CN101159161B - 电子设备及其隔声方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子设备及其隔声方法，其中具体公开了电子设备，包括：驱动器，用来记录/再现记录介质；和吸声部件，具有赫尔姆霍茨谐振器，用来在由驱动器产生的声音中隔绝在预定频率下的声音。

Description

电子设备及其隔声方法

技术领域

本发明涉及一种装有硬盘驱动器的电子设备，典型地例如个人计算机，和一种用于这种类型的电子设备的隔声方法。

背景技术

个人计算机等已经主要把硬盘驱动器用作用来存储数据的装置。因为近代数据的巨大容量，多个硬盘驱动器经常安装在个人计算机等上。而且，为了简化硬盘驱动器的安装/拆除，有对于允许硬盘驱动器从个人计算机等的前侧安装/拆除的需要。

如果多个硬盘驱动器安装在个人计算机的前侧上，即在靠近用户的位置处，则产生由硬盘驱动器产生噪声的问题。特别是，这种噪声问题应该变得较严重，因为以高速执行过程的近代个人计算机等的外壳具有较低密封性能，以便把冷却空气带到壳体中以缓解内部巨大的发热量。

因此已经提出，把隔声部件安装成它围绕硬盘驱动器(例如，参照日本专利申请公报No.JP2006-185571(段落[2003]，图3))。

发明内容

然而，当考虑到安装硬盘驱动器的数量、前侧安装、外壳低密封性能及上述的类似情况时，简单地把隔声部件布置成围绕硬盘驱动器不足以隔音。如果要通过使用上述隔声部件得到足够的隔声性能，则可认为，包括隔声部件的硬盘驱动器变得非常巨大和沉重。这导致能够安装在个人计算机等上的硬盘驱动器的减小数量、和硬盘驱动器从个人计算机等安装/拆除的不便。

鉴于上述情况形成本发明。根据本发明的实施例，提供有一种能够大体减少由驱动器产生的噪声同时保持驱动器紧凑和重量轻的电子设备、和一种驱动器的隔噪声方法。

本发明者已经发现：驱动器，典型地硬盘驱动器，在特定频率下具有噪声波峰，并且如果在波峰处的噪声被减小，则用户的噪声感觉可显著减小。用户噪声感觉的减小具有噪声实质减小的意义。

根据本发明的实施例，一种电子设备包括：驱动器，用来记录/再现记录介质；和吸声部件，具有赫尔姆霍茨(Helmholtz)谐振器，用来在由驱动器产生的声音中吸收在预定频率下的声音。

根据本发明的实施例，使用具有赫尔姆霍茨谐振器的吸声部件，该吸声部件在由驱动器产生的声音中吸收在预定频率下的声音，例如在噪声波峰频率下的声音。用户的噪声感觉因而显著减小，并因此有可能实质地减小由驱动器产生的噪声，同时保持驱动器紧凑和重量轻。

在本发明的实施例中，驱动器可以是硬盘驱动器。

根据本发明的实施例，由于硬盘驱动器具有强噪声波峰，特别是在特定频率下，所以特别有意义的是，通过使用具有赫尔姆霍茨谐振器的吸声部件，实质地减小噪声。

在本发明的实施例中，驱动器可经在电子设备的前侧上提供的开口而安装/拆除，并且电子设备可以进一步包括第一盖，该第一盖覆盖电子设备的整个前侧，并且可除去地安装在电子设备上，使吸声部件提供在面对电子设备的前侧的平面上。

根据本发明的实施例，由于覆盖电子设备的整个前侧的第一盖的区域非常大，所以有可能提供带有较大数量的赫尔姆霍茨谐振器的吸声部件和改进吸声性能。而且，由于专用于吸声的装置不提供给驱动器，所以驱动器可保持紧凑和重量轻。

