專利名稱：用于降低噪音的風扇懸架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于降低噪音的風扇懸架。
背景技術：
常規(guī)電路板通常包括在工作期間發(fā)熱的部件。需要對這些部件進行強 化的冷卻從而確保正常工作并防止損壞。例如，微處理器通常依賴于布置 在氣流中的散熱器來將微處理器保持在預定的最佳溫度范圍內。
提供適于冷卻電子部件的氣流的一種常規(guī)手段是將一組風扇布置在容 納部件的機箱的引入開口處。風扇組從機箱的前方抽吸環(huán)境空氣，并將空 氣吹過機箱通過部件。然后空氣從機箱的引出開口離開，并從部件帶走熱
為了防止風扇意外從機箱脫落，用五金件(例如，螺釘、螺母等)直 接將風扇緊固至機箱。具體而言，上述五金件通常插入風扇框架中的通孔 內，然后通過機箱的安裝孔安裝至機箱。如果正確地安裝了風扇，則硬件 可很好地將風扇保持在位。

發(fā)明內容
但是，利用五金件將風扇緊固至機箱的上述常規(guī)方法存在缺陷。例 如，如果使用了上述方法，則風扇的振動會傳遞至機箱。這可以導致整個 機箱共振，并放大風扇的噪音。在設計者試圖制造更快更強大的計算機系 統(tǒng)時，計算機系統(tǒng)會變的越來越擁擠。因為計算機系統(tǒng)內的空間有限，通 常通過加快風扇速度來增強冷卻。當風扇速度加快時，來自風扇的聲學噪 音也會隨之增大。迫使空氣通過風扇時造成的氣流紊流產生噪音。因為風 扇電機的運轉以及其風扇葉片的旋轉，風扇自身的振動也會產生噪音。風 扇振動從風扇傳遞至安裝風扇的機箱。當風扇以落入系統(tǒng)共振頻率范圍內的速度運轉時，聲學噪音被放大。噪音的放大對必須接近這些電子系統(tǒng)工 作的個人成為主要干擾源。
上述常規(guī)風扇安裝方式的另一缺陷在于過多的五金件會從風扇松脫。 該五金件會落入電路，引起物理損壞或短路。過多的五金會造成可靠性不 佳的顧慮。此外，過多的五金件意味著更大的復雜程度。這會造成與制造 及裝配相關的更高的成本。
與利用五金件將風扇緊固至機箱的上述常規(guī)方法不同，改良的風扇安 裝技術利用懸架組件結構來將風扇的振動從機箱隔離開。上述懸架組件結 構能夠有效地減小從風扇傳遞至機箱的振動。此外，懸架組件結構設計能 夠通過一件式風扇安裝件/緊固件與從機箱的基體延伸的一組機箱凸緣的組 合來形成，以能夠在不使用工具的情況下進行簡單快速的安裝。因此，噪 音較小，將會帶來可靠性的問題的零件較少或沒有，并且制造成本較低。
一個實施方式涉及電子系統(tǒng)。該電子系統(tǒng)包括機箱，機箱具有基體和 從基體延伸的一組凸緣。電子系統(tǒng)具有容納在機箱內的電路。電子系統(tǒng)包 括風扇組件和風扇安裝件，風扇組件具有被設置成產生適于冷卻電路的氣 流的風扇。風扇安裝件具有被設置成安裝至風扇的安裝部分。風扇安裝件 具有一組機箱接口部分，其被設置成與一組凸緣形成相對于基體的懸臂， 以在振動方面將風扇與基體隔離開。


結合附圖所示(在不同的視圖中類似的標號表示相同部分)，通過以 下對本發(fā)明具體實施方式
的描述，上述及其他目的、特征、以及優(yōu)點將變 得清楚。附圖不一定按比例繪制，為了示出本發(fā)明的各個實施方式的重要 部分而有所側重。
圖1是具有風扇、改良的風扇組件、以及金屬機箱的電子系統(tǒng)的立體圖。
圖2是當機箱與具有風扇安裝件和風扇的風扇組件脫離時圖1的電子 系統(tǒng)的一部分的立體圖。
圖3是當風扇與風扇安裝件脫離時圖1和圖2的電子系統(tǒng)的一部分的立體圖。
圖4是圖2的電子系統(tǒng)的各個部件的側剖視圖。
具體實施例方式
對風扇組件的改良在減振風扇安裝件內將風扇(例如，40mmX40mm X20mm的風扇)與機箱(例如，片金屬支架)隔離開。因此，這有效地 減小了從風扇傳遞至機箱的振動，由此減小了聲學噪音。
