JP2021125674A - 放熱構造物およびこれを含むイーサネット電源アクセスポイント - Google Patents

放熱構造物およびこれを含むイーサネット電源アクセスポイント Download PDF

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Abstract

【課題】電源ボードまたは通信ボードを嵌合することができるパイプ形態の放熱構造物、および、これを含むイーサネット電源アクセスポイントを提供する。【解決手段】第1ボードと、第2ボードと、少なくとも一面が平らなパイプ形態の放熱構造物130と、を含み、第1ボードがパイプ形態の放熱構造物130の内部に嵌合され、第1ボードが嵌合された放熱構造物130の一面が第2ボードの一面に付着される、イーサネット電源アクセスポイント、および、四角パイプ形態で具現され、第1ボードがオープンされている前面を通じて放熱構造物130の内部に嵌合されるように、側面に一定の長さに形成された複数の連結溝を含み、下端面は第2ボードの一面が付着され、少なくとも一つの側面に形成された連結溝から一定間隔離隔して備えられた通風口を含む、放熱構造物130。【選択図】図4

Description

本発明は、放熱構造物およびこれを含むイーサネット電源アクセスポイントに関する。
アパートのような共同住宅または事務室などでは、外部インターネットと連結された制御用スイッチにAP(Access Point)を連結して、ユーザーが超高速インターネットを利用した通信サービスを利用することができるようにする。ユーザーに超高速インターネット通信サービスを提供するためには、多様な通信装備が使用される。
通信装備に電源を供給するためには、外部電源装置である外部電源ケーブルとアダプターを必要とするため、通信装備設置時に広い空間が必要であった。したがって、別途の外部電源装置なしで通信装備に電源を供給するために、住宅や事務室壁面内部に設置されているイーサネットケーブルを利用している。
壁面に電源供給端子を内蔵し、狭い空間に通信装備を設置して通信装備に電源を供給するため、通信装備の小型化は必須である。しかし、小型化された通信装備のCPU性能が高まる一方で発熱が激しくなり、これによる通信装備性能に問題が発生する。
従って、本発明は、イーサネットケーブルを通じて印加される電源を基盤として動作する小型通信装備に適用可能な技術であって、電源ボードまたは通信ボードを嵌合することができるパイプ形態の放熱構造物、および、これを含むイーサネット電源アクセスポイントを提供する。
本発明の技術的課題を達成するための本発明の一つの特徴であるイーサネット電源アクセスポイントは、第1ボードと、第2ボードと、少なくとも一面が平らなパイプ形態の放熱構造物と、を含み、前記第1ボードが前記パイプ形態の前記放熱構造物の内部に嵌合され、前記第1ボードが嵌合された前記放熱構造物の一面が前記第2ボードの一面に付着される。
前記放熱構造物は、前記パイプ形態の放熱構造物の壁面に少なくとも一つの通風口が形成されてもよい。
前記放熱構造物は、前記第1ボードおよび前記第2ボードの長さよりも短い長さを有し、四角パイプで具現されてもよい。
前記放熱構造物は、アルミニウム板またはカーボン−グラファイト(Carbib-Graphite)材質のうちのいずれか一つで具現されてもよい。
前記第2ボードは、前記放熱構造物が付着される面の反対側面に、複数のデータ処理部品が処理したデータを電力消費装置に出力する複数のアンテナをさらに含むことができる。
前記複数のアンテナは、それぞれ、曲がった形態の立体アンテナで具現されてもよい。
前記複数のアンテナは、それぞれ、パターンが異なるように設計されてもよい。
前記第2ボードは、前記放熱構造物が付着される面と前記放熱構造物との間に付着される熱伝導パッドをさらに含むことができる。
前記熱伝導パッドは、前記複数のデータ処理部品が付着された位置を全て含むように、前記第2ボードの反対側面と前記放熱構造物との間に付着される一つの熱伝導パッドをさらに含むことができる。
前記第2ボードの上端に備えられた上部面と、前記放熱構造物の下端に備えられた下部面と、前記上部面と前記下部面の一側にそれぞれ連結された複数の側面と、を含むケースを含み、前記複数の側面は、それぞれ、前記放熱構造物を通じて放射される熱をイーサネット電源供給装置外部に排出する複数の通風口を含むことができる。
