TWI753808B - 磁懸浮結構的散熱風扇 - Google Patents

Abstract

一種磁懸浮結構的散熱風扇，其包含有扇框、扇葉、馬達線圈、PCB板及鐵片。扇框設有底部及周壁部，底部的內中央向上突起形成中軸，中軸外周與周壁部之間留有組裝空間。馬達線圈組裝在所述的組裝空間中並固定在中軸的外周，馬達線圈與PCB板導通連接，獲取電源。該扇葉包括輪轂部分及從輪轂部分徑向朝外伸出的葉片，輪轂部分上設有軸芯及膠磁；扇葉按可轉動的組裝在扇框上並實現軸芯對位組裝到中軸預先提供的軸孔中，膠磁圍繞在馬達線圈的週邊。該鐵片通過射出成型方式固定在扇框的底部上，且滿足膠磁的正投影落在鐵片上，通過鐵片與膠磁之間產生的磁吸來減少扇葉轉動時所產生的軸向震動，使扇葉能平衡穩定地轉動，這樣不僅簡化了鐵片組裝，生產工藝簡單，降低製作成本；同時還保證PCB板等元件的完整性及可靠性，保證散熱風扇的使用性及使用壽命。

Description

磁懸浮結構的散熱風扇

本創作涉及散熱風扇技術領域，尤其是涉及磁吸式散熱風扇。

現有技術中，散熱風扇為了要達到減少扇葉轉動時所產生軸向震動的目的，以使扇葉能平衡穩定地轉動，通常會加設有磁性元件以將扇葉吸附下拉。現有市面上的磁浮風扇，它的結構是將一塊鐵片設置在PCB板上，再通過馬達的線架去卡住固定，這種的設計存在很多弊端： 1、將鐵片緊貼在PCB板上，這樣佔用了PCB很大的空間，迫使電子元件進行避讓改為雙面貼件，導致SMT成本上升。 2、鐵片需預留與線架的定位孔和風扇霍爾IC的感應孔，這使整個鐵片成為一個不完整的圓，它對扇葉磁性的吸附力就產生不一樣的力度。 3、組裝定位鐵片時生產工藝繁瑣，成本高，而且這種裸露在外部的鐵片容易氧化，可靠性差。

為克服上述磁吸風扇的問題和不足，本創作在結構上重新改良，設計出一種磁懸浮結構的散熱風扇。 為達到上述目的，本創作採用如下技術方案： 一種磁懸浮結構的散熱風扇，該風扇包含有： 扇框，該扇框是塑膠件，扇框設有底部及圍合于底部的周壁部，底部的內中央向上突起形成中軸，該中軸具有一軸孔； 馬達線圈，該馬達線圈固定在中軸的外周並與PCB板導通連接； 扇葉，該扇葉包括輪轂部分及從輪轂部分徑向朝外伸出的葉片，輪轂部分上設有軸芯及膠磁；扇葉可轉動的組裝在扇框上並將軸芯對位組裝到中軸的軸孔中，膠磁置於扇葉內圓固定並圍繞在馬達線圈的週邊； 鐵片，該鐵片通過射出成型方式固定在扇框的底部上，且滿足膠磁的正投影落在鐵片上。 所述膠磁、馬達線圈及鐵片相互作用後營造磁浮和磁吸的工作環境，扇葉在該工作環境中轉動運行。 上述方案進一步是，所述鐵片全包覆式埋藏在扇框的底部內。 上述方案進一步是，所述鐵片半包覆式固定在扇框的底部上並部分露出在底部的內側面或外側面。 上述方案進一步是，所述扇框的中軸底部上還設有磁鐵，該磁鐵與鐵片錯位，且磁鐵與扇葉的軸芯同軸佈置，磁鐵磁吸扇葉的軸芯。 上述方案進一步是，所述鐵片是圓環形，磁鐵恰好位於鐵片的內環區域，磁鐵的外徑大於軸芯的直徑。 上述方案進一步是，所述扇葉的軸芯通過液壓含油軸承組裝到中軸預先提供的軸孔中。 上述方案進一步是，所述軸孔的內底設有耐磨墊片，耐磨墊片供軸芯的插入端抵靠。 上述方案進一步是，所述膠磁是通過在橡膠中均勻加入磁粉，在治具壓入鐵殼後製成一個封閉的圓環橡膠，經過高壓充磁後，磁粉會在橡膠中成N/S的極性聚集，這樣就形成了一個固定的環形磁場；而馬達線圈通過改變不同的繞線阻抗方式，形成一個可變的變動磁場；這樣固定的環形磁場就罩蓋住這個變動磁場，形成了相吸相斥的磁浮作用。 本創作通過膠磁與鐵片的配合，實現磁吸功效，且鐵片是在扇框的底部成型時直接成型固定在底部上，這樣不僅簡化了鐵片組裝，生產工藝簡單，降低製作成本；同時還保證PCB板等元件的完整性及可靠性，保證散熱風扇的使用性及使用壽命。再者，鐵片藉由射出成型固定，磁吸的距離和強度可依據需要來任意設定，提升磁吸效果；同時可通過設定馬達線圈和膠磁的裝配尺寸，使扇葉運轉時對馬達線圈產生一個向上的磁浮力度，當這兩種磁浮和磁吸力度達到一個平衡的界點時，扇葉就可以置於一個懸空的磁場裡，這種磁場的結構會大大降低軸芯和軸承的磨擦，從而降低風扇的噪音，延長風扇的工作壽命。

