JP6540358B2 - 放熱構造、筐体および携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、放熱構造、筐体および携帯端末に関するものである。

昨今、発熱した物体を冷却する技術として様々な技術が開示されている。例えば、熱伝導性のある板状のハニカムコアを表皮材で挟み込み、一方の表皮の熱を他方の表皮材へ熱伝導させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、筐体の外面にハニカム形状の放熱材を設けることにより、筐体の内部の冷却機能を向上させる技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、接触部材とハニカム構造体との間に柔軟性を有するシートを設ける技術が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。

特開２００４−１０８３６号公報 特開２００８−２０１０４７号公報 特開２００３−２７０１８０号公報

しかし、発熱部品をより効率的に放熱させることが可能な技術が求められている。さらに、発熱部品を収納する筐体の強度をより高めることが可能な技術が求められている。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、発熱部品をより効率的に放熱させることが可能であり、かつ、発熱部品を収納する筐体の強度をより高めることが可能な技術を提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明のある観点によれば、発熱部品に接触する放熱材と、フレームの面上に多角形格子状に形成された突出部と、を備え、前記突出部は、前記放熱材と接触している、放熱構造が提供される。

前記フレームおよび前記突出部は、開口空間を形成していてもよい。

前記多角形は、少なくとも六角形、四角形および三角形のいずれか一つを含んでもよい。

前記突出部は、前記フレームと同一部材または別部材により一体的に形成されていてもよい。

前記放熱材は、柔軟性を有する所定の放熱材を含んでもよい。

前記放熱材は、絶縁性を有する所定の放熱材を含んでもよい。

前記放熱材は、衝撃の低減を有する所定の放熱材を含んでもよい。

前記放熱材は、前記開口空間に充填されていてもよい。

前記突出部の少なくとも一部は、所定方向に直線的に伸びる直線形状部であり、前記直線形状部は、前記突出部を構成する１つの多角形枠の２つの頂点を通過して当該１つの多角形枠を２つの多角形枠に分断することを連続的に行ってもよい。

また、本発明の他の観点によれば、発熱部品に接触する放熱材と、フレームの面上に多角形格子状に形成された突出部と、を備え、前記突出部は、前記放熱材と接触している、筐体も提供される。

以上説明したように本発明によれば、発熱部品をより効率的に放熱させることが可能であり、かつ、発熱部品を収納する筐体の強度をより高めることが可能となる。

一般的なカバー付き端末装置の外観斜視図である。 一般的なカバー付き端末装置の上面図および側面図である。 図２に示した一般的なカバー付き端末装置のＡ−Ａ線における断面図である。 一般的な端末装置のうち発熱部品が設けられた部品搭載装置の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカバー付き端末装置の上面図および側面図である。 図５に示したＢ−Ｂ線における断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るカバー付き端末装置の上面図である。 図７に示したＣ−Ｃ線における断面図である。 第１の変形例に係る端末装置の平面図である。 第２の変形例に係る端末装置の平面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合もある。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素等の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。

（一般的な端末装置）
本発明の実施形態に係る端末装置を説明する前に、一般的な端末装置について説明する。図１は、一般的なカバー付き端末装置の外観斜視図である。図１に示すように、一般的なカバー付き端末装置９０は、第１のカバー２１と第２のカバー２２とを有しており、第１のカバー２１と第２のカバー２２との内部には、端末装置８０（図４参照）が収納されている。端末装置８０については、後に説明する。

図２は、一般的なカバー付き端末装置９０の上面図および側面図である。図２に示すように、一般的なカバー付き端末装置９０は、４つの固定具１０、４つの固定具１１、放熱材１５、発熱部品１６、６つの固定具１７、基板１８、フレーム１９、第１のカバー２１および第２のカバー２２を備える。放熱材１５とフレーム１９とは、一般的なカバー付き端末装置９０の筐体を構成している。図３は、図２に示した一般的なカバー付き端末装置９０のＡ−Ａ線における断面図である。

