(57)【要約】【課題】  電子機器用筐体の内外部ともに局所的に高温になることを防止しつつ、軽量化を可能とする電子機器用筐体を提供する。【解決手段】  電子機器は、筐体と、前記筐体内部に配置された発熱素子と、前記発熱素子が配置される熱伝導部材より構成される電子機器であって、前記熱伝導部材の前記発熱素子載置部周辺が他の部分より厚いことを特徴とする。【選択図】図１
2014123645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内部に配置された発熱素子と、
前記発熱素子が配置される熱伝導部材より構成される電子機器であって、
前記熱伝導部材の前記発熱素子載置部周辺が他の部分より厚いことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記熱伝導部材は、複数の積層構造であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記熱伝導部材の少なくとも一部は、繊維強化プラスチックまたはグラファイトシートであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
筺体と、
前記筐体内部に配置された発熱素子より構成される電子機器であって、
前記筺体の前記発熱素子載置部周辺が他の部分より厚いことを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子機器に他の構成部品を載置したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に回路素子などの熱源となりうる部材を配設した電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タブレット端末や携帯電話端末の筐体は、一般にガラスとキャビネットとを貼り合わせて製造されている。特に、キャビネットに樹脂材料を使用し、機器の軽量化を図った構造が多くみられる。
【０００３】
端末に用いられるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）や通信回路、あるいはそれらを基板に実装した情報処理装置は動作中に発熱し、熱源となる。そして、情報処理装置から発生した熱は筐体を伝わって筐体表面から空気中へと放熱される。しかし、樹脂材料からなる筐体の場合、樹脂材料の熱伝導率が極めて低いため、筐体全体に熱拡散せず、局所的な部分でのみでしか放熱されない。この結果、放熱を行なっている局所的な部分だけが高い温度となる、いわゆるヒートスポットが生じる。特に、近年のＣＰＵや通信回路などの情報処理装置の能力は著しく向上しており、これに伴い発熱量も増加してきている。さらに、情報処理装置は小さなチップ状部品であるので熱密度が高い。よって、このような情報処理装置を用いた機器においては、情報処理装置で集中している熱を、小さなチップ面積で基板あるいは筐体へ伝熱させるため、筐体の熱拡散性が十分でなければ、熱が集中したままになり、ヒートスポットが生じる。
【０００４】
このようなヒートスポットが生じると、このヒートスポットに使用者が触れた場合、火傷をする恐れがあり、また、長時間ヒートスポットが生じたままの場合は、筺体の劣化、変形の原因となる。
【０００５】
このような筐体の熱伝導に関して生じる課題に対して、例えば特許文献１に示されるような電子機器用匡体が開示されている。
【０００６】
図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、特許文献１に示された電子機器用匡体の断面図である。これらの筐体は、インモールド成形により基体１２０１上に軽量の合成樹脂部品１２０２が設けられ、基体１２０１が合成樹脂部品１２０２より高強度の材料からなる。たとえば、基体１２０１がアルミニウムを含む金属からなり、合成樹脂部品１２０２が芳香族ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、アクリルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）からなるように構成される。すなわち、この匡体は高強度材料からなる基体１２０１と、軽量の合成樹脂からなる合成樹脂部品１２０２からなるため、匡体の高強度化と、小型軽量化を両立している。外的荷重や衝撃は基体１２０１により支えられ、また基体１２０１に熱伝導性の良い材料を用いることにより、内部回路や装置の放熱性が良好になる効果が述べられている。
【０００７】
また、特許文献２には、電気回路などの発熱部に重ねて伝熱部材を配置することにより、箱体内部が局所的に高温になることを防止する電気接続箱が開示されている。
【０００８】
図１３は、特許文献２に示された電気接続箱１３０１の断面図である。電気接続箱１３０１内部に配置された回路構成体１３０２は、回路基板１３０３の一方の面にリレー１３０４が実装されるとともに、他方の面にバスバー１３０５が接着され、このバスバー１３０５には伝熱板１３０６が接着されている。バスバー１３０５から発せられた熱は、伝熱板１３０６に分散され、またリレー１３０４から発せられた熱もバスバー１３０５を介して伝熱板１３０６に分散されるので、電気接続箱１３０１内部が局所的に高温になることが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２９６６９号公報（平成６年２月４日公開）
