TWI480473B - 固定件及使用該固定件的固定裝置和電子裝置 - Google Patents

Description

固定件及使用該固定件的固定裝置和電子裝置

本發明涉及一種固定件及使用該固定件的固定裝置和電子裝置。

隨著電腦產業的快速發展，中央處理器等電子元件的運行能力不斷提高，其發熱量也越來越大，散熱成為這些發熱電子元件在應用時必須要解決的問題。當前，業界普遍採取的解決方案是在電子元件上安裝散熱器來進行散熱，該散熱器安裝時需要借助固定裝置將其固定於電子元件上，此固定裝置效果的好壞將直接影響散熱器與電子元件之間的熱交換效率，進而影響散熱效果。

其中，螺釘是固定裝置中常用的連接、緊固件。螺釘包括一具有外螺紋的螺桿、位於螺桿一端的頭部及套設於螺桿上的一墊圈(又稱華司)。該固定裝置包括一抵壓於散熱器上方的扣件，該扣件上設有穿孔，該螺桿從上往下穿過扣件，墊圈卡設在螺桿穿出扣件的一端，使得螺釘預組裝在扣件上。該墊圈用於防止固定裝置在運輸過程中螺釘自扣件上脫落。當需要將散熱器固定於電子元件上時，通過將螺桿穿出扣件的一端與被連接件，如定位於電子元件外圍的固定柱內的螺紋孔相互螺合而將散熱器與電子元件相互固定。其中，該種螺釘使用時，墊圈需要通過特定工具或人工來組裝，如此增加了生產成本。且螺釘預組裝在扣件後，固定 裝置在運輸的過程中可能存在較大的振動而使得墊圈變形而脫落，造成不便。

有鑒於此，有必要提供一種安裝便捷、成本較低的固定件及使用該固定件的固定裝置和電子裝置。

一種固定裝置，包括一連接件、一被連接件及用於將連接件和被連接件連接的至少一固定件，該連接件上形成有可供固定件穿設的穿孔，該固定件包括一頭部及從頭部延伸的一螺桿，該螺桿於靠近頭部的一端從外表面向外徑向延伸形成一凸緣，該凸緣和頭部之間設有一頸部，凸緣的外徑沿螺桿的延伸方向變化，該固定件在傾斜一角度並施加一外力時凸緣穿過穿孔，將所述連接件配合於該固定件的頸部，其中該固定件豎直放置時凸緣的正面投影為一等邊梯形，其中該傾斜的角度的大小經由以下公式獲得：，其中D為等邊梯形的上底長度，d為等邊梯形的下底長度，H為等邊梯形的高，δ 1、δ 2、δ 3分別為上底長度、下底長度和高的尺寸公差。

一種電子裝置，包括一外殼，該外殼包括一底板及與底板連接的一頂板，該底板上設有固定柱，頂板於正對底板上的固定柱的地方設有可供固定件穿設的穿孔，該固定件包括一頭部及從頭部延伸的一螺桿，該螺桿於靠近頭部的一端從外表面向外徑向延伸形成一凸緣，該凸緣和頭部之間設有一頸部，凸緣的外徑沿螺桿的延伸方向變化，該固定件在傾斜一角度並施加一外力時凸緣穿過穿孔，將所述頂板配合於該固定件的頸部，其中該固定件豎直放 置時凸緣的正面投影為一等邊梯形，其中該傾斜的角度的大小經由以下公式獲得：，其中D為等邊梯形的上底長度，d為等邊梯形的下底長度，H為等邊梯形的高，δ 1、δ 2、δ 3分別為上底長度、下底長度和高的尺寸公差。

與習知技術相比，固定件的螺桿上於靠近頭部的一端形成凸緣，凸緣和頭部之間形成頸部，且凸緣的外徑沿螺桿的延伸方向變化。因此，採用該固定件將一物件與另一物件連接時，將該固定件豎直放置時其凸緣不能穿過一物件上設置的穿孔，而將該固定件傾斜一角度並施加一外力時其凸緣可以穿過穿孔，從而可使該固定件不需借助於墊圈等額外的元件而預組裝於一物件上，組裝時只需將固定件與另一物件螺合即可，因而安裝方便，節約了材料成本和組裝成本。

