风扇及其叶轮的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  1

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风扇及其叶轮的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种风扇的叶轮和风扇,叶轮包括一轮毂、多个扇叶、一导磁壳以及一永久磁铁。轮毂具有一顶部及一侧壁,于顶部邻近侧壁的内侧具有多个第一平衡空间。所述多个扇叶环设于该轮毂周围。导磁壳对应设置于该轮毂内侧。永久磁铁环设于导磁壳的内侧,至少部分第一平衡空间夹设于顶部与永久磁铁之间。
【专利说明】风扇及其叶轮

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风扇,具体涉及一种风扇的叶轮。

【背景技术】
[0002]随着系统散热特性需求与日俱增,各种尺寸的风扇使用日渐频繁。风扇的作用在于其运转时可带动气流流动,借此产生热对流以达到对发热体散热的目的。而一般的风扇结构,是于风扇的轮毂向外形成多个扇叶,以在旋转时导引气流流动,然,风扇重心若有偏移,则于转动时将产生晃动或振动的现象。
[0003]上述晃动或振动现象不仅会使风扇产生噪音,更可能导致风扇的轴心加速疲劳而缩短风扇的使用寿命,或造成散热效能不彰,进而降低使用该风扇的产品的整体质量。目前的解决方式是于风扇的叶轮部分,设置多个平衡空间,如图1所示,图1为公知叶轮的平衡空间设置方式的示意图。公知叶轮I具有多个凹槽11,其设置于叶轮I的顶部12,并于凹槽11中填入具有重量的对象作为平衡件13,例如配重块,以增加质量的方式使叶轮I于风扇运转时可达平衡的状态。然而,由于这种设计乃为开放的结构,在风扇运动过程中,所添加的平衡件13常会因惯性力作用而脱离,丧失校正风扇平衡的作用,更使风扇运转的震动量过大造成质量不良。因此,公知技术应用于实际生产时,需针对平衡件13另行再铸造模具,且模具必须相当精确,务必使平衡件13置入于凹槽11时能确实保持紧配的状态,否则在风扇运动时可能造成平衡件13脱落。另外,所述多个外露的凹槽11亦会影响风扇的特性以及累积脏污。


【发明内容】

[0004]有鉴于上述课题,本发明的目的在于提供一种风扇及其叶轮,可保持风扇平衡运转,且同时可避免其累积脏污的情形,以提升风扇效率及整体风扇特性,另外,更可降低平衡件与平衡空间的相互配合的精细程度,以简化制备程序。
[0005]为达上述目的,依据本发明的一种风扇的叶轮,包括一轮毂、多个扇叶、一导磁壳以及一永久磁铁。轮毂具有一顶部及一侧壁,于顶部邻近侧壁的内侧具有多个第一平衡空间。所述多个扇叶自侧壁向外延伸。导磁壳对应设置于顶部及侧壁的内侧。永久磁铁环设于导磁壳的内侧,至少部分第一平衡空间夹设于顶部与永久磁铁之间。
[0006]在本发明一较佳实施例中,轮毂更具有多个第一分隔件,间隔设置于顶部的内侧且邻近于侧壁,所述多个第一分隔件形成所述多个第一平衡空间。
[0007]在本发明一较佳实施例中,所述多个第一分隔件自顶部延伸并顶抵导磁壳、或者所述多个第一分隔件自顶部延伸并嵌合于导磁壳。
[0008]在本发明一较佳实施例中,顶部具有多个凹部彼此间隔设置,导磁壳对应所述多个凹部设置多个开口,所述多个凹部与所述多个开口共同形成所述多个第一平衡空间。
[0009]在本发明一较佳实施例中,轮毂与导磁壳为一体的整合结构。
[0010]在本发明一较佳实施例中,侧壁远离顶部的端缘更具有多个第二平衡空间。
[0011]在本发明一较佳实施例中,其中叶轮更包括一平衡物质,容置于所述多个第一平衡空间及/或所述多个第二平衡空间。
[0012]为达上述目的,本发明另提供一种风扇,包括一叶轮、一马达以及一扇框。叶轮包括一轮毂、多个扇叶、一导磁壳以及一永久磁铁。轮毂具有一顶部及一侧壁,于顶部邻近侧壁的内侧具有多个第一平衡空间。所述多个扇叶自侧壁向外延伸。导磁壳对应设置于顶部及侧壁的内侧。永久磁铁环设于导磁壳的内侧,至少部分第一平衡空间夹设于顶部与永久磁铁之间。马达连接并驱动叶轮转动。叶轮与马达均容置于扇框。
