风扇及其制造方法

专利名称：风扇及其制造方法
技术领域：
本发明涉及对风扇中的叶轮的旋转不平衡的校正以及用于风扇的不平衡校正方法。
背景技术：
电子装置设置有用于散去在该电子装置中产生的热的风扇。近年来，随着电子装置的性能的改善，产生的热量持续增加，因而需要具有较高性能的风扇。为此，必须改善流速特性和静压特性。这可以通过驱动风扇高速旋转而实现。另一方面，对于在家中和办公室中使用的许多电子装置需要减少噪音和振动。
风扇的旋转部分(即，转子)包括驱动磁体、转子轭、轴以及具有多个叶片的叶轮。转子围绕作为旋转轴线的轴旋转。当转子的旋转不平衡时，转子在旋转期间会振动。在不平衡程度较小或转子以低速旋转的情况下，转子振动的幅度较小。然而，在不平衡程度较大或转子以高速旋转的情况下，转子的振动幅度较大，并且该振动传递至其中结合有该风扇的电子装置。所传递的振动不利地影响所述电子装置，并导致与电子装置中的其它部件的共振。该共振会产生刺耳的噪音。为了避免该问题，有必要将转子的不平衡程度减小到最小。
根据传统技术，以如下方式来校正风扇转子的旋转不平衡。(1)测量表示所组装的转子的旋转不平衡程度的值。以下将该值称为“不平衡值”。(2)向转子的一部分施加呈膏形式的平衡配重以校正不平衡。(3)再次测量不平衡值，并重复步骤(1)和(2)直到测得的不平衡值减小到低于预定可接受的水平。(4)当测得的不平衡值减小到低于预定可接受的水平时，将转子烘干或者置于大气中以除去平衡配重中的汽化成分。
然而，该不平衡校正技术需要相当数量的工时。另外，将转子置于大气中或将其烘干以使得汽化成分蒸发会花费相当长的时间。此外，校正精度取决于进行该校正的操作者的能力。

发明内容
根据本发明的优选实施例，提供了一种风扇，该风扇包括轴；中空的大致筒形的转子轭，该转子轭连接至所述轴并围绕作为旋转轴线的所述轴旋转；转子磁体，该转子磁体固定于所述转子轭的内周；叶轮，该叶轮固定于所述转子轭的外周，并与所述转子轭一起旋转以产生气流。所述叶轮和所述转子轭之一设置有用于周向定位所述叶轮或所述转子轭的位标(index)。
根据本发明的优选实施例，在将叶轮、转子轭和转子磁体彼此组合时，可以通过专用工具或固定夹具周向固定所述叶轮、转子轭和转子磁体中的每一个。因此，可以使得因操作者的能力差异而导致的旋转不平衡校正精度的差异较小。
另外，由于分别在所述转子轭和叶轮上形成转子轭位标和叶轮位标，因此可以同时校正所述转子轭的旋转不平衡和所述叶轮的旋转不平衡。由此，可以减少用于设计模子和模具的成本。
通过下面结合附图对本发明优选实施例的详细描述，将更加明白本发明的其它特征、要素、优点和特性。


图1是根据本发明第一优选实施例的风扇的剖视图。
图2是图1的风扇中的转子的立体图。
图3是图1的风扇中的转子磁体的立体图。
图4是详细地表示图1的风扇中的转子轭组件的立体图。
图5是根据本发明第一优选实施例的转子轭基底的立体图。
图6是表示根据本发明第一优选实施例的转子组件和夹具的组合的剖视图。
图7是表示叶轮和叶轮基底的组合的立体图。
图8是表示叶轮和转子组件的组合的剖视图。
图9是表示形成在转子轭上的转子轭位标的修改示例的立体图。
图10是表示叶轮和叶轮基底的修改示例性组合的立体图。
图11是表示通过压制形成转子轭所用的模具的立体图。
图12是表示通过压制形成转子轭所用的模具的剖视图。
图13是表示叶轮和叶轮基底的修改示例性组合的立体图。
图14是表示叶轮和叶轮基底的修改示例性组合的立体图。
图15是表示根据本发明第二优选实施例的叶轮和叶轮基底的组合的立体图。
具体实施例方式
将参照图1至图15详细地描述本发明的优选实施例。应注意，在本发明的说明中，当将不同部件的位置关系和取向描述成上/下或左/右时，是指附图中的最终位置关系和取向；而不是指一旦将所述部件组装成实际装置时它们的位置关系和取向。同时，在如下说明中，轴向是指平行于旋转轴线的方向，而径向是指垂直于旋转轴线的方向。
通常，旋转物体的旋转不平衡是因物体的重量不平衡引起的。在上述用于校正旋转不平衡的传统技术中，检测重量不平衡的部分的周向位置，之后增加平衡配重以调整旋转平衡。即，对于旋转物体的径向相对部分中的较轻部分进行旋转不平衡校正。另一方面，根据本发明的优选实施例，检测导致旋转不平衡的部分的周向位置(即，重量不平衡的部分的周向位置)，然后以各种方式对旋转物体的径向相对部分中的较重部分进行旋转不平衡校正。请注意，在以下描述中，“导致旋转不平衡的部分”是指旋转物体的重量不相等的径向相对部分中的较重部分。
