JP2008071243A - 表示装置背面に固定可能な簡易コンピュータ - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ファンを搭載せずに、ＣＰＵの効率的な冷却効果を得ることができる構成を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ１０５ａを基板１０５の電子部品搭載面とは逆側に配置し、ＣＰＵ１０５ａと蓋体１０２の間隙に放熱用熱伝導部材１１０を挟むことで、ＣＰＵ１０５ａが発する熱を効率よく蓋体１０２に伝導させる。更に蓋体１０２に放熱フィン１０２ａを形成することで、外気との接触面積をより広くすることができ、これにより外気への排熱を効率よく行うことができる。
【選択図】図１９

Description

本発明は液晶ディスプレーの背面に固定される簡易コンピュータにおいて、省スペース・軽量化・高放熱効率を実現する構成に関する。

通常パソコンと呼称されるコンピュータは、デスクトップ型の場合には、従来、マイコンを搭載したマザーボード（いくつかのマザーボード規格があるが、一番小さいもので９．０インチ（２２９ｍｍ）×７．５インチ（１９１ｍｍ）（ＦｌｅｘＡＴＸ）で、大きなものとなると１２．０インチ（３０５ｍｍ）×１３．０インチ（３３０ｍｍ）（ＡＴ）である）と呼ばれる回路基板とハードディスクやＤＶＤ・ＣＤＲＯＭ等のドライブ装置を備えたＣＰＵと称される大きな箱体と、１５インチから１９インチ程度のモニタと、キーボードとから構成されるのが一般的である。このようなデスクトップ型コンピュータでは、キーボードがなくても良いという発想や、薄く且つまた、大きくて重いＣＰＵをモニタの背中にマウントしてしまおうという発想は全く出てこなかった。

しかしながら、最近になって、特定のアプリケーションプログラムを実行する機能に限定した機器組込み用にカスタマイズされ、ＯＳとしてはウインドウズＸＰが搭載されたインテリジェント端末と呼ばれる簡易型のパソコンが知られるようになってくると、パソコン本体をモニタの背中にマウントしてしまおうという発想は出てこなくもない。非特許文献１には、上記インテリジェント端末の一つの形態のモデュラーコンピュータ（Ｍｏｄｕｌａｒ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）が提案されている。本願において簡易コンピュータとは、これらのインテリジェント端末のことを意味した用語として用いる。

このモデュラーコンピュータの概要は、図７に示すとおりである。図７は上記非特許文献１に開示されたインテリジェント端末機のシステムブロック図の概要を示す。同図に示したように、本システムは以下の特徴を備えている。
（ａ）Ｉ／Ｏ機能については特に搭載するコネクタの種類を限定することで、回路基板の横幅と高さ方向の寸法を小さく構成している（奥行き方向の長さは、所謂回路基板上に実装するＩＣ等の部品点数で決まり、横幅と高さは搭載するコネクタ部品の個々の形状・寸法と数量で一義的に決定される）。
（ｂ）搭載する外部記憶デバイスは静止型のメデイアに限定することで、保守性、信頼性の向上を狙っている。
（ｃ）冷却用の回転ファンを用いない部材のみを採用してシステムを設計することで、省電力、小型化、工業仕様用途（温度５℃〜５５℃、等）対応している。
（ｄ）パソコンとしての使い勝手は汎用機と同等とする代わりに、用途を限定して、民生用と一味違ったものの実現を狙っている。

以上の観点で設計された基本要素概要は以下の通りである。放熱用のフィンを取り付け自然冷却のＣＰＵおよび、動作クロック生成部１、オンボード実装されたＲＡＭ（２５６ＭＢ）２、Ｉ／Ｏデバイスを制御するコンパニオンチップ３、ＬＡＮ接続制御用のイーサネット（登録商標）コントロールチップ４、音声入出力用のオーデイオチップ５、システムＢＩＯＳを格納するＲＯＭ６、ＯＳ及びアプリケーションプログラム格納用のコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリーカード７、システムボード上で必要となる電源を供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータ（電源制御部）８、交流電源から直流電源を作る外付けのＡＣ／ＤＣアダプタ９とＣＰＵである。これらをシステムボード（マザーボード）上に搭載し、かつ外部接続のＩ／Ｏ機器とインタフェイスするコネクタ部としては以下を搭載することで所望のシステムを実現することが出来る。

