TWI761677B - 風扇及其扇輪 - Google Patents

Abstract

本發明係關於風扇，其包括：一馬達及一扇輪，可用以解決該馬達之散熱問題。該馬達具有一旋轉輸出部。該扇輪具有一基部、一側部及數個葉片，該基部結合該馬達之該旋轉輸出部，該側部設置於該基部，該數個葉片設置於該側部之一外周面，該基部設置至少一第一散熱孔，該側部設置至少一第二散熱孔，該第一散熱孔及該第二散熱孔之間形成一對流部。當該扇輪旋轉時，該第一散熱孔及該第二散熱孔可產生一壓差現象，用以自該第一散熱孔導入一外界氣流至該對流部，以有效降低該馬達運作時所產生之高溫。

Description

風扇及其扇輪

本發明係有關於一種風扇及其扇輪。

習知風扇大致包含一馬達及一扇輪。該馬達用以驅動一扇輪旋轉作動，可應用於如工業用伺服器等各式電子產品。

又，習知風扇之該馬達於實際運作過程中，容易因功率過大、電流不平衡、提高馬達轉速或長時間超載運轉等諸多因素，造成該馬達運作時之溫度快速上昇，導致該馬達功耗與效率變差，甚至造成該馬達過熱燒毀等情形。雖然習知風扇之該馬達具有設置如散熱片或金屬底座等散熱手段，然而，在習知風扇之內部未具有良好之對流設計的前提條件下，該馬達之整體散熱效果仍相當有限，且設置散熱片或金屬底座亦造成習知風扇之製造成本大幅提升，故有加以改善之必要。

本發明提供風扇。在一實施例中，該風扇包括：一馬達及一扇輪。該馬達具有一旋轉輸出部。該扇輪具有一基部、一側部及數個葉片，該基部結合該馬達之該旋轉輸出部，該側部設置於該基部，該數個葉片設置於該側部之一外周面，該基部設置至少一第一散熱孔，該側部設置至少一第二散熱孔，該第一散熱孔及該第二散熱孔之間形成一對流部。

在一實施例中，該風扇之扇輪包括：一基部、一側部及數個葉片。該基部設置至少一第一散熱孔。該側部設置於該基部，該側部之一內周面設置一永久磁鐵。該數個葉片設置於該側部之一外周面，該側部設置至少一第二散熱孔，該第二散熱孔位於該基部與該永久磁鐵之間。

本發明風扇利用該對流部之設計，當該扇輪旋轉時，該第一散熱孔及該第二散熱孔可產生一壓差現象，用以自該第一散熱孔導入一外界氣流至該對流部，該外界氣流可對該馬達進行散熱，並將該馬達運作時所產生之高溫，自該第二散熱孔且排放至外界。藉此，該馬達運作時之溫度得以有效降低，以達到提升該馬達使用壽命及提升該馬達運作效率等功效。

圖1顯示本發明一實施例風扇之立體外觀圖。圖2顯示本發明一實施例風扇之扇輪之立體外觀圖。配合參閱圖1及圖2，本發明風扇1包括一馬達10及一扇輪20。本發明風扇1可為軸流式風扇或離心式風扇等，以應用於如散熱、通風或換氣等諸多用途，但不以上述為限。

圖3顯示本發明一實施例風扇之組合剖視圖。配合參閱圖1及圖3，在一實施例中，本發明風扇1之該馬達10具有一旋轉輸出部11。其中該馬達10可具有一定子12，該定子12可為各種能夠通電產生磁場且驅動該扇輪20旋轉之結構設計，例如：該定子12可包括具有磁極之矽鋼片組、線圈組或絕緣套組等構件，本發明不加以限制。本實施例係揭示該定子12具有數個磁極121，該數個磁極121用以繞設一線圈122，該線圈122通電後可產生磁場。

