TWI607299B - 電子裝置及其連接單元 - Google Patents

Description

電子裝置及其連接單元

本發明是有關於一種連接單元，特別是指一種能吸收外力碰撞並抵消元件公差的連接單元，及具有該連接單元的電子裝置。

由於電子技術的快速發展，電腦主機與伺服器等電子裝置的效能在近年來以驚人的速度不斷提升，相對地，電子裝置的消耗功率與廢熱產生也因此隨著效能提升而增加。在傳統上，電子裝置通常是在內部裝設風扇來進行廢熱的排除，但在部分的使用環境中因為對於空間、噪音或清潔維護程序有著特殊的需求，因此不適合在電子裝置內設置風扇，此時便須透過無風扇式(fanless)散熱模組進行電子裝置的散熱。

無風扇式散熱模組一般而言包含數個形成於內側的接觸面、多個散熱鰭片，及連結該等接觸面與散熱鰭片的導熱管。該等接觸面分別緊密接觸電子裝置中易產生大量廢熱的電子元件(如CPU)，並透過傳導的方式吸收電子元件的廢熱而經由該等導熱管將廢熱傳遞至散熱鰭片，藉 此完成電子裝置的散熱。

為了使散熱模組的接觸面與電子元件間產生良好的熱傳導效果，通常散熱模組與電子裝置的殼體會分別設於電子元件的兩相反側，並在電子元件周邊設置多個連接散熱模組、電子元件及殼體的連接單元，藉由連接單元將散熱模組朝殼體的方向鎖固，讓散熱模組的接觸面與電子元件表面緊密貼合。

然而，因連接單元設置的位置鄰近電子元件，因此在殼體受到外力碰撞時，衝擊力常會直接從殼體透過連接單元傳遞至電子元件及散熱模組造成電子元件與散熱模組損壞。此外，電子元件與散熱模組在製造及裝配時必然會有公差存在，導致電子元件與散熱面常會因為組裝及製造的公差而彼此接觸不良使散熱效率降低，或因為相互抵靠的壓力過大而導致電子元件損壞。

因此，本發明之一目的，即在提供一種能吸收外力碰撞的連接單元。

本發明之另一目的，即在提供一種能抵消元件公差的連接單元。

本發明之又一目的，即在提供一種具有上述連接單元的電子裝置。

於是，本發明電子裝置包含一殼體、一設於該殼體內的電子單元，及至少一連接單元。殼體包括一內側面。電子單元包括一面向內側面的板體，板體具有至少一 第一穿孔。連接單元用以將電子單元連接於殼體內，並包含一設於該殼體而由殼體的內側面凸伸的第一連接件、一第二連接件，及一裝設於第一連接件的緩衝件。

第一連接件具有一遠離內側面的端面，及一於端面凹陷形成的鎖固孔。第二連接件包括一頭部及一桿部，頭部的尺寸大於第一穿孔的孔徑，並與板體相間隔地設於板體相反於第一連接件的一側。桿部由頭部延伸且截面積小於頭部，並與第一連接件的鎖固孔相配合。緩衝件具有彈性，且至少部分位於第一連接件與板體之間，緩衝件的一側頂抵於板體且形成一與鎖固孔相對應的安裝孔。頂壁具有一位於底面相反側且抵靠於該板體的頂面，及一與鎖固孔相對應的安裝孔。頂面與內側面的距離大於第一連接件之端面與內側面的距離。

第二連接件的桿部用以穿過該板體的第一穿孔及緩衝件的安裝孔，並伸入第一連接件的鎖固孔與第一連接件相固定。電子單元的板體抵靠於該緩衝件，並與第一連接件及第二連接件的頭部相間隔，藉此被限位於該第二連接件的頭部與該緩衝件之間且可與該殼體可相對移動。

