專利名稱：用于計(jì)算機(jī)的風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按獨(dú)立權(quán)利要求前序部分的用于計(jì)算機(jī)的風(fēng)扇及冷卻裝置、電源裝置和一帶有所述風(fēng)扇的計(jì)算機(jī)機(jī)殼。
背景技術(shù)：
這種類型的風(fēng)扇在計(jì)算機(jī)中用于冷卻。在軸流式風(fēng)扇上主要產(chǎn)生沿風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸線方向的氣流。軸流式風(fēng)扇不同于對角式和徑流式風(fēng)扇，在對角式和徑流式風(fēng)扇上空氣雖然沿軸向吸入，但是然后部分徑向和部分軸向(對角式風(fēng)扇)地或主要沿徑向(徑流式風(fēng)扇)，一部分充分利用離心力加速，而軸流式風(fēng)扇根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同直接吹出或轉(zhuǎn)向。對于計(jì)算機(jī)中的風(fēng)扇有不同的安裝位置。為了冷卻單個(gè)部件，風(fēng)扇例如直接安裝在相應(yīng)部件上。通常通過一冷卻體進(jìn)行部件的冷卻。冷卻體固定在部件上。風(fēng)扇以其氣流通過冷卻體間接地促使部件冷卻。在計(jì)算機(jī)中通常CPU和/或GPU亦即中央處理器和/或圖像處理器，用這種方法冷卻。另一個(gè)典型的安裝位置是計(jì)算機(jī)的機(jī)殼壁。風(fēng)扇在這里大多這樣使用，使它從計(jì)算機(jī)內(nèi)部抽吸熱空氣并向外排放。這時(shí)較冷的外界空氣通過縫裂和開口補(bǔ)充流入殼體內(nèi)部。但是也可以這樣使用風(fēng)扇，使它抽吸外界空氣并吹入殼體內(nèi)部，在大多數(shù)情況下，風(fēng)扇這樣地安裝和運(yùn)行，使它穿過電源裝置將熱空氣從計(jì)算機(jī)內(nèi)部抽出并向外排放。設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)中使用的風(fēng)扇的一個(gè)重要特征是，外形和安裝尺寸與相應(yīng)殼體、電源裝置、板件和/或處理器的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格相匹配。
目前已知的用于計(jì)算機(jī)的風(fēng)扇通常在轉(zhuǎn)速超過2000轉(zhuǎn)/分時(shí)引起一定的噪聲，特別是與旋轉(zhuǎn)頻率有關(guān)的嗡嗡叫，它們可能是有害的。為了降低這種噪聲由現(xiàn)有技術(shù)已知不同的措施。
這些措施之一是根據(jù)溫度調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。但是只有在設(shè)備溫度實(shí)際上容許風(fēng)扇功率降低時(shí)，這個(gè)措施才能夠?qū)崿F(xiàn)，并且由于需要調(diào)節(jié)裝置，這個(gè)措施比沒有調(diào)節(jié)的風(fēng)扇貴。另一個(gè)已知措施是安裝多個(gè)風(fēng)扇。它們可以在相同的總的通風(fēng)效果的情況下分別以比單獨(dú)一個(gè)風(fēng)扇低的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。這造成總體上較小的噪聲排放。但是由于額外需要的構(gòu)件，這個(gè)措施比較貴，此外需要對于計(jì)算機(jī)來說比較緊張的結(jié)構(gòu)空間。此外由德國實(shí)用新型DE 20307981已知，在軸流式風(fēng)扇上固定電機(jī)單元的橫桿沿軸向離風(fēng)扇葉片至少7.5mm的距離設(shè)置，由此可以顯著減小這種風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲。
盡管這些目前已知的和部分有效的措施，仍然存在對額外地降低計(jì)算機(jī)噪聲發(fā)射的其他措施的不斷需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供一種用于計(jì)算機(jī)的風(fēng)扇、冷卻裝置、電源裝置和機(jī)殼，使用它們可以進(jìn)一步降低計(jì)算機(jī)的噪聲發(fā)射。
