JP2006178868A - 電子装置および筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストで十分なノイズ防止効果が得られる、環境性のよい電子装置、およびそのような電子装置を実現する筐体を提供する。
【解決手段】
電子回路が内部に設置される筐体であって、
この筐体内に設けられる導電性部品の一部が外部に露出する部品露出部と、
所定の厚さの導電性材料からなる、上記部品露出部から距離を置いて広がる板部と、
上記部品露出部に沿って伸びて上記板部および上記導電性部品を電気的に繋ぐ、合計の厚みが上記板部の厚さよりも厚い橋部とを備えた筐体を備えている。
【選択図】 図９

Description

本発明は、電子回路を内蔵した電子装置およびその筐体に関する。

電子回路を内蔵した電子装置の一種であるノート型のパーソナルコンピュータ（以下、ノートＰＣと省略する）は、近年、アクセス可能な周辺機器の種類が増加して利便性が向上してきており、それに伴って、周辺機器との接続に用いられるポート（コネクタ）の種類および総数の増加が求められている。しかし、様々な種類の多数のコネクタをノートＰＣ自身にすべて搭載することは実装スペースが少ないことから困難であり、一般に、各メーカは、種々のコネクタが多数搭載された別ユニットを用意し、その別ユニットとノートＰＣとを専用のコネクタで着脱自在に接続する形態を採用している。この専用のコネクタが搭載されるノートＰＣ上の箇所は、プリント基板の配線上の都合や、別ユニットおよびノートＰＣの使用上の都合で、ノートＰＣの後端付近の底面であることが多い。そして、このような箇所に専用のコネクタが搭載されると、ノートＰＣの筐体の底面にコネクタ搭載のためのくり抜きが必要となる。

ノートＰＣの筐体の底面側には、筐体強度の強化や静電気の逃げ道の確保などを目的として金属製の板状部材が用いられており、コネクタ搭載のためのくり抜きはその板状部材の端付近に位置することとなる。また、ノートＰＣの後端には、筐体から外部にコネクタなどが突き出しており、このコネクタのシェル（金属製の外殻部分）は板状部材のくり抜きの近辺に取り付けられている。

このような構造のノートＰＣでは、ユーザの体がコネクタのシェルに接近したことなどによってシェルに静電気が印加されると、その静電気に起因して、ノートＰＣの電子回路を誤作動させるノイズが発生することが知られている。

このようなノイズに対する対策としては、筐体の最外殻を構成する樹脂製部材の内面にメッキを施してそのメッキの膜に静電気を逃がすという技術や、電波吸収シートを筐体内に設置して電子回路へのノイズ侵入を防止するという技術（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
特開２００１−３０８５７４号公報

しかし、従来提案されている対策技術は、ノートＰＣのコスト上昇を招いたり、ノートＰＣに強く求められている軽量化薄型化を妨げたりといった問題がある。また、近年、電子装置の廃棄時などにおける環境への悪影響の低減も強く求められているが、メッキや電波吸収シートの使用は環境への悪影響が大きいという問題もある。

このような問題はノートＰＣのみで生じる問題ではなく、ノイズ対策が求められる種々の電子装置において一般的に生じ得る問題である。

本発明は上記事情に鑑み、低コストで十分なノイズ防止効果が得られる、環境性のよい電子装置、およびそのような電子装置が実現可能な筐体を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の電子装置は、
電子回路と、
上記電子回路が内部に設置された筐体と、
上記筐体内に設けられて筐体外に一部が露出した導電性部品とを備え、
上記筐体が、上記導電性部品が外部に露出する部品露出部と、所定の厚さの導電性材料からなる、上記部品露出部から距離を置いて広がる板部と、上記部品露出部に沿って伸びて上記板部および上記導電性部品を電気的に繋ぐ、合計の厚みが上記板部の厚さよりも厚い橋部とを備えたことを特徴とする。

ここで、橋部は、複数の部材の重ね合わせからなるものであってもよく、あるいは単体であってもよい。

本発明の電子装置は、橋部の合計の厚さが板部の厚さよりも厚いという構成を有しているので、コネクタ部品に代表される導電性部品に静電気が印加された場合であっても、その静電気が橋部から板部へと速やかに逃げてノイズの発生そのものが抑制され、ノイズ防止の高い効果が得られる。このような本発明の構成は、後で詳述する、ノイズ発生の原理に関する、従来は知られていなかった詳細な分析に基づいたものであり、簡潔な構成で高い効果が得られるため、電子装置は小型かつ低コストなものとなる。さらに、本発明の電子装置におけるこの簡潔な構成は、メッキや電波吸収シートなどというような、環境への悪影響が大きい材料を避けて、環境への悪影響が小さい金属板などによって容易に実現することができる。