【特許文献２】特開２００６−８７１７３号公報（平成１８年３月３０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の構成において、熱源の発熱量が大きい場合、これに合わせてヒートスポットをなくすのに十分なように、インモールドされる基体の厚みを大きくすると、該文献に記載のような枠部での折り曲げといった加工が困難になる。代わりに切削での加工を行うと、生産コストが上がってしまう。また、基体の厚みが厚くなると、重量が増加してしまう。すなわち、特許文献１の構成では、大きな発熱量によるヒートスポットを解消するには、基体自体が大きくまた重くなることを避けられない。
【００１１】
また、特許文献２に記載された構成においても、大きな発熱量によるヒートスポットを解消するためには、用いられる伝熱板の厚みを厚くするか、さらに広い面積の伝熱板を用いる必要があり、機器本体が大きく重くなる。さらに、特許文献２に示された構成においては、発熱部周辺の温度を下げるために、伝熱板が一旦熱を吸収し、伝熱板内に熱を分散する働きをしている。これにより、電気接続箱内が局所的に高温になることを防止することはできるものの、バスバーは外部にむき出しとする構成となっており、放熱板で分散しきれなかった熱はバスバーより筐体表面（コネクタ部）に伝わり、この部分が高温になってしまう。
【００１２】
本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、電子機器用筐体の内外部ともに局所的に高温になることを防止しつつ、軽量化を可能とする電子機器用筐体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る電子機器は、筐体と、前記筐体内部に配置された発熱素子と、前記発熱素子が配置される熱伝導部材より構成される電子機器であって、前記熱伝導部材の前記発熱素子載置部周辺が他の部分より厚いことを特徴とする。
【００１４】
また、前記熱伝導部材は、複数の積層構造であってもよい。
【００１５】
また、前記熱伝導部材の少なくとも一部は、繊維強化プラスチックまたはグラファイトシートであってもよい。
【００１６】
本発明に係る電子機器は、筺体と、前記筐体内部に配置された発熱素子より構成される電子機器であって、前記筺体の前記発熱素子載置部周辺が他の部分より厚いことを特徴とする。
【００１７】
また、上記のいずれかに記載の電子機器に他の構成部品を載置したことを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電子機器用筐体の内外部ともに局所的に高温になることを防止しつつ、軽量化を可能とする電子機器用筐体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１に係るタブレット端末の概略図である。
【図２】実施形態１に係る情報処理装置２の別の構成例を示したものである。
【図３】実施形態１に係る情報処理装置２の別の構成例を示したものである。
【図４】従来のタブレット端末の概略図である。
【図５】実施形態２に係るタブレット端末の概略図である。
【図６】（ａ）は、実施形態３に係るタブレット端末の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、情報処理装置２及び熱伝導部材３の平面図である。
【図７】実施形態４に係るタブレット端末の概略図である。
【図８】実施形態５に係るタブレット端末の概略図である。
【図９】実施形態６に係るシーリングライトの構成を示す概略図である
【図１０】実施形態７に係るスイッチング電源の構成を示す部分断面図である。
【図１１】実施形態８に係るタブレット端末の構成を示す概略図である。
【図１２】従来の電子機器用匡体の断面図である。
【図１３】従来の電気接続箱の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、本願明細書において「発熱素子」とは、常時発熱している場合のみならず、動作することによって発熱する、すなわち動作していない間は発熱しない場合も含む。
【００２１】
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態に係るタブレット端末１００の構成を示す概略図である。なお、本実施形態では、本発明の特徴部分のみについてその一実施形態を説明し、特徴部分とは直接的に関係の無い内容については説明を省略する。本実施形態におけるタブレット端末１００は、筐体１、発熱素子の一例としての情報処理装置２、熱伝導部材３とを少なくとも備えている。
【００２２】
筐体１は、情報処理装置２を内部に搭載するためのケースである。筐体１は、タブレット端末１００のユーザが画面を視認したり、当該画面上で操作したりする表面を構成する前側筐体部１１と、該前側筐体部１１の背面側を覆うように位置する、キャビネットとも称される背側筐体部１２とから構成されている。前側筐体部１１と背側筐体部１２とは、接着部１３において接着部材によって接着固定されている。
