TW201522891A - 散熱裝置 - Google Patents

Abstract

一種散熱裝置，包含：一基板、一驅動組及一擺動組。驅動組包括一沿一第一方向往復擺動的壓電驅動件、一驅動磁性件、一驅動固定端部，及一驅動自由端部。擺動組與驅動組沿第一方向間隔地設置於基板，並包括一擺動本體，及一設置於擺動本體並對應驅動磁性件位置設置且與驅動磁性件相互排斥的擺動磁性件，擺動本體具有一擺動固定端部，及一擺動自由端部。藉由壓電驅動件沿第一方向往復擺動，以帶動驅動磁性件位移，連動擺動磁性件位移，進而使擺動本體沿第一方向往復擺動。使得驅動組與擺動組能產生強烈的氣流，而達到良好的散熱效果。

Description

散熱裝置

本發明是有關於一種散熱裝置。

隨著電子產品的快速發展，不論是筆記型電腦、桌上型電腦、或者平板電腦等等，關於中央處理器等電子元件的效能都相較於過去有著大幅度的提升，在效能大幅度提升且空間不變，或者朝縮小的趨勢下，使得運算中的電子元件，其單位面積的發熱量隨之增高，如果不能夠有效的將熱排除，過高的溫度對於電子元件的運作，會有相當大的影響，以下稱電子元件為發熱元件，例如：造成一般所謂的「熱當」，更有甚者，現有的作法是在發熱元件裝設散熱風扇，來降低發熱元件散熱環境的溫度，進而有助於發熱元件的散熱。然而，坊間常見的散熱風扇是固定幾種尺寸，對於不同尺寸的發熱元件，散熱風扇無法針對所有發熱元件尺寸一一對應，以致發熱元件的部分無法成為散熱風扇有效散熱範圍，換句話來說，散熱風扇不易客製化。

因此，本發明之目的，即在提供一種可針對不同的發熱元件尺寸，進行調整的散熱裝置。

於是，本發明散熱裝置，包含：一基板；一驅動組，設置於該基板，並包括一沿一第一方向往復擺動的壓電驅動件、一隨該壓電驅動件位移的驅動磁性件、一設置於該基板的驅動固定端部，及一相反於該驅動固定端部的驅動自由端部；及一擺動組，與該驅動組沿該第一方向間隔地設置於該基板的同一表面，且該擺動組鄰近於該基板部分的重量大於該擺動組遠離該基板部分的重量，該擺動組包括一擺動本體，及一設置於該擺動本體並對應該驅動磁性件位置設置且與該驅動磁性件相互排斥的擺動磁性件，該擺動本體具有一設置於該基板的擺動固定端部，及一相反於該擺動固定端部的擺動自由端部，藉由該壓電驅動件沿該第一方向往復擺動，以帶動該驅動磁性件位移，連動該擺動磁性件位移，進而使該擺動本體沿該第一方向往復擺動。

該散熱裝置包含二擺動組，該等擺動組沿該第一方向設置於該驅動組兩相反側並與於該驅動組設置於基板的同一表面，且該等擺動組鄰近於該基板部分的重量大於該等擺動組遠離該基板部分的重量，各該擺動組包括一擺動本體，及一設置於該擺動本體並對應該驅動磁性件位置設置且與該驅動磁性件相互排斥的擺動磁性件，各該擺動本體具有一設置於該基板的擺動固定端部，及一相反於該擺動固定端部的擺動自由端部；藉由該壓電驅動件沿該 第一方向往復擺動，以帶動該驅動磁性件位移，連動該等擺動磁性件位移，進而使該等擺動本體沿該第一方向往復擺動。

其中，該驅動組還包括一供該壓電驅動件及該驅動磁性件設置的驅動本體，該驅動固定端部與該驅動自由端部位於該驅動本體，該驅動磁性件與對應的該擺動磁性件兩相鄰處的磁極相同，使該驅動磁性件與對應的該擺動磁性件恆相互排斥。

