TWI464551B - 風扇系統 - Google Patents

Description

風扇系統

本發明是有關於一種風扇系統，且特別是有關於一種具有風扇保護模組的風扇系統。

在現今資訊爆炸的時代，電子產品已與日常生活產生密不可分的關係，隨著科技的不斷演進，各種電子產品亦一直推陳出新。就個人電腦的發展與應用而言，乃先發展出桌上型電腦(desktop personal computer，desktop PC)。然而桌上型電腦具有較大的體積，且具有攜帶不便等缺點，因此之後便發展出便於攜帶的筆記型電腦(notebook PC)及平板電腦(Tablet PC)等可攜式電子裝置。隨著可攜式電子裝置輕薄化的趨勢，其單位體積內所容納的元件數量也快速地增加，因此，必須藉由散熱裝置將發熱元件所產生的熱量有效地排出至外界，以確保可攜式電子裝置正常運作。風扇是最常被使用的散熱裝置之一，其係透過風扇將發熱元件附近的熱空氣吹散或抽離，使發熱元件所產生的熱量可由附近的空氣帶走而達到散熱效果。

一般來說，風扇的扇葉組件係以其軸部為中心來進行轉動，藉以產生散熱氣流。為了避免扇葉組件的軸部轉動時與其他構件過度接觸摩擦而影響其正常運作或產生噪音，軸部通常在軸向上不會被完全固定而存在一段可移動行程。然而，當使用者不慎落摔可攜式電子裝置時，扇葉組件會因上述行程的存在而有可能產生偏斜位移，甚至因此撞擊與其鄰近的其它構件，造成風扇的損壞。

圖1為習知一種扇葉組件產生撞擊的示意圖。具體而言，若使用者不慎落摔電子裝置，則其風扇模組110’內的扇葉組件114’會因此受到衝擊而如圖1所示撞擊與其鄰近的構件，造成風扇模組110’的損壞。舉例來說，在圖1中區域R1及區域R2處可能產生扇葉組件114’與線圈116’的撞擊，在圖1中區域R3及區域R4處產生軸部114b’與軸承119’的撞擊，在圖1中區域R5處產生扇葉114a’與底座117’的撞擊。軸部114b’可能會因上述的撞擊而產生彎曲，影響風扇模組110’的正常運作。

本發明提供一種風扇系統，可避免扇葉組件因電子裝置落摔而撞擊與其鄰近的構件。

本發明提出一種風扇系統，適用於一電子裝置。風扇系統包括一風扇模組及一風扇保護模組。風扇模組包括一座體及一扇葉組件。座體配置於電子裝置且具有一容室。扇葉組件包括至 少一扇葉及一軸部。扇葉之一端固定於軸部。軸部可轉動地容置於容室中而使扇葉組件適於以軸部為中心相對於座體轉動，並且軸部至少有一第一端係包含可為磁力吸引之材質。風扇保護模組包括一電磁元件及一加速度計(accelerometer)。電磁元件配置於鄰近軸部的第一端處。加速度計配置於電子裝置且耦接電磁元件。當加速度計感測電子裝置的加速度大於一門檻值時，電磁元件產生磁力以磁作用於軸部的第一端以確保軸部不過度位移或偏轉。

本發明提出一種風扇系統，適用於一電子裝置。風扇系統包括一風扇模組及一風扇保護模組。風扇模組包括一座體及一扇葉組件。座體配置於電子裝置且具有一容室。扇葉組件包括至少一扇葉及一軸部，其中至少一扇葉之一端固定於軸部，軸部可轉動地容置於容室中而使扇葉組件適於以軸部為轉軸相對於座體轉動，並且軸部至少有一第一端係包含可為磁力吸引之材質。風扇保護模組包括一電磁元件，配置於鄰近軸部的第一端處，能接受電子裝置傳來對應於一落摔狀態之一訊號而產生磁力以磁作用於軸部的第一端以確保軸部不過度位移或偏轉。

