TWI669888B - 風扇及用於風扇之平衡環 - Google Patents

Abstract

一種風扇以及用於風扇之平衡環。風扇包括一殼體、一輪轂、多個扇葉以及一平衡環。輪轂設置於殼體內。扇葉連接於輪轂之側面。平衡環連接於輪轂。平衡環包括一環形腔以及填充於環形腔內之一平衡液。上述平衡液之體積小於環形腔之體積。

Description

風扇及用於風扇之平衡環

本揭露主要關於一種風扇以及平衡環，尤指一種具有平衡環之風扇以及用於風扇之平衡環。

一般而言，於筆記型電腦內會設置散熱風扇以將筆記型電腦內之熱量排出。但由於現今對於筆記型電腦之效能的需求較高，導致過量之熱能產生，因此會將散熱風扇的轉速提高藉以增加筆記型電腦之散熱效率。

然而，過高轉速的風扇會增加風扇所產生之噪音以及震動，進而影響使用者使用筆記型電腦時之舒適度。此外，為了能降低風扇高速運轉時所產生的噪音，一般會於筆記型電腦降低運作時降低風扇的轉速，而於筆記型電腦高速運作時增加風扇的轉速。然而，當風扇於加速或降速的過程中，亦會由於由於葉輪轉動時之不平衡，而產生較大之噪音以及震動。

因此，雖然目前之風扇符合了其使用之目的，但尚未滿足許多其他方面的要求。因此，需要提供風扇的改進方案。

本揭露提供一種風扇及平衡環。利用平衡環來增加風扇運轉時之穩定度，進而降低風扇運轉時之噪音以及震 動。

本揭露提供了一種風扇，包括一殼體、一輪轂、多個扇葉以及一平衡環。輪轂設置於殼體內，且包括一側面、一頂面以及一驅動槽。當輪轂旋轉時，輪轂以一中心軸為中心旋轉。中心軸通過頂面及驅動槽。扇葉連接於側面。平衡環連接於輪轂，且包括環繞於中心軸之一環形腔以及填充於環形腔內之一平衡液。平衡液之體積小於環形腔之體積。

於一些實施例中，平衡環設置於驅動槽內。於一些實施例中，平衡環設置於頂面上。於一些實施例中，輪轂包括形成於頂面之一限位槽，且平衡環設置於限位槽內。於一些實施例中，風扇更包括設置於輪轂之一限位結構，且平衡環經由限位結構扣合於輪轂。

於一些實施例中，輪轂之最大直徑約為平衡環之最大直徑的1倍至1.3倍的範圍之間，且輪轂之最大厚度約為平衡環之最大厚度的1倍至8倍的範圍之間。

本揭露提供了一種用於風扇之平衡環，包括一密封本體，包括一環形腔以及填充於環形腔內之一平衡液，其中平衡液之體積小於環形腔之體積。

於一些實施例中，密封本體以及環形腔為圓形，且密封本體以及環形腔沿相同之環形路徑延伸。

於一些實施例中，環形腔包括一第一弧形側面以及相對於第一弧形側面之一第二弧形側面。於一些實施例中，第一弧形側面以及第二弧形側面之半圓形為半圓形。

於一些實施例中，環形腔包括一上平面以及相對 於上平面之一下平面，且上平面及下平面連接於第一弧形側面以及第二弧形側面。

於一些實施例中，平衡液之體積約為環形腔之體積的0.2倍至0.8倍的範圍之間。平衡環之材質為塑膠。平衡液之材質包括氫氟醚。平衡液之表面張力係數小於50dyne/cm。

