TWM482212U - 薄型化軸向氣隙式風扇 - Google Patents

Description

薄型化軸向氣隙式風扇

本創作係有關於一種風扇，特別是指一種薄型化風扇，其具有軸向氣隙式的結構設計。

感應電動機已普遍用於各種領域以提供動力…等。例如散熱用的風扇馬達已普遍裝設於桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦等電子產品，用以散發電子元件的熱能。

由於電子產品愈來愈朝向薄型化計設趨勢，風扇馬達的厚度也被要求愈來愈薄型化。例如為著使風扇馬達薄型化，先前技術有如中華民國公開號TW201103234之「馬達定子及其線圈組」係關於一種軟性電路板線圈(FPCoil)的馬達結構，針對習知馬達定子由相互堆疊之數個矽鋼片所構成，而不易降低整體軸向高度的問題。然而此種結構需要結合電路板的製程，其製程及結構非常複雜而導致價格昂貴等缺點。

因此兼顧風扇薄型化的發展趨勢、並使結構簡單化，是本技術領域所期待達成的。

本創作實施例在於提供一種薄型化軸向氣隙式風扇，其在於變更定子組的安排以減低整體的高度，以利於風扇的薄型化。

為達上面所描述的，本創作其中一實施例所提供的一種薄型 化軸向氣隙式風扇，包括一基座，包括一底板及一設於該底板周圍的側壁；一電路單元係設於該底板上；一定子組係包括至少一電性連接該電路單元的繞線部、多數個連接於該至少一繞線部的感應磁部、及至少一繞線組對應地繞設於該至少一繞線部上；及一轉子組。該轉子組包括一輪轂、多數個設於該輪轂周圍的扇葉、及一設於該輪轂底面周圍的永久磁鐵，該輪轂設有一軸承開孔；該永久磁鐵對應地置於該些感應磁部的上方，其中該至少一繞線組位於該永久磁鐵的外側；其中該輪殼與該底板之間設有一軸樞組件，該軸樞組件包括一軸承套及一插設於該軸承套內的軸心，以供該轉子組相對於該基座旋轉。

本創作的有益效果可以在於，本創作實施例將繞線組移至永久磁鐵的外側，減少了繞線組佔用的高度，甚至可以減少電路板佔用的高度，易於將風扇薄型化。

為使能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

10、10’‧‧‧基座

11‧‧‧底板

110‧‧‧套筒開孔

112、114‧‧‧開孔

12、12’‧‧‧側壁

20、20’、20”‧‧‧電路單元

21‧‧‧電路板

210‧‧‧繞線組容置孔

212‧‧‧通孔

22‧‧‧電子元件

30‧‧‧套筒座

31‧‧‧筒底部

310‧‧‧軸心焊接孔

32‧‧‧筒側部

40、40’‧‧‧軸心

50、50’、50”‧‧‧定子組

511、521、513、523、515‧‧‧連接臂

512、522、514、524、516‧‧‧感應磁部

53、53’、53”‧‧‧繞線部

58、58’、58”‧‧‧繞線組

60‧‧‧轉子組

61‧‧‧輪轂

612‧‧‧軸承開孔

62‧‧‧扇葉

63‧‧‧軸承套

631‧‧‧軸管

632‧‧‧墊片

633‧‧‧軸承

634‧‧‧封蓋

64‧‧‧永久磁鐵

60a‧‧‧第一轉子組

61a‧‧‧第一輪轂

62a‧‧‧第一扇葉

63a‧‧‧第一軸承套

64a‧‧‧第一永久磁鐵

60b‧‧‧第二轉子組

61b‧‧‧第二輪轂

62b‧‧‧第二扇葉

63b‧‧‧第二軸承套

64b‧‧‧第二永久磁鐵

70‧‧‧蓋板

圖1為本創作之薄型化軸向氣隙式風扇的立體分解圖。

圖2為圖1之薄型化軸向氣隙式風扇的立體組合圖。

圖3為依圖2的A-A剖線的立體剖視圖。

圖4為依圖2的A-A剖線另一局部剖視圖。

圖5為依圖2移除轉子組及蓋板的示意圖。

圖6為本創作第二實施例之風扇移除轉子組及蓋板的示意圖。

圖7為本創作第三實施例之風扇移除轉子組及蓋板的示意圖。

圖8為本創作具有雙風扇之薄型化軸向氣隙式風扇的立體圖。

圖9為本創作具有雙風扇之薄型化軸向氣隙式風扇的剖視圖。

[第一實施例]