配合參閱圖2及圖3，在一實施例中，該扇輪20具有一基部21、一側部22及數個葉片23。該基部21可結合該馬達10之該旋轉輸出部11，該側部22設置於該基部21之外周緣，該基部21及該側部22可共同構成一輪轂H，該數個葉片23設置於該側部22之一外周面22a；其中該基部21、該側部22及該數個葉片23彼此之間可為一體射出成型或組裝結合，本發明不加以限制。又，該基部21設置至少一第一散熱孔211，該側部22設置至少一第二散熱孔221，該第一散熱孔211及該第二散熱孔221之間形成一對流部24。其中該第二散熱孔221之數量與該定子12之該數個磁極121之數量可為不同，以有效避免該扇輪20旋轉作動時產生振動或噪音。

本發明風扇1利用上述該對流部24之設計。當該馬達10驅動該扇輪20旋轉時，該扇輪20除可產生氣流以提供如散熱、通風或換氣等功能外。更重要的是，該第一散熱孔211及該第二散熱孔221可產生一壓差現象，使該扇輪20可同時自該第一散熱孔211導入一外界氣流至該對流部24，該外界氣流可直接對該馬達10進行散熱，並將該馬達10運作時所產生之高溫，自該第二散熱孔221排放至外界。藉此，該對流部24可提供該扇輪20內部之空氣對流，以確保該馬達10具有良好之散熱效果。其中該第二散熱孔221之數量可大於或等於該第一散熱孔211之數量，使該第二散熱孔221可更有效率地將該對流部24所產生之高溫導出至外界，同樣可進一步提升該馬達10之散熱效果。

配合參閱圖2，在一實施例中，本發明風扇1可另具有一扇框30，該馬達10及該扇輪20設置於該扇框30內部，該扇框30可為一軸流式扇框或一離心式扇框。該扇框30具有一軸接部31，該定子12可結合於該軸接部31之外周壁，該軸接部31可設置一轉軸32，該轉軸32之一端可設定為該馬達10之該旋轉輸出部11。藉此，本發明風扇1可構成一軸流式風扇或一離心式風扇，以應用於各式電子產品，可提升使用便利性。

圖4顯示本發明另一實施例風扇之組合剖視圖。配合參閱圖2、圖3及圖4，在一實施例中，該扇輪20之該數個葉片23各具有一結合側231，該結合側231可連接該輪轂H，亦即，該結合側231可連接該輪轂H之該基部21，或該結合側231可連接該輪轂H之該側部22。在相對於該旋轉輸出部11之一軸向X上，該數個結合側231各具有一連接端232，該連接端232位於最高點（依圖式方向為主），使該連接端232可相對遠離該馬達10。藉此，該數個葉片23之該連接端232可選擇設置於該基部21之外周緣（如圖3所示），或該連接端232亦可選擇設置於該側部22之該外周面22a之頂緣（如圖4所示），本發明不加以限制。再者，由於依圖3之圖式方向定義，在相對於該軸向X上，該連接端232即為該結合側231上之最高點，可有效增加該數個葉片23依附於該扇輪20上之整體軸向高度，且相對有利於提升該數個葉片23之驅風面積，以有效提升該扇輪20之驅風效果。

圖5顯示本發明一實施例風扇之扇輪之俯視圖。配合參閱圖2及圖5，在一實施例中，該扇輪20具有通過任一葉片23之該連接端232的一基準線L1，該基準線L1同時通該扇輪20之中心且垂直於該軸向X，該扇輪20另具有位於該基準線L1相對二側之一第一輔助線L2及一第二輔助線L3，該第一輔助線L2及該第二輔助線L3各通過該扇輪20之中心且垂直於該軸向X，該基準線L1及該第一輔助線L2之間具有一第一夾角α，該基準線L1及該第二輔助線L3之間具有一第二夾角β，該第二散熱孔221設置於該第一輔助線L2及該第二輔助線L3之間的區域。

本發明風扇1利用上述該第二散熱孔221設置於該第一輔助線L2及該第二輔助線L3之間的設計。當該馬達10驅動該扇輪20旋轉，用以將該外界氣流經由該第一散熱孔211導入至該對流部24時，該第二散熱孔221可更容易配合該數個葉片23將該馬達10運作時所產生之高溫排放至外界。因此，如圖5所示，當該第二散熱孔221數量設定為5個，且分別設置於任一葉片23周遭所定義之該第一輔助線L2及該第二輔助線L3之間的區域時，經實驗測試結果，該馬達10之工作溫度大約可降低10℃～20℃，以提供該馬達10更佳之散熱效果。

