TWI472686B - 風扇模組 - Google Patents

Description

風扇模組

本發明係關於一種風扇模組，特別是一種具有光源的風扇模組。

隨著電子產業的快速發展，使電子裝置中電子元件的運算速度大幅度提高。然而，隨著運算速度的增加，往往造成電子產品中用以執行資料運算的中央處理器(central processing unit，CPU)或圖形處理器(graphic processing unit，GPU)等電子元件產生大量的廢熱。此時，若無法即時的將這些廢熱從電子產品中排放，將容易導致電子元件的運作溫度過高，而造成其運算速度大幅降低，並嚴重影響電子產品的運作效能及穩定度；或者是，造成電子元件無法承受高溫而燒毀的情形發生。

針對此一問題，目前常見的散熱方式之一，是在電子產品上設置風扇，用以對電子產品內的電子元件進行散熱。其主要是利用風扇所產生的空氣氣流吹拂於電子元件上，藉以在電子元件表面進行熱交換作用。

傳統應用在電子裝置的風扇，其功能大多著眼於散熱功能上，使風扇的外觀設計變化不大，並且不具其他的附加功能，因此另有業者開發出具有光影效果的發光風扇，藉以吸引消費者的目光及選用。一般發光風扇主要包含一扇框、一扇輪以及單一或複數個發光元件，例如發光二極體(light emitting diode，LED)，其中扇輪可旋轉的設置在扇框內，發光元件則設置在扇框或扇輪 上。並且，為了讓發光元件發射的光線具有較好的照明效果，當發光元件設置在扇框時，通常將發光元件的發光方向朝向扇輪；以及當發光元件設置在扇輪時，將發光元件的發光方向沿平行於扇輪軸向的方式設置。因此，當發光風扇接收外部電源而產生運轉時，可藉由發光元件的明暗變化來產生炫麗的燈光效果。

然而，前述發光元件的設置方式，由於是固定在扇框上，因此只能呈現出靜態的燈光變化效果，例如光線的明暗與色彩的變化等；另外，將發光元件固定在扇輪的設置方式，由於發光元件的發光方向平行於扇輪軸向，即發光元件沿著扇輪軸向發射光線至外界環境，因此，在實際應用上，無論使用者是直視於發光風扇觀賞其燈光效果，或者是在發光風扇周圍使用電子裝置時，使用者的眼部都極易受到發光元件所產生光線的照射、刺激，而造成使用者的眼部不適，進而嚴重影響使用者採用發光風扇的意願。此外，由於發光風扇的發光元件只能單純提供光線的明暗變化來吸引使用者的目光，但是並無法提供使用者發光風扇的其他運作資訊，例如當前風扇運轉時的工作溫度或運轉速度等相關資訊，因此目前發光風扇在應用上的實用性仍有待進一步的提升。

鑒於以上的問題，本發明在於提供一種風扇模組，藉以解決習用風扇只具有散熱功能，但無法讓使用者得知風扇運轉效能的相關資訊的問題，以及習用發光風扇只能提供單純的燈光明暗變化，其同樣無法提供使用者有關風扇運轉效能的相關資訊，以及在使用上，使用者的眼部容易受到發光風扇的發光元件照射，而 嚴重影響使用者在操作電子裝置時的舒適性的問題。

本發明之風扇模組，包括一殼體、一風扇、一導光件、一發光元件以及一電路單元。殼體具有一基座以及罩覆基座之一外框，風扇可轉動的設置於基座上，且風扇具有一旋轉週期。導光件沿風扇的徑向設置於風扇上，並且相對基座具有一識別位置，導光件係配合旋轉週期位移至識別位置。發光元件設置於外框上，並且面向於導光件之一端，發光元件具有一脈衝週期，發光元件依據脈衝週期發射一光線至導光件，令光線於識別位置上形成一光束。電路單元設置於基座上，並且電性連接於風扇以及發光元件，用以控制風扇的旋轉週期以及發光元件的脈衝週期。

本發明之功效在於，透過在風扇上設置發光元件以及導光件，以及發光元件的脈衝週期配合風扇的旋轉週期的運作模式，讓導光件依據不同的旋轉週期在相對應的識別位置上，接收發光元件所發射的光線，使光線在導光件上形成具有指向性的光束。因此，讓使用者可依據光線在風扇上形成光束的位置，直接的判斷出當時風扇的旋轉速度。同時，透過導光件沿輪轂徑向導引光線的設置方式，可避免發光元件所發射的光線照射到使用者的眼部而產生刺激或干擾，因此可提升使用者操作電子裝置時的舒適度。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