本發明之功效在於：利用具有彈性的緩衝件至少部分位於第一連接件與板體之間且頂抵板體，使殼體在受到外力衝擊時能藉由緩衝件的變形相對電子單元移動，產生一緩衝機制並藉緩衝件吸收衝擊力，達到保護電子單元的功效。此外，第二連接件的頭部與電子單元的板體彼此間隔使殼體具有更大的可動空間能與電子單元相對位 移，進一步提升保護電子單元的效果。另外，電子單元的板體抵靠於具有彈性的緩衝件，所以電子單元能藉由緩衝件的變形抵消製造或裝配上的公差，降低公差的影響以維持電子單元在殼體內適當良好的組裝。

1‧‧‧殼體

11‧‧‧內側面

2‧‧‧電子單元

21‧‧‧板體

210‧‧‧固定側邊

211‧‧‧第一穿孔

212‧‧‧固定孔

213‧‧‧第二穿孔

22‧‧‧電子元件

23‧‧‧固定件

3‧‧‧散熱模組

30‧‧‧散熱面

31‧‧‧貫孔

311‧‧‧小徑段

312‧‧‧大徑段

32‧‧‧孔壁

321‧‧‧肩部

4‧‧‧連接單元

40‧‧‧輔助連接單元

41‧‧‧第一連接件

411‧‧‧端面

412‧‧‧鎖固孔

42‧‧‧第二連接件

420‧‧‧桿部

421‧‧‧頭部

422‧‧‧螺紋段

423‧‧‧平滑段

424‧‧‧環形槽

43‧‧‧緩衝件

430‧‧‧頂壁

431‧‧‧圍繞壁

432‧‧‧底面

433‧‧‧頂面

434‧‧‧安裝孔

435‧‧‧頂抵塊

436‧‧‧斜面

44‧‧‧彈性件

45‧‧‧O形環

本發明之前述及其他的特徵及功效，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是一立體圖，說明本發明電子裝置的一較佳實施例；圖2是一立體分解圖，說明該較佳實施例的組成元件；圖3是一立體分解圖，說明一連接單元的組成元件；圖4是一立體圖，說明該連接單元的組合態樣；圖5是一沿圖4中V-V剖線所取的剖視圖，說明該連接單元的元件組合關係；圖6是一立體分解圖，說明一輔助連接單元；圖7是一剖視圖，說明該輔助連接單元的元件組合態樣；及圖8是一俯視圖，說明多個固定件與多個連接單元在一板體上的位置關係。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。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，為本發明電子裝置的一較佳實施例。該電子裝置為一無風扇式(fanless)電腦主機，並包含一殼體1、一設於殼體1內的電子單元2、一裝設於殼體1並與殼體1分別位於電子單元2兩相反側的散熱模組3、兩個連接單元4、四個輔助連接單元40，及兩個固定件23。殼體1包括一面對電子單元2的內側面11。電子單元2包括一面向內側面11的板體21，及一裝設在板體21相反於內側面11之一側的電子元件22。在本較佳實施例中該板體21為一主機板，該電子元件22為一裝設於主機板的中央處理器(Central Processing Unit，CPU)。

參閱圖2、圖3與圖7，板體21具有一固定側邊210、兩個遠離該固定側邊210的第一穿孔211、兩個鄰近該固定側邊210的固定孔212，及四個遠離該固定側邊210且配合圍繞電子元件22的第二穿孔213。兩個固定件23分別藉由兩固定孔212穿過電子單元2的板體21而固接於殼體1，藉此將板體21鄰近固定側邊210處穩固地固定於殼體1。散熱模組3位於電子單元2相反於內側面11之一側，並包括一用以緊密抵靠於電子元件22的散熱面30，及四個貫穿散熱模組3的貫孔31。該等貫孔31的位置分別對應於四個第二穿孔213，且各具有一鄰近第二穿孔213的小徑段311及一遠離該第二穿孔213的大徑段312)。界定貫孔31的孔壁32在小徑段311與大徑段312之間形成一肩部321。各連接單元4分別配合各第一穿孔211設置 以將電子單元2的板體21連接於殼體1內，並包含一設於殼體1而由殼體1的內側面11凸伸的第一連接件41、一配合鎖固於第一連接件41的第二連接件42，及一套設於第一連接件41的緩衝件43。

