驱动设备、驱动器-空气输导系统以及驱动系统的制作方法
【专利摘要】提供了一种驱动设备，该驱动设备包括联接至驱动器的输导件，该驱动器包括通风孔。输导件的底部是敞开的以接纳来自驱动器的排气，输导件然后使这些气体横向地转向。可提供一种包括多个这种驱动设备的驱动器?空气输导系统，其中，输导件彼此联接以使气体沿着横向路径通过。可提供一种驱动系统，其包括具有通风孔的驱动器和联接至驱动器的背板，其中，背板中设置有与通风孔相邻的孔。
【专利说明】
驱动设备、驱动器-空气输导系统以及驱动系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电气部件的安装。特别地但非排他性地，本实用新型涉及机架安装的诸如伺服驱动器之类的驱动器的阵列中的热管理。
【背景技术】
[0002]伺服及其他类型的驱动器通常竖向地以及横向(水平)地安装以形成驱动器组(例如，数据伺服器或超级计算机)。来自下驱动器的热空气上升穿过该驱动器组，并对上方的成排的驱动器进行加热。这会对部件的工作能力产生不利的影响，限制其性能。
[0003]存在用于对驱动器组进行冷却的布置，诸如对流冷却或借助于风扇强制冷空气穿过驱动器组。这种冷却系统经常集成在容置驱动器组的箱中。然而，这种冷却系统要求专门的设备，并且维护和安装会很昂贵。因此需要用于对竖向的驱动器组进行冷却的简单且不昂贵的方法，其中驱动器组能够集成到现有的箱中而无需对驱动器进行改型。
【实用新型内容】
[0004]根据本实用新型的第一方面，设置有驱动设备，其包括:
[0005]输导件，该输导件包括底面、与底面相对的顶面、彼此相对且与底面相邻的第一端面和第二端面、以及附接装置，其中，顶面是封闭的，底面是至少局部地敞开的，并且其中，第一端面和第二端面中的至少一者是至少局部地敞开的；以及
[0006]驱动器，该驱动器包括通风孔和固定装置，其中，输导件的附接装置联接至驱动器的固定装置使得输导件的至少局部地敞开的底面被布置成覆盖驱动器的通风孔。
[0007]本实用新型的设备可以安装成驱动器组，而同时防止从驱动器的通风孔排出的热空气上升而对驱动器组中的更高的驱动器进行加热。输导件的底面布置在驱动器的通风孔的上方，而与该底面相对的顶面是封闭的。因此，通过通风孔排出的热空气进入了输导件并且通过输导件的至少局部地敞开的第一端面和第二端面中的至少一者被侧向地转向。这防止了热空气竖向地上升通过驱动器组，并因此提高了驱动器的工作能力。本实用新型的输导件可以被制造为具有各种截面。截面的选择可以允许接线沿着驱动器的顶部定位。本实用新型也因输导件的长度(如在两个端面之间测量的)可以改变以适应与其联接的驱动器的尺寸而是有优势的。这允许用户在不会产生重新配置昂贵的冷却系统的成本的情况下低价地并且容易地在不同尺寸的驱动器和/或输导件截面之间改变。
[0008]优选地，第一端面和第二端面均是局部地敞开的。这允许空气沿两个方向远离驱动器转向。此外，在优选的实施方式中，第一端面和第二端面均是完全地敞开的。该结构确保了即使对于最小的输导件也能实现使最大气流远离驱动器。
[0009]优选地，输导件的附接装置以搭扣配合的方式联接至驱动器的固定装置。该结构意味着输导件可以快速地并且容易地调换，而无需专门的工具或设备。
[0010]在优选的实施方式中，可配置的驱动器和空气输导系统包括多个驱动设备，其中，每个输导件的第一端面和第二端面中的至少一者联接至相邻的输导件的第一端面或第二端面。当驱动器对准成排时，相邻的驱动器的输导件可以沿着排彼此连接。这允许从驱动器中的每个驱动器的通风孔中排出的热空气沿着驱动器排侧向地穿行并且在驱动器排的端部处排出。该结构减少了竖向上升通过驱动器组的热空气，并且，允许驱动器在不影响其性能的情况下竖向地叠置。
[0011]优选地，空气从空气输导系统的任一个或两个端部排出。同样优选的是，可以使用盲板来沿一个方向限制气流。在优选的实施方式中，存在输导件延伸部以利于从系统中去除热。输导件延伸部的一个端部适于连接至输导件的第一端面或第二端面。输导件延伸部的另外的端部可以适于附接至适于辅助空气的运动的另一装置，例如排出软管或风扇。
[0012]所有这些实施方式允许驱动器和空气输导系统被定制为适于当前设备和单个用户的设备。这使本实用新型的驱动器和空气输导系统实际为模块式的并且是用户可配置的，其也可以被集成到当前的驱动器组中以减小成本并且无需对现有设备进行大的改型。
