专利名称：风扇电动机的制作方法
技术领域：
本发明基于2003年5月28日向日本专利局提交的日本在先申请文件JP2003-150009，该申请的全部内容在法律允许的范围内通过引用结合于本文中。
本发明涉及一种具有较小厚度的风扇电动机，其叶片形成为在边缘端部处具有齿形结构或倒角。
背景技术：
随着笔记本式个人计算机和其它装置变得越来越薄，预期它们在未来还会变得更薄。因此，用于笔记本式个人计算机中的冷却装置如风扇电动机也需要更薄。然而，由于笔记本式个人计算机变得更薄，因此随着用于将热量散播到外部的叶片宽度变窄，外壳内的温度会升高，并且通风效率会下降。作为一种针对因将叶片宽度制成更窄而产生的额外空间来得到负压区域的可能方法，存在着将叶片在直径方向上的长度制作成较长的技术。
作为安装在笔记本式个人计算机上的用于散热的风扇电动机，所使用的是具有较小厚度的风扇电动机，其具有可随电动机的电动机转子一起在外壳内旋转的多叶片式离心叶轮。
多叶片式离心叶轮如西罗克风扇具有气流式结构，其中由离心力在从中心到外周方向上产生了空气流。为了提高通风效率，在叶片41的内、外周边的边缘端部处沿轴向设置了锯齿形结构42，如图13所示(例如参见日本专利申请公开No.Hei-11-141494之图4和图5)，或者在叶轮外周上的预定间距处堆叠多个环形板(例如参见日本专利申请公开No.Hei-10-306795之图1到图5)，以便降低由叶片后缘端部侧的尾涡所产生的空气动力噪声。
发明内容
然而，在具有较小厚度的风扇电动机中，由于很难在轴向上具有足够的叶轮宽度，因此在叶片内、外周边的边缘端部处所形成的锯齿形结构的齿数或在叶轮外周上以预定间距堆叠的环形板的数量减少。因此，上述结构的效果受到了限制。另外，为了在叶片边缘端部的内外周边处沿轴向形成锯齿(多个齿或突出和下凹部分的结构)，用于模制具有这些叶片的叶轮的模具将具有复杂的结构，例如滑动型模具(多块式模具)等。这种模具结构对直径精度和模具配件的热量管理的要求非常严格，因此增加了制造该模具的成本。另外，在堆叠环形板的方法中，零件数量和制造工艺的工序数量均增加，这也导致了生产成本提高。
本发明旨在解决上述问题，并提供一种可降低空气动力噪声且提高通风效率的具有较小厚度的风扇电动机，这是通过在其叶片的边缘端部处沿直径方向形成齿形结构(多个齿或突出和下凹部分的结构)或倒角、并使叶片在直径方向上的长度大于其在轴向上的宽度来实现的。另外，本发明中的风扇电动机的叶片可通过简单的工艺来形成。
本发明提供了一种具有较小厚度的风扇电动机，其具有可随设于外壳中的电动机转子一起旋转的多叶片式离心叶轮，叶轮的叶片形成为在直径方向上的长度大于在轴向上的宽度，其中齿形结构或倒角沿直径方向形成在叶片的边缘端部处。
如上所述，本发明提供了一种具有较小厚度的风扇电动机，其叶轮具有形成为在直径方向上的长度大于在轴向上的宽度的叶片。由于叶片在其边缘端部处具有沿着直径方向的齿形结构或倒角，并且其长度大于在轴向上的宽度，因此与现有技术中的在边缘端部处具有沿着轴向的齿形结构的叶片相比，尾涡受到了抑制，空气动力噪声下降，通风效率提高。因此就可以制造出更小且更薄的具有相似功能的风扇电动机。
另外，风扇电动机的叶轮通常通过树脂模制来制造，然而，根据本发明，齿形结构或倒角沿直径方向形成于叶片的边缘端部处，因此就可以使用普通的上下型模具结构来制造该叶轮。结果，由于模具的成本下降且不必进行额外的制造工艺，因此叶轮的制造成本下降。
图1是根据第一实施例的风扇电动机的侧剖视图；图2是显示了风扇电动机的叶轮的透视图；图3是显示了叶轮的叶片结构的透视图；图4是叶片中的气流的说明性视图；图5是根据第一比较示例的叶片中的气流的说明性视图；图6是显示了根据第二比较示例的叶片的透视图；图7显示了叶轮的气流-静压力特性的曲线；图8是显示了叶片结构的另一示例的透视图；图9是显示了根据第二实施例的风扇电动机的叶轮的透视图；图10是显示了叶轮的叶片结构的透视图；图11是显示了叶片结构的另一示例的透视图；图12是显示了根据一个应用示例的冷却组件的透视图；和图13是显示了根据现有技术的风扇电动机的叶轮的透视图。
