TW201315363A - 散熱結構及電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種散熱結構，設於電子裝置內。該電子裝置之蓋體上設有複數第一散熱孔。該散熱結構包括活動板及熱放大裝置。該活動板設有複數第二散熱孔。該熱放大裝置設於該蓋體內並靠近電子裝置內的發熱元件，該熱放大裝置包括與該活動板固定連接的活動端。當該發熱元件處於室溫時，該活動板之第二散熱孔與該蓋體之第一散熱孔相互錯開使該蓋體處於封閉狀態。當該發熱元件發熱後，所產生的熱量傳遞至該熱放大裝置，在熱膨脹效應下，該活動端產生位移並驅動該活動板相對於該蓋體滑動，並使該活動板之第二散熱孔與該蓋體之第一散熱孔相通以散發該熱量。

Description

散熱結構及電子裝置

本發明涉及電子裝置，尤其涉及一種電子裝置的散熱結構。

通常電子產品之機殼都設有散熱孔，以將收容於電子產品內的發熱元件產生的熱量散發至機殼之外。外界的灰塵、棉絮及粉塵等雜物容易透過該等散熱孔進入電子產品內。日積月累，該等雜物會玷污該電子產品內的電子元件，降低該電子產品的散熱效率。更有甚者，該等雜物會嚴重影響該電子產品的性能而使電子產品失效。

有鑒於此，有必要提供一種散熱結構，既能使電子裝置達到良好的散熱功能，同時可以防止灰塵等雜物進入電子裝置內，以提高電子裝置性能。

本發明提供的散熱結構設於電子裝置內，該電子裝置包括蓋體及收容於該蓋體內的發熱元件，該蓋體上設有複數第一散熱孔。該散熱結構包括活動板及熱放大裝置。該

活動板設有複數第二散熱孔，且滑動連接於該蓋體。該熱放大裝置設於該蓋體內並靠近該發熱元件，該熱放大裝置包括與該活動板固定連接的活動端。當該發熱元件處於室溫時，該熱放大裝置的活動端位於初始位置，該活動板之第二散熱孔與該蓋體之第一散熱孔相互錯開使該蓋體處於封閉狀態。當該發熱元件發熱並將熱量傳遞至該熱放大裝置，在熱膨脹效應下，該活動端產生位移並驅動該活動板相對於該蓋體滑動，並使該活動板之第二散熱孔與該蓋體之第一散熱孔相通以散發該熱量。

本發明提供的電子裝置包括蓋體、收容於該蓋體內的發熱元件及散熱結構，該蓋體上設有複數第一散熱孔。該散熱結構包括活動板及熱放大裝置。該活動板設有複數第二散熱孔，且滑動連接於該蓋體。該熱放大裝置設於該蓋體內並靠近該發熱元件，該熱放大裝置包括與該活動板固定連接的活動端。當該發熱元件處於室溫時，該熱放大裝置的活動端位於初始位置，該活動板之第二散熱孔與該蓋體之第一散熱孔相互錯開使該蓋體處於封閉狀態。當該發熱元件發熱後，所產生的熱量傳遞至該熱放大裝置，在熱膨脹效應下，該活動端產生位移並驅動該活動板相對於該蓋體滑動，並使該活動板之第二散熱孔與該蓋體之第一散熱孔相通以散發該熱量。

本發明提供的散熱結構，當發熱元件處於室溫時，活動板之第二散熱孔與電子裝置之蓋體之第一散熱孔錯開，使電子裝置之蓋體處於封閉狀態，可以有效防止灰塵等雜物透過蓋體之第一散熱孔進入電子裝置內。當電子裝置工作時，發熱元件產生的熱量傳遞至熱放大裝置，熱放大裝置在熱膨脹效應下使成活動端產生位移以驅動活動板相對於蓋體移動，使得活動板之第二散熱孔與蓋體之第一散熱孔相通以散發該熱量，達到散熱的目的。

