TWI537478B - 風扇模組 - Google Patents

Description

風扇模組

本發明係有關於一種風扇模組。

電動機的應用極為廣泛，舉凡各種工業上用的車床、電鑽、電鋸，以及日常生活上可接觸到的錄放音機、光碟機、硬碟、抽水機、吹風機、吸塵器、冰箱和冷氣壓縮機、風扇等等，無一不是靠著電動機的特性，才能作動的。在現今資訊時代中，人類對於電子產品之依賴性與日俱增。為因應現今電子產品之高速度、高效能及不受地域性之影響，各種可攜式電子裝置也已漸成主流，例如筆記型電腦(Notebook PC)、行動電話(Cell Phone)、個人數位助理器(Personal Digital Assistant，PDA)等可攜式電子裝置均已成為現代人生活及工作中不可或缺之應用工具。

為達到電子裝置輕薄且高效能之目的，電子裝置內之主動散熱元件也由於電子裝置內之空間減少而設計上也須微小化，以將電子裝置內部之空氣排至外界，藉以降低電子裝置之內部的溫度，避免電子裝置內溫度過高而損壞其內部電子元件。其中，風扇的應用也是隨處可見，除了 工業用的大型機台，許多日常可見的電子產品，例如電腦的電源供應器、冷氣機等等，也都會加上風扇，以提供散熱的功能。

目前，市場上所使用的習知風扇，主要是使轉子(亦即，旋轉軸、葉輪…等)一起相對定子進行旋轉，進而產生空氣對流而將電子裝置內部的熱量排走。然而，若將習知風扇應用於日趨薄型化的筆記型電腦中，由於筆記型電腦殼體與風扇之間的空間非常有限，因此當殼體受到外力擠壓而變形時，會很容易地使變形的殼體直接與習知風扇的轉子相互接觸。相互摩擦的殼體與轉子，除了會產生尖銳的噪音之外，更可能會使習知風扇內的零組件產生不預期的損耗，致使習知風扇的壽命大幅減少。

為解決習知技術之問題，本發明之一技術樣態是一種風扇模組，其主要是將原本會伴隨著葉輪一起旋轉的旋轉軸改變為固定軸，並將固定軸延伸出風扇模組的外部以承載更重之負載，進而防止扇輪因為外來之負載而停止轉動。

根據本發明一實施方式，一種風扇模組可供電子裝置使用。電子裝置包含有頂蓋與底蓋。風扇模組包含有風扇殼體、固定軸、軸承以及葉輪。風扇殼體固定於底蓋上。固定軸包含有第一端以及第二端。第一端固定至風扇殼體。第二端穿出風扇殼體。軸承包含有第一環以及第二環。 第一環與第二環樞接。第一環穿設於固定軸之外緣。葉輪穿設於第二環之外緣，進而可相對固定軸旋轉。

另外，本發明之風扇模組亦可於原本會伴隨著葉輪一起旋轉的旋轉軸之中心，額外穿設可支撐風扇的支撐肋，並將支撐肋延伸出風扇模組的外部以承載更重之負載，進而防止扇輪因為外來之負載而停止轉動。

根據本發明另一實施方式，一種風扇模組可供電子裝置使用。電子裝置包含有頂蓋與底蓋。風扇模組包含有風扇殼體、支撐肋、中空轉軸、軸承以及葉輪。風扇殼體固定於底蓋上。支撐肋包含有第一端以及第二端。第一端穿出風扇殼體以與底蓋連接。第二端穿出風扇殼體以與頂蓋連接。中空轉軸樞接於支撐肋之外緣。軸承包含有第一環以及第二環。第一環與第二環樞接。第一環穿設於中空轉軸之外緣。第二環固定於風扇殼體上。葉輪穿設於中空轉軸之外緣，進而可伴隨中空轉軸相對支撐肋旋轉。

