风扇的转子结构及其制造方法
【专利摘要】一种风扇的转子结构包括一轴套、一轮毂、一转轴以及多个扇叶。轮毂具有一顶部及一侧壁，轮毂的顶部包覆轴套，其中轮毂与轴套以相同材质制作。转轴的一端部与轴套连结，转轴设置于顶部的内侧。该些扇叶环设于轮毂的侧壁的外周缘。同时公开一种风扇转子的制造方法。
【专利说明】风扇的转子结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种风扇及其制造方法，特别关于一种风扇的转子结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]转子应用于风扇时，其常见架构为以铜套铆接的设计。图1A为习知风扇的转子结构的剖面示意图，图1B为习知转子的制造方法的流程方块图，请同时参考图1A及图1B所示。习知的转子I包括一转轴11、一导磁壳12及一铜套13，而习知制造方法的步骤为转轴11与铜套13相互干涉配合(步骤S10)以先形成具有铜套13的转轴11，此步骤又可称为铜铆合制程。接着，转轴11藉由铜套13与导磁壳12铆接(步骤S12)，换言之，此步骤中将连结转轴11的铜套13铆接于导磁壳12。最后，于导磁壳12的外周缘射出成型轮毂14及多个扇叶15 (步骤S14)，且该些扇叶15环设于轮毂14的外周缘。
[0003]然而，在上述习知的转子结构及其制造方法中，于步骤S12时，即当导磁壳12与连结有转轴11的铜套13相互铆接时，由于藉由挤压铜套13的方式连接于导磁壳12，因此，习知的转子结构其结构强度及耐震性皆有一定的限制。当转子I较重时，因其旋转时的惯性力较大，容易超过其结构强度的负荷，而造成其铆接部分发生断裂或松脱等的情形，使得转轴11与导磁壳12分离，进而造成使用上的风险。
[0004]另外，由于铜套13的重量大且材料及加工成本高，再加上导磁壳12藉由铜套13与转轴11铆接时，不仅需要导磁壳12与铜套13精密的配合之外，铜套13与转轴11的铆接过程中，治具与铜套13的配合亦可能产生组装误差及结合强度不佳等问题。
[0005]因此，如何提供一种风扇的转子结构及其制造方法，藉由省略铜套的设置，以省略转轴与铜套铆接的步骤，简化制程步骤，并提升转子结构的整体强度，已成为重要的课题之
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【发明内容】
[0006]有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种风扇的转子结构及其制造方法，藉由省略铜套的设置，以省略转轴与铜套铆接的步骤，简化制程步骤，并提升转子结构的整体强度。
[0007]为达上述目的，依据本发明的一种风扇的转子结构，包括一轴套、一轮毂、一转轴以及多个扇叶。轮毂具有一顶部及一侧壁，顶部包覆轴套，其中轮毂与轴套以相同材质制作。转轴具有一端部与轴套连结，转轴设置于顶部的内侧。该些扇叶环设于侧壁的外周缘。
[0008]在一实施例中，转轴的端部具有一第一连结部，第一连结部与轴套连结。
[0009]在一实施例中，轴套外露于轮毂的顶部。
[0010]在一实施例中，轴套具有至少两个相对设置的第二连结部。
[0011]在一实施例中，该些第二连结部对称地设置于轴套的周缘。
[0012]在一实施例中，该些第二连结部不对称地设置于轴套的周缘。
[0013]在一实施例中，轴套具有一本体及一延伸部，延伸部自本体沿着转轴延伸。
[0014]在一实施例中，转子结构还包括一导磁壳，设置于轮毂的侧壁内。
[0015]为达上述目的，依据本发明的一种风扇的转子结构的制造方法，包括以下步骤:提供一转轴；于转轴的一端部射出成型一轴套；以及于轴套射出成型一轮毂及多个扇叶环设于轮毂的外周缘，其中轮毂具有一顶部及一侧壁，顶部包覆轴套，轮毂与轴套以相同材质制作。
[0016]在一实施例中，于转轴的端部射出成型轴套的步骤，还包括于端部先压花形成一第一连结部，并于第一连结部射出成型轴套。
[0017]在一实施例中，于转轴的端部射出成型轴套的步骤，还包括待轴套固化。
