JP2011165200A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、表示部側の筐体の部品点数及び重量を増やすことなく、押圧荷重及び捻れ荷重に対して剛性の高い筐体を備える電子機器を提供する。
【解決手段】一実施形態の電子機器は、外挿カバーとディスプレイユニットとリブとを備える。外装カバーは、中央部分が外側に膨出された形状を有する。ディスプレイユニットは、外装カバーに少なくとも片面が覆われる。リブは、複数のセルで構成されたハニカム構造に配列され外装カバーの縁から離れた範囲の内壁に一体に成型する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示部側の筐体の堅牢性を高めた電子機器に関する。

持ち運ばれることが多いノートブック型コンピュータは、薄型化及び軽量化が求められている。持ち運ばれる際、ノートブック型コンピュータは、筆記具等の小物や書類などと一緒に鞄に入れられることもある。表示部に組み込まれるディスプレイモジュールは脆弱であるため、表示部を構成する筐体は十分な堅牢性を有している必要がある。

ディスプレイモジュールの背面にハニカム構造を一部に有した上部筐体を表示部に備えるノートブック型コンピュータが特許文献１に開示されている。このノートブック型コンピュータの表示部は、化粧カバー、上部筐体、アンテナ、ディスプレイモジュール、ベゼルで構成されている。

上部筐体は、周辺部が折り曲げられて箱状に形成されている。周辺部の一部と他の一部とは、４本のメイン・ブリッジで連絡されている。メイン・ブリッジは、中央部で一体に結合されている。周辺部とメイン・ブリッジとで囲われた範囲に、ハニカム構造のサブ・ブリッジが形成されている。サブ・ブリッジは、正六角形を敷き詰めたような開口セルを形成するハニカム構造のリブで構成されている。開口セルは面積比が４０〜６０％程度の開効率となるように形成されている。

特開２００８−２３４１００号公報

ところで、ノートブック型コンピュータを薄型化及び軽量化するためにディスプレイユニット側の筐体を金属製にしたいが、金属製にするとディスプレイユニット側に内蔵するアンテナの感度が低下してしまうので、開口部を設けなければならなくなることが特許文献１に記載されている。このとき、特許文献１は、開口部を設けることによってディスプレイモジュールを保護するための強度が低下してしまうことを指摘している。また、外装カバーとしての装飾的な機能も満たす必要があるから、ディスプレイユニット側の筐体を単体で構成することによって薄型化及び軽量化を図るのは、これ以上困難であると特許文献１では判断した。その結果、特許文献１において、ディスプレイユニット側の筐体は、構造体としての機能と外装カバーとしての機能とを分離し、前者を上部筐体、後者を化粧カバーとしている。

しかしながら、ディスプレイユニットを保護する筐体を機能に合わせて上部筐体と化粧カバーとの２つの部品に分けて構成すると、その分だけ製造工程や品質管理工程が増えるため、コストが増加する。

また、ノートブック型コンピュータは、使用される際に表示部が回動される。このとき、表示部の左右どちらかに偏った位置を掴んで片手で回動操作されることが多い。そして、表示部に設けられるディスプレイユニットが大きくなると、これを任意の角度に保持するためのヒンジの摩擦抵抗も大きくなる。したがって、表示部は、厚み方向に外部から加わる押圧荷重のほかに、回動させるときに加わる捻れに対しても、十分な強度を有している必要がある。

特許文献１の場合、ノートブック型コンピュータは、上部筐体にハニカム構造のサブ・ブリッジを備えている。しかし、この上部筐体は、サブ・ブリッジがハニカム構造であってもその内側が開口になっているため、ハニカム構造の本来の捻れ剛性が十分に発揮されない。

そこで、本発明は、表示部側の筐体の部品点数及び重量を増やすことなく、押圧荷重及び捻れ荷重に対して剛性の高い筐体を備える電子機器を提供する。

本発明の一実施形態の電子機器は、外挿カバーとディスプレイユニットとリブとを備える。外装カバーは、中央部分が外側に膨出された形状を有する。ディスプレイユニットは、外装カバーに少なくとも片面が覆われる。リブは、複数のセルで構成されたハニカム構造に配列され外装カバーの縁から離れた範囲の内壁に一体に成型する。

