JP4640277B2 - 携帯端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、筐体内の電子部品等に発生した熱を外部に放出するために、筐体内に熱拡散シートを組み込んだ携帯電話機等の携帯端末装置に関する。

従来の携帯電話機等の携帯端末装置では、長時間使用していると、筐体内に収納したＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの電子部品や電気回路が発熱して筐体内の温度が上昇する。特に、局所的な温度上昇は、筐体を手で持ったときに不快感を与えるとともに、携帯端末装置の性能や電子部品の寿命の点で好ましくない。そのため、従来の携帯端末装置では、熱拡散シートを用いて局所的な温度上昇を抑える方法がとられている。

図１３に、従来の携帯端末装置の一つである折り畳み式携帯電話機６００の概念図を示す。図１３では、簡単のために上筐体６０１と下筐体６０２と、両者を接続するヒンジ部６０３を破線で示し、発熱している特定部分６０４と熱拡散シート６０５を実線で示している。折り畳み式携帯電話機６００では、電子部品や電気回路が多く発熱する下筐体６０２の特定部分６０４で局所的に発生した熱が、下筐体６０２に張り付けた熱拡散シート６０５によって拡散される。なお、ここで熱拡散シート６０５としては、０．１ｍｍのグラファイトシートの両面に０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートシートなどの絶縁シートを接着したものなどが使われている。また、従来の他の携帯電話機では、下筐体に組み込まれる二次電池等を放熱板代わりに使用し、局所的な発熱を拡散することも行われている。

この種の熱拡散シートの組み込みでは、温度上昇を引き起こすデバイスの少ない上筐体に熱拡散シートを組み込むことは行なわれていないが、発熱の小さい上筐体に放熱部を設け、下筐体で発熱している熱を受熱部で受け取り、受熱部と一体に形成した熱伝導パス部材から上筐体に熱を移動させて、上筐体の放熱部から外部に放熱する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２３２２８４号公報（第５ページ、図１）

しかしながら、前記従来の構成では、携帯端末装置の筐体内の局所的な発熱を緩和する事は出来るが、機器としての発熱量が増加した場合、筐体全体の熱量が上がり、使用者の許容温度範囲を超える可能性がある。

従来の携帯端末装置の一つである折り畳み式携帯電話機を例にとると、発熱を起こすＣＰＵ、電源系ＬＳＩは下筐体に実装するのが一般的であり、上筐体にはカメラ、ＬＣＤ等、下筐体に実装される電子部品に比べ発熱量の少ない電子部品が実装される。そのため、折り畳み式携帯電話機全体の温度上昇分布を測定すると、下筐体に高温度上昇部分が集中する。今後、アプリケーションの進化と共に各電子部品の消費電力が増大するので、下筐体内に熱拡散シートを配置して発熱を拡散する方法には限界がある。

また、発熱の大きい下筐体で発生した熱を発熱の小さい上筐体に移動させ、下筐体でなく上筐体に広い面積の熱拡散シートを配置して、上筐体から放熱するという考え方についても、下筐体で発生した熱を熱伝導パス部材の熱伝導で上筐体に熱を逃がすには限界がある。

本発明は、構造的な対応のみで機器の温度上昇を抑制する放熱スペースを拡大し、発熱量を抑制するために動作周波数の低下等のスペックダウンをすることなく、機器全体の発熱対策を実現する。

すなわち本発明は、携帯端末装置の筐体内で発生する局所的な発熱を速やかに拡散して、筐体に伝達し、筐体から速やかに外部に放熱するようにして、熱を逃がし、局所的な発熱が起きないようにすることを第一の課題としている。

そして、筐体が上筐体と下筐体という二つの筐体からなる携帯端末装置において、局所的な発熱が起きている筐体で速やかに放熱するとともに、比較的発熱が少ない他の筐体も熱拡散スペースとして利用して、他の筐体からも速やかに外部に放熱して、局所的な発熱を抑制することを第二の課題としている。

