TWI675150B - 風扇 - Google Patents

Abstract

一種風扇，用以解決習知風扇軸向高度難以縮減、結構強度不佳、結構複雜度較高及製程困難等問題。該風扇包含一轉子，該轉子具有一轉軸、一馬達殼、一輪轂及一永久磁鐵組；該馬達殼具有一結合部結合於該轉軸的一第一端部，一連接部設置於該結合部外周，一徑向延伸部設置於該連接部，該結合部與該徑向延伸部在該軸向上具有一高度差，該徑向延伸部具有一結合面；該輪轂包覆該連接部之表面及該徑向延伸部之表面，並且使該結合部形成裸露；該永久磁鐵組之磁極面結合於該徑向延伸部之結合面；該風扇之一扇框於一定子外周，該扇框具有相對的一入風口及一出風口。

Description

風扇

本發明係關於一種風扇，尤其是一種具有以塑膠射出成形包覆於轉軸外周之輪轂的風扇。

請參照第1圖所示，係一種習用風扇9，包含一定子91及一轉子92，該定子91設有一軸管911，該軸管911供該轉子92可旋轉地結合。該轉子92設有一轉軸921及一輪轂922，該轉軸921設置於該軸管911中，該輪轂922透過塑膠射出成形方式設置於該轉軸921外周，該輪轂922結合一永久磁鐵組923，且該輪轂922設有數個葉片924。藉此，該定子91與該永久磁鐵組923之間可產生磁交鏈作用，以帶動該轉子92旋轉作動，進而利用該數個葉片924驅風以產生氣流。

其中，該風扇9係設有一套管925，該套管925包含一結合部925a及一延伸部925b，該結合部925a結合於該轉軸921外周，且該結合部925a沿該轉軸921之軸向延伸。該延伸部925b由該結合部925a之一側朝遠離該轉軸921的方向延伸。藉此，該套管925供該輪轂922塑膠射出成形包覆，且該輪轂922可以部份包覆該延伸部925b之表面，以增加該輪轂922塑膠射出成形包覆於該套管925時的結合面積，使得該輪轂922具有較佳的結合強度。

惟，該輪轂922在該轉軸921之軸向上具有一厚度，因此該套管925之結合部925a必須沿著該轉軸921之軸向延伸，以增加該結合部 925a與該轉軸921的接觸面積，並且供該輪轂922包覆。據此，該結合部925a將會占用該轉子92於該轉軸921之軸向上的空間，導致該轉子92之軸向高度難以縮減。況且，若該風扇9存在薄型化、微小化等設計需求，則勢必需減少該轉軸921伸入該軸管911中的長度，使該風扇9整體的軸向高度符合設計需求，惟將造成該轉軸921與該軸管911的結合強度不佳。

再者，該輪轂922與該永久磁鐵組923之間通常設有一封磁片926，該封磁片926由導磁材料製成，使該封磁片926能夠提供封磁效果。惟，該封磁片926需透過緊配合或黏合等方式結合於該輪轂922，導致該轉子92的結構複雜度及製程困難度均較高。

有鑑於此，習知風扇9存在軸向高度難以縮減、結構強度不佳、結構複雜度較高及製程困難等問題，確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明提供一種風扇，可藉由在馬達殼之結合部及徑向延伸部之間設置連接部，以縮減該風扇之轉子的軸向高度，並且利用該馬達殼提供封磁效果。

