TWI755040B

TWI755040B - 風扇架組件與包含其之伺服器機箱

Info

Publication number: TWI755040B
Application number: TW109129064A
Authority: TW
Inventors: 楊肇強; 黃進權; 黃肇湘
Original assignee: 技嘉科技股份有限公司
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2022-02-11
Also published as: TW202209952A

Abstract

本發明涉及一種風扇架組件與包含其之伺服器機箱，其中風扇架組件包含一風扇架、至少一齒輪構件以及至少一軌道構件。齒輪構件可樞轉地設置於風扇架上。軌道構件具有複數個齒。齒嚙合於齒輪構件，以令風扇架能經由齒輪構件沿軌道構件滑移。

Description

風扇架組件與包含其之伺服器機箱

本發明係關於一種殼體構件，特別是一種風扇架組件與包含其之伺服器機箱。

隨著科技的進步，雲端服務廣泛地應用於如遊戲、語言處理、金融、生物醫藥、搜尋引擎、電子商務、社交網絡媒體等不同領域，而伺服器(server)是在其背後實現各種需求的關鍵角色。

為此，伺服器的機箱內至少含有實現各種功能的模組以及承載並電性連接該些模組的主板。並且，由於這些功能模組於運轉時會產生熱能，因此機箱內都會配置能對這些熱源進行解熱的散熱風扇以及供散熱風扇安裝的風扇架。

一般來說，傳統的風扇架為橫跨機箱內部的固定式架體，其上已預留多個供風扇組裝的區域。由於需要解熱的功能模組僅位於機箱內的特定區域，因此，基於成本考量，使用者通常只會將風扇裝設於能讓散熱氣流對應功能模組的位置，而不會將風扇架裝滿風扇。

根據需要提供的服務類型，不同的伺服器機箱內所安裝的功能模組的數量、位置、種類也會有所不同，相應於此，風扇於風扇架上的位置則需要進行調整，以期能將散熱氣流對準功能模組而達到最佳化的散熱效果。但，就傳統風扇架的設計來說，調整風扇位置涉及使用工具解鎖/鎖固風扇等繁瑣的拆裝作業，缺乏彈性且使用不便。況且，傳統風扇架上能供風扇安裝的位置已為固定，在此限制下，風扇時常難以換至能對應熱源的最佳位置，從而無法實現所期望的散熱效果。

有鑑於此，本發明提供一種風扇架組件與包含其之伺服器機箱，能輕易地調整風扇至最佳位置。

根據本發明之一實施例所揭露的一種風扇架組件，包含一風扇架、至少一齒輪構件以及至少一軌道構件。齒輪構件可樞轉地設置於風扇架上。軌道構件具有複數個齒。齒嚙合於齒輪構件，以令風扇架能經由齒輪構件沿軌道構件滑移。

根據本發明之另一實施例所揭露的一種伺服器機箱，包含一箱體以及一風扇架組件。箱體包含一機箱底板及分別連接於機箱底板相異側的複數個機箱側板。風扇架組件包含一風扇架、至少一齒輪構件以及至少一軌道構件。風扇架可活動地設置於機箱底板上。齒輪構件可樞轉地設置於風扇架上。軌道構件固定於機箱底板且具有複數個齒。齒嚙合於齒輪構件，以令風扇架能經由齒輪構件沿軌道構件相對機箱底板滑移。

本發明前述實施例所揭露的風扇架組件與包含其之伺服器機箱，由於風扇架上設置有能嚙合軌道構件的齒輪構件，因此，使用者只需要施力推抵風扇架，即可以無工具的方式將風扇架沿軌道構件的延伸方向移動以改變其所容置之風扇的位置，從而能輕易地令風扇移動至對應熱源的最佳位置。由此可知，具有前述實施例之風扇架組件的伺服器機箱具有能令風扇對應不同內部配置的調整彈性以及便利性。

以上之關於本發明揭露內容之說明及以下之實施方式之說明，係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者，瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

此外，為達圖面整潔之目的，一些習知慣用的結構與元件在圖式可能會以簡單示意的方式繪示之。其中，本案之圖式中部份的特徵可能會略為放大或改變其比例或尺寸，以達到便於理解與觀看本發明之技術特徵的目的，但這並非用於限定本發明。

