TWI539267B - 散熱裝置及電子裝置 - Google Patents

Description

散熱裝置及電子裝置

本發明係關於一種散熱裝置。

隨著科技與資訊的蓬勃發展下，各式各樣的電子裝置或元件皆朝著微型化或輕薄化的方向發展。然，電子裝置於使用時，其處理器皆會產生廢熱，一般桌上型電腦或筆記型電腦可依靠風扇進行主動式散熱，但體積較小的平板電腦藉由使用較低效能的處理器，使其不會產生太多的廢熱，再藉由散熱片或熱管等被動式的散熱元件排除廢熱。而對於體積同屬薄型的超輕薄電腦而言，雖然目前已有薄型化風扇可應用於此類輕薄型的電子裝置，但風扇除了有噪音的問題之外，風扇的軸承容易因數年時間的使用而損壞，使得風扇通常有一定壽命，進而使搭配應用的電子裝置同樣具有一定的壽命。

而目前常見應用於小體積裝置的散熱方式，除了利用風扇散熱外，更可使用噴流式的散熱方式。一般噴流式的散熱方式不使用風扇的扇葉旋轉產生氣流，而係依靠鼓動造成氣流的流動。詳細而言，噴流式散熱裝置需有空腔結構搭配振動膜的設計，藉由振動膜壓縮空腔結構的空間以產生氣流，而空腔結構也提高了噴流式散熱裝置小型化及薄型化的難度。再者，由壓縮空腔結構的空間 時，由於空腔結構內部空間的空氣壓力增加，亦容易造成噴流式散熱裝置的整體震動，進而產生震動的噪音。

因此，如何提供一種散熱裝置及電子裝置，可應用於小體積的電子裝置，更可藉由新穎的設計以減少散熱裝置的損壞率，使其更為耐用，可延長使用壽命，且可減少噪音的產生，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種散熱裝置及電子裝置，可應用於小體積的電子裝置，更可藉由新穎的設計以減少散熱裝置的損壞率，使其更為耐用，可延長使用壽命，且可減少噪音的產生。

為達上述目的，依據本發明之一種散熱裝置，用於逸散一發熱元件所產生之熱能，散熱裝置包括一固定組件、二運動組件以及一彈性組件。固定組件具有一導熱件。該二運動組件分別具有一質量體，該二運動組件分別設置於固定組件的相對二側，且該二運動組件對應於固定組件分別形成一運動空間，該二運動組件對應於固定組件相對運動。彈性組件連接固定組件及該二運動組件。

在一實施例中，導熱件連接於發熱元件，並將發熱元件的熱能傳導至固定組件。

為達上述目的，依據本發明之一種電子裝置，包括一發熱元件以及一散熱裝置。散熱裝置包括一固定組件、二運動組件及一彈性組件。固定組件具有一導熱件，導熱件連接於發熱元件，將發熱元件的熱能傳導至固定組件。該二運動組件分別具有一質量體， 該二運動組件分別設置於固定組件的相對二側，且該二運動組件對應於固定組件分別形成一運動空間，該二運動組件對應於固定組件相對運動。彈性組件連接固定組件及該二運動組件。

在一實施例中，固定組件更具有一線圈，該二運動組件分別具有一磁性件。

在一實施例中，線圈設置於導熱件，磁性件設置於質量體。

在一實施例中，該二運動組件的其中之一具有一磁性件，該二運動組件的另外之一具有一線圈。

在一實施例中，磁性件與線圈分別設置於不同的該二質量體。

在一實施例中，彈性組件具有一連結部及二彈臂，連結部連接於固定組件，該二彈臂分別連接於該二運動組件。

在一實施例中，彈性組件包括二彈性元件，該二彈性元件設置於固定組件的相對二側並分別連接於該二運動組件。

在一實施例中，彈性元件具有一連結部及一彈臂，連結部連接於固定組件，彈臂連接於運動組件的質量體。

在一實施例中，質量體與彈性元件係為一體成型。

在一實施例中，導熱件包括一導熱管。

在一實施例中，該二運動組件對應於固定組件相對運動的頻率係介於20次/秒至60次/秒之間。

承上所述，本發明之散熱裝置，藉由二運動組件分別設置於固定組件的相對二側，並形成運動空間，並可藉由將固定組件的導熱 件連接於發熱元件，使發熱元件的熱能傳導至運動空間中，使運動空間內的空氣溫度較高。其中，運動組件對應於固定組件產生相對運動，進而壓縮運動空間，可將運動空間內溫度較高的空氣排出，以達到散熱之目的。而藉由彈性組件連接固定組件與運動組件，更可使運動組件對應於固定組件所產生相對運動持續進行，除了可穩定的排出運動空間內的空氣以外，更可加速導熱件將發熱元件所產生之熱能傳導至運動空間的速度，以提升散熱效果。