【００２３】
前側筐体部１１は、ガラス板などの透明基板によって形成されている。なお、この透明基板は、タッチセンサや画像表示パネルの一部の構成であってもよい。また、前側筐体部１１は、一枚の基板から構成されている必要はなく、上述したタッチセンサなどのような複数の基板を備えたパネル構造体から構成してもよい。
【００２４】
背側筐体部１２は、樹脂や金属などの材料で形成されており、上側において開口した凹形状の部材である。その開口周縁部分を前側筐体部１１が覆う構成である。背側筐体部１２は、前側筐体部１１の背面と対向する底面部１４と、底面部１４と一体的に構成されている枠部１５とを有している。
【００２５】
接着部１３は、前側筐体部１１の背面における外周縁領域に設けられている。前側筐体部１１の外周は、背側筐体部１２の上端面の外周と、形状およびサイズが略同一であり、接着部１３は背側筐体部１２の開口周縁部の端面に設けられている。接着部１３において接着部材が前側筐体部１１と背側筐体部１２とを接着固定すると、前側筐体部１１と背側筐体部１２との間に密閉された中空部が形成される。接着部１３には、接着剤、両面テープ、あるいは、紫外線硬化樹脂などの従来周知の接着部材を用いることができる。
【００２６】
情報処理装置２は、画像処理や演算処理を行うＣＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＡＰＵ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、一時記憶を行うメモリ、通信処理を行う通信回路、電源回路などのＩＣチップ部品や、トランジスタや抵抗などの電子部品のうちのいずれかよりなる発熱源となるものである。
【００２７】
なお、本発明は情報処理装置２に限らず、動作することによって熱を生じて温度上昇する素子であればよい。このようなものにはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やペルティエ素子なども含まれる。
【００２８】
熱伝導部材３は、金属や炭素などの高熱伝導率部材で形成されており、厚膜部３１と薄膜部３２を有している。熱伝導部材３は底面部１４において、前側筐体部１１の背面と対向する面に搭載されている。厚膜部３１上には、情報処理装置２が搭載されている。
【００２９】
本実施形態では、底面部１４と熱伝導部材３とは別構造である。しかしながら、底面部１４と熱伝導部材３とは必ずしも別部材で構成されている必要はない。また、本実施形態では、熱伝導部材３の厚膜部３１と薄膜部３２とは一体構造である。しかしながら、熱伝導部材３は必ずしも一体構成されている必要はなく、厚膜部３１と薄膜部３２を別に作成して結合しても構わない。また、厚膜部３１と薄膜部３２を別材料で形成しても構わない。
【００３０】
図２は、情報処理装置２の別の構成例を示したものである。なお説明の便宜上、以下において、厚膜部３１を構成している熱伝導部材３のうち、薄膜部３２との差分を占める部分を凸部３３、それ以外を平坦部３４と呼ぶ。
【００３１】
図に示すように、情報処理装置２は、電子部品２１をガラスエポキシ基板やＦＲ−４（Ｆｌａｍｅ  Ｒｅｔａｒｄａｎｔ  Ｔｙｐｅ４）などを用いたプリント基板やＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などを用いたフレキシブル基板といった実装基板２２に実装した構成であってもよい。これらの実装基板２２自体は発熱するようなものではないが、近年、製品の小型化に伴い、実装基板上の部品密度が高くなっていることと、ＩＣチップ部品の発熱量が増加していることから、実装基板２２のみでは熱を拡散しきれないことが多い。すなわち、図２のような構成で実装基板２２に熱拡散性が十分あれば熱伝導部材３の凸部３３の機能を一部兼ね備えると見なし、熱拡散の効果を得ることもできるが、実装基板２２は実務上、部品配置を最適にするために配線パターンで制約を受けることが多く、設計の自由度がないため、熱拡散性まで考慮することは困難である。したがって、電子部品２１の発熱量が多い場合、電子部品２１直下の実装基板２２にはヒートスポットができていることが多い。このため、本発明のように、熱伝導部材３で熱拡散性を確保することが設計上、容易であり望ましい。
【００３２】
図３は、情報処理装置２のさらに別の構成例を示したものである。図３では、凸部３３上に電子部品２１を配置し、実装基板２２を前側筐体部１１側に配置している。この構成の場合は、電子部品２１による熱を実装基板２２により拡散させることはほとんど期待できない。
【００３３】
上記のような現状を受け、本発明の情報処理装置２は、図２及び図３に示すような実装基板２２を含めた構成についても対応可能であり、有効である。すなわち、図１に示す情報処理装置２は、電子部品２１のみの構成でもよいし、電子部品２１と実装基板２２を合わせた構成としてもよい。
【００３４】
情報処理装置２と熱伝導部材３は熱的に接続されており、接続位置は、電子部品２１と熱伝導部材３を直接接続しても良いし、前述のとおり実装基板２２も情報処理装置２の一部とみなし、実装基板２２を介して電子部品２１と熱伝導部材３を接続しても良い。
【００３５】
