TWM505164U - 應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構 - Google Patents
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Description
本創作係提供一種應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，尤指散熱座本體二側處之嵌合部為具有穿置通道，並由穿置通道中所穿入之鎖固元件穿設於二楔形滑塊之穿孔中，此種穿置通道只需直線移動銑削加工即可生產，以簡化製程及降低加工成本。
按，現今電子科技以日新月異的速度成長，使電腦、筆記型電腦等電腦設備皆已普遍存在於社會上各個角落中，並朝運算功能強、速度快及體積小之方向邁進，然而，隨著電腦設備開放架構之下及軟硬體的標準化，加上功能不斷的擴充與升級，廠商便開發適用於各專業領域的工業電腦，主要應用在如工業控制、工業自動化、網路與通訊設備、機器視覺、智慧運輸系統等，亦可適用於肩負重要任務的軍事、交通運輸與航太領域等需要高可靠度與穩定性的工業應用，以滿足顧客特定規格及嚴苛環境下執行各項高效能運作的要求。
再者，工業電腦為包括有單板電腦(Single Board Computer，SBC)、嵌入式電腦(Embedded Board)、基板(Back Plane)模組等，其中單板電腦為配備有處理器、晶片組、輸入/輸出埠及內置電源輸
入，並通過記憶體模組與硬碟驅動結合了所有系統介面和設計功能，提供隨插即用的硬體平台與附加功能的擴充槽，且尺寸都比個人電腦的主機板小，使單板電腦在各種固定和移動嵌入式系統與工業級應用中更具彈性，但因單板電腦尺寸較小和趨向於高速發展的原因，使單板電腦運作時所產生之溫度也將相對大幅提高，故要如何確保其在允許溫度下正常的工作，已被業界視為所亟欲解決之課題。
然而，一般普遍的作法係將導熱板抵貼於單板電腦電路板之發熱源(如中央處理器、影像處理器、晶片組等)表面上形成最佳化之散熱結構，以輔助發熱源進行散熱使整體保持正常的運作，請參閱第九、十圖所示，習用可插拔式熱傳導散熱(Conduction Cooling)的單板電腦係在電路板上覆蓋有鋁製之導熱板A，並於導熱板A上下二側處設有具貫穿孔A11之導軌A1，且貫穿孔A11中分別穿設有一鎖固組件A2，而鎖固組件A2之長螺絲A21中間部分為穿入於貫穿孔A11中，並使長螺絲A21二端所穿設之楔形塊(Wedge)A22位於貫穿孔A11二側處，且長螺絲A21上之螺紋與後端楔形塊A22螺接結合，當單板電腦與機殼B組裝時，可將導熱板A之導軌A1沿著機殼B之導槽B1插入於容置空間B0內，並旋緊於長螺絲A21使二楔形塊A22可分別沿著貫穿孔A11周圍處之斜面A12相對向內位移而抵靠於導槽B1上，且導熱板A相對於楔形塊A22之另側處緊密接觸於導槽B1上，以利於熱的傳導，便可將複數單板電腦插入於機殼B之容置空間B0內形成並排設置，使電路板上之電子元件運作時產生之熱量可經由導熱板A以熱傳導的方式傳遞到機殼B上達到散熱的目的。
惟該導熱板A導軌A1之貫穿孔A11截面形狀為呈一長圓形結構設計，使鎖固組件A2之長螺絲A21中間部分穿過貫穿孔A11中後保持不脫落，並於旋緊長螺絲A21時可使二楔形塊A22沿著導軌A1二側處之斜面A12相對向內位移，且長螺絲A21旋緊的過程中也會隨著楔形塊A22活動位移，但此種貫穿孔A11之深度及形狀結構設計很難以一般的電腦數值控制工具機(CNC)進行鑽削、銑削、拉削等加工方式來生產，所以需要利用放電加工、超音波加工、鐳射加工等不同的製程進行加工，造成貫穿孔A11無法配合散熱座利用電腦數值控制工具機進行一貫化之加工生產，使加工程序變得複雜且加工所需之工時成本較高而不利於大量生產，整體製造上之彈性便會受到一定限制，則有待從事於此行業者重新設計來加以有效解決。
