JP5179746B2

JP5179746B2 - 携帯端末装置

Info

Publication number: JP5179746B2
Application number: JP2006316251A
Authority: JP
Inventors: 匡良中島; 高史伊藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2026-11-22
Also published as: US8278880B2; US20100072952A1; WO2008062879A1; JP2008131512A

Description

本発明は、携帯端末装置、特に発熱部品を内蔵する携帯端末装置における放熱構造に関するものである。

携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）を典型例とする携帯端末装置は、高機能化が進められる一方で、その小型化や薄型化も希求されている。
かような背景から、高機能化に伴う部品点数の増加、中でも発熱部品が増加する傾向にあり、該発熱部品からの熱によって携帯端末装置の筐体が局部的に熱くなる場合がある。
特に、小型化や薄型化した携帯端末装置では発熱部品からの熱が内部にこもり易い。このように筐体が局部的に熱くなると、装置の使用中に発熱部分から手や顔などに熱が伝わり、装置の使用者に不快感を与えることになる。従って、携帯端末装置の高機能化を進めるに当っては、発熱部品からの熱を外部に効率良く放散することが必要になる。

従来、装置内部の発熱部品からの熱は、例えば回路基板を支持するシールドフレームや内部空間を介して放散されていたが、上述した小型化や薄型化した携帯端末装置では従前の放熱経路を確保することが難しく、高機能化に併せて小型化や薄型化を進める場合には、放熱経路を確実に形成する必要がある。

この点、特許文献１には、電子部品の表面に取り付けられた放熱板にピンを介して装着されたハンドストラップから、筐体外部に放熱を行うことが提案されている。しかしながら、伝熱部分が小さいため実際の放熱効果に乏しく、またハンドストラップが必須となる等、改善すべき点が多い。
特開２００５−２４４４９３号公報

そこで、本発明は、特に小型化や薄型化を進めた携帯端末装置において、内部の発熱部品からの熱を有利に放散する構造について提案することを目的とする。

すなわち、上記目的を達成するため、本発明に係る携帯通信端末装置は、筐体と、前記筐体の内部に収納されて、いずれか一方側の表面に電子部品が実装される回路基板と、前記回路基板の前記一方側の表面に対向して配置される吸熱部材と、前記筐体内に形成されるバッテリー収納室に収納されるバッテリーと、を備え、前記吸熱部材は、前記バッテリー収納室の少なくとも一部を形成し、前記電子部品を被覆することによって、当該電子部品からの電磁波を遮蔽することを特徴とするものである。

また、前記吸熱部材は、金属材からなり、前記回路基板の前記一方側の表面に配設されている基準電位部に電気的に接続されるシールドケースにて構成されること、
前記吸熱部材は、前記回路基板の前記一方側の表面に実装される前記電子部品に当接されること、前記回路基板は、前記一方側の表面とは反対側の他方側の表面に電子部品が実装されて構成され、前記吸熱部材は、前記バッテリー収納室の少なくとも一部を形成し、前記回路基板の前記他方側の表面に実装される前記電子部品に対向して配置される吸熱部を有すること、前記バッテリーは、前記筐体内で前記回路基板に隣接して配置されること、
そして、前記回路基板は、前記一方側の表面に複数の電子部品が実装されるとともに、前記複数の電子部品のうち比較的発熱性の高い電子部品が他の電子部品よりも前記バッテリー側に配置されていることが実施に当たり有利である。

さらに、前記の携帯端末装置において、前記バッテリーの充電を制御する充電制御部と、前記バッテリー又は前記バッテリー近傍の温度を検出する温度検出部とをさらに備え、前記充電制御部は、前記温度検出部により検出される温度が所定温度以上となると前記バッテリーの充電を抑制する制御を行うことが、より好ましい。

本発明によれば、電子部品を搭載した回路基板に対向して吸熱部材を配置し、該吸熱部材はバッテリー収納室の少なくとも一部を形成することにより、回路基板上の発熱部品からの熱を、吸熱部材を介してバッテリーに効率良く伝達してバッテリーに吸収させることができる。従って、発熱部品からの放熱を、確実に行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る携帯端末装置の一例である携帯電話機におけるキー側筐体の斜視図である。
図１に示すように、携帯電話機のキー側筐体１は、キー側筐体１の一端部に設けられたヒンジ部２を介して取り付けられた、表示器側筐体（図示しない）と共に、折り畳み構造の携帯電話機を形成している。このキー側筐体１は、キーフロントケース３とキーリアケース４を重ね合わせて構成され、キーフロントケース３には、各種操作キーの操作状態を検出する、例えば、メタルドームシートと該メタルドームを押圧するボタンキーとを有して構成されるキー検出装置（図示しない）が装着されている。

