JP2017184128A - 携帯機器用カバー - Google Patents

Abstract

【課題】携帯機器の携帯性の低下を抑制しつつ携帯機器の熱を放散可能な携帯機器用カバーを提供する。
【解決手段】携帯機器用カバー１は、携帯機器ＰＤが装着された場合に携帯機器ＰＤを覆う基部材１０と、基部材１０に取り付けられた熱伝導シート２０とを備える。基部材１０は曲げ伸ばし可能に構成されている。熱伝導シート２０は、携帯機器ＰＤの第１の面Ｆ１が第１の部分１１に接触するように携帯機器ＰＤが装着された場合に、第１の部分１１から第２の部分１２の側に向かって延びるように第１の部分１１の内部と外部とにまたがって配置されている。而して、簡便な構成で、携帯機器ＰＤの熱を、第１の部分１１から熱伝導シート２０を介して第１の部分１１の外側に伝えて、第１の部分１１の外側から放散することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は携帯機器用カバーに関し、特に携帯機器からの発熱の放散を促進させる携帯機器用カバーに関する。

近年、スマートフォンやタブレット端末等の持ち運びが容易な携帯機器が普及してきている。これらの機器は、使用により発熱することがある。発熱を放散することができるスマートフォンやタブレット端末等の携帯機器のカバーとして、携帯電気機器の底部及び側部を覆うケース本体と、ケース本体の内部に固定された冷却ファンとからなる携帯電気機器用冷却ファン付きケースがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１４−１１０５８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のケースでは、冷却ファンが固定される部分が厚くなってしまい、携帯機器の利点である持ち運び易さが損なわれてしまう。

本発明は上述の課題に鑑み、携帯機器の携帯性の低下を抑制しつつ携帯機器の熱の放散を促進可能な携帯機器用カバーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る携帯機器用カバーは、例えば図１に示すように、板状の携帯機器ＰＤ（例えばスマートフォン）が装着されるカバー１であって；携帯機器ＰＤが装着された場合に、携帯機器ＰＤの第１の面Ｆ１と、携帯機器ＰＤの第１の面Ｆ１の裏側の面である第２の面Ｆ２と、携帯機器ＰＤの第１の面Ｆ１と第２の面Ｆ２とに接する側面である第３の面Ｆ３と、を覆う基部材１０と；基部材１０に取り付けられた、基部材１０よりも熱伝導率が高い熱伝導シート２０とを備え；基部材１０は、第１の面Ｆ１に接触する第１の部分１１と、第２の面Ｆ２に接触する第２の部分１２と、第１の部分１１と第２の部分１２とをつなぐ第３の部分１３とを有すると共に、第２の部分１２が第２の面Ｆ２に接触した状態と第２の面Ｆ２から離れた状態との間を移動することができるように曲げ伸ばし可能に構成され；熱伝導シート２０は、携帯機器ＰＤの第１の面Ｆ１が第１の部分１１に接触するように携帯機器ＰＤが装着された場合に、第１の部分１１から第２の部分１２の側に向かって延びるように第１の部分１１の内部と外部とにまたがって配置されている。

このように構成すると、簡便な構成で、携帯機器の熱を、第１の部分から熱伝導シートを介して第１の部分の外側に伝えて、第１の部分の外側から放散することができる。

また、本発明の第２の態様に係る携帯機器用カバーは、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第１の態様に係る携帯機器用カバー１において、第３の部分１３における熱伝導シート２３が人工グラファイトで構成されている。

このように構成すると、第１の部分の内部から外部への熱伝導性能の低下を抑制しつつ、カバーの開閉を円滑に行うことができる。

また、本発明の第３の態様に係る携帯機器用カバーは、例えば図２（Ｂ）に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る携帯機器用カバー１において、第１の部分１１における熱伝導シート２０と基部材１０とが接着材３１を介して接合されている。

このように構成すると、熱伝導シートを基部材に対して適切に固定することができる。

また、本発明の第４の態様に係る携帯機器用カバーは、例えば図２（Ｂ）を参照して示すと、上記本発明の第３の態様に係る携帯機器用カバー１において、第１の部分１１における熱伝導シート２０がグラファイトを含んで構成され；接着材３１がポリビニルアセタール樹脂を含んで構成されている。

このように構成すると、第１の部分における熱伝導を促進させることができると共に、グラファイトを基部材に対して適切に固定することができる。

また、本発明の第５の態様に係る携帯機器用カバーは、例えば図２（Ｂ）を参照して示すと、上記本発明の第３の態様又は第４の態様に係る携帯機器用カバー１において、接着材３１が熱伝導性フィラーを含んで構成されている。

このように構成すると、携帯機器から熱伝導シートへの熱伝達性能を向上させることができる。

また、本発明の第６の態様に係る携帯機器用カバーは、例えば図４に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る携帯機器用カバー１Ａにおいて、第１の部分１１における熱伝導シート２０がグラファイトを含んで構成され；第１の部分１１における携帯機器ＰＤが接する面に設けられたタック性を有する貼付部材４６と、貼付部材４６とグラファイト２０との間に設けられた所定の熱伝導性を有する第１の補強部材４１とをさらに備える。

このように構成すると、携帯機器を貼付部材に密着させることができて携帯機器からカバーへの熱伝達を促進させることができると共に、グラファイトの剥離を抑制することができる。

また、本発明の第７の態様に係る携帯機器用カバーは、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つの態様に係る携帯機器用カバー１において、熱伝導シート２０の厚さが１０μｍ〜３００μｍである。

