TWI458424B - 微型散熱風扇 - Google Patents

Description

微型散熱風扇

本發明係關於一種微型散熱風扇，特別是一種驅動電路被配置於殼體之外表面，以實現微型風扇馬達殼體與驅動電路一體式結構的微型散熱風扇。

近年來，電子裝置中設有各種電子元件，例如中央處理器及電源供應器。由於電子裝置運作時，電子元件會產生大量的熱量，因此必須裝設散熱風扇以排除熱量，防止電子元件溫度過高而縮短電子元件的使用壽命。

依據中華民國新型專利公告第247005號「直流風扇馬達結構」所揭露的直流風扇馬達結構，係以控制電路裝置控制定子裝置之電磁效應，使轉子裝置受定子裝置電磁排斥及轉動，而定子裝置係將空心線圈組套裝於導磁軸套之環狀磁鐵，及將矽鋼片組之上矽鋼片、下矽鋼片分別套於導磁軸套及環狀磁鐵之頂緣、底緣，而其主要特徵在於每一矽鋼片的周緣對稱凸設有四凸片，其中，上矽鋼片之四凸片與下矽鋼片之四凸片交錯設置，且每一凸片之一側邊略大於另一側邊成一不對稱設計。由於控制電路裝置位於定子的下方，且在風扇的軸向上，因此將造成熱能散逸不良，進而降低控制電路裝置上電子元件的使用壽命。另外，由於電子元件設置於控制電路裝置上的面積將受限於馬達的最大外徑，因而造成電子元件具有不易排列設置的問題。

依據中華民國新型專利公告第M337965號「散熱風扇」所揭露的散熱風扇包含框體及扇輪。其中，框體具有入風端面、出風端面、內環壁、軸向氣流通道及承載部。承載部形成於框體的至少一部分框邊，承載部包含第一側牆、第二側牆及承載空間。第一側牆係由內環壁的至少一部分所形成，第二側牆與第一側牆間隔設置。承載空間形成於第一側牆及第二側牆間，用以承載驅動電路板。由於將驅動電路放置於內環壁的承載空間中，一方面增加散熱風扇風量，另一方面解決驅動電路的散熱問題。但上述散熱風扇於製作過程中，需要在框體的內環壁另設置承載空間以放置驅動電路，存在有框體製程複雜與需考量驅動電路散熱的問題。

除此之外，當散熱風扇應用於網際網路的終端時，散熱風扇需微小化，但在散熱風扇小型化的過程中，為了降低散熱風扇所耗功率，需導入三相馬達結構，然而，三相馬達所需的配置空間較單相馬達大，使得微型散熱風扇存在有無多餘空間配置驅動電路的問題。

鑒於以上的問題，提供一種微型散熱風扇，此微型散熱風扇可藉由將驅動電路與微型散熱風扇的殼體整合成一體式的結構，一方面以減少微型散熱風扇的風阻值，進而提高微型散熱風扇的散熱效果，另一方面不用考慮驅動電路的散熱問題，又一方面可解決微型化散熱風扇所存在無多餘空間配置驅動電路的問題。

依據一實施例，微型散熱風扇包括殼體、扇輪以及主電路板。其中，殼體具有容置空間、第一內表面及第一外表面，扇輪具有複數個扇葉且被配置於容置空間中。主電路板包含第一電路板與第二電路板，定子被配置於第一電路板，驅動電路被配置於第二電路板，定子與驅動電路電性連接，且第一電路板被配置於該第一內表面，第二電路板被配置於該第一外表面。

依據另一實施例，微型散熱風扇包括殼體以及主電路板。其中，殼體具有容置空間、第一內表面及缺口，缺口與容置空間相通，且缺口的相對二側邊分別具有凹槽。主電路板包含第一電路板與第二電路板，第一電路板具有定子，第二電路板具有驅動電路，定子與驅動電路電性連接，且第一電路板被配置於第一內表面，第二電路板嵌入凹槽並遮閉缺口。

根據上述實施例的微型散熱風扇，可將其應用於電子裝置。其中，驅動電路所配置的第二電路板可直接配置於殼體的第一外表面上，亦可嵌入殼體而成為殼體的一部分。因為上述微型散熱風扇利用驅動電路與微型散熱風扇的殼體整合成一體式的結構，使得驅動電路不具有散熱問題，可減少微型散熱風扇的風阻值，並提高微型散熱風扇的散熱效果。此微型散熱風扇可解決無多餘空間配置驅動電路的問題。

