(57)【要約】【課題】発熱体からのシールド板を介した熱の伝達を制御すること。【解決手段】本発明の通信装置は、少なくとも第１領域および第２領域を有し、前記第１領域と前記第２領域との間の熱伝導を抑制する開口部を有するシールド板と、電波を出力する電波出力部を含む無線基板であって、前記電波出力部が前記シールド板の一面側かつ前記開口部に対して前記第１領域側および前記第２領域側に拡がる位置に設けられた無線基板と、前記シールド板の前記無線基板とは逆側かつ前記開口部より前記第１領域側に設けられた発熱体とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１領域および第２領域を有し、前記第１領域と前記第２領域との間の熱伝導を抑制する開口部を有するシールド板と、
電波を出力する電波出力部を含む無線基板であって、前記電波出力部が前記シールド板の一面側かつ前記開口部に対して前記第１領域側および前記第２領域側に拡がる位置に設けられた無線基板と、
前記シールド板の前記無線基板とは逆側かつ前記開口部より前記第１領域側に設けられた発熱体と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記発熱体は電源回路であることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記無線基板は、前記電源回路から電力の供給を受けることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記シールド板は、複数の前記開口部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項５】
前記開口部の形状は、円形または楕円形であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項６】
前記第１領域のうち、前記発熱体から前記開口部までの間の面積が、前記発熱体から前記開口部とは逆側の面積より小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の通信装置。
【請求項７】
前記シールド板の前記無線基板とは逆側かつ前記第２領域側に設けられ、発熱しない電子部品または前記発熱体よりも発熱量が少ない電子部品を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の通信装置。
【請求項８】
前記発熱体が複数存在する場合には、最大の発熱量の前記発熱体または単位面積あたりの発熱量が最大の発熱体が、前記第１領域側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に関し、通信装置における電波を遮蔽するシールド板の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品から出力される電波により、他の電子部品が誤動作する場合がある。このような誤動作を防止するため、電波を遮蔽するシールド板を用いることがある（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８８２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シールド板は金属製であるため、熱伝導性がよいことが多く、放熱板としての役割を持たせることがある。電波の放射源の大きさによっては、大きいシールド板を用いる必要があるが、熱伝導性がよいために広い範囲に熱を伝達してしまう。一方、特定の制限温度以下に抑える必要のある加熱されたくない部品が装置内に実装されることもある。この場合には、その部品をシールド板から離れたところに実装する必要があり、レイアウト上の制限を受けることになっていた。
【０００５】
本発明は、発熱体からのシールド板を介した熱の伝達を制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態によると、少なくとも第１領域および第２領域を有し、前記第１領域と前記第２領域との間の熱伝導を抑制する開口部を有するシールド板と、電波を出力する電波出力部を含む無線基板であって、前記電波出力部が前記シールド板の一面側かつ前記開口部に対して前記第１領域側および前記第２領域側に拡がる位置に設けられた無線基板と、前記シールド板の前記無線基板とは逆側かつ前記開口部より前記第１領域側に設けられた発熱体とを備えることを特徴とする通信装置が提供される。
【０００７】
また、別の好ましい態様において、前記発熱体は電源回路であってもよい。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、前記無線基板は、前記電源回路から電力の供給を受けてもよい。
【０００９】
また、別の好ましい態様において、前記シールド板は、複数の前記開口部を有してもよい。
【００１０】
また、別の好ましい態様において、前記開口部の形状は、円形または楕円形であってもよい。
【００１１】
また、別の好ましい態様において、前記第１領域のうち、前記発熱体から前記開口部までの間の面積が、前記発熱体から前記開口部とは逆側の面積より小さくてもよい。
【００１２】