為達到前述發明目的，本發明所運用之技術手段包含有：一種風扇，包括：一轉子，該轉子具有一轉軸及一馬達殼，該轉軸於一軸向上之兩端各為一第一端部及一第二端部，該轉軸在該軸向上具有一長度L；該馬達殼係由導磁材料製成，該馬達殼具有一結合部、一連接部及一徑向延伸部，該結合部結合於該轉軸的第一端部，該連接部設置於該結合部外周並沿該軸向延伸，該徑向延伸部設置於該連接部遠離該結合部之一側，且該結合部與該徑向延伸部在該軸向上具有一高度差H，該高度差H與該長度L的關係：0.5L≧H≧0.25L，該徑向延伸部具有在該軸向上朝向該第二端部之一結合面；一輪轂以塑膠射出成形包覆該連接部背向該轉軸之表面及該徑向延伸部背向該第二端部之表面，並且使該結合 部背向該第二端部之表面形成裸露，該輪轂包含數個葉片；一永久磁鐵組之磁極面結合於該徑向延伸部之結合面；一定子，該定子包含一基座，該基座中央設有一軸管，該轉子之轉軸的第二端部設置於該軸管內部；及一扇框，該扇框位於該基座外周，該扇框在該軸向上具有相對的一入風口及一出風口。

其中，該徑向延伸部由該連接部沿該轉軸之徑向朝外延伸。藉此，該徑向延伸部之一側可供該輪轂包覆，且該徑向延伸部之另一側可以形成該結合面以供該永久磁鐵組結合。

其中，該結合部由該第一端部沿該轉軸之徑向朝外延伸。藉此，該結合部與該連接部之間可以環繞形成空間以供容置該定子之軸管的一部分。

其中，該結合部與該徑向延伸部平行。藉此，該結合部的任意位置均該徑向延伸部具有該高度差，以確保該結合部不會占用該轉子於該軸向上的空間。

其中，在該軸向上，該結合部與該轉軸之第二端部的距離大於該徑向延伸部與該第二端部的距離。藉此，該結合部與該連接部之間確可環繞形成空間以供容置該定子之軸管。

其中，該輪轂包覆該徑向延伸部之結合面，藉以進一步提升該輪轂與該馬達殼的結合強度。

其中，該徑向延伸部與該連接部之間環繞形成一第一空間，該輪轂的一部分係形成於該第一空間中。藉此，該輪轂能夠完整包覆該徑向延伸部與該連接部，使該輪轂保持較佳的結合強度。

其中，該轉軸與該馬達殼之結合部雷射焊接結合，藉以提升該轉軸與該馬達殼之間的結合強度。

其中，該轉軸之第一端部在該軸向上凸出該結合部，以便對 該轉軸與該結合部進行焊接作業。

其中，該基座設有一線圈組，該永久磁鐵組與該線圈組之間於該軸向上形成一氣隙。藉此，該轉子與該定子能夠組成一軸向氣隙馬達。

其中，該結合部朝向與該連接部之間環繞形成一第二空間，該軸管的一部分係容置於該第二空間。藉此，該結合部不會占用該轉子於該軸向上的空間。

藉由上述結構，本發明之風扇藉由在馬達殼之結合部及徑向延伸部之間設置連接部，能夠使該結合部不會占用該轉子於該軸向上的空間，並且使該轉軸與該軸管具有較佳的結合強度，具有縮減該轉子之軸向高度及提升該風扇的整體結構強度之功效；再者，該馬達殼可以提供封磁效果，具有簡化該轉子的結構複雜度及降低其製程困難度之功效。

〔本發明〕

1‧‧‧轉子

11‧‧‧轉軸

111‧‧‧第一端部

112‧‧‧第二端部

12‧‧‧馬達殼

121‧‧‧結合部

121a‧‧‧第一表面

121b‧‧‧第二表面

122‧‧‧連接部

122a‧‧‧第三表面

122b‧‧‧第四表面

123‧‧‧徑向延伸部

123a‧‧‧結合面

123b‧‧‧第五表面

13‧‧‧輪轂

131‧‧‧葉片

14‧‧‧永久磁鐵組

141‧‧‧第一磁極面

142‧‧‧第二磁極面

2‧‧‧定子

21‧‧‧基座

22‧‧‧軸管

221‧‧‧軸承

23‧‧‧線圈組

X‧‧‧軸向

H‧‧‧高度差

G‧‧‧氣隙

R1‧‧‧第一空間

R2‧‧‧第二空間

L‧‧‧長度

〔習知〕

9‧‧‧風扇

91‧‧‧定子

911‧‧‧軸管

92‧‧‧轉子

921‧‧‧轉軸

922‧‧‧輪轂

923‧‧‧永久磁鐵組

924‧‧‧葉片

925‧‧‧套管

925a‧‧‧結合部

925b‧‧‧延伸部

926‧‧‧封磁片

第1圖：一種習知風扇的剖視圖。

第2圖：本發明一實施例的結構剖視示意圖。

第3圖：本發明一實施例之轉軸及該馬達殼的放大示意圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第2圖所示，係本發明一實施例之風扇，包含一轉子1及一定子2，該轉子1可旋轉地結合於該定子2。