以上關於本發明的內容說明及以下之實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的精神與原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參照「第1A圖」與「第1B圖」，係分別為根據本發明之第一實施例的立體***圖與組合圖。微型散熱風扇100包括殼體102、吸磁塊104、主電路板106、軸承108以及扇輪110。其中，在此實施例中殼體102可由兩個次殼體所組成，但並不以此為限。圖中可見，殼體102係由外框112與上蓋114所組成。殼體102具有彼此相對的入風面116與出風面118、氣流通道120、容置空間122、軸座124、第一內表面126與第一外表面128。入風面116可配置於上蓋114的一面，出風面118可配置於外框112的一面，但本實施例並非用以限制本發明。舉例而言，入風面116可配置於外框112的一面，出風面118可配置於上蓋114的一面。

請參照「第2圖」，係為「第1B圖」之2-2位置的剖面示意圖。氣流通道120配置於入風面116與出風面118間，且貫通殼體102。微型散熱風扇100藉由氣流通道120引導氣流的流動(即「第2圖」中的箭頭方向)，進而達到散熱的效果。容置空間122係用以放置吸磁塊104、主電路板106與扇輪110，扇輪110藉由軸承108與軸座124樞接且可相對出風面118轉動。其中，扇輪110具有五個扇葉1101，但扇葉1101之數量並不以為限。軸座124與吸磁塊104配置於第一內表面126，吸磁塊104係用以提升氣隙中的磁通密度。

第一內表面126可為環繞容置空間122的面，例如內底面126a及內環壁126b。第一外表面128可為殼體102與外在環境接觸的表面，例如四個外側表面128a，128b，128c，128d及一外底面128e(請見於「第1A圖」與「第2圖」)。在本實施例中，第一內表面126係為外框112中環繞容置空間122且相對於(opposite to)出風面118的面(即內底面126a)，第一外表面128係為殼體102中的一外側表面(及外側表面128a)，且第一外表面128與出風面118及入風面116垂直，但本實施例並非用以限制本發明。

請參照「第3圖」，係為根據本發明之第一實施例的主電路板示意圖。主電路板106包含第一電路板1061與第二電路板1062。其中，主電路板106可為一體式的電路板(即第一電路板1061與第二電路板1062為同一電路板)，亦可為組合式的電路板(即第一電路板1061與第二電路板1062組合成主電路板106)。在本實施例中，第一電路板1061與第二電路板1062為同一電路板，而第一電路板1061與第二電路板1062組合成主電路板106之實施例請容後詳述。

前述第一電路板1061與第二電路板1062為一體式之設計，係指第一電路板1061與第二電路板1062在佈線、生產時係為相連之電路板，兩者之間可採用軟性電路板進行電性連接，因此，在組裝時，可以輕易地將第一電路板1061置於容置空間122中，並將第二電路板1062置於殼體102之第一外表面128。

請參照「第2圖」，定子130被配置於第一電路板1061，驅動電路132被配置於第二電路板1062，定子130可為但不限於一組定子線圈，驅動電路132包括引接端子134與驅動元件136。定子130與驅動電路132電性連接，藉由引接端子134連接外部電源，使得驅動元件136產生驅動電流以驅動定子130(即一組定子線圈)。被驅動的定子130產生磁場，進而帶動扇輪110轉動。

在本實施例中，由於定子130與扇輪110配置於第一內表面126上，定子130與扇輪110的面積小於或等於第一內表面126的面積，以減少氣流進出氣流通道120的風阻。藉由驅動電路132配置於第一外表面128，一方面可解決微型散熱風扇無多餘空間配置驅動電路的問題，另一方面驅動電路132可與外在環境進行熱對流而達到散熱效果。

請參照「第1A圖」與「第3圖」，在本實施例中，外框112另具有開口138與凸肋140，第一電路板1061具有連接板142。開口138係為放置連接板142的位置，以使得連接板142連接第一電路板1061與第二電路板1062。且連接板142配置於凸肋140上，連接板142的寬度小於或等於凸肋140的寬度，可減少氣流進出氣流通道120的風阻。上述的微型散熱風扇100係指長度二十釐米以下、寬度二十釐米以下且高度十釐米以下的散熱風扇。