図２および図３に示すように、発熱部品１６は、基板１８の裏面ｄ（フレーム１９に対向する面）に形成されている。基板１８は、フレーム１９によって支持され、６つの固定具１７によってフレーム１９に固定されている。また、図２に示すように、第１のカバー２１は、４つの固定具１０によってフレーム１９に固定され、第２のカバー２２は、４つの固定具１１によって第１のカバー２１に固定されている。図４は、一般的な端末装置８０の斜視図である。

ここで、一般的なカバー付き端末装置９０においては、図３に示すように、フレーム１９と発熱部品１６とに接触するように放熱材１５が充填されている。このような位置に放熱材１５が充填されていることによって、放熱材１５は、発熱部品１６によって発せられた熱をフレーム１９に向けて拡散させることが可能である。しかし、フレーム１９と放熱材１５との接触部分は、面積がさほど大きくないため、効率的に発熱部品１６の放熱がなされない。

さらに、放熱材１５が柔軟になるほど放熱材１５と発熱部品１６との間に隙間が生じにくくなるため、発熱部品１６の放熱の効率は向上する一方、フレーム１９と放熱材１５とを含んだ筐体の強度は弱くなってしまう。そこで、本発明の実施形態においては、発熱部品１６をより効率的に放熱させ自然冷却することが可能であり、かつ、発熱部品１６を収納する筐体の強度をより高めることが可能な技術を主に説明する。

（第１の実施形態）
続いて、本発明の第１の実施形態について説明する。本発明の第１の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ａの外観斜視図は、図１に示した一般的なカバー付き端末装置９０の外観斜視図と同様である。図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ａは、第１のカバー２１と第２のカバー２２とを有しており、第１のカバー２１と第２のカバー２２との内部には、端末装置２Ａ（図４参照）が収納されている。

また、以下では、所定の分野において用いられる通信端末をカバー付き端末装置１Ａの例として説明する。しかし、カバー付き端末装置１Ａは、所定の分野において用いられる通信端末に限定されず、発熱部品を収納する筐体を含んでいればよい。

例えば、カバー付き端末装置１Ａは、携帯端末（例えば、スマートフォン、携帯電話、無線通信装置、タブレット端末など）であってもよい。あるいは、発熱部品を収納する筐体は、カバー付き端末装置１Ａ以外の装置に含まれていてもよい。例えば、発熱部品を収納する筐体は、空調装置に含まれていてもよいし、家電設備（例えば、テレビジョン装置、液晶モニタ、クーラー、ヒーターなど）に含まれていてもよい。

第１のカバー２１および第２のカバー２２の素材は特に限定されない。例えば、第１のカバー２１および第２のカバー２２は、樹脂性であってよい。なお、ここでは、端末装置２Ａが第１のカバー２１および第２のカバー２２に収納されている例を説明するが、端末装置２Ａは、第１のカバー２１および第２のカバー２２に収納されていなくてもよい（例えば、露出されていてもよい）。

図５は、本発明の第１の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ａの上面図および側面図である。図５に示すように、本発明の第１の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ａは、４つの固定具１０、４つの固定具１１、突出部１３、放熱材１５、発熱部品１６、６つの固定具１７、基板１８、フレーム１９、第１のカバー２１および第２のカバー２２を備える。突出部１３と放熱材１５とフレーム１９とは、カバー付き端末装置１Ａ（端末装置２Ａ）の筐体を構成し得る。図６は、図５に示したカバー付き端末装置１ＡのＡ−Ａ線における断面図である。

図５および図６に示すように、発熱部品１６は、基板１８の裏面ｄ（フレーム１９に対向する面）に形成されている。なお、図５および図６には、発熱部品１６が２つに分かれている場合が例として示されているが、発熱部品１６はいくつに分かれていてもよいし、分かれていなくてもよい。また、発熱部品１６が有する具体的な機能は特に限定されない。一例として、発熱部品１６は、各種演算装置（例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）など）であってもよいが、発熱を伴う部品であればよい。

