TWI463294B - 散熱風扇 - Google Patents

Description

散熱風扇

本發明涉及一種散熱風扇，特別涉及一種用於電子元件散熱的散熱風扇。

隨著電腦產業的迅速發展，CPU追求高速度化，多功能化及小型化所衍生的散熱問題越來越嚴重，若不將熱量及時有效地散發出去，則會極大地影響電子元件的工作性能，同時還會縮減電子元件的使用壽命。因此，業界通常在發熱電子元件上貼設散熱器，並採用一散熱風扇對散熱器吹風產生強制氣流以加速散熱，或直接採用散熱風扇對發熱電子元件進行風冷散熱。

習知散熱風扇一般包括一扇框及收容於扇框內的定子及轉子，定子固定於扇框內，轉子可相對定子旋轉。扇框中央設有一基座，基座中央一體形成一中柱。定子中央形成一軸孔。該中柱的外徑與該定子的內徑相當，該定子套設於中柱外圍，同時採用膠粘的方式使定子固定於中柱上。然而，在運輸過程中，散熱風扇可能因受到衝擊而使定子鬆動甚至脫離中柱，導致定子在轉子運轉時上移而造成運轉干涉，進而導致散熱風扇不能正常工作。

鑒於此，有必要提供一種定子固定牢固的散熱風扇。

一種散熱風扇，包括一基座、一定子及一轉子，基座上設有一中 柱，該定子固定於中柱上，該轉子可相對定子旋轉，該定子包括一定子鐵心及分別設於定子鐵心上下表面的上絕緣架和下絕緣架，該上絕緣架的內周緣朝內延伸形成至少一凸片，該中柱上形成至少一卡槽，該凸片扣合於該卡槽內。

與習知散熱風扇相比，上述散熱風扇中，其中柱上形成卡槽，定子的上絕緣架內周緣形成凸片與中柱上的卡槽形成配合，使該定子更牢固地安裝於該中柱上，防止散熱風扇受衝擊時定子上移，從而避免運轉干涉的現象發生，且操作人員還可直觀地檢驗定子與中柱是否安裝到位。

10、60‧‧‧扇框

12‧‧‧框體

14、64‧‧‧基座

15、65‧‧‧中柱

16‧‧‧肋條

17‧‧‧入風口

18‧‧‧出風口

20‧‧‧定子

22‧‧‧定子鐵心

24‧‧‧線圈

26‧‧‧電路板

28‧‧‧上絕緣架

29‧‧‧下絕緣架

30‧‧‧轉子

32‧‧‧輪轂

34‧‧‧轉軸

36‧‧‧磁組

38‧‧‧扇葉

80‧‧‧軸承

90‧‧‧扣環

150‧‧‧穿孔

151‧‧‧環緣

152‧‧‧嵌入部

153‧‧‧凸緣

154‧‧‧抵靠部

156‧‧‧套合部

157‧‧‧導引面

222‧‧‧圓環部

224‧‧‧極爪

226‧‧‧弧形壁

280‧‧‧通孔

281‧‧‧凸片

322‧‧‧頂壁

323‧‧‧軸座

324‧‧‧側壁

342‧‧‧自由端

343‧‧‧環形凹槽

155、655‧‧‧卡槽

282、292‧‧‧本體

284、294‧‧‧護臂

286、296‧‧‧護牆

圖1為本發明散熱風扇較佳實施例的剖面圖。

圖2為圖1所示定子與中柱立體分解圖，圖中省略了定子的線圈和電路板。

圖3為圖2中省略了線圈和電路板的定子的俯視圖。

圖4為圖2中定子與中柱的安裝過程的局部放大圖。

圖5為圖1中圈V的局部放大圖。

圖6為圖1中扇框第二實施例的立體圖。

下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步說明。

請一併參閱圖1，該散熱風扇100包括一扇框10及收容於扇框10內的一定子20及一轉子30。

該轉子30包括一輪轂32、一轉軸34、一磁組36及複數扇葉38。該 輪轂32包括一圓形的頂壁322及自該頂壁322的周緣垂直向下延伸的一筒狀側壁324。該頂壁322的下表面的中央向下延伸形成一軸座323。該轉軸34自該軸座323豎直向下延伸，並於遠離該軸座323的一端形成一自由端342，該自由端342的外圍形成一環形凹槽343。該磁組36呈環狀，其貼設於該輪轂32的側壁324的內表面。該複數扇葉38環設於該側壁324的外圍並呈放射狀向外延伸。

