TWI454619B

TWI454619B - Air supply fan

Info

Publication number: TWI454619B
Application number: TW100132447A
Authority: TW
Inventors: Takamasa Yamashita
Original assignee: Nidec Corp
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2014-10-01
Also published as: US20120121407A1; US8794915B2; CN102465903B; JP5717046B2; CN102465903A; JP2012102704A; TW201219659A

Description

送風風扇

發明領域

本發明涉及送風風扇。

發明背景

日本特開昭60-145497號公報涉及在空調機中使用的離心送風機。如第2頁右上欄第11行～左下欄第9行、第2圖和第3圖所示，離心送風機的外殼渦旋面3從在半徑方向上與葉輪1最近的渦旋始點7沿著葉輪1的旋轉方向M，其半徑方向長度與旋轉角度成比例地增大。在從渦旋始點7到第1中間點8的區間B中，軸向長度F是恒定的。在從第1中間點8到第2中間點9的區間C中形成有第1傾斜面10，軸向長度F與旋轉角度成比例地增加。在從第2中間點9到渦旋終點11的區間D中，軸向長度F是恒定的，第2傾斜面12的傾斜角度以確保等同於軸向長度與旋轉角度成比例地增加的斷面積的方式增大。在從渦旋終點11到吹出中間點13的區間E中，第3傾斜面14的傾斜角度以增大的方式變化。另外，在截止到吹出口6的區間G中，矩形形狀的流路以適當的擴大角而擴大。在第2頁右下欄第11行～第12行中記載了利用這種結構確保較大的流路面積，實現送風性能的提高和雜訊的降低。

日本特開2003-69265號公報涉及冷卻筆記本式PC等的MPU的小型冷卻風扇。如第0015段和第1圖～第3圖所示，在小型冷卻風扇中，在扁平狀的風扇框體7的內部設有旋轉風扇體8和馬達。在風扇框體7的一側設有空氣吹出口9。並且，在風扇框體7中，在旋轉風扇體8的葉片的末端附近的外側，形成有與空氣吹出口9相連的防止逆流用的風洞部10。在第0018段記載了使風洞部10的內高幅寬大於風扇室的內高幅寬，因此，利用防止逆流用的風洞部10確保風扇的風路，同時利用具有急劇變寬的空間的防止逆流用的風洞部10，防止風從空氣吹出口9向風扇部逆流。

作為在筆記本式PC中使用的小型冷卻風扇的一種，在薄型外殼中，在馬達固定部的周圍設有進氣口，在側面設有送風口。在這種冷卻風扇中設有將馬達固定部與進氣口的周圍部位連接的肋。

在筆記本式PC中，冷卻風扇的進氣口與PC框體等其他構造的間隙較小，因而很難增大進氣量，送風量的增大存在界限。但是，如果為了增大該間隙而使冷卻風扇的外殼變薄，則有可能使得上述肋的強度下降，不能滿足落下衝擊試驗等的要求。

本發明正是鑒於上述問題而提出的，其目的在於，抑制送風風扇的外殼的強度下降，增大進氣量。

根據本發明的一個方面，送風風扇具有：葉輪，其以面向上下方向的中心軸線為中心；馬達，其使所述葉輪圍繞所述中心軸線旋轉；以及外殼，其收納所述葉輪，所述外殼具有：上面部，其覆蓋所述葉輪的上側；下面部，其覆蓋所述葉輪的下側；以及側壁部，其覆蓋所述葉輪的側方，並且形成有送風口，所述上面部具有：馬達固定部，其用於固定所述馬達；周圍部，其位於所述馬達固定部的周圍；以及多根肋，其連接所述馬達固定部和所述周圍部，在所述馬達固定部、所述周圍部和相鄰的肋之間形成有與所述葉輪對置的多個進氣口，所述周圍部具有：周圍低部，其基本上包圍所述多個進氣口的外周，該周圍低部的上表面位於比所述多根肋的上表面靠下的位置；以及周圍高部，其包括與所述多根肋連接的肋連續部，該周圍高部的上表面位於比所述周圍低部的所述上表面靠上的位置。