另外，以下文中可能會使用「端」、「部」、「部分」、「區域」、「處」等術語來描述特定元件與結構或是其上或其之間的特定技術特徵，但這些元件與結構並不受這些術語所限制。以下文中也可能使用諸如「實質上」、「約」及「大致上」等術語，用於描述所修飾之情況或事件可能存在的合理或可接受的偏差量，但未仍可達到所預期的結果。此外，除非具體指明，否則以下文中所使用之「至少一」意旨特定構件與結構的數量為一或多個。

再者，除非另有定義，本文所使用的所有詞彙或術語，包括技術和科學上的詞彙與術語等具有其通常的意涵，應能夠被熟悉此技術領域者所理解。

首先，請參閱圖1，繪示了應用本發明之一實施例之伺服器機箱(server chassis)9的伺服器的立體示意圖。如圖所示，伺服器機箱9例如可以但不限於是一種伺服器的外殼體，其可包含一箱體90以及容置於箱體90中的一風扇架組件1與其他電子/非電子元件，如主板MB、中央處理器80、硬碟模組81、多個記憶體模組83以及一電源模組85。但需先說明的是，於此所繪示之主板MB、中央處理器80、硬碟模組81、記憶體模組83、電源模組85及其配置僅是為達到便於說明風扇架組件1的位置、作用、操作等目的之用，而非用於任何方面限制本發明。並且，為達圖面簡潔之目的，於此或後續的圖式已簡化或省略了如走線、螺絲、插卡、擴充模組等其他非必要之電子/非電子元件及部分的殼體結構。

進一步來說，於本實施例中，箱體90可包含一機箱底板910以及多個機箱側板930，機箱側板930可分別連接且豎立於機箱底板910的相異側，以與機箱底板910共同圍繞出能容置風扇架組件1以及其他前述伺服器所需之電子/非電子元件的空間。如圖所示，風扇架組件1、主板MB、中央處理器80、硬碟模組81、記憶體模組83以及電源模組85均承載於機箱底板910之上且介於機箱側板930之間。

於一示例性的配置中，硬碟模組81可配置於機箱底板910之一端；主板MB可配置於機箱底板910之另一端；中央處理器80可配置於主板MB上，於運行時也會產生熱能，其中，中央處理器80上可疊置散熱鰭片(未繪示)，以吸收並釋放中央處理器80運行所產生的熱能；記憶體模組83可配置於主板MB上，於運行時也會產生熱能；風扇架組件1可配置於硬碟模組81與主板MB之間的區域，風扇架組件1可用於容置至少一風扇F，以在箱體90的內部形成能排除主板MB上之電子元件(如前述的中央處理器80與記憶體模組83)所釋放的熱的氣流。風扇架組件1能讓風扇F調整至能對準中央處理器80或記憶體模組83的最佳位置，從而有效地排除熱能，特別是，針對運行時會產生較高熱能的中央處理器80，風扇架組件1能將風扇F調整至對準中央處理器80的位置以達到最佳的散熱配置；而電源模組85可例如配置於主板MB之一側。

於此，補充說明的是，電源模組85中通常有內建式散熱風扇，因此電源模組85對於風扇F的需求可以較低。另外，於圖1中，為達簡化圖面之目的，風扇架組件1內僅繪示單個風扇F，但實際上風扇架組件1能容置沿一特定方向排列的多個風扇F，數量端看中央處理器80的種類、位置或數量等其他實際需求而定。

接著，請接續再參閱圖2~4以進一步介紹風扇架組件1，於本實施例中，風扇架組件1可包含一風扇架110、至少一齒輪構件130以及至少一軌道構件150。大致上，風扇架110是為風扇架組件1中用於容置風扇的結構，齒輪構件130可樞轉地設置於風扇架110上，軌道構件150固定於機箱底板910上並嚙合於齒輪構件130，使得風扇架110能經由齒輪構件130而沿著軌道構件150的延伸方向滑移(如箭頭A1或A1’所示)，從而能改變風扇架110及其上之風扇F相對於周圍之電子/非電子元件(如中央處理器80)的相對位置關係。於此所述之軌道構件150例如包含至少一子軌道151，而軌道構件150的延伸方向例如是指子軌道151的長邊方向，如圖所示，軌道構件150的延伸方向或子軌道151之長邊實質上平行於風扇F於風扇架110內的排列方向。

具體來說，於本實施例中，風扇架110可包含至少一橫向板部111以及至少一第一底板部113。如圖所示，橫向板部111的數量例如為二，彼此相對且可經由合適的側板(未標號)相連接，從而於之間共同圍繞可容置風扇F的一容置空間S，也就是說，風扇F介於橫向板部111之間並沿著橫向板部111排列。此外，橫向板部111各具有多個通風孔1111，通風孔1111可分別對應風扇F的出/入風口(未標號)，以利於風扇F的吸氣與排氣。於此可知，軌道構件150的延伸方向或子軌道151之長邊實質上應平行於通風孔1111的排列方向。