該定子20包括一定子鐵心22、一線圈24、一電路板26、一上絕緣架28及一下絕緣架29。該兩絕緣架28、29由絕緣材料比如塑膠材料製成，該兩絕緣架28、29分別設於定子鐵心22的上下兩端以將定子鐵心22包覆於其內。該線圈24纏繞於兩絕緣架28、29上。該電路板26設於該下絕緣架29的底端並與線圈24電性相連。該定子鐵心22、兩絕緣架28、29及電路板26的中央分別形成相互對應的同軸孔，從而組裝後於整個定子20的中央形成上下貫穿的一安裝孔。

請一併參閱圖2和圖3，該定子鐵心22由複數形狀相同的矽鋼片相互疊設而成。該定子鐵心22包括一圓環部222及均勻環設於圓環部222外圍的複數極爪224。本實施例中，該極爪224的數量為八個。該等極爪224自圓環部222的外圍呈放射狀向外延伸。每一極爪224大致呈T形，其末端形成一弧形壁226。所述弧形壁226相互間隔，且位於一位於該圓環部222外側且與圓環部222同心的假想的圓環上。

該兩絕緣架28、29的形狀分別與定子鐵心22大致相同。該上絕緣架28包括位於中央的一環形的本體282及自本體282外周緣底部向外呈放射狀延伸的複數護臂284。該本體282與定子鐵心22的圓環 部222上下對應，該本體282中央形成一通孔280，且該本體282的內徑大於圓環部222的內徑。該本體282的底部的內周緣向內延伸形成複數凸片281。本實施例中，所述凸片的數量為八個，且分別對應每一護臂284位置處朝與護臂284相反的方向水平凸伸形成。每一凸片281大致呈方矩狀，包括靠近本體282的一內端及遠離本體282的一外端。該複數凸片281均勻環設於該本體282底部的內周緣並朝本體282的中心延伸。所述凸片281的末端共同位於一位於該本體282的內側且與本體282同心的假想的圓周上，該圓周的直徑小於該定子鐵心22的內徑。所述護臂284的數量與定子鐵心22上極爪224的數量相等。每一護臂284大致呈T形。每一護臂284的兩側垂直向下延伸形成一護牆286。

該下絕緣架29的形狀大體和上絕緣架28相似，包括位於中部的一本體292及自本體292頂部外側向外延伸的複數護臂294，護臂294的兩側垂直向上延伸形成護牆296。下絕緣架29與上絕緣架28的區別在於：該下絕緣架29的本體292上未設置凸片。

該上絕緣架28設於該定子鐵心22的上方，該下絕緣架29設於該定子鐵心22的下方，該兩絕緣架28、29將定子鐵心22夾置於中間。其中，該兩絕緣架28、29的本體282、292與定子鐵心22的圓環部222上下對應。該上絕緣架28內所述凸片281的內端疊置於該圓環部222的上表面，該等凸片281的外端突出於該圓環部222的內緣。該兩絕緣架28、29的護臂284、294分別與極爪224上下對應，該絕緣架28、29的護牆286、296對應圍設於極爪224的外側，從而使該定子鐵心22的極爪224被完全包覆於兩絕緣架28、29內。線圈24纏繞在兩絕緣架28、29的護臂284、294和護牆286、296上 ，該線圈24經由所述絕緣架28、29與定子鐵心22相間隔從而與定子鐵心22電絕緣。

