TWI439222B - 風扇模組 - Google Patents

Description

風扇模組

本發明係關於一種風扇模組，特別是一種具有光源的風扇模組。

隨著電子產業的快速發展，使電子裝置中電子元件的運算速度大幅度提高。然而，隨著運算速度的增加，往往造成電子產品中用以執行資料運算的中央處理器(central processing unit，CPU)或圖形處理器(graphic processing unit，GPU)等電子元件產生大量的廢熱。此時，若無法即時的將這些廢熱從電子產品中排放，將容易導致電子元件的運作溫度過高，而造成其運算速度大幅降低，並嚴重影響電子產品的運作效能及穩定度；或者是，造成電子元件無法承受高溫而燒毀的情形發生。

針對此一問題，目前常見的散熱方式之一，是在電子產品設置風扇，用以對電子元件進行散熱。其主要是利用風扇所產生的空氣氣流吹拂於電子元件上，藉以在電子元件表面進行熱交換作用。

傳統應用在電子裝置的風扇，其功能大多著眼於散熱功能上，使風扇的外觀設計變化不大，並且不具其他的附加功能，因此另有業者開發出具有光影效果的發光風扇，藉以吸引消費者的目光及選用。一般發光風扇主要包含一扇框、一扇輪以及單一或複數個發光元件，例如發光二極體(light emitting diode，LED)，其中扇輪可旋轉的設置在扇框內，發光元件則設置在扇框或扇輪 上。並且，為了讓發光元件發射的光線具有較好的照明效果，當發光元件設置在扇框時，通常將發光元件的發光方向朝向扇輪；以及當發光元件設置在扇輪時，將發光元件的發光方向沿平行於扇輪軸向的方式設置。因此，當發光風扇接收外部電源而產生運轉時，可藉由發光元件的明暗變化來產生炫麗的燈光效果。

然而，前述發光元件的設置方式，由於是固定在扇框上，因此只能呈現出靜態的燈光變化效果，例如光線的明暗與色彩的變化等；另外，將發光元件固定在扇輪的設置方式，由於發光元件的發光方向平行於扇輪軸向，即發光元件沿著扇輪軸向發射光線至外界環境，因此，在實際應用上，無論使用者是直視於發光風扇觀賞其燈光效果，或者是在發光風扇周圍使用電子裝置時，使用者的眼部都極易受到發光元件所產生光線的照射、刺激，而造成使用者的眼部不適，進而嚴重影響使用者採用發光風扇的意願。此外，由於發光風扇的發光元件只能單純提供光線的明暗變化來吸引使用者的目光，但是並無法提供使用者發光風扇的其他運作資訊，例如當前風扇運轉時的工作溫度或運轉速度等相關資訊，因此目前發光風扇在應用上的實用性仍有待進一步的提升。

鑒於以上的問題，本發明在於提供一種風扇模組，藉以解決習用風扇只具有散熱功能，但無法讓使用者得知風扇運轉效能的相關資訊的問題，以及習用發光風扇只能提供單純的燈光明暗變化，其同樣無法提供使用者有關風扇運轉效能的相關資訊，以及在使用上，使用者的眼部容易受到發光風扇的發光元件照射，而 嚴重影響使用者在操作電子裝置時的舒適性的問題。

本發明之風扇模組，包括一基座、一風扇、一發光元件以及一電路單元。風扇包含一輪轂以及設置於輪轂上的複數個扇葉，且輪轂可轉動的設置於基座上，風扇具有一旋轉週期，輪轂依據此旋轉週期相對基座轉動。發光元件設置於輪轂上，發光元件具有配合旋轉週期之一脈衝週期，發光元件依據脈衝週期發射一光線，此光線沿輪轂之徑向傳遞，並且光線配合旋轉週期，相對基座具有一光指引方向。電路單元電性連接於風扇以及發光元件，並且控制風扇之旋轉週期以及發光元件之脈衝週期。

本發明之功效在於，透過在風扇上設置發光元件，以及發光元件的脈衝週期配合風扇的旋轉週期的運作模式，讓發光元件所發射的光線依據不同的旋轉週期，在風扇上形成相對應的光指引方向，因此讓使用者可直接依據光指引方向判斷當時風扇的旋轉速度。同時，透過光指引方向平行於輪轂徑向的設置方式，可避免發光元件所發射的光線照射到使用者的眼部而產生刺激或干擾，因此可提升使用者操作電子裝置時的舒適度。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

