TWI815074B - 風扇馬達 - Google Patents
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Abstract
本發明關於一種風扇馬達,包括:一旋轉軸件,設置有沿軸向彼此間隔開的一第一支撐部和一第二支撐部、及一永久磁鐵安裝部,設置在該第一支撐部與該第二支撐部之間;一葉輪,設置在該旋轉軸件的一端部;一空氣軸承,設置相鄰於該葉輪,並以空氣潤滑,且與該第一支撐部之間具有一氣隙,以可旋轉地支撐該第一支撐部;一永久磁鐵,安裝在該永久磁鐵安裝部上;以及一滾珠軸承,設置在該旋轉軸件與該第一支撐部相對側的另一端部,並且該永久磁鐵介於該滾珠軸承與該第一支撐部之間,以可旋轉地支撐該第二支撐部,從而減小尺寸和重量及以高速旋轉。
Description
本發明係關於一種適用於風扇高速旋轉的風扇馬達。
馬達可以設置在諸如真空吸塵器或吹風機等家用電器中。
真空吸塵器或吹風機可以使用馬達作為動力源來產生旋轉力。
例如,馬達可以耦接至風扇。風扇可以藉由接收馬達的動力來旋轉以產生氣流。
真空吸塵器或吹風機會在使用者以手提起時運作。
為了增加使用者的便攜性和便利性,有必要減小真空吸塵器或吹風機的尺寸和重量。
為此,在提高馬達的輸出的同時,需要減小馬達的尺寸和重量。此外,馬達的高速旋轉是必要的。
美國專利公開第2010/0215491 A1號(2010年8月26日公開,以下稱為專利文獻1)揭露一種轉子組件。
該轉子組件包括旋轉軸件。葉輪(impeller)、轉子鐵心和軸承架安裝在旋轉軸件上。軸承架設置在葉輪與轉子鐵心之間。
軸承架包括兩個滾珠軸承、彈簧和套筒。
軸承架用兩個滾珠軸承支撐旋轉軸件。
軸承架在兩個滾珠軸承之間放置彈簧,且彈簧施加預負載於兩個滾珠軸承中的每一個,從而確保滾珠軸承的壽命。
軸承架可以藉由將套筒對準滾珠軸承的外圈,將兩個滾珠軸承容納在套筒的內部,以延長滾珠軸承的壽命。
然而,根據專利文獻1,將兩個滾珠軸承應用於風扇馬達時,不
利於減小風扇馬達的尺寸和重量。
例如,為了減小風扇馬達的尺寸和重量,滾珠軸承的尺寸應該要小,但是滾珠軸承具有其中複數個滾珠在外圈與內圈之間滾動接觸的構造,因此滾珠軸承的尺寸越小,越不利於承載方面,而滾珠軸承的尺寸越大,越不適用於高速。
更詳細而言,滾珠軸承的尺寸越小,旋轉軸件的直徑越小。然而,旋轉軸件的直徑太小時,會發生旋轉軸件彎曲的問題。
尤其,於兩個滾珠軸承之間,在其上安裝有與葉輪相鄰的滾珠軸承之旋轉軸件的支撐部會因為葉輪負載不平衡而產生更嚴重的彎曲問題。
此外,旋轉軸件的直徑太小時,旋轉軸件允許的極限速率會降低,並且隨著風扇馬達的運轉速率提升,會變得更加危險。
另一方面,為了使旋轉軸件承受高速旋轉,旋轉軸件的直徑越大,則滾珠軸承的直徑越大,在這種情況下,會有滾珠軸承壽命縮短的問題。
美國專利公開第2018/0363669 A1號(2018年12月20日公開,以下稱為專利文獻2)揭露一種電機機械。
該電機機械包括轉子組件。轉子組件包括第一滾珠軸承及第二滾珠軸承,第一滾珠軸承和第二滾珠軸承安裝在旋轉軸件的兩側,且兩者之間具有轉子鐵心永久磁鐵。
O型環可以設置在滾珠軸承的外圓周表面上,以延長滾珠軸承的壽命。
然而,將專利文獻2的兩個滾珠軸承應用於風扇馬達時,不利於減小風扇馬達的尺寸和重量。由於其詳細說明與專利文獻1相同或相似,因此將省略其重複說明。
另一方面,馬達可以包括支撐旋轉軸件自重的軸承、以及在將旋轉軸件固定在預定位置時施加至旋轉軸件的負載。
然而,在將馬達應用於真空吸塵器的情況下,透過因行進環境的特性所產生的氣流而移動的灰塵可能會進入軸承的運作區域中,從而損壞軸承,並且軸承的損壞會降低馬達運作的可靠性。
為了解決這個問題,在具有滾珠軸承或滾子軸承這種滾動軸承的情況下設置防塵蓋,該防塵蓋藉由遮蔽容納滾珠或滾子的內部空間,來阻擋
外部環境的灰塵。
另一方面,空氣軸承對於以高速旋轉的馬達的旋轉軸件具有更有利的一面,因此已進行各種嘗試,以將其應用在真空吸塵器中所使用之超高速馬達的旋轉軸件。
空氣軸承具有一種其中軸承的運作區域是開放的以允許空氣通過形成在旋轉軸件與軸承之間供軸承運作的間隙進出的構造。
空氣軸承配置以透過流經形成在旋轉軸件與軸承之間的間隙的空氣來支撐旋轉軸件。
然而,由於上述軸承的運作機構的特性,空氣軸承不能將防塵蓋構造用於完全密封運作區域,因此導致難以完全阻擋諸如灰塵等異物進入軸承的運作區域的問題。
本發明的第一方面旨在提供一種風扇馬達,其能減小尺寸和重量,並能以每分鐘轉數100,000以上的高速旋轉。
本發明的第二方面旨在提供一種風扇馬達,其即使增加旋轉軸件的直徑也能延長軸承壽命。
本發明的第三方面旨在提供一種風扇馬達,其即使在高速旋轉期間,也能增加允許的極限速率,並能防止旋轉軸件彎曲。
本發明的第四方面旨在提供一種風扇馬達,其能在軸承與旋轉軸件之間維持恆定的氣隙,以對準旋轉軸件。
本發明的第五方面旨在提供一種風扇馬達,其能利用圍繞旋轉軸件流動的空氣,有效地阻擋諸如灰塵等異物進入形成在支撐旋轉軸件的軸承與旋轉軸件之間的間隙。
本發明的第六方面旨在提供一種風扇馬達,其能確保構造的穩定性和耐久性,該構造利用圍繞旋轉軸件流動的空氣,阻擋諸如灰塵等異物進入形成在軸承與旋轉軸件之間的間隙。
為了達成前述第一目的和第二目的,根據本發明的一種風扇馬達可以包括:一護罩;一旋轉軸件,可旋轉地設置在穿過該護罩的內部中心的一直線上;一葉輪,可旋轉地耦接至該旋轉軸件的一端部;一轉子,設置在該旋
轉軸件上,以沿軸向與該葉輪間隔開;一空氣軸承,以空氣潤滑,並與該旋轉軸件之間具有一氣隙,以可旋轉地支撐該旋轉軸件的一側;以及一滾珠軸承,耦接至該旋轉軸件在該空氣軸承相對側的另一端部,且該轉子介於該滾珠軸承與該空氣軸承之間,以可旋轉地支撐該旋轉軸件的另一側。
根據與本發明相關的示例,該空氣軸承可以相對於由該葉輪產生的氣流方向,朝該葉輪的下游側,設置在該葉輪與該轉子之間。
根據與本發明相關的示例,該旋轉軸件可以包括:一第一支撐部,由該空氣軸承支撐;一第二支撐部,由該滾珠軸承支撐;以及一永久磁鐵安裝部,設置在該第一支撐部與該第二支撐部之間,並安裝有一永久磁鐵。
為了達成前述第三目的,根據與本發明相關的示例,該第一支撐部的直徑可以大於該第二支撐部的直徑。
根據與本發明相關的示例,該第一支撐部的直徑可以大於該永久磁鐵安裝部的直徑。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以包括一定子,該定子具有一定子鐵心以及一定子線圈,該定子鐵心設置以圍繞該轉子並與該轉子之間具有一氣隙,該定子線圈纏繞該定子鐵心,其中該空氣軸承的內徑配置為小於該定子鐵心的內徑。
根據這種配置,可以確保該馬達的可組裝性。
根據與本發明相關的示例,該空氣軸承的內徑可以配置為大於該轉子的內徑。
為了達成前述第四目的,根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以包括:一第一O型環支架,安裝在該空氣軸承的外圓周表面上,以圍繞該空氣軸承;以及複數個第一O型環,分別安裝在設置在該第一O型環支架上的複數個第一O型環安裝槽中。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以包括:一第二O型環支架,安裝在該滾珠軸承的外圓周表面上,以圍繞該滾珠軸承;以及複數個第二O型環,分別安裝在設置在該第二O型環支架上的複數個第二O型環安裝槽中。
為了達成前述第五目的,根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以包括一第一軸承殼體,設置在相對於由該葉輪產生的氣流方向,該葉輪的
下游側,並設置有容納該空氣軸承的一第一軸承接收部,其中該葉輪包括一輪轂和從該輪轂的外圓周表面突出的複數個葉片,並且該輪轂設置以覆蓋朝該葉輪敞開的該空氣軸承的上部。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以包括:一第一軸承殼體,設置在相對於由該葉輪產生的氣流方向,該葉輪的下游側,並設置有容納該空氣軸承的一第一軸承接收部;一第一扇葉(vane)輪轂,設置在該第一軸承殼體相對於氣流方向的下游側,以覆蓋該第一軸承殼體的一部分,並設置有引導氣流的複數個第一扇葉;以及一第二扇葉輪轂,相對於氣流方向設置在該第一扇葉輪轂的下游側,並設置有引導氣流的複數個第二扇葉。
根據與本發明相關的示例,該第一扇葉輪轂和該第二扇葉輪轂可以界定為直徑相同的圓柱形,並可以沿軸向設置在一直線上。
根據與本發明相關的示例,該複數個第一扇葉和該複數個第二扇葉可以安裝、耦接和支撐在該護罩的內圓周表面上。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以包括一定子,該定子具有一定子鐵心以及一定子線圈,該定子鐵心設置以圍繞該轉子,並與該轉子之間具有一氣隙,該定子線圈纏繞該定子鐵心,其中該定子耦接以與該第二扇葉輪轂的內圓周表面進行表面接觸,以透過該第二扇葉輪轂和該複數個第二扇葉增加該定子與空氣之間的熱交換面積。
根據與本發明相關的示例,該第二扇葉輪轂和該複數個第二扇葉可以由能導熱的金屬材料形成。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以進一步包括:一第一緊固部,沿軸向從該第一軸承殼體向下突出;以及一第二緊固部,沿軸向從第二扇葉輪轂向上突出,其中該第一緊固部和該第二緊固部設置以沿徑向與介於其間的該第一扇葉輪轂重疊,並且該第一軸承殼體、該第一扇葉輪轂和該第二扇葉輪轂由穿過該第一緊固部、該第一扇葉輪轂和第二緊固部的一緊固構件緊固。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以進一步包括一第二軸承殼體,設置在相對於氣流方向,該轉子的下游側,並設置有容納該滾珠軸承的一第二軸承接收部,其中該第二軸承殼體包括複數個橋,從該第二軸承接收
部朝該第二扇葉輪轂的內圓周表面突出,以連接該第二軸承接收部和該第二扇葉輪轂。
為了達成前述第一目的和第二目的,根據本發明的風扇馬達可以包括:一護罩;一葉輪,可旋轉地設置在該護罩的內部,以將空氣吸入該護罩中;一旋轉軸件,其一端部耦接至該葉輪,並設置以沿軸向穿過該護罩的中心;一轉子,設置為沿軸向與該葉輪間隔開,並設置有安裝在該旋轉軸件上的一永久磁鐵;一定子,設置在該護罩的內部,以圍繞該轉子,並與該轉子之間具有一間隙;一第一扇葉,設置在該葉輪與該定子之間,以引導由該葉輪吸入的空氣流向該定子;一空氣軸承,設置在該葉輪與該轉子之間,並以空氣潤滑,且在該旋轉軸件的一側與該空氣軸承之間具有一氣隙,以便可旋轉地支撐該旋轉軸件的一側;以及一滾珠軸承,設置在該葉輪相對於該轉子的相反側,以可旋轉地支撐該旋轉軸件的另一側。
為了達成前述第一目的和第二目的,根據本發明的轉子組件包括:一旋轉軸件,具有沿軸向彼此間隔開的一第一支撐部和一第二支撐部;以及一永久磁鐵安裝部,設置在該第一支撐部與該第二支撐部之間;一葉輪,設置在該旋轉軸件的一端部;一空氣軸承,設置相鄰於該葉輪,以用空氣潤滑,且與該第一支撐部之間具有一氣隙,以便可旋轉地支撐該第一支撐部;一永久磁鐵,安裝在該永久磁鐵安裝部上;以及一滾珠軸承,設置在該旋轉軸件與該第一支撐部相對側的另一端部,並且該永久磁鐵介於該滾珠軸承與該第一支撐部之間,以可旋轉地支撐該第二支撐部。
根據與本發明相關的示例,該空氣軸承可以用聚芳基醚酮(PAEK)或聚醚醚酮(PEEK)材料實施。
為了達成前述第四目的,根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以包括:一第一O型環安裝槽,沿圓周方向設置在該空氣軸承的外圓周表面上;以及一第一O型環,安裝在該第一O型環安裝槽中。
根據與本發明相關的示例,複數個該第一O型環安裝槽可以設置為沿該空氣軸承的長度方向間隔開,並且複數個該第一O型環可以分別安裝在該些第一O型環安裝槽中。
根據與本發明相關的示例,該空氣軸承的內徑可以配置為大於該空氣軸承的長度。
根據與本發明相關的示例,該空氣軸承的內徑可以配置為小於圍繞該永久磁鐵的該定子鐵心的內徑。
為了達成前述第三目的,根據與本發明相關的示例,該第一支撐部的直徑可以配置為大於該第二支撐部的直徑。
根據與本發明相關的示例,該第一支撐部的直徑可以配置為大於該永久磁鐵安裝部的直徑。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以包括:一O型環支架,安裝以圍繞該滾珠軸承,並且在其外壁上設有複數個第二O型環安裝槽;以及複數個第二O型環,分別安裝在該複數個第二O型環安裝槽中。
為了達成前述第五目的,根據與本發明相關的示例,該葉輪可以包括:一輪轂;以及複數個葉片,從該輪轂的外圓周表面突出,其中該輪轂設置以沿軸向與該空氣軸承重疊,以便覆蓋該空氣軸承。
為了達成前述第一目的和第二目的,根據本發明的風扇馬達可以包括:一護罩,在氣流方向上的上游端部和下游端部分別具有一抽吸口和一第一排出口;一葉輪,可旋轉地設置在該護罩的內部;一旋轉軸件,其一端部耦接至該葉輪,並設置有一第一支撐部以及一第二支撐部,該第一支撐部設置相鄰於該葉輪,該第二支撐部沿軸向與該第一支撐部間隔開;一永久磁鐵,設置在該第一支撐部與該第二支撐部之間,並與該旋轉軸件可旋轉地安裝在一起;一定子,具有一定子鐵心以及一定子線圈,該定子鐵心圍繞該永久磁鐵,並與該永久磁鐵之間具有一氣隙,並且該定子線圈纏繞該定子鐵心;一空氣軸承,可旋轉地支撐該第一支撐部;以及一滾珠軸承,可旋轉地支撐該第二支撐部。