請參照「第4圖」，係為根據本發明之第二實施例的立體***圖。微型散熱風扇200包括殼體202、吸磁塊204、第一電路板206、第二電路板208、軸承210與扇輪212。其中，殼體202是由兩個次殼體所組成。換句話說，殼體202係由外框214與上蓋216所組成。其中，第一電路板206與第二電路板208組合成主電路板218，且定子220被配置於第一電路板206，驅動電路222被配置於第二電路板208，定子220與驅動電路222電性連接。定子220可為但不限於三組定子線圈，驅動電路222包括引接端子224與驅動元件226。第一電路板206與第二電路板208可同為撓性基板，亦可第一電路板206為撓性基板，而第二電路板208為硬質基板，可依據實際需求而進行選擇。

請參照「第5圖」，係為根據本發明之第三實施例的剖面示意圖。微型散熱風扇300包括殼體302、吸磁塊304、第一電路板306、第二電路板308、軸承310與扇輪312。其中，殼體302具有彼此相對的入風面316與出風面318、氣流通道320、軸座324、第一內表面326與第一外表面328。殼體302係由外框3021與上蓋3022所組成，入風面316可配置於上蓋3022的一面，出風面318可配置於外框3021的一面，但本實施例並非用以限制本發明。

主電路板330包括第一電路板306與第二電路板308，且第一電路板306與第二電路板308為同一電路板。定子332被配置於第一電路板306，驅動電路334被配置於第二電路板308，定子332與驅動電路334電性連接。其中，驅動電路334包括引接端子336與驅動元件338。第一電路板306置於第一內表面326中，並將第二電路板308置於第一外表面328。在本實施例中，第一內表面326與第一外表面328可為出風面318的相對(opposite)二側面，且第一內表面326為環繞氣流通道320的面。

請參照「第6A圖」與「第6B圖」，係分別為根據本發明之第四實施例的外框與主電路板立體***圖與立體組合圖。微型散熱風扇400包括殼體及主電路板401，其中殼體為外框402。外框402具有容置空間404、第一內表面406、出風面407及缺口408，缺口408與容置空間404相通，且缺口408的相對二側邊分別具有凹槽410、412。在本實施例中，第一內表面406係為外框402中環繞容置空間404且相對於(opposite to)出風面407的面。

主電路板401包含第一電路板416與第二電路板418，第一電路板416具有定子420，第二電路板418具有驅動電路422，定子420與驅動電路422電性連接，且第一電路板416被配置於第一內表面406，第二電路板418嵌入凹槽410、412並遮閉缺口408。換句話說，第二電路板418成為外框402的一部份。其中，定子420可為但不限於三組定子線圈，驅動電路422包括引接端子424與驅動元件426。

請參照「第7A圖」與「第7B圖」，係分別為依據本發明之第五實施例的外框與主電路板立體***圖與立體組合圖。微型散熱風扇500包括殼體及主電路板501，其中殼體為外框502。，外框502具有容置空間504、第一內表面506、出風面507及缺口508，缺口508與容置空間504相通，且缺口508的相對二側邊分別具有凹槽510、512。

主電路板501包含第一電路板516與第二電路板518，第一電路板516具有定子520，第二電路板518具有驅動電路522，定子520與驅動電路522電性連接，且第一電路板516被配置於第一內表面506，第二電路板518嵌入凹槽510、512並遮閉缺口508。其中，定子520可為但不限於三組定子線圈，驅動電路522包括引接端子524與驅動元件526。

在本實施例中，外框502具有內環壁528與軸座530，內環壁528呈圓弧面。圓弧面之弧角介於二百七十度至三百三十度之間，且圓弧的軸心與微型散熱風扇500的軸座530平行。圓弧面之弧角會影響氣流進出外框502時的風阻，當圓弧面之弧角越大時，氣流的風阻越小。其中，嵌入凹槽510、512並遮閉缺口508的第二電路板518可為但不限於硬質電路板。

綜上所述，根據上述實施例的微型散熱風扇，可將其應用於電子裝置。其中，驅動電路所配置的第二電路板可直接配置於殼體的第一外表面上，亦可嵌入殼體而成為殼體的一部分。因為上述微型散熱風扇利用驅動電路與微型散熱風扇的殼體整合成一體式的結構，使得驅動電路不具有散熱問題的考量，且可減少微型散熱風扇的風阻，以提高微型散熱風扇的散熱效果，亦可解決次世代的微型散熱風扇所存在無多餘空間配置驅動電路的問題。

雖然本發明以前述的較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300、400、500．．．微型散熱風扇

