JP7085515B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本開示は、無線通信を行う電子機器に関する。

金属板がインサート成型されているフレームを有する電子機器が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

特開２０１６－７６８１１号公報

電子機器の利便性の向上が求められている。

本開示の目的は、利便性の高い電子機器を提供することにある。

本開示の一実施形態に係る電子機器は、第１ケースと、樹脂プレートと、ディスプレイとを備える。前記第１ケースは、第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する。前記樹脂プレートは、前記第１ケースの内部に位置する。前記ディスプレイは、前記第１ケースの第１面側に位置する。

本開示の一実施形態によれば、利便性の高い電子機器が提供されうる。

一実施形態に係る電子機器の構成例を示す分解斜視図である。 第１ケースの構成例を示す平面図である。 図２のＡ－Ａ断面を含む斜視図である。 比較例に係る電子機器の構成例を示す斜視図である。 電子機器の構成例における断面を含む斜視図である。 図５の破線囲み部の拡大図である。 アンテナの配置例を示す斜視図である。 発熱部からの熱の拡散の一例を示す図である。 比較例における熱の拡散を示す図である。 伝熱シートを備える場合における熱の拡散の一例を示す図である。

図１に示されるように、一実施形態に係る電子機器１は、第１ケース１０と、樹脂プレート２０と、ディスプレイ３０とを備える。電子機器１は、回路基板４０をさらに備えてよい。

第１ケース１０は、Ｚ軸の正の方向を向く第１面１０ａと、Ｚ軸の負の方向を向く第２面１０ｂとを有する。第２面１０ｂは、第１面１０ａの反対側に位置する。樹脂プレート２０は、第１ケース１０の内部に位置する。第１ケース１０と樹脂プレート２０とが組み合わされている構成は、筐体とも称される。筐体の形状は、Ｚ軸方向から略矩形に見える板状であるとするが、これに限られず他の種々の形状であってもよい。

樹脂プレート２０の形状は、板状である。樹脂プレート２０は、例えば、ＰＥＴ（Polyethyleneterephthalate）又はＰＣ（Polycarbonate）等の樹脂を材料として構成されてよいがこれらに限られず、他の樹脂を材料として構成されてもよい。

ディスプレイ３０は、第１ケース１０又は樹脂プレート２０から見てＺ軸の正の方向、つまり第１面１０ａ側に位置する。回路基板４０は、第１ケース１０又は樹脂プレート２０から見てＺ軸の負の方向、つまり第２面１０ｂ側に位置する。ディスプレイ３０は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、又は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）若しくは無機ＥＬ等の表示デバイスを含んでよい。

回路基板４０の形状は、板状であるとするが、他の形状であってもよい。回路基板４０は、樹脂又はセラミック等を材料として構成されてよい。回路基板４０には、各種部品が実装されてよい。回路基板４０に実装される部品は、例えば、通信モジュール、プロセッサ又はメモリ等を含んでよい。回路基板４０には、端子又は配線等が実装されてもよい。

通信モジュールは、無線通信をはじめとする各種の機能を実現することができる。通信モジュールは、通信アンテナ２４（図７参照）と電気的に接続されることによって、外部機器と無線通信してよい。

プロセッサは、電子機器１の種々の機能を実行してよい。プロセッサは、通信モジュールとして機能してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。

メモリは、半導体メモリ又は磁気メモリ等を含んでよい。メモリは、各種情報及び通信モジュール又はプロセッサが実行するプログラム等を格納してよい。メモリは、通信モジュール又はプロセッサのワークメモリとして機能してよい。

図２及び図３に示されるように、第１ケース１０は、枠部１２を有する。枠部１２は、第１ケース１０の外周を構成する。枠部１２が構成する外周の形状は、例示されている略矩形に限られず、他の種々の形状であってよい。本実施形態において、枠部１２は、対向する２つの長辺１２Ｌと、対向する２つの短辺１２Ｓとを含むとする。長辺１２Ｌは、Ｙ軸に沿うとする。短辺１２Ｓは、Ｘ軸に沿うとする。