其中，各該擺動組的擺動本體具有一設置於該基板的第一擺動段，及一遠離該基板且與該第一擺動段相連的第二擺動段擺動組基板第一擺動段基板第一擺動段第二擺動段各該第一擺動段的楊氏模數大於對應的該第二擺動段的楊氏模數。

其中，各該第一擺動段的密度小於對應的該第二擺動段的密度。

其中，該驅動本體具有一設置於該基板的第一驅動段，及一遠離該基板且與該第一驅動段相連的第二驅動段，該驅動磁性件設置於該第一驅動段，各該擺動磁性件設置於該第一擺動段。

其中，該驅動本體具有一設置於該基板的第一驅動段，及一遠離該基板且與該第一驅動段相連的第二驅動段，該驅動磁性件設置於該第二驅動段，各該擺動磁性件設置於該第二擺動段。

其中，該驅動磁性件包覆於該驅動自由端部， 各該擺動磁性件包覆於對應的該擺動自由端部。

其中，各該擺動本體朝遠離該基板體積漸縮。

其中，各該擺動本體呈片狀，各該擺動本體的橫斷面為二相間隔的側邊，以及二分別連接於該等側邊的兩相反側的連接邊。

其中，各該擺動本體具有四分別連接該等側邊與該等連接邊的頂點的輪廓線，各該輪廓線的外型可由該擺動固定端部至該擺動自由端部呈現凹曲線。

本發明之功效在於：對於不同尺寸的發熱元件，該散熱裝置可以進行調整。若發熱元件的尺寸較長，散熱裝置可透過增加該等擺動組的數量，或是加大該驅動組與該等擺動組的間距。相反地，若發熱元件的尺寸較短，散熱裝置可透過減少該等擺動組的數量，或是減少該驅動組與該等擺動組的間距。以使散熱裝置較易針對不同發熱元件客製化。

1‧‧‧基板

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

2‧‧‧驅動組

21‧‧‧驅動本體

211‧‧‧第一驅動段

212‧‧‧第二驅動段

213‧‧‧驅動固定端部

214‧‧‧驅動自由端部

22‧‧‧壓電驅動件

23‧‧‧連接件

24‧‧‧驅動磁性件

3‧‧‧擺動組

31‧‧‧擺動本體

311‧‧‧第一擺動段

312‧‧‧第二擺動段

313‧‧‧擺動固定端部

314‧‧‧擺動自由端部

315‧‧‧側邊

316‧‧‧連接邊

317‧‧‧輪廓線

32‧‧‧擺動磁性件

9‧‧‧發熱元件

A‧‧‧寬度

B‧‧‧厚度

D‧‧‧距離

L‧‧‧總長

D1‧‧‧第一方向

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明本發明散熱裝置的第一較佳實施例；圖2是沿圖1中的線2-2所截取的剖視圖；圖3、圖4及圖5是說明該第一較佳實施例的使用狀態的示意圖；圖6是一示意圖，說明該第一較佳實施例的使用狀態， 且適用於至少一發熱元件；圖7是一示意圖，說明該第一較佳實施例適用於一發熱元件的尺寸較長時；圖8是一示意圖，說明該第一較佳實施例適用於一發熱元件的尺寸較短時；圖9是一示意圖，說明本發明散熱裝置的第二較佳實施例；圖10是一沿圖9中的線10-10所截取的剖視圖；圖11是一沿圖9中的線11-11所截取的剖面圖；以及圖12是一示意圖，說明本發明散熱裝置的第三較佳實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1與圖2，本發明散熱裝置之第一較佳實施例是用以散除至少一發熱元件9(見圖6)所產生的熱能，該散熱裝置包含：一基板1、一驅動組2及二擺動組3。

