JP2010507243A - 二元機能外表面を有する電子装置 - Google Patents

Abstract

電子装置の外部は、放熱を促進するための不均一断面を有する。不均一断面の隆起部は非熱伝導塗料で製造される。一実施例において、装置の外部は、不均一表面と、熱源と熱的に結合される少なくとも１つの別の表面とを有する熱伝導層を有する。不均一表面は、その不均一表面の他の領域よりも高い位置にある高領域を有する。熱伝導表面の前記高領域上には、非熱伝導性の複数の第２層領域が設けられる。

Description

本発明は電子装置に関し、特に、電子装置の放熱性の表面に関する。

携帯電話、メディアプレーヤー、ナビゲーション装置、ラップトップコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ等の電子装置は、小型化が進み演算能力が増すにつれその利便性が高まっている。

電子装置には、周囲の大気中への放熱を促進するためのヒートシンクが用いられる場合がある。

一側面によれば、装置は外表面を有し、熱伝導層と第２層領域を含む。熱伝導層は不均一表面と、熱源と熱的に結合された少なくとも１つの別の表面を有する。不均一表面は、その不均一表面のその他の領域よりも高い位置にある第１領域を有し、更に、熱伝導表面の第１領域上に設けられた複数の第２層領域を有する。

他の側面において、前記装置の前記複数の第２層領域は非熱伝導領域である。

他の側面において、前記装置の前記複数の第２層領域はプラスチック材料又はエラストマーを含む。前記熱伝導層は金属を含みうる。

他の側面において、前記熱伝導層は前記装置のヒートシンクとして機能する。

他の側面において、前記熱伝導層の前記不均一表面は波状輪郭を有する。

他の側面において、前記熱伝導層の前記不均一表面は丘陵状輪郭又は箱形輪郭を有する。

他の側面において、前記複数の第２層領域は、比較的持ちやすい材料で形成される。

他の側面において、前記不均一表面の前記第１領域は、前記不均一表面の低い位置にある領域から、約０．２ミリメートル乃至数ミリメートルのオーダの距離離れている。

他の側面において、電子装置は、熱源と外表面部を有する。前記外表面部は、不均一表面と、前記熱源と熱的に結合された少なくとも１つの別の表面とを有する熱伝導層を有する。前記不均一表面は複数の隆起領域を有する。さらに、前記外表面部は、前記熱伝導層の前記複数の隆起領域上に設けられた複数の第２層領域を有する。

他の側面において、前記電子装置は移動端末又はポータブルコンピュータである。

他の側面において、前記複数の第２層領域は非熱伝導領域を含む。

他の側面において、前記電子装置の前記複数の第２層領域はそれぞれ、プラスチック材料又はエラストマーを含む。

他の側面において、前記熱伝導層は金属を含む。

他の側面において、前記不均一表面は波状輪郭を有する。あるいは、前記不均一表面は丘陵状輪郭又は箱形輪郭を有する。

他の側面において、前記複数の第２層領域は比較的持ちやすい材料で形成される。

更に別の側面において、熱伝導性の不均一表面を有し熱を放散する手段を有する二元機能表面が提供される。この二元機能表面は更に、非熱伝導性の材料で前記不均一表面の部分と断熱する手段を有する。

他の側面において、前記不均一表面の部分と断熱する手段は、高い摩擦係数を有し、かつ、心地よい触感を有する。

他の側面において、前記不均一表面は波状輪郭を有する。

実施形態における電子装置の正面図。 実施形態における電子装置の背面図。 図１Ｂに示した二元機能表面の具体例を示す断面図。 操作者が使用している時の二元機能表面の具体例を示す概念図。 図１Ｂに示した二元機能表面の別の具体例を示す断面図。 図１Ｂに示した二元機能表面の更に別の具体例を示す断面図。 二元機能表面を実装した電子装置の別の例を示す図。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図面中、同一の参照番号は同一若しくは類似の要素を表すものとする。なお、本発明は以下の詳細な説明に限定されるものではない。

以下に示すように、電子装置の外部の表面は均一な断面ではなく、放熱を促進するために例えば波状の断面を有する。波状断面のピークなどの、不均一断面における高い位置は、非熱伝導性塗料（non-thermal conductive coating）を用いてプレス加工又は塗装される。非熱伝導性塗料は比較的ユーザに心地よい感触を与えることができる。このように、電子装置の不均一断面部は、熱を放散させるとともに、ユーザに電子装置を触ったり持ったりしたときの快適さを与えることができる。