基於上述，本發明的風扇系統具有加速度計及電磁元件。當電子裝置落摔時，所述加速度計能夠感測到電子裝置的加速度變化而使風扇保護模組判斷電子裝置正處於落摔的狀態，且所述電磁元件能夠據此產生磁力來帶動扇葉組件的軸部移動而承靠於座體的端面，以在電子裝置落摔的過程中將所述軸部穩固地固定住。藉此，可避免扇葉組件及其軸部因電子裝置落摔而撞擊 座體或其他構件，進而降低風扇模組損壞的機率，提高風扇模組的耐用性。

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。

50‧‧‧電子裝置

100‧‧‧風扇系統

110、110’‧‧‧風扇模組

112‧‧‧座體

112a‧‧‧端面

112b‧‧‧限位槽

112c‧‧‧容室

114、114’‧‧‧扇葉組件

114a、114a’‧‧‧扇葉

114b、114b’‧‧‧軸部

114c‧‧‧限位結構

116、116’‧‧‧線圈

117’‧‧‧底座

118‧‧‧磁鐵

119’‧‧‧軸承

120‧‧‧風扇保護模組

122‧‧‧電磁元件

124‧‧‧加速度計

126‧‧‧控制單元

128‧‧‧供電單元

130‧‧‧切換介面

D‧‧‧方向

圖1為習知一種扇葉組件產生撞擊的示意圖。

圖2為本發明一實施例之風扇系統的示意圖。

圖3為圖2之風扇系統應用於電子裝置的示意圖。

圖4為圖3之電子裝置的加速度變化的示意圖。

圖5為圖2之風扇保護模組作用的示意圖。

圖6為圖3之風扇系統另一實施例的部分元件示意圖。

圖2為本發明一實施例之風扇系統的示意圖。圖3為圖2之風扇系統應用於電子裝置的示意圖。請參考圖2及圖3，本實施例的風扇系統100適用於一電子裝置50，電子裝置50例如為筆記型電腦或其它有散熱需求的電子裝置。風扇系統100包括一風扇模組110及一風扇保護模組120。風扇模組110包括一座體112及一扇葉組件114。座體112配置於電子裝置50且具有容室112c。

扇葉組件114包括數片扇葉114a及一軸部114b。各扇葉114a以一端固定於軸部114b而形成輻射狀，且軸部114b可轉動 地容置於座體112的容室112c中。扇葉組件114適於以軸部114b為中心相對於座體112轉動。進一步而言，風扇模組110具有線圈116及磁鐵118，線圈116與座體112相固定而構成定子，磁鐵118與扇葉組件114相固定而構成轉子，當線圈116通電而產生磁力時，所述定子與所述轉子可藉由線圈116與磁鐵118之間的磁力而相對轉動，使扇葉114a產生散熱氣流對電子裝置50進行散熱。

風扇保護模組120包括一電磁元件122及一加速度計124。電磁元件122例如為線圈且配置於鄰接軸部114b一端的適當處。加速度計124配置於圖3所示的電子裝置50且耦接電磁元件122。軸部114b的材質或是至少軸部114b的一第一端(例如為軸部114b的底端)包含可被磁力吸引的材料，例如鐵或是磁鐵，當電磁元件122通電時，至少軸部114b的底端能夠被電磁元件122產生的磁力吸引。

圖4為圖3之電子裝置的加速度變化的示意圖。圖5為圖2之風扇保護模組作動的示意圖。當使用者不慎落摔電子裝置50時，電子裝置50在垂直地面的方向上的加速度會因重力的作用而如圖4所示產生變化。當加速度計124感測電子裝置50的加速度大於圖4所示的門檻值A時，電磁元件122產生磁力以如圖5所示帶動軸部114b底端在容室112c內朝電磁元件122瞬間移動而最後頂靠於容室112c之一端面112a上，但在其它實施例中軸部114b底端亦可不頂靠於該端面112a而仍保持一定間距而由軸部 114b其它結構與座體112對應結構產生干涉而限制移動。在電子裝置50掉落至地面而靜止之後，加速度計124感測到電子裝置50的加速度為0(小於門檻值A)，此時電磁元件122停止產生磁力而使軸部114b回復至初始位置。上述門檻值A的大小可依需求加以改變與設定，本發明不對此加以限制。