第一优选实施例图1是根据本发明第一优选实施例的风扇的剖视图。图2是图1的风扇中的转子的立体图。在该优选实施例的描述中，将转子描述成叶轮组件。
风扇A包括具有多个叶片21的叶轮2。叶轮2安装在大致筒形的转子轭31上。筒形转子轭31是中空的且向下开口，并且当向转子轭31供应电流时其被驱动而围绕旋转轴线旋转。转子轭31包括与旋转轴线同轴布置的轴32。轴32的一端固定于转子轭31的中央。在图1的示例中，轴32的轴向上端固定于转子轭31。
风扇A还包括与转子轭31相对的基部12。基部12在它的中央包括大致筒形的轴承壳体12a，该轴承壳体是中空的且具有底。套筒34压配在轴承壳体12a中并由轴承壳体12a支撑。套筒34具有沿轴向延伸的孔。轴32插入在该孔内。套筒34的轴侧表面和轴34的套筒侧表面形成径向轴承。
在该优选实施例中，径向轴承是浸有油的轴承，该轴承使用由诸如烧结材料的多孔材料制成的套筒且浸有润滑油。轴32经由润滑油以可围绕旋转轴线旋转的方式被径向轴承支撑。径向轴承并不限于上述滑动轴承。例如，可以使用诸如球轴承的滚柱轴承。考虑风扇A的所需特性和成本而选择轴承的类型。
风扇A还包括支撑在轴承壳体12a的径向外侧的定子3。定子3包括定子芯35、线圈37、绝缘体36和电路板38。定子芯35的轴向上端和下端被由绝缘材料形成的绝缘体36环绕。绝缘体36还形成为环绕定子芯35的各个齿。线圈37缠绕在定子芯35的齿周围并且绝缘体36插设在它们之间。
用于控制叶轮2的旋转的电路板38布置在定子3的下方，即，布置在定子3的基部侧。电路板38包括印刷电路板和安装在该印刷电路板上的电子部件(未示出)。在印刷电路板上，印制有待安装电子部件的焊区(land)和用于使电子部件彼此电连接的配线图案。当将电子部件安装在焊区上时，在印刷电路板上形成用于控制叶轮2旋转的电路。请注意，在某些情况下，单个电子部件可以形成该控制电路。线圈37的一端电连接至电子部件中的至少一个。电路板38固定于绝缘体36。经由电子部件(例如，IC和霍耳(hall)元件)将从风扇A的外部供应给电路板38的电流供应至线圈37，从而在定子芯35的周围产生磁场。
在叶轮2的内周面上设置有转子轭31和转子磁体33。转子轭31减少了泄漏至风扇A外部的磁通。转子磁体33附着于转子轭31的内周面，并沿周向被磁化从而实现磁极沿周向交替布置的多极磁体。当将固定于转子轭31中央的轴32插入套筒34时，转子磁体33与定子芯35径向相对。
当向定子3的线圈37供应电流时，由定子芯35产生的磁场和由转子磁体33形成的磁场彼此相互作用，从而产生施加于叶轮2的转矩。因而，叶轮2围绕轴32的中央(即，旋转轴线)旋转。在叶轮2的旋转期间，通过霍耳元件检测旋转的转子磁体33的磁通变化，并且通过驱动IC来切换电流流动方向，即电流的极性。以这种方式，将叶轮2的旋转控制为稳定。叶轮2的旋转使得叶片21将空气从叶轮2侧推向基部12侧，从而产生轴向空气流动。
基部12与电路板38轴向相对并具有大致圆形板的形状，该大致圆形板具有与电路板38的外径大致相同的直径。基部12通过四个肋13连接至壳体1。肋13的数量并不限于四个。可以设置三个或更少的肋、或者五个或更多的肋。
壳体1包括环绕叶轮21的外周的腔室11。腔室11限定了由叶轮2的旋转产生的气流的通道。在该优选实施例中，当沿轴向看时壳体1为方形。在壳体1的轴向上端和下端的每一端，沿壳体1的外围布置有方形框架。凸缘14分别设置在该方形框架的四个角部处并径向向外伸出。凸缘14设置有孔14a，当将风扇A附着于电子装置上时可以将螺钉等插入该孔中。四个肋13以规则的周向间隔布置。
在具有上述结构的风扇A中，以如下方式校正叶轮组件20的旋转不平衡。
图11和图12分别是根据本发明该优选实施例的用于在转子轭31中形成通孔312的加工台(processing stage)的立体图和剖视图。通过包括多个加工台的渐进压制机而形成转子轭31。转子轭31由具有良好的抗腐蚀性的磁性材料(例如，不锈钢板)形成。
首先，将卷绕成卷的长带状不锈钢板供给压制机。然后将不锈钢板深拉成呈中空筒形杯形式的转子轭31，如图11所示。通过去毛刺而形成轴连接部分311，该轴连接部分是中空的筒形且轴32待附着于其上。然后，通过切边而使转子轭31与不锈钢板卷分离。以这种方式，进行转子轭31的形成和成形。