このように構成すると、熱伝導性能を確保しつつ、軽量で設計の自由度が高いカバーとすることができる。

また、本発明の第８の態様に係る携帯機器用カバーは、例えば図５に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第７の態様のいずれか１つの態様に係る携帯機器用カバー１Ｂにおいて、第２の部分１２に設けられた第２の補強部材５３をさらに備える。

このように構成すると、第２の部分の剛性を確保することができてカバーの開け閉めが容易になる。

本発明によれば、簡便な構成で、携帯機器の熱を、第１の部分から熱伝導シートを介して第１の部分の外側に伝えて、第１の部分の外側から放散することができる。

本発明の実施の形態に係るスマートフォンカバーの斜視図である。 （Ａ）は本発明の実施の形態に係るスマートフォンカバーの平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIIＢ−IIＢ矢視断面図である。 ポリビニルアセタール樹脂に存在し得る構成単位の化学式を示す図である。 （Ａ）は本発明の実施の形態の第１の変形例に係るスマートフォンカバーの平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIVＢ−IVＢ矢視断面図である。 （Ａ）は本発明の実施の形態の第２の変形例に係るスマートフォンカバーの平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＶＢ−ＶＢ矢視断面図である。 実施例及び比較例における放熱特性の測定結果を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係る携帯機器用カバーとしてのスマートフォンカバー１（以下、略して「スマホカバー１」という。）を説明する。図１は、スマホカバー１の斜視図であり、内部構造の把握を容易にするために一部を切り欠いて示している。図２（Ａ）はスマホカバー１の平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるIIＢ−IIＢ矢視断面図である。図２に示すスマホカバー１は、構造の把握を容易にするために寸法を誇張して示している。スマホカバー１は、携帯機器としてのスマートフォンＰＤ（以下、略して「スマホＰＤ」という。）を概ね全体的に覆う基部材１０と、基部材１０に取り付けられた熱伝導シートとしてのグラファイトシート２０とを備えている。

スマホカバー１が保護するスマホＰＤは、基本形状が長方形で、概ね５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚さを持つ板状に形成されている。基本形状が長方形とは、全体として見れば長方形であるが、角部を円弧状に形成する等、細部に厳密な長方形が表れない部分が含まれ得ることを表現している。スマホＰＤの厚さは、薄型化の要請を反映させて５ｍｍ未満となる場合があり、反対に、用途によっては１０ｍｍを超える場合もある。スマホＰＤは、裏面Ｆ１及び表面Ｆ２が概ね平坦に形成されている。裏面Ｆ１は、画像読み取り用のレンズ（カメラレンズ）が設けられており、また、持ち易さの観点から外周部分が丸みを帯びており、平坦ではない部分が含まれている。表面Ｆ２は、スピーカやマイクが設けられており、平坦ではない部分が含まれている。また、表面Ｆ２には画面が設けられている。本実施の形態では、裏面Ｆ１が第１の面に相当し、表面Ｆ２が第２の面に相当する。スマホＰＤに内蔵されているＣＰＵは、スマホＰＤの使用により負荷が掛かると発熱するようになっている。

基部材１０は、背面部１１と、上面部１２と、側面部１３とを有している。背面部１１は、スマホＰＤの裏面Ｆ１が接触する部位であり、第１の部分に相当する。スマホカバー１は、スマホＰＤが装着された場合に、スマホＰＤが背面部１１に固定されるように構成されている。背面部１１には、スマホＰＤを着脱可能に固定する固定部材９１が設けられている。背面部１１は、スマホＰＤの裏面Ｆ１より一回り大きい長方形状となっている。背面部１１が裏面Ｆ１よりも一回り大きいとは、スマホカバー１にスマホＰＤが装着された場合に、裏面Ｆ１の外周部分を保護することができるように背面部１１の外周が裏面Ｆ１の外周よりも外側となる一方で、持ちにくさを低減するために裏面Ｆ１からの背面部１１の出っ張りが極力小さくなる状態である。上面部１２は、表面Ｆ２が接触する部位であり、第２の部分に相当する。上面部１２は、典型的には背面部１１に対して形状及び大きさが等しくなっている。側面部１３は、背面部１１の長方形状の長辺の１つと、上面部１２の長方形状の長辺の１つとをつなぐ部位であり、第３の部分に相当する。側面部１３は、スマホカバー１にスマホＰＤが装着されて上面部１２を表面Ｆ２に接触させた場合に、スマホＰＤの側面Ｆ３に対向する。スマホＰＤの側面Ｆ３は、裏面Ｆ１と表面Ｆ２との間でこれらに概ね直交する面（裏面Ｆ１及び表面Ｆ２に辺で接する面）であって、板状の厚さに相当する面であり、第３の面に相当する。側面部１３は、スマホＰＤの裏面Ｆ１の長辺の一方に隣接する側面Ｆ３に対して、形状及び大きさが概ね等しくなっている。