故，新型創作人有鑑於上述習用之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方的評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷的試作與修改，始設計出此種應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構的新型誕生。
本創作之主要目的乃在於該散熱座之本體二側處之嵌合部內為具有穿置通道，並於穿置通道二側處皆形成有導斜面，且穿置通道中穿設有定位機構之鎖固元件，再由鎖固元件穿設於嵌合部二側處之楔形滑塊穿孔中，且二滑塊相對內側之穿孔周圍處形成有抵持面，且滑塊相鄰於抵持面之另側處形成有可供鎖固元件旋緊時帶動於二滑塊沿著導斜面相對向內位移使其凸伸出嵌合部正面處之靠合面，此種穿置通道位於嵌合部正
面處為形成有第一溝槽，並於嵌合部背面處分別形成有連通至第一溝槽與導斜面第二溝槽相鄰連接處之複數通孔，而於實際應用時，亦可直接在嵌合部背面處形成有貫通至導斜面處之第一溝槽不同的結構設計，只需利用電腦數值控制工具機即可進行一貫化直線移動銑削加工之生產，便不需利用不同的製程進行加工，使整體加工程序可變得更為精簡，進而達到簡化製程及降低加工成本之效用。
本創作之次要目的乃在於當散熱座與機殼於組裝時，係先將本體之嵌合部分別沿著機殼內之導引部插入至定位，並利用手工具對接於鎖固元件之頭部上後，便可旋緊於鎖固元件使其螺桿之外螺紋螺入於滑塊穿孔之內螺紋上，並帶動於二滑塊以抵持面分別沿著嵌合部之導斜面作相對向內滑動位移，且因穿置通道孔徑為略大於螺桿外徑，即可提供螺桿隨著二滑塊位移所需之空間，同時藉由穿置通道第一溝槽相鄰於第二溝槽處所形成之擋塊使螺桿保持不脫落，而鎖固元件旋緊後可使滑塊之靠合面抵靠於機殼內之導引部一側壁面處，並由嵌合部背面處抵靠於導引部之另側壁面處形成緊密接觸以利於熱的傳導，且因嵌合部背面處只有加工複數通孔不需進行銑削溝槽，可使熱傳導特性上較為良好。
本創作之另一目的乃在於散熱座之穿置通道亦可直接在嵌合部背面處形成有貫通至二導斜面處之第一溝槽，更能有效簡化製程以降低加工所需之成本，便可將鎖固元件之螺桿穿過滑塊之穿孔中，並由嵌合部之穿置通道中穿出後，再穿入於另一滑塊之穿孔中，且螺桿之外螺紋螺接於其中一滑塊穿孔之內螺紋，而於實際使用時，亦可省略滑塊穿孔之內螺紋結構設計，並於鎖固元件之螺桿穿出二滑塊穿孔中之外螺紋上螺接有
螺帽之內螺紋，即可透過鎖固元件之螺桿旋緊時配合螺帽帶動於二滑塊使嵌合部與機殼內之導引部形成鎖定狀態。
1‧‧‧散熱座
11‧‧‧本體
12‧‧‧嵌合部
121‧‧‧穿置通道
1211‧‧‧第一溝槽
1212‧‧‧第二溝槽
1213‧‧‧通孔
1214‧‧‧擋塊
122‧‧‧導斜面
123‧‧‧軌槽
124‧‧‧缺口
2‧‧‧定位機構
21‧‧‧鎖固元件
211‧‧‧頭部
212‧‧‧螺桿
2121‧‧‧外螺紋
213‧‧‧墊片
22‧‧‧滑塊
221‧‧‧穿孔
2211‧‧‧內螺紋
222‧‧‧抵持面
223‧‧‧靠合面
23‧‧‧螺帽
231‧‧‧內螺紋
A‧‧‧導熱板
A1‧‧‧導軌
A11‧‧‧貫穿孔
A12‧‧‧斜面
A2‧‧‧鎖固組件
A21‧‧‧長螺絲
A22‧‧‧楔形塊
B‧‧‧機殼
B0‧‧‧容置空間
B1‧‧‧導槽
第一圖 係為本創作之立體外觀圖。
第二圖 係為本創作之立體分解圖。
第三圖 係為本創作另一視角之立體分解圖。
第四圖 係為本創作鎖固前之俯視剖面圖。
第五圖 係為本創作鎖固後之俯視剖面圖。
第六圖 係為本創作鎖固後之立體外觀圖。
第七圖 係為本創作較佳實施例之俯視剖面圖。
第八圖 係為本創作另一較佳實施例之立體分解圖。
第九圖 係為習用導熱板與機殼之立體分解圖。
第十圖 係為習用導熱板之立體分解圖。
為達成上述目的及功效，本創作所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本創作之較佳實施例詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。
請參閱第一、二、三、四、五、六圖所示，係分別為本創作之立體外觀圖、立體分解圖、另一視角之立體分解圖、鎖固前之俯視剖面圖、鎖固後之俯視剖面圖及立體外觀圖，由圖中可清楚看出，本創作為包括有散熱座1及定位機構2，其中：
