CN102338102B - 风扇结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风扇结构，包括一框体、一导磁元件、一绕线组以及一转子总成。框体具有一内表面，导磁元件包覆框体的内表面，绕线组围绕导磁元件设置，转子总成可旋转地设于框体内。转子总成包括多个扇叶以及一永久磁铁。该多个扇叶结合于一转轴，永久磁铁围绕并结合于该多个扇叶且相对于绕线组，通过永久磁铁与绕线组之间的电磁作用，使转子总成转动而驱动该多个扇叶以转轴为中心旋转以产生气流。

Description

风扇结构

技术领域

本发明涉及一种风扇结构，特别是涉及一种使定子的导磁结构成为框体的一部分而强化框体的风扇结构。

背景技术

现有的风扇结构的外框多为塑胶框。塑胶框因为结构刚性较低，遇到外来激震力，很容易激起结构共振。为了避免此现象，解决的方案有两种，一种方案是改变框体材料，改变材质，增加结构刚性，以抑制振动，一般是采用铝挤制框体，但是这样会提高制造的成本，另一种方案是将马达的形态改成三相马达，以改变顿转转矩(cogging torque)，但这种方式只是移开激震频率(四倍频改成12倍频)，激震频率并未完全消失，无法有效地消除振动。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种风扇结构，其是以定子中的导磁结构做为风扇框体的一部分，以强化框体而抑制振动，并搭配无槽式马达的绕线，而形成一种定子在外且转子在内的无槽式马达构造，以彻底消除顿转转矩，以达到风扇零振动的目的。

为达上述目的，本发明的风扇结构的一较佳实施例包括一框体、一导磁元件、一绕线组以及一转子总成。框体具有一内表面，导磁元件包覆框体的内表面，绕线组围绕导磁元件设置，转子总成可旋转地设于框体内。转子总成包括多个扇叶以及一永久磁铁。该多个扇叶结合于一转轴，永久磁铁围绕并结合于该多个扇叶且相对于绕线组，通过永久磁铁与绕线组之间的电磁作用，使转子总成转动而驱动该多个扇叶以转轴为中心旋转以产生气流。

在上述的较佳实施例中，绕线组的外周面尺寸对应于导磁元件的内周面尺寸。

在上述的较佳实施例中，绕线组形成环状且导磁元件的内周面为圆筒状，绕线组的外径配合导磁元件的内径。

在上述的较佳实施例中，绕线组的外周面抵接于导磁元件的内周面。

在上述的较佳实施例中，永久磁铁形成环状且相对于绕线组的内侧。

在上述的较佳实施例中，该多个扇叶的外边缘连接于一外周环，永久磁铁结合于外周环而可绕转轴旋转。

在上述的较佳实施例中，转子总成更包括一铁环，设于外周环与永久磁铁之间。

在上述的较佳实施例中，该多个扇叶连接于一轴套，轴套套接于一轴承，轴承结合于转轴。

在上述的较佳实施例中，外周环、该多个扇叶以及轴套一体成形。

在上述的较佳实施例中，导磁元件为硅钢片模块，与框体一体成形。框体以注塑成形的方式包覆于硅钢片模块，框体以塑胶材料制成。

本发明的风扇结构的另一较佳实施例是直接以导磁材料形成框体，其包括一框体、一绕线组以及一转子总成。框体以导磁材料制成，具有一内表面，绕线组围绕框体的内表面设置，转子总成可旋转地设于框体内，转子总成包括多个扇叶以及一永久磁铁。该多个扇叶结合于一转轴，永久磁铁围绕并结合于该多个扇叶且相对于绕线组，通过永久磁铁与绕线组之间的电磁作用，使转子总成转动而驱动该多个扇叶以转轴为中心旋转以产生气流。

在上述的较佳实施例中，绕线组的外周面尺寸对应于内表面的尺寸。

在上述的较佳实施例中，绕线组形成环状，绕线组的外径配合框体的内径。

在上述的较佳实施例中，绕线组的外周面抵接于框体的内表面。

在上述的较佳实施例中，永久磁铁形成环状且相对于绕线组的内侧。

在上述的较佳实施例中，该多个扇叶的外边缘连接于一外周环，永久磁铁结合于外周环而可绕转轴旋转。

在上述的较佳实施例中，该永久磁铁以紧配合的方式结合于该外周环。

在上述的较佳实施例中，转子总成更包括一铁环，设于外周环与永久磁铁之间。

在上述的较佳实施例中，该多个扇叶连接于一轴套，轴套套接于一轴承，轴承结合于转轴。

在上述的较佳实施例中，外周环、该多个扇叶以及轴套一体成形。

在上述的较佳实施例中，绕线组以三相无槽式马达的绕线方式形成。

本发明的效果：本发明的框体可以用硅钢片组结合塑胶框体，得到以硅钢片组为骨架，塑胶框体为外观的框架，可同时兼具金属框的刚性与塑胶框的韧性，除了强度足以抑制振动之外，塑胶框体还可以保持美观与设计感。

