JP6397045B2 - モバイル端末 - Google Patents

Description

本発明は、通信分野における電子デバイスに関し、特に、ホルダおよび当該ホルダを有するモバイル端末に関する。

モバイル端末の構成に関する急速な進展に伴い、例えば、モバイル端末の内部チップの優位周波数はますます高くなっており、メモリのアクセス速度はますます速くなっており、それに応じて、高周波電力増幅および電力管理効果はますます高くなり、モバイル端末の全体の加熱は、それに応じてますます高まっている。従って、モバイル端末での放熱処理（放熱設計とも称される）は特に重要になっている。モバイル端末のサイズ、防水、防塵、およびノイズ要件を理由とし、モバイル端末の密封封止機能は、強制的に熱を放散するためのファンの使用を制約する。モバイル端末の表面を使用することによってのみ熱が放散可能な場合、使用習慣および受熱機能を組み合わせることによる効果的な放熱経路管理を実行することが、モバイル端末の放熱設計のコアとなっている。研究が示すところによると、モバイル端末はより薄型に、バッテリ容量を増大させるよう設計されるので、バッテリおよび回路基板を重ねる設計は、同一平面上での同時設計となっている。結果的に、モバイル端末における複数の熱源コンポーネント（モバイル端末内の最大加熱コンポーネントであるＣＰＵ等）は、モバイル端末のサイドフレームおよび回路基板に対応する領域に密に集中している。図１によると、熱が比較的集中する当該２つの領域の色は比較的明るく、温度は比較的高いことが理解できる。しかしながら、複数の熱源が集中する領域は、ユーザがモバイル端末の使用時に頻繁に触れる場所である。従って、モバイル端末で、より効果的な放熱処理が実行される必要がある。

先行技術においては概して、グラファイトシートを使用することによって、または、より高い熱伝導率のホルダ材料を使用することによって、熱はバッテリ領域に伝達され、その結果、モバイル端末の回路基板のホルダに対する正射影領域の温度を低減する。図２および図３から、放熱設計はモバイル端末の回路基板に対応する領域の温度を低減するが、ホルダの高い熱伝導率により、熱はより迅速に、モバイル端末のサイドフレームに伝達され得ることがわかる。結果的に、熱源の多数はモバイル端末のサイドフレームに集中している（図２でわかる通り、この領域の色は比較的明るく、これは、この領域の温度が比較的高いことを示す）。

本発明の複数の実施形態は、モバイル端末のサイドフレームにおける熱を低減するようなホルダを提供する。

一態様によると、モバイル端末に配置されるホルダが提供され、上記ホルダは、熱伝導領域および断熱領域を備え、上記断熱領域は上記ホルダの端部に近く、上記断熱領域は上記熱伝導領域に隣接し、上記モバイル端末における熱放出要素が上記熱伝導領域に近接している。

第１の態様に関し、第１の可能な実装方式において、上記モバイル端末はサイドフレームを有し、上記サイドフレームは上記ホルダを囲み、上記断熱領域は上記熱放出要素を上記サイドフレームから分離する。

第１の態様に関し、第２の可能な実装方式において、上記断熱領域には断熱キャビティが設けられ、上記断熱キャビティは真空であるか、または空気で充填されている。

第１の態様に関し、第３の可能な実装方式において、上記断熱領域には断熱キャビティが設けられ、上記断熱キャビティは低熱伝導材料を有し、上記低熱伝導材料は、０〜０．０２６Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率の範囲を有する。

第１の態様の第２の可能な実装方式または第１の態様の第３の可能な実装方式に関し、第４の可能な実装方式において、上記断熱キャビティは、少なくとも１つのストリップ形状の穴または少なくとも１つの楕円状の穴である。

第１の態様の第２の可能な実装方式または第１の態様の第３の可能な実装方式に関し、第５の可能な実装方式において、上記断熱キャビティは、少なくとも１つの溝を有し、上記溝は上記断熱領域の端部に設けられている。

