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技術 小型端末装置

出願人 パナソニック株式会社
発明者 川野和美
出願日 2002年9月27日 (17年9ヶ月経過) 出願番号 2002-283162
公開日 2004年4月15日 (16年2ヶ月経過) 公開番号 2004-119812
状態 未査定
技術分野 電気装置の冷却等 半導体又は固体装置の冷却等 半導体または固体装置の冷却等
主要キーワード 通気用孔 許容温度上昇 上昇空気 通風力 位置構成 熱伝導抵抗 小型端末装置 端部折
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図面 (18)

課題

放熱板を備えた小型端末装置において、発熱部品放熱が効果的に行えるようにすることを目的とする。

解決手段

電子集積回路12が実装された回路基板13と、電子集積回路12に当接された放熱板14と、前記回路基板13と前記放熱板14とを内蔵し、通風孔エリア16a、16b、16cが設けられている筐体11とがあって、筐体11を正常使用状態に設置したとき回路基板13と放熱板14は重力方向に平行に設置される構成であって、放熱板14は一側端に電子集積回路12との当接部分の概ね上部分の空間を囲むような縦方向の第一の筒状部15を有しており、放熱板14の他側端が、第一の筒状部15に対し横方向に離れた位置となるようにした構成の小型端末装置とする。

概要

背景

従来の小型端末装置における自然対流に基づく発熱部品放熱手段の一例として、たとえば下記のようなものがある。

概要

放熱板を備えた小型端末装置において、発熱部品の放熱が効果的に行えるようにすることを目的とする。電子集積回路12が実装された回路基板13と、電子集積回路12に当接された放熱板14と、前記回路基板13と前記放熱板14とを内蔵し、通風孔エリア16a、16b、16cが設けられている筐体11とがあって、筐体11を正常使用状態に設置したとき回路基板13と放熱板14は重力方向に平行に設置される構成であって、放熱板14は一側端に電子集積回路12との当接部分の概ね上部分の空間を囲むような縦方向の第一の筒状部15を有しており、放熱板14の他側端が、第一の筒状部15に対し横方向に離れた位置となるようにした構成の小型端末装置とする。 

目的

本発明は上記問題に留意し、許容される表面積が確保された放熱板において、その放熱効率が向上するよう構成し、あるいはこの放熱板を活用して回路基板からの放熱量を増加させたり筐体内の自然対流を促進させたりするよう構成することで、発熱部品の放熱が効果的に行える小型端末装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

電子集積回路で代表されるような発熱部品実装された回路基板と、前記発熱部品に当接された熱伝導性の良い放熱板と、外気との換気を可能とする通風孔が設けられている筐体を備え、前記筐体を正常使用状態に設置したとき前記回路基板と前記放熱板は前記筐体内において重力方向に平行に設置される構成であって、前記放熱板は一側端に前記発熱部品との当接部分の概ね上部分の空間を囲むような縦方向の第一の筒状部を有し、他側端が前記第一の筒状部に対し横方向に離れた位置になるようにしたことを特徴とする小型端末装置

請求項2

放熱板は、第一の筒状部に対し横方向に離れている他側端を回路基板側へ折り曲げてなる折り曲げ部を有し、前記回路基板と前記放熱板とにより縦方向の第二の筒状部が形成される構成としたことを特徴とする請求項1記載の小型端末装置。

請求項3

回路基板は熱的に導通のあるサーマルビアを有し、放熱板の折り曲げ部の端部が、前記サーマルビアと弾力性のある熱良導体を介して接触するように構成したことを特徴とする請求項2記載の小型端末装置。

請求項4

筐体は側面に排気用通風孔を有しており、放熱板における第一あるいは第二の筒状部の片方の端部を前記排気用通風孔と近接して対峙するように位置させたことを特徴とする請求項1、2または3のいずれかに記載の小型端末装置。

請求項5

筐体は側面に排気用通風孔を有し、放熱板は切り曲げ部を有しており、前記放熱板の切り曲げ部を前記筐体の排気用通風孔と近接して対峙するように位置させたことを特徴とする請求項1、2または3のいずれかに記載の小型端末装置。

請求項6

筐体は側面に排気用通風孔を有し、放熱板は絞り部を有しており、前記放熱板の絞り部を前記筐体の排気用通風孔と近接して対峙するように位置させたことを特徴とする請求項1、2または3のいずれかに記載の小型端末装置。

請求項7

電子集積回路で代表されるような複数の発熱部品が実装された回路基板と、前記各発熱部品に当接された熱伝導性の良い放熱板と、外気との換気を可能とする通風孔が設けられている筐体を備え、前記筐体を正常使用状態に設置したとき前記回路基板と前記放熱板は前記筐体内において重力方向に平行に設置される構成であって、前記放熱板には前記複数の発熱部品との当接部分の各々の概ね上部分の空間を囲む縦方向の複数の筒状部を形成してあり、かつ、前記複数の発熱部品の間を間仕切るように前記回路基板側への切り曲げ部を設けたことを特徴とする小型端末装置。

請求項8

回路基板には貫通孔を設け、放熱板に設けられた切り曲げ部が前記貫通孔を介して回路基板を貫通するよう構成したことを特徴とする請求項7記載の小型端末装置。

請求項9

回路基板には熱的に導通のあるサーマルビアを設け、放熱板の切り曲げ部の端部が前記サーマルビアと弾力性のある熱良導体を介して接触するよう構成したことを特徴とする請求項7記載の小型端末装置。

請求項10

電子集積回路で代表されるような複数の発熱部品が実装された回路基板と、前記各発熱部品に当接された熱伝導性の良い放熱板と、外気との換気を可能とする通風孔が設けられている筐体を備え、前記筐体を正常使用状態に設置したとき前記回路基板と前記放熱板は前記筐体内において重力方向に平行に設置される構成であって、前記放熱板には前記複数の発熱部品の間を間仕切るように前記回路基板側へ切り曲げた切り曲げ部と、両側端を前記回路基板側へ折り曲げてなる端部折り曲げ部を設けたことを特徴とする小型端末装置。