本発明の一実施形態の電子機器は、部品点数及び重量を増やすことなく、外部からの押圧及び捻れに対して表示部側の筐体の剛性を高くすることができる。

本発明の第１の実施形態の電子機器の表示部を一部切り欠いて示す斜視図。 図１に示した表示部の筐体の正面図。 図２中のＦ３−Ｆ３線に沿って示す断面図。 図３中のＦ４部分を拡大した断面図。 図３に示した筐体の断面図を模式的に示す断面図。 図３に示した筐体の変形例を模式的に示す断面図。 図３に示した筐体の変形例を模式的に示す断面図。 図３に示した筐体の変形例を模式的に示す断面図。 図２中のＦ９部分を拡大した斜視図。 図２中のＦ１０部分を拡大した斜視図。 図２中のＦ１１部分を拡大した斜視図。 図２中のＦ１２部分を拡大した斜視図。 本発明の第２の実施形態の電子機器の表示部の筐体を示す正面図。 図１３中のＦ１４部分を拡大した斜視図。 図１３中のＦ１５部分を拡大した斜視図。 図１３中のＦ１６部分を拡大した斜視図。 図１３中のＦ１７部分を拡大した斜視図。 図１３中のＦ１８部分を拡大した斜視図。

本発明の第１の実施形態の電子機器１は、図１から図９を参照して説明される。図１に示された電子機器１は、ノートブック型のポータブルコンピュータであって、本体２に対して表示部３がヒンジ４で連結されている。なお、この明細書において、電子機器１を利用者側から見て手前を「前」、奥側を「後」、上、下、左、右をそれぞれ定義する。また、本体２に対して表示部３が重ね合わされた状態を「閉姿勢」、本体２に対して表示部３が縦起こされた状態を「開姿勢Ｐ１」と呼び、閉姿勢にすることを「閉じる」、開姿勢Ｐ１にすることを「開く」と表現することもある。

図１に示すように本体２は、この外殻を構成する第１筐体２０の上面２１に、入力手段であるキーボード５を装備している。表示部３は、ディスプレイユニット６の一例である液晶ディスプレイを内蔵している。ディスプレイユニット６として液晶ディスプレイのほかに、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ、表面電動型電子放出素子ディスプレイ等を採用することができる。また、ディスプレイユニット６の表面から入力操作を行えるようにする入力手段として、例えば、デジタイザやタッチパネルを表示部３に組み込んでも良い。ヒンジ４は、本体２と表示部３とを連結し、表示部３の重量に応じた回動抵抗を有している。したがって、本体２に対してある角度に表示部３を回動させると、表示部３は、その角度に保持される。

表示部３は、第２筐体を構成する外装カバー３１とマスク３２とを備える。外装カバー３１は、表示部３に内蔵されるディスプレイユニット６の背面６ａを覆っている。マスク３２は、ディスプレイユニット６の表示領域に対応する開口部３２１を有しており、ディスプレイユニット６の外周縁部６１を表側から覆っている。外装カバー３１は、ディスプレイユニット６を保持するためのサポート３１１を左右の側壁３１Ａよりも内側に有している。

このサポート３１１は、図２に示すように、数箇所に分散して配置されている。また、外装カバー３１は、開姿勢Ｐ１において下端となるヒンジ側角部３１Ｂに、ヒンジ４を直接的に固定する基部３１２を有している。そして、開姿勢Ｐ１において上端となる外装カバー３１の回動端３１Ｃは、回動端側角部３１Ｄの間の部分が開放されている。この部分の近くには、無線通信用のアンテナが配置される。また、開放された部分を外装カバー３１の外面に沿って覆うための補助カバー３３を固定するためのステム３１３を数箇所に有している。なお、無線通信用のアンテナを配置するとともに、赤外線通信用のポートを配置しても良い。