這個(gè)目的由按獨(dú)立權(quán)利要求的風(fēng)扇、冷卻裝置、電源裝置和機(jī)殼實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的第一個(gè)方面，用來冷卻計(jì)算機(jī)的風(fēng)扇包括帶有風(fēng)扇葉片的轉(zhuǎn)子和用來驅(qū)動轉(zhuǎn)子的電機(jī)。轉(zhuǎn)子支承在電機(jī)軸上。此外風(fēng)扇包括用來將風(fēng)扇固定在一物體例如計(jì)算機(jī)機(jī)殼壁或計(jì)算機(jī)CPU的冷卻體上的剛性殼體件。其中電機(jī)和剛性的殼體件通過彈性減震元件這樣地相互連接，使得電機(jī)連同轉(zhuǎn)子相對于剛性殼體件可靠地固定在希望的位置上，并使在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的振動不能或者無論如何大大減弱地從電機(jī)傳到剛性殼體件上，并從剛性殼體件傳到計(jì)算機(jī)的支承風(fēng)扇的構(gòu)件上。
事實(shí)證明，由此可以大大降低特別是在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過2000轉(zhuǎn)/分時(shí)的噪聲發(fā)射。
在風(fēng)扇的一種優(yōu)選實(shí)施形式中，彈性減震元件包括多個(gè)彈性的、在拉應(yīng)力作用下相對于電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線徑向向外延伸的支承輻條，或者僅僅由這種支承輻條構(gòu)成。由此得到這樣的優(yōu)點(diǎn)，即電機(jī)和剛性殼體件之間可以特別軟地連接，此外得到這樣的可能性，即彈性減震元件設(shè)置在風(fēng)扇的吸氣區(qū)或排氣區(qū)內(nèi)，這是優(yōu)選的并特別是在軸流式風(fēng)扇時(shí)是有利的。
其中彈性支承輻條最好設(shè)計(jì)成具有優(yōu)選基本上是圓形橫截面的橡膠帶。這種支承輻條具有良好的并且在較大的溫度范圍內(nèi)基本上保持不變的阻尼特性，此外制造成本低。
在風(fēng)扇的另一種優(yōu)選實(shí)施形式中，彈性減震元件包括一薄膜狀的減震元件或僅僅由它構(gòu)成，這種減震元件最好基本上垂直于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線延伸，并有利地設(shè)計(jì)成圓環(huán)形膜片部分。由此可以使電機(jī)和剛性殼體件之間特別方便和可靠地連接。
此外如果設(shè)計(jì)成圓環(huán)形膜片部分的薄膜狀的減震元件做成卷邊形或圓錐形(它同樣是優(yōu)先的)，那么可以實(shí)現(xiàn)特殊的減震特性。
在風(fēng)扇的另一種優(yōu)選實(shí)施形式中，彈性減震元件相對于電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線徑向看完全設(shè)置在轉(zhuǎn)子徑向長度之外，或者在這個(gè)方向與轉(zhuǎn)子的長度完全或部分重疊。根據(jù)風(fēng)扇結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用的不同，這一種或那一種方案是有利的。
在風(fēng)扇的另一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，剛性殼體件和彈性減震元件共同做成一體的構(gòu)件，優(yōu)選是做成通過多次壓鑄制成的構(gòu)件。由此可以得到具有最少構(gòu)件數(shù)的高精度輕型結(jié)構(gòu)。
在風(fēng)扇的另一種優(yōu)選實(shí)施形式中，轉(zhuǎn)子被具有圓柱形內(nèi)表面的環(huán)形構(gòu)件包圍，此內(nèi)表面特別是具有離風(fēng)扇葉片1至2mm的徑向距離。由此特別在軸流式風(fēng)扇時(shí)可以達(dá)到良好地流動導(dǎo)向。
風(fēng)扇設(shè)計(jì)成軸流式風(fēng)扇、對角式風(fēng)扇或徑流式風(fēng)扇是有利的，其中根據(jù)應(yīng)用場合的不同，這一種或那一種方案是有利的。