該基板1具有一第一表面11，及一相反於該第一表面11的第二表面12。該驅動組2設置於該基板1的該第一表面11，且該驅動組2包括一驅動本體21、一沿一第一方向D1往復擺動的壓電驅動件22、一連接該壓電驅動件22的連接件23，及一隨該壓電驅動件22位移的驅動磁性件24。該驅動本體21具有一設置於該基板1的第一驅動 段211、一遠離該基板1且與該第一驅動段211相連的第二驅動段212、一設置於該基板1的驅動固定端部213，及一相反於該驅動固定端部213的驅動自由端部214。該第一驅動段211為該壓電驅動件22及該連接件23組合而成。較佳地，該壓電驅動件22鄰近該基板1設置，該連接件23遠離該基板1設置。在本實施例中，該連接件23的材質為金屬製成，該驅動磁性件24是一永久磁鐵並設置於該連接件23的頂部。該壓電驅動件22是應用相關壓電原理如利用周期性電源而產生往復擺動為現有技術，在此不詳細說明。

須說明的是，在本實施例中，該壓電驅動件24與該驅動磁性件22是分別設置於驅動本體21的第一驅動段211，可選擇地，該驅動磁性件22也可直接設置於該壓電驅動件24，也就是省略了連接件23，仍可以實施。

該等擺動組3具有彈性且沿該第一方向D1設置於該驅動組2兩相反側並與於該驅動組2設置於基板1的該第一表面11。且該擺動組3鄰近於該基板1部分的重量大於該擺動組3遠離該基板1部分的重量。該擺動組3具有一擺動本體31，及一設置於該擺動本體31並對應該驅動磁性件24位置設置且與該驅動磁性件24相互排斥的擺動磁性件32。各該擺動本體31具有一設置於該基板1的第一擺動段311、一遠離該基板1且與該第一擺動段311相連的第二擺動段312、一設置於該基板1的擺動固定端部313，及一相反於該擺動固定端部313的擺動自由端部 314。該等第一擺動段311及該等第二擺動段312的材料可以是銅、鋁、銅合金、塑膠、木質材料(輕木Balsa Wood)、碳纖維以及鎂合金，而該等第二擺動段312相較該等第一擺動段311的材料多了紙板。在物理性質上該等第一擺動段311的楊氏模數(Young's modulus)必須大於該等第二擺動段312的楊氏模數。原則上，該等第一擺動段311沿遠離該基板1方向上的長度大於該等第二擺動段312沿遠離該基板1方向上的長度效果較佳，而兩者間長度的比例則需看實際所應用的空間大小，而有所調整。

每一擺動磁性件32具有磁場且對應於該驅動磁性件24設置。更進一步來說，各該擺動磁性件32為一永久磁鐵並設置於對應該第一擺動段311的頂部，並且各該驅動磁性件24分別與對應的該等擺動磁性件32相鄰的磁極相同，使各該驅動磁性件24與對應的該擺動磁性件32恆相互排斥，例如：當該驅動磁性件24的左側是N極，而其右側是S極，則位於該驅動磁性件24左側的擺動磁性件32，將會以N極面向該驅動磁性件24的N極，則位於該驅動磁性件24右側的擺動磁性件32，會以S極面向該驅動磁性件24的S極。

以下說明本實施例散熱裝置的運作方式。

參閱圖1，該壓電驅動件22未接收周期性電源，或該周期性電源未供電時，該驅動組2無法驅動該等擺動組3，而該等擺動組3皆不擺動，即為初始狀態。

參閱圖3，當施加周期性電源如兩個相位差90 度交流電的正、負半週期於該壓電驅動件22時，該壓電驅動件沿該第一方向D1做往復的擺動，同時帶動該連接件23，以及該驅動件擺動須說明的是該第一方向D1在圖面上為向左及向右擺動。

