轂內表面具有複數個導流板,當該葉輪旋轉時,該導流板能導引一氣流通過該凹槽結構。
較佳地,該軸承具有兩端表面,該凹槽結構延伸超出該端表面,以容許空氣流經該凹槽結構。
另外,該軸承之一表面具有一凹槽結構,其可為一螺旋切槽、一環形切槽、一徑向切槽、一縱向切槽、一斜向切槽、一多邊形凹槽或其組合。該軸承之凹槽結構形成於該軸承之一內環表面或一外環表面,或者該軸承之凹槽結構同時形成於該軸承之一內環表面和一外環表面。
因此,本發明之風扇於與先前技術相同的接合尺寸下,該轉軸與該軸承間及/或該軸承與該軸承座間具有較小的接觸面積,減少因接合造成的尺寸變異,使得整個結構更為穩定,該轉軸可更為平順的轉動。並且該軸承的凹槽結構可進一步地容許空氣流通,將風扇於運作中所產生之熱散逸出去,減少尺寸變異擴大,維持轉動的穩定性。另外,與該轉軸連接的葉輪於連接處周圍設置的導流板有助於流經該凹槽結構之氣流之對流效果,大幅減少因熱造成的尺寸變異,增加轉動的穩定性。
1、3‧‧‧風扇
2‧‧‧固定部
12‧‧‧軸承座
14、34、54‧‧‧軸承
16、36‧‧‧轉軸
18‧‧‧葉輪
19‧‧‧電磁元件
F‧‧‧氣流
142、542‧‧‧內環
184、384‧‧‧導流板
144、544‧‧‧外環
146‧‧‧滾珠
148a、148b、5424、5444‧‧‧表面
5422‧‧‧縱向切槽
164‧‧‧環形切槽
164a"'、364b‧‧‧徑向切槽
164'、164"‧‧‧斜向切槽
164b"'‧‧‧縱向切槽
182‧‧‧磁環
364a‧‧‧剖面
5422'、5442‧‧‧螺旋或斜向切槽
圖1係繪示傳統風扇之剖面圖。
圖2A係繪示根據本發明第一實施例之風扇之剖面圖。
圖2B係繪示根據本發明第二實施例之風扇之剖面圖。
圖2C係繪示根據本發明第三實施例之風扇之剖面圖。
圖2D係繪示根據本發明第四實施例之風扇之剖面圖。
圖3A係繪示根據本發明第五實施例之風扇之剖面圖。
圖3B係繪示圖3A所示風扇之轉軸的立體圖。
圖3C係繪示圖3A所示風扇之葉輪的立體圖。
圖4A係繪示根據本發明第六實施例之風扇之剖面圖。
圖4B至4D為圖4A所示之風扇的各種軸承態樣之立體圖。
請參閱圖2A,其為根據本發明第一實施例之風扇1之剖面圖。該風扇1包含一軸承座12、一軸承14、一轉軸16、一葉輪18以及一電磁元件19。該風扇1係藉由軸承座12連接至一系統之固定部2(以虛線表示)。
該軸承座12係用以容置軸承14。該軸承14係為一滾珠軸承,其包含內環142、外環144以及設置於其間的滾珠146。該軸承14之外環144係緊配於軸承座12中。該轉軸16上形成有一凹槽結構,於此實施例中,此凹槽結構係為一環形切槽164。轉軸16穿過軸承14之內環142,並與內環142緊配。軸承14上定義兩相對的表面148a、148b,環形切槽164具有兩個部分164a、164b分別超出前述的表面148a、148b。藉此,環形切槽164可容許空氣流經環形切槽164,可將風扇1於運作中產生之熱散逸出去。補充說明的是,葉輪18與轉軸之一端耦接,該風扇更包含一磁環182,與電磁元件19間磁場作用達到轉動的目的。
於本發明第二實施例中,該凹槽結構可為斜向切槽164',如圖2B所示。於本發明第三實施例中,該凹槽結構包含一或數個螺旋切槽164",如圖2C所示。
於本發明第四實施例中,該凹槽結構包含數個徑向切槽164a"'以及連接徑 向切槽164a"'之縱向切槽164b"'(在此所述之徑向和縱向係相對於轉軸中心線(如圖中虛線所示)而言),如圖2D所示。雖然徑向切槽164a"'沒有直接連通外部空氣,但經由縱向切槽164b"'的連接,整個凹槽結構亦可容許空氣流經徑向切槽164a"'以及縱向切槽164b"'。另外,前述環形切槽164、斜向切槽164'、螺旋切槽164"亦可混合利用。
請參閱圖3A,其繪示根據本發明第五實施例之風扇3之剖面圖。與上述第一實施例相較,該凹槽結構包含數個剖面364a以及數個切槽364b,其轉軸36之立體放大圖如圖3B所示。當葉輪38旋轉時,其上的導流板384將導引氣流F通過剖面364a及軸承34之間。氣流F的路徑示意如圖3A中之虛線箭頭所示。導流板384的設計係如圖3C所示,形成於該葉輪38之杯狀輪轂381內表面,可有助於導引氣流F穿過凹槽結構,使得風扇3於運作中所產生之熱能更迅速地藉由氣流F散逸出去。
由上述實施例可知,轉軸具有凹槽結構時,除可減少轉軸與軸承接觸面積,進而減少接合時產生的尺寸變異,亦可於具有貫穿結構的凹槽結構之下,加強散熱效果,減少因熱而產生的尺寸變異,進而增加裝置的使用壽命及其使用穩定性。
