专利名称：三相轴流式风扇的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三相轴流式风扇，尤指一种采用三相直流控制的三相轴流式 风扇。
背景技术：
随着信息产品体积的快速缩小，被包含于信息产品中的马达，诸如散热风扇马达、 振动马达等的要求也更加强调小型化与扁平化。考虑将马达小型化的马达架构，一般采用 方形外框与圆形旋转件结合成为单相轴流式风扇的架构，以达到小型化、扁平化及输出转 矩提升的目的。然而，此种单相轴流式风扇具有启动死点、转矩涟波大、效率低的不良特性，尤其 在此小型化马达输出转矩极小的运作中，极容易因摩擦力与启动死点的交互作用，造成启 动不良的问题存在。为了改善单相轴流式风扇的缺点，遂有三相直流风扇的产生，三相直流 风扇具备了无启动死点与低转矩涟波等优异特性。请参考1图。图1为传统三相直流风扇的零件分解图。在图1中，三相直流风扇 3主要包括一上绕线绝缘套筒21 (upper bobbin)、一三相马达定子10 (three-phase motor stator)、一下绕线绝缘套筒 23 (lower bobbin)、一 电路板 24 (PCB board)、一扇叶 25 (fan leaf)、一主轴 26 (shaft)、一轭铁 27 (yoke)、一环型磁铁铁磁 28 (ring magnet)、一含油 轴承 29 (sleeve)、一止推片 30 (thrust plate)、一绝缘片 31 (isolation plate)、一套筒 32 (housing)及一扇座 33 (fan base)。复参考图1。上绕线绝缘套筒21与下绕线绝缘套筒23其内皆绕设有感应线圈(无 标号)并且形成三相绕组。绕设有三相绕组的上绕线绝缘套筒21与下绕线绝缘套筒23系 套接于三相马达定子10，而成为定子部分，且三相绕组电连接于电路板24。套接有上绕线 绝缘套筒21与下绕线绝缘套筒23的三相马达定子10、电路板24、含油轴承29、止推片30、 绝缘片31、套筒32及扇座33系以紧配合的方式组成。环形磁铁28是由多个永久磁铁N极、S极交错排列包围而成，轭铁27则套接于环 形磁铁28外围并耦接至主轴26，而成为转子部分。所述的扇叶25、主轴26及环形磁铁28 系以紧配合的方式组成。三相直流风扇3中，定子部分与转子部份之间存在有一固定宽度 的气隙。另外，通过定子部分上缠绕导线，配合流过导线上的电流所产生的定子磁场与转子 部分的环形磁铁28产生交互作用，就产生力矩(torque)，带动扇叶25旋转。虽然，传统三相直流风扇3具备了无启动死点与低转矩涟波等优异特性，但是，传 统三相直流风扇3的结构往往会造成气流的阻碍，而影响传统三相直流风扇3输出的风量， 进而降低传统三相直流风扇3的效能。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种三相轴流式风扇，其借由结构上的改良，成为扁平 化与小型化的轴流式风扇架构，以提高风扇输出的风量，并且具备无启动死点与低转矩漣波等优異特性。为实现上述目的，本实用新型的三相轴流式风扇，包括一框架、一三相定子及一风 扇，其中，框架具有一中间通孔，且框架向中间通孔延伸一支持臂，并且支持臂的一端连接 一轴管，且轴管的内部设置一轴承。三相定子设置在框架上，用以产生一旋转磁场。风扇具 有一中心轴与多个磁性扇叶，以及，中心轴设置在轴承中，并且相邻的磁性扇叶具有相异的 磁极，其中，多个磁性扇叶与旋转磁场作用，而在中间通孔中定位旋转。根据上述构想，该三相定子具有3XM个极齿。根据上述构想，该风扇具有2 X N个磁性扇叶。根据上述构想，其中还包括一控制单元，该控制单元设置在该框架上，并且耦接于 该三相定子上的每一感应线圈。根据上述构想，其中还包括一外框，该外框与该框架结合，并且对应于该中间通孔 开设一通风孔。根据上述构想，每一极齿具有一齿腹与一齿缘。根据上述构想，每一齿腹上绕设有一感应线圈。根据上述构想，每一齿缘与所述多个磁性扇叶间隔有一气隙。根据上述构想，该极齿为一 T字形极齿。根据上述构想，该磁性扇叶的叶片具有一磁极。根据上述构想，该磁性扇叶的叶缘具有一磁极。