根據本發明，能夠抑制送風風扇的外殼的強度下降，並增大進氣量。

圖式簡單說明

第1圖是第1實施方式的送風風扇的剖視圖。

第2圖是送風風扇的俯視圖。

第3圖是送風風扇的仰視圖。

第4圖是第2實施方式的送風風扇的剖視圖。

第5圖是第3實施方式的送風風扇的剖視圖。

第6圖是第4實施方式的送風風扇的俯視圖。

第7圖是第5實施方式的送風風扇的俯視圖。

第8圖是送風風扇的俯視圖。

第9圖是送風風扇的俯視圖。

第10圖是送風風扇的俯視圖。

第11圖是送風風扇的俯視圖。

第12圖是送風風扇的俯視圖。

較佳實施例之詳細說明

在本說明書中，將第1圖中的送風風扇的中心軸線方向的上側簡稱為“上側”，將第1圖中的送風風扇的中心軸線方向的下側簡稱為“下側”。本說明書中的上下方向不是指實際在設備中裝配時的上下方向。並且，將以中心軸線為中心的周向簡稱為“周向”，將以中心軸線為中心的徑向簡稱為“徑向”。

第1圖是表示本發明的示例性的第1實施方式的送風風扇1的剖視圖。送風風扇1是離心風扇，例如被安裝在筆記本式PC中，用於冷卻筆記本式PC的框體內部的設備。

送風風扇1具有馬達2、外殼3和葉輪4。葉輪4以面向上下方向的中心軸線J1為中心。馬達2使葉輪4圍繞中心軸線J1旋轉。外殼3收納馬達2和葉輪4。

外殼3具有上面部31、下面部32和側壁部33。上面部31覆蓋葉輪4的第1圖中的上側。下面部32覆蓋葉輪4的下側。側壁部33覆蓋葉輪4的側方。側壁部33是與上面部31一體成型的樹脂部件。下面部32被安裝在側壁部33的下端部。

第2圖是送風風扇1的俯視圖。第3圖是將下面部32卸下後的狀態的送風風扇1的仰視圖。如第1圖和第2圖所示，在上面部31形成有與葉輪4對置的多個進氣口311。並且，如第1圖所示，在下面部32也形成有與葉輪4對置的進氣口321。在下面的說明中，將進氣口311和進氣口321分別稱為“上側進氣口311”和“下側進氣口321”。在第1實施方式中，在外殼3設有3個上側進氣口311和1個下側進氣口321。下側進氣口321是以中心軸線J1為中心的大致圓形。由於除了上側進氣口311之外還設置下側進氣口321，從而能夠容易增大送風風扇1的進氣量。如第3圖所示，在側壁部33形成有沿著外殼3的左右方向的大致總幅寬的送風口331。

第1圖所示的馬達2是外轉子型。馬達2具有作為固定裝配體的靜止部21、和作為旋轉裝配體的旋轉部22。旋轉部22由套筒23支撐著能夠以中心軸線J1為中心相對於靜止部21進行旋轉。

靜止部21的定子210是以中心軸線J1為中心的環狀，被安裝在大致圓筒狀的套筒保持部24的外側面上。套筒保持部24從外殼3的上面部31向下方突出。定子210具有定子鐵芯211、絕緣體212和線圈213。定子鐵芯211是將薄板狀的矽鋼板進行層壓而形成的。絕緣體212是包覆定子鐵芯211的表面的絕緣體。

旋轉部22具有軸221、軛鐵222、轉子磁鐵223和杯部224。杯部224是以中心軸線J1為中心的有底的大致圓筒狀，朝向上側開口。軸221以中心軸線J1為中心進行配置，被固定在杯部224的底部。軛鐵222是以中心軸線J1為中心的大致圓筒狀，被固定在杯部224的內側面。轉子磁鐵223是以中心軸線J1為中心的大致圓筒狀，被固定在軛鐵222的內側面。

軸221的上端被插入到以中心軸線J1為中心的大致圓筒狀的套筒23中。套筒23利用含油性的多孔質金屬體形成，被插入到套筒保持部24並固定於此。套筒23支撐軸221使其能夠以中心軸線J1為中心進行旋轉。另外，也可以利用例如球軸承取代套筒23。

