CN101576762A - 用于降低噪音的风扇悬架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于降低噪音的风扇悬架。电子系统包括机箱，机箱具有基体和从基体延伸的一组凸缘。电子系统具有容纳在机箱内的电路。电子系统包括风扇组件和风扇安装件，风扇组件具有被设置成产生适于冷却电路的气流的风扇。风扇安装件具有被设置成安装至风扇的安装部分。风扇安装件具有一组机箱接口部分，其被设置成与一组凸缘形成相对于基体的悬臂，以在振动方面将风扇与基体隔离开。

Description

用于降低噪音的风扇悬架

技术领域

本发明涉及用于降低噪音的风扇悬架。

背景技术

常规电路板通常包括在工作期间发热的部件。需要对这些部件进行强化的冷却从而确保正常工作并防止损坏。例如，微处理器通常依赖于布置在气流中的散热器来将微处理器保持在预定的最佳温度范围内。

提供适于冷却电子部件的气流的一种常规手段是将一组风扇布置在容纳部件的机箱的引入开口处。风扇组从机箱的前方抽吸环境空气，并将空气吹过机箱通过部件。然后空气从机箱的引出开口离开，并从部件带走热量。

为了防止风扇意外从机箱脱落，用五金件(例如，螺钉、螺母等)直接将风扇紧固至机箱。具体而言，上述五金件通常插入风扇框架中的通孔内，然后通过机箱的安装孔安装至机箱。如果正确地安装了风扇，则硬件可很好地将风扇保持在位。

发明内容

但是，利用五金件将风扇紧固至机箱的上述常规方法存在缺陷。例如，如果使用了上述方法，则风扇的振动会传递至机箱。这可以导致整个机箱共振，并放大风扇的噪音。在设计者试图制造更快更强大的计算机系统时，计算机系统会变的越来越拥挤。因为计算机系统内的空间有限，通常通过加快风扇速度来增强冷却。当风扇速度加快时，来自风扇的声学噪音也会随之增大。迫使空气通过风扇时造成的气流紊流产生噪音。因为风扇电机的运转以及其风扇叶片的旋转，风扇自身的振动也会产生噪音。风扇振动从风扇传递至安装风扇的机箱。当风扇以落入系统共振频率范围内的速度运转时，声学噪音被放大。噪音的放大对必须接近这些电子系统工作的个人成为主要干扰源。

上述常规风扇安装方式的另一缺陷在于过多的五金件会从风扇松脱。该五金件会落入电路，引起物理损坏或短路。过多的五金会造成可靠性不佳的顾虑。此外，过多的五金件意味着更大的复杂程度。这会造成与制造及装配相关的更高的成本。

与利用五金件将风扇紧固至机箱的上述常规方法不同，改良的风扇安装技术利用悬架组件结构来将风扇的振动从机箱隔离开。上述悬架组件结构能够有效地减小从风扇传递至机箱的振动。此外，悬架组件结构设计能够通过一件式风扇安装件/紧固件与从机箱的基体延伸的一组机箱凸缘的组合来形成，以能够在不使用工具的情况下进行简单快速的安装。因此，噪音较小，将会带来可靠性的问题的零件较少或没有，并且制造成本较低。

一个实施方式涉及电子系统。该电子系统包括机箱，机箱具有基体和从基体延伸的一组凸缘。电子系统具有容纳在机箱内的电路。电子系统包括风扇组件和风扇安装件，风扇组件具有被设置成产生适于冷却电路的气流的风扇。风扇安装件具有被设置成安装至风扇的安装部分。风扇安装件具有一组机箱接口部分，其被设置成与一组凸缘形成相对于基体的悬臂，以在振动方面将风扇与基体隔离开。

附图说明

结合附图所示(在不同的视图中类似的标号表示相同部分)，通过以下对本发明具体实施方式的描述，上述及其他目的、特征、以及优点将变得清楚。附图不一定按比例绘制，为了示出本发明的各个实施方式的重要部分而有所侧重。

