CN110023874B

CN110023874B - 电子设备

Info

Publication number: CN110023874B
Application number: CN201780073905.3A
Authority: CN
Inventors: 谷和也; 西川贤治; 白神和弘; 高冈宏之; 山本胜也; 中野一弥; 用正博纪
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2023-06-23
Anticipated expiration: 2037-07-14
Also published as: US20190235586A1; JP7170182B2; JPWO2018123119A1; US10591960B2; WO2018123119A1; JP2022009218A; CN110023874A

Abstract

一种电子设备具备壳体、天线元件(21a)、热源、散热部(16)、热传导部(15)、冷却风扇、排气口(40)以及排气通道(19)。壳体具有在厚度方向上对置的一对主面和连接主面之间的侧面。天线元件(21a)用于实施无线通信。散热部(16)与冷却风实施热交换。热传导部(15)将热源的热向散热部传递。冷却风扇生成向散热部吹送的冷却风。排气口(40)是用于将由冷却风扇生成并在散热部进行了热交换的冷却风向外部排出的排气口。排气通道(19)将在散热部进行了热交换的冷却风向排气口引导。排气口(40)配置于侧面，天线元件(21a)与排气通道(19)以至少一部分在厚度方向上重叠的方式配置。

Description

电子设备

技术领域

本发明涉及具备内置天线元件和空冷式冷却机构的电子设备(例如平板终端)。

背景技术

近年来，开发出能够将具备触摸面板功能的显示器部拆下来作为平板电脑使用的信息处理装置(参见例如专利文献1)。在这样的信息处理装置中，能够将具备触摸面板功能的显示器部与键盘部分离而作为平板电脑使用。另外，通过在将具备触摸面板功能的显示器部与键盘部连接了的状态下使用，也能够作为笔记本型电脑使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-081130号公报

发明内容

一般而言，平板电脑在其侧面设置有各种端子，但侧面的面积有限，在端子布局的设计上有难度。

本发明在具备内置天线元件和空冷式冷却机构的信息处理装置中提供一种在实现省空间化、小型化的同时提高了各种端子的布局设计的自由度的电子设备。

在本发明的一技术方案中，提供一种电子设备。电子设备具备壳体、天线元件、热源、散热部、热传导部、冷却风扇、排气口以及排气通道。壳体具有在厚度方向上对置的一对主面和连接主面之间的侧面。天线元件用于实施无线通信。散热部与冷却风实施热交换。热传导部将热源的热向散热部传递。冷却风扇生成向散热部吹送的冷却风。排气口是用于将由冷却风扇生成并在散热部进行了热交换的冷却风向外部排出的排气口。排气通道将在散热部进行了热交换的冷却风向排气口引导。排气口配置于侧面。天线元件与排气通道以至少一部分在厚度方向上重叠的方式配置。

采用本发明，能够提供一种在实现省空间化、小型化的同时各种端子的布局设计上的自由度增大的电子设备。

附图说明

图1A是说明作为本发明的电子设备的一例的平板终端连接于基座装置时的状态的图。

图1B是说明将平板终端从基座装置拆下时的状态的图。

图2是实施方式1的平板终端的立体图。

图3是说明实施方式1的平板终端中的天线元件和冷却结构的主要部分的图。

图4A是说明实施方式1的平板终端中的天线元件和冷却结构的主要部分的图。

图4B是说明实施方式1的平板终端中的天线元件和冷却结构的主要部分的图。

图5是说明实施方式1的平板终端中的天线元件和冷却结构的主要部分的图。

图6是沿图5中的B-B线剖切时的平板终端的剖视图。

图7是说明实施方式1的平板终端的排气通道(通道空间)与天线元件的位置关系的图。

图8是说明实施方式2的平板终端的天线元件和冷却结构的主要部分的图。

图9A是示出实施方式2的平板终端的天线元件的配置的图。

图9B是示出实施方式2的平板终端的天线元件的配置的图。

图9C是示出实施方式2的平板终端的天线元件的配置的图。

图9D是示出平板终端的排气口的图。

图10是说明实施方式2的平板终端的天线元件和冷却结构的主要部分的图。

图11是说明实施方式2的平板终端的排气通道(通道空间)与天线元件的位置关系的图。

图12是示出将印刷基板的一侧面作为排气通道的一部分使用的结构的图。

具体实施方式

以下，适当参照附图，详细说明实施方式。但是，有时省略必要程度以上的详细说明。例如，有时省略对已公知的事项的详细说明、对实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗长，便于本领域技术人员理解。