風(fēng)扇的優(yōu)選實(shí)施形式具有小于45mm尤其是小于35mm的結(jié)構(gòu)高度。沿軸向觀察，有利的是，它們基本上是邊長為70mm至120mm的正方形。轉(zhuǎn)子直徑最好在63至113mm之間。這種風(fēng)扇特別適合于裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)。
優(yōu)選風(fēng)扇設(shè)計(jì)為最大轉(zhuǎn)速在1000至4000轉(zhuǎn)/分的范圍內(nèi)，因?yàn)樵谶@種風(fēng)扇上特別明顯地顯示出新穎的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的第二個(gè)方面涉及一種用于集成電路尤其是用于CPU的冷卻裝置，包括一冷卻體和一安裝在冷卻體上面的、按本發(fā)明第一個(gè)方面的風(fēng)扇。
本發(fā)明第三個(gè)方面涉及一種用于計(jì)算機(jī)的、帶有按本發(fā)明第一個(gè)方面的風(fēng)扇的電源裝置。
本發(fā)明第四個(gè)方面涉及一種用于計(jì)算機(jī)的、帶按本發(fā)明第一個(gè)方面的風(fēng)扇的機(jī)殼，風(fēng)扇最好用剛性殼體件固定在機(jī)殼內(nèi)壁上。
這些冷卻裝置、電源裝置和機(jī)殼是優(yōu)選的帶本發(fā)明風(fēng)扇的商業(yè)產(chǎn)品。


其他優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)選結(jié)構(gòu)由從屬權(quán)利要求和由在此借助于附圖的以下說明得到。附圖表示圖1以局部縱剖視圖示出按本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇的第一優(yōu)選實(shí)施形式的示意圖；圖2以局部縱剖視圖示出按本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇的第二優(yōu)選實(shí)施形式的示意圖；圖3以局部縱剖視圖示出按本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇的第三優(yōu)選實(shí)施形式的示意圖；圖4以局部縱剖視圖示出按本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇的第四優(yōu)選實(shí)施形式的示意圖；圖5以局部縱剖視圖示出按本發(fā)明的軸流式風(fēng)扇的第五優(yōu)選實(shí)施形式的示意圖；圖6以局部縱剖視圖示出按本發(fā)明的對角式風(fēng)扇的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1以縱向局部剖視圖大大簡化地示出本發(fā)明軸流式風(fēng)扇的第一優(yōu)選實(shí)施形式。如圖可見，風(fēng)扇具有一個(gè)帶多個(gè)風(fēng)扇葉片2的轉(zhuǎn)子1，它可通過電機(jī)3繞旋轉(zhuǎn)軸線R驅(qū)動，以產(chǎn)生平行于旋轉(zhuǎn)軸線R的冷卻氣流。轉(zhuǎn)子1具有約80mm的直徑，并最好均勻分布地配備五至十個(gè)風(fēng)扇葉片2。電機(jī)3通過由四個(gè)圓形橡膠帶構(gòu)成的、處于拉應(yīng)力作用下的徑向支承輻條5減震地支承在一剛性的風(fēng)扇殼體4內(nèi)。所述支承輻條5在風(fēng)扇的排氣側(cè)設(shè)置在排氣氣流中，并在其兩端的每一端形鎖合地固定。風(fēng)扇殼體4包括一帶固定孔9的環(huán)形固定法蘭10和一環(huán)形殼體件7，它用一圓柱形內(nèi)表面間隔幾毫米的徑向距離地包圍轉(zhuǎn)子1。
圖2示出本發(fā)明軸流式風(fēng)扇的第二實(shí)施形式，它和圖1中所示的實(shí)施形式的區(qū)別僅在于，在這里出剛性的筋11從電機(jī)3徑向向外延伸，它們在其殼體一側(cè)的末端區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)成彈性的、處于拉應(yīng)力作用下的支承筋5。在所述情況下電機(jī)殼體，剛性筋11和彈性支承筋5由一單件式的構(gòu)件組成，它通過兩次壓鑄產(chǎn)生。