基部材１０は、本実施の形態では、シリコーンゴム等のエラストマーで形成されている。基部材１０は、放熱フィラー（遠赤外線放射率重視のフィラー）を含んでいてもよい。基部材１０は、本実施の形態では、背面部１１と、上面部１２と、側面部１３とが、同じ材料で一体に形成されている。なお、基部材１０の外側（スマホＰＤが装着される面の反対側）に、人工あるいは天然皮革や硬化樹脂等の外装材（不図示）を取り付けて、意匠性の向上や基部材１０の保護を図ってもよい。基部材１０は、スマホカバー１にスマホＰＤが装着された場合に、側面部１３まわりに上面部１２を回動させることで開け閉めすることができるように構成されている。換言すれば、上面部１２がスマホＰＤの表面Ｆ２に接触した状態と、上面部１２が背面部１１と同一平面に存在する状態との間を移動することができるように曲げ伸ばし可能に構成されている。基部材１０は、さらに、上面部１２が、側面部１３まわりにスマホＰＤの表面Ｆ２から遠ざかるように回動させて背面部１１の外側に接することができるように構成されていてもよい。なお、スマホカバー１を閉じるとは上面部１２が表面Ｆ２に接触した状態にすることであり、開けるとは上面部１２を表面Ｆ２から離して表面Ｆ２に設けられた画面を視認できる状態にすることである。

グラファイトシート２０は、基部材１０よりも熱伝導率が高い部材であり、本実施の形態では基部材１０の内部に配置されている。グラファイトシート２０を基部材１０の内部に配置するには、以下の方法が挙げられる。基部材１０を形成する際に、一旦予定（設計厚さ）よりも薄く形成し、グラファイトシート２０を配置したうえで、再び基部材１０を形成する材料をグラファイトシート２０の上に積層する。あるいは、基部材１０を形成する材料を型に流し込む際にグラファイトシート２０を埋めて基部材１０とグラファイトシート２０とを一体に成形してもよい。このようにすると、グラファイトシート２０が露出しないため、グラファイトシート２０の成分がスマホＰＤに付着することを防ぐことができる。グラファイトシート２０は、スマホＰＤが装着される面に極力近づいて設置されていることが好ましい。

グラファイトシート２０は、本実施の形態では、平面視（図２（Ａ）参照）において、スマホＰＤの裏面Ｆ１よりも小さい矩形状に形成され、基部材１０の背面部１１と側面部１３と上面部１２とにまたがって配置されている。以下、グラファイトシート２０について、説明の便宜上、背面部１１に配置されているものを背面シート２１、上面部１２に配置されているものを上面シート２２、側面部１３に配置されているものを側面シート２３という場合がある。グラファイトシート２０は、背面部１１においては、スマホカバー１にスマホＰＤが装着された場合に、発熱が大きい部分（典型的にはＣＰＵまわり）を覆うように配置されているが、側面部１３及び上面部１２においては、背面部１１のスマホＰＤが接触している部分から１ｃｍ以上、より好ましくは２ｃｍ以上はみ出るように配置されている。グラファイトシート２０の、背面部１１でスマホＰＤが接触している部分から側面部１３及び上面部１２へのはみ出しに関し、このはみ出し部分の面積が大きいほど放熱量が増加するが、大きくなるほどグラファイトシート２０の端部の温度が低くなるので、放熱量／グラファイトシート２０の面積で表される放熱の効率が低くなってしまう。したがって、グラファイトシート２０は、上面部１２及び側面部１３の全面を覆う必要は必ずしもなく、背面部１１からのはみ出しの長さ、すなわち上面シート２２及び側面シート２３の合計は、５ｃｍ以下としてもよく、３ｃｍあるいは４ｃｍ程度としてもよい。

グラファイトシート２０は、本実施の形態では、人工グラファイトシートが用いられている。本明細書では、人工グラファイトシートと天然グラファイトシートとの区別を熱伝導率によって行うこととし、熱伝導率が１０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のものが人工グラファイトシートに該当し、１０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満のものが天然グラファイトシートに該当することとする。人工グラファイトシートは、典型的には、ポリイミドを蒸し焼きにして生成することができ、熱伝導率が１５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。人工グラファイトシートの熱伝導率は、２５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度まで得ることができる。また、人工グラファイトシートは、厚さ方向よりも幅方向の熱伝導率が高いので、特に上面シート２２における幅方向への伝熱効率が高く、放熱面を広くとることができる。グラファイトシート２０に関して言及している熱伝導率は、特に断りがない場合は幅方向の値である。本実施の形態で用いられる人工グラファイトシートにおける幅方向の熱伝導率の厚さ方向の熱伝導率に対する比（幅方向の熱伝導率／厚さ方向の熱伝導率）は、１０以上、好ましくは３０以上、より好ましくは５０以上、さらに好ましくは７０以上である。天然グラファイトシートは、典型的には、天然黒鉛を粒状化したものをバインダー（接合剤）で固めて生成することができ、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。人工グラファイトシートは、天然グラファイトシートに比べ、上述のように熱伝導率が大幅に高いほか、可撓性がよく、厚さを薄く形成することができるという特性を有している。本実施の形態では、グラファイトシート２０が人工グラファイトシートで形成されているので、スマホカバー１を開閉するために曲げ伸ばしされる側面シート２３部分において、グラファイトシート２０が損傷することを抑制することができる。グラファイトシート２０の厚さは、１０μｍ〜３００μｍとすることが好ましく、熱伝導性を確保する観点からより好ましくは１７μｍ以上、さらに好ましくは２５μｍ以上とするとよく、軽量化及び基部材１０への設置のし易さの観点からより好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは７０μｍ以下とするとよく、本実施の形態では概ね２５μｍとしている。

