JP2013513941A - 微小穿孔を有するセットトップボックス - Google Patents

Abstract

セットトップボックスは、微小穿孔を有する外ケースと、ヒートシンクが中央に配置された内部ボトムフレームと、ボトムフレーム上の回路基板と、回路基板上にあり且つヒートシンクと熱的に接触する、ルーバーが形成されたルーバー型ヒートシンク素子とを含む。

Description

本発明はセットトップボックスに関する。

セットトップボックスは高い需要を有し続けており、これらの装置及びそれに類するもののサイズを小さくし且つ美的な魅力、性能及び堅牢性を高めることがますます要求されている。

セットトップボックスが直面している特段の問題は、液体の侵入、虫の侵入及び熱の発生によるダメージである。しかしながら、熱放散のためにしばしば用いられる通気孔は、残念なことに、液体及び虫の侵入の機会を増やしてしまう。従って、これらの問題の各々を、その他の問題を生み出したり増強したりすることなく解決することが望まれる。

セットトップボックスを設計する際に留意すべき更なる検討事項は、静かで、魅力的で、機械的且つ電気的に堅牢な、更に小型のセットトップボックスを消費者が好むことである。熱放散用のファンは、セットトップボックスの電気的堅牢性を向上させる傾向にあるが、雑音をもたらし且つセットトップボックスのサイズを大きくしてしまうため、堅牢でありながら消費者の嗜好を満足することができる設計が望まれる。

熱を除去し且つ液体及び虫の侵入を防止する機能を有する電子装置が提供される。

熱を除去し且つ液体及び虫の侵入を防止する機能を有する電子装置は、頂部及び底部を有する外ケースを有し、該外ケースはその両面のうちの何れかに排熱用の穿孔を有する。当該装置は更に、外ケース内にボトムフレームを含み、該ボトムフレームは周辺領域によって取り囲まれたヒートシンクを有し、該ヒートシンクは該周辺領域に対して隆起されることができ、且つ該周辺領域は開口を有することができる。ボトムフレーム上に内部電子部品又は回路基板があり、該内部電子部品上にヒートシンク素子があり得る。ヒートシンク素子は、上記ヒートシンクと熱的に接触する中央領域と、ルーバーを有する周辺部とを有することができ、該中央領域は該周辺部に対して凹状にされることができ、且つ上記内部電子部品又は回路基板は、上記ヒートシンクと該中央領域とが熱的に接触することを可能にする熱コンタクト領域を有する。ルーバーは、２つ以上の方向に向けられることができ、当該装置の前方、後方及び両サイドを向くように方向付けられ得る。ボトムフレームは、開口と該開口に隣接する締め具とを各々が有する２つの対応する側壁を有することができ、該開口は、当該装置の外側の端部キャップの嵌合部材を受け入れるように設計される。嵌合部材は該開口を通って上記締め具と嵌合し、端部キャップをボトムフレームにロック（固定）する。上記締め具は、上下方向の次元に沿って嵌合部材より狭くされ得る。ボトムフレームはまた、ロック解除用開口を有する後壁を有し得る。ロック解除用開口は、取り外しツールのロック解除用突起が当該開口を通って侵入し、嵌合部材を締め具から解放することを可能にし、それにより端部キャップがボトムフレームからロック解除されることを可能にするよう適応される。ケースの穿孔は０．５ｍｍから１ｍｍの範囲内の開口寸法を有し得る。また、ヒートシンク、ヒートシンク素子及び穿孔を有する熱除去機構は、ファンを必要とせずに機能するように設計される。熱除去機構は、外ケースの頂部及び底部が縦向きになるように当該装置が縦向きに立つことを可能にするベーススタンドを設けることによって増強されることができる。

続いて、以下の図を含む添付図面を参照し、例として、本発明を説明する。
本発明に従った中央に配置されたヒートシンク１１を有する内部ボトムフレーム１０を示す図である。 本発明に従った隆起部２１と下方の中央領域２２とを有するルーバー型ヒートシンク素子２０を示す図である。 本発明に従った組み立てられたセットトップボックス３０の内部を示す図である。 本発明に従ったセットトップボックス３０の主要コンポーネントを示す分解図である。 端部キャップ３４が嵌合された内部ボトムフレーム１０を示す図である。 内部ボトムフレーム１０のコーナー１７を示す一連の拡大図であり、端部キャップ３４がどのように嵌合されるかを示している。 本発明に従ったセットトップボックスに対する取り外しツール４０の適用を示す図である。 内部ボトムフレームのコーナー１７を示す一連の拡大図であり、端部キャップ３４がどのように取り外されるかを示している。 外ケースの微小穿孔の特徴を示す図である。 縦向きにしたセットトップボックス３０を示す図である。

