具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇及其馬達尺寸選用方法
【專利摘要】一種具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇，用以解決現(xiàn)有風扇尺寸關(guān)系式無法適用于薄型散熱風扇的問題。該具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇包含一個扇框、一個定子組及一個扇輪，該定子組及扇輪皆設(shè)于該扇框中，該定子組可驅(qū)使該扇輪旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生氣流；其中，在該薄型散熱風扇的徑向上，該定子組的線圈組具有一個第一最大徑向?qū)挾龋ˋ），該扇輪的輪轂具有一個第二最大徑向?qū)挾龋˙），兩者的比值（A/B）為0.7～1.3。一種薄型散熱風扇的軸向氣隙馬達尺寸選用方法也一并揭露。
【專利說明】具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇及其馬達尺寸選用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于一種散熱風扇，尤其是一種裝設(shè)有軸向氣隙馬達，且整體軸向高度 較薄的具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇，以及薄型散熱風扇的軸向氣隙馬達尺寸選用方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著電子產(chǎn)品輕薄化且高性能的發(fā)展趨勢，電子產(chǎn)品運作時，其電子元件 的發(fā)熱溫度提高，加上散熱空間受限等因素，使得電子元件不易散熱，從而容易產(chǎn)生效能不 穩(wěn)定的狀況，影響電子產(chǎn)品的可靠度，且造成功能特性下降，無法發(fā)揮甚至于當機，故散熱 已成為目前電子產(chǎn)品設(shè)計時所要考量的重要課題之一；其中，增加散熱效率最常使用的方 式就是在電子產(chǎn)品中裝設(shè)散熱風扇，借助散熱風扇的驅(qū)風作用迫使氣流流動，以將電子產(chǎn) 品內(nèi)部的高溫氣體排出，而適用于輕薄型電子產(chǎn)品的散熱風扇，則通常會搭配選用整體軸 向高度較薄的薄型散熱風扇（其軸接部底面至扇輪的輪轂頂面的軸向高度可例如為1. 5至 3. 5毫米左右，其轉(zhuǎn)軸的長度大于軸承的長度，使得扇輪與定子之間能留有間隙，且軸向或 徑向的感應氣隙約為〇. 1~1毫米)。
[0003] 早期在設(shè)計散熱風扇的過程中，往往須借助設(shè)計者的經(jīng)驗或通過嘗試錯誤（try and error)的方式來選用馬達與扇框的尺寸，并于兩者搭配組裝后再進行風扇性能測試， 直至風扇性能符合規(guī)格要求；亦即，早期因馬達與扇框尺寸搭配的選用上并無關(guān)系式可依 循，而徒增許多開發(fā)時程與勞力。為此，請參照圖1，為中國公告第101113737號《風扇及其 馬達尺寸的選用方法》專利案，該風扇9包括一扇框91、一葉輪92以及一馬達93,該葉輪92 容置于該扇框91內(nèi)，該馬達93具有一轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)931及一定子結(jié)構(gòu)932,且該定子結(jié)構(gòu)932 可驅(qū)動該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)931轉(zhuǎn)動，以帶動該葉輪92旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生氣流；其中，該扇框91的寬度Y 與該定子結(jié)構(gòu)932的直徑X的選用是符合關(guān)系式「Y = 13. 25 XI. 4 ± 5%」，且該定子結(jié)構(gòu) 932的直徑X與該扇框91的寬度Y的比值為0. 25至0. 5。如此一來，借助該關(guān)系式，設(shè)計 者可迅速且正確地選用搭配的扇框及馬達尺寸，以縮短開發(fā)風扇的時程，并確保該風扇具 有良好的風扇性能。