參閱圖2、圖3與圖5連接單元4的第一連接件41具有一遠離內側面11的端面411，及一於端面411凹陷形成的鎖固孔412。在本實施例中該鎖固孔412為一螺孔。連接單元4的第二連接件42包括一頭部421及一桿部420，頭部421的尺寸大於板體21之第一穿孔211的孔徑，並與板體21相間隔地設於板體21相反於第一連接件41的一側。桿部420由頭部421向第一連接件41延伸且截面積小於頭部421，並具有一位於末端的螺紋段422，及一連接螺紋段422與頭部421的平滑段423。

參閱圖3、圖4與圖5，連接單元4的緩衝件43為一個具有彈性的阻尼，並包括一環繞第一連接件41的圍繞壁431、一由圍繞壁431彎折延伸並抵靠於第一連接件41之端面411的頂壁430，及一抵靠於內側面11的底面432。頂壁430具有一位於底面432相反側且抵靠於該板體21的頂面433、一與鎖固孔412相對應的安裝孔434，及多個環繞安裝孔434且彼此相間隔排列的頂抵塊435。頂壁430的頂面433由該等頂抵塊435共同形成，且與內側面11的距離大於第一連接件41之端面411與內側面11的距離。

連接單元4之第二連接件42的桿部420以平滑 段423穿過電子單元2的第一穿孔211及緩衝件43的安裝孔434，並以螺紋段422嚙合鎖固於第一連接件41的鎖固孔412與第一連接件41相固定。電子單元2的板體21抵靠於緩衝件43之頂壁430的頂面433，且與第一連接件41及第二連接件42的頭部421相互間隔，藉此使板體21被限位於第二連接件42的頭部421與緩衝件43的頂壁430之間且可與殼體1相對移動。需注意的，該等頂抵塊435分別具有一由頂面433朝安裝孔434下斜的斜面436，藉此在第二連接件42的桿部420要穿入緩衝件43的安裝孔434時提供一導引機制，使桿部420更容易與對應的安裝孔434對位而穿入安裝孔434。

參閱圖2與圖5，由於連接單元4連接電子單元2時，具有彈性的緩衝件43以頂面433與底面432分別頂抵於電子單元2的板體21與殼體1的內側面11，因此當殼體1受到外力衝擊而朝接近板體21的方向(向上)移動時，緩衝件43會產生變形讓殼體1相對電子單元2移動，產生一緩衝效果並吸收衝擊力，達到降低衝擊以保護電子單元2的功效，要特別強調地，由於緩衝件43是一個具有彈性的阻尼，因此緩衝件43在變形吸收衝擊力後，可快速停止運動並回復至吸收衝擊力前的位置，不會如一般的彈性元件在吸收衝擊後往復持續震盪，保護電子單元2的電子元件22不會隨緩衝件43持續震盪而損壞。

連接單元4中緩衝件43之頂壁430的頂面433由多個頂抵塊435共同形成的設計，使緩衝件43接觸於板 體21處具有更佳的彈性，能在殼體1受外力衝擊時讓緩衝件43產生較大的變形，使殼體1相對電子單元2產生更大的相對位移，進一步緩衝外力衝擊對電子單元2的影響。此外，在殼體1受到外力衝擊而朝遠離板體21的方向(向下)移動時，殼體1會連動第二連接件42向下移動，此時因為第二連接件42的頭部421與電子單元2的板體21相間隔，所以板體21不會被第二連接件42連動向下位移而承受衝擊，且能藉由板體21與頭部421間的間隔空間使殼體1向下移動時可相對電子單元2產生更大的相對位移，增進殼體1受衝擊時的緩衝效果以保護電子單元2。