本発明に係るセットトップボックス３０又はそれに類するものは、微小な穿孔３６を有する外ケース３１と、中央にヒートシンク１１が配置された内部ボトムフレーム１０と、ボトムフレーム１０上の回路基板２４又はそれに類するものと、回路基板２４上にあり且つヒートシンク１１と熱的に接触する、ルーバーが形成されたルーバー型ヒートシンク素子２０とを含む。

図１は、ヒートシンク１１が中央に配置された、セットトップボックス３０の内部ボトムフレーム（下枠）１０を示している。ヒートシンク１１は、中心から幾分外れていてもよく、好ましくはフレーム１０の基部１８から隆起される。フレーム１０はまた、直立した側壁１９ｓと、後壁１９ｒと、内部コンポーネントを支持するためのスペーサ１２と、熱の流れ及び分布を改善するための開口１３とを有することができる。

図２は、好ましくはフレーム１０を覆って、内部ボトムフレーム１０の基部１８に平行に取り付けられるルーバー型ヒートシンク素子２０を示している。図２は、その図中に、基部１８とルーバー型ヒートシンク素子２０との間に配置され得る回路基板２４を含んでいる。ルーバー型ヒートシンク素子２０は好ましくは、中央領域２２を取り囲む周辺部２１を有し、中央領域２２は高さ方向にヒートシンク１１に向けて形成されることができ、また、中央領域はヒートシンク１１と位置合わせされてヒートシンク１１と熱的に接触する。“中央”という表現は、その領域が正確に中心に合わせられていること、又はその領域が実質的に中心にあることを意味し得るが、そのコンポーネントが端部にないこと、及びそのコンポーネントが何らかのその他の領域によって囲まれていることをも意味するよう意図される。図２に示すように、周辺部２１は好ましくは隆起され、ルーバー群２３は熱の分布を改善するように複数の方向に向けられる。図２において、セットトップボックスの後方、前方、左側及び右側に向けられたルーバー２３が存在する。

図３は、本発明の一実施形態に係る組み立てられたセットトップボックス３０の斜視断面図を示している。図３には外ケース３１が示されている。特に、図３は、外ケース３１の頂部３２と底部３３との間で、内部ボトムフレーム１０、回路基板２４、及びルーバー型ヒートシンク素子２０がどのように配置されるかを示している。この図は更に、中央領域２２が回路基板２４を介してヒートシンク１１と熱的に接触していることを示している。

図４は、本発明の一実施形態に係るセットトップボックス３０の主要コンポーネントの分解図である。この図はまた、外ケース３１とともに、内部ボトムフレーム１０、回路基板２４、及びルーバー型ヒートシンク素子２０がどのように配置され得るかを示している。理想的には、本発明に係るセットトップボックスは以下のように組み立てられる：（１）内部ボトムフレーム１０、回路基板２４及びルーバー型ヒートシンク素子２０をともに組み立てて接続する；（２）このアセンブリ（組立体）を外ケース３１に挿入する；（３）ボトムフレーム１０の側壁１９に嵌る端部キャップ３４で閉じて、アセンブリ全体をロック（固定）する。

図４はまた、回路基板２４が熱コンタクト２５を有することを示している。この熱コンタクト２５は、ルーバー型ヒートシンク素子２０の中央領域２２及びボトムフレーム１０のヒートシンク１１と接触することができる。熱コンタクト２５はまた、回路基板２４から直接的に熱を取り出すことを支援する。必要に応じて、回路基板２４は、中央領域２２とヒートシンク１１とが直接的に接触することを可能にする中央穴を有することができる。

図４はまた、セットトップボックス３０が、スマートカード９０用に、回路基板２４上のスマートカードリーダ９１と、端部キャップ３４内のスマートカード挿入スロットとを有し得ることを示している。

図５及び６は、端部キャップ３４がどのようにアセンブリ全体をロックするか、あるいはセットトップボックス３０を完成させるかを示している。図５は特に、ボトムフレーム１０と端部キャップ３４とがどのように嵌合してセットトップボックスを完成させるかを示している。図５及び６においては、嵌合機構を単純化して示すために、外ケース３１及びその他のコンポーネントは示していない。しかしながら、組み立て後の装置において、左側及び右側の端部キャップ３４は、理想的には、外ケース３１の対応する周縁端上及びその周りにきつく嵌っていることになる。