需要说明的是，发明人们是为了使本领域技术人员充分理解本发明而提供附图和以下说明，并非意在通过这些来限定权利要求书中记载的主题。

(实施方式1)

图1A、图1B是示出包含本发明的一方式的平板终端的信息处理装置的外观的图。信息处理装置100包括平板终端10和能够装配于平板终端10的基座装置80。

图1A是示出基座装置80装配于平板终端10的状态的图。图1B是示出从平板终端10拆下基座装置80的状态的图。图2是平板终端10单体的立体图。

平板终端10是单独实现作为计算机的功能的电子设备。基座装置80具备对平板终端10的输入单元。如图1A所示，通过在基座装置80安装平板终端10，能够整体上作为笔记本型计算机(所谓可拆卸式计算机)使用。另外，如图1B所示，也能够将平板终端10从基座装置80拆下而以平板终端10单体来使用。

平板终端10具有包括较大的主面的长方体形状。平板终端10在厚度方向上的一个主面上具有显示器50。显示器50例如为液晶显示设备、有机EL设备那样的显示设备。另外，在平板终端10上，设置有触摸面板，该触摸面板与显示器50重叠，能够接受使用者的手指、触控笔等的触摸操作。

平板终端10内置有CPU、RAM、非易失性存储装置(ROM、SSD(Solid State Drive)、HDD(Hard Disk Drive)等)、电池等。在非易失性存储装置(ROM、SSD、HDD等)中储存有操作系统(OS)、各种应用程序、各种数据等。CPU通过读取OS、应用程序、各种数据来执行运算处理，由此实现各种功能。CPU是热源，并且是噪声源。

平板终端10在宽度方向上的一侧面具备用于与基座装置80连结的连结部42a、42b。连结部42a、42b具有供基座装置80的铰接部86a、86b插入的开口。连结部42a、42b在其内部具有用于在铰接部86a、86b插入连结部42a、42b的开口内时与铰接部86a、86b卡合的机构。另外，在连结部42a与连结部42b之间，设置有用于在平板终端10与基座装置80之间进行数据通信等的连接器(未图示)。

平板终端10在与设置有连结部42a、42b的侧面相反的一侧的侧面具备排气口40。用于对作为热源的CPU进行冷却的空气流从该排气口40向外部排出。

另外，在平板终端10的侧面设置有用于连接电源开关、电源插头、外部设备、存储卡等的连接端子(未图示)。平板终端10的壳体11(参见图3)例如由镁合金等金属、树脂形成。

如图1A、图1B所示，基座装置80具备用于与平板终端10连结的铰接部86a、86b以及连接器87。铰接部86a、86b是用于将平板终端10以能够相对于基座装置80自如转动的方式进行连结的机构。铰接部86a、86b具有突起部，构成为插入平板终端10的连结部42a、42b而与连结部42a、42b内的机构卡合。连接器87具备多个端子，经由这些端子，在基座装置80与平板终端10之间实施数据通信、对平板终端10进行电源供给。并且，基座装置80还具备键盘82和触摸板84，作为对平板终端10的输入单元。

在基座装置80的侧面设置有存储卡用连接端子、耳机/麦克风的连接端子、HDMI(注册商标)端子、USB端子、电源端子等各种端子83。

图3～图6是说明平板终端10的内部结构的图。图3～图5是说明平板终端10中的天线元件和冷却结构的主要部分的图。图6是沿B-B线剖切图5中的结构时的剖视图。

如图3～图6所示，平板终端10在壳体11的内部具备作为热源的CPU13、热管15、散热片16以及冷却风扇17。热管15与CPU13热连接。散热片16与热管15热连接。冷却风扇17生成用于冷却散热片16的空气流(以下称“冷却风”)。

