JP2016005188A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板と充電池との境目を補強し、充電池の性能を確保しながら電子機器を壊れにくいものとする。
【解決手段】携帯電話機１の筐体内に回路基板７と充電池６とを、この筐体の厚さ方向に互いに重ならないように収容する。回路基板７と充電池６との境目８の両端のうち少なくとも一方側に境目８の延長線を跨ぐように補強部材１０を配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、筐体内に回路基板と充電池とが該筐体の厚さ方向に互いに重ならないように収容された電子機器に関し、特に回路基板と充電池との境目の補強構造に関する。

従来より、電子機器の１種である、スマートフォンの筐体構成については例えば図１０及び図１１に示す従来技術１に係る携帯端末１０１のように、液晶ユニット１０２（表示）、タッチセンサ（入力）、回路基板１０７（制御）、充電池１０６（電源）、正面側キャビネット１０３及び背面側キャビネット１０４（保護及び保持）の主要構成部品から成り立っている。これらの主要構成部品を効率的に配置し、筐体内に納めることで製品となる。主要部品の配置については液晶ユニット１０２、タッチセンサ、正面側キャビネット１０３、背面側キャビネット１０４など特性上配置が固定されているものもあるが、回路基板１０７や充電池１０６などの配置は求められる要件により異なってくる。そのなかで回路基板１０７と充電池１０６の配置について大きく分けて２つに分類できる。

すなわち、例えば、図１０及び図１１に示す携帯端末１０１のように、正面側キャビネット１０３と背面側キャビネット１０４との間で、充電池１０６と回路基板１０７とを重ねない、上下にずれている配置では、携帯端末１０１の長手方向の、充電池１０６の長さＬが短くなるが、その厚さＴを厚くすることができるので、その容量を大きくすることができる。スマートフォンなどに搭載される二次電池はリチウムイオンやリチウムポリマーが採用されることがほとんどになるが、充電池１０６の特性上、同じ体積であれば厚さＴが厚い方が容量が大きくできるためである。

一方、図１２及び図１３に示す従来技術２に係る携帯端末２０１のように、正面側キャビネット２０３と背面側キャビネット２０４との間で充電池２０６と回路基板２０７とを重ねる配置では、携帯端末２０１の長手方向の、充電池２０６の長さＬ’を長くできるが、厚さＴ’が薄くなる。しかし、両者が重なっているので、筐体を折り曲げるような力がかかったときに、周囲の部品に比べて比較的剛性の高い、充電池２０６と回路基板２０７とで荷重を支えるので、局部的なストレスになりにくく、また、放熱が容易で筐体内の温度が上昇しにくい。

ところで、特許文献１のように、表示パネルの側方に補強構造を設けて表示パネルに加わる荷重を軽減するという技術が知られている。

特開２００３−３１６２７５号公報

このように、それぞれの配置に対してメリット及びデメリットが存在するが、図１０及び図１１に示す回路基板１０７と充電池１０６とを重ねない構造の方が、充電池１０６の容量という面でメリットが大きく、スマートフォン等の多機能化により電池持ちが重要視されていることから採用される場合が多い。

しかしながら、充電池１０６と回路基板１０７とを重ねない、上下にずれた配置では、筐体の中間もしくは中間付近で、回路基板１０７と充電池１０６との境目１０８ができる。図１２及び図１３に示す回路基板２０７と充電池２０６とを重ねて配置する構造に比べると、筐体を折り曲げる様な曲げ荷重がかかった場合に、比較的他の部分よりも剛性の高い回路基板１０７と充電池１０６とで形成された境目１０８及びその周辺に曲げ応力が集中するという問題がある。

一方で、特許文献１のように表示パネルの側方に補強部材を設けると、表示パネルの表示領域を大きくすることができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回路基板と充電池との境目を補強し、充電池の性能を確保しながら電子機器を壊れにくいものとすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、回路基板と充電池との境目を補強する補強部を設けた。

具体的には、本発明では、筐体内に回路基板と充電池とが該筐体の厚さ方向に互いに重ならないように収容された電子機器を前提とする。

そして、上記回路基板と上記充電池との境目の両端のうち少なくとも一方側に該境目の延長線を跨ぐように補強部が配置される構成とする。

上記の構成によると、境目の両端のうち少なくとも一方側に補強部を設けたので、電子機器をポケットに入れた状態で座ったり、鞄に入れた状態で力が加わったりしても、境目の近傍に発生した荷重を補強部で補うことができるので、筐体が破損しにくい。なお、補強部は、境目の両端側に設けてもよいし、片側にのみ設けてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、回路基板と充電池との境目の両端のうち少なくとも一方側に境目の延長線を跨ぐように補強部を配置したことにより、回路基板と充電池との境目に集中する応力に対して補強及びストレスコントロールをすることにより壊れにくい製品を提供することができる。

