CN102763495A - 具有隐藏的快速脱锁的小型多层辐射冷却箱 - Google Patents

具有隐藏的快速脱锁的小型多层辐射冷却箱 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于电子容纳组件的被动冷却装置，包括：位于容纳组件中的框架；被支撑在框架中的电路板；位于电路板上的发热部件；热沉，所述热沉具有实质上平坦的外围部分和凹陷部分，所述实质上平坦的外围部分面对容纳组件的外壁并且与容纳组件的外壁几乎同延，所述凹陷部分与电路板上的发热部件热啮合，从而发热部件产生的热能够被动地热传导通过凹陷部分并进入热沉的实质上平坦的外围部分中，然后通过容纳组件的外壁以大体上均匀的方式将热耗散。框架包括具有凸起的底座，在使发热部件能够与热沉的凹陷部分热啮合的位置处，所述凸起将电路板支撑。容纳组件的外壁优选地是没有通风口的，容纳组件优选地在使用时外壁面向上。

Description

具有隐藏的快速脱锁的小型多层辐射冷却箱
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年2月25日提交的序列号为61/338907的美国临时专利申请的优先权，其全部公开一并在此作为参考。
技术领域
本发明涉及具有改进的散热能力的无噪机顶盒。
背景技术
对机顶盒的需求仍然很高，并且不断地需要减小这些设备等的尺寸和改善这些设备的美感、性能和鲁棒性。
机顶盒面临的具体问题是由于液体进入、昆虫进入、发热而造成的损坏。然而常常用于散热的通风孔不幸地增大了液体和昆虫进入的机会。因此，需要在不产生或加剧其他问题的情况下解决上述问题中的每一个。
在设计机顶盒时还需要考虑的是，消费者偏爱无燥、美观并且在机械和电方面鲁棒的小型机顶盒，这种机顶盒安装在拥挤或较小的娱乐中心。由于旨在提高机顶盒的电气鲁棒性的散热风扇产生噪声并且增大了机顶盒的尺寸，所以需要一种无风扇且满足消费者偏好的鲁棒设计。
发明内容
公开了一种机顶盒，包括：顶部热沉部件，具有围绕中心凹陷部分的平面外围部分；电路板，在顶部热沉部件下方，所述电路板具有与中心凹陷部分热接触的发热部件；框架，具有底座和凸起，所述底座在电路板下方，所述凸起与电路板相接触并且支撑电路板；以及外罩，在所述外罩内容纳内部组件，所述内部组件包括顶部热沉部件、电路板和框架。外罩具有上壁、下壁、两个外侧壁、正面和开口端，其中开口端被配置为使内部组件能够插入到外罩中。框架具有两个平行侧壁以及后壁，所述侧壁与外罩的两个外侧壁平行，所述后壁位于外罩的开口端处，其中，在平面外围部分的整个边缘与侧壁和后壁之间可以存在间隙。在外罩的上壁与宽的顶部热沉部件的平面外围之间还可以存在上部间隙，在外罩的下壁与框架的底座之间可以存在底部间隙。备选地，平面外围部分可以具有在平面外围部分的边界与侧壁和后壁之间的热接合点，底座可以具有孔，机顶盒可以具有附着到下壁外侧的多个脚，其中所述脚至少6mm高。
平行侧壁中的至少一个可以具有槽，外罩具有与外侧壁中的至少一个相邻的扣锁夹，其中所述扣锁夹啮合在槽中并且将内部组件锁定在外罩中。扣锁夹可以与开口端相邻，扣锁夹优选地具有柔性构件，所述柔性构件定向为远离开口端并且与至少一个外侧壁形成锐角，扣锁夹还优选地具有将扣锁夹啮合在槽中的远端。扣锁夹可以具有顶部部分和底部部分，顶部部分和底部部分分别与上壁和下壁的边缘区域啮合，从而将扣锁夹固定在外罩内。此外，后壁可以具有开口，开口与柔性构件对齐，并且适于容纳脱锁杆，使得脱锁杆的插入使远端从槽中脱离，从而允许移除内部组件。
附图说明
现在将参考附图，通过示例来描述本发明，附图中：
图1示出了根据本发明的机顶盒的主要部件的一系列视图；
图2示出了根据本发明的组装的机顶盒的内部结构图，其中移除了机顶盒的正面部分；
图3示出了根据本发明的机顶盒的备选设计的截面图；
