JP7348994B1 - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナエレメントによる好適な電波の送受信性能と冷却フィンによる好適な冷却性能とを両立することができ、さらに、筐体の小型化やレイアウト自由度を向上させることのできる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器１０は、筐体の側面に設けられた横長形状で樹脂材のルーバー５０と、ルーバー５０における外側面に設けられたアンテナエレメント６０と、ルーバー５０と送風ファン３８との間に配置されている冷却フィン４２とを有する。冷却フィン４２は、側面視で横方向に関してアンテナエレメントと略重なるアンテナ重複部８０と、アンテナ重複部８０を挟んだ両側のアンテナ非重複部８２とに区分され、アンテナ非重複部８２はアンテナ重複部８０よりも送風ファン３８の排気方向に向けて突出している突出部８２ａを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、冷却フィンに風を当てながら排気する送風ファンと、アンテナとを有する電子機器に関する。

ノート型ＰＣ（ノートブック型パーソナルコンピュータ）のような電子機器は、ＷＷＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の各種無線通信のアンテナを搭載している。アンテナエレメントは筐体の側面に設けると外部との送受信を行うのに障壁がなくて好適である（特許文献１参照）。

また、ノート型ＰＣはＣＰＵ等の発熱体を搭載しており、筐体内に冷却モジュールを搭載し、発熱体が発生する熱を吸熱し外部に放熱する。放熱手段としては、例えば発熱体の熱を冷却フィンに伝熱し、さらに送風ファンで風を当てて排気口から排気・排熱する（特許文献２参照）。排気口には筐体の強度担保、異物進入の防止および通風などを目的としたルーバーが設けられることが多い。ルーバーは、例えば樹脂材で構成される。冷却フィンは一般的に伝熱性を考慮して金属材で構成されている。

特許第６８９０７０２号公報 特開２０２２－０５９８３３号広報

ノート型ＰＣには小型化の要請がある。ところが、アンテナエレメントおよび排気口はいずれも筐体の側面部分に設けられることがあり、しかも筐体の四周の全長は限られていることから両者が所定の長さ範囲を占有させると一層の小型化は困難となる。また、アンテナエレメントについてはなるべくレイアウトスペースを削減できることが望ましいが送受信波長などの関係上から極度に小型化することは難しい。このため、アンテナエレメントをルーバーに設けることが検討されている。これによりアンテナエレメントが単体で所定のスペースを占有することがなくなり、筐体内のレイアウト自由度が高まる。

しかしながらルーバーの近傍には冷却フィンが存在している。冷却フィンは金属材であることから電波の送受信に影響を与えることがないようにアンテナエレメントからある程度離間させることが望ましい。アンテナエレメントと冷却フィンとを離間させるためには、冷却フィンを短くすることが考えられるが冷却能力は低減してしまう。また、冷却フィンを所定の長さに維持したままアンテナエレメントから単純に離間させて両者間に空間部を設けると、いわゆるデッドスペースが発生してしまって小型化の要請に反することになる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、アンテナエレメントによる好適な電波の送受信性能と冷却フィンによる好適な冷却性能とを両立することができ、さらに、筐体の小型化やレイアウト自由度を向上させることのできる電子機器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、本発明の態様に係る電子機器は、電子機器であって、扁平形状の筐体と、前記筐体の側面に設けられた横長形状で樹脂材のルーバーと、前記筐体内に設けられて前記ルーバーから排気をする送風ファンと、前記ルーバーにおける前記送風ファンとは反対側の面に設けられたアンテナエレメントと、少なくとも一部が前記ルーバーと前記送風ファンとの間に配置されている金属材の冷却フィンと、を有し、前記アンテナエレメントは少なくとも一部が横方向に延在する形状であり、前記冷却フィンは、側面視で横方向に関して前記アンテナエレメントと略重なるアンテナ重複部と、前記アンテナ重複部を挟んだ両側のアンテナ非重複部とに区分され、前記アンテナ非重複部は前記アンテナ重複部よりも前記送風ファンの排気方向に向けて突出している突出部を有し、前記突出部は前記ルーバーの近傍まで突出しており、前記ルーバーにおけるアンテナエレメントが設けられている面を基準としてアンテナ重複部までの距離は、突出部までの距離よりも長くなっている。

