JP3937523B2 - 電子機器用のヒンジ及びヒンジを備える電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯型の電子機器のような電子機器用のヒンジ及びヒンジを備える電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯型の電子機器が多く発売されており、ＣＰＵ（中央処理装置）を搭載した高度な電子機器が出現している。このような電子機器を駆動するために、多くの電力が消費され、多様な方法によりそれらの電力消費による熱を外部に放熱する必要がある。
携帯型の電子機器のうちの、例えば携帯型のコンピュータは、本体とその表示部を備えており、この表示部は本体に対してヒンジを介して、開閉できるようになっている。このような携帯型のコンピュータとしては、ノート型のパーソナルコンピュータと呼ばれるコンピュータが代表的なものである。
【０００３】
従来のこの種の機械的なヒンジは、ヒンジの固定片及び可動片を機械的に結合させて、固定片と可動片をあるトルクにより回転結合できるようになっている。このような固定片や可動片等は、機械的な強度を満たすような材質を採用しているが、放熱のための熱の伝導は考慮していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このために、従来の携帯型の電子機器における放熱対策としては、大型のヒートシンクを別途設けて、自然放熱させるか、或いはファン等を用いて強制的に空冷させている。
しかし、自然放熱の場合には、ヒートシンクを設定する場所に制限があるために、大きな熱量を放熱するには限界がある。また、ファン等を用いる強制空冷の場合には、ファンが音を発生したり、或いはファンを動かすための電力が必要となる。
そこで本発明は上記課題を解消し、電子機器の大型化を図る必要がなく放熱を行うことができる電子機器用のヒンジ及びヒンジを備える電子機器を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にあっては、電子機器の第１部分と第２部分を折り畳み可能に連結するために設けられる電子機器用のヒンジにおいて、機械的強度を保持する第１の強度保持部と熱伝導を行う第１の熱伝導部を有し、その第１の熱伝導部が第１部分に当接するように第１の強度保持部と重ねて固定される固定片と、機械的強度を保持する第２の強度保持部と熱伝導を行う第２の熱伝導部を有し、その第２の熱伝導部が第２部分に当接するように第２の強度保持部と重ねて固定される可動片と、固定片の第１の熱伝導部と可動片の第２の熱伝導部との間の熱伝導を行いながら、固定片と可動片を結合する結合部と、を備える電子機器用のヒンジにより、達成される。
【０００６】
本発明の電子機器用のヒンジでは、固定片が機械強度を保持する強度保持部と、熱伝導を行う熱伝導部を有している。可動片は、機械的強度を保持する強度保持部と、熱伝導を行う熱伝導部を有している。
結合部は、固定片の熱伝導部と可動片の熱伝導部との間の熱伝導を行いながら、固定片と可動片を結合している。
これにより、電子機器に対してヒートシンクやファン等の放熱機器を別途付設することなく、第１部分と第２部分間の熱伝導を改善して、発熱量の多い側から少ない側に熱の移動を容易に行うことができる。熱的な伝導性がヒンジにおいて改善される。
【０００７】
本発明では、機器本体である第１部分と、外装が金属で形成された表示部である第２部分と、第１部分に対して第２部分を折り畳み可能に連結するヒンジとを有する電子機器において、ヒンジは、機械的強度を保持する第１の強度保持部と熱伝導を行う第１の熱伝導部を有し、その第１の熱伝導部が第１部分に当接するように第１の強度保持部と重ねて固定される固定片と、機械的強度を保持する第２の強度保持部と熱伝導を行う第２の熱伝導部を有し、その第２の熱伝導部が第２部分に当接するように第２の強度保持部と重ねて固定される可動片と、固定片の第１の熱伝導部と可動片の第２の熱伝導部との間の熱伝導を行いながら、固定片と可動片を結合する結合部と、を備える電子機器により、達成される。
【０００８】
本発明の電子機器は、機器本体である第１部分と、外装が金属で形成された表示部である第２部分と、第１部分に対して第２部分を折り畳み可能に連結するヒンジとを有している。そして、ヒンジの固定片は、機械強度を保持する第１の強度保持部と熱伝導を行う第１の熱伝導部を有し、第１の熱伝導部が第１部分に当接するように第１の強度保持部と重ねて固定されている。また、ヒンジの可動片は、機械的強度を保持する第２の強度保持部と熱伝導を行う第２の熱伝導部を有し、第２の熱伝導部が第２部分に当接するように第２の強度保持部と重ねて固定されている。更に、ヒンジの結合部は、固定片の第１の熱伝導部と可動片の第２の熱伝導部との間の熱伝導を行いながら、固定片と可動片を結合している。
これにより、電子機器に対してヒートシンクやファン等の放熱機器を付設することなく、第１部分と第２部分間の熱伝導を改善して熱伝導の多い側から少ない側に熱の移動を容易に行うことができる。熱的な伝導性がヒンジにおいて改善されるので、電子機器の大型化が防げる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
