JP2017147537A - 電子機器および電子機器用筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナの配置スペースを削減して省スペース化を図ることができるとともに、アンテナのパフォーマンスを向上させることができる電子機器および電子機器用筐体を提供すること。
【解決手段】電子機器１は、内部に電子部品が収容される電子機器用筐体２３を備え、電子機器用筐体２３は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形した筐体用材料３１，３２で構成され、電子機器用筐体におけるプリプレグの層間に、無線通信用のアンテナ２４が配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子機器および電子機器用筐体に関する。

ノートブック型のパーソナルコンピュータ（以下、ノート型ＰＣという）、タブレット型のパーソナルコンピュータ（以下、タブレット型ＰＣという）、スマートフォンおよび携帯電話等の各種の電子機器の筐体は、軽量、薄型かつ高強度である必要がある。そこで、電子機器の筐体には、炭素繊維等の強化繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ（繊維強化プラスチック）を複数層積層して成形した筐体用材料が広く用いられている。

昨今のノート型ＰＣ等の電子機器には、無線通信用のアンテナが標準で装備されている。無線通信用のアンテナは、電子機器を使用する際に最もアンテナの感度が良好となるように配置され、例えば特許文献１には、ディスプレイ装置の上側にアンテナを配置した構成が開示されている。

特開２００２−１５１９２８公報

しかしながら、特許文献１に示すような従来の電子機器では、筐体内にアンテナの設置スペースを大きく確保する必要があり、省スペース化が困難であるという問題があった。また、従来の電子機器では、ディスプレイ装置等の電子部品（金属部品）と近接した位置にアンテナが配置されているため、アンテナのパフォーマンス（感度）が低下する可能性があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アンテナの配置スペースを削減して省スペース化を図ることができるとともに、アンテナのパフォーマンスを向上させることができる電子機器および電子機器用筐体を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、内部に電子部品が収容される電子機器用筐体を備える電子機器であって、前記電子機器用筐体は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形した筐体用材料で構成され、前記電子機器用筐体における前記プリプレグの層間に、無線通信用のアンテナが配置されていることを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器は、上記発明において、前記電子機器用筐体は、ディスプレイ装置の周囲に設けられた正面カバーと、前記正面カバーおよび前記ディスプレイ装置の背面側に設けられた背面カバーと、を備え、前記アンテナは、前記背面カバーにおける前記プリプレグの層間に配置されていることを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器は、上記発明において、前記アンテナは、前記背面カバーにおいて、前記ディスプレイ装置の外側であって、前記ディスプレイ装置の側面から所定間隔を空けた位置に配置されていることを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器は、上記発明において、前記アンテナは、前記背面カバーの側端部まで延在していることを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器は、上記発明において、前記背面カバーにおいて、前記アンテナが配置されている領域は、非導電性の強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形した筐体用材料で構成されていることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電子機器用筐体は、内部に電子部品が収容される電子機器用筐体であって、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形した筐体用材料で構成され、前記プリプレグの層間に、無線通信用のアンテナが配置されていることを特徴とする。

本発明に係る電子機器および電子機器用筐体によれば、フィルム状のアンテナを電子機器用筐体の内部に埋設することにより、従来のアンテナが配置されていた配置スペースを削減することができるため、省スペース化を図ることができる。また、電子機器および電子機器用筐体によれば、電子機器用筐体の内部にアンテナが埋設されているため、アンテナと電子機器用筐体内の電子部品との間隔が広くなり、アンテナのパフォーマンスが向上する。

図１は、本発明の実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施形態に係る電子機器の蓋体の一例を示す正面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る電子機器の蓋体の内部構成を示す断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る電子機器の背面カバーに用いられる筐体用材料の構成を示す断面図である。 図５は、従来技術に係る電子機器の蓋体の内部構成を示す断面図である。 図６は、従来技術に係る電子機器の背面カバーに用いられる筐体用材料の構成を示す断面図である。

以下、本発明に係る電子機器および電子機器用筐体について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明の実施形態に係る電子機器としては、例えば図１に示すようなノート型ＰＣが挙げられる。電子機器１は、キーボード装置１１を備える機器本体１０と、液晶ディスプレイ等からなるディスプレイ装置２１を備える矩形平板状の蓋体２０とを備え、当該蓋体２０を左右のヒンジ２２により機器本体１０に対して開閉可能に連結したクラムシェル型である。

機器本体１０の内部には、図示しない基板、演算処理装置、ハードディスク装置およびメモリ等の各種の電子部品が収容されている。蓋体２０は、図１に示すように、背面カバー２３ａと正面カバー２３ｂとからなり、内部に各所の電子部品が収容される電子機器用筐体２３を備えている。