在作为热源的CPU13所产生的上升至100℃左右的热通过热管15高效地向散热片16传递。由冷却风扇17生成冷却风，向散热片16吹送。散热片16因来自CPU的热而变得高温，在散热片16与冷却风之间发生热交换，散热片16被冷却的同时冷却风被加热。由此，作为热源的CPU13被冷却。

在散热片16进行了热交换的冷却风从排气口40向外部排出。因此，平板终端10具备排气通道19，排气通道19在从散热片16至排气口40之间形成冷却风的通路。排气通道19具有中空结构，由例如聚碳酸酯等不会使天线性能恶化的片状的树脂部件构成。排气通道19是用于将在冷却风扇17生成并通过了散热片16的冷却风向排气口40引导的部件，为了不妨碍冷却风而高效地实施排气，在与散热片16之间等构成不会向壳体内部泄漏空气的通路。在散热片16被加热而变为高温的冷却风在排出到手、身体直接接触的壳体表面之前，在通过10～15mm的排气通道19内的期间被冷却，以温度比散热片16的紧后方降低了的状态从排气口40向外部释放。

在图3、图4B中，为了明确其他构成要素的位置，没有直接示出排气通道，而用虚线19示出排气通道，以表明排气通道的位置。由这些图可知，排气通道19配置于散热片16与排气口40之间。

并且，平板终端10具备天线元件21a、21b，该天线元件21a、21b与排气口40和排气通道19相邻，用于无线通信。天线元件21a、21b是在印刷基板(PCB：Printed CircuitBoard)上形成有单级天线、倒F天线这样的天线元件的图案(铜箔)的、壳体内置式基板天线元件。因此，天线元件21a、21b包括保持铜箔的印刷基板的基材(FR4等)作为天线基板48。天线元件21a作为广域无线通信(3G、LTE(Long-Term Evolution)等)用，是支持广域无线通信用多频带(700～900MHz、1400～1500MHz、1700～2100MHz)的小型宽带多频带天线。天线元件21b作为近距离通信用，是支持WiFi(IEEE802.11)、Bluetooth(注册商标)(2.4GHz、5～6GHz)的小型多频带天线。

天线元件21a具备：供电部22p，其对天线元件21实施供电；和接地点22g，其用于通过螺钉固定等将天线元件21a与地线(基准电位)连接。天线元件21b具备：供电部23p，其对天线元件21b实施供电；和接地点23g，其将天线元件21b与地线连接。供电部22p、23p经由同轴缆线、微带线，与平板终端10所搭载的通信模块连接。本发明的思想不仅对这里例举的广域无线通信用天线元件和近距离无线通信用天线元件，对UHF RFID等其他无线通信用天线元件也同样能够实施。

图4A是对图4B所示的结构以A-A线剖切时的剖视图。在图4A中，示出将天线元件21a、21b避开排气通道19(虚线)的开口面而以不重叠的方式配置的情况。天线元件21a、21b能够由印刷基板(厚度：0.6～1.0mm左右)构成，因此为薄型，它们一部分配置为在平板终端10的厚度方向上与排气通道19重叠。另外，天线元件21a、21b也能够共用一张印刷基板而在同一平面上构成。另外，由于印刷基板是具有充分耐热效果的树脂(FR4等)，因此也可以将其一侧面与排气通道19共用而构成(参见图12)。

在天线元件21a、21b的周围需要与用于充分获得天线的性能的使用频率成正比的天线空间Sa。例如，为了在壳体厚度为5～10mm左右的平板终端10充分获得广域无线用天线性能，在10～15mm左右的范围，避开电气电路、金属、碳材料等结构体而确保自由空间。天线元件21a、21b配置于排气通道19(即排气通道空间Sd)的外侧，以免妨碍来自冷却风扇17的冷却风的流动。通过这样的天线元件21a、21b和排气通道19的布局，而使天线空间Sa和通道空间Sd得以共用。

图7是示意性地说明图6中的虚线A所示的区域中的散热片16、天线元件21a以及排气通道19的位置关系的图。如图7所示，排气口40由外壳罩45覆盖。外壳罩45位于平板表面的供手触摸的部分，具有供来自排气通道19的冷却风通过的格子状的通风孔。另外，由于始终暴露于热风中，所以由不易传热的树脂材料构成。外壳罩45也作为与排气通道19重叠而配置的天线元件21a、21b的天线罩而发挥功能，由于与天线元件相邻，所以由不会对无线性能产生影响的树脂材料构成。在平板终端10的表面，功能上所需的树脂零件被共用。另外，外壳罩45(树脂)和壳体11(金属)能够通过双色成形构成为一个部件。