第１ケース１０は、枠部１２から内側に向けて突出する支持部１４をさらに有する。支持部１４の形状は、板状であるとする。支持部１４は、第１ケース１０の第１面１０ａ側で樹脂プレート２０を支持する。支持部１４は、第２面１０ｂ側で樹脂プレート２０を支持してもよい。樹脂プレート２０は、接着部材２２（図６参照）によって、支持部１４に接着されるとする。樹脂プレート２０は、接着に限られず、他の種々の方法で支持部１４に固定されてもよい。

支持部１４は、枠部１２から突出した先端に位置する側面１４ａを有する。側面１４ａは、第１ケース１０において第１面１０ａ側と第２面１０ｂ側とを貫通する開口１８を区画している。言い換えれば、側面１４ａが開口１８の縁部とみなされる。第１ケース１０を平面視した場合の開口１８の形状は、略矩形であってよいがこれに限られず、他の種々の形状であってよい。

第１ケース１０は、枠部１２の対向する２つの長辺１２Ｌを繋ぐ橋渡し部１６をさらに有してよい。橋渡し部１６は、開口１８を少なくとも２つに分ける。橋渡し部１６は、側面１６ａを有する。橋渡し部１６によって分けられた開口１８は、支持部１４の側面１４ａと橋渡し部１６の側面１６ａとによって区画される。つまり、側面１４ａと側面１６ａとが開口１８の縁部とみなされる。橋渡し部１６によって分けられた開口１８の形状は、略矩形であってよいがこれに限られず、他の種々の形状であってよい。

第１ケース１０は、樹脂の射出成型によって形成されてよい。第１ケース１０は、例えばＰＡ（Polyamide）とＧＦ（Glass Fiber）との複合材料（ポリアミドのガラス繊維強化材料）の射出成型によって形成されてよい。第１ケース１０は、ＰＣ（Poly-Carbonate）等の他の種類の樹脂、又は、それらの樹脂とＧＦとの複合材料の射出成型によって形成されてもよい。第１ケース１０が樹脂の射出成型によって形成される場合、射出成型後の冷却時に収縮することによって、枠部１２が変形することがある。例えば、枠部１２は、長辺１２Ｌにおいて内側に反りやすい。第１ケース１０が橋渡し部１６を有することによって、橋渡し部１６は、枠部１２を内側に変形しにくくできる。橋渡し部１６によって分けられた開口１８において、長辺１２Ｌに沿う方向における開口１８の長さは、短辺１２Ｓに沿う方向における開口１８の長さよりも短くされてよい。この場合、長辺１２Ｌに沿う方向における開口１８の長さが短辺１２Ｓに沿う方向における開口１８の長さよりも長い場合よりも、枠部１２は長辺１２Ｌにおいて内側に反りにくくなる。その結果、枠部１２が変形しにくくなる。

支持部１４又は橋渡し部１６は、枠部１２よりも薄くてよい。このようにすることで、第１ケース１０の剛性が枠部１２によって高められる一方で、支持部１４又は橋渡し部１６が薄いことによって電子機器１の内部における部品を配置可能な容量が増大しうる。

以上説明してきたように、本実施形態に係る電子機器１は、第１ケース１０を備え、さらに第１ケース１０の内部に樹脂プレート２０が位置することによって、筐体の剛性が高められうる。比較例として、図４に示されるように、第１ケース１０と金属プレート９０とが一体に成型されている筐体を有する電子機器９が考えられる。比較例に係る電子機器９において、第１ケース１０は、金属プレート９０のインサート成型によって形成されている。筐体は、金属プレート９０を含むことによって、高い剛性を有するものの、重くなる。本実施形態に係る電子機器１は、金属プレート９０ではなく樹脂プレート２０を含むことによって、比較例に係る電子機器９より軽量化されうる。また、本実施形態に係る電子機器１は、軽量化されつつも高い剛性を有しうる。その結果、電子機器１の利便性が向上する。

