叶轮、使用叶轮的风扇装置和制造叶轮的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了叶轮、使用叶轮的风扇装置和制造该叶轮的方法。该叶轮包括支撑部分、多个转子叶片和连接构件。连接构件是基本上环形的构件，被设置用于加固转子叶片以对抗离心力的影响，并且沿着定心于中心轴线上的圆周在周向上延伸，从而使转子叶片相互连接。在每个转子叶片中，转子叶片的前缘与转子叶片的径向外端的相交点相对于前缘与支撑部分外表面的相交点关于旋转方向靠前定位。连接构件位于每个转子叶片的径向外端的径向内侧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种叶轮、使用该叶轮的风扇装置和制造该叶轮的方法，该叶轮具有前掠形叶片，并且布置成沿着叶轮旋转所围绕的其中心轴线产生气流。
技术介绍
诸如个人计算机或服务器的电子装置通常设置有冷却风扇，用于冷却其壳体内的 电子元件。随着壳体内电子元件的密度增大，需要改进冷却风扇的性能。通常，冷却风扇可 以被分为两种类型排气扇，该排气扇被设计成将壳体内的热空气排到壳体外；以及吹风 机，该吹风机被设计成将冷却空气直接传送到被加热的电子元件。在吹风机中，气流的方向 (即，传送空气的方向)是重要的。 在将冷却空气直接传送到被加热的电子元件的情况下，期望的是将大量气流导向 电子元件，并且吹风机适于这种用途。 在吹风机中，通常使用具有前掠形叶片的叶轮，因为前掠叶片的特性是当产生气 流时防止气流径向向外扩张。本文所使用的术语前掠形指的是一种叶片形状，在该叶片 形状中，将中心轴线和每个叶片的前缘与叶片径向外端的相交点连接的直线相对于叶片前 缘与叶片基部的相交点关于旋转方向靠前定位。例如，在JP-A 2008-196480中所描述的轴 流式吹风机中使用的叶轮具有前掠形的叶片。前述直线相对于前述相交点向前定位的程度 可变。 叶轮的旋转造成离心力施加到叶片。从叶片连接到支撑部分的每个叶片的基部开 始，沿着基本上平行于径向的方向引导离心力。考虑到由于离心力而导致施加在每个叶片 基部上的应力，高速旋转的叶轮需要被设计成具有足够的强度。随着叶轮旋转速度增大，离 心力的影响变得更显著。 对于具有前掠程度大的叶片的叶轮，离心力的影响大。由于这种叶轮中每个叶片 的径向外端相对于叶片基部关于旋转方向靠前定位，因此叶片整个部分上产生的离心力在 叶片基部处产生大的力矩。当设计叶轮时，需要考虑每个叶片基部处产生的这种力矩。每 个叶片在其基部的强度最低，这是由于在叶片基部处出现应力集中。 另外，离心力的前述影响可能使叶片变形，使得叶片的径向外端可能径向向外移 位。叶片的径向外端的径向向外移位可能导致叶片的径向外端与包围叶轮的外部框架构件 的内表面接触。 作为对抗离心力的前述影响的有效对策，U. S. D511824、 U. S. 2008/0056899、 U. S. 6554574公开了基本上环形的连接构件，这些连接构件被布置用于使叶片相互连接。在 设置有这种连接构件的叶轮中，使叶片相互连接的连接构件的径向向内区域对叶轮的气流 量特性影响大，而连接构件的径向向外区域对叶轮的波动特性和静压特性影响大。 另外，在轴流式风扇中，在容纳叶轮的外部框架构件的内表面与叶片的径向外端 之间限定的间隙处出现反向的气流。该现象在波动范围内自身最显著地表现出来，导致了 在该波动范围内的静压特性劣化并且噪水平增加。在叶片的径向外端设置连接构件的情况4下，这个问题自身显著地表现出来。注意的是，U. S. 2008/0056899中描述的叶轮使用后掠 叶片，并且其结构与下述根据本专利技术优选实施方式的叶轮不同。
技术实现思路