綜上所述，本揭露之風扇可藉由平衡環增加風扇旋轉時穩定度，進而可降低風扇運作時產生之震動或是噪音。

1‧‧‧風扇

10‧‧‧殼體

11‧‧‧容置空間

12‧‧‧進風口

13‧‧‧出風口

20‧‧‧輪轂

21‧‧‧側面

22‧‧‧頂面

23‧‧‧驅動槽

24‧‧‧限位槽

30‧‧‧扇葉

40‧‧‧驅動機構

41‧‧‧旋轉軸

42‧‧‧軸承

43‧‧‧定子

44‧‧‧轉子

50‧‧‧平衡環

50a‧‧‧密封本體

51‧‧‧第一外側面

52‧‧‧第二外側面

53‧‧‧第一外平面

54‧‧‧第二外平面

60‧‧‧限位結構

AX1‧‧‧中心軸

C1‧‧‧中心

d1、d2‧‧‧直徑

L1‧‧‧平衡液

T1、T2‧‧‧厚度

W1‧‧‧寬度

S1‧‧‧環形腔

S11‧‧‧第一弧形側面

S12‧‧‧第二弧形側面

S13‧‧‧上平面

S14‧‧‧下平面

第1圖為本揭露之第一實施例之風扇的立體圖。

第2圖為本揭露之第一實施例之風扇的剖視圖。

第3圖為根據一些實施例中本揭露之平衡環的立體圖。

第4A圖為第3圖中AA剖面之剖視圖，其中平衡環為一靜止狀態。

第4B圖為第3圖中AA剖面之剖視圖，其中平衡環為一轉動狀態。

第5圖為本揭露之第二實施例之風扇的立體圖。

第6圖為本揭露之第三實施例之風扇的立體圖。

第7圖為本揭露之第四實施例之風扇的立體圖。

第8圖為本揭露之第五實施例之風扇的立體圖。

以下之說明提供了許多不同的實施例、或是例子，用來實施本揭露之不同特徵。以下特定例子所描述的元件 和排列方式，僅用來精簡的表達本揭露，其僅作為例子，而並非用以限制本揭露。例如，第一特徵在一第二特徵上或上方的結構之描述包括了第一和第二特徵之間直接接觸，或是以另一特徵設置於第一和第二特徵之間，以致於第一和第二特徵並不是直接接觸。

於此使用之空間上相關的詞彙，例如上方或下方等，僅用以簡易描述圖式上之一元件或一特徵相對於另一元件或特徵之關係。除了圖式上描述的方位外，包括於不同之方位使用或是操作之裝置。此外，圖式中之形狀、尺寸、厚度、以及傾斜之角度可能為了清楚說明之目的而未依照比例繪製或是被簡化，僅提供說明之用。

第1圖為本揭露之第一實施例之風扇1的立體圖。第2圖為本揭露之第一實施例之風扇1的剖視圖。風扇1可安裝於筆記型電腦、個人電腦、伺服器等各式電子裝置中。風扇1可為離心式風扇或軸流式風扇等各式之風扇。於本實施例中，風扇1可為一離心式風扇。

風扇1包括一殼體10、一輪轂20、多個扇葉30、一驅動機構40、以及一平衡環50。殼體10可具有一容置空間11、一進風口12以及一出風口13。容置空間11連通於進風口12以及出風口13。進風口12對應於輪轂20，出風口13位於殼體10之一側面21，且對應於扇葉30。

輪轂20設置於殼體10內，且包括一側面21、一頂面22、以及一驅動槽23。當輪轂20旋轉時，輪轂20以一中心軸(axis)AX1為中心旋轉。中心軸AX1通過頂面22及驅動槽23。於 本實施例中，中心軸AX1通過頂面22之中心，且垂直於頂面22。側面21環繞中心軸AX1。

扇葉30連接於輪轂20之側面21。於本實施例中，扇葉30以放射狀間隔排列於輪轂20之側面21。於一些實施例中，輪轂20以及扇葉30之材質可為塑膠。輪轂20以及扇葉30可一體成形。

驅動機構40設置於輪轂20之驅動槽23內，且連接輪轂20以及殼體10。驅動機構40用以旋轉輪轂20，以使扇葉30產生一氣流。於本實施例中，氣流可經由殼體10之進風口12進入殼體10內，且經由出風口13排出於殼體10外。

於一些實施例中，出風口13對應於一熱源(圖未示)。由出風口13吹出之氣流吹向熱源，以降低熱源之溫度。上述之熱源可為多個散熱鰭片或是晶片等電子元件。

驅動機構40包括一旋轉軸(shaft)41、一軸承42、一定子43、以及一轉子44。旋轉軸41位於驅動槽23內，且旋轉軸41之一端固定於輪轂20。旋轉軸41沿中心軸AX1延伸。軸承42可固定於殼體10，且位於容置空間11內。軸承42環繞於旋轉軸41，且接觸於旋轉軸41。旋轉軸41可旋轉地設置於軸承42內。