該扇框10包括一中空框體12、設於框體12底部中央的一圓盤狀的基座14及連接於基座14與框體12之間的數根肋條16。該框體12的頂部形成一入風口17，與該入風口17相對的底部形成一出風口18。該基座14設於該出風口18的中央。該基座14的中央設有一中柱15，該中柱15自該基座14的上表面向入風口17所在方向凸伸。該中柱15為一柱狀體，其中央沿軸向形成一穿孔150。該中柱15包括位於底端的一嵌入部152，位於頂端的一套合部156及位於嵌入部152及套合部156中間的一抵靠部154。該中柱15沿軸向方向的外徑於嵌入部152處最大，於抵靠部154處次之，於套合部156處最小。該嵌入部152可以通過埋入成型(Insert Molding)的方式埋設於基座14內與基座14連接固定。該嵌入部152的頂端和底端分別向外延伸形成一片狀環緣151，該兩環緣151沿軸向相互間隔，其外徑大於該嵌入部152的外徑。該兩環緣151分別與基座14的頂面和底面齊平，該兩環緣151有利於使中柱15更牢固地固定於基座14中而不易脫落。

該套合部156的外徑與定子鐵心22的圓環部222的內徑相當，從而可使該定子鐵心22套設於該套合部156外圍。該套合部156的頂端形成一圓環形的倒角，使該套合部156頂端形成一平滑的導引面157。該套合部156的頂部的外圍於倒角下方從外表面向內凹陷形成一環形卡槽155。該套合部156於該卡槽155處的外徑與上絕緣架28上所述凸片281的末端所在的圓周的直徑相當。該抵靠部154的外徑大於該定子鐵心22的圓環部222的內徑，從而可使該圓環 部222的底端抵靠於該抵靠部154的頂端以限制定子20下移。

該中柱15的內表面的中部向內凸伸形成一環形凸緣153。該中柱15的穿孔150內收容有一對軸承80，該對軸承80分別位於凸緣153的上下兩側。該上軸承80的底端與該凸緣153的上表面相抵靠定位，該下軸承80的頂端與該凸緣153的下表面之間設有一彈簧(未標示)，該下軸承80的頂端與該彈簧抵靠定位，該下軸承80的底端設有一扣環90。該框體12、基座14和肋條16通過注塑成型方式一體成型。該中柱15可由塑膠材料或金屬材料製成，本實施例中，該中柱15由銅製成。成型該扇框10時，可將預先製成的中柱15置入注塑模內與上述框體12、基座14和肋條10一體成型。

組裝該散熱風扇100時，該定子20套設於該中柱15的外圍，該中柱15的套合部156的頂端從下往上依次穿過定子20的電路板26、下絕緣架29、定子鐵心22及上絕緣架28而收容於定子20的安裝孔內。請參閱圖4，當套合部156穿過上絕緣架28時，該上絕緣架28的凸片281的末端首先抵觸中柱15的套合部156的頂端的導引面157，順沿導引面157逐漸向下滑動並不斷擠壓該導引面157，促使所述凸片281向上發生彎曲變形，在導引面157的引導下，該凸片281在定子20下移的過程中進一步向上彎曲，直至所述凸片281滑動至倒角下方的卡槽155，請參閱圖5，因卡槽155給凸片281留出延伸空間，凸片281不再受到導引面157的擠壓力，所述凸片281利用自身材料的彈力向中柱15所在方向恢復形變而凸伸至卡槽155內。此時，定子鐵心22的圓環部222的底端抵靠於中柱15的抵靠部154上，定子20已處於安裝位置，凸片281卡設於卡槽155內，從而將定子20緊密卡扣於中柱15的外圍，有效地防止定子20 從中柱15脫落。該轉子30的輪轂32罩覆於定子20上，轉軸34的自由端342***至上下軸承80的軸孔中，通過軸承80支撐轉子30相對定子20旋轉。

當將該定子20安裝至中柱15上時，因該上絕緣架28的凸片281上方沒有阻擋物，故該凸片281受擠壓時其整體可發生彈性形變。僅需施以較小的安裝力，便可使該凸片281達到預定的變形量，從而實現輕鬆便捷地安裝。

