本发明专利技术涉及一种高能效比薄型化空心杯风扇，所述风扇为空心杯电机的电机转轴与风扇扇叶的转轴不在同一轴心线上的非同心轴空心杯风扇，两个轴心线的夹角可以为任意角度，空心杯电机还可以采用延长的转轴安装在风扇扇叶半径之外，电机与风扇扇叶之间通过传动部件进行传动，本发明专利技术比传统无刷静音风扇能效比更高，比直接安装扇叶的空心杯风扇更薄，安装角度更灵活，适用性更广。
【技术实现步骤摘要】
一种非同心轴空心杯散热风扇
本专利技术涉及一种微型风扇，尤其是一种空心杯电机的电机转轴与风扇扇叶的转轴不在同一轴心上的非同心轴微型空心杯风扇。
技术介绍
现有的散热风扇尤其是微型散热风扇，比如笔记本电脑散热风扇、小型无人机散热风扇、投影仪散热风扇、口罩呼吸阀风扇、头戴式呼吸装置排气扇等等，以及一些通过电池驱动的小型移动设备的散热风扇，基本上都是采用的现有比较成熟的无刷静音风扇，技术成熟，使用寿命长，噪声小等优点明显，因此目前应用范围很广。这样的微型散热风扇的厚度一般都可以做到较薄，但有一点，就是这样的无刷静音风扇的风量能效比不是太高，因为这样的无刷电机的结构特点限制，当做成微型的无刷电机风扇时，同样厚度同样直径的风扇，扇叶面积与直径的比例占比都不太高，输出的风量会随着风扇直径的降低会显著降低，一般来说，同样功率，同样直径的风扇，相同曲度的扇叶，相同转速情况下，扇叶面积越大，输出的风量也会越大，输出风量的能效比也会越高，当风扇直径低于40mm以下后，同样的功率下输出的风量风压会下降明显。现有的无刷静音风扇如果作为散热风扇使用，因为这样的无刷电机中心轴占用直径都较大，多数超过了风扇直径的一般以上甚至7成，风扇直径越小，这个比例一般会越高，如果设计为轴流风扇，被散热体中间一般都会有散热盲区，因此，多数微型无刷静音风扇会选择采用径流扇叶的设计方案，比如笔记本基本上都是径流风扇。在微型电机中，空心杯电机是一种能效比非常高的电机，具有体积小，转轴直径小，响应快伺服性好的特点，但因为微型空心杯电机绝大多数都是有刷的高转速电机，使用寿命相对较低，一般用于航模，震动等使用时长、使用寿命要求较低的产品上，一般不会将空心杯电机做成需要长时间运行的微型散热风扇，而且即使是在现有的空心杯电机的转轴上安装扇叶后做成空心杯风扇，因为其本身直长型的结构特点，最小厚度一般也会大于12-15mm以上，而无刷静音风扇有的可以做到厚度4mm左右，显然，如果直接采用空心杯做成散热风扇，有很多不能适应的场景，不能适用于一些要求较薄的产品内使用。
技术实现思路
结合空心杯电机以及无刷静音散热风扇的优缺点，本专利技术提出了一种微型空心杯电机散热风扇的解决方案，一种采用电机的转轴与风扇扇叶的转轴不在同一轴心上的高能效比的非同心轴方法的微型空心杯风扇，采用将空心杯电机的转轴与风扇扇叶的转轴的轴心线偏转一定角度的方法，可以充分地结合空心杯电机的高能效比的优势，通过采用非同心轴的方法降低风扇整体的厚度，因为空心杯电机的转轴直径很小，这样完全可以增加扇叶的面积直径比，能够满足和适应于众多小型无刷静音散热风扇在绝大部分场景下的替代使用，同样风量下能效比优势非常明显，相同的输出风量下，有的节能效果可以达到10倍以上甚至更多。图1所示为本专利技术一个示例1的整体下侧视图，本示例1将采用微型610空心杯电机予以说明本申请所设计的非同心轴径流空心杯散热风扇01，本示例1所述风扇01与传统径流无刷静音风扇外表结构其实大致相同，具有径流扇叶31，上壳体11，下壳体12，所述下壳体12一边具有排气口121、下壳体12风道中间具有进气口120、安装固定孔8、轴承6。图2所示为风扇01的上壳体11，中间具有微型轴承6，固定孔8。图3所示为打开上壳体11后所述下壳体12的内部结构图，具有控制模块51，所述控制模块51具有外接导线511，具有空心杯电机21，本示例1采用610空心杯电机21，电机轴211一端具有锥齿轮41，具有轴承座61，所述轴承座61安装有轴承6，具有风扇扇叶31，扇叶31的转轴311上安装有锥齿轮41。传统的几乎所有的风扇的的电机转轴和扇叶转轴都是连为一体的处于同一轴心的结构，如果按照传统的结构，在空心杯电机的转轴上直接装上扇叶，做成传统结构的空心杯风扇，以很短小的微型608空心杯为例，即便是安装一个2.5mm宽的径流扇叶，整体风扇的厚度最薄也只能做到13.5mm左右，虽然能效比很高，但这样的厚度在很多产品中是不能安装的，比如绝大多数笔记本电脑。