[0004] 惟，上述關(guān)系式僅適用于厚度大于或等于38毫米，且扇框91的寬度Y介于4至 12厘米的風扇；亦即，該關(guān)系式并無法適用于軸接部底面至扇輪的輪轂頂面的軸向高度在 1. 5至3. 5毫米左右的薄型散熱風扇，尤其該關(guān)系式的其中一變數(shù)為扇框91的寬度，但光由 扇框91的寬度并無法直接確定整體扇框91的型態(tài)，因此，通過該關(guān)系式未必能正確地開發(fā) 出具有良好性能的風扇。再者，該現(xiàn)有的風扇9的定子結(jié)構(gòu)932與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)931之間呈現(xiàn) 具有一徑向氣隙的型態(tài)，因此該關(guān)系式也無法無歧異地被認定可適用于具有軸向氣隙的馬 達。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇，其風扇構(gòu)件尺寸符 合一較佳比例，以確保該薄型散熱風扇能由適當大小的驅(qū)動電流驅(qū)動運作，且運作時能產(chǎn) 生適當?shù)娘L量與風壓，從而具有良好的風扇性能。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供一種薄型散熱風扇的軸向氣隙馬達尺寸選用方法，是可 快速且正確地選出相匹配的軸向氣隙馬達，以確保組裝有該馬達的薄型散熱風扇能由適當 大小的驅(qū)動電流驅(qū)動運作，且運作時能產(chǎn)生適當?shù)娘L量與風壓，從而具有良好的風扇性能。
[0007] 為達到前述目的，本發(fā)明所運用的技術(shù)內(nèi)容包含有： 一種具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇，包含：一個扇框；一個定子組，具有一個軸接 部、一個基板及一個線圈組；及一個扇輪，由一個輪轂可旋轉(zhuǎn)地設(shè)于該定子組的軸接部，數(shù) 個扇葉環(huán)設(shè)于該輪轂外緣，一個磁性元件結(jié)合于該輪轂的一個表面并與該定子組的線圈組 相對，該磁性元件與線圈組之間具有一個軸向氣隙；其中，在該薄型散熱風扇的軸向上，該 軸接部的底面至該扇輪的輪轂頂面具有一個軸向高度，該軸向高度為1. 5至3. 5毫米；在該 薄型散熱風扇的徑向上，該定子組的線圈組具有一個第一最大徑向?qū)挾龋ˋ)，該扇輪的輪轂 具有一個第二最大徑向?qū)挾龋˙)，兩者的比值(A/B)為0. 7?1. 3。
[0008] 其中，該比值（A/B)較佳為0.85?1. 15。
[0009] 其中，該軸接部結(jié)合于該扇框，該基板設(shè)于該軸接部外周，該線圈組設(shè)于該基板。
[0010] 本發(fā)明另提供一種薄型散熱風扇的軸向氣隙馬達尺寸選用方法，包含：選定一個 定子組的線圈組在徑向上的第一最大徑向?qū)挾龋ˋ)與一個扇輪的輪轂在徑向上的第二最大 徑向?qū)挾龋˙)的比值（A/B)，且該比值（A/B)為0. 7?1. 3 ;及選定該第一最大徑向?qū)挾龋ˋ) 或是該第二最大徑向?qū)挾龋˙)的值；將該第一最大徑向?qū)挾龋ˋ)或該第二最大徑向?qū)挾龋˙) 的值代入所選定的比值(A/B)，以換算得到該第二最大徑向?qū)挾龋˙)或是該第一最大徑向 寬度（A)的值；其中，在該薄型散熱風扇的軸向上，其定子組的軸接部底面至扇輪的輪轂頂 面具有一個軸向高度，該軸向高度為1.5至3. 5毫米。
[0011] 其中，該比值（A/B)較佳為0.85?1. 15。
[0012] 據(jù)此，本發(fā)明的具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇可具有良好的風扇性能。并通 過本發(fā)明的薄型散熱風扇的軸向氣隙馬達尺寸選用方法，供設(shè)計者可快速且正確地選出相 匹配的軸向氣隙馬達，以確保組裝有該馬達的薄型散熱風扇能由適當大小的驅(qū)動電流驅(qū)動 運作，且運作時能產(chǎn)生適當?shù)娘L量與風壓，從而具有良好的風扇性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1 :現(xiàn)有的風扇的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0014] 圖2 :本發(fā)明第一較佳實施例的側(cè)剖結(jié)構(gòu)圖。
[0015] 圖3 :本發(fā)明第一較佳實施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖4 :數(shù)個軸接部底面至扇輪的輪轂頂面的軸向高度為1. 5至3. 5毫米且具有不 同比值的薄型散熱風扇的驅(qū)動電流曲線。
[0017] 圖5 :本發(fā)明第二較佳實施例的側(cè)剖結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖6 :本發(fā)明第二較佳實施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 其中： 〔本發(fā)明〕 1扇框 2、2'定子組 21軸接部 22、22'基板 23、23'線圈組 3扇輪 31輪轂 311轉(zhuǎn)軸 32扇葉 33磁性兀件 G軸向氣隙 A、A'第一最大徑向?qū)挾?B第二最大徑向?qū)挾?Η軸向高度 〔現(xiàn)有技術(shù)〕 9風扇 91扇框 92葉輪 93馬達 931轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 932定子結(jié)構(gòu) Υ寬度 X直徑。

