TWI424122B - Electronic system Replaceable USB fan module - Google Patents

Description

電子系統可置換式USB風扇模組

本發明係提供一種電子系統可置換式USB風扇模組，尤指機殼內部收容有電路基板，並於機殼之開口處罩覆定位有可供風扇模組結合之蓋合體，即可推動蓋合體滑移使風扇的插頭電性插接於電路基板上之USB連接器內，且可自行更換風扇模組，以提高置換的便利性及可靠度者。

按，現今多元化資訊時代的來臨，使得各式各樣電子產品充斥在生活環境周遭，且隨著科技不斷創新與進步，使電子產品朝向多功能、用途以及附加更多硬體設備邁進，而許多電子產品皆會以電腦來控制其動作或執行功能，因此電腦佔有極重要的地位。

由於電腦處理效能愈來愈強、硬碟所需儲存的資料愈來愈多，所以在電腦的主機機殼內部中必須不斷的擴充、連接更多硬碟、光碟機及燒錄器等硬體設備，而一般工業用電腦之伺服器內部通常設置有主機板、電源供應器、散熱風扇等電子構件，不過也正因伺服器可使用之空間有所限制，造成伺服器機殼內部之硬體設備設置必須額外的注意，亦需要預留排線於插拔、操作時所需空間。

再者，為了解決電腦、伺服器或電子系統內部之發熱源(如中央處理器、晶片、介面卡等)散熱之問題，一般常見的電子系統係將風扇模組為設計成機架風扇托盤(Fan Tray)之方式，讓使用者可獨立置換來使用，並將風扇接線透過一張轉接板(Riser Board)上的連接器與電子系統內部之主機板上另一適配的連接器連接運作，但此種轉接板之產品設計整體成本相對較高，且不符合經濟效益上之考量，故，便有廠商將風扇模組直接設計在可拆式外殼體上，但此種風扇接線即必須再利用延伸線予以增長，並需要由使用者來手持延伸到電子系統之主機板上才可進行插拔動作，而造成使用上之便利性及可靠度相對不足，甚至是使用者拆卸外殼體時，不慎拉扯到風扇接線所導致相關的損壞與電性連接失效等問題，則有待從事於此行業者重新設計來加以有效解決。

故，發明人有鑑於習用風扇模組之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方的評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷試作與修改，始設計出此種電子系統可置換式USB風扇模組發明專利誕生。

本發明之主要目的乃在於蓋合體為罩覆定位於機殼上方之開口處，並具有可供風扇模組結合之架板，且該架板二側邊處之滑動部為嵌入於機殼二外殼體相對內側處之導軌內，使其風扇定位於架板側邊處之插頭與機殼內部收容的電路基板上之USB連接器形成對正後，便可再橫向推動於蓋合體滑動位移，亦不需使用工具即可由手動的方式將蓋合體自機殼上作簡易組裝或快速拆卸，且使原本無風扇電子系統之機殼可依需求(如安裝較高功耗的PCI、PCIe板卡或操作溫度較高的環境等)或設計的不同透過蓋合體來自行更換風扇模組，藉此提高置換的便利性及可靠度，進而達到適用性範圍廣泛之效果。

本發明之次要目的乃在於蓋合體之滑動部為以定位柱縱向嵌入於導軌對應之嵌槽內，且嵌槽寬度為略大於滑動部的寬度大小，便可藉由導軌的導引與限位作用，使定位柱朝外延伸之卡扣順利的橫向嵌卡於嵌槽底側處所剖設之滑槽內，且風扇之插頭即沿著電路基板上之USB連接器開口處外翻之金屬折邊的導引來對正插接於插槽內，並提高整體電性插接時之穩定度，此種風扇模組結合於蓋合體上之結構設計，不需要使用轉接板，即可有效降低整體成本，且可透過蓋合體以滑動嵌卡方式組裝於機殼上，讓使用者不用自行將風扇拉線連接電子系統，以減少組裝走線的風險，或是不慎拉扯到所導致相關的損壞與電性連接失效等問題。