請參考圖1及圖2，為本創作之薄型化軸向氣隙式風扇的立體分解圖及組合圖。本實施例之薄型化軸向氣隙式風扇，以散熱風扇馬達為例說明，然而並不限制於此。本創作的設計可應用於馬達、水泵、風扇…等，特別是可應用於需要降低厚度以達到薄型化的電子元件。以下簡稱為軸向氣隙式風扇。軸向氣隙式風扇包括一基座10、一電路單元20、一套筒座30、一軸心40、一定子組50、一轉子組60、及一蓋板70。

該基座10包括一底板11及一設於該底板11周圍的側壁12，該蓋板70蓋設於該基座10上方，且固定於該側壁12上。該底板11形成一套筒開孔110。本實施例的底板11可以是一金屬板、或塑膠材質的板體，側壁12依設計上的需求而設於該底板11的部份周邊。

電路單元20設於該底板11上，電路單元20包括一電路板21、及至少一設於該電路板21上的電子元件22。本實施例的電路板21的中間部份形成一通孔212以配合上述套筒座30且對應於該底板11的套筒開孔110。

套筒座30包括一筒底部31及一連接於該筒底部31周圍的筒側部32，該筒底部31固定於該基座10的套筒開孔110，該筒底部31的中間部位形成一軸心焊接孔310。本實施例的套筒座30較佳為一金屬座體，套筒座30可以是卡合於該基座10的套筒開孔110。或者，該套筒座30也可用塑膠射出的方式固定於該底板11的該套筒開孔110內。

軸心40的位置主要是豎立地固定於底板11上，軸心40的底端固定地設於該底板11上即可。本實施例乃是將軸心40先固定於套筒座30，該軸心40固定於該筒底部31的中央，軸心40的底端可以是以焊接的方式固定於該套筒座30的軸心焊接孔310，取代傳統以塑膠突出包覆的方式，藉此降低風扇的厚度。焊接的方 式較佳地是以雷射焊接的方式，取代傳統之點膠鉚接或包覆射出的方式。然而，本創作並不限制於上述的固定方式，例如，可以在該底板11的中間部位形成一軸心焊接孔，然後將該軸心40的底端焊接於該軸心焊接孔。

本創作的特點在於改變定子組50的結構，將繞線組向外移動以減少整體佔用的高度。以本實施例為例，所述定子組50具有一呈直線狀的繞線部53、一繞線組58繞設於該繞線部53，該繞線部53的兩端各連接一連接臂511、521，每一該連接臂511、521連接一感應磁部512、522，該對感應磁部512、522排列形成一圓環狀，但不限於此。其中繞線部53、連接臂511、521及感應磁部512、522可以整合稱為金屬支架，金屬支架可以是堆疊的矽鋼片或一體成型的感磁金屬粉末。繞線組58主要由一絕緣承載座及線圈(圖略)組合而成。

本實施例的該定子組50置於該電路單元20的該電路板21上，為著更降低風扇的高度，所述電路單元20的電路板21形成一繞線組容置孔210以收容部分的該繞線組58。此外，基座10的底板11還可以形成一對應於上述繞線組容置孔210的開孔112，該繞線組58局部置放於該開孔112內。

轉子組60包括一輪轂61、多數個設於該輪轂61周圍的扇葉62、一軸承套63、及一設於該輪轂61底面周圍的永久磁鐵64。該輪轂61設有一軸承開孔612，該軸承套63固定於該軸承開孔612。該軸心40插設於該軸承套63內。該永久磁鐵64呈圓環狀排列且對應地置於該些感應磁部512、522的上方，因而產生一位於永久磁鐵64與感應磁部512、522之間的軸向氣隙。其中該繞線組58位於該永久磁鐵64的外側。藉由通電於繞線組58產生激磁後，磁場分佈於弧形的感應磁部512、522，而與軸向之永久磁鐵64產生吸力或斥力，使扇葉62轉動。其中本實施例的感應磁部512、522還可以屏蔽永久磁鐵64的磁場，以免影響電子裝置 的其它元件，相較於傳統的風扇，本實施例不需要配置背鐵。

