JP6552919B2

JP6552919B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP6552919B2
Application number: JP2015167934A
Authority: JP
Inventors: 高橋　一生; 一生高橋; 繁男林
Original assignee: Dynabook Inc
Current assignee: Dynabook Inc
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2035-08-27
Also published as: US10333195B2; JP2017046215A; US20170062899A1

Description

本発明の実施形態は、アンテナを備えた電子機器に関する。

筐体の内部にアンテナを備えた電子機器が知られている。アンテナは、筐体の内面に接している。

特開２０１０−１０２６１０号公報

アンテナが動作中に発熱すると、アンテナの熱が筐体に直に伝わり、筐体の表面が局部的に高温になることがあり得る。筐体の表面の局部的な温度上昇を抑制するために放熱部材を増設すると、放熱部材を収める専用のスペースを筐体の内部に確保する必要がある。よって、実装スペースが増加して筐体の内部が圧迫される。

本発明の目的は、筐体の表面の局部的な温度上昇を抑制できるとともに、放熱用の実装スペースをコンパクトにできる電子機器を提供することである。

実施形態によれば、電子機器は、筐体と、アンテナと、板金部材と、第１の伝熱部材と、アンテナカバーと、表示パネルと、を備えている。アンテナは、筐体内に収納され、アンテナと筐体との間に空隙が形成されている。板金部材は、アンテナを支持するアンテナ支持部と、アンテナ支持部と連続しアンテナから発生した熱を拡散する熱拡散部とを有する。第１の伝熱部材は、アンテナとアンテナ支持部との間に介在し、アンテナから発した熱を熱拡散部に伝達する。アンテナカバーは、筐体のカバー本体とは別に、アンテナに対向する位置に設けられる。表示パネルは、筐体内に収納される。筐体は、表示パネルが露出する第１の面と、第１の面の反対側の第２の面と、を有する。アンテナは、第２の面のアンテナカバーに向かって信号を送信する。

第１の実施形態の電子機器を示す斜視図である。図１に示された電子機器をカバーの側から見た斜視図である。図２に示されたカバーを外し、電子機器の内部を示す平面図である。筐体の内部にミドルフレームを収納した状態を示す平面図である。第１の実施形態で用いる板金部材にアンテナを固定した状態を示す斜視図である。板金部材に第１及び第２の伝熱部材を取り付けた状態を示す斜視図である。図３のＦ７−Ｆ７線に沿う断面図である。図３のＦ８−Ｆ８線に沿う断面図である。第２の実施形態の電子機器を示す斜視図である。アンテナが固定された板金部材を第２の筐体の内部に収納した状態を示す正面図である。

以下、第１の実施形態の電子機器について、図１から図８を参照して説明する。本実施形態では、電子機器の一例としてタブレットＰＣについて説明する。なお、電子機器は、タブレットＰＣに限らず、テレビジョン受像装置やデジタルサイネージ等の他の電子機器であってもよい。

図１乃至図４に示すように、電子機器１は、筐体２と、筐体２に収納された表示パネル３及びアンテナ４を備えている。
表示パネル３は、矩形の平板状に形成され、文字や画像のような情報を表示する表示面３Ａと、表示面３Ａの反対側に位置された背面３Ｂと、を有している。

アンテナ４は、表示パネル３の縁部の近傍に配置されている。アンテナ４は、例えばＷｉＧｉｇやＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤといった高速伝送規格に用いられ、動作中にアンテナそのものが発熱する。本実施形態のアンテナ４は、例えば８０℃になることがあり、従来のアンテナと比べると発熱量が大きい。

図１及び図２に示すように、筐体２は、矩形の扁平な箱型に形成され、表示パネル３及びアンテナ４を収納している。筐体２は、前壁１６と、後壁１７と、周壁１８と、を有している。
前壁１６は、表示パネル３の表示面３Ａと略同一平面上に広がっている。前壁１６の外面は、筐体２の第１の面２Ａの一例である。前壁１６は、表示パネル３の表示面３Ａを露出させる矩形の開口部１６Ａを有している。後壁１７は、前壁１６と平行に広がっている。後壁１７の外面は、筐体２の第２の面２Ｂの一例である。周壁１８は、前壁１６の縁部と後壁１７の縁部との間を繋いでいる。