根據與本發明相關的示例,該空氣軸承可以用內圓周表面與該第一支撐部之間的氣隙間隔開,以藉由空氣潤滑,並可以用聚芳基醚酮(PAEK)或聚醚醚酮(PEEK)材料實施。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以包括:一第一軸承接收部,設置在該葉輪與該定子之間,以容納該空氣軸承;一馬達殼體,沿氣流方向設置在該第一軸承接收部的下游側,以圍繞該定子鐵心;一扇葉輪轂,容納在該護罩的內部,其一側圍繞該第一軸承接收部,而其另一側圍繞該馬達殼體;複數個扇葉,從該扇葉輪轂的外圓周表面突出,以安裝和耦接至該護罩的
內圓周表面;以及一第二軸承接收部,容納在該馬達殼體的內部,以容納該滾珠軸承。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以進一步包括:一外部通道,界定為環形,且位於該護罩與該扇葉輪轂之間,以將該葉輪吸入的一部分空氣從該抽吸口傳送至該第一排出口;一內部通道,設置在該扇葉輪轂和該馬達殼體的內部;以及複數個連通孔,設置在該扇葉輪轂中,以連通該外部通道和該內部通道,以便使另一部分空氣從該外部通道的上游側流入該內部通道中。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以進一步包括:複數個第一橋,從該馬達殼體的上端延伸至該第一軸承接收部,以連接該第一軸承接收部和該馬達殼體;複數個第二橋,沿徑向從該第二軸承接收部的外圓周表面,朝該馬達殼體的內圓周表面延伸,以連接該馬達殼體和該第二軸承接收部;以及複數個第二排出口,設置在該馬達殼體的內部,以與該內部通道連通,從而排出沿該內部通道流動的空氣,並設置在該複數個第二橋之間。
根據與本發明相關的示例,複數個緊固槽可以分別設置在該複數個第二橋中,並且複數個緊固孔可以設置以在該馬達殼體中,沿徑向與該複數個緊固槽重疊,且該馬達殼體和該複數個第二橋可以透過複數個緊固構件彼此耦接,該複數個緊固構件分別通過複數個緊固孔緊固至該複數個緊固槽。
根據與本發明相關的示例,該風扇馬達可以進一步包括:複數個緊固部,沿徑向從該馬達殼體的外圓周表面朝該護罩的內圓周表面突出,以緊固該護罩和該馬達殼體,其中複數個該第一排出口設置在該複數個緊固部之間。
根據與本發明相關的示例,該複數個緊固部和該複數個第二橋可以沿徑向在該馬達殼體的外側和內側設置為彼此不重疊,並沿該馬達殼體的圓周方向彼此交替地間隔開。
為了達成本發明的目的,根據本發明一實施例的風扇馬達可以包括:一旋轉軸件;一空氣軸承,設置以圍繞該旋轉軸件的一部分,並且其面向該旋轉軸件的一表面與該旋轉軸件以一預定距離間隔開,以形成空氣流過的一間隙;以及一密封部,在該旋轉軸件的長度方向上設置相鄰於該空氣軸承,以
形成空氣進出該間隙的流動路徑的一部分,並設置以阻擋沿該旋轉軸件的圓周向該間隙流動的一部分空氣。
該風扇馬達可以進一步包括:一殼體部,其內部設置有容納該空氣軸承的一內部空間,其中該密封部從該殼體部朝該旋轉軸件延伸,且該密封部的一側固定至該殼體部,而另一側與該旋轉軸件以一預定距離間隔開,以形成流動路徑的一部分。
該密封部可以在該旋轉軸件的長度方向上設置在該空氣軸承的上側或下側。
該密封部可以設置複數個,並可以包括一第一密封構件及一第二密封構件,其中在該旋轉軸件的長度方向上,該第一密封構件設置比該第二密封構件更靠近該空氣軸承。
形成在該旋轉軸件與該第一密封構件面向該旋轉軸件的另一側之間的一第一密封間隙和形成在該旋轉軸件與該第二密封構件面向該旋轉軸件的另一側之間的一第二密封間隙可以彼此不同。
該第一密封間隙可以形成為比該第二密封間隙寬。
該密封部可以設置複數個,並可以包括一上密封構件和一下密封構件,其中該上密封構件在該旋轉軸件的長度方向上,設置在該空氣軸承的上側,而該下密封構件在該旋轉軸件的長度方向上,設置在該空氣軸承的下側。
該殼體部可以具有一凹槽部,該凹槽部界定以面向該旋轉軸件的一表面上凹陷,以在容納的狀態下,固定該密封部的一側。
該凹槽部可以設置以在該旋轉軸件的長度方向上朝該間隙的外部區域傾斜,且該密封部的一側可以容納在該凹槽部中,並可以延伸以在該旋轉軸件的長度方向上朝該間隙的外部區域傾斜。
該密封部可以包括:一第一部,構成該密封部的一部分,並由一第一材料製成;以及一第二部,構成該密封部的另一部分,並由一第二材料製成。
該第一部可以設置以圍繞至少該第二部的一部分,並且該第二材料的剛性可以比該第一材料的剛性高。
該密封部可以包括:一第一部,構成該密封部的一側,該第一部的一部分容納在該凹槽部中,並由一第一材料製成;以及一第二部,構成該密封部的另一側,並由不同於該第一材料的一第二材料製成。
形成在該密封部的另一側與該旋轉軸件之間的一第一間隙可以形成為比形成在該旋轉軸件與該空氣軸承面向該旋轉軸件的一個表面之間的一第二間隙窄。
該風扇馬達可以進一步包括一殼體部,其內部設置有容納該空氣軸承的一內部空間,其中該密封部設置有一裂縫,該裂縫的一側固定至該殼體部,而另一側固定至該旋轉軸件,並且該密封部設置以通過垂直於面向該空氣軸承的一表面的方向,以形成流動路徑的一部分,且該裂縫以外的該密封部會阻擋從該間隙進出的空氣。
該密封部可以設置為具有C形。
該裂縫可以設置為具有孔形。
該密封部可以進一步包括一網格部,設置在該裂縫上,以將流動路徑劃分為複數個區域。
該風扇馬達可以進一步包括一殼體部,其內部設置有容納該空氣軸承的一內部空間,其中該密封部設置為複數個,並且包括一殼體密封構件和一軸件密封構件,該殼體密封構件設置以從該殼體部朝該旋轉軸件延伸,其一側固定至該殼體部,而另一側則與該旋轉軸件以一預定距離間隔開,且該軸件密封構件的一側固定至該旋轉軸件,而另一側則朝遠離該旋轉軸件的方向延伸,以與該殼體密封構件一起界定流動路徑的一部分。
該密封部可以設置為使得其一側固定至該旋轉軸件,而另一側朝遠離該旋轉軸件的方向延伸,以形成流動路徑的一部分。
該密封部可以由與該旋轉軸件相同類型的材料製成。
該密封部可以包括一彎曲部,設置在形成流動路徑的一部分的該密封部的另一側,以在該旋轉軸件的長度方向上朝該間隙的外部區域界定一彎曲表面。
該密封部可以包括聚四氟乙烯(PTFE)和橡膠中的至少一種。
以下將說明根據本發明的風扇馬達的效果。
第一,空氣軸承可以作為第一軸承,該第一軸承支撐位於相鄰於葉輪的旋轉軸件的第一支撐部。
空氣軸承可以在無需額外的工作流體的情況下以空氣潤滑,因此空氣軸承與旋轉軸件之間不會發生摩擦。
因此,即使旋轉軸件以每分鐘轉數100,000以上的高速旋轉,空氣軸承與旋轉軸件之間的摩擦可能不會造成磨損,從而延長軸承的壽命。此外,可以應用空氣軸承,以延長風扇馬達高速旋轉的壽命。
第二,即使空氣軸承直徑增加,也可以具有延長壽命的優點。
因此,可以增加空氣軸承的直徑,以增加第一支撐部的軸向直徑。
另外,可以增加(加厚)相鄰於葉輪的旋轉軸件的第一支撐部的直徑(厚度),以防止在高速旋轉期間,由於葉輪負載不均勻而導致旋轉軸件彎曲。此外,可以增加第一支撐部的厚度,以增加旋轉軸件允許的極限速率。
例如,第一支撐部的直徑可以設置為大於與葉輪耦接的旋轉軸件的葉輪耦接部的直徑。
另外,第一支撐部的直徑可以設置為大於旋轉軸件的永久磁鐵安裝部的直徑,永久磁鐵安裝在永久磁鐵安裝部上。
此外,第一支撐部的直徑可以設置為大於由第二軸承支撐的第二支撐部的直徑。
第三,可以組裝旋轉軸件,使得定子預組裝至護罩的內側,然後通過設置在定子鐵心內部的轉子接收孔,將旋轉軸件設置在護罩的第一接收部和第二接收部的同一中心線上。
為了使第一支撐部通過轉子接收孔耦接至第一軸承的內圓周表面,第一支撐部的直徑較佳可以設置為小於定子鐵心的內徑。
此外,第一軸承的內徑可以設置為小於定子鐵心的內徑,以確保旋轉軸件等的可組裝性。例如,在滾珠軸承耦接至第二支撐部時,旋轉軸件的第一支撐部可以組裝至空氣軸承的內側。
第四,空氣軸承可以不設置在作為風扇馬達的主要通道的抽吸通道、擴展通道和冷卻通道中,並且葉輪可以設置以覆蓋其中容納空氣軸承的第一軸承接收部,從而阻擋諸如灰塵等異物進入空氣軸承。
第五,第一O型環安裝槽可以設置在圍繞空氣軸承的第一O型環支架的外壁上,並且複數個第一O型環可以安裝在複數個第一O型環安裝槽中,從而允許旋轉軸件沿軸向對準護罩的中心線。
第六,第一O型環可以由彈性材料形成,從而減弱從外部傳遞至第一軸承的衝擊。
第七,滾珠軸承可以作為第二軸承,該第二軸承支撐位於葉輪相對於永久磁鐵安裝部的相對側的旋轉軸件的第二支撐部。
由於位於葉輪相對側的旋轉軸件的第二支撐部受葉輪負載不均勻影響較小,因此第二支撐部的軸徑可以小於第一支撐部的軸徑。
因此,滾珠軸承可以應用於第二支撐部。滾珠軸承比空氣軸承便宜。因此,就成本而言,應用一個空氣軸承和一個滾珠軸承比應用兩個空氣軸承以支撐旋轉軸件的兩側更為有利。
第八,當兩個軸承僅使用空氣軸承時,應使用止推軸承,該止推軸承為必要元件。然而,當應用一個空氣軸承和一個滾珠軸承時,可以移除止推軸承的使用,從而大幅減小風扇馬達的尺寸和重量。
第九,第一扇葉輪轂和第二扇葉輪轂可以相對於由葉輪產生的氣流方向,彼此設置在葉輪的下游側的一直線上,並且設置在護罩與第一扇葉輪轂和第二扇葉輪轂之間的冷卻通道可以設置在一直線上而不會彎曲,從而最小化空氣的流動阻力,並提高空氣對馬達的冷卻效率。
第十,複數個第二扇葉可以設置在第二扇葉輪轂的外圓周表面以突出至冷卻通道,並且複數個第二扇葉不但引導空氣的流動,也會增加空氣與定子之間的熱交換面積,從而最大化馬達的冷卻性能。
第十一,複數個第一緊固部可以沿軸向在第一軸承殼體中向下突出。複數個第二緊固部可以沿軸向在第二扇葉輪轂中向上突出。第一緊固部和第二緊固部可以設置以沿徑向與其間的第一扇葉輪轂重疊。緊固構件諸如螺絲可以透過第一軸承殼體的第一緊固部、第一扇葉輪轂和第二軸承殼體的第二緊固部緊固,以使沿軸向設置的第一軸承殼體、第一扇葉輪轂和第二扇葉輪轂彼此牢固地緊固,從而利用簡單且緊湊的緊固構造,大幅減小馬達的尺寸和重量。
第十二,複數個從扇葉輪轂的外圓周表面突出的扇葉可以用力地安裝和耦接至護罩的內圓周表面,從而使護罩和扇葉輪轂彼此牢固地緊固。
第一軸承接收部和馬達殼體可以由複數個第一橋連接成一體。
扇葉輪轂和馬達殼體可以設置以沿徑向重疊,並透過黏合劑彼此接合,從而彼此牢固地緊固。
第十三,複數個緊固部可以從馬達殼體的外圓周表面徑向向外突出,並且複數個緊固部可以緊固至護罩的內圓周表面上諸如螺絲等的緊固構件,從而允許護罩和馬達殼體彼此牢固地耦接。
第二軸承接收部和馬達殼體可以透過複數個第二橋彼此連接,並且馬達殼體和第二橋可以透過諸如螺絲等的緊固構件彼此連接,從而利用簡單且緊湊的緊固構造,大幅減小馬達的尺寸和重量。
第十四,可以將護罩與馬達殼體的緊固部之間的緊固位置、以及馬達殼體與第二軸承接收部的第二橋之間的緊固位置設置為沿圓周方向彼此間隔開,以具有不同的相角,從而儘管組裝空間很小,仍可以確保馬達的小型化和可組裝性。
第十五,風扇馬達可以包括:空氣軸承,面向旋轉軸件的一個表面與旋轉軸件以一預定距離間隔開,以形成空氣流過的間隙;以及一密封部,設置以阻擋沿旋轉軸件的圓周朝形成在空氣軸承與旋轉軸件之間的間隙流動的一部分空氣,同時形成空氣進出空氣軸承與旋轉軸件之間的間隙的流動路徑的一部分。
因此,進出間隙的空氣可以有效地流經未被密封部阻擋的區域,從而穩定地讓空氣軸承運作。此外,流入間隙的一部分空氣可以形成為被該密封部阻擋,從而大幅減少諸如灰塵等異物隨著氣流流入空氣軸承與旋轉軸件之間的間隙的可能性。因此,可以防止因灰塵利用在旋轉軸件周圍流動的空氣流入軸承的運作區域而造成損壞,並可以大幅提高風扇馬達運作的可靠性。
第十六,可以固定密封部的一側,同時將密封部的一部分容納在凹槽部,該凹槽部設置以在面向旋轉軸件的殼體部的一表面上凹陷,從而進一步確保密封部構造的穩定性。此外,密封部可以由分別以不同的第一材料和第二材料製成的第一部和第二部組成,並且第一部可以設置以圍繞第二部。在此,構成由第一部圍繞的第二部的第二材料的剛性可以配置以高於第一材料的剛性,從而進一步提高密封部的耐久性。
100:護罩
101:抽吸口
102:第一接收部
103:擴展通道
104:第二接收部
105:冷卻通道
106:排出口
107:確認窗
110:旋轉軸件
111:葉輪耦接部
112:第一支撐部
113:永久磁鐵安裝部
114:第二支撐部
120:葉輪
121:輪轂
122:葉片
130:定子
131:定子鐵心
132:後軛
133:齒
134:定子線圈
135:連接環
136:匯流排
137:絕緣體
140:轉子
141:永久磁鐵
142:端帽
150:第一軸承殼體
151:第一軸承接收部
152:第一軸向移動限制部
153:第一扣環接收槽
154:第一緊固部
155:第二緊固孔
160:第一扇葉輪轂
161:第一扇葉
162:第一緊固孔
163:第二扇葉輪轂
164:第二扇葉
165:第二緊固部
166:第三緊固孔
170:第二軸承殼體
171:第二軸承接收部
172:橋
173:第二軸向移動限制部
174:第二扣環接收槽
180:空氣軸承
181:第一O型環支架
182:第一O型環安裝槽
183:第一O型環
190:滾珠軸承
191:第二O型環支架
192:第二O型環安裝槽
193:第二O型環
200:護罩
201:抽吸口
202:第一接收部
203:第二接收部
204:第一排出口
205:第一緊固孔
210:葉輪
211:輪轂
212:葉片
213:凹部
220:旋轉軸件
221:葉輪耦接部
222:軸件連接部
223:第一支撐部
224:永久磁鐵安裝部
225:第二支撐部
226:第一軸承接收部
227:第一軸向移動限制部
228:第一扣環接收槽
229:第一扣環
230:馬達殼體
231:第一橋
232:緊固部
233:第一緊固槽
234:第二緊固孔
235:內部通道
236:連通孔
237:第二排出口
238:圍繞凹槽
240:扇葉輪轂
241:扇葉
242:擴展通道
243:外部通道
250:第二軸承接收部
251:第二軸向移動限制部
252:第二扣環接收槽
253:第二扣環
254:第二橋
255:第二緊固槽
260,260':空氣軸承
261,261':第一O型環安裝槽
262,262':第一O型環
270:永久磁鐵
271:端帽
280:定子鐵心
281:後軛
282:齒