図２は、図１のキー側筐体１の内部構造を示す斜視図である。
この図２では、キーリアケース４を外して、キーフロントケース３の内面側を露出させた状態を示している。
図２に示すように、キー側筐体１の内部、即ち、キー側筐体１を構成するキーフロントケース３の内面側には、キーフロントケース３に重ね合わされるキーリアケース４側に向かって、即ち、図中、下側から順番に、キー検出装置（図示しない）、フレキシブル基板５、吸熱部材として機能するシールドケース６、及び回路基板７が層状に積み重ねられている。
なお、シールドケース６は、回路基板７の一方側の表面（図４に示す下面）に実装される電子部品から放射されたり外部からの電磁波を遮断するように、回路基板７の一方側の実装面をシールドして、配設されている。

回路基板７は、キーフロントケース３のヒンジ２側略半分の領域を占めて筐体内に配設されており、キーフロントケース３の残りの領域には、バッテリー（図示しない）が収納されるバッテリー収納室８が区画されている。
さらに、このバッテリー収納室８には、バッテリーと電気的に接続するバッテリーコネクタ９を有する。さらに、回路基板７上には、種々の電子部品、例えばコンバーターやパワーアンプなどの電子部品等が実装される。これら電子部品には、発熱部品が多数含まれている。なお、図１において、符号１１は、キー側筐体１内に配設されて外部メモリーカードが装着可能なカードコネクタ１０のカード装着口を塞ぐ蓋体である。

ここで、回路基板７並びにバッテリー収納室８が配置されるシールドケース６は、板金やアルミニウムなどの金属部材などの熱伝導性の高い部品から形成されており、図３にシールドケース６のみを示すように、回路基板７が装着される板体部６ａと、バッテリー（図示しない）の収納室８を区画形成する枠体部６ｂとから成る。従って、板体部６ａに対向して配置される回路基板７上に実装された発熱部品からの熱は、吸熱部材であるシールドケース６を介してバッテリー収納室８へ確実に伝達され、最終的にはバッテリー収納室８に収容されるバッテリーへと伝わり、ここで放散される。
また、シールドケース６は、金属材で構成され、板体部６ａが回路基板７上に実装された電子部品（発熱部品）を被覆（シールド）するように配設されて、外部からの又は該電子部品からの電磁波を遮蔽するとともに、その少なくとも一部が回路基板７の表面に配設されているグランド（基準電位部）に当接して、該グランドに電気的に接続（導通）されており、静電対策などの効果を得ることができる構成とされている。

ここで、シールドケース６は、放熱板としての役割および回路基板７およびフレキシブル基板５を保持する役割を兼ね備える必要があり、アルミニウム合金やマグネシウム合金などからなる軽量かつ硬質な部品を用いることが望ましいが、ステンレス鋼や普通鋼なども使用可能である。

次に、図４に、図１ないし図３に示したキー側筐体１における回路基板７上の発熱部品１２、回路基板７、シールドケース６およびバッテリー収納室８内のバッテリー１３の相互配置を模式で示し、発熱部品からの熱の放散経路について詳しく説明する。
まず、図４における回路基板７上の発熱部品１２からの放熱経路を拡大して、図５に示すように、発熱部品１２は、回路基板７と対向して配置したシールドケース６（板体部６ａ）と矩形のリブ６ｃ（図３参照）を介して接触させ、発熱部品１２からの熱をシールドケース６に伝達する。次いで、シールドケース６に伝えられた熱は、バッテリー収納室８を区画形成するシールドケース６部分（枠体部６ｂ）からバッテリー収納室８内に収容されたバッテリー１３に吸収され、最終的にバッテリー１３を介して放熱が行われる。
かように、バッテリー１３側から放熱されるため、従前のように、発熱部品からの熱がシールドケース６に伝達されて、操作キーなどを配置する操作面からだけでなく、バッテリーが配置される筐体背面側からも筐体内部の熱を放散させることができ、放熱効果を高めることができる。

ここで、図５に示した事例では、リブ６ｃを介して、発熱部品１２をシールドケース６に接触させる際、発熱部品１２の周囲をリブ６ｃで囲むことによって、発熱部品１２からシールドケース６への伝熱をより効果的に行っているが、発熱部品１２を単にシールドケース６に接触させても構わない。なお、シールドケース６は、発熱部品１２に対向して配置されているため、発熱部品１２に当接していなくとも、発熱部品１２からの熱はシールドケース６に伝達される。

さらに、発熱部品１２の厚みが他の電子部品より薄い場合には、図６に示すように、発熱部品１２の背面（図６に示す下面）にシールドケース６の板体部６ａの内面（図６に示す上面）に形成されたリブ６ｄを当接させて、発熱部品１２からの熱とシールドケース６に伝達するように構成してもよい。