図示した例では、筐体２は、マスク２１と、カバー２２と、を組み合わせて構成されている。マスク２１は前壁１６を含み、カバー２２は後壁１７を含む。
カバー２２は、アンテナカバー２４と、カバー本体２５と、を有している。アンテナカバー２４は、例えば合成樹脂材料で形成されている。アンテナカバー２４は、アンテナ４と対向する位置に設けられている。

カバー本体２５は、カバー２２のうちのアンテナカバー２４を除いた部分である。カバー本体２５は、例えばマグネシウム合金で形成されている。カバー本体２５は、マグネシウム合金で形成することに特定されず、例えば合成樹脂材料で形成してもよい。その場合、アンテナカバー２４とカバー本体２５とを一体構造物とすることができる。

なお、電子機器１は、透明なガラスパネル２７をさらに備えてもよい。図１に示すガラスパネル２７は、マスク２１の開口部１６Ａを閉塞し、表示パネル３の表示面３Ａを保護している。

図３は、カバー２２を外し、電子機器１の内部を示す平面図である。筐体２の内部には、表示パネル３及びアンテナ４に加え、表示パネル３の背面３Ｂを覆うミドルフレーム２８と、ミドルフレーム２８に固定された板金部材３０、無線モジュール３２、複数のチップセット３３、バッテリーパック３５等が収納されている。
チップセット３３は、例えば、表示パネル３等の動作を制御するとともに、バッテリーパック３５の電力を表示パネル３等に供給する要素である。

図４は、板金部材３０等を外し、ミドルフレーム２８を露出させた電子機器１の平面図である。
ミドルフレーム２８は、筐体２のマスク２１よりも一回り小さい矩形に形成され、板金部材３０よりも大きな熱容量を有する。ミドルフレーム２８は、複数の締結部４２でマスク２１に固定されている。ミドルフレーム２８には、複数のねじ孔４４や位置決め用のボス４５が設けられている。

ミドルフレーム２８は、例えばマグネシウム合金で形成されている。ミドルフレーム２８がマグネシウム合金である場合、例えば熱伝導率が４０〜１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。ミドルフレーム２８は、マグネシウム合金に限らず、例えばアルミニウムや合成樹脂材料等で形成することもできる。

図５は、板金部材３０の斜視図である。板金部材３０は、ミドルフレーム２８よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。板金部材３０の材料は、例えば、銅や銅合金、グラファイトシート等である。板金部材３０の材料が銅や銅合金であるとき、例えば熱伝導率が２００〜４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。図５に示す例では、板金部材３０は銅で形成されている。

板金部材３０は、アンテナ支持部５１と、アンテナ支持部５１に連続する熱拡散部５２と、熱拡散部５２に設けられた一対の固定部５３と、を有している。アンテナ支持部５１は、アンテナ４を支持する要素であって、例えばアンテナ４と略同じ大きさを有している。熱拡散部５２は、アンテナ支持部５１よりも大きく形成されている。熱拡散部５２は、筐体２の第１の面２Ａの側に位置された第１の面５２Ａと、第１の面５２Ａの反対側に位置された第２の面５２Ｂと、を有している。

固定部５３は、アンテナ４から離間した位置に設けられている。図５に示す例では、熱拡散部５２に嵌合孔５６が設けられている。図３に示すように、固定部５３は、ミドルフレーム２８のねじ孔４４にねじ５７で固定されている。嵌合孔５６には、ミドルフレーム２８のボス４５が挿通されている。

図６は、アンテナ４をアンテナ支持部５１から外した板金部材３０の斜視図である。
板金部材３０のアンテナ支持部５１には、第１の伝熱部材６１が貼着されている。第１の伝熱部材６１は、アンテナ４とアンテナ支持部５１との間に介在され、アンテナ４とアンテナ支持部５１との熱的な接続をより確実にしている。

第１の伝熱部材６１の一例は、熱伝導性両面テープである。なお、第１の伝熱部材６１は、熱伝導性シートや熱伝導性グリスであってもよい。第１の伝熱部材６１が熱伝導性両面テープでない場合、ねじ等の補助手段によりアンテナ４をアンテナ支持部５１に固定するとよい。