図２に示すように、外装カバー３１は、内壁３１Ｅ側にリブ３１４，３１４ａおよび補強ビード３１５を備える。リブ３１４，３１４ａは、正六角形の複数のセルＨで構成されるハニカム構造に配列されている。一つ一つのセルＨは、ヒンジ４の回動軸心Ｒに対して垂直な方向に延びる縦リブ３１４ａを含んでいる。なお、以降、本明細書中において「縦リブ３１４ａ」と言及しない限り「リブ３１４」とは、斜めに配置されるリブ３１４も縦リブ３１４ａも含むものとする。また、補強ビード３１５は、断面形状が台形でリブ３１４よりも幅広であり、２本ずつが平行に設けられている。補強ビード３１５は、両方のヒンジ側角部３１Ｂの近傍からこのヒンジ４に対して外装カバー３１の対角の回動端側角部３１Ｄの近傍まで斜にそれぞれ延びており、中央部３１Ｆで互いに交差している。

また、本実施形態ではさらに、回動軸心Ｒと平行に回動端３１Ｃ側に配置される補強ビード３１６を１つ備えている。この補強ビード３１６の端部は、対角線に沿う方向に配置される補強ビード３１５と接続されている。ハニカム構造のリブ３１４は、２本ずつ平行に設けられた補強ビード３１５の外側の領域を埋めるように配置される。つまり、回動端３１Ｃ側の補強ビード３１６および対角線に沿って延びる補強ビード３１５で囲われる上側領域Ａ１、外装カバー３１の左右の側壁３１Ａおよび対角線に沿って延びる補強ビード３１５で囲われる右側領域Ａ２および左側領域Ａ３、外装カバー３１の本体２寄りの縁３１Ｇおよび対角線に沿って延びる補強ビード３１５で囲われる下側領域Ａ４のこれら４つの領域に、互いに連続性のあるパターンでハニカム構造のリブ３１４が配置されている。

各リブ３１４および補強ビード３１５，３１６は、図３および図４に示すように外装カバー３１に対して一体に成型されており、内壁３１Ｅの厚みよりも大きい高さを有している。図３に示すように見た目上ではほとんど分からないが、図４に示すようにリブ３１４は、補強ビード３１５，３１６よりもわずかに低く成型されている。具体的には、リブ３１４のほうが補強ビード３１５，３１６よりも０．１ｍｍ程度低い。また、図３においてほとんど分からないが、外装カバー３１は、図５に模式的に示すように中央部３１Ｆが外側に向かって膨出しており、全体的になだらかな曲面を形成している。このとき、リブ３１４および補強ビード３１５，３１６は、ディスプレイユニット６に対して平行な高さに成型される。つまり、中央部３１Ｆ寄りのリブ３１４および補強ビード３１５は、本体２側および回動端３１Ｃ側のリブ３１４および補強ビード３１５，３１６よりも高い。

このとき、対角方向に渡された補強ビード３１５は、電子機器１が閉姿勢であるときに外装カバー３１の外側から加わる面荷重を受けることを主目的とし、ハニカム構造のリブ３１４は、外装カバー３１の捻れ剛性を高めることを主目的としている。したがって、図６に示すように、補強ビード３１５をディスプレイユニット６に対して平行な高さに成型し、リブ３１４を外装カバー３１の内壁３１Ｅに沿って平行な高さに成型しても良い。また、外装カバー３１に外側から加わる面荷重が、ディスプレイユニット６に対して応力が集中して点荷重となって加わらないように、リブ３１４および補強ビード３１５の高さをディスプレイユニット６の背面６ａに平行に設定している。したがって、図７に示すように、リブ３１４の高さが補強ビード３１５，３１６よりも高く設定されていても良い。また、全体的に外装カバー３１が湾曲した場合に、どの部分がディスプレイユニット６に接しても良いように、図８に示すように、リブ３１４と補強ビード３１５，３１６との高さを同じ高さに設定しても良い。