283:定子線圈
284:絕緣體
290:滾珠軸承
291:O型環支架
292:第二O型環安裝槽
293:第二O型環
300:風扇馬達
310:旋轉軸件
310a:中心軸
311:軸件凹槽
320:軸承部
320a:間隙
321:支架部
321a:O型環凹槽
321b:O型環
322:扣環
330:密封部
330a:第一部
330b:第二部
331:裂縫
332:網格部
333:彎曲部
335a:上密封構件
335b:下密封構件
336a:第一密封構件
336a1:第一密封間隙
336b:第二密封構件
336b1:第二密封間隙
337a:殼體密封構件
337b:軸件密封構件
340:殼體部
340a:內部空間
341:凹槽部
341a:第一凹槽
341b:第二凹槽
342:扣環凹槽
351:定子
351a:定子鐵心
351b:定子線圈
351c:絕緣體
352:轉子
352a:磁鐵部
352b:端帽
361:滾珠軸承
362:滾珠軸承支架
362a:滾珠軸承O型環
363:滾珠軸承扣環
365:滾珠軸承殼體
371:葉輪
371a:輪轂
371b:葉片
371c:通孔
372:扇葉
372a:扇葉體
380:護罩
380a:開口部
d:空氣軸承的內徑
L:空氣軸承的長度
a:空氣
a1:第一氣流
a2:第二氣流
g1:第一間隙
g2:第二間隙
D1:旋轉軸件的長度方向
D2:旋轉軸件的徑向
圖1是根據本發明一實施例之風扇馬達的外觀的立體圖。
圖2是圖1中之風扇馬達的分解圖。
圖3是沿圖1中之III-III線所截取的剖面圖。
圖4是顯示圖3中的第一軸承殼體、第一扇葉輪轂和第二扇葉輪轂彼此耦接的配置的概念圖。
圖5是顯示圖3中的第一O型環支架安裝以圍繞空氣軸承的外表面的配置的立體圖。
圖6是圖3中之VI部分的放大圖,其是示出空氣軸承安裝至O型環支架的內側的配置的剖面圖。
圖7是顯示根據本發明另一實施例之風扇馬達的外觀的立體圖。
圖8是圖7中之風扇馬達的分解圖。
圖9是沿圖7中之IX-IX線所截取的剖面圖。
圖10是顯示圖9中之空氣軸承的立體圖。
圖11是沿圖10中之XI-XI線所截取的剖面圖,其中示出第一O型環安裝在空氣軸承的外圓周表面上的配置。
圖12是顯示根據本發明另一實施例在空氣軸承上的第一O型環安裝槽的立體圖。
圖13是沿圖12中之XIII-XIII線所截取的剖面圖,其示出複數個第一O型環安裝在空氣軸承上的配置。
圖14是顯示根據本發明又另一實施例之風扇馬達的分解立體圖。
圖15是顯示圖14中所示之軸承部和支架部的立體圖。
圖16是顯示圖14中之密封部的立體圖。
圖17至圖22是顯示圖16中所示之密封部的其他示例的視圖。
圖23是顯示圖14中所示之風扇馬達於組裝狀態的配置的剖面圖。
圖24是顯示圖23中所示之在軸承部周圍的部分馬達組件的局部放大圖。
圖25是顯示圖24中所示之除軸承部和扣環以外的殼體部的內部空間的視圖。
圖26是顯示圖24中所示之在軸承部周圍放大的部分風扇馬達的概念圖。
圖27至圖34是顯示圖26中所示之風扇馬達的其他示例的概念圖。
下文將參考所附圖式,詳細說明本文所揭露的實施例,且無論圖式中的符號為何,相同或相似的元件以相同的元件符號表示,且將省略其重複說明。以下說明中,所揭露用於組成元件的詞尾「模組」和「單元」僅旨在方便描述本說明書,且詞尾本身不具任何特殊意義或功能。另外,描述本文所揭露的實施例時,若判斷本發明所屬的公知技術的具體說明會模糊本發明的要旨,將省略其詳細說明。此外,應當理解,所附圖式僅為方便解釋本發明的概念而示出,因此不應理解為所揭露的技術概念受所附圖式限制,且本發明概念的解釋應擴展到包括在本發明的概念和技術範圍內的所有修改、均等物和替代物。
應當理解的是,儘管本文可以使用第一、第二等術語來描述各種元件,但這些元件不應受到這些術語的限制。這些術語僅用於將一元件與另一元件區分開。
應當理解的是,稱一元件與另一元件「連接」時,該元件可以直接連接至另一元件,或可能兩者之間有中間元件。相反地,在一元件「直接連接」或「直接連結」至另一個元件的情況下,應當理解為在兩者之間沒有其他元件。
除非上下文另外有明確指出,否則單數形式包括複數形式。
本文所用術語「包括」或「具有」應理解為旨在表示,存在本說明書揭露的特徵、數量、步驟、組成元件、組件或其組合,並且也可理解為,未事先排除存在或增加一個或多個其他特徵、數字、步驟、組成元件、組件或其組合的可能性。
圖1是根據本發明之扇馬達的外觀的立體圖。
圖2是圖1中之風扇馬達的分解圖。
圖3是沿圖1中之III-III線所截取的剖面圖。
圖4是顯示圖3中的第一軸承殼體150、第一扇葉輪轂160和第二扇葉輪轂163彼此耦接的配置的概念圖。
圖5是顯示圖3中的第一O型環支架181安裝以圍繞空氣軸承180
的外表面的配置的立體圖。
圖6是圖3中之VI部分的放大圖,其示出空氣軸承180安裝至O型環支架的內側的配置的剖面圖。
根據本發明的風扇馬達可以包括護罩100、旋轉軸件110、葉輪120、第一軸承殼體150、第一扇葉輪轂160、第二扇葉輪轂163、第二軸承殼體170、定子130、轉子140、空氣軸承180、以及滾珠軸承190。
護罩100界定風扇馬達的外觀。護罩100具有圓形的剖面形狀。
護罩100的內部具有接收空間。
護罩100可以沿長度方向(上下方向或軸向)劃分為抽吸口101、第一接收部102、第二接收部104、以及排出口106。
抽吸口101和第一接收部102可以界定為圓錐形。第二接收部104可以界定為圓柱形。
抽吸口101設置在護罩100的上端部。外部空氣可以通過抽吸口101吸入護罩100中。
具有狹窄的剖面面積的瓶頸部可以形成在抽吸口101相對於氣流方向的下游側。可以增加空氣在瓶頸部中的流動速率,以增加抽吸速率。
第一接收部102設置在抽吸口101相對於氣流方向的下游側。
第二接收部104設置在第一接收部102相對於氣流方向的下游側。
葉輪120和第一軸承殼體150可以容納在第一接收部102中。
第一接收部102可以界定為使得剖面面積從瓶頸部至第二接收部104逐漸增加。第一接收部102的外圓周表面可以設置以從瓶頸部朝第二接收部104傾斜。
第二接收部104可以設置在第一接收部102的下游側。
第二接收部104可以界定為圓柱形,該圓柱形的直徑大於抽吸口101的直徑。
第一扇葉輪轂160和第二扇葉輪轂163可以容納在第二接收部104中。
定子130可以容納在第二扇葉輪轂163的內部。
第二軸承殼體170可以容納在第二扇葉輪轂163的內部。
排出口106設置在第二接收部104的下端。排出口106配置以將第二接收部104內部的空氣排出至外部。
旋轉軸件110在軸向上沿著護罩100的中心線穿過護罩100的中心設置。
葉輪120配置以吸入外部空氣。
葉輪120包括輪轂121和複數個葉片122。
輪轂121位於葉輪120的中心部。輪轂121可以界定為圓錐形,該圓錐形界定為直徑從上端到下端增加。
複數個葉片122可以設置以在輪轂121的外圓周表面上以螺旋形突出。複數個葉片122可以設置以在輪轂121的圓周方向上間隔開。
複數個葉片122可以界定為彼此間的距離從輪轂121的上端到下端增加。
複數個葉片122可以與第一接收部102以一定距離間隔開。
抽吸通道可以設置在第一接收部102與輪轂121之間。
葉輪耦接部111可以設置在旋轉軸件110的一端部。葉輪120可以耦接至旋轉軸件110的一端部,以與旋轉軸件110一起旋轉。
當葉輪120旋轉時,外部空氣可以通過抽吸口101沿著護罩100的抽吸通道流入。
旋轉軸件110可以包括第一支撐部112、永久磁鐵安裝部113、以及第二支撐部114,該些元件沿軸向從上端到下端以不同直徑界定。
第一支撐部112直徑最大。第一支撐部112位於相鄰於葉輪耦接部111。
第一軸承耦接至第一支撐部112。第一軸承可以實施為空氣軸承180。
第一軸承配置以可旋轉地支撐旋轉軸件110的第一支撐部112。
永久磁鐵安裝部113位於第一支撐部112與第二支撐部114之間。
永久磁鐵安裝部113的直徑可以小於第一支撐部112的直徑。
轉子140的永久磁鐵141安裝在永久磁鐵安裝部113上,以便圍繞永久磁鐵安裝部113的外圓周表面。
第二支撐部114的直徑小於永久磁鐵安裝部113的直徑。
第二軸承耦接至第二支撐部114。第二軸承可以實施為滾珠軸承190。
第二軸承設置以可旋轉地支撐旋轉軸件110的第二支撐部114。
第一支撐部112和第二支撐部114可以設置在旋轉軸件110的上部和下部,且永久磁鐵安裝部113介於兩者之間。第二支撐部114可以沿軸向位於葉輪耦接部111的相對側。
第一軸承殼體150設置在葉輪120的下游側,以一預定距離間隔開。
第一軸承殼體150可以界定為圓錐形和圓柱形的組合。
第一軸承殼體150的上游側可以界定為圓錐形,而第一軸承殼體150的下游側可以界定為圓柱形。
第一軸承接收部151設置以在第一軸承殼體150的中心部凹陷。
第一軸承接收部151可以設置以朝葉輪120敞開。
第一軸承接收部151可以設置以沿軸向穿過。
第一軸承接收部151的直徑可以大於第一支撐部112的直徑和第一軸承的直徑。
第一軸承接收部151可以界定為圓柱形。第一軸承可以容納在第一軸承接收部151中。
第一軸向移動限制部152可以從第一軸承接收部151的下端延伸至其徑向內側。
通孔可以設置在第一軸向移動限制部152的內部。通孔的直徑可以設置為大於第一支撐部112的直徑,並小於第一軸承的直徑。
根據這種配置,在第一軸承容納在第一軸承接收部151中時,第一軸向移動限制部152可以限制朝轉子140軸向移動。
第一扣環接收槽153可以設置以從第一軸承接收部151的上端徑向向外。
第一扣環接收槽153安裝以將扣環(圖未示出)容納在其內部。扣環可以界定為「C」形。扣環界定為一側敞開的環形,以可彈性變形,使得扣環內部的敞開區域沿徑向膨脹或收縮。
扣環可以防止第一軸承在容納於第一扣環接收槽153中時,朝葉
輪120與第一軸承接收部151軸向分離。
葉輪120設置以沿軸向與第一軸承殼體150重疊,以覆蓋第一軸承接收部151。
第一軸承殼體150可以界定為圓錐形,使得其直徑相對於氣流方向從上游側至下游側逐漸增加。
直徑沿軸向從第一軸承殼體150的頂部朝底部增加的比率大於直徑從輪轂121的上端朝下端增加的比率。
輪轂121的外表面的傾斜度大於第一軸承殼體150的外表面的傾斜度。
第一軸承殼體150的上端的直徑稍大於輪轂121的下端的直徑,但界定為以相似於第一軸承殼體150的直徑增加的比率增加。
根據這種配置,可以最小化空氣的流動阻力。
擴展通道103可以設置在第一接收部102與第一軸承殼體150之間。擴展通道103為用於將從抽吸通道吸入的空氣傳送至將在稍後說明的第一扇葉161的通道。可以設置擴展通道103,使得通道的直徑從葉輪120向第一扇葉161增加。
第一扇葉輪轂160配置以圍繞一部分第一軸承殼體150的外表面。
第一扇葉輪轂160的上部可以圍繞第一軸承殼體150,而第一扇葉輪轂160的下部可以界定為沿軸向具有恆定直徑的圓柱形。
連接環135可以安裝在第一扇葉輪轂160下部的內圓周表面上。第一扇葉輪轂160的下部設置以圍繞圓型連接環135。連接環135配置以連接三相定子線圈134的一端(中性線)。
圍繞凹槽可以以等於第一扇葉輪轂160的厚度的深度,凹陷地設置在第一軸承殼體150的外表面上。因此,第一扇葉輪轂160***圍繞凹槽中,從而使第一軸承殼體150與第一扇葉輪轂160之間不會出現階梯差。
第一扇葉輪轂160和第一軸承殼體150可以由圍繞凹槽接合。
複數個第一扇葉161可以設置在第一扇葉輪轂160的外圓周表面上,以沿螺旋方向突出。
複數個第一扇葉161設置以沿第一扇葉輪轂160的圓周方向間隔
開。
第一扇葉輪轂160和第一扇葉161可以由絕緣塑膠材料一體成形。第一扇葉161配置以將通過擴展通道103流入的空氣引導至第二扇葉164。
複數個第一扇葉161可以以用力安裝的方式耦接至護罩100的第二接收部104的內部。
第二扇葉輪轂163設置在第一扇葉輪轂160的下游側。
第二扇葉輪轂163可以界定為圓柱形。
第二扇葉輪轂163配置以圍繞定子130。
定子130可以安裝以容納在第二扇葉輪轂163的內部。
定子130可以透過黏合劑等黏合元件,黏合至第二扇葉輪轂163上部的內圓周表面。
定子130包括定子鐵心131和定子線圈134。
定子鐵心131可以包括後軛132和複數個齒133。
後軛132可以界定為環形。複數個齒133中的每一個齒設置以從後軛132的內表面朝後軛132的中心突出。
複數個齒133可以設置以可從後軛132拆卸。在本實施例中,複數個齒133可以具有三個齒。
耦接突起可以設置以從複數個齒133中的每一個齒的一端部突出。
耦接突起可以在軸向沿設置在後軛132內側的耦接凹槽來可滑動地耦接。
極靴可以設置以在複數個齒133中的每一個齒的另一端部沿圓周方向突出。複數個齒133設置以沿後軛132的圓周方向間隔開。
定子線圈134可以配置為三相線圈。複數個定子線圈134可以以集中繞組的形式纏繞在每相的齒133上。
根據這種配置,不但可以提高馬達的輸出,而且可以有助於減小馬達的尺寸和重量。
在定子鐵心131與定子線圈134之間絕緣的絕緣體137可以***定子鐵心131與定子線圈134之間。絕緣體137可以包括設置以圍繞一部分齒133的齒絕緣體137;以及設置以覆蓋一部分後軛132的後軛絕緣體137。絕緣體137
由諸如塑膠等的絕緣材料形成。
轉子140包括永久磁鐵141。
永久磁鐵141可以安裝在永久磁鐵安裝部113的外圓周表面上。
永久磁鐵安裝部113沿軸向從第一支撐部112延伸。永久磁鐵安裝部113可以設置以具有小於第一支撐部112的直徑。
永久磁鐵141可以設置以具有小於定子鐵心131的內徑的直徑。
定子鐵心131的內徑表示沿圓周方向穿過複數個極靴的內端的圓周的直徑。
永久磁鐵141和第一支撐部112可以設置以具有相同的直徑。
永久磁鐵141可以在相對於定子鐵心131的極靴具有徑向向內的氣隙的情況下,可旋轉地安裝在旋轉軸件110的永久磁鐵安裝部113上。