另外，如图7所示，在散热片16与排气口40之间配置有排气通道19。并且，天线元件21a配置于排气通道19的下侧。即，天线元件21a相对于排气通道19在平板终端10的厚度方向上以重叠的方式配置。换言之，天线元件21a在与排气通道内的冷却风所流动的方向正交的方向上，与排气通道19相邻配置。

通过这样的天线元件的布局，在实现平板终端10的宽度方向或长边方向的侧面的省空间化、小型化的同时，各种端子的布局设定上的自由度增大。

由于CPU13是热源，同时也是噪声源，所以将热管15的一部分与地线(基准电位)连接。由此，设定为防止来自CPU13的电噪声经由热管15和散热片16由天线元件21a、21b接收而使天线元件21a、21b灵敏度劣化的结构。具体而言，如图4B所示，通过使热管15导通而将一部分经由接地结构31、33(金属螺钉、金属板、导电性片材等)与壳体11电连接而接地。需要说明的是，也可以包括将覆盖热管15、散热片16的冷却风扇17进行固定的罩在内由金属构成并接地。另外，与天线元件21a、21b相邻的散热片16存在引发天线的共振频率、无线性能劣化的情况，通过适当地设置热管15、散热片16的地线接地点，能够去除影响。

在将平板终端10装配于基座装置80进行使用时，在天线元件性能上优选天线元件尽可能位于较高的位置(天顶方向侧)。由此，能够使天线元件与会使天线性能受到劣化影响的敲击键盘等的手、桌子等障碍物远离。并且，容易获得位于远处的通信设备与天线元件之间的通信关系。考虑到这些方面，在本实施方式中，如图1A、图1B、图2所示，排气口40配置于在宽度方向上与设置有连结部42a、42b的侧面相反的一侧的侧面的区域R。并且，排气口40优选设置于所排放的冷却风很少直接吹向使用者、且在将平板终端10相对于基座装置80拆装时使用者的手不会接触的位置。因此，区域R设定为在长边方向上从中央部向端部偏移了的上端侧面的位置。

通过这样的排气口40的配置，能够实现更高的天线元件性能并能提高使用者的便利性。

如上所述，本实施方式的平板终端10(电子设备的一例)具备壳体11、天线元件21a、21b、CPU13(热源的一例)、散热片16(散热部的一例)、热管15(热传导部的一例)、冷却风扇17、排气口40以及排气通道19。壳体11具有在厚度方向上对置的一对主面和连接主面之间的侧面。天线元件21a、21b用于实施天线通信。散热片16与冷却风实施热交换。热管15将CPU13的热向散热片16传递。冷却风扇17生成向散热片16吹送的冷却风。排气口40用于将由冷却风扇17生成并在散热片16进行了热交换的冷却风向外部排出。排气通道19将通过了散热片16的冷却风向排气口40引导。排气口40配置于壳体11的侧面。天线元件21a、21b与排气通道19以至少一部分在壳体11的厚度方向上重叠的方式配置。例如，天线元件21a、21b在与排气通道19内的冷却风流动的方向大致正交的方向上以与排气通道19重叠的方式配置。

如上所述，在内部具备冷却风扇17的平板终端10中，将天线元件21a、21b配置于排气通道19的附近。由此，在平板终端10的宽度方向或长边方向的侧面实现省空间化、小型化的同时能够在各种端子的布局设定上增大自由度。

另外，热管15接地于地线(基准电位)。由此，能够防止噪声从CPU13向天线元件21a、21b传递。

平板终端10能够相对于具备键盘的基座装置80拆装，且在一侧面具备用于与基座装置80连结的连结部42a、42b。天线元件21a、21b配置于平板终端10的与设置有连结部42a、42b的侧面对置的侧面侧。通过这样配置天线元件21a、21b，在平板终端10装配于基座装置80时，天线元件21a、21b位于较上方(天顶方向侧)，因此能够获得较好的天线元件性能。