請求項11

回路基板には貫通孔を設け、放熱板に設けられた切り曲げ部が前記貫通孔を介して回路基板を貫通するよう構成したことを特徴とする請求項10記載の小型端末装置。

請求項12

回路基板には熱的に導通のあるサーマルビアを設け、放熱板の端部折り曲げ部および切り曲げ部の端部が前記サーマルビアと弾力性のある熱良導体を介して接触するよう構成したことを特徴とする請求項10記載の小型端末装置。

技術分野

0001

本発明は、消費電力が大きい電子集積回路等の発熱部品が存在している小型端末装置であり、さらに詳しくは、小型端末装置を設置した際に発熱部品を実装している回路基板重力方向と平行に取り付ける構造、すなわち垂直に立てて配置されるような構成の場合の、自然対流による発熱部品の放熱手段をもつ小型端末装置に関する。

0002

従来の小型端末装置における自然対流に基づく発熱部品の放熱手段の一例として、たとえば下記のようなものがある。

0003

上端部および下面に開口を有する略筒状のヒートシンク側壁内面発熱素子を取り付け、前記ヒートシンクの下面開口を基板に開口された通気用孔に一致させるようにして、基板の上面にヒートシンクを取り付けて成る構成にしている(たとえば、特許文献1 第1図、第2図参照)。

0004

ただし、本発明のように回路基板を重力方向と平行に取り付ける構造、すなわち、装置を設置した際に回路基板が垂直に立てられて配置されるような構成の場合とは異なるが、自然対流の空気の流れとしては本発明と同様である。

背景技術

0005

【特許文献1】
実開平01−137595号公報(第1図、第2図)

0006

しかしながら、上記したような構成の発熱部品の放熱手段では、以下のような問題点を有している。

0007

電子集積回路等の発熱部品の消費電力は、端末装置高性能・高機能化のため一層増大傾向にあり、その発熱量はますます大きくなっている。これに対応するためには、ヒートシンクの包絡体積を大きくして放熱面積を稼ぐ必要がある。

0008

しかしその一方で、小型化が推進されている端末装置においては、回路基板の高密度実装化も進んでいること、筐体自体の大型化には制限があること等から、ヒートシンクのための十分なスペースの確保が困難となっている。

0009

さらに、ヒートシンクは発熱部品の温度を下げるには有効な手段であるが、ヒートシンクからはたくさんの熱量が放熱されるためヒートシンク周囲の空気が局所的に熱くなり、その結果、自然対流の下流側に位置する筐体表面が熱くなり、使用者に危険を及ぼしたり、あるいは、もし下流側に耐熱温度の低い部品があれば破損を引き起こしてしまう、という波及的な問題が発生する。

0010

また、このような場合、筐体に設ける通風孔を自然対流が促進されるような位置に配置する、あるいは通風孔面積を十分確保する、ということも有効手段の一つであるが、見栄えなどデザイン性異物侵入防止など安全性の問題から、設計者希望するような通風孔を設けられないことが多い。加えて回路基板上の実装部品の配置や筐体構造によっては、設計者が排気孔と想定して配置した通風孔が逆に吸入孔として作用したりして、設計意図通りの十分な自然対流が促進されない、という問題もある。

0011

また、別の手段として、ヒートシンクのようにその周囲だけに局所放熱するのではなく、筐体内全体の温度上昇が均一になるように放熱板を用いて熱を拡散放熱させることがある。

0012

しかし一般的に放熱板は、板厚が同じであればその表面積が大きいほど放熱には有利であるが、表面積を増やすことによる端末装置の小型化への影響や、回路基板上の実装部品との干渉、さらには端末装置の重量が増す、という問題がある。

発明が解決しようとする課題

0013

そこで本発明は上記問題に留意し、許容される表面積が確保された放熱板において、その放熱効率が向上するよう構成し、あるいはこの放熱板を活用して回路基板からの放熱量を増加させたり筐体内の自然対流を促進させたりするよう構成することで、発熱部品の放熱が効果的に行える小型端末装置を提供することを目的とする。

0014

この目的を達成するために本発明は、小型電子集積回路などの発熱部品が実装された回路基板と、前記発熱部品に当接された熱伝導性の良い放熱板と、外気との換気を可能とする通風孔が設けられている筐体を備えており、前記筐体を正常使用状態に設置したとき前記回路基板と前記放熱板が前記筐体内において重力方向に平行に設置される構成としており、さらに前記放熱板の一側端に前記発熱部品との当接部分の概ね上部分の空間を囲むような縦方向の第一の筒状部を形成し、放熱板の他側端が前記第一の筒状部に対し横方向に離れた位置となるようにした小型端末装置とする。

0015

本発明による上記構成の小型端末装置は、まず、放熱板の熱拡散効果により熱が筐体内部の空気に分散して放熱されるため、局所的に高温になる個所がないので局部的に筐体の可触部が高温になったり、自然対流の下流側において熱に弱い部品等を破損させたりすることがない。また、前記放熱板の第一の筒状部における煙突効果により、第一の筒状部内の空気の通風力が大きくなって自然対流の促進が図られ、その結果、前記放熱板からの空気への熱伝達量も大きくなり効果的な放熱が可能となる。

0016

さらに、前記第一の筒状部を形成したことによって、前記放熱板の総表面積を大きくすることができ、加えて筐体の大きさや形状、さらには隣接する実装部品の配置に合わせて前記第一の筒状部の形状を対応することができるため、設計自由度も高く、したがって筐体の小型化の障害になることはない。

課題を解決するための手段

0017

以上のことから本発明によれば、発熱部品の有効な放熱手段を有し、かつ、小型化の要求も満足する非常に有益な小型端末装置を提供することができる。

0018

本発明の請求項1に記載の発明は、電子集積回路で代表されるような発熱部品が実装された回路基板と、前記発熱部品に当接された熱伝導性の良い放熱板と、外気との換気を可能とする通風孔が設けられている筐体を備え、前記筐体を正常使用状態に設置したとき前記回路基板と前記放熱板は前記筐体内において重力方向に平行に設置される構成であって、前記放熱板は一側端に前記発熱部品との当接部分の概ね上部分の空間を囲むような縦方向の第一の筒状部を有し、他側端が前記第一の筒状部に対し横方向に離れた位置となるようにした小型端末装置であり、まず、放熱板の熱拡散効果により熱が筐体内部の空気に分散して放熱されるため局所的に高温になる個所がないので、局部的に筐体の可触部が高温になったり、自然対流の下流側において熱に弱い部品等を破損させたりすることがない。