該轉子1包含一轉軸11、一馬達殼12、一輪轂13及一永久磁鐵組14。該馬達殼12結合於該轉軸11，該輪轂13以塑膠射出成形包覆該馬達殼12，且該永久磁鐵組14結合於該馬達殼12。

該轉軸11沿一軸向X延伸，且該轉軸11於該軸向X上之 兩端各為一第一端部111及一第二端部112。

該馬達殼12由導磁材料(例如：鐵)製成，該馬達殼12包含一結合部121、一連接部122及一徑向延伸部123。該結合部121結合於該轉軸11的第一端部111，且該結合部121由該第一端部111沿該轉軸11之徑向(即垂直該軸向X且通過該轉軸11的方向)朝外延伸。該連接部122設置於該結合部121外周並沿該軸向X延伸。該徑向延伸部123設置於該連接部122遠離該結合部121之一側，且該徑向延伸部123由該連接部122沿該轉軸11之徑向朝外延伸。該結合部121與該徑向延伸部123在該軸向X上具有一高度差H。該徑向延伸部123具有一結合面123a，該結合面123a沿該軸向X朝向該轉軸11之第二端部112。

該輪轂13以塑膠射出成形包覆該馬達殼12之連接部122及徑向延伸部123。詳言之，該結合部121包含背向該第二端部112之一第一表面121a及朝向該第二端部112之一第二表面121b；該連接部122包含背向該轉軸11之一第三表面122a及朝向該轉軸11之一第四表面122b；該徑向延伸部123包含背向該第二端部112之一第五表面123b，該第五表面123b係與該結合面123a呈相對。該輪轂13係完全包覆該連接部122背向該轉軸11之第三表面122a及該徑向延伸部123背向該第二端部112之第五表面123b，且該輪轂13並未包覆該結合部121背向該第二端部112之第一表面121a，使該第一表面121a形成裸露。該輪轂13包含數個葉片131。

該永久磁鐵組14可以為數個磁鐵或為具有數個磁極的環形磁鐵，本發明並不以此為限。該永久磁鐵組14包含一第一磁極面141及一第二磁極面142，該第一磁極面141與該第二磁極面142呈相對。該永久磁鐵組14之第一磁極面141結合於該徑向延伸部123之結合面123a。

該定子2包含一基座21，該基座21中央設有一軸管22，該 轉子1之轉軸11的第二端部112設置於該軸管22內部，使該轉子1可旋轉地結合於該定子2。更詳言之，該軸管22內部設有一軸承221，該轉軸11的第二端部112可以伸入該軸承221，使該轉軸11形成可旋轉地結合於該軸管22，因此該轉子1將可相對該定子2樞轉。此外，該定子2設有一線圈組23，該線圈組23可以包含設置於鐵芯的線圈或無芯線圈，且該線圈組23之線圈可以為繞線線圈；或者為以佈線方式形成於電路板之印刷線圈，本發明並不以此為限。該轉子1之永久磁鐵組14係沿該軸向X朝向該線圈組23，使該永久磁鐵組14之第二磁極面142與該線圈組23之間可以在該軸向X上形成一氣隙G。據此，該轉子1與該定子2能夠組成一軸向氣隙馬達。

藉由上述結構，本發明實施例之風扇實際使用時，該定子2可以在其線圈組23通電後與該轉子1之永久磁鐵組14產生磁交鏈感應，使得該轉子1能夠相對該定子2旋轉，以利用各該葉片131驅風以產生氣流。