また、本発明は、携帯端末装置の筐体の内表面に熱拡散シートを設け、熱拡散シートの表面に凸部を設けて表面積を増やし、筐体の内表面に熱拡散シートの凸部が嵌まる凹部を設け、熱拡散シートの凸部を筐体の凹部に密着して、熱拡散シートから筐体へ熱が伝わる熱伝達用の接触面積を増やし、筐体の内部で発生した熱を熱拡散シートから筐体に伝え、筐体から外部空間に放熱するように構成している。また、筐体の外表面に凸部を設けて表面積を拡大して、筐体の外表面からの放熱量を増やしている。

この構成により、携帯端末装置の筐体の内部で発生する局所的な発熱を速やかに拡散して、筐体に伝達し、筐体から速やかに外部に放熱している。

また、本発明の携帯端末装置は、更に、筐体の内表面から外表面に貫通する通気孔を設け、通気孔から熱を放熱するよう構成している。

この構成により、携帯端末装置の筐体の内部で発生する局所的な発熱を速やかに熱拡散シートで拡散して、速やかに通気孔から放熱している。

本発明によれば、局所的に発生した熱を熱拡散シートに拡散し、拡散した熱を熱拡散シートから筐体の略全域に伝達し、筐体の略全域から外部の空間に速やかに放熱して、筐体内の温度上昇を抑制することができる。

また、第１の筐体と第２の筐体を有する携帯端末装置においては、第２の筐体だけでなく第１の筐体にも熱の拡散スペースを拡大することが出来る。その結果、発熱量を抑制するために動作周波数の低下等のスペックダウンをすることなく、機器全体の発熱対策を実現できるという効果がある。

以下に、本発明にかかる携帯端末装置に関し、携帯端末装置の一つである携帯電話機について、図面を参照しながら説明する。なお、携帯電話機には一つの筐体からなるいわゆるストレート型携帯電話機の他に、二つの筐体を折り畳み可能に連結した折り畳み式携帯電話機や、二つの筐体をスライド可能に連結したスライド式携帯電話機などの種類があるが、スライド式携帯電話機は折りたたみ式携帯電話機の一種として考えられるので、これらの携帯電話機の種類の内、折り畳み式携帯電話機を代表例として説明する。

（実施の形態１）
図１に、本発明の第一の実施の形態にかかる折り畳み式携帯電話機１００の斜視図を示す。折り畳み式携帯電話機１００は、第１の筐体である上筐体１０１と第２の筐体である下筐体１０２をヒンジ部１０３で連結している。なお、図１では、内部の構成を示すためと理解を簡単にするために、これら上筐体１０１、下筐体１０２とヒンジ部１０３を破線で示し、筐体内に収納される電子部品やプリント基板等の図示を省略している。下筐体１０２の内表面には、下筐体用熱拡散シート１０５を密着固定している。そして、下筐体用熱拡散シート１０５は、消費電力の大きい発熱部１０４に近接もしくは接触させて、発熱部１０４で発生した熱を下筐体全体に拡散する。

同様に、上筐体１０１の内表面にも、上筐体用熱拡散シート１０７を密着固定している。ヒンジ部１０３には、Ｓ字型に折り曲げた接続用熱拡散シート１０６を通し、下筐体用熱拡散シート１０５と上筐体用熱拡散シート１０７を一体的に接続している。接続用熱拡散シート１０６は、上下筐体を接続するヒンジ部分に配置されることから柔軟性が高く、各熱拡散シートと同様に熱伝導率の高い材料が使用される。そのため、下筐体用熱拡散シート１０５と上筐体用熱拡散シート１０７は熱伝導性が高い素材を用い、接続用熱拡散シート１０６は、繰り返し曲げに強い素材を用いて、これら三者の表面に一つの絶縁シートを接着して、一体の熱拡散シートを形成する。