図１Ａ及び図１Ｂはそれぞれ、本実施形態における電子装置１００の正面図及び背面図である。この例において、電子装置１００は移動端末である。もっとも、電子装置１００はいかなるタイプの電子装置であってもよい。

電子装置１００は、筐体１１０、スピーカ１２０、ディスプレイ１３０、操作キー１４０、キーパッド１５０、マイクロホン１６０を有する。筐体１１０は、電子装置１００の部品を、外部環境から保護する。筐体１１０は、熱可塑性プラスチック、金属、エラストマー（例えば合成ゴム及び／又は天然ゴム）、及び／又はその他の類似の材料で形成される。スピーカ１２０は、電子装置１００のユーザに対して音響情報を提供する。ディスプレイ１３０はユーザに可視情報を提供する。例えば、ディスプレイ１３０は、電話の着呼若しくは発呼、ゲーム、電話番号、現在時刻、電子メールなどの情報を提供することができる。操作キー１４０は、電子装置１００に１又は２以上の動作を実行させるためにユーザが電子装置１００と対話することを可能にするものである。キーパッド１５０は、標準的な電話番号キーパッドを含むほか、電子装置１００への情報の入力を可能にする追加的なキーを含みうる。マイクロホン１６０はユーザからの音響情報を受け取る。

電子装置１００の筐体の少なくとも一部は不均一表面部を有する。以下、この部分を二元機能表面（dual function surface）１１５という。本実施形態では、電子装置１００の背面にこの二元機能表面１１５が実装される。二元機能表面１１５は、ユーザに快適な感触をもたせつつ、熱を放散させるように設計される。二元機能表面１１５は、筐体１１０のあらゆる外表面に使用できるが、放熱の観点からは、とりわけ電子装置１００の充電回路やコア回路網の部分を覆うような領域に設けられるとよい。

図２は、本実施形態における二元機能表面１１５の具体例を示す断面図である。この具体例において、二元機能表面１１５は、谷位置２１７より高いピーク位置２１６を有する波状断面を有するものとして表されている。波状断面は熱伝導層（thermally conductive layer）２１０によって構成されている。熱伝導層２１０は例えば、熱伝導性金属又はその他の金属で構成されてもよい。熱伝導層２１０は、その表面を通って外部の大気中に放熱するよう作用する。すなわち、熱伝導層２１０は、上表面部が外気と接触し、それ以外の部分が、放散されるべき熱源２５０と接触若しくは熱的に結合するヒートシンクとして機能する。熱源２５０は、電子回路などの電子装置１００の内部熱発生要素を含む。図２において破線矢印で示すように、熱源２５０によって発生した熱は、熱伝導層２１０を通って電子装置１００の冷却器である外表面へと移動する。熱伝導層２１０の上表面部の不均一断面によって、放熱のための比較的大きな表面領域を形成することができる。熱伝導層２１０の上表面部の表面領域は、熱伝導層２１０の表面がフラットに形成された場合に比べ大きくでき、熱交換のための追加的なベンチレーション表面を提供することができる。

熱伝導層２１０の上表面部は、非熱伝導領域２１５によってプレス加工又は塗装される。図示のように、非熱伝導領域２１５は、熱伝導層２１０のピーク付近（すなわち、ピーク位置２１６付近）に設けられている。非熱伝導領域２１５は、例えば、プラスチック材料（例えば熱可塑性材料）又はエラストマー（例えばゴム）で実現される。一般に、それらの材料は、非熱伝導性でかつ心地よい触感及び／又は静摩擦係数若しくは動摩擦係数の高い（すなわち滑りにくい）材料として選択される。非熱伝導領域２１５によって覆われる領域は、二元機能表面１１５によって覆われる全領域より小さく、実現例によっては、かなり小さい。熱伝導層２１０を不均一にすることにより、熱交換を促進するための外表面を拡大することができ、非熱伝導領域２１５を簡単に付加することができる起伏が生まれる。