本発明の上記態様によれば、冷却フィンの突出部は前記ルーバーの近傍まで突出していることから適度な長さが確保されて好適な冷却性能が得られる。一方、アンテナエレメントからアンテナ重複部までの距離は突出部までの距離よりも長くなっていることから、この部分での冷却フィンのアンテナエレメントに対する電磁的影響は低減され、アンテナエレメントによる好適な電波の送受信性能が得られる。アンテナエレメントはルーバーに設けられることから、アンテナエレメント単体でスペースを占有することがなく、筐体の小型化やレイアウト自由度を向上させることができる。

図１は、一実施形態に係る電子機器を上から見下ろした模式的な平面図である。 図２は、下カバー材を取り外して内部を露呈させた状態の筐体の底面図である。 図３は、排気構造の斜視図である。 図４は、排気構造の分解斜視図である。 図５は、ルーバーを斜め上方から見た斜視図である。 図６は、ルーバーを上カバー材に取り付ける様子を示す斜視図である。 図７は、アンテナエレメントと冷却フィンとの位置関係を示す模式斜視図である。

以下に、本発明にかかる電子機器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、一実施形態に係る電子機器１０を上から見下ろした模式的な平面図である。図１に示すように、電子機器１０は、ディスプレイ筐体１２と筐体１４とをヒンジ１６で相対的に回動可能に連結したクラムシェル型のノート型ＰＣである。本発明に係る電子機器は、ノート型ＰＣ以外、タブレット型ＰＣ、携帯電話、スマートフォン、又は携帯用ゲーム機等でもよい。

ディスプレイ筐体１２は、筐体１４よりも薄い扁平な箱体である。ディスプレイ筐体１２には、ディスプレイ１８が搭載されている。ディスプレイ１８は、例えば有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や液晶で構成される。

以下、筐体１４及びこれに搭載された各構成要素について、図１に示すようにディスプレイ筐体１２を所定角度に開いてディスプレイ１８を視認する状態を基準とし、手前側を「前」、奥側を「後」、幅方向を「左右」、厚み方向を上下または「縦」、と呼んで説明する。また、後述する排気構造５６の説明では筐体１４の厚み方向に直交する方向を「横」とする。

筐体１４は、その後端部にヒンジ１６が連結されている。筐体１４は、上面及び四周側面を形成する上カバー材２０と、下面を形成する下カバー材２２とで構成されている。筐体１４は上カバー材２０と下カバー材２２とが組み合わさって扁平な箱体をなしている。筐体１４の上面には、キーボード２４及びタッチパッド２６が設けられている。

図２は、下カバー材２２を取り外して内部を露呈させた状態の筐体１４の底面図である。冷却モジュール２８は、筐体１４内のマザーボード３０に実装された発熱体３２が発生する熱を吸熱及び拡散し、さらに筐体１４外へと放熱する冷却装置である。発熱体３２は、例えばＣＰＵ，ＧＰＵなどである。マザーボード３０は発熱体３２等の各種半導体チップが実装されたプリント基板である。発熱体３２は筐体１４内で最大級の発熱体である。冷却モジュール２８は、２本のヒートパイプ３４，３６と、２個の送風ファン３８，４０と、２つの冷却フィン４２，４４と、ヒートスプレッダ４６とを備える。図２の符号４８はバッテリーである。

ヒートパイプ３４，３６はパイプ状の熱輸送装置である。ヒートパイプ３４，３６は、一部が近接又は当接した状態で並列されている。ヒートパイプ３４は一端が発熱体３２から吸熱可能に配置され他端が冷却フィン４２と熱的につながっている。ヒートパイプ３６は一端が発熱体３２と熱的に接続され、他端が冷却フィン４４と熱的に接続されている。発熱体３２とヒートパイプ３４，３６との間には伝熱材や放熱材が介在していてもよい。ヒートパイプ３４，３６は、それぞれ扁平な金属パイプの内部に形成された密閉空間に作動流体を封入した構成であり、密閉空間内で作動流体が相変化を生じながら流通し、これにより効率よく熱を輸送する。