另外，天线元件21a、21b以与排气口40重叠的方式配置。考虑到使用者会在避开了排放热风的排气口40的位置握持平板终端10，因此结果是，使用者的手不会靠近天线元件21a、21b附近，能够防止通信性能的劣化。

(实施方式2)

参见图8～图11，说明本发明的其他实施方式。在本实施方式中，天线元件和平板终端的结构与实施方式1不同。

本实施方式的平板终端10与实施方式1相同，也具有显示器和触摸面板功能。另外，平板终端10是能够相对于基座装置80拆装的终端(参见图1A、图1B)。

图8是说明本实施方式的平板终端10的天线元件和冷却结构的主要部分的图。如图8所示，本实施方式的平板终端10也具有与实施方式1相同的冷却结构。即，平板终端10在壳体11b的内部具备作为热源的CPU13、热管15、散热片16b以及冷却风扇17。热管15与CPU13热连接。散热片16b与热管15热连接。冷却风扇17生成用于对散热片16b进行冷却的冷却风。热管15通过接地结构35(导体)接地于壳体11b。

在平板终端10的排气口47的附近配置有天线元件21c。与实施方式1相同，是用于在如与通信运营商所提供的通信网间的通信(3G、LTE等)那样的较远距离的通信中使用的天线元件。天线元件21c是在柔性电路基板(FPC：Flexible printed circuit)上形成有单级天线、倒F天线这样的天线元件的图案(铜箔)的壳体内置型基板天线元件。FPC为柔软的片状，因此天线元件21c由不会使天线性能恶化的ABS树脂等树脂构成的天线保持部件46固定(参见图11)。需要说明的是，天线元件21c也可以与外壳罩45侧一体化地形成。

在图8中，为了明确天线元件21c的位置，没有直接示出排气通道，而是用虚线示出排气通道19b的位置。如虚线所示，在散热片16b与排气口47之间配置有排气通道19b(虚线)。与实施方式1相同，排气通道19b在平板终端10的厚度方向上以与天线元件21c重叠的方式配置(参见图11)。在本实施方式中，由于排气通道19b能够树脂成型为曲面、开有孔的复杂的立体形状，因此天线保持部件46也作为排气通道19b而共用。由此，在与散热片16之间等构成不会向壳体内部泄漏空气的通路。通过用规定部件围绕从散热片16b连通至排气口47的空间(通道空间Sd)来形成排气通道19b。通过这样的天线元件21c和排气通道19b的布局，天线空间Sa和通道空间Sd得以共用。

图9D是示出平板终端10的排气口附近的外观的图。平板终端10具有用于将被加热了的冷却风向外部排出的排气口47。排气口47设置于由树脂形成的外壳罩45。在该外壳罩45的内侧配置有天线元件21c。

图9A～图9C是示出拆下外壳罩45、露出天线元件21c的状态的图。图9A是从平板终端10的正面侧(设置有显示器的主面侧)观察时得到的图。天线元件21c具备：供电部28p，其对天线元件21c进行供电；和接地点28g，其将天线元件21c与地线连接。图9B是从平板终端10的侧面侧观察时得到的图。图9C是从平板终端10的背面侧观察时得到的图。

在实施方式1中，天线元件21a、21b具有平板状的形状，但在本实施方式中，天线元件21c的截面具有呈大致コ字状(或U字状)的形状，天线元件21c由大致コ字状的内部的天线保持部件46固定。即，如图9A～图9C所示，天线元件21c由与平板终端10的侧面平行的部分和在该平行的部分的两侧与该平行的部分正交延伸的两个部分构成。

如图9B所示，天线元件21c在与平板终端10的侧面平行的部分具有用于将冷却风向外部排出的排气用开口41。排气用开口41形成于与排气口47的位置相对应的位置。由冷却风扇17生成的冷却风经由该排气用开口41和排气口47向平板终端10的外部排出。

图10是从平板终端10的背面侧观察时得到的图。图11是以C-C线剖切图10的结构时的剖视图，是示意性地说明散热片16b、天线元件21c、排气通道19b以及排气用开口41的位置关系的图。如图11所示，排气通道19b配置于散热片16b与排气用开口41之间。天线元件21c配置为在排气通道19b的上侧和下侧(即，平板终端10的厚度方向上)与排气通道19b重叠。换言之，天线元件21c在与排气通道内的冷却风流动的方向正交的方向上与排气通道19b相邻配置。