在一實施例中，該扇輪20之該數個葉片23之數量設定為N，N為3～20片；其中該第一夾角α之角度為（73/N）°，該第二夾角β之角度為（197/N）°，且該第二散熱孔221之數量可與該數個葉片23之數量不同，使該第二散熱孔221之設置數量上具有較佳之彈性，亦兼可有效降低特定頻率之噪音。藉由將該數個葉片23之數量設定為3～20片，以及設定該第一夾角α及該第二夾角β之角度範圍，該數個葉片23即可配合設置於該第一輔助線L2及該第二輔助線L3之間的該第二散熱孔221，使該扇輪20旋轉時，該第二散熱孔221用以將高溫排放至外界的效益可更進一步提升。

配合參閱圖3，在一實施例中，該扇輪20之該側部22之一內周面22b可設置一永久磁鐵25，該定子12與該永久磁鐵25之間具有一氣隙G。當該定子12通電產生磁場時，可驅動該扇輪20以該旋轉輸出部11為中心進行旋轉。

配合參閱圖3，在一實施例中，在相對於該旋轉輸出部11之該軸向X上，該第二散熱孔221可位於該基部21與該永久磁鐵25之間。藉此，在相對於該軸向X上，該第二散熱孔221之設置位置可高於該永久磁鐵25，使該對流部24所產生之高溫可不受該永久磁鐵25之阻礙地順利經由該第二散熱孔221導出至外界，以達到較佳之對流作用。

再配合參閱圖3及圖4，在一實施例中，在相對於該旋轉輸出部11之該軸向X上，該第二散熱孔221可進一步位於該連接端232與該永久磁鐵25之間。藉此，可確保該第二散熱孔221與該第一散熱孔211保持較佳距離，以形成適當區域大小之該對流部24，以達到更佳之散熱對流作用。

如上所述，在上述實施例中，本發明風扇1可利用該第一散熱孔211及該第二散熱孔221所產生之壓差現象，使該對流部24可提供該扇輪20內部較佳之空氣對流，以提供該馬達10良好之散熱對流效果，使該馬達10運作時之溫度得以有效降低，可防止該馬達10過熱燒毀，並兼可提升該馬達10之功耗，達到提升該馬達10使用壽命及提升該馬達10運作效率等功效。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非限制本發明。習於此技術之人士對上述實施例所做之修改及變化仍不違背本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

1:風扇 10:馬達 11:旋轉輸出部 12:定子 20:扇輪 21:基部 22:側部 22a:外周面 22b:內周面 23:葉片 24:對流部 25:永久磁鐵 30:扇框 31:軸接部 32:轉軸 121:磁極 122:線圈 211:第一散熱孔 221:第二散熱孔 231:結合側 232:連接端 G:氣隙 H:輪轂 X:軸向 L1:基準線 L2:第一輔助線 L3:第二輔助線 α:第一夾角 β:第二夾角

圖1顯示本發明一實施例風扇之立體外觀圖；

圖2顯示本發明一實施例風扇之扇輪之立體外觀圖；

圖3顯示本發明一實施例風扇之組合剖視圖；

圖4顯示本發明另一實施例風扇之組合剖視圖；及

圖5顯示本發明一實施例風扇之扇輪之俯視圖。

1:風扇

10:馬達

11:旋轉輸出部

12:定子

20:扇輪

21:基部

22:側部

22a:外周面

22b:內周面

23:葉片

24:對流部

25:永久磁鐵

30:扇框

31:軸接部

32:轉軸

121:磁極

122:線圈

211:第一散熱孔

221:第二散熱孔

231:結合側

232:連接端

G:氣隙

H:輪轂

X:軸向

Claims (11)