送風ファン３８，４０は、ヒートパイプ３４，３６が輸送した熱を冷却フィン４２，４４を介し、ルーバー５０，５２から外へと排気・放熱するものである。ルーバー５０，５２は筐体１４の外壁の一部を形成するように設けられている。本実施の形態ではルーバー５０，５２が排気口を兼ねているが、筐体１４の外壁に排気口を設けてその内部にルーバー５０，５２を設けてもよい。

送風ファン３８，４０は筐体１４の後端近傍で、且つ左右に分かれて配置されている。送風ファン３８，４０は扁平形状の筐体１４に適合した平型形状となっている。ルーバー５０は送風ファン３８の排気位置に対応した箇所に形成されており、冷却フィン４２はルーバー５０と送風ファン３８との間に設けられている。ルーバー５２は送風ファン４０の排気位置に対応した箇所に形成されており、冷却フィン４４はルーバー５２と送風ファン４０との間に設けられている。冷却フィン４２，４４は送風ファン３８，４０と一体的に構成されていてもよい。送風ファン３８，４０の各下面の縁部はスポンジ材５４で囲われている。スポンジ材５４は下カバー材２２に当接し、空気の逆流を防止している。送風ファン３８，４０は下カバー材２２に形成された吸気口（図示略）から吸気をする。

次に、送風ファン３８から送風して冷却フィン４２の熱をルーバー５０から排気・放熱する排気構造５６の構成について説明する。なお、送風ファン４０から送風して冷却フィン４４の熱をルーバー５２から排気・放熱する排気構造５８（図１参照）の構成については同様であるために詳細な説明を省略する。

上記のとおり、排気構造５６の説明では筐体１４の厚み方向を「縦」とし、それに直交する方向を「横」とする。本実例における排気構造５６の「横方向」は左右方向であるが、送風ファン４０からの排気が左右方向に沿う場合には、「横方向」は筐体１４の前後方向になる。

図３は、排気構造５６の斜視図である。図４は、排気構造５６の分解斜視図である。図５は、ルーバー５０を斜め上方から見た斜視図である。図６は、ルーバー５０を上カバー材２０に取り付ける様子を示す斜視図である。排気構造５６は上記の送風ファン３８、ルーバー５０および冷却フィン４２を含み、さらにルーバー５０に設けられたアンテナエレメント６０を含むものとする。アンテナエレメント６０は、識別が容易となるように適宜ドット地で示す。

ルーバー５０は筐体１４の後側面に開口するように設けられた横長形状の樹脂材である。ルーバー５０は筐体１４の強度担保、異物進入の防止および送風ファン３８の通風などを目的としている。ルーバー５０は筐体１４に固定されるユニット式であり、単体でアンテナエレメント６０を設けるのに好適である。本実施例ではルーバー５０は樹脂材６２の一部として形成されている。樹脂材６２は送風ファン３８の排気口に相当する箇所がルーバー５０となっているが、それ以外の中央側部分６２ａを含んでいる。ルーバー５０は中央側部分６２ａとは独立した構成であってもよい。ルーバー５０は中央側部分６２ａを介して反対側のルーバー５２と一体の構成であってもよい。ルーバー５０は基本的に樹脂による一体成型品であるが、成型の都合などによっては複数部材で形成するようにしてもよい。

ルーバー５０は上壁６４、下壁６６、横壁６８および複数の縦壁７０を有している。上壁６４は上カバー材２０の内面２０ａに当接する。下壁６６は下カバー材２２の内面２２ａに当接する。上カバー材２０は、全面、又は少なくともルーバー５０に当接する箇所とその周辺部が金属材であるものとする。

ルーバー５０には４箇所のビス止め片７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄが形成されている。ビス止め片７２ａ～７２ｄは上カバー材２０に対してルーバー５０をビスＢで固定する部分である。ビス止め片７２ａ～７２ｄは略等間隔に形成されており、このうちのビス止め片７２ａ，７２ｂは左右両端にある。ビス止め片７２ｂ，７２ｃは、上壁６４の一部を兼ねている。