請參照第1圖至第3圖，為本發明第一實施例所揭露的風扇模組10，其包括一基座110、一風扇120、一發光元件130以及一電路單元140。風扇120設置於基座110上，風扇120包括一輪轂121以及複數個扇葉122，複數個扇葉122沿輪轂121的圓 周環繞設置於輪轂121表面，輪轂121內具有一轉軸，並且以轉軸穿設於基座110的軸管內，使輪轂121可藉由轉軸在基座110的軸管內轉動而相對基座110旋轉，發光元件130可以是但並不侷限於發光二極體(light-emitting diode，LED)。其中，在基座110與風扇130之間另設置有一磁力線圈組，磁力線圈組被包覆於風扇130的輪轂131內，並且電性連接於發光元件160以及電路單元120，其中電路單元120設置於風扇130之輪轂131內，並且電性連接於發光元件160。當風扇模組10接收來自外部的電源後，風扇模組10之風扇130可透過磁力線圈組的激磁作用而相對基座110轉動，並且提供電路單元110以及發光元件160於運作時所需的電源，使風扇模組10可透過電路單元110控制風扇130的旋轉週期；或者是，在基座110上另外設置一電路板，以藉由電路板與電路單元120的協同作用來驅動風扇13轉動以及控制風扇130的旋轉週期。此為一般風扇130樞設於基座110的設置方式以及電源供應方式，亦非本發明所欲強調之特徵，因此其詳細結構與作動方式在此不再贅述。

發光元件130設置於風扇120的輪轂121相對基座110的另一側面，並且對應於輪轂121的軸心。發光元件130具有一發光面131，發光面131用以發射一光線，並且發光面131的法線方向垂直或傾斜於輪轂121的軸向，使發光面131所發射的光線沿輪轂121的徑向或者是與傾斜於輪轂121徑向的方向傳遞。在本實施例中是以發光面131的法線方向垂直於輪轂121的軸向做為舉例說明，但並不以此為限。

電路單元140可以是但並不侷限於電性設置有控制電路以及一微處理晶片141的電路板，並且電路單元140電性連接於風扇模組外之一電源。電路單元140設置在基座110與風扇120之間上，並且電性連接於風扇120以及發光元件130，其中風扇120具有相對基座110轉動之一旋轉週期，而發光元件130具有發射光線之一脈衝週期，電路單元140即透過微處理晶片141控制風扇120的旋轉週期以及發光元件130的脈衝週期，並且使發光元件130的脈衝週期配合風扇120的旋轉週期，讓發光元件130依據脈衝週期所發射的光線，可以配合風扇120的旋轉週期，而相對基座110具有一光指引方向。因此，當風扇120以不同的旋轉週期相對基座110轉動時，發光元件130所發射的光線將配合不同的旋轉週期，而相對基座110變換不同的光指引方向。

請參照第2圖、第4圖和第5圖，舉例而言，當電路單元140控制風扇120以一第一旋轉週期相對基座110轉動，使風扇120以順時鐘方向轉動時，電路單元140控制發光元件130以固定的脈衝週期配合第一旋轉週期發射一光線，例如控制脈衝週期的週期數等於第一旋轉週期的週期數(如第5圖所示)，使光線在相對基座110的一第一光指引方向D1，沿著輪轂121的徑向照射，進而在風扇120上形成一指向光束。因此，當使用者從風扇120朝向基座110的方向觀看風扇模組10時，可以在風扇120上的特定位置注意到指向光束。在本實施例中，當脈衝週期的週期數等於第一旋轉週期的週期數時，第一光指引方向D1為風扇的12點鐘方向。

請參照第2圖、第6圖至第8圖，此外，在發光元件130的脈衝週期為定值的狀態下，當電路單元140以小於第一旋轉週期的一第二旋轉週期控制風扇120轉動，以加快風扇120的轉速時，由於發光元件130是固定在風扇120的輪轂121上，並且隨著風扇120旋轉，因此當發光元件130依據脈衝週期發射光線時，光線將配合第二旋轉週期在相對基座110的一第二光指引方向D2，沿著輪轂121的徑向照射，進而在風扇120上形成另一指向光束。

例如，當電路單元140以第二旋轉週期控制風扇120轉動，使風扇120轉速從1200rpm提升至1400rpm時，第二旋轉週期的週期數，將會從相等於脈衝週期的週期數改變為大於脈衝週期的週期數，使第二旋轉週期領先脈衝週期0.125個週期，讓第二光指引方向D2對應於風扇120的1點鐘方向(如第6圖所示)；當風扇120轉速提升至1600rpm時，第二旋轉週期領先脈衝週期0.25個週期，使第二光指引方向D2對應於風扇的3點鐘方向；當風扇120轉速提升至1800rpm時，第二旋轉週期領先脈衝週期0.375個週期，使第二光指引方向D2對應於風扇120的4點鐘方向；以及當風扇120轉速提升至2000rpm時，第二旋轉週期領先脈衝週期0.5個週期，使第二光指引方向D2對應於風扇120的6點鐘方向(如第7圖和第8圖所示)。