定子43可固定於殼體10，且位於容置空間11內。轉子44可固定於輪轂20，且位於驅動槽23內。轉子44與定子43分離。定子43可為電磁鐵，且轉子44可為永久磁鐵。定子43藉由定子43與轉子44之間產生之磁力旋轉轉子44，進而帶動輪轂20以及扇葉30旋轉。

第3圖為根據一些實施例中本揭露之平衡環50的 立體圖。於本實施例中，平衡環50連接於輪轂20，且位於驅動槽23內。此外，平衡環50可位於輪轂20以及轉子44之間。因此平衡環50可藉由轉子44固定於輪轂20內。平衡環50可沿垂直於中心軸AX1之一平面延伸，且中心軸AX1可通過平衡環50之中心C1。平衡環50可為一圓形，且環繞於中心軸AX1。

於一些實施例中，輪轂20之最大直徑d1約為平衡環50之最大直徑d2的1倍至1.3倍的範圍之間。輪轂20之最大厚度T1約為平衡環50之最大厚度T2的1倍至8倍的範圍之間。上述之直徑d1、d2於垂直於中心軸AX1的相同方向進行測量。厚度T1、T2於平行於中心軸AX1的相同方向進行測量。

於一些實施例中，平衡環50之材質可為塑膠，藉以減輕平衡環50之重量，並可降低製作平衡環50之困難度。

第4A圖為第3圖中AA剖面之剖視圖，其中平衡環50為一靜止狀態。第4B圖為第3圖中AA剖面之剖視圖，其中平衡環50為一轉動狀態。平衡環50可包括一密封本體50a、一環形腔S1、以及一平衡液L1。密封本體50a連接於輪轂20，且位於驅動槽23內。密封本體50a可沿垂直於中心軸AX1之一平面延伸，且中心軸AX1可通過密封本體50a之中心C1。密封本體50a可為一圓形，且環繞於中心軸AX1。

於一些實施例中，密封本體50a之最大寬度W1約為最大厚度T2的1倍至5倍的範圍之間。於一些實施例中，密封本體50a之材質可為塑膠，藉以減輕密封本體50a之重量，並可降低製作密封本體50a之困難度。

密封本體50a包括一第一外側面51、一第二外側面 52、一第一外平面53、以及一第二外平面54。第一外側面51相反於第二外側面52。第一外平面53相反於第二外平面54，且第一外平面53平行於第二外平面54。第一外平面53及第二外平面54連接於第一外側面51以及第二外側面52。

第一外側面51、第二外側面52、第一外平面53、以及第二外平面54為環形。於本實施例中，第一外側面51、第二外側面52、第一外平面53、以及第二外平面54分別沿一圓形路徑延伸。

第一外側面51相對於第二外側面52鄰近於中心軸AX1。於平行且通過中心軸AX1之剖面中，第一外側面51以及第二外側面52為弧形。於一些實施例中，於平行且通過中心軸AX1之剖面中，第一外側面51以及第二外側面52為半圓形。

於一些實施例中，於平行且通過中心軸AX1之剖面中，第一外平面53以及第二外平面54為弧形。於一些實施例中，於平行且通過中心軸AX1之剖面中，第一外側面51、第二外側面52、第一外平面53、以及第二外平面54形成一橢圓形。

環形腔S1形成於密封本體50a內。環形腔S1可為圓形，且密封本體50a以及環形腔S1可沿相同之環形路徑延伸。環形腔S1包括一第一弧形側面S11、一第二弧形側面S12、一上平面S13、以及一下平面S14。第二弧形側面S12相對於第一弧形側面S11。上平面S13相對於下平面S14，且上平面S13平行於下平面S14。上平面S13及下平面S14連接於第一弧形側面S11以及第二弧形側面S12。

上述第一弧形側面S11、第二弧形側面S12、上平 面S13、以及下平面S14為環形。於本實施例中，第一弧形側面S11、第二弧形側面S12、上平面S13、以及下平面S14分別沿一圓形路徑延伸。

第一弧形側面S11相對於第二弧形側面S12鄰近於中心軸AX1。於平行且通過中心軸AX1之剖面中，第一弧形側面S11以及第二弧形側面S12之剖面為半圓形。於一些實施例中，於平行且通過中心軸AX1之剖面中，環形腔S1形成一橢圓形。