熱拡散部５２の第１の面５２Ａには、第２の伝熱部材６２が貼着されている。第２の伝熱部材６２の一例は、熱伝導性シートである。第２の伝熱部材６２は、熱伝導性シートに限らず、熱伝導性両面テープや熱伝導性グリスであってもよい。

図７は、板金部材３０のアンテナ支持部５１に実装されたアンテナ４を図３のＦ７−Ｆ７線に沿って切断した図である。図７に示すように、第２の伝熱部材６２は、板金部材３０とミドルフレーム２８との間に介在され、板金部材３０とミドルフレーム２８との熱的な接続をより確実にしている。

本実施形態では、筐体２のアンテナカバー２４と、アンテナ４との間には空隙Ｇが形成されている。空隙Ｇは、例えば０．５ｍｍである。

アンテナ４は、アンテナカバー２４に向けて信号を送受信する。空隙Ｇには信号の送受信を妨害する要素が配置されていない。空隙Ｇに広がる空気層は、アンテナ４の熱がアンテナカバー２４に伝わらないように遮断している。

さらに、筐体２のカバー本体２５と、板金部材３０の熱拡散部５２との間にも空隙Ｈが形成されている。従って、カバー２２は、板金部材３０から熱的に切り離されている。
図７に示す例では、筐体２のマスク２１と、板金部材３０のアンテナ支持部５１との間にも空隙Ｉが形成されている。そのため、マスク２１は、板金部材３０から熱的に切り離されている。

図８は、ミドルフレーム２８に実装された無線モジュール３２を図３のＦ８−Ｆ８線に沿って切断した図である。図示した例では、無線モジュール３２は、発熱部６３と、接続部６４と、固定部６５と、を備えている。
発熱部６３は、図３に示すケーブル６６を介してアンテナ４に電気的に接続され、アンテナ４の動作に伴い発熱する。接続部６４は、発熱部６３の一端に設けられ、チップセット３３のコネクタ６７に挿入されている。固定部６５は、発熱部６３の他端に設けられ、ミドルフレーム２８のねじ孔４４にねじ６８で固定されている。筐体２のカバー本体２５と、無線モジュール３２との間には空隙Ｊが形成されている。

無線モジュール３２の発熱部６３には、第３の伝熱部材６９が貼着されている。第３の伝熱部材６９は、板金部材３０とミドルフレーム２８との間に介在され、無線モジュール３２とミドルフレーム２８とを熱的に接続している。
第３の伝熱部材６９の一例は、熱伝導性シートである。第３の伝熱部材６９は、熱伝導性シートに限らず、熱伝導性両面テープや熱伝導性グリスであってもよい。

以上のように構成された本実施形態の電子機器１では、アンテナ４と筐体２のアンテナカバー２４との間に空隙Ｇが形成されているため、アンテナ４で発生した熱が筐体２に直に伝わることを抑制できる。アンテナ４は、板金部材３０に熱的に接続されているため、アンテナ４が発した熱を筐体２の内部で板金部材３０へ逃がして拡散させることができる。このため、通信速度が高速化してアンテナ４の発熱量が大きくなっても、筐体２の表面の局部的な温度上昇を抑制することができる。

しかも、板金部材３０が、アンテナ４を支持する機能と、アンテナ４の熱を拡散させる機能と、を併有している。そのため、アンテナを支持する支持部材と、アンテナの熱を放出する放熱部材と、を各別に筐体２に設けた場合と比べ、アンテナ４の実装スペースをコンパクトにできる。

本実施形態では、第１の伝熱部材６１の存在により、アンテナ４とアンテナ支持部５１との熱的な接続がより強くなっている。そのため、アンテナ４の熱を板金部材３０へ確実に逃がすことができる。

本実施形態では、アンテナ４は、筐体２のアンテナカバー２４に向けて信号を送受信する。アンテナ４が通信する方向において、アンテナ４とアンテナカバー２４との間には空隙Ｇが広がっている。そのため、筐体２の内部でアンテナ４の通信が妨害されることがない。