将轴32压配在这样形成和成形的转子轭31的轴连接部分311中。因而，测量围绕轴32旋转的转子轭31的旋转不平衡。通常，使用相同模具形成的多个转子轭31趋于在相对于旋转轴线的大致相同的周向位置(或彼此非常靠近的周向位置)处具有旋转不平衡。可以通过加工模具的表面而一定程度地校正旋转不平衡。然而，旋转不平衡的可校正程度非常小。因此，在转子轭31的其中形成有轴连接部分311的端面中形成通孔312，如图5所示，从而校正旋转不平衡。
通过渐进压制机来形成通孔312。该压制机包括用于形成通孔312的加工台(以下称为通孔形成台)。通孔形成台布置在用于深拉、去毛刺、切边等的一系列台中，尤其是布置在切边台的紧前方。通孔形成台包括模具70和冲头80，如图11所示。模具70和冲头80中的一个作为运动部件运动，而另一个作为固定部件固定。模具70通常固定。当压制机使运动部件朝向固定部件滑动时，加工中的转子轭31被夹在模具70和冲头80之间，从而通过剪切而形成通孔312。
冲头80在它的中央包括圆形凹口83。圆形凹口83在其中接收转子轭31的轴连接部分311。冲孔销保持件81以规则的周向间隔环形布置，并使它们的中央位于圆形凹口83的中央。模具70包括多个以规则的周向间隔环形布置的模具件71。模具件71布置成当模具70和冲头80相接合时，分别与冲头80的冲孔销保持件81相对应。
一旦完成了用于相应台的一系列模具，则由通过相应台压制而形成测试的转子轭31。测量测试的转子轭31的旋转不平衡。在该测量中，获得表示旋转不平衡的程度的值(以下称为旋转不平衡值)。同时，确定转子轭31的导致旋转不平衡的部分的周向位置。然后，在转子轭31中在相对于旋转轴线与所确定的周向位置对称的位置(即，与所确定的周向位置沿径向大致相对的位置)处形成通孔312。即，通孔312围绕旋转轴线相对于所确定的周向位置成180°。更具体地说，在与待形成通孔312的位置相对应的位置处将冲孔销82插入并固定于冲孔销保持件81。在该状态，通过压制机形成转子轭31。如图12所示，当使冲头80朝向模具70滑动时，冲孔销82压靠转子轭31的待形成通孔312的部分，并且通过剪切而冲压出所述部分。将从转子轭31切割出的所述部分3121推入模具件71中。以这种方式，在转子轭31的形成轴连接部分311的端面中形成通孔312。
通过形成通孔312而校正的旋转不平衡的程度与如下相对应从转子轭31移除的那部分的重量M(g)与转子轭31的旋转轴线和通孔312之间的径向距离L(cm)之积。即，可以校正旋转不平衡ML(g×cm)(以下省略旋转不平衡的单位)。如果在校正之前的旋转不平衡值大于ML，则可以通过将另一冲孔销82放入靠近上述冲孔销保持件81的冲孔销保持件81而增加校正的旋转不平衡。然而，有必要保持在校正的旋转不平衡与从旋转轴线至导致旋转不平衡的部分的位置的方向之间的良好平衡。因而，即使进行了旋转不平衡的校正，在校正之后旋转不平衡值也不会为零。
转子轭31的导致旋转不平衡的部分的位置在不同的生产批次之间是不同的。用于转子轭31的材料的变化(例如，加工成转子轭31的板的厚度和组成的变化)、温度条件、加工速度等会影响导致旋转不平衡的部分的周向位置和旋转不平衡值。为此，对于每个生产批次可以改变待插入的冲孔销的数量和形成至少一个通孔312的位置。这导致适当地校正旋转不平衡。在旋转不平衡的校正之后，将轴32压配并紧固于转子轭31的轴紧固部分311。
以上通过参照向下开口的转子轭31描述了如何校正旋转不平衡。但是，上述校正方法也可以以相同的方式应用于向上开口的筒形转子轭。
接下来，将描述如何校正转子轭31(根据上述步骤校正其旋转不平衡)和转子磁体33的组合的旋转不平衡。图3是根据本发明第一优选实施例的转子磁体的立体图。图4是详细地表示根据本发明第一优选实施例的转子轭组件的立体图。
许多风扇使用多种结合的铁氧体磁体当中的橡胶磁体。通过将磁粉和橡胶混合并通过辊子将混合物成形为板而获得橡胶磁体。将呈板形式的橡胶磁体切割成预定长度，从而获得橡胶磁体板330。卷绕各橡胶磁体板330以使其两纵向端彼此接触，如图3中的白色箭头所示。因而，形成具有接头331的卷状转子磁体33。接头331导致重量不平衡，致使转子磁体33围绕卷状转子磁体33的中心轴线不平衡旋转。