本發明提供的散熱結構利用熱脹冷縮的原理，不需額外能源即可推動蓋體之散熱孔的開啟或關閉，可達到兼具防塵與散熱的功能。

請同時參照圖1、圖2及圖3。本發明提供的散熱結構100用於實現對電子裝置200之散熱與防塵的功能。電子裝置200包括蓋體210、收容於蓋體210內的電路板220及設於電路板220上的發熱元件230。蓋體210上設有複數第一散熱孔2101，發熱元件230產生的熱量透過該等第一散熱孔2101散發於該電子裝置200之外。

散熱結構100包括活動板10及熱放大裝置20。活動板10上設有複數第二散熱孔11，且滑動連接於蓋體210。熱放大裝置20設於電子裝置200之蓋體210內並靠近發熱元件230。本實施方式中，發熱元件230上設有導熱結構240，熱放大裝置20設於電子裝置200之蓋體210內並抵持於導熱結構240。

熱放大裝置20包括固定端25及與活動板10固定連接的活動端26，如圖6所示。當發熱元件230處於室溫時，熱放大裝置20的活動端26位於初始位置，活動板10之第二散熱孔11與蓋體210之第一散熱孔2101相互錯開使該電子裝置200之蓋體210處於封閉狀態，以防止灰塵、棉絮等雜物進入電子裝置200內。當發熱元件230發熱後，所產生的熱量傳遞至該熱放大裝置20，在熱膨脹效應下，熱放大裝置20之活動端26產生移動並驅動活動板10相對於蓋體210滑動，並使活動板10之第二散熱孔11與蓋體210之第一散熱孔2101相通以散發該熱量。

本實施方式中，活動板10包括突設於活動板10之表面的凸柱12，如圖3所示。蓋體210之外表面設有一對滑軌2102，且設有條形通孔2103 。活動板10 設於蓋體210之外表面且可於滑軌2102內相對於蓋體210滑動，活動板10之凸柱12 穿過蓋體210之條形通孔2103與熱放大裝置20之活動端26固定連接。熱放大裝置20之活動端26驅動凸柱12 於蓋體210之條形通孔2103內移動，從而開啟或關閉蓋體210 之第一散熱孔2101。在其它實施方式中，活動板10亦可設於蓋體210之內表面，相應地，蓋體210 之滑軌2102位於蓋體210 之內表面。

請同時參照圖4、圖5及圖6。熱放大裝置20設於蓋體210之內，且包括與蓋體210固定連接的殼體21、導熱塊22、複數傳動桿23及複數連接件24。殼體21包括主殼體211及設於主殼體211之上的蓋板212。蓋板212設有連接孔2121。

每一個傳動桿23包括輸入端231及輸出端232，安裝時，第一個傳動桿23的輸入端231形成該熱放大裝置20的固定端25固定於主殼體211上，每一個連接件24活動連接於相鄰的兩個傳動桿23之間，最後一個傳動桿23的輸出端232形成該熱放大裝置20的活動端26，如圖6及圖7所示。連接件24分別樞接於主殼體211內，固定端25與設於主殼體211內的固定柱2112固定連接，活動端26穿過主殼體211與活動板10之凸柱12固定連接。導熱塊22收容於蓋板212之連接孔2121，蓋板212設於主殼體211之上並透過緊固件30與主殼體211固定使得導熱塊22抵持於導熱結構240與該等傳動桿23之間。發熱元件230產生的熱量透過導熱塊22傳遞至該等傳動桿23。殼體21的設置，使發熱元件230產生的熱量集中於殼體21之內，從而使傳動桿23能集中受熱膨脹使活動端26能獲得較大位移量以驅動活動板10滑動。

請參照圖7。在固定端25的作用力下，每一個傳動桿23受熱伸長的方向會朝向該傳動桿23的輸出端232延伸。每一個連接件24包括樞接部241、第一定位部242及第二定位部243。樞接部241位於該第一定位部242及第二定位部243之間並靠近該第一定位部242。每一個連接件24透過樞接部241與設於主殼體211之樞接柱2113樞接。該第一定位部242與相鄰兩個傳動桿23之一者之輸出端232活動連接，該第二定位部243與另一個傳動桿23之輸入端231活動連接。

