TWI726684B - 風扇 - Google Patents

Abstract

一種風扇，包括輪轂與多個金屬葉片。金屬葉片分別從輪轂延伸且相對於輪轂的徑向呈傾斜，各金屬葉片具有遠離輪轂的末緣，且具有位於末緣的一對翼尖。

Description

風扇

本發明是有關於一種風扇。

因應消費性電子產品的薄型化趨勢，電子產品如電腦及手持裝置等均朝向輕薄且兼具高效能的方向發展，但輕薄與高效能往往相互抵觸的。當高效能元件運行時，將於電子產品內部產生大量廢熱，為此需配置散熱模組，以進行元件的散熱降溫。然而，受限於電子產品的薄型化體積，現有散熱模組之散熱效率較難達到需求。

以散熱模組所需的風扇為例，在旋轉時，其葉片必會與周邊結構，例如是容置風扇的殼體，產生氣流噪音（blade pass tone），尤其在葉片的末緣，其常常因渦流的產生而造成高風阻、低風量以及高噪音等現象。

本發明提供一種風扇，其具有金屬葉片，且在金屬葉片末緣存在一對翼尖，據以降低風扇旋轉時在末緣產生的渦流，而提高風量、降低噪音。

本發明的風扇，包括輪轂與多個金屬葉片，金屬葉片分別從輪轂延伸且相對於輪轂的徑向呈傾斜。各金屬葉片具有遠離輪轂的末緣，且具有位於末緣的一對翼尖。

基於上述，風扇藉由其多個金屬葉片以及位在各金屬葉片末緣的一對翼尖，而使風扇旋轉時，末緣翼尖的結構特徵得以降低渦流的產生，進而提高風量、降低噪音以增進風扇效能。

圖1是依據本發明一實施例的風扇的示意圖。圖2是圖1的風扇的俯視圖，並將其中一金屬葉片予以放大繪示於圖中右側。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，散熱風扇100適於配置於電子裝置（例如筆記型電腦）內，以對電子裝置的熱源進行有效地散熱。由於並未限制電子裝置的型式，故在此省略電子裝置的繪示。在此，風扇100包括輪轂110與多個金屬葉片120，且圖式中提供輪轂110的軸向Z與徑向R，並以箭號繪示風扇100的旋轉方向，以利於相關構件的描述。

本實施例的各金屬葉片120從輪轂110延伸，且相對於輪轂110的徑向R呈傾斜。如圖2所示，金屬葉片120相對於徑向R夾一銳角θ1，也就是讓金屬葉片120相對於風扇100的旋轉方向（圖2所示箭號）而呈後掠狀態。圖3A與圖3B以不同視角繪示金屬葉片。請同時參考圖2、圖3A與圖3B，各金屬葉片120具有遠離輪轂110的末緣E1，且具有位於末緣的一對翼尖T1、T2。在本實施例中，金屬葉片120的末緣E1實質上平行於輪轂110的軸向Z，且翼尖T1、T2分別鄰接金屬葉片120的上緣121與下緣122。在此，這對翼尖T1、T2分別是傾斜式翼尖（raked wingtip），也就是從金屬葉片120的上緣121或下緣122延伸後呈現斜向反折而形成類似掠翼（swept wing）的輪廓。再者，金屬葉片120具有中心線C，其位於以軸向Z為法線的平面上，而所述翼尖T1、T2實質上是相對於中心線C而呈對稱配置。再者，各金屬葉片120還具有位於末緣E1的凹陷123，鄰接在這對翼尖T1、T2之間，以使翼尖T1、T2是隔著凹陷123而彼此相對。在此，凹陷123也以中心線C為其對稱中心。

相較於現有技術，本實施例採用金屬葉片120而具備較佳的延展性與可撓性，更重要的是，藉由在金屬葉片120的末緣E1形成一對翼尖T1、T2，因此當風扇100旋轉時，在金屬葉片120的末緣E1，能因翼尖T1、T2的輪廓而降低渦流的產生，進而改善該處的風阻，而相當於提高風量並兼具降低噪音的效果。

請再參考圖2、圖3A與圖3B，在本實施例中，各金屬葉片120是沿其背離輪轂110延伸的路徑而存在不同曲率的多個分段，且各金屬葉片120是先以沖壓成型出等厚的平板狀工件後，再予以彎折成型出這些分段。之後，這些金屬葉片120再逐一藉由射出成型或壓鑄而與輪轂110結合在一起。換句話說，本實施例藉由金屬葉片120的易成型且易加工特性，而容易針對所需風扇特性提出對應的簡易加工方式。在另一實施例中，各金屬葉片120可採一次性沖壓成型（stamping）而製成。