10‧‧‧電子裝置

11‧‧‧頂板

110‧‧‧板體

112、515‧‧‧穿孔

114‧‧‧裂槽

12‧‧‧底板

13‧‧‧外殼

14‧‧‧固定柱

140、520‧‧‧螺紋孔

20‧‧‧散熱裝置

21‧‧‧散熱器

22‧‧‧熱管

23‧‧‧吸熱板

30、60‧‧‧螺釘

31‧‧‧頭部

32‧‧‧螺桿

321‧‧‧平滑段

322‧‧‧螺紋段

33‧‧‧凸緣

331‧‧‧頂面

334、634‧‧‧側面

34‧‧‧凹槽

35‧‧‧頸部

40‧‧‧電子元件

50‧‧‧固定裝置

51‧‧‧彈片

511‧‧‧抵壓部

513‧‧‧扣合臂

52‧‧‧支撐板

631‧‧‧底面

a‧‧‧上底

b‧‧‧下底

c‧‧‧腰

ab‧‧‧對角線

圖1是一實施例中電子裝置的立體組裝示意圖。

圖2是圖1中電子裝置的立體分解圖。

圖3是圖2中螺釘的正視圖。

圖4至圖6是螺釘預裝設於頂板的示意圖。

圖7是圖1中圈VII部分的剖視圖。

圖8是圖2中散熱裝置的分解圖。

圖9是本發明第二實施例所提供的螺釘。

以下參照附圖，對本發明固定件及使用該固定件的固定裝置和電子裝置予以進一步說明。

請參閱圖1和圖2，為本發明一實施例所提供的一種電子裝置10，其包括一外殼13、收容於該外殼13內部的一散熱裝置20和一用於將該散熱裝置20固定於外殼13內部的固定裝置50。

該外殼13包括一矩形的底板12及與該底板12相對的一頂板11。該頂板11與底板12相互平行。該底板12的一角向頂板11所在方向垂直延伸形成一固定柱14。該固定柱14的中央設有一螺紋孔140，其內表面設有複數內螺紋。該頂板11的角部處於正對固定柱14的地方設有一圓形的凹陷。該頂板11於凹陷內的板體110的厚度較小，該板體110的中央設有一穿孔112及從穿孔112的外周緣向外放射狀延伸的複數細小的裂槽114。該頂板11通過螺釘30與底板12連接。

請同時參閱圖3，該螺釘30包括一頭部31、從該頭部31的一側垂直向外延伸的一螺桿32及從該螺桿32靠近頭部的一端的外表面向外輻射延伸的一凸緣33。該螺桿32包括一靠近頭部31的平滑段321及一遠離該頭部31的螺紋段322。該平滑段321的外表面光滑。該螺紋段322的外表面形成有複數外螺紋。該頭部31呈圓盤狀，該頭部31與螺桿32相對的一側的中央形成有一“十”字形的凹槽34。該頭部31的外徑大於穿孔112的直徑。該凸緣33形成於該平滑段321靠近頭部31的一端。該平滑段321除凸緣33之外的部分的外徑和螺紋段322的外徑均小於穿孔112的直徑，因而螺桿32的螺紋段322和平滑段321於凸緣33和螺紋段322之間的部分可從上往下穿設於穿孔112內。該凸緣33包括一環形的頂面331及連接所 述頂面331的外周緣和平滑段321的外表面之間的一漸縮形的側面334。凸緣33的頂面331與頭部31相互間隔且平行，頂面331和頭部31之間形成一頸部35，該頸部35的長度略大於板體110的厚度。該凸緣33的外徑於側面334與頂面331相交的頂端處最大，且大於穿孔112的直徑，並沿螺桿32的延伸方向從上往下逐漸減小，直至側面334與平滑段321的外表面相交的底端處最小。當該螺釘30豎直放置時，該凸緣33的投影為一等邊梯形，其中，頂面331投影後為梯形的上底a，側面334投影後為梯形的腰c，而側面334的底端與平滑段321的外表面的相交線投影為梯形的下底b。

