TW202024486A - 散熱風扇 - Google Patents

Abstract

一種散熱風扇，適於配置於電子裝置內。散熱風扇包括輪轂與多個扇葉。扇葉環繞並配置於輪轂。扇葉具有延展性與可撓性，且相鄰兩個扇葉具有不同厚度。

Description

散熱風扇

本發明是有關於一種散熱風扇。

近年來，隨著科技產業日益發達，電子裝置例如筆記型電腦（Notebook，NB）、個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）與智慧型手機（Smart Phone）等產品已頻繁地出現在日常生活中。這些電子裝置在運作的過程中通常會產生熱能，而影響電子裝置的運作效能。因此，電子裝置內部通常會配置散熱模組或散熱元件，例如是散熱風扇，以協助將電子裝置的產熱散逸至電子裝置的外部。

一般來說，任何風扇在旋轉時，其扇葉必會與周邊結構，例如是容置風扇的殼體，產生氣流噪音（blade pass tone），其原因即在於風扇在固定轉速運作的情形下，會使其扇葉以固定頻率通過殼體內的狹窄空間。如此一來，將會產生固定頻率及其倍頻的噪音。以轉速5800rpm（相當於96.67rps）且扇葉數為37的風扇而言，其氣流噪音的基頻為96.67*37=3576.66Hz，也就是每秒扇葉會掃過前述狹窄空間約3576次，大約產生出3500Hz的噪音。

基於上述，如何在現有殼體及風扇結構下提供改善手段，以克服上述氣流噪音的問題，即為相關技術人員所需思考解決的。

本發明提供一種能有效抑止氣流噪音的散熱風扇。

本發明的散熱風扇，適於配置於電子裝置內。散熱風範包括輪轂與多個扇葉。扇葉環繞並配置於輪轂。扇葉具有延展性與可撓性，且相鄰兩個扇葉具有不同厚度。

基於上述，藉由配置不同厚度的扇葉於輪轂，且扇葉是具有延展性與可撓性，因此當扇葉隨輪轂而以固定轉速進行旋轉時，便能因此使不同厚度的扇葉，其變形量也隨著厚度不同而改變，進而使不同厚度通過殼體的狹窄空間處的時間也不同。如此一來，將能造成扇葉是以不同頻率掃過狹窄空間，進而使氣流噪音得以被切分成多個不同頻率的細部噪音，而避免因相同頻率的噪音能量累積集中且容易造成共振的情形發生。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依據本發明一實施例的一種散熱風扇的示意圖。請參考圖1，在本實施例中，散熱風扇100適於配置於電子裝置（例如筆記型電腦）內，以對電子裝置的熱源進行有效地散熱。由於並未限制電子裝置的型式，故在此省略電子裝置的繪示。在此，散熱風扇100例如是離心式風扇，其包括輪轂110、多個扇葉120以及殼體130，其中輪轂110與扇葉120容置於殼體130之內，扇葉120配置且環繞於輪轂110，輪轂110受控於馬達（未繪示）而帶動扇葉120旋轉，以搭配殼體110的入風口E1與出風口E2而產生如圖1箭號所示的氣體流動狀態。

圖2是扇葉的示意圖。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，輪轂110的材質為塑膠或壓鑄用金屬，而扇葉120的材質為金屬。因此，輪轂110能經由射出成型（塑膠）或壓鑄（金屬）而接合扇葉120的結合端124而固定扇葉120。更進一步的說，在扇葉120製作完成之後，其呈現如圖3所示厚度小於0.5mm的等厚度片狀結構。接著，扇葉120可放置於模具（未繪示）內，並將塑膠或是加熱後呈現液態之金屬流入模具內並包覆扇葉120的接合端124，使得塑膠或加熱後呈現液態之金屬成形後所形成的輪轂110經由接合扇葉120的接合端124而固定扇葉120。在此，各扇葉120的結合端124分別具有干涉結構126，以在前述輪轂110的形成過程中與輪轂110之間產生干涉而提升兩者之間的結合力，在此，干涉結構126具有凹口及開口用以讓輪轂110的結構通過，以藉此提高輪轂110與扇葉120的結合面積以及造成彼此結構嵌合、交錯的效果。

