JP2011071567A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高い機械的強度を有し、信頼性が高い電子機器を提供する。
【解決手段】筐体と、前記筐体の内側に設けられ、少なくとも１つの電子部品が載置された回路基板と、前記筐体の内側に形成された空間に設けられた補強部材と、を備え、前記補強部材は、ハニカム構造を有することを特徴とする電子機器が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に関する。

携帯電話機、携帯情報端末等の電子機器への依存度は、益々増加する傾向にある。これにともない、これらの電子機器については、その小型化、薄型化の要求が増加している。さらに、これらの電子機器については、カバンや衣服のポケットに収納する都合上、曲げや捻りに対し高い強度が要求されている。
このような状況のなか、例えば、携帯電話機では、筐体の機械的強度を保つために樹脂筐体にフィラーを混入する方法や（例えば、特許文献１参照）、樹脂筐体に板金をインサート成形する方法がある（例えば、特許文献２参照）。

しかし、フィラーを混入させた樹脂筐体は、樹脂筐体そのものに比べ値段が高い。また、板金を樹脂筐体にインサート成形する方法では、成形後の樹脂筐体の反りを抑制するために、複雑な成形技術が要求される。このため、樹脂筐体の低コスト化には限界が生じてしまう。
また、板金の比重は樹脂に比べ高い。このため、板金をインサート成形した樹脂筐体の軽量化は困難である。
さらに、電波を送受信するアンテナモジュール付近には、電波障害の観点から板金を配置することができない。このため、上述した電子機器については、アンテナモジュール付近の機械的強度が向上しないという不具合があった。

特開２００１−２７７２９２号公報 特開２００９−１１１４９４号公報

本発明の目的は、上記の課題を解決することにある。

本発明の一態様によれば、筐体と、前記筐体の内側に設けられ、少なくとも１つの電子部品が載置された回路基板と、前記筐体の内側に形成された空間に設けられた補強部材と、を備え、前記補強部材は、ハニカム構造を有することを特徴とする電子機器が提供される。

本発明によれば、高い機械的強度を有し、さらに信頼性が高い電子機器が実現する。

本実施の形態に係る電子機器を表す模式図である。 電子機器を表す模式図である。 電子機器の断面模式図である。 電子機器の変形例を表す模式図である。 電子機器の別の変形例を表す模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態にかかる電子機器を表す模式図であり、図１（ａ）は、電子機器の斜視模式図であり、図１（ｂ）は、電子機器の各構成を説明する模式図である。図１（ｂ）には、電子機器の組み立て前の状態が示されている。

図１に示す電子機器１は、成形体１０と、成形体１０に対向する成形体２０と、成形体１０と成形体２０との間に設けられた、回路基板３０と、ハニカム構造を有する補強部材４０と、を備える。成形体１０、２０は、電子機器１の筐体である。
電子機器１としては、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）などがある。図１においては、樹脂などから成る成形体１０および成形体２０が嵌め合わされて筐体を構成する。電子機器１においては、その表面の上側に表示パネル部１ａが設けられ、下側にキーボード部などを含む操作部１ｂが設けられる。そのため、成形体２０には、液晶表示装置などの表示パネル、操作部を組み込むために、それらの形状に対応した孔部が設けられている。なお、表示パネル部１ａがいわゆるタッチ式パネルであり、使用者が表示パネル部１ａから情報を入力できる場合には、操作部１ｂは略される場合もある。
また、操作部１ｂが配置された領域において、成形体１０と成形体２０との間には、電子回路が形成された回路基板３０、充電式電池などが配置される。

回路基板３０には、給電部を含む高周波回路、制御回路、電源回路などが形成されている（図示しない）。回路基板３０は、成形体１０の内側に設けられた基板支持領域１０ｒ上に載置される。回路基板３０には、これらの回路を構成するための配線パターンや電子部品３０ｃａ、３０ｃｂが設けられている。電子部品３０ｃａ、３０ｃｂは、例えば、制御用ＩＣ、メモリ等の半導体チップが該当する。また、回路基板３０と表示パネルとの間、回路基板３０とキーボードとの間などにも、これらの間を接続するための配線層が設けられている（図示しない）。