圖3示出本發(fā)明軸流式風(fēng)扇的第三實(shí)施形式，它與圖1中所示的實(shí)施形式的區(qū)別僅僅在于，代替環(huán)形殼體件對于每個(gè)彈性支承筋5存在一單獨(dú)的支座8，它形鎖合地固定相應(yīng)的支承筋5，并與剛性殼體件4的固定法蘭10做成一體。
圖4示出本發(fā)明軸流式風(fēng)扇的第四實(shí)施形式，它采用和前面所示的實(shí)施形式相同的轉(zhuǎn)子1，但是其中電機(jī)3通過剛性筋11與環(huán)形的殼體件7連接，所述殼體件用圓柱形內(nèi)表面間隔幾毫米距離地包圍轉(zhuǎn)子1。環(huán)形殼體件7又通過六個(gè)處于拉應(yīng)力作用下的彈性徑向支承筋5減震地與剛性的殼體件4連接，它形成一具有固定孔9的固定法蘭10。其中彈性支承筋5通過形鎖合沿拉力方向固定在兩個(gè)殼體件4、7中。作為變型也可以考慮，在這種實(shí)施形式中放棄環(huán)形殼體件7，取而代之剛性筋11各自導(dǎo)引至這個(gè)區(qū)域內(nèi)并與彈性支承筋5連接。
圖5示也出本發(fā)明軸流式風(fēng)扇的第五實(shí)施形式，它與圖4中所示的實(shí)施形式的區(qū)別主要在于，設(shè)計(jì)成固定法蘭10的剛性殼體件4和環(huán)形殼體件7不是通過多個(gè)彈性的橡膠支承筋5相互連接，而是通過具有圓錐形結(jié)構(gòu)的圓環(huán)形聚氨酯膜片部分6連接。其中環(huán)形殼體件7、膜片部分6和帶固定法蘭10的剛性殼體件4通過一經(jīng)多次壓鑄產(chǎn)生的構(gòu)件形成一體。
圖6以沿縱向局部剖開的大大簡化的視圖示出本發(fā)明對角式風(fēng)扇的一種優(yōu)選實(shí)施形式。如圖可見，風(fēng)扇具有一帶多個(gè)風(fēng)扇葉片2的轉(zhuǎn)子1，轉(zhuǎn)子可通過一電機(jī)3繞旋轉(zhuǎn)軸線R驅(qū)動，以產(chǎn)生冷卻氣流，它相對于旋轉(zhuǎn)軸線R成約45°角朝驅(qū)動端徑向向外流出。通常轉(zhuǎn)子1具有五至十五個(gè)風(fēng)扇葉片2，并在所述情況下具有約60mm的直徑。這里電機(jī)3位于轉(zhuǎn)子輪轂下面，并與一支承板12剛性連接，支承板通過一圓環(huán)形聚氨酯彈性膜片6由一設(shè)計(jì)成固定法蘭10的帶固定孔9的剛性殼體件4減震地支承。其中這里支承板12、膜片6和帶固定法蘭10的剛性殼體件4也通過一個(gè)經(jīng)多次壓鑄產(chǎn)生的構(gòu)件形成一體。
權(quán)利要求
1.一種用于計(jì)算機(jī)的風(fēng)扇，包括一個(gè)帶有風(fēng)扇葉片(2)的轉(zhuǎn)子(1)、一個(gè)用來驅(qū)動轉(zhuǎn)子(1)的電機(jī)(3)以及一個(gè)用來將風(fēng)扇固定在要通過所述風(fēng)扇進(jìn)行冷卻的物體上的剛性殼體件(4)，其特征為電機(jī)(3)和剛性殼體件(4)通過彈性減震元件(5，6)相互連接，以避免在運(yùn)行時(shí)將電機(jī)(3)的振動傳到剛性殼體件(4)上。
2.按權(quán)利要求1的風(fēng)扇，其特征為彈性減震元件(5，6)包括在拉應(yīng)力作用下相對于電機(jī)(3)的旋轉(zhuǎn)軸線(R)徑向向外延伸的多個(gè)彈性支承輻條(5)。
3.按權(quán)利要求2的風(fēng)扇，其特征為彈性支承輻條(5)在運(yùn)行時(shí)完全或部分設(shè)置在由風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流中，特別是吸氣氣流和/或排氣氣流中。
4.按權(quán)利要求2至3之一的風(fēng)扇，其特征為彈性支承輻條(5)設(shè)計(jì)成特別是具有基本上圓形的橫截面的橡膠帶(5)。
5.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的風(fēng)扇，其特征為彈性減震元件(5，6)包括薄膜狀減震元件(6)，該減震元件特別是基本上垂直于電機(jī)(3)的旋轉(zhuǎn)軸線(R)延伸。