なお、発熱部品１２の熱をバッテリー１３から放散するに当っては、発熱部品１２を、発熱のない又は少ない電子部品よりもバッテリー１３寄りに（図４に示される右側）配置することが好ましい。その際、図４に示したように、バッテリー１３のコネクター９を回路基板７の切欠き部分に設置した場合には、このコネクター９を避けてバッテリー１３寄りに発熱部品１２を配置すると良い。
具体的には図２に示されるように、コネクター９を回路基板７の筐体幅方向一方側に配置した場合には、比較的発熱性の高い電子部品を回路基板７の筐体幅方向他方側でバッテリー１３寄りに配置することにより発熱部品１２からバッテリー１３までの熱の伝達経路を短くして放熱性を高めることができる。

また、別の形態について、図７（ａ）に図４に示した断面と直交する向きの断面および同図（ｂ）に各部品の配置を平面図で示すように、回路基板７のシールドケース６と対向する面とは反対側の面にも発熱部品１２ａが実装されるとともに、この発熱部品１２ａに対向してカードコネクタ１０が筐体内に配置されている。このカードコネクタ１０は、シールドケース６の表面（図７（ａ）に示される下面）に取付けられるフレキシブル基板（図示しない）と一体に形成されるフレキシブル基板１４上に実装されており、この発熱部品１２ａとシールドケース６との間に、吸熱部としてのフレキシブル基板１４を介在させて、発熱部品１２ａとシールドケース６との間に伝熱経路が形成されている。すなわち、フレキシブル基板１４は熱伝導性が高いため本発明の吸熱部に適当であり、このフレキシブル基板１４を介して、発熱部品１２ａの熱を吸熱部材としてのシールドケース６に効果的に伝えることができ、さらに上述と同様の伝熱経路にてシールドケース６を介したバッテリー１３への放熱が可能になる。

なお、発熱部品１２ａとシールドケース６との間に設ける吸熱部としては、上記したフレキシブル基板１４以外にも、板金プレートや銅膜板などの伝熱部材を用いて、発熱部品１２ａでの発熱をシールドケース６に伝達するものであればよい。また、発熱部品１２ａから発せられた熱は、フレキシブル基板１４とシールドケース６とを介してバッテリー１３に伝達されて放熱されるとともに、フレキシブル基板１４に実装されたカードコネクタ１０にも吸熱されて、カードコネクタ１０からも放熱されることになる。

また、本発明では、バッテリー側に熱を放散させる為、熱によるバッテリーの劣化が懸念される。例えば、バッテリーにリチウムイオン電池を使用した場合には、充電電圧が高い状態で高温環境下に晒されると電池が劣化する場合がある。このような場合に備える意味から、携帯端末装置には、バッテリーの充電を制御する充電制御部と、バッテリー又はバッテリー近傍（バッテリー収納室）の温度を検出する温度検出部（温度センサー）とを設け、充電制御部において、温度検出部により検出される温度が所定温度以上となった際に、バッテリーの充電を抑制する制御を行うことが好ましい。なお、充電制御部は、回路基板７上に実装される電子部品などによって構成される。

以上述べたように、本発明の携帯端末装置は、発熱部品からの熱を、バッテリー収納室の少なくとも一部を構成するシールドケースに伝え、このシールドケースを介してバッテリー側にて放熱を行うために、特に発熱部品をバッテリー収納室の少なくとも一部をも構成するシールドケースに直接または間接に接触させるところに特徴があり、この放熱構造の有効性を、図８ないし１０に示す在来の放熱構造との対比によって明確にする。

すなわち、図８に示す放熱構造は、発熱部品１２とシールドケース６との間に放熱板１５を設置し、発熱部品１２からの熱を放熱板１５を介してシールドケース６へ熱を逃がすものである。そして、シールドケース６は、軽量化および安価を目的にプラスチック製を用い、回路基板側の表面に電子波を遮蔽するための電子波遮蔽膜を塗布するのが一般的である。この構造は、上述したように、操作キーなどを配置する操作面からの放熱のみとなるため放熱効果を高めることができず、また、バッテリー側へもバッテリー収納室を形成する本体の樹脂ケースが介在しているため、熱伝導性が悪く放熱しにくい。

図９に示す放熱構造は、シールドケース６を通じて発熱部品１２からの熱を放熱板１５へ伝達させるため、操作キー側から放熱させることができるが、バッテリー側には、バッテリー収納部を形成する本体の樹脂ケースが介在しているため、熱伝導性が悪く放熱しにくい。さらに、図８、図９に示す構成では、回路基板７が筐体内部全域に亘って配設されており、この回路基板７とバッテリー１３とが筐体厚さ方向に重なる位置に配設されているため、全体的に装置としての構成は厚くなる。