図１は、本発明の電子機器用のヒンジを備える電子機器の一例を示しており、図１の電子機器は、携帯型のコンピュータ１００である。携帯型のコンピュータ１００は、本体２、表示部３、キーボード４、Ａ領域とＢ領域で囲むヒンジ１Ａ，１Ｂ等を備えている。
【００１０】
本体２は、上述したキーボード４やその他のポインティングディバイス５等を有しており、表示部３は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）を採用することができる。表示部３は、本体２に対してヒンジ１Ａ，１Ｂを用いて、矢印Ｒ方向に開閉（折り畳み）可能に取り付けられている。また、図１においては示していないが、本体２に対しては、外部のポインティング手段であるマウス等を外付けする機器等を設定することもできる。
【００１１】
図１のヒンジ１Ａ，１Ｂは、表示部３を本体２の後端部６に対して、機械的に連結し、かつ熱的な伝導及び放熱を図るための機能を有している。
ヒンジ１Ａ，１Ｂは、左右対称形状となっているが、実質的に同じ構造である。そこで、ヒンジ１Ａを代表して図２乃至図６を参照してその構造及び特徴について説明する。
ヒンジ１Ａは、図２と図３に示すように、固定片１１、可動片１７及び結合部３０を有している。図４乃至図６に示す結合部３０は、固定片１１と可動片１７を機械的にかつ熱伝導を行うことができるように結合する部分である。
【００１２】
固定片１１は、機械的な強度を保持する強度保持部１１ａと、熱伝導を行うための熱伝導部１２から構成されている。強度保持部１１ａは、図１の表示部３を開閉するときに、その開閉時の強度及びその開閉動作を保つために、機械的な強度の大きい材料、例えば鉄系の材料であるステンレス（ＳＵＳ）等を採用するのが好ましい。強度保持部１１ａは、機械的強度の大きい板状の材質のものを、図２と図３に示すように、断面で見て略Ｌ字型に形成されている。
【００１３】
熱伝導部１２は、熱伝導を行うのに好ましい材質、例えば銅系やアルミニウム系の材質を採用するのが望ましく、熱伝導部１２は板状のものであり、略Ｌ字型の強度保持部１１に密着して接着又は固定或いは設定するために略Ｌ字型に形成されている。
この固定片１１の強度保持部１１ａと熱伝導部１２は、図２と図３に示すように、密着して用いられるが、この固定片１１は、本体２の取り付け面側（本体に接する側）に対して、例えばネジ３１により固定するようになっている。
図４には、固定片１１の強度保持部１１ａと熱伝導部１２の形状の一例を斜視図で示している。強度保持部１１ａの立ち上げ部１１ｂと、熱伝導部１２の立ち上げ部１２ｂには、それぞれ長方形状の穴１１ｃ，１２ｃが形成されている。
【００１４】
次に、可動片１７について説明する。この可動片１７は、図２と図３に示すように、強度保持部１７ａと熱伝導部１３を有している。強度保持部１７ａは、機械的な強度を保持する部分であり、熱伝導部１３は熱伝導を行う部分である。強度保持部１７ａは、表示部の開閉時の強度及びその強度を保持するために、機械的に強度の大きい材料、例えば鉄系の材料であるステンレス（ＳＵＳ）等を採用することが好ましい。
熱伝導部１３は、熱伝導の良好な材料、銅系やアルミニウム等の材質を採用することができる。強度保持部１７ａは、略Ｌ字型に形成されているが、熱伝導部１３も略Ｌ字型に形成されている。ただし、熱伝導部１３の部分１３ａが、強度保持部１７ａに密着するようになっており、熱伝導部１３の立ち上げ部１３ｂは、強度保持部１７ａの立ち上げ１７ｂとは離れるようにして用いられる。
【００１５】
図４では、可動片１７の強度保持部１７ａと熱伝導部１３を立体的に示している。強度保持部１７ａの立ち上げ部１７ｂと熱伝導部１３の立ち上げ部１３ｂには、それぞれ円形の穴１７ｃと１３ｃが形成されている。ただし、穴１７ｃの直径は、穴１３ｃの直径よりも小さく設定されている。
【００１６】
次に、図２と図３の結合部３０について説明する。
この結合部３０は、固定片１１の熱伝導部１２と、可動片１７の熱伝導部１３との間の熱伝導を行いながら、しかも固定片１１と可動片１７を機械的に結合する機能を有している。
【００１７】
図４は、この結合部３０の構成メンバーを示しており、バネワッシャ１４、シャフト１５、ワッシャ１６，１８、バネワッシャ１９、ストッパー２０を有している。
シャフト１５は、例えば機械的強度を保持するために鉄等により作られており、シャフト１５の本体１５ｃに対しては、突出部１５ａと反対側の突出部１５ｂを有している。突出部１５ａは、バネワッシャ１４の穴１４ａを通り、熱伝導部１３の穴１３ｃ、熱伝導部１２の穴１２ｃ、強度保持部１１の穴１１ｃを通る。この突出部１５ａの形状は、熱伝導部１２の穴１２ｃと強度保持部１１ａの穴１１ｃに確実に嵌め込まれて動かないようにするような端面１５ｅ，１５ｅを有している。従って、シャフト１５の突出部１５ａは、熱伝導部１２ａの穴１２ｃと強度保持部１１ａの穴１１ｃに対して嵌め込むことで、外れないように確実に固定することができる。
