專利名稱：風扇及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對風扇中的葉輪的旋轉不平衡的校正以及用于風扇的不平衡校正方法。
背景技術：
電子裝置設置有用于散去在該電子裝置中產生的熱的風扇。近年來，隨著電子裝置的性能的改善，產生的熱量持續(xù)增加，因而需要具有較高性能的風扇。為此，必須改善流速特性和靜壓特性。這可以通過驅動風扇高速旋轉而實現(xiàn)。另一方面，對于在家中和辦公室中使用的許多電子裝置需要減少噪音和振動。
風扇的旋轉部分(即，轉子)包括驅動磁體、轉子軛、軸以及具有多個葉片的葉輪。轉子圍繞作為旋轉軸線的軸旋轉。當轉子的旋轉不平衡時，轉子在旋轉期間會振動。在不平衡程度較小或轉子以低速旋轉的情況下，轉子振動的幅度較小。然而，在不平衡程度較大或轉子以高速旋轉的情況下，轉子的振動幅度較大，并且該振動傳遞至其中結合有該風扇的電子裝置。所傳遞的振動不利地影響所述電子裝置，并導致與電子裝置中的其它部件的共振。該共振會產生刺耳的噪音。為了避免該問題，有必要將轉子的不平衡程度減小到最小。
根據傳統(tǒng)技術，以如下方式來校正風扇轉子的旋轉不平衡。(1)測量表示所組裝的轉子的旋轉不平衡程度的值。以下將該值稱為“不平衡值”。(2)向轉子的一部分施加呈膏形式的平衡配重以校正不平衡。(3)再次測量不平衡值，并重復步驟(1)和(2)直到測得的不平衡值減小到低于預定可接受的水平。(4)當測得的不平衡值減小到低于預定可接受的水平時，將轉子烘干或者置于大氣中以除去平衡配重中的汽化成分。
然而，該不平衡校正技術需要相當數量的工時。另外，將轉子置于大氣中或將其烘干以使得汽化成分蒸發(fā)會花費相當長的時間。此外，校正精度取決于進行該校正的操作者的能力。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，提供了一種風扇，該風扇包括軸；中空的大致筒形的轉子軛，該轉子軛連接至所述軸并圍繞作為旋轉軸線的所述軸旋轉；轉子磁體，該轉子磁體固定于所述轉子軛的內周；葉輪，該葉輪固定于所述轉子軛的外周，并與所述轉子軛一起旋轉以產生氣流。所述葉輪和所述轉子軛之一設置有用于周向定位所述葉輪或所述轉子軛的位標(index)。
根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在將葉輪、轉子軛和轉子磁體彼此組合時，可以通過專用工具或固定夾具周向固定所述葉輪、轉子軛和轉子磁體中的每一個。因此，可以使得因操作者的能力差異而導致的旋轉不平衡校正精度的差異較小。
另外，由于分別在所述轉子軛和葉輪上形成轉子軛位標和葉輪位標，因此可以同時校正所述轉子軛的旋轉不平衡和所述葉輪的旋轉不平衡。由此，可以減少用于設計模子和模具的成本。
通過下面結合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細描述，將更加明白本發(fā)明的其它特征、要素、優(yōu)點和特性。


圖1是根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的風扇的剖視圖。
圖2是圖1的風扇中的轉子的立體圖。
圖3是圖1的風扇中的轉子磁體的立體圖。
圖4是詳細地表示圖1的風扇中的轉子軛組件的立體圖。
圖5是根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的轉子軛基底的立體圖。
圖6是表示根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的轉子組件和夾具的組合的剖視圖。
圖7是表示葉輪和葉輪基底的組合的立體圖。
圖8是表示葉輪和轉子組件的組合的剖視圖。
圖9是表示形成在轉子軛上的轉子軛位標的修改示例的立體圖。
圖10是表示葉輪和葉輪基底的修改示例性組合的立體圖。
圖11是表示通過壓制形成轉子軛所用的模具的立體圖。
圖12是表示通過壓制形成轉子軛所用的模具的剖視圖。
圖13是表示葉輪和葉輪基底的修改示例性組合的立體圖。
圖14是表示葉輪和葉輪基底的修改示例性組合的立體圖。
圖15是表示根據本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的葉輪和葉輪基底的組合的立體圖。
具體實施例方式
將參照圖1至圖15詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應注意，在本發(fā)明的說明中，當將不同部件的位置關系和取向描述成上/下或左/右時，是指附圖中的最終位置關系和取向；而不是指一旦將所述部件組裝成實際裝置時它們的位置關系和取向。同時，在如下說明中，軸向是指平行于旋轉軸線的方向，而徑向是指垂直于旋轉軸線的方向。