由於該實施例之風扇的轉子1係於該馬達殼12之結合部121及徑向延伸部123之間設有連接部122，且該輪轂13係完全包覆該連接部122之第三表面122a及該徑向延伸部123之第五表面123b，因此轉子1同樣能夠增加該輪轂13以塑膠射出成形包覆於該馬達殼12時的結合面積，使得該輪轂13具有較佳的結合強度。更詳言之，請一併參照第3圖所示，係該轉軸11及該馬達殼12的放大示意圖，該徑向延伸部123的第五表面123b與該連接部122的第三表面122a之間環繞形成一第一空間R1，該輪轂13的一部分係形成於該第一空間R1中，且該輪轂13係完整包覆該徑向延伸部123的第五表面123b與該連接部122的第三表面122a，因此該轉子1確實能夠使該輪轂13保持較佳的結合強度。

其中，該結合部121沿該轉軸11之徑向延伸，且該結合部 121與該徑向延伸部123在該軸向X上具有一高度差H，因此該結合部121朝向該第二端部112的第二表面121b與該連接部122朝該轉軸11的第四表面122b之間環繞形成一第二空間R2，該定子2之軸管22的一部分可以容置於該第二空間R2；換言之，該結合部121無須沿著該軸向X延伸，故該結合部121不會占用該轉子1於該軸向X上的空間。藉此，該實施例之風扇的轉子1之軸向高度能夠有效縮減，且該轉子1無須減少該轉軸11伸入該軸管22中的長度，使得該轉軸11與該軸管22具有較佳的結合強度，以提升該風扇的整體結構強度。

再者，該馬達殼12係由導磁材料製成，且該永久磁鐵組14之第一磁極面141結合於該徑向延伸部123之結合面123a，因此該馬達殼12即可提供封磁效果，使該實施例之風扇的轉子1無須額外設置封磁片，進而有效簡化該轉子1的結構複雜度並且降低該轉子1的製程困難度。

據前述結構，以下詳細列舉本發明實施例之風扇及其轉子1的特點並逐一說明：請參照第2及3圖所示，該結合部121可以與該徑向延伸部123平行；換言之，該結合部121與該徑向延伸部123平行各形成一環狀平板，且該結合部121與該徑向延伸部123分別平行該轉軸11之徑向設置。藉此，該結合部121的任意位置均該徑向延伸部123具有該高度差H，以確保該結合部121不會占用該轉子1於該軸向X上的空間。

在該軸向X上，該結合部121與該轉軸11之第二端部112的距離大於該徑向延伸部123與該第二端部112的距離。藉此，該結合部121與該連接部122之間確可環繞形成該第二空間R2以供容置該定子2之軸管。

在本實施例中，該輪轂13可以一併包覆該徑向延伸部123之結合面123a，以進一步提升該輪轂13與該馬達殼12的結合強度。其中， 該輪轂13可以包覆該結合面123a的外側緣，且該結合面123a未受該輪轂13包覆的部分係結合該永久磁鐵組14之第一磁極面141。

該轉軸11在該軸向X上具有一長度L，該高度差H與該長度L的關係如下式(1)所示：0.5L≧H≧0.25L (1)

藉由使該高度差H大於該轉軸11之長度的0.25倍，能夠確保該結合部121與該連接部122之間所形成的第二空間R2在該軸向X上具有足夠深度，使其能有效容置該定子2之軸管22或該定子2的其他內部構件。相對地，藉由使該高度差H小於該轉軸11之長度的0.5倍，能夠限制該馬達殼12在該軸向X上的高度，以確保該轉子1之軸向高度能夠有效縮減。

值得注意的是，由於該馬達殼12係由導磁材料製成，因此該馬達殼12為金屬材質；另一方面，該轉軸11亦可為金屬材質，故該轉軸11與該馬達殼12之結合部121可以經由雷射焊接結合，以提升該轉軸11與該馬達殼12之間的結合強度。該轉軸11之第一端部111可以在該軸向X上凸出該結合部121，以容易對該轉軸11與該結合部121進行焊接作業。惟，在本發明部分實施例中，該轉軸11與該結合部121亦可經由鉚接或緊配合等方式結合。