如图4所示，将转子磁体33压配并固定于转子轭31的内侧面。可以向彼此接触的转子磁体33和转子轭31的表面施加粘结剂，从而改善阻止转子磁体33从转子轭31脱离的抵抗性。将转子轭31和转子磁体33彼此结合从而使它们的旋转不平衡相互抵消。更具体地说，在根据上述制造方法制成的转子轭31处于使用相同的压制模具的相同生产批次中的情况下，转子轭31在大致相同的周向位置处具有旋转不平衡。因此，可以通过使用形成在转子轭31中的通孔312作为位标而定位旋转不平衡的周向位置。因而，可以基于转子轭31中的作为转子轭位标的通孔312以及转子磁体33的接头331，而确定使得转子轭31和转子磁体33的旋转不平衡彼此抵消的、转子轭31和转子磁体33之间的周向位置关系。
通过转子磁体压配机将转子磁体33压配到转子轭31中。首先，将橡胶磁体板330插入转子磁体压配机中，并将转子轭31放到转子磁体压配机的转子轭基底40上，如图5所示。然后，起动转子磁体压配机。转子磁体压配机自动地将橡胶磁体板330卷成卷状转子磁体33，并将其压配到转子轭31中以与转子轭31的内周面接触。转子磁体压配机总是这样插入转子磁体33，以使得接头331相对于转子轭31布置在大致相同的周向位置。更具体地说，当转子轭31相对于转子轭基底40周向定位时，相对于转子轭31确定转子磁体33的接头331待插入的周向位置。如果操作者将转子轭31和转子磁体33相结合以使它们的旋转不平衡抵消，则校正精度会根据操作者的能力而变化。
在该优选实施例中，可以以如下方式抑制或防止校正精度的上述变化。如图5所示，转子磁体压配机的转子轭基底40形成为具有底的中空筒形状。在转子轭基底40的底部上形成有与转子轭31的通孔312相对应的定位凸起41。当将转子轭31放入转子轭基底40中并使通孔312装配到定位凸起41时，转子轭31固定在相对于转子轭基底40的期望周向位置处。然后，将转子轭基底40固定在转子磁体压配机中，从而不会改变转子轭31的周向位置。以这种方式，可以与操作者的能力无关地将转子磁体33压配到转子轭31中的大致相同的周向位置处。由此，可以以相当高的精度校正旋转不平衡。随后，通过磁化装置使转子磁体33磁化，同时将其组装到转子组件310(包括组合的转子轭31、转子磁体33和轴32)中。
叶轮2通过注射成型而由树脂形成。示例性树脂为强度、刚性和耐热性优异的PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)。PBT容易获得并且可以廉价地形成具有所需特性的叶轮2。可以根据风扇A的所需特性而适当地改变用于叶轮2的材料。可以使用除PBT之外的树脂。将用于叶轮2的模子填充有诸如PBT的树脂，之后树脂通过树脂与模子之间的热交换而冷却从而固化。固化的树脂是模制产品，即叶轮2。在该过程期间，树脂体积因冷却而减少(模制收缩)。因此，有必要将模子设计成尺寸比模制产品的期望尺寸大。但是，模制产品的变形程度根据其形状(尤其是厚度)而改变，因此难于实现高的尺寸精度。为此，要花费较长时间来设计用于满足相应所需尺寸的叶轮2的模子。具体地说，难以设计其中消除了旋转不平衡的模子。
鉴于上述，将叶轮2设计成具有图2所示的形状。多个叶片21布置在中空筒形叶轮杯23的外周上，从而以规则的周向间隔径向向外延伸。叶轮杯23在其底部中具有开口22。叶轮杯23底部的限定开口22的内周边缘设置有至少一个切口或切割部221(以下简称为切口)。在其中在底部的内周边缘上形成多个切口的情况下，它们必须沿周向不规则地布置。这是因为规则布置的切口不能用作能定位周向位置的位标。
用于叶轮2的模子主要包括三个部分，即固定模子件、用于叶轮的运动模子件以及用于叶轮杯的运动模子件。当完成这些模子件的形成时，通过使用这些模子件进行树脂模制而形成叶轮2。将这样形成的叶轮2附着于旋转不平衡接近于零的转子组件310。然后，测量附着于转子组件30的叶轮2的旋转不平衡。通常，如果模制条件相同，则通过使用相同模子形成的叶轮2趋于在大致相同的周向位置处具有旋转不平衡。可以通过另外地加工(例如，切削)模子的表面而校正测得的小程度的旋转不平衡。然而，在其中校正不能将测得的旋转不平衡值减小到等于或小于在风扇的规格中确定的旋转不平衡值的情况下，模子件新形成为改变切口221的周向位置。
通过用于叶轮杯的运动模子件而形成切口221。由此，通过改变用于叶轮杯的运动模子件相对于整个模子结构的周向定位，可以改变切口221的周向位置。形成切口221可以减少沿从旋转轴线J1至切口221的方向中出现的旋转不平衡。然而，实际上不可能使已经进行了校正的叶轮2的旋转不平衡值为零。可以参照作为位标的切口221来确定从旋转轴线到导致叶轮2的旋转不平衡的部分的位置的方向。
