JP2014165456A - 電子機器及び電子機器のリアケース - Google Patents

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Abstract

【課題】小型電子機器の筺体内部で発生した熱を、背面側から効率よく放熱して熱をフロント側に伝え難くすることができる電子機器を提供する。
【解決手段】フロントケース1とリアケース2を備え、フロントケース1とリアケース2に囲まれた内部空間に発熱部品8を備える電子機器10において、リアケース2に板金5を一体成型すると共に、板金5には表面積を増大させる凹凸を施すことにより、発熱部品8の熱をリアケース2から放熱し、フロントケース1への伝熱を低減する。凹凸は波型形状にでき、リアケース2はバスタブ型として板金5の凹凸を、リアケース2の側壁部分とその近傍において、電子機器の内部空間に露出させることが可能である。
【選択図】図3

Description

本出願は、発熱部品を内蔵する電子機器において、発熱部品で発生した熱を筺体を通じて放熱することが可能な電子機器及び電子機器のリアケースに関する。
近年、カメラや携帯電話機等の小型電子機器が普及している。これらの電子機器に内蔵されるIC(集積回路)の性能が向上するにつれて、ICが発熱する熱を電子機器の筺体の外部に逃がす構造が必要となる。
電子機器の放熱構造として、特許文献1には、プロジェクタを内蔵するカメラの背面側に金属等の熱導電性材料からなる放熱部材を設け、発光部品からの熱を放熱部品を通じてカメラ外に放熱するものが開示されている。また、特許文献2には、電子部品を搭載した基板の下側の筺体に貫通孔を設け、この貫通孔内に金属材で作られた放熱部品が取り付けられ、電子部品から発生する熱を筺体の外部に放熱するものが開示されている。更に、特許文献3には、電子機器の筺体の放熱が必要な部分に複数の貫通孔を設け、貫通孔の外側から溶融金属粒を吹き付けて貫通孔及び外面に堆積させて放熱部とし、内部で発生した熱を外部に放熱することが開示されている。
一方、電子機器である携帯電話機(スマートフォンを含む)で、フロントケースとリアケース間に防水構造があるものでは、バッテリはリアケース側に配置され、バッテリカバーで覆われている。図1(a)は比較技術のスマートフォン10を正面側から見たものであり、筐体11は、ディスプレイ13が設けられたフロントケース1とリアケース2及びリアケース2に着脱自在に取り付けられるバッテリカバー3とを備えている。図1(b)は図1(a)に示したスマートフォン10を裏面側から見たものであり、リアケース2に取り付けられるバッテリカバー3の形状がこの図から分かる。
図1(c)は図1(a)、(b)に示したスマートフォン10の短手方向の断面図であるが、比較技術のスマートフォン10の内部構造を説明するものであり、各部材の形状は図1(a)、(b)に示した部材の形状とは一致していない。スマートフォン10のフロントケース1の上面には液晶パネル4が取り付けられており、液晶パネル4の下方にはフロントケース1に一体成型された板金5に支持された液晶モジュール6がある。フロントケース1は樹脂製であり、板金は金属製である。また、リアケース2の中には回路基板7があり、回路基板7の上面には電子部品8が実装されている。電子部品8は集積回路等の実装部品であり、発熱源である。また、リアケース2の内部にはバッテリ9が収容されており、バッテリカバー3がリアケース2に取り付けられている。
なお、比較技術として示したスマートフォン10では、フロントケース1とリアケース2の間等に、水が内部に侵入しないようにする防水パッキンが取り付けられているが、図1(b)には図示を省略してある。
特開2010−191270号公報
特開2001−237577号公報
特開2004−281977号公報
ところが、図1(a)〜(c)において説明した構造のスマートフォン10は、下記の要因により電子部品8で発生した熱がフロントケース1にある液晶パネル4に伝わりやすい構造である。
要因1:熱源がフロントケース1側にある。
要因2:熱を伝えやすい板金5がフロントケース1に一体成型されている。これは、背面側を構成するリアケース2が、バッテリ9が内蔵されている影響で開口部が多く、強度が弱いため、スマートフォン10のセット全体の強度をフロントケース1で賄っているためである。