平衡液L1填充於環形腔S1內。平衡液L1之體積小於環形腔S1之體積。平衡液L1之體積約為環形腔S1之體積的0.2倍至0.8倍的範圍之間。於一些實施中，平衡液L1之體積約為環形腔S1之體積的0.5倍。

平衡液L1可為具有低表面張力之液體。於一些實施例中，於攝氏20度C時，平衡液L1之表面張力係數小於50dyne/cm。於一些實施例中，平衡液L1之材質包括氫氟醚(hydrofluoroether,HFE)，但並不以此為限。於一些實施例中，平衡液L1之材質可包括氫氟醚、聚醚酮、聚乙烯、苯、丙酮、甲醇、乙醇、聚四氟乙烯、n-己烷、及/或n-戊烷。

如第1、2、4A圖所示，中心軸AX1可垂直於一水平面。當輪轂20以及扇葉30靜止時，位於環形腔S1內之平衡液L1位於一靜止位置。此時，平衡液L1的液面可為一水平面。當輪轂20以及扇葉30旋轉時，平衡液L1逐漸由第4A圖之靜止位置流動至第4B圖之平衡位置。由於第二弧形側面S12之形狀為圓弧形，因此平衡液L1可平順地由靜止位置流動到平衡位置，進 而能降地因為平衡液L1流動所造成之風扇1的晃動。

當風扇1持續旋轉時，位於環形腔S1內之平衡液L1產生一轉動慣量。上述之轉動慣量能增加風扇1運轉時之穩定度，進而減少風扇1所產生之震動或噪音。於一些實施例中，當風扇1進行加速或轉動或者風扇1受到外力撞擊時，位於環形腔S1內之平衡液L1亦能藉由轉動慣量穩定輪轂20之轉動。

當風扇1由運轉狀態停止運作時，輪轂20及扇葉30的轉速逐漸變小，此時平衡液L1逐漸由第4B圖之平衡位置至第4A圖之靜止位置。由於第一弧形側面S11之形狀為圓弧形，因此平衡液L1可平順地由平衡位置流動到靜止位置，進而能降地因為平衡液L1流動所造成之風扇1的晃動，並能藉由轉動慣量減少風扇1所產生之震動或噪音。

第5圖為本揭露之第二實施例之風扇1的立體圖。於第5圖中並未繪製殼體10。於本實施例中，平衡環50可直接設置於輪轂20之頂面22。平衡環50可經由黏膠固定於輪轂20之頂面22。因此，使用者可依據需求將既有之風扇1安裝平衡環50，來增加既有風扇1的穩定度。

第6圖為本揭露之第三實施例之風扇1的立體圖。於第6圖中並未繪製殼體10。輪轂20具有形成於頂面22之一限位槽24。限位槽24可為一環狀，且環繞於中心軸AX1。於一些實施例中，限位槽24可為一圓形。限位槽24之形狀可對應於平衡環50之形狀。平衡環50可設置於限位槽24內。限位槽24可用以限制平衡環50安裝於輪轂20之頂面22的位置。

於一些實施例中，平衡環50可經由黏膠固定於限 位槽24內。於一些實施例中，限位槽24可形成於驅動槽23(如第2圖所示)之底面，平衡環50可經由限位槽24設置於驅動槽23內。因此，使用者可自行將平衡環50準確地設置於輪轂20上，並藉由平衡環50增加風扇1的穩定度。

第7圖為本揭露之第四實施例之風扇1的立體圖。於第7圖中並未繪製殼體10。輪轂20具有形成於頂面22之一限位槽24。風扇1更包括一限位結構60，設置於輪轂20之頂面22。於本實施例中，平衡環50放置於限位槽24中，且經由限位結構60扣合於輪轂20。於一些實施例中，輪轂20可不包括限位槽24，且輪轂20設置於頂面22上且經由限位結構60扣合於輪轂20。

於本實施例中，限位結構60可為一環狀，且環繞於中心軸AX1。於一些實施例中，限位結構60可為一圓形。於本實施例中，限位結構60可接觸第二外側面52。於一些實施例中，限位結構60可接觸第一外側面51。於一些實施例中，限位結構60可為一勾狀結構。