背面カバー２３ａは、図１および図２に示すように、電子機器用筐体２３の背面側に設けられたカバー部材である。背面カバー２３ａは、具体的には図３に示すように、正面カバー２３ｂおよびディスプレイ装置２１の背面側に設けられている。また、背面カバー２３ａは、図４に示すように、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形した筐体用材料３１，３２によって構成されている。なお、筐体用材料３１，３２の詳細については後記する。

正面カバー２３ｂは、図１に示すように、電子機器用筐体２３の正面側に設けられたカバー部材である。正面カバー２３ｂは、図２に示すようにディスプレイ装置２１の周囲に設けられているとともに、図３に示すように背面カバー２３ａの正面側に配置されている。

背面カバー２３ａと正面カバー２３ｂとの間には、図３に示すように、正面カバー２３ｂを背面カバー２３ａに取り付けるための取付部材２５が設けられている。また、背面カバー２３ａとディスプレイ装置２１との間には、ディスプレイ装置２１を背面カバー２３ａに取り付けるための取付部材２６が設けられている。

電子機器用筐体２３の上部には、図１および図２に示すように、左右一対のアンテナ２４，２４が設けられている。各アンテナ２４は、無線通信等で用いる電波の送受信に用いられる。なお、アンテナ２４の詳細については後記する。

［従来のアンテナの構成］
以下、本発明に係る電子機器の特徴であるアンテナ２４の詳細を説明する前に、従来の電子機器におけるアンテナの構成について、図５および図６を参照しながら説明する。ここで、図５は、従来の電子機器１０１を、図２と同様の位置でＸ−Ｘ方向に切断した場合の断面図を示している。また、図６は、図５に示した背面カバー１２３ａを構成する筐体用材料３１，３２を、一部拡大および誇張して示したものである。

従来の電子機器１０１は、図５に示すように、電子機器機用筐体の内部の空間、すなわち背面カバー１２３ａと正面カバー２３ｂとの間に、取付部材２７が設けられ、その取付部材２７を介してアンテナ１２４が取り付けられている。そのため、従来の電子機器１０１は、アンテナ１２４の設置スペースが大きくなり、他の電子部品の設置スペースを圧迫するとともに、例えばディスプレイ装置２１の大型化（狭ベゼル化）を図ることが困難であった。また、従来の電子機器１０１は、電子機器機用筐体の内部にアンテナ１２４が配置されているため、同図に示すように、アンテナ１２４とディスプレイ装置２１の側面２１１との間隔ｄ１が狭くなり、アンテナ１２４のパフォーマンスが低下するという問題があった。

なお、従来の電子機器１０１では、図５に示すように、背面カバー１２３ａが２種類の筐体用材料１３１，１３２で構成されており、背面カバー１２３ａにおいて、ディスプレイ装置２１が配置されている領域は筐体用材料１３１で構成され、アンテナ１２４が配置されている領域は筐体用材料１３２で構成されている。

筐体用材料１３１は、導電性の強化繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形したものであり、具体的には炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰという）で構成されている。また、筐体用材料１３２は、非導電性の強化繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形したものであり、具体的にはガラス繊維強化プラスチック（以下、ＧＦＲＰという）で構成されている。

また、筐体用材料１３１は、図６に示すように、炭素繊維の配列方向がｘ軸方向であるプリプレグ１３１ａと、炭素繊維の配列方向がｘ軸方向と直交するｚ軸方向であるプリプレグ１３１ｂとが、順番に積層されている。また同様に、筐体用材料１３２は、ガラス繊維の配列方向がｘ軸方向であるプリプレグ１３２ａと、ガラス繊維の配列方向がｘ軸方向と直交するｚ軸方向であるプリプレグ１３２ｂとが、順番に積層されている。

このような構造を有する筐体用材料１３１，１３２は、例えば金型を用いたインサート射出成形によって形成される。

［本発明のアンテナの構成］
本実施形態に係る電子機器１では、前記したような従来の電子機器１０１の問題に鑑み、アンテナ２４を図３および図４に示すような構成とした。ここで、図３は、本実施形態に係る電子機器１を、図２のＸ−Ｘ方向に切断した場合の断面図を示している。また、図４は、図３に示した背面カバー２３ａを構成する筐体用材料３１，３２を、一部拡大および誇張して示したものである。