また、電子機器１のアンテナモジュール領域１ｃには、アンテナパターン（内蔵アンテナ）などの導電パターンが設けられている。導電パターンは、導電パターンの保護膜、絶縁膜などを含む。アンテナモジュール領域１ｃでは、外部通信を図るために、電波が送受信される。
なお、図１では、アンテナモジュール領域１ｃが電子機器１の先端部分に配置されている形態が例示されているが、アンテナモジュール領域１ｃが設けられる部分は、この領域に限られるものではない。必要に応じて、表示パネル部１ａの周辺、もしくは操作部１ｂの周辺に設けてもよい。また、図１では、平面状の電子機器１を示しているが、電子機器１は、２枚の平面を折りたたむことができる折りたたみ式構造でもよく、スライド式構造であってもよい。

成形体１０、２０の材質は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリルとブタジエンとスチレンとの共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリル樹脂、あるいはこれらの複合樹脂などである。成形体１０、２０の内部には、必要に応じて、シリカなどの無機フィラーを含ませてもよい。
回路基板３０の材質は、例えば、ガラスエポキシ樹脂、シリコンなどである。

さらに、電子機器１においては、成形体１０と成形体２０との間に、ハニカム構造を有する補強部材４０を備える。補強部材４０には、例えば、表示パネル部１ａ、操作部１ｂを受容するための凹部４０ａ、４０ｂが設けられている。これらの凹部４０ａ、４０ｂの深さは、表示パネル部１ａ、操作部１ｂが電子機器１内に堀下がる程度に応じて適宜調整される。必要に応じて、凹部４０ａ、４０ｂを貫通させてもよい（図示しない）。さらに、補強部材４０の先端には、例えば、凹部４０ｃが設けられている。凹部４０ｃ内には、アンテナモジュール領域１ｃが収まる。これにより、アンテナ周辺には、補強部材４０が配置される。

補強部材４０を、図１の一部を拡大した図２、図３を用いて説明する。
図２は、電子機器を表す模式図である。ここで、図２（ａ）には、補強部材４０を取り除いた状態の電子機器が示され、図２（ｂ）には、電子機器１の斜視模式図が示されている。また、図３には、図２（ｂ）のＸ−Ｙ断面が示されている。
図２（ａ）に示すように、回路基板３０の所定の箇所には、電子部品３０ｃａ、３０ｃｂが設けられている。電子機器１においては、電子部品３０ｃａ、３０ｃｂに成形体２０の内面を接触させない都合上、回路基板３０と成形体２０との間、あるいは電子部品３０ｃａ、３０ｃｂと成形体２０との間には、必然的に空間１ｓｐが形成する。このような空間１ｓｐは、回路基板３０と成形体２０との間のほか、表示パネル部１ａの周辺、アンテナモジュール領域１ｃの周辺にも形成される。

本実施の形態の係る電子機器１では、図２（ｂ）並びに図３（ａ）に示すように、電子機器１内に形成する空間１ｓｐに補強部材４０が配置される。
補強部材４０は、回路基板３０の主面に対し、略垂直に補強部材４０をみた場合、ハニカム構造を有する。補強部材４０は、板状部材４０ｐと空間４０ｓｐとを含み、板状部材４０ｐが六角柱の一面をなす。
また、補強部材４０には、切削加工などが施されて、矢印Ａの方向に段差が設けられている。また、補強部材４０は、打ち抜き加工などにより矢印Ａの方向に貫通孔を設けることもできる。

例えば、電子部品３０ｃａ、３０ｃｂ上の補強部材４０の厚みは、電子部品３０ｃａ、３０ｃｂが配置されていない回路基板３０上の補強部材４０の厚みに比べて薄い。このような段差を補強部材４０に設けることにより、回路基板３０と成形体２０との間、電子部品３０ｃａ、３０ｃｂと成形体２０との間に補強部材４０を隙間なく配置することができる。また、補強部材４０の段差によって、回路基板３０の位置決めをすることもできる。

このように、補強部材４０の段差、貫通孔は、表示パネル部１ａ、操作部１ｂが電子機器１内に堀下がる程度、表示パネル部１ａ、操作部１ｂの面積、アンテナモジュール領域１ｃの厚み、アンテナモジュール領域１ｃの容量等に加え、回路基板３０の凹凸形状、電子部品３０ｃａ、３０ｃｂの実装高さ等を考慮して適宜形成される。