さらに外部とのインタフェイスとしては、電源ＳＷと表示インジケータ（ＬＥＤランプ）、マイクとスピーカ接続端子、４ポート分のＵＳＢコネクタ（ＵＳＢ２ポート×２個）、ＲＪ４５コネクタ（イーサネット（登録商標）接続用端子）及びミニＤ−Ｓｕｂ１５ピンコネクタ（ＣＲＴ／ＬＣＤモニタ接続端子）を備えている。

一方、一般にＶＥＳＡ規格と呼ばれている規格に、液晶ディスプレーとアームなどを取り付ける規格ＦＰＭＰＭＩ(Flat Panel Monitor Physical Mounting Interface)があり、７５ｍｍ×７５ｍｍ及び１００ｍｍ×１００ｍｍの二つの規格が定められている。非特許文献２に、その規格に合致した「取り付け可能な各メーカーのＶＥＳＡ規格ディスプレー」が挙げられている。

http:／／www.dtresearch.com／datasheets／DT166CE.pdf http:／／www.pageone.co.jp／p2／vesa.html

しかしながら、上記のようにＣＰＵに対して放熱フィンを取り付けただけでは、十分な冷却・排熱効果を得られず、その使用環境によってはＣＰＵの熱暴走により動作の不具合を引き起こし、更にはＣＰＵやその他搭載の電子部品の故障等が発生することがあった。

本発明が解決しようとする課題は、ディスプレーの背面に対して機械的な固定手段により搭載する簡易型コンピュータにおいて、より省スペース且つ熱効率の良い放熱手段を提供することである。

本発明の表示装置背面に固定可能な簡易コンピュータは、映像を表示する表示装置の背面に、固定手段を介して固定される簡易コンピュータであって、
該簡易コンピュータの外形を形成する直方体型のキャビネットと、
該キャビネット内に設置され、複数の電子部品を搭載する回路基板と、
該回路基板に設置されると共に前記複数の電子部品の制御を行うＣＰＵと、
を備え、
該ＣＰＵと前記キャビネット内面の双方に当接するよう放熱用熱伝導部材を介在させることを特徴とする。

簡易コンピュータの搭載するＣＰＵからキャビネットに向けて熱伝導により放熱を行うことができるよう、放熱用熱伝導部材をＣＰＵと蓋体の双方に当接させて配置した。

本発明の表示装置背面に固定可能な簡易コンピュータは、前記キャビネットは、１つ若しくは複数の外表面に板状の放熱フィンを形成することを特徴とする。

ＣＰＵから発する熱を、放熱用熱伝導部材を介してキャビネットから放熱するため、キャビネットにおける外気との接触面積を増加させ放熱効果を向上するよう、キャビネット外表面に放熱フィンを形成した。

本発明の表示装置背面に固定可能な簡易コンピュータは、前記キャビネットは、着脱自在な蓋体と、該蓋体を組み付ける開口部とを有し、前記蓋体と前記ＣＰＵの双方に当接するよう前記放熱用熱伝導部材を介在させることを特徴とする。

キャビネットは、回路基板等の簡易コンピュータ内部のメンテナンス等を行うための開口部と、該開口部を閉塞するための蓋体を有し、放熱用熱伝導部材を介してＣＰＵから蓋体へ熱伝導するよう構成した。

本発明の表示装置背面に固定可能な簡易コンピュータは、前記蓋体は、外表面に板状の放熱フィンを形成することを特徴とする。

蓋体の外気との接触面積を拡大するよう、外表面に板状の放熱フィンを形成した。

本発明は、以上のような構成により、液晶ディスプレー等の表示装置に対して簡易コンピュータをマウントした際に、ＣＰＵとキャビネット内面の双方に当接するよう放熱用熱伝導部材を介在させたことで、冷却ファン等の大型な冷却手段を用いずとも発熱部品たるＣＰＵの冷却を効率よく行うことができるものである。