在本发明的实施例中，抽吸端口可以提供在电子设备的前侧上以把冷却空气引入到电子设备中，并且电子设备可以进一步包括在电子设备中靠近抽吸端口处布置的冷却风扇。

根据本发明的实施例，有可能提高电子设备的冷却性能，同时实质地减小噪声。

在本发明的实施例中，电子设备可以进一步包括可除去地安装在电子设备的前侧上的开口上的第二盖，第二盖例如可以是金属盖或塑料盖。

根据本发明的实施例，第二盖可以减小低频分量的噪声。

在本发明的实施例中，驱动器可经在电子设备的前侧上提供的开口而安装/拆除，并且电子设备可以进一步包括可在开口上可除去地安装的盖，使吸声部件提供在面对开口的平面上。

根据本发明的实施例，由于赫尔姆霍茨谐振器提供在更靠近驱动器的位置处，所以在噪声扩散之前可减小噪声，并因而可以改进吸声性能。而且，由于专用于吸声的装置不提供给驱动器，所以驱动器可保持紧凑和重量轻。

在本发明的实施例中，电子设备可以进一步包括壳体，该壳体容纳驱动器并使吸声部件放置在面对驱动器的平面中。

根据本发明的实施例，由于赫尔姆霍茨谐振器提供在最靠近驱动器的位置处，所以在噪声扩散之前可最有效地减小噪声，并因而可改进吸声性能。

根据本发明的另一个实施例，电子设备的隔声机理包括步骤：用驱动器记录/再现记录介质；和用赫尔姆霍茨谐振器吸收在由驱动器产生的声音中在预定频率下的声音。

根据本发明的实施例，用户的噪声感觉可显著减小，并且可实质地减小由驱动器产生的噪声，同时保持驱动器紧凑和重量轻。

附图说明

图1是方块图，表示根据本发明实施例的个人计算机的结构。

图2是平面图，表示在图1中表示的主单元的内部结构。

图3是在图1中表示的主单元的前视图。

图4是示意立体图，表示在图2和3中表示的第二区的结构。

图5是示意立体图，表示在图1中表示的主单元的外观。

图6是立体图，表示覆盖在图5中表示的主单元的整个前侧的盖子的后侧。

图7是后视图，表示覆盖在图5中表示的主单元的整个前侧的盖子的后侧。

图8是横断面图，表示在图6和7中表示的壁的部分区域。

图9是放大视图，表示在图6和7中表示的壁的孔的周缘区域。

图10是平面图，表示在图1中表示的访问单元的内部结构。

图11是在图1中表示的访问单元的前视图。

图12用来表明在图1中表示的主单元中冷却空气的流动。

图13是根据另一个实施例的立体图，表示覆盖开口的盖子的后侧，通过该开口安装或拆除硬盘驱动器。

图14是根据另一个实施例用来容纳硬盘驱动器的壳体的立体图。

具体实施方式

下面参照附图将描述本发明的实施例。

图1是方块图，表示根据本发明实施例的个人计算机的结构。

如图1中所示，个人计算机100具有主单元200、访问单元300及用来互连主单元200和访问单元300的电缆400。在该个人计算机100中，主单元200和访问单元300机械地分离，并且经电缆400电气地连接。

主单元200包括安装CPU等的母板210、作为驱动器的硬盘驱动器221至224(尽管未表示，但典型地使用四个驱动器)、用来把电力供给到构成个人计算机100的每个元件的电源单元230、及用来把个人计算机100设置到通(ON)/断(OFF)/备用(STANDBY)模式的第一电源开关240。

母板210具有系统电力控制电路211，后者允许第一电源开关240和在以后描述的访问单元300侧上的第二电源开关完成相同功能，换句话说，允许第二电源开关起用来把个人计算机100设置到通/断/备用模式之一的电源开关的作用。

电源单元230不仅把电力供给到主单元200的每个元件，而且也经电缆400供给到访问单元300的每个元件。

访问单元300具有：光盘驱动器311和312(尽管未表示，但使用两个驱动器)，对其加载/卸载诸如CD或DVD之类的光学记录介质，并且其从/向光学记录介质读/写数据；IEEE1394端口320；USB端口331至334(尽管未表示，但使用四个端口)，多卡阅读器340，用来从/向各种可携带类型的闪存卡读/写数据；PCMCIA卡总线350，用来从/向PCMCIA卡读/写数据；麦克风终端362；耳机终端361；及第二电源开关370，用来把个人计算机100设置到通/断/备用模式之一。