1、2‧‧‧散熱裝置

11、21‧‧‧固定組件

111、211‧‧‧導熱件

112、223‧‧‧線圈

12、22‧‧‧運動組件

121、221a、221b‧‧‧質量體

122、222‧‧‧磁性件

13、23‧‧‧彈性組件

131、231、231a、231b‧‧‧連結部

132、232、232a、232b‧‧‧彈臂

14、24‧‧‧運動空間

212‧‧‧散熱件

213‧‧‧鎖固部

22a‧‧‧第一運動組件

22b‧‧‧第二運動組件

23a、23b‧‧‧彈性元件

F₁、F₂‧‧‧反作用力

F_M、F_M'‧‧‧感應磁力

F_S‧‧‧彈力

F_W‧‧‧作用力

H‧‧‧發熱元件

圖1A為本發明第一實施例之一種散熱裝置的剖面示意圖。

圖1B為圖1A所示之散熱裝置另一作動的示意圖。

圖2A為圖1A所示之第一實施例之散熱裝置的示意圖。

圖2B為圖2A所示之散熱裝置的前視示意圖。

圖3A為本發明第二實施例之一種散熱裝置的方塊示意圖。

圖3B為圖3A所示之散熱裝置另一作動的示意圖。

圖4A為圖3A所示之第二實施例之散熱裝置的示意圖。

圖4B為圖4A所示之散熱裝置的分解示意圖。

圖4C為圖4A所示之散熱裝置的前視示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種散熱裝置及電子裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖1A為本發明第一實施例之一種散熱裝置的剖面示意圖，需特別說明的是，圖1A先以簡單的方塊表示第一實施例之散熱裝置1及 其各元件的剖面結構，並據此詳述散熱裝置1的實施原理，再續以完整的散熱裝置1示意圖(即於後所述之圖2A及圖2B)做進一步描述。首先，第一實施例之散熱裝置1係用於逸散一發熱元件H所產生之熱能，故散熱裝置1亦可應用於電子裝置中，用以逸散電子裝置內部之發熱元件H所產生之熱能。詳細而言，如圖1A所示，本實施例之散熱裝置1包括一固定組件11、二運動組件12以及一彈性組件13。其中，固定組件11具有一導熱件111，導熱件111連接於發熱元件H，並可將發熱元件H的熱能傳導至固定組件11。二個運動組件12則分別設置於固定組件11的相對二側，彈性組件13連接固定組件11及該二運動組件12，使運動組件12可對應於固定組件11進行相對運動，於此所述之「相對運動」係指藉由運動組件12靠近及遠離固定組件11時的擺動振幅，而運動組件12對應於固定組件11分別形成一運動空間14，換言之，運動空間14即為可提供運動組件12振動的空間，且運動空間14係為一開放的空間。

詳細而言，本實施例之固定組件11更具有一線圈112，而運動組件12分別具有一質量體121及一磁性件122，且較佳的，線圈112設置於導熱件111。於本實施例中，線圈112係為環形結構並設置於導熱件111中，故圖1A及圖1B所示之線圈112的剖面圖係以兩個方塊表示。當然，本發明不以線圈112的數量為限，於其他實施例中，固定組件11亦可具有二個線圈112，分別對應運動組件12而設置於導熱件111的相對二側。另外，磁性件122設置於質量體121，且磁性件122係對應於線圈112，進而可於後續產生電磁感應。而彈性組件13連接於固定組件11及二側的運動組件12，並可 支撐運動組件12，以維運動空間14的大小。換言之，彈性組件13具有可支撐質量體121及磁性件122之重量的彈力F_S，其中，質量體121為重量的主要來源，並藉由彈力F_S的作用以維持固定組件11與運動組件12之間運動空間14的大小。另外，線圈112另外接有導電線路(圖未顯示)，當電流通過線圈112，磁性件122受到電磁感應而帶動質量體121往復振動。