安裝後，該等傳動桿23之輸出端232分別靠近相應之連接件24之樞接部241，輸入端231分別遠離相應之連接件24之樞接部241，因此，傳動桿23之輸入端231至連接件24之樞接部241之力臂大於傳動桿23之輸出端232至連接件24之樞接部241之力臂。當該等傳動桿23受熱伸長即會驅動該等連接件24轉動，該等連接件24將該等傳動桿23之輸出端232的位移量逐步放大，從而將該等傳動桿23之熱膨脹放大成熱放大裝置20之活動端26的位移量以驅動活動板10相對於蓋體210滑動。

本實施方式中，該等傳動桿23疊置於殼體21內形成層疊結構，該層疊結構之每一層包括一對相互平行的傳動桿23，如圖6所示。該層疊結構的設置可以使發熱元件230產生的熱量能在傳動桿23之間集中傳遞，使傳動桿23能充分受熱而膨脹伸長以驅動活動板10滑動。

請同時參照圖6及圖7。本實施方式中，每一個傳動桿23設有至少一個定位孔233，位於同一側之相互疊置的傳動桿23之定位孔233相互疊加形成滑槽234。主殼體211內設有複數定位柱2111，該等定位柱2111分別收容於該等滑槽234且可於該等滑槽234內相對該等傳動桿23移動。

請參照同時參照圖7、圖8及圖9。本說明書將從理論上說明該熱放大裝置20是如何實現驅動活動板10滑動的。

請參照圖8。根據熱脹冷縮的原理，一根長度為L的金屬棒，熱膨脹係數為α，當溫度從T1上升到T2時，伸長量ΔL為：

ΔL=L* α*(T2-T1)---------(公式一)

請參照圖9。本實施方式中，連接件24之第一定位部242、樞接部241及第二定位部243呈三角形分佈，第一定位部242、第二定位部243及樞接部241分別標示為A、B及P，P與AB連線的垂直交點為O。假設OB長度L1為28mm，OA長度 L2及OP長度L3分別為7mm。如果我們以P點為旋轉中心，沿著A軸推動X的距離，水平線延伸至B軸的位移量為Y ，則X和Y的關係為：

Y=-----------(公式二)

請參照圖7。為說明的簡單起見，本實施方式將以四根傳動桿23為例來說明本發明之熱放大裝置20是如何驅動活動板10滑動的。該四根傳動桿23分別標示為第一傳動桿23A、第二傳動桿23B、第三傳動桿23C及第四傳動桿23D。該四根傳動桿23A、23B、23C及23D之長度分別為130mm、120mm、120mm及160mm，該等傳動桿23的材質為鋁，其熱膨脹係數為23*10^-6。

假設發熱元件230之溫度從25°C上升到80°C，傳動桿23由於受熱膨脹，根據各傳動桿23之長度及公式一計算出四根傳動桿23A、23B、23C及23D之伸長量ΔL分別為0.16mm、0.15mm、0.15mm及0.22mm。根據傳動桿23A、23B、23C及23D的變形伸長量ΔL及公式二計算連接件24各端點的位移量分別為0.16mm、0.67mm、0.82mm、3.55mm、3.7mm、25.19mm，從而可以得出傳動桿23D之輸出端232之位移量為25.41mm，如圖7所示。也就是說，熱放大裝置20將該等傳動桿23之熱膨脹放大成了活動端26之位移量，該位移量足以推動活動板10沿蓋體210滑動。