本発明の技術的課題を達成するための本発明の他の特徴であるイーサネット電源アクセスポイントに挿入される放熱構造物は、上端面と、前記上端面に一端が連結される二つの側面と、前記二つの側面の他端がそれぞれ連結される下端面と、を含み、前面と後面はオープンされている四角パイプ形態で具現され、第1ボードがオープンされている前面を通じて前記放熱構造物の内部に嵌合されるように、前記側面に一定の長さに形成された複数の連結溝を含み、前記下端面は第2ボードの一面が付着され、少なくとも一つの前記側面に形成された前記連結溝から一定間隔離隔して備えられた通風口を含む。
前記放熱構造物は、アルミニウム板またはカーボン−グラファイト(Carbib-Graphite)材質のうちのいずれか一つであってもよい。
前記下端面と前記第2ボードとの間に位置し、前記第2ボードに付着される熱伝導パッドを含むことができる。
前記熱伝導パッドは、前記第2ボードに付着された複数のデータ処理部品で発生する熱を全て前記放熱構造物に伝達する大きさで前記第2ボードに付着されてもよい。
本発明によれば、ボードをパイプ形態の放熱構造物に嵌合することによって、既存のイーサネット電源アクセスポイントの放熱板よりも広い放熱面積を確保することができるため、高熱による部品の劣化を防止して通信装備の安定性および信頼性を確保することができる。
また、放熱構造物を軽くて熱伝導性に優れたアルミニウム板やカーボン−グラファイト(Carbib-Graphite)を裁断して具現することによって、電源ボードとの干渉なしにも放熱効果を得ることができる。
また、イーサネット電源アクセスポイントのケースに十分な通風口を追加することによって、円滑な空気流れにより放熱効果を極大化することができる。
また、無線通信をする小型装備、ケースを金属で製作して放熱が難しい装備、高性能チップにより発熱問題が発生する装備など多様な装備に適用して、熱によるメインチップの損傷を最小化し、装備の寿命を長く延長することができる。
また、装備の安定性と信頼性を改善してユーザーの満足度を高めることができる。
イーサネット電源アクセスポイントが適用された環境を例示した図である。 一般的な通信ボードを例示した図である。 一般的な通信ボードを例示した図である。 本発明の実施例によるイーサネット電源アクセスポイントの構造を例示した図である。 本発明の実施例による通信ボードを例示した図である。 本発明の実施例による放熱構造物を例示した図である。 本発明の実施例による通信ボードに具現されたアンテナを例示した図である。 本発明の実施例による電源ボードの内部を例示した図である。 本発明の実施例によるイーサネット電源アクセスポイントの上面部を例示した図である。 本発明の実施例によるイーサネット電源アクセスポイントの後面部を例示した図である。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。そして、図面において本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって類似の部分については類似の図面符号を付した。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
以下、図面を参照して本発明の実施例による放熱板を含むPoE AP(以下、説明の便宜のために「イーサネット電源アクセスポイント」と称する)について詳細に説明する。
図1はイーサネット電源アクセスポイントが適用された環境を例示した図である。
図1に示されているように、ルーター10が外部網20でデータを伝達すると、イーサネット電源スイッチ30は受信したデータと電力(Power)をイーサネット(LAN)ケーブルを通じてイーサネット電源アクセスポイント40に提供する。イーサネット電源アクセスポイント40は、イーサネットから供給を受けた電源で通信ボードの通信チップを駆動する。
これによって、イーサネット電源アクセスポイント40の上面部にあるイーサネットケーブルを通じた有線通信サービスと、アンテナを通じた無線通信サービスと、を各端末50に提供する。