本創作組合後的立體圖，如圖2所示，請參閱圖3及圖4，分別為依圖2的A-A剖線的不同剖視圖。上述軸承套63包括一軸管631、一設於該軸管631內部頂面的墊片632、一軸承633、以及一封蓋634。軸心40的底端焊接於該套筒座30，套筒座30固定於底板11的套筒開孔110。軸心40的頂端抵接該軸承套63的墊片632，此種的結構安排可稱之為軸心倒置式。風扇的整體高度等於軸心40的高度、墊片632的厚度、以及軸管631的頂壁的總合。本實施例可將風扇薄型化。

補充說明，本實施例是以軸心倒置式的風扇馬達來說明本創作，然而本創作不限於軸心倒置式。軸心40也可以是正向設置，其中軸心40的頂端固定於輪轂61的中心，軸承套63相反地設置於底座11上，軸心40的底端插設於軸承套63內，如此可以使轉子組相對於基座旋轉。上述軸心與軸承套可稱為軸樞組件，換言之，本創作可以正向或反向設置一軸樞組件於上述輪轂61與底板11之間，以供轉子組相對於基座旋轉。

請參閱圖5，為依圖2移除轉子組60、蓋板70的示意圖。本實施例的定子組50可視為單相的二槽二極，電路單元20的電子元件22可以設置於感應磁部512、522之間的一個槽內，電子元件22可以包括控制感應磁部512、522磁性變化的控制元件，以及感應上述永久磁鐵64的感應元件，例如霍爾元件(hall element)。本實施例藉由將繞線組58移至永久磁鐵64的外側，相較於傳統的米字形矽鋼片加上繞線組，本實施例減少了繞線組佔用的高度，剩下感應磁部、永久磁鐵及二者之間的空隙的高度，因此本創作可以將風扇薄型化。

為著固定定子組50的上述金屬支架(包括本實施例的繞線部53、連接臂511、521及感應磁部512、522)及繞線組58於底板11上，當底板11為金屬材質時，可以藉由鉚接、嵌合、銲接、或鎖 附…等固定方式；當底板11為塑膠材質時，可以藉由熱熔、埋入射出…等固定方式。

然而，本創作的定子組並不受限於上述的實施例，例如可以是二組上述定子組相對地設置，以四槽四極的方式排列，或者也是三相的安排，以三槽對二極、或三槽對四極；或六槽對四極，或六槽對八極。簡言之，定子組可以包括至少一電性連接該電路單元的繞線部、多數個連接於該至少一繞線部的感應磁部、及至少一繞線組對應地繞設於該至少一繞線部上，該些感應磁部圍繞於該軸心的外圍。以下將再分別舉例說明本創作的不同實施例的定子組。

[第二實施例]

請參閱圖6，為本創作第二實施例之風扇移除轉子組及蓋板的示意圖。本實施例的轉子組及蓋板相同於上述實施例，因此予以省略。其中定子組50’由相對稱的二組矽鋼片及二個繞線組58所組成，形成四槽四極的排列方式。定子組50’具有二個相對地設置且呈直線狀的繞線部53’，每一繞線部53’各繞設有一個繞線組58’，每一繞線部53’的二端各連接一連接臂513、523，每一連接臂513、523連接一個感應磁部514、524，該些感應磁部514、524排列形成一圓環狀。

本實施例的電路單元20’包括一電路板21、及至少一設於該電路板21上的電子元件22；其中該定子組50’置於該電路單元20’的該電路板21上，該電路板21形成二個繞線組容置孔210以對應地收容上述二個該繞線組58’。

[第三實施例]

請參閱圖7，為本創作第三實施例之風扇移除轉子組及蓋板的示意圖。本實施例的轉子組及蓋板相同於上述實施例，因此予以省略。其中定子組50”由相對稱的三組矽鋼片及三個繞線組58所組成，形成三相且三槽對二極的排列方式。大致可區分為外圓環 及內圓環，本實施例的繞線組58”繞設於外圓環，內圓環作為感應磁部。