通常，旋轉物體的旋轉不平衡是因物體的重量不平衡引起的。在上述用于校正旋轉不平衡的傳統(tǒng)技術中，檢測重量不平衡的部分的周向位置，之后增加平衡配重以調整旋轉平衡。即，對于旋轉物體的徑向相對部分中的較輕部分進行旋轉不平衡校正。另一方面，根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，檢測導致旋轉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)，然后以各種方式對旋轉物體的徑向相對部分中的較重部分進行旋轉不平衡校正。請注意，在以下描述中，“導致旋轉不平衡的部分”是指旋轉物體的重量不相等的徑向相對部分中的較重部分。
第一優(yōu)選實施例圖1是根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的風扇的剖視圖。圖2是圖1的風扇中的轉子的立體圖。在該優(yōu)選實施例的描述中，將轉子描述成葉輪組件。
風扇A包括具有多個葉片21的葉輪2。葉輪2安裝在大致筒形的轉子軛31上。筒形轉子軛31是中空的且向下開口，并且當向轉子軛31供應電流時其被驅動而圍繞旋轉軸線旋轉。轉子軛31包括與旋轉軸線同軸布置的軸32。軸32的一端固定于轉子軛31的中央。在圖1的示例中，軸32的軸向上端固定于轉子軛31。
風扇A還包括與轉子軛31相對的基部12?；?2在它的中央包括大致筒形的軸承殼體12a，該軸承殼體是中空的且具有底。套筒34壓配在軸承殼體12a中并由軸承殼體12a支撐。套筒34具有沿軸向延伸的孔。軸32插入在該孔內。套筒34的軸側表面和軸34的套筒側表面形成徑向軸承。
在該優(yōu)選實施例中，徑向軸承是浸有油的軸承，該軸承使用由諸如燒結材料的多孔材料制成的套筒且浸有潤滑油。軸32經由潤滑油以可圍繞旋轉軸線旋轉的方式被徑向軸承支撐。徑向軸承并不限于上述滑動軸承。例如，可以使用諸如球軸承的滾柱軸承?？紤]風扇A的所需特性和成本而選擇軸承的類型。
風扇A還包括支撐在軸承殼體12a的徑向外側的定子3。定子3包括定子芯35、線圈37、絕緣體36和電路板38。定子芯35的軸向上端和下端被由絕緣材料形成的絕緣體36環(huán)繞。絕緣體36還形成為環(huán)繞定子芯35的各個齒。線圈37纏繞在定子芯35的齒周圍并且絕緣體36插設在它們之間。
用于控制葉輪2的旋轉的電路板38布置在定子3的下方，即，布置在定子3的基部側。電路板38包括印刷電路板和安裝在該印刷電路板上的電子部件(未示出)。在印刷電路板上，印制有待安裝電子部件的焊區(qū)(land)和用于使電子部件彼此電連接的配線圖案。當將電子部件安裝在焊區(qū)上時，在印刷電路板上形成用于控制葉輪2旋轉的電路。請注意，在某些情況下，單個電子部件可以形成該控制電路。線圈37的一端電連接至電子部件中的至少一個。電路板38固定于絕緣體36。經由電子部件(例如，IC和霍耳(hall)元件)將從風扇A的外部供應給電路板38的電流供應至線圈37，從而在定子芯35的周圍產生磁場。
在葉輪2的內周面上設置有轉子軛31和轉子磁體33。轉子軛31減少了泄漏至風扇A外部的磁通。轉子磁體33附著于轉子軛31的內周面，并沿周向被磁化從而實現(xiàn)磁極沿周向交替布置的多極磁體。當將固定于轉子軛31中央的軸32插入套筒34時，轉子磁體33與定子芯35徑向相對。
當向定子3的線圈37供應電流時，由定子芯35產生的磁場和由轉子磁體33形成的磁場彼此相互作用，從而產生施加于葉輪2的轉矩。因而，葉輪2圍繞軸32的中央(即，旋轉軸線)旋轉。在葉輪2的旋轉期間，通過霍耳元件檢測旋轉的轉子磁體33的磁通變化，并且通過驅動IC來切換電流流動方向，即電流的極性。以這種方式，將葉輪2的旋轉控制為穩(wěn)定。葉輪2的旋轉使得葉片21將空氣從葉輪2側推向基部12側，從而產生軸向空氣流動。
基部12與電路板38軸向相對并具有大致圓形板的形狀，該大致圓形板具有與電路板38的外徑大致相同的直徑。基部12通過四個肋13連接至殼體1。肋13的數量并不限于四個?？梢栽O置三個或更少的肋、或者五個或更多的肋。
殼體1包括環(huán)繞葉輪21的外周的腔室11。腔室11限定了由葉輪2的旋轉產生的氣流的通道。在該優(yōu)選實施例中，當沿軸向看時殼體1為方形。在殼體1的軸向上端和下端的每一端，沿殼體1的外圍布置有方形框架。凸緣14分別設置在該方形框架的四個角部處并徑向向外伸出。凸緣14設置有孔14a，當將風扇A附著于電子裝置上時可以將螺釘等插入該孔中。四個肋13以規(guī)則的周向間隔布置。