图1是具有风扇、改良的风扇组件、以及金属机箱的电子系统的立体图。

图2是当机箱与具有风扇安装件和风扇的风扇组件脱离时图1的电子系统的一部分的立体图。

图3是当风扇与风扇安装件脱离时图1和图2的电子系统的一部分的立体图。

图4是图2的电子系统的各个部件的侧剖视图。

具体实施方式

对风扇组件的改良在减振风扇安装件内将风扇(例如，40mm×40mm×20mm的风扇)与机箱(例如，片金属支架)隔离开。因此，这有效地减小了从风扇传递至机箱的振动，由此减小了声学噪音。

图1示出了包括一组风扇组件22(即，一个或多个风扇组件22)以及金属机箱24的电子系统20。每一个风扇组件22均包括风扇安装件26及风扇28。风扇安装件26包括风扇壳体30和一组扣锁32(即，一个或多个扣锁32)，风扇壳体30被构造成为用于安装到风扇28的安装部分，而扣锁32适于作为将风扇壳体30安装至金属机箱24的机箱接口部分。机箱24包括一组凸缘34(即，一个或多个凸缘34)以及机箱底部36。

如图1所示，金属机箱24是被设计用于容纳各个部件并对其提供物理框架的支撑结构。可能的部件包括电路、布线、电源、散热器、以及风扇28。一组凸缘34与金属机箱24刚性地形成为一体。本实施例中所示的凸缘34由片材冲压并弯折而成，由此与机箱的其他部分形成为一个部件。但是，凸缘34可以各种提供良好的刚性安装的其他方式(例如，焊接、螺栓连接、或粘接)安装至机箱。凸缘34沿正Y方向从金属机箱24伸出。

如图1所示，通过将风扇28安装至风扇安装件26来形成风扇组件22。风扇安装件26将风扇28稳固地保持在位。本实施例中所示的风扇28卡扣装配至风扇安装件26。但是，风扇28可以各种其他方式(包括螺纹连接、摩擦配合、以及夹持)安装至风扇安装件26。风扇安装件26包括一组扣锁32。扣锁32沿正、负Z方向从风扇安装件26延伸。扣锁32具有负Y一侧的开口。

如图1所示，在风扇组件22沿负Y方向下降到金属机箱24上时，凸缘34与扣锁32配合。在与扣锁32配合时，凸缘34进入扣锁32的开口。当凸缘34进入扣锁32的开口时，扣锁32被迫向X方向变形以使凸缘34进入。一旦凸缘34完全进入扣锁32，扣锁32就恢复(扣入)其原始形状，并且扣锁32与凸缘34之间的连接被锁止在位。当一组扣锁32与凸缘34完全配合时，风扇组件22与机箱底部36之间不会接触。因此，通过扣锁32到凸缘34的连接，风扇组件22通过悬臂结构相对于机箱底部36悬架。该悬臂的形成起到使在风扇28运转时产生任何振动衰减的作用。因此，实质上将风扇28的振动与金属机箱24隔离开。因为金属机箱24不会与风扇28产生的振动发生共振，故在与具有片金属支架的常规风扇安装件产生的噪音相比时，噪音水平大大降低。

图2从图1的相反一侧更详细地示出了风扇组件22。风扇组件22包括插入壳体30的风扇28。壳体30包括界定了用于与风扇28配合的安放表面40的配合面板38。壳体30还包括界定了入口孔开口44的入口孔42。壳体30还包括连接至安放表面40的一组壁46(即，一个或多个壁46)。一组壁46从安放表面40突伸以形成界定风扇空间48的部件。风扇28插入风扇空间48，直至风扇接触安放表面。

如图2所示，一组壁46在XY平面中从安放表面40的边缘沿X方向延伸。一组壁46在风扇28插入风扇安装件26时用于风扇28的定位及保持。尽管在XY平面示出了一组壁46，但是，附加于或替代XY平面中的一组壁46，将它们设置在XZ平面中也同样有效。

如图2所示，壳体30具有安装至一组壁46的卡扣式连接件50(即，一个或多个卡扣式连接件50)。在风扇28沿负X方向插入风扇空间48时，连接件50偏转打开。当风扇28接触安放表面40时，连接件50返回至其原始位置，并且风扇28通过连接件50锁止在位。

如图2所示，风扇28密配合在壳体30的风扇空间48中。该密配合防止风扇28冲撞风扇安装件26的四周从而产生额外噪音。风扇28的振动传递至风扇安装件26并由风扇安装件26分担，然后被悬臂结构衰减。