藉由風扇保護模組120的上述保護機制，當電子裝置50落摔時，加速度計124能夠感測到電子裝置50的加速度變化而使風扇保護模組120判斷電子裝置50正處於落摔的狀態，且電磁元件122能夠據此產生磁力來帶動扇葉組件114的軸部114b瞬間移動而頂靠於座體112的端面112a，以在電子裝置50落摔的過程中將軸部114b穩固地固定住，而過度位移，加上有磁力之吸引而使軸部114b之轉動可儘可能保持在其軸心上而不任意偏轉，使風扇模組110受到保護。藉此，可避免扇葉組件114及其軸部114b因電子裝置50落摔而撞擊座體112或其他構件，進而降低風扇模組110損壞的機率，提高風扇模組110的耐用性。

在本實施例中，風扇保護模組120的保護機制可進一步設定如下述。當加速度計124感測電子裝置50的加速度在圖4所示的預定時間長度△t內持續大於門檻值A時(即圖4中標號P所指的時間點)，風扇保護模組120始判斷電子裝置50處於落摔狀態，此時電磁元件122產生磁力以帶動扇葉組件114的軸部114b移動而以底端承靠於座體112的端面112a。據此，可使風扇保護模組120更準確地判斷電子裝置50確實處於落摔狀態，避免風扇 保護模組120在電子裝置50處於非落摔狀態時(例如僅是震動或是移動該電子裝置50)誤觸發電磁元件122帶動扇葉組件114的軸部114b作動。

在上述實施例中，圖4所示為電子裝置50(繪示於圖3)落摔時在垂直地面的方向上的加速度變化，然本發明不以此為限。在其它實施例中，圖4所示亦可為電子裝置50在其他方向上的加速度變化，換言之，加速度計124可用以感測電子裝置50在其他方向上的加速度，使電子裝置50於各個方向產生加速度變化時，皆可藉由風扇保護模組120的上述保護機制來保護風扇模組110。

請參考圖2及圖5，在本實施例中，扇葉114a固定於軸部114b相反於上述第一端的一第二端(例如為軸部114b的頂端)，且軸部114b的底端朝向電磁元件122。換言之，扇葉114a及電磁元件122係分別位於軸部114b相對的兩側，故電磁元件122與軸部114b不會被扇葉114a所阻隔，而使電磁元件122產生的磁力能夠順利地帶動軸部114b作動。在其它實施例中，電磁元件122可配置於其它適當位置，本發明不對此加以限制。此外，在本實施例電磁元件122係產生磁吸力來吸引軸部114b作動，但在其它實施例中電磁元件122以可改為產生磁斥力來推動軸部114b作動(若軸部或軸部之底端係為磁鐵)。

在本實施例中，座體112容室112c中具有一限位槽112b，軸部114b近底端具有一限位結構114c，限位結構114c被 限位於限位槽112b內，以避免扇葉組件114脫離座體112。此外，為了避免扇葉組件114的軸部114b轉動時與容室112c周壁過度接觸摩擦而影響其正常運作或產生噪音，限位槽112b沿方向D的尺寸被設計為大於限位結構114c沿方向D的尺寸，而使限位結構114c在方向D上不會被完全固定而存在一段可移動行程。所述方向D例如為軸部114b的軸向，前述容室112c的端面112a係位於限位槽112b內且垂直於軸部114b的軸向(方向D)。當電子裝置50落摔而觸發風扇保護模組120的上述保護機制作用時，電磁元件122產生的磁力係帶動限位結構114c沿軸部114b的軸向(方向D)移動而頂靠於限位槽112b內的端面112a，以穩固地將軸部114b固定住並保持旋轉中心與軸心一致而不偏轉，避免因限位結構114c沿方向D之行程的存在而使扇葉組件114過度位移與偏斜而撞擊與其鄰近的構件。