6.按權(quán)利要求5的風(fēng)扇，其特征為薄膜狀減震元件(6)設(shè)計(jì)成圓環(huán)形的膜片部分(6)。
7.按權(quán)利要求6的風(fēng)扇，其特征為圓環(huán)形的膜片部分設(shè)計(jì)成卷邊形或圓錐形。
8.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的風(fēng)扇，其特征為彈性減震元件(5，6)相對于電機(jī)(3)的旋轉(zhuǎn)軸線(R)完全在轉(zhuǎn)子(1)徑向長度之外徑向延伸，或者減震元件的徑向長度完全或部分與轉(zhuǎn)子(1)的徑向長度重疊。
9.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的風(fēng)扇，其特征為剛性殼體件(4)和彈性減震元件(5，6)相互做成一體，特別是做成通過多次壓鑄制成的整體構(gòu)件。
10.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的風(fēng)扇，其特征為轉(zhuǎn)子(1)被一具有圓柱形內(nèi)表面的環(huán)形構(gòu)件(7)包圍，所述內(nèi)表面特別是具有離風(fēng)扇葉片(2)1至2mm的徑向距離。
11.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的風(fēng)扇，其特征為風(fēng)扇是軸流式風(fēng)扇、對角式風(fēng)扇或徑流式風(fēng)扇。
12.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的風(fēng)扇，其特征為所述風(fēng)扇具有小于45mm特別是小于35mm的結(jié)構(gòu)高度。
13.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的風(fēng)扇，其特征為所述風(fēng)扇沿軸向看基本上是正方形的，并具有在70mm至120mm范圍內(nèi)的邊長。
14.按權(quán)利要求之任一項(xiàng)的風(fēng)扇，其特征為帶有風(fēng)扇葉片(2)的轉(zhuǎn)子(1)具有在63至113mm范圍內(nèi)的直徑。
15.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的風(fēng)扇，其特征為所述風(fēng)扇設(shè)計(jì)成最大轉(zhuǎn)速在1000至4000轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)。
16.一種用于集成電路特別是CPU的冷卻裝置，其特征為該冷卻裝置具有一可安裝在集成電路上的冷卻體，該冷卻體具有固定在它上面的、按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇。
17.一種用于計(jì)算機(jī)的電源裝置，其特征為該電源裝置具有一按權(quán)利要求1至15之任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇。
18.一種用于計(jì)算機(jī)的機(jī)殼，其特征為該機(jī)殼具有一按權(quán)利要求1至15之任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇，該風(fēng)扇特別是安裝在機(jī)殼內(nèi)壁上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于計(jì)算機(jī)的風(fēng)扇，包括一帶風(fēng)扇葉片(2)的轉(zhuǎn)子(1)，一個(gè)用來驅(qū)動轉(zhuǎn)子(1)的電機(jī)(3)以及一個(gè)用來將風(fēng)扇固定在要通過風(fēng)扇進(jìn)行冷卻的物體上的剛性殼體件(4)，其中電機(jī)(3)和剛性殼體件(4)通過彈性減震元件(5，6)相互連接，以避免在運(yùn)行時(shí)將電機(jī)(3)的振動傳到剛性殼體(4)上。
文檔編號H05K7/20GK1900537SQ200610106209
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者M·許伯 申請人:阿蒂克制冷瑞士股份公司