图4示出了将内部组件插入机顶盒的5面式外罩；
图5示出了根据本发明的机顶盒的后视图和机顶盒的顶视图，用于应用去罩夹具来拆卸机顶盒；
图6是根据本发明的机顶盒和用于拆卸机顶盒的去罩夹具的透视图；
图7示出了根据本发明的机顶盒的外罩；
图8示出了根据本发明的按钮组件，用于提供挡块以将框架盘定位在外罩内；
图9示出了根据本发明将按钮组件58附着到外罩的外壁；
图10示出了根据本发明将扣锁夹组件附着在外罩的外壁处；以及
图11示出了根据本发明在插入到外罩之前在将顶部宽大热沉10与框架盘接合。
具体实施方式
根据本发明的机顶盒1等包括图1所示的多种部件，这些部件包括顶部宽大热沉10、主印刷电路板13、框架盘18和外罩28。
更具体地，图1A示出了顶部宽大热沉10，其是内部部件。顶部宽大热沉10可以是具有大体轮廓的板，所述板具有大体上平面的外围12和具有轮廓的中心特征，如，袋状部、中心凹陷、切口、凹口、多级凹陷、从平面外围的平面延伸出来或延伸到平面外围的平面中的台面结构。中心特征或中心凹陷11可以具有从平面外围延伸的侧壁，并且与平面外围形成钝角。轮廓特征可以具有平坦的底部，所述平坦的底部被设计为与主集成电路和/或其他发热部件17相接触。
图1B示出了主印刷电路板13等，其可以是大体上平坦的。主印刷电路板13可以具有在中心区域的主集成电路17等、以及用于将主印刷电路板13安装和/或固定到框架盘18的孔洞16。图中示出了主印刷电路板的其他特征，这些其他特征可以包括：在一个边缘处的插孔板连接器15，以及在另一个边缘处的按钮群14，所述另一个边缘可以是相对的边缘。主集成电路和其他发热部件或热的部件17可以与顶部宽大热沉10的中心凹陷的平坦底部或其他部分相接触，所述中心凹陷的平坦底部或其他部分可以通过热接合点27与所述其他发热或热的部件17热接触，所述热接合点可以是垫。
图1C示出了框架盘18，所述框架盘18可以具有矩形形状和四个边，并且可以容纳主印刷电路板(pc板)13。框架盘18具有后壁21以及底座壁或底座22，后壁21具有用于容纳插孔板连接器15等的插孔板孔19，底座壁或底座22具有用于通过pc板13中的孔洞16来安装或固定pc板13的凸起20。此外，框架盘可以在后壁21上具有穿过后壁21的至少一个开口25，所述开口25可以穿过后壁21的从框架盘18的侧壁23伸出的那部分。此外，在更靠近侧壁的与后壁21相邻的端部的位置处，侧壁23可以具有槽。槽23用于将框架盘18锁定在外罩28中。
图1D和1E分别以正立和旋转倒置的形式示出了机顶盒1的外罩28。在正面30中示出了可为装饰用的孔口29。孔口29被设计和排列以容纳按钮群14。外罩28还包括上壁31、下壁32、两个外侧面34和一个开放的后部35。下壁32的外侧可以包括可以至少6mm高的橡胶脚33，以确保在机顶盒下方充足的空气进入，从而改善热管理。经由开放的后部35，将图1A至1C的组装的内部部件插入到外罩28中。
图2示出了组装形式的机顶盒1的简化内部视图，其中移除了机顶盒的正面部分。具有大体上平面的外围12和中心凹陷11的顶部宽大热沉10被示为与主pc板13热接触。宽大热沉可以延伸以覆盖框架盘的壁的顶部边缘。更具体地，中心凹陷11可以通过热垫接合点或触点27与主集成电路板或其他发热部件17热接触。主印刷电路板13被示为：通过电路板13中的孔洞16或触点，利用螺钉、插销或焊盘接合点43，将主印刷电路板13安装和/或固定到框架盘18的凸起20，其中主印刷电路板13与框架盘18有效地热接触。
图2所示的结构大体上示出了如何通过凸起20将pc板13上的部件产生的热传递到顶部宽大热沉12和框架盘18。热在盘18中分散开，然后辐射到外罩28的内表面。然后外罩28在不利用通风口或最少利用通风口的情况下，将热辐射并对流传递到环境空气中。