0019

また、前記放熱板の第一の筒状部における煙突効果により、第一の筒状部内の空気の通風力が大きくなり自然対流の促進が図られ、その結果、前記放熱板からの空気への熱伝達量も大きくなり効果的な放熱が可能となる。

0020

さらに前記第一の筒状部を形成することによって、前記放熱板の総表面積を大きくすることができ、加えて筐体の大きさや形状さらには隣接する実装部品の配置に合わせて前記第一の筒状部の形状を対応することができるため設計自由度も高く、したがって筐体の小型化の障害になることはない、という作用を有する。

0021

本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の小型端末装置の構成において、放熱板は、第一の筒状部に対し横方向に離れている他側端を回路基板側へ折り曲げてなる折り曲げ部を有し、前記回路基板と前記放熱板とにより縦方向の第二の筒状部が形成される構成としたものであり、第二の筒状部においても煙突効果が得られることになり、自然対流が一段と促進され発熱部品の放熱が一層積極的となるという作用を有する。

0022

本発明の請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の小型端末装置の構成において、回路基板は熱的に導通のあるサーマルビアを有し、放熱板の折り曲げ部の端部が、前記サーマルビアと弾力性のある熱良導体を介して接触するように構成したものであり、前記回路基板から前記放熱板への熱移動が積極的に行われることになり、前記回路基板の温度上昇が抑制される。その結果、前記発熱部品からの前記回路基板への熱移動も積極的に行われることになり、したがって前記発熱部品の放熱がさらに促進される。加えて前記放熱板の温度が上昇することにより前記第一および第二の筒状部内の空気温度もより上昇するため、煙突効果によりさらに一層自然対流が促進され発熱部品の放熱に有利となる、という作用を有する。

0023

本発明の請求項4に記載の発明は、本発明の請求項1、2または3のいずれかに記載の小型端末装置の構成において、筐体は側面に排気用通風孔を有しており、放熱板における第一あるいは第二の筒状部の片方の端部を前記排気用通風孔と近接して対峙するように位置構成としたものであり、設計者が設計時点で排気を想定して設けた排気用通風孔が筐体側面に設けられた場合でも、第一あるいは第二の筒状部内の上昇空気を前記排気用通風孔に円滑に誘導できるため、設計者の意図どおりに通風孔を排気孔として作用させることが可能となり、吸入から排気までほぼ設計者が想定した通りの換気が期待できる。

0024

また、その結果、筐体内において局所的に温度が高くなるような空気の淀みも解消される。さらにこのように前記第一あるいは第二の筒状部において空気の流路設定をすることにより、前記第一あるいは第二の筒状部の長さを一段と長くすることが可能であれば、放熱板の総表面積が格段に増え放熱に極めて有利となるということに加え、煙突効果による通風力は一層大きくなり、自然対流がさらに促進されることになるという作用を有する。

0025

本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1、2または3のいずれかに記載の小型端末装置の構成において、筐体は側面に排気用通風孔を有し、放熱板は切り曲げ部を有しており、前記放熱板の切り曲げ部を前記筐体の排気用通風孔と近接して対峙するように位置させたものであり、設計者が設計時点で排気を想定して設けた排気用通風孔が筐体側面に設けられた場合でも、前記放熱板に流入してきた熱を伝導により前記排気用通風孔に円滑に誘導できるため、設計者の意図どおりに通風孔を排気孔として作用させることが可能となり、吸入から排気までほぼ設計者が想定した通りの換気が期待できるという作用を有する。

0026

本発明の請求項6に記載の発明は、本発明の請求項1、2または3のいずれかに記載の小型端末装置の構成において、筐体は側面に排気用通風孔を有し、放熱板は絞り部を有しており、前記放熱板の絞り部を前記筐体の排気用通風孔と近接して対峙するように位置させたものであり、設計者が設計時点で排気を想定して設けた排気用通風孔が筐体側面に設けられた場合でも、前記請求項5に記載と同様に吸入から排気までほぼ設計者が想定した通りの換気が期待できる。また、前記絞り部においては空気流路断面積徐変して小さくなっているため、前記絞り部を通過する際の空気の風速が大きくなり、前記放熱板から空気への熱伝達量も増え一層放熱効果も向上するという作用を有する。

0027

本発明の請求項7に記載の発明は、電子集積回路で代表されるような複数の発熱部品が実装された回路基板と、前記各発熱部品に当接された熱伝導性の良い放熱板と、外気との換気を可能とする通風孔が設けられている筐体を備え、前記筐体を正常使用状態に設置したとき前記回路基板と前記放熱板は前記筐体内において重力方向に平行に設置される構成であって、前記放熱板には前記複数の発熱部品との当接部分の各々の概ね上部分の空間を囲む縦方向の複数の筒状部を形成してあり、かつ、前記複数の発熱部品の間を間仕切るように前記回路基板側への切り曲げ部を設けた小型端末装置であり、前記した請求項1に記載の作用に加え、一つの発熱部品から熱伝達された熱い空気が他方へ拡散することがないため、自己発熱により許容温度上昇値までのマージンがほとんどない発熱部品へ影響を及ぼすこともない。このように、簡単な構成により複数の発熱部品の放熱が安価にかつ効果的に行えるという作用を有する。

0028

本発明の請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の小型端末装置の構成において、回路基板には貫通孔を設け、放熱板に設けられた切り曲げ部が前記貫通孔を介して回路基板を貫通するように構成したものであり、前記請求項7に記載の作用に加え、一つの発熱部品から他方の発熱部品への前記回路基板を介した熱伝導による熱流入も抑制できるという作用を有する。

0029

本発明の請求項9に記載の発明は、請求項7に記載の小型端末装置の構成において、回路基板には熱的に導通のあるサーマルビアを設け、放熱板の切り曲げ部の端部が前記サーマルビアと弾力性のある熱良導体を介して接触するように構成したものであり、前記回路基板から前記放熱板への熱移動が積極的に行われることになり前記回路基板の温度上昇が抑制される。その結果、前記発熱部品からの前記回路基板への熱移動も積極的に行われることになり、したがって前記発熱部品の放熱がさらに促進される。加えて前記放熱板の温度が上昇することにより前記第一および第二の筒状部内の空気温度もより上昇するため、煙突効果によりさらに一層自然対流が促進され発熱部品の放熱に有利となる、という作用を有する。