また、別の好ましい態様において、前記シールド板の前記無線基板とは逆側かつ前記第２領域側に設けられ、発熱しない電子部品または前記発熱体よりも発熱量が少ない電子部品を備えていてもよい。
【００１３】
また、別の好ましい態様において、前記発熱体が複数存在する場合には、最大の発熱量の前記発熱体または単位面積あたりの発熱量が最大の発熱体が、前記第１領域側に設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発熱体からのシールド板を介した熱の伝達を制御することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通信装置１０の外観図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る通信装置１０の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るシールド板６０と他の部品との位置関係を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るシールド板６０と他の部品との位置関係を図１の矢印Ｄ方向に見た場合の図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る電源回路１１０のシールド板６０に対する位置を説明する図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る開口部ＴＨを説明する図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る開口部ＴＨを説明する図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る開口部ＴＨを説明する図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る開口部ＴＨを説明する図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係る開口部ＴＨを説明する図である。
【図１１】本発明の第７実施形態に係るシールド板６０Ｆと他の部品との位置関係を示す図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係るシールド板６０Ｆと他の部品との位置関係を図１の矢印Ｄ方向に見た場合の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る通信装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
＜第１実施形態＞
本発明の一実施形態に係る通信装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
［通信装置１０の外観］
図１は、本発明の第１実施形態に係る通信装置１０の外観図である。通信装置１０は、プラスチック等の樹脂により成型された外側ケース８０およびプラグ側ケース９０を有する。通信装置１０に用いられる各種の電子部品は、このケースによって格納されている。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、プラグ側ケース９０には、プラグ２０が設けられている。プラグ２０は、一般的な電気機器に設けられているプラグと同様な形状であり、配電盤等から電力を供給するコンセントに挿し込んで用いられる。
【００２０】
また、この例では、プラグ側ケース９０の側面部分に、端子５０が設けられている。端子５０は、プラグ２０に印加される電圧とは異なる電圧を印加して電力を供給するための端子である。この例では、端子５０は、ＵＳＢなどの規格に適合した端子であり、電力供給の他に、データの送受信も可能である。
【００２１】
［通信装置１０の構成］
図２は、本発明の第１実施形態に係る通信装置１０の構成を示すブロック図である。通信装置１０は、上述したプラグ２０および端子５０の他、電源回路１１０、無線基板１２０および制御回路２２０を有する。また、通信装置１０には、無線基板１２０からの電波による他の電子部品への誤動作を防ぐため、電波を遮蔽するシールド板６０が設けられている。
【００２２】
電源回路１１０は、プラグ２０からの電力を、無線基板１２０、制御回路２２０および端子５０などに供給する。電源回路１１０は、ＡＣ−ＤＣコンバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータなどを有し、プラグ２０からの交流電圧を直流電圧に変換し、直流電圧をそれぞれ所定の電圧値に変換する。この例では、電源回路１１０は、プラグ２０から１００Ｖの交流電圧が供給され、無線基板１２０、制御回路２２０には３．３Ｖの直流電圧、端子５０には５Ｖの直流電圧に変換して供給する。電源回路１１０は、回路の特性から発熱を伴うため、通信装置１０内部における発熱体となる。
【００２３】