要因3:バッテリカバー3があるため、セット内部にこもった熱と、熱を放出したい外部との間に空気層が存在し、熱が背面側に伝わり難い。
このように、比較技術のスマートフォン10では、筐体11の内部の熱がフロント側に伝わり易く、フロント側は直接人体に触れるため、低温やけど等のリスクが大きいという問題があった。また、防水構造を持つスマートフォン10の場合は、筐体11の密閉性が高く、熱が筐体11の内部にこもりやすい易い。このため、スマートフォンにおいて、内部で発生した熱を人体に触れにくく、かつ効率的に外部へ放熱することが望まれている。
1つの側面では、本出願は、スマートフォンのような小型電子機器において、筺体内部で発生した熱を、背面側から効率よく放熱して熱をフロント側に伝え難くすることができる電子機器を提供することを目的とする。他の側面では、本出願は、スマートフォンのような小型電子機器のリアケースであって、筺体内部で発生した熱を、背面側から効率よく放熱して熱をフロント側に伝え難くすることができる電子機器のリアケースを提供することを目的とする。
実施形態の一観点によれば、フロントケースとリアケースを備え、フロントケースとリアケースに囲まれた内部空間に発熱部品を備える電子機器において、リアケースに板金を一体成型すると共に、板金には端部から端部までの長さを増大させる凹凸を施したことを特徴とする電子機器が提供される。
実施形態の他の観点によれば、フロントケースとリアケースに囲まれた内部空間に発熱部品を備える電子機器のリアケースであって、リアケースに板金を一体成型すると共に、板金には端部から端部までの長さを増大させる凹凸を施したことを特徴とする電子機器のリアケースが提供される。
(a)は本出願が対象とする携帯端末装置の一例であるスマートフォンを正面側から見た斜視図、(b)は(a)に示したスマートフォンを裏面側から見た斜視図、(c)は(a)、(b)に示したスマートフォンの短手方向の断面図である。 (a)は本出願の第1の実施例の電子機器の構造を示す断面図、(b)は(a)に示した電子機器のリアケース単体の構造を示す透視図である。 (a)は本出願の第2の実施例の電子機器の構造を示す断面図、(b)は(a)に示した電子機器のリアケースに内蔵される板金の構造を示す斜視図である。 (a)は電子機器を背面側から見た背面図、(b)は(a)に示されるリアケースに内蔵される板金の平面図、(c)は(b)に示した板金のC−C線における断面図、(d)は(a)に示した電子機器のA部の部分断面図である。 (a)は本出願の第3の実施例の電子機器のリアケースを製造する工程の一部を示す部分拡大断面図、(b)は(a)の製造方法で製造された第3の実施例の電子機器のリアケースを示す断面図である。 (a)は本出願の第4の実施例の電子機器に使用されるリアケースの断面図、(b)は本出願の第5の実施例の電子機器に使用されるリアケースの断面図、(c)は本出願の第6の実施例の電子機器に使用されるリアケースの断面図、(d)は本出願の第7の実施例の電子機器に使用されるリアケースに内蔵されるエンボス加工された板金の断面図である。
以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、図1(c)に示した比較技術のスマートフォンに使用された構成部材と同じ構成部材については同じ符号を付して説明する。
図2(a)は本出願の第1の実施例の電子機器であるスマートフォン21の構造を示す断面図である。スマートフォン21のフロントケース1の上面には液晶パネル4が取り付けられており、液晶パネル4の下方にはフロントケース1に一体成型された板金5に支持された液晶モジュール6がある。フロントケース1は樹脂製であり、板金は金属製である。また、スマートフォン21のリアケース2はプレート状をしており、縁部が僅かにフロントケース1側に立ちあがった側壁部2Wを備えており、この側壁部2Wがフロントケース1の側壁部1Wと結合される。側壁部1Wと側壁部2Wの接合部には防水パッキン等が設けられるが、この図には図示していない。リアケース2と板金5の間の内部空間20には回路基板7があり、回路基板7の上面には電子部品8が実装されている。電子部品8は集積回路等の実装部品であり、発熱素子である。また、回路基板7の下面には、バッテリ9が取り付けられている。