端末50は、イーサネット電源アクセスポイント40から供給されるデータを基に、ユーザーに有線インターネットサービスまたは無線通信サービスを提供する。ここで端末50は、ノートパソコン,PDAおよびスマートフォンなど多様な形態の機器を含む。
ネットワークスイッチの一種であるイーサネット電源スイッチ30は、PoE機能を支援する複数のPoE連結ポートを含む。イーサネット電源スイッチ30は、イーサネット電源アクセスポイント40とUTP(Unshielded Twisted Pairair)ケーブルを通じて連結され、イーサネット電源アクセスポイント40にネットワーク信号に含まれているデータと電源を提供する。
イーサネット電源アクセスポイント40は、UTPケーブルを通じてデータと電源を受信すると、データと電源を分離する。そして分離したデータと電源は、内部回路を通じて無線チップに印加されて、LANを通じた有線通信サービスとWi−Fi(ワイファイ)を通じた無線通信サービスで各端末50に提供される。この時、本発明の実施例について説明するに先立ち、一般的なイーサネット電源アクセスポイントでデータと電源を分離する通信ボードについて、図2を参照して先に説明する。
図2および図3は一般的な通信ボードを例示した図である。
図2に示されているように、イーサネット電源アクセスポイント40を構成する通信ボード60は、BTB(Board To Board)コネクタを通じて電源ボード(図示せず)から通信ボード60の後面に電源とデータの供給を受ける。そして通信ボード60に備えられた三つのメインチップ61,62,63が動作するように電源を変更する。ここで、メインチップ61,62,63は、RFチップ,CPU,スイッチなどを含むことができる。
また、通信ボード60は、データを処理して二つのアンテナ64,65を通じて端末50に提供する。
この時、通信ボード60に備えられた三つのメインチップ61,62,63が動作し、多量の熱が発生する。したがって、長時間、イーサネット電源アクセスポイント40が運用される時、高熱による性能低下、部品劣化および動作エラーが発生する。
これを克服するために、図3の(a)に示されているように、メインチップ61,62,63上部に熱伝導パッド66を付着し、図3の(b)に示されているように、熱伝導パッドの上に放熱板67を追加して、メインチップ61,62,63で発生する熱を分散した。
しかし、イーサネット電源アクセスポイント40の大きさが小さく、熱伝導パッド66および放熱板67が設置される空間が限定的であるため、メインチップ61,62,63で発生する熱を全て分散させるには限界がある。また、メインチップ61,62,63のうちの一つであるCPUの性能が向上することに伴い、CPUでデータを処理しながら発生する熱を十分に分散させることができないという短所がある。
したがって、本発明の実施例では、イーサネット電源アクセスポイント内部空間を十分に活用して放熱面積を広げて、高熱による部品劣化を防止しようとする。また、通信ボードで発生した熱が電源ボードに伝達されないようにイーサネット電源アクセスポイントの構造を調整しようとする。
本発明の実施例によるイーサネット電源アクセスポイントの構造について図4を参照して説明する。
図4は本発明の実施例によるイーサネット電源アクセスポイントの構造図である。
図4に示されているように、イーサネット電源アクセスポイント100は、二枚のボード(第1ボードおよび第2ボード)である通信ボード110および電源ボード120を含む。
電源ボード120は、パイプ形態の放熱構造物130に嵌合され、電源ボード120が嵌合された放熱構造物130は、通信ボード110の一側面に付着される。通信ボード110および電源ボード120は、放熱構造物130により一定間隔離隔する。
本発明の実施例では、電源ボード120が放熱構造物130に嵌合されるものを例として説明するが、通信ボード110が放熱構造物130に嵌合されるように具現することができる。また、通信ボード110と電源ボード120の間に放熱構造物130が位置するように具現することができる。
また、通信ボード110および電源ボード120の全てを放熱構造物130に嵌合することもでき、例示した方法以外の多様な形態で通信ボード110,電源ボード120,放熱構造物130が具現されてもよい。このようなイーサネット電源アクセスポイント100の構造において、通信ボード110について図5を参照して説明する。