図１０に示す放熱構造は、図８および図９の場合と同様、回路基板７上の電子部品１２に対向して吸熱部材としての放熱板１５が配設され、シールドケース６を通じて発熱部品１２からの熱を放熱板１５へ伝達されるため、伝達された熱は操作キー側から放散されるとともに、バッテリー１３にも伝達され、バッテリー１３側からも放散されて、筐体全体で放熱されることとなり、効果的に熱を放散させることができ、筐体が局所的に高温となることを回避することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態により説明したが、この実施の形態に限定されるものではない。従って、本発明の趣旨を逸脱することなく変更態様として実施するものも含むものである。例えば、上述した実施形態では、携帯通信端末装置として、折り畳み式の携帯電話機について説明したが、それ以外の携帯電話、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）などの情報通信端末、更にＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）などの通信機器にも適用できる。

例えば、上述した実施形態では、回路基板７の一方側の表面に対向して配置される吸熱部材としてのシールドケース６を板金やアルミなどの金属部材にて構成したが、これに限定されること無く、回路基板７上の電子部品１２から発せられる熱を吸収して、バッテリー１３側に伝達する部材で構成されればよい。

また、吸熱部材として、回路基板７上の電子部品１２を被覆して配役されるシールドケース６を用いた構成としたが、シールドケース６に限定されることなく、回路基板７に対向して配置され、回路基板７上の電子部品１２からの熱を吸収する部品で構成されるものであればよい。

また、回路基板７が筐体のキー側筐体１のヒンジ２側に配置されて、バッテリー１３がヒンジ２とは反対側に配置されて、両者が筐体長手方向に隣設して配置される構成としたが、これに限定されることなく、回路基板７に対向して配置される吸熱部材（シールドケース６）に伝達された回路基板７上の電子部品１２からの熱が吸熱部材を介してバッテリー１３に伝達されるように構成されていればよい。

なお、上述した実施形態のように、回路基板７とバッテリー１３とを筐体長手方向に隣設して配置する構成とすることにより、筐体の薄型化が図れ、筐体全体の小型化が可能となる。また、図４乃至図６に示されるように、回路基板７に配設されるコネクター９とバッテリー１３とをシールドケース６の同一部材上に配置されるように構成したため、バッテリー１３とコネクター９との両者間の位置関係の保持を好適に行うことができ、両者の電気的な接続を確実に行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る携帯端末装置の斜視図である。図１のキー側筐体の内部構造を示す斜視図である。シールドケースを示す斜視図である。発熱部品、回路基板、シールドケースおよびバッテリーの相互配置を示す模式図である。発熱部品からの放熱経路を示す図である。発熱部品からの放熱経路を示す図である。（ａ）は別の形態の断面図および（ｂ）は各部品の配置を示す平面図である。従来の携帯端末装置における放熱構造を示す図である。従来の携帯端末装置における放熱構造を示す図である。従来の携帯端末装置における放熱構造を示す図である。

符号の説明

１表示器側筐体
２ヒンジ
３キーフロントケース
４キーリアケース
５フレキシブル基板
６シールドケース
７回路基板
８バッテリー収納室
９バッテリーコネクタ
１０カードコネクタ
１２発熱部品
１３バッテリー
１４フレキシブル基板

Claims

筐体と、
前記筐体の内部に収納されて、いずれか一方側の表面に電子部品が実装される回路基板と、
前記回路基板の前記一方側の表面に対向して配置される吸熱部材と、
前記筐体内に形成されるバッテリー収納室に収納されるバッテリーと、を備え、
前記吸熱部材は、前記バッテリー収納室の少なくとも一部を形成し、前記電子部品の天面および側面に接触して当該電子部品を被覆し、当該電子部品からの電磁波を遮蔽することを特徴とする携帯端末装置。
前記吸熱部材は、前記回路基板の前記一方側の表面に実装される前記電子部品に当接されることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末装置。
筐体と、
前記筐体の内部に収納されて、いずれか一方側の表面に電子部品が実装される回路基板と、
前記回路基板の前記一方側の表面に対向して配置される吸熱部材と、
前記筐体内に形成されるバッテリー収納室に収納されるバッテリーと、を備え、
前記回路基板は、前記一方側の表面とは反対側の他方側の表面に電子部品が実装されて構成され、
前記吸熱部材は、前記バッテリー収納室の少なくとも一部を形成し、前記回路基板の前記他方側の表面に実装される前記電子部品に対向して配置される吸熱部を有することを特徴とする携帯端末装置。
前記バッテリーは、前記筐体内で前記回路基板に隣接して配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
前記回路基板は、前記一方側の表面に複数の電子部品が実装されるとともに、前記複数の電子部品のうち比較的発熱性の高い電子部品が他の電子部品よりも前記バッテリー側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
前記バッテリーの充電を制御する充電制御部と、前記バッテリー又は前記バッテリー近傍の温度を検出する温度検出部とをさらに備え、
前記充電制御部は、前記温度検出部により検出される温度が所定温度以上となると前記バッテリーの充電を抑制する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の携帯端末装置。