如圖2及圖5所示，在本實施例中，風扇保護模組120更包括一控制單元126及一供電單元128。供電單元128耦接電磁元件122，控制單元126耦接加速度計124及供電單元128。當電子裝置50落摔而觸發風扇保護模組120的上述保護機制作用時，控制單元126接收來自加速度計124的訊號並控制供電單元128對電磁元件122供電，以使電磁元件122產生磁力帶動軸部114b作動。上述控制單元126例如為電子裝置50內的嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)、鍵盤控制器(Keyboard Controller，KBC)或其他種類的適當控制元件，本發明不對此加以限制。

圖6為圖3之風扇系統另一實施例的部分元件示意圖。請參考圖2及圖6，在本實施例中，風扇保護模組120的一控制單元126係進一步耦接至扇葉組件114並可控制扇葉組件114。在扇葉組件114相對於座體112轉動而提供散熱氣流的情況下，若電子裝置50落摔而使加速度計124感測到電子裝置50的加速度大於門檻值A(標示於圖4)，則風扇保護模組120除了觸發上述保護機制之外，更藉由控制單元126控制扇葉組件114停止轉動，以使風扇模組110受到更完善的保護，而控制扇葉組件114停止轉動之動作可以在電磁元件122被觸發之同時或是之前或甚至之後的極短時間內。

本實施例的電子裝置50例如具有顯示面(如筆記型電腦的顯示螢幕或平板電腦的顯示螢幕)。當風扇保護模組120觸發上述保護機制時，電子裝置50可藉其顯示面顯示一警示訊息，以告知使用者此時風扇保護模組120正在執行風扇保護工作，讓使用者能夠清楚地得知電子裝置50的運作狀態。

請參考圖3，在本實施例中，風扇系統100可包括一切換介面130。切換介面130用以切換風扇保護模組120為停用狀態或啟用狀態，讓使用者能夠自行選擇啟用或停用風扇保護模組120。具體而言，當圖2所示的風扇保護模組120為所述啟用狀態且加速度計感測電子裝置50的加速度大於圖4所示的門檻值A時，則電磁元件122產生磁力，反之，當風扇保護模組120為停用狀態且電子裝置50的加速度大於圖4所示的門檻值A時，則電磁元件 122不產生磁力。所述切換介面130例如為設置於電子裝置50機體的實體按鍵或推鈕、顯示於電子裝置50之顯示面的選單或其它適當形式，本發明不對此加以限制。

綜上所述，本發明的風扇系統具有加速度計及電磁元件。當電子裝置落摔時，所述加速度計能夠感測到電子裝置的加速度變化而使風扇保護模組判斷電子裝置正處於落摔的狀態，且所述電磁元件能夠據此產生磁力來帶動扇葉組件的軸部移動至適當位置並保持軸心之穩定性，以在電子裝置落摔的過程中將所述軸部穩固地固定住。藉此，可避免扇葉組件及其軸部因電子裝置落摔而撞擊座體或其他鄰近構件，進而降低風扇模組損壞的機率，提高風扇模組的耐用性。此外，可將風扇保護模組的保護機制進一步設定如下述。當加速度計感測電子裝置的加速度在預定時間長度內持續大於門檻值時，風扇保護模組始判斷電子裝置處於落摔狀態，此時電磁元件才產生磁力。據此，可使風扇保護模組更準確地判斷電子裝置是否處於落摔狀態，避免風扇保護模組在電子裝置處於非落摔狀態時誤觸發電磁元件帶動扇葉組件的軸部作動。

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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧風扇系統

110‧‧‧風扇模組

112‧‧‧座體

112a‧‧‧端面

112b‧‧‧限位槽

112c‧‧‧容室

114‧‧‧扇葉組件

114a‧‧‧扇葉

114b‧‧‧軸部

114c‧‧‧限位結構

116‧‧‧線圈

118‧‧‧磁鐵

120‧‧‧風扇保護模組

122‧‧‧電磁元件

124‧‧‧加速度計

126‧‧‧控制單元

128‧‧‧供電單元

D‧‧‧方向

Claims (13)