在具有上述結構的風扇A中，以如下方式校正葉輪組件20的旋轉不平衡。
圖11和圖12分別是根據本發(fā)明該優(yōu)選實施例的用于在轉子軛31中形成通孔312的加工臺(processing stage)的立體圖和剖視圖。通過包括多個加工臺的漸進壓制機而形成轉子軛31。轉子軛31由具有良好的抗腐蝕性的磁性材料(例如，不銹鋼板)形成。
首先，將卷繞成卷的長帶狀不銹鋼板供給壓制機。然后將不銹鋼板深拉成呈中空筒形杯形式的轉子軛31，如圖11所示。通過去毛刺而形成軸連接部分311，該軸連接部分是中空的筒形且軸32待附著于其上。然后，通過切邊而使轉子軛31與不銹鋼板卷分離。以這種方式，進行轉子軛31的形成和成形。
將軸32壓配在這樣形成和成形的轉子軛31的軸連接部分311中。因而，測量圍繞軸32旋轉的轉子軛31的旋轉不平衡。通常，使用相同模具形成的多個轉子軛31趨于在相對于旋轉軸線的大致相同的周向位置(或彼此非常靠近的周向位置)處具有旋轉不平衡。可以通過加工模具的表面而一定程度地校正旋轉不平衡。然而，旋轉不平衡的可校正程度非常小。因此，在轉子軛31的其中形成有軸連接部分311的端面中形成通孔312，如圖5所示，從而校正旋轉不平衡。
通過漸進壓制機來形成通孔312。該壓制機包括用于形成通孔312的加工臺(以下稱為通孔形成臺)。通孔形成臺布置在用于深拉、去毛刺、切邊等的一系列臺中，尤其是布置在切邊臺的緊前方。通孔形成臺包括模具70和沖頭80，如圖11所示。模具70和沖頭80中的一個作為運動部件運動，而另一個作為固定部件固定。模具70通常固定。當壓制機使運動部件朝向固定部件滑動時，加工中的轉子軛31被夾在模具70和沖頭80之間，從而通過剪切而形成通孔312。
沖頭80在它的中央包括圓形凹口83。圓形凹口83在其中接收轉子軛31的軸連接部分311。沖孔銷保持件81以規(guī)則的周向間隔環(huán)形布置，并使它們的中央位于圓形凹口83的中央。模具70包括多個以規(guī)則的周向間隔環(huán)形布置的模具件71。模具件71布置成當模具70和沖頭80相接合時，分別與沖頭80的沖孔銷保持件81相對應。
一旦完成了用于相應臺的一系列模具，則由通過相應臺壓制而形成測試的轉子軛31。測量測試的轉子軛31的旋轉不平衡。在該測量中，獲得表示旋轉不平衡的程度的值(以下稱為旋轉不平衡值)。同時，確定轉子軛31的導致旋轉不平衡的部分的周向位置。然后，在轉子軛31中在相對于旋轉軸線與所確定的周向位置對稱的位置(即，與所確定的周向位置沿徑向大致相對的位置)處形成通孔312。即，通孔312圍繞旋轉軸線相對于所確定的周向位置成180°。更具體地說，在與待形成通孔312的位置相對應的位置處將沖孔銷82插入并固定于沖孔銷保持件81。在該狀態(tài)，通過壓制機形成轉子軛31。如圖12所示，當使沖頭80朝向模具70滑動時，沖孔銷82壓靠轉子軛31的待形成通孔312的部分，并且通過剪切而沖壓出所述部分。將從轉子軛31切割出的所述部分3121推入模具件71中。以這種方式，在轉子軛31的形成軸連接部分311的端面中形成通孔312。
通過形成通孔312而校正的旋轉不平衡的程度與如下相對應從轉子軛31移除的那部分的重量M(g)與轉子軛31的旋轉軸線和通孔312之間的徑向距離L(cm)之積。即，可以校正旋轉不平衡ML(g×cm)(以下省略旋轉不平衡的單位)。如果在校正之前的旋轉不平衡值大于ML，則可以通過將另一沖孔銷82放入靠近上述沖孔銷保持件81的沖孔銷保持件81而增加校正的旋轉不平衡。然而，有必要保持在校正的旋轉不平衡與從旋轉軸線至導致旋轉不平衡的部分的位置的方向之間的良好平衡。因而，即使進行了旋轉不平衡的校正，在校正之后旋轉不平衡值也不會為零。
轉子軛31的導致旋轉不平衡的部分的位置在不同的生產批次之間是不同的。用于轉子軛31的材料的變化(例如，加工成轉子軛31的板的厚度和組成的變化)、溫度條件、加工速度等會影響導致旋轉不平衡的部分的周向位置和旋轉不平衡值。為此，對于每個生產批次可以改變待插入的沖孔銷的數量和形成至少一個通孔312的位置。這導致適當地校正旋轉不平衡。在旋轉不平衡的校正之后，將軸32壓配并緊固于轉子軛31的軸緊固部分311。
以上通過參照向下開口的轉子軛31描述了如何校正旋轉不平衡。但是，上述校正方法也可以以相同的方式應用于向上開口的筒形轉子軛。