次に、背側筐体部１２の熱伝導特性について説明する。本実施形態のタブレット端末１００は、背側筐体部１２の底面１４に厚膜部３１と薄膜部３２を有する熱伝導部材３が配置され、該厚膜部３１上に情報処理装置２が配置され、該情報処理装置２と熱伝導部材３とが接続されている。
【００３６】
さらに、熱伝導部材３と背側筐体部１２の接触面積は、情報処理装置２で発生した熱が背側筐体部１２の外側表面から放熱する面積が十分になるように適宜設定されている。また、厚膜部３１の形状がヒートスポットを除去するのに十分な厚みと形状に適宜設定されている。本実施形態では、厚膜部３１の面積が、厚膜部３１と情報処理装置２との接触面積よりも大きくなるように設定している。さらに、薄膜部３２の厚みは、厚膜部３１よりも薄く設定している。
【００３７】
このとき、伝熱経路は、背側筐体部１２側にある。すなわち、情報処理装置２が動作することで発生した熱が、厚膜部３１へ伝わった後、一部の熱は、背側筐体部１２へ伝わり、厚膜部３１の略直下に位置する背側筐体部１２表面から空気中へと放熱され、その他の熱は、薄膜部３２へ伝わった後、背側筐体部１２へ伝わり、薄膜部３２の略直下に位置する背側筐体部１２表面から空気中へと放熱される。
【００３８】
このような構成であれば、情報処理装置２から発生した熱は、厚膜部３１中を伝熱する際に厚膜部３１全体に拡散されるため、背側筐体部１２から放熱する際、局所的な部分のみではなく、広い面積で持って放熱するのでヒートスポットが抑制される。さらに、厚膜部３１から薄膜部３２へも伝熱し、薄膜部３２で熱拡散された後、背側筐体部１２表面から放熱されるので、より大きな面積から放熱することが可能である。
【００３９】
ここで、厚膜部３１と薄膜部３２で厚みを異ならせているのは、情報処理装置２から背側筐体部１２までの距離が短いと、情報処理装置２で発生した熱は背側筐体部１２表面まで短時間で到達し、情報処理装置２直下の背側筐体部１２表面で熱が集中しやすいため、面方向への伝熱が出来るだけ起こりやすいように情報処理装置２の配置部周辺の熱伝導部材３の厚みを大きくしている。これによって、背側筐体部１２表面に熱が到達するまでに、熱が拡散されるので、熱集中を緩和することができ、その結果、ヒートスポットを抑制することができる。また、このように背側筐体部１２の厚膜部３１直下の領域で多量の熱が放熱されていくため、厚膜部３１から薄膜部３２へ伝わる熱量は、比較的少なくなる。したがって、薄膜部３２の厚みが厚膜部３１未満であっても十分熱を拡散させることができる。さらに、厚膜部３１で熱拡散がされていると、薄膜部３２に熱が伝わる際の伝熱面積も広くなるため、厚膜部３１から薄膜部３２へ熱が伝わりやすくなり、熱の集中が抑制される。よって、筺体１の内外部において熱の集中が抑制される。
【００４０】
さらに、好適には厚膜部３１と薄膜部３２の熱拡散性において、厚膜部３１の熱拡散性が薄膜部３２の熱拡散性よりも高くなるように構成することが望ましい。または、凸部３３の熱拡散性が平坦部３４の熱拡散性よりも高くなるように構成することが望ましい。これは、前述のとおり厚膜部３１でできるだけ熱を広げておいたほうが、薄膜部３２へと均一に熱が伝わるので、よりヒートスポットの抑制効果が期待できるためである。
【００４１】
この熱拡散性を設定する際の設定項目としては、熱伝導率及び熱経路の伝熱面積、すなわち厚みがある。例えば、厚膜部３１と薄膜部３２が同一部材であれば、厚みによって熱拡散性が規定されるため、以下の条件式（１）または条件式（２）を満たすように設計すればよい。
【００４２】
厚膜部３１の厚み−薄膜部３２の厚み≧薄膜部の３２の厚み・・・（１）
凸部３３の厚み≧平坦部３４の厚み・・・（２）
一方、凸部３３と平坦部３４の厚みが同一であれば、材料によって熱拡散性が規定されるため、以下の条件式（３）を満たすように部材を選定すればよい。
【００４３】
凸部３３の熱伝導率＞平坦部３４の熱伝導率・・・（３）
さらに薄膜部３２に熱が伝わるまでに出来るだけ厚膜部３１で熱を広げておく手段としては熱伝導率に異方性を持った材料を用いることが考えられる。後の実施形態３にて詳述するが、厚膜部３１から薄膜部３２へと向かう方向は熱伝導率を低くし、厚膜部３１から薄膜部３２へと向かう方向と垂直な２方向のうち少なくとも一方の熱伝導率を高くする。このような構成であれば、厚膜部３１から薄膜部３２へと向かう方向は伝熱速度が遅いため、熱が伝わりにくく、それと垂直な２方向のうち少なくとも一方は伝熱速度が速いため、熱が伝わりやすい。したがって、凸部３３または厚膜部３１で熱拡散が十分に行われた後に、薄膜部３２へと伝熱させることが可能である。
【００４４】
なお、本実施形態では、凸部３３の端部と平坦部３４の端部を揃えて形成した例を示したが、凸部３３の位置はこれに限らず、例えば平坦部３４の中央寄りに形成されても構わない。
【００４５】
以上のように、本実施形態であれば、必要最小限で十分な放熱性能を得ることができるため、タブレット端末１００の軽量化が可能になる。
【００４６】
（比較例）
次に、比較例として従来の構成と熱伝導特性について説明する。
【００４７】
図４は、従来のタブレット端末４００の構成を示している。タブレット端末４００は、
背側筐体部４１２の底面４１４に厚みの均一な熱伝導部材４０３が配置され、該熱伝導部材４０３上に情報処理装置４０２が配置され、該情報処理装置４０２と熱伝導部材４０３とが接続されている。