为实现上述目的，本实用新型还提供一种三相轴流式风扇，包括一框架，具有一 中间通孔；一三相定子，其上设有三相感应线圈，该三相定子连接该框架，并于三相感应线 圈通电时产生一旋转磁场于该中间通孔；一风扇，具有一中心轴承、多个扇叶及一扇轮，多 个扇叶连接于该中心轴承与该扇轮之间；及一磁铁，与该扇轮结合，该磁铁与该旋转磁场作 用，而带动该风扇在该中间通孔定位旋转。根据上述构想，该磁铁为环形磁铁或瓦片形磁铁。根据上述构想，其中还包括两个固定架，每一个固定架都具有一固定基座与至少 两个固定脚，其中，所述固定基底分别固定于该中心轴承的两面，所述至少两个固定脚则分 别固定于该框架的两面。根据上述构想，其中还包括一控制单元，该控制单元设置在该框架上，并且耦接于 该三相感应线圈综上所述，本实用新型的三相轴流式风扇利用风扇的多个磁性扇叶与框架上的三 相定子所产生的旋转磁场相互作用，以构成三相直流风扇。同时，运用框架的中间通孔作为 气流流通的管道，以达成轴流式风扇的目的。如此，本实施例提供的三相轴流式风扇具备三相运作无启动死点、低转矩漣波及 效率提升等优异特性，因而能够有效地改善传统单相轴流式风扇具有启动死点、转矩涟波 大、效率低的问题。并且，本实施例提供的三相轴流式风扇更是借由结构上的改良，以达到 扁平化与小型化的目的，以及提高风扇所输出的风量，提升整体效能，因而能够有效的改善 传统三相直流风扇输出风量少、整体效能低的缺点。
图1为传统三相直流风扇之零件爆炸图；图2为本实用新型的第一实施例的三相轴流式风扇分解立体示意图；图3为本实用新型的第一实施例的三相轴流式风扇组合剖面示意图；图4为本实用新型的第二实施例的风扇结构示意图；图5A为本实用新型的第三实施例的风扇结构示意图；图5B为本实用新型的第四实施例的风扇结构示意图；图6为本实用新型的第五实施例的三相轴流式风扇分解立体示意图；及图7为本实用新型的环形磁铁示意图。主要组件符号说明如下习知三相马达定子10上绕线绝缘套筒21下绕线绝缘套筒23电路板24扇叶 25主轴26轭铁27环型磁铁铁磁28含油轴承29三相直流风扇3止推片30绝缘片31套筒 32扇座 33本实用新型框架4、4，中间通孔40、40，支持臂42轴管 44轴承46、102三相定子5、5，极齿52、52，齿腹520、520，齿缘522、522，风扇 6、6，、6a、6b、100扇叶104扇轮106中心轴60[0064]磁性扇叶62、62，叶缘 620感应线圈7、7，控制单元8、8’夕卜框9通风孔90固定架9，固定基座91固定脚92磁铁200环形磁铁200，
具体实施方式
请参考图2。图2为本实用新型的第一实施例的三相轴流式风扇分解立体示意图。 第一实施例的三相轴流式风扇包括有一框架4、一三相定子5及一风扇6。其中，框架4可 以采用方形框架或其它多边形框架。框架4的中央部份系开设有一中间通孔40，中间通孔 40的面积足以提供风扇6在其内进行旋转。框架4的一适当部位向着中间通孔40延伸一支持臂42，支持臂42的一端连接一 轴管44，且轴管44的内部设置一轴承46。前述的轴管44约略设置在中间通孔40的中央 部位，用来承载风扇6，使风扇6可以在中间通孔40中定位旋转，以成为轴流式风扇的架构。复参考图2。三相定子5被设置在框架4非中间通孔40的位置上，其系具有3XM 个极齿52。在第一实施例中，三相定子5设置在框架4的二边，并且从框架4的三个角落向 着中间通孔40延伸出三个极齿52，每一极齿52可以为一 T字形极齿。其中，每一极齿52 具有一齿腹520与一齿缘522，并且，每一齿腹520上分别绕设有一感应线圈7，同时，每一 齿缘522与风扇6系间隔有一气隙(未标示)。如此，借由三个极齿52的配置以及三个感应线圈7的通电状态，三相定子5足能 够产生一旋转磁场，以带动风扇6旋转。前述中，框架4上更设置一控制单元8，控制单元8 耦接于每一感应线圈7，作为感应线圈7通电状态的控制。控制单元8可以执行一般业界常 用的大步方波换相、渐进式换相、180度方波换相、180度拟弦波换相、180度梯形波换相或 150度12步方波换相等方式进行相位切换。复参考图2。风扇6具有一中心轴60与2XN个磁性扇叶62，在第一实施例中，磁 性扇叶62采用2个叶片。风扇6以中心轴60定位设置在轴承46中，并经由轴承46内径 进行旋转。另外，风扇6上每一相邻的磁性扇叶62各具有相异的磁极(N极或S极)，其中， 相异的磁极系设置在每一相邻的磁性扇叶62的叶缘620上。