接下來，將描述如何校正轉子軛31(根據上述步驟校正其旋轉不平衡)和轉子磁體33的組合的旋轉不平衡。圖3是根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的轉子磁體的立體圖。圖4是詳細地表示根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的轉子軛組件的立體圖。
許多風扇使用多種結合的鐵氧體磁體當中的橡膠磁體。通過將磁粉和橡膠混合并通過輥子將混合物成形為板而獲得橡膠磁體。將呈板形式的橡膠磁體切割成預定長度，從而獲得橡膠磁體板330。卷繞各橡膠磁體板330以使其兩縱向端彼此接觸，如圖3中的白色箭頭所示。因而，形成具有接頭331的卷狀轉子磁體33。接頭331導致重量不平衡，致使轉子磁體33圍繞卷狀轉子磁體33的中心軸線不平衡旋轉。
如圖4所示，將轉子磁體33壓配并固定于轉子軛31的內側面。可以向彼此接觸的轉子磁體33和轉子軛31的表面施加粘結劑，從而改善阻止轉子磁體33從轉子軛31脫離的抵抗性。將轉子軛31和轉子磁體33彼此結合從而使它們的旋轉不平衡相互抵消。更具體地說，在根據上述制造方法制成的轉子軛31處于使用相同的壓制模具的相同生產批次中的情況下，轉子軛31在大致相同的周向位置處具有旋轉不平衡。因此，可以通過使用形成在轉子軛31中的通孔312作為位標而定位旋轉不平衡的周向位置。因而，可以基于轉子軛31中的作為轉子軛位標的通孔312以及轉子磁體33的接頭331，而確定使得轉子軛31和轉子磁體33的旋轉不平衡彼此抵消的、轉子軛31和轉子磁體33之間的周向位置關系。
通過轉子磁體壓配機將轉子磁體33壓配到轉子軛31中。首先，將橡膠磁體板330插入轉子磁體壓配機中，并將轉子軛31放到轉子磁體壓配機的轉子軛基底40上，如圖5所示。然后，起動轉子磁體壓配機。轉子磁體壓配機自動地將橡膠磁體板330卷成卷狀轉子磁體33，并將其壓配到轉子軛31中以與轉子軛31的內周面接觸。轉子磁體壓配機總是這樣插入轉子磁體33，以使得接頭331相對于轉子軛31布置在大致相同的周向位置。更具體地說，當轉子軛31相對于轉子軛基底40周向定位時，相對于轉子軛31確定轉子磁體33的接頭331待插入的周向位置。如果操作者將轉子軛31和轉子磁體33相結合以使它們的旋轉不平衡抵消，則校正精度會根據操作者的能力而變化。
在該優(yōu)選實施例中，可以以如下方式抑制或防止校正精度的上述變化。如圖5所示，轉子磁體壓配機的轉子軛基底40形成為具有底的中空筒形狀。在轉子軛基底40的底部上形成有與轉子軛31的通孔312相對應的定位凸起41。當將轉子軛31放入轉子軛基底40中并使通孔312裝配到定位凸起41時，轉子軛31固定在相對于轉子軛基底40的期望周向位置處。然后，將轉子軛基底40固定在轉子磁體壓配機中，從而不會改變轉子軛31的周向位置。以這種方式，可以與操作者的能力無關地將轉子磁體33壓配到轉子軛31中的大致相同的周向位置處。由此，可以以相當高的精度校正旋轉不平衡。隨后，通過磁化裝置使轉子磁體33磁化，同時將其組裝到轉子組件310(包括組合的轉子軛31、轉子磁體33和軸32)中。
葉輪2通過注射成型而由樹脂形成。示例性樹脂為強度、剛性和耐熱性優(yōu)異的PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)。PBT容易獲得并且可以廉價地形成具有所需特性的葉輪2?？梢愿鶕L扇A的所需特性而適當地改變用于葉輪2的材料。可以使用除PBT之外的樹脂。將用于葉輪2的模子填充有諸如PBT的樹脂，之后樹脂通過樹脂與模子之間的熱交換而冷卻從而固化。固化的樹脂是模制產品，即葉輪2。在該過程期間，樹脂體積因冷卻而減少(模制收縮)。因此，有必要將模子設計成尺寸比模制產品的期望尺寸大。但是，模制產品的變形程度根據其形狀(尤其是厚度)而改變，因此難于實現(xiàn)高的尺寸精度。為此，要花費較長時間來設計用于滿足相應所需尺寸的葉輪2的模子。具體地說，難以設計其中消除了旋轉不平衡的模子。
鑒于上述，將葉輪2設計成具有圖2所示的形狀。多個葉片21布置在中空筒形葉輪杯23的外周上，從而以規(guī)則的周向間隔徑向向外延伸。葉輪杯23在其底部中具有開口22。葉輪杯23底部的限定開口22的內周邊緣設置有至少一個切口或切割部221(以下簡稱為切口)。在其中在底部的內周邊緣上形成多個切口的情況下，它們必須沿周向不規(guī)則地布置。這是因為規(guī)則布置的切口不能用作能定位周向位置的位標。
