CN1268193C - 电子设备的壳体结构及其散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于例如通信设备之类的电子设备的壳体结构及其散热方法，所述密封壳体设置有主体、盖子和可移动散热片，所述可移动散热片用于散热同时抑制内部压力变化，以及防止水蒸气或有害气体从外部侵入由此而避免由露水凝结、电子电路元件的腐蚀等等造成的故障。可移动散热片配置成根据密封壳体内部大气压随其内部温度的变化，可自动地朝着密封壳体内部或者外部滑动。当密封壳体内部温度由于来自安装在密封壳体内部的封装中的电子电路元件的热量而上升时，可以在保持密封性的同时增大可移动散热片的散热面积，从而可以增强散热效果。

Description

电子设备的壳体结构及其散热方法

技术领域

本发明涉及例如通信设备之类的电子设备，更具体地，本发明涉及具有密封壳体的电子设备的壳体结构，并进一步涉及其散热方法。

背景技术

就例如通信设备的电子设备中所使用的密封壳体而言，由于在壳体内部的封装或类似结构中安装的电子电路元件所产生的热量，或者由于外部环境的改变，会引起壳体内部温度的升高。为了抑制温度升高而增强电子设备的工作可靠性，传统密封壳体在壳体外周设置有例如散热片之类的散热结构。壳体的散热能力由该散热结构的散热效果来确定，并将散热能力设置成超过壳体内部的总的发热量。作为散热结构，有一种电子设备的冷却结构，该电子设备具有暴露在其密封壳体的外周上的外部散热器，例如JP-A-H10-154888的图1所示。

另一方面，在具有密封壳体的电子设备中，当壳体内部的温度上升时，壳体内部的大气压也增加，由此可以安装例如四氟乙烯膜过滤器(例如GORE-TEX)以增强电子设备的工作可靠性。此外，还存在这样的壳体，其通过采用包含水的管子以由此抑制大气压的变化，从而增强电子设备的工作可靠性，例如JP-A-H07-176877中所描述的。

然而，当使用例如膜过滤器时，如果水蒸气或者有害气体穿过膜过滤器而从外部侵入，则壳体内部会产生露水的凝结。结果，就有这样的问题了，即发生例如壳体内部的电子电路元件的腐蚀的现象。另一方面，如果采用包含水的管子来解决它，出现的问题是当水汽化后就不会获得效果。

发明内容

本发明的目的是提供电子设备的壳体结构及其散热方法，该壳体结构和散热方法能够提高密封壳体的散热效果并防止水蒸气或有害气体从外部进入，由此解决上述问题。

本发明的壳体结构是在密封壳体中具有电子电路元件的电子设备的壳体结构，并且包括可移动散热片以及设置在所述可移动散热片和所述密封壳体之间的气密装置，其中所述可移动散热片根据密封壳体的内部温度的升高而伸出到密封壳体外面，并在所述温度降低到设定值时在返回所述密封壳体内部的方向上移动。

如上所述，根据本发明的电子设备的壳体结构及其散热方法，可以增大密封壳体的散热效果并同时防止由密封壳体内的露水凝结、电子电路元件的腐蚀等等造成的故障，因此可以进一步增强电子设备的工作可靠性。

附图说明

从结合附图的以下详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更清楚，其中：

图1是示出根据本发明的第一优选实施例的壳体结构的第一截面图；

图2是示出根据本发明的第一优选实施例的壳体结构的第二截面图；

图3是示出根据本发明的第一优选实施例的壳体结构的第三截面图；

图4是示出根据本发明的第二优选实施例的壳体结构的第一截面图；

图5是示出根据本发明的第二优选实施例的壳体结构的第二截面图；

图6是示出根据本发明的第三优选实施例的壳体结构的截面图；

图7是示出根据本发明的第四优选实施例的壳体结构的截面图；

具体实施方式

以下将参考附图详细地描述本发明的优选实施例。

在图1、2和3中示出了第一优选实施例的截面图。图2与图3都示出了一部分在其深度方向上的部分截面图，包括图1中的可移动散热片7。主体1和盖子2经由密封件3而连接起来以形成密封壳体。

