CN104747469B - 微型散热风扇 - Google Patents

Abstract

一种微型散热风扇，用以解决目前设计微型散热风扇时，无法确保其具有良好的风扇性能的问题。该微型散热风扇包含一个扇框、一个扇轮、一个电路板及一个定子，该扇轮、电路板及定子皆设于该扇框中，该定子电连接该电路板，以驱使该扇轮旋转及产生气流；其中，在该微型散热风扇的轴向上，该扇框的一个底板与该扇轮的一个轮毂之间具有一个第一最大轴向高度（A），该底板与该电路板之间具有一个第二最大轴向高度（B），该第一最大轴向高度小于或等于7 mm，且该第二最大轴向高度与该第一最大轴向高度的比值（B/A）为0.05～0.45。

Description

微型散热风扇

技术领域

本发明关于一种散热风扇，尤其是一种适用于小型电子产品中的微型散热风扇。

背景技术

一般而言，由于电子产品中的电子元件会在运作时产生发热现象，因此长久以来，许多电子产品中都装设有散热风扇，借助散热风扇的驱风作用迫使气流流动，以将电子产品内部的高温气体排出，增加电子产品运作时的散热效率，使电子产品得以维持稳定运作；其中，常见的散热风扇大致上可依磁性元件与定子之间的气隙型态，分为径向气隙马达风扇8（如图1所示）与轴向气隙马达风扇9（如图2所示）二种。

请参照图1，就现有的径向气隙马达风扇8而言，其大致上包含有一个壳座81、一个叶轮82、一个电路板83及一个定子84，该壳座81具有一个底板811及一个轴管812，该轴管812设于该底板811；该叶轮82由一个转轴821连接一个轮毂822并可旋转地设于该轴管812，数个扇叶823环设于该轮毂822外缘，一个磁性元件824设于该轮毂822的内环面；该电路板83及定子84均套合于该轴管812外环周面并相互电连接，该定子84与该磁性元件824相对，该定子84与该磁性元件824之间具有一个径向气隙G1。据此结构，该现有的径向气隙马达风扇8可由受激磁的定子84与该磁性元件824产生磁作用，致使该叶轮82相对于该壳座81产生旋转。该现有的径向气隙马达风扇8的一个实施例已揭露于中国台湾公告第M443376号《马达及风扇》专利案当中。

请参照图2，就现有的轴向气隙马达风扇9而言，其大致上包含有一个壳座91、一个叶轮92、一个电路板93及一个定子94，该壳座91具有一个底板911及一个轴管912，该轴管912设于该底板911；该叶轮92由一个转轴921连接一个轮毂922并可旋转地设于该轴管912，数个扇叶923环设于该轮毂922外缘，一个磁性元件924设于该轮毂922朝向该底板911的表面；该电路板93套合于该轴管912外环周面；该定子94是以绕线方式卷绕而成的数组线圈，该定子94设于该电路板93并与该电路板93电连接，该定子94与该磁性元件924相对，该定子94与该磁性元件924之间具有一个轴向气隙G2。据此结构，该现有的轴向气隙马达风扇9可由受激磁的定子94与该磁性元件924产生磁作用，致使该叶轮92相对于该壳座91产生旋转。相似于该现有的轴向气隙马达风扇9的马达的一个实施例已揭露于中国台湾公告第I342098号「马达」专利案当中。

然而，虽然上述的现有的径向气隙马达风扇8及轴向气隙马达风扇9均足以对早期的电子产品提供良好的散热效果，但是该现有的径向气隙马达风扇8及轴向气隙马达风扇9都是属于一般尺寸的散热风扇，其马达在轴向上的总高度（即该壳座81、91的底板811、911与该轮毂822、922之间的最大轴向高度）约为30mm以上，并无法适用于目前符合轻薄化发展趋势的小型电子产品中。况且，欲制造能装入小型电子产品中的微型风扇（其马达在轴向上的总高度约为7mm以下）时，并不是依该现有的径向气隙马达风扇8或轴向气隙马达风扇9等比例缩小即可；其中尚须考虑各构件的微小化在制程技术上是否有所限制，以及制得的构件组装后是否仍能达到预期的风扇性能（例如定子与磁性元件之间的磁作用是否能产生足够的旋转扭力，以驱使扇轮相对于壳座旋转及产生预期的风量）等因素，皆令微型风扇的发展面临极大的困难与挑战。