図5は本発明の実施例による通信ボードを例示した図である。
図5に示されているように、通信ボード110の第1面にデータ処理部品であるメインチップ(例えばRFチップ,CPU,スイッチなど)が設置されると、通信ボード110の第2面には熱伝導パッド112が付着される。従来は図2で説明したとおり、メインチップの上端に熱伝導パッドをそれぞれ付着したが、メインチップで発生する熱により熱伝導パッドがメインチップから離れて放熱パッドに熱を伝達することができなくなることもある。
したがって、本発明の実施例では、メインチップが直接的に接着された熱伝導パッド以外に、通信ボード110の第2面にも熱伝導パッド112を付着して、メインチップで発生した熱を急速に空気中に放射するようにする。この時、熱伝導パッド112は、メインチップのそれぞれの大きさの分、第2面に付着するのではなく、複数のメインチップを全て含むように広い面積で熱伝導パッド112を付着する。
パイプ形態の放熱構造物130は、熱伝導パッド112の上に付着される。この時、放熱構造物130の形態について図6を参照して説明する。
図6は本発明の実施例による放熱構造物を例示した図である。
図6に示されているように放熱構造物130は、電源ボード120を嵌合することができるようにパイプ形態で具現される。本発明の実施例では説明の便宜のために放熱構造物130を直六面体の四角パイプ形態で示したが、電源ボード120を嵌合することができ、通信ボード110に一面が付着され得る多様なパイプ形態で具現されてもよい。
例えば、通信ボード110に付着される面を平面で具現し、電源ボード120が嵌合される空間は円形、または多角形で具現されてもよい。本発明の実施例では、説明の便宜のために、放熱構造物130をパイプ形態と称するが、中が空いた管、角パイプおよびチューブなど多様な用語で称することもできる。
放熱構造物130は、イーサネット電源アクセスポイント100の後面ケース内側を全て用いることができる大きさで具現される。
また、本発明の実施例では、放熱構造物130の長さは、電源ボード120の長さよりも短く具現する。これは、電源ボード120に付着された部品、または通信ボード110と電源ボード120を連結するためのインターフェース部品(例えば、BTB(Board To Board)コネクタなど)などが放熱構造物130により干渉が生じないようにするためである。このために、放熱構造物130には電源ボード120に付着された部品の位置により多様な模様の溝131が形成してある。
パイプ形態の放熱構造物130は、内部に電源ボード120が嵌合されても電源ボード120が簡単に離脱したり動かないように、電源ボード120に備えられた構造物が嵌合される挿入溝132,133が形成してある。
挿入溝132,133は、放熱構造物130の最下端から一定間隔上端へ上がった位置に形成してある。これは、電源ボード120が放熱構造物130に嵌合されると通信ボード110と一定間隔離隔して、通信ボード110で発生した熱が直接的に電源ボード120に影響を与えないようにするためである。
そして、パイプ形態の放熱構造物130で両側の対向する側面には熱が空気中に簡単に放射されるように通風口134,135が備えられている。本発明の実施例では一面に一つの通風口134,135が備えられていることを例として説明するが、複数の通風口を一面に備える、或いは通風口の大きさが側面の大部分を占めるように具現することもでき、必ずしもこのように限定されるのではない。
放熱構造物130の下端には、通信ボード110の第2面に付着された熱伝導パッド112と付着されるように、熱伝導パッド付着溝136が形成してある。
一般的な放熱板は、価格、熱の伝導、放射のためにアルミニウムなどの金属材質で具現される。しかし、金属材質は電波を遮断して、無線通信に多くの制約を招く。したがって、本発明の実施例による放熱構造物130は、電波障害を最小化することができるように、アルミニウム板やカーボン−グラファイト(Carbib-Graphite)材質で用いることを例として説明するが、必ずしもこのように限定されるのではない。
次に、通信ボード110の第1面にメインチップと共に具現されるアンテナについて図7を参照して説明する。
図7は本発明の実施例により通信ボードに具現されたアンテナを例示した図である。