【００１８】
バネワッシャ１４は、固定片１１の熱伝導部１２と可動片１７の熱伝導部１３をしっかりと密着して押さえるためのバネ部材であり、例えば鉄のような金属で作られている。ワッシャ１６は、シャフト１５と可動片１７の強度保持部１７ａの間に配置されるワッシャである。ワッシャ１６の穴１６ｃは、シャフト１５の突出部１５ｂが嵌まり込むような矩形の穴である。シャフト１５の突出部１５ｂも、平端面１５ｆ，１５ｆを有している。強度保持部１７ａの穴１７ｃには、突出部１５ｂが通り、この突出部１５ｂはワッシャ１８の穴１８ｃと、バネワッシャ１９の穴１９ｃを通り、ストッパー２０の穴２０ｃに確実に嵌まり込むようになっている。つまり、ストッパー２０の穴２０ｃにおいて、シャフト１５の突出部１５ｂが外れないように確実に固定することができる。
【００１９】
このようにして、固定片１１と可動片１７は、シャフト１５の突出部１５ａと強度保持部１１の穴１１ｃの噛み合い結合と、シャフト１５の突出部１５ｂとストッパー２０の穴２０ｃの噛み合い結合を用いて、図２と図３に示すように、一体的に結合することができ、このシャフト１５を用いて、固定片１１に対して可動片１７が図３のＲ方向に回転することができる。
【００２０】
シャフト１５、ワッシャ１６，１８とバネワッシャ１４，１９とストッパー２０等は、機械的に強度の大きい材料、例えば鉄系の材料を用いることができる。固定片１１の熱伝導部１２は、図１のコンピュータ１００の本体２の取り付け面側（本体に接する側）に位置して、図２と図３のように、ネジ３１を用いて固定することができる。一方、可動片１７の熱伝導部１３ａは、図１のコンピュータ１００の表示部３の取り付け面側（表示部に取り付け面）に位置して、ネジ３２を用いて固定することができる。
【００２１】
図２と図３のように、ヒンジ１Ａ或いは１Ｂが組み立てられた状態では、固定片１１の熱伝導部１２の立ち上げ部１２ｂと、可動片１７の熱伝導部１３の立ち上げ部１３ｂが密着されていると共に、バネワッシャ１４がこれらの立ち上げ部１２ｂ，１３ｂをバネ押さえ力で密着させているので、これらの熱伝導部１２，１３の立ち上げ部１２ｂ，１３ｂにおける接触部の熱抵抗をできる限り小さくすることができる。
【００２２】
このようなヒンジ１Ａ或いは１Ｂは、機械的な強度を保つと共に熱伝導及び放熱機能を有しているので、例えばコンピュータ１００の本体２、表示部３において、お互いに行き交う熱伝導を改善して熱量の多い側、例えば本体２側から熱量の少ない側、例えば表示部３に対して熱の移動を容易に行うことができる。
このような熱的な伝導性を改善することにより、発熱の多い本体部２から発熱の少ない表示部３への熱を伝導することが改善され、放熱のための場所が確保でき、又ヒートシンク等の放熱手段を新たにこの熱伝導部１２と熱伝導部１３に対して、設けることも可能であり、放熱効率も上げることができる。
【００２３】
例えば、本体２と表示部３の外装を、マグネシウム等の軽金属で作れば、外装はそのままヒートシンクとしても利用でき、このヒートシンクとして用いられる外装を、図３の熱伝導部１２と熱伝導部１３に対して熱的に接続することで、より放熱効果を改善できる。
また、一般的に熱伝導率の良い材料は、電気抵抗が低いという物理的特性があるので、ヒンジ１Ａ，１Ｂを介して、ヒンジ１Ａ，１Ｂの固定片１１と可動片１７側をより低い電気抵抗部を介して結合することができる。
【００２４】
次に、本発明のヒンジの別の実施の形態について説明する。
図７に示すヒンジ２０１Ａ，２０１Ｂは、図１のヒンジ１Ａ，１Ｂに代わるものであり、これらのヒンジ２０１Ａ，２０１Ｂは、図１に示すようなコンピュータ１００のヒンジとして用いることができる。
ヒンジ２０１Ａ（２０１Ｂ）は、固定片１１１、可動片１１７及び結合部１３０を備えている。
【００２５】
固定片１１１は、本体２側に固定される部分であり、可動片１１７は表示部３側に固定される部分である。
結合部１３０は、固定片１１１と可動片１１７を機械的強度を保ちながら、固定片１１１と可動片１１７の間の熱的伝導を図る機能を有している。
固定片１１１は、強度保持部１１１ａと熱伝導部１１２を有しており、強度保持部１１１ａは、例えば機械的に強度の大きい材料、例えば鉄系の材料であるステンレス等を用いることができる。熱伝導部１１２は、熱伝導度の良い材料、例えば銅系やアルミニウム系等の材料である。強度保持部１１１ａと熱伝導部１１２は、断面から見てそれぞれ略Ｌ字型に形成されており、熱伝導部１１２は強度保持部１１１ａに密着して設けられている。
強度保持部１１１ａの立ち上げ部１１１ｂには、穴１１１ｃが形成されており、熱伝導部１１２の立ち上げ部１１２ｂには、穴１１２ｃが形成されている。
【００２６】
可動片１１７は、やはり強度保持部１１７ａと熱伝導部１１３を有している。強度保持部１１７ａは、断面略Ｌ字型に形成されており、機械的に強度の大きい材料、例えば鉄系の材料であるステンレス等を用いることができる。熱伝導部１１３は、やはり断面略Ｌ字型に形成されており、熱伝導度の良い材料、例えば銅系やアルミニウム系の材料が採用されている。
