CN103037666B - 散热结构及电子装置 - Google Patents

Abstract

一种散热结构，设于电子装置内。电子装置的盖体上设有多个第一散热孔。散热结构包括活动板及热放大装置。活动板设有多个第二散热孔。热放大装置设于盖体内并靠近电子装置内的发热元件，热放大装置包括与活动板固定连接的活动端。当发热元件处于室温时，活动板的第二散热孔与盖体的第一散热孔相互错开使盖体处于封闭状态。当发热元件发热后，所产生的热量传递至热放大装置，在热膨胀效应下，活动端产生位移并驱动活动板相对于盖体滑动，并使活动板的第二散热孔与盖体的第一散热孔相通以散发热量。本发明提供的散热结构，既能使电子装置达到良好的散热功能，同时可以防止灰尘等杂物进入电子装置内，以提高电子装置性能。

Description

散热结构及电子装置

技术领域

本发明涉及电子装置，尤其涉及一种电子装置的散热结构。

背景技术

通常电子产品的机壳都设有散热孔，以将收容于电子产品内的发热元件产生的热量散发至机壳之外。外界的灰尘、棉絮及粉尘等杂物容易通过所述散热孔进入电子产品内。日积月累，所述杂物会玷污所述电子产品内的电子组件，降低所述电子产品的散热效率。更有甚者，所述杂物会严重影响所述电子产品的性能而使电子产品失效。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种散热结构，既能使电子装置达到良好的散热功能，同时可以防止灰尘等杂物进入电子装置内，以提高电子装置性能。

本发明提供的散热结构设于电子装置内，所述电子装置包括盖体及收容于所述盖体内的发热元件，所述盖体上设有多个第一散热孔。所述散热结构包括活动板及热放大装置。所述活动板设有多个第二散热孔，且滑动连接于所述盖体。所述热放大装置设于所述盖体内并靠近所述发热元件，所述热放大装置包括与所述活动板固定连接的活动端。当所述发热元件处于室温时，所述热放大装置的活动端位于初始位置，所述活动板的第二散热孔与所述盖体的第一散热孔相互错开使所述盖体处于封闭状态。当所述发热元件发热并将热量传递至所述热放大装置，在热膨胀效应下，所述活动端产生位移并驱动所述活动板相对于所述盖体滑动，并使所述活动板的第二散热孔与所述盖体的第一散热孔相通以散发所述热量。

优选地，所述热放大装置包括与所述盖体固定的壳体及导热块，所述壳体设有连接孔，所述导热块收容于所述连接孔且抵持所述发热元件以将热量传导至所述壳体内。

优选地，所述热放大装置包括多个传动杆及多个连接件，每一个传动杆包括输入端及输出端，其中第一个传动杆的输入端固定于所述壳体上，每一个连接件活动连接于相邻的两个传动杆之间，最后一个传动杆的输出端形成所述活动端。

优选地，每一个连接件包括第一定位部、第二定位部及设于所述第一定位部及所述第二定位部之间的枢接部，所述第一定位部与相邻两个传动杆之一者的输出端活动连接，所述第二定位部与另一个传动杆的输入端活动连接，所述枢接部靠近所述第一定位部与所述壳体枢接。

优选地，所述传动杆叠置于所述壳体内形成层叠结构。

优选地，每一个传动杆包括至少一个定位孔，位于同一侧的相互叠置的传动杆的定位孔相互叠加形成滑槽，所述壳体设有多个定位柱，所述定位柱分别收容于所述滑槽且可于所述滑槽内相对于所述传动杆移动。

本发明提供的电子装置包括盖体、收容于所述盖体内的发热元件及散热结构，所述盖体上设有多个第一散热孔。所述散热结构包括活动板及热放大装置。所述活动板设有多个第二散热孔，且滑动连接于所述盖体。所述热放大装置设于所述盖体内并靠近所述发热元件，所述热放大装置包括与所述活动板固定连接的活动端。当所述发热元件处于室温时，所述热放大装置的活动端位于初始位置，所述活动板的第二散热孔与所述盖体的第一散热孔相互错开使所述盖体处于封闭状态。当所述发热元件发热后，所产生的热量传递至所述热放大装置，在热膨胀效应下，所述活动端产生位移并驱动所述活动板相对于所述盖体滑动，并使所述活动板的第二散热孔与所述盖体的第一散热孔相通以散发所述热量。