将叶轮2和转子组件310相互组合，如图2所示。下面将描述该组合的细节。图6是转子组件310和用于转子组件310的夹具的剖视图。图7示出了叶轮2在夹具上的放置方式。图8是表示叶轮2和转子组件310的组合的剖视图。
如图8所示，转子组件310和叶轮2分别附着于专用的夹具，然后通过利用压缩机的压制机、利用伺服电机的伺服压配机等使它们彼此组合。尽管对于各转子组件310和叶轮2已经校正了旋转不平衡，但是各转子组件310和叶轮2的旋转不平衡值并不为零。因此，有必要在将转子组件310压配到叶轮2中时使叶轮2和转子组件310的旋转不平衡平衡，从而减少叶轮组件20(即，叶轮2和转子组件310的组合)的旋转不平衡值。
首先将描述转子组件310和用于转子组件310的专用夹具(即，转子附着夹具50)。如图6所示，转子附着夹具50包括用于支撑转子轭31的内周面的转子支撑部分51、以及用于在内部接收轴32的轴插入孔52。轴插入孔52形成在转子支撑部分51的中央。转子附着夹具50由诸如低碳钢的磁性材料形成。因此，转子组件310通过转子磁体33的磁力被转子支撑部分51保持。
转子组件310必须以特定方式相对于转子附着夹具50被周向定位和保持，以使得转子组件310的旋转不平衡和叶轮2的旋转不平衡彼此抵消。在该优选实施例中，在转子轭31的底面上形成有朝向转子轭31的开口端凸出的凸部313。由于如上所述通过压制形成转子轭31，因此用于转子轭31的模具设计成在转子轭31的底面上形成凸部313。代替凸部313，可以在转子轭31的底部中央形成凹部。在这种情况下，模子设计成形成所述凹部。另外，在转子附着夹具50的待与转子轭31的底面相对的端面上在对应于凸部313(或凹部)的位置处形成有定位凹部53。将转子组件310插入转子附着夹具50并由其保持，使得凸部313与定位凹部53接合。
可选的是，可以采用其中在转子轭31的周壁的开口端处形成切口314的方法，如图9所示。在这种情况下，转子附着夹具50设置有形成在转子支撑部51的径向外侧的定位凸部53。定位凸部53远离转子支撑部51。转子组件310由转子附着夹具50保持，使得切口314与转子附着夹具50的定位凸部53接合。
转子轭31可设置有由切口、通孔、凹部和凸部中的任一个形成的接合特征部(engagement feature)，而转子附着夹具可以设置有由与转子轭31的接合特征部相对应的凸部或凹部形成的定位特征部。在这种情况下，转子轭31通过使该转子轭31的接合特征部与转子附着夹具50的定位特征部的接合而周向定位。用于相对于转子附着夹具50周向定位转子轭31的方法并不限于上述。
接下来将参照图7来描述叶轮2和叶轮2的专用夹具(即，叶轮基底60)。在叶轮基底60的中央形成有装配凸部61，如图7所示。装配凸部61呈圆柱形柱的形状并且待与叶轮开口22进行装配。装配凸部61在其外周面上设置有定位凸部611。定位凸部611形成为与形成在叶轮杯23的底部的内周边缘上的切口221相对应。叶轮基底60还包括在叶轮基底60的外围上或附近的外壁62。外壁62支撑叶轮2的外周。将叶轮2放在叶轮基底60上，并使切口221与定位凸部611接合。由此，叶轮2可相对于叶轮基底60周向定位。
下面将描述叶轮2相对于叶轮基底60周向定位的示例性修改例。图14表示其中凸部221a设置在叶轮杯23的底部的内周边缘上以径向向内伸出的示例。在这种情况下，在叶轮基底60的装配凸部61的外周面上设置有凹部611a。在图10所示的另一示例中，在叶轮2的与叶轮基底60相对的底面上形成有用于使叶轮2相对于旋转轴线周向定位的凹部24。在这种情况下，在对应于凹部24的位置处形成有定位凸部63。图10表示其中形成三个凹部24以及三个与其相对应的定位凸部63的情况。通过使凹部24与相应的定位凸部63相接合而使叶轮2相对于叶轮基底60周向定位。
另外，代替凹部24，可以在叶轮2的与叶轮基底60相对的底面上形成凸部24a，如图13所示。在这种情况下，在形成注射成型所用的用于叶轮的模子件时，可以在用于叶轮的模子件中刻出形成凸部24a的用于叶轮2的模子件的凹部。因此，可以将模子成本抑制为较廉价。用于使叶轮2相对于叶轮基底60周向定位的方法并不限于上述。可以使用任何定位方法。
接下来将参照图8描述如何组合附着于转子附着夹具50的转子轭31与安装在叶轮基底60上的叶轮2。转子附着夹具50以这样的方式附着于压制机的上部，以使得转子轭31的底部面向下，如图8所示。叶轮基底60附着于压制机的下部，使得用于安装叶轮2的表面面向上。在这种情况下，起动压制机。然后转子附着夹具50朝向叶轮基底60滑动，以将转子组件310压配到叶轮2中。