[0013]综上所述,本发明的风扇及其叶轮,轮毂具有多个第一平衡空间,设置于顶部邻近侧壁的内侧,故第一平衡空间隐藏于轮毂顶部的内侧,相较于公知外露的平衡空间,更可避免其累积脏污的情形,且轮毂外型的完整性,可使风扇运转时所导引的气体流场更为平顺。又,永久磁铁环设于导磁壳的内侧,且遮蔽部分的第一平衡空间,使平衡物质容置于第一平衡空间时,平衡物质夹设于轮毂与永久磁铁之间,在风扇运转时,平衡物质不会有脱落的情形,以维持风扇运转的稳定性。且此种设计无需另外将平衡物质固定于轮毂与永久磁铁之间,通过风扇运转时所产生的离心力,以及永久磁铁的设置,即可达到固定的功效。
[0014]另外,于轮毂壁厚较薄的构型,可通过设置第一分隔件以形成第一平衡空间,轮毂及导磁壳无需另外开孔,可维持轮毂及导磁壳的完整性。而对于轮毂壁厚较厚的构型,更可通过调整第一平衡空间的口径大小以及相对于中心,以形成较大体积第一平衡空间,而不会受到永久磁铁的设置位置的影响。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1为公知叶轮的平衡空间设置方式的示意图。
[0016]图2为依据本发明第一实施例的叶轮的分解示意图。
[0017]图3为图2所示的轮毂与永久磁铁的组合示意图。
[0018]图4为图2所示的叶轮组合后的剖面示意图。
[0019]图5为图2所示的叶轮的组合示意图。
[0020]图6为依据本发明第二实施例的叶轮的分解示意图。
[0021]图7为图6所示的轮毂与永久磁铁的组合示意图。
[0022]图8为图6所示的叶轮组合后的剖面示意图。
[0023]图9为图6所示的叶轮的组合示意图。
[0024]图10为依据本发明第一实施例的风扇的分解示意图。
[0025]其中,附图标记说明如下:
[0026]1、2、2a:叶轮
[0027]11:凹槽
[0028]12、211、211a:顶部
[0029]13:平衡件
[0030]21、21a:轮毂
[0031]212、212a:侧壁
[0032]213、213a:第一平衡空间
[0033]214:第一分隔件
[0034]215、215a:第二平衡空间
[0035]216、216a:第二分隔件
[0036]217a:凹部
[0037]22、22a:扇叶
[0038]23、23a:导磁壳
[0039]231:注料孔
[0040]232a:开口
[0041]24、24a:永久磁铁
[0042]25、25a:平衡物质
[0043]26、26a:轴心
[0044]3:马达
[0045]4:扇框
[0046]F:风扇

【具体实施方式】
[0047]以下将参照相关附图,说明依本发明较佳实施例的一种风扇及其扇框,其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
[0048]图2为依据本发明第一实施例的叶轮的分解示意图,图3为图2所示的轮毂与永久磁铁的组合示意图,请同时参考图2及图3所示。本发明第一实施例的叶轮2,包括一轮毂21、多个扇叶22、一导磁壳23以及一永久磁铁24。其中,轮毂21具有一顶部211及一侧壁212,扇叶22自侧壁212向外延伸。轮毂21于顶部211邻近侧壁212的内侧具有多个第一平衡空间213,于本发明第一实施例中,轮毂21更具有多个第一分隔件214,间隔设置于轮毂21的顶部211的内侧,且邻近于侧壁212,而第一分隔件214可例如但不限于肋条、凹杯结构,通过其间隔设置以形成第一平衡空间213。详细而言,导磁壳23对应设置于顶部211与侧壁212的内侧,当导磁壳23设置于轮毂21的内侧时,第一分隔件214自顶部211延伸并顶抵导磁壳23,进而言之,第一分隔件214自顶部211延伸并嵌合于导磁壳23。
