TWI558955B - 風扇模組 - Google Patents

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TWI558955B TW103121333A TW103121333A TWI558955B TW I558955 B TWI558955 B TW I558955B TW 103121333 A TW103121333 A TW 103121333A TW 103121333 A TW103121333 A TW 103121333A TW I558955 B TWI558955 B TW I558955B
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詹姆士 傑弗瑞 舒爾茲
特洛伊 安東尼 戴拉 菲歐拉
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惠普研發公司
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Description

風扇模組
本發明係有關於風扇模組。
電子裝置有溫度要求。來自使用電子裝置的熱係使用冷卻系統來控制。冷卻系統的範例包括使用風扇的空氣冷卻系統。
在一實施例中揭示一種風扇模組，其包括：風扇；風扇轉向器，其形成於該風扇模組中，該風扇轉向器包括轉向器壁和沿著該轉向器壁以提供該轉向器壁之平衡位置的扭力彈簧；以及導引栓，其連接到該轉向器壁，該導引栓形成為結合沿著機箱隔間所形成的導引路徑以定位該轉向器壁。
在另一實施例中揭示一種冷卻系統，其包括：風扇模組，其包括：風扇，風扇轉向器，其包括轉向器壁而形成為繞著樞紐點來轉動，導引栓，其附接到該轉向器壁，該導引栓形成為結合沿著機箱隔間所形成的導引路徑，該導引栓調整該轉向器壁的位置，以及扭力彈簧，其連接到該樞紐點以提供力來使該風扇轉向器返回到平衡位置；導引路徑，其決定該導引栓的運動範圍；以及機箱隔間，其形成為收納該風扇模組和該導引路徑。
在又另一實施例中揭示一種從電子裝置移除熱的方法，其包括：提供機箱隔間，該機箱隔間形成為收納風扇模組和導引路徑；將該風扇模組插入該機箱隔間裡，該風扇模組包括：風扇轉向器，其包括：轉向器壁，其指引來自風扇的氣流；樞紐點，其使轉向器壁繞著它旋轉；以及扭力彈簧，其提供力以使該轉向器壁返回到平衡位置，以及導引栓，其延伸自該轉向器壁以使該轉向器壁沿著形成於該風扇模組中的弧形旋轉路徑來旋轉，該導引栓的移動是由該導引路徑所決定；以及使用該導引路徑來調整該風扇轉向器，以決定該導引栓的運動範圍和定位該轉向器壁。
100‧‧‧風扇模組
120‧‧‧風扇
140‧‧‧風扇轉向器
142‧‧‧轉向器壁
144‧‧‧扭力彈簧
160‧‧‧導引栓
202‧‧‧底部
204、206‧‧‧側邊
210‧‧‧空氣入口
212‧‧‧風扇氣孔
214‧‧‧冷卻系統連接
245‧‧‧樞紐點
246‧‧‧固定壁
248‧‧‧鉸鏈栓
262‧‧‧弧形旋轉路徑
360‧‧‧載有彈簧的栓
364‧‧‧導引彈簧
560‧‧‧固定栓
600‧‧‧冷卻系統
630‧‧‧導引路徑
650‧‧‧機箱隔間
752‧‧‧開口
754‧‧‧隔間斜面
756‧‧‧導引路徑斜面
802‧‧‧底部
808‧‧‧頂部
832‧‧‧切出物
855‧‧‧溝槽
912‧‧‧機箱氣孔
932‧‧‧傾斜或有角度的部分
934‧‧‧延伸部分
1000‧‧‧從電子裝置移除熱的方法
1020、1040、1060‧‧‧從電子裝置移除熱的方法步驟
DD‧‧‧位移位置
DE‧‧‧平衡位置
PD‧‧‧位移狀態
PE‧‧‧平衡狀態