強度保持部１１７ａと熱伝導部１１３は、密着して用いられている。強度保持部１１７の立ち上げ部１１７ｂには、穴１１７ｃが形成されており、熱伝導部１１３の立ち上げ部１１３ｂには、穴１１３ｃが形成されている。
【００２７】
次に、結合部１３０に説明する。結合部１３０は、シャフト１６０と、熱伝導リング１７０及びトルクブッシュ１８０を有している。シャフト１６０の一端側１６１はストッパーになっており、強度保持部１１７ａの穴１１７ｃの径よりも大きく設定されており、抜け止めになっている。シャフト１６０の他端１６２には、Ｅリング１６３が嵌め込まれており、しかもこのＥリング１６３と立ち上げ部１１１ｂの間には、ワッシャ１６４が配置されている。これにより、シャフト１６０は、強度保持部１１７ａに対して抜けないようになっており、しかも強度保持部１１１ａに対しても抜けないようになっている。
【００２８】
熱伝導部１１２，１１３の間には、トルクブッシュ１８０と熱伝導リング１７０が配置されている。つまり、これらトルクブッシュ１８０と熱伝導リング１７０は、シャフト１６０を中心として同軸に配置されている。熱伝導リング１７０は、熱伝導部１１７と熱伝導部１１３の間の熱伝導を行うためのリング（別の部材）であり、例えば熱伝導度の良い材料、例えば銅系やアルミニウム系等の材質で作られているリングである。
【００２９】
トルクブッシュ１８０は、樹脂等により作られており、固定片１１１と可動片１１７の間の回転を助けるための部材である。
固定片１１１の熱伝導部１１２は、本体２の取り付け面側（本体に接する側）に位置して、例えばネジ等により固定されている。可動片１１７の熱伝導部１１３は、表示部の取り付け面側（表示部２の取り付け面に接する面）に位置しており、可動片１１７は例えば、ネジ等により表示部３側に固定されている。
図７のヒンジ２０１Ａ，２０１Ｂの構造においても、上述した図２乃至図６のヒンジ１Ａ，１Ｂと同様に、機械的な強度保持及び熱伝導機能を有している。
【００３０】
図２乃至図６のヒンジ１Ａ，１Ｂでは、固定片１１の熱伝導部１２と可動片１７の熱伝導部１３が、直接接触することで両者の熱伝導を行っている。これに対して、図７のヒンジ２０１Ａ，２０１Ｂでは、固定片１１１の熱伝導部１１２と可動片１１７の熱伝導部１１３は、別の熱伝導リング１７０を用いて、両熱伝導部間の熱伝導を行っている。つまり、ヒンジ２０１Ａ，２０１Ｂにおいては、一方の熱伝導部１１２は、他方の熱伝導部１１３の近傍に配置されているが、直接は接触されていない。
【００３１】
ところで、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。
ヒンジの構造によっては、色々と応用が可能である。例えば、固定片と可動片に沿って施されている熱伝導性の良い熱伝導部は、図３や図７に示すように、本体２或いは表示部３の取り付け面側に位置しても良いし、逆にネジ絞め側に配置されていても構わない。
【００３２】
図２乃至図６の実施の形態において、シャフト１５に対して熱伝導性の良い材料で筒状に覆うこともできるし、図７の実施の形態において、シャフト１６０は筒状にして、その中に熱伝導性の良い材料を通すようにしても良い。
ここで、図８に示す本発明の実施の形態のヒンジにおける実験データと、図９に示す通常のヒンジの実験のデータを比較して簡単に説明する。
【００３３】
図８と図９を参照すると、ヒンジの固定片及び可動片にそれぞれアルミニウム金属製の熱伝導部を固定し、固定片側の熱伝導部を加熱させたときに、固定片と可動片の温度を時間の経過に沿って測定した。図８に示す本発明の実施の形態と図９に示す通常のヒンジを比較して明らかのように、図８の本発明の実施の形態のヒンジでは、固定片と可動片との温度差は少なくなっている。尚、本発明の実施の形態のヒンジで、固定片側の温度が上がらないのは、熱がヒンジを伝わって可動片側に伝導しているためである。
図１０は、本発明の熱伝導部で使用する熱伝導材料の０℃での物理係数の一例を示している。
【００３４】
図示の実施の形態では、本発明のヒンジが適用される電子機器として、所謂携帯型のコンピュータを一例にしているが、これに限らず他の種類の電子機器であっても勿論構わない。本発明の電子機器としては、携帯型の情報端末や携帯電話、無線機のような各種発熱を伴うような電子機器に採用することができる。
固定片の熱伝導部と可動片の熱伝導部は、本体２や表示部３の放熱に寄与する面又は放熱面に接触する側又は両側に位置されていても良い。この放熱に寄与する面とは、例えば本体２や表示部３の回路基板の放熱用の部分であり、放熱面とは、例えば本体２や表示部３の外装をマグネシウム等の軽金属のケーシング等である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電子機器の大型化を図る必要がなく放熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子機器用のヒンジが適用されている電子機器の一例を示す斜視図。
【図２】図１の電子機器に適用されているヒンジの好ましい実施の形態を示す平面図。
【図３】図２のヒンジの側面図。
【図４】図２と図３のヒンジの分解斜視図。