优选地，所述热放大装置包括与所述盖体固定的壳体及导热块，所述壳体设有连接孔，所述导热块收容于所述连接孔且抵持所述发热元件以将热量传导至所述壳体内。

优选地，所述热放大装置包括多个传动杆及多个连接件，每一个传动杆包括输入端及输出端，其中第一个传动杆的输入端固定于所述壳体上，每一个连接件活动连接于相邻的两个传动杆之间，最后一个传动杆的输出端形成所述活动端。

优选地，每一个连接件包括第一定位部、第二定位部及设于所述第一定位部及所述第二定位部之间的枢接部，所述第一定位部与相邻两个传动杆之一者的输出端活动连接，所述第二定位部与另一个传动杆的输入端活动连接，所述枢接部靠近所述第一定位部与所述壳体枢接。

本发明提供的散热结构，当发热元件处于室温时，活动板的第二散热孔与电子装置的盖体的第一散热孔错开，使电子装置的盖体处于封闭状态，可以有效防止灰尘等杂物通过盖体的第一散热孔进入电子装置内。当电子装置工作时，发热元件产生的热量传递至热放大装置，热放大装置在热膨胀效应下使成活动端产生位移以驱动活动板相对于盖体移动，使得活动板的第二散热孔与盖体的第一散热孔相通以散发所述热量，达到散热的目的。

本发明提供的散热结构利用热胀冷缩的原理，不需额外能源即可推动电子装置的盖体的散热孔的开启或关闭，可达到兼具防尘与散热的功能。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式中散热结构的部分爆炸图，其中，所述散热结构包括设于电子装置的盖体上的活动板及设于所述电子装置的盖体内的热放大装置。

图2是图1的散热结构与电子装置的立体组装图。

图3是图2沿III-III方向的截面图。

图4是图1中散热结构与电子装置的盖体的组装示意图。

图5是图4中散热结构与电子装置的盖体的爆炸示意图。

图6是图4中散热结构的热放大装置的部分爆炸示意图。

图7是图6中传动杆通过连接件依次连接并展开后的平面图及尺寸示意图。

图8是图6中传动杆受热膨胀伸长后的示意图。

图9是图7中连接件的形状及尺寸示意图及所述连接件转动后A轴及B轴方向的位移量的关系示意图。

图10是本实施方式的电子装置的发热元件的温度与热放大装置的活动端的伸长量之间的关系图。

图11是本实施方式的电子装置的发热元件的温度与盖体的开孔率的关系图。

主要元件符号说明

散热结构        100

活动板          10

第二散热孔      11

凸柱             12

热放大装置       20

壳体             21

主壳体           211

定位柱           2111

固定柱           2112

枢接柱           2113

盖板             212

连接孔           2121

导热块           22

传动杆           23、23A、23B、23C、23D

输入端           231

输出端           232

定位孔           233

滑槽             234

连接件           24

枢接部           241

第一定位部       242

第二定位部       243

固定端           25

活动端           26

紧固件           30

电子装置         200

盖体             210

第一散热孔       2101

滑轨             2102

条形通孔         2103

电路板           220

发热元件         230

导热结构       240

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请同时参照图1、图2及图3。本发明提供的散热结构100用于实现对电子装置200的散热与防尘的功能。电子装置200包括盖体210、收容于盖体210内的电路板220及设于电路板220上的发热元件230。盖体210上设有多个第一散热孔2101，发热元件230产生的热量通过所述第一散热孔2101散发于所述电子装置200之外。

散热结构100包括活动板10及热放大装置20。活动板10上设有多个第二散热孔11，且滑动连接于盖体210。热放大装置20设于电子装置200的盖体210内并靠近发热元件230。本实施方式中，发热元件230上设有导热结构240，热放大装置20设于电子装置200的盖体210内并抵持于导热结构240。