下面的敘述描述了本揭示的非限制性範例，其參考所附圖式來閱讀並且不限制請求項的範圍。於圖式，出現在多於一圖的相同和類似結構、元件或其部件一般係在它們所出現的圖中標上相同或類似的參考符號。主要是為了方便和清楚呈現來選擇示範於圖中之構件和特色的尺寸，並且未必是按照比例。參見所附圖式：圖1示範根據範例之風扇模組的方塊圖；圖2示範根據範例之圖1風扇模組的立體圖；圖3~5示範根據範例之圖1風扇模組之部分的立體圖；圖6示範根據範例之冷卻系統的方塊圖；圖7~9示範根據範例之圖6冷卻系統之部分的立體圖；以及圖10示範根據範例而從電子裝置移除熱的方法流程圖。
於以下的詳細敘述，參考了形成其一部分的附圖，並且附圖 是以示範的方式來顯示可以實施本揭示的特定範例。要了解可以利用其他範例並且可以做出結構或邏輯上的改變，而不偏離本揭示的範圍。
電子系統設計係平衡功率密度、空間佈局、溫度要求、噪音和其他因素之間的衝突。空氣冷卻系統典型而言使用熱槽和風扇以從系統移除「廢」熱。氣流轉向器可以用於風扇以在不同的方向上推或拉空氣，並且控制提供給電子系統的空氣量。風扇和氣流轉向器典型而言形成安裝於電子系統中的風扇模組。氣流轉向器包括壁，其典型而言是固定的以在一方向上來指引和控制氣流。舉例而言，每個風扇模組包括氣流轉向器以在一方向上提供氣流，或者在一或多重方向上提供從百分之零到百分之一百的特定百分比之氣流。
於範例，提供的是風扇模組。風扇模組包括風扇、風扇轉向器、導引栓。風扇轉向器形成於風扇模組中。風扇轉向器包括轉向器壁和沿著轉向器壁以定位轉向器壁的扭力彈簧。導引栓連接到轉向器壁。導引栓形成為結合沿著機箱隔間所形成的導引路徑以定位轉向器壁。
風扇轉向器是自我調整的轉向器，其路徑是由可交換插入機箱隔間裡的導引路徑所決定。單一風扇模組可以用於多重導引路徑，而所提供的風扇模組在一方向上來指引氣流，或者在一或多重方向上來指引從百分之零到百分之一百的特定百分比之氣流。使用單一風扇模組則不須要製造多重風扇模組，反而僅須製造多樣的導引路徑，其當組裝電子系統時可以插入機箱隔間裡。
圖1示範根據範例之風扇模組的方塊圖。風扇模組100包括風扇120、風扇轉向器140、導引栓160。風扇120是要提供空氣。風扇轉向 器140則形成於風扇模組100中。風扇轉向器140包括轉向器壁142和扭力彈簧144。轉向器壁142指引來自風扇120的空氣朝向電子系統。扭力彈簧144係沿著轉向器壁142以提供轉向器壁142的平衡位置。導引栓160連接到風扇轉向器140，特定而言係連接到轉向器壁142。導引栓160形成為結合沿著機箱隔間所形成的導引路徑以決定導引栓160的運動範圍和定位轉向器壁142。
圖2示範根據範例之圖1風扇模組100的立體圖。示範的風扇模組100包括空氣入口210、二個風扇120、風扇轉向器140、導引栓160。空氣入口210形成為收納風扇120所要循環的空氣，並且經由在風扇模組100之側邊204、206上的風扇氣孔212而將空氣提供給電子系統。空氣入口210也包括冷卻系統連接214，其形成為連接到電子系統，舉例而言連接到印刷電路組件(printed circuit assembly，PCA)。電子系統則控制風扇模組100，例如風扇120的速率和風扇轉向器140的位置(例如轉向器壁142的移動)。冷卻系統連接214也可以包括纜線或固定連接器，其匹配於機箱中的互連系統。控制風扇模組的電子系統可以是或不是在風扇模組上。
風扇轉向器140包括轉向器壁142，其經由鉸鏈栓248而連接到固定壁246。鉸鏈栓248在風扇轉向器140上的樞紐點245而連接轉向器壁142。鉸鏈栓248連接到扭力彈簧144而當未安裝於機箱中時將轉向器壁142返回到平衡位置，以確保在插入機箱隔間時有正確的對齊。舉例而言，扭力彈簧144提供彈簧力，其使轉向器壁142返回到平衡位置。扭力彈簧144也確保轉向器壁142在操作期間不振動或造成聲音問題。