為了限制永久磁鐵141沿軸向移動,端帽142可以安裝在永久磁鐵安裝部113的下側。端帽142可以界定為圓柱形,該圓柱形具有與永久磁鐵141相同的直徑。
永久磁鐵141的一側可以與直徑大於永久磁鐵安裝部113的直徑的第一支撐部112接觸,從而限制沿軸向上游的移動。
端帽142可以限制永久磁鐵141的另一側沿軸向下游移動。
當三相交流電施加到複數個定子線圈134中的每一個時,永久磁鐵141可以與在定子線圈134周圍產生的磁場產生電磁交互作用,以產生旋轉力。
根據這種配置,由於轉子140與定子130之間的電磁交互作用,使旋轉軸件110可以旋轉。
複數個第二扇葉164可以設置以在第二扇葉輪轂163的外圓周表面上沿螺旋方向突出。
複數個第二扇葉164設置以沿第二扇葉輪轂163的圓周方向間隔開。
複數個第二扇葉164配置以將已通過第一扇葉161的空氣引導至排出口106。
複數個第一扇葉161和複數個第二扇葉164設置以沿軸向在一直線上間隔開。
冷卻通道105可以設置在第二接收部104與第一扇葉輪轂160之
間。
冷卻通道105可以設置在第二接收部104與第二扇葉輪轂163之間。
冷卻通道105可以界定為沿軸向的直線形,以最小化流動阻力。
冷卻通道105配置以利用從該擴展通道流動的空氣來冷卻馬達。
複數個第二扇葉164設置以容納在冷卻通道105中。
複數個第二扇葉164可以與第二扇葉輪轂163一體成形。複數個第二扇葉164可以由與第二扇葉輪轂163相同的金屬材料形成。第二扇葉輪轂163和第二扇葉164可以由具有優異導熱性的鋁或鋁合金材料形成。
複數個第二扇葉164不僅能用於引導空氣,也能作為散熱片,以將透過第二扇葉輪轂163接收到的馬達的熱消散至冷卻通道105。
第二扇葉輪轂163可以透過熱傳導來消散從定子130傳遞至冷卻通道105的熱。
例如,當電流施加到定子線圈134時,定子線圈134會產生熱。從定子線圈134產生的熱是透過定子鐵心131的齒133和後軛132所傳導的熱,並傳遞至第二扇葉輪轂163。
複數個第二扇葉164配置以增加與空氣的熱交換面積。
從空氣的流動路徑來看,空氣透過抽吸口101吸入護罩100中,並且在透過抽吸通道和擴展通道103沿冷卻通道105流動時,通過排出口106排到外部。
沿著冷卻通道105流動的空氣可以與複數個第二扇葉164和第二扇葉輪轂163交換熱,以冷卻定子130的熱。
複數個第二扇葉164以用力安裝的方式耦接至護罩100的第二接收部104的內表面。
第二軸承殼體170設置在第二扇葉輪轂163的下方。
第二軸承殼體170在其內中心部包括第二軸承接收部171。
第二軸承接收部171可以界定為環形。
第二軸承容納在第二軸承接收部171中。
第二軸承可以實施為滾珠軸承190。
第二軸向移動限制部173可以從第二軸承接收部171的上端徑向
向內延伸。
通孔可以設置在第二軸向移動限制部173的內部。通孔的直徑可以設置為大於第二支撐部114和永久磁鐵安裝部113的直徑。
第二軸向移動限制部173可以徑向向內突出,其內徑小於第二軸承的外徑。因此,第二軸承可以在容納於第二軸承接收部171中時,限制朝永久磁鐵安裝部113的軸向移動。
第二軸承接收部171可以設置以向下敞開。
第二扣環接收槽174可以設置在第二軸承接收部171的下端,以徑向向外凹陷。
扣環可以安裝以容納在第二扣環接收槽174中。
扣環可以防止第二軸承在容納於第二扣環接收槽174中時,從第二軸承接收部171向外分離。
第二軸承殼體170可以以包括複數個橋172。
複數個橋172可以設置以從第二軸承接收部171的上側,朝第二扇葉輪轂163的內圓周表面向上突出。
複數個橋172中的每一個的上端部與第二扇葉輪轂163的內圓周表面的下側接觸,並可以透過諸如黏合劑等的黏合元件彼此接合。
複數個匯流排136可以設置在複數個橋172中的每一個的下端部。
複數個匯流排136分別連接至三相定子線圈134,以施加三相交流電流。
將參照圖4說明第一扇葉輪轂160、第一軸承殼體150和第二扇葉輪轂163的緊固構造。
第一扇葉輪轂160、第一軸承殼體150和第二扇葉輪轂163可以彼此緊固。
複數個第一緊固孔162可以設置在第一扇葉輪轂160上。
複數個第一緊固部154可以設置以在第一軸承殼體150的下端向下突出。複數個第一緊固部154可以設置以沿第一軸承殼體150的圓周方向間隔開。
複數個第二緊固孔155可以設置以沿厚度方向穿過複數個第一
緊固部154。
複數個第二緊固部165可以設置以在第二扇葉輪轂163的上端向上突出。複數個第二緊固部165可以設置以沿第二扇葉輪轂163的圓周方向間隔開。
複數個第三緊固孔166可以設置以分別沿厚度方向,向上穿過複數個第二緊固部165。
複數個第一緊固部154和複數個第二緊固部165可以佈置以沿第一緊固部154的厚度方向(垂直於第一扇葉輪轂160的徑向或軸向的方向)重疊。
第二緊固部165可以設置以沿厚度方向在第一扇葉輪轂160的內圓周表面上重疊。
第一緊固部154可以設置以在第二緊固部165的內部重疊。
複數個第一緊固孔162、複數個第二緊固孔155和複數個第三緊固孔166可以佈置以沿第一扇葉輪轂160的厚度方向或徑向重疊。
諸如螺絲的緊固構件可以透過第一緊固孔162、第二緊固孔155和第三緊固孔166耦接,以使第一扇葉輪轂160、第二扇葉輪轂163和第一軸承殼體150彼此緊固。
連接環安裝槽可以設置以沿厚度方向,在第一緊固部154的外圓周表面的上側凹陷。連接環135可以***連接環安裝槽中。連接環135可以設置在第一扇葉輪轂160與第一軸承殼體150的第一緊固部154之間。
緊固槽可以設置以沿厚度方向,在第一緊固部154的外圓周表面的下側凹陷。第二緊固部165可以***緊固凹槽中。
第一緊固部154的上部厚度可以界定為等於第二緊固部165的下部厚度和第一緊固部154的下部厚度的總和。
第二緊固部165可以設置為小於第二扇葉輪轂163的厚度。
第一扇葉輪轂160可以設置以圍繞第二緊固部165。
當安裝以圍繞第一扇葉輪轂160的第二緊固部165時,第一扇葉輪轂160和第二扇葉輪轂163可以設置以沿軸向重疊且沒有階梯差。
根據這種配置,第一軸承殼體150的第一緊固部154、第一扇葉輪轂160和第二扇葉輪轂163的第二緊固部165可以佈置以從其內部至外部徑向重疊,並且緊固構件可以透過設置在第一緊固部154、第一扇葉輪轂160和第二
緊固部165中的緊固孔緊固,且第一軸承殼體150、第一扇葉輪轂160和第二扇葉輪轂163可以由簡單的緊固構造製成,卻能牢固地彼此緊固且緊湊地設置,以有助於減小尺寸和重量。
複數個確認窗107可以沿厚度方向設置在護罩100的側面上的一側上。
確認窗107可以沿第一緊固孔162、第二緊固孔155、第三緊固孔166和護罩100的徑向設置。
第一緊固孔162至第三緊固孔166可以透過確認窗107露出。
緊固至第一緊固孔162至第三緊固孔166的緊固構件可以透過確認窗107露出。
當旋轉軸件110未沿軸向對準護罩100的中心時,可以透過確認窗107對準旋轉軸件110。
例如,當旋轉軸件110的一側扭轉時,諸如驅動器等工具可以穿過確認窗107,以按壓或旋轉第一扇葉輪轂160的一側,來使其沿軸向對準。
參照圖5和圖6,支撐第一支撐部112的第一軸承可以實施為空氣軸承180。
空氣軸承180可以界定為空心圓柱形。軸件接收部設置在空氣軸承180的內部。
空氣軸承180設置以在第一支撐部112的外圓周表面與空氣軸承180的內圓周表面之間形成氣隙。
該氣隙可以為0.04毫米或更小。
為了確保旋轉軸件110和轉子140的可組裝性,空氣軸承180的內徑可以設置為小於定子鐵心131的內徑。
空氣軸承180的內徑(d)可以設置為大於空氣軸承180的長度(高度),以減少空氣軸承180的內徑表面的磨損。
定子鐵心131的內徑表示沿圓周方向穿過複數個齒133的內端部的圓的直徑。
空氣軸承180的長度(L)與空氣軸承180的內徑(d)的比率可以為0.7或更小。當空氣軸承180的長度/內徑的比率超過0.7時,在空氣軸承180的內徑表面上的磨損量可能會大幅增加。
由於空氣軸承180以非潤滑狀態可旋轉地支撐旋轉軸件110,因此使用具有低摩擦係數和優異的耐磨耗性的材料。
例如,空氣軸承180可以由具有優異的非潤滑摩擦特性和耐磨耗性的聚醚醚酮(PEEK)或聚芳基醚酮(PAEK)材料製成。
PEEK或PAEK在運作後對軸承的磨損很小,並且與軸件之間的間隙變化很小。
空氣軸承180可以在旋轉軸件110與空氣軸承180的內圓周表面之間形成空氣層,並且沒有諸如潤滑油等額外的工作流體以非接觸方式支撐旋轉軸件110。
第一O型環支架181可以安裝在第一軸承的外圓周表面上,以圍繞第一軸承的外圓周表面。
第一O型環支架181可以界定為圓柱形。
第一O型環支架181的直徑可以與第一軸承的外徑相同或相近。
第一軸承可以壓入套合至第一O型環支架181的內圓周表面。
第一O型環支架181可以容納在第一軸承接收部151中。
第一O型環安裝槽182可以設置以在第一O型環支撐架181的外圓周表面上,沿著圓周方向朝徑向凹陷。
O型環可以安裝以容納在第一O型環安裝槽182中。
複數個第一O型環183可以由諸如橡膠等的彈性材料製成。
可以在第一O型環支架181的外圓周表面上設置複數個第一O型環安裝槽182。在本實施例中,示出設置有兩個第一O型環安裝槽182的配置。
複數個第一O型環安裝槽182可以設置以沿第一O型環支架181的軸向間隔開。
複數個第一O型環183可以與第一軸承接收部151緊密接觸。
根據這種配置,複數個第一O型環183可以對準第一軸承的同心度。複數個第一O型環183可以防止第一O型環支架181在第一軸承接收部151中旋轉。
複數個第一O型環183可以減弱從外部傳遞至第一軸承的振動和衝擊。
支撐第二支撐部114的第二軸承可以實施為滾珠軸承190。
第二O型環支架191可以安裝在滾珠軸承190的外圓周表面上,以圍繞滾珠軸承190。
複數個第二O型環安裝槽192可以設置在第二O型環支架191的外圓周表面上。在本實施例中,示出設置有兩個第二O型環安裝槽192的配置。
複數個第二O型環193可以分別安裝在複數個第二O型環安裝槽192中。
複數個第二O型環193可以對準第二軸承的同心度。複數個第二O型環193可以防止第二O型環支架191相對於第二軸承接收部171旋轉。
複數個第二O型環193由諸如橡膠等的彈性材料製成。
複數個第二O型環193可以減弱從外部傳遞至第一軸承的振動和衝擊。
滾珠軸承190可以由外圈、內圈和複數個滾珠組成。
外環固定地設置在第二O型環支架191的內圓周表面上。內環耦接至第二支撐部114的外圓周表面。複數個滾珠介在外圈與內圈之間,以支撐內圈相對於外圈的相對旋轉運動。
因此,根據本發明,空氣軸承180作為第一軸承,該第一軸承支撐位於相鄰於葉輪120的旋轉軸件110的第一支撐部112。
由於空氣軸承180是以空氣潤滑,並且沒有額外的工作流體,因此空氣軸承180與旋轉軸件110之間不會發生摩擦。
因此,即使旋轉軸件110以每分鐘轉數100,000以上的高速旋轉,空氣軸承180與旋轉軸件110之間的摩擦可能不會造成磨損,從而延長軸承的壽命。另外,可以應用空氣軸承180,以延長風扇馬達高速旋轉的壽命。
此外,空氣軸承180即使直徑增加,也可以具有延長壽命的優點。
因此,可以增加空氣軸承180的直徑,以增加第一支撐部112的軸向直徑。
另外,可以增加(加厚)相鄰於葉輪120的旋轉軸件110的第一支撐部112的直徑(厚度),以防止在高速旋轉期間由於葉輪120負載不均勻而導致旋轉軸件110彎曲。此外,可以增加第一支撐部112的厚度,以增加旋轉軸件110允許的極限速率。
例如,第一支撐部112的直徑可以設置為大於與葉輪120耦接的
旋轉軸件110的葉輪耦接部111的直徑。
另外,第一支撐部112的直徑可以設置為大於旋轉軸件110的永久磁鐵安裝部113的直徑,永久磁鐵141安裝在旋轉軸件110上。
此外,第一支撐部112的直徑可以設置為大於由第二軸承支撐的第二支撐部114的直徑。
可以組裝旋轉軸件110,使得定子130預組裝至護罩100的內側,然後透過設置在定子鐵心131內部的轉子接收孔,將旋轉軸件110設置在護罩100的第一接收部102和第二接收部104的同一中心線上。
為了使第一支撐部112透過轉子接收孔耦接至第一軸承的內圓周表面,第一支撐部112的直徑較佳可以設置為小於定子鐵心131的內徑。
另外,第一軸承的內徑可以設置為小於定子鐵心131的內徑,以確保旋轉軸件110等的可組裝性。
此外,空氣軸承180可以不設置在作為風扇馬達的主要通道的抽吸通道、擴展通道103和冷卻通道105中,並且葉輪120可以設置以覆蓋容納空氣軸承180的第一軸承接收部151,從而阻擋諸如灰塵等的異物進入空氣軸承180。
另外,第一O型環安裝槽182可以設置在圍繞空氣軸承180的第一O型環支架181的外壁上,並且複數個第一O型環183可以安裝在複數個第一O型環安裝槽182中,從而允許旋轉軸件110沿軸向對準護罩100的中心線。
此外,第一O型環183可以由彈性材料形成,從而減弱從外部傳遞至第一軸承的衝擊。
同時,滾珠軸承190可以作為第二軸承,該第二軸承支撐位於葉輪120相對於永久磁鐵安裝部113的相對側的旋轉軸件110的第二支撐部114。
由於位於葉輪120相對側的旋轉軸件110的第二支撐部114受葉輪120負載不均勻影響較小,因此第二支撐部114的軸徑可以小於第一支撐部112的軸徑。
因此,滾珠軸承190可以應用於第二支撐部114。滾珠軸承190比空氣軸承180便宜。因此,就成本而言,應用一個空氣軸承180和一個滾珠軸承190比應用兩個空氣軸承180支撐旋轉軸件110的兩側更為有利。
此外,當兩個軸承僅使用空氣軸承180時,應使用止推軸承,該止推軸承為必要元件。然而,當應用一個空氣軸承180和一個滾珠軸承190時,
可以移除止推軸承,從而大幅減小風扇馬達的尺寸和重量。