【００４８】
このような構成であれば、情報処理装置４０２から発生した熱は、熱伝導部材４０３を伝熱する際に垂直方向及び水平方向にほぼ等しく拡散されながら背側筐体部４１２へ伝熱し、背側筐体部４１２表面から空気中へと放熱される。しかしながら、背側筐体部４１２表面でヒートスポットが出来ないようにするためには熱伝導部材４０３の厚みを厚くする必要があるため、本実施形態に比べて、重量が増加してしまう。また、重量を抑えるために熱伝導部材３の厚みを薄くしてしまうと、熱伝導部材４０３での熱拡散性が不足してしまい、よりヒートスポットができやすくなる。この結果、筐体の表面温度が上昇してしまう。
【００４９】
本実施形態では、上記に示した従来の構成に比べて、熱伝導部材４０３の重量が抑えられることに加え、ヒートスポットを無くし、筐体温度を低下させることが可能である。
【００５０】
近年、タブレット端末は、軽量化を目的として使用する部材体積をおさえるために、薄型化の傾向がある。このような状況を受け、各部品についても薄型化が要求されている。本実施形態における熱伝導部材３についても同様であるが、比較例のように、熱伝導部材３を薄型化すると熱伝導部材３の熱拡散性が落ちてしまうため、ヒートスポットができてしまう。これに対して、厚膜部３１に情報処理装置２を配置し、薄膜部３２にバッテリーや実装高さのある部品を配置することで、部品高さによる厚み増加を抑えることは薄型化にも有効である。
【００５１】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２について説明する。本実施形態では、熱伝導部材３を複数の層構造とした例を説明する。
【００５２】
図５は、本実施形態に係るタブレット端末５００の構成を示す概略図である。なお、本実施形態において実施形態１と共通する部分については同じ番号を付している。
【００５３】
図において、熱伝導部材３は、平坦部３４上に平坦部３４の面積よりも小さい凸部３３が配置され、構成されている。
【００５４】
前述したように、タブレット端末の薄型化には、熱伝導部材３の薄型化も重要である。
たとえば、近年タブレット端末に用いられている熱伝導部材３の厚さとして、銅箔であれば０．０３〜０．２ｍｍ、アルミ箔であれば０．１〜０．５ｍｍ程度である。このような熱伝導部材３において、本発明の実施形態における厚膜部３１と薄膜部３２を作成するには、アルミ箔であれば、厚膜部３１の厚さを０．１〜０．５ｍｍにし、薄膜部３２の厚みをこれ以上薄くする必要がある。しかしながら一般的に、切削加工であれば最薄部で０．５ｍｍ程度以上肉厚がないと、切削中にエンドミルが部材を巻き込むなどして加工できない。仮に、巻き込みがないとしても、熱伝導部材３をチャッキングする際に熱伝導部材３のたわみ平面度が出ないため、精度よく加工ができない。
【００５５】
また、ダイキャスト成型する場合であれば、最薄部で０．７ｍｍ程度以上の肉厚でなければ、成型材が型の中に流れ込まず、成型できない。従って、これらのような加工方法では、歩留まりが悪く手間がかかるため、生産効率も悪く、部材単価が上がってしまう。
【００５６】
これに対し、図５に示すように、平坦部３４の上に平坦部３４よりも面積の小さい凸部３３を積層することで、容易に厚膜部３１と薄膜部３２を形成することができる。たとえば、アルミテープ上にそれよりも面積の小さなアルミテープを貼り熱伝導部材３を構成することで、アルミテープが２層の領域が厚膜部３１となり、１層の領域が薄膜部３２となるなお、本実施形態では、平坦部３４と凸部３３の２層構造であるが、特に２層である必要はなく、必要な厚みに合わせた枚数を積層しても良い。また、各熱伝導部材を固定あるいは密着させるために、各熱伝導部材の間あるいは表面に、接着剤やテープが貼り付けられていても良いことは言うまでもない。
【００５７】
さらに、発熱素子が複数ある場合であれば、凸部３３を複数個、同じ又は別部材で造ることができる。このとき、各凸部３３の高さを変えることで容易に各発熱素子の高さに合わせることができ、結果、各発熱素子と厚膜部３１の密着性を向上させることができるとともに、筺体１内部の空間を有効に利用することができるので、端末の薄型化も可能となる。
【００５８】
上記の構成によれば、シート状の薄い熱伝導部材であっても、容易に厚膜部３１と薄膜部３２を形成することができる。また、凸部３３を構成する部材はできるだけ熱を拡散するために熱伝導率の高い材質や発熱素子との密着性を上げるために柔らかい材質が望ましい。熱伝導率が高い材質としては、銅、アルミニウムなどの金属が好適に用いられる。さらに、熱伝導率が高く柔らかい材質としてはグラファイトシートが好適に用いられる。
【００５９】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３について説明する。本実施形態では、熱伝導部材３に異方性材料を用いた例を説明する。異方性材料としては、炭素繊維や金属繊維などに樹脂を含浸させ硬化した繊維強化プラスチックがあり、本実施形態では、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ−Ｆｉｂｅｒ−  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ：炭素繊維強化プラスチック）を用いる。