密封壳体中设置安装有封装4或类似部件的板5，封装4或类似结构中安装有电子电路元件。

为了散发电子电路元件所产生的热量，封装4经由导热部件20与散热片6的内周紧密接触，所述散热片6的内周形成为主体1的内周的一部分。

主体1设置有导向部分8，并且配置成每个导向部分8中的可移动散热片7根据壳体内部的大气压变化(增大或减小)而由导向部分8平滑地导向。

设置气密装置用于壳体外部与内部之间的隔断，以由此保持壳体内的气密性。具体地，在形成于每个可移动散热片7根部圆周的凹槽9中布置有O型环10，并且通过此O型环10确保了导向部分8与可移动散热片7之间的气密性。

此外，为了保持可移动散热片7的重量与壳体内部的大气压之间的平衡，在可移动散热片7与导向部分8的内表面之间设置有弹簧11，使得当大气压变得相对较低时可移动散热片7朝着返回图2中的位置的方向移动。如图1所示，根据壳体所需的散热能力设置有多个结构，每个结构包括可移动散热片7、导向部分8和气密装置。

为了将热量从导向部分8有效地导向可移动散热片7，在导向部分8与可移动散热片7之间应用了高热连接材料，例如硅脂(silicongrease)。为了进一步提高导热效率，提供了具有优良导热属性的弹性片12来连接封装4或类似结构的生热部分和可移动散热片7。具体地如图2中所示，例如，弹性片12的一端夹在散热片6的内周与封装4之间，而另一端插在可移动散热片7的中心，由此在散热片6和可移动散热片7之间导热。弹性片12宽松地形成连接在上述两端之间的中间部分以允许可移动散热片7移动到壳体的外面。

将使用图1、2与3来描述第一优选实施例的操作。

参考图1和2，当通信设备处于工作中，密封壳体内的封装4中产生的热量被传导到主体1的散热器6的内周。然后，传导到散热器6的热量一部分通过散热器6的散热作用而散发了，一部分通过弹性片12从导向部分8传导到可移动散热片7以通过可移动散热片7与外部空气的热交换而散发掉。在本实施例中，当密封壳体内的大气压由于外部环境变化或者壳体的内部发热量而增大时，抵着弹簧11施加来将可移动散热片7的壳体内侧部分向外推的力增大了，使得可移动散热片7向着壳体外部移动。结果如图3所示，可移动散热片7的外周大部分暴露到壳体外面。照这样，相应于可移动散热片7的暴露面积，壳体相对于外部空气的散热面积大大增加了，使得散热效果也相应地增加了。

具体地，甚至在弹性片12由于可移动散热片7的移动而被拉伸的状态下，在壳体中从生热部分传导给弹性片12的热量通过可移动散热片7的中心来传输，因此提高了可移动散热片7的散热效率。

另一方面，当壳体内部的温度从如图3所示的高温状态降下来时，向外推可移动散热片7内侧的压力减小了，并且当弹簧11的偏置力超过这样的压力时，可移动散热片7就朝着返回图2的状态的方向移动。照这样，通过移动可移动散热片7，壳体内的大气压自动调节以保持与弹簧11的平衡。在可移动散热片7的移动期间，O型环10用来提供外部空气与内部空气之间的隔断，还防止外部的水侵入。

现在，将参考图4与图5描述本发明的第二优选实施例。

在本实施例中，在设定温度下恢复其初始形状的可恢复部件13布置在可移动散热片7与导向部分8之间，而其他结构都与上述第一实施例中相同。可恢复部件13被配置成在高温下具有如图5所示的拉伸弹簧形状，而在常温下具有如图4所示的压缩弹簧形状。