如第1圖～第3圖所示，葉輪4具有多個葉片41。多個葉片41在杯部224的外側以中心軸線J1為中心排列成環狀。各個葉片41的徑向內側的端部被固定在杯部224的外側面上。通過向第1圖所示的靜止部21供給電流，在轉子磁鐵223和定子210之間產生以中心軸線J1為中心的轉矩。由此，葉輪4與旋轉部22一起沿以中心軸線J1為中心的預定的旋轉方向旋轉。通過葉輪4的旋轉，從上側進氣口311和下側進氣口321向外殼3內吸入空氣。在外殼3內，空氣從葉輪4的旋轉方向後側流向旋轉方向前側，並從第3圖所示的送風口331送出。

在第1實施方式中，葉輪4沿第3圖中的逆時針方向旋轉。在下面的說明中，將第3圖中的中心軸線J1的左側稱為“葉輪4的旋轉方向後側”，將第3圖中的中心軸線J1的右側稱為“葉輪4的旋轉方向前側”。在第2圖中，中心軸線J1的右側是葉輪4的旋轉方向後側，中心軸線J1的左側是葉輪4的旋轉方向前側。如第3圖所示，在送風口331延伸的左右方向上，相對於送風口331的中心偏向左側即旋轉方向後側配置中心軸線J1。葉輪4的旋轉方向後側的側壁部33的內表面332與葉輪4的外周緣之間的徑向距離，小於葉輪4的旋轉方向前側的側壁部33的內表面332與葉輪4的外周緣之間的徑向距離。在第1實施方式中，側壁部33的內表面332與葉輪4的外周緣之間的徑向距離隨著從葉輪4的旋轉方向後側朝向旋轉方向前側而逐漸增大，但也可以存在該距離恒定的部分。

如第2圖所示，外殼3的上面部31具有馬達固定部312、多根肋313以及周圍部314。馬達2(參照第1圖)通過上述的套筒保持部24被固定在馬達固定部312的下表面上。馬達固定部312在俯視觀察時大致呈圓形。周圍部314位於馬達固定部312的周圍。多根肋313將馬達固定部312和周圍部314連接。在第1實施方式中設有3根肋313。3根肋313被設於3個上側進氣口311之間，這3個上側進氣口311呈周狀配置成基本上包圍馬達固定部312的外周。換言之，3個上側進氣口311形成於馬達固定部312、周圍部314和多根肋313中相鄰的肋313之間。

如第1圖所示，周圍部314具有周圍低部315和周圍高部316。周圍高部316的上表面371位於比周圍低部315的上表面372靠上的位置、即位於在中心軸線J1方向上遠離葉輪4的一側。周圍高部316的下表面381和周圍低部315的下表面382在中心軸線J1方向上位於相同的高度。在周圍部314中，周圍高部316是厚壁部，周圍低部315是薄壁部。在第1實施方式中，周圍高部316的厚度約是1mm～1.5mm，周圍低部315的厚度約是0.5mm～0.7mm。

如第2圖所示，周圍低部315呈大致環狀設置成基本上包圍3個上側進氣口311的外周。周圍低部315被配置於將3根肋313的徑向外側除外的位置，具體地講是配置在將使各肋313沿徑向外側呈直線狀延伸的部位除外的位置。在上面部31中，位於第2圖中的中心軸線J1左側的周圍低部315的徑向的寬度，大於位於中心軸線J1右側的周圍低部315的徑向的寬度。換言之，葉輪4的旋轉方向前側的周圍低部315的徑向的寬度，大於旋轉方向後側的周圍低部315的徑向的寬度。

周圍高部316被設置成包圍周圍低部315的外周，並且一直連續到上面部31的外周緣317，並包括與3根肋313分別連續的3個帶狀的部位361(下麵稱為“肋連續部361”)。換言之，周圍高部316從多根肋313一直連續到上面部31的外周緣317。周圍高部316包括上面部31的外周緣317整體。因此，周圍高部316當然也包括上面部31的外周緣317中位於送風口331的上側的部位整體。

