CN103541917B - 磁力连动式风扇 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种磁力连动式风扇，包含一基座、多个固定部、一致动部、一主叶片以及至少一连动叶片。该致动部具有一固定端与一活动端，其中该固定端接合在其中一该固定部上。该主叶片具有一自由端与一连接端，其中该连接端与该致动部的该活动端接合，并且该自由端装设一主磁铁。该至少一连动叶片具有一顶端与一底端，其中该底端接合在另一该固定部上，并且该顶端装设一连动磁铁。该主磁铁与该至少一连动磁铁对应设置，并且通过该致动部带动该主叶片摆动，使该主叶片与该至少一连动叶片同步摆动进而产生风。本发明的磁力连动式风扇可因应散热、导热或气流控制的应用场合，而提供结合度高、不增加额外所占体积空间的整合应用。
Description
技术领域
本发明是有关一种磁力连动式风扇，尤指一种利用相斥磁力提供叶片同步摆动的磁力连动式风扇。
背景技术
近年来，由于电子产品快速发展，使得电子元件的功能日益强大，并且电子元件体积也逐渐缩小，因此单位面积下电子元件的发热量也越来越高。传统散热解决方案通常是以散热鳍片搭配旋转式风扇，将所产生的热排放至外部，以达到散热的目的，例如电脑的中央处理器(centralprocessingunit,CPU)等等。惟，一般旋转式风扇所占空间较大，且使用久了之后噪音的问题也自然衍生。
因此，如何设计出一种磁力连动式风扇，通过一致动部带动一主叶片摆动，使该主叶片与其他连动叶片同步摆动进而产生风，以提供散热的效果，乃为本发明所欲行克服并加以解决的一大课题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种磁力连动式风扇，以克服现有技术的问题。该磁力连动式风扇包含一基座、多个固定部、一致动部、一主叶片以及至少一连动叶片。该些固定部以彼此分离方式安装在该基座上。该致动部具有一固定端与一活动端，其中该固定端接合在其中一该固定部上。该主叶片具有一自由端与一连接端，其中该连接端与该致动部的该活动端接合，该主叶片更包含在该自由端上装设的一主磁铁。该至少一连动叶片具有一顶端与一底端，其中该底端接合在另一该固定部上，该至少一连动叶片更包含在该顶端装设的一连动磁铁。该主磁铁与该至少一连动磁铁对应设置，并且通过该致动部带动该主叶片摆动，使该主叶片与该至少一连动叶片同步摆动进而产生风。
本发明具有下列特征与优点：
1、只需要利用一个致动部带动一个装设有该主磁铁的该主叶片，再配合连动磁铁，即可带动连动叶片摆动；
2、具有低消耗功率、低噪音以及长寿命的优点；及
3、该磁力连动式风扇可因应散热、导热或气流控制的应用场合，而提供结合度高、不增加额外所占体积空间的整合应用。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明一磁力连动式风扇的平面示意图；
图2A为本发明该磁力连动式风扇第一实施例的局部示意图；
图2B为本发明该磁力连动式风扇第二实施例的局部示意图；
图3A为本发明该磁力连动式风扇往左摆动的动作示意图；
图3B为本发明该磁力连动式风扇往右摆动的动作示意图；
图4A为本发明该磁力连动式风扇应用于一散热鳍片的立体示意图；
图4B为本发明该磁力连动式风扇应用于该散热鳍片的动作示意图；
图5A为本发明该磁力连动式风扇应用于一燃料电池模块的立体示意图；
图5B为本发明该磁力连动式风扇应用于该燃料电池模块的动作示意图。
其中，附图标记
10致动部
102固定端
104活动端
20主叶片
202自由端
204连接端
30主磁铁
40连动叶片
40_1第一连动叶片
40_2第二连动叶片
40_3第三连动叶片
40_4第四连动叶片
402顶端
404底端
50连动磁铁
50_1第一连动磁铁