參閱圖3，當該壓電驅動件22向右擺動，該等驅動磁性件24鄰近右邊的該擺動組3，由於該驅動磁性件24與右邊的該擺動組3的擺動磁性件32的兩相鄰處磁極恰為相同，因斥力而帶動右邊的該擺動組3的擺動本體31朝遠離該驅動組2方向進行擺動，同時因右邊的該擺動組3為彈性材質製成，而儲存一彈力；此時，左邊的該擺動組3不作動。參閱圖4，當該壓電驅動件22向左擺動，該等驅動磁性件24鄰近左邊的該擺動組3，由於該驅動磁性件24與左邊的該擺動組3的擺動磁性件32的兩相鄰處磁極恰為相同，因斥力而帶動左邊的該擺動組3的擺動本體31朝遠離該驅動組2方向進行擺動，同時因左邊的該擺動組3為彈性材質製成，而儲存一彈力；此時，驅動磁性件24與右邊的該擺動組3的擺動磁性件32之間的斥力消失，右邊的該擺動組3釋放彈力，而使右邊的該擺動組3的擺動本體31朝鄰近該驅動組2方向進行擺動。參閱圖5，當該壓電驅動件22向右擺動，該等驅動磁性件24鄰近右邊的該擺動組3，而帶動右邊的該擺動組3的擺動本體31朝遠離該驅動組2方向進行擺動，同時因右邊的該擺動組3為彈性材質製成，而儲存一彈力；此時，驅動磁性件24與左邊的該擺動組3的擺動磁性件32之間的斥力消失，左邊的該 擺動組3釋放彈力，而使左邊的該擺動組3的擺動本體31朝鄰近該驅動組2方向進行擺動。參閱圖6，所以使得該二擺動組3能隨著該驅動組2一起擺動。

參閱圖6，若將本實施例散熱裝置適用於散除至少一發熱元件9所產生的熱能，則可將該發熱元件9裝設於鄰近該驅動組2的驅動自由端部214及該等擺動組3的擺動自由端部314處，透過該驅動組2及該等擺動組3往復擺動，產生一氣流對一發熱元件9吹送而散熱。再者，該發熱元件9裝設於該基板1的第二表面12，由於該基板1、該驅動組2及該擺動組3為傳熱良好的材質製成，透過該驅動組2的驅動本體21及該等擺動組3的擺動本體31往復擺動，可加速對該發熱元件9的散熱。

對於不同尺寸的發熱元件9，該散熱裝置可以進行調整。參閱圖7，若發熱元件9的尺寸較長，散熱裝置可透過增加該等擺動組3的數量，或是加大該驅動組2與該等擺動組3的間距。相反地，參閱圖8，若發熱元件9的尺寸較短，散熱裝置可透過減少該等擺動組3的數量，或是減少該驅動組2與該等擺動組3的間距。以使散熱裝置較易針對不同發熱元件9客製化。

參閱圖6，根據懸臂樑擺動理論，各該第一擺動段311及對應的該第二擺動段312的擺動幅度與楊氏模數成負相關，擺動頻率與楊氏模數成正相關。由於擺動幅度及擺動頻率還有其它的影嚮因子，在不改變其它的影嚮因子條件下，本實施例的各該第一擺動段311楊氏模數相較 於對應的該第二擺動段312來的大，因此，各該第一擺動段311能夠擁有較快的擺動頻率，而各該第二擺動段312則會擁有較大的擺動幅度。由於各該第一擺動段311皆會帶動對應的第二擺動段312，於是各該第一擺動段311的擺動頻率提高，則會加快各該第二擺動段312的擺動頻率，又因各該第二擺動段312的擺動幅度較大，從而能產生強烈的氣流，並達到良好的散熱效果，更佳的情況是，第一擺動段311除了楊氏模數大於第二擺動段312，並同時第一擺動段311的密度小於第二擺動段312。在本較佳實施例中，在不改變其它的影嚮因子條件下，考量楊氏模數及密度變化的情形下，該等第一擺動段311的材料選擇為碳纖維，該等第二擺動段312的材料選擇為聚酯薄膜。

雖然本實施例的散熱裝置是主要以二擺動組3為例做說明，但是該散熱裝置也可僅包含一擺動組3，仍可以實施。

參閱圖9、圖10與圖11，本發明散熱裝置之第二較佳實施例，大致上與該第一較佳實施例相同，此處只針對不同的地方加以說明。為了清楚說明元件細部結構，圖10與圖11未依等比例放大。