（ａ）が板金部材に補強部材を接合する様子を示す斜視図であり、（ｂ）が補強部材がインサート成形された正面側キャビネットを示す斜視図である。 補強部材がインサート成形された実施形態１に係る携帯電話機の概略を示し、（ａ）が（ｂ）のIIa−IIa線断面図であり、（ｂ）が背面図である。 図２（ｂ）のIII−III線断面図及びそのＡ部拡大断面図である。 補強部材の変形例を示す側面図であり、（ａ）が実施形態２を示し、（ｂ）が実施形態３を示す。 実施形態４を示す、図３のＡ部に対応する拡大断面図である。 実施形態５を示す部分拡大断面図である。 実施形態６を示す部分拡大断面図である。 実施形態７を示す部分拡大断面図である。 実施形態８を示す部分拡大断面図である。 従来技術１に係る携帯電話機を示す分解斜視図である。 従来技術１に係る携帯電話機を示し、（ａ）が（ｂ）のXIa-XIa線断面図であり、（ｂ）が正面図である。 従来技術２に係る携帯電話機を示す分解斜視図である。 従来技術２に係る携帯電話機を示し、（ａ）が（ｂ）のXIIIa-XIIIa線断面図であり、（ｂ）が正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図３に実施形態１の電子機器としての携帯電話機１の断面を示す。この携帯電話機１は、例えば、正面側に液晶ユニット２を収容する正面側キャビネット３と、この正面側キャビネット３の背面を覆う背面側キャビネット４とを備え、背面側が皿状のリアカバー５で覆われている。本実施形態では、正面側キャビネット３と、背面側キャビネット４と、リアカバー５とで携帯電話機１の筐体が構成されている。正面側キャビネット３は、アルミニウム合金板、ステンレス鋼板等よりなる板状の板金部材３ａが樹脂部と共にインサート成形され、その板金部材３ａの正面側に液晶ユニット２が配置されている。この板金部材３ａの背面側に図２に示すように、充電池６と回路基板７とが筐体（携帯電話機１）の厚さ方向に（背面から見て）互いに重ならないように収容されている。

図２に一点鎖線で示すように、背面から見て回路基板７と充電池６との間の左右に直線状に延びる境目８が存在する。境目８は、回路基板７と充電池６との間の隙間で構成される。この境目８の両側に境目８の延長線を跨ぐように補強部が配置されている。本実施形態では、補強部は、板金部材３ａと同じ材料の補強部材１０で構成されている。補強部材１０の材質は、必ずしも板金部材３ａと同じでなくてもよく、少なくとも正面側キャビネット３の樹脂部よりも剛性の高い材料よりなる。補強部材１０は、図１（ａ）に示すように、例えば、Ｌ字状に折り曲げられた部材よりなり、携帯電話機１の長手方向に長い長細い接合部１０ａと、この接合部１０ａから垂直に折り曲げられた三角形状の側板１０ｂとを有する。側板１０ｂは、境目８に近付くほど、その断面係数（断面積）が大きくなっている。三角形状の側板１０ｂは、２点鎖線で囲んだように接合部１０ａの両側に一対の側板１０ｂが設けられていてもよい。また、補強部材１０は、図３に示すように、正面側キャビネット３の樹脂部内に埋設されていると、回路基板７と充電池６の左右幅を確保する点で有利である。なお、回路基板７と補強部材１０とは、携帯電話機１の厚さ方向で重なっていてもよい。また、補強部材１０は、液晶ユニット２の裏側に配置されているので、液晶ユニット２の表示領域を狭くする必要がない。

補強部材１０は、図１（ａ）に示すように、板金部材３ａに接着、溶接、嵌め込み等により接合され、その板金部材３ａを図示しない金型のキャビティに配置してインサート成形することにより、補強部材１０が溶融樹脂に囲まれて堅固に固定される。こうすれば、板金部材３ａの板厚、形状等の制約にかかわらず、補強部材１０の形状を設定できるので、最適な補強が行える。

このように本実施形態では、境目８の両端に補強部として補強部材１０を設けたので、携帯電話機１をポケットに入れた状態で座ったり、鞄に入れた状態で力が加わったりしても、境目８の近傍に発生した荷重を補強部材１０で補うことができるので、筐体が破損しにくい。また、充電池６を回路基板７と筐体の厚さ方向に重ねないようにしているので、充電池６の厚さを厚くすることができ、充電池６の容量を大きくすることができる。また、補強部材１０は、液晶ユニット２の裏側に配置され、表示部の大きさを制限しないので、表示領域を大きく保つことができる。

また、補強部材１０は、境目８に近付くほどその断面係数が大きくなるようにしたので、最も曲げ応力が加わりやすい境目８の近傍の補強部材１０の断面係数を大きくし、境目８から離れるほど断面係数を小さくすることで、補強部材１０の大きさをできるだけ抑えながら、境目８近傍の応力を分散させることができる。一方、側板１０ｂも接合部１０ａと同様の矩形状であって断面係数（断面積）が長手方向に一定の場合であれば、補強部材１０の両端で新たな応力集中を生じさせるおそれがあって望ましくない。

したがって、本実施形態によれば、回路基板７と充電池６との境目８の両端のうち少なくとも一方側に境目８の延長線を跨ぐように補強部材１０を配置したことにより、回路基板７と充電池６との間に集中する応力に対して補強及びストレスコントロールをすることにより壊れにくい携帯電話機１を提供することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、図４に示すように、補強部材１０の変形例として、図４（ａ）の実施形態２のように側板１０ｂの境目８から遠ざかる長手方向外側に向かって大きくなる貫通孔１０ｃを設けて断面係数（断面積）を徐々に小さくするように調整してもよい。