具体实施例方式
第一实施例图1显示了根据本发明第一实施例的风扇电动机的剖视图，图2显示了风扇电动机的叶轮，而图3显示了叶轮叶片的一个结构示例。风扇电动机1由扁平形状的外壳10、设于外壳10内的外转子型电动机20以及可随转子一起旋转的树脂叶轮30A构成。
外壳10具有分别位于下壁11和上壁12上的入口14和15，它们与叶轮30A的叶片34a的内部相连，外壳10还具有位于侧壁13的一侧上的吹风口16。另外，在下壁11的中央部分处形成了具有开口17a的轮毂部分17，其可支撑电动机20的定子21和转子22的旋转轴25。
电动机20由包括有绕组21a和铁心21b的内定子21、包括磁体23和转子壳24的外转子22、设于转子壳24上的旋转轴25以及设置在外壳10的下壁11的内表面上的驱动电路板26构成。
叶轮30(30A)由形成为覆盖了电动机20的转子壳24的轮毂部分31、覆盖了电动机20的转子22的下表面的环形板部分32、其上形成有多个叶片34的环形主板33、将轮毂部分31与环形主板33相连的多个臂(轭架)36以及将轮毂部分31与环形板32相连的连接件37构成。
电动机的转子壳24和叶轮的轮毂部分31分别具有接合开口24a和在离其上部的中心为一定距离处与开口24a相接合的突出部分31a。叶轮30A构造成通过使接合开口24a与突出部分31a相接合而可随电动机的转子22一起旋转。
如图3所示，叶轮30A的叶片34a形成为其直径方向上的长度大于轴向上的宽度(轴向7毫米×直径方向9毫米)，在上边缘端部处沿较长的直径方向基本上均匀地形成了四对齿形结构35。
当通过驱动电路板26对电动机20的定子的绕组21a施加电流时，转子22随叶轮30A一起旋转，从外壳10的入口14和15中进入的空气通过离心力从外壳10的吹风口中排出。
由于在叶片34a的边缘端部处沿直径方向设有齿形结构35，因此在上端处沿直径方向产生的尾涡空气流中，齿形结构35强制性地引发了湍流，并且湍流扩散得到增强，如图4所示。这样，尾涡变少，空气动力噪声下降，阻力下降，从而提高了通风效率并降低了其能耗。
另一方面，如图5所示，在使用了具有在其直径方向上的宽度大于其轴向上的高度但在边缘端部处未设置齿形结构的叶片38a的叶轮的情况下，沿较长的直径方向在上、下边缘端部处产生尾涡的机率大于在较短的外周尾缘端侧产生尾涡的机率。
比较示例图6显示了根据一个比较示例的叶轮的叶片。叶片38b在外周侧的边缘端部处沿轴向具有三对齿形结构39。叶片38b形成为与在图3所示的在上边缘端部处沿直径方向具有四对齿形结构35的叶片34a(轴向7毫米×直径方向9毫米)具有相同的大小。
在除叶轮外其余均相同的条件下，按照相同的转数和气流来计算具有叶片34a的叶轮30A的静压力和具有叶片38b的叶轮的静压力，在叶片34a中在其上边缘端部处沿直径方向形成了四对齿形结构，而在叶片38b中在其外周侧处沿轴向形成了三对齿形结构，如图6所示。如图7所示，得到了气流-静压力的特性。在图中，曲线“a”表示具有叶片34a(图3)的叶轮的特性，而曲线“b”表示具有叶片38b(图6)的叶轮的特性。根据该计算结果，对于静压力来说，具有图3所示叶片34a的叶轮比另一种叶轮高约15％。
虽然叶轮30A的叶片34a在上边缘端部处沿直径方向具有齿形结构(图3)，然而也可将叶轮30A修改成如图8所示的结构，即其上形成有倒角36的叶片34b。
如果用其上形成有倒角36的叶片34b来代替叶轮30A的叶片结构，那么在上端处沿直径方向所产生的尾涡空气流中，与叶片34a的情况类似，倒角36强制性地引发了湍流，并且湍流扩散得到增强。这样，尾涡变少，空气动力噪声下降，阻力下降，从而提高了风扇电动机的通风效率并降低了其能耗。