グラファイトシート２０は、本実施の形態では、図２（Ｂ）に示すように、ポリビニルアセタール樹脂３１（以下「ＰＶアセタール樹脂３１」という。）でコーティングされている。ＰＶアセタール樹脂３１は、グラファイトよりもエラストマーとの接着性が高いため、グラファイトシート２０の基部材１０（エラストマー）への固定をより確かにする機能を持つ。換言すれば、ＰＶアセタール樹脂３１は、グラファイトシート２０と基部材１０とを接着する接着材として機能する。ポリビニルアセタール樹脂は、一般に、ポリビニルアルコールにアルデヒドを反応させて製造することができる。ポリビニルアルコールに反応させるアルデヒドとして、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロパナール、ブタナール、イソブタナール、ペンタナール、ヘキサナール、ヘプタナール、オクタナール、ノナナール、イソノナナール、及びデカナールからなる群から選択された１つ以上のアルデヒドを用いることができる。ＰＶアセタール樹脂３１として、グラファイトとの接着性及び耐熱性等の観点から好ましくはポリビニルホルマールが用いられるが、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセトアセタール、あるいはこれらの誘導体が用いられてもよい。ＰＶアセタール樹脂３１は、図３（Ａ）に示す構成単位Ａ、図３（Ｂ）に示す構成単位Ｂ、及び図３（Ｃ）に示す構成単位Ｃを含んでいてもよい。なお、図３（Ａ）に示す構成単位Ａ中、Ｒは独立に水素又は炭素数１〜５のアルキルである。また、ＰＶアセタール樹脂３１は、上述の構成単位Ａ、Ｂ、Ｃに加え、図３（Ｄ）に示す構成単位Ｄをさらに含んでいてもよい。なお、図３（Ｄ）に示す構成単位Ｄ中、Ｒ^１は独立に水素又は炭素数１〜５のアルキルである。

また、ＰＶアセタール樹脂３１は、熱伝導性フィラー（熱伝導率重視のフィラー）を含んでいてもよい。熱伝導性フィラーを例示すると、金属粉、金属酸化物粉、金属窒化物粉、金属水酸化物粉、金属酸窒化物粉及び金属炭化物粉等の金属又は金属化合物含有フィラー、並びに炭素材料を含むフィラー等が挙げられる。金属粉としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル等の金属及びこれらの金属を含有する合金からなる粉等が挙げられる。金属酸化物粉としては、酸化アルミニウム粉、酸化亜鉛粉、酸化マグネシウム粉、酸化ケイ素粉、ケイ酸塩粉等が挙げられる。金属窒化物粉としては、窒化アルミニウム粉、窒化ホウ素粉、窒化ケイ素粉等が挙げられる。金属水酸化物粉としては、水酸化アルミニウム粉、水酸化マグネシウム粉等が挙げられる。金属酸窒化物粉としては、酸化窒化アルミニウム粉等が挙げられ、金属炭化物粉としては、炭化ケイ素粉、炭化タングステン粉等が挙げられる。

引き続き図１及び図２を参照して、スマホカバー１の作用を説明する。スマホカバー１は、保護する対象のスマホＰＤを装着して使用する。スマホカバー１にスマホＰＤを装着するには、スマホＰＤの裏面Ｆ１が基部材１０の背面部１１に接するように載置して、固定部材９１と背面部１１との間にスマホＰＤを通す。スマホＰＤを固定部材９１に通す際、裏面Ｆ１を背面部１１に沿って長手方向に往復移動させ、スマホＰＤを片方ずつ固定部材９１に通すとよい。スマホカバー１にスマホＰＤを装着すると、スマホＰＤの表面Ｆ２が上を向いており、スマホＰＤの画面を視認できる状態になっている。スマホカバー１は折り畳み可能に構成されており、上面部１２が表面Ｆ２に接触するようにスマホカバー１を閉じることで、スマホＰＤ全体を衝撃や外傷から保護することができる。スマホカバー１が装着されたスマホＰＤは、スマホカバー１を閉じた状態で持ち運ぶとよい。

スマホカバー１が装着されたスマホＰＤを使用する際は、スマホＰＤの表面Ｆ２に接触している上面部１２を開けて、スマホＰＤの画面が見える状態にする。開けた上面部１２は、手で支えずに自然に垂らした状態にしてもよく、背面部１１の外側に接触させてスマホＰＤと背面部１１と上面部１２とをまとめてつかむようにしてもよい。上面部１２を開ける際、本実施の形態に係るスマホカバー１では、基部材１０に取り付けられているグラファイトシート２０が人工グラファイトで構成されているので、曲げ伸ばしの変形に耐えることができ、グラファイトシート２０の損傷を抑制することができる。スマホカバー１を開け、スマホＰＤを作動させると、ＣＰＵから発熱があり、使用状況によっては高温になる場合がある。例えば、電子メールやＳＮＳ等の比較的負荷の小さいアプリケーションの使用時には発熱量が比較的少ないが、グラフィックに凝ったゲームを長時間行うと発熱量が多くなる。

本実施の形態に係るスマホカバー１では、スマホＰＤから発生した熱が、背面シート２１に伝達する。このとき、スマホＰＤと背面シート２１との間に基部材１０が介在しているが、基部材１０を構成するエラストマーも熱伝導性を有するため、スマホＰＤで発生した熱は背面シート２１に伝わる。そして、背面シート２１に伝達した熱は、側面シート２３、上面シート２２へと伝わる。このとき、グラファイトシート２０は、基部材１０を構成するエラストマーよりも熱伝導率が高いので、背面シート２１に伝達された熱は比較的速く側面シート２３及び上面シート２２に伝導する。側面シート２３及び上面シート２２に伝導した熱は、スマホＰＤが接触していない側面部１３及び／又は上面部１２から大気へと放散する。このように、スマホカバー１を使用すると、スマホＰＤで発生した熱を、グラファイトシート２０を介して大気へと放散することができるので、スマホＰＤの過度な温度上昇を抑制することができる。特に、スマホカバー１は、２つ折りのタイプで、開いたときにスマホＰＤに接触しない部分（上面部１２及び側面部１３）が生じる構成であり、グラファイトシート２０を背面部１１から上面部１２及び側面部１３にまたがって配置しているので、放熱を促進させることができる。仮に、カバーがスマホＰＤの裏面Ｆ１及び側面Ｆ３を覆って常時全体的にスマホＰＤに接触しているタイプのものの場合、放熱量は本実施の形態に係るスマホカバー１には及ばないであろう。