基板１８は、フレーム１９によって支持され、６つの固定具１７によってフレーム１９に固定されている。例えば、フレーム１９は、金属製（例えば、アルミニウム製など）であるとよい。金属は熱伝導性が高いため、６つの発熱部品１６によって発せられた熱がフレーム１９を伝わって容易にフレーム１９の外部に伝導されやすいからである。なお、図５には、固定具１７の数が６つの場合が例として示されているが、固定具１７の数は特に限定されない。

また、図５に示すように、第１のカバー２１は、４つの固定具１０によってフレーム１９に固定され、第２のカバー２２は、４つの固定具１１によって第１のカバー２１に固定されている。なお、図５には、固定具１０の数が４つの場合が例として示されているが、固定具１０の数は特に限定されない。同様に、図５には、固定具１１の数が４つの場合が例として示されているが、固定具１１の数は特に限定されない。端末装置２Ａの斜視図は、図４に示した一般的な端末装置８０の斜視図と同様である。

ここで、本発明の第１の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ａは、図５に示すように、フレーム１９の面上（発熱部品１６に対向する面）に多角形格子状に形成された突出部１３を備えている。そして、放熱材１５は、発熱部品１６および突出部１３それぞれと接触している。特に、図６を参照すると、フレーム１９と突出部１３とによって開口空間が形成されており、突出部１３の先端が放熱材１５に接している。

図５に示した例では、突出部１３を構成する各格子の多角形は、六角形であり、突出部１３によってハニカム構造が形成されている。しかし、突出部１３を構成する各格子の多角形は、四角形であってもよいし、三角形であってもよいし、他の多角形であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。例えば、突出部１３を構成する各格子の多角形は、少なくとも六角形、四角形および三角形のいずれか一つを含んでよい。

また、図６に示した例では、突出部１３がフレーム１９と同一部材により一体的に形成されている。しかし、突出部１３は、フレーム１９と別部材により一体的に形成されていてもよい。すなわち、突出部１３は、フレーム１９と同一部材または別部材により一体的に形成されていてよい。

放熱材１５の種類は特に限定されないが、放熱材１５は柔軟性を有する所定の放熱材を含むのがよい。そうすれば、発熱部品１６に与える物理的な衝撃を低減することが可能となり、発熱部品１６との隙間を小さくして発熱部品１６から放熱材１５への熱伝導を促進させることが可能となる。また、放熱材１５は絶縁性を有する所定の放熱部材を含むのがよい。そうすれば、発熱部品１６に与える電気的な影響を低減することが可能となる。例えば、放熱材１５は、シリコンであってもよいし、熱伝導性を高めたゴムであってもよい。

このように、放熱材１５が突出部１３および発熱部品１６それぞれに接触していることによって、発熱部品１６によって発せられた熱が放熱材１５および突出部１３を伝わって、フレーム１９から拡散され得る。このとき、突出部１３は表面積が大きいため、突出部１３の表面から効率的に放熱がなされ得る。また、突出部１３が放熱材１５およびフレーム１９に接触していることにより、フレーム１９と放熱材１５とを含んだ筐体の強度を高めることが可能となる。

（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ｂの外観斜視図は、図１に示した一般的なカバー付き端末装置９０の外観斜視図と同様である。図１に示すように、本発明の第２の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ｂは、第１のカバー２１と第２のカバー２２とを有しており、第１のカバー２１と第２のカバー２２との内部には、端末装置２Ｂ（図４参照）が収納されている。

図７は、本発明の第２の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ｂの上面図である。図７に示すように、本発明の第２の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ｂは、本発明の第１の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ａと同様の構成を有している。しかし、本発明の第１の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ａと比較して、本発明の第２の実施形態に係るカバー付き端末装置１Ｂにおいては、放熱材１５が充填される範囲が異なっている。以下に放熱材１５が充填される範囲について詳細に説明する。

図８は、図７に示したカバー付き端末装置１ＢのＢ−Ｂ線における断面図である。端末装置２Ｂの斜視図は、図４に示した一般的な端末装置８０の斜視図と同様である。ここで、本発明の第１の実施形態においては、放熱材１５が突出部１３の先端に接しているのに対し（図６参照）、本発明の第２の実施形態においては、図８を参照すると、フレーム１９と突出部１３とによって形成される開口空間に放熱材１５が接している。