本出願では、プレート状のリアケース2に板金30を埋め込んでいる。図2(b)は図2(a)に示したスマートフォン21のリアケース2単体の構造を示す透視図であり、リアケース2に埋め込む板金30の形状の一実施例を示すものである。リアケース2に板金30を埋め込む場合には、公知の射出成型機を用いれば、一体成型によりリアケース2に板金30が埋め込まれる。リアケース2に埋め込まれる板金30は、リアケース2の形状に合わせて、底部30Bと壁部30Wを備えている。
そして、リアケース2に埋め込む板金30の形状は、平板状ではなく、板金30の表面積を増大させる凹凸を施した形状としている。第1の実施例のスマートフォン21の板金30の形状は、スマートフォン21の横方向(短手方向)に波打つ、断面視波型形状であり、凹部31と凸部32を有する。凹部31と凸部32は周期性を備えており、スマートフォン21の横方向(短手方向)に交互に現れる。板金30の波型形状はスマートフォン21の縦方向(長手方向)に波打つように形成しても良い。
第1の実施例のスマートフォン21では、熱源である電子部品8で発生した熱が、リアケース2に埋め込まれた板金30に伝えられ、底部30Bから壁部30Wに拡散するので、熱がリアケース2の外部に放出され易くなる。即ち、熱がスマートフォン21のフロント側に伝わり易いという前述の要因2の影響を小さくすることができる。そして、板金30を波型形状として表面積を増大させたことにより、放熱効果を高めることが可能となった。
図3(a)は本出願の第2の実施例の電子機器であるスマートフォン22の構造を示す断面図である。第2の実施例のスマートフォン22はバスタブ構造のリアケース2を備えており、フロントケースは設けられていない。バスタブ構造のリアケース2の側壁部2Wの高さは高く、液晶パネル4はバスタブ構造のリアケースの側壁部2Wの端面に接着剤18によって直接取り付けられている。接着剤18の代わりに両面テープが用いられることもある。
液晶パネル4とリアケース2の底部2Bとで囲まれた内部空間20には、板金5に支持された液晶モジュール6、電子部品8が実装された回路基板7が設けられている。また、リアケース2の底部2Bにはバッテリ9が取り付けられている。液晶パネル4とリアケース2の底部2Bとで囲まれた内部空間20に配置される、電子部品8が実装された回路基板7とバッテリ9の位置はこの位置に限定されるものではなく、位置が逆でも良い。
第2の実施例のスマートフォン22では、バスタブ構造のリアケース2の底部2Bと側壁部2Wに板金30を埋め込んでいる。図3(b)は図3(a)に示したリアケース2に埋め込む板金30の形状の一実施例を示すものである。リアケース2に板金30を埋め込む場合には、公知の射出成型機を用いれば、一体成型によりリアケース2に板金30が埋め込まれる。リアケース2に埋め込まれる板金30は、バスタブ構造のリアケース2に合わせて、底部30Bと壁部30Wを備えている。板金30の形状は、平板状ではなく、板金30の表面積を増大させる凹凸を施した形状としている。第2の実施例のスマートフォン22の板金30の形状は、スマートフォン22の横方向(短手方向)に波打つ、断面視波型形状であり、凹部31と凸部32を有する。凹部31と凸部32は周期性を備えており、スマートフォン22の横方向(短手方向)に交互に現れる。板金30の波型形状はスマートフォン22の縦方向(長手方向)、もしくはその両方、斜め等を組み合わせた形状に波打つように形成しても良い。また、絞り形状等により、壁部30Wを板金30の4方向全部に配置しても良い。
バスタブ構造のリアケース2を使用したスマートフォン22では、バッテリ等、取り出しが必要なものや外部端子等は、図示は省略するが、リアケース2の側面側に取り出す構造とすれば良い。第2の実施例のスマートフォン22では、熱源である電子部品8で発生した熱が、リアケース2に埋め込まれた板金30に伝えられ、底部30Bから壁部30Wに拡散するので、熱がリアケース2の外部に放出され易くなる。即ち、熱がスマートフォン22のフロント側に伝わり易いという前述の要因2の影響を小さくすることができる。そして、板金30を波型形状としてリアケース2の側壁部2Wまで延長して表面積を増大させたことにより、放熱効果を一層高めることが可能となった。