【００６０】
図６（ａ）は、本実施形態に係るタブレット端末６００の構成を示す断面図であり、図６（ｂ）は、情報処理装置２及び熱伝導部材３の平面図である。なお、本実施形態において実施形態１と共通する部分については同じ番号を付している。
【００６１】
異方性材料の熱伝導率は繊維方向が高く、繊維と垂直な方向が低いという特徴がある。したがって、厚膜部３１から薄膜部３２へと向かう方向と垂直な方向のどちらか一方と平行となるように凸部の繊維方向を合わせれば良い。更に好適には、厚膜部３１から薄膜部３２へと向かう方向と垂直な方向のうち、凸部３３を構成する平面と平行となるように繊維方向を合わせることが望ましい。更に好適には、平坦部３４と凸部３３それぞれに繊維強化プラスチックを用いる場合は、それぞれの繊維方向が互いに垂直となるように配置することが望ましい。これは、それぞれの繊維方向が平行であれば、繊維方向と垂直な方向にはほとんど熱拡散しないため、薄膜部３２で熱を筐体１に伝える効果が劣ってしまうためである。
【００６２】
図において、熱伝導部材３を構成する凸部３３は、ＣＦＲＰで形成されている。ＣＦＲＰで形成された凸部３３の繊維方向は、厚膜部３１から薄膜部３２へと向かう方向すなわち図中矢印Ｘに示す方向に対して、矢印Ｘと垂直な方向すなわち図中矢印Ｙに示す方向とほぼ平行になるように配置する。さらに言えば、情報処理装置２の長手方向（Ｘ方向）の幅と凸部３３の長手方向（Ｘ方向）の幅はほぼ同じにすることが望ましい。例えば、情報処理装置２の幅と凸部３３の幅に図に示すＺ１及びＺ２のようなギャップが生じた場合、この部分は情報処理装置２の熱を伝えることがほとんどなく、無駄になるためである。このため、情報処理装置２の長手方向（Ｘ方向）の幅と凸部３３の長手方向（Ｘ方向）の幅はほぼ同じにして、なるべくギャップを小さくすることが望ましい。
【００６３】
このような構成とすることで、情報処理装置２から発生した熱が凸部３３を伝わる際に、繊維と垂直な方向すなわち情報処理装置２から背側筐体１２へ向かう方向及び薄膜部３２へと向かう方向には熱が伝わりにくく、繊維方向と平行な方向には熱が伝わりやすい。よって、凸部３３で繊維方向に熱が広がった後、平坦部３４へと熱が伝わる。言い換えれば、厚膜部３１で熱が広がった後に、薄膜部３２ないし背側筐体１２へと熱が伝わるので、情報処理装置２直下にある背側筐体１２表面のヒートスポットを除去し、厚膜部３１で放熱しきれなかった熱を薄膜部３２に伝え、放熱することができる。
【００６４】
なお、ここで用いるＣＦＲＰとしては、できるだけ繊維方向とそれに垂直な方向との間の熱伝導率差が大きい熱伝導異方性を持った材質が望ましく、このような材質としてはピッチ系炭素繊維を用いたＣＦＲＰが挙げられる。その繊維方向の熱伝導率は繊維に垂直な方向に対して、１０〜１００倍と大きい。
【００６５】
さらに、平坦部３４にもＣＦＲＰを用いる場合は、その繊維方向が厚膜部３１から薄膜部３２へと向かう方向と平行となる方向、すなわち凸部３３の繊維方向と略垂直な方向に交わるように配置することが望ましい。
【００６６】
また、繊維強化プラスチックと似た機能を有するものとして、グラファイトシートがある。グラファイトシートは炭素粉末を基材ではさみ込んだ熱伝導シートであり、面内方向には熱伝導率が高く、厚み方向には熱伝導率が低い。したがって、グラファイトシートを凸部３３に用いることで、凸部３３で熱拡散した後に、平坦部３４に熱を伝えることが可能である。しかしながら、グラファイトシートは、面方向では均一な熱伝導率を持ち、異方性がないため、上述したように、薄膜部３２にバッテリーなどを搭載する場合は薄膜部３２の方向にも熱が伝わりやすくなる。したがって、熱を伝えにくくしたい領域がある場合は、炭素繊維強化プラスチックを用いたほうが望ましい。
【００６７】
このように、ＣＦＲＰ、あるいはグラファイトシートを用いることで、ヒートスポットの発生を防ぎ、理想的な伝熱経路を容易に実現することができる。
【００６８】
＜実施形態４＞
次に、実施形態４について説明する。本実施形態では、バッテリーを配置した例を説明する。
【００６９】
図７は、本実施形態に係るタブレット端末７００の構成を示す概略図である。なお、本実施形態において実施形態１と共通する部分については同じ番号を付している。
【００７０】
図において、熱伝導部材３の薄膜部３２上にバッテリー７が配置されている。タブレット端末は、出先での使用にも耐えうるように、バッテリー７を内蔵しているものがほとんどである。しかしながら、現在主流であるＮｉ−ＣｄやＬｉを用いた二次電池は、外部から熱が伝わって温度が上がると、特性劣化や寿命低下といった問題が起こる。したがって、バッテリー７にはできるだけ熱が伝わらないようにする必要がある。本実施形態の構成では、上述の各実施形態と同様、厚膜部３１でまず熱が拡散してから薄膜部３２に伝わる。このため、薄膜部３２には、厚膜部３１で放熱しきれなかった熱しか伝わらないので、薄膜部３２上にバッテリー７を配置しても、バッテリー７への伝熱を抑えることができる。
【００７１】
このように、バッテリーやコンデンサなど熱により特性劣化や寿命低下の恐れのある部品を薄膜部３２上に搭載することで、これらの部品への伝熱を抑えることができる。
【００７２】
＜実施形態５＞