所述定子組50”具有三個呈圓環狀排列的繞線部53”，每一該繞線部53”各繞設有一繞線組58”，每二個相鄰的該繞線部53”之間朝內部延伸一連接臂515並且對應地連接一感應磁部516，該三個感應磁部516排列成一圓環狀，換言之，每一感應磁部516約呈120度的圓弧狀。

本實施例的電路單元20”設置於該定子組50”的外側，包括一電路板21、及至少一設於該電路板21上的控制元件電子元件22。相較於上述二個實施例，此實施例可減少電路板21佔用的高度，更進一步降低風扇的高度。電路板21形成對應於繞線組58”的多個開孔114。

上述繞線組58”是繞設於外圓環上，然而並不限於此，例如也可以繞設於上述三個連接臂515上。繞線組58”繞設的外圓環與作為感應磁部516的內圓環之間的接合方式可以是鉚接、嵌合、銲接、鎖附…等。繞線組58”局部置放於對應的開孔114內。

依本實施例可進一步延伸的變化實施方式，外環圈可以繞設三組繞線組，由外環圈可以向內連接六個連接臂，每一繞線組分別對應於二個連接臂，每一連接臂各連接一呈弧狀的感應磁部516，共六個感應磁部516而排列成內環圈。

[第四實施例]

請參閱圖8及圖9，為本創作具有雙風扇之薄型化軸向氣隙式風扇的立體圖及其剖視圖。此實施例的軸向氣隙式風扇的基座10’包括底板11及設於該底板11周圍的側壁12’，側壁12’的高度約為上面實施例的兩倍。底板11固定有一套筒座30，軸心40’固定於上述套筒座30並且分別延伸至底板11的二側。本實施例與上面實施例的差異在於具有二個轉子組分別設於底板11的上、下二側，如圖9所示，以加強其風量。為方便辨識，二個轉子組分別 稱為第一轉子組60a及第二轉子組60b。

第一轉子組60a及第二轉子組60b具有相同的結構而彼此相對地套設於同一軸心40’的兩端。此外，第一轉子組60a及第二轉子組60b共同藉由一個定子組50驅動，此實施例的定子組50設於底板11的上側，並且可應用上面任一實施例的定子組。軸心40’可視為上面實施例的軸心進一步延伸至底板11的另一側，第一轉子組60a設於上述定子組50的上方，第二轉子組60b設於底板11的下方而透過底板11被定子組50驅動。底板11的材質只需要可供磁場通過即可。

如圖9所示，第一轉子組60a位於底板11的上側，其結構大體相同於上面的實施例，具有一第一輪轂61a、一位於第一輪轂61a外圍的第一扇葉62a、一固定於第一輪轂61a中心的第一軸承套63a、以及一固定於第一輪轂61a的第一永久磁鐵64a。

第二轉子組60b位於底板11的下側，其結構相同於第一轉子組60a，具有一第二輪轂61b、一位於第二輪轂61b外圍的第二扇葉62b、一固定於第二輪轂61b中心的第二軸承套63b、以及一固定於第二輪轂61b的第二永久磁鐵64a。軸心40’的另一端插設於第二軸承套63b內。

第一扇葉62a與第二扇葉62b產生的風量藉由側壁12’向外導出，可以導向同一方向，也可以導向不同方向以散發多個發熱元件的餘熱。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本創作的有益效果可以在於，本創作實施例所提供的結構設計，相較於傳統的米字形矽鋼片加上繞線組，本創作減少了繞線組佔用的高度，甚至可以減少電路板佔用的高度，易於將風扇薄型化。感應磁部可以屏蔽永久磁鐵的磁場，相較於傳統的風扇，本實施例不需要配置背鐵。

以上所述僅為本創作的較佳可行實施例，非因此侷限本創作 的專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的保護範圍內。