本発明の電子装置における上記橋部は、
上記導電性材料で上記板部と一体に形成された第１部分と、その第１部分に重なって接触した第２部分とを有するものであることが好適であり、さらには、
上記導電性材料で上記板部と一体に形成された第１部分と、その第１部分に重なって、板バネによって第１部分に接触した第２部分とを有するものであることが好適である。

このような第１部分と第２部分とを有する橋部は作成が容易である。また、第２部分が板バネによって第１部分に接触している形態は接触の安定性が高いので、振動が加わるような過酷な環境などでもノイズ防止効果の持続性が高い。

上記目的を達成する本発明の筐体は、
電子回路が内部に設置される筐体であって、
この筐体内に設けられる導電性部品の一部が外部に露出する部品露出部と、
所定の厚さの導電性材料からなる、上記部品露出部から距離を置いて広がる板部と、
上記部品露出部に沿って伸びて上記板部および上記導電性部品を電気的に繋ぐ、合計の厚みが上記板部の厚さよりも厚い橋部とを備えたことを特徴とする。

本発明の筐体が用いられることによって、上述した本発明の電子装置が実現される。

なお、本発明の筐体については、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明の筐体には、上記の基本形態のみではなく、前述した電子装置の各形態に対応する各種の形態が含まれる。

以上説明したように、本発明によれば、低コストで十分なノイズ防止効果が得られる、環境性のよい電子装置が実現される。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示す図である。

この図１には、本発明の一実施形態に相当するノート型のパーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）１０が示されており、このノートＰＣ１０は、本体１１と、その本体１１に対して開閉自在な上蓋１２とを備えている。上蓋１２は、上蓋側筐体１３に液晶画面１４が組み込まれて構成されており、本体１１は、本体側筐体１５にポインティングデバイス１６や各種のキー１７などが組み込まれ、本体側筐体１５の内部にプリント基板や半導体素子や記憶装置などが組み込まれて構成されている。また、後述するように、本体側筐体１５の後側からは各種のコネクタが外部に露出している。

このノートＰＣ１０は、別ユニット２０に対して着脱自在となっており、専用の接続コネクタ２１によって別ユニット２０と接続される。

図２は、ノートＰＣ１０と別ユニット２０が接続された状態を示す図である。

別ユニット２０には、ディスプレイ、プリンタ、外部記憶装置、通信用機器等といった様々な周辺機器が接続可能なように、周辺機器用の様々な規格のコネクタが多数設けられており、ノートＰＣ１０は、別ユニット２０を介してそれら様々な周辺機器へのアクセスが可能となっている。

ところで、ノートＰＣ１０単独でも、ある程度の周辺機器とは接続可能であることが望まれるので、ノートＰＣ１０の後側にも周辺機器用の各種のコネクタが備えられている。

図３は、ノートＰＣ１０の後側を示す図である。

ノートＰＣ１０には、周辺機器用のコネクタとして、外部ディスプレイ用の第１種類の出力端子１８ａと、外部ディスプレイ用の第２種類の出力端子１８ｂと、３つのＵＳＢコネクタ１８ｃ，１８ｆ，１８ｇと、プリンタポート１８ｄと、ネットワークコネクタ１８ｅが組み込まれており、本体側筐体１５の後ろ側から外部に露出している。また、本体側筐体１５の後ろ側には、ノートＰＣ１０に電源を供給する電源入力端子１９も備えられている。

ここに示した各種のコネクタのうち、外部ディスプレイ用の２種類の出力端子１８ａ，１８ｂとプリンタポート１８ｄは、本体側筐体１５から外部に突き出すように設けられており、これらのコネクタの外殻部分（シェル）は金属製となっている。このようなシェルを有するコネクタは、本発明にいう導電性部品の一例に相当し、本体側筐体１５の後側が、本発明にいう部品露出部の一例に相当する。