[0013]在优选的实施方式中，提供了风扇，以促使空气流动穿过输导件。该风扇可以设置在例如输导件或输导件延伸部中。该结构能够增大热空气从输导系统中排出的效率而无需将外部风扇系统与本实用新型集成在一起。
[0014]在优选的实施方式中，该系统还包括箱，所述设备安装在该箱中，其中，至少部分通过输导件形成的气流通道延伸至箱的壁中的孔。这允许从驱动器所在的壳体中去除热。
[0015]在本实用新型的另一实施方式中，设置有驱动系统，该驱动系统包括:
[0016]驱动器，该驱动器包括通风孔；以及
[0017]联接至驱动器的背板，其中，在背板中邻近通风孔设置有孔。
[0018]本实用新型的驱动系统可以安装在驱动器组中，并且容置在箱中。在本实用新型的该实施方式中，在驱动器中产生的热被排出穿过位于驱动器的后部的通风孔。由于驱动器安装在背板上，背板中形成有相应的孔使得排出的热不因背板而被阻止离开驱动器。
[0019]优选地，驱动系统包括联接至背板的一个或更多个另外的驱动器，其中，所述驱动器包括通风孔，并且其中，在背板中邻近该通风孔或每个另外的通风孔设置有一个或更多个另外的孔。该实施方式允许多个驱动器被安装成组，而所有驱动器均能够将热通过通风孔向后排出。
[0020]优选地，该系统还包括一个或更多个输导件，其中，每个输导件从通风孔延伸穿过相邻的孔。在一些实施方式中，系统还包括箱，背板被安装在该箱中，并且每个输导件从通风孔延伸至设置在箱中的孔。优选的输导件包括至少局部地敞开的底面、与底面相对的至少局部地敞开的顶面、以及与底面和顶面相邻的封闭的侧面。输导件可以布置成穿过背板的每个孔，使得至少局部地敞开的底面布置成覆盖每个驱动器的通风孔。该输导件通过形成从驱动器向后延伸至箱的外侧的通道可以确保热从容置驱动器和背板的箱中排出。
【附图说明】
[0021]现在将参照附图描述本实用新型的优选的实施方式，在附图中:
[0022]图1示意性地示出了如在现有技术中的成组的驱动器的布置以及基于此产生的热流；
[0023]图2图示了在本实用新型的优选的实施方式中的驱动器和输导件的布置；
[0024]图3图示了多个优选的实施方式的驱动设备的布置；
[0025]图4示意性地示出了在多个优选的实施方式的驱动设备用在驱动器组中的情况下的成组的驱动器的布置以及基于此产生的热流；
[0026]图5图示了多个本实用新型的第二实施方式的驱动设备；
[0027]图6示出了本实用新型的第三实施方式的驱动设备的侧视图；
[0028]图7示出了本实用新型的第三实施方式的替代性视图；以及
[0029]图8示出了本实用新型的第四实施方式的侧视图。
【具体实施方式】
[0030]参照图1，示出了根据现有技术中的驱动器102的布置的多个驱动器。驱动器102布置成横向排(例如104和106)，使得多个横向排竖向地叠置成驱动器组100。在该情况下，驱动器102为伺服驱动器，尽管可以使用替代性驱动器。从下排104中的伺服驱动器102产生的热上升并对上排106中的伺服驱动器102进行加热。该热在图1中由从下排的伺服驱动器104竖向地指向上排106的箭头图示。由于位于上排106中的伺服驱动器102因较暖的环境温度而变得更热，因而部件会过热并且这些伺服驱动器102的工作能力与下排104中的驱动器相比会被减小。然后需要能量来冷却周围温度并防止部件过热。
[0031]本实用新型的设备150在图2中示出。伺服驱动器102为用于向伺服机构或伺服器提供动力的电子放大器。伺服器为通过感应机构的给定输入与响应之间的误差并对机构进行相应地调整来控制机构的装置。在本实施方式中的伺服驱动器102为大致矩形的并且适于叠置成横向排，如在图1中的排104和排106中图示的。伺服驱动器102的第一表面112包括通风孔110，由伺服驱动器102产生的热能够穿过该通风孔110，如在图2中从通风孔110出来的竖向箭头图示的。伺服驱动器102也包括固定装置(图2中未示出)。如以上讨论的，也可以使用非伺服驱动器之外的驱动器，只要这些驱动器具有适当的固定装置即可。