また、図４（ｂ）に示す実施形態３のように、側板１０ｂの境目８から遠ざかる長手方向外側に向かって大きくなる切欠１０ｄを設けて断面係数（断面積）を徐々に小さくするように調整してもよい。

さらには、上記実施形態１〜３のように補強部材１０を板金部材３ａに接合するのではなく、図５に示す実施形態４のように、補強部を正面側キャビネット３にインサート成形される板金部材３ａに絞り加工等により形成した隆起部１１で構成してもよい。この構成によると、正面側キャビネット３をインサート成形するときの板金部材３ａに予め隆起部１１を形成しておけば、別部品として補強部材１０を設けなくてよいので有利である。隆起部１１の形状を境目８に近付くほど高くするようにすれば、上述したように応力集中を避けることができる。

また、図６に示す実施形態５のように、補強部材１０を正面側キャビネット３の周縁内側に形成された凹部３ｂに嵌め込まれる補強部材１０で構成してもよい。補強部材１０の形状は、上記実施形態１〜３のいずれの形状でもよい。凹部３ｂの形状は、補強部材１０の形状がちょうど嵌まり込むように形成すればよい。図示しないが、補強部材１０は、両面テープで凹部３ｂに貼り付けてもよいし、接着材で接着してもよいし、圧入や溶着により固定してもよい。さらには、接着等をしなくても充電池６や回路基板７の側面で押さえ付けることで抜け止めさせてもよい。この構成によると、正面側キャビネット３の成形後に補強部材１０を凹部３ｂに嵌め込めばよいので、正面側キャビネット３の成形が容易となる。

また、図７に示す実施形態６のように、補強部材１０’の断面形状を側方に開放したコ字状にし、凹部３ｂ’をそれに合わせて形成してもよい。この場合、応力集中を避けるためには、上記実施形態２又は３のように側板１０ｂに貫通孔１０ｃや切欠１０ｄを設けて断面係数（断面積）を調整すればよい。

また、図８に示す実施形態７のように、補強部材１０’’の断面形状を携帯電話機１の厚さ方向（リアカバー５の方向）に開放したコ字状にし、凹部３ｂ’’をそれに合わせて形成してもよい。この場合、応力集中を避けるためには、図１（ａ）の二点鎖線で囲った形状としたり、一対の側板１０ｂに上記実施形態２又は３のように貫通孔１０ｃや切欠１０ｄを設けて断面係数（断面積）を調整すればよい。

また、図９に示す実施形態８のように、板状の補強部材１０’’’を凹部３ｂ’’’に貼り付けるようにしてもよい。この場合、応力集中を避けるためには、実施形態１のように三角形状としたり、上記実施形態２又は３のように貫通孔１０ｃや切欠１０ｄを設けて断面係数（断面積）を調整すればよい。

上記各実施形態では、補強部を左右いずれにも設けたが、左右いずれか一方のみに設けてもよい。また、補強部は、正面側キャビネット３に埋設させたり、その凹部に嵌め込んだりしたが、背面側キャビネット４側に埋設させたり、その凹部に嵌め込んだりしてもよい。

上記実施形態では、電子機器は、携帯電話機１としたが、タブレット端末、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System ）、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、パソコン、モバイルツール、電子辞書、電卓、ゲーム機等であってもよく、小型の液晶ディスプレイ、液晶テレビ、ブルーレイディスクレコーダ、ＤＶＤレコーダ等であってもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、各実施形態に記載された技術的特徴は、互いに組合せ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 携帯電話機（電子機器）
２ 液晶ユニット
３ 正面側キャビネット（筐体）
３ａ 板金部材
３ｂ，３ｂ’，３ｂ’’，３ｂ’’’ 凹部
４ 背面側キャビネット（筐体）
５ リアカバー（筐体）
６ 充電池
７ 回路基板
８ 境目
１０，１０’，１０’’，１０’’’ 補強部材（補強部）
１０ａ 接合部
１０ｂ 側板
１０ｃ 貫通孔
１０ｄ 切欠
１１ 隆起部

Claims (5)

1. 筐体内に回路基板と充電池とが該筐体の厚さ方向に互いに重ならないように収容された電子機器において、
   上記回路基板と上記充電池との境目の両端のうち少なくとも一方側に該境目の延長線を跨ぐように補強部が配置されている
   ことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   上記補強部は、上記境目に近付くほどその断面係数が大きくなっている
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項１又は２に記載の電子機器において、
   上記補強部は、上記筐体にインサート成形される板金部材に形成した隆起部よりなる
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項１又は２に記載の電子機器において、
   上記補強部は、上記筐体にインサート成形される板金部材に接合された補強部材よりなる
   ことを特徴とする電子機器。
5. 請求項１又は２に記載の電子機器において、
   上記補強部は、上記筐体の周縁内側に形成された凹部に嵌め込まれる補強部材よりなる
   ことを特徴とする電子機器。

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