本發明風扇之凹槽結構並不僅限於形成於轉軸上,亦可形成於軸承上,同樣可達到減少尺寸變異,並進一步加強散熱的效果。圖4A係繪示根據本發明第六實施例之風扇,其結構與上述第一實施例大致相似,其差異在於凹槽結構係形成於軸承54上,其有複數個縱向切槽5422(與轉軸延伸方向相同)形成於軸承54之內環542上,如第4B圖所示之立體放大圖,藉此減少與轉軸接合時的接觸面積。此外,縱向切槽5422貫穿軸承54之兩個相對的表面5424。藉此,轉軸與軸承54接合後,縱向切槽5422可形成通道,以供空氣經過,將軸承54運作時產生之熱散逸出去。空氣通過的路徑如圖4A之 箭頭所示。
當然,上述縱向切槽5422可替代成螺旋或斜向切槽5422',如圖4C所示。凹槽結構當然亦可為前述切槽5422、5422'之組合。
此外,軸承之內環542及外環544上亦可均形成數個切槽5422'、5442,如圖4D所示,其雖顯示切槽5422'、5442為螺旋狀,但本發明不以此為限。由於本發明之軸承與軸承座亦屬緊配,因此軸承與軸承座之配合亦有尺寸變異的問題。故本發明之軸承之外環上形成數個切槽,可減少軸承與軸承座之接觸面積,進而減少接合時產生的尺寸變異。並且進一步地降低軸承與軸承座的接合對軸承及對軸承與轉軸接合的影響。同樣地,當外環544上的切槽5442貫穿軸承54'之兩個相對的表面5444時,切槽5442亦有如內環542上的切槽5422'一般的散熱效果,不待贅述。
雖然前述實施例多以具有貫穿軸承之兩相對表面之凹槽結構為說明,但本發明不以此為限。本發明風扇之凹槽結構亦得為多邊形凹槽,其同樣具有減少轉軸與軸承或軸承與軸承座之接觸面積,進而減少接合時產生的尺寸變異。
綜上所述,本發明之轉軸或軸承具有凹槽結構,可減少轉軸與軸承或者軸承與軸承座之接觸面積,大幅降低接合時產生的尺寸變異,使得整個結構更為穩定,該轉軸可更為平順的轉動。此外,貫穿軸承兩相對表面之凹槽結構可進一步地容許空氣流通,將風扇於運作中所產生之熱散逸出去,減少尺寸變異擴大,維持轉動的穩定性。另外,與該轉軸連接的葉輪於連接處周圍設置的導流板有助於流經該凹槽結構之氣流的對流效果,大幅減少因熱造成的尺寸變異,增加轉動的穩定性。
藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特徵與 精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地,其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此,本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋,以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
1‧‧‧風扇
2‧‧‧固定部
12‧‧‧軸承座
14‧‧‧軸承
16‧‧‧轉軸
18‧‧‧葉輪
19‧‧‧電磁元件
142‧‧‧內環
184‧‧‧導流板
144‧‧‧外環
146‧‧‧滾珠
148a、148b‧‧‧表面
164‧‧‧環形切槽
182‧‧‧磁環
164a、164b‧‧‧部分

Claims (7)

  1. 一種風扇,包括:一定子結構,其包括一軸承座及設置於該軸承座內之一滾珠軸承,該滾珠軸承具有兩端表面;以及一轉子結構,耦合於該定子結構,其包括一轉軸,為該滾珠軸承所支撐且具有一凹槽結構,該凹槽結構包含一剖面、一環形切槽、一徑向切槽、一縱向切槽、一斜向切槽、或多邊形凹槽或其組合,該凹槽結構延伸超出該滾珠軸承之該兩端表面,以容許空氣流經該凹槽結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇,其更包含一葉輪,耦接於該轉軸之一端,其中該葉輪之輪轂內表面具有複數個導流板,當該葉輪旋轉時,該導流板能導引一氣流通過該凹槽結構。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之風扇,其中該軸承之一表面具有一凹槽結構。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之風扇,其中該軸承之凹槽結構為一螺旋切槽、一環形切槽、一徑向切槽、一縱向切槽、一斜向切槽、一多邊形凹槽或其組合。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之風扇,其中該軸承之凹槽結構形成於該軸承之一內環表面。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之風扇,其中該軸承之凹槽結構形成於該軸承之一外環表面。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之風扇,其中該軸承之凹槽結構同時形成於該軸承之一內環表面和一外環表面。
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