光盘驱动器311和312经SATA/PATA控制器313、IEEE1394端口320经1394控制器321、USB端口331至334和多卡阅读器340经USB控制器325、及PCMCIA卡总线350经PCMCIA卡总线控制器351，分别连接到主单元200的母板210上。

监视器501和扬声器502连接到主单元200上，并且键盘503和鼠标504可以经USB端口连接到主单元200和访问单元300两者上。

图2是平面图，表示在图1中表示的主单元200的内部结构；并且图3是主单元200的前视图。

如图2中所示，主单元200如从前侧看到的那样分隔成右和左区。从前侧看到的主单元200的左区设置为第一区251，并且从前侧看到的主单元200的右区设置为第二区252。

母板210布置在第一区251的底部上，并且最多五块扩展板254可布置在与在第二区252中的电源单元230相邻的区253中。扩展板254插入在扩展板插座(未表示)中，并且竖直布置在母板210上。扩展板254的外部接口平面暴露在主单元200的后侧上。

两个冷却风扇255和256布置在第一区251的前侧上。风扇255主要冷却母板210，而风扇256主要冷却扩展板254。在这个实施例中，风扇255比风扇256大，以增强对于安装产生多得多的热量的CPU的母板210的冷却性能。第一区251的后侧由带有多个孔的金属片(未表示)制成，并且这些孔实质构成第一区251的排气端口。

注意，在后侧上的第一区251的左上角部能以这样一种方式安装两个叠置的上部和下部硬盘驱动器257，从而它们悬挂在上侧。

用来容纳硬盘驱动器221至224的壳体260布置在第二区252中在前侧上，并且电源单元230布置在第二区252中在后侧上。

如图4中所示，壳体260具有壳体主体261和盖262。具有多个孔的金属片围绕壳体260的上部、下部、右边及左边壁。壳体主体261的后和前侧敞开。盖262可除去地安装在壳体主体261的开口处在前侧上，并且由具有多个孔的金属片制成(这些孔大体构成第二区252的抽吸端口)。硬盘驱动器221至224以竖直状态滑入和容纳在壳体260中，并且由线束(未表示)连接。因此，硬盘驱动器221至224可从在个人计算机100中的主单元200的前侧安装/拆除。

冷却风扇263安装在第二区252中布置的电源单元230的上部部分上在后侧上。冷却风扇263抽吸在电源单元230中的空气，并且抽吸的空气从主单元200的后侧排出。

电源单元230布置在其中的空间覆盖有由例如PET制成的屏蔽部件264。屏蔽部件是用来隔离例如电源单元230布置在其中的空间的上部部分和第一区251的部件。屏蔽部件264在与在第一区251的侧上的扩展板254相对应的上部区域中具有多个孔265。经这些孔，冷却风扇263从第一区251侧抽吸空气。扩展板254因此可被补充地冷却。凹口 266穿过在下部预定区域中的屏蔽部件264而形成，线束(未表示)经这个凹口从第一区251引导到第二区。

第一区251和第二区252由在第一区251的侧上的壳体260的壁和由在第一区251的侧上的屏蔽部件264的壁屏蔽。因此有可能分离地控制第一区251和第二区252的冷却。即，冷却控制可更精细地进行，并因而可改进冷却效率，且可减小风扇的噪声。

如图3中所示，在第一区251侧上的主单元200的前下部区域中，在水平方向上顺序布置有IEEE1394端口271、四个USB端口272至275、S-VIDEO终端276及RCA终端277至279。第一电源开关240布置在主单元的中前部区域中在左端侧上(与第二区252相对)。

如图5中所示，在与第一区251相对应的主单元200的前表面上，布置盖子280，该盖子280由塑料制成，并且具有用来把冷却空气从前表面引入到第一区的端面的多个竖直细长孔281。在与第二区252相对应的主单元200的前表面上，由塑料制成的盖子282以可运动方式布置。盖子282和盖262与第二盖相对应。