以上で説明したように、本実施の形態に係るスマホカバー１によれば、基部材１０に配置されたグラファイトシート２０が背面部１１から側面部１３及び上面部１２にわたってまたがっているので、スマホＰＤで発生した熱を、グラファイトシート２０を介して背面部１１から側面部１３及び上面部１２に伝えて、側面部１３及び／又は上面部１２から放散することができる。また、グラファイトシート２０が人工グラファイトシートで構成されているので、熱伝導性能の低下を抑制しつつスマホカバー１の開閉を円滑に行うことができる。また、グラファイトシート２０と基部材１０とが熱伝導性フィラーを含有するＰＶアセタール樹脂３１を介して接続（接合）されているので、スマホＰＤからグラファイトシート２０への熱伝導を促進させることができると共に、グラファイトシート２０を基部材１０に適切に固定することができる。

次に図４を参照して、本発明の実施の形態の第１の変形例に係るスマホカバー１Ａを説明する。図４（Ａ）はスマホカバー１Ａの平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）におけるIVＢ−IVＢ矢視断面図である。図４に示すスマホカバー１Ａは、構造の把握の容易のために寸法を誇張して示している。スマホカバー１Ａは、スマホカバー１（図２参照）と比較して、背面補強材４１と、貼付部材４６とが、基部材１０の背面部１１に取り付けられていることが主に異なっている。背面補強材４１は、所定の熱伝導性を有する薄板状の部材であり、第１の補強部材に相当する。所定の熱伝導性を有する部材は、典型的には、スマホＰＤから発生した熱のうち外部（典型的には大気）に放出したい単位時間あたりの熱量をグラファイトシート２０に伝達することができる特性を有する部材であり、部材の厚さや熱伝導率と関係する。このときのスマホＰＤから発生した熱は、許容範囲で最高温度となったスマホＰＤから発生する熱を想定するとよい。背面補強材４１は、背面部１１の表面（スマホＰＤが取り付けられる側の面）に、概ね背面部１１全体を覆うように設けられている。背面補強材４１は、本変形例では、金属板で構成されており、この金属板を構成する金属層として、銀、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、チタン、及びこれらの金属の少なくとも１つを含有する合金からなる群より選択された１つを少なくとも含んで構成されている。背面補強材４１を構成する金属層は、特に、熱伝導の観点からは銀、銅、アルミニウムを用いるとよく、軽量化の観点からはチタンを用いるとよい。背面補強材４１は、金属のように電波が通過しにくい材料で構成されて背面部１１全体を覆うような大きさに形成されている場合は、近距離通信用等のアンテナがある部分に穴をあけて電波が通るように構成されるとよい。

貼付部材４６は、本変形例では、背面補強材４１と概ね同じ大きさの薄板状に形成されており、背面補強材４１の表面（背面部１１が接する面とは反対の面）に設けられている。貼付部材４６は、タック性（粘着性）を有する材料で構成されており、本変形例ではシリコーン等の高タック性樹脂層で構成されている。貼付部材４６は、スマホＰＤの裏面Ｆ１が接触する部材となる。したがって、本変形例に係るスマホカバー１Ａでは、スマホＰＤが装着される側から見て、貼付部材４６、背面補強材４１、基部材１０の背面部１１の順に積層されていることになる。貼付部材４６と、背面補強材４１と、背面部１１との接着性を向上させる観点から、背面補強材４１に複数の小孔（不図示）を形成し、貼付部材４６の一部と背面部１１の一部とが小孔を介して接続されるようにするとよい。背面補強材４１に形成される小孔の大きさは、小孔の数との兼ね合いで、貼付部材４６と背面部１１との接続を必要な強度を確保できる範囲で極力小さくすると、グラファイトシート２０への伝熱性能の低下を抑制することができるため好ましい。貼付部材４６の厚さは、スマホＰＤ及び背面補強材４１に密着できればよく、伝熱性能の低下を抑制する観点からは極力薄い方が好ましいところ、１０μｍ〜１０００μｍとすることが好ましく、２０μｍ〜５００μｍとすることがより好ましい。

上記の構成のほか、スマホカバー１Ａでは、グラファイトシート２０の大きさが、スマホカバー１（図２参照）よりも大きくなっており、背面シート２１の大きさがスマホＰＤの投影面積の約８０％の大きさとなっており、上面シート２２の大きさが背面シート２１と概ね同じ大きさとなっており、側面シート２３が背面シート２１と上面シート２２とをつなぐ大きさとなっている。スマホカバー１Ａにおいて、グラファイトシート２０の大きさがスマホカバー１（図２参照）のものよりも大きくなっているのは、スマホＰＤの主たる発熱部分（典型的にはＣＰＵ）の配置が異なる複数種類のスマホＰＤの装着に対応できる汎用型のものを例示したためであり、スマホＰＤの主たる発熱部分（ＣＰＵ）の配置が分かっている特定種類のスマホＰＤに対応すれば足りる場合は、スマホカバー１（図２参照）のものと同程度の大きさとしてもよい。なお、図４（Ａ）に示すようにグラファイトシート２０がスマホＰＤの投影面積の大部分を覆う場合は、近距離通信用等のアンテナがある部分に穴をあけて電波が通るように構成される。スマホカバー１Ａの上記以外の構成は、スマホカバー１（図２参照）と同様である。