本發明之另一目的乃在於蓋合體之架板內側處設有可供風扇模組結合之定位部，且位於定位部側邊處設有一邊板，而風扇之插頭外部所具呈段差狀之座體為嵌入於邊板上之定位卡孔內，並利用扣接片蓋合於座體上，而使風扇之插頭伸出且定位於邊板側邊處，由於插頭安裝並非採用剛性鎖附之結構設計，即插頭外部之座體與邊板之定位卡孔之間尚存有活動間隙，當風扇之插頭對正插接於電路基板上之USB連接器內時，可保留組裝配合之餘裕，以避免USB連接器因受力過大所造成結構上之破壞。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三圖所示，係分別為本發明之立體外觀圖、立體分解圖及組裝前另一視角之立體分解圖，由圖中可清楚看出，本發明為包括有機殼1、電路基板2及蓋合體3，故就本案之主要構件及特徵詳述如后，其中：該機殼1為具有一底殼體11，並於底殼體11一側處垂直設有對接殼體12，而對接殼體12二側朝底殼體11上方同向延伸設有相對之外殼體13、14，且二外殼體13、14遠離對接殼體12之另側處則設有輔助架體15，並使機殼1內部形成有具開口101之容置空間10；另，機殼1之二外殼體13、14相對內側處為設有位於開口101處之導軌16，並於導軌16二側邊上皆縱向設有呈間隔排列狀之複數嵌槽161，且各嵌槽161底側處朝輔助架體15方向皆橫向剖設有滑槽162，另於底殼體11上設有一具複數轉接插座171之轉接電路板17。

再者，上述機殼1之底殼體11與對接殼體12可為一體成型並彎折形成垂直角度，並於其中一外殼體13可為鋁擠型方式成型之散熱座，且外殼體13、14可為一組裝拆卸之結構，並與底殼體11、對接殼體12可利用螺絲鎖固方式結合成為一體，而輔助架體15與外殼體13、14利用螺絲鎖固方式結合成為一體僅為一種較佳實施，亦可在輔助架體15二側處設有凸軌151，並使輔助架體15之凸軌151嵌卡於二外殼體13、14相對內側處所設之軌槽131、141內。

而對接殼體12表面上為設有複數鏤空孔121，並於對接殼體12一側處設有連通至機殼1上方開口101處之定位槽122，且定位槽122側緣靠近於外殼體14處彎折延伸有具鎖孔1231之擋板123；又，外殼體13外側表面上為設有呈矗立狀之複數散熱鰭片132，並於輔助架體15表面上設有複數透孔152。

該電路基板2為收容於機殼1之容置空間10內，並具有預設電路佈局及複數電子元件，而電路基板2上設有至少一個USB連接器21，且該USB連接器21可為一通用序列匯流排(USB)之A型(Type A)插座，並於電路基板2一側處連設有可供電子訊號輸入/輸出之複數連接埠22，此連接埠22可為USB連接器、RJ45型連接器、音源連接器、電源連接器或其它可供電子訊號輸入/輸出之連接器，且電路基板2相鄰於連接埠22之另側處設有具複數金屬接點之連接介面23，並使電路基板2之複數連接埠22為分別嵌設且外露於對接殼體12對應之鏤空孔121處，而電路基板2之連接介面23則電性插接於轉接電路板17上之轉接插座171內，並使電路基板2靠近於外殼體13內側壁面處形成一預定間隙。

該蓋合體3為罩覆定位於機殼1上方之開口101處，並具有一架板31，其中架板31一側處彎折延伸有位於對接殼體12的定位槽122處之側板311，並於側板311上設有至少一個通孔312及鎖定裝置313，且側板311內側處設有具複數卡勾321並可供風扇模組33結合之定位部32，此定位部32四個角落處所朝外彎折延伸之卡勾321端部處皆設有可供螺絲3212穿過之穿孔3211，且位於卡勾321側邊處設有可供扣接片323結合並具一定位卡孔3221之邊板322，而架板31二側處彎折延伸設有具定位柱341之複數滑動部34，且各定位柱341底側處朝外延伸有卡扣342。

而風扇模組33為包括有至少一個具電源線332及插頭333之風扇331，並使風扇331對正於側板311上之通孔312處，即可將架板31為以定位部32之複數卡勾321扣持於風扇模組33之風扇331角落處，並利用螺絲3212穿過卡勾321之穿孔3211，再鎖入於風扇331角落處所對應之鎖孔3311內，而風扇331之電源線332為以插頭333外部所具呈段差狀之座體3331嵌入於邊板322之定位卡孔3221內，使風扇331上之插頭333伸出且定位於邊板322側邊處，再利用概呈ㄇ形狀之扣接片323蓋合於座體3331上，並使扣接片323一側處所具之凸扣3231為嵌卡於邊板322上對應之扣槽3222內，而扣接片323另側處所設之穿孔3232可供螺絲3233穿過後再鎖入於邊板322外側邊上對應之鎖孔3223內，藉此可將風扇模組33穩固的結合於架板31上呈一定位。