如圖4所示，由於凸緣33的頂端的外徑大於穿孔112的直徑，因此將螺釘30豎直放置從上往下穿設板體110時，螺桿32的螺紋段322和平滑段321於凸緣33和螺紋段322之間的部分可順利穿設於穿孔112內，而凸緣33沿垂直於螺桿32的水平方向，即沿穿孔112的直徑方向的最大尺寸大於穿孔112的直徑而不能穿過穿孔112。然而，由於凸緣33的外徑從頂端向外逐漸減小，因此將螺釘30傾斜時可以減小凸緣33沿穿孔112直徑方向的最大尺寸，如圖5和圖6所示，將螺釘30傾斜一定角度θ，可使得凸緣33沿穿孔112直徑方向的最大尺寸等於或者略小於螺釘30豎直放置時凸緣33沿穿孔112直徑方向的最大外徑，此時施加一外力下壓該螺釘30的頭部31，使得螺釘30克服凸緣33的側面334與穿孔112內表面之間的摩擦力，從而使凸緣33可以順利穿過穿孔112，待螺釘30的凸緣33穿過穿孔112後再將其豎直放置，從而將板體110夾持於頭部31和凸緣33的頂面331之間，使得螺釘30預組裝於頂板11上。其中，將螺釘30傾斜放置並下壓的過程中，穿孔112周圍的裂槽114的設置，可以方便凸緣33更順利穿過穿孔112。若要將螺釘30從穿孔 112反向拔出，需要同時滿足將螺釘30傾斜角度θ以及施加足以克服凸緣33的側面334與穿孔112內表面之間的摩擦力的向上的外力兩個條件，而這兩個條件在非人為的情況下很難同時滿足，因此，在非人為的情況下，預組裝於頂板11上的螺釘30很難從穿孔112中脫落。

設計該螺釘30時，假設該凸緣33的最大外徑為D，最小外徑為d，凸緣33的高，即頂端和底端之間的最小高度為H，該螺釘30製造過程中凸緣33的最大外徑的尺寸公差為δ 1，最小外徑的尺寸公差為δ 2，高的尺寸公差為δ 3，因此，凸緣33實際的最大外徑為D±δ 1，最小外徑為d±δ 2，高為H±δ 3，該螺釘30穿設穿孔112時傾斜的角度θ的大小可經由以下公式獲得：。該角度θ的大小與凸緣33正投影後所形成的等邊梯形中對角線ab與下底b之間的夾角的大小相等。穿孔112的直徑的大小略大於或者等於該螺釘30傾斜該角度θ後凸緣33沿水平方向的最大尺寸，且小於凸緣33實際的最大外徑D±δ 1。如圖7所示，組裝該外殼13時，將頂板11蓋設於底板12上方並使得螺釘30的螺紋段322對準固定柱14的螺紋孔140，再將螺紋段322旋入固定柱14內即可。

請同時參閱圖8，該散熱裝置20包括一散熱器21、一熱管22及一吸熱板23。該吸熱板23貼設於一電子元件40上，其用於吸收電子元件40工作時產生的熱量。熱管22一端貼設於吸熱板23的上表面，另一端與散熱器21熱性接觸，其用於將吸熱板23從電子元件40處吸收的熱量迅速傳遞至散熱器21，從而通過散熱器21將熱量迅 速散發至外部環境中。

該固定裝置50用於將散熱裝置20固定於電子元件40的上方，其包括抵壓於吸熱板23上表面的兩個彈片51、位於電子元件40下方的支撐板52及連接彈片51與支撐板52的複數固定件。所述固定件即採用上述連接外殼13的頂板11和底板12的螺釘30。每一彈片51包括一與吸熱板23的上表面貼合的條形的抵壓部511及兩分別從抵壓部511的兩端向外傾斜延伸的扣合臂513，每一扣合臂513遠離抵壓部511的末端形成一可供螺釘30穿設的穿孔515。該支撐板52上形成分別與螺釘30相對應的螺紋孔520。該螺紋孔520的內表面設有複數內螺紋。使用時，首先通過如圖4至圖6所示的方法將螺釘30預裝設於彈片51上，組裝時只要將螺釘53旋入支撐板52上對應的螺紋孔520內，便可將吸熱板23與電子元件40緊密連接。

上述實施例中，頂板11和底板12、彈片51和支撐板52分別為通過螺釘30相互固定的連接件和被連接件。只需在螺釘30的螺桿32上於靠近頭部31的一端形成凸緣33，使得螺釘30豎直放置時其凸緣33沿連接件，如頂板11和彈片51上穿孔112、515的直徑方向的最大外徑大於穿孔112、515的直徑，且螺釘30傾斜一定角度θ時其凸緣33沿連接件上穿孔112、515的直徑方向的最大尺寸等於或者略小於穿孔112、515的直徑，便可將螺釘30不需借助於墊圈等額外的元件而預組裝於連接件上。由於凸緣33穿過穿孔112時其側面334和穿孔112的內表面之間存在一定摩擦力，在將螺釘30預組裝於連接件上，不在人為地將螺釘30傾斜角度θ並施加足以克服凸緣33的側面334與穿孔112內表面之間的摩擦力的向上的外力的情況下，螺釘30不會從穿孔112中脫落。組裝時，再將螺釘30與 被連接件，如底板12和支撐板52上的螺紋孔140、520螺合即可，安裝方便，從而節約了材料成本和組裝成本。