另外,第一扇葉輪轂160和第二扇葉輪轂163可以相對於葉輪120產生的氣流方向,彼此設置在葉輪120的下游側的一直線上,並且設置在護罩100與第一扇葉輪轂和第二扇葉輪轂163之間的冷卻通道105可以設置在一直線上而不會彎曲,從而最小化空氣的流動阻力,並提高空氣對馬達的冷卻效率。
此外,複數個第二扇葉164可以設置在第二扇葉輪轂163的外圓周表面以突出至冷卻通道105,並且複數個第二扇葉164不但能引導空氣的流動,也會增加空氣與定子130之間的熱交換面積,從而最大化馬達的冷卻性能。
另外,複數個第一緊固部145可以沿軸向在第一軸承殼體150中向下突出。複數個第二緊固部165可以沿軸向在第二扇葉輪轂163中向上突出。第一緊固部154和第二緊固部165可以設置以沿徑向與其間的第一扇葉輪轂160重疊。諸如螺絲的緊固構件可以透過第一軸承殼體150的第一緊固部154、第一扇葉輪轂160和第二軸承殼體170的第二緊固部165緊固,以使沿軸向設置的第一軸承殼體150、第一扇葉輪轂160和第二扇葉輪轂163彼此牢固地緊固,從而利用簡單且緊湊的緊固構造,大幅減小馬達的尺寸和重量。
圖7是顯示根據本發明之風扇馬達的外觀的立體圖。
圖8是圖7中之風扇馬達的分解圖。
圖9是沿圖7中之III-III線所截取的剖面圖。
圖10是顯示圖9中之空氣軸承260的立體圖。
圖11是沿圖10中之XI-XI線所截取的剖面圖,其示出第一O型環262安裝在空氣軸承260的外圓周表面上的配置。
根據本發明的風扇馬達可以包括護罩200、旋轉軸件220、葉輪210、扇葉輪轂240、馬達殼體230、定子、轉子、空氣軸承260、以及滾珠軸承290。
護罩200界定風扇馬達的外觀。護罩200具有圓形的剖面形狀。
護罩200的內部具有接收空間。
護罩200可以沿長度方向(上下方向或軸向)劃分為抽吸口201、第一接收部202、第二接收部203、以及第一排出口204。
抽吸口201和第一接收部202可以分別界定為圓錐形。
第二接收部203可以界定為圓柱形。第一排出口204可以設置在
護罩200的下端部。
抽吸口201設置在護罩200的上端部。外部空氣可以通過抽吸口201吸入護罩200中。
抽吸口201可以界定為倒置的錐形。
具有狹窄的剖面面積的瓶頸部可以形成在抽吸口201相對於氣流方向的下游側。可以增加空氣在瓶頸部中的流動速率,以增加抽吸速率。
第一接收部202設置在抽吸口201相對於氣流方向的下游側。
第二接收部203設置在第一接收部202相對於氣流方向的下游側。
葉輪210和第一軸承接收部226可以容納在第一接收部202中。
第一接收部202可以界定為使得剖面面積從瓶頸部至第二接收部203逐漸增加。第一接收部202的外圓周表面可以設置為曲形,以從瓶頸部朝第二接收部203傾斜。
第二接收部203可以界定為圓柱形,其直徑大於抽吸口201或第一接收部202的上端部的直徑。
扇葉輪轂240和馬達殼體230可以容納在第二接收部203中。
複數個緊固部232可以設置在馬達殼體230的下端。
複數個緊固部232可以設置以從馬達殼體230的外圓周表面朝護罩200的內圓周表面徑向向外突出。
複數個緊固部232的外圓周可以延伸以與護罩200的內圓周表面接觸。第一緊固槽233可以沿徑向設置在複數個緊固部232中的每一個上。複數個第一緊固孔205可以設置在護罩200的下端部,以沿厚度方向從中穿過。第一緊固孔205可以設置以沿徑向與第一緊固槽233重疊。
諸如螺絲的緊固構件可以透過護罩200的第一緊固孔205緊固至緊固部232的第一緊固槽233,從而允許護罩200和馬達殼體230彼此緊固。
定子可以容納在馬達殼體230的內部。
第二軸承接收部250可以容納在馬達殼體230的內部。
第一排出口204設置在第二接收部203的下端。複數個第一排出口204可以設置在從馬達殼體230的外圓周表面徑向向外突出的複數個緊固部232之間。
第一排出口204可以將第二接收部203內部的空氣排出至外部。
旋轉軸件220在軸向沿著護罩200的中心線穿過護罩200的中心設置。
葉輪210配置以吸入外部空氣。
葉輪210包括輪轂211和複數個葉片212。
輪轂211位於葉輪210的中心部。輪轂211可以界定為圓錐形,該圓錐形界定為直徑從上端到下端增加。
凹部213可以設置在輪轂211的下部。凹部213可以設置以向輪轂211的內部凹陷的錐形。旋轉軸件220的一部分可以設置以容納在凹部213中。
緊固孔可以設置在輪轂211的內部,以緊固至旋轉軸件220的一端部。
複數個葉片212可以設置以在輪轂211的外圓周表面上以螺旋形突出。複數個葉片212可以設置以沿輪轂211的圓周方向間隔開。
複數個葉片212可以界定以彼此間的距離從輪轂211的上端到下端增加。
複數個葉片212可以與第一接收部202以一定距離間隔開。
抽吸通道可以設置在第一接收部202與輪轂211之間。
旋轉軸件220可以包括葉輪耦接部221、軸件連接部222、第一支撐部223、永久磁鐵安裝部224、以及第二支撐部225,該些元件沿軸向從上端到下端以不同直徑界定。
葉輪耦接部221可以設置在旋轉軸件220的一端部。葉輪耦接部221可以通過緊固孔耦接至葉輪210,且葉輪210可以與旋轉軸件220一起旋轉。
軸件連接部222可以設置以具有大於葉輪耦接部221的直徑。葉輪耦接部221緊固至緊固孔時,軸件連接部222可以容納在凹部213中。軸件連接部222的一端部與凹部213緊密接觸,以限制軸向移動。
當葉輪210旋轉時,外部空氣可以從抽吸口201沿著護罩200的抽吸通道流入。
在旋轉軸件220具有不同直徑的部分中,第一支撐部223具有最大的直徑。第一支撐部223位於相鄰於葉輪210。
第一軸承耦接至第一支撐部223。第一軸承可以實施為空氣軸承
260。
第一軸承配置以可旋轉地支撐旋轉軸件220的第一支撐部223。
永久磁鐵安裝部224位於第一支撐部223與第二支撐部225之間。
永久磁鐵安裝部224的直徑可以小於第一支撐部223的直徑。
轉子的永久磁鐵270安裝在永久磁鐵安裝部224上,以便圍繞永久磁鐵安裝部224的外圓周表面。
永久磁鐵安裝部224的直徑小於第一支撐部223的直徑。
第二支撐部225的直徑小於永久磁鐵安裝部224的直徑。
第二軸承耦接至第二支撐部225。第二軸承可以實施為滾珠軸承290。
第二軸承配置以可旋轉地支撐旋轉軸件220的第二支撐部225。
滾珠軸承290可以由外圈、內圈和複數個滾珠組成。
外環固定地設置在O型環支架291的內圓周表面上。內環耦接至第二支撐部225的外圓周表面。複數個滾珠***外圈與內圈之間,以支撐內圈相對於外圈的相對旋轉運動。
第一支撐部223和第二支撐部225可以設置在旋轉軸件220的上部和下部,且永久磁鐵安裝部224介於兩者之間。第二支撐部225可以沿軸向位於葉輪耦接部221的相對側。
第一軸承接收部226設置在葉輪210的下游側,以一預定距離間隔開。
第一軸承接收部226可以界定為圓柱形。空氣軸承260容納在第一軸承接收部226中。
第一軸承接收部226可以設置以朝葉輪210向上敞開。
第一軸承接收部226的直徑可以大於第一支撐部223的直徑和空氣軸承260的直徑。
第一軸向移動限制部227可以從第一軸承接收部226的下端延伸至其徑向內側。
通孔可以設置在第一軸向移動限制部227的內部。通孔的直徑可以設置為大於第一支撐部223的直徑,並小於空氣軸承260的直徑。
根據這種配置,當空氣軸承260容納在第一軸承接收部226中
時,第一軸向移動限制部227可以限制向轉子軸向移動。
第一扣環接收槽228可以設置以從第一軸承接收部226的上端徑向向外。
第一扣環接收槽228安裝以在其內部容納第一扣環229。第一扣環229可以界定為「C」形。第一扣環229界定為一側敞開的環形,以可彈性變形,使第一扣環229內部的敞開區域沿徑向膨脹或收縮。
第一扣環229可以界定為稍大於第一軸承接收部226,以將外徑***第一扣環接收槽228,並且內徑可以界定為小於空氣軸承260。
第一扣環229可以防止空氣軸承260在容納於第一扣環接收槽228中時,朝葉輪210與第一軸承接收部226軸向分離。
第一軸承接收部226的上端部容納在設置在輪轂211的下側的凹部213中。
葉輪210的輪轂211設置以沿軸向與第一軸承接收部226重疊,從而覆蓋敞開的第一軸承接收部226的上開口部。
根據這種配置,輪轂211可以阻擋經由葉輪210所吸入的空氣中如灰塵等的異物流入空氣軸承260。
扇葉輪轂240可以界定為中空的圓錐形和圓柱形的組合。
圓錐部可以設置在扇葉輪轂240的上部,而圓柱部可以設置在扇葉輪轂240的下部。
扇葉輪轂240的圓錐部可以界定為直徑相對於氣流方向從上游側至下游側逐漸增加。
直徑沿軸向從扇葉輪轂240的圓錐部的頂部朝底部增加的比率大於直徑從輪轂211的上端朝下端增加的比率。
換句話說,輪轂211的外表面的傾斜度大於扇葉輪轂240的外表面的傾斜度。
扇葉輪轂240上端的直徑可以界定為稍大於輪轂211的下端。
根據這種配置,可以最小化空氣的流動阻力。
擴展通道242可以設置在第一接收部202與扇葉輪轂240之間。擴展通道242是用於將從抽吸通道吸入的空氣傳送至將在稍後說明的扇葉241的通道。
可以設置擴展通道242,使得通道的直徑從葉輪210向扇葉241增加。
開口部設置在扇葉輪轂240的圓錐部的上端。第一軸承接收部226的上端部可以突出穿過開口部,並可以容納在第一軸承接收部226上端部的下方的扇葉輪轂240的圓錐部中。
馬達殼體230設置在扇葉輪轂240相對於氣流方向的下游側。
馬達殼體230的外圓周表面可以耦接至扇葉輪轂240的內圓周表面。馬達殼體230的外圓周表面和扇葉輪轂240的內圓周表面可以透過如黏合劑等的黏合元件彼此接合。
第一軸承接收部226可以設置在馬達殼體230的上游側以間隔開。
第一軸承接收部226和馬達殼體230可以由複數個第一橋231連接。
複數個第一橋231中的每一個的一側可以界定為連接至第一軸承接收部226的外圓周表面,而複數個第一橋231中的每一個的另一側可以界定為連接至馬達殼體230的上端。
馬達殼體230界定以具有大於第一軸承接收部226的直徑的直徑。
複數個第一橋231中的每一個可以包括:直線部,從馬達殼體230直接向上延伸;以及傾斜部,從該直線部朝第一軸承接收部226的外圓周表面傾斜地向上延伸。
複數個第一橋231可以設置為沿馬達殼體230或第一軸承接收部226的圓周方向間隔開。
開口部位於複數個第一橋231之間,並可以設置以沿徑向敞開。
扇葉輪轂240的圓錐部和圓柱部配置以覆蓋在第一橋231之間的開口部。扇葉輪轂240的圓錐部和圓柱部的一部分可以設置以圍繞複數個第一橋231,並沿徑向和上下方向重疊。
內部通道235可以沿軸向設置在扇葉輪轂240的內部和馬達殼體230的內部,以允許空氣流入馬達殼體230中。
複數個連通孔236可以設置在扇葉輪轂240的圓錐部中。複數個
連通孔236可以連接第一接收部202的擴展通道242和馬達殼體230的內部通道235,以彼此連通。複數個連通孔236可以設置為沿扇葉輪轂240的圓周方向間隔開。
根據這種配置,由葉輪210吸入的空氣可以通過連通孔236從擴展通道242分支,以流入馬達殼體230的內部通道235中。
扇葉輪轂240的圓柱部可以界定為沿軸向具有恆定直徑的圓柱形。
外部通道243可以設置在第二接收部203與扇葉輪轂240的圓柱部的外圓周表面之間。
設置在複數個第一橋231之間的開口部可以設置以與連通孔236連通,並也可以連接以與內部通道235連通。
外部通道243設置在擴展通道242的下游側。由葉輪210吸入的空氣的一部分可以通過連通孔236從擴展通道242流入內部通道235中,而所吸入的空氣的另一部分可以從擴展通道242流至外部通道243。
連接環(圖未示出)可以安裝在扇葉輪轂240的內圓周表面上。扇葉輪轂240配置以圍繞圓型連接環。該連接環配置以連接三相定子線圈283的一端(中性線)。
圍繞凹槽238可以設置在馬達殼體230的外圓周表面上以深度等於扇葉輪轂240的厚度凹陷。因此,扇葉輪轂240***和耦接至圍繞凹槽238,從而使馬達殼體230與扇葉輪轂240之間不會出現階梯差。
扇葉輪轂240和馬達殼體230可以由圍繞凹槽238接合。
複數個扇葉241可以以設置以在扇葉輪轂240的外圓周表面上沿螺旋方向突出。
複數個扇葉241設置為沿扇葉輪轂240的圓周方向間隔開。
扇葉輪轂240和扇葉241可以一體成形。扇葉241配置以將通過擴展通道242流入的空氣引導至外部通道243。
複數個扇葉241可以以用力安裝的方式,耦接至護罩200的第二接收部203的內部。
馬達殼體230配置以圍繞定子。
定子可以安裝以壓入套合至馬達殼體230中。
定子包括定子鐵心280和定子線圈283。
定子鐵心280可以透過諸如黏合劑等的黏合元件黏合至馬達殼體230上部的內圓周表面。
定子鐵心280可以包括後軛281和複數個齒282。
後軛281可以界定為環形。複數個齒282中的每一個齒設置以沿徑向從後軛281的內表面朝後軛281的中心突出。
複數個齒282可以設置為可從後軛281拆卸。在本實施例中,複數個齒282可以具有三個齒。
耦接突起可以設置以從複數個齒282中的每一個齒的一端部突出。
耦接突起可以在軸沿設置在後軛281內側的耦接凹槽滑動地耦接。
極靴可以設置以沿複數個齒282中的每一個齒的另一端部的圓周方向突出。複數個齒282設置為沿後軛281的圓周方向間隔開。
定子線圈283可以配置為三相線圈。複數個定子線圈283可以以集中繞組的形式纏繞在每相的齒282上。
根據這種配置,齒282的齒分割鐵心和線圈的集中繞組構造不但可以提高馬達的輸出,而且有助於減小馬達的尺寸和重量。
在定子鐵心280與定子線圈283之間絕緣的絕緣體284可以***定子鐵心280與定子線圈283之間。絕緣體284可以包括設置以圍繞一部分齒282的齒絕緣體284;以及設置以覆蓋一部分後軛281的後軛絕緣體284。絕緣體284由諸如塑膠等的絕緣材料形成。