ここで、本体側筐体１５の内部構造について説明する。

図４および図５は、本体側筐体１５の内部構造を説明する説明図である。

本体側筐体１５の内部の底面側には、金属板から加工されてなる板状部材１０１が組み込まれており、この板状部材１０１には、接続コネクタ２１が貫通するためのくり抜き１０１ａが空いていて、このくり抜き１０１ａの存在によって板状部材１０１は、大きく広がった板部１０１ｂと細長い隘路部１０１ｃとを備えた構造となっている。更に、この隘路部１０１ｃ上には、ノイズ対策として、図５に示すように細長い金属部材１０２が重ねられて締結されている。板状部材１０１の板部１０１ｂは、本発明にいう板部の一例に相当し、隘路部１０１ｃと金属部材１０２は、それぞれ、本発明にいう橋部の第１部分と第２部分の各一例に相当する。

なお、隘路部１０１ｃと金属部材１０２との締結方法として、本実施形態では、かしめによる締結が採用されているが、本発明では、このほかに、ねじによる締結なども採用可能である。さらには、本発明では、隘路部１０１ｃと金属部材１０２は、締結によらずに、接着剤や両面テープや導電性テープなどによって互いに接着されることで電気的に一体化されてもよく、あるいは、溶接によって物理的かつ電気的に一体化されてもよい。

これら隘路部１０１ｃと金属部材１０２との双方に、図３に示すコネクタが有する金属製のシェルが電気的に接続されている。

以下、本実施形態におけるノイズ対策の作用について説明するが、この作用の説明に先立って、まず、ノイズの発生原理についての詳細な分析と、従来のノイズ対策が施された比較例について説明し、その後、本実施形態におけるノイズ対策の作用について説明する。

図６および図７は、ノイズの発生原理について説明するための説明図である。これらの図は、上述した実施形態を示す図ではないが、図４および図５に示されている要素と同様な要素については図６および図７でも同一の符号を用いて示すことで重複説明を省略する。

これら図６および図７には、ノイズ対策が施されていないノートＰＣがスチール机４０上に置かれている状態が示されている。また、板状部材１０１の隘路部１０１ｃに電気的に接続されたコネクタのシェル１８や、ノートＰＣ内部に設けられている半導体素子１０３およびプリント基板１０４も示されている。コネクタは、プリント基板１０４に実装されている。

ユーザの指３０などがコネクタのシェル１８に接近すると、ユーザの体に帯電した静電気が放電してシェル１８に印加されることがある。この静電気は、隘路部１０１ｃを伝って板部１０１ｂへと流れようとするが、くり抜き１０１ａが存在していると隘路部１０１ｃのインピーダンスが大きいため電気の流れが悪い。

発明者らの分析によると、このとき、導電体を伝搬する伝導ノイズと、空気中に放射される放射ノイズとの２種類のノイズが発生することが明らかとなった。そして、以下説明するように、これら２種類のノイズのうち放射ノイズによって半導体素子１０３の誤動作が発生することが判明した。

即ち、静電気がユーザの指３０から放電した際に伝導ノイズと放射ノイズが同時に発生するが、伝導ノイズのエネルギーと放射ノイズとのエネルギーとを比較すると、隘路部１０１ｃのインピーダンスが大きいために、放射ノイズのエネルギーの方が大きい。そして、この放射ノイズは、スチール机４０と板状部材１０１との間を、反射を繰り返しながら進んで、板状部材１０１の開口部や隙間などからノートＰＣ内部へと侵入する。ノートＰＣ内部へと侵入した放射ノイズは、プリント基板１０４上に信号パターンや電源パターンとして設けられている金属パターン１０４ａがアンテナの役になって半導体素子１０３へと伝搬され、半導体素子１０３の誤動作を発生させる。

従来は、ノイズのこのような発生原理は知られておらず、ノイズ対策としては、電子回路を導電性のシールドなどでとにかく覆ってしまうというような考えが一般的であった。

ここで、このような従来の考えに基づいたノイズ対策が施された比較例について説明する。

図８は、従来のノイズ対策が施された比較例を示す図である。なお、この図８でも、上記の説明で用いた各図に示されている要素と同様の要素については同一の符号を用いて示すことで重複説明を省略する。

