TWI539083B - 散熱風扇及具有此散熱風扇之電子裝置 - Google Patents

Description

散熱風扇及具有此散熱風扇之電子裝置

本發明一般係關於一種散熱裝置，具體而言，本發明係關於一種散熱風扇及具有此散熱風扇之電子裝置。

風扇係為電子裝置的重要散熱元件。一般風扇會利用三支肋結構來增加風扇的開孔率，進而使風量增加。然而，隨著電子裝置的薄型化發展，風扇與電子裝置殼體間的距離相對縮小，使得使用者操作時容易壓迫到風扇，嚴重影響到風扇的效能。舉例而言，目前筆記型電腦的底部機殼通常在風扇所在位置開設進風孔，但是當使用者手持操作時，經常會抓住開口區域，導致風扇與機殼接觸而產生異音，或甚至壓迫風扇而使風扇卡住無法轉動。因此，在產品設計時會加入背壓測試以避免使用時發生問題。

為了增加背壓強度，通常的作法為改變風扇殼體的材料或者加大風扇與電子裝置機殼之間的距離。然而，材料強度的增加相應地會增加材料成本，而加大風扇與電子裝置機殼之間的距離通常必須縮小風扇的厚度，進而造成風扇性能下降。

因此，如何在強化風扇結構強度的同時使風扇效能衰減最小係為研發之一重要議題。

本發明之一目的在於提供一種散熱風扇，其根據風扇的性能測試設計進風口的最佳位置，以縮小風扇的開孔面積，進而達到背壓強度增強，又使風扇效能衰減不顯著。

本發明之一目的在於提供一種散熱風扇，其具有雙側進風面設計，且其中一進風面僅具有一個進風口，以達到在實質維持風扇效能的同時，增加風扇的結構強度，進而減少操作時的異音。

於一實施例，本發明提供一種散熱風扇，其包含風扇本體及殼體，其中殼體容置風扇本體且具有第一進風口、第二進風口及出風口，第一進風口及第二進風口係分別對應於風扇本體之相對兩側，第二進風口為一圓弧形或扇形開口且該開口之弧度相對於風扇本體之旋轉中心的圓心角為45至120度之間，出風口設置於風扇本體之旋轉中心的徑向位置，第二進風口設置於以出風口之出風方向為基準沿旋轉方向旋轉170度至325度範圍內之位置。

於一實施例，第二進風口相對於風扇本體之旋轉中心的圓心角係實質為90度。

於一實施例，第二進風口係設置於沿旋轉方向旋轉170度至280度範圍內之位置。

於一實施例，第二表面以出風口為正向並通過旋轉中心劃分為四個象限，當風扇本體之旋轉方向為逆時針方向時，第二進風口係至少部分對應於四個象限中的第四象限位置。當風扇本體之旋轉方向為順時針方向時，第二進風口係至少部分對應於四個象限中的第三象限位置。

本發明之又一目的在於提供一種電子裝置，其具有上述的散熱風扇，且散熱風扇設置為貼近電子裝置殼體，不僅補強殼體強度，並可增加主進風面的進氣高度，減少壓力損失，提升散熱效能。