50_2第二连动磁铁
50_3第三连动磁铁
50_4第四连动磁铁
60固定部
65基座
70散热鳍片
80燃料电池模块
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
请参见图1，为本发明一磁力连动式风扇的平面示意图。该磁力连动式风扇包含一基座65、多个固定部60、一致动部10、一主叶片20与至少一连动叶片40。该些固定部60以彼此分离方式安装在该基座65上。该致动部10具有一固定端102与一活动端104，其中该固定端102接合在其中一该固定部60上。其中，该致动部10的该固定端102通过锁固、粘着或夹持方式，接合在其中一该固定部60上。该主叶片20具有一自由端202与一连接端204，其中该连接端204与该致动部10的该活动端104接合，并且该主叶片20更包含在该自由端202装设的一主磁铁30。该至少一连动叶片40具有一顶端402与一底端404，其中该底端404接合在另一该固定部60上，并且该至少一连动叶片40更包含在该顶端402装设的一连动磁铁50。其中，该主叶片20的该连接端204通过粘着方式，与该致动部10的该活动端104接合；该至少一连动叶片40的该底端404通过锁固、粘着或夹持方式，接合在另一该固定部60上。再者，该主叶片20的该自由端202开设一穿孔(未标示)，使得该主磁铁30嵌固于该主叶片20的该穿孔中；该至少一连动叶片40的该顶端402开设一穿孔(未标示)，使得该至少一连动磁铁50嵌固于该至少一连动叶片40的该穿孔中。惟，该主磁铁30与该至少一连动磁铁50对应装设于该主叶片20与该至少一连动叶片40的方式不以上述嵌固方法为限，亦可通过粘着方式，分别将该主磁铁30与该至少一连动磁铁50直接固定在该主叶片20与该至少一连动叶片40上。此外，该主叶片20与该至少一连动叶片40为弹性片体，例如聚氯乙烯材质(polyvinylchlorid,PVC)，但不以此为限。该主磁铁30与该至少一连动磁铁50对应设置，并且通过该致动部10带动该主叶片20摆动，使该主叶片20与该至少一连动叶片40同步摆动进而产生风。
值得一提，在本发明中，该磁力连动式风扇最佳实施例为一磁力连动式压电风扇(magnetic-forceinteractivepiezoelectricfan)，因此，上述该致动部10为一压电材料元件，例如一压电片(piezoelectricpatch)。利用压电材料元件的逆压电效应(inversepiezoelectriceffect)，亦即当在压电材料表面施加电场(电压)，因电场作用时电偶极矩会被拉长，此时，压电材料为了抵抗变化，会沿电场方向伸长，使电能转换为机械能。因此，该致动部10通过一交流电源供电，并根据上述的逆压电效应，将该交流电源转换为一机械能，以产生机械致动。至于该磁力连动式风扇的详细操作，将在后文配合图示加以说明。
为了方便说明，在图1中的该实施例假设具有五个固定部、四个连动叶片以及四个连动磁铁。配合参见图2A为本发明该磁力连动式风扇第一实施例的局部示意图。在该实施例中，该主磁铁30装设在该主叶片20的该自由端202，另外四个连动磁铁50为一第一连动磁铁50_1、一第二连动磁铁50_2、一第三连动磁铁50_3以及一第四连动磁铁50_4，其中，该第一连动磁铁50_1与该第二连动磁铁50_2对应该主磁铁30，并设置于该主磁铁30的一侧，而该第三连动磁铁50_3与该第四连动磁铁50_4对应该主磁铁30，并设置于该主磁铁30的另一侧。此外，该第一连动磁铁50_1装设在一第一连动叶片40_1上、该第二连动磁铁50_2装设在一第二连动叶片40_2上、该第三连动磁铁50_3装设在一第三连动叶片40_3上以及该第四连动磁铁50_4装设在一第四连动叶片40_4上。值得一提，该主磁铁30与该至少一连动磁铁50以两两相邻接的磁极相异磁性方式对应设置。在该实施例中，假设该主磁铁30的极性是左为N极、右为S极。因此，该第一连动磁铁50_1的极性是左为S极、右为N极，该第二连动磁铁50_2的极性是左为N极、右为S极。同理，该第三连动磁铁50_3的极性是左为S极、右为N极，该第四连动磁铁50_4的极性是左为N极、右为S极。