但，本實施例並未限制輪轂與扇葉的結合方式。在另一未繪示的實施例中，輪轂與扇葉分別設置有能彼此對應的卡和結構，以通過彼此扣合的方式而組裝、固定在一起。

圖3是圖1的散熱風扇的俯視圖。請同時參考圖1與圖3，如圖1所示，殼體130具有舌部132，其在輪轂110與扇葉120所座落之空間中形成狹窄空間SP，故以現有技術（即，塑膠射出）而製作出等距配置於輪轂的等厚扇葉時，其會在狹窄空間造成固定頻率及其倍頻的氣流噪音。但，相較於前述現有技術，本實施例的扇葉120材質為金屬，且其具備較佳的延展性與可撓性，同時值得注意的是，任意相鄰的兩個扇葉120是具有不同厚度，如圖3所示，故當扇葉120隨輪轂110旋轉時，即代表著會產生不同的變形量。如此一來，在無法任意或隨時改變輪轂110與風扇120的轉速的前提之下，本實施例將造成不同厚度的扇葉120掃過凸部132的時間也不一樣，便能據以改變現有技術的扇葉以固定頻率行經狹窄空間SP的運動模式。換句話說，以不同厚度（造成不同變形量）的扇葉120行經狹窄空間SP時，其所產生的是不同頻率的噪音，因此便能避免相同頻率噪音的能量積累，而使音量得以降低，同時因具備多頻率的特性，也能有效減緩其對人的聽力所造成的不適感。此外，本實施例由於扇葉120的材質與特性，因此扇葉120的厚度能進一步地降低（例如低於0.5mm），因此散熱風扇100能在輪轂110上配置扇葉120的數量大於或等於50，明顯優於現有技術以塑膠射出的風扇結構。

請再參考圖3，在此同時提供局部放大以利於辨識，在本實施例中，輪轂110與風扇120座落於基準面N1並在基準面N1上旋轉，且以俯視視角觀之，扇葉120分別以正交於基準面N1的方向組裝於輪轂110。在此，輪轂110具有正交於基準面N1的側面113（即輪轂110的環狀表面），結合至輪轂110的扇葉120是從側面113而背離輪轂110地呈傾角延伸，如圖所示傾角T1，其是風扇121的接合部（如圖3所示接合部124）的切平面121a與輪轂110的徑平面111所夾角度。在此所述徑平面111是以輪轂110在其俯視視角形成的圓形輪廓，並以其徑向所形成的平面，其中徑平面111與切平面121a在輪轂110與扇葉120連接處形成交會並產生所述傾角T1。

再者，等距配置於輪轂110的扇葉120，其相對於輪轂110的徑平面111是各自呈弧面輪廓，且所述弧面輪廓的凹面朝向扇葉120的旋轉方向，也就是所示逆時針方向D1，以在旋轉過程中，扇葉120能進一步產生抓取空氣的動作，而有益於增進散熱風扇100的氣流量。

如前所述，因本實施例扇葉的材質特性影響，其在旋轉過程中也會造成不同的變形量。在此以三種不同厚度的扇葉121、122、123為例，如圖3所示，扇葉120相對於輪轂110的配置進一步地是以扇葉121、122、123的排序方式而重複地環繞輪轂110，其中扇葉121的厚度大於扇葉122的厚度，而扇葉122的厚度大於扇葉123的厚度。如此一來，當扇葉120隨著輪轂110以逆時針方向D1旋轉時，扇葉121、122、123各自所產生的變形量dA1、dA2、dA3則會產生，變形量dA3大於變形量dA2，且變形量dA2大於變形量dA1。在此，變形量dA1、dA2、dA3是以輪轂110等徑的弧面112為基準。再者，所述變形量dA1、dA2、dA3將會進一步地造成變形後的扇葉121、122的間距p1與變形後的扇葉122、123的間距p2呈現不相等的狀態。如此一來，當扇葉120隨輪轂110以固定轉速旋轉時，其掃過狹窄空間SP（標示於圖1）的頻率也因其間距改變而有所不同。換句話說，本實施例藉由將扇葉120設計為包括至少三種厚度的分佈情形，便能造成扇葉120間距不同，而達到如前述的降噪效果。

圖4是本發明另一實施例的散熱風扇的俯視圖。圖5與圖6分別是圖4的風扇於不同轉速的俯視圖。請同時參考圖4至圖6，本實施例的輪轂110具有正交於基準面N1的側面113，與前述實施例不同的是，本實施例的扇葉220是從側面113呈現背離輪轂110地徑向延伸。此外，本實施例也同以三種不同厚度的扇葉221、222、223為例說明其旋轉時的變形差異，在此扇葉221的厚度大於扇葉222的厚度，且扇葉222的厚度大於扇葉223的厚度。如圖5所示，當輪轂110以低轉速驅動扇葉220以順時針方向D2旋轉時，不同厚度的扇葉221、222、223隨之產生不同的變形量，在此以扇葉221、222、223相對於輪轂110的徑平面111所產生不同傾角θ1、θ2、θ3作為描述變形量的方式，其中傾角θ3大於傾角θ2，且傾角θ2大於傾角θ1，因此代表扇葉223的變形量大於扇葉222的變形量，且扇葉222的變形量大於扇葉221的變形量，且進一步地造成間距p3不等於間距p4。此時各扇葉220受到氣流影響及材料特性對氣流的抵抗作用，即扇葉的材質特性尚能抵抗氣流的推動，而呈現略微前彎的狀態，此時，略為前彎的扇葉220能在低轉速的情況下提供較高的氣流量，進而提高散熱風扇100在低轉速時的散熱性能。