图3示出了图2所示的风扇组件22，但从风扇组件22去除了风扇28以仅示出风扇安装件26。壳体30包括一组销52(即，一个或多个销52)。当如上所述风扇28插入风扇空间48时，风扇28上如图2所示的一组风扇孔54(即，一个或多个风扇孔)与一组销52对准。销52然后沿X方向插入风扇孔54。销52与卡扣式连接件50一起有助于将风扇28锁止在壳体30中。

如图3所示，一组销52安装至配合面板38的安放表面40。销52呈十字形并呈锥形使得销的直径在安装至配合面板38的安放表面40一侧略大。该结构允许销52密配合在风扇孔54内，同时仍然允许方便地去除销52。还存在其他用于柱52的几何结构可起良好的稳定件的作用，例如圆柱或箱形。

在一个实施例中，整个壳体30及一组扣锁32整体形成为一个部件。例如可通过使用注模成型塑料结构来实现。由此可低成本方便地制造风扇安装件26。通过减少安装在一起的部件的数量，可防止过多部件相互碰撞而产生其他噪音。减少部件的数量可防止小部件松脱并落在电路上。如果部件落在电路上，可能会导致短路。

图4从包括分离结构56的一侧示出电子系统20。风扇28通过一组引线60(即，一个或多个引线)连接至金属机箱24上的电源58。

分离结构56是在安放表面40与入口孔42之间产生一些间隙的材料延伸。在空气穿过入口孔42向风扇28行进时，空气受到紊流干扰。上述紊流产生听得见的噪音。在分离结构56变长时，紊流及噪音两者均会降低。分离结构的长度是较长长度的噪音减小特征与较短长度实用性之间的折衷。举例而言，该长度可以是约0.4英寸及更长。

如图4所示，风扇安装件26的底部不会接触金属机箱24。这确保了形成悬臂使得金属机箱24与风扇组件22之间接触的刚性位置仅是扣锁32在凸缘34上的连接。引线60并不是刚性安装件，因此不会传递显著的振动噪音。

虽然已经结合本发明的优选实施方式具体示出并描述了本发明，但本领域的技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求界定的本发明的精神及范围的前提下，可以对形式及细节进行各种改变。

例如，可以交换凸缘34及扣锁32的位置来实现相同的悬臂结构。

Claims (23)

1.一种电子系统，包括：

机箱，其具有基体以及从所述基体延伸的一组凸缘；

容纳在所述机箱内的电路；以及

风扇组件，其具有(i)被设置成产生适于冷却所述电路的气流的风扇，以及(ii)风扇安装件，其具有：

被设置成安装至所述风扇的安装部分，以及

一组机箱接口部分，其被设置成与所述一组凸缘形成相对于所述基体的悬臂，以在振动方面将所述风扇与所述基体隔离开。

2.如权利要求1所述的电子系统，其中所述安装部分包括：

入口孔，其界定了适于为来自所述风扇的气流提供通路的开口，所述入口孔界定了轴向；

一组壁，其连接至所述入口孔，所述一组壁和所述入口孔形成的部件界定了供所述风扇沿所述轴向插入的风扇空间；以及

配合面板，其界定了用于与所述风扇配合的安放表面。

3.如权利要求2所述的电子系统，其中所述风扇安装件还包括分离结构，所述分离结构使所述配合面板从所述入口孔凹入以减小气流通过所述入口孔的紊流。

4.如权利要求2所述的电子系统，其中通过注模成型将所述安装部分和所述机箱接口部分形成为由同质塑料材料制成的单体。

5.如权利要求2所述的电子系统，其中所述风扇安装件还包括第一组卡扣式连接件，所述第一组卡扣式连接件限制所述风扇沿轴向的运动。

6.如权利要求5所述的电子系统，还包括：

位于所述安装部分上的一组销，以及

位于所述风扇上的安装区域，其界定了一组安装孔，所述一组安装孔适于接收所述一组销，并适于相对于所述风扇安装件定位所述风扇。

7.如权利要求1所述的电子系统，其中所述机箱接口部分包括第二组卡扣式连接件，所述第二组卡扣式连接件将所述风扇安装件锁止至所述一组凸缘。

8.一种风扇组件，包括：

被设置成产生适于冷却电路的气流的风扇；以及

风扇安装件，其具有(i)被设置成安装至所述风扇的安装部分，以及(ii)一组机箱接口部分，其被设置成与机箱的一组凸缘形成相对于所述机箱的基体的悬臂，以在振动方面将所述风扇与所述机箱的所述基体隔离开，所述机箱的所述一组凸缘从所述机箱的所述基体延伸。