綜上所述，本發明實施例的風扇藉由在馬達殼12之結合部121及徑向延伸部123之間設置連接部122，該連接部122與該徑向延伸部123可供該輪轂13係以塑膠射出成形包覆以增加該輪轂13與該馬達殼12的結合面積，確實能夠使該輪轂13保持較佳的結合強度。

其中，該結合部121沿該轉軸11之徑向延伸，且該結合部121與該徑向延伸部123在該軸向X上具有一高度差H，因此該定子2之軸管22的一部分可以容置於該結合部121與該連接部122之間所形成的 第二空間R2，使該結合部121無須沿著該軸向X延伸，該結合部121不會占用該轉子1於該軸向X上的空間，確實具有縮減該實施例之風扇的轉子1之軸向高度功效。另一方面，該轉子1無須減少該轉軸11伸入該軸管22中的長度，使得該轉軸11與該軸管22具有較佳的結合強度，確實具有提升該風扇的整體結構強度功效。

再者，該馬達殼12係由導磁材料製成，且該永久磁鐵組14之第一磁極面141結合於該徑向延伸部123之結合面123a，因此該馬達殼12即可提供封磁效果，相較前述習知風扇9之轉子92需透過緊配合或黏合等方式在輪轂922結合封磁片926，本發明實施例之風扇的轉子1無須額外設置封磁片，確實具有簡化該轉子1的結構複雜度及降低其製程困難度之功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (11)

1. 一種風扇，包含：一轉子，該轉子具有一轉軸及一馬達殼，該轉軸於一軸向上之兩端各為一第一端部及一第二端部，該轉軸在該軸向上具有一長度L；該馬達殼係由導磁材料製成，該馬達殼具有一結合部、一連接部及一徑向延伸部，該結合部結合於該轉軸的第一端部，該連接部設置於該結合部外周並沿該軸向延伸，該徑向延伸部設置於該連接部遠離該結合部之一側，且該結合部與該徑向延伸部在該軸向上具有一高度差H，該高度差H與該長度L的關係：0.5L≧H≧0.25L，該徑向延伸部具有在該軸向上朝向該第二端部之一結合面；一輪轂以塑膠射出成形包覆該連接部背向該轉軸之表面及該徑向延伸部背向該第二端部之表面，並且使該結合部背向該第二端部之表面形成裸露，該輪轂包含數個葉片；一永久磁鐵組之磁極面結合於該徑向延伸部之結合面；一定子，該定子包含一基座，該基座中央設有一軸管，該轉子之轉軸的第二端部設置於該軸管內部；及一扇框，該扇框位於該基座外周，該扇框在該軸向上具有相對的一入風口及一出風口。
2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中，該徑向延伸部由該連接部沿該轉軸之徑向朝外延伸。
3. 如申請專利範圍第2項所述之風扇，其中，該結合部由該第一端部沿該轉軸之徑向朝外延伸。
4. 如申請專利範圍第3項所述之風扇，其中，該結合部與該徑向延伸部平行。
5. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中，在該軸向上，該結合部與該轉軸之第二端部的距離大於該徑向延伸部與該第二端部的距離。
6. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中，該輪轂包覆該徑向延伸部之結合面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中，該徑向延伸部與該連接部之間環繞形成一第一空間，該輪轂的一部分係形成於該第一空間中。
8. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中，該轉軸與該馬達殼之結合部雷射焊接結合。
9. 如申請專利範圍第8項所述之風扇，其中，該轉軸之第一端部在該軸向上凸出該結合部。
10. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中，該基座設有一線圈組，該永久磁鐵組與該線圈組之間於該軸向上形成一氣隙。
11. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中，該結合部朝向與該連接部之間環繞形成一第二空間，該軸管的一部分係容置於該第二空間。