本実施形態に係る電子機器１は、図３および図４に示すように、電子機器用筐体２３の内部の空間ではなく、電子機器用筐体２３を構成する背面カバー２３ａにおけるプリプレグ３２ａ，３２ｂの層間に、フィルム状のアンテナ（フィルムアンテナ）２４が配置されている。すなわち、電子機器１では、背面カバー２３ａの内部にアンテナ２４が埋設されており、同図の符号Ａに示すように、従来の電子機器１０１（図５参照）で取付部材２７およびアンテナ１２４が配置されていた領域には何も配置されていない。

アンテナ２４は、図３に示すように、背面カバー２３ａにおいて、ディスプレイ装置２１の外側であって、ディスプレイ装置２１の側面２１１から所定の間隔ｄ２を空けた位置に配置されている。また、アンテナ２４は、背面カバー２３ａの側端部２３１まで延在している。

また、本実施形態に係る電子機器１では、図３に示すように、背面カバー２３ａが２種類の筐体用材料３１，３２で構成されており、背面カバー２３ａにおいて、ディスプレイ装置２１が配置されている領域は筐体用材料３１で構成され、アンテナ２４が配置されている領域は筐体用材料３２で構成されている。

筐体用材料３１は、導電性の強化繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形したものであり、具体的にはＣＦＲＰで構成されている。また、筐体用材料３２は、非導電性の強化繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形したものであり、具体的にはＧＦＲＰで構成されている。

また、筐体用材料３１は、図６に示すように、炭素繊維の配列方向がｘ軸方向であるプリプレグ３１ａと、炭素繊維の配列方向がｘ軸方向と直交するｚ軸方向であるプリプレグ３１ｂとが、順番に積層されている。また同様に、筐体用材料３２は、ガラス繊維の配列方向がｘ軸方向であるプリプレグ３２ａと、ガラス繊維の配列方向がｘ軸方向と直交するｚ軸方向であるプリプレグ３２ｂとが、順番に積層されている。

そして、電子機器１では、図４に示すように、筐体用材料３２の一部の層にフィルム状のアンテナ２４が配置されている。具体的には、筐体用材料３２の上から３層目に、従来（図６参照）配置されていたプリプレグの代わりに、薄いフィルム状のアンテナ２４が配置されている。また、筐体用材料３２は、アンテナ２４の下側の一部領域が切削され、アンテナ２４と接続される配線を外部から導入するための配線穴３３が形成されている。

このような構造を有する筐体用材料３１，３２は、金型を用いた熱プレス成形によって形成される。すなわち、筐体用材料３１，３２は、図４に示した積層構造となるように、プリプレグ３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂを形成するための炭素繊維および熱硬化性樹脂と、アンテナ２４とを積層し、金型で例えば１８０℃程度に加熱しながら加圧成形して熱硬化性樹脂を硬化させることにより形成される。そして、その後工程として、筐体用材料３２の所定位置に配線穴３３が形成される。

以上のような構成を備える電子機器１および電子機器用筐体２３によれば、アンテナ２４を電子機器用筐体２３（具体的には背面カバー２３ａ）内に埋設することにより、従来のアンテナ１２４（図５参照）が配置されていた配置スペースを削減することができるため、省スペース化を図ることができる。これにより、電子機器用筐体２３内に配置される他の電子部品のレイアウトの自由度を向上させることができるとともに、例えばディスプレイ装置２１の大型化（狭ベゼル化）を測ることも可能となる。

また、電子機器１および電子機器用筐体２３は、電子機器用筐体２３（具体的には背面カバー２３ａ）の内部にアンテナ２４が埋設されているため、図３に示すように、アンテナ２４と電子機器用筐体２３内の電子部品（具体的にはディスプレイ装置２１の側面２１１）との間隔ｄ２が広くなり、アンテナ２４のパフォーマンスが向上する。

なお、従来の電子機器１０１においても、インサート射出成形によって筐体用材料１３１，１３２を形成した後に、例えば図５に示すように、筐体用材料１３２の最外層（同図の符号Ｂで示した破線参照）や最内層（同図の符号Ｃで示した破線参照）にフィルム状のアンテナを貼り付けて配置することは可能である。すなわち、従来の電子機器１０１においても、背面カバー１２３ａの内部以外の、外側または内側にフィルム状のアンテナを配置することは可能である。

しかしながら、背面カバー１２３ａの外側にフィルム状のアンテナを配置した場合（図５の符号Ｂ参照）、外部からの衝撃や傷によってアンテナが損傷する可能性がある。また、背面カバー１２３ａの内側にフィルム状のアンテナを配置した場合（図５の符号Ｃ参照）、ディスプレイ装置２１等の電子部品との距離が狭くなるため、アンテナのパフォーマンスが低下する可能性がある。一方、本実施形態に係る電子機器１および電子機器用筐体２３は、熱プレス成形を利用することにより、従来は不可能であった背面カバー１２３ａの内部にアンテナ２４を配置することができるため、上記のような従来の問題点を解決することが可能である。