如此，在第一实施例中，借由 2个磁极相异的磁性扇叶62与三相定子5所产生的旋转磁场的相互作用，风扇6系能够在 中间通孔40中定位旋转。复参考图2。第一实施例的三相轴流式风扇还包括一外框9，外框9系开设有一通 风孔90，该通风孔90对应于框架4的中间通孔40，并且外框9可以与框架4结合，以保护 风扇6。[0081]配合图2，请参考图3。图3为本实用新型的第一实施例的三相轴流式风扇组合剖 面示意图。第一实施例的三相轴流式风扇利用具有多个磁性扇叶62的风扇6设置在框架 4的中间通孔40，以及三相定子5设置在框架4并且围绕风扇6分布的结构改良，使风扇6 与三相定子5所产生的旋转磁场相互作用而旋转，以带动大量的气流流过框架4的中间通 孔40。如此，第一实施例的三相轴流式风扇借由前述结构上的改良，系能够达到扁平化 与小型化的目的，以及提高风扇6所输出的风量，提升整体效能，因而能够有效的改善传统 三相直流风扇输出风量少、整体效能低的缺点。配合图2，请参考图4。第四图为本实用新型的第二实施例的风扇结构示意图。第 二实施例所揭示的风扇6’与第一实施例的风扇6主要差异处在于第二实施例的风扇6’ 所采用的2个磁性扇叶62’上各具有一相异的磁极(N极或S极)，其中，各相异的磁极分别 设置在每一相邻的磁性扇叶62’的叶片上。如此，在第二实施例中，磁性扇叶62’与三相定 子5所产生的旋转磁场的相互作用，风扇6’系能够在中间通孔40中定位旋转。配合图2，请参考图5A。图5A为本实用新型的第三实施例的风扇结构示意图。第 三实施例的风扇6a与第一实施例的风扇6主要差异处在于第三实施例的风扇6a采用4 个磁性扇叶62，并且风扇6a上每一相邻的磁性扇叶62各具有相异的磁极(N极或S极)。 如此，在第三实施例中，借由磁性扇叶62与三相定子5所产生的旋转磁场的相互作用，风扇 6a系能够在中间通孔40中定位旋转。配合图2，请参考图5B。图5B为本实用新型的第四实施例的风扇结构示意图。第 四实施例所揭示的风扇6b与第一实施例的风扇6主要差异处在于第四实施例的风扇6b 采用4个磁性扇叶62’，并且风扇6b上每一相邻的磁性扇叶62’各具有相异的磁极(N极或 S极)，其中，相异的磁极系设置在每一相邻的磁性扇叶62’的叶片上。如此，在第四实施例 中，磁性扇叶62’与三相定子5所产生的旋转磁场的相互作用，风扇6b系能够在中间通孔 40中定位旋转。请参考图6，图6为本实用新型的第五实施例的三相轴流式风扇分解立体示意图。 第五实施例的三相轴流式风扇包括有一框架4’、一三相定子5’、一风扇100及一磁铁200。 其中，框架4’可以采用方形框架或其它多边形框架。框架4’的中央部份系开设有一中间 通孔40’，中间通孔40’的面积足以提供风扇100在其内进行旋转。复参考图6。三相定子5’具有3 XM个极齿52’，其上设有三相感应线圈7’，该三 相定子5’连接该框架4’，并于三相感应线圈7’通电时产生一旋转磁场于中间通孔40’。 在第五实施例中，三相定子5’设置在框架4’的中间通孔40’位置，并且从框架4’的三个 角落向着中间点延伸出三个极齿52’，每一极齿52’可以为一 T字形极齿。其中，每一极齿 52’具有一齿腹520’与一齿缘522’，并且，每一齿腹520’上分别绕设有一感应线圈7’，同 时，每一齿缘522’与磁铁200间隔有一气隙(未标示)。复参考图6。风扇100具有一中心轴承102、多个扇叶104及一扇轮106，多个扇叶 104连接于中心轴承102与扇轮106之间。磁铁200可以是瓦片形磁铁或环形磁铁200’(参 照图7)，同时，磁铁200与扇轮106以紧配方式或其它方式结合，如此，磁铁200与三相定子 5’产生的旋转磁场作用，而带动风扇100在中间通孔40’中定位旋转。第五实施例的三相轴流式风扇还包括两个固定架9’，每一个固定架9’都具有一