參閱圖6與圖7，為本實施例的一輔助連接單元40。輔助連接單元40與前述的連接單元4類似，包含一設於殼體1而由殼體1的內側面11凸伸的第一連接件41、一配合鎖固於第一連接件41的第二連接件42、一套設於第一連接件41且為一彈性阻尼的緩衝件43、一彈性件44，及一O形環45。輔助連接單元40的第一連接件41具有一遠離內側面11的端面411，及一於端面411凹陷形成的鎖固孔412，其中該鎖固孔412為一螺孔。輔助連接單元40的緩衝件43包括一環繞第一連接件41的圍繞壁431、一由圍繞壁431彎折延伸並抵靠於第一連接件41之端面411的頂壁430，及一抵靠於內側面11的底面432。頂壁430具有一位於底面432相反側的頂面433、一與鎖固孔412相對應的安裝孔434、多個環繞安裝孔434且彼此相間隔排列的頂抵塊435，及多個分別形成於頂抵塊435的斜 面436。該頂壁430的頂面433由該等頂抵塊435共同形成，且與內側面11的距離大於第一連接件41之端面411與內側面11的距離。

輔助連接單元40的第二連接件42包括一頭部421及一桿部420，該頭部421設於散熱模組3之貫孔31的大徑段312內並與肩部321相間隔。第二連接件42的桿部420由頭部421延伸一平滑段423穿過對應的貫孔31、第二穿孔213及安裝孔434，並以一螺紋段422伸入第一連接件41的鎖固孔412與第一連接件41鎖固。彈性件44套設於第二連接件42之桿部420並位於貫孔31的大徑段312內，且兩端分別頂抵頭部421與肩部321以提供散熱模組3一個向電子單元2抵靠的彈性偏移力，藉此使散熱模組3的散熱面30緊密貼合於電子元件22的表面而彼此維持良好的熱傳導，有效藉由散熱模組3完成電子元件22的散熱。

輔助連接單元40中每一第二連接件42還具有一凹陷形成於桿部420的環形槽424。各環形槽424位於散熱模組3與板體21之間，並供對應的O形環45套設固定。各O形環45的外徑大於貫孔31之小徑段311的孔徑，藉此擋止第二連接件42朝遠離板體21的方向相對散熱模組3位移而使桿部420限位在貫孔31中，使第二連接件42不會在鎖固於第一連接件41前因彈性件44推抵頭部421而脫出貫孔31，讓整體組裝的程序更加簡便。

需特別注意地，由於電子單元2的板體21是抵 靠連接單元4及輔助連接單元40中於具有彈性的緩衝件43，因此能藉由緩衝件43的變形抵消板體21於製造或裝配上的公差，藉此降低公差的影響以維持使電子元件22與散熱面30適當地緊密接觸，不會因公差造成電子元件22與散熱面30彼此接觸不良而降低熱傳導效率，或因彼此抵靠的壓力過大造成電子元件22受損。

此外，由於該等連接單元4與輔助連接單元40裝設的位置鄰近散熱模組3，因此其中緩衝件43的材料是採用耐熱矽膠或耐熱橡膠，以確保緩衝件43不會因長時間受到廢熱的影響失去彈性而導致緩衝外力衝擊與抵消元件公差的效果下降。

參閱圖2與圖8，值得一提地，由於板體21的該等固定孔212位置鄰近固定側邊210，因此配合固定孔212的固定件23也連帶鄰近固定側邊210，使板體21鄰近固定側邊210處被固定件23固定於殼體1而呈一固定端；而板體21的該等第一穿孔211與第二穿孔213位置遠離固定側邊210，故配合第一穿孔211與第二穿孔213的連接單元4與輔助連接單元40也連帶遠離固定側邊210，使板體21遠離固定側邊210處被連接單元4及輔助連接單元40可相對殼體1運動地連接於殼體1而呈一自由端。利用上述板體21鄰近固定側邊210處與遠離固定側邊210處分別呈一固定端與一自由端的配置，使電子單元2設計時能將容易因外力衝擊或元件公差損壞的電子元件22(如本實施例中的CPU)設置在遠離固定側邊210的自由端處，讓電子 元件22因為位於呈自由端處而能相對於殼體1上下移動以吸收外力衝擊與元件公差；而板體21鄰近固定側邊210處則有助於板體21與殼體1穩固結合，讓電子裝置不會因為輕微的晃動就使整個板體21相對於殼體1偏移，並讓板體21遠離固定側邊210處在外力衝擊過後能回復至原本的位置。

