散热风扇.pdf

一种散热风扇，包括一扇框、一转子构件、一定子构件及一轴承系统，该扇框的中央突设形成一轴座，该轴承系统包括一轴承及一磁吸件，该轴承收容于该轴座内，该转子构件具有穿设该轴承内部的一转轴，该定子构件套设于轴座的外缘，该转轴的底端从外表面向内凹陷形成一凹槽，该磁吸件部分对正凹槽的上半段而环设于转轴外围，其顶面位于凹槽顶端的上方，在磁吸件与转轴之间形成一环形空间。该散热风扇利用磁吸件的磁吸力，以持续吸引转轴，维持转子构件转动的平衡。

1.  一种散热风扇，包括一扇框、一转子构件、一定子构件及一轴承系统，该扇框的中央突设形成一轴座，该轴承系统包括一轴承及一磁吸件，该轴承收容于该轴座内，该转子构件具有穿设该轴承内部的一转轴，该定子构件套设于轴座的外缘，其特征在于：该转轴的底端从外表面向内凹陷形成一凹槽，该磁吸件部分对正凹槽的上半段而环设于转轴外围，其顶面位于凹槽顶端的上方，在磁吸件与转轴之间形成一环形空间。

2.  如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该磁吸件的上半段套设于转轴位于凹槽顶端的外围，而下半段与凹槽对正。

3.  如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该磁吸件为多边形的柱状磁铁，相邻两条边的连接处分别形成圆弧倒角，该圆弧倒角分别与轴座的内表面相抵靠，各边与轴座的内表面之间分别形成间隙。

4.  如权利要求3所述的散热风扇，其特征在于：该圆弧倒角的直径与轴座的内径相同。

5.  如权利要求3所述的散热风扇，其特征在于：该磁吸件为四边形或五边形。

6.  如权利要求3所述的散热风扇，其特征在于：该轴承的外表面形成有若干沟槽，所述沟槽与磁吸件外侧的间隙相连通。

7.  如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该轴座内向内凸出形成一台阶，该磁吸件位于该台阶与轴承之间。

8.  如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该轴座的顶端的内壁处形成一环形凹陷，该轴承系统还包括一收容于该环形凹陷内的挡油环，所述挡油环、轴承与轴座共同形成一储油区。