本發明所揭露的風扇模組，適用於一電子產品中，用以做為 電子產品內部的電子元件的散熱裝置，例如做為中央處理器或圖形處理器等，在運作時會產生廢熱排放的電子元件的散熱裝置。

請參照第1圖至第3圖，為本發明第一實施例所揭露的風扇模組10，其包括一基座110、一風扇120、一固定件130、一導光件140、一外框150、一發光元件160以及一電路單元170。風扇120設置於基座110上，風扇120包括一輪轂121以及複數個扇葉122，複數個扇葉122沿輪轂121的圓周環繞設置於輪轂121表面，輪轂121透過內部所設置的轉軸樞設於基座110上，而可相對基座110旋轉，並且具有一旋轉週期。此為一般風扇120樞設於基座110的設置方式，亦非本發明所欲強調之特徵，在此不再贅述。

固定件130以及導光件140分別設置在風扇120的輪轂121上，並且位於輪轂121相對基座110的另一側面上。固定件130可以是但並不侷限於圓周半徑等於或小於輪轂121圓周半徑的片材或板材。固定件130上形成有一穿孔131以及一溝槽132，穿孔131形成於固定件130的中心，溝槽132連通於穿孔131，並且沿著固定件130的徑向延伸，並且在固定件130的外周緣形成一放射狀開口133。因此，當固定件130設置於輪轂121上，固定件130的穿孔131對應於輪轂121的軸心，溝槽132的延伸方向平行於輪轂121的徑向，並且使放射狀開口133對應於輪轂121的外周緣。

導光件140可以是但並不侷限於光纖，導光件140具有相對的一第一端141以及一第二端142，導光件140的第一端141對 應於輪轂151的軸心，導光件140的第二端142朝輪轂121的徑向延伸，並且靠近或突出於輪轂121的外周緣。導光件140可經由固定件130的放射狀開口133穿設於固定件130的溝槽132內，使導光件140的第一端141伸入固定件130的穿孔131，以及使導光件140的第二端142容置於固定件130的放射狀開口133中。此外，導光件140的第一端141設置有一斜面143，斜面143是沿著輪轂121的圓周往軸心的方向，從導光件140的第一端141遠離基座110之一側朝向靠近基座110之一側傾斜設置，使導光件140的第一端141在固定件130的穿孔131內形成一斜切口。

此外，由於導光件140是固定在風扇120的輪轂121上，並且沿著輪轂121的徑向設置，使導光件140具有指向性，並且相對於基座110具有一識別位置。因此，當風扇120透過輪殼121相對基座110轉動時，會一併帶動導光件140相對基座110旋轉，使導光件140相對基座110產生位移而改變其相對於基座110的方位，促使導光件140相對於基座110具有不同的識別位置。同時，導光件140是配合風扇120的旋轉週期而在不同的識別位置之間位移。

如第1圖至第3圖所示，風扇模組10的外框150罩覆於基座110上，並且在外框150與基座110的設置方式上，可以是將外框150直接的固定在基座110上；或者是，當風扇模組10設置在電子產品內部承載有電子元件30的基板20時，可以將風扇模組10的基座110設置於電子元件30上，以及將外框150蓋合並固定於基板20上，使外框150罩覆在基座110上。在本發明的實施例中， 是以外框150固定於承載有電子元件30的基板20上，並且罩覆於基座110上做為舉例說明，但在實際應用上，可依據外框150的尺寸大小來選擇外框150與基座110的組裝方式，而並非以所述的設置方式為限。

其中，在外框150相對風扇120的一側面上形成有複數個開口151，複數個開口151分別對應於部分風扇120以及導光件，使風扇120以及導光件140露出於開口151。

發光元件160設置於外框150相對風扇120之一側面上，並且對應於導光件141的第一端141。發光元件160可以是但並不侷限於發光二極體(light-emitting diode，LED)，發光元件160電性連接於電路單元170，並且以一脈衝週期發射一光線至導光件140，以藉由導光件140導引光線沿輪轂121的徑向傳遞至外界環境。

電路單元170設置在基座110上，並且電性連接於風扇以及發光元件。電路單元170可以是但並不侷限於配置有控制電路以及一微處理晶片171的電路板，並且在電路單元170上可選擇性的電性設置一轉速感測器172以及一溫度感測器173。