下筐体用熱拡散シート１０５の大きさは、下筐体１０２の内表面の略全域を覆う大きさにしている。下筐体用熱拡散シート１０５の大きさを大きくしているのは、発熱部１０４の熱を下筐体用熱拡散シート１０５で下筐体１０２の全域に拡散するためである。また、上筐体用熱拡散シート１０７の大きさも、上筐体１０１の内表面の略全域を覆う大きさにしている。接続用熱拡散シート１０６の幅についても、ヒンジ部分を通すことが出来る最大幅として、できるだけ多くの熱が下筐体用熱拡散シート１０５から上筐体用熱拡散シート１０７に伝達されるようにしている。本発明では、熱を拡散する下筐体用熱拡散シート１０５と上筐体用熱拡散シート１０７の面積は、上下筐体の内表面の略全域に相当する広さがあるため、熱は素早く上下筐体内に拡散され、上下筐体内から外部空間に発散される。

また本発明は、図２に示すように、下筐体用熱拡散シートの先端１０５ａを下筐体の先端部分の内表面に沿って折り曲げて拡張したり、上筐体用熱拡散シートの先端１０７ａを上筐体の先端部分の内表面に沿って折り曲げて拡張したりしてもよい。この場合、上筐体と下筐体からの放熱量は増大する。特に、下筐体１０２の先端部分や、上筐体１０１の先端部分はコーナー部であることから筐体としての表面積が広く放熱効率が高い部分であるため、筐体に伝わった熱を速やかに放熱することができる。なお、筐体の側面部分も同様にコーナー部を形成していて表面積が広く放熱効率が高いので、下筐体用熱拡散シート１０５の側端１０５ｂを下筐体の側面部分の内表面に沿って折り曲げて延長することにより、下筐体からの放熱量を増大させることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の第二の実施の形態にかかる携帯端末装置に関し、携帯端末装置の一つである携帯電話機について説明する。第二の実施の形態にかかる携帯電話機では、熱拡散シートの表面に凸部を設けて表面積を増やし、筐体の内表面に熱拡散シートの凸部が嵌まる凹部を設け、熱拡散シートの凸部を筐体の凹部に密着して、熱拡散シートから筐体へ熱が伝わる熱伝達用の接触面積を増やしている。

図３に、本発明の第二の実施の形態にかかる携帯電話機２００の概略断面図を示す。図３の携帯電話機２００は、折り畳み式携帯電話機である。なお、本発明の第一の実施の形態にかかる携帯電話機と同じ部分については、同じ符号を付して、説明を省略する。上筐体１０１は、ヒンジ部１０３を回転軸として図３の反時計回りに回転し、二点鎖線で示したように折り畳むことができる。なお、図３では理解しやすくするために、下筐体用熱拡散シート１０５と上筐体用熱拡散シート１０７の断面の厚さを筐体の厚さと同程度まで厚く拡大して示している。

図３において、下筐体用熱拡散シート１０５と上筐体用熱拡散シート１０７は、筐体の内表面に対向する表面に複数の凸部１０５ｃと複数の凸部１０７ｃをそれぞれ設けている。本発明で用いる熱拡散シートは、０．１ｍｍのグラファイトシートの両面に０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートシートなどの絶縁シートを接着した熱拡散シートとして、一方の表面に凸部を設けている。熱拡散シートの表面に設けた凸部の高さは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ前後を予定しているが、拡散すべき熱の程度に応じて、必要によりそれ以上の厚さや凸部の高さにしてもよい。凸部の個別の形状については、断面しか示していないが、凸部１０５ｃと凸部１０７ｃはそれぞれ棒状突起として設けてもよく、板状突起として設けてもよい。