本実施形態では、板金部材３０よりも大きな熱容量を有するミドルフレーム２８に板金部材３０が固定されている。そのため、アンテナ４から板金部材３０に伝えられた熱をミドルフレーム２８へ効率よく逃がして拡散させることができる。
さらに、本実施形態では、第２の伝熱部材６２の存在により、板金部材３０とミドルフレーム２８との熱的な接続がより強くなっている。そのため、板金部材３０に伝えられたアンテナ４の熱をミドルフレーム２８へ確実に逃がすことができる。

加えて、第３の伝熱部材６９の存在により、無線モジュール３２の熱をミドルフレーム２８に効率よく伝えることができる。この結果、無線モジュール３２の動作を安定させて、アンテナ４の通信の信頼性を向上させることができる。

別の観点から説明すると、本実施形態の電子機器１では、アンテナ４が筐体２から熱的に切り離されている。アンテナ４を支持する板金部材３０のアンテナ支持部５１が、板金部材３０の熱拡散部５２に連続しているため、アンテナ４が発した熱をアンテナ支持部５１から熱拡散部５２へ逃がして拡散させることができる。この結果、通信速度が高速化してアンテナ４の発熱量が大きくなっても、筐体２の表面の局部的な温度上昇を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、板金部材３０の熱拡散部５２が、ミドルフレーム２８に固定されている。これにより、アンテナ４からアンテナ支持部５１に伝わった熱を、熱拡散部５２に拡散させてからミドルフレーム２８へ逃がすことができ、ミドルフレーム２８の局部的な温度上昇を抑制することができる。

本実施形態では、アンテナ４が発した熱を、熱伝導率が高い材料で構成された板金部材３０に拡散させたのち、ミドルフレーム２８へ逃がしている。そのため、アンテナ４が直にミドルフレーム２８に支持されている場合と比べ、アンテナ４の熱をミドルフレーム２８の広範囲に亘って拡散させることができる。その結果、アンテナ４の放熱性をより一層高めることができる。

本実施形態では、熱拡散部５２がアンテナ支持部５１よりも大きな形状を有し、十分な熱容量と放熱性とを確保している。そのため、筐体２の局部的な温度上昇をより確実に抑制することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態の電子機器１００について、図９及び図１０を参照して説明する。第２の実施形態の電子機器１００は、クラムシェル型のノートＰＣである。

図９に示すように、電子機器１００は、ＰＣ本体１０２と、ディスプレイ１０３と、ＰＣ本体１０２とディスプレイ１０３とを連結する一対のヒンジ１０４と、を備える。
ＰＣ本体１０２は、第１の筐体１０６と、第１の筐体１０６の上に設けられたキーボード１０７等と、を備える。

ディスプレイ１０３は、第２の筐体１０８と、第２の筐体１０８に収納された表示パネル１１０及びアンテナ１１１と、を備える。アンテナ１１１は、第２の筐体１０８の内部においてヒンジ１０４の反対側に位置される。

第２の筐体１０８は、アンテナカバー１１４及びカバー本体１１５を含むカバー１１６と、マスク１１７と、を組み合わせて構成されている。アンテナカバー１１４は、第２の筐体１０８の厚さ方向においてアンテナ１１１と対向する位置に設けられる。アンテナカバー１１４とアンテナ４とは、熱的に切り離されるように互いに離れている。

図１０は、マスク２１を外すとともに、表示パネル３を一部切り欠いたディスプレイ１０３の正面図である。第２の実施形態では、ディスプレイ１０３は、ミドルフレームを含まない。板金部材１２０は、第２の筐体１０８のカバー本体１１５に直に固定される。

図１０に示す板金部材１２０は、肉厚が第１の実施形態の板金部材よりも薄く形成される。板金部材１２０は、板金材を折り重ねた多層部１２１と、多層部１２１に連続する熱拡散部１２２と、を備える。多層部１２１は、板金材を折り重ねていない熱拡散部１２２よりも厚く強い。多層部１２１は、表示パネル１１０の外側に配置され、表示パネル１１０の縁部に沿って延びる。