進而言之，當磁性件122受到電磁感應會產生往靠近固定組件11方向(即往線圈112方向)的感應磁力F_M，而當感應磁力F_M大於彈力F_S時，磁性件122則會帶動質量體121往固定組件11的方向移動，產生如圖1B所示之態樣，圖1B為圖1A所示之散熱裝置另一作動的示意圖。於此時，由於質量體121本身的重量亦會對應產生往固定組件11的方向作用力F_W，在作用力F_W的作用之下，彈性組件13不斷的被壓縮，並持續蓄積彈力F_S以回復原狀，而當彈力F_S大於作用力F_W時，彈性組件13可回彈至通電前的狀態，以帶動質量體121往遠離固定組件11的方向移動，即回到圖1A所示之態樣。

換言之，磁性件122受到感應磁力F_M的作用而帶動質量體121往固定組件11的方向移動，進而壓縮運動空間14(如圖1A到圖1B的作動)，以將運動空間14內的空氣排出。因此，可藉由調控輸出至線圈112的電壓大小或電流頻率，以控制運動組件12對應於固定組件11相對運動的頻率，較佳的，該頻率係介於20次/秒至60次/秒之間。而如前所述，本實施例之導熱件111連接於發熱元件H，故可將發熱元件H的熱能傳導至運動空間14內，使得運動空間14內部的溫度高於周遭環境的溫度，當運動空間14受到壓縮時。進而可將運動空間14內部溫度較高的空氣排出。而當蓄積的彈力F_S 大於作用力F_W時，則質量體121受到彈性組件13的帶動進而往遠離固定組件11的方向移動(如圖1B到圖1A的作動)，以加速導熱件111將發熱元件H的熱能傳導至運動空間14內。簡言之，本實施例係藉由導熱件111將發熱元件H的熱能傳導至固定組件11，亦即傳導至運動空間14內，再藉由運動組件12對應於固定組件11的往復振動(即於圖1A及圖1B之間往返轉換)，進而將運動空間14內部溫度較高的空氣排出，以及加速導熱件111傳導發熱元件H的熱能，以達到散熱之目的。

另外，由於本實施例之二個運動組件12係分別設置於固定組件11的二側，故當上側的運動組件12往固定組件11的方向移動時，如圖1B所示，固定組件11亦會產生一反作用力F₁，且同時，下側的運動組件12往固定組件11的方向移動時，固定組件11產生一反作用力F₂，由於反作用力F₁與反作用力F₂的方向相對，且大小實質上相同，故可相互抵銷，以避免造成散熱裝置1的震動，以減少噪音的產生。當然，當運動組件12往遠離固定組件11的方向移動時，如圖1A所示，其反作用力F₁與反作用力F₂同樣方向相對，且大小實質上相同，故於此不加贅述。

圖2A為圖1A所示之第一實施例之散熱裝置的示意圖，圖2B為圖2A所示之散熱裝置的前視示意圖。圖1A所示之第一實施例的散熱裝置1係為簡單表示的剖面圖，而圖2A及2B係為較完整的示意圖，請同時參考圖2A及2B所示，本實施例之固定組件11的主要組成係為導熱件111，而線圈112係設置於導熱件111的內部，且導熱件111即具有供鎖固的結構，故可直接固定於發熱元件H(可參考圖1A)，並將熱能傳導至運動組件12相對於固定組件11的二側設置 所形成的運動空間14內。另外，磁性件122設置於質量體121的其中一側，以共同形成運動組件12，且本實施例之磁性件122係以磁環為例。而本實施例具有三彈性組件13設置於固定組件11及運動組件12的周緣，且彈性組件13連接固定組件11及設置於固定組件11二側的運動組件12。其中，彈性組件13具有一連結部131及二彈臂132，連結部131連接於固定組件11。二條彈臂132分別連接設置於固定組件11二側的運動組件12，且較佳的，彈臂132係設置於質量體121。因此，如前所述，當電流通過固定組件11的線圈112時，磁性件122受到電磁感應而帶動質量體121往復振動，進而壓縮運動空間14，以排出溫度較高的空氣。而散熱裝置1的其他元件及其連結與作動關係，可參考前述，於此不加贅述。