無線基板１２０は、電波を用いて無線で端末１０００と接続するとともに、通信基地局等を介してインターネットなどの通信回線２０００とも接続し、端末１０００と通信回線２０００との中継をしてデータの送受信を行う。なお、無線基板１２０のうち、電波を出力する領域を電波出力領域ＷＡ（図３参照）という。無線基板１２０は、端末１０００から受信した指示を制御回路２２０に出力し、制御回路２２０からの応答を端末１０００に送信する。このように、通信装置１０は、無線ＬＡＮルータのような機能を有する。なお、通信回線２０００との接続または端末１０００との接続のうち、一方は有線により接続されるように構成されていてもよい。
【００２４】
制御回路２２０は、端末１０００からの指示に応じて、無線基板１２０における通信の有無の切り替え、端子５０への電力供給の有無などを行う。
【００２５】
シールド板６０は、無線基板１２０から出力される電波による電源回路１１０などの誤動作を防ぐ導電性の板であり、例えば、板金、アルミ、ステンレスなどにより形成される。通信装置１０におけるシールド板６０の配置については、図３、図４を用いて説明する。
【００２６】
［シールド板６０］
図３は、本発明の第１実施形態に係るシールド板６０と他の部品との位置関係を示す図である。図３は、プラグ側ケース９０と外側ケース８０とを分離して内部が見えるように分離した状態を示している。図３（ａ）はプラグ側ケース９０側の内部、図３（ｂ）は外側ケース８０の内部を示している。
【００２７】
図４は、本発明の第１実施形態に係るシールド板６０と他の部品との位置関係を図１の矢印Ｄ方向に見た場合の図である。図３、図４においては、ただし、通信装置１０の全ての構成を記載しているのではなく、端子５０、シールド板６０、電源回路１１０および無線基板１２０の位置関係が分かる程度に、通信装置１０の一部の構成を記載している。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、シールド板６０は、プラグ側ケース９０側に設けられている。シールド板６０は、第１領域Ａ１および第２領域Ａ２に分けられている。第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との境界部分に開口部ＴＨが設けられている。シールド板６０には円形の開口部ＴＨが設けられている。この開口部ＴＨは単数でも複数でもよいが、この例では複数である。電源回路１１０および端子５０は、プラグ側ケース９０とシールド板６０との間に設けられている。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、無線基板１２０は、外側ケース８０側に設けられている。上述したとおり、無線基板１２０のうち電波出力領域ＷＡは、無線通信に用いる電波が出力される領域である。点線領域６０ｆは、プラグ側ケース９０と外側ケース８０とが分離されていない状態において、シールド板６０が位置する場所を示している。
【００３０】
図３、図４に示すように、無線基板１２０は、シールド板６０の第一面側Ｓ１、かつ電波出力領域ＷＡが開口部ＴＨから第１領域Ａ１側および第２領域Ａ２側の双方に拡がる位置となるように設けられている。電源回路１１０は、第１面側Ｓ１とは逆側の第２面側Ｓ２、かつ開口部ＴＨより第１領域Ａ１側に設けられている。端子５０は、第２面側Ｓ２、かつ開口部ＴＨより第２領域Ａ２側に設けられている。
【００３１】
ここで、シールド板６０に設けられた開口部ＴＨの効果について、電波の遮蔽および熱伝導性の観点から説明する。無線通信に用いられる電波は、通信規格により様々であるが、数百ＭＨｚから数ＧＨｚの周波数であることが多い。この場合、電波の波長は、数ｃｍから数十ｃｍ程度である。開口部ＴＨの直径は波長の半分以下として十分小さくしておけば、開口部ＴＨが存在しない場合と遮蔽効果がほとんど変わらない。この例では、開口部ＴＨの直径は３ｍｍとしている。
【００３２】
続いて、熱伝導性について開口部ＴＨによる影響を説明する。まず、シールド板６０に開口部ＴＨが存在しない場合の第１領域Ａ１と第２領域Ａ２の境界の断面積Ｓｎ（幅Ｗ×厚さｔ）とすると、開口部ＴＨが存在する場合には断面積はＳｎよりも小さくなる。開口部ＴＨの中心を通る断面と、開口部ＴＨの端部付近を通る断面では断面積が異なる。そのため、開口部ＴＨが存在する区間の平均断面積をＳａとすると、開口部ＴＨが存在しないときに比べて開口部ＴＨが存在するときには、熱の移動量をほぼＳａ／Ｓｎに抑制することができる。この単純なモデルにより計算すると、例えば、幅Ｗが３０ｍｍ、開口部ＴＨの直径が３ｍｍ、開口部ＴＨの個数が５個と仮定した場合、開口部ＴＨが存在しない場合に比べて概ね８４％程度に抑制することができる。
【００３３】
このように無線基板１２０における電波出力領域ＷＡが大きく、シールド板６０を大きくする必要があると、電源回路１１０によって発生した熱がシールド板６０を通じて端子５０に伝達されてしまう場合がある。しかしながら、端子５０のように、ユーザが接触可能な部分は加熱されにくい方が望ましい。また、電子部品の特性上の要請から、加熱されにくい方が望ましい場合も多い。
【００３４】
ここで、本発明の第１実施形態に係るシールド板６０のように、開口部ＴＨが存在することによって、電源回路１１０が存在する第１領域Ａ１側から、端子５０が存在する第２領域Ａ２側への熱の移動が抑制される。したがって、開口部ＴＨが設けられたシールド板６０によれば、シールド板６０に開口部ＴＨが設けられていない場合に比べ、電源回路１１０において発生した熱が端子５０へ伝わりにくくすることができる。このようにシールド板６０に開口部ＴＨを設けることによって、シールド板６０を介した熱の伝達を制御することができる。これにより、端子５０をシールド板６０から離した場所に設けるようにしなくても済むため、各電子部品のレイアウトの自由度を向上させることもできる。