轉子配置以包括永久磁鐵270。
永久磁鐵270可以安裝在永久磁鐵安裝部224的外圓周表面上。
永久磁鐵安裝部224設置以從第一支撐部223的下端至軸向下部具有較小的直徑。
永久磁鐵270設置以具有小於定子鐵心280的內徑的直徑。
定子鐵心280的內徑表示沿圓周方向穿過複數個極靴的內端的圓周的直徑。
永久磁鐵270和第一支撐部223可以設置以具有相同的直徑。
永久磁鐵270可以在相對於定子鐵心280的極靴具有徑向向內的氣隙的情況下可旋轉地安裝在旋轉軸件220的永久磁鐵安裝部224上。
為了限制永久磁鐵270沿軸向的移動,端帽271可以安裝在永久磁鐵安裝部224的下側。端帽271可以界定為圓柱形,其具有與永久磁鐵270相同的直徑。
永久磁鐵270的一側可以與直徑大於永久磁鐵安裝部224的直徑的第一支撐部223接觸,從而限制沿軸向上游的移動。
端帽271固定地設置在永久磁鐵270的下游側。
端帽271可以界定為中空圓柱形,以允許永久磁鐵安裝部224從中穿過。
永久磁鐵270的另一側可以藉由端帽271限制沿軸向移動至下游側。
當三相交流電施加到複數個定子線圈283中的每一個時,永久磁鐵270可以與在定子線圈283周圍產生的磁場產生電磁交互作用,以產生旋轉力。
根據這種配置,由於轉子與定子之間的電磁交互作用,使旋轉軸件220可以旋轉。
定子線圈283和定子鐵心280配置以與沿著內部通道235流動的空氣進行熱交換。
根據這種配置,可以經由定子與空氣之間的熱交換來冷卻定子線圈283和定子鐵心280所產生的熱。
外部通道243可以設置在第二接收部203與扇葉輪轂240之間。
外部通道243可以界定為沿軸向的直線形,以最小化流動阻力。
空氣可以沿著護罩200內部的兩個流動路徑流動。從第一流動路徑來看,空氣通過抽吸口201吸入護罩200中,並且在通過抽吸通道和擴展通道242沿外部通道243流動時,所吸入的空氣的一部分透過第一排出口204排到外部。
從第二流動路徑來看,所吸入的空氣的另一部分通過複數個連通孔236從擴展通道242流入扇葉輪轂240的內部通道235中。
沿著內部通道235流動的空氣可以在與定子線圈283進行熱交換時冷卻定子的熱,然後可以通過第二排出口237排到外部。複數個第二排出口237
可以設置在馬達殼體230的下端的內部。
第二軸承接收部250設置在馬達殼體230的下端部。
第二軸承接收部250可以設置在馬達殼體230的內中心部。
第二軸承接收部250可以界定為環形。
第二軸承安裝可以容納在第二軸承接收部250中。
第二軸承可以實施為滾珠軸承290。
第二軸向移動限制部251可以從第二軸承接收部250的上端徑向向內延伸。
通孔可以設置在第二軸向移動限制部251的內部。通孔的直徑可以設置為大於第二支撐部225和永久磁鐵安裝部224的直徑。
第二軸向移動限制部251可以徑向向內突出,其內徑小於第二軸承的外徑。因此,第二軸承可以在容納在第二軸承接收部250中時,限制永久磁鐵安裝部224的軸向移動。
第二軸承接收部250可以設置以向下敞開。
第二扣環接收槽252可以設置在第二軸承接收部250的下端,以徑向向外凹陷。
第二扣環253可以安裝以容納在第二扣環接收槽252中。
第二扣環253可以防止第二軸承在容納在第二扣環接收槽252時,從第二軸承接收部250向外分離。
複數個第二橋254可以設置在第二軸承接收部250的外圓周表面上。
複數個第二橋254中的每一個設置以徑向向外突出。
複數個第二橋254的外圓周可以設置以與馬達殼體230的下端部的內圓周表面接觸。
複數個第二緊固孔234可以設置在馬達殼體230的下端,以沿徑向穿過。
複數個第二緊固孔234和複數個緊固部232可以沿馬達殼體230的圓周方向交替地間隔開。
複數個第二緊固槽255可以設置在複數個第二橋254的外圓周上,以沿徑向分別與複數個第二緊固孔234重疊。
複數個緊固構件諸如螺絲可以透過複數個第二緊固孔234分別緊固至複數個第二緊固槽255,以藉由複數個第二橋254將第二軸承接收部250安裝在馬達殼體230的內側上。
複數個第二排出口237可以設置在複數個第二橋254之間。
複數個第二排出口237和複數個第二橋254可以在馬達殼體230的內部沿圓周方向交替地間隔開。
複數個匯流排(圖未示出)可以設置在馬達殼體230下端部的內側。複數個匯流排可以設置在第二排出口237中。
複數個匯流排分別連接至三相定子線圈283,以施加三相交流電流。
第一軸承接收部226可以藉由複數個第一橋231在馬達殼體230中一體成形,並且扇葉輪轂240和馬達殼體230可以設置以沿徑向彼此重疊,並透過黏合劑彼此接合,且兩者由簡單的緊固構造製成,卻能彼此牢固地緊固並緊湊地設置,以有助於減小尺寸和重量。
複數個緊固部232可以設置以從馬達殼體230的外圓周表面突出,並且複數個緊固部232可以藉由螺絲等緊固至護罩200的下端部,從而進一步提高護罩200與馬達殼體230之間的緊固力。
複數個緊固部232和複數個第二橋254較佳可以沿徑向設置,以在馬達殼體230的外側和內側彼此不重疊。
複數個緊固部232和複數個第二橋254可以設置以分別在馬達殼體230的外側和內側,沿圓周方向以不同的相位差間隔開。
若複數個緊固部232和複數個第二橋254設置以沿徑向重疊,則用於緊固護罩200和馬達殼體230的緊固構件、以及用於緊固馬達殼體230和第二軸承接收部250的緊固構件可以設置以沿徑向彼此重疊,從而造成難以將各個緊固構件分別緊固至不同部分。
因此,在護罩200與馬達殼體230的緊固部232之間的緊固位置、以及在馬達殼體230與第二軸承接收部250的第二橋254之間的緊固位置可以設置以沿圓周方向彼此間隔開,以具有不同的相角,從而儘管組裝空間很小,仍可以確保馬達的小型化和可組裝性。
參照圖10和圖11,支撐第一支撐部223的第一軸承可以實施為空
氣軸承260。
空氣軸承260可以界定為空心圓柱形。軸件接收部設置在空氣軸承260的內部。
空氣軸承260設置以在第一支撐部223的外圓周表面與空氣軸承260的內圓周表面之間形成氣隙。
氣隙可以為0.04毫米或更小。
為了確保旋轉軸件220和轉子的可組裝性,空氣軸承260的內徑可以設置為小於定子鐵心280的內徑。
定子鐵心280的內徑表示沿圓周方向穿過複數個齒282的內端部的圓的直徑。
空氣軸承260的內徑(d)可以設置為大於空氣軸承260的長度(高度),以減少空氣軸承260的內徑表面的磨損。
空氣軸承260的長度(L)與空氣軸承260的內徑(d)的比率可以為0.7或更小。空氣軸承260的長度/內徑(L/d)的比率超過0.7時,空氣軸承260內徑表面的磨損量可能會大幅增加。
由於空氣軸承260以非潤滑狀態可旋轉地支撐旋轉軸件220,因此使用具有低摩擦係數和優異的耐磨耗性的材料。
例如,空氣軸承260可以由具有優異的非潤滑摩擦特性和耐磨耗性的聚醚醚酮(PEEK)或聚芳基醚酮(PAEK)材料製成。
PEEK或PAEK在運作後對軸承的磨損很小,並且與軸件之間的間隙變化很小。
空氣軸承260可以在旋轉軸件220與空氣軸承260的內圓周表面之間形成空氣層,並且沒有潤滑油等額外的工作流體以非接觸方式支撐旋轉軸件220。
至少一個第一O型環262可以安裝在第一軸承的外圓周表面上。在本實施例中,示出安裝有一個第一O型環262的配置。
空氣軸承260可以容納在第一軸承接收部226中。
第一O型環安裝槽261可以沿徑向在空氣軸承260的外圓周表面上沿著圓周方向凹陷。
第一O型環262可以安裝為容納在第一O型環安裝槽261中。
複數個第一O型環262由橡膠等彈性材料製成。
複數個第一O型環安裝槽261可以設置以沿空氣軸承260的長度方向(軸向)間隔開。
複數個第一O型環262與第一軸承接收部226緊密接觸。
根據這種配置,複數個第一O型環262可以在同一中心線上對準在空氣軸承260與第一軸承接收部226之間的同心度。複數個第一O型環262可以防止空氣軸承260在第一軸承接收部226中旋轉。
複數個第一O型環262可以減弱從外部傳遞至空氣軸承260的振動和衝擊。
支撐第二支撐部225的第二軸承可以實施為滾珠軸承290。
O型環支架291可以安裝在滾珠軸承290的外圓周表面上,以圍繞滾珠軸承290。
複數個第二O型環安裝槽292可以設置在O型環支架291的外圓周表面上。在本實施例中,示出設置有兩個第二O型環安裝槽292的配置。
複數個第二O型環293可以分別安裝在複數個第二O型環安裝槽292中。
複數個第二O型環293可以在同一中心線上對準在滾珠軸承290與第二軸承接收部250之間的同心度。複數個第二O型環293可以防止滾珠軸承290相對於第二軸承接收部250旋轉。
複數個第二O型環293由橡膠等彈性材料製成。
複數個第二O型環293可以減弱從外部傳遞至滾珠軸承290的振動和衝擊。
因此,根據本發明,空氣軸承260作為第一軸承,該第一軸承支撐位於相鄰於葉輪210的旋轉軸件220的第一支撐部223。
由於空氣軸承260是以空氣潤滑,並且沒有額外的工作流體,因此空氣軸承260與旋轉軸件220之間不會發生摩擦。
因此,即使當旋轉軸件220以高於100,000rpm高速旋轉時,也不會發生由於空氣軸承260與旋轉軸件220之間的摩擦而造成的磨損,從而延長軸承的壽命。另外,可以應用空氣軸承260,以延長風扇馬達高速旋轉的壽命。
此外,空氣軸承260即使直徑增加,也可以具有延長壽命的優點。
因此,可以增加空氣軸承260的直徑,以增加第一支撐部223的軸向直徑。
另外,可以增加(加厚)相鄰於葉輪210的旋轉軸件220的第一支撐部223的直徑(厚度),以防止在高速旋轉期間由於葉輪210負載不均勻而導致旋轉軸件220彎曲。此外,可以增加第一支撐部223的厚度,以增加旋轉軸件220允許的極限速率。
例如,第一支撐部223的直徑可以設置為大於與葉輪210耦接的旋轉軸件220的葉輪耦接部221的直徑。
另外,第一支撐部223的直徑可以設置為大於其上安裝有永久磁鐵270的旋轉軸件220的永久磁鐵安裝部224的直徑。
此外,第一支撐部223的直徑可以設置為大於由第二軸承支撐的第二支撐部225的直徑。
在將定子預組裝在護罩200的內部之後,旋轉軸件220穿過形成在定子鐵心280的內部的轉子接收孔,以容納在護罩200的第一接收部202和第二接收部203中。組裝旋轉軸件220,以設置在第二接收部203的同一中心線上。
為了使第一支撐部223通過轉子接收孔耦接至第一軸承的內圓周表面,第一支撐部223的直徑較佳可以設置為小於定子鐵心280的內徑。
此外,空氣軸承260的內徑可以設置為小於定子鐵心280的內徑,以確保旋轉軸件220等的可組裝性。
例如,在滾珠軸承290耦接至第二支撐部225時,旋轉軸件220的第一支撐部223可以組裝至空氣軸承260的內側。
另外,空氣軸承260可以不設置在作為風扇馬達的主要通道的抽吸通道、擴展通道242和外部通道243中,並且葉輪210可以設置以覆蓋容納空氣軸承260的第一軸承接收部226,從而阻擋諸如灰塵等的異物進入空氣軸承260。
此外,第一O型環安裝槽261可以設置在空氣軸承260的外壁上,而第一O型環262可以安裝在第一O型環安裝槽261中,從而允許旋轉軸件220沿軸向對準護罩200的中心線。
另外,第一O型環262可以由彈性材料形成,從而減弱從外部傳遞至空氣軸承260的衝擊。
同時,滾珠軸承290可以作為第二軸承,該第二軸承支撐旋轉軸
件220的第二支撐部225,其位於葉輪210相對於永久磁鐵安裝部224的相對側。
由於位於葉輪210相對側的旋轉軸件220的第二支撐部225受葉輪210負載不均勻影響較小,因此第二支撐部225的軸徑可以小於第一支撐部223的軸徑。
因此,滾珠軸承290可以應用於第二支撐部225。滾珠軸承290比空氣軸承260便宜。因此,就成本而言,應用一個空氣軸承260和一個滾珠軸承290比應用兩個空氣軸承260支撐旋轉軸件220的兩側更為有利。
此外,兩個軸承僅使用空氣軸承260時,應使用止推軸承,該止推軸承為必要元件。然而,應用一個空氣軸承260和一個滾珠軸承290時,可以移除止推軸承,從而大幅減小風扇馬達的尺寸和重量。
另外,扇葉輪轂240和馬達殼體230可以相對於由葉輪210產生的氣流方向,彼此設置在葉輪210的下游側的一直線上,並且設置在護罩200與扇葉輪轂240和馬達殼體230之間的外部通道243可以設置在一直線上而不會彎曲,從而最小化空氣的流動阻力,並提高空氣對馬達的冷卻效率。
此外,從扇葉輪轂240的外圓周表面突出的複數個扇葉241可以以用力安裝的方式,耦接至護罩200的內圓周表面,從而允許護罩200和扇葉輪轂240彼此牢固地緊固。
第一軸承接收部226和馬達殼體230可以由複數個第一橋231連接成一體。
扇葉輪轂240和馬達殼體230可以設置以沿徑向重疊,並且透過黏合劑彼此接合,從而彼此牢固地緊固。
複數個緊固部232可以在馬達殼體230的外圓周表面徑向向外突出,並且複數個緊固部232可以藉由螺絲等緊固至護罩200的內圓周表面,從而允許護罩200和馬達殼體230彼此牢固地耦接。
第二軸承接收部250和馬達殼體230可以藉由複數個第二橋254彼此連接,並且馬達殼體230和第二橋254可以藉由螺絲等緊固構件彼此連接,從而利用簡單且緊湊的緊固構造,大幅減小馬達的尺寸和重量。
此外,在護罩200與馬達殼體230的緊固部232之間的緊固位置、以及在馬達殼體230與第二軸承接收部250的第二橋254之間的緊固位置可以設置以沿圓周方向彼此間隔開,以具有不同的相角,從而儘管組裝空間很小,仍
可以確保馬達的小型化和可組裝性。
圖12是顯示根據本發明另一實施例在空氣軸承260'上的第一O型環安裝槽261'的立體圖。
圖13是沿圖12中之XIII-XIII線所截取的剖面圖,其示出複數個第一O型環262'安裝在空氣軸承260'的第一O型環安裝槽261'上的配置。
本實施例與前述圖7至圖11的實施例的不同之處在於,複數個第一O型環安裝槽261'沿著圓周方向設置在空氣軸承260'的外圓周表面上。