第１の態様に関し、第６の可能な実装方式において、上記断熱キャビティの領域は、上記断熱領域の少なくとも５０％の領域を占める。

第１の態様に関し、第７の可能な実装方式において、上記断熱領域は、低熱伝導材料から形成され、上記低熱伝導材料は、０〜０．０２６Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率の範囲を有する。

第１の態様に関し、第８の可能な実装方式において、上記ホルダの材料は、熱伝導材料である。

第１の態様から第８の可能な実装方式のいずれかに関し、第９の可能な実装方式において、上記ホルダは、ディスプレイスクリーンホルダである。

第２の態様によると、サイドフレームと、熱放出要素と、上記ホルダと、を備えるモバイル端末が提供され、上記サイドフレームは上記ホルダを囲む。

本発明の複数の実施形態におけるホルダまたは当該ホルダを有するモバイル端末によると、断熱領域がホルダ上に設けられており、断熱領域はホルダの端部に配置され、熱伝導領域に隣接しているので、その結果、熱伝導領域における熱をサイドフレームに伝達する処理において、熱は断熱領域によって妨げられ、それにより、サイドフレームにおける熱を低減する。

本発明の複数の実施形態における技術的な解決手段をより明確に記載すべく、以下に、実施形態の記載に必要な添付図面について簡潔に説明する。以下の説明において添付図面は、本発明のいくつかの実施形態を示すにすぎず、当業者であれば、創造的な取り組みなしに、これらの添付図面から他の複数の図面をさらに導き出せることは明らかである。

先行技術におけるモバイル端末の前面および背面の赤外線温度分布の概略図である。 先行技術におけるモバイル端末の前面および背面の赤外線温度分布の概略図である。

先行技術における別のモバイル端末の前面および背面の赤外線温度分布の概略図である。

本発明の実施形態１による、モバイル端末の概略図である。

図４におけるホルダの概略図である。

図４における別のホルダの概略図である。

本発明の実施形態２による、ホルダの概略図である。

図７で提供される別のホルダの概略図である。

図４のモバイル端末の温度分布の概略図である。

以下では、本発明の複数の実施形態における技術的な解決手段について、本発明の複数の実施形態における添付図面を参照して、明確にかつ完全に説明される。記載される複数の実施形態は、本発明の複数の実施形態のうちすべてではなく、一部にすぎないことは明らかである。本発明の複数の実施形態に基づいて、当業者によって創造的な取り組みなしに得られる他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。

図４および図５参照すると、本発明の第１の実施形態は、モバイル端末１００を提供する。モバイル端末１００は、サイドフレーム２、熱放出要素３、およびホルダ１を含む。ホルダ１はモバイル端末１００に配置されており、ホルダ１は、熱伝導領域１１および断熱領域１２を含み、断熱領域１２はホルダ１の端部の近くにあり、断熱領域１２は熱伝導領域１１に隣接しており、モバイル端末における熱放出要素３は、熱伝導領域１１に近接しており、サイドフレーム２はホルダ１を囲む。

本発明のこの実施形態において提供されるモバイル端末１００によると、断熱領域１２がホルダ１上に設けられており、断熱領域１２はホルダ１の端部の近くにあり、熱伝導領域１１に隣接しているので、その結果、熱伝導領域１１における熱をサイドフレーム２に伝達する処理において、熱は断熱領域１２によって妨げられ、それにより、サイドフレーム２における熱を低減する。

断熱領域１２は、サイドフレーム２と熱伝導領域１１との間に配置されてよい。

この実施形態において、モバイル端末１００はスマートフォンである。もちろん、別の実施形態において、モバイル端末１００はまたタブレットコンピュータであってもよい。

この実施形態において、サイドフレーム２は、一対の長手端部Ｌおよび一対の短手端部Ｄを含む。ユーザがモバイル端末１００を使用するとき、ユーザは概して、一対の長手端部Ｌを握る。熱放出要素３は、回路基板上に統合される。モバイル端末はシールド缶を含んでよく、シールド缶は、熱放出要素３によって生成される電磁場が外に拡散するのを防止し、かつ、電磁場が外部の電磁場から影響を受けるのを防止すべく、回路基板上の熱放出要素３を囲む。オプションで、０．２ｍｍの厚みを有するステンレス鋼および０．２ｍｍの厚みを有する銅‐ニッケル‐亜鉛の合金がシールド缶の材料として使用されてよい。シールド缶と熱放出要素３との間に熱伝導媒体が存在してよい。