【具體實施方式】
[0020] 為讓本發(fā)明的上述及其他目的、特征及優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較 佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下： 請參照圖2,其為本發(fā)明具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇的第一較佳實施例，該薄型 散熱風扇至少包含一扇框1、一定子組2及一扇輪3 ;該定子組2設(shè)于該扇框1內(nèi)部，該扇輪 3可旋轉(zhuǎn)地設(shè)于該定子組2,以便借助該定子組2驅(qū)動該扇輪3旋轉(zhuǎn)動作。其中，該薄型散 熱風扇可以為軸流式風扇或鼓風式風扇等形式，本發(fā)明以下以鼓風式風扇為例進行說明， 但并不以此為限。
[0021] 在如圖2所示的實施例中，上述扇框1是能夠?qū)爰皩С鰵饬鞯闹锌湛蝮w結(jié)構(gòu)；上 述定子組2設(shè)置于該扇框1內(nèi)部，該定子組2大致上包含有一軸接部21、一基板22及一線 圈組23,該軸接部21可一體成型或能夠拆裝地結(jié)合于該扇框1，該基板22設(shè)于該軸接部21 外周邊，用以電性連接一驅(qū)動電路(未繪示)，以便驅(qū)動該扇輪3旋轉(zhuǎn)動作；該線圈組23則可 借助印刷線圈或電鑄制程等方式設(shè)置于該基板22上，使該定子組2形成一薄型定子。其中， 該基板22可以為電路板，使其驅(qū)動電路直接設(shè)置于該基板22上；或者，也可以通過外接驅(qū) 動電路的配置方式，進一步地降低整體薄型散熱風扇的軸向總高度。
[0022] 上述扇輪3至少包含一輪轂31、數(shù)個扇葉32及一磁性元件33,該輪轂31可旋轉(zhuǎn) 地設(shè)于上述定子組2并供該數(shù)個扇葉32及磁性元件33結(jié)合；在本較佳實施例中，該輪轂31 可由一轉(zhuǎn)軸311而能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)于該定子組2的軸接部21，該數(shù)個扇葉32環(huán)設(shè)于該輪轂 31的外緣，且該數(shù)個扇葉32可選擇與該輪轂31 -體成型或可拆裝地結(jié)合，該磁性元件33 則結(jié)合于該輪轂31的一表面并與該定子組2的線圈組23相對，且該磁性元件33與該線圈 組23之間具有一軸向氣隙G。
[0023] 請參照圖2、3,在該薄型散熱風扇的軸向上，該軸接部21的底面至該扇輪3的輪 轂31頂面具有一軸向高度Η，且該軸向高度Η為1. 5至3. 5毫米；在該薄型散熱風扇的徑 向上，該定子組2的線圈組23具有一第一最大徑向?qū)挾圈?，該扇?的輪轂31則具有一第 二最大徑向?qū)挾圈ⅲ摰谝蛔畲髲较驅(qū)挾圈∨c該第二最大徑向?qū)挾圈⒕哂幸槐戎?Α/Β)。請 參照圖4,圖4是數(shù)個軸接部底面至扇輪的輪轂頂面的軸向高度為1. 5至3. 5毫米且具有不 同比值的薄型散熱風扇的驅(qū)動電流曲線；由圖4可知，當所述比值（A/B)為0. 7?1. 3時， 其對應的薄型散熱風扇能具有適當?shù)尿?qū)動電流，且運作時可產(chǎn)生適當?shù)娘L量與風壓，不會 因為驅(qū)動電流過高而具有耗能的缺點，也不會因為扇輪3過大而妨礙氣流進出扇框1，或是 因為扇輪3過小而無法提供足夠的風量與風壓；亦即，符合該比值(A/B)的薄型散熱風扇確 實能具有良好的風扇性能。其中，尤以該比值(A/B)為0. 85?1. 15的薄型散熱風扇，能在 驅(qū)動電流與風量及風壓之間取得最適當?shù)钠胶?，提供具有更佳風扇性能的薄型散熱風扇。
[0024] 據(jù)此，本發(fā)明可提供一種薄型散熱風扇的軸向氣隙馬達尺寸選用方法，包含：依所 欲達到的風扇性能，選定一定子組2的線圈組23在徑向上的第一最大徑向?qū)挾龋ˋ)與一扇 輪3的輪轂31在徑向上的第二最大徑向?qū)挾龋˙)的比值（A/B)，且該比值（A/B)為0. 7? 1. 3 ;及選定該第一最大徑向?qū)挾龋ˋ)或是該第二最大徑向?qū)挾龋˙)的值；將該第一最大徑 向?qū)挾龋ˋ)或該第二最大徑向?qū)挾龋˙)的值代入所選定的比值(A/B)，以換算得到該第二最 大徑向?qū)挾龋˙)或是該第一最大徑向?qū)挾龋ˋ)的值；其中，在該薄型散熱風扇的軸向上，其 軸接部底面至扇輪的輪轂頂面具有一軸向高度，該軸向高度為1. 5至3. 5毫米。如此，即可 快速且正確地選出相匹配的軸向氣隙馬達，以確保組裝有該馬達的薄型散熱風扇能由適當 大小的驅(qū)動電流驅(qū)動運作，且運作時能產(chǎn)生適當?shù)娘L量與風壓，從而具有良好的風扇性能。