本专利技术的优选实施方式提供了一种叶轮，该叶轮能够提供稳定的气流，具有改进的特性和降低离心力对叶片的影响的能力，并且本专利技术的优选实施方式还提供了一种包括 该叶轮的风扇装置和制造该叶轮的方法。 根据本专利技术的优选实施方式，提供了一种包括定心于中心轴线上的支撑部分的叶 轮。该叶轮包括多个叶片，所述叶片从所述支撑部分的外表面径向向外延伸，并且被布置 成与所述支撑部分一起旋转，以产生气流；以及基本上环形的连接构件，所述连接构件沿着 定心于所述中心轴线上的任意圆周在周向上延伸，并且被布置成使所述叶片相互连接。在 每个所述叶片中，所述叶片的前缘与所述叶片的叶片端的相交点相对于所述前缘与所述支 撑部分的外表面的相交点关于旋转方向靠前定位。所述前缘是关于所述旋转方向最靠前定 位的叶片的边缘，所述叶片端是所述叶片的径向外端。所述连接构件设置于每个所述叶片 的所述叶片端的径向内侧。 在根据本专利技术的该优选实施方式的叶轮中，所述多个叶片从所述叶轮的所述支撑 部分的所述外表面径向向外延伸，并且在每个所述叶片中，所述叶片的前缘与所述叶片的 叶片端的相交点相对于所述前缘与所述支撑部分的所述外表面的相交点关于所述旋转方 向靠前定位。因此，在所述叶轮旋转过程中在每个叶片的整个部分上产生的离心力在所述 叶片的基部处产生大的力矩。在根据该优选实施方式的叶轮中，所述基本环形的连接构件 关于所述中心轴线沿着周向延伸，以使所述叶片相互连接。该连接构件有助于l)降低由 于所述离心力的影响导致的每个叶片的所述基部处产生的力矩，2)防止每个叶片变形并防 止每个叶片的径向外端径向向外移位。这样使得叶轮能够稳定地吹风，同时降低所述离心 力对其叶片的影响。例如，即使在使所述叶轮高速旋转时，也可以降低由于所述离心力的影 响而在每个叶片的所述基部处产生的力矩，以确保稳定的吹风。 另外，由于所述基本上环形的连接构件被布置在每个叶片的所述径向外端的径向内侧，因此可以给通过所述连接构件划分的每个叶片的径向内侧部分和径向外侧部分分配不同的功能。对于所述连接构件的径向向内的区域，所述连接构件呈现出文丘里管的功能，从而在该文丘里管(即，所述连接构件的内表面)和每个叶片的位于所述连接构件的径向内侧的那部分之间没有间隙。这样有助于防止在所述连接构件的径向向内的区域中出现反向气流。这导致所述反向气流中的大部分穿过所述连接构件的径向向外的区域。这样使得每个叶片中位于所述连接构件的径向外侧的那部分主要用于在使所述叶轮在波动范围内操作时防止出现所述反向气流。这样改进了叶轮特性，以使得吹风能够稳定。 参照附图从以下对本专利技术优选实施方式的详细描述会更加清楚本专利技术的其它特征、元件、步骤、特性和优点。附图说明 图1是沿着中心轴线从入口侧观察到的根据本专利技术的第一优选实施方式的叶轮 的平面 图2是如图1中所示的叶轮的侧视图； 图3是使用如图1中所示叶轮的风扇装置的剖视图； 图4是示出关于包括如图l所示叶轮的多个叶轮的气流量和噪声水平之间以及气 流量和静压之间关系的特性曲线图，在图1所示的叶轮中，连接构件设置在不同的径向位 置； 图5是示出如图1所示叶轮的示例性变型的一部分结构的剖视图； 图6是用于说明如图5所示叶轮的特征的图； 图7是示出如图1所示叶轮的另一个示例性变型的一部分结构的剖视图； 图8是根据本专利技术的第二优选实施方式的叶轮的立体图； 图9是如图8所示叶轮的侧视图； 图10是沿着中心轴线从出口侧观察时如图8所示叶轮的仰视图； 图11是图10中的一部分的放大图； 图12是如图8所示叶轮的一部分的剖视图，其中，转子叶片连接到连接构件； 图13是使用如图8所示叶轮的风扇装置的剖视图； 图14A是制造如图8所示叶轮的工艺所用的模具的局部剖视图，并且示出了在注 入树脂或塑料之前的模具情况； 图14B是如图14A中所示模具的局部剖视图，并且示出了紧接在树脂或塑料注入 到模具内部之后的模具情况；以及 图14C是模具的局部剖视图，并且示出了在图14B中的情况之后彼此分离的模具 情况。具体实施例方式1.第一优选实施方式 图1是沿着中心轴线17从入口侧观察到的根据本专利技术的第一优选实施方式的叶 轮1的平面图。