9.如权利要求8所述的风扇组件，其中所述安装部分包括：

入口孔，其界定了适于为来自所述风扇的气流提供通路的开口，所述入口孔界定了轴向；

一组壁，其连接至所述入口孔，所述一组壁和所述入口孔形成的部件界定了供所述风扇沿所述轴向插入的风扇空间；以及

配合面板，其界定了用于与所述风扇配合的安放表面。

10.如权利要求9所述的风扇组件，其中所述风扇安装件还包括分离结构，所述分离结构使所述配合面板从所述入口孔凹入以减小气流通过所述入口孔的紊流。

11.如权利要求9所述的风扇组件，其中通过注模成型将所述安装部分和所述机箱接口部分形成为由同质塑料材料制成的单体。

12.如权利要求9所述的风扇组件，其中所述风扇安装件还包括第一组卡扣式连接件，所述第一组卡扣式连接件限制所述风扇沿轴向的运动。

13.如权利要求12所述的风扇组件，还包括：

位于所述安装部分上的一组销，以及

位于所述风扇上的安装区域，其界定了一组安装孔，所述一组安装孔适于接收所述一组销，并适于相对于所述风扇安装件定位所述风扇。

14.如权利要求8所述的风扇组件，其中所述机箱接口部分包括第二组卡扣式连接件，所述第二组卡扣式连接件将所述风扇安装件相对于所述机箱的所述基体锁紧在位。

15.一种风扇安装件，包括：

被设置成安装至风扇的安装部分；以及

一组机箱接口部分，其被设置成与机箱的一组凸缘形成相对于所述机箱的基体的悬臂，以在振动方面将所述风扇与所述机箱的所述基体隔离开，所述机箱的所述一组凸缘从所述机箱的所述基体延伸。

16.如权利要求15所述的风扇安装件，其中所述安装部分包括：

入口孔，其界定了适于为来自所述风扇的气流提供通路的开口，所述入口孔界定了轴向；

一组壁，其连接至所述入口孔，所述一组壁和所述入口孔形成的部件界定了供所述风扇沿所述轴向插入的风扇空间；以及

配合面板，其界定了用于与所述风扇配合的安放表面。

17.如权利要求16所述的风扇安装件，还包括分离结构，所述分离结构使所述配合面板从所述入口孔凹入以减小气流通过所述入口孔的紊流。

18.如权利要求16所述的风扇安装件，其中通过注模成型将所述安装部分、所述机箱接口部分、所述入口孔、以及所述一组壁形成为由同质塑料材料制成的单体。

19.如权利要求16所述的风扇安装件，其中所述风扇安装件还包括第一组卡扣式连接件，所述第一组卡扣式连接件限制所述风扇沿轴向的运动。

20.如权利要求19所述的风扇安装件，还包括：位于所述安装部分上的一组销，其适于与所述风扇配合，并适于相对于所述风扇安装件定位所述风扇。

21.如权利要求15所述的风扇安装件，其中所述机箱接口部分包括第二组卡扣式连接件，所述第二组卡扣式连接件将所述风扇安装件相对于所述机箱的所述基体锁紧在位。

22.一种风扇安装件，包括：

被设置成安装至风扇的安装部分；以及

用于与机箱的一组凸缘形成相对于所述机箱的基体的悬臂、以在振动方面将所述风扇与所述机箱的所述基体隔离开的装置，所述机箱的所述一组凸缘从所述机箱的所述基体延伸。

23.一种风扇噪音降低方法，包括：

将风扇连接至风扇安装件，所述风扇安装件具有被设置成安装至风扇的安装部分；并且

将所述风扇安装件连接至机箱，其中一组机箱接口部分被设置成与所述机箱的一组凸缘形成相对于所述机箱的基体的悬臂，以在振动方面将所述风扇与所述机箱的所述基体隔离开，所述机箱的所述一组凸缘从所述机箱的所述基体延伸。

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