図５及び図６に示されるように、電子機器１は、第２ケース６０をさらに備えてよい。第２ケース６０は、例えばＰＣ（Poly-Carbonate）とＧＦ（Glass Fiber）との複合材料（ポリカーボネートのガラス繊維強化材料）を含んで構成されてよい。第２ケース６０は、他の種類の樹脂材料を含んで構成されてよいし、他の種々の材料を含んで構成されてもよい。第２ケース６０は、第１ケース１０に対して締結部材６２によって締結されているとする。締結部材６２は、ビス又はボルト等を含んでよい。第２ケース６０は、取り外し可能に締結されていてもよい。第２ケース６０が取り外し可能である場合、電子機器１のメンテナンスが容易になる。第２ケース６０は、第１ケース１０に対して接着されていてもよい。第２ケース６０が接着されている場合、第２ケース６０が取り外し可能に締結されている場合と比べて、接合強度が維持されやすい。

電子機器１は、バッテリ５０をさらに備えてよい。バッテリ５０は、電子機器１の各構成部に電力を供給してよい。バッテリ５０は、充電可能な二次電池を含んでよい。二次電池は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池、又はニッケル水素電池等を含んでよい。バッテリ５０は、二次電池に限られず、充電できない一次電池を含んでよい。一次電池は、例えば、アルカリ電池又はマンガン電池等を含んでよい。バッテリ５０は、第２ケース６０に収容されてよい。

電子機器１は、第３ケース７０をさらに備えてよい。第３ケース７０は、ＰＣ（Poly-Carbonate）等の樹脂材料を含んで構成されてよいし、他の種々の材料を含んで構成されてもよい。バッテリ５０は、第２ケース６０と第３ケース７０との間に収容されてよい。第３ケース７０は、パッキン７２を有してよい。第２ケース６０と第３ケース７０との間がパッキン７２で封止されることによって、電子機器１の内部に水分又は塵等が侵入しにくくなる。その結果、電子機器１の内部に位置する回路基板４０又はバッテリ５０等の内部構造が水分又は塵等から保護される。

電子機器１は、フレキシブル基板４６をさらに備えてよい。フレキシブル基板４６は、回路基板４０とディスプレイ３０とを電気的に接続してもよい。フレキシブル基板４６は、枠部１２に沿って配置されていてもよい。このようにすることで、フレキシブル基板４６にかかる応力が低減されうる。

フレキシブル基板４６は、回路基板４０と電気的に接続するための端子部４８を有してよい。端子部４８は、弾性を有してよい。端子部４８は、第１ケース１０と第２ケース６０との間で挟持されることによって、回路基板４０と電気的に接続されてよい。第２ケース６０がビス等の締結部材６２で締結される場合、端子部４８を回路基板４０に対して押圧する力が締結部材６２を締結する力によって制御されやすくなる。

電子機器１は、操作部１９をさらに備えてよい。操作部１９は、ボタン式のスイッチを含んでよい。図６において、操作部１９が電子機器１のユーザによって押圧されることによって、押圧に基づく信号がフレキシブル基板４６に入力され、さらに回路基板４０に出力される。このようにすることで、電子機器１は、ユーザの操作を受け付けてもよい。

図７に示されるように、電子機器１は、通信アンテナ２４をさらに備えてよい。通信アンテナ２４は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）若しくは４Ｇ（4th Generation）又は５Ｇ（5th Generation）等の通信電波を送受信してよい。通信アンテナ２４は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の電波を受信してもよい。通信アンテナ２４は、回路基板４０に電気的に接続される。回路基板４０が通信モジュールを実装している場合、通信アンテナ２４は、通信モジュールとの間で信号を送受信してよい。

通信アンテナ２４は、第１通信アンテナ２４ａと第２通信アンテナ２４ｂとを含んでよい。第１通信アンテナ２４ａは、メインアンテナとも称される。第２通信アンテナ２４ｂは、サブアンテナとも称される。メインアンテナが送受信する電波の周波数帯と、サブアンテナが送受信する電波の周波数帯とが異なっていてもよい。通信アンテナ２４は、モノポールアンテナの形態で実装されてもよいし、他の形態で実装されてもよい。