盖子282例如以这样一种方式固定到主单元200上，从而在盖子282的后表面上在其右端(与第一区251相对)处形成的上部和下部突起(未表示)与在主单元200中在对应位置处形成的孔(未表示)相啮合，并且在盖子280上在与盖子282相邻的位置处形成的滑动开关(未表示)向盖子282侧突出。通过如图4中所示拆除盖子284和除去盖262，可向/从主单元200的前侧安装/拆除硬盘驱动器221至224。

作为第一盖的盖子283可除去地布置在主单元200的前侧上以覆盖整个前侧。盖子283以这样一种方式固定到主单元200上，使得在盖子283的右和左后侧上提供的上部和下部突起289与在主单元200中在对应位置处形成的孔290相啮合。

盖子283具有上部和下部倾斜平面284和285，该倾斜平面284和285分别具有三个开口286和287，以能够访问IEEE1394端口271、USB端口272至275、RCA终端277至279及S-VIDEO终端276，并且允许空气流过开口。

电源开关288布置在盖子283上在与第一电源开关240相对应的位置处。电源开关288具有用来抵靠在盖子283的后侧上的第一电源开关240的突起(以后要描述)。通过按压电源开关288，突起抵靠第一电源开关240，并且然后按压第一电源开关。

图6是在后侧上的盖子283的立体图，并且图7是表示盖子283的后侧的后视图。后侧面对主单元200的前侧。

如从图6和7看到和已经描述的那样，分别布置三个上部和下部开口286和287，并且两个上部和下部突起289形成在盖子283的后侧上分别在其右和左端处。

用来加强台阶291的突出部分形成在盖子283的后部中央区域中，从而它近似地互连盖子283的右和左端部。这个台阶291在盖子283的后侧上把壁292和293分离成上部和下部区域。可抵靠第一电源开关240的突起294布置在台阶291的预定顶点位置处。

壁292和293的每一个形成有以之字形布置在上部和下部排中的多个圆形孔295。而且，板部件296布置在盖子283的前平面上在竖直方向上在左端部处(它面对第二区252)，并且在竖直方向上也形成有多个孔295。

图8是部分横断面图，表示壁292和293的每一个；并且图9是放大视图，表示孔295的周缘区域。

壁292和293包括：由塑料制成的第一层297a；由塑料制成的第二层297b；及第三层、或装饰板297c，由铝制成，并且用作盖子283的表面。具有比孔295的直径大的直径的圆柱形空腔298形成在第一层297a和第二层297b的堆叠位置处，从而它与孔295连通。由于空腔298由塑料制成的第一层297a和第二层297b的堆叠结构形成，所以可容易地形成空腔298。

在这个实施例中，赫尔姆霍茨谐振器299包括孔295和与孔295连通的空腔298。

赫尔姆霍茨谐振器299减小硬盘驱动器221至224的噪声。赫尔姆霍茨谐振器299吸收特别是在硬盘驱动器221至224的波峰噪声频率下的声音。在这个实施例中，赫尔姆霍茨谐振器299构造成，它吸收在约2.6kHz频率下的声音。因此，孔295和空腔298的尺寸按如下设置：

孔295的进口端口的半径R1：1mm

孔295的进口端口的长度L1：1mm

空腔298的半径R2：7.5mm

空腔298的长度L2：3mm

空腔298的体积V2：530mm³

当把340m/s的声速C代入到赫尔姆霍茨谐振器的熟知理论公式中而不考虑孔295时：

得到4165.596099Hz的频率，并且

当考虑和修正孔295时，得到2598.02498Hz的修正频率fa。

在这个实施例中，吸收在硬盘驱动器221至224的波峰频率下的声音的赫尔姆霍茨谐振器299布置在覆盖主单元200的整个前侧的盖子283的后平面上，即在面对主单元200的前侧的壁292和293上。因此有可能有效地减小噪声。明确地说，由于盖子283覆盖主单元200的整个前侧，所以有可能具有壁292和293的巨大区域，并且布置增大数量的赫尔姆霍茨谐振器299，由此进一步改进吸声性能。

而且，在这个实施例中，由于形成有多个赫尔姆霍茨谐振器299的板部件296布置在盖子283的前平面上在左端部处(与第二区252相对)，即在更靠近硬盘驱动器221至224的位置处，所以可进一步改进吸声性能。