用于葉輪2的模子主要包括三個部分，即固定模子件、用于葉輪的運動模子件以及用于葉輪杯的運動模子件。當完成這些模子件的形成時，通過使用這些模子件進行樹脂模制而形成葉輪2。將這樣形成的葉輪2附著于旋轉不平衡接近于零的轉子組件310。然后，測量附著于轉子組件30的葉輪2的旋轉不平衡。通常，如果模制條件相同，則通過使用相同模子形成的葉輪2趨于在大致相同的周向位置處具有旋轉不平衡?？梢酝ㄟ^另外地加工(例如，切削)模子的表面而校正測得的小程度的旋轉不平衡。然而，在其中校正不能將測得的旋轉不平衡值減小到等于或小于在風扇的規(guī)格中確定的旋轉不平衡值的情況下，模子件新形成為改變切口221的周向位置。
通過用于葉輪杯的運動模子件而形成切口221。由此，通過改變用于葉輪杯的運動模子件相對于整個模子結構的周向定位，可以改變切口221的周向位置。形成切口221可以減少沿從旋轉軸線J1至切口221的方向中出現(xiàn)的旋轉不平衡。然而，實際上不可能使已經進行了校正的葉輪2的旋轉不平衡值為零。可以參照作為位標的切口221來確定從旋轉軸線到導致葉輪2的旋轉不平衡的部分的位置的方向。
將葉輪2和轉子組件310相互組合，如圖2所示。下面將描述該組合的細節(jié)。圖6是轉子組件310和用于轉子組件310的夾具的剖視圖。圖7示出了葉輪2在夾具上的放置方式。圖8是表示葉輪2和轉子組件310的組合的剖視圖。
如圖8所示，轉子組件310和葉輪2分別附著于專用的夾具，然后通過利用壓縮機的壓制機、利用伺服電機的伺服壓配機等使它們彼此組合。盡管對于各轉子組件310和葉輪2已經校正了旋轉不平衡，但是各轉子組件310和葉輪2的旋轉不平衡值并不為零。因此，有必要在將轉子組件310壓配到葉輪2中時使葉輪2和轉子組件310的旋轉不平衡平衡，從而減少葉輪組件20(即，葉輪2和轉子組件310的組合)的旋轉不平衡值。
首先將描述轉子組件310和用于轉子組件310的專用夾具(即，轉子附著夾具50)。如圖6所示，轉子附著夾具50包括用于支撐轉子軛31的內周面的轉子支撐部分51、以及用于在內部接收軸32的軸插入孔52。軸插入孔52形成在轉子支撐部分51的中央。轉子附著夾具50由諸如低碳鋼的磁性材料形成。因此，轉子組件310通過轉子磁體33的磁力被轉子支撐部分51保持。
轉子組件310必須以特定方式相對于轉子附著夾具50被周向定位和保持，以使得轉子組件310的旋轉不平衡和葉輪2的旋轉不平衡彼此抵消。在該優(yōu)選實施例中，在轉子軛31的底面上形成有朝向轉子軛31的開口端凸出的凸部313。由于如上所述通過壓制形成轉子軛31，因此用于轉子軛31的模具設計成在轉子軛31的底面上形成凸部313。代替凸部313，可以在轉子軛31的底部中央形成凹部。在這種情況下，模子設計成形成所述凹部。另外，在轉子附著夾具50的待與轉子軛31的底面相對的端面上在對應于凸部313(或凹部)的位置處形成有定位凹部53。將轉子組件310插入轉子附著夾具50并由其保持，使得凸部313與定位凹部53接合。
可選的是，可以采用其中在轉子軛31的周壁的開口端處形成切口314的方法，如圖9所示。在這種情況下，轉子附著夾具50設置有形成在轉子支撐部51的徑向外側的定位凸部53。定位凸部53遠離轉子支撐部51。轉子組件310由轉子附著夾具50保持，使得切口314與轉子附著夾具50的定位凸部53接合。
轉子軛31可設置有由切口、通孔、凹部和凸部中的任一個形成的接合特征部(engagement feature)，而轉子附著夾具可以設置有由與轉子軛31的接合特征部相對應的凸部或凹部形成的定位特征部。在這種情況下，轉子軛31通過使該轉子軛31的接合特征部與轉子附著夾具50的定位特征部的接合而周向定位。用于相對于轉子附著夾具50周向定位轉子軛31的方法并不限于上述。
接下來將參照圖7來描述葉輪2和葉輪2的專用夾具(即，葉輪基底60)。在葉輪基底60的中央形成有裝配凸部61，如圖7所示。裝配凸部61呈圓柱形柱的形狀并且待與葉輪開口22進行裝配。裝配凸部61在其外周面上設置有定位凸部611。定位凸部611形成為與形成在葉輪杯23的底部的內周邊緣上的切口221相對應。葉輪基底60還包括在葉輪基底60的外圍上或附近的外壁62。外壁62支撐葉輪2的外周。將葉輪2放在葉輪基底60上，并使切口221與定位凸部611接合。由此，葉輪2可相對于葉輪基底60周向定位。
下面將描述葉輪2相對于葉輪基底60周向定位的示例性修改例。圖14表示其中凸部221a設置在葉輪杯23的底部的內周邊緣上以徑向向內伸出的示例。在這種情況下，在葉輪基底60的裝配凸部61的外周面上設置有凹部611a。在圖10所示的另一示例中，在葉輪2的與葉輪基底60相對的底面上形成有用于使葉輪2相對于旋轉軸線周向定位的凹部24。在這種情況下，在對應于凹部24的位置處形成有定位凸部63。圖10表示其中形成三個凹部24以及三個與其相對應的定位凸部63的情況。通過使凹部24與相應的定位凸部63相接合而使葉輪2相對于葉輪基底60周向定位。