[0032]本实施方式中的空气输导件108包括底面122、与底面122相对的顶面114、以及与底面122相邻的第一端面和第二端面(118和120)。还有两个其他的面124和126。优选地，面124和126是封闭的。空气输导件108也包括附接装置(图2中未示出)。在本实用新型的本实施方式中，输导件108的第一端部和第二端部具有矩形截面，然而可以使用替代性的截面几何形状。
[0033]在本实施方式中，底面122、第一端面118和第二端面120是完全地敞开的，但在一些实施方式中，底面122、第一端面118和第二端面120可以是仅局部地敞开的。在所有实施方式中，第一端面118和第二端面120中的至少一者至少局部地敞开并且适于连接至相邻的输导件。两个相邻的输导件可以使用搭扣配合机构连接，或可以是配合件。两个相邻的输导件之间也可以使用其他连接方法。优选地，相邻的输导件之间形成气密密封。
[0034]空气输导件108可以由塑料或适于形成为期望的几何形状的任何其他材料形成。优选地，空气输导件108由绝缘(绝热)材料形成，由于这种材料会最佳地防止热从下驱动器排104上升至上驱动器排106。然而，空气输导件108也可以由诸如金属之类的非绝缘材料形成。
[0035]空气输导件108的附接装置布置成联接至伺服驱动器102的固定装置以在伺服驱动器102与空气输导件108之间形成附接部116。在优选的实施方式中，空气输导件108的附接装置通过搭扣配合联接至伺服驱动器102的固定装置。这允许空气输导件108与伺服驱动器102容易地附接及拆卸。然而在空气输导件108与伺服驱动器102之间也可以使用其他附接装置。例如，空气输导件108可以借助于螺栓或螺钉附接至伺服驱动器102。优选地，在空气输导件108的附接装置与伺服驱动器102的固定装置之间的附接部116是气密的。空气输导件108附接至伺服驱动器102使得空气输导件的底面122覆盖通风孔110。
[0036]一旦空气输导件108连接至伺服驱动器102，伺服驱动器102的使用期间产生的热即通过通风孔110离开伺服驱动器102。空气输导件108的封闭的顶面114防止热空气上升。相反，热空气被侧向地转向穿过空气输导件108的第一端面和第二端面，如在图2中通过横向箭头图示的。
[0037]优选地，在图2中示出的多个设备150彼此连接以形成所述设备150的系统250。该布置在图3中图示。伺服驱动器202可以彼此相邻地安装成排104。各自联接至伺服驱动器202的多个相邻的空气输导件208可以彼此连接。在系统250中，每个输导件208具+有相同的截面。每个输导件208可以沿该输导件具有变化的截面，只要每个输导件208适于与相邻的输导件连接即可。伺服驱动器202的宽度w可以变化。空气输导件208的如在第一端面与第二端面之间测量的长度L也可以变化。对于本实用新型的每个设备150而言，空气输导件108具有用于连接至宽度为w的伺服驱动器102的适当的长度L。
[0038]在系统250包括多个本实用新型的设备150的情况下，每个伺服驱动器202可以具有不同的宽度w，并且对应的空气输导件208被选择为使得空气输导件208具有用于连接至所述伺服驱动器202的适当的长度L。在该意义上，设备150实际为模块化的并且是用户可配置的；空气输导件108的尺寸和几何形状可以被选择为适于现有的伺服驱动器102。当多个设备150被组合在系统250中时，用户可以将空气输导件208配置至现有的伺服驱动器202，而无需为了确保宽度w与空气输导件208的长度L相等而替换伺服驱动器202。
[0039]在存在组合到系统250中的多个本实用新型的设备150的情况下，热从每个伺服驱动器202的通风孔210上升，并然后因封闭的顶面214而沿着由多个空气输导件208形成的输导区段的长度转向。
[0040]在图3中示出的系统250另外在图4中图示。图4示出了包括伺服驱动器202的下排204和上排206的驱动器组200。伺服驱动器202的下排204也包括联接至伺服驱动器202的多个空气输导件208。如以上描述的，热空气被沿着由多个空气输导件208形成的输导区段转向，并且从下排204的端部输导件208的端面出来。热然后能够从驱动器组200中引出。因此，热不会上升并不会对位于上排206中的伺服驱动器进行加热，因此防止了上排206中的伺服驱动器202的功率消耗的增大，并且防止了伺服驱动器202的工作能力的降低。