另一方面，當輪轂110以高轉速驅動扇葉220時，如圖6所示，則因扇葉120的材質特性不再能順利抵抗氣流的推動，而改為呈現往後彎折的狀態，並因此讓不同厚度的扇葉221、222、223產生不同的傾角θ4、θ5、θ6，其中傾角θ6大於傾角θ5，且傾角θ5大於傾角θ4，並進而造成間距p5不等於間距p6。除能如前述實施例一樣藉由不等間距而達到降噪效果外，呈現後彎的扇葉220也能在高轉速的情況下降低散熱風扇運作時的噪音，而提供進一步地噪音抑制效果。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，藉由配置不同厚度的扇葉於輪轂，且扇葉是具有延展性與可撓性，因此當扇葉隨輪轂而以固定轉速進行旋轉時，便能因此使不同厚度的扇葉，其變形量也隨著厚度不同而改變，進而使不同厚度通過殼體的狹窄空間處的時間也不同。另一方面，也能藉由將扇葉的厚度設計包括至少三種尺寸，因此讓扇葉之間的間距也因變形量不同而改變。

如此一來，此舉將能造成扇葉是以不同頻率掃過狹窄空間，進而使氣流噪音得以被切分成多個不同頻率的細部噪音，而避免因相同頻率的噪音能量累積集中且容易造成共振的情形發生、因此能順利地使散熱風扇達到降低甚至抑制噪音的效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:散熱風扇110:輪轂111:徑平面112:弧面113:側面120、121、122、123、220、221、222、223:扇葉121a:切平面130:殼體132:舌部dA1、dA2、dA3:變形量D1:逆時針方向D2:順時針方向E1:入風口E2:出風口N1:基準面p1、p2、p3、p4、p5、p6:間距SP:狹窄空間T1:傾角θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6:傾角

圖1是依據本發明一實施例的一種散熱風扇的示意圖。 圖2是扇葉的示意圖。 圖3是圖1的散熱風扇的俯視圖。 圖4是本發明另一實施例的散熱風扇的俯視圖。 圖5與圖6分別是圖4的風扇於不同轉速的俯視圖。

100:散熱風扇

110:輪轂

113:側面

120:扇葉

130:殼體

132:舌部

E1:入風口

E2:出風口

SP:狹窄空間

Claims (12)

1. 一種散熱風扇，適於配置於電子裝置內，該散熱風扇包括： 一輪轂；以及 多個扇葉，環繞並配置於該輪轂，其中該些扇葉具有延展性與可撓性，且任意相鄰的兩個扇葉具有不同厚度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱風扇，其中該些扇葉包括至少三種厚度。
3. 如申請專利範圍第1項所述的散熱風扇，其中該些扇葉的材質為金屬。
4. 如申請專利範圍第1項所述的散熱風扇，還包括一殼體，配置於該電子裝置內，該輪轂與該些扇葉容納於該殼體內，該殼體具有一舌部，位於該散熱風扇的出風口的一側。
5. 如申請專利範圍第1項所述的散熱風扇，其中該輪轂與該些風扇座落於一基準面並在該基準面上旋轉，該些扇葉分別以正交於該基準面的方向組裝於該輪轂。
6. 如申請專利範圍第5項所述的散熱風扇，其中該輪轂具有正交於該基準面的一側面，該些扇葉從該側面呈徑向延伸。
7. 如申請專利範圍第5項所述的散熱風扇，其中該輪轂具有正交於該基準面的一側面，該些扇葉相對於該側面呈傾角延伸。
8. 如申請專利範圍第1項所述的散熱風扇，其中各該扇葉相對於該輪轂的徑平面呈弧面輪廓，且所述弧面輪廓的凹面朝向該些扇葉的旋轉方向。
9. 如申請專利範圍第1項所述的散熱風扇，其中該些扇葉等距地配置於該輪轂。
10. 如申請專利範圍第1項所述的散熱風扇，其中各該扇葉為等厚度片狀結構。
11. 如申請專利範圍第1項所述的散熱風扇，其中各該扇葉的厚度小於0.5mm。
12. 如申請專利範圍第1項所述的散熱風扇，其中該些扇葉的數量大於或等於50。

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