本発明は、１つ若しくは複数の外表面に板状の放熱フィンを形成する放熱用熱伝導部材をＣＰＵと蓋体の双方に当接させたことで、ＣＰＵが発する熱を効率よく放熱するためのキャビネットの放熱フィンにより、より多くの外気との接触面を確保でき、ＣＰＵの熱暴走やそれに伴う装置の故障を防ぐことができる。

本発明は、放熱用熱伝導部材をＣＰＵと蓋体の双方に当接させたことで、キャビネットが有する蓋体から放熱を行うよう構成することができ、高コストとなる放熱効果の高い部材を最低限使用することにより、製造コストの低下を図ることができる。

本発明は、蓋体外表面に板状の放熱フィンを形成したことで、より効率のよい放熱効果を奏する。

以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。図８は従来の液晶ディスプレー９０を背面から見た図であり、該液晶ディスプレー９０は７５ｍｍ×７５ｍｍ或いは１００ｍｍ×１００ｍｍのＶＥＳＡ規格に沿った取り付け部材９１を介してスタンド９２に取り付けられ、机上に立てて置くことが可能な構成となっている。取り付け部９１とスタンド９２とは枢支部９３を介して操作者に対して前後に傾動可能な構成とされている。９４は該液晶ディスプレー９０に画像信号を伝えるためのプラグである。

本発明の具体的実施例は、使用例を図１及び図２に示すように、従来の７５ｍｍ×７５ｍｍ或いは１００ｍｍ×１００ｍｍのＶＥＳＡ規格に沿った取り付け部材９１（図１で図示）の上方の２個の取り付け螺子孔９５、９５（図２参照）を用いてマウンタ１０を螺子止めして、マウンタ１０に対してインテリジェント端末と呼ばれる簡易型のパソコン５０をマウントし、同時にスタンド９２を取り付けられるようにしたものである。

本発明のマウンタ１０は、その詳細を図２及び図３に示すように、断面が略コの字状の部材で構成されており、該液晶ディスプレー９０側の螺子止め面１１、それと対向する側のパソコン押さえ面１２及び下側のパソコン支承面１３とから構成されている。このマウンタ１０においては、単にコの字状とするだけではなく、図３に示すように、パソコン押さえ面１２を螺子止め面１１に対して多少内側に弾性的に傾斜して構成し、マウントするパソコン５０をパソコン押さえ面１２の弾性力で強固に保持するように構成する（図３の一点鎖線の状態を参照）と更に効果が期待できる。この場合に、該パソコン押さえ面１２の上端部を湾曲部１４として構成して、マウントするパソコン５０に傷をつけないようにすることが考えられる。このような構成にすることにより、マウンタ１０のサイズ（コの字状部材の厚さ方向のサイズ）をマウントすべきパソコンの厚みサイズ（一般的には３０ｍｍ程度）を厳しく考慮することなく３０ｍｍから４０ｍｍ程度にして製作しておけばよい。

本発明の図１乃至図３に示す実施例においては、市販される液晶ディスプレー９０の背面に突出したスタンド９２の枢支部９３が存在したとしても、それに邪魔されることなくパソコン５０をマウントすることが可能なものである。またパソコン押さえ面１２の取り付け螺子孔９５、９５に対応した位置に螺子締め用の開口部１５、１５を設けることにより螺子閉めの容易性を達成することが可能である。

通常の市販されている液晶ディスプレー９０の背面は、図１乃至図３に示す実施例のように、液晶ディスプレー９０の背面に突出したスタンド９２の枢支部９３が存在しているタイプもあれば、特に突出部はなく平面的なＶＥＳＡ規格の取り付け面が露出しただけのタイプもある。このような平面的な背面を持った液晶ディスプレー９０の場合であっても、図１乃至図３で示した実施例のものは適用可能であるが、これに限ることがないことは極めて容易に判断できる。つまり、４本の螺子止め孔を用いた構成とすることが可能である。