複數個第一O型環安裝槽261'設置為沿空氣軸承260'的長度方向(軸向)間隔開。複數個第一O型環262'可以安裝以分別容納在複數個第一O型環安裝槽261'中。
其他組件與圖7至圖11的實施例的組件相同或相似,因此將省略其多餘的說明。
圖14是顯示根據本發明又另一實施例之風扇馬達的分解立體圖。
圖15是顯示圖14中所示之軸承部和支架部的立體圖。
圖16是顯示圖14中所示之密封部的立體圖。
圖17至圖22是顯示圖16中所示之密封部的其他示例的視圖。
圖23是顯示圖14中所示之風扇馬達於組裝狀態的配置的剖面圖。
圖24是顯示圖23中所示之軸承部周圍的風扇馬達的局部放大圖。
圖25是顯示圖24中所示之除軸承部和扣環以外的殼體部的內部空間的視圖。
圖26是顯示圖24中所示之軸承部周圍放大的部分風扇馬達的概念圖。
參照圖14至圖26,風扇馬達300包括旋轉軸件310、軸承部320、以及密封部330。
旋轉軸件310可以設置以沿一個方向延伸,並耦接至轉子352,從而在轉子352旋轉時一起沿一個方向旋轉。
旋轉軸件310可以配置以圍繞中心軸310a旋轉,該中心軸310a沿
著旋轉軸件310的長度方向(D1)界定。
同時,旋轉軸件310的徑向(D2)可以界定為垂直於旋轉軸件310的長度方向(D1)的方向。
轉子352可以設置在定子351的內部。此外,轉子352可以配置以透過由定子351產生的旋轉磁場沿一方個向旋轉。
轉子352可以包括:磁鐵部352a,設置以圍繞一部分旋轉軸件310;以及端帽352b,設置在磁鐵部352a的一端部。磁體部352a可以配置以具有磁性。
定子351可以包括定子鐵心351a、定子線圈351b和絕緣體351c。
定子線圈351b可以設置為複數個,並可以纏繞在定子鐵心351a上。
此外,絕緣體351c可以設置在定子鐵心351a與定子線圈351b之間,以使定子鐵心351a與定子線圈351b之間電絕緣。
同時,葉輪371可以耦接和固定至旋轉軸件310的一端部。
葉輪371可以包括:輪轂371a,構成葉輪371的主體;以及複數個葉片371b,沿著輪轂371a的圓周從輪轂371a的外表面突出。旋轉軸件310的一端部插通的通孔371c可以設置在輪轂371a中。
葉輪371可以在旋轉期間產生氣流。此外,風扇馬達300可以包括扇葉372,其引導葉輪371產生的氣流。扇葉372可以沿著扇葉體372a的圓周設置在扇葉體372a上。
葉輪371和扇葉372可以設置為被護罩380圍繞。護罩380可以配置以界定風扇馬達300的外觀。
在護罩380相鄰於葉輪371的一側可以設置開口部380a,以允許空氣從外部流入葉輪371中。
另一方面,可以在旋轉軸件310的另一側設置滾珠軸承361,滾珠軸承361在將旋轉軸件310與軸承部320一起固定在一預定位置時,支撐旋轉軸件310的自重以及施加在旋轉軸件310上的負載。
軸承部320和滾珠軸承361可以設置以分別圍繞旋轉軸件310的不同部分。
滾珠軸承361可以配置有一種滾動軸承。風扇馬達300可以包括
滾珠軸承殼體365,其設置以圍繞滾珠軸承361,以容納滾珠軸承361。
另外,滾珠軸承支架362設置以圍繞滾珠軸承361,並可以設置在滾珠軸承361與滾珠軸承殼體365之間。
此外,滾珠軸承O型環362a可以設置在滾珠軸承支架362與滾珠軸承殼體365之間,以密封滾珠軸承支架362與滾珠軸承殼體365之間的間隙。可以設置複數個滾珠軸承O型環362a。
此外,配置以在耦接至滾珠軸承殼體365時支撐滾珠軸承361及/或滾珠軸承支架362的滾珠軸承扣環363可以沿旋轉軸件310的長度方向(D1)設置在滾珠軸承361的一側。滾珠軸承扣環363可以作用以防止旋轉軸件310和滾珠軸承361分離到外部。
下文將說明包含在風扇馬達300中的軸承部320和密封部330。
軸承部320設置以圍繞一部分旋轉軸件310。例如,軸承部320可以設置在比滾珠軸承361相對靠近葉輪371的位置。
軸承部320面向旋轉軸件310的一個表面可以與旋轉軸件310以一預定距離間隔開,以界定空氣(a)流過的間隙320a。
在本說明書中,軸承部320可以稱為空氣軸承。
在此,空氣(a)可以包括諸如灰塵等的異物。此外,諸如灰塵等的異物可以藉由在風扇馬達300運作期間所產生的氣流而移動或漂浮,以流入間隙320a中。
與滾珠軸承361不同,軸承部320配置以藉由流過界定在旋轉軸件310與軸承部320之間的間隙320a的空氣(a)支撐旋轉軸件310。如此,軸承部320具有其中軸承部320的運作區域為敞開的結構。另外,界定在旋轉軸件310與軸承部320之間的間隙320a的距離可以大約是40微米。
此外,如圖26中所示,因空氣(a)進出間隙320a而引起的氣流可以包括從間隙320a至間隙320a的外部所產生的第一氣流(a1);以及從間隙320a的外部區域流入間隙320a中的第二氣流(a2)。
同時,風扇馬達300可以進一步包括殼體部340,其設置有容納軸承部320的內部空間340a。
此外,殼體部340可以包括凹槽部341,其界定為在面向旋轉軸件310的一個表面上凹陷,以在容納密封部330的一側並將其固定。
殼體部340可以包括支架部321,其設置以圍繞軸承部320的外圓周,以容納軸承部320。
設置以密封支架部321與殼體部340之間的間隙的O型環321b可以設置在支架部321與殼體部340之間。
O型環321b可以由橡膠材料製成,並可以設置為複數個。O型環凹槽321a可以設置在支架部321的外表面上,O型環321b***地固定至O型環凹槽321a。
O型環凹槽321a的數量可以設置以對應O型環321b的數量。在本發明的圖式中,示出分別應用兩個O型環凹槽321a和O型環321b的情況。
此外,配置以在耦接至殼體部340時支撐軸承部320及/或支架部321的扣環322可以沿旋轉軸件310的長度方向(D1)設置在軸承部320的一側。
殼體部340可以包括扣環凹槽342,扣環322的一側的一部分設置以容納在扣環凹槽342中。另外,扣環322可以由金屬材料製成。
此外,扣環322可以界定為具有圓環形。扣環322可以作用以防止旋轉軸件310和軸承部320與殼體部340分離。
密封部330可以在旋轉軸件310的長度方向(D1)上設置相鄰於軸承部320,並配置以構成進出設置在旋轉軸件310與軸承部320之間的間隙320a的空氣(a)的流動路徑的一部分。
此外,密封部330設置以阻擋沿著旋轉軸件310的圓周朝間隙320a流動的一部分空氣(a)。
密封部330可以配置以包括聚四氟乙烯(PTFE)和橡膠中的至少一種。PTFE可以由杜邦的鐵氟龍作為氟樹脂製成。
參照圖16,密封部330可以界定為具有圓環形。此外,如圖17和圖18中所示,密封單元330可以包括裂縫331。
裂縫331可以設置以沿垂直於面向軸承部320的一個表面的方向穿過。裂縫331可以構成空氣(a)的流動路徑的一部分。
如圖17中所示,密封部330可以界定為具有設置有裂縫331的C形。
此外,如圖18所示,裂縫331可以界定為具有孔形。孔形的裂縫331可以設置為複數個。
下文將參考本發明的其他圖式,說明應用具有裂縫331的密封部330的風扇馬達300的示例。
同時,如圖19中所示,密封部330可以進一步包括網格部332。
網格部332可以設置在設置於密封部330中的裂縫331上,以將空氣(a)的流動路徑劃分為複數個區域。
網格部332可以由與密封部330相同類型的材料製成,或是可以由與密封部330不同類型的材料製成。
根據上述網格部332的配置,通過裂縫331流入間隙320a中的一部分空氣(a)可以與網格部332相碰。
因此,可以進一步降低空氣(a)中諸如灰塵等的異物流入間隙320a中的可能性。
同時,參考圖20,密封部330可以包括第一部330a和第二部330b。
圖20(a)是從頂部觀察密封部330的概念圖;以及圖20(b)是沿圖20(a)中所示之XX-XX線所截取的剖面圖。
第一部330a可以構成密封部330的一部分,並可以由第一材料製成。
第二部330b可以構成密封部330的另一部分,並可以由不同於第一材料的第二材料製成。
例如,第一部330a可以設置以圍繞至少第二部330b的一部分,並且第二材料的剛性可以高於第一材料的剛性。
例如,第一材料可以由PTFE(聚四氟乙烯)和橡膠中的任何一種製成,第二材料可以由金屬材料製成。
第一部330a和第二部330b可以由雙重射出成型製成。在第一材料及/或第二材料的類型為金屬的情況下,可以在模造第一部330a和第二部330b期間使用粉末形式的金屬材料。
此外,如圖21所示,密封部330可以包括:第一部分330,構成由第一材料形成的密封部330的一側;以及第二部330b,由不同於第一材料的第二材料形成。
在此,構成密封部330的一側的第一部330a可以配置以容納在殼體部340的凹槽部341中。此外,構成密封部330的另一側的第二部330b可以界定
空氣(a)的流動路徑的一部分。
例如,構成第一部330a的第一材料可以由具有優異特性的材料製成,以固定在殼體部340的凹槽部341上,構成第二部330b的第二材料可以由具有相對較低的空氣(a)流動阻力的材料製成。
換句話說,在第二部330b允許空氣(a)進出間隙320a以更有效地流動的同時,密封部330的第一部330a可以更穩定地維持固定至殼體部340的狀態,從而更穩定地提供軸承部320的性能。
此外,如圖22中所示,密封部330可以包括彎曲部333。圖22(a)是從頂部觀察密封部330的概念圖;以及圖22(b)是沿圖22(a)中所示之XXII-XXII線所截取的剖面圖。
彎曲部333可以設置在形成空氣(a)的流動路徑的一部分的密封部330的另一側,並配置以在旋轉軸件的長度方向(D1)上朝間隙320a的外部區域界定彎曲表面。
換句話說,彎曲部333可以在進出間隙320a的空氣(a)中沿著從間隙320a朝間隙320a的外部產生的第一氣流(a1)界定。
下文將參考本發明的其他圖式,說明應用具有彎曲部333的密封部330的風扇馬達300的示例。
同時,參考圖26,密封部330可以從殼體部340朝旋轉軸件310延伸。換句話說,密封部330可以設置以在殼體部340中沿旋轉軸件310的徑向(D2)延伸。
此外,密封部330的一側可以固定至殼體部340。在圖26中,示出密封部330的一側固定和容納在凹槽部341中的構造,但密封部330的一側可以設置以從殼體部340的一個表面延伸。
另外,密封部330的另一側可以與旋轉軸件310以一預定距離間隔開,以構成空氣(a)的流動路徑的一部分。
此外,密封部330可以在旋轉軸件310的長度方向(D1)上,設置在軸承部320的上方或軸承部320的下方。在圖26中,示出密封部330設置在軸承部330的下方的配置。
此外,參考圖26,形成在旋轉軸件310與密封部330之間的間隙和形成在旋轉軸件310與軸承部320之間的間隙可以彼此不同。
特別是,第一間隙(g1)形成在旋轉軸件310與密封部330面向旋轉軸件310的另一側之間,第二間隙(g2)形成在旋轉軸件310與軸承部320面向旋轉軸件310的一個表面之間,第一間隙(g1)可以界定為窄於第二間隙(g2)。
例如,第一間隙和第二間隙(g1、g2)可以形成以滿足「g1=g2/2」這樣的關係。
因此,密封部330可以設置以具有界定為小於第二間隙(g2)的第一間隙(g1),以提供用於軸承部320正常運作所需空氣(a)流動的最小間隙,例如第一氣流(a1),同時盡量阻擋空氣流入間隙320a中,例如第二氣流(a2),從而避免諸如灰塵等的異物進入間隙320a中。
下文將進一步參照圖27至圖34以及圖14至圖26,說明圖26中所示之風扇馬達300的其他示例。
圖27至圖34是顯示圖26中所示之風扇馬達300的其他示例的概念圖。
首先,參照圖27,密封部330可以設置為複數個,並可以包括上密封構件335a和下密封構件335b。上密封構件335a和下密封構件335b可以由相同的材料製成或可以由不同的材料製成。
上密封構件335a可以在旋轉軸件310的長度方向(D1)上設置在軸承部320的上側。上密封構件335a的一側可以設置在扣環322的下方,並可以與扣環322一起容納在和耦接至設置在殼體部340內的扣環凹槽342中。
下密封構件335b可以在旋轉軸件310的長度方向(D1)上,設置在軸承部320的下方。下密封構件335b的一側可以容納在和固定至設置在殼體部340內的凹槽部341中。
在進出間隙320a的空氣(a)中,從間隙320a的外部區域流入間隙320a中的第二氣流(a2)不但可以形成在軸承部320的下方,也可以形成在軸承部320的上方。
根據上密封構件335a和下密封構件335b的配置,可以配置以在軸承部320的上方和下方,阻擋沿流入間隙320a的方向所產生之第二氣流(a2)的一部分,從而最小化包含在第二氣流(a2)中之諸如灰塵等的異物流入間隙320a中,而間隙320a形成在軸承部320與旋轉軸件310之間。
接下來,參照圖28,密封部330的一側可以固定至殼體部340,
而密封部330的另一側可以容納在旋轉軸件310的一側中。旋轉軸件310可以包括軸件凹槽311,界定以在旋轉軸件310的一個表面上凹陷,以容納密封部330的另一側。
此外,密封部330的一側可以被固定,同時容納在設置在殼體部340上的凹槽部341中。
在此,如圖17和圖18中所示,密封部330可以包括裂縫331,設置以沿垂直於面向軸承部320的一個表面的方向穿過,以形成空氣(a)的流動路徑的一部分。
換句話說,密封部330可以設置以沿旋轉軸件310的徑向(D2)延伸,並且裂縫331可以設置在密封部330上,以沿旋轉軸件310的長度方向(D1)穿過。
在此,進出形成在軸承部320與旋轉軸件310之間的間隙320a的空氣(a)可以被沒有裂縫331的密封部330阻擋。
換句話說,進出間隙320a的空氣可以流過裂縫331。另外,在空氣(a)中,沿流入間隙320a的方向所產生的第二氣流(a2)可以被密封部330沒有裂縫331的其餘部分阻擋。