另外，在框体直接以导磁性材料制成的情况下，由于导磁性材料多为金属，因此其强度也足以抑制振动。

另外，本发明由于使框体成为定子的一部分，因此形成定子在外且转子总成在内的构造，与现有的风扇中，定子置于转子总成内部的构造相比，转子总成内部空间仅设置转轴与轴承，转子总成中心的面积可以减少，扇叶的宽度变大，如此可加大出风口的面积，增加出风量。

由于硅钢片组或导磁材料形成的框体并无槽齿的构造，因此绕线组可采用三相无槽式马达的绕线型态，使绕线组的外径配合硅钢片组的内径，形成无槽式马达的构造，完全不会产生顿转转矩。硅钢片组的功能除了做为框体的一部分之外，还可以导磁，使马达呈现一封闭的磁路，这与现有的有槽齿的定子构造是具有不同的效果。

为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。

附图说明

图1表示本发明的风扇结构的一实施例的立体分解图；

图2为图1的风扇结构组合后的平面图；

图3为图2的剖视图；

图4为本发明的风扇结构的另一实施例的平面图；

图5为图4的剖视图；

图6表示图3的风扇结构中，硅钢片的磁场强度的彩色图。

主要元件符号说明

10～框体

12～内表面

20～硅钢片组(导磁元件)

22～内表面

30～绕线组

40～永久磁铁

50～铁环

60～风扇

62～外周环

64～扇叶

66～轴套

70～轴承

80～转轴

100～风扇结构

210～框体

212～内表面

230～绕线组

240～永久磁铁

250～铁环

260～风扇

262～外周环

264～扇叶

266～轴套

270～轴承

280～转轴

200～风扇结构

具体实施方式

图1表示本发明的风扇结构的一实施例的立体分解图。图2为图1的风扇结构组合后的平面图。图3为图2的剖视图。如第1、2、3图所示，本发明的风扇结构100包括一框体10、一硅钢片组(导磁元件)20、一绕线组30、一永久磁铁40、一铁环50以及一风扇60。其中框体10、硅钢片组20以及绕线组30构成了风扇结构的定子，而永久磁铁40、铁环50以及风扇60构成了转子总成。以下先对定子的结构进行说明。

硅钢片组20以多个硅钢片排列而冲压成形后，置于一注塑成形机的模具中，然后注塑成形材料以形成框体10，同时也使框体10与硅钢片组20一体成形，上述成形材料在本实施例中为塑胶。如此，硅钢片组20与框体10结合，增加了框体10的强度，通过框体10的成形材料也可以使硅钢片组20定型。框体10与硅钢片组20一体成形之后，框体10的内表面12(如图3所示)由硅钢片组20覆盖。

绕线组30以三相无槽式马达的绕线方式形成，其形成环状并围绕硅钢片组20的内表面22，绕线组30的外表面的尺寸可配合硅钢片组20的内表面22的尺寸，由于硅钢片组20的内表面22为圆筒形，因此该绕线组30的外表面的外径大体上相等于硅钢片组20的内表面22的内径。

以下说明转子总成的结构，其包括永久磁铁40、铁环50以及风扇60。

风扇60包括一外周环62以及多个扇叶64，扇叶64的外边缘连接于外周环62，扇叶64的内边缘连接于一轴套66，请参照图3，轴套66套接于一轴承70，轴承70结合于转轴80，通过上述构造，风扇60可绕转轴80旋转。轴套66、扇叶64以及外周环62可以一体成形。

永久磁铁40形成环状，并以紧配合的方式结合于风扇60的外周环62，永久磁铁40的外周面相对于绕线组30。

通过上述的构造，当供电于绕线组30时，通过永久磁铁40与绕线组30之间的电磁作用，使转子总成(包括风扇60与永久磁铁40)转动而驱动扇叶64以该转轴80为中心旋转而产生气流。

另外，铁环50可设于永久磁铁40与风扇60的外周面62之间，以增加导磁性，也可以不设置。

图4表示本发明的另一实施例的平面图。图5为图4的剖视图。在本实施例中，风扇结构200包括一框体210、一绕线组230、一永久磁铁240、一铁环250以及一风扇260。其中框体210以及绕线组230构成了风扇结构的定子，而永久磁铁240、铁环250以及风扇260构成了转子总成。以下先对定子的结构进行说明。

框体210直接以导磁性材料制成，该多个材料的刚性大，可以确保框体210具有足够的强度。

绕线组230以三相无槽式马达的绕线方式形成，其形成环状并围绕框体210的内表面212，绕线组230的外表面的尺寸可配合框体210的内表面212的尺寸，由于框体210的内表面212为圆筒形，因此绕线组230的外表面的外径大体上相等于框体210的内表面212的内径。

以下说明转子总成的结构，其包括永久磁铁240、铁环250以及风扇260。

风扇260包括一外周环262以及多个扇叶264，扇叶264的外边缘连接于外周环262，扇叶264的内边缘连接于一轴套266，轴套266套接于一轴承270，轴承270结合于转轴280，通过上述构造，风扇260可绕转轴280旋转。轴套266、扇叶264以及外周环262可以一体成形。