またシールド缶上に熱伝導媒体が存在してもよく、熱伝導媒体は熱伝導領域１１に近接しており、熱放出要素３は熱伝導領域１１に近接しているので、その結果、熱放出要素３によって生成される熱は、より迅速にホルダ１に伝達可能である。熱は、ホルダ１を使用することによって、モバイル端末１００の外部に伝達されてよい。熱伝導媒体は、熱伝導性のシリカゲルであってよい。

モバイル端末はシールド缶を有さなくてもよいことが理解可能である。ホルダ１はシールド缶の役割を果たしてよく、すなわち、熱放出要素３によって生成される電磁場が外に拡散されるのを防止し、電磁場が外部の電磁場から影響を受けるのを防止してよい。

この実施形態において、熱放出要素３はサイドフレーム２の右側部の右長手端部Ｌ１に近く、熱伝導領域１１は概して右長手端部Ｌ１近くに設けられる。熱伝導領域１１は右長手端部Ｌ１に比較的近く、従って、熱は右長手端部Ｌ１に多く集中する。この状況を改善すべく、断熱領域１２は右長手端部Ｌ１近くに設けられる。もちろん、別の実施形態において、実際のニーズにより、断熱領域１２はまた、熱伝導領域１１と短手端部Ｄとの間に設けられてもよく、または熱伝導領域１１と他方の長手端部Ｌとの間に設けられてもよい。または断熱領域１２は、熱伝導領域１１と長手端部Ｌとの間および熱伝導領域１１と短手端部Ｄとの間に別々に配置されてよい。

さらなる改善のために、モバイル端末はサイドフレーム２を含み、サイドフレーム２はホルダ１を囲み、断熱領域１２は熱放出要素３をサイドフレーム２から完全に分離してよい。断熱領域１２は熱放出要素３をサイドフレーム２から完全に分離し、それによって、熱放出要素３から生成される熱がサイドフレーム２に伝達されるとき、熱は断熱領域１２を通過でき、その結果、すべての熱を妨げ、断熱領域１２の断熱効果を改善する。

この実施形態において、断熱領域１２の長手端部Ｌ方向に沿って対向して設けられた２つの端部はそれぞれ、熱伝導領域１１の長手端部Ｌ方向に沿って対向して設けられた２つの端部を超える。長手端部Ｌ方向沿いの断熱領域のサイズは、長手端部Ｌ方向沿いの熱伝導領域１１のサイズより大きい。従って、熱放出要素３が熱を放出するとき、熱は熱伝導領域１１に伝達され、熱伝導領域１１における熱がサイドフレームに伝達されるとき、熱は断熱領域１２を通過し、その結果、断熱領域１２は熱伝導領域１１における熱を阻むことができる。もちろん、別の実施形態において、モバイル端末１００は、熱伝導領域１１におけるメインの熱分布に従い、さらに解析を実行し、その後、それに応じて、断熱領域１２のサイズを設定してよい。すなわち、モバイル端末１００の側部における受熱が実際に必要な状況を満足させ得る限り、ホルダ１の長さを延長した方向沿いの断熱領域１２の長さは、ホルダ１沿いの熱伝導領域１１の長さより必ずしも大きくなく、ホルダ１の長さを延長した方向沿いの断熱領域１２の長さは、ホルダ１沿いの熱伝導領域１１の長さより短いか、または等しくてよい。