導引栓160可以包括從固定栓和載有彈簧的栓所選擇的 栓。導引栓160從轉向器壁142延伸。導引栓160可以沿著風扇模組100中所形成的弧形旋轉路徑262來移動，而能夠使導引栓160旋轉。弧形旋轉路徑262示範成沿著風扇模組100的底部202；然而，弧形旋轉路徑262也可以沿著風扇模組100的頂部(未示範)來形成。弧形旋轉路徑262能夠使導引栓160結合機箱隔間中所形成的導引路徑。導引路徑則定位轉向器壁142，以在一方向上來指引氣流，或在一或多重方向上來指引從百分之零到百分之一百的特定百分比之氣流。
圖3~5示範根據範例的圖1風扇模組100之部分的立體圖。
圖3示範風扇模組100的俯視圖。參見圖3，風扇轉向器140示範出轉向器壁142的運動範例。弧形旋轉路徑262示範成沿著風扇模組100的底部202。風扇轉向器140示範成在平衡位置DE和位移位置DD之間移動。在從機箱移除風扇模組100時，扭力彈簧144則使轉向器壁142返回到平衡位置DE。導引栓160示範成具有導引彈簧364之載有彈簧的栓360；然而，固定栓和載有彈簧的栓360之旋轉會是相同的。
圖4示範風扇模組100之側部206的側視圖。轉向器壁142示範在沿著弧形旋轉路徑262的位移位置DD。扭力彈簧144進一步示範成沿著鉸鏈栓248而在風扇轉向器140的樞紐點245。載有彈簧的栓360則示範成延伸超過風扇模組100的底部202。載有彈簧的栓360在平衡狀態PE和位移狀態PD之間移動，以幫助插入和移除風扇模組100。也示範了載有彈簧的栓360之導引彈簧364。導引彈簧364則提供彈簧力以使載有彈簧的栓360在平衡狀態PE和位移狀態PD之間移動。
圖5示範風扇模組100之底部202的仰視圖。導引栓160從 轉向器壁142延伸，並且經由弧形旋轉路徑262而延伸通過風扇模組100的底部202，該弧形旋轉路徑262形成用於導引栓160的開口。圖5示範沿著弧形旋轉路徑262而在平衡位置DE和位移位置DD之間的移動路徑。弧形旋轉路徑262可以用於載有彈簧的栓360或固定栓560。圖5示範使用固定栓560。
圖6示範根據範例之冷卻系統600的方塊圖。冷卻系統600包括風扇模組100、導引路徑630、機箱隔間650，該機箱隔間650形成為收納風扇模組100和導引路徑630。
風扇模組100包括風扇120、風扇轉向器140、導引栓160。風扇120提供空氣給電子系統。風扇轉向器140包括轉向器壁142(其形成為繞著樞紐點來轉動)和扭力彈簧144(其連接到樞紐點245以提供力來使風扇轉向器140返回到平衡位置DE)。舉例而言，樞紐點245包括鉸鏈栓248，其連接到轉向器壁142而形成為收納扭力彈簧144。
導引栓160附接到轉向器壁142。導引栓160形成為結合沿著機箱隔間650所形成的導引路徑630。導引栓160則調整轉向器壁142的位置。導引栓160舉例而言包括載有彈簧的栓360或固定栓560。風扇模組100可以進一步包括弧形旋轉路徑262，其形成為隨著導引栓160沿著導引路徑630移動而結合導引栓160。
導引路徑630決定導引栓160的運動範圍而定位轉向器壁142。舉例而言，導引路徑630在插入風扇模組100期間指引導引栓160，致使轉向器壁142定位在特定的角度以指引來自風扇120的氣流朝向電子系統。舉例而言，導引路徑630定位轉向器壁142以在一方向上來指引氣流， 或在一或多重方向上來指引從百分之零到百分之一百的特定百分比之氣流。