【図５】図２のヒンジの側面図。
【図６】図２のヒンジの別の側面図。
【図７】本発明のヒンジの別の実施の形態を示す側面図。
【図８】本発明の実施の形態のヒンジにおける温度を時間の経過と共に測定したデータを示す図。
【図９】通常のヒンジにおける温度の時間の経過に沿って測定したデータを示す図。
【図１０】本発明の固定片及び可動片に用いられる熱伝導部の材質の一例の物理係数を示す図。
【符号の説明】
１００・・・コンピュータ、２・・・本体（第１部分）、３・・・表示部（第２部分）、１Ａ，１Ｂ・・・ヒンジ、１１・・・固定片、１７・・・可動片、１２・・・固定片の熱伝導部、１１ａ・・・固定片の強度保持部、１７ａ・・・可動片の強度保持部、１３・・・可動片の熱伝導部、３０・・・結合部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯型の電子機器のような電子機器用のヒンジ及びヒンジを備える電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯型の電子機器が多く発売されており、ＣＰＵ（中央処理装置）を搭載した高度な電子機器が出現している。このような電子機器を駆動するために、多くの電力が消費され、多様な方法によりそれらの電力消費による熱を外部に放熱する必要がある。
携帯型の電子機器のうちの、例えば携帯型のコンピュータは、本体とその表示部を備えており、この表示部は本体に対してヒンジを介して、開閉できるようになっている。このような携帯型のコンピュータとしては、ノート型のパーソナルコンピュータと呼ばれるコンピュータが代表的なものである。
【０００３】
従来のこの種の機械的なヒンジは、ヒンジの固定片及び可動片を機械的に結合させて、固定片と可動片をあるトルクにより回転結合できるようになっている。このような固定片や可動片等は、機械的な強度を満たすような材質を採用しているが、放熱のための熱の伝導は考慮していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このために、従来の携帯型の電子機器における放熱対策としては、大型のヒートシンクを別途設けて、自然放熱させるか、或いはファン等を用いて強制的に空冷させている。
しかし、自然放熱の場合には、ヒートシンクを設定する場所に制限があるために、大きな熱量を放熱するには限界がある。また、ファン等を用いる強制空冷の場合には、ファンが音を発生したり、或いはファンを動かすための電力が必要となる。
そこで本発明は上記課題を解消し、電子機器の大型化を図る必要がなく放熱を行うことができる電子機器用のヒンジ及びヒンジを備える電子機器を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にあっては、電子機器の第１部分と第２部分を折り畳み可能に連結するために設けられる電子機器用のヒンジにおいて、機械的強度を保持する第１の強度保持部と熱伝導を行う第１の熱伝導部を有し、その第１の熱伝導部が第１部分に当接するように第１の強度保持部と重ねて固定される固定片と、機械的強度を保持する第２の強度保持部と熱伝導を行う第２の熱伝導部を有し、その第２の熱伝導部が第２部分に当接するように第２の強度保持部と重ねて固定される可動片と、固定片の第１の熱伝導部と可動片の第２の熱伝導部との間の熱伝導を行いながら、固定片と可動片を結合する結合部と、を備える電子機器用のヒンジにより、達成される。
【０００６】
本発明の電子機器用のヒンジでは、固定片が機械強度を保持する強度保持部と、熱伝導を行う熱伝導部を有している。可動片は、機械的強度を保持する強度保持部と、熱伝導を行う熱伝導部を有している。
結合部は、固定片の熱伝導部と可動片の熱伝導部との間の熱伝導を行いながら、固定片と可動片を結合している。
これにより、電子機器に対してヒートシンクやファン等の放熱機器を別途付設することなく、第１部分と第２部分間の熱伝導を改善して、発熱量の多い側から少ない側に熱の移動を容易に行うことができる。熱的な伝導性がヒンジにおいて改善される。
【０００７】
本発明では、機器本体である第１部分と、外装が金属で形成された表示部である第２部分と、第１部分に対して第２部分を折り畳み可能に連結するヒンジとを有する電子機器において、ヒンジは、機械的強度を保持する第１の強度保持部と熱伝導を行う第１の熱伝導部を有し、その第１の熱伝導部が第１部分に当接するように第１の強度保持部と重ねて固定される固定片と、機械的強度を保持する第２の強度保持部と熱伝導を行う第２の熱伝導部を有し、その第２の熱伝導部が第２部分に当接するように第２の強度保持部と重ねて固定される可動片と、固定片の第１の熱伝導部と可動片の第２の熱伝導部との間の熱伝導を行いながら、固定片と可動片を結合する結合部と、を備える電子機器により、達成される。
【０００８】