另需說明的是，本發明不以線圈及磁性件的設置位置為限，於其他實施例中，線圈及磁性件亦可設置於其他位置，僅需達到運動組件對應於固定組件進行相對運動的效果即可。

圖3A為本發明第二實施例之一種散熱裝置的方塊示意圖，同樣的，圖3A先以簡單的方塊表示第二實施例之散熱裝置2及其各元件的剖面結構，再續以完整的散熱裝置2示意圖(即於後所述之圖4A至圖4C)做進一步描述。請先參考圖3A所示，於本實施例中，散熱裝置2同樣包括一固定組件21、二運動組件22以及一彈性組件23，且固定組件21的導熱件211連接於發熱元件H，二個運動組件22亦分別設置於固定組件21的相對二側，彈性組件23連接固定組件21及運動組件22，使運動組件22可對應於固定組件21進行相對運動，進而壓縮運動空間24，以達到散熱之目的。而於本實施例中，運動組件22的其中之一具有磁性件222，另一運動組件22 則具有線圈223，且同樣的，本實施例之線圈223係為環形結構，故圖3A及圖3B所示之線圈223的剖面圖係以兩個方塊表示。而為求說明清楚明瞭，以下將具有磁性件222的運動組件22稱為第一運動組件22a，其具有質量體221a；另將具有線圈223的運動組件22稱為第二運動組件22b，其具有質量體221b，以進行說明。

換言之，第二實施例之磁性件222與線圈223係分別設置於不同的質量體221a、221b，而此種設置方式亦可達到第一運動組件22a與第二運動組件22b分別對應於固定組件21進行相對運動之目的。進而言之，同樣的，線圈223另外接有導電線路(圖未顯示)，當電流通過線圈223，使磁性件222與線圈223之間產生電磁感應。而磁性件222受到電磁感應的影響會產生往線圈223方向的感應磁力F_M，而當感應磁力F_M大於彈力F_S時，磁性件222則會帶動質量體221a往線圈223的方向移動，亦即往靠近固定組件21的方向移動。另外，線圈223亦會受到電磁感應的影響而產生往磁性件222方向的感應磁力F_M'，當感應磁力F_M'大於彈力F_S時，具有線圈223的質量體221b便往磁性件222的方向移動，亦即往靠近固定組件21的方向移動。換言之，第二實施例之散熱裝置2，其第一運動組件22a與第二運動組件22b於電磁感應的作用之下，皆會往靠近固定組件21的方向移動，進而壓縮運動空間24，如圖3B所示，圖3B為圖3A所示之散熱裝置另一作動的示意圖，藉由圖3A至圖3B的作動以排出運動空間24中溫度較高的空氣。

反向的，如前所述，由於質量體221a、221b本身的重量亦會對應產生往靠近固定組件21的方向作用力F_W，而當彈力F_S大於作用力F_W時，藉由彈性組件23的回彈以帶動質量體221a、221b往遠離固 定組件21的方向移動，即回到圖3A所示之態樣，以加速導熱件211將發熱元件H的熱能傳導至運動空間24內，進而達到散熱之目的。而其他關於散熱裝置2的詳細作動關係，可參考第一實施例之散熱裝置1，於此不加贅述。

圖4A為圖3A所示之第二實施例之散熱裝置的示意圖，圖4B為圖4A所示之散熱裝置的分解示意圖，圖4C為圖4A所示之散熱裝置的前視示意圖。如前所述，圖3A及圖3B所示之第二實施例的散熱裝置2係為簡單表示的剖面圖，而圖4A至圖4C係為較完整的示意圖，請先參考圖4A及圖4B所示，本實施例之固定組件21係由導熱件211及散熱件212所組成，較佳的，導熱件211係為導熱管，其一端連接於發熱元件H，另一端則連接於散熱件212，而第一運動組件22a與第二運動組件22b分別設置於散熱件212的相對二側，換言之，二個運動組件22分別設置於固定組件21相對應的二側，並共同形成運動空間24。其中，導熱件211與散熱件212的配合使用，更可加速導熱件211將發熱元件H的熱能傳導至運動空間24。另外，本實施例之磁性件222及線圈223係分別設置於第一運動組件22a的質量體221a及第二運動組件22b的質量體221b。

於本實施例中，具有四個彈性組件23對稱的設置於固定組件21、第一運動組件22a與第二運動組件22b，以連接固定組件21及第一運動組件22a與第二運動組件22b。其中，彈性組件23包括二個彈性元件23a、23b，且彈性元件23a、23b設置於固定組件21的相對二側，並分別連接於二運動組件22(第一運動組件22a及第二運動組件22b)。彈性元件23具有一連結部231及一彈臂232，進而言之，彈性元件23a、23b分別具有一連結部231a、231b及一彈臂 232a、232b，連結部231a、231b連接於固定組件21，且較佳的，固定組件21具有對應之鎖固部213，連結部231a、231b係可分別鎖於鎖固部213，而彈臂232b係連接於第二運動組件22b的質量體221b。因此，如前所述，當電流通過第二運動組件22b的線圈223時，磁性件222及線圈223皆可因受到電磁感應而分別帶動質量體221a與質量體221b往復振動，進而壓縮運動空間24，以排出溫度較高的空氣。另外，較佳的，質量體221a、221b與彈性元件23a、23b係為一體成型，即彈臂232a、232b分別自質量體221a、221b延伸，再藉由連結部231a、231b固定於固定組件21的鎖固部213，可形成體積更為輕薄的散熱裝置2。另外，關於散熱裝置2的其他元件及其連結與作動關係，可參考前述，於此不加贅述。