為使貴審查委員能對本創作之特徵與其特點有更進一步之了解與認同，茲列舉以下之實施例並配合圖式說明如下： 請參閱圖一至圖三所示，是本創作的較佳實施例示意圖，本創作有關一種磁懸浮結構的散熱風扇，其包含有扇框1、扇葉3、馬達線圈2、PCB板8及鐵片4。該扇框1是塑膠件，通過一體成型獲得或分體成型在組裝獲得，扇框1設有底部11及圍合於底部11的周壁部12，底部11的內中央向上突起形成中軸13，中軸13具有軸孔131，中軸13外周與周壁部12之間留有組裝空間。馬達線圈2組裝在所述的組裝空間中並固定在中軸13的外周，馬達線圈2與PCB板8導通連接，獲取電源。本實施例中，馬達線圈2與PCB板8連接形成一個整體後再組裝到扇框1中。該扇葉3包括輪轂部分31及從輪轂部分31徑向朝外伸出的葉片32，輪轂部分31上設有軸芯33及膠磁34；扇葉3按可轉動的組裝在扇框1上並將軸芯33對位組裝到中軸13的軸孔131中，膠磁34圍繞在馬達線圈2的週邊，由此通過馬達線圈2產生交替變化的磁場來驅動扇葉3，具體扇葉3旋轉工作原理是現有技術，在此不再贅述。該鐵片4通過射出成型方式固定在扇框1的底部11上，且滿足膠磁34的正投影落在鐵片4上，通過鐵片4與膠磁34之間產生的磁吸來減少扇葉轉動時所產生的軸向震動，使扇葉能平衡穩定地轉動，獲得磁吸式散熱風扇。鐵片4是在扇框的底部成型時直接成型固定在底部上，這樣不僅簡化了鐵片組裝，生產工藝簡單，降低製作成本；同時還保證PCB板等元件的完整性及可靠性，保證散熱風扇的使用性及使用壽命。所述膠磁、馬達線圈及鐵片相互作用後營造磁浮和磁吸的工作環境，扇葉在該工作環境中轉動運行。所述膠磁34是通過在橡膠中均勻加入磁粉，在治具壓入鐵殼後製成一個封閉的圓環橡膠，經過高壓充磁後，磁粉會在橡膠中成N/S的極性聚集，這樣就形成了一個固定的環形磁場；而馬達線圈2通過改變不同的繞線阻抗方式，形成一個可變的變動磁場；這樣固定的環形磁場就罩蓋住這個變動磁場，形成了相吸相斥的磁浮作用，改善扇葉運行性能。 請參閱圖一至圖二所示，本實施例中，鐵片4採用半包覆式固定在扇框1的底部11上並部分露出在底部11的內側面，當然也可以露出底部11的外側面，圖中所示，為了增加固定性能，鐵片4上還設有折向底部11內的彎折部41，實現抓持功效，增加塑膠射出接觸面及深度。當然，也可以如圖3所示，將所述鐵片4以全包覆式埋藏在扇框1的底部11內。具體方式依據實際需要選擇，從可磁吸的距離和強度，來調整磁吸效果，並配合設定馬達線圈和膠磁的裝配尺寸，使扇葉運轉時對馬達線圈產生一個向上的磁浮力度，當這兩種磁浮和磁吸力度達到一個平衡的界點時，扇葉就可以置於一個懸空的磁場裡，這種磁場的結構會大大降低軸芯和軸承的磨擦，從而降低風扇的噪音，延長風扇的工作壽命。 請參閱圖一至圖三所示，本實施例中，所述扇框1的底部11上還設有磁鐵5，該磁鐵5與鐵片4錯位，且磁鐵5與扇葉3的軸芯33同軸佈置，磁鐵5磁吸扇葉3的軸芯33。磁鐵5增加對扇葉的磁吸作用，尤其針對高轉速風扇會產生磁浮較大的產品，可以確保扇葉平衡穩定地轉動。本實施例中，所述鐵片4是圓環形，磁鐵5恰好位於鐵片4的內環區域，磁鐵5的外徑大於軸芯33的直徑，軸芯33優選金屬材質製作，獲得更加的磁吸效果。 請參閱圖一至圖三所示，本實施例中，所述扇葉3的軸芯33通過液壓含油軸承6組裝到中軸13的軸孔131中，液壓含油軸承6的一端增加卡環91卡接軸芯33，液壓含油軸承6的另一端組設回油輪92，該結構保證軸芯33與液壓含油軸承6的組合，並能保證使用壽命。所述軸孔131的內底設有耐磨墊片7，耐磨墊片7供軸芯33的插入端抵靠，結構上採用的最新技術的液壓含油軸承，該款軸承是採用日本進口銅材治金工藝，銅材有90%以上的含量，讓它的材料更接近全銅材質的耐磨硬度，並搭配最新的奈米級石墨烯油脂，大大提升了潤滑油的耐高溫，抗氧化性能；有助於提升散熱風扇的工作壽命和靜音性能。 本創作通過膠磁與鐵片的配合，實現磁吸功效，且鐵片是在扇框的底部成型時直接成型固定在底部上，這樣不僅簡化了鐵片組裝，生產工藝簡單，降低製作成本；同時還保證PCB板等元件的完整性及可靠性，保證散熱風扇的使用性及使用壽命。再者，鐵片射出成型固定，磁吸的距離和強度可依據需要任意設定，來調整磁吸效果；同時可通過設定馬達線圈和膠磁的裝配尺寸，使扇葉運轉時對馬達線圈產生一個向上的磁浮力度，當這兩種磁浮和磁吸力度達到一個平衡的界點時，扇葉就可以置於一個懸空的磁場裡，這種磁場的結構會大大降低軸芯和軸承的磨擦，從而降低風扇的噪音，延長風扇的工作壽命。 綜上所述，本創作確實為前所未見，其具有上述優點，應符專利申請要件，爰依法提出申請。惟以上所述者，僅為本創作之一較佳實施例而已，當不能以之限定本創作實施之範圍，即大凡依本創作申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本創作涵蓋之範圍內。