7固定基座91与至少两个固定脚92，其中，该些固定基座91分别固定于中心轴承102的两 面，所述至少两个固定脚92则分别固定于框架4’的两面。如此，两个固定架9’可以用来 承载风扇100，使风扇100可以在中间通孔40’中定位旋转，以成为轴流式风扇的架构。前述中，框架4’上还设置一控制单元8’，控制单元8，耦接于三相感应线圈7’，作 为三相感应线圈V通电状态的控制。控制单元8’可以执行一般业界常用的六步方波换 相、渐进式换相、180度方波换相、180度拟弦波换相、180度梯形波换相或150度12步方波 换相等方式进行相位切换。综上所述，本实用新型的三相轴流式风扇利用风扇的多个磁性扇叶与框架上的三 相定子所产生的旋转磁场相互作用，以构成三相直流风扇。同时，运用框架的中间通孔作为 气流流通的管道，以达成轴流式风扇的目的。如此，本实用新型提供的三相轴流式风扇具备三相运作无启动死点、低转矩漣波 及效率提升等优異特性，因而能够有效地改善传统单相轴流式风扇具有启动死点、转矩涟 波大、效率低的问题。并且，本实用新型提供的三相轴流式风扇更是借由结构上的改良，以 达到扁平化与小型化的目的，以及提高风扇所输出的风量，提升整体效能，因而能够有效的 改善传统三相直流风扇输出风量少、整体效能低的缺点。以上所述，仅为本实用新型最佳之一的具体实施例的详细说明与图式，任何熟悉 本领域的技术的人员，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本实用新型的权利要求的保护 范围之内。
权利要求一种三相轴流式风扇，其特征在于包括一框架，具有一中间通孔，该框架向该中间通孔延伸一支持臂，该支持臂的一端连接一轴管，且该轴管的内部设置一轴承；一三相定子，设置在该框架上，其中，该三相定子产生一旋转磁场；及一风扇，具有一中心轴与多个磁性扇叶，该中心轴设置在该轴承中，并且相邻的所述磁性扇叶具有相异的磁极，其中，所述多个磁性扇叶与该旋转磁场作用，而在该中间通孔中定位旋转。
2.如权利要求1所述的三相轴流式风扇，其特征在于该三相定子具有3XM个极齿。
3.如权利要求2所述的三相轴流式风扇，其特征在于该风扇具有2XN个磁性扇叶。
4.如权利要求3所述的三相轴流式风扇，其特征在于还包括一控制单元，该控制单元 设置在该框架上，并且耦接于该三相定子上的每一感应线圈。
5.如权利要求4所述的三相轴流式风扇，其特征在于还包括一外框，该外框与该框架 结合，并且对应于该中间通孔开设一通风孔。
6.如权利要求2所述的三相轴流式风扇，其特征在于每一极齿具有一齿腹与一齿缘。
7.如权利要求6所述的三相轴流式风扇，其特征在于每一齿腹上绕设有一感应线圈。
8.如权利要求6所述的三相轴流式风扇，其特征在于每一齿缘与所述多个磁性扇叶间 隔有一气隙。
9.如权利要求8所述的三相轴流式风扇，其特征在于该极齿为一T字形极齿。
10.如权利要求3所述的三相轴流式风扇，其特征在于该磁性扇叶的叶片具有一磁极。
11.如权利要求3所述的三相轴流式风扇，其特征在于该磁性扇叶的叶缘具有一磁极。
12.—种三相轴流式风扇，其特征在于包括 一框架，具有一中间通孔；一三相定子，其上设有三相感应线圈，该三相定子连接该框架，并于三相感应线圈通电 时产生一旋转磁场于该中间通孔；一风扇，具有一中心轴承、多个扇叶及一扇轮，多个扇叶连接于该中心轴承与该扇轮之 间；及一磁铁，与该扇轮结合，该磁铁与该旋转磁场作用，而带动该风扇在该中间通孔定位旋转。
13.如权利要求12所述的三相轴流式风扇，其特征在于该磁铁为环形磁铁或瓦片形磁铁。
14.如权利要求12所述的三相轴流式风扇，其特征在于还包括两个固定架，每一个固 定架都具有一固定基座与至少两个固定脚，其中，所述固定基底分别固定于该中心轴承的 两面，所述至少两个固定脚则分别固定于该框架的两面。
15.如权利要求14所述的三相轴流式风扇，其特征在于还包括一控制单元，该控制单 元设置在该框架上，并且耦接于该三相感应线圈。
专利摘要本实用新型涉及一种三相轴流式风扇，其包括框架、三相定子及风扇，其中，框架具有一中间通孔，并且框架向中间通孔延伸一支持臂，同时，支持臂的一端连接一轴管，且轴管的内部设置一轴承。三相定子设置在框架上，用于产生一旋转磁场。风扇具有一中心轴与多个磁性扇叶，中心轴设置在轴承中，并且相邻的磁性扇叶具有相异的磁极，其中，多个磁性扇叶与旋转磁场作用，而在中间通孔中定位旋转。
文档编号H02K7/14GK201679739SQ20102011787
公开日2010年12月22日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者王平世 申请人:佶庆电机有限公司