图2还示出了在框架盘18的侧壁23与外罩28的外侧面34之间的外部间隙41；在顶部宽大热沉12的平面外围12的边缘与框架盘18的侧壁23之间的内部间隙40；在外罩28的下壁32与框架盘18的底座22之间的底部间隙42；以及在外罩28的上壁31与顶部宽大热沉10的平面外围12之间的上部间隙44。底部间隙42和上部间隙44防止外罩28过热。
图3示出了机顶盒1的备选设计的截面图，其中，框架盘18的侧壁23通过热接合点45与顶部宽大热沉10的平面外围12热接触。
图4是机顶盒1的透视图，示出了将内部组件插入机顶盒的5面式外罩28。内部组件包括容纳在框架盘18内并且上面包含有顶部宽大热沉12的pc板13。图4中的箭头示出了将内部组件插入外罩28的插入方向46。
图5A和5B示出了根据本发明的可以在机顶盒中采用的附加特征。图5A是机顶盒1的后视图，示出了框架盘18的后壁21；图5B示出了如何将去罩夹具50应用到后壁21来拆卸机顶盒30，以用于维护、诊断或电子部件升级。具体地，图5A和5B示出了后壁21的可能布局，其中，将两个开口25配置为允许去罩夹具50的两个伸出的脱锁指状物穿过。在关注昆虫进入问题的情况下，可以在不使用通风口时将机顶盒完全密封以避免昆虫进入，并利用图中未示出的可移除的盖来覆盖两个开口25。
图5B示出了机顶盒1的顶视图，其中去除了外罩的上壁31，具体地，图5B示出了外罩28的附加特征，即，外罩可以具有从外侧面34或外罩28的内部伸出的扣锁夹53，该扣锁夹53施加离开外壁34的向内的力。扣锁夹53不一定要附着到外壁，而是可以附着到下壁32或上壁31。无论如何，扣锁夹53与框架盘18的槽24(槽24可以备选地为凹槽)对齐，使得当框架盘18滑动入外罩28时，向内的力使扣锁夹53与槽24啮合，从而将框架盘18锁入外罩28中。扣锁夹53具有柔性构件，所述柔性构件定向为远离开放的后壁35并且与外侧面34形成锐角。扣锁夹53的远端与槽24啮合。
为了拆卸机顶盒1，在将脱锁指状物51插入开口25时，由脱锁指状物51向两个扣锁夹53施加向前的力52。向前的力52使脱锁指状物51向外弯曲，从而将扣锁夹53的远端从槽24中移除。一旦利用施加的脱锁指状物51将扣锁夹从槽24移除，外罩28就可以容易地向前滑动，从而便于将框架盘18和其中的内部组件一起移除。
图6是机顶盒1以及用于拆卸机顶盒1的去罩夹具50的透视图。机顶盒1的这种需要去罩夹具50来拆卸机顶盒1的特征有助于确保机顶盒1仅能够由拥有去罩夹具50的有资格的技术人员来拆卸。去罩夹具50的该透视图示出了去罩夹具50的底座中的空隙54，空隙54用于容纳插孔板连接器15，使得脱锁指状物51可以完全插入开口25中，以使扣锁夹53充分弯曲。
图7示出了本发明的实施例，其中，通过使两个外侧面34扣锁到折叠结构的左右两侧，来构造机顶盒1的外罩28，所述折叠结构包括上壁31、下壁32和正面30。正面30可选地具有C形形状，与平行的上壁31和下壁32相连。可以通过在外侧面35的上部和下部处的紧固组件65，将外侧面34扣锁到上壁31和下壁32上的容纳部分66(未示出)中。图7还示出了扣锁夹组件55，所述扣锁夹组件55附着到外壁34的内侧，或备选地附着到上壁31和下壁32的外边缘，使得上壁31和下壁32与外壁34相邻。扣锁夹组件可以提供扣锁夹53，在将框架盘18插入开放的后部35时，可以使用扣锁夹53将框架盘18紧固在最终的组件中。图7还示出了热桩标识LED遮挡物56和热桩仪表前盖57，二者可以均附着到正面30的外表面。此外，还示出了按钮组件58，按钮组件58也附着到至少一个外壁34的内侧。
图8示出了按钮组件58的具体视图，图9示出了如何将按钮组件58附着到外壁34。按钮组件58具有中心按钮61和挡块62，其中中心按钮61在杆或中心构件67的一端，挡块62可以具有矩形形状。从杆或中心构件67垂直伸出的是附着构件68，附着构件68具有两个相对的弹性抓取构件59以及定位肋60。