如第1圖所示，周圍高部316的上表面371與馬達固定部312的上表面374以及肋313的上表面位置相同的高度。因此，周圍低部315的上表面372位於比馬達固定部312的上表面374以及肋313的上表面靠下的位置，即位於在中心軸線J1方向上接近葉輪4的一側。

在送風風扇1被安裝在筆記本式PC上的狀態下，外殼3的上面部31與例如筆記本式PC的框體的內表面或者被安裝在筆記本式PC內的其他部件對置。筆記本式PC的框體與外殼3的上面部31之間的距離非常小。在送風風扇1中，上面部31的周圍部314具有基本上包圍多個上側進氣口311的外周的周圍低部315。由此，在上側進氣口311的周圍，能夠增大上面部31與筆記本式PC的框體之間的距離。並且，周圍高部316的上側進氣口311側的邊緣的總長變長，周圍高部316的上側進氣口311側的邊緣與筆記本式PC的框體之間的間隙的開口面積增大。由此，能夠減小作用於從周圍高部316和筆記本式PC的框體之間朝向上側進氣口311流入的空氣的阻力。結果，能夠增大來自多個上側進氣口311的進氣量，能夠增大送風風扇1的送風量。即，能夠提高送風風扇1的送風特性。

在周圍部314中，周圍高部316的上表面371位於比周圍低部315的上表面372靠上的位置，由此周圍高部316的強度大於周圍低部315的強度。並且，通過採用周圍高部316包括與多根肋313連續的肋連續部361的構造，能夠抑制外殼3的在肋313與周圍部314的連接部附近處的強度下降，如上所述實現基於周圍低部315的進氣量的增大。並且，馬達固定部312的上表面374和多根肋313的上表面位於相同的高度，由此能夠提高外殼3的在肋313與馬達固定部312的連接部附近處的強度。

在周圍部314中，周圍高部316的下表面381和周圍低部315的下表面383位於相同的高度，由此與周圍高部316的下側一樣，在周圍低部315的下側也能夠確保外殼3的內部空間的高度。結果，能夠防止外殼3的高度的增加。並且，周圍高部316的上表面371和多根肋313的上表面位於相同的高度，由此與某一方的上表面位於上側的情況相比，能夠確保周圍高部316和肋313雙方的強度，並能夠防止外殼3的高度的增加。

如上所述，周圍高部316從多根肋313一直連續到上面部31的外周緣317。上面部31的外周緣317由側壁部33支撐，因而能夠提高周圍高部316的強度。結果，能夠進一步抑制外殼3的強度下降。並且，周圍高部316包括上面部31的外周緣317整體，由此能夠進一步提高周圍高部316的強度。結果，能夠進一步抑制外殼3的強度下降。另一方面，周圍高部316包括上面部31的外周緣317中位於送風口331的上側的部位，由此能夠抑制或者防止剛剛從送風口331送出的空氣流向上面部31並從上側進氣口311被吸入的情況。

在外殼3的內部空間中，葉輪4的旋轉方向前側的空氣的流速大於旋轉方向後側的空氣的流速。在上面部31中，旋轉方向前側的周圍低部315的徑向的寬度大於旋轉方向後側的周圍低部315的徑向的寬度。由此，不需增大周圍低部315整體的面積，在外殼3內的空氣的流速較大的旋轉方向前側能夠增大周圍低部315的面積。結果，能夠抑制外殼3的強度下降，並增大來自上側進氣口311的進氣量。

第4圖是表示本發明的示例性的第2實施方式的送風風扇1a的剖視圖。如第4圖所示，在送風風扇1a中，外殼3的上面部31的周圍部314還在周圍低部315與周圍高部316之間設置中間部318。其他構造與第1圖～第3圖所示的送風風扇1相同，因而標注相同的標號。

中間部318是從周圍高部316朝向周圍低部315向下、即向在中心軸線J1方向上接近葉輪4的方向傾斜的傾斜面。由此，能夠順利地從周圍高部316與筆記本式PC的框體的間隙朝向周圍低部315引導空氣。中間部318只要設於周圍低部315與周圍高部316的邊界的至少一部分上即可，但更優選沿著周圍低部315與周圍高部316的邊界的總長設置。