102、202、302．．．殼體

104、204、304．．．吸磁塊

106、218、330、401、501．．．主電路板

1061、206、306、416、516．．．第一電路板

1062、208、308、418、518．．．第二電路板

108、210、310．．．軸承

110、212、312．．．扇輪

1101．．．扇葉

112、214、3021、402、502．．．外框

114、216、3022．．．上蓋

116、316．．．入風面

118、318、407、507．．．出風面

120、320．．．氣流通道

122、404、504．．．容置空間

124、324、530．．．軸座

126、326、406、506．．．第一內表面

126a．．．內底面

126b．．．內環壁

128、328．．．第一外表面

128a、128b、128c、128d．．．外側表面

128e．．．外底面

130、220、332、420、520．．．定子

132、222、334、422、522．．．驅動電路

134、224、336、424、524．．．引接端子

136、226、338、426、526．．．驅動元件

138．．．開口

140．．．凸肋

142．．．連接板

408．．．缺口

410、412、510、512．．．凹槽

508．．．缺口

528．．．內環壁

第1A圖係為根據本發明之第一實施例的立體***圖；

第1B圖係為根據本發明之第一實施例的立體組合圖；

第2圖係為第1B圖之2-2位置的剖面示意圖；

第3圖係為根據本發明之第一實施例的主電路板示意圖；

第4圖係為根據本發明之第二實施例的立體***圖；

第5圖係為根據本發明之第三實施例的剖面示意圖；

第6A圖係為根據本發明之第四實施例的外框與主電路板立體***圖；

第6B圖係為根據本發明之第四實施例的外框與主電路板立體組合圖；

第7A圖係為根據本發明之第五實施例的外框與主電路板立體***圖；以及

第7B圖係為根據本發明之第五實施例的外框與主電路板立體組合圖。

100．．．微型散熱風扇

102．．．殼體

104．．．吸磁塊

106．．．主電路板

1061．．．第一電路板

1062．．．第二電路板

108．．．軸承

110．．．扇輪

1101．．．扇葉

112．．．外框

114．．．上蓋

116．．．入風面

118．．．出風面

122．．．容置空間

124．．．軸座

126．．．第一內表面

126a．．．內底面

126b．．．內環壁

128．．．第一外表面

128a、128b、128c、128d．．．外側表面

130．．．定子

132．．．驅動電路

134．．．引接端子

136．．．驅動元件

138．．．開口

140．．．凸肋

142．．．連接板

Claims (10)

1. 一種微型散熱風扇，包括：一殼體，該殼體具有一容置空間、一第一內表面及一第一外表面；一扇輪，該扇輪具有複數個扇葉且被配置於該容置空間中；以及一主電路板，該主電路板包含一第一電路板與一第二電路板，一定子被配置於該第一電路板，一驅動電路被配置於該第二電路板，該定子與該驅動電路電性連接，且該第一電路板被配置於該第一內表面，該第二電路板包含相連之一第一板體以及一第二板體，該第二板體突出於該殼體，且該第一板體覆蓋該第一外表面之一側。
2. 如請求項1所述之微型散熱風扇，該定子為一組定子線圈。
3. 如請求項1所述之微型散熱風扇，該定子為三組定子線圈。
4. 如請求項1所述之微型散熱風扇，其中，該主電路板為一體式的電路板。
5. 如請求項1所述之微型散熱風扇，其中，該主電路板為組合式的電路板。
6. 如請求項1所述之微型散熱風扇，其中，該第一外表面係相對於該第一內表面。
7. 如請求項1所述之微型散熱風扇，其中，該第一外表面係位於該殼體之一側面。
8. 如請求項1所述之微型散熱風扇，其中，該驅動電路包括一引接端子與一驅動元件。
9. 一種微型散熱風扇，包括：一殼體，該殼體具有一容置空間、一第一內表面及一缺口，該缺口與該容置空間相通，且該缺口的相對二側邊分別具有一凹槽；以及一主電路板，該主電路板包含一第一電路板與一第二電路板，該第一電路板具有一定子，該第二電路板具有一驅動電路，該定子與該驅動電路電性連接，且該第一電路板被配置於該第一內表面，該第二電路板包含相連之一第一板體以及一第二板體，該第二板體突出於該殼體，且該第一板體嵌入該些凹槽並遮閉該缺口而形成該殼體之一側邊。
10. 如請求項9所述之微型散熱風扇，其中，該殼體具有一內環壁，該內環壁呈一圓弧面，該圓弧面之弧角介於二百七十度至三百三十度之間。