第一底板部113的數量例如為二，第一底板部113分別銜接於橫向板部111之一側，並自橫向板部111向外延伸，如圖所示，第一底板部113不平行於橫向板部111，例如與所銜接之橫向板部111呈垂直而共同構成L形。第一底板部113可活動地疊置於機箱底板910上或之上。

齒輪構件130的數量例如為四個，齒輪構件130兩兩一組地分別配置於第一底板部113上。以其中一第一底板部113為例來說，齒輪構件130彼此保持一合適距離，且以任何合適的方式可樞轉地設置於第一底板部113上。

軌道構件150之子軌道151的數量例為二，該二子軌道151彼此相平行且保持一適當距離。以其中一子軌道151為例來說，子軌道151可以任何合適的方式固定於機箱底板910上或之上，且部分的子軌道151能疊置於部分的第一底板部113上，以讓局部的第一底板部113介於子軌道151與機箱底板910之間，藉以限制第一底板部113往遠離機箱底板910的方向移動。此外，於本實施例中，子軌道151可以但不限於是一齒條，其可具有多個齒1511與形成於齒1511之間的多個齒槽1512，以嚙合於齒輪構件130。

在此配置下，風扇架110相對兩側能經由齒輪構件130嚙合於軌道構件150之子軌道151從而被夾持於子軌道151之間，以及經由其第一底板部113而被限制於子軌道151與機箱底板910之間，藉此，風扇架110被限制僅能沿軌道構件150的延伸方向滑移。

此外，為了固定風扇架110相對於軌道構件150的位置，於本實施例中，風扇架組件1還可包含至少一彈性定位件170。彈性定位件170可以但不限於是以具有彈性形變特性的合適材質所一體成型之結構，彈性定位件170的數量例如為二，可分別配置於第一底板部113上以分別卡合風扇架110相對兩側的子軌道151。

以其中一彈性定位件170為例來說，彈性定位件170可包含一彎折部171以及至少一彈性臂部173，風扇架110還可包含至少一凸柱115以及至少一止擋柱117，凸柱115突設於第一底板部113，止擋柱117突設於第一底板部113並分別位於凸柱115的相對兩側之外，彈性臂部173的數量例如為二，彎折部171銜接於彈性臂部1735之間並承靠於凸柱115，而彈性臂部173自彎折部171往相異方向延伸而分別抵靠於止擋柱117。在此配置下，彈性定位件170略呈L形，彈性臂部173受外力時得以凸柱115為支點產生相對靠攏另一彈性臂部173的彎折或擺動，或是得以止擋柱117為支點產生相對遠離另一彈性臂部173的局部彎折或擺動。

彈性臂部173相對遠離彎折部171的一端定義為一抵接端部1731，抵接端部1731略呈柱狀，以適於卡合子軌道151的齒槽1512的結構。如圖所示，彈性定位件170之彈性臂部173的抵接端部1731能分別卡合於子軌道151的其中二齒槽1512，藉以在沒有外力驅使風扇架110相對軌道構件150的延伸方向滑移時，能將風扇架110暫時地固定於當下的位置。

但在風扇架110受外力推抵而經由齒輪構件130沿軌道構件150滑移的過程中，彈性定位件170隨著風扇架110而相對軌道構件150移動，而其彈性臂部173將受到子軌道151之齒1511的推抵而產生重複的形變，從而令其抵接端部1731能沿著子軌道151滑過並卡合於不同的齒槽1512。待風扇架110調整至所需的位置而不再受到外力驅使時，風扇架110即可再次藉由彈性定位件170的抵接端部1731卡合於子軌道151的齒槽1512而固定於當下的位置。