也即，随着小型电子产品更加轻薄化且高性能的发展趋势，小型电子产品运作时，其电子元件的发热温度将有所提高，加上散热空间受限等因素，使得电子元件的散热更加不易，从而容易产生效能不稳定的状况，影响小型电子产品的可靠度，且造成功能特性下降，无法发挥甚至于当机；因此，即便制作微型风扇时，能克服制程技术的限制，依现有的径向气隙马达风扇8或轴向气隙马达风扇9等比例缩小以制得微型风扇，但该微型风扇组装至小型电子产品中后，该微型风扇运作时所产生的驱风量也不一定能满足小型电子产品的散热需求。

此外，就该现有的径向气隙马达风扇8及轴向气隙马达风扇9的结构来看，该现有的径向气隙马达风扇8的电路板83是套合于该轴管812外环周面，以于该电路板83的底部与该底板811之间留有空间，使得该现有的径向气隙马达风扇8整体的轴向高度难以缩减；相似地，该轴向气隙马达风扇9的定子94是以线圈绕线而得，且线圈必须卷绕有足够的匝数，方可提供适当的激磁效果，故该定子94必然具有一定的轴向厚度，同样成为了该现有的轴向气隙马达风扇9整体轴向高度难以缩减的要因。

因此，该现有的径向气隙马达风扇8及轴向气隙马达风扇9的结构型态，以及各构件之间的比例关系，都不适合用作微型风扇的参考标准，使得微型风扇在开发过程中，往往须借助设计者的经验或通过尝试错误(try and error)的方式进行其构件的结构设计，并反复进行风扇性能测试，直至风扇性能符合规格要求，徒增许多开发时程与劳力。

发明内容

本发明的目的是提供一种微型散热风扇，其风扇构件尺寸符合一较佳比例，使该微型散热风扇的马达轴向总高度能维持在7mm以下，并确保该微型散热风扇运作时能产生适当的风量与风压，以供装设于小型电子产品中，并以良好的风扇性能满足小型电子产品的散热需求。

本发明的另一目的是提供一种微型散热风扇，可作为马达轴向总高度在7 mm以下的微型风扇的设计参考标准，只要使微型风扇中各构件间的比例关系符合一较佳比例，即可确保微型风扇具有良好的风扇性能，有助缩减设计微型风扇的开发时程与劳力。

为达到前述目的，本发明所运用的技术内容包含有：

一种微型散热风扇，包含：一个扇框，具有一个底板及一个轴接部，该轴接部设于该底板；一个扇轮，由一个转轴连接一个轮毂并可旋转地设于该扇框的轴接部，数个扇叶环设于该轮毂的外缘，一个磁性元件设于该轮毂的内表面；一个电路板，设于该轴接部的外周边并贴接于该底板；及一个定子，电连接该电路板并与该磁性元件相对，该定子与该磁性元件之间具有一个感磁气隙；其中，在该微型散热风扇的轴向上，该扇框的底板与该扇轮的轮毂之间具有一个第一最大轴向高度（A），该底板与该电路板之间具有一个第二最大轴向高度（B），该第一最大轴向高度小于或等于7 mm，且该第二最大轴向高度与该第一最大轴向高度的比值（B/A）为0.05～0.45。