図4(a)はスマートフォン23を背面側から見たものであり、このスマートフォン23には背面にスピーカからの音を出す開口部12が設けられている。このように、スマートフォン23を背面に開口部12が設けられている場合は、図4(b)に示すように、リアケース2に埋め込まれる板金30の開口部12の位置に対応する部位は平坦部30Fに形成される。そして、平坦部30Fの開口部12に重なる部分には、貫通孔33が設けられる。図4(c)は図4(b)のC‐C線における板金30の断面形状を示すものである。板金30の平坦部30F以外の部分には、第1の実施例と同様に波型形状の凹凸が簿設けられている。
更に、図4(d)は、図4(a)に示したスマートフォン23のA部を部分拡大して示す断面図である。リアケース2がバスタブ構造である場合、リアケース2の背面側にはスピーカ等の開口部12が必用となるが、開口部12は一体成型の板金30に平坦部30Fを設けて板金30の一部を露出させることで解決できる。即ち、スマートフォン23の背面に開口部12が設けられている場合は、リアケース2に埋め込まれる板金30の開口部12に対応する部分を平坦部30Fに形成し、この平坦部30Fに貫通孔33を設ける。貫通孔33は、リアケース2の成形時の位置決め孔として利用することができる。この実施例では、開口部12に対応するリアケース2の内部にスピーカ14が設けられており、スピーカ14からの音が板金30の貫通孔33を通じて外部に出る。
また、スマートフォン23が防水仕様の場合は、貫通孔33の周囲の板金30の平坦部30Fに、音は通すが水分は通さない防水メッシュ15が設けられる。そして、開口部12の周囲のリアケース2には、板金30の平坦部30Fとの間に熱活性防水テープ16が設けられており、水分がリアケース2内に侵入するのを防止している。なお、表面に樹脂がコーティングされた板金を使用することにより、熱活性防水テープ16を削除することもできる。
また、リアケース2がバスタブ構造である場合、リアケース2の側壁部2Wの高さが高いため、リアケース2の成形時に板金暴れが起こる可能性がある。このような場合には、金型に押さえ構造を入れれば良い。これを図5を用いて説明する。
図5(a)は本出願の第3の実施例のスマートフォンのリアケース2を製造する工程の一部を示す部分拡大断面図である。リアケース2の全体を成形する金型の図示は省略するが、リアケース2の成形時の板金暴れを防止する場合には、金型にスライド金型17を設けておく。スライド金型17は一般に金型の雄型に取り付けられており、インサート成形では、雌型と雄型の間のキャビティに樹脂が射出されるまで、スライド金型17は板金30の壁部30Wを押さえている。そして、射出成形が終了した後に、スライド金型17は矢印で示す方向に移動するので、板金30が埋め込まれたリアケース2を雄金型から取り外すことができる。
なお、スライド金型17は射出成形後に矢印で示す方向にスライド移動するので、スライド金型17が移動する部分の板金30には、リアケース2の内側に露出する露出部30Eが必要である。スライド金型17が移動する部分の以外の板金30は、図5(a)に示すように、前述の実施例と同様にリアケース2の内部に、凹部31と凸部32を備えた状態で埋め込まれる。図5(b)は、図5(a)に示した製造方法で製造された第3の実施例のスマートフォンに使用されるリアケース2を示す断面図である。このように、リアケース2の内側の面に板金30の露出部30Eが存在すると、スマートフォン内部で発生した熱が板金に伝わり易くなり、熱のフロント側への伝熱が一層抑えられる。
以上、スマートフォンに使用される本願のリアケースの構造を幾つか説明したが、リアケースに埋め込む板金の凹凸形状は以上の実施例に限定されるものではない。その他の板金の凹凸形状について、図6を用いて更に説明する。