[0018]在一实施例中，轴套外露于轮毂的顶部。
[0019]在一实施例中，于转轴的端部射出成型轴套的步骤，还包括形成至少两个相对设置的第二连结部。
[0020]在一实施例中，该些第二连结部对称地设置于轴套的周缘。
[0021]在一实施例中，该些第二连结部不对称地设置于轴套的周缘。
[0022]在一实施例中,轴套具有一本体及一延伸部,延伸部自本体沿着转轴延伸。
[0023]在一实施例中，于轴套射出成型轮毂及该些扇叶的步骤，还包括于轮毂的侧壁包覆一导磁壳。
[0024]承上所述，本发明的风扇的转子结构及其制造方法，其先于转轴射出成型轴套，再于轴套的外周缘射出成型轮毂及扇叶，使轮毂的顶部包覆轴套，而此种二次射出成型的方式可省去习知的转轴与铜套铆接步骤，除可简化制程，亦可节省金属材料(习知铜套部分)的使用，以减少制作及加工成本。且本发明使用的二次射出成型的方式，相较于习知一次性射出成型的方式，更可达到均厚的功效，提升转子结构的整体强度。详言之，本发明藉由二次射出成型于相同材质的轴套上的轮毂，间接达到增强轮毂与转轴之间的结合，进而提升转子结构的整体强度。
[0025]另外，转轴的端部具有由压花加工制程所形成的第一连结部，且第一链接部为粗糙的结构，更可加强轴套与转轴之间的连结强度，以提升转子结构的整体强度。再者，轴套具有至少两个相对设置的第二连结部，可加强转子结构于运转时的抗扭力，而该些第二连结部除了对称地设置于轴套的相对二侧，更可不对称地设置于轴套的上、下周缘，特别是此种不对称的架构可增加轴套对于模具的抗拉拔力，有利于射出成型轴套后的拆模程序。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1A为习知风扇的转子结构的剖面示意图。
[0027]图1B为习知转子的制造方法的流程方块图。
[0028]图2A为本发明一实施例的一种转子结构的示意图。
[0029]图2B为图2A所示的转子结构的剖面示意图。
[0030]图3为本发明一实施例的一种转子结构的制造方法的流程方块图。
[0031]图4为图2A所示的轴套与转轴的示意图。
[0032]图5为本发明另一实施例的一种转子结构的制造方法的流程方块图。
[0033]图6A为本发明另一实施例的一种转子结构的示意图。
[0034]图6B为图6A所示的转子结构的剖面示意图。
[0035]其中，附图标记说明如下:
[0036]1:转子
[0037]ll、23、23a:转轴
[0038]12、25:导磁壳
[0039]I3:铜套
[0040]14、21、21a:轮毂
[0041]15、24:扇叶
[0042]2、2a:转子结构
[0043]211、211a:顶部
[0044]212:侧壁
[0045]22、22a:轴套
[0046]221:第二连结部
[0047]222、222a:本体
[0048]223:延伸部
[0049]231、231a:端部
[0050]232:第一连结部
[0051]26:磁性件
[0052]27:平衡孔
[0053]SlO ?S42:步骤
【具体实施方式】
[0054]以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种风扇的转子结构及其制造方法，其中相同的组件将以相同的附图标记加以说明。
[0055]图2A为本发明一实施例的一种转子结构的示意图，图2B为图2A所示的的转子结构的剖面示意图，请同时参考图2A及图2B所示。一种风扇的转子结构2包括一轮毂21、一轴套22、一转轴23以及多个扇叶24。轮毂21具有一顶部211及一侧壁212。轮毂21与轴套22于顶部211相连接，即轮毂21的顶部211包覆轴套22，于此，所述的包覆是指轴套22容置并固定于顶部211。其中，轮毂21与轴套22以相同材质制作。转轴23的一端部231与轴套22连结，转轴23设置于顶部211的内侧，而扇叶24环设于轮毂21的侧壁212的外周缘。