ここで、本発明の別の実施例として、４本の螺子止め孔を用いた構成のものを図４及び図５で説明する。

図４に示す実施例は、液晶ディスプレー９０の背面の取り付け部９１が略平面状を呈するものであり、その左右２本ずつの螺子止め孔を用いてマウンタ２０を構成している。該マウンタ２０は、２個のマウンタユニット部材２１、２１から成り、各々のマウンタユニット部材２１は、断面が略Ｚ字形状を呈しており、液晶ディスプレー９０側の螺子止め面２３、立ち上がり面２４及びパソコン支持面２５とから構成されている。マウンタユニット部材２１に対するパソコン５０の支持方法は螺子止めによるものが簡単であるが適宜別方式によることは発明力を要することなく極めて容易に実施できるものである。

また、図４に示す実施例は、２個のマウンタユニット部材２１、２１を設けたものとして説明しているが、図５に示すようにマウンタユニット部材２９を一つの部材として構成することも容易に可能である。

以上のように、図４及び図５の実施例の場合は、立ち上がり面２４によりパソコン５０を液晶ディスプレー９０の背面から所定の距離をもって配置することが出来るので熱源としての液晶ディスプレー９０の放熱に支障をきたすこともない効果を奏するものである。

図６を用いて、さらに別の実施例を説明する。図６には略箱型のマウンタ３０が示されており、該箱型のマウンタ３０は液晶ディスプレー９０側の螺子止め面３１、立ち上がり面３２、３２、パソコン支持面３３、３３及び底面のパソコン支承舌状部片３４とから構成されている。螺子止め面３１にはＶＥＳＡ規格に合致した寸法で螺子３５、３５、３５、３５のための螺子孔が形成されている。パソコン支承舌部３４を図示のような形状としている理由は、マウントされるパソコン５０のインタフェイスのための空間を開ける目的であり、そのために舌状にする必要がなければ、もう少し大きな面積の部片でパソコン５０を支承することは何ら問題ない。またパソコン支持面３３、３３の取り付け螺子孔９５、９５に対応した位置に螺子締め用の開口部３６、３６を設けることにより螺子閉めの容易性を達成することが可能である。

個々の実施例において特に説明をしなかったが、各マウンタ１０、２０又は３０は、その液晶ディスプレー９０側の螺子止め面１１、２１又は３１にはＶＥＳＡ規格に合致した螺子止め孔が７５ｍｍ或いは１００ｍｍ間隔で設けられている。これにより、市販の液晶ディスプレー９０の背面を用いて簡易型のコンピュータを極めて容易にマウントし、ディスプレー付きコンピュータを構成することが可能である。

螺子止め面１１、２１又は３１の螺子止め孔は、螺子の頭がマウンタのパソコン搭載側の面に飛び出さないようにエンボス加工された凹部に形成することが望ましい。さらに、パソコン支持面３３、３３の取り付け螺子孔９５、９５に対応した位置に螺子締め用の開口部３６、３６は二つ別々に形成する必要はなく、一体の長円形で構成しても良い。これは他の実施例においても同様である。

市販の液晶ディスプレー９０の背面には、図９に示すように、ビスが取り付いておらず、スタンド等を取り付けるためのビスが取り付けられるビス孔９５、９５・・・が設けられているタイプのものもある。この場合は、当然のことながら、組み立ての工程においては、ビスを取り外す工程は不要である。

図１０に示すものは、液晶ディスプレー９０の背面に簡易コンピュータを取り付けるマウンタ２０に、ＶＥＳＡ規格に合致した螺子止め孔が７５ｍｍ及び１００ｍｍ間隔で夫々設けられているものである。これにより、マウンタ２０を２種類揃える必要がない。