詳細而言，請再參考圖3A與圖3B，本實施例的金屬葉片120在沿其從輪轂110延伸的路徑上，能依序分隔為第一段S1、第二段S2與第三段S3，其中翼尖T1、T2位在第三段S3，第一段S1相對於輪轂110的徑向R夾一銳角（即前述銳角θ1），第二段S2與第三段S3呈弧形面。在本實施例中，金屬葉片120還具有位於第一段S1處的結合結構S1a，如圖所示的開口與凹陷，其即是前述在與輪轂110的結合部111藉由射出成型或壓鑄進行結合時，用以提高結合強度的干涉結構，也就是結合部111會通過所述開口與凹陷以提高構件之間的結合面積，而造成彼此結構相互交錯且嵌合。

再者，請再參考圖2，雖然第一段S1是相對於風扇100的旋轉方向呈後掠狀態，但後續輪廓則否，如本實施例的第二段S2是第一段S1與第三段S3的反曲（inflection）段，亦即金屬葉片120在此處的輪廓呈現反折，且其反折的方向是正對於風扇100的旋轉方向（亦即，反折凹口朝向圖式的箭號），因此以俯視視角觀之，第一段S1的漸進線A1與第三段S3的漸進線A2夾另一銳角θ2。據此，金屬葉片120藉由所述輪廓特徵，而得以在風扇100旋轉時造成「抓風」的效果，進而提高其進、出風量。

圖4是依據本發明另一實施例的金屬葉片的示意圖。與前述實施例不同的是，本實施例的金屬葉片220，其在末緣E1處具有呈弧形的凹陷223，以讓翼尖T3從上緣221延伸並反折，以及翼尖T4從下緣222延伸並反折後，同以圓滑曲線相互交會，進而提升末緣處的渦流抑制程度。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，風扇設置有多個金屬葉片，除了降低製作難度之外，也能有效降低風扇體積、重量以符合電子產品的薄型化需求。同時，也能因輕量化的金屬葉片而提升風扇的轉速，且提高配置裕度而有利於風扇的動態（旋轉）平衡。

更重要的是，風扇藉由位在各金屬葉片末緣的一對翼尖，其呈現傾斜式翼尖且相對於末緣的凹陷而呈對稱設置。同時，金屬葉片的輪廓沿其從輪轂延伸的路徑而先呈現相對於輪轂軸向的後掠傾斜後再呈現反折，此舉讓風扇旋轉時，金屬葉片的輪廓得以提高風量，而其末緣翼尖的結構特徵得以降低渦流的產生，進而降低噪音並因此增進風扇效能。

100:風扇 110:輪轂 111:結合部 120、220:金屬葉片 121、221:上緣 122、222:下緣 123、223:凹陷 A1、A2:漸進線 C:中心線 E1:末緣 R:徑向 S1:第一段 S1a:結合結構 S2:第二段 S3:第三段 T1、T2、T3、T4:翼尖 Z:軸向 θ1、θ2:銳角

圖1是依據本發明一實施例的風扇的示意圖。 圖2是圖1的風扇的俯視圖。 圖3A與圖3B以不同視角繪示金屬葉片。 圖4是依據本發明另一實施例的金屬葉片的示意圖。

100:風扇

110:輪轂

111:結合部

120:金屬葉片

R:徑向

Z:軸向

Claims (8)

1. 一種風扇，包括：輪轂；以及多個金屬葉片，分別從該輪轂延伸且相對於該輪轂的徑向呈傾斜，各該金屬葉片具有遠離該輪轂的一末緣，且具有位於該末緣的一對翼尖，其中該金屬葉片的該末緣平行該輪轂的軸向，且該金屬葉片的該對翼尖分別對應地鄰接該金屬葉片的上緣與下緣，該對翼尖相對於該金屬葉片的中心線呈對稱，所述中心線位於以該輪轂的軸向為法線的平面上。
2. 如請求項1所述的風扇，其中該對翼尖分別是傾斜式翼尖(raked wingtip)。
3. 如請求項1所述的風扇，其中各該金屬葉片還具有位於該末緣的一凹陷，鄰接在該對翼尖之間，以使該對翼尖隔著該凹陷而彼此相對且呈對稱。
4. 如請求項1所述的風扇，其中沿著該金屬葉片從該輪轂延伸的路徑上，該金屬葉片依序分隔為一第一段、一第二段與一第三段，該對翼尖位於該第三段，該第一段相對於該輪轂的徑向夾一銳角，該第二段與該第三段呈弧形。
5. 如請求項4所述的風扇，其中該第二段是該第一段與該第三段的反曲段，該第一段的漸進線與該第三段的漸進線夾另一銳角。
6. 如請求項1所述的風扇，其中各該金屬葉片沿其背離該輪轂延伸的路徑而存在不同曲率的多個分段，且各該金屬葉片是先以沖壓成型出平板狀工件後，再予以彎折成型出該些分段。
7. 如請求項6所述的風扇，其中該些金屬葉片與該輪轂藉由射出成型或壓鑄而結合在一起。
8. 如請求項1所述的風扇，其中各該金屬葉片是以一次性沖壓成型而製成。

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