在上述该主磁铁30与该些连动磁铁50_1～50_4对应的设置关系下，该致动部10(压电片)通过该交流电源供电，所产生机械致动，此外，由于该致动部10的该固定端102接合在该固定部60上，因此，当该交流电源供电使得该压电片两端具有电压差时，该压电片即会产生向左或向右弯曲，并且，该压电片将随着交流电压的连续性变化而持续摆动。
配合参见图3A与图3B，为该磁力连动式风扇稳态同步摆动的动作示意图。接续前述，当该致动部10受到该交流电源供电驱动而持续摆动时，与该致动部10所接合的该主叶片20被该致动部10所带动而摆动。当该磁力连动式风扇稳态持续动作后，该主叶片20往左侧摆动时(参见图3A)，由于该主磁铁30与该第一连动磁铁50_1、该第二连动磁铁50_2的磁极排列设置为两两相邻接的磁极相异磁性方式，因此该主磁铁30与该第一连动磁铁50_1、该第二连动磁铁50_2相邻两者间产生相斥磁力，故此，该第一连动磁铁50_1受到该主磁铁30的相斥磁力，而该第二连动磁铁50_2受到该第一连动磁铁50_1的相斥磁力，使得该第一连动叶片40_1与该第二连动叶片40_2跟着该主叶片20而同步往左摆动。惟，该第三连动叶片40_3与该第四连动叶片40_4因本身为弹性材质所提供的弹力，因此该第三连动叶片40_3与该第四连动叶片40_4也同步往左摆动。此外，当该主叶片20往右侧摆动时(参见图3B)，由于该主磁铁30与该第三连动磁铁50_3、该第四连动磁铁50_4的磁极排列设置为两两相邻接的磁极相异磁性方式，因此该主磁铁30与该第三连动磁铁50_3、该第四连动磁铁50_4相邻两者间产生相斥磁力，故此，该第三连动磁铁50_3受到该主磁铁30的相斥磁力，而该第四连动磁铁50_4受到该第三连动磁铁50_3的相斥磁力，使得该第三连动叶片40_3与该第四连动叶片40_4跟着该主叶片20而同步往右摆动。惟，该第一连动叶片40_1与该第二连动叶片40_2因本身为弹性材质所提供的弹力，因此该第一连动叶片40_1与该第二连动叶片40_2也同步往右摆动。
接着，由于该致动部10再往左摆动，而带动该主叶片20往左侧摆动时，因为该主磁铁30与该第一连动磁铁50_1、该第二连动磁铁50_2相邻两者间产生相斥磁力，以及该第三连动磁铁50_3与该第四连动磁铁50_4所提供的弹力，该磁力连动式风扇瞬间的动作，则又如图3A所示；同样地，由于该致动部10再往右摆动，而带动该主叶片20往右侧摆动时，因为该主磁铁30与该第三连动磁铁50_3、该第四连动磁铁50_4相邻两者间产生相斥磁力，以及该第一连动磁铁50_1与该第二连动磁铁50_2所提供的弹力，该磁力连动式风扇瞬间的动作，则又如图3B所示，故此，该主叶片20与该些连动叶片40_1～40_4形成同步往复摆动进而产生风。
此外，参见图2B为本发明该磁力连动式风扇第二实施例的局部示意图。该第二实施例与前述该第一实施例最大的差异在于该主磁铁30的极性是左为S极、右为N极。因此，该第一连动磁铁50_1的极性是左为N极、右为S极，该第二连动磁铁50_2的极性是左为S极、右为N极。同理，该第三连动磁铁50_3的极性是左为N极、右为S极，该第四连动磁铁50_4的极性是左为S极、右为N极。由于该主磁铁30与该些连动磁铁50_1～50_4相邻两者间的相斥磁力以及该些连动叶片40_1～40_4所提供的弹力，因此该磁力连动式风扇的动作过程，则如上述第一实施例所述，故此，在此不再赘述。