一方で、下筐体１０２と上筐体１０１の内側の表面、すなわち内表面には、凸部１０５ｃと凸部１０７ｃが嵌まる複数の凹部１０２ｄと複数の凹部１０１ｄを設けている。凸部１０５ｃは、凹部１０２ｄに嵌まり込んで密着する。また、凸部１０７ｃは凹部１０１ｄに嵌まり込んで密着する。そして、下筐体用熱拡散シート１０５と上筐体用熱拡散シート１０７の平面部分と、凸部１０５ｃと凸部１０７ｃから、下筐体１０２と上筐体１０１に、それぞれ熱が伝達される。このことにより、発熱部１０４で発生した熱は、矢印のように、上下左右前後の全方向に伝わるが、熱拡散シートに伝わった熱は下筐体用熱拡散シート１０５と接続用熱拡散シート１０６、そして上筐体用熱拡散シート１０７に拡散し、下筐体用熱拡散シート１０５と上筐体用熱拡散シート１０７の平面部分と凸部１０５ｃと凸部１０７ｃから下筐体１０２と上筐体１０１にそれぞれ伝わり、下筐体１０２と上筐体１０１から外気に放熱される。

第二の実施の形態にかかる携帯電話機２００では、上筐体１０１と下筐体１０２のそれぞれの外側の表面、つまり外表面に、凸部１０１ｅと１０２ｅをそれぞれ設けている。なお、符号の示す部位を明示するため、図４に下筐体用熱拡散シート１０５の部分断面図と下筐体１０２の断面図を区別して示す。筐体の外表面に凸部１０１ｅと１０２ｅを設けたことにより、上筐体１０１と下筐体１０２が外気に接する表面積、つまり放熱面積が増えて放熱量が増え、放熱効率が上がる。図３に示す携帯電話機では、上筐体１０１と下筐体１０２の凸部１０１ｅと１０２ｅの位置を、下筐体用熱拡散シート１０５の凸部１０５ｃ、および上筐体用熱拡散シート１０７の凸部１０７ｃの位置に合わせて放熱しやすくしている。

このように上筐体１０１と下筐体１０２の内面に沿って下筐体用熱拡散シート１０５、上筐体用熱拡散シート１０７を密着して張り付けることによって、携帯電話機の筐体の大きさを変化させること無く、熱拡散シートおよび筐体の外表面を一般的な放熱板のフィン構造のようにして、放熱用の表面積を拡大し、機器の温度上昇を抑制することが出来る。

本発明にかかる携帯電話機は、下筐体１０２に比べ温度上昇の少ない上筐体１０１にも熱拡散シートを配置し、これを同様の高い熱伝導率をもち柔軟性に富んだ接続用熱拡散シート１０６で一体的に接続することから、これまで、下筐体１０２に集中していた温度上昇を、携帯電話上筐体１０１に拡散することができ、使用者に特に触れることの多い、下筐体１０２の温度上昇をＣＰＵのクロックの制御、各デバイスの複雑なパワーマネージメント等を無くして抑制する事ができる。なお、熱拡散シートの取り付けに関しては、通常、下筐体１０２ではキー操作面と逆の背面、携帯電話上筐体１０１では、メインのＬＣＤ表示面と逆の背面のケースに張り付ける。

なお本発明では、図３に示した形態を基本形として、種々の変形例を採用することが出来る。例えば図５に示すように、下筐体用熱拡散シート１０５の先端部１０５ａを下筐体の先端部分の内表面に沿って折り曲げて拡張したり、上筐体用熱拡散シートの先端部１０７ａを上筐体の先端部分の内表面に沿って折り曲げて拡張したりして、これら先端部１０５ａ、１０７ａから下筐体１０２と上筐体１０１の先端部分に熱を伝え、下筐体１０２と上筐体１０１の先端部分から外気に放熱するようにしてもよい。図５では、更に、下筐体用熱拡散シートを折り曲げて拡張した先端部分１０５ａに凸部１０５ｃを設け、下筐体１０２にも対応する凹部１０２ｄを設け、下筐体の外表面に凸部１０２ｅを設け、先端部分からの放熱を促進している。

また本発明では、図６に示すように、上筐体１０１と下筐体１０２の外表面に細かいピッチの凹凸２１１、凹凸２１２を設けてもよい。凹凸２１１と凹凸２１２によって上筐体１０１と下筐体１０２からの放熱は促進される。なお、図７に示すように、上筐体１０１と下筐体１０２に凸部１０１ｅ、１０２ｅがあれば、下筐体用熱拡散シート１０５の凸部、および上筐体用熱拡散シート１０７の凸部が小さくても、極端な場合は熱拡散シートに凸部を設けない場合であっても、筐体からの放熱は促進される。