【００３５】
これにより、電源回路１１０から発生した熱は、シールド板６０の第１領域Ａ１から第２領域Ａ２に拡がるよりも、第１領域Ａ１の開口部ＴＨとは反対側に拡がりやすく、それによって放熱をすることができる。そのため、電源回路１１０は、第１領域Ａ１側における位置でも、特定の条件を満たすことで、より放熱効果を得られる場合がある。この特定の条件について図５を用いて説明する。
【００３６】
図５は、本発明の第１実施形態に係る電源回路１１０のシールド板６０に対する位置を説明する図である。図５に示すように、シールド板６０の第１領域Ａ１のうち、電源回路１１０から開口部ＴＨまでの間を領域ＰＡ１、電源回路１１０から開口部ＴＨとは逆側を領域ＰＡ２という。電源回路１１０の位置は、領域ＰＡ１の面積が、領域ＰＡ２の面積よりも小さいことが望ましい。このような条件を満たすようにすると、電源回路１１０からの発熱が、領域ＰＡ２側において放熱されやすくなる。結果として領域ＰＡ２側の温度勾配が大きくなり、電源回路１１０からの熱の移動が促進され、第２領域Ａ２への熱の移動を抑制しやすくなる。
【００３７】
領域ＰＡ１と領域ＰＡ２の面積比およびそれぞれの縦横比は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とに配置された部品の発熱量および第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とに配置された部品の制限温度の関係によって、設計的、実験的に決定される。なお、それぞれ第１領域Ａ１と第２領域Ａ２に発熱する複数の部品がある場合、および温度上昇を抑制する必要のある複数の部品の制限温度が異なる場合にも、領域ＰＡ１と領域ＰＡ２の面積比およびそれぞれの縦横比はコンピュータを利用した数値設計的および実験的に決定される。
【００３８】
このように、本発明の第１実施形態に係る通信装置１０は、所定の位置に開口部ＴＨが設けられたシールド板６０を用いて電波の遮蔽をするとともに、発熱体からの熱の伝達を制御している。したがって、加熱されにくい方が望ましい電子部品等ををシールド板６０から離した場所に設けるようにしなくても済み、各電子部品のレイアウトの自由度を向上させることもできる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態においては、シールド板６０に設けられた複数の開口部ＴＨは、一列に並んでいたが、第２実施形態においては、開口部ＴＨが複数列に並んでいる。
【００４０】
図６は、本発明の第２実施形態に係る開口部ＴＨを説明する図である。この例では、図６に示すように、開口部ＴＨが３列に並んで設けられたシールド板６０Ａが通信装置１０に用いられている。なお、開口部ＴＨの列は２列でも４列以上でもよい。
【００４１】
＜第３実施形態＞
上述した第１実施形態においては、シールド板６０に設けられた開口部ＴＨの形状は円形であったが、第３実施形態においては、楕円形である。
【００４２】
図７は、本発明の第３実施形態に係る開口部ＴＨを説明する図である。この例では、図７に示すように、楕円形の形状の開口部ＴＨが設けられたシールド板６０Ｂが通信装置１０に用いられている。なお、開口部ＴＨの形状は、多角形等、それ他の形状であってもよい。
【００４３】
＜第４実施形態＞
上述した第１実施形態においては、シールド板６０に設けられた開口部ＴＨの形状は全て円形であったが、第４実施形態においては、円形と楕円形が混在している。
【００４４】
図８は、本発明の第４実施形態に係る開口部ＴＨを説明する図である。この例では、図８に示すように、円形と楕円形の形状が混在した開口部ＴＨが設けられたシールド板６０Ｃが通信装置１０に用いられている。また、第１、第２、第３実施形態では、全ての開口部ＴＨは、他の開口部ＴＨを平行移動した位置関係になっていたが、図８に示す楕円形の開口部ＴＨのように、平行移動だけでなく回転したものが含まれていてもよい。
【００４５】
＜第５実施形態＞
上述した第１実施形態においては、シールド板６０に設けられた複数の開口部ＴＨは、直線上に並んでいたが、第５実施形態においては、開口部ＴＨが曲線上に並んでいる。
【００４６】
図９は、本発明の第５実施形態に係る開口部ＴＨを説明する図である。この例では、図９に示すように、開口部ＴＨがほぼ円弧上に並んで設けられたシールド板６０Ｄが通信装置１０に用いられている。なお、開口部ＴＨは、図９に示す例にかぎらず、様々な態様で並べて配置可能である。
【００４７】
また、隣り合う開口部ＴＨの間隔がそれぞれ異なる長さであってもよい。この場合、隣り合う開口部ＴＨの間隔が複数存在する場合、端子５０に近い間隔ほど狭い間隔としてもよい。この場合、第２領域Ａ２のうち、端子５０から離れた部分に、第１領域Ａ１からの熱が多く伝達されるようにすることができる。
【００４８】
＜第６実施形態＞