本発明の電子機器は、機器本体である第１部分と、外装が金属で形成された表示部である第２部分と、第１部分に対して第２部分を折り畳み可能に連結するヒンジとを有している。そして、ヒンジの固定片は、機械強度を保持する第１の強度保持部と熱伝導を行う第１の熱伝導部を有し、第１の熱伝導部が第１部分に当接するように第１の強度保持部と重ねて固定されている。また、ヒンジの可動片は、機械的強度を保持する第２の強度保持部と熱伝導を行う第２の熱伝導部を有し、第２の熱伝導部が第２部分に当接するように第２の強度保持部と重ねて固定されている。更に、ヒンジの結合部は、固定片の第１の熱伝導部と可動片の第２の熱伝導部との間の熱伝導を行いながら、固定片と可動片を結合している。
これにより、電子機器に対してヒートシンクやファン等の放熱機器を付設することなく、第１部分と第２部分間の熱伝導を改善して熱伝導の多い側から少ない側に熱の移動を容易に行うことができる。熱的な伝導性がヒンジにおいて改善されるので、電子機器の大型化が防げる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
図１は、本発明の電子機器用のヒンジを備える電子機器の一例を示しており、図１の電子機器は、携帯型のコンピュータ１００である。携帯型のコンピュータ１００は、本体２、表示部３、キーボード４、Ａ領域とＢ領域で囲むヒンジ１Ａ，１Ｂ等を備えている。
【００１０】
本体２は、上述したキーボード４やその他のポインティングディバイス５等を有しており、表示部３は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）を採用することができる。表示部３は、本体２に対してヒンジ１Ａ，１Ｂを用いて、矢印Ｒ方向に開閉（折り畳み）可能に取り付けられている。また、図１においては示していないが、本体２に対しては、外部のポインティング手段であるマウス等を外付けする機器等を設定することもできる。
【００１１】
図１のヒンジ１Ａ，１Ｂは、表示部３を本体２の後端部６に対して、機械的に連結し、かつ熱的な伝導及び放熱を図るための機能を有している。
ヒンジ１Ａ，１Ｂは、左右対称形状となっているが、実質的に同じ構造である。そこで、ヒンジ１Ａを代表して図２乃至図６を参照してその構造及び特徴について説明する。
ヒンジ１Ａは、図２と図３に示すように、固定片１１、可動片１７及び結合部３０を有している。図４乃至図６に示す結合部３０は、固定片１１と可動片１７を機械的にかつ熱伝導を行うことができるように結合する部分である。
【００１２】
固定片１１は、機械的な強度を保持する強度保持部１１ａと、熱伝導を行うための熱伝導部１２から構成されている。強度保持部１１ａは、図１の表示部３を開閉するときに、その開閉時の強度及びその開閉動作を保つために、機械的な強度の大きい材料、例えば鉄系の材料であるステンレス（ＳＵＳ）等を採用するのが好ましい。強度保持部１１ａは、機械的強度の大きい板状の材質のものを、図２と図３に示すように、断面で見て略Ｌ字型に形成されている。
【００１３】
熱伝導部１２は、熱伝導を行うのに好ましい材質、例えば銅系やアルミニウム系の材質を採用するのが望ましく、熱伝導部１２は板状のものであり、略Ｌ字型の強度保持部１１に密着して接着又は固定或いは設定するために略Ｌ字型に形成されている。
この固定片１１の強度保持部１１ａと熱伝導部１２は、図２と図３に示すように、密着して用いられるが、この固定片１１は、本体２の取り付け面側（本体に接する側）に対して、例えばネジ３１により固定するようになっている。
図４には、固定片１１の強度保持部１１ａと熱伝導部１２の形状の一例を斜視図で示している。強度保持部１１ａの立ち上げ部１１ｂと、熱伝導部１２の立ち上げ部１２ｂには、それぞれ長方形状の穴１１ｃ，１２ｃが形成されている。
【００１４】
次に、可動片１７について説明する。この可動片１７は、図２と図３に示すように、強度保持部１７ａと熱伝導部１３を有している。強度保持部１７ａは、機械的な強度を保持する部分であり、熱伝導部１３は熱伝導を行う部分である。強度保持部１７ａは、表示部の開閉時の強度及びその強度を保持するために、機械的に強度の大きい材料、例えば鉄系の材料であるステンレス（ＳＵＳ）等を採用することが好ましい。
熱伝導部１３は、熱伝導の良好な材料、銅系やアルミニウム等の材質を採用することができる。強度保持部１７ａは、略Ｌ字型に形成されているが、熱伝導部１３も略Ｌ字型に形成されている。ただし、熱伝導部１３の部分１３ａが、強度保持部１７ａに密着するようになっており、熱伝導部１３の立ち上げ部１３ｂは、強度保持部１７ａの立ち上げ１７ｂとは離れるようにして用いられる。
【００１５】
図４では、可動片１７の強度保持部１７ａと熱伝導部１３を立体的に示している。強度保持部１７ａの立ち上げ部１７ｂと熱伝導部１３の立ち上げ部１３ｂには、それぞれ円形の穴１７ｃと１３ｃが形成されている。ただし、穴１７ｃの直径は、穴１３ｃの直径よりも小さく設定されている。
【００１６】
次に、図２と図３の結合部３０について説明する。
この結合部３０は、固定片１１の熱伝導部１２と、可動片１７の熱伝導部１３との間の熱伝導を行いながら、しかも固定片１１と可動片１７を機械的に結合する機能を有している。
【００１７】
図４は、この結合部３０の構成メンバーを示しており、バネワッシャ１４、シャフト１５、ワッシャ１６，１８、バネワッシャ１９、ストッパー２０を有している。