因此，在風扇模組10的使用上，讓使用者可直接依據指向光束在風扇120上的指引方向，即時得知風扇120的運轉速度。並且，在本實施例中，另可選擇性的在電路單元140上電性設置一溫度感測器142，用以偵測風扇120內部的工作溫度，使電路單 元140可依據此工作溫度控制發光元件130所發射光線的色彩。例如，當工作溫度約為30℃時，電路單元140控制發光元件160發射綠色光束；當工作溫度約為60℃時，電路單元140控制發光元件160發射紫色光束；以及當工作溫度約為90℃時，電路單元140控制發光元件160發射紅色光束等。讓使用者除了風扇120轉速外，可同時得知風扇120運作時的溫度狀態。

此外，雖然在本發明第一實施例所揭露的風扇模組10中，由於發光元件130的脈衝週期是透過電路單元140控制為定值，因此在不同的風扇120轉速下，發光元件130所發射的光線始終在風扇120上形成單一光束。但是，如第9圖和第10圖所示，在本發明所揭露的第二實施例中，電路單元140可選擇性的電性設置一轉速感測器143，用以偵測風扇120轉速，讓電路單元140可依據風扇120轉速控制發光元件130的脈衝週期，使發光元件130配合風扇120的旋轉週期，以不同的脈衝週期發射光線。例如，當風扇120以第一旋轉週期轉動時，發光元件130仍然只朝向第一光指引方向D1發射光線。但是當風扇120以第二旋轉週期轉動時，發光元件130可同時於第一光指引方向D1以及第二光指引方向D2發射光線，讓光線同時在風扇120上的二個不同位置處形成指向光束，例如同時在風扇120的12點鐘方向以及1點鐘方向形成指向光束。

再者，電路單元140亦可控制發光元件130在第一光指引方向D1位移至第二光指引方向D2的時間區間內持續的發射光線，使光線在風扇120上形成一光幕，例如在風扇120的12點鐘方向 與1點鐘方向之間形成扇形光幕，可進一步提升使用者觀察風扇120轉速及溫度時的識別性與便利性。

請參照第11圖和第12圖，為本發明第三實施例的局部分解示意圖以及側視示意圖。本發明所揭露的第三實施例與第一實施例在結構上大致相同，以下僅就兩者間的差異加以說明。本發明第三實施例所揭露的風扇模組10更包括一蓋體150以及一導光件160，蓋體150罩覆於輪轂121相對基座110的另一側面上，使輪轂121與蓋體150對應於輪轂121軸心的位置處相隔一間距。發光元件130即設置於蓋體150上，並且容置於此間距內而介於蓋體150與輪轂121之間。導光件160設置於輪轂121上，並且對應於發光元件130。導光件160可以是但並不侷限於光纖，其具有相對的一第一端161以及一第二端162，導光件160的第一端161對應於輪轂121的軸心，導光件160的第二端162沿輪轂121的徑向延伸，並且靠近於輪轂121的外周緣。其中，導光件160的第一端161設置一斜面163，此斜面163沿著輪轂121的圓周往軸心的方向，從導光件160的第一端161靠近發光元件130之一側朝遠離發光元件130之一側傾斜設置，並且於導光件160的第一端161形成對應發光元件130的斜切口。

因此，當電路單元140驅動發光元件130發射一光線，此光線經由導光件160之第一端161所形成的斜面163進入導光件160，並且透過導光件160的導引，而從導光件160的第二端162射出，使光線沿著輪殼121的徑向照射，並配合風扇120的旋轉週期而在風扇120上形成指向光束D，用以供使用者識別風扇120 轉速。同時，由於發光元件130所產生的光線是沿著輪轂121的徑向照射，因此可避免光線直接的照射於使用者的眼部，以及避免使用者因直視於光源而產生暫時性失明的情形發生。

上述本發明之風扇模組，透過電路單元控制發光元件的脈衝週期與風扇的旋轉週期，以及脈衝週期配合旋轉週期的運作模式，讓發光元件所發射的光線在風扇上的不同位置處，形成與風扇轉速相對應的指向光束，讓使用者可直接的依據指向光束的指引方向判斷風扇轉速以及依據不同的光線色彩判斷風扇的工作溫度。同時，透過光線沿輪轂的徑向照射的設置方式，降低使用者的眼部受到光線照射，或者是直視於光源的機率，進而避免使用者的眼部產生不適或者是暫時性失明的情形發生。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧風扇模組