この図８に示す比較例では、板状部材１０１の外にプラスチック製の筐体外殻１０５が備えられており、この筐体外殻１０５の内面にはメッキが施されている。そして、この筐体外殻１０５のメッキ膜とコネクタのシェル１８は電気的に接触している。このため、シェル１８に印加された静電気は、筐体外殻１０５のメッキ膜も伝搬することとなり、結果としては放射ノイズの低減効果を発揮していた。

しかし、このような比較例では、筐体外殻１０５の内面全体に亘るような広いメッキ膜が必要で、ノートＰＣの小型化を妨げるとともにコストも掛かる。また、そのようなメッキ膜の存在は、ノートＰＣの廃棄時などに環境へ悪影響を及ぼすこととなるので、このような比較例の構成は、近い将来にはノートＰＣへの採用が不可能となることが予想される。

この図８に示した比較例の他に、筐体外殻１０５と板状部材１０１との間に電波吸収シートを敷き詰めて、外部からのあらゆるノイズの侵入を防ぐという考えもあるが、そのような電波吸収シートの存在も、上記比較例と同様にノートＰＣの小型化やコスト低減を妨げるし、環境へ悪影響を及ぼすことにもなる。

以上説明したノイズの発生原理および比較例を踏まえて、上述した本実施形態におけるノイズ対策の作用について説明する。

図９および図１０は、本実施形態におけるノイズ対策の作用について説明する説明図である。なお、図６〜図８に示されている要素と同様な要素については図９および図１０でも同一の符号を用いて示す。

本実施形態では、板状部材１０１の隘路部１０１ｃ上に細長い金属部材１０２が重ねられて締結されている。また、コネクタのシェル１８は、隘路部１０１ｃと金属部材１０２との双方に電気的に接続されている。隘路部１０１ｃと金属部材１０２とを合わせた総計の厚みは、板状部材１０１の板部１０１ｂの厚みよりも厚く、これら隘路部１０１ｃと金属部材１０２とを合わせた総計のインピーダンスは小さい。このため、ユーザの指３０などがシェル１８に接近して静電気が放電した場合にも、電気はシェル１８から隘路部１０１ｃと金属部材１０２とのそれぞれを介して速やかに板部１０１ｂへと流れるので、放電ノイズは抑制される。この結果、ノートＰＣに内蔵されたプリント基板１０４および半導体素子１０３では、金属パターン１０４ａが放電ノイズを拾ってしまうことによる誤動作が十分に防がれることとなる。本実施形態の構造のノートＰＣを実際に作成して静電評価を実施したところ、静電気に対する耐力が従来よりも数ｋＶ向上し、厳格な国際規格で求められる水準を満足することが確認できた。

また、本実施形態では、隘路部１０１ｃに重ねて金属部材１０２が設けられているという非常に簡潔な構造でノイズ対策が図られているので、ノートＰＣの小型化が容易であるとともにコスト低減にも寄与する。さらに、金属部材１０２には板状部材１０１と同様に、環境性の良い材料が採用可能であるので、ノートＰＣの環境性向上も容易である。

ここで、本発明の別の実施形態について説明する。

図１１は、本発明の別の実施形態を示す図である。

この別の実施形態は、上述した実施形態に対し、ノイズ対策の金属部材の設置箇所が異なる点を除いてほぼ同様の形態であるため、ここでは、上述した実施形態と異なる点に着目して説明し、重複説明は省略する。

この別の実施形態では、細長い金属部材１０７が隘路部１０１ｃに沿って隘路部１０１ｃの下側に締結されており、金属部材１０７などの露出を防ぐプラスチック製の筐体外殻１０６がノートＰＣを覆っている。

金属部材１０７と隘路部１０１ｃは重なり合っており、これら金属部材１０７と隘路部１０１ｃによって本発明にいう橋部の別の一例が構成されている。この実施形態でも、金属部材１０７と隘路部１０１ｃの総計として見るとインピーダンスが小さいので静電気が金属部材１０７および隘路部１０１ｃによって速やかに逃げ、放射ノイズが低減する。

このように、隘路部１０１ｃに対する金属部材の設置位置がどこであっても放射ノイズの低減効果は高い。しかし、隘路部への金属部材の締結が緩んで接触が不安定化するとこのような低減効果も不安定化してしまう。そこで、隘路部と金属部材の接触の安定化を図ることが望ましい。