於另一實施例，本發明提供一種電子裝置，其包含主體及上述之散熱風扇，其中主體容置散熱風扇且具有一底殼，且底殼係具有開口，開口之位置係實質對應於第二進風口。

於一實施例，第二進風口係設置於殼體之一表面，且該表面與底殼之間具有一間隙，該間隙小於1mm。

10‧‧‧散熱風扇

20‧‧‧主體

21‧‧‧底殼

22‧‧‧開孔

100‧‧‧殼體

101‧‧‧出風口

110‧‧‧殼蓋

112‧‧‧第一進風口

120、120’、320、420、520‧‧‧殼座

122、122’、322、422、522‧‧‧第二進風口

124‧‧‧訊號線

200‧‧‧風扇本體

A‧‧‧出風方向

B‧‧‧設置範圍

C‧‧‧旋轉中心

H‧‧‧進氣高度

G‧‧‧間隙

R‧‧‧旋轉方向

I‧‧‧第一象限位置

II‧‧‧第二象限位置

III‧‧‧第三象限位置

IV‧‧‧第四象限位置

θ‧‧‧圓心角

圖1A至圖1C分別為本發明一實施例之散熱風扇之爆炸圖、立體圖及平面底視圖；圖2係本發明另一實施例之散熱風扇旋轉方向及第二進風口之配置關係示意圖；圖3係本發明另一實施例之散熱風扇之第二進風口之示意圖；圖4及圖5為本發明其他實施例之散熱風扇之第二進風口之示意圖；以及圖6A及圖6B係分別為本發明一實施例之具有散熱風扇之電子裝置之示意圖及局部截面示意圖。

本發明係提供一種散熱風扇，尤其是一種在強化風扇結構同時能兼顧風扇效能的散熱風散。本發明同時提供一種具有上述散熱風扇的 電子裝置。於本發明實施例中，電子裝置較佳例如筆記型電腦等可攜式電子裝置，其可藉由將散熱風散設置為貼近電子裝置底殼以補強機殼強度，進而增加進風面的進氣高度，減少壓力損失，提升散熱效能，但不以此為限。於後參考圖式詳細說明本發明之散熱風扇及電子裝置之實施例。

圖1A至圖1C分別為本發明一實施例之散熱風扇之爆炸圖、立體圖及平面底視圖。如圖1A至圖1C所示，散熱風扇10包含殼體100及風扇本體200，其中殼體100供容置風扇本體200，且殼體100具有第一進風口112及第二進風口122，且第一進風口112及第二進風口122係分別對應於風扇本體200之相對兩側。具體而言，殼體100包含殼蓋110及殼座120，其中殼蓋110及殼座120係可拆卸地結合以形成供容置風扇主體200的容置空間，且第一進風口112及第二進風口122係分別形成於殼蓋110及殼座120，以使得第一進風口112及第二進風口122分別作為風扇本體200上方的主進風口及下方的次進風口。亦即，殼蓋110及殼座120係分別構成殼體100之相對應的第一面及第二表面。再者，殼體100於殼蓋110及殼座120之側邊係具有出風口101，以使得散熱風扇10運作時，空氣係從風扇本體200上方的第一進風口112及下方的第二進風口122進入，且經風扇本體200的運轉後從出風口101流出。

風扇本體200係為具有複數葉片的葉輪組，其中風扇本體200係設置於殼座120上，並藉由訊號線124與外部控制單元(未繪示)電連接以控制風扇本體200的轉動。於此實施例，第一進風口112係為開設於殼蓋110的圓形開口，其中圓形開口的圓心較佳係對應於風扇本體200之旋轉中心C，且圓形開口的大小係以提供風扇本體200主要進風量為設計考量。第二進風 口122為一圓弧開口且圓弧開口之弧度相對於風扇本體200之旋轉中心C的圓心角θ為45至120度之間。於此實施例，第二進風口122相對於風扇本體200之旋轉中心C係較佳具有實質為90度的圓心角θ。換言之，圓心角θ係指第二進風口122沿旋轉方向R之相對兩外側至旋轉中心C連線間的夾角。舉例而言，如圖1C所示，第二進風口122之形狀係為1/4圓環的圓弧形開口。於另一實施例，如圖3所示，殼座320之第二進風口322之形狀係為1/4的扇形開口。然而，第二進風口的形狀不以實施例所示的扇形或圓弧形為限。亦即，第二進風口可為具有實質90度之圓心角的任何合宜形狀。在此需注意，於本發明中所述之「第二進風口具有實質為90度的圓心角」係指第二進風口沿旋轉方向相對兩外側與旋轉中心之連線的夾角大約為90度，或者指第二進風口沿旋轉方向相對兩外側與旋轉中心之連線的夾角為90±10度。