シャフト１５は、例えば機械的強度を保持するために鉄等により作られており、シャフト１５の本体１５ｃに対しては、突出部１５ａと反対側の突出部１５ｂを有している。突出部１５ａは、バネワッシャ１４の穴１４ａを通り、熱伝導部１３の穴１３ｃ、熱伝導部１２の穴１２ｃ、強度保持部１１の穴１１ｃを通る。この突出部１５ａの形状は、熱伝導部１２の穴１２ｃと強度保持部１１ａの穴１１ｃに確実に嵌め込まれて動かないようにするような端面１５ｅ，１５ｅを有している。従って、シャフト１５の突出部１５ａは、熱伝導部１２ａの穴１２ｃと強度保持部１１ａの穴１１ｃに対して嵌め込むことで、外れないように確実に固定することができる。
【００１８】
バネワッシャ１４は、固定片１１の熱伝導部１２と可動片１７の熱伝導部１３をしっかりと密着して押さえるためのバネ部材であり、例えば鉄のような金属で作られている。ワッシャ１６は、シャフト１５と可動片１７の強度保持部１７ａの間に配置されるワッシャである。ワッシャ１６の穴１６ｃは、シャフト１５の突出部１５ｂが嵌まり込むような矩形の穴である。シャフト１５の突出部１５ｂも、平端面１５ｆ，１５ｆを有している。強度保持部１７ａの穴１７ｃには、突出部１５ｂが通り、この突出部１５ｂはワッシャ１８の穴１８ｃと、バネワッシャ１９の穴１９ｃを通り、ストッパー２０の穴２０ｃに確実に嵌まり込むようになっている。つまり、ストッパー２０の穴２０ｃにおいて、シャフト１５の突出部１５ｂが外れないように確実に固定することができる。
【００１９】
このようにして、固定片１１と可動片１７は、シャフト１５の突出部１５ａと強度保持部１１の穴１１ｃの噛み合い結合と、シャフト１５の突出部１５ｂとストッパー２０の穴２０ｃの噛み合い結合を用いて、図２と図３に示すように、一体的に結合することができ、このシャフト１５を用いて、固定片１１に対して可動片１７が図３のＲ方向に回転することができる。
【００２０】
シャフト１５、ワッシャ１６，１８とバネワッシャ１４，１９とストッパー２０等は、機械的に強度の大きい材料、例えば鉄系の材料を用いることができる。固定片１１の熱伝導部１２は、図１のコンピュータ１００の本体２の取り付け面側（本体に接する側）に位置して、図２と図３のように、ネジ３１を用いて固定することができる。一方、可動片１７の熱伝導部１３ａは、図１のコンピュータ１００の表示部３の取り付け面側（表示部に取り付け面）に位置して、ネジ３２を用いて固定することができる。
【００２１】
図２と図３のように、ヒンジ１Ａ或いは１Ｂが組み立てられた状態では、固定片１１の熱伝導部１２の立ち上げ部１２ｂと、可動片１７の熱伝導部１３の立ち上げ部１３ｂが密着されていると共に、バネワッシャ１４がこれらの立ち上げ部１２ｂ，１３ｂをバネ押さえ力で密着させているので、これらの熱伝導部１２，１３の立ち上げ部１２ｂ，１３ｂにおける接触部の熱抵抗をできる限り小さくすることができる。
【００２２】
このようなヒンジ１Ａ或いは１Ｂは、機械的な強度を保つと共に熱伝導及び放熱機能を有しているので、例えばコンピュータ１００の本体２、表示部３において、お互いに行き交う熱伝導を改善して熱量の多い側、例えば本体２側から熱量の少ない側、例えば表示部３に対して熱の移動を容易に行うことができる。
このような熱的な伝導性を改善することにより、発熱の多い本体部２から発熱の少ない表示部３への熱を伝導することが改善され、放熱のための場所が確保でき、又ヒートシンク等の放熱手段を新たにこの熱伝導部１２と熱伝導部１３に対して、設けることも可能であり、放熱効率も上げることができる。
【００２３】
例えば、本体２と表示部３の外装を、マグネシウム等の軽金属で作れば、外装はそのままヒートシンクとしても利用でき、このヒートシンクとして用いられる外装を、図３の熱伝導部１２と熱伝導部１３に対して熱的に接続することで、より放熱効果を改善できる。
また、一般的に熱伝導率の良い材料は、電気抵抗が低いという物理的特性があるので、ヒンジ１Ａ，１Ｂを介して、ヒンジ１Ａ，１Ｂの固定片１１と可動片１７側をより低い電気抵抗部を介して結合することができる。
【００２４】
次に、本発明のヒンジの別の実施の形態について説明する。
図７に示すヒンジ２０１Ａ，２０１Ｂは、図１のヒンジ１Ａ，１Ｂに代わるものであり、これらのヒンジ２０１Ａ，２０１Ｂは、図１に示すようなコンピュータ１００のヒンジとして用いることができる。
ヒンジ２０１Ａ（２０１Ｂ）は、固定片１１１、可動片１１７及び結合部１３０を備えている。
【００２５】
固定片１１１は、本体２側に固定される部分であり、可動片１１７は表示部３側に固定される部分である。
結合部１３０は、固定片１１１と可動片１１７を機械的強度を保ちながら、固定片１１１と可動片１１７の間の熱的伝導を図る機能を有している。
固定片１１１は、強度保持部１１１ａと熱伝導部１１２を有しており、強度保持部１１１ａは、例えば機械的に強度の大きい材料、例えば鉄系の材料であるステンレス等を用いることができる。熱伝導部１１２は、熱伝導度の良い材料、例えば銅系やアルミニウム系等の材料である。強度保持部１１１ａと熱伝導部１１２は、断面から見てそれぞれ略Ｌ字型に形成されており、熱伝導部１１２は強度保持部１１１ａに密着して設けられている。