熱伝導層２１０の波形の振幅は、個別の装置の設計に基づき変えることができ、一般には、１０分の数ミリメートルから数ミリメートルのオーダで変更しても良い。例えば、図２の“Ｄ”で示される振幅は、約０．２〜０．５ミリメートルから、数ミリメートル若しくはそれ以上（例えば、３ミリメートル以上）の範囲とすることができる。

図３は、ユーザが使用しているときの、図２に示したような二元機能表面１１５の具体例を示す図である。図３において、曲線３２０は、電子装置１００に触れている（例えば、持っている）人の手の二元機能表面１１５上における輪郭線を表している。手は必然的に非熱伝導領域２１５に触れることになるが、この非熱伝導領域２１５が、心地よい触感を与えるとともに、熱伝導層２１０の熱を遮蔽している。ある実施例においては、ユーザの手の一部が入り込んで熱伝導層２１０に触れることがあってもかまわない。すなわち、いくつかの実施例において、非熱伝導領域２１５は、ユーザの手と熱伝導層２１０との間を完全に分離する物理的なセパレータとして機能しなくても、許容できる結果をもたらすことができる。

図２、図３に示し、上述したような二元機能表面１１５は、非熱伝導領域２１５によって頂上部が被覆された不均一部を含む熱伝導層２１０を有する。非熱伝導領域２１５で形成される頂上部によって、ユーザは熱伝導層２１０の放熱部のほとんど若しくは全部に触れることなく電子装置１００を持つことができる。また、二元機能表面１１５を波形にすることで、平坦な熱伝導表面よりも高いベンチレーション性能を得ることができる。さらに、熱伝導層２１０の波形の頂上部だけが非熱伝導領域２１５で被覆されるので、二元機能表面１１５は比較的簡単にかつ安価に製造可能である。例えば、非熱伝導領域２１５は熱伝導層２１０に対してプレス加工される。このように、表面は、心地よい触感でありながら効果的な放熱が可能である。ある実施例では、熱伝導層２１０は、非熱伝導性材料で作られるピーク部分（即ち、部分２１６）と、熱伝導性材料で作られるその他の部分とを有する単一連続層とすることができる。

熱伝導層２１０の表面頂上の波状断面は一例にすぎない。同じ機能をもたらす別のさまざまな断面が可能である。例えば図４は、二元機能表面１１５の代替実施例を示す断面図である。この実施例では、二元機能表面１１５は「丘陵（hilly）」断面部を有している。丘陵断面部は熱伝導層４１０によって形成されている。熱伝導層４１０は、（上述した）熱伝導層２１０と材料も機能も同様である。

熱伝導層４１０は非熱伝導領域４１５によってプレス加工又は塗装される。非熱伝導領域４１５は、非熱伝導領域２１５と同様の役割を果たす。すなわち、非熱伝導領域４１５は、熱伝導層４１０の最上部若しくはその付近に位置しており、非熱伝導性で、かつ、心地よい触感及び／又は持ちやすい材料として選択されたものである。

図５は、二元機能表面１１５の他の代替実施例を示す断面図である。この実施例においては、二元機能表面１１５は箱形状断面部を有している。箱形状断面部は熱伝導層５１０によって形成される。熱伝導層５１０は、（上述した）熱伝導層２１０と同様の材料で作成され同様の役割を果たす。

熱伝導層５１０は、非熱伝導領域５１５によってプレス加工又は塗装される。非熱伝導領域５１５は、（上述した）非熱伝導領域２１５と同様の役割を果たす。すなわち、非熱伝導領域５１５は、熱伝導層５１０の最上部若しくはその付近に位置しており、非熱伝導性で、かつ、心地よい触感及び／又は持ちやすい材料として選択されたものである。

二元機能表面１１５は、移動端末１００に実装されるものとして、図１Ｂに示したが、二元機能表面１１５はあらゆる電子装置に実装可能である。

図６は、二元機能表面を実装した電子装置の別の例を示す図である。図示のように、ポータブルコンピュータ（すなわち、ラップトップコンピュータ）６００は、上述の二元機能表面を有する。ポータブルコンピュータ６００は例えば、タッチパッド入力部６０１、キーボード６０２、ディスプレイ６０３を含む。また、ポータブルコンピュータ６００は、（斜線領域で示される）二元機能表面６１５を含む。二元機能表面６１５は、上述のように、例えば図２―５に示したようにして実装される。この例においては、二元機能表面６１５は、ポータブルコンピュータ６００の前部に設けられている。他の実施例として、二元機能表面６１５は、ポータブルコンピュータ６００の背面部や側面部などの他の場所又は追加的な場所に設けられてもよい。