また、本実施形態に係る電子機器１および電子機器用筐体２３では、熱プレス成形によって筐体用材料３１，３２を形成することにより、従来のようにインサート射出成形によって筐体用材料１３１，１３２を形成した場合と比較して、背面カバー２３ａの厚みが小さくなり、従来よりも薄型化を図ることが可能となる。

また、本実施形態に係る電子機器１および電子機器用筐体２３は、図３に示すように、アンテナ２４が背面カバー２３ａの側端部２３１まで延在されている。従って、電子機器１および電子機器用筐体２３は、従来の電子機器１０１のアンテナ１２４と比較して、電子機器用筐体２３におけるより外側の位置までアンテナ２４が配置されているため、アンテナ２４のパフォーマンスが向上する。

また、本実施形態に係る電子機器１および電子機器用筐体２３は、図３に示すように、アンテナ２４の位置が従来（図５参照）よりも外側（背面カバー２３ａの側端部２３１側）に移動するため、それに対応して、背面カバー２３ａにおいて、筐体用材料３１で構成される領域が従来（図５）よりも外側に拡大する。従って、背面カバー２３ａにおいて、ＧＦＲＰよりも強度の高いＣＦＲＰからなる筐体用材料３１で構成される面積が増大するため、電子機器用筐体２３全体の強度が向上する。

以上、本発明に係る電子機器および電子機器用筐体について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、図１では、電子機器１の一例としてノート型ＰＣを例示したが、電子機器１は、図３に示したような電子機器用筐体２３（具体的には背面カバー２３ａ）を備えるものであれば、デスクトップ型ＰＣ、タブレット型ＰＣ、スマートフォンまたは携帯電話等であっても構わない。

また、図４では、背面カバー２３ａを構成する筐体用材料３１の各層が全てＣＦＲＰ（プリプレグ３１ａ，３１ｂ）からなる例を説明したが、強度確保の点では、少なくとも最外層および最内層をＣＦＲＰで構成すれば十分である。従って、筐体用材料３１は、少なくとも最外層と最内層のみをＣＦＲＰで構成し、それ以外の層はＣＦＲＰよりも安価な素材（例えばＧＦＲＰ）で構成してもよい。これにより、コストダウンを図ることが可能となる。

また、図４では、筐体用材料３１がＣＦＲＰによって構成され、筐体用材料３２がＧＦＲＰによって構成された例を説明したが、筐体用材料３１は、ＣＦＲＰ以外の導電性の強化繊維を備えたプリプレグを用いてもよく、筐体用材料３２は、ＧＦＲＰ以外の非導電性の強化繊維を備えたプリプレグを用いてもよい。

１，１０１ 電子機器
１０ 機器本体
１１ キーボード装置
２０ 蓋体
２１ ディスプレイ装置
２１１ 側面
２２ ヒンジ
２３ 電子機器用筐体
２３ａ，１２３ａ 背面カバー
２３ｂ 正面カバー
２３１ 側端部
２４，１２４ アンテナ
２５，２６，２７ 取付部材
３１，３２，１３１，１３２ 筐体用材料
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂ プリプレグ
３３ 配線穴

Claims (6)

1. 内部に電子部品が収容される電子機器用筐体を備える電子機器であって、
   前記電子機器用筐体は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形した筐体用材料で構成され、
   前記電子機器用筐体における前記プリプレグの層間に、無線通信用のフィルム状のアンテナが配置されていることを特徴とする電子機器。
2. 前記電子機器用筐体は、
   ディスプレイ装置の周囲に設けられた正面カバーと、
   前記正面カバーおよび前記ディスプレイ装置の背面側に設けられた背面カバーと、
   を備え、
   前記アンテナは、前記背面カバーにおける前記プリプレグの層間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記アンテナは、前記背面カバーにおいて、前記ディスプレイ装置の外側であって、前記ディスプレイ装置の側面から所定間隔を空けた位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記アンテナは、前記背面カバーの側端部まで延在していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電子機器。
5. 前記背面カバーにおいて、前記アンテナが配置されている領域は、非導電性の強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形した筐体用材料で構成されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の電子機器。
6. 内部に電子部品が収容される電子機器用筐体であって、
   強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して成形した筐体用材料で構成され、
   前記プリプレグの層間に、無線通信用のアンテナが配置されていることを特徴とする電子機器用筐体。

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