在通信设备工作期间，当壳体内部的温度升高时，可恢复部件13朝着其初始形状返回，同时象上述第一优选实施例中那样抵着弹簧11将可移动散热片7推向导向部分8的外面，而当壳体内部的温度达到预设温度时，可恢复部件13达到图5所示的状态。在本实施例中，移动可移动散热片7来保持弹簧11和可恢复部件13的推力之间的平衡。

照这样，可移动散热片7的外周在高温状态下大部分暴露到外部空气，并因此象上述第一实施例中那样，增加了实际散热面积以由此有效地进行散热。此外，因为可以相应于移动可移动散热片7而增大的内部空间来降低壳体内部的大气压，所以结果可以调节高温状态下的内部压力。

附带地，在第二优选实施例中，不必要提供弹簧11。在此情况下，通过可恢复部件13根据壳体内部温度变化的动作来调节可移动散热片7的位置。

现在，将参考图6描述本发明的第三优选实施例。在图6中，在密封壳体上部形成有第一孔14，并且还在密封壳体下部形成有第二孔15，其中已经上升的相对较高温度的空气穿过所述第一孔14。内部容量可变的可伸缩容器16的上端与第一孔14连接。管子17的一端与第二孔15连接。在其另一端处，管子17经由O型环18插入容器16的下端，所述O型环18设置在管子17与容器16之间以允许容器16移动同时确保气密性和水密性。

在此结构中，当壳体内部的大气压随着温度升高而增大时，壳体中相对较高温度的空气经由第一孔14进入容器16，使得如图中虚线所示的，容器16在O型环18沿着管子17向下移动的方向上膨胀，由此而增大其内部容量。结果，调节了密封壳体内部的大气压。另一方面，已经进入容器16的空气的热量被散发到外部空气，使得温度已经下降的空气向下移动而经由第二孔15进入壳体中。因此，当壳体内部温度下降而降低了其中的大气压时，容器16的内部容量减小。

另外，将参考图7来描述本发明的第四优选实施例。在图7中，在第一孔14与第二孔15之间连接有可膨胀/可收缩气球19，以取代上述第三实施例中的容器16。在此结构中，象第三实施例中那样，当壳体内部的大气压随着温度升高而增大时，壳体中相对较高温度的空气经由第一孔14进入气球19，使得如图7中虚线所示的，气球19的内部容量随着壳体内部大气压的增大而增大。然后，已经进入气球19的空气的热量被散发到外部空气，使得温度降低的空气向下移动而经由第二孔15返回到壳体中。结果，象上述第三实施例中那样，调节了密封壳体内部的大气压。当壳体内部温度下降而降低了其中的大气压时，气球19收缩。

如上所述，根据本发明，配置成：设置可移动散热片，并且根据密封壳体内部大气压随温度的变化，所述可移动散热片可自动地朝着密封壳体内部或者外部滑动。因此，当内部温度上升时，可以在保持密封性的同时增大散热面积，从而可以增强散热效果。于是，因为可以防止壳体外部有害气体或外部高湿度空气的侵入，所以可以增强例如通信设备之类的电子设备的可靠性。

此外，根据本发明，配置成：设置内部容量可变的可伸缩容器或可膨胀/可收缩气球，并且根据密封壳体内部大气压随温度的变化，而改变所述可伸缩容器或气球的内部容量。因此，调节了密封壳体内部的大气压。于是，因为可以防止壳体外部有害气体或高湿度空气的侵入，可以增强例如通信设备之类的电子设备的可靠性。此外，因为高温空气进入可伸缩容器或气球，然后已经进入的空气的热量被散发到外部空气，接着温度降低的空气返回壳体中，所以可以在保持密封性的同时增强散热效果。

虽然已经结合某些优选实施例对本发明进行了描述，但应当理解到，本发明所包含的主题不应当被那些具体实施例所限制。相反，本发明的主题意于包括落在所附权利要求的精神和范围内的所有替代、修改或等价方案。