[0041]图5中示出了本实用新型的第二实施方式。图5示出了伺服驱动器302的驱动器组300。驱动器组300也包括联接至伺服驱动器302的多个输导件308。附加的盲板360被布置成覆盖位于驱动器组300中的成排的输导件308的一端处的至少局部地敞开的端面。盲板360防止热通过所述端面离开该排输导件308。输导件延伸部370布置成联接至位于驱动器组300中的成排的输导件308的另一端处的至少局部地敞开的端面。另外，在输导件延伸部370的端部处包括风扇380以促进热从驱动器组300引出。
[0042]输导件延伸部370可以具有与多个输导件308相同的截面，或者可以具有变化的截面，只要输导件延伸部370的至少一个端面适于连接至输导件308的端面即可。替代性地，输导件延伸部370可以使用多个输导件308来替代以使多个输导件308延伸至箱390的边部，或延伸至箱390外部。箱390容纳形成驱动器组300的多个驱动设备。输导件延伸部370可以是单个刚性材料件、或挠性管。替代性地，输导件延伸部370可以由多个材料件形成。
[0043]风扇380可以被结合在输导件延伸部370或输导件308中。盲板360、输导件延伸部370和风扇380可以被布置成彼此组合或独立地使用。替代性地，多个盲板360、输导件延伸部370和风扇380可以布置成对排热方法进行改进以适应用户的设备。
[0044]在图6和图7中图示的本实用新型的第三实施方式中，面126为输导件408的至少局部地敞开的端面，并且面118和120是封闭的。输导件408和伺服驱动器402的特征的附图标记参照图2中所示。在该实施方式中，输导件408布置成使得离开位于伺服驱动器402的表面112上的通风孔110的热空气430离开容置驱动装置的箱490的后部，而非如在图4中示出的热空气被转向箱490的侧方。输导件延伸部370可以用于在需要时桥接空气输导件408与箱490之间的间隙。
[0045]在本实用新型的第四实施方式中，如在图8中示出的，存在驱动器502。在该实施方式中，驱动器502为伺服驱动器。在伺服驱动器502的后部中存在通风孔510，由伺服驱动器502产生的热通过该通风孔而排出。存在背板595，伺服驱动器502安装在该背板上。背板为包括电连接器或插座的电路板，其他部件可以联接至电连接器或插座。背板595可以形成为使得其包括与安装在该背板上的伺服驱动器502的每个通风孔510相邻的孔。该孔可以通过钻或以任何其他适当的方式形成。优选地，背板595和伺服驱动器502组件容置在箱590内。背板595上可以安装多个伺服驱动器502。此外，可在箱590内容置多个背板595，所述多个背板595可以成排地布置在箱590中，其中，每排竖向地叠置在另一排上。
[0046]为了从箱中排出热空气，并防止箱590中的伺服驱动器502因排出的热穿过箱590上升而过热，可以在箱中制造孔。背板595可以以使得背板595中的孔与箱590中的孔对准的方式布置在箱590内。这确保了伺服驱动器502的通风孔510布置成将热空气通过箱590中的孔排出。优选地，输导件508能够用于对背板595与箱590之间的间隙进行桥接;输导件508确保了对来自箱590的热的更有效的通风。
[0047]输导件508可以附接至箱590、背板595或者伺服驱动器502。输导件508可以如以上描述的实施方式地附接至伺服驱动器502。例如，输导件508可包括附接装置，该附接装置以搭扣配合的方式联接至伺服驱动器502的固定装置。替代性地，输导件508可以借助于螺栓或螺钉联接至伺服驱动器502。
[0048]在该实施方式中，输导件508包括至少局部地敞开的底面、与底面相对的至少局部地敞开的顶面，以及与底面和顶面相邻的侧面。输导件508可以具有任何截面，只要输导件508适于覆盖伺服驱动器502的通风孔510并且有利于来自伺服驱动器502的热的排出即可。在该实施方式中，输导件508具有矩形截面，但也可以使用其他几何形状。