上述のように構成されたスマホカバー１Ａでは、スマホＰＤが接触する貼付部材４６が高タック性樹脂層で構成されているので、スマホＰＤの裏面Ｆ１がスマホカバー１Ａに密着することになり、スマホＰＤからスマホカバー１Ａへの熱伝達性能を向上させることができる。なお、単にスマホＰＤが接触する部分がタック性を有する材料で構成されたカバーでは、スマホＰＤをカバーから外すときに、比較的剥離し易いグラファイトシートの層が剥がれてしまう場合があり得るが、本変形例に係るスマホカバー１Ａでは、背面補強材４１が設けられているので、グラファイトシート２０の剥離を抑制することができる。

次に図５を参照して、本発明の実施の形態の第２の変形例に係るスマホカバー１Ｂを説明する。図５（Ａ）はスマホカバー１Ｂの平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＶＢ−ＶＢ矢視断面図である。図５に示すスマホカバー１Ｂは、構造の把握を容易にするために寸法を誇張して示している。スマホカバー１Ｂは、スマホカバー１Ａ（図４参照）と比較して、上面補強材５３と、保護部材５５とが、基部材１０の上面部１２に取り付けられていることが主に異なっている。上面補強材５３は、本変形例では薄板状の部材であり、第２の補強部材に相当する。上面補強材５３は、所定の熱伝導性を有し、かつ、上面シート２２に接していると、上面部１２からの放熱が促進されるので好ましい。上面補強材５３は、本変形例では、上面部１２の表面に概ね上面部１２全体を覆うように設けられており、背面補強材４１と概ね同じ大きさに形成されている。また、上面補強材５３は、背面補強材４１として採用し得る材料で形成することができ、背面補強材４１と同じ材料で形成されていてもよく異なる材料で形成されていてもよい。なお、上面補強材５３には、背面補強材４１で形成することとしたアンテナ部分の穴を形成しなくてよい。

保護部材５５は、スマホカバー１Ｂを閉じたときに上面補強材５３がスマホＰＤの表面Ｆ２に接触して表面Ｆ２が損傷することを回避するために設けられた部材であり、本変形例では比較的軟らかいエラストマー等の弾性に富む樹脂で構成されている。保護部材５５は、本変形例では、上面補強材５３と概ね同じ大きさの薄板状に形成されており、上面補強材５３の表面（上面部１２が接する面とは反対の面）に設けられている。保護部材５５は、タック性のない樹脂で構成されていると、スマホＰＤの表面Ｆ２からの剥離性が向上するため好ましい。本変形例に係るスマホカバー１Ｂでは、スマホＰＤの表面Ｆ２が接触する側から見て、保護部材５５、上面補強材５３、基部材１０の上面部１２の順に積層されている。保護部材５５と、上面補強材５３と、上面部１２との接着性を向上させる観点から、上面補強材５３に複数の小孔（不図示）を形成し、保護部材５５の一部と上面部１２の一部とが小孔を介して接続されるようにするとよい。上面補強材５３に形成される小孔の大きさは、小孔の数との兼ね合いで、保護部材５５と上面部１２との接続を必要な強度を確保できる範囲で極力小さくするとよい。なお、保護部材５５は、状況に応じて省略してもよい。スマホカバー１Ｂの上記以外の構成は、スマホカバー１Ａ（図４参照）と同様である。

上述のように構成されたスマホカバー１Ｂでは、上面補強材５３が設けられているので、上面部１２が軟らかい材料で構成されている場合であっても、上面部１２の剛性を確保することができ、スマホカバー１Ｂの開け閉めが容易になる。また、タック性のない樹脂で構成された保護部材５５が設けられているので、スマホカバー１Ｂを閉じたときにスマホＰＤの表面Ｆ２を傷等から保護することができると共に、スマホカバー１Ｂを開けるときに保護部材５５が表面Ｆ２から速やかに離れるため大きな力を加えることなくスマホカバー１Ｂを開けることができる。

以上の説明では、携帯機器がスマートフォンであるとしたが、タブレット端末、ポータブルメディアプレーヤー、ＰＤＡ、電子辞書、電卓等の、持ち運び可能で発熱がある機器であってもよい。

以上の説明では、基部材１０がシリコーンゴム等のエラストマーで背面部１１と上面部１２と側面部１３とが一体に形成されているとしたが、スマホＰＤの保護及びスマホＰＤで生じた熱の放散の観点から採用可能なエラストマー以外の材料で形成されていてもよく、背面部１１及び／又は上面部１２及び／又は側面部１３がそれぞれ別体で構成されたものが接続されて構成されていてもよい。

以上の説明では、グラファイトシート２０が人工グラファイトシートであるとしたが、天然グラファイトシートを含んでいてもよい。天然グラファイトシートを含む場合、天然グラファイトシートは比較的曲げに弱いため、少なくとも側面シート２３は人工グラファイトシートとするとよい。また、熱伝導シートがグラファイトシート２０であるとしたが、銅箔やアルミニウム箔等の金属箔であってもよい。