[0056]以下针对前述的转子结构2的制造方法，搭配图式进一步说明之。图3为本发明一实施例的一种转子结构的制造方法的流程方块图，请同时参考图2A、图2B与图3所示。本发明一实施例的转子结构2的制造方法，包括以下步骤:提供一转轴(步骤S20);于转轴的一端部射出成型一轴套(步骤S30);于轴套射出成型一轮毂及多个扇叶环设于轮毂的外周缘，其中轮毂具有一顶部及一侧壁，轮毂的顶部包覆轴套，轮毂与轴套以相同材质制作(步骤S40)。于步骤S20及步骤S30中，提供一转轴23，并于转轴23的端部231射出成型一轴套22。详细而言，设计一具有轴套22构型的模具(图未绘示)，并将转轴23的其中一端部231定位于模具中，于模具闭合后进行射出成型(或称包射)，使轴套22成型于转轴23的端部 231。
[0057]图4为图2A所示的轴套与转轴的示意图,请同时参考图2B及图4所示。较佳地，轴套22具有至少两个相对设置的第二连结部221，于本实施例中，轴套22具有两个第二连结部221对称地设置于轴套22的相对二侧周缘。详言之，于此所述的「对称」的设置，是指两个第二连结部221分别设置于轴套22的本体222的相对二侧。而本实施例于轴套22的周缘设置两个第二连结部221的架构，可加强转子结构2于运转时的抗扭力。图5为本发明另一实施例的一种转子结构的制造方法的流程方块图，请同时参考图2B、图4及图5所示。于本实施例图5所示的步骤S30，其可还包括步骤S32，即于轴套22形成至少两个相对设置的第二连结部221，其中，第二连结部221的结构已详述于前，于此不加赘述。
[0058]更佳地，上述第二连结部221除了对称地设置于轴套22的相对二侧，更可不对称地设置于轴套22相对二侧的周缘。详言之，于此所述的「不对称」的设置，是指两个第二连结部221分别设置于轴套22的上、下周缘，以形成不对称的架构。于本实施例中，两个第二连结部221为凸起的结构分别设置于轴套22相对二侧的上、下周缘，且较佳地，第二连结部221自本体222延伸的宽度为本体222半径长度的1/16。当然，本发明不限定第二连结部221的态样，其亦可以为凹陷的结构。而此种不对称的架构，有利于步骤S20射出成型后的拆模程序，亦即拆模的过程中该不对称的架构可增加轴套22对于模具的抗拉拔力，有利于拆模(或称开模)的程序。
[0059]较佳地，于步骤S30之前，转轴23更可先进行一前置处理，如图5所示，请同时参考图2B与图5所示。于步骤S30之前，即于转轴23的端部231射出成型轴套22之前，可还包括步骤S22，于转轴23的端部231先压花形成一第一连结部232，并于第一连结部232射出成型轴套22。换言之，转轴23的端部231具有一第一连结部232，第一连结部232例如为由压花加工制程所形成的粗糙结构。详细而言，一般压花的加工制程是以添加少量硫酸铜与氯化亚铁的硫酸溶液及硝酸溶液，作为金属腐蚀液，并先以耐酸碱的油墨涂覆于转轴23的端部231的一预定位置以保护压花的图样，再以金属腐蚀液蚀刻其他未保护的部分，以形成第一连结部232。接着，可于步骤S30 (或直接于步骤S22的后段)，于转轴23的端部231，同时为转轴23的第一连结部232射出成型轴套22，以形成第一连结部232与轴套22链接的结构。而第一连结部232更可加强轴套22与转轴23之间的连结强度，以提升转子结构2的整体强度。
[0060]另外，轴套22除具有本体222之外，较佳地，如图2B及图4所示，可更具有一延伸部223。此实施例中该延伸部223自本体222沿着转轴23轴向延伸，以包覆第一连结部232的整体图样，进而增加轴套22与转轴23的连结强度。须说明的是，可藉由模具的设计，同时于转轴23的端部231射出成型时形成轴套22的本体222与延伸部223。
[0061]于上述步骤S40中，于轴套22射出成型一轮毂21及多个扇叶24，且扇叶24环设于轮毂21的外周缘，即侧壁212的外周缘。详细而言，可另再设计一具有轮毂21与扇叶24构型的模具，并将轴套22定位于模具中，于模具闭合后进行射出成型。其中，轮毂21的顶部211包覆轴套22，如前所述，此处「包覆系指轴套22容置并固定于顶部211的一预定位置，而于本实施例中，轴套22的本体222完全容置于轮毂21的顶部211,使轴套22不外露于顶部211的外表面，以维持轮毂21外型的美观。且于上述步骤S30及步骤S40射出成型的制程中，使用相同材料二次式射出成型轮毂21与轴套22，最终以形成相同材质的轮毂21与轴套22，即轮毂21与轴套22系以相同材质制作。较佳地，系使用塑料材料射出成型。