該散熱座1為具有板體狀之本體11，並於本體11上下二側處沿著長邊方向皆設有嵌合部12，且二嵌合部12內具有橫向貫通之穿置通道121，再於穿置通道121之二側開口周圍表面處朝嵌合部12正面處形成有相對向內漸縮之導斜面122，而嵌合部12之穿置通道121位於嵌合部12正面處以銑削加工方式形成有相鄰於二導斜面122處之第一溝槽1211，並於二導斜面122處皆以銑削加工方式形成有第二溝槽1212，且穿置通道121位於嵌合部12背面處以銑削方式分別形成有連通至第一溝槽1211與第二溝槽1212相鄰連接處之複數通孔1213後，再於第一溝槽1211相鄰於第二溝槽1212處分別形成有擋塊1214。
再者，散熱座1之嵌合部12位於二導斜面122外側為分別形成有連通至穿置通道121處之階面狀軌槽123，並於軌槽123內壁面處剖設有至少一個貫通至嵌合部12背面處之缺口124，而散熱座1可為鋁或銅材質所製成，並於本體11表面上利用螺絲鎖固方式結合有單板電腦或嵌入式系統之電路板(如主機板、介面卡等)，且該電路板表面上設有可為中央處理器(CPU)、影像處理器(如GMCH)或晶片(如ICH、RAM等)等之發熱源(圖中未示出)，便可將發熱源與本體11背面處形成相互抵貼，惟此部分有關散熱座1整體之結構設計方式很多，亦可依實際的應用在本體11上設置有矗立狀之複數散熱片或導熱管等，用以對發熱源輔助進行散熱。
該定位機構2為包括有鎖固元件21及二楔形滑塊22，並於鎖固元件21之頭部211一側處設有具外螺紋2121之螺桿21
2，且螺桿212上套設有至少一個墊片213，而鎖固元件21之螺桿212為穿設於二滑塊22之穿孔221中，並於二滑塊22相對內側之穿孔221周圍表面處皆形成有斜向之抵持面222，且滑塊22相鄰於抵持面222之另側處形成有平整狀之靠合面223；另，定位機構2其中一滑塊22內壁面處為形成有內螺紋2211，並由鎖固元件21之螺桿212穿出於滑塊22之穿孔221中後，再將外螺紋2121螺接於另一滑塊22穿孔221之內螺紋2211結合成為一體，且該外螺紋2121上亦可進一步螺接有螺帽23之內螺紋231。
當本創作於組裝時，係先將定位機構2之鎖固元件21以螺桿212為分別穿過墊片213及滑塊22之穿孔221中，並由散熱座1嵌合部12之穿置通道121中穿出後，便可將螺桿212之外螺紋2121穿入於另一滑塊22之穿孔221中與內螺紋2211相互螺接結合成為一體，或者是可將螺桿212直接穿出於另一滑塊22之穿孔221中後，再利用螺桿212之外螺紋2121螺接於螺帽23之內螺紋231內鎖接固定成為一體，同時亦使二滑塊22分別置入於嵌合部12之軌槽123內作橫向滑動位移之動作，並由滑塊22之抵持面222推抵於嵌合部12之導斜面122上，且該滑塊22之靠合面223不會超出於嵌合部12正面處，便可完成本創作整體之組裝。
當本創作複數散熱座1與機殼(圖中未示出)於組裝時，係先將本體11上下二側處之嵌合部12分別沿著機殼內之導引部(如導槽或限位槽道等)插入至定位形成並排設置，並利用手工具(如內六角板手或起子等)對接於鎖固元件21之頭部211上後，便可旋緊於鎖固元
件21使其螺桿212之外螺紋2121螺入於其中一滑塊22穿孔221之內螺紋2211上，並帶動於二滑塊22以抵持面222分別沿著嵌合部12之導斜面122作相對向內滑動位移之動作，且因穿置通道121之孔徑為略大於螺桿212外徑，即可提供螺桿212隨著二滑塊22作活動位移所需之空間，同時藉由穿置通道121之擋塊1214使螺桿212保持不脫落。
而滑塊22之抵持面222沿著嵌合部12之導斜面122作滑動位移的過程中，可使二滑塊22之靠合面223隨之凸伸出嵌合部12正面處，並抵靠於機殼內之導引部一側壁面處，便可藉由二滑塊22相對夾擠於導斜面122上而連動嵌合部12背面處抵靠於導引部之另側壁面處形成鎖定狀態，使嵌合部12與機殼內之導引部形成緊密接觸以利於熱的傳導，且因嵌合部12背面處只有加工複數通孔1213而不需進行銑削溝槽，便可增加嵌合部12與導引部間之接觸面積使整體的熱傳導特性上較為良好，此種散熱座1之穿置通道121不同的結構設計只需利用電腦數值控制工具機即可進行一貫化直線移動銑削加工之生產，便不需利用不同的製程(如放電加工、超音波加工、鐳射加工等)進行加工，使整體加工程序可變得更為精簡，以及增加尺寸精確度、提高製造之品質與良率，進而達到簡化製程、便於量產及降低加工成本之效用。