1‧‧‧電子裝置

10‧‧‧主機

100‧‧‧頂蓋

100a‧‧‧卡合槽

102‧‧‧底蓋

3、5‧‧‧風扇模組

30、50‧‧‧風扇殼體

30a、50a‧‧‧風扇基座

30b、50b‧‧‧風扇蓋

30c、50c‧‧‧孔洞

34‧‧‧固定軸

34a、52a‧‧‧第一端

34b、52b‧‧‧第二端

36、56‧‧‧軸承

36a、56a‧‧‧第一環

36b、56b‧‧‧第二環

38、58‧‧‧葉輪

38a、58a‧‧‧扇轂

38b、58b‧‧‧扇葉

38c‧‧‧中空銜接部

40、60‧‧‧軸襯

40a‧‧‧突出部

40b、60a‧‧‧容置槽

40c‧‧‧凹陷

42、62‧‧‧定子

44、64‧‧‧電路板

46‧‧‧螺絲

48‧‧‧彈性元件

52‧‧‧支撐肋

54‧‧‧中空轉軸

60b‧‧‧穿孔

第1圖為繪示應用本發明一實施方式之風扇模組之電子裝置的立體圖。

第2A圖為繪示本發明一實施方式之風扇模組的立體圖。

第2B圖為繪示第2A圖中之風扇模組的爆炸圖。

第3圖為繪示第2A圖中之風扇模組設置於第1圖中之 電子裝置內的剖面示意圖。

第4圖為繪示本發明一實施方式之風扇模組與電子裝置之底蓋的爆炸圖。

第5圖為繪示本發明另一實施方式之風扇模組設置於第1圖中之電子裝置內的剖面示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

本發明之一技術態樣是一種風扇模組。更具體地說，其主要是將原本會伴隨著葉輪一起旋轉的旋轉軸改變為固定軸，並將固定軸延伸出風扇模組的外部以承載更重之負載，進而防止扇輪因為外來之負載而停止轉動。

請參照第1圖，其為繪示應用本發明一實施方式之風扇模組之電子裝置1的立體圖。

如第1圖所示，應用本發明之風扇模組的電子裝置1可以是電腦裝置(例如，個人電腦、筆記型電腦、平板電腦…等)或是消費性電子產品(例如，投影機、遊戲機…等)，但並不以此為限。換言之，應用本發明之風扇模組的電子裝置1可以是任何內部具有發熱源的電子產品，只要在電 子裝置1的內部有散熱方面的需求，皆可應用本發明之概念讓電子裝置1在使用風扇模組時不會因為受到外來負載而產生噪音。

如第1圖所示，本實施方式之電子裝置1以筆記型電腦為例，但於實際應用中並不以此為限。電子裝置1包含有主機10。電子裝置1之主機10包含有頂蓋100與底蓋102。電子裝置1的主要核心元件皆設置於主機10之頂蓋100與底蓋102內。以下將進一步介紹設置於本實施方式之電子裝置1內之風扇模組的各部位零組件。

請參照第2A圖以及第2B圖。第2A圖為繪示本發明一實施方式之風扇模組3的立體圖。第2B圖為繪示第2A圖中之風扇模組3的爆炸圖。

如第2A圖與第2B圖所示，本實施方式之風扇模組3主要包含有風扇殼體30、固定軸34、軸承36、葉輪38、軸襯(bushing)40、定子42以及電路板44。風扇殼體30包含有風扇基座30a以及風扇蓋30b，且風扇殼體30利用多數個固定元件(未顯示於圖中)固定在電子裝置1之頂蓋100與底蓋102內。風扇殼體30之風扇基座30a與風扇蓋30b可以相互固定，可藉由卡合或鎖固之方式，但並不以此為限。風扇模組3之固定軸34、軸承36、葉輪38、軸襯40、定子42以及電路板44皆設置於風扇基座30a與風扇蓋30b中。其中，在風扇模組3完整組裝之後，固定軸34會部分地由風扇蓋30b延伸外露。以下將進一步介紹本實施方式之風扇模組3設置於電子裝置1內的詳細連接關 係與其功能。