热放大装置20包括固定端25及与活动板10固定连接的活动端26，如图6所示。当发热元件230处于室温时，热放大装置20的活动端26位于初始位置，活动板10的第二散热孔11与盖体210的第一散热孔2101相互错开使所述电子装置200的盖体210处于封闭状态，以防止灰尘、棉絮等杂物进入电子装置200内。当发热元件230发热后，所产生的热量传递至所述热放大装置20，在热膨胀效应下，热放大装置20的活动端26产生移动并驱动活动板10相对于盖体210滑动，并使活动板10的第二散热孔11与盖体210的第一散热孔2101相通以散发所述热量。

本实施方式中，活动板10包括突设于活动板10的表面的凸柱12，如图3所示。盖体210之外表面设有一对滑轨2102，且设有条形通孔2103。活动板10设于盖体210之外表面且可于滑轨2102内相对于盖体210滑动，活动板10的凸柱12穿过盖体210的条形通孔2103与热放大装置20的活动端26固定连接。热放大装置20的活动端26驱动凸柱12于盖体210的条形通孔2103内移动，从而开启或关闭盖体210的第一散热孔2101。在其它实施方式中，活动板10亦可设于盖体210的内表面，相应地，盖体210的滑轨2102位于盖体210的内表面。

请同时参照图4、图5及图6。热放大装置20设于盖体210的内，且包括与盖体210固定连接的壳体21、导热块22、多个传动杆23及多个连接件24。壳体21包括主壳体211及设于主壳体211之上的盖板212。盖板212设有连接孔2121。

每一个传动杆23包括输入端231及输出端232，安装时，第一个传动杆23的输入端231形成所述热放大装置20的固定端25固定于主壳体211上，每一个连接件24活动连接于相邻的两个传动杆23之间，最后一个传动杆23的输出端232形成所述热放大装置20的活动端26，如图6及图7所示。连接件24分别枢接于主壳体211内，固定端25与设于主壳体211内的固定柱2112固定连接，活动端26穿过主壳体211与活动板10的凸柱12固定连接。导热块22收容于盖板212的连接孔2121，盖板212设于主壳体211之上并通过紧固件30与主壳体211固定使得导热块22抵持于导热结构240与所述传动杆23之间。发热元件230产生的热量通过导热块22传递至所述传动杆23。壳体21的设置，使发热元件230产生的热量集中于壳体21的内，从而使传动杆23能集中受热膨胀使活动端26能获得较大位移量以驱动活动板10滑动。

请参照图7。在固定端25的作用力下，每一个传动杆23受热伸长的方向会朝向所述传动杆23的输出端232延伸。每一个连接件24包括枢接部241、第一定位部242及第二定位部243。枢接部241位于所述第一定位部242及第二定位部243之间并靠近所述第一定位部242。每一个连接件24通过枢接部241与设于主壳体211的枢接柱2113枢接。所述第一定位部242与相邻两个传动杆23之一者的输出端232活动连接，所述第二定位部243与另一个传动杆23的输入端231活动连接。

安装后，所述传动杆23的输出端232分别靠近相应的连接件24的枢接部241，输入端231分别远离相应的连接件24的枢接部241，因此，传动杆23的输入端231至连接件24的枢接部241的力臂大于传动杆23的输出端232至连接件24的枢接部241的力臂。当所述传动杆23受热伸长即会驱动所述连接件24转动，所述连接件24将所述传动杆23的输出端232的位移量逐步放大，从而将所述传动杆23的热膨胀放大成热放大装置20的活动端26的位移量以驱动活动板10相对于盖体210滑动。

本实施方式中，所述传动杆23叠置于壳体21内形成层叠结构，所述层叠结构的每一层包括一对相互平行的传动杆23，如图6所示。所述层叠结构的设置可以使发热元件230产生的热量能在传动杆23之间集中传递，使传动杆23能充分受热而膨胀伸长以驱动活动板10滑动。