また、図８のように上筐体の端部に通気孔１０１ｈを設け、下筐体の端部に通気孔１０２ｈ、１０２ｉ、１０２ｊを設けることにより、接続用熱拡散シートの熱をこれらの通気孔から放熱することができる。

（実施の形態３）
図９に、本発明の第三の実施の形態にかかる携帯端末装置に関し、携帯端末装置の一つである携帯電話機３００の概略断面図を示す。図９の携帯電話機３００は、いわゆるストレートタイプの携帯電話機であり、一つの筐体３０１の中に図示しない電子部品、電気回路等を収納している。

図９において、筐体用熱拡散シート３０７は、筐体の内側の表面、つまり筐体の内表面に対向する側に複数の凸部３０７ｃを設けている。図９では断面しか示していないが、凸部３０７ｃは、棒状突起として設けてもよく、板状突起として設けてもよい。一方、筐体３０１の内表面には、凸部３０７ｃが嵌まり込む凹部３０１ｄを設けている。凸部３０７ｃは、凹部３０１ｄに嵌まり込み密着する。発熱部１０４の熱は、筐体用熱拡散シート３０７に伝わって拡散され、筐体用熱拡散シート３０７の平面部分と凸部３０７ｃから筐体３０１に伝わり、筐体３０１から外気に放熱される。

なお、図９の携帯電話機３００では、携帯電話筐体３０１の外側の表面、つまり筐体３０１の外表面に凸部３０１ｅを設けている。筐体の外表面に凸部３０１ｅを設けたことにより、筐体３０１の外気に接する表面積、つまり放熱面積が増えて放熱量が増え、放熱効率が上がる。

（実施の形態４）
次に、本発明の第四の実施の形態にかかる携帯端末装置に関し、携帯端末装置の一つである携帯電話機について説明する。図１０は、本発明の第四の実施の形態にかかる折り畳み式携帯電話機４００の構造を示す概略断面図である。図１０において、既に示した図面と同じ部分については、同じ符号を用いて説明を省略する。

本発明の第四の実施の形態にかかる折り畳み式携帯電話機４００では、下筐体１０２の熱拡散シート１０５を筐体に張り付けて密着固定した部分に複数の通気孔４１０を設けている。下筐体１０２の通気孔４１０では、熱拡散シート１０５が直接、外気に触れる。以上のように構成した携帯電話機４００は、温度上昇する熱拡散シートを外気に接触させることにより、通気孔４１０から熱を放出して、下筐体１０２の温度上昇を抑制する。

なお、本発明の第四の実施の形態にかかる折り畳み式携帯電話機４００では、筐体に通気孔４１０を設けたため、通気孔４１０からゴミ、水分等が入ってくる可能性がある。そこで、ゴミ、水分の進入を防ぐ為の通気性の良いシートを張り付けてもよい。図１１に通気性の良いシートを張り付けた場合の概略断面図を示す。図１１では、下筐体１０２に通気孔４１０を設け、通気孔４１０のある下筐体１０２の内表面には、ゴミ、水分の進入を防ぐ為の通気性の良いシート４２０を張り付け、シート４２０の上に下筐体用熱拡散シート１０５を設けている。このことにより、シート４２０によって、通気孔４１０から入ってくる可能性のあるゴミ、水分の進入がなくなるので、通気孔４１０の開口面積を拡大してより大きな放熱効果を得ることが出来る。