請參照第3圖，其為繪示第2A圖中之風扇模組3設置於第1圖中之電子裝置1內的剖面示意圖。

隨著產品設計的不同，風扇殼體30可以固定在電子裝置1的頂蓋100、底蓋102、或是電子裝置1內之主機板(未示於圖中)上。在本實施例中為將風扇殼體30設置在電子裝置1的底蓋102上，但是並不限制本發明之範圍。如第3圖所示，於本實施方式之電子裝置1中，風扇殼體30之風扇基座30a固定於電子裝置1之底蓋102上。風扇模組3之固定軸34包含有第一端34a以及第二端34b。固定軸34之第一端34a可固定至風扇基座30a。於一實施方式中，固定軸34之第二端34b可穿出風扇殼體30之風扇蓋30b。於本實施方式中，穿出風扇蓋30b之第二端34b可進一步與電子裝置1之頂蓋100相互卡合。隨著產品設計的不同，固定軸34的第一端34a也可穿出風扇殼體30的風扇基座30a而與電子裝置1之底蓋102相互卡合，以使風扇模組3的葉輪38不容易因電子裝置1之殼體(亦即，頂蓋100或底蓋102)受到外力產生形變而發生噪音的缺陷。

如第3圖所示，於本實施方式之風扇模組3中，風扇殼體30之風扇基座30a可以進一步包含有孔洞30c。風扇模組3可以進一步包含有軸襯40。風扇模組3之軸襯40可用以與風扇基座30a之孔洞30c相互卡合。於本實施方式中，軸襯40還可進一步包含有突出部40a以及容置槽40b。軸襯40之突出部40a可配合以與風扇基座30a之孔 洞30c相互卡合。軸襯40之容置槽40b可進一步包含有凹陷40c。容置槽40b之凹陷40c配合以與固定軸34之第一端34a相互卡合。其中，軸襯40之突出部40a與容置槽40b分別位於軸襯40的不同側，並且容置槽40b所包含之凹陷40c可恰好與突出部40a在軸襯40的不同側相互對齊。藉此，風扇模組3之固定軸34與風扇基座30a即可藉由軸襯40的輔助而穩固地相互固定，但並不以此為限。舉例來說，於一實施方式中，容置槽40b中之凹陷40c亦可進一步朝向突出部40a延伸打通，進而形成穿孔，使得固定軸34之第一端34a可穿出穿孔以與電子裝置1之底蓋102相互卡合，同樣可達到使固定軸34與風扇基座30a穩固地相互固定的目的。

如第3圖所示，於本實施方式中，風扇模組3之軸承36包含有第一環36a以及第二環36b。軸承36之第一環36a與第二環36b相互樞接。並且，軸承36之第一環36a可穿設於固定軸34的外緣以相互固定。另外，風扇模組3之葉輪38可穿設於軸承36之第二環36b的外緣，進而可伴隨軸承36之第二環36b相對靜止不動且相互固定的第一環36a與固定軸34旋轉。換言之，軸承36之第一環36a位於第二環36b內。

如第3圖所示，於本實施方式中，風扇模組3之葉輪38可進一步包含有扇轂(fan hub)38a以及複數個扇葉(fan blade)38b。葉輪38之扇轂38a包含有中空銜接部38c。扇轂38a之中空銜接部38c可穿設於軸承36之第二 環36b的外緣，其中固定軸34之第二端34b穿過扇轂38a之中空銜接部38c以與電子裝置1之頂蓋100相互卡合。葉輪38之扇葉38b可以呈放射狀地環設於扇轂38a外。位了提升將本發明之風扇模組3組裝至電子裝置1時的便利性，於本實施方式中，電子裝置1之頂蓋100可進一步包含有卡合槽100a。頂蓋100上之卡合槽100a的形狀可配合以與固定軸34之第二端34b相互卡合。相對地，電子裝置1之底蓋102亦可包含如頂蓋100上之卡合槽100a的相同結構以與固定軸34之第一端34a相互卡合，在此不再另以圖式表示。

如第3圖所示，於本實施方式中，軸襯40之容置槽40b可用以容納固定軸34、軸承36以及葉輪38之中空銜接部38c。換言之，葉輪38之中空銜接部38c與軸承36之第二環36b於軸襯40之容置槽40b內相對軸承36之第一環36a與固定軸34轉動。此外，風扇模組3之軸襯40的另一個用途，就是可供定子42與電路板44固定於軸襯40的外緣。於一實施方式中，定子42與電路板44可分別套設於軸襯40的外緣，但並不以此為限。其中，定子42包含有複數個線圈，且電路板44與定子42電性連接。藉此，電路板44即可藉由將電流流入定子42之線圈內，進而驅動葉輪38相對轉動。