上壁６４にはアンテナエレメント６０に対応したアンテナグランド７４が設けられている。アンテナグランド７４はビス止め片７２ｂ，７２ｃのビス孔を含む箇所に形成されており、ビス止めによって上カバー材２０と接触して導通する。アンテナグランド７４におけるビス止め片７２ｂ，７２ｃ以外の部分には導電性のスポンジ材７５が設けられており、該スポンジ材７５を介して上カバー材２０と導通する。スポンジ材７５は、例えば導電性粘着テープによって上壁６４に固定されている。上カバー材２０におけるルーバー５０との当接箇所は塗装など被膜のない金属露呈部２０ａａが形成されていて導通可能となっている。

下壁６６における筐体１４内部の側には段差部６６ａが形成されている。段差部６６ａにはカバー片７６（図３参照）が嵌め込まれて固定される。複数の縦壁７０は、上壁６４と下壁６６とに亘って設けられていて、ルーバー５０および筐体１４の強度を担保している。縦壁７０のうち左右両端のものはルーバー５０の側壁となっている。複数の縦壁７０は送風ファン３８の風をほぼ妨げない程度の数であって、不等間隔に設けられている。

横壁６８は、上壁６４と下壁６６との中間部でルーバー５０の横方向全長に亘って設けられている。横壁６８は複数の縦壁７０と交差している。横壁６８における筐体１４内部の側は、送風ファン３８の風の抵抗を軽減させるために鋭角状の断面を形成している。

アンテナエレメント６０は、ルーバー５０の横壁６８における外側面（つまり、送風ファン３８とは反対側の面）に設けられている。アンテナエレメント６０の横幅Ｗ１は対応する電波周波数などによって決定される。本実施例では横幅Ｗ１はルーバー５０の横幅Ｗ２の約半分である。アンテナエレメント６０は、横壁６８に沿って形成される横幅Ｗ１の主部６０ａ以外に、縦壁７０に沿った短い副部６０ｂを有している。換言すると、アンテナエレメント６０の少なくとも一部は横壁６８に沿って設けられている。アンテナエレメント６０は、例えばＬＤＳ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）や金属箔などによって形成される。符号７８はアンテナエレメント６０のフィード線である。

図４に示すように、冷却フィン４２はブロック形状であって金属材の薄板で構成されている。冷却フィン４２は送風ファン３８の送風口に対応した形状であって、上板４２ａと、下板４２ｂと、これらの間に亘って設けられる複数の縦板４２ｃとを有する。縦板４２ｃは板面が送風ファン３８による風に沿う向きになっており、多数が横方向に狭い間隔で並んでいる。下板４２ｂはヒートパイプ３４の端部と溶接等で固定されている。

冷却フィン４２は、後方（送風ファン３８の排気方向）から見た側面視で横方向に関してアンテナエレメント６０と略重なるアンテナ重複部８０と、アンテナ重複部８０を挟んだ両側のアンテナ非重複部８２とに区分される。アンテナ非重複部８２はアンテナ重複部８０よりも後方に向けて突出している突出部８２ａを有する。突出部８２ａはルーバー５０の近傍まで突出している。アンテナ重複部８０とルーバー５０との間には空間部８４が確保されている。

また換言すれば、ルーバー５０におけるアンテナエレメント６０が設けられている後面５０ａ（図３参照）を基準としてアンテナ重複部８０までの距離Ｌ１は、突出部８２ａまでの距離Ｌ２よりも長くなっている。送風ファン３８の風を遮らない形状であれば、空間部８４には何らかの樹脂部材が設けられていてもよい。突出部８２ａおよび空間部８４は上方が上カバー材２０で覆われ、下方がカバー片７６（図３参照）によって覆われている。アンテナエレメント６０は、側面視で横方向に関してアンテナ重複部８０の幅Ｗ３の範囲内にある。

図７は、アンテナエレメント６０と冷却フィン４４との位置関係を示す模式斜視図である。アンテナエレメント６０はルーバー５０に固定されているが、アンテナエレメント６０と冷却フィン４４との位置関係が分かりやすいように図７ではルーバー５０を省略している。図７はアンテナエレメント６０の右端とその周辺部を示しているが、左端についてはほぼ対称構造となっている。図７に示すように、アンテナエレメント６０と突出部８２ａとの間は横方向に適度な幅Ｗ４が確保されている。