圖1示出了包括一組風扇組件22 (即， 一個或多個風扇組件22)以 及金屬機箱24的電子系統(tǒng)20。每一個風扇組件22均包括風扇安裝件26 及風扇28。風扇安裝件26包括風扇殼體30和一組扣鎖32 (g卩， 一個或 多個扣鎖32)，風扇殼體30被構造成為用于安裝到風扇28的安裝部分， 而扣鎖32適于作為將風扇殼體30安裝至金屬機箱24的機箱接口部分。機 箱24包括一組凸緣34 (即， 一個或多個凸緣34)以及機箱底部36。
如圖1所示，金屬機箱24是被設計用于容納各個部件并對其提供物 理框架的支撐結構?？赡艿牟考娐贰⒉季€、電源、散熱器、以及風 扇28。 一組凸緣34與金屬機箱24剛性地形成為一體。本實施例中所示的 凸緣34由片材沖壓并彎折而成，由此與機箱的其他部分形成為一個部 件。但是，凸緣34可以各種提供良好的剛性安裝的其他方式(例如，焊 接、螺栓連接、或粘接)安裝至機箱。凸緣34沿正Y方向從金屬機箱24 伸出。
如圖1所示，通過將風扇28安裝至風扇安裝件26來形成風扇組件 22。風扇安裝件26將風扇28穩(wěn)固地保持在位。本實施例中所示的風扇28 卡扣裝配至風扇安裝件26。但是，風扇28可以各種其他方式(包括螺紋 連接、摩擦配合、以及夾持)安裝至風扇安裝件26。風扇安裝件26包括 一組扣鎖32。扣鎖32沿正、負Z方向從風扇安裝件26延伸?？坻i32具 有負Y—側的開口。
如圖1所示，在風扇組件22沿負Y方向下降到金屬機箱24上時，凸 緣34與扣鎖32配合。在與扣鎖32配合時，凸緣34進入扣鎖32的開口。 當凸緣34進入扣鎖32的開口時，扣鎖32被迫向X方向變形以使凸緣34進入。 一旦凸緣34完全進入扣鎖32，扣鎖32就恢復(扣入)其原始形 狀，并且扣鎖32與凸緣34之間的連接被鎖止在位。當一組扣鎖32與凸緣 34完全配合時，風扇組件22與機箱底部36之間不會接觸。因此，通過扣 鎖32到凸緣34的連接，風扇組件22通過懸臂結構相對于機箱底部36懸 架。該懸臂的形成起到使在風扇28運轉時產生任何振動衰減的作用。因 此，實質上將風扇28的振動與金屬機箱24隔離開。因為金屬機箱24不會 與風扇28產生的振動發(fā)生共振，故在與具有片金屬支架的常規(guī)風扇安裝 件產生的噪音相比時，噪音水平大大降低。
圖2從圖1的相反一側更詳細地示出了風扇組件22。風扇組件22包 括插入殼體30的風扇28。殼體30包括界定了用于與風扇28配合的安放 表面40的配合面板38。殼體30還包括界定了入口孔開口 44的入口孔 42。殼體30還包括連接至安放表面40的一組壁46 (即， 一個或多個壁 46)。 一組壁46從安放表面40突伸以形成界定風扇空間48的部件。風扇 28插入風扇空間48，直至風扇接觸安放表面。
如圖2所示， 一組壁46在XY平面中從安放表面40的邊緣沿X方向 延伸。 一組壁46在風扇28插入風扇安裝件26時用于風扇28的定位及保 持。盡管在XY平面示出了一組壁46，但是，附加于或替代XY平面中的 一組壁46，將它們設置在XZ平面中也同樣有效。
如圖2所示，殼體30具有安裝至一組壁46的卡扣式連接件50 (即， 一個或多個卡扣式連接件50)。在風扇28沿負X方向插入風扇空間48 時，連接件50偏轉打開。當風扇28接觸安放表面40時，連接件50返回 至其原始位置，并且風扇28通過連接件50鎖止在位。
如圖2所示，風扇28密配合在殼體30的風扇空間48中。該密配合防 止風扇28沖撞風扇安裝件26的四周從而產生額外噪音。風扇28的振動傳 遞至風扇安裝件26并由風扇安裝件26分擔，然后被懸臂結構衰減。
圖3示出了圖2所示的風扇組件22，但從風扇組件22去除了風扇28 以僅示出風扇安裝件26。殼體30包括一組銷52 (即， 一個或多個銷 52)。當如上所述風扇28插入風扇空間48時，風扇28上如圖2所示的一 組風扇孔54 (即， 一個或多個風扇孔)與一組銷52對準。銷52然后沿X方向插入風扇孔54。銷52與卡扣式連接件50 —起有助于將風扇28鎖止 在殼體30中。