一般均採用螺絲鎖固的方式將風扇殼體30固定在電子裝置1內，但是當採用本發明之風扇模組3且電子裝置1的頂蓋100受力較大時，電子裝置1的頂蓋100仍會 影響風扇模組3的葉輪38旋轉而閃生噪音。

因此，請參照第4圖，其為繪示本發明一實施方式之風扇模組3與電子裝置1之底蓋102的爆炸圖，其為將風扇殼體30利用螺絲46及彈性元件48的方式固定在電子裝置1內。當風扇殼體30固定在電子裝置1之底蓋102時，風扇殼體30與底蓋102之間可設置彈性元件48，且此彈性元件48可為彈簧、彈片或是橡膠。當螺絲46以固定的應力穿過風扇殼體30的固定孔而固定到電子裝置1的底蓋102時，彈性元件48將會使風扇殼體30與電子裝置1的底蓋102間保留彈性空間。當電子裝置1的頂蓋100受較大的外力時，固定軸34將受力帶動風扇殼體30壓縮彈性元件48而避免受力變形的頂蓋100影響到風扇模組3內之轉動元件的旋轉能力。一旦施予電子裝置1之頂蓋100的外力消失後，風扇模組3即會被彈性元件48的彈力所影響而恢復到原來的位置且不會影響風扇模組3的散熱能力。

由此可知，當電子裝置1之頂蓋100受到外來負載時，雖然會朝向本實施方式之風扇模組3變形，但藉由風扇模組3中之靜止不動的固定軸34支撐於電子裝置1之頂蓋100與底蓋102之間，即可有效地提供支撐，並防止電子裝置1變形的頂蓋100直接接觸風扇模組3中會轉動的元件(亦即，葉輪38)而產生不樂見的噪音，或甚而使風扇模組3發生停止運作的狀況。且當風扇模組3與電子裝置1的底蓋102之間裝設彈性元件48後，更可確保風扇模組3內會轉動的元件不會被變形的頂蓋100所影響。

另外要說明的是，相較於習知之風扇模組，本實施方式之風扇模組3主要是將其旋轉中心處原本會隨著葉輪38一起轉動的旋轉軸改變為靜止不動之固定軸34，並藉由固定軸34來加強對電子裝置1之頂蓋100的負載能力。因此，即使電子裝置1之頂蓋100受到外來負載而擠壓到風扇模組3的固定軸34，也不會影響葉輪38的轉動能力。

請參照第5圖，其為繪示本發明另一實施方式之風扇模組5設置於第1圖中之電子裝置1內的剖面示意圖。

如第5圖所示，於本實施方式中，風扇模組5可包含有風扇殼體50、支撐肋52、中空轉軸54、軸承56、葉輪58、定子62以及電路板64。風扇模組5之風扇殼體50可包含有風扇基座50a以及風扇蓋50b。風扇殼體50之風扇基座50a與風扇蓋50b可以相互固定，可藉由卡合或鎖固之方式，但並不以此為限。風扇殼體50之風扇基座50a固定於電子裝置1之底蓋102上。風扇模組5之支撐肋52包含有第一端52a以及第二端52b。支撐肋52之第一端52a可穿出風扇基座50a以與電子裝置1之底蓋102相互連接。支撐肋52之第二端52b可穿出風扇蓋50b以與電子裝置1之頂蓋100相互連接。風扇模組5之中空轉軸54樞接於支撐肋52的外緣。

如第5圖所示，於本實施方式之風扇模組5中，風扇殼體50之風扇基座50a可以進一步包含有孔洞50c。風扇模組5可以進一步包含有軸襯60。風扇模組5之軸襯60可用以與風扇基座50a之孔洞50c相互卡合。於本實施方 式中，軸襯60還可進一步包含有容置槽60a。軸襯60之容置槽60a可進一步包含有穿孔60b。容置槽60a之穿孔60b可與風扇基座50a之孔洞50c相互連通。藉此，支撐肋52之第一端52a即可穿過容置槽60a之穿孔60b與風扇基座50a之孔洞50c而連接至電子裝置1之底蓋102。