上述した第１実施形態においては、シールド板６０に設けられた隣り合う円形の開口部ＴＨの間を熱が伝達するようになっていたが、第６実施形態においては、隣り合う線状の開口部ＴＨの間を熱が伝達する。
【００４９】
図１０は、本発明の第６実施形態に係る開口部ＴＨを説明する図である。この例では、図１０に示すように、線状の形状の開口部ＴＨが設けられたシールド板６０Ｅが通信装置１０に用いられている。このように線状の形状の開口部ＴＨを用いることにより、第１領域Ａ１から第２領域Ａ２への熱の移動経路を長くして、熱が伝達されにくくすることもできる。
【００５０】
＜第７実施形態＞
第７実施形態に係るシールド板６０Ｆは、第１実施形態におけるシールド板６０よりも第１領域Ａ１を大きくした構成になっている。具体的なシールド板６０Ｆの構成について図１１、図１２を用いて説明する。
【００５１】
図１１は、本発明の第７実施形態に係るシールド板６０Ｆと他の部品との位置関係を示す図である。図１２は、本発明の第７実施形態に係るシールド板６０Ｆと他の部品との位置関係を図１の矢印Ｄ方向に見た場合の図である。図１１、図１２は、第１実施形態における図３、４に対応する図であるため、重複する部分については説明を省略する。なお、図１１（ａ）に示す部品３０は、図１２に示すように厚さの大きい部品であり、プラグ側ケース９０に収めた状態においてシールド板６０Ｆの位置よりも外側ケース８０側に突出する大きさになっている。
【００５２】
図１１、図１２に示すように、シールド板６０Ｆは、第１領域Ａ１がプラグ側ケース９０の端部近傍（図の下側）まで到達するように形成されている。このとき、部品３０と接触しないように、部品３０の部分を避けるように形成されている。また、シールド板６０の第１領域Ａ１側の端部６１Ｆは、折り曲げられてプラグ側ケース９０の奥行き（深さ）方向に延在している。このように折り曲げることにより、第１領域Ａ１の面積を増加させて放熱効果を向上させることもできる。なお、シールド板６０は、端部６１Ｆに限らず、周囲の端部において折り曲げられて、プラグ側ケース９０の奥行き方向に延在させることにより、放熱効果を向上させてもよい。折り曲げられた部分の端は、プラグ側ケース９０に向く場合にかぎらず、外側ケース８０に向いていてもよい。
【００５３】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態およびその実施例について説明したが、本発明は以下のように、様々な態様で実施可能である。
【００５４】
［変形例１］
上述した実施形態において、発熱体は電源回路１１０であったが、発熱する電気回路等であってもよい。このように、本発明は、通信装置の機能を有する通信装置１０ではなく、通信装置の機能を有する様々な装置として適用可能である。
【００５５】
［変形例２］
上述した実施形態において、シールド板６０の第２領域Ａ２側には、発熱しない端子５０が設けられていることを例として示したが、電源回路１１０の発熱量よりも少なければ発熱する電子部品が設けられていてもよい。
【００５６】
また、通信装置１０に発熱体が複数設けられている場合には、最も発熱量の大きい発熱体が第１領域Ａ１に存在するようになっていればよい。このとき、複数の発熱体の集合体を１つの発熱体として考えてもよい。この場合にはシールド板６０に平行な面における単位面積当たりの発熱量が大きい発熱体が、第１領域Ａ１に存在するようになっていればよい。
【００５７】
さらに、第１領域Ａ１に複数の発熱体があり、発熱量の多い発熱体が開口部ＴＨに近く、開口部ＴＨより遠い側の部材の制限温度が低く、その温度上昇が問題となる場合には、それらの間に開口部ＴＨ’を置くことも可能である。開口部ＴＨ’により発熱量の多い発熱体の熱は温度上昇が問題となる部材を迂回するように伝熱するので、温度上昇を抑えることができる。
【００５８】
［変形例３］
上述した実施形態において、シールド板６０は第１領域Ａ１および第２領域Ａ２の２つの領域に区分けされていたが、さらに多くの領域に区分けされていてもよい。この場合には、電源回路１１０から発生した熱が最初に伝わる第１領域Ａ１と、その他の領域との境界部分に開口部ＴＨが設けられるようにすればよい。シールド板が大きく、加熱されにくい方が望ましい電子部品が様々な場所に配置されているときには、その場所に応じて区分けする領域を決定すればよい。
【００５９】
［変形例４］
上述した実施形態において、シールド板６０は第１領域Ａ１および第２領域Ａ２の境界部分に開口部ＴＨが設けられていたが、その他の部分に開口部が設けられていてもよい。
【００６０】
［変形例５］
上述した実施形態において、シールド板６０の第１面側Ｓ１の電子部品と第２面側Ｓ２の電子部品とを接続するケーブル等を設けた場合には、そのケーブル等を開口部ＴＨに通すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０…通信装置、２０…プラグ、３０…部品、５０…端子、６０…シールド板、８０…プラグ側ケース、９０…外側ケース、１１０…電源回路、１２０…無線基板、２２０…制御回路、１０００…端末
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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