图9还示出了如何通过以下方式将按钮组件58附着到外壁34：将按钮61置于外壁的按钮容纳孔洞63中，并围绕外壁34上的肋组件64的边缘同时扣锁两个相对的弹性抓取构件59。肋组件64可以具有板式结构，所述板式结构与外壁34平行并且通过附着隔离物70与外壁34隔开。按钮组件58的定位肋60在肋组件64的肋69下方滑动，使得在将按钮61啮合在孔洞63中的同时使定位肋60和肋69相接触，并使两个相对的弹性抓取构件59扣锁到适当位置，来将按钮组件58紧固到适当位置。然后可以使用挡块62来确保将框架盘18适当地紧固在外罩28内部。
图10示出了可以如何将扣锁夹组件55附着到上壁31和下壁的外边缘以及如何将外侧面34扣锁到折叠结构的侧面。图10A示出了附着的透视图，图10B示出了扣锁夹组件55和外侧面34的附着的截面图。更具体地，图10B示出了端部具有钩子71扣锁夹组件55，其中所述钩子71钩穿通过上壁31边缘中的孔。类似地，扣锁夹组件55可以在扣锁夹的底部具有另一钩子71，所述另一钩子71钩穿通过下壁32边缘中的孔，从而固定扣锁夹组件55。
图10B还示出了外壁34的紧固组件65，所述紧固组件65垂直于外壁34的内壁而延伸，并且具有穿过紧固组件65的孔，以允许上壁31的边缘部分钩在孔中。同样，在外壁的底部可以存在外壁34的相似的紧固组件65，并且该紧固组件65可以与下壁32的边缘部分啮合，从而将外壁固定到折叠结构，以形成外罩28。可以在机顶盒的任一侧存在多个扣锁夹组件。扣锁夹可以具有柔性中心构件(80)，所述柔性中心构件(80)定向为远离开放的后部(35)并且与外侧(34)形成锐角，扣锁夹53还具有与槽(24)啮合的远端(81)。
图11大体上示出了可以如何将顶部宽大热沉10在插入外罩28之前接合到框架盘18。图11A示出了顶部宽大热沉10可以具有能够沿插入方向74插入到框架盘18的后壁21的顶部边缘处的槽中的前边缘，所述顶部宽大热沉10可以与框架盘18的底座成锐角。图11B示出了一旦将前边缘插入槽中，顶部宽大热沉10就可以以向下运动75的方式摆动，直到顶部宽大热沉10的袋状部或中心凹陷11与热垫接合点27或者主印刷电路板13的主集成电路或发热组件相接触。图11中省略了主印刷电路板13，以更清楚地示出顶部宽大热沉10与框架盘18的关系；然而在本发明的实际应用中，框架盘18中可以具有主印刷电路板13。可选地，框架盘18可以在底座22上具有热接触突出物73，所述热接触突出物73可以与主印刷电路板13的主集成电路或发热组件的底部部分或者与主印刷电路板13自身热接触。此外，底座部分22可以具有如所示的一系列孔，以提供从主印刷电路板13的附加散热。
图11C还示出了可以是铝的顶部宽大热沉10，顶部宽大热沉10具有翼片76，所述翼片76装入侧壁23上的翼片容纳槽中，以相对于框架盘18适当地定位和/或固定顶部宽大热沉10，所述翼片76可以是钢的。此外，图11C示出了顶部宽大热沉10可以具有中心隆起77，以促进与主印刷电路板13和/或主印刷电路板13上的部件的热接触。可以利用螺钉等来固定这种接触。可以认识到，袋状部或中心凹陷11实际上可以具有一级或多级凹陷。
在目前优选的实施例中，机顶盒不具有通风口或具有最少的通风口，尺寸减小，并且适于以人机工程学的方式来组装和拆卸。公开的产品优选地不具有风扇，或者具有使产品能够异乎寻常地紧凑的设计。机顶盒可以刚好大到足以安装沿机顶盒背面的连接器、沿机顶盒正面的按钮以及内部组件。可以通过如所公开将pc板和热的部件容纳在全包围外罩中来实现这一点。此外，内壳组件的顶部和底部(是顶部宽大热沉10和框架盘18的底座22)从其中传导来自热的部件的热，并将热分散开。然后，壳的部分将热辐射到外罩28的内表面。外罩28将热辐射并对流传递至环境空气。为了优化辐射，外罩可以具有平坦黑色外涂材料。