さらなる改善のために、図５を参照すると、断熱領域１２には断熱キャビティ１２１が設けられ、断熱キャビティ１２１は真空であるか、または空気５で充填されている。空気５の熱伝導率は、閉じられた小さな間隙においておよそ０．０２６Ｗ／ｍ・Ｋであり、別の材料の熱伝導率よりはるかに小さい。例えば、プラスチックの熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ・Ｋより大きく、金属の熱伝導率は、１０〜４００Ｗ／ｍ・Ｋの範囲内であり、ガラスの熱伝導率は、およそ２Ｗ／ｍ・Ｋである。上記列挙した材料は概して、ホルダ１を製造するために使用される。比較的小さな熱伝導率を持つ媒体が、比較的大きな熱伝導率を持つ材料に導入される結果、ホルダ１における、比較的小さな熱伝導率を持つ媒体が導入された場所に熱抵抗が形成され、それにより、断熱領域１２を形成する。真空は熱伝導性ではなく、またはキャビティ内の空気５は小さな熱伝導率を有するので、ホルダ１における、比較的小さな熱伝導率を持つ媒体が導入された場所に熱抵抗が形成され、その結果、断熱効果がより良好である。この実施形態において、断熱キャビティ１２１は空気５で充填される。概して、先行技術において、空気５はモバイル端末１００に存在する。断熱キャビティ１２１が断熱効果を有することができるよう、断熱キャビティ１２１が空気５を有するようにすることは比較的簡単な方法であり、または断熱キャビティ１２１を真空にすべく、モバイル端末１００の内部を真空環境に置かれるようにしてよい。もちろん、別の実施形態において、断熱キャビティ１２１はまた、別の態様で熱抵抗を形成してよい。例えば、断熱キャビティ１２１は低熱伝導材料を収容するよう構成され、低熱伝導材料は０〜０．０２６Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率の範囲を有する。別の実施形態において、断熱領域１２は低低熱伝導材料から形成されてよく、低熱伝導材料は０〜０．０２６Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率の範囲を有する。断熱領域１２は０〜０．２６Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率の範囲を有する材料から形成され、熱伝導率が当該熱伝導率の範囲内にある材料の熱伝導率は、別の材料の熱伝導率よりはるかに小さい。例えば、金属は１０〜４００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有し、ガラスはおよそ２Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する。上記列挙した材料は概して、ホルダ１を製造するために使用される。比較的小さな熱伝導率を持つ媒体が、比較的大きな熱伝導率を持つ材料に導入される結果、ホルダ１における、比較的小さな熱伝導率を持つ媒体が導入された場所に熱抵抗が形成され、それにより、断熱領域１２を形成する。

さらなる改善のために、断熱キャビティ１２１は、少なくとも１つのストリップ形状の穴または少なくとも１つの楕円状の穴である。断熱領域１２には、穴形状の断熱キャビティ１２１が設けられ、その結果、ホルダ１での処理は比較的簡易である。この実施形態において、断熱キャビティ１２１は少なくとも１つのストリップ形状の穴である。もちろん、別の実施形態において、断熱キャビティ１２１はまた、少なくとも１つの楕円状の穴または別の形状の穴であってよい。

熱放出要素３は加熱チップであってよく、３つの断熱キャビティ１２１が存在し、それらはストリップ形状の穴である。当該穴は、５ｍｍの長さを有し、１ｍｍの幅を有し、当該穴の間の間隙は１ｍｍより大きく、２ｍｍより小さい。

さらなる改善のために、断熱キャビティ１２１の領域は、断熱領域１２の少なくとも５０％の領域を占める。断熱キャビティ１２１は真空であるか、または空気５で充填され、その結果、断熱キャビティ１２１の熱伝導特性はさらに弱くなり、熱抵抗が形成される。従って、断熱キャビティ１２１のより大きな領域は、断熱領域１２のより良好な断熱効果を示す。

この実施形態において、ホルダ１の材料の一般的な強度を考慮すると、７つの断熱キャビティ１２１が存在し、それらはストリップ形状の穴である。当該複数のストリップ形状の穴の各々は、長手端部Ｌの方向に沿って５ｍｍの寸法を有する（すなわち、当該複数のストリップ形状の穴の各々は、長手端部Ｌの方向に沿って５ｍｍの長さを有する）。ストリップ形状の穴は、長手端部Ｌに対し、垂直な方向に沿って１ｍｍの寸法を有する（すなわち、当該複数のストリップ形状の穴の各々は、短手端部の方向に沿って１ｍｍの長さを有する）。２つの隣接するストリップ形状の穴の間の間隔は２ｍｍである。断熱キャビティ１２１の領域は、断熱領域１２のおよそ５０％の領域を占める。