ロック機構を備えたボトムフレームの図５のコーナー部１７を図６Ａに示す。図６Ａは特に、側壁１９と、側壁開口１５と、開口１５に隣接する側壁締め具１６とを示している。締め具１６は好ましくは側壁１９の内面側に配置される。図６Ｂは、側壁１９への端部キャップ３４の取り付けを示しており、端部キャップ３４はその内面側に嵌合部材３５を有している。嵌合部材３５は、中心に向けた動き６０にて、側壁開口１５を貫いて挿入される。そして、図６Ｃは、嵌合部材３５（好ましくは嵌合用のフックを有する）が側壁締め具１６に弾性的にはまって嵌合し、それにより端部キャップ３４をボトムフレーム１０にロックするように、後方に向けた動き６３にて端部キャップ３４がスライドされることを示している。図示していないが、端部キャップ３４の形状も、端部キャップが側壁１９の長さ全体に沿うことを確保するように、セットトップボックス３０の背面は別として、側壁１９及び／又は外ケース３１と嵌合する。

図７及び８は、メンテナンス、診断、又は電子部品のアップグレードのためにセットトップボックス３０を分解するために、端部キャップ３４がどのようにロック解除され得るかを示している。図７に示すように、本発明の一実施形態は、セットトップボックス３０を分解するために取り外しツール４０を必要とするというセットトップ３０の特徴である。これは、セットトップボックス３０がツール４０を所有する正規の技師によってのみ分解されることを保証する。ツール４０に関して、それはロック解除用突起４１を有する。該突起４１は、図７に示す前方への動き６１にて、ボトムフレーム１０の後壁１９ｒのロック解除用開口１４に挿入される。この前方動作６１は、側壁１９の内面と嵌合部材３５との間にロック解除用突起４１を割り込ませ、それにより、嵌合部材３５が中心方向への動き６０で曲げられる。ロック解除用突起４１は好ましくは、対を為し、図８Ｂに示すように、該対の間に側壁締め具１６を有して側壁締め具１６を通過するように構成される。図８Ｂはまた、嵌合部材３５が中心側に曲げられると、端部キャップ３４が前方動作６１にてスライドされ得ることを示している。これは、嵌合部材３５を側壁開口１５に位置合わせし、図８Ｃに示す外向きの動き６２にて端部キャップ３４を取り外し、それによりアセンブリを開くことを可能にする。

図９Ａは、セットトップボックス３０に虫及び液体が侵入することを防止しながら熱を逃がすことを可能にする外ケース３１の微小な穿孔３６の更なる特徴を示している。図９Ｂは、液体７０がどのようにして、微小穿孔の位置で外ケース３１の外面３９上に溜まってもセットトップボックス３０内に侵入しないかを示している。図９Ｃは、熱７１がどのようにして、セットトップボックス３０の内面側３８から外面側３９へ微小穿孔３６を介して逃げることが可能にされるかを示している。この設計により、外ケース３１の外面３９に所望温度を超えさせることなく、一体化アセンブリ全体の総エネルギー消費量を放散させるという目標が達成される。また、本発明はファンと協働することもできるが、好適な一実施形態において、セットトップボックス３０内にファンは存在せず、如何なるファンも必要とされない。

最適には、外ケース３１の部材は意図される利益が達成され得るような大きさにされるべきであり、孔の直径は好ましくは１ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５ｍｍから１ｍｍまでの範囲内である。微小穿孔の最適な形状は円形であるが、その他の形状も本発明の範囲内であり、最適なサイズは、１ｍｍ以下の最長寸法及び／又は０．５ｍｍ以上の最小寸法を有するものである。

まとめると、本発明は多数の利点を提供する。とりわけ、表面張力の自然現象を利用して液体侵入に抵抗するバリアが提供される。このバリアは更に、その他の異物の侵入も阻止する。また、本発明は、熱を除去することが可能な通気性あるいは多孔性の外ケースを提供する。

理解されるように、好適な一実施形態において、セットトップボックスの内部に通じる開口は微小穿孔群のみである。従って、理解されるように、例えばロック解除用開口１４などのその他の開口が存在する場合、内部に液体又は虫が侵入するのを防止するための適切な漏れ止めシール又は障害物が存在する。故に、本発明の１つの特徴は、内部への液体又は虫にとっての如何なる隙間をも防止するように、ロック解除用開口を有する後壁１９ｒに嵌合部材３５が接することである。