（結論）
上述したように、二元機能表面は、触感がよく、かつ、熱を放散するヒートシンクとして機能する。

上述した本発明の実施形態は説明にすぎないものであり、ここに開示した内容に本発明を限定しようとしたものではない。上述の教示や本発明の実施によって、改変、改良が可能である。

本明細書で使用される場合、「有する（comprise／comprising）」という用語は、言及された特徴、整数、ステップ又は構成の存在を特定するために用いられるが、これら以外の特徴、整数、ステップ、構成、又はこれらのグループの存在又は追加を排除するものではない、という点を強調しておく。

本明細書での説明において用いられる要素、行為及び指示のいずれも、その旨明示されていないかぎり、本発明にとって極めて重要であるか、不可欠であると解釈すべきでない。また、本明細書で使用されているように、不定冠詞「ａ」は１つ以上の項目又は品目を含むように意図されている。１つだけの品目であることを意図する場合には、「１つの（one）」又は同様の表現が用いられる。さらに、「〜に基づいて」というフレーズは、別途明白に言明されていないかぎり、本明細書で使用されているように、「〜に少なくとも部分的に基づいて」ということを意味するように意図されたフレーズである。

Claims (21)

1. 外表面を有する装置であって、
   他の領域よりも高い位置にある複数の第１領域を有する不均一表面と、熱源と熱的に結合された少なくとも１つの別の表面とを有する熱伝導層と、
   前記不均一表面の前記複数の第１領域上に設けられた複数の第２層領域と、
   を有することを特徴とする装置。
2. 前記複数の第２層領域は非熱伝導性であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記複数の第２層領域は、プラスチック材料又はエラストマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記熱伝導層は金属を含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記熱伝導層は前記装置のヒートシンクとして機能することを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記熱伝導層の前記不均一表面は波状輪郭を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記熱伝導層の前記不均一表面は丘陵状輪郭又は箱形輪郭を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記複数の第２層領域は、比較的持ちやすい材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. 前記不均一表面の前記第１領域は、前記不均一表面の低い位置にある領域から約０．２ミリメートル乃至数ミリメートルのオーダの距離離れていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
10. 熱源と、
    外表面部と、を有し、
    前記外表面部は、
    複数の隆起領域を有する不均一表面と、前記熱源と熱的に結合された少なくとも１つの別の表面とを有する熱伝導層と、
    前記不均一表面の前記複数の隆起領域上に設けられた複数の第２層領域と、
    を有することを特徴とする電子装置。
11. 前記電子装置は移動端末又はポータブルコンピュータであることを特徴とする請求項１０に記載の電子装置。
12. 前記複数の第２層領域は非熱伝導領域を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電子装置。
13. 前記複数の第２層領域はそれぞれ、プラスチック材料又はエラストマーを含むことを特徴とする請求項１２に記載の電子装置。
14. 前記熱伝導層は金属を含むことを特徴とする請求項１３に記載の電子装置。
15. 前記不均一表面は波状輪郭を有することを特徴とする請求項１０に記載の電子装置。
16. 前記不均一表面は丘陵状輪郭又は箱形輪郭を有することを特徴とする請求項１０に記載の電子装置。
17. 前記複数の第２層領域は比較的持ちやすい材料で形成されることを特徴とする請求項１０に記載の電子装置。
18. 前記不均一表面の前記複数の隆起領域は、前記不均一表面の低い位置にある領域から約０．２ミリメートル乃至数ミリメートルのオーダの距離離れていることを特徴とする請求項１０に記載の電子装置。
19. 熱伝導性の不均一表面を有し、熱を放散する手段と、
    非熱伝導性の材料で前記不均一表面の部分と断熱する手段と、
    を有することを特徴とする二元機能表面。
20. 前記材料は、高い摩擦係数を有し、かつ、心地よい触感を有することを特徴とする請求項１９に記載の二元機能表面。
21. 前記不均一表面は波状輪郭を有することを特徴とする請求項１９に記載の二元機能表面。

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