其中，该比值较佳为0.15～0.30。

其中，该底板具有相对的一个外表面及一个内表面，该轴接部凸伸于该底板的内表面；该轮毂具有一个径向延伸部，该轮毂由该径向延伸部连接该转轴，该径向延伸部具有相对的一个外表面及一个内表面，该径向延伸部的内表面朝向该底板的内表面；该电路板具有相对的一个第一表面及一个第二表面，该电路板由该第一表面贴接于该底板的内表面；在该微型散热风扇轴向上，该第一最大轴向高度为该底板的外表面至该轮毂的径向延伸部的外表面的最大轴向高度，该第二最大轴向高度则为该底板的外表面至该电路板的第二表面的最大轴向高度。

其中，该轮毂另具有一个轴向延伸部，该轴向延伸部连接于该径向延伸部的端缘，并向该底板的内表面延伸，以于该轴向延伸部朝向该转轴的表面形成该轮毂的内环面，该磁性元件设于该轮毂的内环面。又，该定子具有一个磁极片组，该定子由该磁极片组与该磁性元件相对，该感磁气隙位于该磁极片组与该磁性元件之间，且该磁极片组与该磁性元件呈径向相隔。

或者，该磁性元件设于该轮毂的径向延伸部的内表面，该定子具有一个布线层，该布线层设于该电路板的第二表面，该定子由该布线层与该磁性元件相对，该感磁气隙位于该布线层与该磁性元件之间，且该布线层与该磁性元件呈轴向相隔

其中，该电路板紧配卡掣于该轴接部，该电路板的第一表面直接贴接该扇框的底板的内表面。或者，该电路板紧配卡掣于该轴接部，该电路板的第一表面设有一个绝缘片，该电路板由该绝缘片间接贴接于该扇框的底板的内表面。

其中，该电路板松配环套于该轴接部，并以该电路板的第一表面直接粘贴于该扇框的底板的内表面。或者，该电路板松配环套于该轴接部，该电路板的第一表面设有一个绝缘片，该电路板由该绝缘片间接粘贴于该扇框的底板的内表面。

据此，本发明的微型散热风扇，其风扇构件尺寸符合一较佳比例，使该微型散热风扇的马达轴向总高度能维持在7 mm以下，并确保该微型散热风扇运作时能产生适当的风量与风压，以供装设于小型电子产品中，并以良好的风扇性能满足小型电子产品的散热需求。此外，本发明的微型散热风扇还可作为马达轴向总高度在7 mm以下的微型风扇的设计参考标准，只要使微型风扇中各构件间的比例关符合一较佳比例，即可确保微型风扇具有良好的风扇性能，有助缩减设计微型风扇的开发时程与劳力。

附图说明

图1为现有的径向气隙马达风扇的侧剖结构示意图。

图2为现有的轴向气隙马达风扇的侧剖结构示意图。

图3为本发明第一实施例的侧剖结构示意图。

图4为图3的局部放大图。

图5为本发明第二实施例的侧剖结构示意图。

图6为图5的局部放大图。

【符号说明】

〔本发明〕

1扇框 11底板 11a外表面

11b内表面 12侧墙 13盖板

14轴接部 2扇轮 21转轴

22轮毂 22a内环面 221径向延伸部

221a外表面 221b内表面 222轴向延伸部

23扇叶 24磁性元件 3电路板

3a第一表面 3b第二表面 4定子

41磁极片组 42绝缘套组 43线圈组

5扇轮 51转轴 52轮毂

521径向延伸部 521a外表面 521b内表面

53扇叶 54磁性元件 6定子

61布线层 S容室 G感磁气隙

A、A’第一最大轴向高度 B、B’第二最大轴向高度

〔现有技术〕

8径向气隙马达风扇 81壳座 811底板

812轴管 82叶轮 821转轴

822轮毂 823扇叶 824磁性元件

83电路板 84定子 9轴向气隙马达风扇

91壳座 911底板 912轴管

92叶轮 921转轴 922轮毂

923扇叶 924磁性元件 93电路板

94定子 G1径向气隙 G2轴向气隙。

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图3，其是本发明微型散热风扇的第一实施例，该微型散热风扇大致上包含一个扇框1、一个扇轮2、一个电路板3及一个定子4，该扇轮2、电路板3及定子4皆设于该扇框1中，该定子4电连接该电路板3，以驱使该扇轮2旋转及产生气流；其中，该微型散热风扇可以为轴流式风扇或鼓风式风扇等形式，本发明以下虽举鼓风式风扇为例进行说明，但并不以此为限。