當施力於已安裝好的定子20欲使其上移時。因該凸片281連接上絕緣架28的本體282的內端疊置於定子鐵心22的圓環部222上，該凸片281的內端受其下方的定子鐵心22的阻擋，不能向下發生彎曲形變，故，該凸片281僅有突出於定子鐵心22內緣的外端可向下發生彎曲變形。眾所周知，若要使同樣材質不同長度的物體達到相同的變形量，較長的物體所需的力遠小於較短的物體所需的力。故，定子20必須在受到很大的外力下才能向上脫離中柱15，與習知的散熱風扇相比，該定子20在自然衝擊下很難脫落於中柱15。另，因中柱15的頂端設有倒角，可幫助引導定子20下移，使凸片281逐漸變形，籍此使安裝更加方便。又，因凸片281設於上絕緣架28上，在安裝時，操作人員可直觀地檢驗凸片281是否完全扣於卡槽155內，如此可防止安裝不到位而導致定子20與中柱15之間卡扣不緊密。

圖6所示為上述散熱風扇100中扇框的另一實施例，該實施例中的扇框60與上述實施例中的扇框10相似，也包括方形框體12、設於框體12中央的一基座64及連接於框體12與基座64的肋條16，該基座64中央設有一中柱65。該實施例與扇框10的不同之處在於：成 型該扇框60時，該中柱65通過注塑成型的方式與該基座64一體成型。該中柱65上形成複數卡槽655，每一卡槽655以形成破孔的方式形成於該中柱65上並沿中柱65的軸向延伸。該複數卡槽655大致平行，並沿周向均勻間隔分佈於中柱65上。卡槽655的數量與上絕緣架28上的凸片281的數量相等。每一卡槽655對應其中一凸片281，從而可使上絕緣架28的八個凸片281分別卡設於該中柱65的卡槽655內。該中柱65不僅可沿軸向上防止上絕緣架28上移，同時還能限制該上絕緣架28沿周向上的位移，實現該上絕緣架28沿周向上的定位。

綜上所述，本發明符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

15‧‧‧中柱

151‧‧‧環緣

153‧‧‧凸緣

155‧‧‧卡槽

157‧‧‧導引面

280‧‧‧通孔

282、292‧‧‧本體

286、296‧‧‧護牆

150‧‧‧穿孔

152‧‧‧嵌入部

154‧‧‧抵靠部

156‧‧‧套合部

28‧‧‧上絕緣架

281‧‧‧凸片

284、294‧‧‧護臂

29‧‧‧下絕緣架

Claims (8)

1. 一種散熱風扇，包括一基座、一定子及一轉子，基座上設有一中柱，該定子固定於中柱上，該轉子可相對定子旋轉，該定子包括一定子鐵心及分別設於定子鐵心上下表面的上絕緣架和下絕緣架，其改良在於：該上絕緣架的內周緣朝內延伸形成多個凸片，該中柱上形成多個卡槽，該凸片扣合於該卡槽內，每一卡槽以形成破孔的方式形成在該中柱上並沿中柱的軸向延伸，該多個卡槽沿周向均勻間隔分佈在中柱上。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中該凸片呈方矩形。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中該定子鐵心包括位於中部的一圓環部，該至少一凸片的每一凸片包括一內端及一外端，該內端疊置於該定子鐵心的圓環部上，該外端突出於該圓環部的內緣。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中該凸片有複數個。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中該複數凸片均勻分佈於該上絕緣架的內周緣，該複數凸片的末端共同位於一假想的圓周上，該圓周的直徑不小於中柱於卡槽處的外徑。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中該中柱的頂端形成一倒角，使該中柱的頂端形成一平滑的導引面。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中該中柱包括位於頂端的一套合部及位於套合部底端的一抵靠部，該抵靠部的外徑大於該套合部的外徑，該定子的定子鐵心的底端抵靠於該抵靠部上。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之散熱風扇，其中該中柱由金屬材料製成，該中柱還包括位於抵靠部底端的一嵌入部，該嵌入部的外徑比抵靠部的外徑大，該嵌入部埋設於該基座內，該嵌入部的頂端和底端分別向外凸 出延伸形成一環緣，該兩環緣分別與基座的頂面和底面平齊。