次に、実施形態５について説明する。本実施形態では、筺体と熱伝導部材が一体である例を説明する。
【００７３】
図８は、本実施形態に係るタブレット端末８００の構成を示す概略図である。なお、本実施形態において実施形態１と共通する部分については同じ番号を付している。
【００７４】
タブレット端末には、筐体強度をあげるために、筐体１が金属材料で形成されているものもある。一般的に、金属材料は熱伝導率が高いことから、このようなタブレット端末は、筐体１が熱伝導部材３の働きを兼ねる。しかしながら、筐体１に金属材料を使用するとタブレットのサイズ、特に厚みにより、金属使用量が増え、重量増加が著しい。
【００７５】
従って図８に示すように、熱が集中する情報処理装置２の載置部周辺に対し筐体１（ここでは背側筐体部１２）の厚みを他の部分より厚くすることで、前述したように重量増加を抑えながらも、ヒートスポットを除去し筐体温度を下げることが出来る。この場合、筐体１に用いる材料としては、はアルミやマグネシウムといった熱伝導率の良い部材が望ましい。
【００７６】
＜実施形態６＞
次に、実施形態６について説明する。本実施形態では、電子機器用筐体をＬＥＤシーリングライトに用いた例を説明する。
【００７７】
図９は、本実施形態に係るシーリングライト９００の構成を示す概略図である。シーリングライト９００は、天井Ｓに取り付けられている。なお、本実施形態において実施形態１と共通する部分については同じ番号を付している。本実施形態におけるＬＥＤシーリングライト９００は、筐体１と、発熱素子としてのＬＥＤモジュール２３とを少なくとも備えている。なお、本実施形態の説明において、各構成部品の上側、下側及び上面、下面は、紙面上側、下側を示すものとする。
【００７８】
筐体１は、ＬＥＤモジュール２３を内部に搭載するためのケースである。筐体１は、光を出光し、部屋を明るく照らす面（下面）を構成するカバーとも称される前側筐体部１１と、前側筐体部１１の上面側を覆うように位置し、部屋の天井に取り付ける構造を有し、本体とも称される背側筐体部１２とから構成されている。前側筐体部１１と背側筐体部１２とは、嵌め合い部９３によって、機械的に接続される。
【００７９】
前側筐体部１１は、ガラスやプラスチックなどの透明基板によって形成され、上側に開口した凹形状の部材である。なお、この透明基板は、拡散板やマスクの一部の構成であってもよい。また、前側筐体部１１は、一枚の基板から構成されている必要はなく、上述した拡散板やマスクなどのような複数の基板を備えたパネル構造体や複合構造体から構成してもよい。
【００８０】
嵌め合い部９３は、前側筐体部１１の凹部を形成する外周縁領域に設けられている。前側筐体部１１の凹部を形成する外周縁領域は、背側筐体部１２の下面部１４の外周部と、形状およびサイズが略同一である。嵌め合い部９３において、前側筐体部１１と背側筐体部１２とを嵌合させると、前側筐体部１１と背側筐体部１２との間に密閉された中空部が形成される。嵌め合い部９３には、ツメ、ネジ止めなどの従来周知の機構を用いることができる。
【００８１】
背側筐体部１２は、樹脂や金属などの材料で形成されている平板形状の部材である。背側筐体部１２の下面部１４には、熱伝導部材３が搭載されている。熱伝導部材３は、金属や炭素などの高熱伝導率部材で形成されており、厚膜部３１と薄膜部３２を有している。
【００８２】
厚膜部３１上には、ＬＥＤモジュール２３が搭載されている。なお、本発明はＬＥＤモジュール２３に限らず、たとえば、トランジスタや抵抗といった動作することによって熱を生じて温度上昇する素子であってもよい。
【００８３】
このような構成とすることで、照明器具のように長時間連続使用する機器において、熱による温度上昇が生じても、局所的に高温になることがなく、また、軽量化が実現されるので天井への取り付けも容易になるという効果が得られる。
【００８４】
なお、本実施形態では、背側筐体部１２と熱伝導部材３とは別構造としているが、背側筐体部１２と熱伝導部材３とは必ずしも複数物体で構成されている必要はない。また、本実施形態では、熱伝導部材３の厚膜部３１と薄膜部３２とは一体構造としているが、熱伝導部材３は必ずしも一体で構成されている必要はない。
【００８５】
＜実施形態７＞
次に、実施形態７について説明する。本実施形態では、電子機器用筐体をスイッチング電源１０００に用いた例を説明する。
【００８６】
図１０は、本実施形態に係るスイッチング電源１０００の構成を示す部分断面図である。なお、本実施形態では、本発明の特徴部分のみについてその一実施形態を説明し、特徴部分とは直接的に関係の無い内容については説明を省略する。
【００８７】
本実施形態におけるスイッチング電源１０００は、筐体１と、発熱素子としての半導体回路２４とを少なくとも備えており、半導体回路２４は実装基板２２に実装されている。この半導体回路２４は、外部より電力を供給するための入力端子２５と半導体回路２４で所定の値に変換した電流及び電圧を外部へ出力するための出力端子２６にそれぞれ接続されている。
【００８８】
筐体１は、半導体回路２４を内部に搭載するための中空形状のケースであり、半導体回路２４及び実装基板２２の載置部周辺の外面に、熱伝導部材３が設けられる。熱伝導部材３において、半導体回路２４の載置部周辺は他よりも厚く形成されている。このように筐体１において、発熱素子である半導体回路２４が設けられる面に厚膜部３１と薄膜部３２を有する熱伝導部材３を配置することで、ヒートスポットの発生を防ぐことができる。