さらに、本実施形態の外装カバー３１の細部の説明をする。この外装カバー３１は、ディスプレイユニット６を保持する。したがって、外装カバー３１は、ディスプレイユニット６を保持するためのサポート３１１が一体に成型されている。サポート３１１は、図９に示すように、左右のヒンジ側角部３１Ｂからヒンジ４の回動軸心Ｒに対して垂直に延びる側壁３１Ａよりもわずかに内側となる複数個所に配置される。各サポート３１１は、ディスプレイユニット６の固定部や支持部が設けられた外周縁部６１に対峙するように配置される。側壁３１Ａとサポート３１１の間には、表示部３の回動端３１Ｃ側に設置されるアンテナに接続されたリード線が配線される。

外装カバー３１の側壁３１Ａの近傍に配置されたリブ３１４は、図９に示すようにサポート３１１の手前で外装カバー３１の内壁３１Ｅの表面まで徐々に高さが小さくなっている。また、補強ビード３１５，３１６と隣接しているリブ３１４は、図１０，図１１，図１２に示すようにハニカム構造のパターンを維持したまま、断面形状が台形に形成された補強ビード３１５，３１６の斜面３１５ａ，３１６ａにも形成されている。補強ビード３１５どうしが交差する部分は、図１１に示すように、ヒンジ側角部３１Ｂから回動端側角部３１Ｄまで一続きに設けられている。したがって、補強ビード３１５は中央部３１Ｆで互いに横切るように接続されている。下側領域Ａ４で本体２に近い位置に配置される縦リブ３１４ａは、端部が本体２に向かって垂直に延びている。また、本体２に近い位置にセルＨを構成するリブ３１４は、本体２側に近づくにつれて高さが外装カバー３１の内壁３１Ｅの表面まで徐々に小さくなるように形成されている。

以上のように構成された電子機器１は、ハニカム構造に配列されたリブ３１４とヒンジ側角部３１Ｂから対角の回動端側角部３１Ｄへ延びる補強ビード３１５とが、外装カバー３１の内壁３１Ｅに外装カバー３１と一体に成型されている。そして、外装カバー３１に加わる荷重のうち、外側から加わる面荷重を主に補強ビード３１５，３１６で受け、表示部３を開け閉めするなど回動させるときに加わる捻れ力を主にハニカム構造に配列されたリブ３１４で受ける。ハニカム構造に配列されたリブ３１４は、外装カバー３１に一体に成型されており、各セルＨの内側は、外装カバー３１の内壁３１Ｅで塞がっている。

したがって、電子機器１の表示部３の筐体を構成する外装カバー３１は、表示部３の厚み方向に部品点数を増やすことなく薄くすることができ、かつ、表示部３に加わる面荷重や捻れ力に対する堅牢性を向上させることができる。

また、補強ビード３１５，３１６に接続されないリブ３１４の最外周は、内壁３１Ｅの表面になだらかに接合している。そのため、リブ３１４に伝わる応力が、ハニカム構造の最外周に集中しない。

また、この外装カバー３１は、例えば、アルミニウムやマグネシウム、チタンなど軽金属を主部とする合金をダイキャスト成型することによって製造される。成型のための材料は、外装カバー３１の回動端３１Ｃ側から供給され、成型中の材料の流れは、縦リブ３１４ａに沿う方向に設定される。上側領域Ａ１、右側領域Ａ２、左側領域Ａ３、下側領域Ａ４のいずれにおいても、補強ビード３１５，３１６に隣接するリブ３１４は斜面３１５ａ，３１６ａにつながっており、補強ビード３１５に接続されないリブ３１４はすべて外装カバー３１の内壁３１Ｅの表面に対して高さが徐々に小さくなるように形成されている。したがって、ダイキャスト成型の際に材料が補強ビード３１５やリブ３１４に沿って流れやすい。

外装カバー３１は、中央部３１Ｆが外側に向かってわずかに膨出した曲面に形成されている。そして、補強ビード３１５の高さは、ディスプレイユニット６と平行に設けられる。したがって、外装カバー３１の中央部３１Ｆにおける厚み方向の強度は、外周部における厚み方向の強度よりも高い。電子機器１が閉姿勢であるときに外装カバー３１の中央部３１Ｆに外側から押さえつける荷重が加わった場合、中央部３１Ｆが容易に撓まない。