另外，代替凹部24，可以在葉輪2的與葉輪基底60相對的底面上形成凸部24a，如圖13所示。在這種情況下，在形成注射成型所用的用于葉輪的模子件時，可以在用于葉輪的模子件中刻出形成凸部24a的用于葉輪2的模子件的凹部。因此，可以將模子成本抑制為較廉價。用于使葉輪2相對于葉輪基底60周向定位的方法并不限于上述?？梢允褂萌魏味ㄎ环椒?。
接下來將參照圖8描述如何組合附著于轉子附著夾具50的轉子軛31與安裝在葉輪基底60上的葉輪2。轉子附著夾具50以這樣的方式附著于壓制機的上部，以使得轉子軛31的底部面向下，如圖8所示。葉輪基底60附著于壓制機的下部，使得用于安裝葉輪2的表面面向上。在這種情況下，起動壓制機。然后轉子附著夾具50朝向葉輪基底60滑動，以將轉子組件310壓配到葉輪2中。
在該壓配中，有必要使葉輪2的旋轉不平衡與轉子組件310的旋轉不平衡彼此抵消。因此，轉子附著夾具50和葉輪基底60固定在壓制機中，并在相對于壓制機使葉輪2和轉子組件310的旋轉不平衡彼此抵消的位置處。即，葉輪2的旋轉不平衡和已經壓配到葉輪2中的轉子組件310的旋轉不平衡彼此抵消。
為了使葉輪2和轉子組件310的旋轉不平衡相抵消，理想的是以這樣的方式組合葉輪2和轉子組件310，即使從旋轉軸線的旋轉不平衡的方向相對于旋轉軸線對稱，即彼此相對。但是，各葉輪2和轉子組件310的同軸度和圓度并不完全為零。因此，當葉輪2和轉子組件310彼此組合時，必須考慮同軸度和圓度的變化。
例如，討論這樣的情況，其中葉輪2和轉子組件310在同軸度方面彼此不同。在這種情況下，即使葉輪2和轉子組件310彼此組合以使得旋轉不平衡相對于旋轉軸線的周向位置對稱，葉輪2的旋轉軸線也不會與轉子組件310的旋轉軸線重合。同樣地，在葉輪2和轉子組件310在圓度方面彼此不同的情況下，使葉輪2和轉子組件310相組合，同時根據轉子組件310的圓度而變形。這是因為葉輪2由楊氏模量比形成轉子組件310的金屬低的樹脂形成。基于上述原因，以各種方式將葉輪2和轉子組件310彼此組合以使得它們之間的周向定位關系不同，并且對于各組合測量組合的葉輪2和轉子組件310的旋轉不平衡。基于所述測量，確定提供最小的旋轉不平衡的一個組合作為最合適的組合。
然后，將葉輪基底60和轉子附著夾具50固定于壓制機，以實現(xiàn)這樣確定的葉輪2和轉子組件310的所述最合適的組合。以這種方式，可以以理想的方式與操作者的能力無關地使葉輪2和轉子組件310的旋轉不平衡彼此抵消，即，對它們的旋轉不平衡進行校正。請注意，當用于葉輪的模子和用于轉子軛的模具中的至少一個發(fā)生改變時，葉輪2和轉子組件310中的相對應一個的旋轉不平衡的位置、同軸度和圓度也會發(fā)生改變。因此，對于用于葉輪的模子和用于轉子軛的模具的每個組合，有必要研究葉輪和轉子軛的最合適的周向定位組合。
根據上述步驟，可以實現(xiàn)旋轉不平衡的校正，這不取決于操作者的能力并且可以使旋轉不平衡非常小。另外，由于可以通過夾具來固定葉輪2和轉子軛31的周向位置，因此可以減少步驟數量。
第二優(yōu)選實施例下面將描述根據第二優(yōu)選實施例的風扇。圖15是表示根據第二優(yōu)選實施例的葉輪和葉輪基底的組合的立體圖。組合的葉輪2和葉輪基底60的結構與圖7、圖10、圖13和圖14中的不同。除此之外，第二優(yōu)選實施例的風扇的結構與圖1至圖6、圖8、圖9、圖11和圖12中所示的相同，并因此用與第一優(yōu)選實施例中相同的附圖標記來標記。
在第二優(yōu)選實施例的風扇的葉輪組件20中，在葉輪2的葉輪杯23內在葉輪杯23的底部上形成有呈徑向向內箭頭形式的位標221b，從而面向葉輪杯23的內周邊緣，如圖15所示。位標221b的形狀并不限于箭頭。位標221b形成為在形成葉輪2的同時通過嵌件成型而凸出。因此，當形成注射成型所用的用于葉輪2的模子件時，可以刻出模子件的對應于位標221b的部分，由此減少制造模子的成本。
接下來將描述當葉輪2和轉子組件310彼此組合時使用的葉輪基底60。葉輪基底60在它的中央設置有裝配凸部61，如圖15所示。裝配凸部61呈圓柱形柱的形式并與葉輪2的開口22相對應。在裝配凸部61的上表面上形成有位標611b，該位標呈面向裝配凸部61的外圍邊緣的徑向向外箭頭的形式。葉輪基底60還在其外圍上或附近設置有外壁62。外壁62保持葉輪2的外周。葉輪2以如下方式放在葉輪基底60上，即葉輪2的位標221b的指向端與葉輪基底60的位標611b的指向端基本重合。由此，當操作者將葉輪2和轉子組件310組合時，可以與操作者的能力無關地使得葉輪2相對于葉輪基底60的周向定位偏差較小。