電路單元170可以是但並不侷限於電性設置有控制電路以及一微處理晶片141的電路板。電路單元170設置在基座110與風扇120之間上，並且電性連接於風扇120以及發光元件160。電路單元170透過微處理晶片171控制風扇120的旋轉週期以及發光元件160的脈衝週期，使導光件140配合不同的旋轉週期位移至不同的識別位置，以及使發光元件160的脈衝週期配合風扇120 的旋轉週期，讓發光元件160依據脈衝週期所發射的光線，可以配合風扇120的旋轉週期，而投射至導光件140，使光線受到導光件140的導引與傳遞而形成光束。因此，當風扇120以不同的旋轉週期相對基座110轉動時，可以讓導光件140依據當時風扇120的旋轉週期，而在相對應的識別位置上發光。

請參照第2圖至第4圖，舉例而言，當電路單元170控制風扇120以一第一旋轉週期相對基座110轉動，使風扇120以順時鐘方向轉動時，電路單元170控制發光元件160以固定的脈衝週期配合第一旋轉週期發射一光線，例如控制脈衝週期的週期數等於第一旋轉週期的週期數(如第4圖所示)，使光線在導光件140相對基座110位移至一第一識別位置時照射至導光件140，並且經由第一端141的斜切口進入導光件140內，再藉由導光件140的傳遞而從導光件140的第二端142射出，使光線形成沿輪轂121的徑向發射的指引光束，並且使導光件140在第一識別位置上發光。因此，當使用者從風扇120朝向基座110的方向觀看風扇模組10時，可以在風扇120上的特定位置注意到由導光件140所形成的光束。在本實施例中，當脈衝週期的週期數等於第一旋轉週期的週期數時，第一識別位置為對應於風扇的12點鐘方向的位置。

請參照第2圖、第5圖和第6圖，此外，在發光元件160的脈衝週期為定值的狀態下，當電路單元170以小於第一旋轉週期的一第二旋轉週期控制風扇120轉動，以加快風扇120的轉速時，由於導光件140是固定在風扇120的輪轂121上，並且隨著風扇 120旋轉，因此當發光元件130依據脈衝週期發射光線時，導光件140將配合第二旋轉週期在相對基座110的一第二識別位置接收光線，進而在第二識別位置上發光。

例如，當電路單元170以第二旋轉週期控制風扇120轉動，使風扇120轉速從1200rpm提升至2000rpm時，第二旋轉週期的週期數，將會從相等於脈衝週期的週期數改變為大於脈衝週期的週期數，使第二旋轉週期領先脈衝週期0.5個週期，讓第二識別位置對應於風扇120的6點鐘方向(如第5圖和第6圖所示)。

因此，在風扇模組10的使用上，讓使用者可直接依據導光件140在風扇120上發光時的相對位置，即時得知風扇120的運轉速度。並且，在本實施例中，另可選擇性的在電路單元170上電性設置一溫度感測器172，用以偵測風扇120內部的工作溫度，使電路單元170可依據此工作溫度控制發光元件160所發射光線的色彩。例如，當工作溫度約為30℃時，電路單元170控制發光元件160發射綠色光束；當工作溫度約為60℃時，電路單元170控制發光元件160發射紫色光束；以及當工作溫度約為90℃時，電路單元170控制發光元件160發射紅色光束等。讓使用者除了風扇120轉速外，可同時得知風扇120運作時的溫度狀態。

此外，雖然在本發明第一實施例所揭露的風扇模組10中，由於發光元件160的脈衝週期是透過電路單元170控制為定值，因此在不同的風扇120轉速下，發光元件160所發射的光線始終在單一識別位置於導光件140上形成光束。但是，在本發明的其他實施例中，電路單元170可選擇性的電性設置一轉速感測器172， 用以偵測風扇120轉速，讓電路單元170可依據風扇120轉速控制發光元件160的脈衝週期，使發光元件160配合風扇120的旋轉週期，以不同的脈衝週期發射光線。例如，當風扇120以第一旋轉週期轉動時，發光元件160仍然只在導光件140位於第一識別位置時發射光線。但是當風扇120以第二旋轉週期轉動時，發光元件160可同時於第一識別位置以及第二識別位置發射光線，讓導光件140同時在風扇120上的二個不同位置處發光，例如同時在風扇120的12點鐘方向以及1點鐘方向形成指向光束。

再者，電路單元170亦可控制發光元件160在導光件140從第一識別位置位移至第二識別位置的時間區間內持續的發射光線，使光線在風扇120上形成一光幕，例如在風扇120的12點鐘方向與3點鐘方向之間形成扇形光幕，可進一步提升使用者觀察風扇120轉速及溫度時的識別性與便利性。

此外，在本發明之風扇模組中，當電路單元170驅動發光元件160發射光線，此光線經由導光件140之第一端141所形成的斜切口進入導光件140，並且透過導光件140的導引，而從導光件140的第二端142射出，使光線沿著輪殼121的徑向照射，因此可避免光線直接的照射於使用者的眼部而產生不適，同時可避免使用者因直視於光源而產生暫時性失明的情形發生。