從以上計算的數據可知，傳動桿23之輸出端232靠近相應連接件24之樞接部241，能有效地使傳動桿23之熱膨脹放大成活動端26之位移量以驅動活動板10滑動。

圖10所示為本實施方式之電子裝置200之發熱元件230之溫度與熱放大裝置20之活動端26之伸長量之間的關係圖。

圖11所示為本實施方式之電子裝置200之發熱元件230之溫度與蓋體10之開孔率之關係圖。

由此可見，選擇具有良好膨脹係數的金屬材質的傳動桿，並合理設置各傳動桿23之長度及連接件24的尺寸，即可實現本發明之散熱結構。

本發明提供的散熱結構20，當發熱元件230處於室溫時，活動板10之第二散熱孔11與電子裝置200之蓋體210之第一散熱孔2101錯開，使電子裝置20之蓋體210處於封閉狀態，以有效防止灰塵等雜物透過散熱孔2101進入電子裝置20內。當電子裝置200工作時，發熱元件230產生的熱量傳遞至熱放大裝置20，熱放大裝置20在熱膨脹效應下使得各傳動桿23伸長並通過連接件24將該等伸長量放大疊加，從而使活動端26產生位移而驅動活動板10相對於蓋體210滑動，使得活動板10之第二散熱孔11與蓋體210之第一散熱孔2101相通，從而達到散熱的目的。

本發明提供的散熱結構，利用熱脹熱縮的原理，不需要額外的能源即可為電子裝置實現散熱與防塵的功能，符合低碳環保的理念。

綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本創作之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本創作精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100．．．散熱結構

10．．．活動板

11．．．第二散熱孔

12．．．凸柱

20．．．熱放大裝置

21．．．殼體

211．．．主殼體

2111．．．定位柱

2112．．．固定柱

2113．．．樞接柱

212．．．蓋板

2121．．．連接孔

22．．．導熱塊

23、23A、23B、23C、23D．．．傳動桿

231．．．輸入端

232．．．輸出端

233．．．定位孔

234．．．滑槽

24．．．連接件

241．．．樞接部

242．．．第一定位部

243．．．第二定位部

25．．．固定端

26．．．活動端

30．．．緊固件

200．．．電子裝置

210．．．蓋體

2101．．．第一散熱孔

2102．．．滑軌

2103．．．條形通孔

220．．．電路板

230．．．發熱元件

240．．．導熱結構

圖1係本發明一具體實施方式中散熱結構之部分爆炸圖，其中，該散熱結構包括設於電子裝置之蓋體上的活動板及設於該電子裝置之蓋體內的熱放大裝置。

圖2係圖1之散熱結構與電子裝置之立體組裝圖。

圖3係圖2沿III-III方向的截面圖。

圖4係圖1中散熱結構與電子裝置之蓋體之組裝示意圖。

圖5係圖4之散熱結構與電子裝置之蓋體之爆炸示意圖。

圖6係圖4之散熱結構之熱放大裝置之部分爆炸示意圖。

圖7係圖6中傳動桿透過連接件依次連接並展開後的平面圖。

圖8係圖6中傳動桿受熱膨脹伸長後之示意圖。

圖9係圖7中連接件之形狀及尺寸示意圖及該連接件轉動後A軸及B軸方向之位移量之關係示意圖

圖10係本實施方式之電子裝置之發熱元件之溫度與熱放大裝置之活動端之伸長量之間的關係圖。

圖11係本實施方式之電子裝置之發熱元件之溫度與蓋體之開孔率之關係圖。

20．．．熱放大裝置

211．．．主殼體

2111．．．定位柱

2112．．．固定柱

2113．．．樞接柱

212．．．蓋板

2121．．．連接孔

22．．．導熱塊

23．．．傳動桿

234．．．滑槽

24．．．連接件

241．．．樞接部

25．．．固定端

26．．．活動端

30．．．緊固件

Claims (10)