此外，由于硬盘驱动器221至224覆盖有盖子282和盖262，所以特别是在低频率下的噪声可由盖子282和盖262减小。另外，大体双重覆盖主单元200的前侧的盖子283本身也具有减小噪声的优点。

由本发明人进行的实验结果如下：

(1)在盖283的近平面上的赫尔姆霍茨谐振器299把在靠近2.6kHz频率下的噪声减小约1dB。

(2)盖子282和盖262把噪声减小约2dB(不是在特定频率下)。

(3)盖子283把噪声减小约3dB(不是在特定频率下)。

显然，以上描述的赫尔姆霍茨谐振器299的布局方法等只是说明性的，并且可以以各种形式修改和实施，这些形式包括在本发明实施例的技术概念中。

图10是平面图，表示在图1中表示的访问单元的内部结构；并且图11是访问单元300的前视图。

如图10和11中所示，两个光盘驱动器311和312在访问单元300中并列，从而从访问单元300的前侧可加载/卸载记录介质。代代替光盘驱动器311和312，显然可以布置硬盘驱动器。

IEEE1394端口320、两个USB端口331和332、麦克风终端362及耳机终端361按这种顺序从右下侧依次布置在访问单元300的前侧上。第二电源开关370布置在这些端口和终端的上方，并且用于多卡阅读器340的卡进口端口进一步布置在第二电源开关上方。用于PCMCIA卡总线350的卡进口端口和剩余两个USB端口333和334布置在访问单元300的后侧上。冷却风扇380布置在访问单元300的后侧上，并且在光盘驱动器311和312背面处。

注意，用来互连主单元200和访问单元300的电缆400布置成，连接到在主单元200和访问单元300的后侧上分别布置的电缆连接器(未表示)上。

图12是平面图，在概念上表示冷却控制系统的结构和在主单元200中冷却空气的流动。

CPU 212布置在主单元200的第一区251中的母板210上，并且风扇255布置到CPU侧。温度传感器601布置在CPU 212附近，以检测在第一区251中的温度，特别是在CPU 212周围的温度。温度传感器602布置在母板210上的扩展板插座附近，以检测在第一区251中的温度，特别是在扩展板周围的温度。温度传感器603布置在主单元200的第二区252中的电源单元中，以检测在第二区252中的温度，特别是在电源单元230中的温度和进入空气的温度。

由温度传感器601至603进行的检测结果发送到主要由CPU 212构成的控制单元604。按照检测结果，控制单元604控制风扇255、256及263的每一个的转速，从而在每个区域251和252等中的温度不超过预定温度。

在主单元200中，第一区251和第二区252大体如上述那样屏蔽，并且使用不同风扇冷却。另外，在第一区251中，区被隔离成待由两个风扇255和256分离地冷却的两个区。

因此如图12中所示在主单元200中产生三种主要冷却空气流动。流动包括：冷却空气流动611，由风扇255产生，并且从在第一区中包括CPU 212的主单元200的前侧流到后侧；冷却空气流动612，由风扇256产生，并且从在第一区中包括扩展板的主单元200的前侧流到后侧；及冷却空气流动613，由风扇263产生，并且从在第二区252中的主单元200的前侧流到后侧。在第二区252中，由于前侧覆盖有不带有用于空气通风的孔的盖子282，所以空气从第一区251的前侧流到盖子282的背面(壳体260的前侧)，并且流入第二区252中。

在按以上建造的个人计算机100中，例如，具有高发热量并且由用户的手几乎不直接触及的母板210和电源单元230布置在主单元200中，并且光盘驱动器311和312和多卡阅读器340-它们是用于具有低发热量和具有大量用户访问的可除去记录介质的驱动器，布置在访问单元300中。而且，电源开关提供在主单元200和访问单元300中。相应地，有可能改进在个人计算机100中的装置布局的自由度以高效地进行冷却，并因而个人计算机100的通/断电源操作变得容易。由于预期访问单元300具体地安装在靠近用户的位置处，所以借助于在访问单元300中提供的电源开关可显著地改进用户操作。在个人计算机100中的装置布局的自由度是指，例如，通过把母板210布置在第一区251中、和把电源单元230或硬盘驱动器221至224布置在第二区252中、及例如屏蔽这些区，建造主单元200。