如圖3所示， 一組銷52安裝至配合面板38的安放表面40。銷52呈 十字形并呈錐形使得銷的直徑在安裝至配合面板38的安放表面40 —側略 大。該結構允許銷52密配合在風扇孔54內，同時仍然允許方便地去除銷 52。還存在其他用于柱52的幾何結構可起良好的穩(wěn)定件的作用，例如圓 柱或箱形。
在一個實施例中，整個殼體30及一組扣鎖32整體形成為一個部件。 例如可通過使用注模成型塑料結構來實現(xiàn)。由此可低成本方便地制造風扇 安裝件26。通過減少安裝在一起的部件的數(shù)量，可防止過多部件相互碰撞 而產生其他噪音。減少部件的數(shù)量可防止小部件松脫并落在電路上。如果 部件落在電路上，可能會導致短路。
圖4從包括分離結構56的一側示出電子系統(tǒng)20。風扇28通過一組引 線60 (即， 一個或多個引線)連接至金屬機箱24上的電源58。
分離結構56是在安放表面40與入口孔42之間產生一些間隙的材料延 伸。在空氣穿過入口孔42向風扇28行進時，空氣受到紊流干擾。上述紊 流產生聽得見的噪音。在分離結構56變長時，紊流及噪音兩者均會降 低。分離結構的長度是較長長度的噪音減小特征與較短長度實用性之間的 折衷。舉例而言，該長度可以是約0.4英寸及更長。
如圖4所示，風扇安裝件26的底部不會接觸金屬機箱24。這確保了 形成懸臂使得金屬機箱24與風扇組件22之間接觸的剛性位置僅是扣鎖32 在凸緣34上的連接。引線60并不是剛性安裝件，因此不會傳遞顯著的振 動噪音。
雖然已經結合本發(fā)明的優(yōu)選實施方式具體示出并描述了本發(fā)明，但本 領域的技術人員可以理解，在不脫離所附權利要求界定的本發(fā)明的精神及 范圍的前提下，可以對形式及細節(jié)進行各種改變。
例如，可以交換凸緣34及扣鎖32的位置來實現(xiàn)相同的懸臂結構。
權利要求
1.一種電子系統(tǒng)，包括機箱，其具有基體以及從所述基體延伸的一組凸緣；容納在所述機箱內的電路；以及風扇組件，其具有(i)被設置成產生適于冷卻所述電路的氣流的風扇，以及(ii)風扇安裝件，其具有被設置成安裝至所述風扇的安裝部分，以及一組機箱接口部分，其被設置成與所述一組凸緣形成相對于所述基體的懸臂，以在振動方面將所述風扇與所述基體隔離開。
2. 如權利要求1所述的電子系統(tǒng)，其中所述安裝部分包括入口孔，其界定了適于為來自所述風扇的氣流提供通路的開口，所述 入口孔界定了軸向；一組壁，其連接至所述入口孔，所述一組壁和所述入口孔形成的部件界定了供所述風扇沿所述軸向插入的風扇空間；以及配合面板，其界定了用于與所述風扇配合的安放表面。
3. 如權利要求2所述的電子系統(tǒng)，其中所述風扇安裝件還包括分離結 構，所述分離結構使所述配合面板從所述入口孔凹入以減小氣流通過所述 入口孔的紊流。
4. 如權利要求2所述的電子系統(tǒng)，其中通過注模成型將所述安裝部分 和所述機箱接口部分形成為由同質塑料材料制成的單體。
5. 如權利要求2所述的電子系統(tǒng)，其中所述風扇安裝件還包括第一組 卡扣式連接件，所述第一組卡扣式連接件限制所述風扇沿軸向的運動。
6. 如權利要求5所述的電子系統(tǒng)，還包括 位于所述安裝部分上的一組銷，以及位于所述風扇上的安裝區(qū)域，其界定了一組安裝孔，所述一組安裝孔 適于接收所述一組銷，并適于相對于所述風扇安裝件定位所述風扇。
7. 如權利要求1所述的電子系統(tǒng)，其中所述機箱接口部分包括第二組 卡扣式連接件，所述第二組卡扣式連接件將所述風扇安裝件鎖止至所述一組凸緣。
8. —種風扇組件，包括被設置成產生適于冷卻電路的氣流的風扇；以及風扇安裝件，其具有(0被設置成安裝至所述風扇的安裝部分，以及 (ii) 一組機箱接口部分，其被設置成與機箱的一組凸緣形成相對于所述 機箱的基體的懸臂，以在振動方面將所述風扇與所述機箱的所述基體隔離 開，所述機箱的所述一組凸緣從所述機箱的所述基體延伸。
9. 如權利要求8所述的風扇組件，其中所述安裝部分包括入口孔，其界定了適于為來自所述風扇的氣流提供通路的開口，所述 入口孔界定了軸向；一組壁，其連接至所述入口孔，所述一組壁和所述入口孔形成的部件 界定了供所述風扇沿所述軸向插入的風扇空間；以及配合面板，其界定了用于與所述風扇配合的安放表面。