そして、補強部材４０を電子機器１の内部に配置することにより、電子機器１全体が曲げられたり、電子機器１全体が捻られたりしても、電子機器１は、高い機械的強度を保持する。この場合、電子機器１全体が曲げられたり、電子機器１全体が捻られたりしても、補強部材４０は、成形体１０、２０の内壁、回路基板３０の主面、電子部品３０ｃａ、３０ｃｂに当接している。

従って、補強部材４０の板状部材４０ｐのうち、その端面４０ｐｔによる抗力が働き、電子機器１は曲げ、捻りに対し高い機械的強度を保持する。また、電子機器１を押し潰す力（矢印Ａの方向の圧縮力）が働いても、板状部材４０ｐの端面４０ｐｔによる抗力が働き、圧縮力に対し高い抗力を有する。
また、補強部材４０は、ハニカム構造を有するので周期的に空間４０ｓｐが設けられている。その結果、補強部材４０自体の軽量化を図ることができる。

補強部材４０の材質は、例えば、セルロース繊維、アラミド繊維などを含む紙、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、あるいはこれらの複合樹脂、これらの紙およびこれらの樹脂の複合材などである。特に、補強部材４０の材質が紙、樹脂であれば、補強部材４０の塑性変形が生じ難い。

従前では、アンテナモジュール領域１ｃ付近に板金を配置できず、このモジュール領域の周辺の機械的強度を向上させることができなかった。しかしながら、本実施の形態では、例えば、材質が紙、樹脂で構成されている補強部材４０を電子機器１内に配置する。これにより、アンテナモジュール領域１ｃ周辺の機械的強度が増加する。この場合、補強部材４０の材質は、紙、樹脂なので、アンテナから放出される電波に対し補強部材４０は悪影響を与えない。

なお、本実施の形態は、図３（ａ）に示すように、補強部材４０を回路基板３０の主面の上側に設ける構造に限らず、図３（ｂ）に示すように、回路基板３０を回路基板３０の主面の下側に設ける構造を含む。

図３（ｂ）に示す構造であれば、回路基板３０は、補強部材４０を介して成型品１０上に配置される。このような構造であれば、電子部品３０ｃａ、３０ｃｂを有する回路基板３０は、電子機器１の曲げ、捻りに対し、成型品１０からの影響をより受け難くなる。その結果、電子機器１はより高い耐久性を維持する。

次に、電子機器１の変形例について説明する。以下の説明では、電子機器１と同じ部材には同じ符号を付し、その詳細な説明については適宜省略する。

図４は、電子機器の変形例を表す模式図である。図４には、電子機器の各構成が示されいる。
電子部品３０ｃａ、３０ｃｂが作動すると、回路基板３０から電磁波が放出される場合がある。このような電磁波がアンテナから放出される電波に重畳すると、通話品質の低下をもたらす場合がある。
本実施の形態では、電子機器２内に、部分的に材質が異なる補強部材４１を配置し、回路基板３０のＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）対策が施されている。

例えば、電子機器２に係る補強部材４１は、アンテナモジュール領域１ｃの周辺の材質が上述した紙もしくは樹脂、または紙および樹脂の複合材で構成された補強部材４１２と、これ以外の部分の材質が金属で構成された補強部材４１１とを含む。

ここで、金属とは、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス鋼などである。金属表面には、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス鋼などの酸化膜（絶縁層）が設けてもよい。このような絶縁層の形成により、回路基板３０上に補強部材４１を載置しても、回路基板３０の配線層同士が短絡することはない。

このように、回路基板３０上の補強部材４１の材質は、金属となり、回路基板３０から放出される電磁波が補強部材４１により遮蔽される。その結果、回路基板３０から放出される電磁波は、アンテナから放出される電波に重畳し難くなり、ノイズの少ない電波がアンテナから効率よく放射される。
特に、補強部材４１が図３（ｂ）に示す形態である場合、回路基板３０の上面および下面の双方の主面が金属製の補強部材４１で被覆されるので、回路基板３０から放出される電磁波はより効率よく遮蔽される。