綜上所述，透過具有彈性的緩衝件43以頂面433與底面432分別頂抵於電子單元2與殼體1，使殼體1受到外力衝擊時能藉由緩衝件43的變形相對電子單元2位移，並藉緩衝件43吸收外力對電子單元2的衝擊，達到保護電子單元2的功效。此外，連接單元4之第二連接件42的頭部421與電子單元2的板體21間具有間隔，使電子單元2不會被第二連接件42連動，讓殼體1有更大的空間相對電子單元2位移，進一步提升緩衝衝擊的效果。另外，由於電子單元2的板體21抵靠於具有彈性的緩衝件43，所以電子單元2能藉由緩衝件43的變形抵消製造或裝配上的公差，藉此降低公差的影響使電子元件22與散熱模組3的散熱面30維持適當的接觸，避免散熱面30與電子元件22接觸不良導致熱傳導效率不佳，或因散熱面30過度壓迫電子元件22導致電子元件22損壞。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‧‧‧殼體

11‧‧‧內側面

21‧‧‧板體

211‧‧‧第一穿孔

4‧‧‧連接單元

41‧‧‧第一連接件

411‧‧‧端面

412‧‧‧鎖固孔

42‧‧‧第二連接件

420‧‧‧桿部

421‧‧‧頭部

422‧‧‧螺紋段

423‧‧‧平滑段

43‧‧‧緩衝件

430‧‧‧頂壁

431‧‧‧圍繞壁

432‧‧‧底面

433‧‧‧頂面

434‧‧‧安裝孔

435‧‧‧頂抵塊

436‧‧‧斜面

Claims (11)