電子機器１は、近距離アンテナ２６をさらに備えてよい。近距離アンテナ２６は、無線充電の電波を受信してもよいし、ＮＦＣ（Near Field Communication）の電波を送受信してもよい。無線充電は、Ｑｉと称される規格に基づいて実現されてもよい。電子機器１は、近距離アンテナ２６で給電電波を受信し、バッテリ５０を充電してもよい。近距離アンテナ２６は、平面コイルの形態で実装されてもよいし、他の形態で実装されてもよい。通信アンテナ２４及び近距離アンテナ２６は、単にアンテナとも称される。

通信アンテナ２４又は近距離アンテナ２６は、ディスプレイ３０が位置する第１面１０ａ側に実装されてよい。このようにすることで、ディスプレイ３０側における電波の送受信の効率が高まりうる。また、アンテナによる電波の送受信が回路基板４０で生じうるノイズによる影響を受けにくくなる。通信アンテナ２４又は近距離アンテナ２６は、樹脂プレート２０の上に実装されてよい。このようにすることで、通信アンテナ２４又は近距離アンテナ２６は、大きい面積で電波を送受信できるように実装されうる。その結果、電子機器１の利便性が高まる。

比較例に係る電子機器９において、筐体は、金属プレート９０を含む。金属プレート９０は、電波を遮蔽する。つまり、筐体が金属プレート９０を有する場合、通信アンテナ２４又は近距離アンテナ２６を大きい面積で実装することは難しくなる。したがって、本実施形態に係る電子機器１は、比較例に係る電子機器９よりも高い利便性を有しうる。

上述の通り、回路基板４０に、通信モジュール又はプロセッサ等の電子部品が実装されている。これらの電子部品は、電子機器１の動作によって発熱する。例えば、プロセッサは、演算することによって発熱する。図８に示されるように、プロセッサ等の部品は、発熱部４２とみなされる。ここで、発熱部４２の熱が樹脂プレート２０側に拡散すると仮定する。樹脂プレート２０は、所定の熱容量を有する。発熱部４２から樹脂プレート２０に拡散した熱は、一旦樹脂プレート２０に蓄積される。つまり、樹脂プレート２０は、熱のバッファとして機能する。熱が樹脂プレート２０に蓄積される際、実線の矢印で示される面内方向にも拡散する。樹脂プレート２０に蓄積された熱は、破線の矢印で示される厚み方向に拡散する。樹脂プレート２０が熱を蓄積することによって、ディスプレイ３０に熱が拡散しにくい。ディスプレイ３０へ熱が拡散しにくいことによって、ディスプレイ３０の表面の温度が高くなりにくい。

図９に示されるように、比較例に係る電子機器９において、回路基板４０とディスプレイ３０との間に金属プレート９０が位置する。金属プレート９０は、樹脂プレート２０よりも高い熱伝導性を有しうる。金属プレート９０が高い熱伝導性を有する場合、金属プレート９０が蓄積する熱量は、樹脂プレート２０が蓄積する熱量よりも少ない。したがって、金属プレート９０は、樹脂プレート２０よりも速くディスプレイ３０に熱を拡散させる。つまり、比較例において、発熱部４２からの熱は、面内方向にほとんど拡散せずに、実線の矢印で示される厚み方向に拡散しうる。この場合、ディスプレイ３０の表面の温度が局所的に高くなりうる。

比較例に係る電子機器９との比較において、本実施形態に係る電子機器１における発熱部４２からの熱は、厚み方向に拡散しにくい。したがって、本実施形態に係る電子機器１におけるディスプレイ３０の表面の温度は、高くなりにくい。その結果、電子機器１のユーザがディスプレイ３０の表面に触れた時に熱さを感じたり、低温やけどを負ったりするリスクが低減される。