0030

本発明の請求項10に記載の発明は、電子集積回路で代表されるような複数の発熱部品が実装された回路基板と、前記各発熱部品に当接された熱伝導性の良い放熱板と、外気との換気を可能とする通風孔が設けられている筐体を備え、前記筐体を正常使用状態に設置したとき前記回路基板と前記放熱板は前記筐体内において重力方向に平行に設置される構成であって、前記放熱板には前記複数の発熱部品の間を間仕切るように前記回路基板側へ切り曲げた切り曲げ部と、両側端を前記回路基板側へ折り曲げてなる端部折り曲げ部を設けた小型端末装置であり、前記回路基板と前記放熱板とにより、個々の発熱部品をそれぞれ一つづつ含んだ略筒状部が構成されることになり、それぞれの略筒状部において煙突効果による自然対流の促進が可能となるという作用を有する。

0031

本発明の請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の小型端末装置の構成において、回路基板には貫通孔を設け、放熱板に設けられた切り曲げ部が前記貫通孔を介して回路基板を貫通するように構成したものであり、前記請求項8の記載と同様の作用が得られる。

0032

本発明の請求項12に記載の発明は、請求項10に記載の小型端末装置の構成において、回路基板には熱的に導通のあるサーマルビアを設け、放熱板の端部折り曲げ部および切り曲げ部の端部が前記サーマルビアと弾力性のある熱良導体を介して接触するように構成したものであり、前記請求項9に記載と同様の作用が得られる。

0033

以下、本発明の実施の形態について、図1から図17を参照しながら説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。

0034

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における小型端末装置の概略構成を示す斜視図、図2(a)は同小型端末装置の要部の側面図、図2(b)は同図2(a)におけるA−A断面図、図2(c)は同図2(a)におけるB−B断面図である。

0035

図1および図2に示すように、小型端末装置の筐体11は、内部に破線で示すように消費電力の大きい発熱部品、ここでは電子集積回路12、回路基板13、放熱板14を備えており、回路基板13と放熱板14は筐体11を正常使用状態に設置したとき筐体11内において重力方向に平行になるように、すなわち垂直となるように設置されている。

0036

電子集積回路12は回路基板13に実装されており、放熱板14は電子集積回路12に当接して放熱を促進するようになっている。また、放熱板14は、その一側端に電子集積回路12の概ね上方となる部分を筒状型に形成した縦方向の第一の筒状部15を有しており、他側端はこの第一の筒状部15よりx方向(横方向)に離れた位置となるようにしてあり、したがって、許容される限りの表面積が確保されている。筐体11は二点破線で示すように天面、底面、側面に通風孔エリア16a、16b、16cを有している。実際にはこの通風孔エリア16a、16b、16c内に多数個の通風孔を集合させている。

0037

図中の17は筐体11を支えているスタンド、18は通風孔エリア16bあるいは通風孔エリア16cより筐体11内部に流入してくる流入空気経路、19は通風孔エリア16aあるいは通風孔エリア16cより筐体11外部へ流出する流出空気経路、20は第一の筒状部15内部の空気経路である。

0038

つぎに、このような構成の小型端末装置における電子集積回路12の放熱手段について説明する。

0039

まず、小型端末装置はたとえば上に設置される。この場合、スタンド17により通風孔エリア16bから筐体11内部への空気の流入抵抗が小さくなるよう底面付近の隙間が十分に確保される。この状態で回路基板13および放熱板14は、机上面と垂直に配置された状態である。

0040

ここで小型端末装置が稼動し、電子集積回路12からの発熱があると、この熱の一方は電子集積回路12に当接している放熱板14に伝導され、他方は回路基板13に伝導される。前者はさらに放熱板14全体に伝導しながら放熱板14表面に接している空気へ伝達されることになる。このように放熱板14はその表面積全体で空気への熱伝達を行うため、筐体11内部の空気温度は局所的ではなく分散して均一に上昇することになる。また、このとき第一の筒状部15内の空気は、高温となっている放熱板14によって囲まれているため、他個所の空気よりも温度が高い状態となっている。他方、回路基板13に伝導した熱も、その後、回路基板13の銅箔を伝導しながら全体に拡がり、回路基板13表面に接している空気へと伝達されることになる。ただし、この場合、回路基板13の表面は通常熱伝導率の低い絶縁物で構成されるため、回路基板13の銅箔から周囲空気への熱移動に際しては熱抵抗が大きく熱移動量は小さい。

0041

このようにして暖められた空気は密度が小さくなり、浮力を生じ自然対流が発生することになるが、第一の筒状部15内部の空気の温度は他個所の空気より高いため、煙突効果により空気経路20で代表される空気の通風力が大きくなり、より大きい風速が得られる。

0042

その後、これらの上昇空気は流出空気経路19に代表される経路に従い、通風孔エリア16a、16cを介して筐体11外へ排出されることになる。一方で新しい冷たい空気が、流入空気経路18に代表される経路に従い、通風孔エリア16b、16cを介して筐体11内へ流入してくることになる。

0043

このように本発明の実施の形態1における放熱手段は、従来の放熱板の効果、すなわち、熱が筐体11内部に拡散して放熱されるため、局所的に筐体11の可触部が高温になったり、熱に弱い部品等を破損させたりすることもない、ということに加えて、第一の筒状部15においては煙突効果による自然対流の促進が図られ、したがって放熱板14からの熱伝達量も大きくなる。

0044

さらに第一の筒状部15を形成することによって、放熱板14の総表面積を大きくすることができ、加えて筐体11の大きさや形状、さらには隣接する実装部品の配置に合わせて第一の筒状部15の形状を対応することができるため、設計自由度も高く、したがって筐体11の小型化の障害になることはなく、効果的な放熱が可能となる。

0045

このような放熱板の簡単な構成で、熱伝達量の増加と総表面積の増加という相乗効果が得られ、電子集積回路12の放熱向上が可能となる。

0046

(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における小型端末装置の要部の横断面図、図4(a)は本発明の実施の形態2における別例の小型端末装置の要部の横断面図、図4(b)は本発明の実施の形態2における同じく別例の小型端末装置の要部の横断面図である。なお、図4においては小型端末装置のxy平面に平行で前記電子集積回路および前記第一の筒状部を含む平面の断面としている。