1:扇框 11:底部 12:周壁部 13:中軸 131:軸孔 2:馬達線圈 3:扇葉 31:輪轂部分 32:葉片 33:軸芯 34:膠磁 4:鐵片 41:彎折部 5:磁鐵 6:含油軸承 7:耐磨墊片 8:PCB板 91:卡環 92:回油輪

圖一為本創作其一實施例結構示意圖； 圖二為圖一實施例的組合結構剖視示意圖； 圖三為本創作第二實施例的組合結構剖視示意圖。

1:扇框

11:底部

12:周壁部

13:中軸

131:軸孔

2:馬達線圈

3:扇葉

31:輪轂部分

32:葉片

34:膠磁

4:鐵片

5:磁鐵

6:含油軸承

7:耐磨墊片

8:PCB板

91:卡環

92:回油輪

Claims (8)

1. 一種磁懸浮結構的散熱風扇，包含有： 扇框，該扇框是塑膠件，扇框設有底部及圍合於底部的周壁部，底部的內中央向上突起形成中軸，該中軸距有一軸孔； 馬達線圈，該馬達線圈固定在中軸的外周並與PCB板導通連接； 扇葉，該扇葉包括輪轂部分及從輪轂部分徑向朝外伸出的葉片，輪轂部分上設有軸芯及膠磁；扇葉可轉動的組裝在扇框上並將軸芯對位組裝到中軸的軸孔中，膠磁圍繞在馬達線圈的週邊； 鐵片，該鐵片通過射出成型方式固定在扇框的底部上，且滿足膠磁的正投影落在鐵片上。 所述膠磁、馬達線圈及鐵片相互作用後營造磁浮和磁吸的工作環境，扇葉在該工作環境中轉動運行。
2. 如請求項1所述之磁懸浮結構的散熱風扇，所述鐵片全包覆式埋藏在扇框的底部內。
3. 如請求項1所述之磁懸浮結構的散熱風扇，所述鐵片半包覆式固定在扇框的底部上並部分露出在底部的內側面或外側面。
4. 如請求項1所述之磁懸浮結構的散熱風扇，所述扇框的底部上還設有磁鐵，該磁鐵與鐵片錯位，且磁鐵與扇葉的軸芯同軸佈置，磁鐵磁吸扇葉的軸芯。
5. 如請求項4所述之磁懸浮結構的散熱風扇，所述鐵片是圓環形，磁鐵恰好位於鐵片的內環區域，磁鐵的外徑大於軸芯的直徑。
6. 如請求項1或4所述之磁懸浮結構的散熱風扇，所述扇葉的軸芯通過液壓含油軸承組裝到中軸預先提供的軸孔中。
7. 如請求項6所述之磁懸浮結構的散熱風扇，所述軸孔的內底設有耐磨墊片，耐磨墊片供軸芯的插入端抵靠。
8. 如請求項1所述之磁懸浮結構的散熱風扇，該膠磁是通過在橡膠中均勻加入磁粉，在治具壓入鐵殼後製成一個封閉的圓環橡膠，經過高壓充磁後，磁粉會在橡膠中成N/S的極性聚集，這樣就形成了一個固定的環形磁場；而馬達線圈通過改變不同的繞線阻抗方式，形成一個可變的變動磁場；這樣固定的環形磁場就罩蓋住這個變動磁場，形成了相吸相斥的磁浮作用。

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