请同时参照图6及图7。本实施方式中，每一个传动杆23设有至少一个定位孔233，位于同一侧的相互叠置的传动杆23的定位孔233相互叠加形成滑槽234。主壳体211内设有多个定位柱2111，所述定位柱2111分别收容于所述滑槽234且可于所述滑槽234内相对所述传动杆23移动。

请参照同时参照图7、图8及图9。本说明书将从理论上说明所述热放大装置20是如何实现驱动活动板10滑动的。

请参照图8。根据热胀冷缩的原理，一根长度为L的金属棒，热膨胀系数为α，当温度从T1上升到T2时，伸长量ΔL为：

ΔL＝L*α*(T2-T1)---------(公式一)

请参照图9。本实施方式中，连接件24的第一定位部242、枢接部241及第二定位部243呈三角形分布，第一定位部242、第二定位部243及枢接部241分别标示为A、B及P，P与AB连线的垂直交点为O。假设OB长度L1为28mm，OA长度L2及OP长度L3分别为7mm。如果我们以P点为旋转中心，沿着A轴推动X的距离，水平线延伸至B轴的位移量为Y，则X和Y的关系为：

$Y=\frac{X(56-3X)}{14-2X}$ -----------(公式二)

请参照图7。为说明的简单起见，本实施方式将以四根传动杆23为例来说明本发明的热放大装置20是如何驱动活动板10滑动的。所述四根传动杆23分别标示为第一传动杆23A、第二传动杆23B、第三传动杆23C及第四传动杆23D。所述四根传动杆23A、23B、23C及23D的长度分别为130mm、120mm、120mm及160mm，所述传动杆23的材质为铝，其热膨胀系数为23*10-6。

假设发热元件230的温度从25℃上升到80℃，传动杆23由于受热膨胀，根据各传动杆23的长度及公式一计算出四根传动杆23A、23B、23C及23D的伸长量ΔL分别为0.16mm、0.15mm、0.15mm及0.22mm。根据传动杆23A、23B、23C及23D的变形伸长量ΔL及公式二计算连接件24各端点的位移量分别为0.16mm、0.67mm、0.82mm、3.55mm、3.7mm、25.19mm，从而可以得出传动杆23D的输出端232的位移量为25.41mm，如图7所示。也就是说，热放大装置20将所述传动杆23的热膨胀放大成了活动端26的位移量，所述位移量足以推动活动板10沿盖体210滑动。

从以上计算的数据可知，传动杆23的输出端232靠近相应连接件24的枢接部241，能有效地使传动杆23的热膨胀放大成活动端26的位移量以驱动活动板10滑动。

图10所示为本实施方式的电子装置200的发热元件230的温度与热放大装置20的活动端26的伸长量之间的关系图。

图11所示为本实施方式的电子装置200的发热元件230的温度与盖体10的开孔率的关系图。

由此可见，选择具有良好膨胀系数的金属材质的传动杆，并合理设置各传动杆23的长度及连接件24的尺寸，即可实现本发明的散热结构。

本发明提供的散热结构20，当发热元件230处于室温时，活动板10的第二散热孔11与电子装置200的盖体210的第一散热孔2101错开，使电子装置20的盖体210处于封闭状态，以有效防止灰尘等杂物通过散热孔2101进入电子装置20内。当电子装置200工作时，发热元件230产生的热量传递至热放大装置20，热放大装置20在热膨胀效应下使得各传动杆23伸长并通过连接件24将所述伸长量放大叠加，从而使活动端26产生位移而驱动活动板10相对于盖体210滑动，使得活动板10的第二散热孔11与盖体210的第一散热孔2101相通，从而达到散热的目的。

本发明提供的散热结构，利用热胀热缩的原理，不需要额外的能源即可为电子装置实现散热与防尘的功能，符合低碳环保的理念。

Claims (10)