在该压配中，有必要使叶轮2的旋转不平衡与转子组件310的旋转不平衡彼此抵消。因此，转子附着夹具50和叶轮基底60固定在压制机中，并在相对于压制机使叶轮2和转子组件310的旋转不平衡彼此抵消的位置处。即，叶轮2的旋转不平衡和已经压配到叶轮2中的转子组件310的旋转不平衡彼此抵消。
为了使叶轮2和转子组件310的旋转不平衡相抵消，理想的是以这样的方式组合叶轮2和转子组件310，即使从旋转轴线的旋转不平衡的方向相对于旋转轴线对称，即彼此相对。但是，各叶轮2和转子组件310的同轴度和圆度并不完全为零。因此，当叶轮2和转子组件310彼此组合时，必须考虑同轴度和圆度的变化。
例如，讨论这样的情况，其中叶轮2和转子组件310在同轴度方面彼此不同。在这种情况下，即使叶轮2和转子组件310彼此组合以使得旋转不平衡相对于旋转轴线的周向位置对称，叶轮2的旋转轴线也不会与转子组件310的旋转轴线重合。同样地，在叶轮2和转子组件310在圆度方面彼此不同的情况下，使叶轮2和转子组件310相组合，同时根据转子组件310的圆度而变形。这是因为叶轮2由杨氏模量比形成转子组件310的金属低的树脂形成。基于上述原因，以各种方式将叶轮2和转子组件310彼此组合以使得它们之间的周向定位关系不同，并且对于各组合测量组合的叶轮2和转子组件310的旋转不平衡。基于所述测量，确定提供最小的旋转不平衡的一个组合作为最合适的组合。
然后，将叶轮基底60和转子附着夹具50固定于压制机，以实现这样确定的叶轮2和转子组件310的所述最合适的组合。以这种方式，可以以理想的方式与操作者的能力无关地使叶轮2和转子组件310的旋转不平衡彼此抵消，即，对它们的旋转不平衡进行校正。请注意，当用于叶轮的模子和用于转子轭的模具中的至少一个发生改变时，叶轮2和转子组件310中的相对应一个的旋转不平衡的位置、同轴度和圆度也会发生改变。因此，对于用于叶轮的模子和用于转子轭的模具的每个组合，有必要研究叶轮和转子轭的最合适的周向定位组合。
根据上述步骤，可以实现旋转不平衡的校正，这不取决于操作者的能力并且可以使旋转不平衡非常小。另外，由于可以通过夹具来固定叶轮2和转子轭31的周向位置，因此可以减少步骤数量。
第二优选实施例下面将描述根据第二优选实施例的风扇。图15是表示根据第二优选实施例的叶轮和叶轮基底的组合的立体图。组合的叶轮2和叶轮基底60的结构与图7、图10、图13和图14中的不同。除此之外，第二优选实施例的风扇的结构与图1至图6、图8、图9、图11和图12中所示的相同，并因此用与第一优选实施例中相同的附图标记来标记。
在第二优选实施例的风扇的叶轮组件20中，在叶轮2的叶轮杯23内在叶轮杯23的底部上形成有呈径向向内箭头形式的位标221b，从而面向叶轮杯23的内周边缘，如图15所示。位标221b的形状并不限于箭头。位标221b形成为在形成叶轮2的同时通过嵌件成型而凸出。因此，当形成注射成型所用的用于叶轮2的模子件时，可以刻出模子件的对应于位标221b的部分，由此减少制造模子的成本。
接下来将描述当叶轮2和转子组件310彼此组合时使用的叶轮基底60。叶轮基底60在它的中央设置有装配凸部61，如图15所示。装配凸部61呈圆柱形柱的形式并与叶轮2的开口22相对应。在装配凸部61的上表面上形成有位标611b，该位标呈面向装配凸部61的外围边缘的径向向外箭头的形式。叶轮基底60还在其外围上或附近设置有外壁62。外壁62保持叶轮2的外周。叶轮2以如下方式放在叶轮基底60上，即叶轮2的位标221b的指向端与叶轮基底60的位标611b的指向端基本重合。由此，当操作者将叶轮2和转子组件310组合时，可以与操作者的能力无关地使得叶轮2相对于叶轮基底60的周向定位偏差较小。
风扇A需要在某些操作条件下，尤其是在将风扇A安装于用在外部的电子装置中的情况下，具有雷电浪涌抵抗性。风扇A的转子轭31没有被覆盖而是暴露于外部。在通常的操作条件下，对于暴露的转子轭31不会出现问题。然而，如果用在外部的电子装置遭雷击，则会通过转子轭31向电路板38施加高电压，以使得控制风扇A旋转的电路受损。