かかる構成によれば、本発明の第１の実施形態と同様に、発熱部品１６によって発せられた熱が放熱材１５および突出部１３を伝わって、フレーム１９から拡散され得る。このとき、本発明の第２の実施形態においては、フレーム１９と突出部１３とによって形成される開口空間に放熱材１５が接触していることによって、突出部１３から放熱材１５への熱伝導がより促進される。そのため、本発明の第２の実施形態においては、本発明の第１の実施形態と比較して、より効率的に放熱がなされ、発熱部品１６の冷却速度も向上される。なお、放熱材１５は必ずしも開口空間に完全に充填されていなくても良く、突出部１３あるいはフレーム１９に対しある程度の面積で接している状態であれば放熱の効率を上げることができる。

（第１の変形例）
続いて、第１の変形例について説明する。かかる第１の変形例は、本発明の第１の実施形態の変形例であってもよいし、本発明の第２の実施形態の変形例であってもよい。すなわち、第１の変形例における放熱材１５は、突出部１３の先端に接していてもよいし（図６参照）、フレーム１９と突出部１３とによって形成される開口空間に接していてもよい（図８）。

第１の変形例に係るカバー付き端末装置１Ｃの外観斜視図は、図１に示した一般的なカバー付き端末装置９０の外観斜視図と同様である。図１に示すように、第１の変形例に係るカバー付き端末装置１Ｃは、第１のカバー２１と第２のカバー２２とを有しており、第１のカバー２１と第２のカバー２２との内部には、端末装置２Ｃ（図４参照）が収納されている。

図９は、本発明の第１の変形例に係るカバー付き端末装置１Ｃの上面図である。第１の変形例に係るカバー付き端末装置１Ｃは、突出部１３を備えているが、突出部１３の少なくとも一部が、所定方向に直線的に伸びる直線形状部１３１である。そして、直線形状部１３１は、突出部１３を構成する１つの多角形枠１３３の２つの頂点１３２を通過して当該１つの多角形枠１３３を２つの多角形枠に分断することを連続的に行う。多角形枠１３３の形状も限定されないが、図９に示した例では、多角形枠１３３は正方形である。

例えば、直線形状部１３１が直線的に伸びる所定方向は、製造時における突出部１３（およびフレーム１９）の注入方向Ｄｒに沿った方向であるとよい。かかる構成によれば、突出部１３を構成する直線形状部１３１の方向が、注入方向Ｄｒに沿っているため、突出部１３に欠けなどの不具合が生じにくくなり、欠陥品が製造されてしまう可能性を低減することが可能となる。なお、図９に示した例では、突出部１３の全体によってトラス構造が形成されている。

（第２の変形例）
続いて、第２の変形例について説明する。かかる第２の変形例は、本発明の第１の実施形態の変形例であってもよいし、本発明の第２の実施形態の変形例であってもよい。すなわち、第２の変形例における放熱材１５は、突出部１３の先端に接していてもよいし（図６参照）、フレーム１９と突出部１３とによって形成される開口空間に接していてもよい（図８）。

第２の変形例に係るカバー付き端末装置１Ｄの外観斜視図は、図１に示した一般的なカバー付き端末装置９０の外観斜視図と同様である。図１に示すように、第１の変形例に係るカバー付き端末装置１Ｄは、第１のカバー２１と第２のカバー２２とを有しており、第１のカバー２１と第２のカバー２２との内部には、端末装置２Ｄ（図４参照）が収納されている。

図１０は、本発明の第２の変形例に係るカバー付き端末装置１Ｄの上面図である。第２の変形例に係るカバー付き端末装置１Ｄは、突出部１３を備えているが、突出部１３の少なくとも一部が、所定方向に直線的に伸びる直線形状部１３４である。そして、直線形状部１３４は、突出部１３を構成する１つの多角形枠１３６の２つの頂点１３２を通過して当該１つの多角形枠１３６を２つの多角形枠に分断することを連続的に行う。多角形枠１３６の形状も限定されないが、図１０に示した例では、多角形枠１３６は六角形である。