9.  如权利要求8所述的散热风扇，其特征在于：该转轴对应储油区的外表面向内凹陷形成一环形的凹陷，该凹陷位于挡油环与轴承之间且与储油区相连通。

10.  如权利要求1所述的散热风扇，其特征在于：该磁吸件的底面位于该凹槽轴向高度的一半的地方。

散热风扇
技术领域
本发明涉及一种散热风扇，尤指一种转子可维持平衡转动的散热风扇。
背景技术
现有散热风扇一般包括一定子及环设于该定子外围并可相对定子转动的一转子，该转子包括一轮毂、从轮毂垂直延伸的一转轴及环设于轮毂外围的若干扇叶，该定子中央设置一轴承，转子的转轴收容于该轴承内定位。该散热风扇工作时，转子相对于定子作高速旋转运动，扇叶转动时产生气流，而气流对该扇叶与转子产生向上拉引的作用力，从而导致转子的转轴高速旋转时会有轴向振荡、不稳定现象，同时造成运转时噪音量的增加。
目前，本领域技术人员主要是通过在散热风扇结构中导入转子的加强定位设计，以达到维持转子转动平衡的要求。如中国大陆专利第02201250.8号，于转轴的末端设一薄片状磁铁，该磁铁的顶面与转轴的末端相抵靠，以旋转地支持该转轴，同时产生轴向磁吸力吸引转轴以稳定转子。然而，该转轴的末端直接抵靠于磁铁的顶面上，而一般磁铁的材质不耐磨损，因此转轴运转使用一段时间之后，将致使磁铁的顶面产生凹陷，这样转子将随之向下偏位而丧失组装时的精准度，进而影响到风扇工作的正常状态，不能达到持续有效地维持转子转动平衡的要求，降低了风扇的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能持续有效地维持转子转动平衡的散热风扇。
一种散热风扇，包括一扇框、一转子构件、一定子构件及一轴承系统，该扇框的中央突设形成一轴座，该轴承系统包括一轴承及一磁吸件，该轴承收容于该轴座内，该转子构件具有穿设该轴承内部的一转轴，该定子构件套设于轴座的外缘，该转轴的底端从外表面向内凹陷形成一凹槽，该磁吸件部分对正凹槽的上半段而环设于转轴外围，其顶面位于凹槽顶端的上方，在磁吸件与转轴之间形成一环形空间。
该散热风扇的磁吸件的顶面位于凹槽顶端的上方，且该磁吸件与转轴之间形成环形空间，使磁吸件对凹槽上方部分的转轴产生一向下的磁吸力以持续向下吸引转轴，又由于该磁吸件套设于转轴外围，不会因转轴的转动而磨损，可持续有效地维持转子构件平衡转动，使散热风扇具有更长使用寿命。
附图说明
图1为散热风扇的立体分解示意图。
图2为图1的组装图。
图3为图2沿III-III线的剖面示意图。
图4为图1中磁吸件的放大示意图。
图5为磁吸件安装于散热风扇的轴座内的俯视图。
图6为磁吸件的另一实施例的示意图。
具体实施方式
请参阅图1及图2，该散热风扇包括一扇框30、一轴承系统60、一转子构件10及一定子构件20，该转子构件10设于该定子构件20的外围，转子构件10和定子构件20均收容于扇框30内。
请一并参阅图3，扇框30包括一底部32和一轴座34，该轴座34从扇框30的底部32中央向上突设形成。轴座34的顶端开口，其中央形成一收容空间36。该轴座34顶端的内圆周处形成一环形凹陷38，该环形凹陷38与收容空间36相连通。该轴座34的底端向内凸出形成一台阶31(参图3)。
定子构件20套设、固装于轴座34外缘，该定子构件20包括一电路板26、固定于电路板26上的由若干层硅钢片叠设形成的一电枢22及分别罩设于电枢22上下两端的上、下绝缘片28a、28b。电枢22上缠绕绕线24用以产生交替变化的磁场，该绕线24与电路板26电性连接，绝缘片28a、28b可避免电枢22与绕线24电性接触。
转子构件10包括一轮毂12、一贴设于轮毂12内侧缘的磁铁环16及一转轴18，该轮毂12中央形成一转轴轴座120，其外缘放射状突设若干扇叶14。该转轴18的顶端固定于转轴轴座120上，并向下延伸。请参照图3，该转轴18的外表面于靠近轮毂12的顶端185的位置处向内凹陷形成一环形的凹陷180，同时，该转轴18的外表面于远离轮毂12的底端186的位置处向内凹陷形成另一环形的凹槽184。