圖7~9示範根據範例的圖6冷卻系統600之部分的立體圖。參見圖7，示範的是機箱隔間650的後視圖。機箱隔間650包括開口752，其形成為收納風扇模組100。舉例而言，開口752具有隔間斜面754和導引路徑斜面756而可用於載有彈簧的栓360。隨著風扇模組100移動進出機箱隔間650，隔間斜面754結合載有彈簧的栓360。載有彈簧的栓360與隔間斜面754的結合則位移了載有彈簧的栓360或使載有彈簧的栓360從平衡狀態PE移動到位移狀態PD。隨著風扇模組100移動成對齊和不對齊於導引路徑630，導引路徑斜面756則結合載有彈簧的栓360。載有彈簧的栓360與導引路徑斜面756的結合則從平衡狀態PE位移了載有彈簧的栓360或使載有彈簧的栓360從平衡狀態PE移動到位移狀態PD。
參見圖8，示範的是機箱隔間650的側視圖。機箱隔間650包括縱向沿著機箱隔間650的溝槽855，其形成為收納固定栓560。隨著風扇模組100插入機箱隔間650和/或從機箱隔間650移除，固定栓560沿著溝槽855移動。固定栓560然後結合導引路徑630。隨著風扇模組100移動進出機箱隔間650和對齊與不對齊於導引路徑630，溝槽855導引著固定栓560。
參見圖8，導引路徑630包括預定路徑，其形成為可交換的構件而可以插入機箱隔間650而在機箱隔間650的底部802或頂部808。舉例而言，導引路徑630可以是可交換的部分，其是由簡單的切出物832所形成而可以插入機箱隔間650的底板或底部802。隨著設計要求為了冷卻電子 系統而改變，若不修改轉向器壁142在風扇模組100中的位置，可以改為使用簡單的切出物832作為工具來修改在機箱隔間650之底板或底部802的導引路徑630。
圖9示範冷卻系統600的側視圖，而風扇模組100部分插入機箱隔間650裡。轉向器壁142示範在平衡位置DE。轉向器壁142沿著導引路徑630移動，致使隨著導引栓160沿著傾斜或有角度的部分932移動，導引栓160旋轉到導引路徑630所預先界定的角度。隨著導引栓160沿著有角度的部分932移動，導引栓160也沿著弧形旋轉路徑262旋轉，並且轉向器壁142從平衡位置DE旋轉到位移位置DD。一旦風扇模組100完全插入，則導引栓160定位成沿著導引路徑630而在延伸部分934，導引栓160在此定位在導引路徑630所預定的角度。這概念對於載有彈簧的栓360和固定栓560都是相同的。然而，當使用載有彈簧的栓360時，導引彈簧364將導引栓160定位在平衡狀態PE，以維持轉向器壁142定位。氣流是由轉向器壁142所指引，並且從風扇模組100經由風扇模組100中的風扇氣孔212和機箱隔間650中的機箱氣孔912而移動到電子系統。
圖10示範根據範例而從電子裝置移除熱的方法流程圖1000。於方塊1020，提供了機箱隔間。機箱隔間形成為收納風扇模組和導引路徑。於方塊1040，風扇模組插入機箱隔間裡。風扇模組包括風扇轉向器和導引栓。風扇轉向器包括轉向器壁、樞紐點、扭力彈簧。轉向器壁指引來自風扇的氣流。樞紐點讓轉向器壁繞著它旋轉。扭力彈簧提供力以使風扇轉向器返回到平衡位置。導引栓從轉向器壁延伸以使轉向器壁沿著形成於風扇模組中的弧形旋轉路徑而旋轉。導引栓的移動是由導引路徑所決 定。於方塊1060，風扇轉向器使用導引路徑來做調整。導引路徑決定導引栓的運動範圍並且定位轉向器壁。導引路徑定位轉向器壁以在一方向上來指引氣流，或在一或多重方向上來指引從百分之零到百分之一百的特定百分比之氣流。
雖然圖10的流程圖示範特定的執行次序，但是執行的次序可以異於所示範者。舉例而言，方塊圖的執行次序可以相對於所示的次序而弄亂。同時，依序顯示的方塊可以同時或部分同時的執行。所有此種變化是在本發明的範圍裡。
本揭示已經使用其範例的非限制性詳細敘述來描述，並且不打算限制本揭示的範圍。應該了解相對於某一範例所述的特色和/或操作可以用於其他範例，並且本揭示並非所有範例皆具有示範於特殊圖式或相對於某一範例所述的所有特色和/或操作。此技藝的人士將會想到範例的變化。此外，「包括」、「包含」、「具有」及其變化等詞當用於本揭示和/或申請專利範圍時應意謂「包括但未必限於」。