通过这样配置天线元件21c，与实施方式1的情况相同地，在实现平板终端10的宽度方向或长边方向的侧面的省空间化、小型化的同时，各种端子的布局设定上的自由度增大。另外，通过将天线元件21c配置于排气口47附近，能够避免使用者握持天线元件附近的部位，从而能够减少通信质量的下降。

(其他实施方式)

如上所述，作为对本申请中公开的技术的例示，说明了实施方式1～2。然而，本发明的技术并不局限于此，也可以应用于适当地进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。另外，还可以组合在上述实施方式1～2中说明的各构成要素而作为新的实施方式。因此，以下例示其他实施方式。

在上述实施方式中，天线元件21a～21c设定为用于在如与通信运营商所提供的通信网间的通信(3G、LTE等)那样的较远距离的通信中使用的天线元件，但天线元件的种类并不局限于此，也可以是其他种类的天线元件。

上述实施方式使用平板电脑作为电子设备的一例进行了说明，但是本发明的思想也能够应用于其他电子设备。即，只要是具备内置天线元件和空冷式冷却机构的电子设备，就能应用有关天线元件配置的本发明的思想。

在上述实施方式中，排气通道也可以由中空的部件构成。或者，也可以通过由壁、肋、基板、密封部件等部件围绕一定的空间来形成通道空间而实现排气通道的功能。

在上述实施方式中，将CPU作为热源的例子进行了说明，但只要是产生热的元件，热源就不局限于CPU。

如上所述，作为本发明的技术的例示，说明了实施方式。为此，提供了附图和详细的说明。

因此，在附图和详细说明中记载的构成要素中，不仅包括为解决课题而必需的构成要素，为了例示上述技术还可以包括并非为解决课题而必需的构成要素。因此，不应因附图和详细说明中记载有这些非必需的构成要素而直接认定为这些非必需的构成要素是必需的。

另外，上述实施方式用于例示本发明的技术，因此能够在权利要求的保护范围或其等同的范围内实施各种变更、置换、附加、省略等。

工业实用性

本发明能够应用于具备内置天线元件和空冷式冷却机构的电子设备(例如平板终端)。

附图标记说明

10 平板终端

11、11b 壳体

13 热源(CPU)

15 热管(热传导部)

16、16b 散热片(散热部)

17 冷却风扇

19、19b 排气通道

21a、21b、21c 天线元件

31、33、35 接地结构

40、47 排气口

41 排气用开口

42a、42b 连结部

45 外壳罩

46 天线保持部件

48 天线基板

50 显示器

80 基座装置

82 键盘

84 触摸板

86a、86b 铰接部

87 连接器

100 信息处理装置

R 天线元件所配置的区域

Sa 天线空间

Sd 通道空间。

Claims

1.一种电子设备，具备：

壳体，其具有在厚度方向上对置的一对主面和连接所述主面之间的侧面；

天线元件，其用于实施无线通信；

热源；

散热部，其与冷却风实施热交换；

热传导部，其将所述热源的热向所述散热部传递；

冷却风扇，其生成向所述散热部吹送的所述冷却风；

排气口，其用于将由所述冷却风扇生成并在所述散热部进行了热交换的所述冷却风向外部排出；以及

排气通道，其将在所述散热部进行了热交换的所述冷却风向所述排气口引导，

所述排气口配置于所述侧面，

所述天线元件与所述排气通道以至少一部分在所述厚度方向上重叠的方式配置。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，

所述热传导部接地于基准电位。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，

所述排气通道的至少一部分由所述天线元件构成。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其中，

进一步具备保持所述天线元件的天线保持部件，

所述排气通道的至少一部分由所述天线保持部件构成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子设备，其中，

所述电子设备为平板终端。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，

所述电子设备能够相对于具备键盘的基座装置拆装，在一侧面具备用于与所述基座装置连结的连结部，

所述天线元件配置于所述电子设备的、与所述一侧面对置的另一侧面侧。