[0049]较佳地,轮毂21与导磁壳23为一体的整合结构,于第一实施例中,轮毂21与导磁壳23是以双料一体成型的方式制成,可例如但不限于以射包方式形成,即以塑料材料(轮毂21)包覆导磁壳23而形成一体的整合结构。图4为图2所示的叶轮组合后的剖面示意图,请同时参考图2及图4所示。导磁壳23更具有多个注料孔231,使塑料材料可通过注料孔231,并于导磁壳23的两侧形成轮毂21的结构,其中一侧为顶部211,另一侧为自顶部211延伸的第一分隔件214,且第一分隔件214的构型是通过模具的设计而形成,并与导磁壳23相互嵌合。
[0050]于第一实施例中,通过第一分隔件214的间隔设置形成第一平衡空间213的设计,故可应用于壁厚较薄的轮毂21,且导磁壳23仅需设置开口较小的注料孔231,使塑料材料可以通过即可,故可维持导磁壳23结构的完整性。于其他实施例中,轮毂与导磁壳亦可为非一体的结构,通过导磁壳分成顶部及侧壁二部分,分别对应于轮毂的顶部及侧壁的内侧,形成第一分隔件自轮毂的顶部延伸并顶抵导磁壳的结构,以共同形成第一平衡空间。另外,轮毂21亦无需另外开孔,且顶部211呈现完整无开口的结构,相较于公知叶轮的轮毂,更可避免其累积脏污的情形,而风扇运转时所导引的气体流场亦可更为平顺。
[0051]图5为图2所示的叶轮的组合示意图,请同时参考图4及图5所示。永久磁铁24环设于导磁壳23的内侧,且至少部分第一平衡空间213夹设于顶部211与永久磁铁24之间,换言之,永久磁铁24遮蔽部分的第一平衡空间213。而当叶轮2应用于风扇时,为求风扇运转的顺畅及平衡,叶轮2还更包括有平衡物质25,容置于第一平衡空间213。一般而言,风扇运转不平衡而造成震动的情形,其发生于不同区域的轮毂21或扇叶22的重量相异时,故于重量较轻的区域,可于邻近第一平衡空间213内填入平衡物质25,以维持风扇运转的平衡。或者,亦可将定量的平衡物质容置于各个第一平衡空间,再于重量较重的区域,减少该区域的平衡物质的重量。其中,平衡物质25可例如但不限于平衡土或平衡件,较佳使用平衡土。需特别注明的是,为求附图简洁,仅绘制一组平衡物质25容置于第一平衡空间213的态样,而本发明不以此为限。由于永久磁铁24环设于导磁壳23的内侧,使平衡物质25容置于第一平衡空间213时,平衡物质25夹设于轮毂21与永久磁铁24之间,在风扇运转时,平衡物质25不会有脱落的情形,以维持风扇运转的稳定性。
[0052]除此之外,轮毂21更具有多个第二平衡空间215,设置于侧壁212远离顶部211的端缘。同样地,轮毂21更具有多个第二分隔件216,间隔设置于侧壁212远离顶部211的端缘以形成第二平衡空间215,而第二分隔件216亦可例如但不限于肋条或凹杯结构。当然,平衡物质25亦可容置于第二平衡空间215,以达成双平面的平衡效果。同样为求附图简洁,仅绘制一组平衡物质25容置于第二平衡空间215的态样,本发明不以此为限。
[0053]图6为依据本发明第二实施例的叶轮的分解示意图,图7为图6所示的轮毂与永久磁铁的组合示意图,请同时参考图6及图7所示。本发明第二实施例的叶轮2a,同样具有轮毂21a、自轮毂21a的侧壁212a向外延伸的扇叶22a、容置于轮毂21a内侧的导磁壳23a以及环设于导磁壳23a内侧的永久磁铁24a。轮毂21a于顶部211a邻近侧壁212a的内侧亦具有多个第一平衡空间213a。图8为图6所示的叶轮组合后的剖面示意图,请同时参考图6至图8所示。于本发明第二实施例中,顶部211a具有多个凹部217a彼此间隔设置,且凹部217a邻近于侧壁212a,而导磁壳23a对应凹部217a设置多个开口 232a,凹部217a与开口 232a共同形成第一平衡空间213a。