このように構成される電子機器１０では、アンテナエレメントがルーバー５０に設けられていることから、アンテナエレメント６０が単体で所定のスペースを占有することがなくなり、筐体１４の小型化が可能になる。また、筐体１４内のレイアウト自由度が高まり、例えばバッテリー４８を大型化することができる。アンテナエレメント６０は筐体１４の側面に設けられるため、外部との送受信を行うのに障壁がなくて好適である。

アンテナ非重複部８２はアンテナ重複部８０よりも突出している突出部８２ａを有しており、好適な冷却性能が得られる。突出部８２ａはルーバー５０の近傍まで突出しておりスペースの無駄がない。アンテナエレメント６０が設けられている後面５０ａを基準としてアンテナ重複部８０までの距離Ｌ１は、突出部８２ａまでの距離Ｌ２よりも長くなっていることから、該アンテナ重複部８０のアンテナエレメント６０に対する電波送受信の影響を低減させることができる。特に、アンテナエレメント６０は側面視で横方向に関してアンテナ重複部８０の幅の範囲内にあって、アンテナ重複部８０がアンテナエレメント６０に対する電磁的影響が少ない。

ただし、距離Ｌ１が十分に長く確保できる場合などの条件によっては、アンテナエレメント６０が側面視で横方向に関してンテナ重複部８０より多少はみ出ていてもよい。アンテナ重複部８０とルーバー５０との間には金属のない空間部８４が確保されていて、適度な距離Ｌ１が確保される。このように、電子機器１０では、アンテナエレメント６０による好適な電波の送受信性能と冷却フィン４２による好適な冷却性能とを両立することができる。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０ 電子機器
１４ 筐体
２０ 上カバー材
２２ ルーバー
２２ 下カバー材
３２ 発熱体
３４，３６ ヒートパイプ
３８，４０ 送風ファン
４２，４４ 冷却フィン
４２ａ 上板
４２ｂ 下板
４２ｃ 縦板
５０，５２ ルーバー
６０ アンテナエレメント
６０ａ 主部
６０ｂ 副部
６４ 上壁
６６ 下壁
６８ 横壁
７０ 縦壁
７４ アンテナグランド
８０ アンテナ重複部
８２ アンテナ非重複部
８２ａ 突出部
８４ 空間部

Claims (4)

1. 電子機器であって、
   扁平形状の筐体と、
   前記筐体の側面に設けられた横長形状で樹脂材のルーバーと、
   前記筐体内に設けられて前記ルーバーから排気をする送風ファンと、
   前記ルーバーにおける前記送風ファンとは反対側の面に設けられたアンテナエレメントと、
   少なくとも一部が前記ルーバーと前記送風ファンとの間に配置されている金属材の冷却フィンと、
   を有し、
   前記アンテナエレメントは少なくとも一部が横方向に延在する形状であり、
   前記冷却フィンは、側面視で横方向に関して前記アンテナエレメントと略重なるアンテナ重複部と、前記アンテナ重複部を挟んだ両側のアンテナ非重複部とに区分され、
   前記アンテナ非重複部は前記アンテナ重複部よりも前記送風ファンの排気方向に向けて突出している突出部を有し、
   前記突出部は前記ルーバーの近傍まで突出しており、
   前記ルーバーにおけるアンテナエレメントが設けられている面を基準としてアンテナ重複部までの距離は、突出部までの距離よりも長くなっている
   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、
   前記アンテナエレメントは、側面視で横方向に関して前記アンテナ重複部の幅の範囲内にある
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記ルーバーは前記筐体に固定されるユニット式であって、
   前記筐体の厚み方向に延在する複数の縦壁と、
   前記筐体の横方向に延在する横壁と、
   を有し、
   前記アンテナエレメントの少なくとも一部は前記横壁に沿って設けられている
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記アンテナ重複部と前記ルーバーとの間には空間部が確保されている
   ことを特徴とする電子機器。
   

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