本発明の更なる１つの特徴は、図１０に示すように、セットトップボックス３０が、側壁１９、１９ｓ、１９ｒのうちの１つが地面に平行になるように、ベーススタンド８０上に縦向きに搭載され得ることである。この特徴による利益は、縦向きはより迅速な熱放出を支援し得ることである。また、縦向きは、セットトップボックス３０を多様な場所に隠したり配置したりすることを可能にする。

理解されるように、請求項に係る発明の例はセットトップボックス及び回路基板に具体的に言及するものであるが、本発明はこれらのものに限定されるものではない。例えば、本発明は、熱を発生する部品を有するコンピュータ及びその他の電子装置に適用可能である。さらに、本発明は、熱を発生し得る回路基板以外の電子部品にも適用可能である。

本出願は、２００９年１２月９日に出願された米国仮出願第６１／２８３８１５号からの優先権を主張するものであり、その全体をここに援用する。

Claims (20)

1. 頂部及び底部を有する外ケースであり、排熱用の穿孔を有する外ケースと、
   前記外ケース内のボトムフレームであり、周辺領域によって取り囲まれたヒートシンクを有するボトムフレームと、
   前記ボトムフレーム上の内部電子部品と、
   前記電子部品上のヒートシンク素子であり、前記ヒートシンクに熱的に接触する中央領域とルーバーを有する周辺部とを有し、前記頂部の下にあるヒートシンク素子と、
   を有する電子装置。
2. 前記穿孔は１ｍｍ以下の開口寸法を有する、請求項１に記載の電子装置。
3. 前記穿孔は０．５ｍｍから１ｍｍの範囲内の開口寸法を有する、請求項１に記載の電子装置。
4. 前記ヒートシンクは前記周辺領域に対して隆起されている、請求項１に記載の電子装置。
5. 前記中央領域は前記周辺部に対して凹状にされている、請求項１に記載の電子装置。
6. 前記内部電子部品は回路基板であり、且つ前記ヒートシンクと前記中央領域とが熱的に接触することを可能にする熱コンタクト領域を有する、請求項１に記載の電子装置。
7. 少なくとも１つのルーバーが１つの方向に向けられ、少なくとも１つのその他のルーバーが別の１つの方向に向けられている、請求項１に記載の電子装置。
8. 前記周辺領域は少なくとも１つの開口を有する、請求項１に記載の電子装置。
9. 前記ボトムフレームは、開口と該開口に隣接する締め具とを各々が有する２つの対向する側壁を有し、且つ
   当該電子装置は更に、嵌合部材を有する端部キャップを有し、前記嵌合部材は前記開口を通過して前記締め具と嵌合し、それにより前記端部キャップを前記ボトムフレームに固定する、
   請求項１に記載の電子装置。
10. 前記締め具は、上下方向の次元に沿って前記嵌合部材より狭く、且つ
    前記ボトムフレームは、固定解除用開口を有する後壁を有し、前記固定解除用開口は、固定解除用突起が当該開口を通って侵入して前記嵌合部材を前記締め具から解放し、それにより前記端部キャップが前記ボトムフレームから固定解除されることを可能にするよう適応されている、
    請求項９に記載の電子装置。
11. 前記中央領域は前記周辺部に対して凹状にされている、請求項４に記載の電子装置。
12. 前記穿孔は１ｍｍ以下の開口寸法を有する、請求項１１に記載の電子装置。
13. 前記穿孔は０．５ｍｍから１ｍｍの範囲内の開口寸法を有する、請求項１１に記載の電子装置。
14. 互いに異なる方向を向いた少なくとも４つのルーバーが存在する、請求項１に記載の電子装置。
15. 互いに異なる方向を向いた少なくとも４つのルーバーが存在する、請求項１０に記載の電子装置。
16. 互いに異なる方向を向いた少なくとも４つのルーバーが存在する、請求項１１に記載の電子装置。
17. ベーススタンドを更に有し、前記ボトムフレームの１つの側壁が、前記外ケースの前記頂部及び底部が縦向きとなるように、前記スタンド内に位置付けられる、請求項１１に記載の電子装置。
18. 当該電子装置はファンを有しない、請求項１０に記載の電子装置。
19. 前記穿孔は０．５ｍｍから１ｍｍの範囲内の開口寸法を有する、請求項１６に記載の電子装置。
20. 前記穿孔は０．５ｍｍから１ｍｍの範囲内の開口寸法を有する、請求項１７に記載の電子装置。

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