再者，上述風扇模組33電源線332上之插頭333僅是利用USB A Type來作為接頭使用，用以連接風扇331與電路基板2上之USB連接器21，此插頭333並非一般標準定義的USB(V_BUS (4.4～5.25V)/D-/D+/GND)，而考量風扇331之電源線332最多為具有四個插頭333，且電路基板2上之USB連接器21也是具有四個插接埠(Port)，因此，可滿足風扇331設計上之選擇，藉此可依電子系統需要的控制作選擇，使風扇331為具有單一插頭333，或是二個、三個或四個插頭333插接使用。

請搭配參閱第四、五、六、七圖所示，係分別為本發明組裝時之立體外觀圖、第四圖之局部放大圖(一)、第四圖之局部放大圖(二)及組裝後之側視剖面圖，由圖中可清楚看出，當本發明於組裝時，係先將蓋合體3之架板31罩覆於機殼1上方之開口101處，並與底殼體11形成對正，即可將架板31二側邊處之滑動部34為以定位柱341縱向嵌入於導軌16二側邊上對應之嵌槽161內，且因嵌槽161寬度為略大於滑動部34的寬度大小，使滑動部34接著定位柱341所朝外延伸之卡扣342可順利的置入於嵌槽161內，同時亦使風扇模組33於風扇331電源線332上連接之插頭333與電路基板2上之USB連接器21插槽211形成對正後，便可再橫向推動於蓋合體3，使架板31之滑動部34為以卡扣342位於導軌16之嵌槽161處作滑動位移，且待架板31完全的推入後，便可藉由蓋合體3之滑動部34嵌入於機殼1之導軌16內的導引與限位作用，使卡扣342橫向嵌卡於嵌槽161底側處所剖設之滑槽162內穩固的結合成為一體，且風扇331上之插頭333則可沿著USB連接器21開口處金屬殼體(圖中未示出)所外翻之折邊2111的導引來對正插接於插槽211內，並提高整體電性插接時之穩定度，亦可藉由蓋合體3之側板311來擋止於對接殼體12之定位槽122側緣處擋板123上，再利用鎖定裝置313鎖入於擋板123上之鎖孔3223內，使蓋合體3罩覆定位於機殼1之開口101處，便完成本發明整體之組裝。

當風扇模組33運轉時，可使外部冷空氣為由輔助架體15上之複數透孔152進入於機殼1內部，並平行通過於電路基板2上之發熱源(如中央處理器、晶片、介面卡等)進行熱交換循環對流降溫後，再利用風扇331將熱交換後之熱空氣通過蓋合體3位於側板311上之通孔312快速帶出於機殼1外部，同時藉由外殼體13外側表面上之複數散熱鰭片132增加散熱的面積來輔助散熱，並提高整體之散熱效果，亦不需使用工具即可由手動的方式將蓋合體3自機殼1上作簡易組裝或快速拆卸，且使原本無風扇電子系統之機殼1可依需求(如安裝較高功耗的PCI、PCIe板卡或操作溫度較高的環境等)或設計的不同透過蓋合體3來自行更換各種型式之風扇模組33，藉此提高置換的便利性及可靠度，也可方便風扇331進行相關的清潔、保養或維修等作業，進而達到適用性範圍廣泛之效果。

上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本發明上述之電子系統可置換式USB風扇模組於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，實符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼　審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若　鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