请参见图4A，为本发明该磁力连动式风扇应用于一散热鳍片的立体示意图。如图4A所示，该磁力连动式风扇与该散热鳍片70结合，其中，该主叶片20与该些连动叶片40_1～40_4设置于鳍片间所形成的风道中，因此，由于该磁力连动式风扇容置于该散热鳍片70内，因此，该磁力连动式风扇应用于该散热鳍片70的结合，并不会增加额外所占的体积空间。配合参见图4B，为本发明该磁力连动式风扇应用于该散热鳍片的动作示意图。当该致动部10(压电片)通过该交流电源供电，所产生机械致动，使得该压电片随着交流电压的连续性变化而持续摆动，并由于该主磁铁30与该些连动磁铁50_1～50_4相邻两者间的相斥磁力以及该些连动叶片40_1～40_4所提供的弹力，故此，该主叶片20与该些连动叶片40_1～40_4形成同步往复摆动进而产生风，而在该散热鳍片70的风道中提供散热的效果。惟，该磁力连动式风扇应用于该散热鳍片70所需注意的在于，该些所有叶片摆动幅度的最大宽度须小于该散热鳍片70的风道宽度，以确保该磁力连动式风扇的正常操作。
请参见图5A，为本发明该磁力连动式风扇应用于一燃料电池模块的立体示意图。如图5A所示，该磁力连动式风扇与该燃料电池模块80结合，其中，该主叶片20与该些连动叶片40_1～40_4设置于堆叠燃料电池间所形成的进气通道中，因此，由于该磁力连动式风扇容置于该燃料电池模块80内，因此，该磁力连动式风扇应用于该燃料电池模块80的结合，并不会增加额外所占的体积空间。此外，由于传统的微型燃料电池阴极采用自然进气的空气进行反应，但往往因为氧气浓度不足，因此效率较低，而有加装风扇的需要。惟，由于微型燃料电池的功率较低，因此，使用传统旋转式风扇的耗能占该微型燃料电池输出功率的比例过高，使得传统旋转式风扇与微型燃料电池的结合应用不具效率。配合参见图5B，为本发明该磁力连动式风扇应用于该燃料电池模块的动作示意图。当该致动部10(压电片)通过该交流电源供电，所产生机械致动，使得该压电片随着交流电压的连续性变化而持续摆动，并由于该主磁铁30与该些连动磁铁50_1～50_4相邻两者间的相斥磁力以及该些连动叶片40_1～40_4所提供的弹力，故此，该主叶片20与该些连动叶片40_1～40_4形成同步往复摆动进而产生风，而在该燃料电池模块80的进气通道中产生进气控制以及水气排除的效果。惟，该磁力连动式风扇应用于该燃料电池模块80所需注意的在于，该些所有叶片摆动幅度的最大宽度须小于该燃料电池模块80的进气通道宽度，以确保该磁力连动式风扇的正常操作。
值得一提，该磁力连动式风扇的该致动部10不限定为受交流电源供电驱动的该压电材料元件，只要该致动部10能产生往复摆动的持续运动，就可通过该主磁铁30与该些连动磁铁50_1～50_4相邻两者间的相斥磁力以及该些连动叶片40_1～40_4所提供的弹力，使得该主叶片20与该些连动叶片40_1～40_4形成同步往复摆动进而产生风。
再者，由于该磁力连动式风扇利用该主叶片20带动该些连动叶片40_1～40_4形成同步往复摆动，该磁力连动式风扇为了能够提供均匀摆动幅度，该主叶片20通常装设在所有叶片(包含主叶片20与该些连动叶片40_1～40_4)最中间处，亦即，该主磁铁30通常设置在所有磁铁(包含主磁铁30与该些连动磁铁50_1～50_4)最中间处。换言之，若该主叶片20与该些连动叶片40_1～40_N的数量总和为奇数时，该主叶片20形成一中心轴，并且该些连动叶片40_1～40_N与该中心轴对称平行设置。亦即，若该磁力连动式风扇具有该主叶片20与该第一连动叶片40_1、第二连动叶片40_2、第三连动叶片40_3以及该第四连动叶片40_4时，该主叶片20设置在最中间处形成该中心轴，并且该些连动叶片40_1～40_4则对称平行地设置在该主叶片20两侧。然而，若该主叶片20与该些连动叶片40_1～40_N的数量总和为偶数时，该主叶片20与相邻的一连动叶片形成一中心轴，并且其余该些连动叶片与该中心轴对称平行设置。亦即，若该磁力连动式风扇具有该主叶片20与该第一连动叶片40_1、第二连动叶片40_2以及该第三连动叶片40_3时，该主叶片20与相邻的该第一连动叶片40_1形成一中心轴，并且其余该些连动叶片40_2～40_3则对称平行地设置在该主叶片20与该第一连动叶片40_1两侧。