此外,在密封部330設置有裂縫331且界定為C形的情況下,與環形的密封部330相比,可以更容易地變形,從而提高將密封部330組裝至凹槽部341或軸件凹槽311的過程的運作效率。
另外,在密封部330設置有界定為具有孔形的裂縫331的情況下,與具有C形的密封部330相比,由其中分別容納有密封部330的一側和另一側的凹槽部341或軸件凹槽311的中空空間所佔據的區域可以很小,從而更穩定地維持密封部330耦接至凹槽部341或軸件凹槽311的狀態。
另一方面,儘管未在圖28中示出,但是如上所述,網格部332將空氣(a)的流動路徑劃分為複數個區域,並可以設置在密封部330的裂縫331上。
接下來,參照圖29,密封部330的一側可以固定至旋轉軸件310,而密封部330的另一側可以在遠離旋轉軸件310的方向上延伸。
另外,旋轉軸件310可以包括軸件凹槽311,其界定為在旋轉軸件310的一個表面上凹陷,以在容納密封部330的一側的同時將其固定。此外,如圖29中所示,密封部330的另一側可以配置以構成進出間隙320a的空氣(a)的
流動路徑的一部分。
此外,密封部330可以由與旋轉軸件310相同類型的材料製成。例如,當旋轉軸件310由金屬材料製成時,密封部330可以由與旋轉軸件310相同類型的金屬材料製成。
因此,即使當高速旋轉的旋轉軸件310和密封部330引起彼此黏附的現象,軸承部320的運作和密封部的功能也可正常地進行。
接下來,參照圖30,密封部330可以在旋轉軸件310的長度方向(D1)上設置在軸承部320的上方或下方。
在圖30中所示的密封部330的情況下,顯示出密封部330設置在軸承部320的下方。
另外,密封部330可以設置為複數個,並可以由第一密封構件336a和第二密封構件336b組成。此外,在旋轉軸件310的長度方向(D1)上,第一密封構件336a可以設置比第二密封構件336b更靠近軸承部320。
在圖30中,顯示第一密封構件336a和第二密封構件336b設置在軸承部320的下方,但可以設置在軸承部320的上方,而不是在其下方。
在此,第一密封間隙336a1形成在旋轉軸件310與第一密封構件336a面向旋轉軸件310的另一側之間,而第二密封間隙336b1形成在旋轉軸件310與第二密封構件336b面向旋轉軸件310的另一側之間,第一密封間隙336a1和第二密封間隙336b1可以形成為相同。
第一密封構件336a和第二密封構件336b的一側可以被固定,同時分別容納在界定以在殼體部340的一個表面上凹陷的第一凹槽341a和第二凹槽341b中。
第一密封構件336a和第二密封構件336b沿旋轉軸件310徑向(D2)的長度可以界定為彼此不同。
此時,可以設置第一凹槽341a和第二凹槽341b,以具有在殼體部340的一個表面上凹陷的不同深度,從而使第一密封間隙336a1和第二密封間隙336b1形成為相同。
根據第一密封構件336a和第二密封構件336b的配置,在進出間隙320a的空氣(a)中,可以增加阻礙沿流入間隙320a的方向所產生的第二氣流(a2)的區域,以最小化包含在第二氣流(a2)中之諸如灰塵等的異物流入間隙
320a中的可能性。
接下來,參照圖31,類似於圖30所示的風扇馬達300,密封部330可以設置為複數個,以包括第一密封構件336a和第二密封構件336b。
在此,在圖31所示的第一密封構件336a和第二密封構件336b的情況下,第一密封間隙336a1形成在旋轉軸件310與第一密封構件336a面向旋轉軸件310的另一側之間,第二密封間隙336b1形成在旋轉軸件310與第二密封構件336b面向旋轉軸件310的另一側之間,第一密封間隙336a1和第二密封間隙336b1可以形成為彼此不同。
例如,如圖31中所示,第二密封間隙336b1可以形成為小於第一密封間隙336a1。
根據上述第一密封構件336a和第二密封構件336b的配置,藉由第二密封構件336b設置在第一密封構件336a相對於在進出間隙320a的空氣(a)中第二氣流(a2)的流動方向的上游側,從間隙320a至間隙320a的外部區域所產生的第一氣流(a1)可以有效地形成為最大化,同時最小化第二氣流(a2)流入間隙320a中的區域,從而更穩定地提供軸承部320的運作。
換句話說,第一密封間隙336a1可以形成為相對大於第二密封間隙336b1,從而減小在第一密封構件336a和第二密封構件336b中阻礙第一氣流(a1)的區域。
接下來,參照圖32,設置在殼體部340中的凹槽部341可以設置以在旋轉軸件310的長度方向(D1)上朝間隙320a的外部區域傾斜。
在此,密封部330的一側可以容納在殼體部340的凹槽部341中,以在旋轉軸件310的長度方向(D1)上朝間隙320a的外部區域傾斜地延伸。
根據上述凹槽部341和密封部330的配置,形成空氣(a)流動路徑的密封部330的另一側可以設置以面向間隙320a的外部區域,以在進出間隙320a的空氣(a)中朝間隙320a的外部區域產生的第一氣流(a1)更有效地流動,從而使軸承部320更穩定地運作。
此外,當諸如灰塵等的異物流入間隙320a中時,諸如灰塵等的異物可以藉由第一氣流(a1)更快地再次排出至間隙320a的外部區域。
另一方面,在朝間隙320a產生第二氣流(a2)的情況下,密封部330可以界定為在與第二氣流(a2)相反的方向上傾斜,以進一步增加對第二氣
流(a2)的阻力,從而進一步減小第二氣流(a2)流入間隙320a中的可能性。
換句話說,由於密封部330的構造,可以最小化諸如灰塵等的異物與第二氣流(a2)一起流入間隙320a中的現象。
接下來,參照圖33,密封部330可以設置為複數個,並可以包括殼體密封構件337a和軸件密封構件337b。
殼體密封構件337a可以設置以從殼體部340朝旋轉軸件310延伸,並且殼體密封構件337a的一側可以固定至殼體部340,而殼體密封構件337a的另一側可以與旋轉軸件310以一預定距離間隔開。殼體密封構件337a的一側可以固定,同時容納在設置在殼體部340內的凹槽部341中。
軸件密封構件337b的一側可以固定至旋轉軸件310,而其另一側可以朝遠離旋轉軸件310的方向延伸。
此外,軸件密封構件337b可以配置以與殼體密封構件337a一起形成進出間隙320a的空氣(a)的流動路徑的一部分。軸件密封構件337b的一側可以被固定,同時容納在設置在旋轉軸件310內的軸件凹槽311中。
如此,殼體密封構件337a和軸件密封構件337b可以在旋轉軸件310的長度方向(D1)上,分別交替地設置在右側和左側上。
因此,圖式示出以下的流動:在進出間隙320a的空氣(a)中朝間隙320a產生的第二氣流(a2)會先通過軸件密封構件337b的另一側,然後通過殼體密封構件337a的另一側。
在此,形成空氣(a)的流動路徑的一部分的殼體密封構件337a的另一側和軸件密封構件337b的另一側可以彼此交替地設置,從而使流入間隙320a中的第二氣流(a2)更難以流動。
換句話說,由於殼體密封構件337a和軸件密封構件337b的構造,可以大幅減小諸如灰塵等的異物與第二氣流(a2)一起流入間隙320a中的可能性。
最後,參照圖34,密封部330的另一側可以形成空氣(a)進出形成在軸承部320與旋轉軸件310之間的間隙320a的流動路徑的一部分。
在此,密封部330可以包括彎曲部333。
如圖22中所示,彎曲部333可以設置在形成空氣(a)的流動路徑的密封部330的另一側(內側),以形成在旋轉軸件310的長度方向(D1)上
朝間隙320a的外部區域的彎曲表面。
根據上述具有彎曲部333的密封部330的配置,在進出間隙320a的空氣(a)中朝間隙320a的外部區域所產生的第一氣流(a1)的流動可以沿著彎曲部333更有效地進行。
換句話說,流向間隙320a的一部分空氣(a)可以被密封部330阻擋,以防止諸如灰塵等的異物流入間隙320a中,並且流過間隙320a的空氣(a)流動可以更穩定地形成,以進一步提高軸承部320運作的可靠性。
101:抽吸口
103:擴展通道
105:冷卻通道
106:排出口
111:葉輪耦接部
112:第一支撐部
113:永久磁鐵安裝部
114:第二支撐部
120:葉輪
121:輪轂
122:葉片
132:後軛
133:齒
134:定子線圈
136:匯流排
137:絕緣體
140:轉子
141:永久磁鐵
150:第一軸承殼體
151:第一軸承接收部
152:第一軸向移動限制部
153:第一扣環接收槽
160:第一扇葉輪轂
161:第一扇葉
163:第二扇葉輪轂
164:第二扇葉
170:第二軸承殼體
171:第二軸承接收部
172:橋
173:第二軸向移動限制部
174:第二扣環接收槽
180:空氣軸承
181:第一O型環支架
183:第一O型環
190:滾珠軸承
191:第二O型環支架
192:第二O型環安裝槽
193:第二O型環
Claims (17)
- 一種風扇馬達,包括:一護罩,在一氣流方向上的一上游端部和一下游端部分別具有一抽吸口和一第一排出口;一旋轉軸件,可旋轉地設置在該護罩的內部,並沿軸向設置有彼此間隔開的一第一支撐部和一第二支撐部、以及設置在該第一支撐部與該第二支撐部之間的一永久磁鐵安裝部;一葉輪,設置在該旋轉軸件的一端部;一空氣軸承,設置相鄰於該葉輪,並以空氣潤滑,且與該第一支撐部之間具有一氣隙,以可旋轉地支撐該第一支撐部;一永久磁鐵,安裝在該永久磁鐵安裝部上;一滾珠軸承,設置在該旋轉軸件與該第一支撐部相對側的另一端部,且該永久磁鐵介於該滾珠軸承與該第一支撐部之間,以可旋轉地支撐該第二支撐部;一第一O型環支架,安裝在該空氣軸承的一外圓周表面上,以圍繞該空氣軸承;複數個第一O型環,分別安裝在設置在該第一O型環支架中的複數個第一O型環安裝槽中;一第二O型環支架,安裝以圍繞該滾珠軸承,並在其外壁上設有複數個第二O型環安裝槽;以及複數個第二O型環,分別安裝在該複數個第二O型環安裝槽中。
- 如請求項1所述之風扇馬達,其中,該空氣軸承以PAEK(聚芳基醚酮)或PEEK(聚醚醚酮)材料實施。
- 如請求項1所述之風扇馬達,其中,複數個該第一O型環安裝槽沿該空氣軸承的長度方向間隔開,以及複數個該第一O型環分別安裝在該些第一O型環安裝槽中。
- 如請求項1所述之風扇馬達,其中,該空氣軸承的內徑界定為大於該空氣軸承的長度。
- 如請求項1所述之風扇馬達,其中,該空氣軸承的內徑界定為小於圍繞該永久磁鐵的一定子鐵心的內徑。
- 如請求項1所述之風扇馬達,其中,該第一支撐部的直徑界定為大於該第二支撐部的直徑。
- 如請求項1所述之風扇馬達,其中,該第一支撐部的直徑界定為大於該永久磁鐵安裝部的直徑。
- 如請求項1所述之風扇馬達,其中,該葉輪包括:一輪轂;以及複數個葉片,從該輪轂的一外圓周表面突出,其中,該輪轂設置以沿軸向與該空氣軸承重疊,以覆蓋該空氣軸承。
- 如請求項1所述之風扇馬達,進一步包括:一定子,具有一定子鐵心以及一定子線圈,該定子鐵心圍繞該永久磁鐵,並與該永久磁鐵之間具有一氣隙,該定子線圈圍繞該定子鐵心;一第一軸承接收部,設置在該葉輪與該定子之間,以容納該空氣軸承;一馬達殼體,沿該氣流方向設置在該第一軸承接收部的一下游側,以圍繞該定子鐵心;一扇葉輪轂,容納在該護罩的內部,其一側圍繞該第一軸承接收部,而其另一側圍繞該馬達殼體;複數個扇葉,從該扇葉輪轂的一外圓周表面突出,以便安裝和耦接至該護罩的一內圓周表面;以及一第二軸承接收部,容納在該馬達殼體的內部,以容納該滾珠軸承。
- 如請求項9所述之風扇馬達,進一步包括:一外部通道,界定為環形,且該外部通道位於該護罩與該扇葉輪轂之間,以將由該葉輪吸入的一部分空氣從該抽吸口傳送至該第一排出口;一內部通道,設置在該扇葉輪轂和該馬達殼體的內部;以及複數個連通孔,設置在該扇葉輪轂中,以連通該外部通道和該內部通道,以便使另一部分空氣從該外部通道的一上游側流入該內部通道中。
- 如請求項10所述之風扇馬達,進一步包括: 複數個第一橋,從該馬達殼體的一上端延伸至該第一軸承接收部,以連接該第一軸承接收部和該馬達殼體;複數個第二橋,沿徑向從該第二軸承接收部的一外圓周表面朝該馬達殼體的一內圓周表面延伸,以連接該馬達殼體和該第二軸承接收部;以及複數個第二排出口,設置在該馬達殼體的內部,以與該內部通道連通,並設置在該複數個第二橋之間,以排出沿該內部通道流動的空氣。
- 如請求項11所述之風扇馬達,其中,複數個緊固槽分別設置在該複數個第二橋中,以及複數個緊固孔設置以在該馬達殼體中沿徑向與該複數個緊固槽重疊,並且該馬達殼體和該複數個第二橋通過該複數個緊固孔藉由分別緊固至該複數個緊固槽的複數個緊固構件彼此耦接。
- 如請求項11所述之風扇馬達,進一步包括:複數個緊固部,沿徑向從該馬達殼體的一外圓周表面朝該護罩的一內圓周表面突出,以緊固該護罩和該馬達殼體,其中複數個該第一排出口設置在該複數個緊固部之間。
- 如請求項13所述之風扇馬達,其中,該複數個緊固部和該複數個第二橋沿徑向在該馬達殼體的外側和內側設置以彼此不重疊,並沿該馬達殼體的一圓周方向彼此交替地間隔開。
- 如請求項1所述之風扇馬達,其中,該空氣軸承進一步包括:一密封部,設置以圍繞該旋轉軸件的一部分,其面向該旋轉軸件的一個表面與該旋轉軸件以一預定距離間隔開,以形成有氣流通過的一間隙,且該密封部沿該旋轉軸件的長度方向設置相鄰於該空氣軸承,以形成空氣進出該間隙的一流動路徑的一部分,並設置以阻擋沿該旋轉軸件的一圓周朝該間隙流動的一部分空氣。
- 如請求項15所述之風扇馬達,進一步包括:一殼體部,設置有容納該空氣軸承於其內部的一內部空間, 其中該密封部設置以沿徑向從該殼體部朝該旋轉軸件延伸,該密封部的一側固定至該殼體部,而另一側與該旋轉軸件以一預定距離間隔開,以形成該流動路徑的一部分。
- 如請求項16所述之風扇馬達,其中,該密封部沿該旋轉軸件的長度方向設置在該空氣軸承的上方或該空氣軸承的下方。
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