[0062]复请参考图2B及图3所示，本发明提出先于转轴23射出成型轴套22，再于轴套22的外侧射出成型轮毂21的二次式射出成型的方式，此种二次式射出成型的方式可省去习知的转轴与铜套铆接步骤，亦可节省金属材料(习知铜套部分)的使用，以减少制作及加工成本。另外，习知技术直接于导磁壳(已铆接铜套)的外周缘射出成型轮毂(请参考图1B所示先前技术的步骤S14)，一般而言，一次式的射出成型常有射出后物料分布不均厚的情形发生，进而导致轮毂与转轴的结合力下降，影响转子整体结构的强度。本发明使用二次式射出成型的方式，即可达到均厚的功效，因此，相较于习知技术更可增强轮毂21、轴套22与转轴23之间的结合力，换言之，藉由以相同材质射出成型制作轮毂21与轴套22，间接达到增强轮毂21与转轴23之间的结合力，进而可维持甚至是提升转子结构2的扭力。另外，将同样规格的习知的转子结构与本实施例的转子结构2进行扭力测试，其中，本实施例的转子结构2的半径为12.5mm,即侧壁212至转轴23中心的距离为12.5mm。由测试的结果可知，习知的转子结构最大扭力介于7.6至8.0 (kg-cm)之间，而本实施例的转子结构2的最大扭力可达13.7至14.2 (kg-cm)之间，明显较习知的转子结构可承受更大的扭力。而若进行拉力(或称顶出力)测试，一般而言，转子结构的拉力必须大于20kg/min,而习知的转子结构的拉力介于25至26 (kg/min)之间，而本实施例的转子结构2的拉力可达29至30(kg/min)之间，故本实施例的转子结构2的强度明显较习知的转子结构更高。
[0063]较佳地，请同时参考如图2B及图5所示，于转轴23的端部231射出成型轴套22之后，即步骤S30后，可还包括步骤S32，此步骤S32系待轴套22固化。详细而言，较佳是待于步骤S30射出成型的轴套22后，先进行步骤S32使该成型的轴套22固化后，再进入步骤S40于轴套22射出成型轮毂21及扇叶24。
[0064]另外，请参考如图2B所示，此实施例的转子结构2可还包括一导磁壳25，设置于轮毂21的侧壁212内侧，于制造上，请同时参考如图5所示，于轴套22射出成型轮毂21及扇叶24 (即步骤S40)的同时，可更使轮毂21的侧壁212内侧包覆一导磁壳25(即步骤S42)。详细而言，可将导磁壳25与轴套22 —并定位于具有轮毂21与扇叶24构型的模具中，并于模具闭合后进行射出成型，以形成轮毂21的侧壁212内侧包覆导磁壳25的构型。另外，此实施例的转子结构2可还包括一磁性件26 (请同时参考图2B)，该磁性件26复设置于导磁壳25的内侧。详细而言，如图2B的剖面图所示轮毂21的侧壁212内侧设置有导磁壳25，导磁壳25的内侧更设置有磁性件26。其中，上述的磁性件26同样可与导磁壳25及轴套22 一并的定位于模具后，再射出成型轮毂21及扇叶24，相关细节已详述于前，于此不加赘述。
[0065]另外，请同时参考如图2A及图2B所示，轮毂21的顶部211可还包括多个平衡孔27，该些平衡孔27可用以填入具有重量的对象，例如配重块，以额外增加质量的方式使此实施例的转子结构2于运转时达到更佳平衡的状态。
[0066]于本发明其他实施例中，如图6A及图6B所不，图6A为本发明另一实施例的一种转子结构的示意图，图6B为图6A所示的转子结构的剖面示意图,请同时参考图6A及图6B所示。此实施例中轴套22a与上述本发明另一实施例类似，亦可容置并固定于轮毂21a的一顶部211a，并外露于轮毂21a的该顶部211a。详细而言，于步骤S30中(以下请同时参考如图3或图5所示的步骤)，于转轴23a的端部231a射出成型轴套22a时，即可藉由模具的设计以形成较高或较长的本体222a。而于步骤S40，于轴套22a射出成型轮毂21a时，先将轴套22a的本体222a定位于模具中，且本体222a远离转轴23a的表面而顶抵模具，再进行射出成型以形成轴套22a外露于轮毂21a的顶部211a的实施态样，为此实施例的特点。