第二進風口122係依據風扇本體200之旋轉方向R設置，以使散熱風扇10具有最佳效能之位置。具體而言，第二進風口122係依據風扇本體200之旋轉方向R設置，以使第二進風口122設置於以出風口101之出風方向A為基準(即為0度角位置)沿旋轉方向R旋轉170度至325度的範圍B內之位置，且第二進風口122較佳係設置於沿旋轉方向旋轉170度至280度範圍內之位置。換言之，由殼體100之底面觀之(即從面對殼座120表面的方向觀看，如圖1C所示之視角)，殼座120表面以出風口101之出風方向A為正向並通過旋轉中心C劃分為四個象限(I、II、III及IV)。亦即，劃分四個象限(I、II、III及IV)的兩條軸線係通過風扇本體200之旋轉中心C，並較佳分別實質平行及垂直於出風口101的出風方向A。於此實施例，如圖1C所示，當風扇本體200之旋轉方向R為逆時針方向時，第二進風口122的設置位置係對應於以出風 方向A為0度逆時針旋轉170度至325度的範圍B內的位置，且較佳係對應於170度至280度範圍內的位置。亦即，當風扇本體200之旋轉方向R為逆時針方向時，第二進風口122較佳係實質對應於依據風扇本體200之旋轉中心C劃分的第四象限位置(IV)。於另一實施例，如圖2所示，當風扇本體200之旋轉方向R為順時針方向時，第二進風口122的設置位置係對應於以出風方向A為0度順時針旋轉170度至325度的範圍B內的位置，且較佳係對應於170度至280度範圍內的位置。亦即，當風扇本體200之旋轉方向R為順時針方向時，殼座120’之第二進風口122’較佳係實質對應於依據風扇本體200之旋轉中心C劃分的第三象限位置(III)。

在此需注意，於此所述之「風扇主體之旋轉方向為逆時針或順時針方向」係指從散熱風扇之底面觀看的方向，亦即從殼座底部觀看的方向(如圖1C所示)。再者，於本發明中所述之「第二進風口實質對應於第三象限位置(III)或第四象限位置(IV)」係指第二進風口之設置位置係大部分位於對應第三象限(III)或第四象限(IV)的位置，或者指第二進風口之設置位置係可於旋轉方向R上偏移±10度。再者，本發明係藉由測試在殼座之不同位置開設第二進風口，並考量風量及壓力等因素以得到不實質損及散熱風扇效能或散熱風扇效能衰減最小之最佳效能位置，使得本發明之散熱風扇在有限的第二進風口開孔面積下，能同時達到強化散熱風扇結構強度及維持散熱風扇效能的功效。因此，依據各種結構強度及風扇效能的需求，第二進風口對應之圓心角不限於上述的90度。此外，本發明之散熱風扇10較佳在殼座120僅開設一個進風口(即單一個第二進風口122)，然而在殼座120之結構強度容許的情況下，殼座120不限於僅開設第二進風口122而可具有額 外的進風口。

圖4及圖5之實施例係藉由在殼座420、520開設有限面積的單一進風口422、522，以在有效維持散熱風扇效能的情況下達到強化散熱風扇結構強度的功效。如圖4所示，於另一實施例，殼座420係僅具有一個第二進風口422，其中第二進風口422相對於風扇本體200之旋轉中心C係具有在45度及120度之間的圓心角θ，且第二進風口422係依據風扇本體200之旋轉方向R設置於使散熱風扇具有最佳效能之位置。具體而言，第二進風口422係依據風扇本體200之旋轉方向R設置，以使第二進風口422對應於以出風口101之出風方向A為正向沿旋轉方向R旋轉170度至325度的範圍B內之位置。亦即，以出風口101之出風方向A為基準作為0度時，第二進風口422係設置為對應於沿旋轉方向R旋轉170度至325度的範圍B內之位置。舉例而言，當旋轉方向R為逆時針方向時，逆時針旋轉170度至325度範圍內之位置係實質對應於以上述方式劃分的第四象限(IV)及部分的第一象限位置(I)及少部分的第三象限位置(III)；當旋轉方向R為順時針方向時，順時針旋轉170度至325度範圍內之位置係實質對應於以上述方式劃分的第三象限III及部分的第二象限位置(II)及少部分的第四象限位置(IV)。