1.一种散热结构，设于电子装置内，所述电子装置包括盖体及收容于所述盖体内的发热元件，所述盖体上设有多个第一散热孔，其特征在于，所述散热结构包括：

活动板，设有多个第二散热孔，且滑动连接于所述盖体；及

热放大装置，设于所述盖体内并靠近所述发热元件，所述热放大装置包括与所述活动板固定连接的活动端；

当所述发热元件处于室温时，所述热放大装置的活动端位于初始位置，所述活动板的第二散热孔与所述盖体的第一散热孔相互错开使所述盖体处于封闭状态；

当所述发热元件发热后，所产生的热量传递至所述热放大装置，所述热放大装置受热后产生热膨胀效应使所述活动端产生位移，从而所述活动端驱动所述活动板相对于所述盖体滑动，以使所述活动板的第二散热孔与所述盖体的第一散热孔相通以散发所述热量。

2.如权利要求第1项所述的散热结构，其特征在于，所述热放大装置包括与所述盖体固定的壳体及导热块，所述壳体设有连接孔，所述导热块收容于所述连接孔且抵持所述发热元件以将热量传导至所述壳体内。

3.如权利要求第2项所述的散热结构，其特征在于，所述热放大装置包括多个传动杆及多个连接件，每一个传动杆包括输入端及输出端，其中第一个传动杆的输入端固定于所述壳体上，每一个连接件活动连接于相邻的两个传动杆之间，最后一个传动杆的输出端形成所述活动端。

4.如权利要求第3项所述的散热结构，其特征在于，每一个连接件包括第一定位部、第二定位部及设于所述第一定位部及所述第二定位部之间的枢接部，所述第一定位部与相邻两个传动杆之一者的输出端活动连接，所述第二定位部与另一个传动杆的输入端活动连接，所述枢接部靠近所述第一定位部与所述壳体枢接。

5.如权利要求第3项所述的散热结构，其特征在于，所述传动杆叠置于所述壳体内形成层叠结构。

6.如权利要求第5项所述的散热结构，其特征在于，每一个传动杆包括至少一个定位孔，位于同一侧的相互叠置的传动杆的定位孔相互叠加形成滑槽，所述壳体设有多个定位柱，所述定位柱分别收容于所述滑槽且可于所述滑槽内相对于所述传动杆移动。

7.一种电子装置，包括盖体、收容于所述盖体内的发热元件及散热结构，所述盖体上设有多个第一散热孔，其特征在于，所述散热结构包括：

活动板，设有多个第二散热孔，且滑动连接于所述盖体；及

热放大装置，设于所述盖体内并靠近所述发热元件，所述热放大装置包括与所述活动板固定连接的活动端；

其中，当所述发热元件处于室温时，所述热放大装置的活动端位于初始位置，所述活动板的第二散热孔与所述盖体的第一散热孔相互错开使所述盖体处于封闭状态；

当所述发热元件发热后，所产生的热量传递至所述热放大装置，所述热放大装置受热后产生热膨胀效应使所述活动端产生位移，从而所述活动端驱动所述活动板相对于所述盖体滑动，以使所述活动板的第二散热孔与所述盖体的第一散热孔相通以散发所述热量。

8.如权利要求第7项所述的电子装置，其特征在于，所述热放大装置包括与所述盖体固定的壳体及导热块，所述壳体设有连接孔，所述导热块收容于所述连接孔且抵持所述发热元件以将热量传导至所述壳体内。

9.如权利要求第8项所述的电子装置，其特征在于，所述热放大装置包括多个传动杆及多个连接件，每一个传动杆包括输入端及输出端，其中第一个传动杆的输入端固定于所述壳体上，每一个连接件活动连接于相邻的两个传动杆之间，最后一个传动杆的输出端形成所述活动端。

10.如权利要求第9项所述的电子装置，其特征在于，每一个连接件包括第一定位部、第二定位部及设于所述第一定位部及所述第二定位部之间的枢接部，所述第一定位部与相邻两个传动杆之一者的输出端活动连接，所述第二定位部与另一个传动杆的输入端活动连接，所述枢接部靠近所述第一定位部与所述壳体枢接。