[0067]综上所述，本发明公开的风扇的转子结构及其制造方法，其先于转轴射出成型轴套，再于轴套的外周缘射出成型轮毂及扇叶，使轮毂的顶部包覆轴套，而此种二次式射出成型的方式，可省去习知的转轴与铜套铆接步骤，可简化制程，亦可节省金属材料(习知铜套部分)的使用，以减少制作及加工成本。更且，本发明使用二次式射出成型的方式，相较于习知的一次式射出成型的方式，更可达到均厚的功效，可提升转子结构的整体强度。详言之，本发明藉由相同材质射出成型轮毂及轴套，间接达到增强轮毂与转轴之间的结合力，进而可提升转子结构的整体强度。
[0068]另外，本发明揭露的转轴的端部具有由压花加工制程所形成的第一连结部，且第一链接部为粗糙的结构，更可加强轴套与转轴之间的连结强度，以提升转子结构的整体强度。以及，轴套具有至少两个相对设置的第二连结部，可加强转子结构于运转时的抗扭力，而第二连结部除了对称地设置于轴套的相对二侧，更可不对称地设置于轴套的上、下周缘，此种不对称的架构可增加轴套对于模具的抗拉拔力，有利于射出成型轴套后的拆模程序。
[0069]以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的构思与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于申请专利范围中。
【权利要求】
1.一种风扇的转子结构,包括: 一轴套； 一轮毂，具有一顶部及一侧壁，该顶部包覆该轴套，其中该轮毂与该轴套以相同材质制作； 一转轴，其具有一端部与该轴套连结，该转轴设置于该顶部的内侧；以及 多个扇叶，环设于该侧壁的外周缘。
2.根据权利要求1的转子结构，其中，该转轴的该端部具有一第一连结部，该第一连结部与该轴套连结。
3.根据权利要求1的转子结构，其中，该轴套外露于该轮毂的该顶部。
4.根据权利要求2的转子结构，其中，该轴套具有至少两个相对设置的第二连结部。
5.根据权利要求4的转子结构，其中，该些第二连结部对称地设置于该轴套的周缘。
6.根据权利要求4的转子结构，其中，该些第二连结部不对称地设置于该轴套的周缘。
7.根据权利要求1的转子结构，其中，该轴套具有一本体及一延伸部，该延伸部自该本体沿着该转轴延伸。
8.根据权利要求1的转子结构，还包括: 一导磁壳，设置于该轮毂的该侧壁内。
9.一种风扇的转子结构的制造方法，包括以下步骤: 提供一转轴； 于该转轴的一端部射出成型一轴套；以及 于该轴套射出成型一轮毂及多个扇叶环设于该轮毂的外周缘； 其中该轮毂具有一顶部及一侧壁，该顶部包覆该轴套，该轮毂与该轴套以相同材质制作。
10.根据权利要求9的制造方法，其中，于该转轴的该端部射出成型该轴套的步骤，还包括: 于该端部先压花形成一第一连结部，并于该第一连结部射出成型该轴套。
11.根据权利要求9的制造方法，其中，于该转轴的该端部射出成型该轴套的步骤，还包括: 待该轴套固化。
12.根据权利要求9的制造方法，其中，该轴套外露于该轮毂的该顶部。
13.根据权利要求10的制造方法，其中，于该转轴的该端部射出成型该轴套的步骤，还包括: 形成至少两个相对设置的第二连结部。
14.根据权利要求13的制造方法，其中，该些第二连结部对称地设置于该轴套的周缘。
15.根据权利要求13的制造方法，其中，该些第二连结部不对称地设置于该轴套的周缘。
16.根据权利要求9的制造方法，其中，该轴套具有一本体及一延伸部，该延伸部自该本体沿着该转轴延伸。
17.根据权利要求9的制造方法，其中于该轴套射出成型该轮毂及该些扇叶的步骤，还包括: 于该轮毂的该侧壁包覆一导磁壳。
【文档编号】B29C45/03GK104421198SQ201310398834
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】黄跃龙, 李健铭, 林天坤, 黎海锋, 谢明凯, 李建志 申请人:台达电子工业股份有限公司