1. 一種散熱結構，設於電子裝置內，該電子裝置包括蓋體及收容於該蓋體內的發熱元件，該蓋體上設有複數第一散熱孔，其改良在於，該散熱結構包括：
   活動板，設有複數第二散熱孔，且滑動連接於該蓋體；及
   熱放大裝置，設於該蓋體內並靠近該發熱元件，該熱放大裝置包括與該活動板固定連接的活動端；
   當該發熱元件處於室溫時，該熱放大裝置的活動端位於初始位置，該活動板之第二散熱孔與該蓋體之第一散熱孔相互錯開使該蓋體處於封閉狀態；
   當該發熱元件發熱後，所產生的熱量傳遞至該熱放大裝置，在熱膨脹效應下，該活動端產生位移並驅動該活動板相對於該蓋體滑動，並使該活動板之第二散熱孔與該蓋體之第一散熱孔相通以散發該熱量。
2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱結構，其改良在於，該熱放大裝置包括與該蓋體固定的殼體及導熱塊，該殼體設有連接孔，該導熱塊收容於該連接孔且抵持該發熱元件以將熱量傳導至該殼體內。
3. 如申請專利範圍第2項所述的散熱結構，其改良在於，該熱放大裝置包括複數傳動桿及複數連接件，每一個傳動桿包括輸入端及輸出端，其中第一個傳動桿的輸入端固定於該殼體上，每一個連接件活動連接於相鄰的兩個傳動桿之間，最後一個傳動桿的輸出端形成該活動端。
4. 如申請專利範圍第3項所述的散熱結構，其改良在於，每一個連接件包括第一定位部、第二定位部及設於該第一定位部及該第二定位部之間的樞接部，該第一定位部與相鄰兩個傳動桿之一者之輸出端活動連接，該第二定位部與另一個傳動桿之輸入端活動連接，該樞接部靠近該第一定位部與該殼體樞接。
5. 如申請專利範圍第3項所述的散熱結構，其改良在於，該等傳動桿疊置於該殼體內形成層疊結構。
6. 如申請專利範圍第5項所述的散熱結構，其改良在於，每一個傳動桿包括至少一個定位孔，位於同一側之相互疊置之傳動桿之定位孔相互疊加形成滑槽，該殼體設有複數定位柱，該等定位柱分別收容於該等滑槽且可於該等滑槽內相對於該等傳動桿移動。
7. 一種電子裝置，包括蓋體、收容於該蓋體內的發熱元件及散熱結構，該蓋體上設有複數第一散熱孔，其改良在於，該散熱結構包括：
   活動板，設有複數第二散熱孔，且滑動連接於該蓋體；及
   熱放大裝置，設於該蓋體內並靠近該發熱元件，該熱放大裝置包括與該活動板固定連接的活動端；
   其中，當該發熱元件處於室溫時，該熱放大裝置的活動端位於初始位置，該活動板之第二散熱孔與該蓋體之第一散熱孔相互錯開使該蓋體處於封閉狀態；
   當該發熱元件發熱後，所產生的熱量傳遞至該熱放大裝置，在熱膨脹效應下，該活動端產生位移並驅動該活動板相對於該蓋體滑動，並使該活動板之第二散熱孔與該蓋體之第一散熱孔相通以散發該熱量。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其改良在於，該熱放大裝置包括與該蓋體固定的殼體及導熱塊，該殼體設有連接孔，該導熱塊收容於該連接孔且抵持該發熱元件以將熱量傳導至該殼體內。
9. 如申請專利範圍第8項所述的電子裝置，其改良在於，該熱放大裝置包括複數傳動桿及複數連接件，每一個傳動桿包括輸入端及輸出端，其中第一個傳動桿的輸入端固定於該殼體上，每一個連接件活動連接於相鄰的兩個傳動桿之間，最後一個傳動桿的輸出端形成該活動端。
10. 如申請專利範圍第9項所述的電子裝置，其改良在於，每一個連接件包括第一定位部、第二定位部及設於該第一定位部及該第二定位部之間的樞接部，該第一定位部與相鄰兩個傳動桿之一者之輸出端活動連接，該第二定位部與另一個傳動桿之輸入端活動連接，該樞接部靠近該第一定位部與該殼體樞接。