其一為該驅動組2的驅動磁性件24設置在該連接件23鄰近於該第一驅動段的中間的位置，而該等擺動磁性件32也對應該驅動磁性件24的位置設置。

再者，該第二較佳實施例的每一擺動組3的擺動本體31的態樣不同。各該擺動本體31呈片狀且朝遠離 該基板1體積漸縮。各該擺動本體31的橫斷面為二相間隔的側邊315，以及二分別連接於該等側邊315的兩相反側的連接邊316。各該擺動本體31具有四分別連接該等側邊315與該等連接邊316的頂點的輪廓線317。由於該等擺動組3的重量朝遠離該基板1的方向漸減，在密度相同條件下，重量與體積成正相關，因此，各該輪廓線317的外型可由該擺動固定端部313至該擺動自由端部314呈現凸曲面、斜直線，以及凹曲線，是以各該輪廓線317的外型呈現凹曲線，達到朝遠離該基板1體積漸減的效果最佳。

雖然本實施例是以各該本體呈片狀且朝遠離該基板1體積漸縮，然則，各該連接邊316的總長維持不變，而有較佳的搧動面積。每一擺動磁性件32會設在該擺動組3至該基板1的垂直距離D等於該擺動組3總長L的位置的三分之一，則D=1/3L，以使各該擺動組3有較佳的擺動幅度。而該第二較佳實施例的作動方式，與該第一較佳實施例類似，故不再贅述。值得一提的是，此處的該等擺動組3為單一材質，根據懸臂梁擺動理論，在楊氏模數固定及單一材質的情況下，不同的截面積(定義側邊315的長度為寬度A及連接邊316的長度為厚度B，寬度A乘上厚度B，則A×B)會對擺動頻率及擺動幅度產生影響，由於各該擺動本體31鄰近該基板1的截面積大於遠離該基板1的截面積，所以鄰近該基板1的部分會相較於遠離該基板1的部分擺動頻率較大，但是擺動幅度較小，反過來說，遠離該基板1的部分會相較於鄰近該基板1的部分擺 動幅度較大，但是擺動頻率較小。由於各該擺動本體31鄰近該基板1的部分皆會帶動擺動本體31遠離該基板1的部分，於是各該擺動本體31鄰近該基板1的部分的擺動頻率提高，則會加快各該擺動本體31遠離該基板1的部分的擺動頻率，又因各該擺動本體31遠離該基板1的部分的擺動幅度較大，同時提升該等擺動組3的擺動頻率及擺動幅度，從而能產生強烈的氣流，以達到良好散熱效果。

參閱圖12，本發明散熱裝置之第三較佳實施例大致上與第一較佳實施例相同。差別只在於，該驅動磁性件24設置於該第二驅動段212，各該擺動磁性件32設置於該第二擺動段312，更進一步說明，該驅動磁性件24是重量較輕且磁場夠強的磁性材料，以包覆(coating)在該驅動組2的驅動自由端部214。而該二擺動磁性件32也是重量較輕且磁場夠強的磁性材料，且分別包覆於對應的該擺動自由端部314。而該第三較佳實施例的作動方式，與該第一較佳實施例類似，故不再贅述。

綜上所述，對於不同尺寸的發熱元件9，該散熱裝置可以進行調整。若發熱元件9的尺寸較長，散熱裝置可透過增加該等擺動組3的數量，或是加大該驅動組2與該等擺動組3的間距。相反地，若發熱元件9的尺寸較短，散熱裝置可透過減少該等擺動組3的數量，或是減少該驅動組2與該等擺動組3的間距。以使散熱裝置較易針對不同發熱元件9客製化，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而 已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧基板

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

2‧‧‧驅動組

21‧‧‧驅動本體

211‧‧‧第一驅動段

212‧‧‧第二驅動段

213‧‧‧驅動固定端部

214‧‧‧驅動自由端部

22‧‧‧壓電驅動件

23‧‧‧連接件

24‧‧‧驅動磁性件

3‧‧‧擺動組

31‧‧‧擺動本體

311‧‧‧第一擺動段

312‧‧‧第二擺動段

313‧‧‧擺動固定端部

314‧‧‧擺動自由端部

32‧‧‧擺動磁性件

D1‧‧‧第一方向

Claims (11)