[0054]同样地,亦不限制轮毂21a与导磁壳23a的连接关系,可以为双料一体成型的方式制成,或是以组装的方式组合轮毂21a与导磁壳23a,仅需使凹部217a与开口 232a对应设置以共同形成第一平衡空间213a。于第二实施例中,通过间隔设置的凹部217a与开口 232a共同形成第一平衡空间213a的设计,故可应用于壁厚较厚的轮毂21a,使顶部211a可形成凹陷的凹部217a。同样地,轮毂21a的顶部211a的外侧亦呈现完整无开口的结构,相较于公知叶轮的轮毂,亦可避免其累积脏污的情形,而风扇运转时所导引的气体流场亦可更为平顺。
[0055]图9为图6所示的叶轮的组合示意图,请同时参考图8及图9所示。与第一实施例相同,永久磁铁24a环设于导磁壳23a的内侧,且至少部分第一平衡空间213a夹设于顶部211a与永久磁铁24a之间。而为求风扇运转的平衡,叶轮2a亦包括有平衡物质25a,容置于第一平衡空间213a内。于第二实施例中,第一平衡空间213a的口径大小以及相对于中心,即相对于叶轮2a的轴心26a的距离,可依照轮毂21a的设计而进行调整。详细而言,若需容置较多或较大体积平衡物质25a,而轮毂21a与导磁壳23a的壁厚不够厚,使得凹部217a与开口 232a所形成第一平衡空间213a无法容置平衡物质25a时,便可增大凹部217a与开口 232a的口径,使凹部217a与开口 232a往轴心26a的方向延伸,即更为靠近轴心26a,进而增加第一平衡空间213a的容置体积,以容置较多或体积较大的平衡物质25a。另外,即便在永久磁铁24a相当地贴近导磁壳23a内侧的情形下,亦可通过调整第一平衡空间213a的口径大小及相对于轴心26a的距离,以增加第一平衡空间213a的容置体积。
[0056]于第二实施例中,由于永久磁铁24a同样环设于导磁壳23a的内侧,且遮蔽部分的第一平衡空间213a,使平衡物质25a容置于第一平衡空间213a时,永久磁铁24a可顶抵平衡物质25a,以防止平衡物质25a在风扇运转时,平衡物质25a不会有脱落的情形,以维持风扇运转的稳定性。
[0057]除此之外,轮毂21a同样具有多个第二平衡空间215a,亦设置于侧壁212a远离顶部211a的端缘。于第二实施例中,第二平衡空间215a亦通过多个第二分隔件216a,可例如但不限于肋条或凹杯结构,间隔设置于侧壁212a远离顶部211a的端缘以形成第二平衡空间215a。而于其他轮毂壁厚较厚的实施例中,第二平衡空间亦可为凹部结构,本发明不以此为限。同样的,平衡物质25a亦可容置于第二平衡空间215a,以达成双平面的平衡效果。
[0058]图10为依据本发明第一实施例的风扇的分解示意图,请参考图10所示。本发明另更提出一种风扇F,包括一叶轮2、一马达3及一扇框4。叶轮2与马达3均容置于扇框4,马达3连接叶轮2,并驱动叶轮2转动。其中,叶轮2的组件结构与特征与第一实施例的叶轮2及第二实施例的叶轮2a相同,于此,仅以第一实施例的标号为例,另请同时参考图2至
5。叶轮2同样包括一轮毂21、多个扇叶22、一导磁壳23以及一永久磁铁24。轮毂21具有一顶部211及一侧壁212,于顶部211邻近侧壁212的内侧具有多个第一平衡空间213。所述多个扇叶22自侧壁212向外延伸。导磁壳23对应设置于顶部211及侧壁212的内侧。永久磁铁24环设于导磁壳23的内侧,至少部分第一平衡空间213夹设于顶部211与永久磁铁24之间。另外,叶轮2更具有平衡物质25,可容置于第一平衡空间213,于风扇F运转时,用以平衡叶轮2转动的稳定性。又,叶轮2更具有轴心26,通过轴心26与马达3及扇框4相连接。而其余组件特征及操作方式已详述于前,可参考前述,于此不加赘述。
[0059]综上所述,本发明的风扇及其叶轮,轮毂具有多个第一平衡空间,设置于顶部邻近侧壁的内侧,故第一平衡空间隐藏于轮毂顶部的内侧,相较于公知外露的平衡空间,更可避免其累积脏污的情形,且轮毂外型的完整性,可使风扇运转时所导引的气体流场更为平顺。又,永久磁铁环设于导磁壳的内侧,且遮蔽部分的第一平衡空间,使平衡物质容置于第一平衡空间时,平衡物质夹设于轮毂与永久磁铁之间,在风扇运转时,平衡物质不会有脱落的情形,以维持风扇运转的稳定性。且此种设计无需另外将平衡物质固定于轮毂与永久磁铁之间,借由风扇运转时所产生的离心力,以及永久磁铁的设置,即可达到固定的功效。