1. 一種風扇，包括：一馬達，具有一旋轉輸出部及一定子；及一扇輪，具有一基部、一側部及數個葉片，該基部結合該馬達之該旋轉輸出部，該側部設置於該基部，該數個葉片設置於該側部之一外周面，該基部設置至少一第一散熱孔，該側部設置至少一第二散熱孔，該側部之一內周面設置一永久磁鐵，該第二散熱孔位於該基部的下緣與該永久磁鐵的上緣之間，該第一散熱孔及該第二散熱孔之間形成一對流部，該對流部形成於該定子上方空間；其中該扇輪之該數個葉片各具有一結合側，該扇輪之該基部及該側部共同構成一輪轂，該結合側連接該輪轂，在相對於該旋轉輸出部之一軸向上，該數個結合側各具有一連接端，該連接端位於最高點，該扇輪具有通過任一葉片之該連接端的一基準線，該基準線同時通該扇輪之中心且垂直於該軸向，該扇輪另具有位於該基準線相對二側之一第一輔助線及一第二輔助線，該第一輔助線及該第二輔助線各通過該扇輪之中心且垂直於該軸向，該基準線及該第一輔助線之間具有一第一夾角，該基準線及該第二輔助線之間具有一第二夾角，該第二散熱孔設置於該第一輔助線及該第二輔助線之間的區域，該扇輪之該數個葉片之數量設定為N，N為3~20片，該第一夾角之角度為(73/N)°，該第二夾角之角度為(197/N)°。
2. 如請求項第1項之風扇，其中該定子與該永久磁鐵之間具有一氣隙。
3. 如請求項第2項之風扇，其中在相對於該旋轉輸出部之該軸向上，該 第二散熱孔位於該連接端與該永久磁鐵之間。
4. 如請求項第2項之風扇，其中該定子具有數個磁極，該數個磁極用以繞設一線圈，該第二散熱孔之數量與該數個磁極之數量不同。
5. 如請求項第1項之風扇，其中該第二散熱孔之數量大於或等於該第一散熱孔之數量。
6. 如請求項第1項之風扇，其中該第二散熱孔之數量與該數個葉片之數量不同。
7. 如請求項第1項之風扇，其中另具有一扇框，該馬達及該扇輪設置於該扇框內部，該扇框具有一軸接部，該軸接部設置一轉軸，該馬達之該旋轉輸出部為該轉軸之一端。
8. 一種風扇之扇輪，包括：一基部，設置至少一第一散熱孔；一側部，設置於該基部，該側部之一內周面設置一永久磁鐵；及數個葉片，設置於該側部之一外周面，該側部設置至少一第二散熱孔，該第二散熱孔位於該基部的下緣與該永久磁鐵的上緣之間，該第一散熱孔及該第二散熱孔之間形成一對流部，該對流部形成於一定子上方空間；其中該數個葉片各具有一結合側，該基部及該側部共同構成一輪轂，該結合側連接該輪轂，在相對於一軸向上，該數個結合側各具 有一連接端，該連接端位於最高點，該扇輪具有通過任一葉片之該連接端的一基準線，該基準線同時通該扇輪之中心且垂直於該軸向，該扇輪另具有位於該基準線相對二側之一第一輔助線及一第二輔助線，該第一輔助線及該第二輔助線各通過該扇輪之中心且垂直於該軸向，該基準線及該第一輔助線之間具有一第一夾角，該基準線及該第二輔助線之間具有一第二夾角，該第二散熱孔設置於該第一輔助線及該第二輔助線之間的區域，該扇輪之該數個葉片之數量設定為N，N為3~20片，該第一夾角之角度為(73/N)°，該第二夾角之角度為(197/N)°。
9. 如請求項第8項之風扇之扇輪，其中在相對於該軸向上，該第二散熱孔位於該連接端與該永久磁鐵之間。
10. 如請求項第8項之風扇之扇輪，其中該第二散熱孔之數量大於或等於該第一散熱孔之數量。
11. 如請求項第8項之風扇之扇輪，其中該第二散熱孔之數量與該數個葉片之數量不同。

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