多層部１２１は、アンテナ１１１を支持するアンテナ支持部１２６と、アンテナ支持部１２６から離間した一対の固定部１２７と、を有する。図１０に示す例では、固定部１２７は、カバー１１６のカバー本体１１５に固定される。

熱拡散部１２２は、アンテナ支持部１２６よりも薄く大きく形成され、カバー本体１１５の内面に沿って広がる。
以上のように構成された第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、アンテナ１１１が発した熱を熱拡散部１２２へ逃がして拡散させることができる。そのため、通信速度が高速化してアンテナ１１１の発熱量が大きくなっても、第２の筐体１０８の表面の局部的な温度上昇を抑制することができる。

さらに、第２の実施形態では、第１の実施形態のミドルフレームを省略できるため、第２の筐体１０８をより一層薄型にできる。
加えて、大きく広がった熱拡散部１２２により、円滑にアンテナ１１１の熱を拡散させることができる。しかも、熱拡散部１２２は薄く形成され、第２の筐体１０８を薄型にすることができる。一方、アンテナ支持部１２６は、熱拡散部１２２よりも厚く形成された多層部１２１に設けられるため、アンテナ１１１を確実に支持することができる。多層部１２１は厚く形成されるものの、表示パネル３から外れた位置に配置されるため、第２の筐体１０８を薄型に保つことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、第２の実施形態において、アンテナ及び板金部材を第２の筐体ではなく第１の筐体に収納してもよい。アンテナ及び板金部材を第１の筐体に収納する場合、電子機器１からディスプレイを省略してもよい。

１，１００…電子機器、２…筐体、１０８…第２の筐体、２Ａ…第１の面、２Ｂ…第２の面、３，１１０…表示パネル、４，１１１…アンテナ、２８…ミドルフレーム、３０，１２０……板金部材、３２…無線モジュール、５１，１２６…アンテナ支持部、５２，１２２…熱拡散部、６１…第１の伝熱部材、６２…第２の伝熱部材、６９…第３の伝熱部材、Ｇ…空隙。

Claims

筐体と、
前記筐体内に収納され、前記筐体との間に空隙が形成されたアンテナと、
前記アンテナを支持するアンテナ支持部と、前記アンテナ支持部と連続し前記アンテナから発生した熱を拡散する熱拡散部とを有する板金部材と、
前記アンテナと前記アンテナ支持部との間に介在し、前記アンテナから発した熱を前記熱拡散部に伝達する第１の伝熱部材と、
前記筐体のカバー本体とは別に、前記アンテナに対向する位置に設けられたアンテナカバーと、
前記筐体内に収納された表示パネルと、を具備し、
前記筐体は、前記表示パネルが露出する第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面と、を有し、
前記アンテナは、前記第２の面の前記アンテナカバーに向かって信号を送信する
電子機器。
前記筐体内に収納され、前記表示パネルの背面を覆うミドルフレームをさらに備え、
前記板金部材の前記熱拡散部が、前記ミドルフレームに固定された請求項１に記載の電子機器。
前記板金部材の前記熱拡散部と前記ミドルフレームとの間に介在された第２の伝熱部材をさらに備えた請求項２に記載の電子機器。
前記ミドルフレームの前記第２の面側に固定され、前記アンテナと電気的に接続された無線モジュールと、
前記無線モジュールと前記ミドルフレームとの間に介在された第３の伝熱部材と、をさらに備え、
前記無線モジュールと前記第２の面の前記カバー本体との間に第２の空隙が形成される請求項２に記載の電子機器。
前記板金部材は、前記ミドルフレームよりも熱伝導率が高い材料で構成された請求項２に記載の電子機器。
前記板金部材の前記熱拡散部には、前記ミドルフレームに固定する固定部が設けられる請求項２に記載の電子機器。
前記板金部材の前記熱拡散部と前記第２の面の前記カバー本体との間に第３の空隙を形成し、
前記板金部材の前記アンテナ支持部と前記第１の面との間に第４の空隙を形成した請求項３に記載の電子機器。
前記ミドルフレームは、前記板金部材よりも大きな熱容量を有し、
前記第１の伝熱部材は、熱伝導性両面テープである請求項２に記載の電子機器。