図６を参照すると、ホルダ１の強度がより高い場合、断熱キャビティ１２１はまた、１つのストリップ形状の穴であってよい。すなわち、断熱キャビティ１２１の領域は、断熱領域１２の１００％の領域を占め、それにより、より良好な断熱効果を実現する。

もちろん、第２の実施形態において、図７に示される通り、断熱キャビティ２２１は少なくとも１つの溝２２１ａを含み、溝２２１ａは断熱領域２２の端部に設けられている。溝２２１ａの存在により、断熱領域２２の端部に、内側歯状構造が形成される。ホルダ１の材料の強度を考慮して、断熱キャビティ２２１は７つの溝２２１ａを含んでよい。溝２２１ａの各々は、長手端部Ｌの方向に沿って５ｍｍの寸法を有する（すなわち、溝２２１ａの各々は、長手端部Ｌの方向に沿って５ｍｍの長さを有する）。溝２２１ａは、長手端部Ｌに対し、垂直な方向に沿って１．５ｍｍの寸法を有する（すなわち、溝は、短手端部の方向に沿って１．５ｍｍの長さを有する）。２つの隣接する溝２２１ａの間の間隔は、２ｍｍである。断熱キャビティ２２１の領域は、断熱領域２２のおよそ５０％の領域を占める。

図８に示される通り、ホルダ１の強度がより高い場合、断熱キャビティ２２１はまた、１つの溝２２１ａを含んでよい。すなわち、断熱キャビティ２２１の領域は、断熱領域２２の１００％の領域を占め、それにより、より良好な断熱効果を実現する。別の実施形態においては、実際のニーズにより、断熱キャビティ２２１はまた、同一ホルダ１上に穴形状および溝２２１ａの形態で設けられてよい。

図９を参照すると、ホルダ１に断熱キャビティ１２１が設けられた後の熱分布ステータスある。モバイル端末１００における熱は、均等に分布されており、熱はモバイル端末１００のサイドフレーム２に集中していない。

さらなる改善のために、ホルダ１の材料は熱伝導材料である。熱放出要素３における熱は、ホルダ１の熱伝導性により迅速にホルダ１に伝達され、その後、熱はモバイル端末１００の外部に伝達され、その結果、モバイル端末１００での放熱処理はより効果的である。この実施形態において、ホルダ１の熱伝導特性を保証すべく、ホルダ１の材料はグラファイトであってよい。ホルダ１がディスプレイスクリーンと回路基板との間に配置される場合、回路基板における熱は、ホルダ１により迅速に伝達可能である。また、ホルダ１における熱は、ホルダ１の高い熱伝導率により、モバイル端末１００の外部により迅速に伝達可能であり、その結果、モバイル端末１００の放熱処理はより効果的である。もちろん、別の実施形態において、モバイル端末１００の実際のニーズにより、ホルダ１の材料はまた、別の材料であってよい。例えば、モバイル端末１００が放熱性能に関し、比較的高い要件を有しない場合、ホルダ１の材料はまた、比較的低熱伝導特性を持つ材料であってよい。

モバイル端末１００への装備が開始される場合、まず熱放出要素３が熱伝導領域１１に近接して置かれる必要があり、シールド缶および熱伝導媒体は、熱放出要素３と熱伝導領域１１との間に配置され、その結果、シールド効果および熱伝導効果を実装する。熱放出要素３が熱の生成を開始すると、熱は、ホルダ１の熱伝導性により、熱放出要素３からホルダ１へ伝達され、次に、ホルダ１は熱をモバイル端末１００のサイドフレーム２に伝達する。熱伝導領域１１における熱を側部に伝達する処理において、断熱領域１２の存在により、断熱領域１２において形成された熱抵抗によって、熱は妨げられ、その結果、側部における熱は比較的低く、それによって、モバイル端末１００のハウジングのサイドフレーム２における熱が比較的低いことを保証する。