以上の説明では、接着材がＰＶアセタール樹脂３１であるとしたが、アクリル樹脂系やシリコーンゴム系の樹脂を用いてもよい。また、以上の説明では、熱伝導シート（グラファイトシート２０）が接着材（ＰＶアセタール樹脂３１）でコーティングされているとしたが、熱伝導シートが接着材を介さずに基部材１０に取り付けられていてもよい。

以上の説明では、背面補強材４１が金属で構成されているとしたが、グラファイトシート２０よりも厚いグラファイトシートで構成されていてもよい。

以上の説明では、貼付部材４６がシリコーン等の高タック性樹脂層で構成されているとしたが、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、アクリルゴム等、タック性を有する比較的軟らかい、シリコーン以外の材料で構成されていてもよい。

以下、実施例を説明する。以下に説明する実施例は、例示を目的としたものに過ぎない。本発明の範囲は、以下に説明する実施例に限定されない。以下に説明する実施例では、複数種類のスマートフォンカバーを製作し、各スマートフォンカバーの放熱特性を検証した。各スマートフォンカバーには、スマホＰＤの代替えとして、トランジスタを取り付けた銅板（以下「トランジスタ付銅板」という。）を装着した。トランジスタ付銅板は、５５ｍｍ×９０ｍｍ×０．４ｍｍの長方形の銅板に、ＴＯ２２０サイズのパワートランジスタ（２ＳＤ２０１２）を取り付けて構成した。トランジスタは、その発熱中心が、銅板の左上角より右に１ｃｍ、下に２ｃｍに位置するように、銅板に貼り付けた。トランジスタ付銅板を用いたのは、ＣＰＵに掛かる負荷の変動に応じて発熱量が変化するスマホＰＤに比べて、発熱量を安定させるためである。

（実施例１）
図２に示すスマホカバー１を基に、ＰＶアセタール樹脂３１を省略してグラファイトシート２０を基部材１０に直接貼り付けたスマートフォンカバーを実施例１とした。基部材１０として、株式会社サンプラテック製の１ｍｍ厚のシリコンシートを１００ｍｍ×１２５ｍｍにカットしたものを用いた。グラファイトシート２０として、グラフテックインターナショナル製のｅ−ＧＲＡＦ ＳＳ１５００（厚み２５μｍ）の人工グラファイトシートの片面に両面粘着シート（日栄化工株式会社製ＮｅｏＦＩＸ−３０）を貼り付けたものを４５ｍｍ×１１５ｍｍにカットしたものを用いた。このグラファイトシート２０を、基部材１０に対して、グラファイトシート２０の上端及び左右の端が基部材１０の上端及び左右の端からそれぞれ５ｍｍずつ内側になる位置に横長に取り付けた。これからさらに、スマホＰＤ代替えのトランジスタ付銅板が接触する側（背面部１１側）に１００ｍｍ×６０ｍｍの上述した両面粘着シートを貼り付けて、トランジスタ付銅板を固定できるようにした。

（実施例２）
図５に示すスマホカバー１Ｂを基に、保護部材５５を省略した構成を実施例２とした。基部材１０として、株式会社カネカ製のＳＩＢＳＴＡＲ（登録商標）のグレード１０２Ｔのイソブチレン系熱可塑性エラストマー（ＰＩＢＲ）のペレットを、１８０℃に温度を調整した加熱プレス（株式会社東洋精機製作所製ミニテストプレス）と１ｍｍ厚のステンレス板製スペーサーを用いてプレスして１ｍｍ厚のシートを製作し、このシートを９０ｍｍ×１２５ｍｍにカットしたものを用いた。グラファイトシート２０として、実施例１で用いたのと同じ材料（グラフテックインターナショナル製の２５μｍ厚のｅ−ＧＲＡＦ ＳＳ１５００）を９０ｍｍ×１２５ｍｍにカットしたものを用いた。実施例２では、グラファイトシート２０に、ＰＶアセタール樹脂３１として、ＪＮＣ株式会社製のビニレックＫ（登録商標）のポリビニルホルマールの１０重量％Ｎ−メチルピロリドン溶液を塗布して乾燥させたものを製膜した。ポリビニルホルマール樹脂層は、グラファイトシート２０の両面に、それぞれの厚みが２μｍとなるように塗布回数を調整して製膜した。なお、製膜は片面ずつ行った。ポリビニルホルマールを製膜したグラファイトシート２０を基部材１０に重ね、さらに背面部１１及び上面部１２に相当する位置におけるグラファイトシート２０に背面補強材４１及び上面補強材５３としてそれぞれ５５ｍｍ×９０ｍｍ×０．２ｍｍのチタン板を重ね、これを１５０℃に温度を調整した上述の加熱プレスに挟み込み、２０ｋｇｆ／ｃｍ^２（１．９６ＭＰａ）の圧力で１０分間熱圧着した。熱圧着後のシートに、貼付部材４６として実施例１で用いた両面粘着シートを取り付けた。