如圖4所示，當風扇本體200之旋轉方向R為逆時針方向時，第二進風口422較佳係至少部分對應於以出風口101之出風方向A為正向通過風扇本體200之旋轉中心C劃分的第四象限位置(IV)。舉例而言，如圖4所示，第二進風口422係對應於旋轉中心C具有約120度的圓心角θ，且大部分位於第四象限位置(IV)並少部分延伸至第一象限位置(I)，但不以此為限。類似於上述，第二進風口422之設置位置可於旋轉方向R上偏移±10度。亦即， 於圖4中，第二進風口422之設置位置可順時針或逆時針偏移10度，使得少部分第二進風口422延伸至第三象限位置(III)，或者使得第二進風口422於第四象限位置(IV)的部分減少而於第一象限位置(I)的部分增多。

在此需注意，雖未繪示，但由圖2之說明應了解，當風扇本體之旋轉方向為順時針方向時，第二進風口係至少部分對應於依據風扇本體之旋轉中心劃分的第三象限位置(III)。亦即，第二進風口係對應於旋轉中心具有約120度的圓心角θ，且大部分位於第三象限位置(III)並少部分延伸至第二象限位置(II)，但不以此為限。類似地，第二進風口之設置位置可於旋轉方向R上偏移±10度。亦即，第二進風口之設置位置可順時針或逆時針偏移10度，使得少部分第二進風口延伸至第四象限位置(IV)，或者使得第二進風口於第三象限位置(III)的部分減少而於第二象限位置(II)的部分增多。

再者，如圖5所示，於又一實施例，殼座520係僅具有一個第二進風口522，且第二進風口522相對於風扇本體200之旋轉中心C係具有45度的圓心角θ。於此實施例，第二進風口522之設置位置較佳係對應於以出風口101之出風方向A為正向通過風扇本體200之旋轉中心C劃分的第四象限位置(IV)，並鄰近第一象限(I)。換言之，第二進風口522之設置位置較佳係對應於以出風口101之出風方向A為基準作為0度，沿逆時針方向旋轉215度至280度之位置。類似地，雖未繪示，但由圖2之說明應了解，當風扇本體之旋轉方向為順時針方向時，第二進風口之設置位置較佳係對應於依據風扇本體之旋轉中心劃分的第三象限位置(III)，並鄰近第二象限(II)。換言之，第二進風口522之設置位置較佳係對應於以出風口101之出風方向A為基準作為0度，沿順時針方向旋轉215度至280度之位置。

於另一實施例，本發明亦提供具有上述散熱風扇之電子裝置。如圖6A及圖6B所示，電子裝置可包含主體20以及上述圖1A至圖5之一個或多個散熱風扇，其中主體20係容置例如散熱風扇10。舉例而言，主體20可為使電子裝置執行控制、處理、輸入所需之各種電腦功能元件組合的電腦主體，其可包含但不限於，例如處理器、記憶體、傳輸介面、輸入裝置(例如鍵盤)等元件組裝於殼體，以作為執行電子裝置控制、運算等功能之主要部分。主體20具有底殼21，且底殼21具有開孔22，其中開孔22之位置係實質對應於第二進風口122。具體而言，當圖1A的散熱風扇10設置於主體20中時，散熱風扇10係設置成使得第一進風口112朝上，而第二進風口122朝下面對主體20之底殼21，且底殼21之開孔22之設置位置及尺寸較佳係實質裸露第二進風口122。舉例而言，如圖6A所示，底殼21之開孔22係為矩形開口，但不以此為限。於其他實施例，底殼21之開孔22可為對應第二進風口122的任何合宜形狀，以實質裸露出第二進風口122。舉例而言，底殼之開口可開設於圖6A所示之矩形範圍的任意合宜形狀。於一實施例，開孔22之形狀較佳係對應於第二進風口之形狀，例如對應圖1C的圓弧形、對應圖3的扇形等。