図１２は、接触安定化が図られた金属部材を示す図である。

この図１２に示す金属部材１０８は、図５、図９、および図１０に示す金属部材１０２や、図１１に示す金属部材１０７に替えて用いられるものであり、本体部１０８ａの両端に板バネ部１０８ｂが設けられた構造を有している。このような板バネ部１０８ｂは、金属部材１０８の元となる金属板の両端が折り曲げられ、切り込みで複数に分けられて形成されている。このような構造の金属部材１０８は、板バネ部１０８ｂの力で強く隘路部と接触するとともに接触の安定性も高い。このため、上述したような放射ノイズの低減効果は、振動が加わるような過酷な環境などであっても長期間安定して発揮される。

なお、上記説明では、本発明にいう橋部の一例として、板状部材の隘路部と細長い金属部材との重ね合わせからなるものが示されているが、本発明にいう橋部は、板部よりも厚い材料で板状部材とは全く別に作成されて板状部材に取り付けられるものであってもよく、あるいは、橋部付近だけが他の部分よりも元々厚くなっているような金属板が加工されることで板部と一体に形成されるものであってもよい。

また、上記説明では、本発明の電子装置の一例としてノートＰＣが示されているが、本発明の電子装置は、ノート型以外のコンピュータであってもよく、あるいはコンピュータ以外の、電子計測機器などといった電子装置であってもよい。

本発明の一実施形態を示す図である。 ノートＰＣと別ユニットが接続された状態を示す図である。 ノートＰＣの後側を示す図である。 本体側筐体の内部構造を説明する第１の説明図である。 本体側筐体の内部構造を説明する第２の説明図である。 ノイズの発生原理について説明するための第１の説明図である。 ノイズの発生原理について説明するための第２の説明図である。 従来のノイズ対策が施された比較例を示す図である。 本実施形態におけるノイズ対策の作用について説明する第１の説明図である。 本実施形態におけるノイズ対策の作用について説明する第２の説明図である。 本発明の別の実施形態を示す図である。 接触安定化が図られた金属部材を示す図である。

符号の説明

１０ ノート型のパーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）
１１ 本体
１２ 上蓋
１３ 上蓋側筐体
１４ 液晶画面
１５ 本体側筐体
１６ ポインティングデバイス
１７ キー
１８ コネクタのシェル
１８ａ 外部ディスプレイ用の第１種類の出力端子
１８ｂ 外部ディスプレイ用の第２種類の出力端子
１８ｃ，１８ｆ，１８ｇ ＵＳＢコネクタ
１８ｄ プリンタポート
１８ｅ ネットワークコネクタ
１９ 電源入力端子
２０ 別ユニット
２１ 接続コネクタ
３０ ユーザの指
１０１ 板状部材
１０１ａ くり抜き
１０１ｂ 板部
１０１ｃ 細長い隘路部
１０２，１０７ 金属部材
１０３ 半導体素子
１０４ プリント基板
１０４ａ 金属パターン
１０５，１０６ プラスチック製の筐体外殻
１０８ 金属部材
１０８ａ 本体部
１０８ｂ 板バネ部

Claims (4)

1. 電子回路と、
   前記電子回路が内部に設置された筐体と、
   前記筐体内に設けられて該筐体外に一部が露出した導電性部品とを備え、
   前記筐体が、前記導電性部品が外部に露出する部品露出部と、所定の厚さの導電性材料からなる、前記部品露出部から距離を置いて広がる板部と、前記部品露出部に沿って伸びて前記板部および前記導電性部品を電気的に繋ぐ、合計の厚みが前記板部の厚さよりも厚い橋部とを備えたことを特徴とする電子装置。
2. 前記橋部が、前記導電性材料で前記板部と一体に形成された第１部分と、該第１部分に重なって接触した第２部分とを有するものであることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
3. 前記橋部が、前記導電性材料で前記板部と一体に形成された第１部分と、該第１部分に重なって、板バネによって該第１部分に接触した第２部分とを有するものであることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
4. 電子回路が内部に設置される筐体であって、
   この筐体内に設けられる導電性部品の一部が外部に露出する部品露出部と、
   所定の厚さの導電性材料からなる、前記部品露出部から距離を置いて広がる板部と、
   前記部品露出部に沿って伸びて前記板部および前記導電性部品を電気的に繋ぐ、合計の厚みが前記板部の厚さよりも厚い橋部とを備えたことを特徴とする筐体。

Images