本申请于是提出了将电机转轴与风扇扇叶转轴不安装在同一轴心上的非同心轴风扇的方法，这样既可以保持空心杯电机高能效比的优势，又可以显著性地降低风扇的整体厚度，以满足和适应更多的安装场景。图4所示为图3中的610空心杯电机21与风扇扇叶31的轴心线处于90度安装状态的示意图，所述电机21的转轴211的轴心线与所述扇叶31的转轴311的轴心线的夹角呈90°，这样将电机转轴211与扇叶转轴311成垂直状态设计的方法，就可以将风扇的整体厚度降低4mm左右，有时候虽然仅仅只降低了4mm，就因此可以适用于更多产品的使用场景了。进一步地，为了更加降低风扇的整体厚度，如图4所示，本专利技术采用了将空心杯电机的转轴延长的方法，比如一般的610空心杯电机的轴露出电机外的部分只有3-6mm左右，本专利技术将电机转轴211的长度延长至大于风扇扇叶的半径，如图4所示，电机21的主体部分安装到了风扇扇叶的半径外，由于610电机的轴只有0.8mm，完全可以将电机转轴211安装在距离风扇扇叶0.5-1mm左右的距离处，对风扇气流影响不大，这样，还可以降低整体风扇的厚度2.5-3mm左右。本专利技术按照图4所示的延长空心杯电机转轴的长度大于风扇扇叶半径，将空心杯电机主体安装在风扇扇叶半径外的设计方法，采用风扇扇叶叶片宽度2-2.5mm左右的风扇扇叶，完全可以将风扇整体厚度做到7mm左右了，这样的厚度就可以更加普遍地适用于更多产品的安装需求了。进一步地，由于空心杯电机本身具有伺服性，控制性很好，完全可以不需要如图3中所示的在风扇壳体内增加控制模块，可以通过产品的控制模块进行控制，为了进一步地节省安装空间，还可以设计如图5所示的简化的空心杯风扇02，将所述风扇壳体13设计为如图所示的尽可能薄的结构，所述风扇壳体13为圆形，具有进气口130，排气口131，将所述空心杯电机21安装在壳体13外的电机座132处，这样，风扇主体部分可以尽可能进行极薄化设计，风扇壳体13主体部分厚度甚至可以做到4mm以下，而且还可以根据实际产品的设计空间需要，灵活地任意调整电机21的安装角度和位置。进一步地，按照图5所示示例2的空心杯风扇02的设计方法，进一步拓展，还可以将电机21的转轴211与扇叶31的转轴311的轴心线的夹角不必局限于类似于风扇01和风扇02这样的90°夹角的垂直设计方案，例如将两者之间的夹角可以根据产品空间布局的实际情况，设计为30°、45°甚至其他任意的角度，只需要根据实际产品设计空间的需要，设计专门偏转角度的齿轮模数即可，这样就能够极大地解决紧凑型产品设计时的紧凑空间布局的烦恼。一般情况下，电机转轴与扇叶转轴之间的动力传动，优选通过齿轮进行传动，是最简单的实施方法，但并不排除采用铰链、软轴、万向轴、蜗杆等进行传动，当电机转轴与扇叶转轴的夹角小于45度左右时，采用十字万向轴进行传动也是不错的选择，但成本会增加。本专利技术所述电机转轴与扇叶转轴之间可以采用任意角度即可实施的非同心轴的解决方案，能够极大地解决将空心杯电机做成超薄型空心杯散热风扇的厚度问题，同时也充分地利用了空心杯电机高能效比的优势，还可以解决紧凑型产品空间布局的问题，是一种非常有益的创新思维。图6所示为本专利技术示例3，示本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非同心轴空心杯风扇，其特征在于：所述风扇采用空心杯电机，所述空心杯风扇为空心杯电机的电机转轴与风扇扇叶的转轴不在同一轴心线上的非同心轴空心杯风扇。
【技术特征摘要】
1.一种非同心轴空心杯风扇，其特征在于：所述风扇采用空心杯电机，所述空心杯风扇为空心杯电机的电机转轴与风扇扇叶的转轴不在同一轴心线上的非同心轴空心杯风扇。2.根据权利要求1所述的非同心轴空心杯风扇，其特征在于：所述电机转轴与风扇扇叶的转轴的轴心线的夹角为不限于90度的任意角度。3.根据权利要求1所述的非同心轴空心杯风扇，其特征在于：所述空心杯电机的转轴为延长轴，所述空心杯电机主体外的延长轴的长度大于风扇扇叶的半径。4.根据权利要求1所述的非同心轴空...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚爱军，
申请(专利权)人：姚爱军，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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