請參閱第7圖和第8圖所示，為本發明第二實施例所揭露的風扇模組，其與本發明第一實施例之間的差異在於，第二實施例所揭露的風扇模組10中，在風扇120的輪轂121上更設置有一遮光件180，以及在風扇120的複數個扇葉122中，與導光件140 相對應的扇葉122上設置一反光件190。遮光件180設置於輪轂121上由固定件130與導光件140所形成的共平面上，並且在遮光件180上形成有一通孔181，通孔181對應輪轂121的軸心，使導光件140的第一端141露出於通孔181，以便於接收發光元件160所發射的光線。反光件190可以是但並不侷限於塗覆於扇葉122上的反光塗層或反光貼紙。

其中，由於導光件140受到遮光件180的遮蔽，使光線從導光件140的第一端141進入導光件140後，可以被集中從導光件140的第二端142射出，進而加強光線在輪轂121的徑向上所形成光束的強度。此外，當光線從輪轂121的徑向射出時，會直接的照射於相對應扇葉122上所設置的反光件190，並且受到反光件190的反射，使扇葉122在風扇120上形成發光範圍較大的一亮光區域。由於導光件140是在識別位置上接收光線，並且將光線導引至反光件190，因此扇葉122上所形成的亮光區域可以做為識別位置的延伸，讓使用者更加方便的觀察到光線在風扇120上的相對位置，而有助於判斷風扇120當時的旋轉速度。

雖然在上述實施例中，風扇模組10是採用單一發光元件160對應單一導光件140的設置方式，但是在本發明的其他實施例中，也可以是採用複數個發光元件160對應單一導光件140的設置方式，如第9圖所示，複數個發光元件160設置在外框150相對風扇120的一側面上，並且對應於風扇120的輪轂121圓周而環繞設置在外框150上，讓導光件140的第二端142在導光件140配合風扇120的旋轉週期轉動時，可以在不同的識別位置上對應 於其中一發光元件160。因此，當發光元件160配合風扇120的旋轉週期發射光線，以及導光件140配合風扇120的旋轉週期而位移至相對應的識別位置時，發光元件160所發射的光線可以在識別位置上照亮導光件140，讓使用者可以依據導光件140在風扇120上的相對位置在判斷風扇120轉速。

上述本發明之風扇模組，透過導光件隨著風扇轉動而變換其相對基座的識別位置，以及發光元件的脈衝週期配合風扇的旋轉週期的運作模式，讓導光件在接收發光元件所產生的光線後，可以在與風扇轉速相對應的識別位置上形成具有指向性的光束，讓使用者可直接依據光束的指引方向判斷當時的風扇轉速，並且藉由光線色彩的轉換，讓使用者可同時判斷風扇運轉時的工作溫度。此外，透過光線沿輪轂的徑向照射的設置方式，降低使用者的眼部受到光線照射，或者是直視於光源的機率，進而避免使用者的眼部產生不適或者是暫時性失明的情形發生。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧風扇模組

110‧‧‧基座

120‧‧‧風扇

121‧‧‧輪轂

122‧‧‧扇葉

130‧‧‧固定件

131‧‧‧穿孔

132‧‧‧溝槽

133‧‧‧放射狀開口

140‧‧‧導光件

141‧‧‧第一端

142‧‧‧第二端

143‧‧‧斜面

150‧‧‧外框

151‧‧‧開口

160‧‧‧發光元件

170‧‧‧電路單元

171‧‧‧微處理晶片

172‧‧‧轉速感測器

173‧‧‧溫度感測器

180‧‧‧遮光件

181‧‧‧通孔

190‧‧‧反光件

20‧‧‧基板

30‧‧‧電子元件

第1圖為本發明第一實施例之風扇模組與基板的分解示意圖。

第2圖為本發明第一實施例之風扇模組結合於基板的側視示意圖。

第3圖為本發明第一實施例之風扇模組結合於基板的俯視示意圖。

第4圖為本發明第一實施例之脈衝週期的週期數等於旋轉週期的週期數的波形示意圖。

第5圖為本發明第一實施例之風扇模組的使用狀態示意圖。

第6圖為本發明第一實施例之脈衝週期的週期數小於旋轉週期的週期數的波形示意圖。

第7圖為本發明第二實施例之風扇模組與基板的分解示意圖。

第8圖為本發明第二實施例之風扇模組結合於基板的側視示意圖。

第9圖為本發明第三實施例之風扇模組的俯視示意圖。

110‧‧‧基座

120‧‧‧風扇

121‧‧‧輪轂

122‧‧‧扇葉

130‧‧‧固定件

140‧‧‧導光件

141‧‧‧第一端

142‧‧‧第二端

143‧‧‧斜面

150‧‧‧外框

160‧‧‧發光元件

170‧‧‧電路單元

171‧‧‧微處理晶片

172‧‧‧轉速感測器

173‧‧‧溫度感測器

20‧‧‧基板

30‧‧‧電子元件

Claims (16)