圖9所示為本發明第二實施例所提供的螺釘60，其與上述第一實施例中的螺釘30的不同在於：凸緣63包括一環形的底面631及連接所述底面631的外周緣和平滑段321的外表面之間的一漸縮形的側面634。該凸緣63的外徑於側面634與底面631相交的底端處最大，並沿螺桿32的延伸方向從下往上逐漸減小，直至側面634與平滑段321的外表面相交的頂端處最小。當該螺釘60豎直放置時，該凸緣63的投影與螺釘30豎直放置時其凸緣33的投影的方向呈倒向。

綜上所述，本發明符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

31‧‧‧頭部

321‧‧‧平滑段

322‧‧‧螺紋段

33‧‧‧凸緣

331‧‧‧頂面

334‧‧‧側面

35‧‧‧頸部

a‧‧‧上底

b‧‧‧下底

c‧‧‧腰

Claims (8)

1. 一種固定裝置，包括一連接件、一被連接件及用於將連接件和被連接件連接的至少一固定件，該連接件上形成有可供固定件穿設的穿孔，其改良在於：該固定件包括一頭部及從頭部延伸的一螺桿，該螺桿於靠近頭部的一端從外表面向外徑向延伸形成一凸緣，該凸緣和頭部之間設有一頸部，凸緣的外徑沿螺桿的延伸方向變化，該固定件在傾斜一角度並施加一外力時凸緣穿過穿孔，將所述連接件配合於該固定件的頸部，其中該固定件豎直放置時凸緣的正面投影為一等邊梯形，其中該傾斜的角度的大小經由以下公式獲得：，其中D為等邊梯形的上底長度，d為等邊梯形的下底長度，H為等邊梯形的高，δ 1、δ 2、δ 3分別為上底長度、下底長度和高的尺寸公差。
2. 如申請專利範圍第1項所述之固定裝置，其中該連接件為一彈片，該被連接件為設置於彈片下方的支撐板，該支撐板上設有與螺桿螺合的螺紋孔。
3. 如申請專利範圍第1項所述之固定裝置，其中該凸緣包括一環形的頂面及一連接頂面的外周緣和螺桿的外表面的漸縮形的側面，該凸緣的外徑沿螺桿的延伸方向從靠近頭部的一端向下逐漸減小，於側面與頂面相交處的外徑最大。
4. 如申請專利範圍第3項所述之固定裝置，其中該頂面與頭部相互平行。
5. 如申請專利範圍第1項所述之固定裝置，其中該凸緣包括一環形的底面及一連接底面的外周緣和螺桿的外表面的漸縮形的側面，該凸緣的外徑沿螺桿的延伸方向從遠離頭部的一端向上逐漸減小，於側面與底面相交處 的外徑最大。
6. 如申請專利範圍第1項所述之固定裝置，其中該螺桿包括靠近頭部的平滑段及遠離頭部的螺紋段，該螺紋段的外表面上設有複數外螺紋，該凸緣形成於平滑段上。
7. 一種電子裝置，包括一外殼，該外殼包括一底板及與底板連接的一頂板，該底板上設有固定柱，頂板於正對底板上的固定柱的地方設有可供固定件穿設的穿孔，其改良在於：該固定件包括一頭部及從頭部延伸的一螺桿，該螺桿於靠近頭部的一端從外表面向外徑向延伸形成一凸緣，該凸緣和頭部之間設有一頸部，凸緣的外徑沿螺桿的延伸方向變化，該固定件在傾斜一角度並施加一外力時凸緣穿過穿孔，將所述頂板配合於該固定件的頸部，其中該固定件豎直放置時凸緣的正面投影為一等邊梯形，其中該傾斜的角度的大小經由以下公式獲得：，其中D為等邊梯形的上底長度，d為等邊梯形的下底長度，H為等邊梯形的高，δ 1、δ 2、δ 3分別為上底長度、下底長度和高的尺寸公差。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該穿孔的周圍呈放射狀向外延伸形成複數裂槽。