1. 一種風扇系統，適用於一電子裝置，該風扇系統包括：一風扇模組，包括：一座體，配置於該電子裝置且具有一容室；以及一扇葉組件，包括至少一扇葉及一軸部，其中該至少一扇葉之一端固定於該軸部，該軸部可轉動地容置於該容室中而使該扇葉組件適於以該軸部為中心相對於該座體轉動，並且該軸部至少有一第一端係包含可為磁力吸引之材質；以及一風扇保護模組，包括：一電磁元件，配置於鄰近該軸部的該第一端處；以及一加速度計，配置於該電子裝置且耦接該電磁元件，其中當該加速度計感測該電子裝置的加速度大於一門檻值時，該電磁元件產生磁力以磁作用於該軸部的該第一端以確保該軸部不過度位移或偏轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇系統，其中該電磁元件係產生磁力以吸引該軸部，使該第一端係頂靠於容室之一端面上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之風扇系統，其中當該加速度計感測該電子裝置的加速度在一預定時間長度內持續大於該門檻值時，該電磁元件產生磁力以磁作用於該軸部的該第一端以確保該軸部不過度位移或偏轉。
4. 如申請專利範圍第1項所述之風扇系統，其中該至少一扇葉固定於該軸部相反於該第一端的一第二端。
5. 如申請專利範圍第2項所述之風扇系統，其中該容室具有一限位槽，該軸部的該第一端具有一限位結構，該限位結構被限位於該限位槽內，該端面位於該限位槽內，該電磁元件產生的磁力帶動該限位結構移動而頂靠於該端面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之風扇系統，其中該限位槽沿一方向的尺寸大於該限位結構沿該方向的尺寸，該限位結構沿該方向移動而頂靠於該端面。
7. 如申請專利範圍第2項所述之風扇系統，其中該端面垂直於該軸部的軸向，該電磁元件產生的磁力帶動該軸部的該第一端沿該軸部的軸向移動而頂靠於該端面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之風扇系統，其中該風扇保護模組更包括一控制單元及一供電單元，該供電單元耦接該電磁元件，該控制單元耦接該加速度計及該供電單元，該控制單元接收來自該加速度計的訊號並控制該供電單元對該電磁元件供電，以使該電磁元件產生磁力。
9. 如申請專利範圍第8項所述之風扇系統，其中該控制單元更耦接並控制該扇葉組件之運作，當該扇葉組件轉動且該加速度計感測該電子裝置的加速度大於該門檻值時，該控制單元控制該扇葉組件停止轉動。
10. 如申請專利範圍第1項所述之風扇系統，其中當該電磁元件產生磁力以磁作用於該軸部時，該電子裝置顯示一警示訊息。
11. 如申請專利範圍第1項所述之風扇系統，更包括一切換 介面，其中該切換介面用以切換該風扇保護模組為一停用狀態或一啟用狀態，當該風扇保護模組為該啟用狀態且該加速度計感測該電子裝置的加速度大於一門檻值時，該電磁元件產生磁力，當該風扇保護模組為該停用狀態且該電子裝置的加速度大於該門檻值時，該電磁元件不產生磁力。
12. 一種風扇系統，適用於一電子裝置，該風扇系統包括：一風扇模組，包括：一座體，配置於該電子裝置且具有一容室；以及一扇葉組件，包括至少一扇葉及一軸部，其中該至少一扇葉之一端固定於該軸部，該軸部可轉動地容置於該容室中而使該扇葉組件適於以該軸部為轉軸相對於該座體轉動，並且該軸部至少有一第一端係包含可為磁力吸引之材質；以及一風扇保護模組，包括：一電磁元件，配置於鄰近該軸部的該第一端處，能接受該電子裝置傳來對應於一落摔狀態之一訊號而產生磁力以磁作用於該軸部的該第一端以確保該軸部不過度位移或偏轉。
13. 如申請專利範圍第12項所述之風扇系統，其中該電子裝置傳來對應於該落摔狀態之該訊號係來自於安裝於該電子裝置上之一加速度計，當該加速度計感測該電子裝置的加速度大於一門檻值時發出該訊號。