ホルダ１はディスプレイスクリーンホルダである。

本発明のこの実施形態において提供されるモバイル端末１００によると、断熱領域１２がホルダ１上に設けられており、断熱領域１２はホルダ１の端部の近くにあり、熱伝導領域１１に隣接しているので、その結果、熱伝導領域１１における熱をサイドフレーム２に伝達する処理において、熱は断熱領域１２によって妨げられ、それにより、サイドフレーム２における熱を低減する。

また、断熱領域１２は熱放出要素３をサイドフレーム２から完全に分離し、その結果、断熱領域１２の断熱効果が改善される。断熱領域１２には断熱キャビティ１２１が設けられ、断熱キャビティ１２１は真空であるか、または空気５で充填され、その結果、断熱領域１２において断熱が比較的簡単に実装される。断熱領域１２は、低熱伝導材料から形成され、低熱伝導材料は、０〜０．０２６Ｗ／ｍ・Ｋの範囲の断熱性の熱伝導率の範囲を有し、その結果、断熱領域１２の断熱効果はより良好である。断熱キャビティ１２１は、少なくとも１つのストリップ形状の穴または少なくとも１つの楕円状の穴であり、その結果、ホルダ１での処理は比較的簡易である。断熱キャビティ１２１は少なくとも１つの溝２２１を含み、溝２２１は断熱領域１２の端部に設けられており、その結果、断熱キャビティ１２１のための様々な提供態様が存在する。断熱キャビティ１２１の領域は、断熱領域１２の少なくとも５０％の領域を占め、その結果、断熱領域１２の断熱効果はより良好である。ホルダ１の材料は熱伝導材料であり、その結果、モバイル端末１００での放熱処理はより効果的である。

最後に、上記の複数の実施形態は、本発明の技術的な解決手段を説明するためのものにすぎず、本発明を限定するものではない点に留意されたい。本発明は、上記の複数の実施形態に関し詳細に記載されているが、当業者であれば、本発明の上記の複数の実施形態の技術的な解決手段に係る精神および範囲から逸脱することなく、上記の複数の実施形態において記載された技術的な解決手段に修正を加えることができ、またはそれらの一部の技術的特徴に対し均等な置き換えをなすことができることを当業者は理解されたい。

Claims (11)

1. 熱放出要素と、
   ホルダと、
   前記ホルダを囲むサイドフレームと、
   を備え、
   前記ホルダは、熱伝導領域および断熱領域を備え、
   前記断熱領域は、前記熱伝導領域と前記ホルダの端部との間に設けられ、前記断熱領域は前記熱伝導領域に隣接し、
   前記熱放出要素が前記熱伝導領域に近接し、
   前記断熱領域は、少なくとも１つの断熱キャビティを有する、モバイル端末。
2. 前記断熱領域は前記熱放出要素を前記サイドフレームから分離する、請求項1に記載のモバイル端末。
3. 前記断熱キャビティは真空であるか、または空気で充填されている、請求項１または２に記載のモバイル端末。
4. 前記断熱キャビティは低熱伝導材料を有し、
   前記低熱伝導材料は、０〜０．０２６Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率の範囲を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のモバイル端末。
5. 前記断熱キャビティは、少なくとも１つのストリップ形状の穴または少なくとも１つの楕円状の穴である、請求項３または４に記載のモバイル端末。
6. 前記断熱キャビティの領域は、前記断熱領域の少なくとも５０％の領域を占める、請求項３または４に記載のモバイル端末。
7. 前記断熱領域は、低熱伝導材料から形成され、前記低熱伝導材料は、０〜０．０２６Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率の範囲を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のモバイル端末。
8. 前記ホルダの材料は、熱伝導材料である、請求項１から７のいずれか１項に記載のモバイル端末。
9. 前記ホルダは、ディスプレイスクリーンホルダである、請求項１から８のいずれか一項に記載のモバイル端末。
10. 前記断熱領域が前記ホルダの前記端部に沿って延びるサイズは、前記熱伝導領域のサイズよりも大きい、請求項１から９のいずれか一項に記載のモバイル端末。
11. 前記断熱領域は、前記断熱領域の端部に設けられる少なくとも１つの溝を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のモバイル端末。

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