10. 如權利要求9所述的風扇組件，其中所述風扇安裝件還包括分離 結構，所述分離結構使所述配合面板從所述入口孔凹入以減小氣流通過所 述入口孔的紊流。
11. 如權利要求9所述的風扇組件，其中通過注模成型將所述安裝部 分和所述機箱接口部分形成為由同質塑料材料制成的單體。
12. 如權利要求9所述的風扇組件，其中所述風扇安裝件還包括第一 組卡扣式連接件，所述第一組卡扣式連接件限制所述風扇沿軸向的運動。
13. 如權利要求12所述的風扇組件，還包括 位于所述安裝部分上的一組銷，以及位于所述風扇上的安裝區(qū)域，其界定了一組安裝孔，所述一組安裝孔 適于接收所述一組銷，并適于相對于所述風扇安裝件定位所述風扇。
14. 如權利要求8所述的風扇組件，其中所述機箱接口部分包括第二 組卡扣式連接件，所述第二組卡扣式連接件將所述風扇安裝件相對于所述 機箱的所述基體鎖緊在位。
15. —種風扇安裝件，包括 被設置成安裝至風扇的安裝部分；以及一組機箱接口部分，其被設置成與機箱的一組凸緣形成相對于所述機 箱的基體的懸臂，以在振動方面將所述風扇與所述機箱的所述基體隔離 開，所述機箱的所述一組凸緣從所述機箱的所述基體延伸。
16. 如權利要求15所述的風扇安裝件，其中所述安裝部分包括 入口孔，其界定了適于為來自所述風扇的氣流提供通路的開口，所述入口孔界定了軸向；一組壁，其連接至所述入口孔，所述一組壁和所述入口孔形成的部件 界定了供所述風扇沿所述軸向插入的風扇空間；以及配合面板，其界定了用于與所述風扇配合的安放表面。
17. 如權利要求16所述的風扇安裝件，還包括分離結構，所述分離結 構使所述配合面板從所述入口孔凹入以減小氣流通過所述入口孔的紊流。
18. 如權利要求16所述的風扇安裝件，其中通過注模成型將所述安裝 部分、所述機箱接口部分、所述入口孔、以及所述一組壁形成為由同質塑 料材料制成的單體。
19. 如權利要求16所述的風扇安裝件，其中所述風扇安裝件還包括第 一組卡扣式連接件，所述第一組卡扣式連接件限制所述風扇沿軸向的運 動。
20. 如權利要求19所述的風扇安裝件，還包括位于所述安裝部分上 的一組銷，其適于與所述風扇配合，并適于相對于所述風扇安裝件定位所述風扇o
21. 如權利要求15所述的風扇安裝件，其中所述機箱接口部分包括第 二組卡扣式連接件，所述第二組卡扣式連接件將所述風扇安裝件相對于所 述機箱的所述基體鎖緊在位。
22. —種風扇安裝件，包括 被設置成安裝至風扇的安裝部分；以及用于與機箱的一組凸緣形成相對于所述機箱的基體的懸臂、以在振動 方面將所述風扇與所述機箱的所述基體隔離開的裝置，所述機箱的所述一 組凸緣從所述機箱的所述基體延伸。
23. —種風扇噪音降低方法，包括將風扇連接至風扇安裝件，所述風扇安裝件具有被設置成安裝至風扇的安裝部分；并且將所述風扇安裝件連接至機箱，其中一組機箱接口部分被設置成與所 述機箱的一組凸緣形成相對于所述機箱的基體的懸臂，以在振動方面將所 述風扇與所述機箱的所述基體隔離開，所述機箱的所述一組凸緣從所述機 箱的所述基體延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于降低噪音的風扇懸架。電子系統(tǒng)包括機箱，機箱具有基體和從基體延伸的一組凸緣。電子系統(tǒng)具有容納在機箱內的電路。電子系統(tǒng)包括風扇組件和風扇安裝件，風扇組件具有被設置成產生適于冷卻電路的氣流的風扇。風扇安裝件具有被設置成安裝至風扇的安裝部分。風扇安裝件具有一組機箱接口部分，其被設置成與一組凸緣形成相對于基體的懸臂，以在振動方面將風扇與基體隔離開。
文檔編號F04D29/66GK101576762SQ20081017512
公開日2009年11月11日 申請日期2008年10月27日 優(yōu)先權日2007年12月10日
發(fā)明者易由之 申請人:思科技術公司