110‧‧‧基座

120‧‧‧風扇

121‧‧‧輪轂

122‧‧‧扇葉

130‧‧‧發光元件

131‧‧‧發光面

140‧‧‧電路單元

141‧‧‧微處理晶片

142‧‧‧溫度感測器

143‧‧‧轉速感測器

150‧‧‧蓋體

160‧‧‧導光件

161‧‧‧第一端

162‧‧‧第二端

163‧‧‧斜面

D1‧‧‧第一光指引方向

D2‧‧‧第二光指引方向

D‧‧‧指向光束

第1圖為本發明第一實施例之風扇模組的立體示意圖。

第2圖為本發明第一實施例之風扇模組的側視示意圖。

第3圖為本發明第一實施例之風扇模組的俯視示意圖。

第4圖為本發明第一實施例之風扇以第一旋轉週期轉動的使用狀態示意圖。

第5圖為本發明第一實施例之脈衝週期的週期數等於旋轉週期的 週期數的波形示意圖。

第6圖和第7圖為本發明第一實施例之風扇以第二旋轉週期轉動的使用狀態示意圖。

第8圖為本發明第一實施例之脈衝週期的週期數小於旋轉週期的週期數的波形示意圖。

第9圖為本發明第二實施例之風扇模組的側視示意圖。

第10圖為本發明第二實施例之風扇模組的俯視示意圖。

第11圖本發明第三實施例之風扇模組的局部分解示意圖。

第12圖本發明第三實施例之風扇模組的側視示意圖。

10‧‧‧風扇模組

110‧‧‧基座

120‧‧‧風扇

121‧‧‧輪轂

122‧‧‧扇葉

130‧‧‧發光元件

D2‧‧‧第二光指引方向

Claims (12)

1. 一種風扇模組，包括有：一基座；一風扇，包含一輪轂以及設置於該輪轂上之複數個扇葉，該輪轂可轉動的設置於該基座上，該風扇具有一旋轉週期，該輪轂依據該旋轉週期相對該基座轉動；一發光元件，設置於該輪轂上，該發光元件具有配合該旋轉週期之一脈衝週期，該發光元件依據該脈衝週期發射一光線，該光線沿該輪轂之徑向傳遞，並且該光線配合該旋轉週期，相對該基座具有一光指引方向；以及一電路單元，電性連接於該風扇以及該發光元件，並且該電路單元控制該旋轉週期以及該脈衝週期；其中該旋轉週期包含一第一旋轉週期以及一第二旋轉週期，該光指引方向包含一第一光指引方向以及一第二光指引方向，當該發光元件配合該第一旋轉週期發射該光線，該光線沿該第一光指引方向傳遞，當該發光元件配合該第二旋轉週期發射該光線，該光線沿該第二光指引方向傳遞。
2. 如請求項1所述之風扇模組，其中該脈衝週期為定值，且該第一旋轉週期大於該第二旋轉週期。
3. 如請求項2所述之風扇模組，其中該第一旋轉週期的週期數等於該脈衝週期的週期數，該第二旋轉週期的週期數大於該脈衝週期的週期數。
4. 如請求項3所述之風扇模組，其中該第二旋轉週期的週期數與 該脈衝週期的週期數的差值為0.125的倍數。
5. 如請求項1所述之風扇模組，其中該電路單元包含一轉速感測器，用以偵測該旋轉週期，該電路單元依據該旋轉週期控制該脈衝週期。
6. 如請求項5所述之風扇模組，其中該風扇以該第二旋轉週期轉動，該發光元件分別於該第一光指引方向以及該第二光指引方向發射該光線。
7. 如請求項1所述之風扇模組，其中該電路單元包含一溫度感測器，用以偵測該風扇之工作溫度，該電路單元依據該風扇之工作溫度控制該發光元件發射該光線之色彩。
8. 如請求項1所述之風扇模組，其中該發光元件設置於該輪轂相對該基座之另一側面，該發光元件具有一發光面，用以發射該光線，且該發光面之法線方向垂直或傾斜於該輪轂之軸向。
9. 如請求項1所述之風扇模組，更包括一蓋體以及一導光件，該蓋體連接於該輪轂相對該基座之另一側面，該發光元件設置於該蓋體與該輪轂之間，該導光件沿該輪轂之徑向設置於該側面上，並且對應於該發光元件，該發光元件發射該光線，該導光件導引該光線沿該輪轂之徑向傳遞。
10. 如請求項9所述之風扇模組，其中該導光件對應於該等扇葉之其中之一，並且於該扇葉上設置有一反光件，該導光件導引該光線至該反光件，該反光件反射該光線。
11. 如請求項9所述之風扇模組，其中該導光件為光纖，該導光件具有一第一端以及一第二端，該第一端位於該輪轂之軸心，該 第二端位於該輪轂之外周緣，該發光元件發射該光線至該第一端，該光線經由該第一端傳遞至該第二端。
12. 如請求項11所述之風扇模組，其中該第一端具有一第一斜面，該第一斜面自該第一端靠近該發光元件之一側朝向該第一端遠離該發光元件之一側傾斜設置，並且於該第一端形成一斜切口，該光線經由該斜切口進入該導光件。