根据本发明的机顶盒1可以具有外部ac至dc电源，该ac至dc电源紧密地装入主pc板13。利用这种设计，机顶盒可以有效地散热。
应理解，尽管要求保护的发明的示例具体提到了机顶盒和电路板，然而本发明不限于这些特征。例如，本发明可以应用于计算机以及具有发热部件的其他电子设备。此外，本发明还可以应用于除了电路板以外的能够发热的其他电子零部件。

Claims (18)

1.一种机顶盒，包括：
顶部热沉部件，具有围绕中心凹陷部分的平面外围部分；
电路板，在顶部热沉部件下方，所述电路板具有与所述中心凹陷部分热接触的发热部件；
框架，具有底座和凸起，所述底座在电路板下方，所述凸起与电路板相接触并且支撑电路板；以及
外罩，在所述外罩内容纳内部组件，所述内部组件包括顶部热沉部件、电路板和框架。
2.根据权利要求1所述的机顶盒，其中，外罩具有上壁、下壁、两个外侧壁、正面和开口端，其中开口端被配置为使内部组件能够插入到外罩中。
3.根据权利要求2所述的机顶盒，其中，框架具有两个平行的侧壁和后壁，所述侧壁与外罩的两个外侧壁平行，所述后壁位于外罩的开口端处。
4.根据权利要求3所述的机顶盒，其中，平行的侧壁中的至少一个侧壁具有槽，外罩具有与所述外侧壁中的至少一个外侧壁相邻的扣锁夹，所述扣锁夹啮合在槽中并且将内部组件锁定在外罩中。
5.根据权利要求4所述的机顶盒，其中，扣锁夹与开口端相邻，扣锁夹具有柔性构件，所述柔性构件定向为远离开口端并且与所述至少一个外侧壁形成锐角，扣锁夹还具有将扣锁夹啮合在槽中的远端。
6.根据权利要求5所述的机顶盒，其中，扣锁夹具有顶部部分和底部部分，所述顶部部分和底部部分分别与上壁和下壁的边缘区域啮合，从而将扣锁夹固定在外罩内。
7.根据权利要求6所述的机顶盒，其中，后壁具有开口，所述开口与柔性构件对齐，并且适于容纳脱锁杆，使得脱锁杆的插入使远端从槽中脱离，从而允许移除内部组件。
8.根据权利要求1所述的机顶盒，其中，
框架具有两个平行侧壁以及后壁，侧壁与外罩的两个外侧壁平行，后壁位于外罩的开口端处；以及
在平面外围部分的整个边缘与侧壁和后壁之间具有间隙。
9.根据权利要求8所述的机顶盒，其中，
在外罩的上壁与宽的顶部热沉部件的平面外围之间具有上部间隙。
10.根据权利要求9所述的机顶盒，其中，
在外罩的下壁与框架的底座之间具有底部间隙。
11.根据权利要求1所述的机顶盒，其中，
框架具有两个平行侧壁以及后壁，侧壁与外罩的两个外侧壁平行，后壁位于外罩的开口端处；以及
平面外围部分具有在平面外围部分的边界与侧壁和后壁之间的热接合点。
12.根据权利要求10所述的机顶盒，其中，底座具有孔。
13.根据权利要求10所述的机顶盒，包括附着到下壁外侧的多个脚，其中所述脚至少6mm高。
14.一种用于电子容纳组件的被动冷却装置，包括：
位于容纳组件中的框架；
被支撑在框架中的电路板；
位于电路板上的发热部件；
热沉，所述热沉具有实质上平坦的外围部分以及凹陷部分，所述实质上平坦的外围部分面对所述容纳组件的外壁并且与所述容纳组件的外壁几乎同延，所述凹陷部分与电路板上的发热部件热啮合，
从而发热部件产生的热能够被动地热传导通过凹陷部分并进入热沉的实质上平坦的外围部分中，然后通过所述容纳组件的外壁以大体上均匀的方式将热耗散。
15.根据权利要求14所述的被动冷却装置，其中，框架包括具有凸起的底座，在使发热部件能够与热沉的凹陷部分热啮合的位置处将电路板支撑在凸起上。
16.根据权利要求14所述的被动冷却装置，其中，所述容纳组件的外壁是没有通风口的。
17.根据权利要求14所述的被动冷却装置，其中，所述容纳组件在使用时外壁面向上。
18.根据权利要求16所述的被动冷却装置，其中，所述容纳组件在使用时外壁面向上。
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