於一些實施例中，限位結構60可設置於驅動槽23內。平衡環50經由限位結構60扣合於驅動槽23內。

因此，平衡環50藉由限位結構60可拆卸地固定於輪轂20。使用者可視需求將平衡環50安裝於風扇1上或是由風扇1移除。

第8圖為本揭露之第五實施例之風扇1的立體圖。於本實施例中，風扇1可為一軸流式風扇。因此本揭露之平衡環50可經由前述所揭露之任何方式，設置於軸流式風扇1上。

上述已揭露之特徵能以任何適當方式與一或多個已揭露之實施例相互組合、修飾、置換或轉用，並不限定於特定之實施例。

綜上所述，本揭露之風扇可藉由平衡環增加風扇旋轉時穩定度，進而可降低風扇運作時產生之震動或是噪音。

本揭露雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本揭露的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本揭露之範圍，本揭露之保護範圍 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (23)

1. 一種風扇，包括：一殼體；一輪轂，設置於該殼體內，且包括一側面、一頂面以及一驅動槽，其中當該輪轂旋轉時，該輪轂以一中心軸為中心旋轉，且該中心軸通過該頂面及該驅動槽；複數個扇葉，連接於該側面；以及一平衡環，連接於該輪轂，且包括環繞於該中心軸之一環形腔以及填充於該環形腔內之一平衡液，其中該平衡液之體積小於該環形腔之體積。
2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中該平衡環設置於該驅動槽內。
3. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中該平衡環設置於該頂面上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之風扇，其中該輪轂包括形成於該頂面之一限位槽，且該平衡環設置於該限位槽內。
5. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，更包括設置於該輪轂之一限位結構，且該平衡環經由該限位結構扣合於該輪轂。
6. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中該輪轂之最大直徑約為該平衡環之最大直徑的1倍至1.3倍的範圍之間，且該輪轂之最大厚度約為該平衡環之最大厚度的1倍至8倍的範圍之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中該平衡環以及該環形腔為圓形，且該平衡環以及該環形腔沿相同之環形路徑延伸。
8. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中該環形腔包括一第一弧形側面以及相對於該第一弧形側面之一第二弧形側面。
9. 如申請專利範圍第8項所述之風扇，其中該第一弧形側面以及該第二弧形側面之剖面為半圓形。
10. 如申請專利範圍第8項所述之風扇，其中該環形腔包括一上平面以及相對於該上平面之一下平面，且該上平面及該下平面連接於該第一弧形側面以及該第二弧形側面。
11. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中該平衡液之體積約為該環形腔之體積的0.2倍至0.8倍的範圍之間。
12. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中上述平衡環之材質為塑膠。
13. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中上述平衡液之材質包括氫氟醚。
14. 如申請專利範圍第1項所述之風扇，其中於攝氏20度C時，該平衡液之表面張力係數小於50dyne/cm。
15. 一種用於風扇之平衡環，包括：一密封本體，包括一環形腔以及填充於該環形腔內之一平衡液，其中該平衡液之體積小於該環形腔之體積。
16. 如申請專利範圍第15項所述之用於風扇之平衡環，其中該密封本體以及該環形腔為圓形，且該密封本體以及該環形腔沿相同之環形路徑延伸。
17. 如申請專利範圍第15項所述之用於風扇之平衡環，其中該環形腔包括一第一弧形側面以及相對於該第一弧形側面之一第二弧形側面。
18. 如申請專利範圍第17項所述之用於風扇之平衡環，其中該第一弧形側面以及該第二弧形側面之剖面為半圓形。
19. 如申請專利範圍第17項所述之用於風扇之平衡環，其中該環形腔包括一上平面以及相對於該上平面之一下平面，且該上平面及該下平面連接於該第一弧形側面以及該第二弧形側面。
20. 如申請專利範圍第15項所述之用於風扇之平衡環，其中該平衡液之體積約為該環形腔之體積的0.2倍至0.8倍的範圍之間。
21. 如申請專利範圍第15項所述之用於風扇之平衡環，其中該平衡環之材質為塑膠。
22. 如申請專利範圍第15項所述之用於風扇之平衡環，其中該平衡液之材質包括氫氟醚。
23. 如申請專利範圍第15項所述之用於風扇之平衡環，其中於攝氏20度C時，該平衡液之表面張力係數小於50dyne/cm。