再者，如圖6B所示，當散熱風扇10設置於主體20中時，散熱風扇10較佳係以貼近主體20之底殼21之方式設置，以使得第二進風口122所在的表面(例如殼座120之底面)與底殼21之間具有間隙G，且間隙G較佳係對應於訊號線124的厚度。舉例而言，間隙G之大小係以容許訊號線124通過為設計考量，例如較佳小於1mm。換言之，本發明藉由將散熱風扇10設置為貼近主體20之底殼21，不僅能補強底殼21的強度，並可增加第一進風口 112的進氣高度H，減少壓力損失，提升散熱效能。

本發明已由上述實施例加以描述，然而上述實施例僅為例示目的而非用於限制。熟此技藝者當知在不悖離本發明精神下，於此特別說明的實施例可有例示實施例的其他修改。因此，本發明範疇亦涵蓋此類修改且僅由所附申請專利範圍限制。

101‧‧‧出風口

120‧‧‧殼座

122‧‧‧第二進風口

124‧‧‧訊號線

200‧‧‧風扇本體

A‧‧‧出風方向

B‧‧‧設置範圍

C‧‧‧旋轉中心

R‧‧‧旋轉方向

I‧‧‧第一象限位置

II‧‧‧第二象限位置

III‧‧‧第三象限位置

IV‧‧‧第四象限位置

θ‧‧‧圓心角

Claims (11)

1. 一種散熱風扇，包含：一風扇本體；以及一殼體，容置該風扇本體，該殼體具有一出風口、一第一進風口及一第二進風口，該第一進風口及該第二進風口係分別對應於該風扇本體之相對應的兩側，該第二進風口為一圓弧形或扇形之開口且該開口之弧度相對於該風扇本體之一旋轉中心的一圓心角為45至120度之間，該出風口設置於該風扇本體之該旋轉中心的徑向位置，該第二進風口設置於以該出風口之出風方向為基準沿該旋轉方向旋轉170度至325度範圍內之位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中該第二進風口相對於該風扇本體之該旋轉中心的該圓心角係實質為90度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之散熱風扇，其中該第二進風口設置於沿該旋轉方向旋轉170度至280度範圍內之位置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中該殼體具有相對的一第一表面及一第二表面，該第一進風口及該第二進風口分別設置於該第一表面及該第二表面，該第二表面以該出風口之出風方向為正向並通過該旋轉中心劃分為四個象限，當該風扇本體之該旋轉方向為逆時針方向時，該第二進風口係至少部分對應於該四個象限中的一第四象限位置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之散熱風扇，其中當該風扇本體之該旋轉方向為順時針方向時，該第二進風口係至少部分對應於該四個象限中的一第三象限位置。
6. 一種電子裝置，包含： 一散熱風扇，包含：一風扇本體；以及一殼體，容置該風扇本體，該殼體具有一第一進風口、一第二進風口及一出風口，該第一進風口及該第二進風口係分別對應於該風扇本體之相對應的兩側，該第二進風口為一圓弧形或扇形之開口且該開口之弧度相對於該風扇本體之一旋轉中心的一圓心角為45至120度之間，該出風口設置於該風扇本體之該旋轉中心的徑向位置，該第二進風口設置於以該出風口之出風方向為基準沿該旋轉方向旋轉170度至325度範圍內之位置；以及一主體，容置該散熱風扇，該主體具有一底殼，該底殼具有一開孔，該開孔之位置係對應於該第二進風口。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該第二進風口相對於該風扇本體之該旋轉中心的該圓心角係實質為90度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該第二進風口設置於沿該旋轉方向旋轉170度至280度範圍內之位置。
9. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該第二進風口係設置於該殼體之一表面，且該表面與該底殼之間具有一間隙，該間隙小於1mm。
10. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該殼體具有相對的一第一表面及一第二表面，該第一進風口及該第二進風口分別設置於該第一表面及該第二表面，該第二表面以該出風口之出風方向為正向係劃分為四個象限，當該風扇本體之該旋轉方向為逆時針方向時，該第二進風口係至少部分對應於該四個象限中的一第四象限位置。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中當該風扇本體之該旋轉方 向為順時針方向時，該第二進風口係至少部分對應於該四個象限中的一第三象限位置。