なお、回路基板３０から放出される電磁波を効率よく遮蔽するために、補強部材４１の空間４０ｓｐの径は、回路基板３０から放出される電磁波の波長以下に構成されていることが好ましい。
また、補強部材４１１の材質が金属であれば、電子部品３０ｃａ、３０ｃｂおよび回路基板３０などから発した熱が効率よく補強部材４１１を介し成型体２０から放出される。
このように、電子機器２は、電子機器１と同様の効果を有するほか、高い通話品質、高い放熱効果を有する。

また、図５は、電子機器の別の変形例を表す模式図である。
例えば、図５（ａ）に示す電子機器３では、補強部材４０の空間４０ｓｐに、シリコンゲル、エラストマ、プラストマ等の樹脂５０を配置している。これにより、補強部材４０の機械的強度は、さらに増加する。

また、補強部材については、一体である必要はない。例えば、実際の電子機器では、成形体１０と成形体２０との間に、しきい板や止めピンを設ける必要もある。このような場合、一体の補強部材４０を成形体１０と成形体２０との間に配置することは難しい。

このような場合、例えば、図５（ｂ）に示す電子機器４では、分割された補強部材４０が成形体１０と成形体２０とが嵌合して形成する空間１ｓｐ内に配置される。分離した補強部材４０の間には、しきい板や止めピンが配置される。このような形態であれば、補強部材４０の配置の自由度がより向上する。

なお、成形体１０と成形体２０とが嵌合したときの厚みは、一例として、３ｍｍ以上、１５ｍｍ以下である。補強部材４０の最大厚みは、例えば、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。但し、この数値に限定されるものではない。
また、本実施の形態のハニカム構造は、空間４０ｓｐの形状が六角形であるハニカムに限らない。例えば、回路基板３０の主面に対し、略垂直に補強部材４０をみた場合、空間４０ｓｐが六角形以外の多角形（三角形、四角形など）もしくは円、楕円もハニカム構造と呼ぶ。

このように本実施の形態に係る電子機器は、ハニカム構造などを有する補強部材４０を備える。これにより、電子機器１の軽量化がなされ、電子機器は、高い機械的強度を有する。また、成形体１０、２０には板金を封入する必要がない。さらに、フィラーを混入せずとも、成形体１０、２０は、高い機械的強度を維持する。これにより、成形体１０、２０は、低コストで製造できる。さらに、電波を送受信するアンテナモジュール付近にも、補強部材が配置され、アンテナから放出される電波に対し悪影響を与えずに、アンテナモジュール付近の機械的強度が向上する。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

例えば、補強部材４０の材質、セルサイズ、段差形状、貫通孔形状などを適宜調整することで、適用する製品の仕様に合わせることできる。また、電子機器１としては、携帯電話機、ＰＤＡに限られるものではなく、ノート型パーソナルコンピュータ、電子辞書、移動型パーソナルコンピューター、電子式卓上計算機、メモリスティックなどであってもよい。

また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

１、２、３、４ 電子機器
１ａ 表示パネル部
１ｂ 操作部
１ｃ アンテナモジュール領域
１ｓｐ 空間
１０、２０ 成形体
１０ｒ 基板支持領域
３０ 回路基板
３０ｃａ、３０ｃｂ 電子部品
４０、４１、４１１、４１２ 補強部材
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 凹部
４０ｐ 板状部材
４０ｐｔ 端面
４０ｓｐ 空間
５０ 樹脂
Ａ 矢印

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体の内側に設けられ、少なくとも１つの電子部品が載置された回路基板と、
   前記筐体の内側に形成された空間に設けられた補強部材と、
   を備え、
   前記補強部材は、ハニカム構造を有することを特徴とする電子機器。
2. 前記補給部材の少なくとも一部は、前記回路基板の主面上に設けられ、
   前記回路基板の前記主面上に設けられた前記補強部材の材質は、金属であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記筐体の内側に設けられ、電波を送受信するアンテナをさらに備え、
   前記アンテナ周辺に配置された前記補強部材の材質は、紙もしくは樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記補強部材は、前記筐体の内側において分割されて配置されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子機器。
5. 前記補強部材の厚みは、前記電子部品が配置されている前記回路基板の領域と、前記電子部品が配置されていない前記回路基板の領域と、で異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子機器。

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