另外，為更進一步地提升風扇F於箱體90內產生的氣流分布。具體來說，於本實施例中，風扇架組件1還可包含至少一遮風構件190，以阻隔於軌道構件150之間未存有風扇架110的空間，如圖所示，遮風構件190的數量例如為二，遮風構件190可各包含一主擋風部191、至少一第二底板部192以及至少一側擋風板部193：主擋風部191例如呈一盒狀，配置於風扇架110與機箱側板930之間而能阻隔氣流；第二底板部192的數量例如為二，分別自主擋風部191的相對兩側向外延伸，類似於第一底板部113，第二底板部192可活動地疊置於機箱底板910上或之上，且其局部介於軌道構件150之子軌道151與機箱底板910之間，藉此，主擋風部191僅能沿軌道構件150滑移以改變其與風扇架110的相對位置關係(如箭頭A1或A1’所示)；而側擋風板部193的數量例如為二，側擋風板部193分別可樞轉地或可擺動地銜接於主擋風部191的另外的相對兩側，側擋風板部193相對主擋風部191擺動能改變遮風構件190於軌道構件150的延伸方向的整體寬度，從而在風扇架110與機箱側板930之間形成氣流阻隔，如圖1或圖2所示，遮風構件190能於風扇架110的相對兩側產生氣流阻擋的效果，從而使氣流能更集中地流通於風扇架110，以維持對熱源所需的氣流分佈而提升整體的散熱效果。

補充說明的是，相似於風扇架110，遮風構件190上也可選擇設置至少一齒輪構件130以嚙合子軌道151，並且，為使遮風構件190能固定於當前的位置，相似於前述風扇架110的做法，遮風構件190的第二底板部192也可選擇設置至少一彈性定位件170，以於遮風構件190調整定位時卡合子軌道151的齒槽1512，但本發明並非以此為限。

據此可知，當伺服器依據不同需求而替換不同規格之散熱模組，或是替換主板而改變散熱模組的位置時，使用者只需要施力推抵風扇架110(如往箭頭A1或A1’所示方向)，即可以無工具的方式將風扇架110沿軌道構件150的延伸方向推至所需的位置，相應於此，使用者可一併沿軌道構件150的延伸方向移動遮風構件190及/或調整側擋風板部193的開度，以達到前述氣流阻擋的效果。由此可知，具有本實施例之風扇架組件1的伺服器機箱9具有對應不同內部配置的調整彈性以及便利性。

並且，由於風扇架110是經由齒輪構件130與軌道構件150嚙合的方式調整位置，因此風扇架110能以微小的幅度進行移動，從而能更精確地讓風扇F移動至能對應目標熱源(如中央處理器80)的最佳位置。

最後，補充說明的是，前述實施例中所示之軌道構件150的長度、風扇架110的長度、其上之通風孔1111的數量、以及其所能容置之風扇F的尺寸與數量等，均可依據實際需求進行調整，本發明並非以此為限。此外，於一些實施例中，風扇架組件之風扇架上可僅保留單個齒輪構件以與軌道構件之其中一個子軌道嚙合，至於軌道構件之另一個子軌道可改為不具有齒的結構，在此情況下，軌道構件對於風扇架仍有限位效果。另外，於一些實施例中，風扇架組件之風扇架上可僅保留單個彈性定位件。甚至，只要能於風扇架110移動的過程中重複地彈性變形並沿著子軌道151卡合於不同的齒槽1512的設計，均屬可適用於本發明之彈性定位件；例如於一些其他實施例中，彈性定位件也可僅具有單個彈性臂部；或是於另一些其他實施例中，彈性定位件也可改為略呈圓拱形的單體結構。

另一方面，只要能於風扇架與機箱側板之間形成氣流阻隔以達到所需的氣流分佈，於一些實施例中，風扇架組件也可僅保留單個遮風構件，且遮風構件可僅保留單邊的側擋風板部或是移除側擋風板部。

綜上所述，於本發明前述實施例所揭露的風扇架組件與包含其之伺服器機箱中，由於風扇架上設置有能嚙合軌道構件的齒輪構件，因此，使用者只需要施力推抵風扇架，即可以無工具的方式將風扇架沿軌道構件的延伸方向移動以改變其所容置之風扇的位置，從而能輕易地令風扇移動至對應熱源的最佳位置。由此可知，具有前述實施例之風扇架組件的伺服器機箱具有能令風扇對應不同內部配置的調整彈性以及便利性。

此外，於一些實施例中，風扇架組件還可利用遮風構件在風扇架與機箱側板之間形成氣流阻隔，以確保風扇於伺服器機箱內能形成所需的氣流分佈而提升整體的散熱效果。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1:風扇架組件 9:伺服器機箱 80:中央處理器 81:硬碟模組 83:記憶體模組 85:電源模組 90:箱體 110:風扇架 111:橫向板部 113:第一底板部 115:凸柱 117:止擋柱 130:齒輪構件 150:軌道構件 151:子軌道 170:彈性定位件 171:彎折部 173:彈性臂部 190:遮風構件 191:主擋風部 192:第二底板部 193:側擋風板部 910:機箱底板 930:機箱側板 1111:通風孔 1511:齒 1512:齒槽 1731:抵接端部 A1、A1’:箭頭 F:風扇 MB:主板 S:容置空間