當單板電腦電路板上之發熱源運作時，可利用鋁或銅材質所製成之散熱座1來吸收發熱源產生之熱量，並將熱量經由嵌合部12直接傳導至機殼內之導引部上，便可藉由散熱座1配合金屬材質所製成之機殼增加整體的散熱面積，並輔助電路板之發熱源來將囤積的熱量快速帶出
至機殼外部進行排散而具有良好的散熱效果，以提高發熱源之散熱效率且可保持單板電腦正常的運作。
請搭配參閱第七、八圖所示，係分別為本創作較佳實施例之俯視剖面圖及另一較佳實施例之立體分解圖，由圖中可清楚看出，其中該散熱座1嵌合部12之穿置通道121較佳實施係於嵌合部12正面處為形成有第一溝槽1211，並於二導斜面122處形成有第二溝槽1212，且位於嵌合部12背面處分別形成有連通至第一溝槽1211與第二溝槽1212相鄰連接處之複數通孔1213，再於第一溝槽1211相鄰於第二溝槽1212處分別形成有擋塊1214，但於實際應用時，該穿置通道121亦可直接在嵌合部12背面處以直線移動銑削加工方式形成有貫通至二導斜面122處之第一溝槽1211，更能有效簡化製程以降低加工所需之成本。
然而，上述定位機構2鎖固元件21之螺桿212為穿設於二滑塊22之穿孔221中，並由外螺紋2121螺接於滑塊22穿孔221之內螺紋2211，以供鎖固元件21旋緊時可帶動於二滑塊22以抵持面222分別沿著嵌合部12上對應之導斜面122作相對向內滑動位移之動作僅為一種較佳之實施狀態，而於實際使用時，也可省略滑塊22穿孔221之內螺紋2211結構設計，並於鎖固元件21之螺桿212依序穿出二滑塊22穿孔221中之外螺紋2121上螺接有螺帽23之內螺紋231，便可將手工具(如六角板手)為由嵌合部12之缺口124處伸入並對接於螺帽23上，使鎖固元件21之螺桿212旋緊時螺帽23不會產生旋轉，即可透過鎖固元件21之螺桿212配合螺帽2
3帶動於二滑塊22相對向內位移，使滑塊22與嵌合部12抵靠於機殼內之導引部上形成緊密接觸以利於熱的傳導。
上述詳細說明為針對本創作一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本創作之申請專利範圍，凡其它未脫離本創作所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本創作所涵蓋之專利範圍中。
綜上所述，本創作上述之應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構於使用時為確實能達到其功效及目的，故本創作誠為一實用性優異之創作，實符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障新型創作人之辛苦創作，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，新型創作人定當竭力配合，實感德便。
1‧‧‧散熱座
11‧‧‧本體
12‧‧‧嵌合部
121‧‧‧穿置通道
1211‧‧‧第一溝槽
1212‧‧‧第二溝槽
1213‧‧‧通孔
1214‧‧‧擋塊
122‧‧‧導斜面
123‧‧‧軌槽
124‧‧‧缺口
2‧‧‧定位機構
21‧‧‧鎖固元件
211‧‧‧頭部
212‧‧‧螺桿
2121‧‧‧外螺紋
213‧‧‧墊片
22‧‧‧滑塊
221‧‧‧穿孔
222‧‧‧抵持面
223‧‧‧靠合面
23‧‧‧螺帽
Claims (10)