如第5圖所示，於本實施方式中，風扇模組5之軸承56包含有第一環56a以及第二環56b。軸承56之第一環56a與第二環56b相互樞接。並且，軸承56之第一環56a可穿設於中空轉軸54的外緣以相互固定。另外，軸承56之第二環56b可固定於風扇殼體50之風扇基座50a上。風扇模組5之葉輪58可穿設於中空轉軸54之外緣，進而可伴隨中空轉軸54以及軸承56之第一環56a相對靜止不動的支撐肋52以及相互固定的第二環56b與風扇基座50a旋轉。換言之，軸承56之第一環56a位於第二環56b內。

如第5圖所示，於本實施方式中，風扇模組5之葉輪58可進一步包含有扇轂58a以及複數個扇葉58b。葉輪58之扇轂58a可穿設於中空轉軸54之外緣。進一步來說，扇轂58a穿設於中空轉軸54之外緣的位置可以較靠近支撐肋52之第二端52b(亦即，較靠近電子裝置1之頂蓋100)。葉輪58之扇葉58b可以呈放射狀地環設於扇轂58a外。

如第5圖所示，於本實施方式中，軸襯60之容置槽60a可用以容納中空轉軸54以及軸承56，並可供支撐肋52穿過。換言之，風扇模組5之中空轉軸54與軸承56之第一環56a於軸襯60之容置槽60a內相對軸承56之第二 環56b與支撐肋52轉動。此外，風扇模組5之軸襯60可供定子62與電路板64固定於軸襯60的外緣。於一實施方式中，定子62與電路板64可分別套設於軸襯60的外緣，但並不以此為限。其中，定子62包含有複數個線圈，且電路板64與定子62電性連接。藉此，電路板64即可藉由將電流流入定子62之線圈內，進而驅動中空轉軸54與葉輪58一起轉動。

由此可知，當電子裝置1之頂蓋100受到外來負載時，雖然會朝向本實施方式之風扇模組5變形，但藉由風扇模組5中之支撐肋52支撐於電子裝置1之頂蓋100與底蓋102之間，即可有效地提供支撐，並防止電子裝置1變形的頂蓋100直接接觸風扇模組5中會轉動的元件(亦即，葉輪58)而產生不樂見的噪音，或甚而使風扇模組5發生停止運作的狀況。

另外要說明的是，相較於習知之風扇模組，本實施方式之風扇模組5主要是在其旋轉中心處旋轉的轉軸增加一貫穿之支撐肋52，並藉由支撐肋52來加強對電子裝置1之頂蓋100的負載能力，因此本概念可簡單且廣泛地應用於所有習知之風扇模組中。

由以上對於本發明之具體實施例之詳述，可以明顯地看出，本發明之風扇模組主要是將原本會伴隨著葉輪一起旋轉的旋轉軸改變為固定軸，並將固定軸延伸出風扇模組的外部以承載更重之負載，進而防止扇輪因為外來之負載而停止轉動。另外，本發明之風扇模組亦可於原本會伴 隨著葉輪一起旋轉的旋轉軸之中心，額外穿設可支撐風扇的支撐肋，並將支撐肋延伸出風扇模組的外部以承載更重之負載，進而防止扇輪因為外來之負載而停止轉動。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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‧‧‧頂蓋

100a‧‧‧卡合槽

102‧‧‧底蓋

3‧‧‧風扇模組

30a‧‧‧風扇基座

30b‧‧‧風扇蓋

30c‧‧‧孔洞

34‧‧‧固定軸

34a‧‧‧第一端

34b‧‧‧第二端

36‧‧‧軸承

36a‧‧‧第一環

36b‧‧‧第二環

38‧‧‧葉輪

38a‧‧‧扇轂

38b‧‧‧扇葉

38c‧‧‧中空銜接部

40‧‧‧軸襯

40a‧‧‧突出部

40b‧‧‧容置槽

40c‧‧‧凹陷

42‧‧‧定子

44‧‧‧電路板

Claims (18)