図１１に示すものは、簡易コンピュータを取り付けるマウンタ１０を液晶ディスプレー９０の背面に対してマジックテープ（登録商標）６０、６０により取り付けたものである。なお、数字６１、６１で示すものは各マジックテープ（登録商標）６０、６０を液晶ディスプレー９０の背面及びマウンタ１０に対して接着するための両面接着テープである。図１２及び図１３は、簡易コンピュータをマジックテープ（登録商標）６０、６０で直接液晶ディスプレー９０の背面に対して取り付けた際の液晶ディスプレー９０の背面図であり、図１３は、その詳細図である。このような構成により特別な工程を経ずしても、液晶ディスプレーの背面に簡易コンピュータを搭載したパソコンが容易に構成できるものである。

図１４は、簡易コンピュータ５０をワンタッチ式に取り付けることのできるマウンタ７０を示しており、このマウンタ７０は、その一方の側面に簡易コンピュータ５０の一端部を受け止めるための係止部７１を切り起しており、他方の側面には、簡易コンピュータ５０を弾性的に係止部７１側に押し付ける弾性ばね力を持った爪部７２、７２が形成されている。これにより、簡易コンピュータ５０の一端部をマウンタ７０の係止部７１に押し当てながら爪部７２、７２の弾性力に抗して押し込むことで、簡易コンピュータ５０はワンタッチで簡単に押し込むことができる。

ところで、本実施例における液晶ディスプレーの背面取付可能な小型の簡易コンピュータ５０は、騒音防止や省スペース化による小型化、軽量化のため放熱用の冷却ファンの取り付けを行わず、また、これによるＣＰＵの冷却効果を損なわないための構造を備えている。この構造について、図１５〜７に基づいて説明する。５０は簡易コンピュータである。１０２は後述の簡易コンピュータの外形を形成するキャビネットに形成される開放部を閉塞するための蓋体であり、複数の放熱フィン１０２ａを有する。１０３は前述のキャビネットであり、前述の開放部１０３ａと、後述のカバー部を取り付けるための開放部１０３ｂ、回路基板を挟持するための溝部１０３ｃを有する。１０４は前述のカバー部であり、基板に取り付けられる外部接続端子等を外部へ臨むための孔部を有する。１０５は前述の回路基板であり、多数の電子部品を搭載する。回路基板１０５は、溝部１０３ｃによりキャビネット１０３の開放部１０３ａに寄せて取り付けられる。１０５ａは前記電子部品の内の１つであるＣＰＵ（中央演算装置）である。１１０は、蓋体１０２内方とＣＰＵ１０５ａのそれぞれに当接することで、ＣＰＵ１０５ａから発する熱を、自身を介して蓋体１０２へと伝道させるための放熱用熱伝導部材である。

図１８は回路基板１０５のキャビネット１０３内方を示す斜視図である。様々な電子部品は、図１８に示す面（こちらを表面とする）に設置を行うが、ＣＰＵ１０５ａのみ、回路基板１０５の裏面に設置を行う。更にこのＣＰＵ１０５ａに対して放熱用熱伝導部材１１０を図１６、図１７及び図１９に示すようにＣＰＵ１０５ａに載置するよう取り付け、更に蓋体１０２と当接させる。このような構成により、ＣＰＵ１０５ａから発せられる熱は、放熱用熱伝導部材１１０を介し、蓋体１０２へと伝導する。蓋体１０２は放熱フィン１０２ａにより、外気との接触面積を十分に大きくすることができるため、より効果的にＣＰＵ１０５ａの発する熱を、外気へと排熱することができる。

以上のような、簡易コンピュータの構成によれば、冷却ファンを用いることがないため、冷却ファンの大きさが起因となるキャビネット１０３の容積の増大を防ぐことができ、省スペース・小型化を実現でき、更に軽量化を図ることができる。また、放熱フィン１０２ａを有する蓋体１０２と放熱用熱伝導部材１１０により、ＣＰＵ１０５ａが発する熱を外気に排熱するための熱伝導効率の向上を図ることができ、ＣＰＵ１０５ａの高温度状態による熱暴走や故障を防止することができる。