0047

この小型端末装置は、図3に示すように前記実施の形態1における放熱板14の第一の筒状部15に対し横方向に離れている他側端を回路基板13に向けて折り曲げることで、放熱板14と回路基板13とで第二のたて方向の筒状部21を形成した構成に特徴を有する。

0048

このような構成において、電子集積回路12からの熱は実施の形態1と同様にして、放熱板14と回路基板13へと伝導し周囲空気へ伝達されることになる。
このとき第二の筒状部21内の空気は、高温となっている放熱板14と回路基板13によって囲まれているため、実施の形態1で記載した第一の筒状部15と同様に、空気温度は第一および第二の筒状部外の空気温度と比べ高い状態となっている。したがって、第二の筒状部21においても実施の形態1で記載した第一の筒状部15と同様に煙突効果が得られ、第二の筒状部21内の空気の通風力が大きくなり、より大きい風速が得られる。その後の空気流れについては、実施の形態1同様である。

0049

このように本発明の実施の形態2における放熱手段においては、より大きな風速を持った空気と接触する放熱板14の表面積を広くできるので、放熱板14の熱伝達率も上昇する。また、このようにして空気の通風力が大きくなることは、筐体11内部における自然対流が促進され換気も盛んになるため、電子集積回路12の放熱効果は一層向上することになる。

0050

なお、図4(a)および図4(b)に示すように複数の電子集積回路12a、12bがある場合においても、それぞれの放熱板14a、14bにおける他側端を回路基板13に向けて折り曲げることで、第二の筒状部21a、21bを形成し、上記と同様の効果が可能である。

0051

(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3における小型端末装置の要部の横断面図である。なお、小型端末装置のxy平面に平行で電子集積回路および第一の筒状部および第二の筒状部を含む平面の断面としている。

0052

この小型端末装置は、図5に示すように実施の形態2における回路基板13に熱的に導通のあるサーマルビア31を設け、放熱板14における第二の筒状部21を形成している放熱板14の折り曲げ部の端部を、熱伝導性シート32を介して前記サーマルビア31と接触させた構成に特徴を有する。

0053

このような構成において、電子集積回路12からの発熱があると、この熱の一方は電子集積回路12に当接している放熱板14に伝導し、他方は回路基板13に伝導する。前者は実施の形態2と同様に煙突効果を得ながら放熱板14の周囲空気へと伝達されることになる。他方、回路基板13に伝導してきた熱は回路基板13の銅箔を伝導しながら全体に拡がり、実施の形態1同様に回路基板13表面に接している空気へと伝達される熱移動ルートと、サーマルビア31および熱伝導性シート32を介して放熱板14へと伝導する熱移動ルートがある。

0054

この場合、実施の形態1でも記載したように前者の場合は空気への熱移動量は小さい。しかし、後者の場合サーマルビア31や熱伝導性シート32の熱伝導率が良いため、放熱板14へ熱が移動する際の熱抵抗は小さい。したがって後者を通じた熱移動が積極的に行われることになり、その結果、回路基板13の温度が下がる。そのため電子集積回路12から回路基板13への熱移動も積極的に行われることになり、結果的に電子集積回路12の温度も下がることになる。

0055

このようにして放熱板14へ伝導してきた熱は、その後、実施の形態2と同様にして周囲空気へと伝達される。その後の空気の流れについては、実施の形態2と同様である。

0056

このように本発明の実施の形態3における放熱手段においては、回路基板13からの放熱量も向上するため、さらに効果的な電子集積回路12の放熱が可能となる。

0057

さらに放熱板14の温度は、回路基板13からの熱伝導によって一層上昇することになる。したがって第一の筒状部15あるいは第二の筒状部21内の空気はより高温となり、煙突効果による通風力もさらに高まることになる。つまり自然対流の一層の促進が期待でき、電子集積回路12の放熱にも極めて有効に作用し得ることになる。

0058

なお、たとえば図6に示すように複数の電子集積回路12a、12bがある場合についても、放熱板14a、14bにおける折り曲げ部の端部を、熱伝導性シート32a、32bを介してサーマルビア31a、31bと接触させ、上記同様の効果を得ることが可能である。

0059

(実施の形態4)
図7は本発明の実施の形態4における小型端末装置の概略構成を示す斜視図、図8(a)は同小型端末装置の要部の側面図、図8(b)は図8(a)におけるA−A断面図なお、図8はこの小型端末装置のyz平面に平行で前記電子集積回路および筒状部と排気通風孔エリアを含む平面の断面としている。

0060

この小型端末装置は、図7および図8に示すように構成されており、すなわち、前記各実施の形態の構成において、筐体11は二点鎖線で示すように、側面で、かつ、上部の位置に、設計者が排気孔として想定して形成された排気通風孔エリア43を有している。電子集積回路12に当接して放熱を促進するための放熱板41は、x方向に許容される限りの表面積を確保しており、また、電子集積回路12の概ね上方部分を筒状型に形成した縦方向の筒状部42を有している。そして、その上端の筒状部排気孔44を排気通風孔エリア43と近接して概ね対峙するように位置させた構成に特徴を有している。

0061

図中の45は前記通風孔エリア16bより前記筐体11内部に流入してくる流入空気経路、46aは前記通風孔エリア16aより前記筐体11外部へ流出する流出空気経路、46bは前記排気通風孔エリア43より前記筐体11外部へ流出する流出空気経路、47は前記筒状部42内部の空気経路である。

0062

つぎに、このような構成の小型端末装置において、電子集積回路12の放熱手段について説明する。

0063

まず、小型端末装置が稼動し電子集積回路12からの発熱があると、この熱は実施の形態1と同様にして、放熱板41と回路基板13へと伝導し周囲空気へ伝達されることになる。このようにして暖められた空気は密度が小さくなり浮力を生じ自然対流が発生することになるが、筒状部42においては実施の形態1同様に煙突効果により空気経路47で代表される空気の通風力が大きくなり、より大きい風速が得られる。