而且，个人计算机100中，访问单元300从主单元200的电源单元230供有电力。数据在主单元200与访问单元300之间传输，并且通过使用单根电缆400电力也从主单元200的电源单元230供给到访问单元300。因此有可能简化布线。即，如果在访问单元300中提供的光盘驱动器311和312或多卡阅读器340构造成分立设备并且分别连接到主单元200上，则必须使用大量数据线和电力线。相反，在这个实施例中，只使用一根电缆400就足够了。

注意，本发明不限于上述实施例，而是可以实现各种修改而不脱离本发明的技术概念。

在实施例中，尽管赫尔姆霍茨谐振器299安装在主单元200的盖子283的后侧上，但多个孔295可以形成在覆盖用来安装/拆除硬盘驱动器221至224的开口的盖子282的后侧上，如图13中所示，由此提供具有在图8和9中所示相同结构的赫尔姆霍茨谐振器299。在这种情况下，由于赫尔姆霍茨谐振器299布置在比主单元200的盖子283更靠近硬盘驱动器221至224的盖子282上，所以可更高效地吸收在特定频率下的噪声。

而且，多个孔295可以形成在用来容纳硬盘驱动器221至224的壳体221a至224a的后侧上，即在面对硬盘驱动器221至224的平面中以布置具有与图8和9的结构相类似的结构的赫尔姆霍茨谐振器299。在这种情况下，由于赫尔姆霍茨谐振器299布置在壳体221a至224a上在最靠近硬盘驱动器221至224的位置处，所以在特定频率下的噪声可更加高效地吸收。

而且，在实施例中，尽管硬盘驱动器用作驱动器的例子，但显然本发明的实施例也适用于诸如用来驱动光盘的驱动器之类的其它记录介质。

根据本发明的实施例，从驱动器产生的噪声可实质地减小，同时驱动器保持紧凑和重量轻。

本领域的技术人员应该理解，依赖于至此的设计要求和其它因素可以出现各种修改、组合、子组合及变更，就像它们在附属权利要求书或其等效物的范围内一样。

对于相关申请的交叉参考

本文件包含与在2006年10月2日在日本专利局提交的日本专利申请No.2006-270617有关的主题，该专利申请的整个内容通过参考包括在这里。

Claims (7)

1.一种电子设备，包括：

驱动器，用来记录/再现记录介质；和

吸声部件，具有赫尔姆霍茨谐振器，用来吸收在由驱动器产生的声音中在预定频率下的声音；

其中：

驱动器可经在电子设备的前侧上提供的开口而安装/拆除；并且

电子设备还包括第一盖，该第一盖覆盖电子设备的整个前侧，并且可除去地安装在电子设备上，使吸声部件提供在第一盖的面对电子设备的前侧的平面中。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中：

驱动器是硬盘驱动器。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其中：

抽吸端口提供在电子设备的前侧上以把冷却空气引入到电子设备中；并且

电子设备还包括在电子设备中靠近抽吸端口处布置的冷却风扇。

4.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

第二盖，可除去地安装在电子设备的前侧上的开口处。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中：

第二盖包括金属盖或塑料盖。

6.一种电子设备，包括：

驱动器，用来记录/再现记录介质；和

吸声部件，具有赫尔姆霍茨谐振器，用来吸收在由驱动器产生的声音中在预定频率下的声音；

其中：

驱动器可经在电子设备的前侧上提供的开口而安装/拆除；并且

电子设备还包括可在开口上可除去地安装的盖，使吸声部件提供在所述盖的面对开口的平面中。

7.一种用于电子设备的隔声方法，包括步骤：

用赫尔姆霍茨谐振器吸收在由驱动器产生的声音中在预定频率下的声音；

其中：

驱动器可经在电子设备的前侧上提供的开口而安装/拆除；并且

电子设备还包括第一盖，该第一盖覆盖电子设备的整个前侧，并且可除去地安装在电子设备上，使吸声部件提供在第一盖的面对电子设备的前侧的平面中。

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