图2是如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶轮，包括：　　支撑部分，该支撑部分定心于中心轴线上；　　多个叶片，所述叶片从所述支撑部分的外表面径向向外延伸，并且被布置成与所述支撑部分一起围绕所述中心轴线旋转，以产生气流；以及　　基本上环形的连接构件，所述连接构件沿着定心于所述中心轴线上的任意圆周在周向上延伸，并且被布置成使所述叶片相互连接，其中，　　在每个所述叶片中，所述叶片的前缘与所述叶片的叶片端的相交点相对于所述前缘与所述支撑部分的外表面的相交点关于旋转方向靠前定位，所述前缘是叶片的关于所述旋转方向最靠前定位的边缘，所述叶片端是所述叶片的径向外端，并且　　所述连接构件设置于每个所述叶片的所述叶片端的径向内侧。

【技术特征摘要】
JP 2008-10-8 2008-261370;JP 2008-12-25 2008-329214一种叶轮，包括支撑部分，该支撑部分定心于中心轴线上；多个叶片，所述叶片从所述支撑部分的外表面径向向外延伸，并且被布置成与所述支撑部分一起围绕所述中心轴线旋转，以产生气流；以及基本上环形的连接构件，所述连接构件沿着定心于所述中心轴线上的任意圆周在周向上延伸，并且被布置成使所述叶片相互连接，其中，在每个所述叶片中，所述叶片的前缘与所述叶片的叶片端的相交点相对于所述前缘与所述支撑部分的外表面的相交点关于旋转方向靠前定位，所述前缘是叶片的关于所述旋转方向最靠前定位的边缘，所述叶片端是所述叶片的径向外端，并且所述连接构件设置于每个所述叶片的所述叶片端的径向内侧。2. 根据权利要求1所述的叶轮，其中，所述连接构件设置在距离每个所述叶片的基部 的径向距离为总叶片长度的大致70%至大致90%处，所述总叶片长度是沿着径向测量的 所述叶片的尺寸。3. 根据权利要求1所述的叶轮，其中，在每个所述叶片中，所述叶片的后缘与所述叶片 端的相交点相对于所述前缘与所述支撑部分的所述外表面的相交点关于所述旋转方向靠 前定位，所述后缘是叶片的关于所述旋转方向最靠后定位的边缘。4. 根据权利要求1所述的叶轮，其中，当每个所述叶片在一直线处被划分为前部和后 部时，各个叶片的所述前部的体积大于各个叶片的所述后部的体积，所述前部和所述后部 相对于所述直线关于所述旋转方向分别向前和向后定位，所述直线连接所述前缘与所述支 撑部分的所述外表面的相交点和所述中心轴线。5. 根据权利要求1所述的叶轮，其中，通过注塑成型的连续的树脂或塑料构件来限定 所述支撑部分、所述叶片和所述连接构件。6. 根据权利要求4所述的叶轮，其中，所述连接构件包括沿着所述中心轴线以相反方 向面对的两个表面，并且所述两个表面中的至少一个在其上设置至少一个宽度增大部分， 所述宽度增大部分是通过所述表面的径向宽度增大来限定的。7. 根据权利要求6所述的叶轮，其中，所述至少一个宽度增大部分设置在叠置部分内， 其中当沿着所述中心轴线的方向观察时，所述连接构件的其上设置有所述宽度增大部分的 表面与所述叶片中的一个叠置。8. 根据权利要求7所述的叶轮，其中，在位于所述叠置部分的周向端部处的所述叠置 部分的第一端和第二端中，至少一个宽度增大部分设置在所述第一端附近，所述第一端沿 着所述中心轴线与所述叶片的距离大于所述第二端沿着所述中心轴线与所述叶片的距离。9. 根据权利要求7所述的叶轮，其中，对于多个叶片中的单独一个，所述至少一个宽度 增大部分设置在所述叠置部分内。10. 根据权利要求6所述的叶轮，其中，所述至少一个宽度增大部分限定用于接收模具 的移动部分的容器，所述模具被布置成使所述树脂或塑料构件成型，所述移动部分被布置 成相对于所述模具可移动，以将所述树脂或塑料构件推出到所述模具外。11. 根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：比护旭，日冲哲也，旦野太郎，伊藤充，关口治，刘胜伸，
申请(专利权)人：日本电产伺服有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]