为了防止该问题，在底部上放置由绝缘材料形成的标签或粘性标志，以闭合叶轮2的开口22。如果如第一优选实施例中那样在叶轮2的叶轮杯23的底部上形成有切口221，或者如在上述修改例中那样在叶轮2的叶轮杯23的底部上形成有凹部24或凸部24a，则该标签或粘性标志会容易地脱落。为此，在将标签或粘性标志放在叶轮2的底部上的情况下，有必要采用该优选实施例的结构。即，该优选实施例的结构在将标签或粘性标志放在叶轮2的底部上的情况下具有优点。
尽管上面描述了本发明的优选实施例，但是应理解本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下作出变动和修改。因此，本发明的范围仅由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种风扇，该风扇包括轴；中空的大致筒形的转子轭，该转子轭连接至所述轴并围绕作为旋转轴线的所述轴旋转；转子磁体，该转子磁体固定于所述转子轭的内周；叶轮，该叶轮固定于所述转子轭的外周，并与所述转子轭一起旋转以产生气流，其中所述叶轮设置有用于周向定位所述叶轮的位标。
2.根据权利要求1所述的风扇，其中，所述叶轮是中空的，并且所述转子轭从所述叶轮的其中一个轴向端插入到所述叶轮中，并且所述叶轮在其另一轴向端处具有一表面，该表面中/上形成有通孔、凹部和凸部中的至少一个作为所述位标。
3.根据权利要求1所述的风扇，其中，所述叶轮是中空的，并且所述转子轭从所述叶轮的其中一个轴向端插入到所述叶轮中，所述叶轮在其另一轴向端处具有一表面，该表面在其中央处具有在所述旋转轴线上定心的大致圆形孔，并且在所述叶轮的限定所述大致圆形孔的所述表面的内边缘上形成有切口和凸起中的至少一个，所述切口远离所述旋转轴线凹入，所述凸起朝向所述旋转轴线伸出。
4.一种风扇，该风扇包括轴；中空的大致筒形的转子轭，该转子轭连接至所述轴并围绕作为旋转轴线的所述轴旋转；转子磁体，该转子磁体固定于所述转子轭的内周；叶轮，该叶轮附着于所述转子轭的外周，并与所述转子轭一起旋转以产生气流，其中所述转子轭设置有用于周向定位所述转子轭的位标。
5.根据权利要求4所述的风扇，其中，所述转子轭朝向它的其中一个轴向端开口，所述转子磁体从所述一个轴向端插入到所述转子轭中，并且在所述转子轭的另一轴向端处形成有通孔、凹部和凸部中的至少一个作为所述位标。
6.根据权利要求5所述的风扇，其中，所述转子轭是其中/其上形成有所述位标的压制件。
7.根据权利要求4所述的风扇，其中，所述转子轭朝向它的其中一个轴向端开口，所述转子磁体从所述一个轴向端插入到所述转子轭中，并且在所述转子轭的位于所述一个轴向端处的边缘上形成有切口作为所述位标。
8.根据权利要求7所述的风扇，其中，所述转子轭是其中形成有所述切口的压制件。
9.一种用于制造风扇的方法，该风扇包括轴；中空的大致筒形的转子轭，该转子轭围绕作为旋转轴线的所述轴旋转；转子磁体，该转子磁体固定于所述转子轭的内周；叶轮，该叶轮固定于所述转子轭的外周，并与所述转子轭一起旋转以产生气流，该方法包括a)测量和校正所述转子轭自身的旋转不平衡，并形成用于定位导致所述转子轭的旋转不平衡的部分的周向位置的转子轭位标；b)将所述轴连接至所述转子轭；c)将所述转子磁体附着于所述转子轭的所述内周；d)测量带有所述转子磁体的所述转子轭的旋转不平衡，并基于所述转子轭位标而定位导致带有所述转子磁体的所述转子轭的旋转不平衡的部分的位置；e)测量和校正所述叶轮自身的旋转不平衡，并在所述叶轮的注射成型中形成用于定位导致所述叶轮的旋转不平衡的部分的周向位置的叶轮位标；以及f)当将所述叶轮和所述转子轭彼此组合时，基于所述叶轮位标和所述转子轭位标使所述叶轮的旋转不平衡和带有所述转子磁体的所述转子轭的旋转不平衡彼此抵消。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述叶轮是中空的，并且当将所述转子轭和所述叶轮彼此组合时，将所述转子轭从所述叶轮的其中一个轴向端插入到所述叶轮中，并且所述步骤e)包括通过在所述叶轮的另一轴向端形成通孔、凹部和凸部中的至少一个作为所述叶轮位标而校正所述叶轮的旋转不平衡。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述叶轮是中空的；将所述转子轭从所述叶轮的其中一个轴向端插入到所述叶轮中，并且所述叶轮在其另一轴向端处具有在所述旋转轴线上定心的大致圆形孔，并且所述步骤e)包括通过在所述叶轮的限定所述大致圆形孔的内边缘上形成有切口和凸起中的至少一个而校正所述叶轮的旋转不平衡，所述切口远离所述旋转轴线凹入，所述凸起朝向所述旋转轴线伸出，所述切口和所述凸起中的所述至少一个用作所述叶轮位标。