10‧‧‧基座

11‧‧‧底板

12‧‧‧側壁

110‧‧‧套筒開孔

112‧‧‧開孔

20‧‧‧電路單元

21‧‧‧電路板

22‧‧‧電子元件

210‧‧‧繞線組容置孔

212‧‧‧通孔

30‧‧‧套筒座

31‧‧‧筒底部

310‧‧‧軸心焊接孔

32‧‧‧筒側部

40‧‧‧軸心

50‧‧‧定子組

511、521‧‧‧連接臂

512、522‧‧‧感應磁部

53‧‧‧繞線部

58‧‧‧繞線組

60‧‧‧轉子組

61‧‧‧輪轂

612‧‧‧軸承開孔

62‧‧‧扇葉

63‧‧‧軸承套

64‧‧‧永久磁鐵

70‧‧‧蓋板

Claims (12)

1. 一種薄型化軸向氣隙式風扇，包括：一基座，包括一底板；一電路單元，設於該底板上；一定子組，包括至少一電性連接該電路單元的繞線部、多數個連接於該至少一繞線部的感應磁部、及至少一繞線組對應地繞設於該至少一繞線部上；及一轉子組，包括一輪轂、多數個設於該輪轂周圍的扇葉、及一設於該輪轂底面周圍的永久磁鐵；該永久磁鐵對應地置於該些感應磁部的上方，其中該至少一繞線組位於該永久磁鐵的外側；其中該輪殼與該底板之間設有一軸樞組件，該軸樞組件包括一軸承套及一插設於該軸承套的軸心，以供該轉子組相對於該基座旋轉。
2. 如請求項1之薄型化軸向氣隙式風扇，進一步包括一套筒座，該套筒座包括一筒底部及一連接於該筒底部周圍的筒側部，其中該基座的該底板形成一套筒開孔，該筒底部固定於該基座的該套筒開孔，該軸心的底端焊接固定於該筒底部的中央。
3. 如請求項1之薄型化軸向氣隙式風扇，其中該底板的中間部位形成一軸心焊接孔，該軸心的底端焊接於該軸心焊接孔。
4. 如請求項1之薄型化軸向氣隙式風扇，其中所述定子組的該繞線部呈直線狀，該繞線部的兩端各連接一連接臂，每一該連接臂連接一個該感應磁部，該對感應磁部排列形成一圓環狀。
5. 如請求項4之薄型化軸向氣隙式風扇，其中所述電路單元包括一電路板、及至少一設於該電路板上的電子元件；其中該定子組置於該電路單元的該電路板上，該電路板形成一繞線組容置孔以收容部分的該繞線組。
6. 如請求項5之薄型化軸向氣隙式風扇，其中該基座的該底板形成一對應於上述繞線組容置孔的開孔，該繞線組局部置放於該開孔內。
7. 如請求項1之薄型化軸向氣隙式風扇，其中所述定子組具有二個相對地設置且呈直線狀的該繞線部，每一該繞線部各繞設有一個該繞線組，每一該繞線部的二端各連接一連接臂，每一該連接臂連接一個該感應磁部，該些感應磁部排列形成一圓環狀。
8. 如請求項7之薄型化軸向氣隙式風扇，其中所述電路單元包括一電路板、及至少一設於該電路板上的電子元件；其中該定子組置於該電路單元的該電路板上，該電路板形成二個繞線組容置孔以對應地收容上述二個該繞線組。
9. 如請求項1之薄型化軸向氣隙式風扇，其中所述定子組具有多數個呈圓環狀排列的該繞線部，每一該繞線部各繞設有一個該繞線組，每二個相鄰的該繞線部之間朝內部延伸一連接臂並且對應地連接一個該感應磁部，該些感應磁部排列成一圓環狀。
10. 如請求項9之薄型化軸向氣隙式風扇，其中該些連接臂各繞設一個該繞線組。
11. 如請求項1之薄型化軸向氣隙式風扇，其中所述電路單元設置於該定子組的外側。
12. 如請求項1之薄型化軸向氣隙式風扇，進一步具有一第二轉子組設於該底板的另一側，其中該軸心的二端分別延伸至該底板的二側，該第二轉子組具有一第二輪轂、一位於該第二輪轂外圍的第二扇葉、一固定於該第二輪轂中心的第二軸承套、以及一固定於該第二輪轂的第二永久磁鐵，上述軸心的另一端插設於該第二軸承套內。