風扇A需要在某些操作條件下，尤其是在將風扇A安裝于用在外部的電子裝置中的情況下，具有雷電浪涌抵抗性。風扇A的轉子軛31沒有被覆蓋而是暴露于外部。在通常的操作條件下，對于暴露的轉子軛31不會出現(xiàn)問題。然而，如果用在外部的電子裝置遭雷擊，則會通過轉子軛31向電路板38施加高電壓，以使得控制風扇A旋轉的電路受損。
為了防止該問題，在底部上放置由絕緣材料形成的標簽或粘性標志，以閉合葉輪2的開口22。如果如第一優(yōu)選實施例中那樣在葉輪2的葉輪杯23的底部上形成有切口221，或者如在上述修改例中那樣在葉輪2的葉輪杯23的底部上形成有凹部24或凸部24a，則該標簽或粘性標志會容易地脫落。為此，在將標簽或粘性標志放在葉輪2的底部上的情況下，有必要采用該優(yōu)選實施例的結構。即，該優(yōu)選實施例的結構在將標簽或粘性標志放在葉輪2的底部上的情況下具有優(yōu)點。
盡管上面描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是應理解本領域技術人員可以在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下作出變動和修改。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種風扇，該風扇包括軸；中空的大致筒形的轉子軛，該轉子軛連接至所述軸并圍繞作為旋轉軸線的所述軸旋轉；轉子磁體，該轉子磁體固定于所述轉子軛的內周；葉輪，該葉輪固定于所述轉子軛的外周，并與所述轉子軛一起旋轉以產生氣流，其中所述葉輪設置有用于周向定位所述葉輪的位標。
2.根據權利要求1所述的風扇，其中，所述葉輪是中空的，并且所述轉子軛從所述葉輪的其中一個軸向端插入到所述葉輪中，并且所述葉輪在其另一軸向端處具有一表面，該表面中/上形成有通孔、凹部和凸部中的至少一個作為所述位標。
3.根據權利要求1所述的風扇，其中，所述葉輪是中空的，并且所述轉子軛從所述葉輪的其中一個軸向端插入到所述葉輪中，所述葉輪在其另一軸向端處具有一表面，該表面在其中央處具有在所述旋轉軸線上定心的大致圓形孔，并且在所述葉輪的限定所述大致圓形孔的所述表面的內邊緣上形成有切口和凸起中的至少一個，所述切口遠離所述旋轉軸線凹入，所述凸起朝向所述旋轉軸線伸出。
4.一種風扇，該風扇包括軸；中空的大致筒形的轉子軛，該轉子軛連接至所述軸并圍繞作為旋轉軸線的所述軸旋轉；轉子磁體，該轉子磁體固定于所述轉子軛的內周；葉輪，該葉輪附著于所述轉子軛的外周，并與所述轉子軛一起旋轉以產生氣流，其中所述轉子軛設置有用于周向定位所述轉子軛的位標。
5.根據權利要求4所述的風扇，其中，所述轉子軛朝向它的其中一個軸向端開口，所述轉子磁體從所述一個軸向端插入到所述轉子軛中，并且在所述轉子軛的另一軸向端處形成有通孔、凹部和凸部中的至少一個作為所述位標。
6.根據權利要求5所述的風扇，其中，所述轉子軛是其中/其上形成有所述位標的壓制件。
7.根據權利要求4所述的風扇，其中，所述轉子軛朝向它的其中一個軸向端開口，所述轉子磁體從所述一個軸向端插入到所述轉子軛中，并且在所述轉子軛的位于所述一個軸向端處的邊緣上形成有切口作為所述位標。
8.根據權利要求7所述的風扇，其中，所述轉子軛是其中形成有所述切口的壓制件。
9.一種用于制造風扇的方法，該風扇包括軸；中空的大致筒形的轉子軛，該轉子軛圍繞作為旋轉軸線的所述軸旋轉；轉子磁體，該轉子磁體固定于所述轉子軛的內周；葉輪，該葉輪固定于所述轉子軛的外周，并與所述轉子軛一起旋轉以產生氣流，該方法包括a)測量和校正所述轉子軛自身的旋轉不平衡，并形成用于定位導致所述轉子軛的旋轉不平衡的部分的周向位置的轉子軛位標；b)將所述軸連接至所述轉子軛；c)將所述轉子磁體附著于所述轉子軛的所述內周；d)測量帶有所述轉子磁體的所述轉子軛的旋轉不平衡，并基于所述轉子軛位標而定位導致帶有所述轉子磁體的所述轉子軛的旋轉不平衡的部分的位置；e)測量和校正所述葉輪自身的旋轉不平衡，并在所述葉輪的注射成型中形成用于定位導致所述葉輪的旋轉不平衡的部分的周向位置的葉輪位標；以及f)當將所述葉輪和所述轉子軛彼此組合時，基于所述葉輪位標和所述轉子軛位標使所述葉輪的旋轉不平衡和帶有所述轉子磁體的所述轉子軛的旋轉不平衡彼此抵消。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述葉輪是中空的，并且當將所述轉子軛和所述葉輪彼此組合時，將所述轉子軛從所述葉輪的其中一個軸向端插入到所述葉輪中，并且所述步驟e)包括通過在所述葉輪的另一軸向端形成通孔、凹部和凸部中的至少一個作為所述葉輪位標而校正所述葉輪的旋轉不平衡。