第二实施例图9显示了根据第二实施例的风扇电动机的叶轮。叶轮30B由形成为覆盖了电动机20的转子壳24的轮毂部分31(图1)和多个与轮毂部分31形成一体的叶片部分37构成。叶片部分37由叶片34c和支撑了叶片34c的臂部分37a构成。臂部分37a在轴向上的长度(宽度)形成为比叶片34c在直径方向上的长度更短，从而在外壳10的下壁11的内表面和上壁12的内表面之间具有足够的空间(图1)。如图10所示，叶片34c形成为在其上、下边缘端部处沿直径方向均具有四对齿形结构35。
由于在叶片34c的上、下边缘端部处沿直径方向分别设有齿形结构，因此在上、下边缘端部处沿直径方向产生的尾涡空气流中强制性地引发了湍流，并且湍流扩散得到增强，这样便减少了尾涡，并降低了空气动力噪声。
其上形成有齿形结构的叶片34c的结构可修改成在其上、下边缘端部处沿直径方向均形成有倒角的叶片34d的结构，如图11所示。在这样做时，与叶片34c的情况类似，在上下边缘端部处沿直径方向产生的尾涡空气流中强制性地引发了湍流，并且湍流扩散得到增强，因而产生了尾涡空气流。
应用示例在图12中显示了一个利用了根据本发明的风扇电动机的冷却组件。在图中，标号41表示安装在笔记本式个人计算机上的主要产生热量的组件的热源(例如CPU)，标号42表示设于热源上的板形热管，标号43表示由在废热侧设置在热管的上表面上的多个散热片所构成的散热器，而标号1表示根据本发明的风扇电动机，其具有叶片形成为在边缘端部处沿直径方向具有齿形结构或倒角的叶轮。
形成有一个较宽的用于将空气送入到风扇电动机1的外壳10中的散热器43上的吹风口，以便将空气送到散热器43的整个后端部分中，吹风口设置在热管42上以与散热器43的后端部分接触。
根据该应用示例，散热器43的散热通过风扇电动机1的通风而得到增强，因此可以提高组件的热管42的冷却效果。
对于用于模制具有如图6所示的在边缘端部处沿轴向具有齿形结构39的叶片38b的叶轮的模具来说，必须采用滑动型金属模具(多块式模具)，该模具具有复杂的模具结构。这会增加模制工艺的工序并影响制造的单价。相反，对于根据本发明的风扇电动机的叶轮30A和30B来说，由于叶片的齿形结构35或倒角36沿直径方向形成于上边缘端部或下边缘端部处，因此用于模制叶轮30A和30B的模具可以是通用型模具，例如用于模制叶片不具备齿形结构(图5)的叶轮的模具，其可上下动作并具有可垂直分开的结构。因此，就可通过与制造通用型模具类似的成本来制造用于生产叶轮30A和30B的模具。
最后，上述实施例和示例仅是本发明的优选实施例的一些例子。应当注意的是，本发明并不仅限于这些实施例和示例，在不脱离本发明的范围的前提下，可以进行各种修改、组合和再组合。
权利要求
1.一种风扇电动机，包括可随设于外壳内的电动机转子一起旋转的多叶片式离心叶轮，所述叶轮的叶片形成为其在直径方向上的长度大于轴向上的宽度；其中，在所述叶片的边缘端部处沿所述直径方向形成了具有突出和下凹部分的齿形结构和/或倒角。
2.根据权利要求1所述的风扇电动机，其特征在于，所述齿形结构和/或倒角沿所述直径方向形成在所述叶片的两个边缘端部处。
3.一种冷却组件，其包括根据权利要求1所述的风扇电动机。
4.一种冷却组件，其包括根据权利要求2所述的风扇电动机。
全文摘要
一种具有较小厚度的风扇电动机，其叶轮的叶片形成为叶片在直径方向上的长度大于其在轴向上的宽度。由于风扇电动机的叶片在其边缘端部处沿直径方向具有齿形结构或倒角，因此在空气流中强制性地引发了湍流以增强湍流扩散，这样便抑制了尾涡，降低了空气动力噪声，因而提高了通风效率。
文档编号F04D29/28GK1573124SQ20041004749
公开日2005年2月2日 申请日期2004年5月28日 优先权日2003年5月28日
发明者金子祥子, 宍户祐司, 桥本寿雄, 木村彻 申请人:索尼株式会社