1. 一種風扇模組，包括有：一基座；一外框，罩覆於該基座上；一風扇，容設於該基座與該外框之間，該風扇可轉動的設置於該基座上，並且具有一旋轉週期；一導光件，沿該風扇之徑向設置於該風扇上，並且相對該基座具有一識別位置，該導光件配合該旋轉週期位移至該識別位置；一發光元件，設置於該外框相對該基座之一側，並且面向於該導光件之一端，該發光元件具有一脈衝週期，該發光元件依據該脈衝週期發射一光線至該導光件，令該光線於該識別位置上形成一光束；以及一電路單元，設置於該基座上，並且電性連接於該風扇以及該發光元件，用以控制該旋轉週期以及該脈衝週期。
2. 如請求項1所述之風扇模組，其中該識別位置包含一第一識別位置以及一第二識別位置，該旋轉週期包含一第一旋轉週期以及一第二旋轉週期，該發光元件配合該第一旋轉週期發射該光線，令該光線於該第一識別位置形成該光束，該發光元件配合該第二旋轉週期發射該光線，令該光線於該第二識別位置形成該光束。
3. 如請求項2所述之風扇模組，其中該發光元件配合該第二旋轉週期發射該光線，該光線分別於該第一識別位置以及該第二識 別位置形成該光束。
4. 如請求項2所述之風扇模組，其中該脈衝週期為定值，且該第一旋轉週期大於該第二旋轉週期。
5. 如請求項4所述之風扇模組，其中該第一旋轉週期的週期數等於該脈衝週期的週期數，該第二旋轉週期的週期數大於該脈衝週期的週期數。
6. 如請求項4所述之風扇模組，其中該第二旋轉週期的週期數與該脈衝週期的週期數的差值為0.125的倍數。
7. 如請求項1所述之風扇模組，其中該電路單元包含一溫度感測器，用以偵測該風扇之工作溫度，該電路單元依據該風扇之工作溫度控制該發光元件發射該光線之色彩。
8. 如請求項1所述之風扇模組，其中該電路單元包含一轉速感測器，用以偵測該旋轉週期，該電路單元依據該旋轉週期控制該脈衝週期。
9. 如請求項1所述之風扇模組，其中該風扇包含一輪轂以及複數個扇葉，該輪轂可轉動的設置於該基座上，該等扇葉環設於該輪轂表面，該導光件設置於該輪轂相對該外框之一側面上。
10. 如請求項9所述之風扇模組，其中該導光件對應於該等扇葉之其中之一，並且該扇葉上設置有一反光件，該導光件導引該光線至該反光件，該反光件反射該光線，並且於該扇葉上形成一發光區。
11. 如請求項9所述之風扇模組，其中該導光件為光纖，該導光件具有一第一端以及一第二端，該第一端位於該輪轂之軸心，該 第二端位於該輪轂之外周緣。
12. 如請求項11所述之風扇模組，其中該發光元件對應於該第一端，並且該第一端具有一斜面，該斜面自該第一端靠近該發光元件之一側朝向該第一端遠離該發光元件之一側傾斜設置，並且於該第一端形成一斜切口，該光線經由該斜切口進入該導光件。
13. 如請求項11所述之風扇模組，包括複數個發光元件，該等發光元件環設於該外框上，並且對應於該輪轂之外周緣，該光線經由該等發光元件之其中之一發射至該第二端，並藉由該第二端傳遞至該第一端。
14. 如請求項13所述之風扇模組，其中該第二端具有一斜面，該斜面自該第二端靠近該發光元件之一側朝向該第二端遠離該發光元件之一側傾斜設置，並且於該第二端形成一斜切口，該光線經由該斜切口進入該導光件。
15. 如請求項11所述之風扇模組，更包括一固定件，設置於該輪轂相對該外框之一側面，該固定件上形成有一溝槽，並且於該溝槽上形成一穿孔，該導光件容置於該溝渠內，並且以該第一端伸入該穿孔內。
16. 如請求項11所述之風扇模組，更包括一遮光件，覆蓋於該導光件上，該遮光件上形成有一通孔，該通孔對應於該導光件之該第一端，該光線經由該通孔傳遞至該第一端。