Claims (18)

1.一种电子设备，包括：

密封壳体；

在所述密封壳体中的电子电路元件；

可移动散热片，根据所述密封壳体内部温度的升高而伸出到所述密封壳体的外面，并在所述温度降低到设定值时在返回所述密封壳体内部的方向上移动；和

位于所述可移动散热片和所述密封壳体之间的气密装置。

2.如权利要求1所述的电子设备，其中所述可移动散热片通过在所述密封壳体中形成的导向孔而伸出到所述密封壳体的外面，并且所述气密装置设置在所述可移动散热片与所述导向孔之间。

3.如权利要求1所述的电子设备，其中通过弹性片将在其中安装有所述电子电路元件的封装或类似结构的生热部分与所述可移动散热片相互连接。

4.如权利要求2所述的电子设备，其中通过弹性片将在其中安装有所述电子电路元件的封装或类似结构的生热部分与所述可移动散热片相互连接。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电子设备，其中通过可在设定温度下恢复其初始形状的部件来使得所述可移动散热片伸出到所述密封壳体的外面。

6.如权利要求5所述的电子设备，还包括设置在所述可移动散热片与所述密封壳体之间的弹簧。

7.如权利要求1至4中任一项所述的电子设备，其中随着所述温度的变化，通过设置在所述可移动散热片与所述密封壳体之间的弹簧来使得所述可移动散热片伸出或缩回。

8.一种用于具有密封壳体的电子设备的散热方法，其中，当其中具有电子电路元件的所述密封壳体的内部温度的升高时，使得可移动散热片伸出到所述密封壳体的外面，并且当所述内部温度降低到设定值时，使得所述可移动散热片在返回所述密封壳体内部的方向上移动，并且

其中，保持所述密封壳体与所述可移动散热片之间的气密性。

9.如权利要求8所述的用于具有密封壳体的电子设备的散热方法，其中使所述可移动散热片穿过在所述密封壳体中形成的导向孔而伸出，同时保持气密性。

10.如权利要求8所述的用于具有密封壳体的电子设备的散热方法，其中通过弹性片将在其中安装有所述电子电路元件的封装或类似结构的热量传导到所述可移动散热片。

11.如权利要求9所述的用于具有密封壳体的电子设备的散热方法，其中通过弹性片将在其中安装有所述电子电路元件的封装或类似结构的热量传导到所述可移动散热片。

12.如权利要求8至11中任一项所述的用于具有密封壳体的电子设备的散热方法，其中通过可在设定温度下恢复其初始形状的部件来使得所述可移动散热片伸出到所述密封壳体的外面。

13.如权利要求8至11中任一项所述的用于具有密封壳体的电子设备的散热方法，其中随着所述内部温度的变化，通过设置在所述可移动散热片与所述密封壳体之间的弹簧来使得所述可移动散热片伸出或缩回。

14.一种电子设备的密封壳体，包括：

导向孔；

可移动散热片，根据所述密封壳体的内部温度的升高而穿过所述导向孔伸出到外面，并在所述内部温度降低到设定值时在返回所述密封壳体内部的方向上移动；和

位于所述可移动散热片和所述导向孔之间的气密装置。

15.如权利要求14所述的电子设备的密封壳体，还包括连接在生热部分和所述可移动散热片之间的弹性片，所述生热部分安装在所述密封壳体中。

16.如权利要求14或15所述的电子设备的密封壳体，其中通过在设定温度下恢复其初始形状的部件来使所述可移动散热片伸出到外面。

17.如权利要求16所述的电子设备的密封壳体，还包括设置在所述可移动散热片与所述密封壳体之间的弹簧。

18.如权利要求14或15所述的电子设备的密封壳体，其中随着所述温度的变化，通过设置在所述可移动散热片与所述密封壳体之间的弹簧来使得所述可移动散热片伸出或缩回。

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