この外装カバー３１は、導電性の合金で作られるが、その回動端３１Ｃ側が開放されている。したがって、回動端３１Ｃ側に無線通信用のアンテナを設置することで、導電性の金属材料を外装カバー３１に用いることによる制約を受けない。

本発明の第２の実施形態の電子機器１は、図１３から図１８を参照して説明される。第１の実施形態の電子機器１の構成と同じ機能を有する構成は、各図中において同一の符号を付し、その説明を省略する。この第２の実施形態の電子機器１は、外装カバー３１の内壁３１Ｅにハニカム構造に配列されるリブ３１４を設ける範囲が第１の実施形態の電子機器１と異なっている。第２の実施形態の電子機器１のそれ以外の構成は、第１の実施形態の電子機器と同じであるので、電子機器１の全体の説明は、第１の実施形態の図１およびその説明を参酌する。

この電子機器１の外装カバー３１は、図１３に示すように、上側領域Ａ１、右側領域Ａ２、左側領域Ａ３、下側領域Ａ４にハニカム構造に配列されたリブ３１４を有している他に、平行に配置された補強ビード３１５の間の対角線上領域Ａ５にもハニカム構造に配列されたリブ３１４を有している。対角線上領域Ａ５に配列されるリブ３１４は、他の上側領域Ａ１、右側領域Ａ２、左側領域Ａ３、下側領域Ａ４に配列されたリブ３１４と互いに連続するパターンで配列される。したがって、内壁３１Ｅの全域にわたって均質なハニカム構造に配列されたリブ３１４と、対角方向に沿って配置された補強ビード３１５とが、合成された複合構造をなしている。

そして、本実施形態では図１４に示すように、補強ビード３１５が互いに交差する部分の対角線上領域Ａ５側に形成されたリブ３１４と上側領域Ａ１、右側領域Ａ２、左側領域Ａ３、下側領域Ａ４側に形成されたリブ３１４とは、ちょうど一つのセルＨで補強ビード３１５の４つの交差部をそれぞれ囲うように配列されている。つまり、ハニカム構造のセルＨの大きさおよび補強ビード３１５の間隔は、補強ビード３１５の交差部が各々一つのセルＨに収まるように設定されている。

また、対角線上領域Ａ５の回動端側角部３１Ｄに近い側のリブ３１４は、図１５に示すように、回動端３１Ｃ側に沿って設けられた補強ビード３１６の延長線上まで設けられている。そして開姿勢Ｐ１のときに上端に並ぶリブ３１４は、補強ビード３１６の上端側の斜面と同じ面に沿って、内壁３１Ｅの表面まで高さが徐々に減少するように形成されている。これと同様に、対角線上領域Ａ５のヒンジ側角部３１Ｂに近い側のリブ３１４は、図１６に示すように、本体２寄りの下側領域Ａ４のリブ３１４と同じ位置まで設けられ、リブ３１４の高さも、下側領域Ａ４のリブ３１４と同じ減少率で、内壁３１Ｅの表面まで高さが徐々に減少している。

右側領域Ａ２および左側領域Ａ３のそれぞれ側壁３１Ａの近傍においてハニカム構造に配列されるリブ３１４は、図１７、図１８に示すように、側壁３１Ａの手前に配置されたサポート３１１を貫通して側壁３１Ａまで延びている。サポート３３１を超えて側壁３１Ａまでハニカム構造の同じパターンを継続させて、リブ３１４が設けられている。したがって、外装カバー３１の捻れ剛性は、側壁３１Ａやサポート３１１も含めた分だけ高くなる。つまり、リブ３１４が側壁３１Ａまで延びていることで、外装カバーに捻れが加わった場合に、応力を側壁３１Ａやサポート３１１に逃がすことができる。さらに、対角線上領域Ａ５のヒンジ側角部３１Ｂや回動端側角部３１Ｄ寄りに設けられたリブ３１４、および下側領域Ａ４で本体２寄りに設けられたリブ３１４は、内壁３１Ｅの表面まで高さが徐々に減少しており、なだらかに接続されている。したがって、リブ３１４に伝わる応力が、ハニカム構造の最外周に集中しない。