上述扇框1能够导入及导出气流的中空框体结构，在如图3所示的实施例中，该扇框1可以包含一个底板11、一个侧墙12及一个盖板13，该底板11具有相对的一个外表面11a及一个内表面11b，该侧墙12设于该底板11的内表面11b，该盖板13连接该侧墙12并与该底板11的内表面11b相对，以于该底板11、侧墙12及盖板13之间形成一个容室S，以供容置该微型散热风扇的其余构件。该扇框1另包含一个轴接部14，该轴接部14设于该底板11，并凸伸于该底板11的内表面11b，该轴接部14可与该底板11一体相连，或是可拆装地结合于该底板11。

上述扇轮2设于该扇框1的容室S内，由一个转轴21连接一个轮毂22并可旋转地设于该扇框1的轴接部14，数个扇叶23环设于该轮毂22的外缘，一个磁性元件24设于该轮毂22的内表面。在本实施例中，该轮毂22具有一个径向延伸部221及一个轴向延伸部222，该转轴21由一端连接该径向延伸部221，且该转轴21较佳连接于该径向延伸部221的中心位置；该径向延伸部221具有相对的一个外表面221a及一个内表面221b，该径向延伸部221的内表面221b朝向该扇框1的底板11的内表面11b；该轴向延伸部222连接于该径向延伸部221的端缘，并向该底板11的内表面11b延伸，以于该轴向延伸部222朝向该转轴21的表面形成该轮毂22的一个内环面22a。该转轴21的另一端可旋转地设于该扇框1的轴接部14；该数个扇叶23环设于该轮毂22的外缘，且该数个扇叶23可选择与该轮毂22一体成型或可拆装地结合；该磁性元件24则设于该轮毂22的内表面（本实施例中选择设于该轮毂22的内环面22a）。

请参照图3、4，上述电路板3设于该轴接部14的外周边并贴接于该扇框1的底板11；在本实施例中，该电路板3具有相对的一个第一表面3a及一个第二表面3b，该电路板3可以是紧配卡掣于该轴接部14，并维持该电路板3的第一表面3a贴接于该扇框1的底板11的内表面11b；或者，该电路板3也可以是松配环套于该轴接部14，并以该电路板3的第一表面3a通过背胶、黏胶等胶材，或以热熔方式粘贴固定于该扇框1的底板11的内表面11b。其中，当该扇框1的底板11为绝缘材质时，该电路板3可由该第一表面3a直接贴接在该扇框1的底板11的内表面11b；当该扇框1的底板11为非绝缘材质时，该电路板3的第一表面3a可设有一个绝缘片（图未绘示），且该电路板3由该绝缘片间接贴接在该扇框1的底板11的内表面11b。

上述定子4可包含一个磁极片组41、一个绝缘套组42及一个线圈组43；该磁极片组41具有至少一个磁极片，该磁极片由可导磁的材料制成，该磁极片可例如为硅钢片；在本实施例中，该磁极片组41的磁极片数量可以为数个，且各该磁极片呈轴向堆叠设置，该绝缘套组42设于该磁极片组41的二个轴向端部，该线圈组43缠绕于该绝缘套组42的预定部位，并与该电路板3电连接；又，由该线圈组43缠绕结合的磁极片组41与绝缘套组42，可选择套设结合于该扇框1的轴接部14外周壁，使该磁极片组41与该扇轮2的磁性元件24相对，并维持两者之间具有一个感磁气隙G，且该磁极片组41与该磁性元件24呈径向相隔，以由受激磁的磁极片组41与该磁性元件24产生磁作用，致使该扇轮2相对于该扇框1产生旋转。