0064

その後この筒状部42内の上昇空気は、筒状部排気孔44を通って排気されるが、このとき、筒状部排気孔44と排気通風孔エリア43は近接して概ね対峙した配置となっているので、筒状部排気孔44から排気される空気のほとんどは流出空気経路46bに代表される経路に従い、排気通風孔エリア43を介して筐体11外へ排出されることになる。また筒状部42外の上昇空気は実施の形態1同様に流出空気経路46aあるいは46bに代表される経路に従い、通風孔エリア16aあるいは排気通風孔エリア43を介して筐体11外へ排出されることになる。一方で新しい冷たい空気が、流入空気経路45に代表される経路に従い、通風孔エリア16bを介して筐体11内へ流入してくることになる。

0065

このように本発明の実施の形態4における放熱手段においては、設計者が設計時点で排気を想定して設けた排気通風孔エリア43が筐体11の側面に設けられた場合でも、筒状部42内にて暖められた空気をこの排気通風孔エリア43へ円滑に誘導できるため、排気通風孔エリア43において想定外である吸気作用を防止でき、確実な排気作用が実現できる。つまり空気の吸入から排気まで設計意図どおりの換気が可能となり、確実な放熱設計が実施できる。

0066

しかも、筒状部42は概ね排気通風孔エリア43に近接する位置まで形成されているので、筒状部42は一段と長い構成となり、その結果、煙突効果による通風力はさらに一層大きくなる。したがって、放熱板41から空気への熱移動量も一層増加し、自然対流も促進されることになる。もちろん、筒状部42が長くなり放熱板41の総表面積が増えたことは、放熱に極めて有利であるということは言うまでもない。

0067

以上のように、放熱板41による空気の流路設定、煙突効果促進による筒状部42での熱伝達量増加および放熱板41の総表面積の増加がもたらす相乗効果のため、電子集積回路12の放熱効果は格段と向上する。

0068

なお、本実施の形態4は実施の形態1に適用した例を示したが、実施の形態2あるいは3に適用しても何ら問題はない。

0069

(実施の形態5)
図9(a)は本発明の実施の形態5における小型端末装置の要部の側面図、図9(b)は同図9(a)におけるA−A断面図である。

0070

この小型端末装置は図9に示すように構成されており、すなわち、前記各実施の形態において、筐体11は、側面で、かつ、上部の位置に、設計者が排気孔として想定して形成された排気通風孔エリア53を有している。電子集積回路12に当接して放熱を促進するための放熱板51は、x方向に許容される限りの表面積を確保されており、また、電子集積回路12の概ね上方部分を筒状型に形成した筒状部52を有し、さらに、上部に筐体11の側面側に切り曲げた切り曲げ部54を有している。そして、放熱板51における切り曲げ部54を、筐体11の排気通風孔エリア53と近接して概ね対峙するように位置させた構成に特徴を有する。

0071

つぎに、このような構成の小型端末装置において、電子集積回路12の放熱手段について説明する。まず、小型端末装置が稼動し電子集積回路12からの発熱があると、この熱は実施の形態1と同様にして、放熱板51と回路基板13へと流入し、放熱板51に伝導された熱は放熱板51全体より周囲空気へ伝達されることになる。このとき、切り曲げ部54と排気通風孔エリア53は近接して概ね対峙した配置となっているので、切り曲げ部54付近で熱伝達されて暖められた空気は排気通風孔エリア53を介して筐体11外へと排出され易くなる。

0072

また、筒状部52においては実施の形態1同様に煙突効果が得られる。

0073

さらに、筐体11への他の空気の換気動作については、実施の形態4同様である。

0074

このように本発明の実施の形態5における放熱手段では、実施の形態4と同様、筐体11への空気の吸入から排気まで、ほぼ設計者が設計時に想定した通りの換気が期待できる。また、切り曲げ部54は概ね排気通風孔エリア53に近接する位置まで形成されているので、放熱板51の総表面積が増え、放熱に極めて有利であるということは言うまでもない。

0075

以上のように、放熱板51の形状を利用した伝導による熱移動路設定、煙突効果による筒状部52での熱伝達量増加および放熱板51の総表面積の増加がもたらす相乗効果のため、電子集積回路12の放熱は格段と向上する。

0076

なお、本実施の形態5は実施の形態1に適用した例を示したが、実施の形態2あるいは3に適用しても何ら問題はない。

0077

図10は、この実施の形態5の別例を示した図である。このものは、切り曲げ部54の代わりに絞り部55を設けたものである。この構成においては前記した効果に加え、絞り部55において空気流路が徐変しながら狭まるため、上昇空気の流速が一時的に大きくなり、その結果、放熱板から空気への熱伝達量が増えるという効果が得られる。

0078

(実施の形態6)
図11は、本発明の実施の形態6における小型端末装置の概略構成を示す斜視図、図12(a)は同小型端末装置の要部の側面図、図12(b)は図12(a)におけるA−A断面図である。なお、図12は側面と、小型端末装置のxy平面に平行で第一の電子集積回路および第一の筒状部と第二の電子集積回路および第二の筒状部とを含む平面の断面としている。

0079

この小型端末装置は、図11および図12に示すように構成されている。すなわち、筐体11内に垂直に設けた回路基板13には、破線で示すように許容温度上昇値が大きくかつ消費電力の大きい電子集積回路61aと、同じく破線で示すように許容温度上昇値が小さくかつ消費電力の大きい電子集積回路61bとを横方向に適当間隔をもたせて実装している。筐体11内に垂直に設けられ、かつ、電子集積回路61aおよび61bに当接して放熱を促進するための放熱板62には、電子集積回路61aの概ね上方部分を囲む筒状型に形成した縦方向の第一の筒状部63aと、電子集積回路61bの概ね上方部分を囲む筒状型に形成した縦方向の第二の筒状部63bを形成してあり、さらに、電子集積回路61aと61bとの間に回路基板13側に突出する切り曲げ部64を設けている。

0080

つぎに、このような構成の小型端末装置において、電子集積回路61aおよび61bの放熱手段について説明する。まず、小型端末装置が稼動し電子集積回路61aおよび61bからの発熱があると、この熱の一方は電子集積回路61aおよび61bに当接している放熱板62に伝導し、他方は回路基板13に伝導する。前者は更に放熱板62全体に伝導しながら放熱板62表面に接している空気へ伝達されることになる。このとき、放熱板62には切り曲げ部64に相当する分の孔が形成されているため、この部分では断面積が小さく伝導による熱移動の抵抗も大きくなる。したがって、第一の筒状部63aと第二の筒状部63bとの間で熱移動量は小さい。つまり、電子集積回路61aと61bとの間で伝導による熱移動はほとんど行われないことになる。