[0049]输导件508可以由与先前实施方式的输导件相同的材料形成。例如，输导件508可以由绝缘材料或非绝缘材料形成。输导件508可以由单个刚性材料件形成，或由挠性管形成。替代性地，输导件508可以由多个材料件形成。附加的输导件延伸部370也可以用于对背板595中的孔与箱590中的孔之间的间隙进行桥接。其他变化和改型对于本领域技术人员而言是明显的。这种变化和改型可涉及已知的以及可替代或附加于本文中描述的特征使用的其他特征及等同物。在单独的实施方式的背景中描述的特征可以组合地设置在单个实施方式中。相反，在单个实施方式的背景中描述的特征也可以单独地设置或以任何适当的子组合的方式设置。应当注意的是术语“包括”不排除其他元件或步骤，不定冠词并不排除多个，单个特征可以完成在权利要求中引用的多个特征的功能并且在权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。还应当注意的是附图并非必须合乎比例，而是通常注重于说明本公开的原理。
【主权项】
1.一种驱动设备，其特征在于，所述驱动设备包括: 输导件，所述输导件包括底面，与所述底面相对的顶面、彼此相对并且与所述底面相邻的第一端面和第二端面、以及附接装置，其中，所述顶面为封闭的，并且所述底面为至少局部地敞开的，并且其中，所述第一端面和所述第二端面中的至少一者为至少局部地敞开的；以及 驱动器，所述驱动器包括通风孔和固定装置，其中，所述输导件的所述附接装置联接至所述驱动器的所述固定装置，使得所述输导件的至少局部地敞开的所述底面被布置成覆盖所述驱动器的所述通风孔，其中，所述输导件的所述附接装置以搭扣配合的方式联接至所述驱动器的所述固定装置。2.根据权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，所述第一端面和所述第二端面均为局部地敞开的。3.根据权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，所述第一端面和所述第二端面均为完全地敞开的。4.一种可配置的驱动器-空气输导系统，其特征在于，所述驱动器-空气输导系统包括多个根据权利要求1至3中任一项所述的驱动设备，其中，每个输导件的所述第一端面和所述第二端面中的至少一者联接至相邻的输导件的第一端面或第二端面。5.根据权利要求4所述的驱动器-空气输导系统，其特征在于，空气从所述驱动器-空气输导系统的一端或两端排出。6.根据权利要求4或5所述的驱动器-空气输导系统，其特征在于，所述驱动器-空气输导系统还包括盲板，所述盲板用于沿一个方向限制空气流动。7.根据权利要求4或5所述的驱动器-空气输导系统，其特征在于，所述驱动器-空气输导系统还包括输导件延伸部，所述输导件延伸部用于从所述驱动器-空气输导系统中去除热。8.根据权利要求4或5所述的驱动器-空气输导系统，其特征在于，所述驱动器-空气输导系统还包括风扇，所述风扇布置成促使空气流过一个或更多个输导件。9.根据权利要求4或5所述的驱动器-空气输导系统，其特征在于，所述驱动器-空气输导系统还包括箱，多个所述驱动设备安装在所述箱中，其中，至少部分地通过所述输导件形成的气流通道延伸至所述箱的壁中的孔。10.一种驱动系统，其特征在于，所述驱动系统包括: 驱动器，所述驱动器包括通风孔；以及 联接至所述驱动器的背板，其中，所述背板中设置有与所述通风孔相邻的孔。11.根据权利要求10所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统还包括联接至所述背板的一个或更多个另外的驱动器，其中，所述另外的驱动器包括通风孔，并且其中，在所述背板中设置有与所述通风孔相邻的一个或更多个另外的孔。12.根据权利要求10或11所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统还包括一个或更多个输导件，其中，每个输导件从所述通风孔延伸穿过所述背板中的相邻的孔。13.根据权利要求12所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统还包括箱，所述背板安装在所述箱中，其中，每个输导件从所述通风孔延伸至设置在所述箱中的孔。
【文档编号】H05K7/20GK205546351SQ201520998329
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年12月4日
【发明人】理查德·塞缪尔·吉布森, 乔纳森·霍尔曼·怀特, 罗伯特·格温·威廉姆斯
【申请人】控制技术有限公司