図6(a)は、本出願の第4の実施例のスマートフォンに使用されるリアケース2の断面を示すものである。第4の実施例では、板金30に形成する凹凸が、スマートフォンの横方向及び縦方向の何れか一方の方向に凹部31と凸部32を有する断面視パルス波形状である。凹部31と凸部32は一定の周期で繰り返し形成されている。なお、この実施例の凹部31と凸部32の境界部34は凹部31と凸部32に対して垂直に立ち上がっているが、斜め方向に立ち上がる形状でも良い。また、凹部31と凸部32は、横方向及び縦方向の双方向、または斜め方向等を組み合わせた形状であっても良い。
図6(b)は、本出願の第5の実施例のスマートフォンに使用されるリアケース2の断面を示すものである。第5の実施例では、図6(a)に示したパルス波形状の断面を備えた板金の、凹部31と凸部32の境界部34に更に凹凸部35を施したものである。凹部31と凸部32の境界部34にある凹凸部35は、凸部32の両側を治具によって潰すことによって形成することができる。このように、凹部31と凸部32の境界部34に更に凹凸部35を設けることにより、樹脂が板金30に食い込むようになり、樹脂と板金30との密着性が高まる。これにより、高い放熱効果と高い強度を兼ね備えたリアケース2とすることが可能である。
図6(c)は、本出願の第6の実施例のスマートフォンに使用されるリアケース2の断面を示すものである。第4の実施例では、板金30に形成する断面視パルス波形状凹凸が、同じ周期で繰り返して形成されていた。一方、第6の実施例では、板金30に形成する断面視パルス波形状凹凸が、ある部分では密であり、ある部分では祖になっている。即ち、第6の実施例では断面視パルス波形状凹凸の繰り返し周期が一定ではない。このように、断面視パルス波形状凹凸の繰り返し周期を異ならせる場合は、スマートフォン内の熱の発生源に近い部位ほど周期を短くすれば、放熱効果が大きいと考えられる。板金30に形成する凹凸の周期の変更は、第1から第3の実施例で説明した断面視波型の凹凸においても行うことが可能である。
図6(d)は本出願の第7の実施例のスマートフォンに使用されるリアケース2の断面を示すものである。第7の実施例では、板金30にエンボス加工部36を複数設けることによって、板金30に凹凸を設けている。エンボス加工部36は板金30の片側の面だけに突出するようにしても良く、また、図6(d)に示すように板金30の両側の面に突出するようにしても良い。更に、エンボス加工部36は板金30の上に直線状に何列も並べて形成しても良く、また、板金30の上にランダムに形成しても良い。
以上説明したように、本出願の電子機器及び電子機器のリアケースによれば、以下のような効果がある。
(1)筐体内部で発生した熱の、リアケースの背面側への放熱による、熱のフロント側への伝熱防止
(2)リアケースに板金を埋め込んだことによるリアケースの強度向上
(3)バッテリカバーを無くしたこと等による部品点数削減とコスト削減
(4)防水パッキンを使用しないことによる止水歩留り改善
(5)電子機器、特に、スマートフォンの薄型化・小型化、組立の単純化、組立工数の改善。
以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。
(付記1) フロントケースとリアケースを備え、フロントケースとリアケースに囲まれた内部空間に発熱部品を備える電子機器において、前記リアケースに板金を一体成型により埋め込むと共に、前記板金には表面積を増大させる凹凸を施したことを特徴とする電子機器。
(付記2) 前記凹凸は、前記電子機器の横方向及び縦方向の何れか一方の方向に波打つ波型形状であることを特徴とする付記1に記載の電子機器。
(付記3) 前記凹凸は、前記電子機器の横方向及び縦方向の何れか一方の方向に凹部と凸部を有する断面視パルス波形状であることを特徴とする付記1に記載の電子機器。
(付記4) 前記パルス波形状の凹凸の、凹部と凸部の境界部に更に凹凸を施したことを特徴とする付記3に記載の電子機器。
(付記5) 前記凹凸が、エンボス加工によって施されていることを特徴とする付記1に記載の電子機器。
(付記6) 前記波型形状の凹凸及びパルス波形状の凹凸は、前記電子機器の横方向及び縦方向の何れか一方の方向に所定の周期で施されていることを特徴とする付記2から4の何れかに記載の電子機器。
(付記7) 前記所定の周期が、前記電子機器内の熱の発生源に近い部位ほど短いことを特徴とする付記6に記載の電子機器。