0081

また、第一の筒状部63aおよび第二の筒状部63b内の空気は、高温となっている放熱板62によって囲まれているため、他個所の空気よりも温度が高い状態となっている。他方、回路基板13に伝導した熱も、その後、回路基板13の銅箔を伝導しながら全体に拡がり、回路基板13表面に接している空気へと伝達されることになる。ただしこの場合、回路基板13の表面は通常熱伝導率の低い絶縁物で構成されるため、回路基板13の銅箔から周囲空気への熱移動に際しては熱抵抗が大きく熱移動量は小さい。

0082

このようにして暖められた空気は密度が小さくなり浮力を生じ自然対流が発生することになるが、第一の筒状部63aおよび第二の筒状部63b内部の空気の温度は他個所の空気より高いため、煙突効果により通風力が大きくなり、より大きい風速が得られる。また切り曲げ部64において、電子集積回路61aと61bとの間の空気移動を阻止しているため、電子集積回路61aと61bとの間で空気伝達による熱移動はほとんど行われないことになる。

0083

その後の筐体11への空気の換気動作については、実施の形態1と同様である。

0084

このように、本発明の実施の形態6の放熱手段においては、複数の電子集積回路が存在する場合でも、実施の形態1と同様の放熱効果が得られる。さらに、電子集積回路61aおよび61b間での熱移動を抑制することができるため、自己発熱により許容温度上昇値までのマージンが小さい電子集積回路61bに対する電子集積回路61a側からの熱的影響が削減され、破損を引き起こしたりすることもない。このように一つの放熱板にて複数の電子集積回路の放熱が可能となるので、安価で効果的な放熱が実現できる。

0085

また、図13は実施の形態6の別例を示した図である。このものは、放熱板62における切り曲げ部64を、回路基板13に設けた貫通孔65を介して貫通する構成としている。

0086

このような構成により、前記した効果に加え、電子集積回路61aと61b間を接続する回路基板13の銅箔距離が長くなるため、銅箔による熱伝導抵抗も大きくなり、電子集積回路61aと61b間の回路基板13内における熱移動量も減少することになる。したがって、一層電子集積回路61a側からの熱的影響が削減できさらに有効である。

0087

(実施の形態7)
図14は、本発明の実施の形態7における小型端末装置の要部の横断面図である。なお、図では小型端末装置のxy平面に平行で第一の電子集積回路および第一の筒状部と第二の電子集積回路および第二の筒状部とを含む平面の断面としている。

0088

この小型端末装置は、図14に示すように前記実施の形態6における回路基板13に熱的に導通のあるサーマルビア66を設けてあり、放熱板62の切り曲げ部64の端部を熱伝導性シート67を介してサーマルビア66と接触させた構成を特徴としている。

0089

このような構成において、電子集積回路61aおよび61bからの発熱があると、この熱の一方は電子集積回路61aおよび61bに当接している放熱板62に伝導し、他方は回路基板13に伝導する。前者は実施の形態6と同様に煙突効果を得ながら放熱板62の周囲空気へと伝達されることになる。他方、回路基板13に伝導されてきた熱は回路基板13の銅箔を伝導しながら全体に拡がり、実施の形態6と同様に回路基板13表面に接している空気へと伝達される熱移動ルートと、サーマルビア66および熱伝導性シート67を介して放熱板62へと伝導する熱移動ルートがある。

0090

この場合、実施の形態6でも記載したように前者の場合は空気への熱移動量は小さい。しかし、後者の場合サーマルビア66や熱伝導性シート67の熱伝導率が良いため、放熱板62へ熱が移動する際の熱抵抗は小さい。したがって後者を通じた熱移動が積極的に行われることになり、その結果、回路基板13の温度が下がる。そのため電子集積回路61aおよび61bから回路基板13への熱移動も積極的に行われることになり、結果的に電子集積回路61aおよび61bの温度も下がることになる。

0091

このように回路基板13内の銅箔を伝導してきた熱は放熱板62側へと円滑に移動するため、電子集積回路61aと61bとの間での回路基板13内における熱移動量は小さい。このようにして放熱板62へ伝導してきた熱はその後、実施の形態6と同様にして周囲空気へと伝達される。その後の空気の流れについても、実施の形態6と同様である。

0092

本発明の実施の形態7における放熱手段では、複数の電子集積回路が存在する場合でも、実施の形態6と同様の放熱効果に加え、電子集積回路61aと61b間の回路基板13内における熱移動量も抑えられ、さらに回路基板13からの放熱量も向上するため、さらに効果的な電子集積回路61aおよび61bの放熱が可能となる。

0093

また、実施の形態3と同様にして、放熱板62の温度が回路基板13からの熱伝導によってより上昇し、したがって第一の筒状部63aおよび第二の筒状部63b内の空気はより高温となり、煙突効果による通風力もさらに高まることになる。つまり自然対流の一層の促進が期待でき、電子集積回路61aおよび61bの放熱にも極めて有効に作用し得ることになる。

0094

(実施の形態8)
図15(a)は本発明の実施の形態8における小型端末装置の要部の側面図、図15(b)は図15(a)におけるA−A断面図である。なお、図においては小型端末装置のxy平面に平行で二つの電子集積回路と切り曲げ部とを含む平面の断面としている。

0095

この小型端末装置は、図15に示すように構成されている。すなわち、筐体11内に垂直に設けた回路基板13には、破線で示すように二つの電子集積回路61aと61bとを横方向に適当間隔をもたせて実装している。筐体11内に垂直に設けられ、かつ、電子集積回路61aおよび61bに当接して放熱を促進するための放熱板62は、二つの電子集積回路61aと61b間に位置して回路基板13側に切り曲げた切り曲げ部64および、両側端を回路基板13側に折り曲げられた端部折り曲げ部71aと71bを有している。そして、端部折り曲げ部71aと切り曲げ部64と回路基板13とで第一の筒状部72aを構成するとともに、端部折り曲げ部71bと切り曲げ部64と回路基板13とで縦方向の第二の筒状部72bを構成したことに特徴を有する。