図7に示されているように、通信ボード110の第1面の両側にはユーザーにWi−Fi(ワイファイ)通信サービスを提供するために、デュアルバンド内装アンテナ113,114を実装する。本発明の実施例では通信ボード110にアンテナ113,114を直接実装するため、損失を減らし、少ない空間でアンテナの大きさを最大限に増やすことができる。
従来はイーサネット電源アクセスポイントの大きさの限界により平面のアンテナが挿入されてアンテナ利得と効率に損害があった。しかし、本発明の実施例ではアンテナ113,114を少なくとも一面が曲がった立体形態で実現する。
本発明の実施例では、アンテナ113,114を「┐」状のように曲がった形態に具現したが、必ずしもこのように限定されるのではない。そして二つのアンテナ113,114間の距離をできるだけ最大限に離隔して、アンテナ113,114間の干渉は最小化し、利得と効率を極大化する。
また、二つのアンテナ113,114のパターンを異なるように設計して、電波が放射されるパターンの重畳を最小化する。これによってカバレージを改善することができる。このような方式は複雑な回路部品の間でも内部空間を最大限に活用することができるため、密集度が高いか、または大きさに制限がある通信製品のアンテナの具現が容易となる。
次に、本発明の実施例による電源ボード120について図8を参照して説明する。
図8は本発明の実施例による電源ボードを例示した図である。
図8に示されているように、電源ボード120は、LANコネクタを通じてLANスイッチおよび外部電源からデータと48Vの電源の供給を受ける。電源ボード120は、供給を受けた48V電源とデータを分離する第1回路と、48V電源を12Vに電圧を降下する第2回路が備えられている。
ここでイーサネット電源アクセスポイント100に提供される電源は、直流で約48Vに該当し、これは標準電源に該当する。したがって、本発明の実施例でも48V電源の供給を受けるものを例として説明する。
また、電源ボード120は、BTBコネクタを通じて分離したデータと12V電圧を通信ボード110に伝達する。ここで、第1回路が48V電源とデータを分離する方法、そして第2回路が48V電源を12V電圧に降下する方法は多様な方法で実行され得るため、本発明の実施例ではある一つの方法に限定しない。
電源ボード120は、放熱構造物130に備えられた挿入溝132,133に嵌合されるように二つの連結構造物121,122が形成されている。それぞれの連結構造物121,122が放熱構造物130の挿入溝132,133に挿入され、電源ボード120が放熱構造物130から簡単に離脱、或いは動かないように固定される。
このように放熱構造物130を含むイーサネット電源アクセスポイント100の外観について図9および図10を参照して説明する。
図9は本発明の実施例によるイーサネット電源アクセスポイントの上面部を例示した図である。そして図10は本発明の実施例によるイーサネット電源アクセスポイントの後面部を例示した図である。
図9および図10に示されているように、イーサネット電源アクセスポイント100は、上面ケース140と下面ケース150、そして両側の側面ケース160を通じて、イーサネット電源アクセスポイント100内部の構成要素を保護する。
イーサネット電源アクセスポイント100の上面部にはLANポートを追加して、ノートパソコンなどLAN通信が可能な有線端末を連結して有線インターネットサービスを提供することができる。
イーサネット電源アクセスポイント100の後面部にはWAN(Wide AreaNetwork)通信用コネクタ180が備えられており、イーサネット電源アクセスポイント100がイーサネット電源スイッチを通じて外部のネットワークと連結されるようにする。
イーサネット電源アクセスポイント100の電源ボード120がWAN通信用コネクタ180を通じて電源とデータを受信すると、電源とデータを分離する。そして電源を電圧降下した後、調節された電源とデータを、BTBコネクタ170を通じて通信ボード110に伝達する。本発明の実施例ではWAN通信用コネクタ180にRJ(Registered Jack)−45を用いるものを例として説明するが、必ずしもこのように限定されるのではない。
そしてイーサネット電源アクセスポイント100の側面に備えられた側面ケース160は、イーサネット電源アクセスポイント100内部で発生される熱を空気中に放射し、円滑に空気が流れることができるように複数の通風口190が具現される。