【００８９】
なお、筐体１を熱伝導率のよい金属材料で構成し、半導体回路２４及び実装基板２２の載置部周辺の厚みを厚くすることで厚膜部３１を形成し、それ以外の部分を薄膜部３２としてもよい。この場合であれば、筐体１の一部が熱伝導部材３も兼ねている。また、この場合も、筺体１を厚くする方向は、半導体回路２４が搭載される面と逆の面側である。すなわち、厚膜部３１直下の筐体１内壁面には、実装基板２２が配置され、実装基板２２上に半導体回路２４が搭載されている。
【００９０】
本実施形態のように筐体１において半導体回路２４が搭載される内壁全体を実装基板２２あるいはその他の部品で覆われているなど、筺体１内部に制約が生じる場合には、筺体１において、半導体回路載置部周辺の外側を他の部分より厚くすることで、ヒートスポットの発生を防ぐことができる。
【００９１】
このような構成とすることでスイッチング電源１０００に熱による温度上昇が生じても、局所的に高温になることがなく、軽量化を実現することが可能となる。
【００９２】
＜実施形態８＞
次に、実施形態８について説明する。本実施形態では、熱伝導部材３が筺体1と接続されていない例を説明する。本発明にかかる発熱素子と接続される熱伝導部材３は、最外部を構成する筐体１と接続されていることが望ましいが、必須の構成ではなく筐体内部に設けられていても良い。
【００９３】
図１１は、本実施形態に係るタブレット端末１１００の構成を示す概略図である。なお、本実施形態では、本発明の特徴部分のみについてその一実施形態を説明し、特徴部分とは直接的に関係の無い内容については説明を省略する。本実施形態におけるタブレット端末１１００は、筐体１と、発熱素子としての情報処理装置２、熱伝導部材３、中キャビネット４、液晶モジュール５、バッテリー７とを少なくとも備えている。
【００９４】
液晶モジュール５は、前側筐体部１１と中キャビネット４の間に配置され、中キャビネット４において液晶モジュール５が配置されている面と反対側の面に熱伝導部材３が配置されている。このような構造の場合は、中キャビネット４を金属材料で構成し、これを熱伝導部材３の一部とみなして、中キャビネット４上に、熱伝導部材３を配置し、情報処理装置２と接続する。このとき、熱伝導部材３の情報処理装置載置部周辺が他の部分より厚くする。
【００９５】
熱伝導部材３及び中キャビネット４で熱を筐体１内部全体に広げた後、空気を介して筐体１内部へ熱を伝える。このとき、中キャビネット４で熱が広がっているので、前側筐体部１１表面のヒートスポットが抑制される。中キャビネット４の材料としては、マグネシウムの合金、またはアルミニウムの合金が好適に用いられる。
【００９６】
また、中キャビネット４が樹脂材料であっても、中キャビネット４上に熱伝導率の高いアルミや炭素で熱伝導部材３を形成し、厚膜部３１と情報処理装置２を接続する構造にすることで同様の効果を得ることができる。
【００９７】
一般に、中キャビネット４を熱伝導部材３の一部として用いる場合は、前述のように空気を介して筐体１内部そして外部へ熱が伝わっていく、このとき空気での熱伝導が著しく低い。したがって、放熱量が少なく、情報処理装置２周囲で熱が集中しやすく、中キャビネット４でヒートスポットができやすい欠点がある。しかも、タブレット端末１１００では、中キャビネット４が液晶モジュール５の固定部品としての働きを担っていることがほとんどである。したがって、中キャビネット４に高温部があると、液晶モジュール５を構成している導光板や拡散板などが熱で変形したり溶けたりしてしまう。このような場合、図１１に示した本実施形態の構成であれば、液晶モジュール５と接触している中キャビネット４のヒートスポットが抑制されるため、液晶モジュール５の熱劣化を防ぐことができる。
【００９８】
以上説明したとおり、本発明の電子機器を用いることで、電子機器の内外部ともに局所的に高温になることを防止しつつ、軽量化を可能とすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、電子部品など使用時に発熱する熱源を収納あるいは搭載する筐体に利用することができるほか、その筐体を具備するあらゆる電子機器に適用可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１  筺体
２  情報処理装置
３  熱伝導部材
４  中キャビネット
５  液晶モジュール
７  バッテリー
１１  前側筐体部
１２  背側筐体部
１３  接着部
２１  電子部品
２２  実装基板
３１  厚膜部
３２  薄膜部
３３  凸部
３４  平坦部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014123645.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014123645.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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