11.根據權利要求9所述的方法，其中，所述葉輪是中空的；將所述轉子軛從所述葉輪的其中一個軸向端插入到所述葉輪中，并且所述葉輪在其另一軸向端處具有在所述旋轉軸線上定心的大致圓形孔，并且所述步驟e)包括通過在所述葉輪的限定所述大致圓形孔的內邊緣上形成有切口和凸起中的至少一個而校正所述葉輪的旋轉不平衡，所述切口遠離所述旋轉軸線凹入，所述凸起朝向所述旋轉軸線伸出，所述切口和所述凸起中的所述至少一個用作所述葉輪位標。
12.根據權利要求9所述的方法，其中，所述步驟f)使用葉輪基底，當將所述葉輪和所述轉子軛彼此組合時，所述葉輪待安裝在該葉輪基底上，所述葉輪基底設置有待與所述葉輪位標配合的定位特征部，所述葉輪基底的所述定位特征部凹入或凸起，并且所述步驟f)包括使所述葉輪的所述葉輪位標與所述葉輪基底的所述定位特征部相配合，以將所述葉輪的導致該葉輪旋轉不平衡的部分固定在所述葉輪基底上的特定周向位置處。
13.根據權利要求9所述的方法，其中，在所述步驟b)中，所述軸連接至所述轉子軛的其中一個軸向端，并且所述步驟a)包括通過在所述轉子軛的供所述軸連接的所述一個軸向端處形成通孔、凹部和凸部中的至少一個而校正所述轉子軛的旋轉不平衡，所述通孔、所述凹部和所述凸部中的所述至少一個用作所述轉子軛位標。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述轉子軛是壓制件，并且所述步驟a)包括在通過壓制形成所述轉子軛時，通過壓制而形成所述通孔、所述凹部和所述凸部中的所述至少一個。
15.根據權利要求9所述的方法，其中，所述步驟a)包括通過在所述轉子軛的開口端的邊緣上形成至少一個切口作為所述轉子軛位標而校正所述轉子軛的旋轉不平衡。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述轉子軛是壓制件，并且所述步驟a)包括在通過壓制形成所述轉子軛時，通過壓制而形成所述至少一個切口。
17.根據權利要求14所述的方法，其中，所述轉子軛通過漸進壓制機形成，該壓制機具有多個臺，包括用于在所述轉子軛中形成所述通孔的通孔形成臺，該通孔形成臺包括多個分別用于保持形成通孔的沖孔銷的保持部，所述保持部以所述旋轉軸線為中心而周向布置，并且所述步驟a)包括測量沒有通孔的所述轉子軛的旋轉不平衡；和通過將沖孔銷插入與導致沒有通孔的所述轉子軛的旋轉不平衡的所述部分的周向位置相對應的保持部以形成所述通孔，從而校正沒有通孔的所述轉子軛的旋轉不平衡。
18.根據權利要求9所述的方法，其中，所述步驟c)包括使呈板形式的所述轉子磁體的兩個縱向端彼此接觸，以通過由其所述縱向端形成的接頭而卷繞所述轉子磁體；和使所述卷繞的轉子磁體在所述接頭處的重量不平衡與所述轉子軛的旋轉不平衡彼此抵消。
19.根據權利要求9所述的方法，其中，所述步驟c)使用一基底，當將所述轉子磁體和所述轉子軛彼此組合時，所述轉子軛安裝在該基底上，所述基底設置有待與所述轉子軛位標配合的定位特征部，該定位特征部凹入或凸起，并且所述步驟c)包括使所述轉子軛位標與所述基底的所述定位特征部相配合，以通過所述基底將導致該轉子軛旋轉不平衡的所述部分的周向位置固定在特定位置處。
20.根據權利要求9所述的方法，其中，所述步驟f)使用轉子附著夾具，該轉子附著夾具用于在將所述葉輪和所述轉子軛彼此組合時固定地保持所述轉子軛，該轉子附著夾具設置有待與所述轉子軛的所述轉子軛位標配合的定位特征部，該定位特征部凹入或凸起，并且所述步驟f)包括使所述轉子軛位標與所述定位特征部相配合，以通過所述轉子附著夾具將導致該轉子軛旋轉不平衡的所述部分的周向位置固定在特定位置處。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種風扇及其制造方法。該風扇包括軸；中空的大致筒形的轉子軛，該轉子軛圍繞作為旋轉軸線的所述軸旋轉，并朝向其一個軸向端開口；轉子磁體，該轉子磁體固定于所述轉子軛的內周；葉輪，該葉輪固定于所述轉子軛的外周，并與所述轉子軛一起旋轉以產生氣流。所述葉輪和所述轉子軛之一設置有用于周向定位所述葉輪或所述轉子軛的位標。
文檔編號F04D29/043GK101054980SQ200710086169
公開日2007年10月17日 申請日期2007年3月6日 優(yōu)先權日2006年3月6日
發(fā)明者永光隆, 加藤喜久, 住田宗優(yōu), 松下雅幸, 村岡浩司, 吉田裕亮 申請人:日本電產株式會社