第5圖是表示本發明的示例性的第3實施方式的送風風扇1b的剖視圖。如第5圖所示，在送風風扇1b中，外殼3的周圍低部315的上表面372是朝向多個上側進氣口311向下、即向在中心軸線J1方向上接近葉輪4的方向傾斜的傾斜面。其他構造與第1圖～第3圖所示的送風風扇1相同，因而標注相同的標號。

周圍低部315在周圍低部315與周圍高部316的邊界處的厚度與周圍高部316的厚度相同。這樣，通過使周圍低部315的周圍高部316側的部位變厚，能夠進一步抑制外殼3的強度下降。為了抑制外殼3的強度下降，優選周圍低部315的上表面372整體是朝向上側進氣口311向下傾斜的傾斜面。但是，只要周圍低部315的上表面372的至少一部分是朝向上側進氣口311向下傾斜的傾斜面，就能夠進一步抑制外殼3的強度下降。並且，周圍低部315在周圍低部315與周圍高部316的邊界處的厚度也可以小於周圍高部316的厚度。

第6圖是表示本發明的示例性的第4實施方式的送風風扇1c的俯視圖。如第6圖所示，在送風風扇1c中，與第2圖所示的周圍低部315形狀不同的周圍低部315a被設於上面部31的周圍部314。其他構造與第1圖～第3圖所示的送風風扇1相同，因而標注相同的標號。在第6圖中省略圖示外殼3內部的諸如葉輪4等的構造。在第7圖～第12圖中同樣也省略圖示。

周圍低部315a具有環狀低部319a和多個槽部319b。環狀低部319a是基本上包圍多個上側進氣口311的外周的大致環狀。多個槽部319b從環狀低部319a朝向徑向外側呈放射狀延伸。相鄰的槽部319b之間的部位包含在周圍高部316中。通過設置多個槽部319b，能夠抑制外殼3的強度下降，並增大周圍低部315a的面積，能夠增大來自多個上側進氣口311的進氣量。

在周圍部314中，各個槽部319b未到達上面部31的外周緣317，上面部31的外周緣317整體包含在周圍高部316中。由此，能夠進一步抑制外殼3的強度下降。並且，周圍高部316包括上面部31的外周緣317中位於送風口331的上側的部位，由此能夠抑制或者防止剛剛從送風口331送出的空氣被從上側進氣口311吸入的情況。

第7圖是表示本發明的示例性的第5實施方式的送風風扇1d的俯視圖。如第7圖所示，在送風風扇1d中，周圍低部315a具有環狀低部319a和多個槽部319b，多個槽部319b分別從環狀低部319a一直連續到上面部31的外周緣317。其他構造與第6圖所示的送風風扇1c相同，因而標注相同的標號。

在送風風扇1d中，能夠容易通過多個槽部319b從上面部31的外周緣317向環狀低部319a引導空氣。由此，能夠進一步增大來自多個上側進氣口311的進氣量。

第8圖～第12圖分別是表示本發明的示例性的其他送風風扇的俯視圖。在第8圖所示的送風風扇1e中，在周圍高部316中，在各個肋連續部361與上面部31的外周緣317之間設有周向的寬度比較大的寬幅部362。其他構造與第7圖所示的送風風扇1d相同。寬幅部362從肋連續部361一直連續到上面部31的外周緣317。3個寬幅部362的周向的寬度是周圍低部315a的槽部319b的寬度以及相鄰的槽部319b之間的周圍高部316的寬度的大約3～5倍。通過設置寬幅部362，能夠進一步抑制外殼3的在肋313與周圍部314的連接部附近處的強度下降。

在第9圖所示的送風風扇1f中，在周圍部314中，除了3個肋連續部361以及3個寬幅部362之外的部位是周圍低部315b。這樣，通過增大從上側進氣口311的外周向上面部31的外周緣317連續的周圍低部315b的寬度，能夠進一步增大來自上側進氣口311的進氣量。