(付記8) 前記リアケースがバスタブ型であることを特徴とする付記1から7の何れかに記載の電子機器。
(付記9) 前記板金の凹凸が、リアケースの側壁部分とその近傍において、前記電子機器の内部空間に露出していることを特徴とする付記8に記載の電子機器。
(付記10) 前記電子機器が防水仕様であり、前記リアケースに開口部が設けられている場合に、前記リアケースの開口部に対応する前記板金は平坦を形成すると共に、前記開口部に対応する貫通孔を設け、前記貫通孔は防水部材で覆ったことを特徴とする付記1から9の何れかに記載の電子機器。
(付記11) フロントケースとリアケースに囲まれた内部空間に発熱部品を備える電子機器のリアケースであって、前記リアケースに板金を一体成型すると共に、前記板金には表面積を増大させる凹凸を施したことを特徴とする電子機器のリアケース。
(付記12) 前記凹凸は、前記電子機器の横方向及び縦方向の何れか一方の方向に凹部と凸部を有する断面視パルス波形状であることを特徴とする付記11に記載の電子機器のリアケース。
(付記13) 前記凹凸は、前記電子機器の横方向及び縦方向の何れか一方の方向に凹部と凸部を有する断面視パルス波形状であることを特徴とする付記11に記載の電子機器のリアケース。
(付記14) 前記パルス波形状の凹凸の、立ち上がり部及び立ち下がり部に更に凹凸を施したことを特徴とする付記13に記載の電子機器のリアケース。
(付記15) 前記凹凸が、エンボス加工によって施されていることを特徴とする付記11に記載の電子機器。
(付記16) 前記波型形状の凹凸及びパルス波形状の凹凸は、前記電子機器の横方向及び縦方向の何れか一方の方向に所定の周期で施されていることを特徴とする付記11から14の何れかに記載の電子機器のリアケース。
(付記17) 前記所定の周期が、前記電子機器内の熱の発生源に近い部位ほど短いことを特徴とする付記16に記載の電子機器のリアケース。
(付記18) 前記リアケースがバスタブ型であることを特徴とする付記10から17の何れかに記載の電子機器のリアケース。
(付記19) 前記板金の凹凸が、リアケースの側壁部分とその近傍において、前記電子機器の内部空間に露出しているちえことを特徴とする付記18に記載の電子機器のリアケース。
(付記20) 前記リアケースが防水仕様であり、前記リアケースに開口部が設けられている場合に、前記リアケースの開口部に対応する前記板金は平坦を形成すると共に、前記開口部に対応する貫通孔を設け、前記貫通孔は防水部材で覆ったことを特徴とする電子機器のリアケース。
1 フロントケース
2 リアケース
5、30 板金
7 回路基板
8 電子部品(発熱部品)
9 バッテリ
10、21、22 スマートフォン
14 スピーカ
15 防水メッシュ
16 熱活性防水テープ
17 スライド金型
30B 底部
30E 露出部
30F 平坦部
30W 壁部
31 凹部
32 凸部
33 貫通孔
34 境界部
35 凹凸部
36 エンボス加工部

Claims (5)

  1. フロントケースとリアケースを備え、フロントケースとリアケースに囲まれた内部空間に発熱部品を備える電子機器において、前記リアケースに板金を一体成型により埋め込むと共に、前記板金には表面積を増大させる凹凸を施したことを特徴とする電子機器。
  2. 前記凹凸は、前記電子機器の横方向及び縦方向の何れか一方の方向に波打つ波型形状であることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記リアケースがバスタブ型であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子機器。
  4. 前記板金の凹凸が、リアケースの側壁部分とその近傍において、前記電子機器の内部空間に露出していることを特徴とする請求項3に記載の電子機器。
  5. フロントケースとリアケースに囲まれた内部空間に発熱部品を備える電子機器のリアケースであって、前記リアケースに板金を一体成型すると共に、前記板金には表面積を増大させる凹凸を施したことを特徴とする電子機器のリアケース。
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