1. 一種電子裝置，包含：一殼體，包括一內側面；一電子單元，設於該殼體內並包括一面向該內側面的板體，該板體具有至少一第一穿孔；及至少一連接單元，用以將該電子單元連接於該殼體內，該連接單元包括：一第一連接件，設於該殼體而由該殼體的內側面凸伸，並具有一遠離該內側面的端面，及一於該端面凹陷形成的鎖固孔，一第二連接件，包括一頭部及一桿部，該頭部的尺寸大於該第一穿孔的孔徑，並與該板體相間隔地設於該板體相反於該第一連接件的一側，該桿部由該頭部延伸且截面積小於該頭部，並與該第一連接件的鎖固孔相配合，及一緩衝件，裝設於該第一連接件並具有彈性，且至少部分位於該第一連接件與該板體之間，該緩衝件的一側頂抵於該板體且形成一與該鎖固孔相對應的安裝孔；該第二連接件的桿部用以穿過該板體的第一穿孔及該緩衝件的安裝孔，並伸入該第一連接件的鎖固孔與該第一連接件相固定，該電子單元的板體抵靠於該緩衝件，並與該第一連接件及該第二連接件的頭部相間隔，藉此被限位於該第二連接件的頭部與該緩衝件之間且可與 該殼體相對移動；該電子單元還包括一裝設在該板體相反於該內側面之一側的電子元件；該板體還具有至少一第二穿孔；該電子裝置還包含一抵靠於該電子元件的散熱模組，及至少一輔助連接單元；該散熱模組包括至少一貫穿該散熱模組且位置對應該第二穿孔的貫孔；該貫孔具有一鄰近該第二穿孔的小徑段及一遠離該第二穿孔的大徑段；界定該貫孔的孔壁在該小徑段與該大徑段之間形成一肩部；該輔助連接單元包含一設於該殼體而由該殼體的內側面凸伸的第一連接件、一第二連接件、一套設於該第一連接件且具有彈性的緩衝件，及一彈性件；該第一連接件具有一遠離該內側面的端面，及一於該端面凹陷形成的鎖固孔；該緩衝件包括一環繞該第一連接件的圍繞壁、一由該圍繞壁延伸並抵靠於該第一連接件之端面的頂壁，及一抵靠於該內側面的底面，該頂壁具有一位於該底面相反側的頂面及一與該鎖固孔相對應的安裝孔，該頂面與該內側面的距離大於該第一連接件之端面與該內側面的距離；該第二連接件包括一頭部及一桿部，該頭部位於該貫孔的大徑段內並與該肩部相間隔；該桿部由該頭部延伸穿過該散熱模組的貫孔、該板體的第二穿孔及該緩衝件的安裝孔，並伸入該第一連接件的鎖固孔與該第一連接件相固定；該彈性件套設於該第二連接件之桿部且兩端分別頂抵該頭部與該肩部，以提供該散熱模組一向該電子單元抵靠的彈性偏移力。
2. 如請求項1所述的電子裝置，其中，該緩衝件包括一環繞該第一連接件的圍繞壁、一由該圍繞壁延伸並抵靠於該第一連接件之端面的頂壁，及一抵靠於該內側面的底面；該頂壁具有一位於該底面相反側且抵靠於該板體的頂面；該安裝孔形成於該頂壁；該頂面與該內側面的距離大於該第一連接件之端面與該內側面的距離。
3. 如請求項2所述的電子裝置，其中，該緩衝件為一具有彈性的阻尼。
4. 如請求項3所述的電子裝置，其中，該緩衝件的頂壁還具有多個環繞該安裝孔而彼此相間隔排列的頂抵塊；該頂面由該等頂抵塊共同形成。
5. 如請求項4所述的電子裝置，其中，該等頂抵塊分別具有一由該頂面朝該安裝孔下斜的斜面。
6. 如請求項1所述的電子裝置，其中，該輔助連接單元的第二連接件還具有形成於該桿部且位於該散熱模組與該板體間的一環形槽；該輔助連接單元還具有一固定套設於該環形槽的O形環；該O形環的外徑大於該貫孔之小徑段的孔徑。
7. 如請求項6所述的電子裝置，其中，該連接單元與該輔助連接單元的鎖固孔為螺孔；該連接單元與該輔助連接單元之第二連接件的桿部皆各具有一位於末端的螺紋段，及一連接該螺紋段與該頭部的平滑段；各螺紋段嚙合於對應的鎖固孔內。
8. 如請求項7所述的電子裝置，其中，該連接單元與該輔 助連接單元的緩衝件的材質為耐熱矽膠或耐熱橡膠。
9. 如請求項8所述的電子裝置，其中，該電子單元的板體為一主機板；該電子單元的電子元件為一中央處理器。
10. 如請求項9所述的電子裝置，還包含多個將該電子單元之板體固定於該殼體的固定件；該板體具有一固定側邊；該電子裝置的固定件鄰近該固定側邊，使該板體鄰近該固定側邊處與該殼體固定而呈一固定端；該連接單元、該輔助連接單元與該電子元件的位置遠離該固定側邊，使該板體遠離該固定側邊處可與該殼體相對移動而呈一自由端。
11. 如請求項10所述的電子裝置，其中，該電子單元包括多個連接單元及多個輔助連接單元；該電子單元的板體具有多個分別供該等連接單元之第二連接件穿設的第一穿孔，及多個分別供該等輔助連接單元之第二連接件穿設的第二穿孔；該散熱模組包括多個分別供該等輔助連接單元之第二連接件穿設的貫孔。