圖1係為應用本發明之一實施例之伺服器機箱的伺服器的立體示意圖。圖2係為圖1之伺服器機箱的局部放大示意圖。圖3係為圖1之伺服器機箱的局部放大俯視圖。圖4係為圖1之伺服器機箱的局部放大分解示意圖。

1:風扇架組件

9:伺服器機箱

80:中央處理器

81:硬碟模組

83:記憶體模組

85:電源模組

90:箱體

190:遮風構件

910:機箱底板

930:機箱側板

A1、A1’:箭頭

F:風扇

MB:主板

Claims

一種風扇架組件，包含：一風扇架；至少一齒輪構件，可樞轉地設置於該風扇架上；至少一軌道構件，具有複數個齒，該些齒嚙合於該至少一齒輪構件，以令該風扇架能經由該至少一齒輪構件沿該至少一軌道構件滑移；以及一彈性定位件，該彈性定位件設置於該風扇架上，該彈性定位件可選擇地卡合於至少其中二該齒之間的齒槽，以固定該風扇架與該至少一軌道構件的相對位置關係。
如請求項1所述之風扇架組件，其中該彈性定位件包含二彈性臂部以及銜接於該二彈性臂部之間的一彎折部，該彎折部固定於該風扇架上，各該彈性臂部自該彎折部往相異方向延伸而具有相對遠離該彎折部的一抵接端部，該二彈性臂部之該些抵接端部分別卡合於該些齒之間的其中二齒槽。
如請求項1所述之風扇架組件，其中該風扇架包含至少一橫向板部以及至少一第一底板部，該至少一橫向板部具有至少一通風孔，該至少一第一底板部銜接於該至少一橫向板部之一側且不平行於該至少一橫向板部，該至少一軌道構件疊置於部分的該至少一第一底板部上。
如請求項1所述之風扇架組件，更包含至少一遮風構件，能沿該至少一軌道構件滑移而調整與該風扇架的相對位置關係，其中該至少一遮風構件包含一主擋風部以及至少一側擋風板部，該至少一側擋風板部可擺動地銜接於該主擋風部，以改變該至少一遮風構件於該至少一軌道構件的延伸方向的寬度。
一種伺服器機箱，包含：一箱體，包含一機箱底板及分別連接於該機箱底板相異側的複數個機箱側板；以及一風扇架組件，包含：一風扇架，可活動地設置於該機箱底板上；至少一齒輪構件，可樞轉地設置於該風扇架上；至少一軌道構件，固定於該機箱底板且具有複數個齒，該些齒嚙合於該至少一齒輪構件，以令該風扇架能經由該至少一齒輪構件沿該至少一軌道構件相對該機箱底板滑移；以及一彈性定位件，該彈性定位件設置於該風扇架上，該彈性定位件可選擇地卡合於至少其中二該齒之間的齒槽，以固定該風扇架與該至少一軌道構件的相對位置關係。
如請求項5所述之伺服器機箱，其中該彈性定位件包含二彈性臂部以及銜接於該二彈性臂部之間的一彎折部，該彎折部固定於該風扇架上，各該彈性臂部自該彎折部往相異方向延伸而具有相對遠離該彎折部的一抵接端部，該二彈性臂部之該些抵接端部分別卡合於該些齒之間的其中二齒槽。
如請求項6所述之伺服器機箱，其中該風扇架包含至少一橫向板部以及至少一第一底板部，該至少一橫向板部具有至少一通風孔，該至少一第一底板部銜接於該至少一橫向板部之一側且不平行於該至少一橫向板部，該至少一第一底板部可活動地疊置於該機箱底板上，且部分的該至少一第一底板部介於該至少一軌道構件與該機箱底板之間。
如請求項6所述之伺服器機箱，其中該風扇架組件更包含至少一遮風構件，介於該風扇架組件與其中一該機箱側板之間，能沿該至少一軌道構件滑移而調整與該風扇架的相對位置關係，該至少一遮風構件包含一主擋風部以及至少一側擋風板部，該主擋風部可活動地疊置於該機箱底板上，該至少一側擋風板部可擺動地銜接於該主擋風部，以改變該至少一遮風構件於該至少一軌道構件的延伸方向的寬度。