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤f)使用叶轮基底，当将所述叶轮和所述转子轭彼此组合时，所述叶轮待安装在该叶轮基底上，所述叶轮基底设置有待与所述叶轮位标配合的定位特征部，所述叶轮基底的所述定位特征部凹入或凸起，并且所述步骤f)包括使所述叶轮的所述叶轮位标与所述叶轮基底的所述定位特征部相配合，以将所述叶轮的导致该叶轮旋转不平衡的部分固定在所述叶轮基底上的特定周向位置处。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述步骤b)中，所述轴连接至所述转子轭的其中一个轴向端，并且所述步骤a)包括通过在所述转子轭的供所述轴连接的所述一个轴向端处形成通孔、凹部和凸部中的至少一个而校正所述转子轭的旋转不平衡，所述通孔、所述凹部和所述凸部中的所述至少一个用作所述转子轭位标。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述转子轭是压制件，并且所述步骤a)包括在通过压制形成所述转子轭时，通过压制而形成所述通孔、所述凹部和所述凸部中的所述至少一个。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤a)包括通过在所述转子轭的开口端的边缘上形成至少一个切口作为所述转子轭位标而校正所述转子轭的旋转不平衡。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述转子轭是压制件，并且所述步骤a)包括在通过压制形成所述转子轭时，通过压制而形成所述至少一个切口。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述转子轭通过渐进压制机形成，该压制机具有多个台，包括用于在所述转子轭中形成所述通孔的通孔形成台，该通孔形成台包括多个分别用于保持形成通孔的冲孔销的保持部，所述保持部以所述旋转轴线为中心而周向布置，并且所述步骤a)包括测量没有通孔的所述转子轭的旋转不平衡；和通过将冲孔销插入与导致没有通孔的所述转子轭的旋转不平衡的所述部分的周向位置相对应的保持部以形成所述通孔，从而校正没有通孔的所述转子轭的旋转不平衡。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤c)包括使呈板形式的所述转子磁体的两个纵向端彼此接触，以通过由其所述纵向端形成的接头而卷绕所述转子磁体；和使所述卷绕的转子磁体在所述接头处的重量不平衡与所述转子轭的旋转不平衡彼此抵消。
19.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤c)使用一基底，当将所述转子磁体和所述转子轭彼此组合时，所述转子轭安装在该基底上，所述基底设置有待与所述转子轭位标配合的定位特征部，该定位特征部凹入或凸起，并且所述步骤c)包括使所述转子轭位标与所述基底的所述定位特征部相配合，以通过所述基底将导致该转子轭旋转不平衡的所述部分的周向位置固定在特定位置处。
20.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤f)使用转子附着夹具，该转子附着夹具用于在将所述叶轮和所述转子轭彼此组合时固定地保持所述转子轭，该转子附着夹具设置有待与所述转子轭的所述转子轭位标配合的定位特征部，该定位特征部凹入或凸起，并且所述步骤f)包括使所述转子轭位标与所述定位特征部相配合，以通过所述转子附着夹具将导致该转子轭旋转不平衡的所述部分的周向位置固定在特定位置处。
全文摘要
本发明提供了一种风扇及其制造方法。该风扇包括轴；中空的大致筒形的转子轭，该转子轭围绕作为旋转轴线的所述轴旋转，并朝向其一个轴向端开口；转子磁体，该转子磁体固定于所述转子轭的内周；叶轮，该叶轮固定于所述转子轭的外周，并与所述转子轭一起旋转以产生气流。所述叶轮和所述转子轭之一设置有用于周向定位所述叶轮或所述转子轭的位标。
文档编号F04D29/043GK101054980SQ200710086169
公开日2007年10月17日 申请日期2007年3月6日 优先权日2006年3月6日
发明者永光隆, 加藤喜久, 住田宗优, 松下雅幸, 村冈浩司, 吉田裕亮 申请人:日本电产株式会社