在第10圖所示的送風風扇1g中，周圍高部316具有外周部363和3個肋連續部361。外周部363是按照上面部31的外周緣317的總長沿著外周緣317延伸的環狀部。外周部363的寬度沿著總長是大致恒定的。肋連續部361是從肋313向外周部363連續的帶狀。在周圍部314中，除了外周部363和3個肋連續部361以外的部位是周圍低部315c。在送風風扇1g中，利用外周部363提高周圍高部316的強度，同時增大周圍低部315c的面積，由此能夠進一步增大來自上側進氣口311的進氣量。並且，利用外周部363能夠抑制或者防止剛剛從送風口331送出的空氣被從上側進氣口311吸入的情況。

在第11圖所示的送風風扇1h中，僅在上面部31的外周緣317中、在俯視觀察時將送風口331夾在中間的2個肋連續部361之間的部位設有外周部363a。在周圍部314中，外周部363a和3個肋連續部361成為周圍高部316，除此之外的部位整體成為周圍低部315d。在送風風扇1h中，在周圍低部315d中，通過增大從上側進氣口311的外周向上面部31的外周緣317連續的部分的寬度，能夠進一步增大來自上側進氣口311的進氣量。並且，利用外周部363a能夠抑制或者防止剛剛從送風口331送出的空氣被從上側進氣口311吸入。

在第12圖所示的送風風扇1i中，從3根肋313到達上面部31的外周緣317的3個帶狀的肋連續部361成為周圍高部316，除此之外的部位整體成為周圍低部315e。在周圍低部315e中，通過進一步增大從上側進氣口311的外周向上面部31的外周緣317連續的部分的寬度，能夠進一步增大來自上側進氣口311的進氣量。

以上對本發明的實施方式進行了說明，但本發明不限於上述實施方式，也可以進行各種變形。

例如，在能夠將外殼3的強度設為允許範圍內的情況下，周圍高部316不一定需要從多根肋313一直連續到上面部31的外周緣317。也可以是，周圍高部316的上表面371以及多根肋313的上表面在中心軸線J1方向上位於不同的高度。並且，也可以是，周圍高部316的下表面381以及周圍低部315的下表面382也在中心軸線J1方向上位於不同的高度。

在上述的送風風扇1、1a～1i中，在外殼3設有上側進氣口311和下側進氣口321，但根據送風風扇的用途，也可以只設置上側進氣口311。上側進氣口311的個數可以是2個或者4個以上。肋313的根數根據上側進氣口311的個數而適當變更。

也可以是，馬達2和葉輪4的中心軸線J1在送風口331延伸的左右方向上被配置在與送風口331的中心大致相同的位置。並且，第2圖所示的送風風扇1的周圍低部315也可以配置成為使其在俯視觀察時的中心與中心軸線J1大致一致。在第6圖所示的送風風扇1c和第7圖所示的送風風扇1d中，也可以配置成為使環狀低部319a在俯視觀察時的中心與中心軸線J1大致一致。

上述實施方式和各個變形例的結構只要不相互矛盾，則可以進行適當組合。

本發明的送風風扇能夠應用於筆記本式PC和臺式PC的框體內部的設備的冷卻、其他設備的冷卻、針對各種物件物的空氣供給等。另外，也能夠用作其他用途。

1．．．送風風扇

1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h．．．送風風扇

2．．．馬達

3．．．外殼

4．．．葉輪

21．．．靜止部

22．．．旋轉部

23．．．套筒

24．．．套筒保持部

31．．．上面部

32．．．下面部

33．．．側壁部

41．．．葉片

210．．．定子

211．．．定子鐵芯

212．．．絕緣體

213．．．線圈

221．．．軸

222．．．軛鐵

223．．．轉子磁鐵

224．．．杯部

311．．．上側進氣口

312．．．馬達固定部

313．．．多根肋

314．．．周圍部

315．．．周圍低部

315a,315b,315c,315d,315e．．．周圍低部

316．．．周圍高部

317．．．外周緣

318．．．中間部

319a．．．環狀低部

319b．．．多個槽部

321．．．進氣口

331．．．送風口

332．．．內表面

361．．．肋連續部

362．．．寬幅部

363．．．外周部

363a．．．外周部

371．．．上表面

372．．．上表面

374．．．上表面

381．．．下表面

382．．．下表面

J1．．．心軸線