- 一種應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，係包括有散熱座及定位機構，其中：該散熱座為具有本體及本體二側處之嵌合部，並於二嵌合部內具有貫通之穿置通道，且各穿置通道二側開口周圍處朝嵌合部正面處形成有相對向內漸縮之導斜面，而嵌合部之穿置通道位於嵌合部正面處形成有相鄰於二導斜面處之第一溝槽，並於導斜面處皆形成有第二溝槽，且嵌合部背面處分別形成有連通至第一溝槽與第二溝槽相鄰連接處之複數通孔，又第一溝槽相鄰於第二溝槽處分別形成有擋塊；該定位機構為包括有穿入散熱座穿置通道中之鎖固元件及位於嵌合部二側處之楔形滑塊，而鎖固元件為穿設於二滑塊之穿孔中，並於二滑塊相對內側之穿孔周圍處形成有推抵於導斜面上之抵持面，且滑塊相鄰於抵持面之另側處形成有可供鎖固元件旋緊時帶動於二滑塊沿著導斜面相對向內位移使其凸伸出嵌合部正面處之靠合面。
- 如申請專利範圍第1項所述之應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，其中該散熱座之本體為呈一板體狀，並於本體上下二側處沿著長邊方向設有嵌合部，且二嵌合部之穿置通道為由直線移動銑削加工方式分別形成有第一溝槽、第二溝槽及連通至第一溝槽與第二溝槽相鄰連接處之複數通孔。
- 如申請專利範圍第1項所述之應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，其中該散熱座之嵌合部位於二導斜面外側處為分別形成有可供滑塊置入於其內作橫向滑動位移之階面狀軌槽。
- 如申請專利範圍第3項所述之應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，其中該散熱座嵌合部之軌槽內壁面處為剖設有至少一個貫通至嵌合部背面處之缺口。
- 如申請專利範圍第1項所述之應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，其中該定位機構鎖固元件之頭部一側處為設有外徑小於散熱座穿置通道孔徑並具有外螺紋之螺桿，並由鎖固元件之螺桿穿設於二滑塊之穿孔中，且其中一滑塊之穿孔內壁面處形成有可供螺桿外螺紋螺接結合之內螺紋。
- 如申請專利範圍第1項所述之應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，其中該定位機構鎖固元件之頭部一側處為設有外徑小於散熱座穿置通道孔徑並具有外螺紋之螺桿，並由鎖固元件之螺桿穿設於二滑塊之穿孔中，且鎖固元件穿出滑塊穿孔中之螺桿外螺紋上為螺接有螺帽之內螺紋。
- 一種應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，係包括有散熱座及定位機構，其中：該散熱座為具有本體及本體二側處之嵌合部，並於二嵌合部內具有貫通之穿置通道，且各穿置通道二側開口周圍處朝嵌合部正面處形成有相對向內漸縮之導斜面，而嵌合部之穿置通道位於嵌合部背面處形成有貫通至二導斜面處之第一溝槽；該定位機構為包括有穿入散熱座穿置通道中之鎖固元件及位於嵌合部二側處之楔形滑塊，而鎖固元件為穿設於二滑塊之穿孔中，並於二滑塊相對內側之穿孔周圍處形成有推抵於導斜面上之抵持面，且滑塊相 鄰於抵持面之另側處形成有可供鎖固元件旋緊時帶動於二滑塊沿著導斜面相對向內位移使其凸伸出嵌合部正面處之靠合面。
- 如申請專利範圍第7項所述之應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，其中該散熱座之本體為呈一板體狀，並於本體上下二側處沿著長邊方向設有嵌合部，且二嵌合部之穿置通道為由直線移動銑削加工方式形成有第一溝槽。
- 如申請專利範圍第7項所述之應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，其中該散熱座之嵌合部位於二導斜面外側處為分別形成有可供滑塊置入於其內作橫向滑動位移之階面狀軌槽。
- 如申請專利範圍第7項所述之應用熱傳導散熱的單板電腦鎖固結構，其中該定位機構鎖固元件之頭部一側處為設有外徑小於散熱座穿置通道孔徑並具有外螺紋之螺桿，並由鎖固元件之螺桿穿設於二滑塊之穿孔中，且其中一滑塊之穿孔內壁面處形成有可供螺桿外螺紋螺接結合之內螺紋。
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