要注意上述的某些範例可以包括對於本揭示可以不是基本的並且打算為範例性的結構、動作或結構和動作的細節。在此所述的結構和動作可以由執行相同功能的等同者所取代，即使結構或動作是不同的亦然，就如此技藝所已知的。因此，本揭示的範圍僅受限於如申請專利範圍所用的元件和限制。
140‧‧‧風扇轉向器
142‧‧‧轉向器壁
144‧‧‧扭力彈簧
160‧‧‧導引栓
202‧‧‧底部
204、206‧‧‧側邊
212‧‧‧風扇氣孔
245‧‧‧樞紐點
246‧‧‧固定壁
248‧‧‧鉸鏈栓
360‧‧‧載有彈簧的栓
364‧‧‧導引彈簧
DD‧‧‧位移位置
DE‧‧‧平衡位置

Claims (15)

  1. 一種風扇模組，其包括：風扇；風扇轉向器，其形成於該風扇模組中，該風扇轉向器包括轉向器壁和沿著該轉向器壁以提供該轉向器壁之平衡位置的扭力彈簧；以及導引栓，其連接到該轉向器壁，該導引栓形成為結合沿著機箱隔間所形成的導引路徑以定位該轉向器壁。
  2. 如申請專利範圍第1項的風扇模組，其中該導引栓包括從固定栓和載有彈簧的栓所選擇的栓。
  3. 如申請專利範圍第1項的風扇模組，其進一步包括弧形旋轉路徑，其形成於該風扇模組中而能夠使該導引栓沿著它旋轉。
  4. 如申請專利範圍第1項的風扇模組，其進一步包括鉸鏈栓以將該轉向器壁連接在樞紐點，該鉸鏈栓連接到該扭力彈簧以使該轉向器壁返回到該平衡位置。
  5. 如申請專利範圍第1項的風扇模組，其中該扭力彈簧提供彈簧力，其使該轉向器壁返回到該平衡位置。
  6. 一種冷卻系統，其包括：風扇模組，其包括：風扇，風扇轉向器，其包括轉向器壁而形成為繞著樞紐點來轉動，導引栓，其附接到該轉向器壁，該導引栓形成為結合沿著機箱隔間所形成的導引路徑，該導引栓調整該轉向器壁的位置，以及 扭力彈簧，其連接到該樞紐點以提供力來使該風扇轉向器返回到平衡位置；導引路徑，其決定該導引栓的運動範圍；以及機箱隔間，其形成為收納該風扇模組和該導引路徑。
  7. 如申請專利範圍第6項的冷卻系統，其中該導引栓包括固定栓。
  8. 如申請專利範圍第7項的冷卻系統，其中該機箱隔間進一步包括溝槽，其形成為收納該固定栓，該溝槽隨著該風扇模組移動進出該機箱隔間而導引該固定栓。
  9. 如申請專利範圍第6項的冷卻系統，其中該導引栓包括載有彈簧的栓。
  10. 如申請專利範圍第9項的冷卻系統，其中該機箱隔間進一步包括隔間斜面和導引路徑斜面，該隔間斜面隨著該風扇模組移動進出該機箱隔間而結合該載有彈簧的栓，該導引路徑斜面隨著該風扇模組移動成對齊和不對齊於該導引路徑而結合該載有彈簧的栓。
  11. 如申請專利範圍第10項的冷卻系統，其中該載有彈簧的栓與該隔間斜面的結合則位移了該載有彈簧的栓。
  12. 如申請專利範圍第6項的冷卻系統，其中該導引路徑包括預定路徑，其形成於可插入該機箱隔間裡之可交換的構件中。
  13. 如申請專利範圍第6項的冷卻系統，其中該樞紐點包括連接到該轉向器壁的鉸鏈栓，該鉸鏈栓形成為收納該扭力彈簧。
  14. 如申請專利範圍第6項的冷卻系統，其中該風扇模組進一步包括弧形旋轉路徑，其形成為隨著該導引栓沿著該導引路徑移動而結合該導引栓。
  15. 一種從電子裝置移除熱的方法，其包括：提供機箱隔間，該機箱隔間形成為收納風扇模組和導引路徑；將該風扇模組插入該機箱隔間裡，該風扇模組包括：風扇轉向器，其包括：轉向器壁，其指引來自風扇的氣流；樞紐點，其使轉向器壁繞著它旋轉；以及扭力彈簧，其提供力以使該轉向器壁返回到平衡位置，以及導引栓，其延伸自該轉向器壁以使該轉向器壁沿著形成於該風扇模組中的弧形旋轉路徑來旋轉，該導引栓的移動是由該導引路徑所決定；以及使用該導引路徑來調整該風扇轉向器，以決定該導引栓的運動範圍和定位該轉向器壁。
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