図１０に示されるように、電子機器１は、樹脂プレート２０とディスプレイ３０との間に位置する伝熱シート２８をさらに備えてよい。伝熱シート２８は、樹脂プレート２０よりも高い熱伝導性を有する。伝熱シート２８は、例えばグラファイトシート等で構成されてよいが、これに限られず、高い熱伝導性を有する種々の材料で構成されてもよい。伝熱シート２８によって、熱は、実線の矢印で示されるように、発熱部４２から樹脂プレート２０を通って伝熱シート２８に向けて厚み方向に拡散した後、伝熱シート２８において面内方向に拡散する。伝熱シート２８において面内方向に拡散した熱は、破線の矢印で示されるようにディスプレイ３０に向かう厚み方向にさらに拡散する。熱が伝熱シート２８の面内方向に拡散された後でディスプレイ３０に拡散することによって、ディスプレイ３０の表面の温度が局所的に高くなりにくくなる。電子機器１が伝熱シート２８を備える場合、電子機器１が伝熱シート２８を備えない場合よりも、電子機器１のユーザがディスプレイ３０の表面に触れた時に熱さを感じたり、低温やけどを負ったりするリスクがより一層低減されうる。

伝熱シート２８は、樹脂プレート２０と回路基板４０との間に位置してもよい。この場合においても、ディスプレイ３０の温度が局所的に高くなりにくくなる。

本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、１つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施されうる。

本開示に係る構成を説明する図は、模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものと必ずしも一致しない。

本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１面は、第２面と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

本開示において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。

１ 電子機器
１０ 第１ケース（１２：枠部、１２Ｌ：長辺、１２Ｓ：短辺、１４：支持部、１４ａ：側面、１６：橋渡し部、１６ａ：側面、１８：開口）
１９ 操作部
２０ 樹脂プレート
２２ 接着部材
２４ 通信アンテナ（２４ａ：第１通信アンテナ、２４ｂ：第２通信アンテナ）
２６ 近距離アンテナ
２８ 伝熱シート
３０ ディスプレイ
４０ 回路基板
４２ 発熱部
４６ フレキシブル基板
４８ 端子部
５０ バッテリ
６０ 第２ケース（６２：締結部材）
７０ 第３ケース（７２：パッキン）

Claims (9)

1. 第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する第１ケースと、
   前記第１ケースの内部に位置する樹脂プレートと、
   前記第１ケースの第１面側に位置するディスプレイと
   を備え、
   前記第１ケースは、
   対向する２つの長辺と対向する２つの短辺とを含む枠部と、
   前記枠部から内側に向けて突出し、前記樹脂プレートを支持する支持部と、
   を備える
   電子機器。
2. 前記第１ケースの内部に位置する発熱部をさらに備え、
   前記発熱部は、前記樹脂プレートよりも前記第２面側に位置する、請求項１に記載の電子機器。
3. アンテナをさらに備える、請求項１又は２のいずれか一項に記載の電子機器。
4. 前記アンテナは、前記樹脂プレートの上に実装されている、請求項３に記載の電子機器。
5. 前記第１ケースは、前記長辺を繋ぐ橋渡し部をさらに有し、
   前記支持部の突出している先端に位置する側面が開口を区画し、
   前記橋渡し部は、前記開口を少なくとも２つに分ける、請求項１から４までのいずれか一項に記載の電子機器。
6. 前記開口の少なくとも１つにおいて、前記長辺に沿う方向における前記開口の長さは、前記短辺に沿う方向における前記開口の長さよりも短い、請求項５に記載の電子機器。
7. 前記橋渡し部は、前記枠部よりも薄い、請求項５又は６に記載の電子機器。
8. 前記第１ケースの前記第２面側に位置する第２ケースをさらに備え、
   前記第２ケースは、前記第１ケースに固定されている、請求項１から７までのいずれか一項に記載の電子機器。
9. 前記第１ケースと前記第２ケースとの間に位置する端子部をさらに備える、請求項８に記載の電子機器。

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