例えば、直線形状部１３４が直線的に伸びる所定方向は、製造時における突出部１３（およびフレーム１９）の注入方向Ｄｒに沿った方向であるとよい。かかる構成によれば、突出部１３を構成する直線形状部１３４の方向が、注入方向Ｄｒに沿っているため、突出部１３に欠けなどの不具合が生じにくくなり、欠陥品が製造されてしまう可能性を低減することが可能となる。なお、図１０に示した例では、カゴメ格子枠と直線形状部１３４とによって、突出部１３の全体が形成されている。また、直線形状部１３４は必ずしもすべての頂点を通るようにしなくてもよく、例えば前記注入がしやすい部分については直線形状部１３４を設けないようにするといったことも可能である。

以上に説明したように、本発明の実施形態によれば、発熱部品１６に接触する放熱材１５と、フレーム１９の面上に多角形格子状に形成された突出部１３と、を備え、突出部１３は、放熱材１５と接触している、放熱構造が提供される。かかる構成によれば、発熱部品１６をより効率的に放熱させフレーム１９ないしは筐体による空冷等で自然冷却することが可能であり、かつ、発熱部品１６を収納する筐体の強度をより高めることが可能となる。なお、突出部１３のフレーム１９に対する高さは必ずしも各図面程度でなくとも良く、必要な強度が得られる程度の高さであってよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、端末装置２の動作全体を制御するための発熱部品１６は、専用のハードウェアによって構成されてもよいし、端末装置２に内蔵されたＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより実現されてもよい。かかるプログラムが提供され得る他、かかるプログラムを記憶させた記憶媒体も提供され得る。

１Ａ〜１Ｄ カバー付き端末装置
２Ａ〜２Ｄ 端末装置
１０ 固定具
１１ 固定具
１３ 突出部
１３１ 直線形状部
１３２ 頂点
１３４ 直線形状部
１３３ 多角形枠
１３６ 多角形枠
１５ 放熱材
１６ 発熱部品
１７ 固定具
１８ 基板
１９ フレーム
２１ 第１のカバー
２２ 第２のカバー
８０ 端末装置
９０ カバー付き端末装置
Ｄｒ 注入方向
ｄ 裏面

Claims (9)

1. 発熱部品に接触する放熱材と、
   フレームの面上に多角形格子状に形成された突出部と、を備え、
   前記突出部は、前記放熱材と接触しており、
   前記突出部の少なくとも一部は、所定方向に直線的に伸びる直線形状部であり、
   前記直線形状部は、前記突出部を構成する１つの多角形枠の２つの頂点を通過して当該１つの多角形枠を２つの多角形枠に分断することを連続的に行う、
   放熱構造。
2. 前記フレームおよび前記突出部は、開口空間を形成している、
   請求項１に記載の放熱構造。
3. 前記突出部は、前記フレームと同一部材または別部材により一体的に形成されている、
   請求項１に記載の放熱構造。
4. 前記放熱材は、柔軟性を有する所定の放熱材を含む、
   請求項１に記載の放熱構造。
5. 前記放熱材は、絶縁性を有する所定の放熱材を含む、
   請求項１に記載の放熱構造。
6. 前記放熱材は、衝撃の低減を有する所定の放熱材を含む、
   請求項１に記載の放熱構造。
7. 前記放熱材は、前記開口空間に充填されている、
   請求項２に記載の放熱構造。
8. 発熱部品に接触する放熱材と、
   フレームの面上に多角形格子状に形成された突出部と、を備え、
   前記突出部は、前記放熱材と接触しており、
   前記突出部の少なくとも一部は、所定方向に直線的に伸びる直線形状部であり、
   前記直線形状部は、前記突出部を構成する１つの多角形枠の２つの頂点を通過して当該１つの多角形枠を２つの多角形枠に分断することを連続的に行う、
   筐体。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の放熱構造を備えた、携帯端末。
   
   
   
   

Images