1. 一種散熱裝置，包含：一基板；一驅動組，設置於該基板，並包括一沿一第一方向往復擺動的壓電驅動件、一隨該壓電驅動件位移的驅動磁性件、一設置於該基板的驅動固定端部，及一相反於該驅動固定端部的驅動自由端部；及一擺動組，與該驅動組沿該第一方向間隔地設置於該基板的同一表面，且該擺動組鄰近於該基板部分的重量大於該擺動組遠離該基板部分的重量，該擺動組包括一擺動本體，及一設置於該擺動本體並對應該驅動磁性件位置設置且與該驅動磁性件相互排斥的擺動磁性件，該擺動本體具有一設置於該基板的擺動固定端部，及一相反於該擺動固定端部的擺動自由端部，藉由該壓電驅動件沿該第一方向往復擺動，以帶動該驅動磁性件位移，連動該擺動磁性件位移，進而使該擺動本體沿該第一方向往復擺動。
2. 如請求項1所述散熱裝置，包含二擺動組，該等擺動組沿該第一方向設置於該驅動組兩相反側並與於該驅動組設置於基板的同一表面，且該等擺動組鄰近於該基板部分的重量大於該等擺動組遠離該基板部分的重量，各該擺動組包括一擺動本體，及一設置於該擺動本體並對應該驅動磁性件位置設置且與該驅動磁性件相互排斥的擺動磁性件，各該擺動本體具有一設置於該基板的擺動固 定端部，及一相反於該擺動固定端部的擺動自由端部；藉由該壓電驅動件沿該第一方向往復擺動，以帶動該驅動磁性件位移，連動該等擺動磁性件位移，進而使該等擺動本體沿該第一方向往復擺動。
3. 如請求項2所述散熱裝置，其中，該驅動組還包括一供該壓電驅動件及該驅動磁性件設置的驅動本體，該驅動固定端部與該驅動自由端部位於該驅動本體，該驅動磁性件與對應的該擺動磁性件兩相鄰處的磁極相同，使該驅動磁性件與對應的該擺動磁性件恆相互排斥。
4. 如請求項3所述散熱裝置，其中，各該擺動組的擺動本體具有一設置於該基板的第一擺動段，及一遠離該基板且與該第一擺動段相連的第二擺動段，各該第一擺動段的楊氏模數大於對應的該第二擺動段的楊氏模數。
5. 如請求項3所述散熱裝置，其中，各該第一擺動段的密度小於對應的該第二擺動段的密度。
6. 如請求項4所述散熱裝置，其中，該驅動本體具有一設置於該基板的第一驅動段，及一遠離該基板且與該第一驅動段相連的第二驅動段，該驅動磁性件設置於該第一驅動段，各該擺動磁性件設置於該第一擺動段。
7. 如請求項4所述散熱裝置，其中，該驅動本體具有一設置於該基板的第一驅動段，及一遠離該基板且與該第一驅動段相連的第二驅動段，該驅動磁性件設置於該第二驅動段，各該擺動磁性件設置於該第二擺動段。
8. 如請求項7所述散熱裝置，其中，該驅動磁性件包覆於 該驅動自由端部，各該擺動磁性件包覆於對應的該擺動自由端部。
9. 如請求項2所述散熱裝置，其中，各該擺動本體朝遠離該基板體積漸縮。
10. 如請求項2所述散熱裝置，其中，各該擺動本體呈片狀，各該擺動本體的橫斷面為二相間隔的側邊，以及二分別連接於該等側邊的兩相反側的連接邊。
11. 如請求項10所述散熱裝置，其中，各該擺動本體具有四分別連接該等側邊與該等連接邊的頂點的輪廓線，各該輪廓線的外型可由該擺動固定端部至該擺動自由端部呈現凹曲線。