本發明另提供一種電子裝置，包括一發熱元件以及一散熱裝置。散熱裝置包括一固定組件、二運動組件及一彈性組件。固定組件具有一導熱件，導熱件連接於發熱元件，將發熱元件的熱能傳導至固定組件。該二運動組件分別具有一質量體，該二運動組件分別設置於固定組件的相對二側，且該二運動組件對應於固定組件分別形成一運動空間，該二運動組件對應於固定組件相對運動。彈性組件連接固定組件及該二運動組件。其中，關於散熱裝置之各個元件及其連結關係，以及發熱元件與散熱元件的連接關係可參考前述，於此不加贅述。

綜上所述，本發明之散熱裝置，藉由二運動組件分別設置於固定組件的相對二側，並形成運動空間，並可藉由將固定組件的導熱件連接於發熱元件，使發熱元件的熱能傳導至運動空間中，使運動空間內的空氣溫度較高。其中，運動組件對應於固定組件產生 相對運動，進而壓縮運動空間，可將運動空間內溫度較高的空氣排出，以達到散熱之目的。而藉由彈性組件連接固定組件與運動組件，更可使運動組件對應於固定組件所產生相對運動持續進行，除了可穩定的排出運動空間內的空氣以外，更可加速導熱件將發熱元件所產生之熱能傳導至運動空間的速度，以提升散熱效果。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧散熱裝置

11‧‧‧固定組件

111‧‧‧導熱件

112‧‧‧線圈

12‧‧‧運動組件

121‧‧‧質量體

122‧‧‧磁性件

13‧‧‧彈性組件

14‧‧‧運動空間

F₁、F₂‧‧‧反作用力

F_M‧‧‧感應磁力

F_S‧‧‧彈力

H‧‧‧發熱元件

Claims (12)

1. 一種散熱裝置，用於逸散一發熱元件所產生之熱能，該散熱裝置包括：一固定組件，具有一導熱件；二運動組件，分別具有一質量體，該二運動組件分別設置於該固定組件的相對二側，且該二運動組件對應於該固定組件分別形成一運動空間，該二運動組件對應於該固定組件相對運動；以及一彈性組件，連接該固定組件及該二運動組件；其中該導熱件連接於該發熱元件，並將該發熱元件的熱能傳導至該固定組件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該固定組件更具有一線圈，該二運動組件分別具有一磁性件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之散熱裝置，其中該線圈設置於該導熱件，該磁性件設置於該質量體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該二運動組件的其中之一具有一磁性件，該二運動組件的另外之一具有一線圈。
5. 如申請專利範圍第4項所述之散熱裝置，其中該磁性件與該線圈分別設置於不同的該二質量體。
6. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該彈性組件具有一連結部及二彈臂，該連結部連接於該固定組件，該二彈臂分別連接於該二運動組件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該彈性組件包括二 彈性元件，該二彈性元件設置於該固定組件的相對二側並分別連接於該二運動組件。
8. 如申請專利範圍第2項所述之散熱裝置，其中該彈性元件具有一連結部及一彈臂，該連結部連接於該固定組件，該彈臂連接於該運動組件的該質量體。
9. 如申請專利範圍第8項所述之散熱裝置，其中該質量體與該彈性元件係為一體成型。
10. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該導熱件包括一導熱管。
11. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該二運動組件對應於固定組件相對運動的頻率係介於20次/秒至60次/秒之間。
12. 一種電子裝置，包括：一發熱元件；以及一散熱裝置，包括：一固定組件，具有一導熱件，該導熱件連接於該發熱元件，將該發熱元件的熱能傳導至該固定組件；二運動組件，分別具有一質量體，該二運動組件分別設置於該固定組件的相對二側，且該二運動組件對應於該固定組件分別形成一運動空間，該二運動組件對應於該固定組件相對運動；及一彈性組件，連接該固定組件及該二運動組件；其中該固定組件更具有一線圈，該二運動組件分別具有一磁性件。