図２０は、蓋体及び蓋体の対面におけるキャビネットの双方の外表面に放熱フィンを形成した簡易コンピュータである。また、図２１は図２０に示すキャビネットにおいて、更に上面及び下面に放熱フィンを形成した簡易コンピュータである。これらの図に示すように、複数の面に放熱フィンを形成することにより、外気との接触面積を拡大し、より高い放熱効果を実現することも可能である。図２２は回路基板１０５を蓋体から離間した箇所に位置決めをした場合の簡易コンピュータ５０である。このように放熱効率の良い蓋体１０２から熱源であるＣＰＵ１０５ａが離間するような場合は、放熱用熱伝導部材１１０を図に示すように円筒上にして厚みを持たせ、蓋体１０２と当接するよう構成しても良い。

本発明の液晶ディスプレーの背面に簡易コンピュータをマウントしたパソコンの背面図である。 本発明の液晶ディスプレーの背面に簡易コンピュータをマウントしたパソコンの簡易コンピュータを取り外した状態の背面図である。 本発明のマウンタの断面詳細図である。 本発明の別の実施例の液晶ディスプレーの背面に簡易コンピュータをマウントしたパソコンの背面図である。 本発明の別の実施例のマウンタの詳細図である。 本発明のさらに別の実施例のマウンタの詳細図である。 従来の簡易コンピュータの機能概念構成図である。 従来の市販された液晶ディスプレーの背面図である。 ビス孔を形成してある液晶ディスプレーの背面図である。 螺子止め孔を７５ｍｍ及び１００ｍｍ間隔で設けたマウンタの詳細図である。 マウンタをマジックテープ（登録商標）で接合した例を示す側面図である。 液晶ディスプレーの背面に簡易コンピュータをマジックテープ（登録商標）により直接取り付けた例を示す背面図である。 液晶ディスプレーの背面に簡易コンピュータをマジックテープ（登録商標）により直接取り付けた例を示す側面図である。 液晶ディスプレーの背面にワンタッチ式のマウンタを取り付けた例を示す側面図である。 本発明の簡易コンピュータを示す斜視図である。 本発明の、蓋体及放熱用熱伝導部材を取り外した状態である簡易コンピュータを示す分解斜視図である。 本発明の、キャビネットから回路基板を取り外した状態の簡易コンピュータを示す分解斜視図である。 本発明の、回路基板の電子部品搭載面を示す斜視図である。 本発明の、カバー部を取り外した状態を示す簡易コンピュータの側面図である。 本発明の、キャビネットの背面に放熱フィンを形成した簡易コンピュータの側面図である。 本発明の、キャビネットの上面及び下面に放熱フィンを形成した簡易コンピュータの側面図である。 本発明の、蓋体と回路基板が離間するよう形成した簡易コンピュータの側面図である。

符号の説明

５０ 簡易コンピュータ
１０２ 蓋体
１０２ａ 放熱フィン
１０３ キャビネット
１０５ 回路基板
１０５ａ ＣＰＵ

Claims (4)

1. 映像を表示する表示装置の背面に、固定手段を介して固定される簡易コンピュータであって、
   該簡易コンピュータの外形を形成する直方体型のキャビネットと、
   該キャビネット内に設置され、複数の電子部品を搭載する回路基板と、
   該回路基板に設置されると共に前記複数の電子部品の制御を行うＣＰＵと、
   を備え、
   該ＣＰＵと前記キャビネット内面の双方に当接するよう放熱用熱伝導部材を介在させることを特徴とする表示装置背面に固定可能な簡易コンピュータ。
2. 前記キャビネットは、１つ若しくは複数の外表面に板状の放熱フィンを形成することを特徴とする請求項１記載の表示装置背面に固定可能な簡易コンピュータ。
3. 前記キャビネットは、着脱自在な蓋体と、該蓋体を組み付ける開口部とを有し、前記蓋体と前記ＣＰＵの双方に当接するよう前記放熱用熱伝導部材を介在させることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置背面に固定可能な簡易コンピュータ。
4. 前記蓋体は、外表面に板状の放熱フィンを形成することを特徴とする請求項３記載の表示装置背面に固定可能な簡易コンピュータ。

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