[0025] 請參照圖5、6,其為本發(fā)明具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇的第二較佳實施例， 該第二較佳實施例大致上同于前述第一較佳實施例，其主要差異在于：在本發(fā)明的第二較 佳實施例中，定子組2'的線圈組23'并非借助印刷線圈、電鑄等方式設(shè)置于基板22'上，而 是選擇以繞線的方式，將分別卷繞成數(shù)組的線圈設(shè)置于該基板22'上，其中該線圈組23'可 通過有芯或無芯的方式繞線，本發(fā)明并不限制。
[0026] 如上所述的薄型散熱風扇，在該薄型散熱風扇的徑向上，該定子組2'的線圈組 23'具有一第一最大徑向?qū)挾華'，該扇輪3的輪轂31則具有一第二最大徑向?qū)挾菳，該第 一最大徑向?qū)挾華'與該第二最大徑向?qū)挾菳具有一比值（A'/B)。當所述比值（A'/B)為 0.7?1.3之間時，其對應的薄型散熱風扇的同樣能由適當大小的驅(qū)動電流驅(qū)動運作，且 運作時能產(chǎn)生適當?shù)娘L量與風壓，以具有良好的風扇性能；此外，同樣是該比值（A' /B)為 0. 85?1. 15的薄型散熱風扇，能在驅(qū)動電流與風量及風壓之間取得最適當?shù)钠胶?，提供?有更佳風扇性能的薄型散熱風扇。
[0027] 綜上所述，本發(fā)明的具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇，是使其風扇構(gòu)件尺寸符 合一較佳比例，以確保該薄型散熱風扇能由適當大小的驅(qū)動電流驅(qū)動運作，且運作時能產(chǎn) 生適當?shù)娘L量與風壓，從而具有良好的風扇性能。
[0028] 本發(fā)明的薄型散熱風扇的軸向氣隙馬達尺寸選用方法，是可快速且正確地選出相 匹配的軸向氣隙馬達，以確保組裝有該馬達的薄型散熱風扇能由適當大小的驅(qū)動電流驅(qū)動 運作，且運作時能產(chǎn)生適當?shù)娘L量與風壓，從而具有良好的風扇性能。
[0029] 只是以上所述的，僅為本實用新型的較佳實施例而已，當不能以此限定本實用新 型實施范圍；故，凡依本實用新型申請專利范圍及創(chuàng)作說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化 與修飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇，其特征在于，其包含： 一個扇框； 一個定子組，具有一個軸接部、一個基板及一個線圈組；及 一個扇輪，由一個輪轂可旋轉(zhuǎn)地設(shè)于該定子組的軸接部，數(shù)個扇葉環(huán)設(shè)于該輪轂外緣， 一個磁性元件結(jié)合于該輪轂的一個表面并與該定子組的線圈組相對，該磁性元件與線圈組 之間具有一個軸向氣隙； 其中，在該薄型散熱風扇的軸向上，該軸接部的底面至該扇輪的輪轂頂面具有一個軸 向高度，該軸向高度為1. 5至3. 5毫米；在該薄型散熱風扇的徑向上，該定子組的線圈組具 有一個第一最大徑向?qū)挾龋ˋ)，該扇輪的輪轂具有一個第二最大徑向?qū)挾龋˙)，兩者的比值 (A/B)為 0· 7 ?1. 3。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇，其特征在于，該比值(A/B) 為 0· 85 ?1. 15。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的具有軸向氣隙馬達的薄型散熱風扇，其特征在于，該軸接部 結(jié)合于該扇框，該基板設(shè)于該軸接部外周，該線圈組設(shè)于該基板。
4. 一種薄型散熱風扇的軸向氣隙馬達尺寸選用方法，其特征在于，包含：選定一個定 子組的線圈組在徑向上的第一最大徑向?qū)挾龋ˋ)與一個扇輪的輪轂在徑向上的第二最大徑 向?qū)挾龋˙)的比值(A/B)，且該比值(A/B)為0. 7?1. 3 ;及選定該第一最大徑向?qū)挾龋ˋ)或 是該第二最大徑向?qū)挾龋˙)的值；將該第一最大徑向?qū)挾龋ˋ)或該第二最大徑向?qū)挾龋˙)的 值代入所選定的比值(A/B)，以換算得到該第二最大徑向?qū)挾龋˙)或是該第一最大徑向?qū)?度（A)的值；其中，在該薄型散熱風扇的軸向上，其定子組的軸接部底面至扇輪的輪轂頂面 具有一個軸向高度，該軸向高度為1.5至3. 5毫米。
5. 如權(quán)利要求4所述的薄型散熱風扇的軸向氣隙馬達尺寸選用方法，其特征在于，該 比值（A/B)為 0. 85 ?1. 15。
【文檔編號】F04D25/08GK104100549SQ201310139704
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月10日
【發(fā)明者】洪銀樹, 王添炫 申請人:建準電機工業(yè)股份有限公司