1．．．機殼

10．．．容置空間

101．．．開口

11．．．底殼體

12．．．對接殼體

121．．．鏤空孔

122．．．定位槽

123．．．擋板

1231．．．鎖孔

13．．．外殼體

131．．．軌槽

132．．．散熱鰭片

14．．．外殼體

141．．．軌槽

15．．．輔助架體

151．．．凸軌

152．．．透孔

16．．．導軌

161．．．嵌槽

162．．．滑槽

17．．．轉接電路板

171．．．轉接插座

2．．．電路基板

21．．．USB連接器

211．．．插槽

2111．．．折邊

22．．．連接埠

23．．．連接介面

3．．．蓋合體

31．．．架板

311．．．側板

312．．．通孔

313．．．鎖定裝置

32．．．定位部

321．．．卡勾

3211．．．穿孔

3212．．．螺絲

322．．．邊板

3221．．．定位卡孔

3222．．．扣槽

3223．．．鎖孔

323．．．扣接片

3231．．．凸扣

3232．．．穿孔

3233．．．螺絲

33．．．風扇模組

331．．．風扇

3311．．．鎖孔

332．．．電源線

333．．．插頭

3331．．．座體

34．．．滑動部

341．．．定位柱

342．．．卡扣

第一圖　係為本發明之立體外觀圖。

第二圖　係為本發明之立體分解圖。

第三圖　係為本發明組裝前另一視角之立體分解圖。

第四圖　係為本發明組裝時之立體外觀圖。

第五圖　係為本發明第四圖之局部放大圖(一)。

第六圖　係為本發明第四圖之局部放大圖(二)。

第七圖　係為本發明組裝後之側視剖面圖。

1．．．機殼

10．．．容置空間

101．．．開口

11．．．底殼體

12．．．對接殼體

121．．．鏤空孔

122．．．定位槽

123．．．擋板

1231．．．鎖孔

13．．．外殼體

131．．．軌槽

132．．．散熱鰭片

14．．．外殼體

141．．．軌槽

15．．．輔助架體

151．．．凸軌

152．．．透孔

16．．．導軌

161．．．嵌槽

162．．．滑槽

17．．．轉接電路板

171．．．轉接插座

2．．．電路基板

21．．．USB連接器

211．．．插槽

2111．．．折邊

22．．．連接埠

23．．．連接介面

3．．．蓋合體

31．．．架板

311．．．側板

312．．．通孔

313．．．鎖定裝置

32．．．定位部

321．．．卡勾

3211．．．穿孔

3212．．．螺絲

33．．．風扇模組

331．．．風扇

3311．．．鎖孔

332．．．電源線

333．．．插頭

3331．．．座體

34．．．滑動部

341．．．定位柱

342．．．卡扣

Claims (9)

1. 一種電子系統可置換式USB風扇模組，係包括有機殼、電路基板及蓋合體，其中：該機殼內部為形成有具開口之容置空間，並於機殼一側設有具複數鏤空孔之對接殼體，而對接殼體二側同向延伸設有外殼體，且二外殼體相對內側處設有位於開口處之導軌；該電路基板為收容於機殼之容置空間內，並於電路基板上設有至少一個USB連接器，且電路基板一側處連設有可嵌設且外露於對接殼體的鏤空孔處之複數連接埠；該蓋合體為罩覆定位於機殼之開口處，並具有一可供風扇模組結合之架板，而風扇模組為包括有至少一個具電源線及插頭之風扇，且風扇上之插頭為定位於架板側邊處，又架板二側處設有可供蓋合體推動後位於導軌處滑動位移使風扇的插頭電性插接於USB連接器內之複數滑動部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統可置換式USB風扇模組，其中該機殼所具之底殼體一側處垂直設有對接殼體，且對接殼體二側朝底殼體上方同向延伸設有相對之外殼體，並於底殼體上設有具複數轉接插座之轉接電路板，而電路基板相鄰於連接埠之另側處設有連接介面，並使連接介面為電性插接於轉接電路板之轉接插座內。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電子系統可置換式USB風扇模組，其中該機殼之二外殼體遠離對接殼體之另側處為設有輔助架體，且輔助架體二側處設有凸軌，並使輔助架體之凸軌嵌卡於二外殼體相對內側處所設之軌槽內。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統可置換式USB風扇模組，其中該機殼之對接殼體一側處設有連通至上方開口處之定位槽，而蓋合體之架板一側處為彎折延伸有位於定位槽處之側板，並於側板上設有至少一個通孔及位於側板內側處可供風扇模組結合之定位部，且風扇之電源線為以插頭定位於架板側邊處。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電子系統可置換式USB風扇模組，其中該蓋合體之定位部為具有可扣持於風扇角落處之複數卡勾，且位於卡勾側邊處設有可供扣接片結合並具一定位卡孔之邊板，而風扇之插頭外部所具之座體為嵌入於邊板之定位卡孔內，並利用扣接片蓋合於座體上，而使風扇之插頭伸出且定位於邊板側邊處。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電子系統可置換式USB風扇模組，其中該蓋合體之定位部四個角落處所朝外彎折延伸之卡勾端部處為設有可供螺絲穿過之穿孔，並利用螺絲穿過卡勾之穿孔，再鎖入於風扇角落處所對應之鎖孔內。
7. 如申請專利範圍第5項所述之電子系統可置換式USB風扇模組，其中該蓋合體之扣接片一側處所具之凸扣為嵌卡於邊板上對應之扣槽內，而扣接片另側處所設之穿孔可供螺絲穿過後，再鎖入於邊板外側邊上對應之鎖孔內。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電子系統可置換式USB風扇模組，其中該機殼之導軌二側邊上縱向設有呈間隔排列狀之複數嵌槽，且各嵌槽底側處橫向剖設有滑槽，而蓋合體位於架板二側處彎折延伸設有具定位柱之複數滑動部，並使定位柱為縱向嵌入於嵌槽內，且各定位柱底側處朝外延伸有可橫向嵌卡於滑槽內之卡扣。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電子系統可置換式USB風扇模組，其中該機殼之導軌的嵌槽寬度為可大於蓋合體之滑動部的寬度大小，並使滑動部接著定位柱所朝外延伸之卡扣可置入於嵌槽內。