また、通気孔からのゴミ、水分の進入を防ぐ他の方法として、図１２に概略断面図を示すように、通気孔４１０から少し離れた所にカバー５００が位置するように、カバー５００を下筐体１０２と一体に設け、通気孔４１０が手や他の物体などで塞がれることのないようにしてもよい。カバー５００によって、熱拡散シートと外気との接触を維持したまま、通気孔からのゴミ、水分の進入を防ぐ。この構造は、通気孔４１０が手や他の物体などで塞がれることがなく、通気孔４１０の開口面積を拡大することが出来るので、より効果的な放熱効果を得ることが出来る。

本発明にかかる、携帯端末装置の局所的な温度上昇を抑制する熱拡散シートの組み込み構造は、従来に比べ電気回路での発熱量が拡大した場合においても、筐体の温度上昇は、ＣＰＵのクロックの制御、各デバイスの複雑なパワーマネージメント等を無くして抑制することが出来るので、放熱が必要な小型電子機器に適用できる。

本発明の第一の実施の形態にかかる携帯端末装置の熱拡散シートの配置を示す斜視図 本発明の第一の実施の形態にかかる他の携帯端末装置の熱拡散シートの配置を示す斜視図 本発明の第二の実施の形態にかかる携帯端末装置の断面図 本発明の第二の実施の形態にかかる携帯端末装置の分解断面図 本発明の第二の実施の形態にかかる他の携帯端末装置の断面図 本発明の第二の実施の形態にかかる他の携帯端末装置の断面図 本発明の第二の実施の形態にかかる他の携帯端末装置の断面図 本発明の第二の実施の形態にかかる他の携帯端末装置の断面図 本発明の第三の実施の形態にかかる携帯端末装置の断面図 本発明の第四の実施の形態にかかる携帯端末装置の断面図 本発明実施の第四の実施の形態にかかる他の携帯端末装置の断面図 本発明実施の第四の実施の形態にかかる他の携帯端末装置の断面図 従来の携帯端末装置の熱拡散シートの配置を示す斜視図

符号の説明

１０１ 上筐体
１０２ 下筐体
１０１ｄ，１０２ｄ 凹部
１０１ｅ，１０２ｅ 凸部
１０１ｈ，１０２ｈ，１０２ｉ，１０２ｊ 通気孔
１０３ ヒンジ部
１０４ 発熱部
１０５ 下筐体用熱拡散シート
１０６ 接続用熱拡散シート
１０７ 上筐体用熱拡散シート
１０５ｃ，１０７ｃ 凸部
２１１ 凹凸
４１０ 通気孔
４２０ シート
５００ カバー

Claims (5)

1. 筐体の内表面に熱拡散シートを設けた携帯端末装置であって、
   前記熱拡散シートの表面に凸部を設け、
   前記筐体の内表面に前記熱拡散シートの凸部が嵌まる凹部を設け、
   前記熱拡散シートの凸部を前記筐体の凹部に密着し、
   筐体の外表面に凸部を形成し、
   前記筐体の外表面に形成した凸部の位置と、筐体の内表面に設けた熱拡散シートの凸部の位置が重なるように配置したことを特徴とする携帯端末装置。
2. 請求項１に記載の携帯端末装置であって、
   前記筐体に内表面から外表面に貫通する通気孔を設けたことを特徴とする携帯端末装置。
3. 請求項２に記載の携帯端末装置であって、
   前記筐体の前記通気孔の内側に通気性のあるシートを設けたことを特徴とする携帯端末装置。
4. 請求項２に記載の携帯端末装置であって、
   前記筐体の前記通気孔の外側に通気孔カバーを設けたことを特徴とする携帯端末装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の携帯端末装置であって、
   筐体の内表面に熱拡散シートを設けた携帯端末装置であって、
   前記筐体を第１の筐体と第２の筐体で構成し、前記第１の筐体と前記第２の筐体をヒンジ部で折りたたみ可能に接続するとともに、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体の内表面に熱拡散シートをそれぞれ配置し、
   更に前記ヒンジ部に接続用熱拡散シートを配置し、
   前記第１の筐体と第２の筐体にそれぞれ配置した複数の前記熱拡散シートを前記接続用熱拡散シートで接続したことを特徴とする携帯端末装置。

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