永久磁铁240形成环状，并以紧配合的方式结合于风扇260的外周环262，永久磁铁240的外周面相对于绕线组230。

通过上述的构造，当供电于绕线组230时，通过永久磁铁240与绕线组230之间的电磁作用，使转子总成(包括风扇260与永久磁铁240)转动而驱动扇叶264以该转轴280为中心旋转而产生气流。

另外，铁环250可设于永久磁铁240与风扇260的外周面262之间，以增加导磁性，也可以不设置。

本发明的框体可以用硅钢片组结合塑胶框体，得到以硅钢片组为骨架，塑胶框体为外观的框架，可同时兼具金属框的刚性与塑胶框的韧性，除了强度足以抑制振动之外，塑胶框体还可以保持美观与设计感。

另外，在框体直接以导磁性材料制成的情况下，由于导磁性材料多为金属，因此其强度也足以抑制振动。

另外，本发明由于使框体成为定子的一部分，因此形成定子在外且转子总成在内的构造，与现有的风扇中，定子置于转子总成内部的构造相比，转子总成内部空间仅设置转轴与轴承，转子总成中心的面积可以减少，扇叶的宽度变大，如此可加大出风口的面积，增加出风量。

由于硅钢片组或导磁材料形成的框体并无槽齿的构造，因此绕线组可采用三相无槽式马达的绕线型态，使绕线组的外径配合硅钢片组的内径，形成无槽式马达的构造，完全不会产生顿转转矩。硅钢片组的功能除了做为框体的一部分之外，还可以导磁，使马达呈现一封闭的磁路，如图6所示，这与现有的有槽齿的定子构造是具有不同的效果。

虽然已结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (16)

1.一种风扇结构，包括：

框体，具有一内表面；

导磁元件，包覆该框体的该内表面；

绕线组，围绕该导磁元件设置，该绕线组的外周面尺寸对应于该导磁元件的内周面尺寸，其中该绕线组形成环状且该导磁元件的内周面为圆筒状，该绕线组的外径配合该导磁元件的内径；

转子总成，可旋转地设于该框体内，该转子总成包括：

多个扇叶，结合于一转轴；以及

永久磁铁，围绕并结合于该多个扇叶且相对于该绕线组，通过该永久磁铁与该绕线组之间的电磁作用，使该转子总成转动而驱动该多个扇叶以该转轴为中心旋转以产生气流。

2.如权利要求1的风扇结构，其中该绕线组的外周面抵接于该导磁元件的内周面。

3.如权利要求1的风扇结构，其中该永久磁铁形成环状且相对于该绕线组的内侧，其中该多个扇叶的外边缘连接于一外周环，该永久磁铁结合于该外周环而可绕该转轴旋转。

4.如权利要求3的风扇结构，其中该转子总成还包括一铁环，设于该外周环与该永久磁铁之间。

5.如权利要求3的风扇结构，其中该多个扇叶连接于一轴套，该轴套套接于一轴承，该轴承结合于该转轴。

6.如权利要求1的风扇结构，其中该导磁元件为硅钢片模块，与该框体一体成形。

7.如权利要求6的风扇结构，其中该框体以注塑成形的方式包覆于该硅钢片模块，其中该框体以塑胶材料制成。

8.如权利要求1的风扇结构，其中该绕线组以三相无槽式马达的绕线方式形成。

9.一种风扇结构，包括：

框体，以导磁材料制成，具有一内表面；

绕线组，围绕该框体的该内表面设置，该绕线组的外周面尺寸对应于该内表面的尺寸，其中该绕线组形成环状，该绕线组的外径配合该框体的内径；

转子总成，可旋转地设于该框体内，该转子总成包括：

多个扇叶，结合于一转轴；以及

永久磁铁，围绕并结合于该多个扇叶且相对于该绕线组，通过该永久磁铁与该绕线组之间的电磁作用，使该转子总成转动而驱动该多个扇叶以该转轴为中心旋转以产生气流。

10.如权利要求9的风扇结构，其中该绕线组的外周面抵接于该框体的内表面。

11.如权利要求9的风扇结构，其中该永久磁铁形成环状且相对于该绕线组的内侧。

12.如权利要求11的风扇结构，其中该多个扇叶的外边缘连接于一外周环，该永久磁铁结合于该外周环而可绕该转轴旋转。

13.如权利要求12的风扇结构，其中该永久磁铁以紧配合的方式结合于该外周环。

14.如权利要求13的风扇结构，其中该转子总成还包括一铁环，设于该外周环与该永久磁铁之间。

15.如权利要求13的风扇结构，其中该多个扇叶连接于一轴套，该轴套套接于一轴承，该轴承结合于该转轴。

16.如权利要求9的风扇结构，其中该绕线组以三相无槽式马达的绕线方式形成。

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