1. 一種風扇模組，供一電子裝置使用，該電子裝置包含一頂蓋與一底蓋，該風扇模組包含：一風扇殼體，固定於該頂蓋與該底蓋內，且該風扇殼體固定於該底蓋上；一固定軸，包含一第一端以及一第二端，該第一端固定至該風扇殼體，該第二端穿出該風扇殼體且該第一端與該底蓋卡合；一軸承，包含一第一環以及一第二環，該第一環與該第二環樞接，該第一環穿設於該固定軸之外緣；以及一葉輪，穿設於該第二環之外緣，進而可相對該固定軸旋轉。
2. 如請求項第1項所述之風扇模組，其中該葉輪進一步包含：一扇轂，包含一中空銜接部，穿設於該第二環之外緣，其中該第二端穿過該中空銜接部以與該頂蓋卡合；以及複數個扇葉，環設於該扇轂外。
3. 如請求項第2項所述之風扇模組，其中該風扇殼體進一步包含一孔洞，該風扇模組進一步包含一軸襯，用以與該孔洞相互卡合。
4. 如請求項第3項所述之風扇模組，其中該軸襯進一 步包含：一突出部，配合以與該孔洞卡合；以及一容置槽，用以容納該中空銜接部與該軸承，該容置槽包含一凹陷，配合以與該第一端卡合。
5. 如請求項第3項所述之風扇模組，其中該軸襯進一步包含：一突出部，配合以與該孔洞卡合；以及一容置槽，用以容納該固定軸、該軸承與該中空銜接部，該容置槽包含一穿孔，其中該第一端穿過該穿孔以與該底蓋卡合。
6. 如請求項第3項所述之風扇模組，進一步包含一定子，固定於該軸襯之外緣，與該葉輪配合運作。
7. 如請求項第6項所述之風扇模組，進一步包含一電路板，固定於該軸襯之外緣，並與該定子電性連接。
8. 如請求項第1項所述之風扇模組，其中該第二端穿出該風扇殼體並與該頂蓋相互卡合。
9. 如請求項第1項所述之風扇模組，其中該第一端穿出該風扇殼體。
10. 如請求項第1項所述之風扇模組，其中該風扇殼 體與該底蓋之間具有一彈性元件。
11. 一種風扇模組，供一電子裝置使用，該電子裝置包含一頂蓋與一底蓋，該風扇模組包含：一風扇殼體，固定於該底蓋上；一支撐肋，包含一第一端以及一第二端，該第一端穿出該風扇殼體以與該底蓋連接，該第二端穿出該風扇殼體以與該頂蓋連接；一中空轉軸，樞接於該支撐肋之外緣；一軸承，包含一第一環以及一第二環，該第一環與該第二環樞接，該第一環穿設於該中空轉軸之外緣，該第二環固定於該風扇殼體上；以及一葉輪，穿設於該中空轉軸之外緣，進而可伴隨該中空轉軸相對該支撐肋旋轉。
12. 如請求項第11項所述之風扇模組，其中該葉輪進一步包含：一扇轂，穿設於該中空轉軸之外緣；以及複數個扇葉，環設於該扇轂外。
13. 如請求項第12項所述之風扇模組，其中該風扇殼體進一步包含一孔洞，該風扇模組進一步包含一軸襯，用以與該孔洞相互卡合。
14. 如請求項第13項所述之風扇模組，其中該軸襯進 一步包含一容置槽，用以容納該中空轉軸與該軸承，該容置槽包含一穿孔，該穿孔與該孔洞連通，該第一端穿過該穿孔與該孔洞以連接至該底蓋。
15. 如請求項第13項所述之風扇模組，進一步包含一定子，固定於該軸襯之外緣，與該葉輪配合運作。
16. 如請求項第15項所述之風扇模組，進一步包含一電路板，固定於該軸襯之外緣，並與該定子電性連接。
17. 如請求項第11項所述之風扇模組，其中該風扇殼體與該底蓋之間具有一彈性元件。
18. 如請求項第17項所述之風扇模組，其中該彈性元件為一彈簧、一彈片或是一橡膠。