0096

つぎに、このような構成の小型端末装置において、電子集積回路61aおよび61bの放熱手段について説明する。

0097

まず、小型端末装置が稼動し電子集積回路61aおよび61bからの発熱があると、この熱の一方は電子集積回路61aおよび61bに当接している放熱板62に伝導し、他方は回路基板13に伝導する。前者は更に放熱板62全体に伝導しながら放熱板62表面に接している空気へ伝達されることになる。このとき実施の形態6同様、第一の筒状部72aと第二の筒状部72bとの間での放熱板62を介した熱伝導による熱移動量は小さい。つまり、電子集積回路61aと61bとの間で伝導による熱移動は少ないことになる。

0098

また、第一の筒状部72aおよび第二の筒状部72b内の空気は、高温となっている放熱板62および回路基板13によって囲まれているため、他個所の空気よりも温度が高い状態となっている。したがって、実施の形態6と同様に煙突効果を得ながら放熱板62の周囲空気へと伝達されることになる。他方、回路基板13に伝導した熱についても、実施の形態6と同様である。また、その後の空気の換気動作についても実施の形態6と同様である。

0099

このように本発明の実施の形態8における放熱手段では、複数の電子集積回路が存在する場合でも、実施の形態6と同様の放熱効果に加え、放熱板の加工が容易であるため更なる安価な放熱板が構成できる。

0100

さらに、図16は実施の形態8の別例を示した図である。このものは、切り曲げ部64を回路基板13に設けた貫通孔65を介して貫通する構成としてあり、前記と同様の効果が得られる。

0101

また、図17のように、切り曲げ部64および端部折り曲げ部71aと71bの端面を、それぞれ熱伝導性シート67a、67b、67cを介してサーマルビア66a、66b、66cと接触してなる構成としても何ら問題ない。

発明を実施するための最良の形態

0102

このような構成により、前記した効果に加え、電子集積回路61aおよび61b間での回路基板13内における熱移動を抑制することができるため、自己発熱により許容温度上昇値までのマージンが小さい電子集積回路61bに対する電子集積回路61a側からの熱的影響が削減され有効である。

0103

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、小型端末装置を設置した際に、電子集積回路で代表されるような発熱部品を実装している回路基板とこの発熱部品に当接されている放熱板とが重力方向と平行に取り付ける構造である場合に、この放熱板に筒状部を形成することで、あるいは放熱板と回路基板とで略筒状部を構成することで、この筒状部において煙突効果が得られて自然対流が促進されるので、放熱効果の向上が可能となる。

0104

また、回路基板にサーマルビアを設け、熱良導体を介してこのサーマルビアと放熱板を接触させるよう構成したことで、回路基板から放熱板への熱移動が行われ、回路基板の放熱効果の向上も可能となる。したがって、発熱部品の温度上昇もさらに抑制することができる。

発明の効果

0105

さらに、放熱板で構成された筒状部の形状を活用して暖められた空気の排気流路を設定したり、放熱板自体の形状を活用して放熱板に伝導してきた熱の伝導路を設定したりすることで、ほぼ設計意図どおりの空気の換気が可能となり、使用者への危険や部品の故障といった不都合が生じることがなく、安全でかつ信頼性の高い小型端末装置を提供できることになる。

図面の簡単な説明

0106

さらに、発熱部品が複数存在する場合には、この発熱部品間を間仕切るように前記放熱板から切り曲げ部を構成したり、あるいはこの切り曲げ部は回路基板を貫通する構成としたり、さらには切り曲げ部を熱良導体を介して回路基板に設けられたサーマルビアと接触させるよう構成することで、複数の発熱部品同士でお互いの熱的影響を削減することができる。したがって発熱部品が複数存在しても、一つの放熱板の簡単な構成にて効果的な放熱が可能となり、安価な放熱手段が提供できる。

図1
本発明の実施の形態1における小型端末装置の概略構成を示す斜視図
図2
(a)同小型端末装置の要部の側面図
(b)同図2(a)におけるA−A断面図
(c)同図2(a)におけるB−B断面図
図3
本発明の実施の形態2における小型端末装置の要部の横断面図
図4
(a)本発明の実施の形態2における別例の小型端末装置の要部の横断面図
(b)本発明の実施の形態2における同じく別例の小型端末装置の要部の横断面図
図5
本発明の実施の形態3における小型端末装置の要部の横断面図
図6
本発明の実施の形態3における別例の小型端末装置の要部の横断面図
図7
本発明の実施の形態4における小型端末装置の概略構成を示す斜視図
図8
(a)同小型端末装置の要部の側面図
(b)図8(a)におけるA−A断面図
図9
(a)本発明の実施の形態5における小型端末装置の要部の側面図
(b)同図9(a)におけるA−A断面図
図10
(a)本発明の実施の形態5における別例の小型端末装置の要部の側面図
(b)図10(a)におけるA−A断面図
図11
本発明の実施の形態6における小型端末装置の概略構成を示す斜視図
図12
(a)同小型端末装置の要部の側面図
(b)図12(a)におけるA−A断面図
図13
本発明の実施の形態6における別例の小型端末装置の要部の横断面図
図14
本発明の実施の形態7における小型端末装置の要部の横断面図
図15
(a)本発明の実施の形態8における小型端末装置の要部の側面図
(b)図15(a)におけるA−A断面図
図16
本発明の実施の形態8における別例の小型端末装置の要部の横断面図
図17
本発明の実施の形態8における同じく別例の小型端末装置の要部の横断面図
【符号の説明】
11 筐体
12、12a、12b 電子集積回路
13 回路基板
14、14a、14b、41、51、62 放熱板
15、15a、15b、63a、72a 第一の筒状部
16a、16b、16c 通風孔エリア
17 スタンド
18、45 流入空気経路
19、46a、46b 流出空気経路
20、47 空気経路
21、21a、21b、63b、72b 第二の筒状部
31、31a、31b、66、66a、66b、66c サーマルビア
32、32a、32b、67、67a、67b、67c 熱伝導性シート
42、52 筒状部
43、53 排気通風孔エリア
44 筒状部排気孔
54、64 切り曲げ部
55 絞り部
61a 電子集積回路
61b 電子集積回路
65 貫通孔
71a、71b 端部折り曲げ部

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