なお、いずれの実施形態においても、補強ビード３１５，３１６に隣接して設けられたリブ３１４によって構成されるセルＨは、正六角形に満たないものもあるが、これらもハニカム構造の一部を構成するものである。

１…電子機器、２…本体、３…表示部、４…ヒンジ、６…ディスプレイユニット、３１…外装カバー、３１Ａ…側壁、３１Ｂ…ヒンジ側角部、３１Ｃ…回動端、３１Ｄ…回動端側角部、３１Ｅ…内壁、３１Ｆ…中央部、３３…補助カバー、３１１…サポート、３１４…リブ、３１４ａ…縦リブ、３１５…（対角方向に延びる）補強ビード、Ｈ…セル、Ｒ…回動軸心。

Claims (15)

1. 中央部分が外側に膨出された形状を有する外装カバーと、
   前記外装カバーに少なくとも片面が覆われたディスプレイユニットと、
   複数のセルで構成されたハニカム構造に配列され前記外装カバーの縁から離れた範囲の内壁に一体に成型されたリブと、
   を備えることを特徴とする電子機器。
2. 前記外装カバーは、前記内壁に沿って対角に一体に成型された補強ビードを備え、
   前記補強ビードは、前記リブが接続された斜面を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記リブは、前記補強ビードに接続されない領域で、前記外装カバーの内壁に対して高さが徐々に小さくなるように形成された
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記外装カバーは、前記内壁に沿って対角に一体に成型された補強ビードを備え、
   前記リブは、前記補強ビードよりも低く成型される
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
5. 前記外装カバーは、前記内壁に沿って対角に一体に成型された補強ビードを備え、
   前記リブは、前記補強ビードよりも高く成型される
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
6. 前記外装カバーは、前記内壁に沿って対角に一体に成型された補強ビードを備え、
   前記リブ及び前記補強ビードは、前記ディスプレイユニットに対して平行な高さに成型される
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
7. 前記表示部がヒンジによって連結される本体を有し、
   前記本体に近い範囲に配置された前記リブは、端部が前記本体に向かって垂直に延びており、その高さが前記外装カバーの内壁の表面まで徐々に小さくなっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
8. 前記表示部がヒンジによって連結される本体を有し、
   前記リブは、前記ヒンジの回動軸心に対して垂直な方向に延びる縦リブを含むハニカム構造に配列されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
9. 前記外装カバーは、前記ディスプレイユニットの外周に対峙するサポートを一体に備え、
   前記リブは、前記サポートの手前で前記外装カバーの内壁の表面まで徐々に高さが小さくなっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
10. 前記外装カバーは、側壁から離れた位置に前記ディスプレイユニットの外周に対峙するサポートを一体に備え、
    前記リブは、前記サポートを貫通して前記側壁まで延びている
    ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
11. 前記外装カバーは、導電性材料で成型され、無線通信用のアンテナを前記表示部の内側に配置するために前記回動端側角部どうしの間の部分が開放されており、非導電性の補助カバーが装着されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
12. 前記外装カバーは、前記内壁に沿って対角に一体に成型された補強ビードを備え、
    前記補強ビードは、平行に少なくとも２本ずつ設けられ、前記外装カバーの中央部で同じ高さで交差する
    ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
13. 前記リブは、平行に配置された前記補強ビードの外側の範囲に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の電子機器。
14. 前記リブは、平行に配置された前記補強ビードどうしの間の範囲にも配置されることを特徴とする請求項１３に記載の電子機器。
15. 前記リブは、平行に配置された前記補強ビードどうしの間の範囲にも配置され、
    前記補強ビードの端に面したリブの端部は、前記外装カバーの内壁の表面まで高さが徐々に小さくなっている
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電子機器。

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