[0060]另外,于轮毂壁厚较薄的构型,可通过设置第一分隔件以形成第一平衡空间,轮毂及导磁壳无需另外开孔,若为一体成型的设计,导磁壳亦仅需设置有注料孔,可维持轮毂及导磁壳的完整性。而于轮毂壁厚较厚的构型,更可通过调整第一平衡空间的口径大小以及相对于中心,以形成较大体积第一平衡空间,而不会受到永久磁铁的设置位置的影响。
[0061]以上所述仅为举例性,而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应包含于后附的权利要求中。
【权利要求】
1.一种叶轮,其特征在于,包括: 一轮毂,具有一顶部及一侧壁,于该顶部邻近该侧壁的内侧具有多个第一平衡空间; 多个扇叶,环设于该轮毂周围; 一导磁壳,对应设置于该轮毂内;以及 一永久磁铁,环设于该导磁壳的内侧,至少部分该第一平衡空间夹设于该顶部与该永久磁铁之间。
2.如权利要求1所述的叶轮,其中该轮毂还具有多个第一分隔件,所述多个第一分隔件间隔设置于该顶部的内侧且邻近于该侧壁,所述多个第一分隔件形成所述多个第一平衡空间。
3.如权利要求2所述的叶轮,其中所述多个第一分隔件自该顶部延伸并顶抵该导磁壳,或自该顶部延伸并嵌合于该导磁壳。
4.如权利要求2或3所述的叶轮,其中该轮毂还包括多个第二分隔件,所述多个第二分隔件间隔设置于该侧壁远离该顶部的端缘,以形成多个第二平衡空间。
5.如权利要求4所述的叶轮,其还包括一平衡物质,容置于所述多个第一平衡空间及/或所述多个第二平衡空间。
6.如权利要求4所述的叶轮,其中该第一分隔件和该第二分隔件分别为一肋条或凹杯结构。
7.如权利要求1所述的叶轮,其中该轮毂与该导磁壳是以双料一体成型的射包方式制成。
8.如权利要求1所述的叶轮,其中该顶部具有彼此间隔设置的多个凹部,该导磁壳对应所述多个凹部设置多个开口,所述多个凹部与所述多个开口共同形成所述多个第一平衡空间。
9.如权利要求1所述的叶轮,其中该轮毂与该导磁壳为一体的整合结构。
10.一种风扇,其特征在于,包括: 一叶轮,包括: 一轮毂,具有一顶部及一侧壁,于该顶部邻近该侧壁的内侧具有多个第一平衡空间; 多个扇叶,环设于该轮毂周围; 一导磁壳,设置于该轮毂内;及 一永久磁铁,环设于该导磁壳的内侧,至少部分该第一平衡空间夹设于该顶部与该永久磁铁之间; 一马达,连接并驱动该叶轮转动;以及一扇框,该叶轮与该马达容置于该扇框内。
11.如权利要求10所述的风扇,其中该轮毂还具有多个第一分隔件,间隔设置于该顶部的内侧且邻近于该侧壁,所述多个第一分隔件共同形成所述多个第一平衡空间。
12.如权利要求11所述的风扇,其中所述多个第一分隔件自该顶部延伸并顶抵该导磁壳、或自该顶部延伸并嵌合于该导磁壳。
13.如权利要求11或12所述的风扇,其中该轮毂还包括多个第二分隔件,间隔设置于该侧壁远离该顶部的端缘,以形成多个第二平衡空间。
14.如权利要求13所述的风扇,其中该叶轮还包括至少一平衡物质,容置于所述多个第一平衡空间及/或所述多个第二平衡空间。
15.如权利要求13所述的风扇,其中该第一分隔件和该第二分隔件分别为一肋条或凹杯结构。
16.如权利要求10所述的风扇,其中该顶部具有彼此间隔设置的多个凹部,该导磁壳对应所述多个凹部设置多个开口,所述多个凹部与所述多个开口共同形成所述多个第一平衡空间。
17.如权利要求10所述的风扇,其中该轮毂与该导磁壳为一体的整合结构。
【文档编号】F04D29/32GK104235064SQ201310225683
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2013年6月7日
【发明者】叶时行 申请人:台达电子工业股份有限公司

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