其中，在该微型散热风扇的轴向上，该扇框1的底板11与该扇轮2的轮毂22之间具有一个第一最大轴向高度A，该底板11与该电路板3之间具有一个第二最大轴向高度B；在如图3所示的实施例中，该第一最大轴向高度A为该底板11的外表面11a至该轮毂22的径向延伸部221的外表面221a的最大轴向高度，该第二最大轴向高度B则为该底板11的外表面11a至该电路板3的第二表面3b的最大轴向高度。又，该第一最大轴向高度A小于或等于7 mm，该第二最大轴向高度B与该第一最大轴向高度A的比值（B/A）则符合0.05～0.45，较佳为0.15～0.30，使该微型散热风扇运作时能产生适当的风量与风压。

请参照图5，其是本发明微型散热风扇的第二实施例，该微型散热风扇大致上包含一个扇框1、一个扇轮5、一个电路板3及一个定子6，其中该扇框1及电路板3大致上均同于前述的第一实施例，故于此不再赘述。

上述扇轮5设于该扇框1的容室S内，该扇轮5包含一个转轴51、一个轮毂52、数个扇叶53及一个磁性元件54；该转轴51由一端连接该轮毂52，并由另一端可旋转地设于该扇框1的轴接部14；该轮毂52具有一个径向延伸部521，该转轴51由一端连接该径向延伸部521，且该转轴51较佳连接于该径向延伸部521的中心位置；该径向延伸部521具有相对的一个外表面521a及一个内表面521b，该径向延伸部521的内表面521b朝向该扇框1的底板11的内表面11b；该数个扇叶53环设于该轮毂52的外缘，且该数个扇叶53可选择与该轮毂52一体成型或可拆装地结合；该磁性元件54则设于该轮毂52的径向延伸部521的内表面521b，以朝向该底板11的内表面11b。

请参照图5、6，上述定子6具有一个布线层61，该布线层61设于该电路板3的第二表面3b，该布线层61也可借助印刷线圈或电铸制程等方式容置于该电路板3，且该布线层61与该电路板3电连接，使该定子6形成轴向高度极小的一个微型定子；又，该定子6由该布线层61与该磁性元件54相对，并维持两者之间具有一个感磁气隙G，且该布线层61与该磁性元件54呈轴向相隔，以由受激磁的布线层61与该磁性元件54产生磁作用，致使该扇轮5相对于该扇框1产生旋转。

其中，在该微型散热风扇的轴向上，该扇框1的底板11与该扇轮5的轮毂52之间具有一个第一最大轴向高度A’，该底板11与该电路板3之间具有一个第二最大轴向高度B’；在如图5所示的实施例中，该第一最大轴向高度A’为该底板11的外表面11a至该轮毂52的径向延伸部521的外表面521a的最大轴向高度，该第二最大轴向高度B’则为该底板11的外表面11a至该电路板3的第二表面3b的最大轴向高度，只是该定子6的布线层61几乎平贴于该电路板3的第二表面3b，故该第二最大轴向高度B’也可视为该底板11的外表面11a与该定子6的布线层61之间的最大轴向高度。又，该第一最大轴向高度A’小于或等于7 mm，该第二最大轴向高度B’与该第一最大轴向高度A’的比值（B’/A’）则符合0.05～0.45，较佳为0.15～0.30，使该微型散热风扇运作时能产生适当的风量与风压。

综上所述，本发明的微型散热风扇，是其风扇构件尺寸符合一较佳比例，使该微型散热风扇的马达轴向总高度能维持在7 mm以下，并确保该微型散热风扇运作时能产生适当的风量与风压，以供装设于小型电子产品中，并以良好的风扇性能满足小型电子产品的散热需求。