再者，该主叶片20与该些连动叶片40_1～40_4相邻两者间的间距通常设计相同，因此，该主磁铁30与该些连动磁铁50_1～50_4相邻两者间的相斥磁力以及该些连动叶片40_1～40_4所提供的弹力更加均匀一致，使得该磁力连动式风扇为了能够提供均匀摆动幅度。惟，该主叶片20与该些连动叶片40_1～40_4不限定如上述的设置关系，可视应用场合的需求而有所调整。
再者，当该磁力连动式风扇为一磁力连动式压电风扇时，可通过操作该磁力连动式压电风扇于本身的共振频率下，可在相同振幅时，大大地减少该磁力连动式压电风扇的功率消耗。
综上所述，本发明具有下列特征与优点：
1、只需要利用一个致动部10(压电片)带动一个装设有该主磁铁30的该主叶片20，再配合多个连动磁铁50_1～50_4，即可带动多个该些连动叶片40_1～40_4摆动；
2、由于该磁力连动式风扇所使用的材料，如该致动部10使用压电材料元件、该主叶片20与该些连动叶片40使用弹性片体，使得该磁力连动式风扇具有低消耗功率、低噪音以及长寿命的优点；及
3、该磁力连动式风扇可因应散热、导热或气流控制的应用场合，而提供结合度高、不增加额外所占体积空间的整合应用。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种磁力连动式风扇，其特征在于，包含：
一基座；
多个固定部，以彼此分离方式安装在该基座上；
一致动部，具有一固定端与一活动端，其中该固定端接合在其中一该固定部上；
一主叶片，具有一自由端与一连接端，其中该连接端与该致动部的该活动端接合，该主叶片更包含在该自由端上装设的一主磁铁；及
至少一连动叶片，具有一顶端与一底端，其中该底端接合在另一该固定部上，该至少一连动叶片更包含在该顶端装设的一连动磁铁；
其中，该主叶片与该至少一连动叶片为弹性片体，该主磁铁与该至少一连动磁铁是以两两相邻接的磁极相异磁性方式对应设置，并且通过该致动部带动该主叶片摆动，使该主叶片与该至少一连动叶片通过该主磁铁与该至少一连动磁铁的相斥磁力，以及该主叶片与该至少一连动叶片的弹力，形成往复同步摆动进而产生风。
2.根据权利要求1所述的磁力连动式风扇，其特征在于，该致动部为一压电材料元件。
3.根据权利要求2所述的磁力连动式风扇，其特征在于，该致动部通过一交流电源供电，并将该交流电源转换为一机械能，以产生机械致动。
4.根据权利要求1所述的磁力连动式风扇，其特征在于，当该主叶片与该至少一连动叶片的数量总和为奇数时，该主叶片形成一中心轴，并且该些连动叶片以该中心轴对称平行设置。
5.根据权利要求1所述的磁力连动式风扇，其特征在于，当该主叶片与该至少一连动叶片的数量总和为偶数时，该主叶片与相邻的一连动叶片形成一中心轴，并且其余该些连动叶片以该中心轴对称平行设置。
6.根据权利要求1所述的磁力连动式风扇，其特征在于，该致动部的该固定端通过锁固、粘着或夹持方式，接合在其中一该固定部上。
7.根据权利要求1所述的磁力连动式风扇，其特征在于，该主叶片的该底端通过粘着方式，与该致动部的该活动端接合；该至少一连动叶片的该底端通过锁固、粘着或夹持方式，接合在另一该固定部上。
8.根据权利要求1所述的磁力连动式风扇，其特征在于，该主磁铁通过嵌固或粘着方式，固定在该主叶片上；该至少一连动磁铁通过嵌固或粘着方式，固定在该至少一连动叶片上。
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