以上で本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
本発明は、イーサネット電源アクセスポイントに利用できる。
100 イーサネット電源アクセスポイント
110 通信ボード
120 電源ボード
130 放熱構造物
134,135 通風口
112 熱伝導パッド
113,114 アンテナ
132,133 挿入溝
140 上面ケース
150 下面ケース
160 側面ケース
190 通風口

Claims (14)

  1. 第1ボードと、第2ボードと、少なくとも一面が平らなパイプ形態の放熱構造物と、を含み、
    前記第1ボードが前記パイプ形態の前記放熱構造物の内部に嵌合され、前記第1ボードが嵌合された前記放熱構造物の一面が前記第2ボードの一面に付着される、イーサネット電源アクセスポイント。
  2. 前記放熱構造物は、前記パイプ形態の放熱構造物の壁面に少なくとも一つの通風口が形成される、請求項1に記載のイーサネット電源アクセスポイント。
  3. 前記放熱構造物は、前記第1ボードおよび前記第2ボードの長さよりも短い長さを有し、四角パイプで具現される、請求項2に記載のイーサネット電源アクセスポイント。
  4. 前記放熱構造物は、アルミニウム板またはカーボン−グラファイト(Carbib-Graphite)材質のうちのいずれか一つで具現される、請求項3に記載のイーサネット電源アクセスポイント。
  5. 前記第2ボードは、前記放熱構造物が付着される面の反対側面に、複数のデータ処理部品が処理したデータを電力消費装置に出力する複数のアンテナをさらに含む、請求項1に記載のイーサネット電源アクセスポイント。
  6. 前記複数のアンテナは、それぞれ、曲がった形態の立体アンテナである、請求項5に記載のイーサネット電源アクセスポイント。
  7. 前記複数のアンテナは、それぞれ、パターンが異なるように設計されている、請求項6に記載のイーサネット電源アクセスポイント。
  8. 前記第2ボードは、前記放熱構造物が付着される面と前記放熱構造物との間に付着される熱伝導パッドをさらに含む、請求項5に記載のイーサネット電源アクセスポイント。
  9. 前記熱伝導パッドは、前記複数のデータ処理部品が付着された位置を全て含むように、前記第2ボードの反対側面と前記放熱構造物との間に付着される一つの熱伝導パッドをさらに含む、請求項8に記載のイーサネット電源アクセスポイント。
  10. 前記第2ボードの上端に備えられた上部面と、前記放熱構造物の下端に備えられた下部面と、前記上部面と前記下部面の一側にそれぞれ連結された複数の側面と、を含むケースを含み、
    前記複数の側面は、それぞれ、前記放熱構造物を通じて放射される熱をイーサネット電源供給装置外部に排出する複数の通風口を含む、請求項1に記載のイーサネット電源アクセスポイント。
  11. イーサネット電源アクセスポイントに挿入される放熱構造物であって、
    上端面と、前記上端面に一端が連結される二つの側面と、前記二つの側面の他端がそれぞれ連結される下端面と、を含み、前面と後面はオープンされている四角パイプ形態で具現され、
    第1ボードがオープンされている前面を通じて前記放熱構造物の内部に嵌合されるように、前記側面に一定の長さに形成された複数の連結溝を含み、
    前記下端面は第2ボードの一面が付着され、
    少なくとも一つの前記側面に形成された前記連結溝から一定間隔離隔して備えられた通風口を含む、放熱構造物。
  12. 前記放熱構造物は、アルミニウム板またはカーボン−グラファイト(Carbib-Graphite)材質のうちのいずれか一つである、請求項11に記載の放熱構造物。
  13. 前記下端面と前記第2ボードとの間に位置し、前記第2ボードに付着される熱伝導パッドを含む、請求項12に記載の放熱構造物。
  14. 前記熱伝導パッドは、前記第2ボードに付着された複数のデータ処理部品で発生する熱を全て前記放熱構造物に伝達する大きさで前記第2ボードに付着される、請求項13に記載の放熱構造物。
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