本发明的微型散热风扇，可作为马达轴向总高度在7 mm以下的微型风扇的设计参考标准，只要使微型风扇中各构件间的比例关符合此较佳比例，即可确保微型风扇具有良好的风扇性能，有助缩减设计微型风扇的开发时程与劳力，提升设计效率。

以上所述的内容，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围；故，凡依本发明申请专利范围及创作说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种微型散热风扇，其特征在于，其包括：

一个扇框，具有一个底板及一个轴接部，该轴接部设于该底板；

一个扇轮，由一个转轴连接一个轮毂并能够旋转地设于该扇框的轴接部，数个扇叶环设于该轮毂的外缘，一个磁性元件设于该轮毂的内表面；

一个电路板，设于该轴接部的外周边并贴接于该底板；及

一个定子，电连接该电路板并与该磁性元件相对，该定子与该磁性元件之间具有一个感磁气隙；

其中，在该微型散热风扇的轴向上，该扇框的底板与该扇轮的轮毂之间具有一个第一最大轴向高度（A），该底板与该电路板之间具有一个第二最大轴向高度（B），该第一最大轴向高度小于或等于7mm，且该第二最大轴向高度与该第一最大轴向高度的比值（B/A）为0.05～0.45，其中，该底板具有相对的一个外表面及一个内表面，该轴接部凸伸于该底板的内表面；该轮毂具有一个径向延伸部，该轮毂由该径向延伸部连接该转轴，该径向延伸部具有相对的一个外表面及一个内表面，该径向延伸部的内表面朝向该底板的内表面；该电路板具有相对的一个第一表面及一个第二表面，该电路板由该第一表面贴接于该底板的内表面；在该微型散热风扇轴向上，该第一最大轴向高度为该底板的外表面至该轮毂的径向延伸部的外表面的最大轴向高度，该第二最大轴向高度则为该底板的外表面至该电路板的第二表面的最大轴向高度。

2.如权利要求1所述的微型散热风扇，其特征在于，该比值为0.15～0.30。

3.如权利要求1所述的微型散热风扇，其特征在于，该轮毂另具有一个轴向延伸部，该轴向延伸部连接于该径向延伸部的端缘，并向该底板的内表面延伸，以于该轴向延伸部朝向该转轴的表面形成该轮毂的内环面，该磁性元件设于该轮毂的内环面。

4.如权利要求3所述的微型散热风扇，其特征在于，该定子具有一个磁极片组，该定子由该磁极片组与该磁性元件相对，该感磁气隙位于该磁极片组与该磁性元件之间，且该磁极片组与该磁性元件呈径向相隔。

5.如权利要求1所述的微型散热风扇，其特征在于，该磁性元件设于该轮毂的径向延伸部的内表面，该定子具有一个布线层，该布线层设于该电路板的第二表面，该定子由该布线层与该磁性元件相对，该感磁气隙位于该布线层与该磁性元件之间，且该布线层与该磁性元件呈轴向相隔。

6.如权利要求1所述的微型散热风扇，其特征在于，该电路板紧配卡掣于该轴接部，该电路板的第一表面直接贴接该扇框的底板的内表面。

7.如权利要求1所述的微型散热风扇，其特征在于，该电路板紧配卡掣于该轴接部，该电路板的第一表面设有一个绝缘片，该电路板由该绝缘片间接贴接于该扇框的底板的内表面。

8.如权利要求1所述的微型散热风扇，其特征在于，该电路板松配环套于该轴接部，并以该电路板的第一表面直接粘贴于该扇框的底板的内表面。

9.如权利要求1所述的微型散热风扇，其特征在于，该电路板松配环套于该轴接部，该电路板的第一表面设有一个绝缘片，该电路板由该绝缘片间接粘贴于该扇框的底板的内表面。