请一并参照图1，轴承系统60通过轴座34的开口顶端装设于其收容空间36内，包括一轴承61、一磁吸件62、一扣环63、一耐磨片67及一挡油环68。挡油环68的中心为一穿孔680，挡油环68收容于轴座34顶端的环形凹陷38处，其外径的大小与轴座34顶端的环形凹陷38处的直径的大小大致相同，恰好封住该轴座34顶端的开口。轴承61的顶端表面比轴座34的开口顶端低，因而其顶端表面与挡油环68之间相隔一定的距离，所述轴承61、挡油环68与轴座34共同限定形成一储油空间50(参图3)。轴承61的内部形成一轴向通孔610，转轴18穿过轴座34顶端的挡油环68，收容于该轴向通孔610内，转轴18顶端185的凹陷180位于轴承61的顶端表面与挡油环68之间，并与储油空间50相连通。挡油环68中心的穿孔680的直径稍大于转轴18的外径，使转轴18与挡油环68之间形成一间隙，以避免挡油环68与转轴18之间直接接触而产生磨擦。轴承61内中间部分的内径大于其两端部分的内径，即轴向通孔610中间部分的直径大于其两端部分的直径，因而在轴承61中间部分与转轴18之间形成一狭长的空间70。该空间70内填充润滑油，一方面可以增加润滑油的总容量，另一方面，空间70使得轴承61仅两末端与转轴18接触，从而减少了轴承61与转轴18之间的接触面积，减少两者之间的摩擦，使得轴承61的作用类似于两个滚珠轴承。轴承61的外表面形成有若干可供润滑油回流的沟槽613，任一沟槽613从轴承61顶端表面的轴向通孔610处沿径向向外圆周表面延伸，沿轴向贯穿该外圆周表面后，继续由外圆周表面沿径向向内延伸，指向轴承61底端表面的轴向通孔610处。扣环63设于轴座34内的台阶31上，其中央形成中心通孔630，可供转轴18的底端186穿过而套设于转轴18的凹槽184处，扣环63与凹槽184共同作用限制转轴18沿其轴向脱离扇框30。耐磨片67由耐磨性能好的材料做成，设置于轴座34的收容空间36的底端，与转轴18的底端186相抵触，以旋转地支持转轴18。
磁吸件62收容于轴座34的收容空间36内，位于轴承61的底端与扣环63之间。如图4所示，该磁吸件62为一大致呈四边形的柱状磁铁，四角均形成一圆弧倒角624，中央形成一圆形通孔620。磁吸件62的圆弧倒角624的直径大小与轴座34内收容空间36位于台阶31以上部分的直径大小大致相同，通过该四个圆弧倒角624分别与轴座34的内表面相抵靠而将该磁吸件62稳固地安装于轴座34内。如图5所示为磁吸件62安装于轴座34内的俯视图，四个圆弧倒角624分别与轴座34的内表面相抵靠，四条边对应的四个侧面分别与轴座34的内表面之间形成间隙628，该间隙628与轴承61外表面的沟槽613相连通。
实际上，磁吸件62可以是任意多边形的柱状磁铁，如图6所示为本发明的另一实施例，该磁吸件62a为五边形，五角均形成一圆弧倒角624a，中央形成一圆形通孔620a，该圆弧倒角624a的直径大小与轴座34内收容空间36位于台阶31以上部分的直径大小大致相同，通过该五个圆弧倒角624a分别与轴座34的内表面相抵靠而将该磁吸件62a稳固地安装于轴座34内。可以理解的，该磁吸件62还可以是普通的圆柱状或其它不规则形的柱状磁铁。
磁吸件62的顶面与底面分别与轴承61的底端与扣环63的上表面相接触，其圆形通孔620与轴承61内的轴向通孔610相连通，收容于轴向通孔610内的转轴18继续向下延伸而收容于圆形通孔620内，该磁吸件62的上半段套设于凹槽184顶端部分的转轴18的外围，且与该部分转轴18的外围间隔一微小距离，下半段对正凹槽184的上半段而环设于凹槽184部分的转轴18的外围，于磁吸件62对正凹槽184部分的内表面与凹槽184的外表面之间形成一环形空间。
具体实施时，磁吸件62的厚度可根据凹槽184高度的变化而变化，需保证磁吸件62的底面位于凹槽184高度的一半的上方，且其顶面位于凹槽184顶端的上方，从而使磁吸件62部分对正凹槽184而环设于转轴18上，于磁吸件62内表面与转轴18的外表面之间形成一环形空间。该磁吸件62的底面位于凹槽184高度的一半的上方，可避免磁吸件62对转轴18上位于凹槽184下方的部分产生向上的磁吸力，从而避免磁吸件62对转轴18向下磁吸力的部分或全部抵消。
该风扇工作时，通过定子构件20和转子构件10间磁场交互作用驱动转子10旋转。转轴18高速旋转的过程中，由于离心力作用沿转轴18飞溅出来的润滑油经挡油环68阻挡聚集在储油空间50，并沿轴承61的外表面的沟槽613及磁吸件62的侧面与轴座34之间形成的间隙628回流，从而保证了轴承61与转轴18之间良好的的润滑性能。而且，磁吸件62借由与转轴18之间的环形空间形成较强的磁吸力，水平吸引该凹槽184上半段包覆于磁吸件62内的转轴18部分，使其在凹槽184内自由旋转，同时，倾斜向下吸引该凹槽184顶端包覆于磁吸件62上半段的转轴18部分，形成一向下的磁吸力吸引转轴18下拉，防止转轴18转动时由于离心力作用向上移动而偏位，另一方面，该磁吸件62套设于转轴18的外围时不会因为转轴18的转动而磨损，从而可持续有效地吸引转轴18，维持转子构件20持续平衡转动，降低气流对扇叶14的反作用力及转子构件20本身重力对高速运转时造成的轴向浮动影响，使电路板26上安装的霍耳元件(Hall sensor)与磁铁环16之间的距离始终保持相对固定，进而使霍耳元件始终能感应磁铁环16的永久磁场变化，维持风扇的整体正常运转。