（実施例３）
実施例３では、実施例２のスマートフォンカバーから、基部材１０並びに背面補強材４１及び上面補強材５３の素材を変更した。基部材１０は、以下のようにして製作した。まず、実施例２で用いたＰＩＢＲペレット２５ｇと、電気化学工業株式会社製のデンカボロンナイトライド（登録商標）ＳＧＰの窒化ホウ素粉末１５ｇと、丸ス釉薬合資会社製ＳＳ−６００（平均粒径２．６μｍ）の合成コージェライト粉末１０ｇとを、混練機（株式会社東洋精機製作所製ミニマックス）を使用して、２４０℃、６０Ｖで混練した。混練機から出てきたストランドは、混練機に付属のペレタイザーを用いてペレット化して放熱エラストマーとし、この放熱エラストマーを基部材１０の原料とした。背面補強材４１及び上面補強材５３としては、グラフテックインターナショナル製のｅ−ＧＲＡＦ ＳＳ５００（厚み７６μｍ）の天然グラファイトシートを用いた。これらの点以外の実施例３の加工条件や構成は、各部材の寸法を含めて実施例２と同じである。

（比較例）
比較例は、実施例１のスマートフォンカバーから、グラファイトシート２０を取り除いたものとした。グラファイトシート２０を取り除いた以外の比較例の構成は、実施例１と同じである。

（放熱特性）
上述した実施例１〜３及び比較例のスマートフォンカバーに、トランジスタ付銅板をスマホＰＤの代替えとして装着した。トランジスタ付銅板は、各スマートフォンカバーの背面部１１に相当する位置の表面に設けられている両面粘着シートを介して装着した。そして、トランジスタ付銅板を装着した各スマートフォンカバーを２７．７℃に保った無風室に３０分以上静置した後、トランジスタ付銅板のトランジスタに電圧１．０Ｖ、電流０．７３Ａを印加し、９００秒後のトランジスタの温度を記録した。トランジスタの温度は、トランジスタの、銅板に貼り付けられた面とは反対側の面における発熱中心の位置に直接貼り付けた熱電対（理科工業株式会社製ＳＴ−５０）で測定した。トランジスタに一定の電流×電圧を印加しておけば、一定量の発熱が起きるので、スマートフォンカバーの放熱能力が高ければトランジスタの温度は上がりにくく、放熱能力が低ければトランジスタの温度が高くなることが見込まれる。

図６に、電流×電圧を印加してから９００秒後のトランジスタの温度の測定結果を示す。なお、基準として、スマートフォンカバーに装着されていないトランジスタ付銅板のトランジスタの温度の測定結果を併記すると共に、実施例１〜３及び比較例における測定結果の基準温度との差も併記した。図６に示す結果から、実施例１と比較例とを比較すると、人工グラファイトシートにより発熱部の熱を、蓋（上面部１２）のほうまで広げて放熱させることにより、効果的にトランジスタの温度を下げることができることがわかった。さらに、実施例１と実施例２の比較により、グラファイトシート２０を全面に広げると、放熱面積がさらに広くなり、放熱性能が高くなることがわかった。また、実施例２と実施例３の比較により、外装（基部材１０）のエラストマーに、放熱フィラーを複合化しておくことにより、樹脂自体の熱伝導率が高くなるばかりでなく、遠赤外線の放射率も高くなるので、より放熱性能が高くなることがわかった。

１、１Ａ、１Ｂ スマートフォンカバー
１０ 基部材
１１ 背面部
１２ 上面部
１３ 側面部
２０ グラファイトシート
２１ 背面シート
２２ 上面シート
２３ 側面シート
３１ ＰＶアセタール樹脂
４１ 背面補強材
４６ 貼付部材
５３ 上面補強材
Ｆ１ 裏面
Ｆ２ 表面
Ｆ３ 側面
ＰＤ スマートフォン

Claims (8)

1. 板状の携帯機器が装着されるカバーであって；
   前記携帯機器が装着された場合に、前記携帯機器の第１の面と、前記携帯機器の前記第１の面の裏側の面である第２の面と、前記携帯機器の前記第１の面と前記第２の面とに接する側面である第３の面と、を覆う基部材と；
   前記基部材に取り付けられた、前記基部材よりも熱伝導率が高い熱伝導シートとを備え；
   前記基部材は、前記第１の面に接触する第１の部分と、前記第２の面に接触する第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分とをつなぐ第３の部分とを有すると共に、前記第２の部分が前記第２の面に接触した状態と前記第２の面から離れた状態との間を移動することができるように曲げ伸ばし可能に構成され；
   前記熱伝導シートは、前記携帯機器の前記第１の面が前記第１の部分に接触するように前記携帯機器が装着された場合に、前記第１の部分から前記第２の部分の側に向かって延びるように前記第１の部分の内部と外部とにまたがって配置された；
   携帯機器用カバー。
2. 前記第３の部分における前記熱伝導シートが人工グラファイトで構成された；
   請求項１に記載の携帯機器用カバー。
3. 前記第１の部分における前記熱伝導シートと前記基部材とが接着材を介して接合された；
   請求項１または請求項２に記載の携帯機器用カバー。
4. 前記第１の部分における前記熱伝導シートがグラファイトを含んで構成され；
   前記接着材がポリビニルアセタール樹脂を含んで構成された；
   請求項３に記載の携帯機器用カバー。
5. 前記接着材が熱伝導性フィラーを含んで構成された；
   請求項３または請求項４に記載の携帯機器用カバー。
6. 前記第１の部分における前記熱伝導シートがグラファイトを含んで構成され；
   前記第１の部分における前記携帯機器が接する面に設けられたタック性を有する貼付部材と、前記貼付部材と前記グラファイトとの間に設けられた所定の熱伝導性を有する第１の補強部材とをさらに備える；
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の携帯機器用カバー。
7. 前記熱伝導シートの厚さが１０μｍ〜３００μｍである；
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の携帯機器用カバー。
8. 前記第２の部分に設けられた第２の補強部材をさらに備える；
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の携帯機器用カバー。

Images