強度保持部１１１ａの立ち上げ部１１１ｂには、穴１１１ｃが形成されており、熱伝導部１１２の立ち上げ部１１２ｂには、穴１１２ｃが形成されている。
【００２６】
可動片１１７は、やはり強度保持部１１７ａと熱伝導部１１３を有している。強度保持部１１７ａは、断面略Ｌ字型に形成されており、機械的に強度の大きい材料、例えば鉄系の材料であるステンレス等を用いることができる。熱伝導部１１３は、やはり断面略Ｌ字型に形成されており、熱伝導度の良い材料、例えば銅系やアルミニウム系の材料が採用されている。
強度保持部１１７ａと熱伝導部１１３は、密着して用いられている。強度保持部１１７の立ち上げ部１１７ｂには、穴１１７ｃが形成されており、熱伝導部１１３の立ち上げ部１１３ｂには、穴１１３ｃが形成されている。
【００２７】
次に、結合部１３０に説明する。結合部１３０は、シャフト１６０と、熱伝導リング１７０及びトルクブッシュ１８０を有している。シャフト１６０の一端側１６１はストッパーになっており、強度保持部１１７ａの穴１１７ｃの径よりも大きく設定されており、抜け止めになっている。シャフト１６０の他端１６２には、Ｅリング１６３が嵌め込まれており、しかもこのＥリング１６３と立ち上げ部１１１ｂの間には、ワッシャ１６４が配置されている。これにより、シャフト１６０は、強度保持部１１７ａに対して抜けないようになっており、しかも強度保持部１１１ａに対しても抜けないようになっている。
【００２８】
熱伝導部１１２，１１３の間には、トルクブッシュ１８０と熱伝導リング１７０が配置されている。つまり、これらトルクブッシュ１８０と熱伝導リング１７０は、シャフト１６０を中心として同軸に配置されている。熱伝導リング１７０は、熱伝導部１１７と熱伝導部１１３の間の熱伝導を行うためのリング（別の部材）であり、例えば熱伝導度の良い材料、例えば銅系やアルミニウム系等の材質で作られているリングである。
【００２９】
トルクブッシュ１８０は、樹脂等により作られており、固定片１１１と可動片１１７の間の回転を助けるための部材である。
固定片１１１の熱伝導部１１２は、本体２の取り付け面側（本体に接する側）に位置して、例えばネジ等により固定されている。可動片１１７の熱伝導部１１３は、表示部の取り付け面側（表示部２の取り付け面に接する面）に位置しており、可動片１１７は例えば、ネジ等により表示部３側に固定されている。
図７のヒンジ２０１Ａ，２０１Ｂの構造においても、上述した図２乃至図６のヒンジ１Ａ，１Ｂと同様に、機械的な強度保持及び熱伝導機能を有している。
【００３０】
図２乃至図６のヒンジ１Ａ，１Ｂでは、固定片１１の熱伝導部１２と可動片１７の熱伝導部１３が、直接接触することで両者の熱伝導を行っている。これに対して、図７のヒンジ２０１Ａ，２０１Ｂでは、固定片１１１の熱伝導部１１２と可動片１１７の熱伝導部１１３は、別の熱伝導リング１７０を用いて、両熱伝導部間の熱伝導を行っている。つまり、ヒンジ２０１Ａ，２０１Ｂにおいては、一方の熱伝導部１１２は、他方の熱伝導部１１３の近傍に配置されているが、直接は接触されていない。
【００３１】
ところで、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。
ヒンジの構造によっては、色々と応用が可能である。例えば、固定片と可動片に沿って施されている熱伝導性の良い熱伝導部は、図３や図７に示すように、本体２或いは表示部３の取り付け面側に位置しても良いし、逆にネジ絞め側に配置されていても構わない。
【００３２】
図２乃至図６の実施の形態において、シャフト１５に対して熱伝導性の良い材料で筒状に覆うこともできるし、図７の実施の形態において、シャフト１６０は筒状にして、その中に熱伝導性の良い材料を通すようにしても良い。
ここで、図８に示す本発明の実施の形態のヒンジにおける実験データと、図９に示す通常のヒンジの実験のデータを比較して簡単に説明する。
【００３３】
図８と図９を参照すると、ヒンジの固定片及び可動片にそれぞれアルミニウム金属製の熱伝導部を固定し、固定片側の熱伝導部を加熱させたときに、固定片と可動片の温度を時間の経過に沿って測定した。図８に示す本発明の実施の形態と図９に示す通常のヒンジを比較して明らかのように、図８の本発明の実施の形態のヒンジでは、固定片と可動片との温度差は少なくなっている。尚、本発明の実施の形態のヒンジで、固定片側の温度が上がらないのは、熱がヒンジを伝わって可動片側に伝導しているためである。
図１０は、本発明の熱伝導部で使用する熱伝導材料の０℃での物理係数の一例を示している。
【００３４】
図示の実施の形態では、本発明のヒンジが適用される電子機器として、所謂携帯型のコンピュータを一例にしているが、これに限らず他の種類の電子機器であっても勿論構わない。本発明の電子機器としては、携帯型の情報端末や携帯電話、無線機のような各種発熱を伴うような電子機器に採用することができる。
固定片の熱伝導部と可動片の熱伝導部は、本体２や表示部３の放熱に寄与する面又は放熱面に接触する側又は両側に位置されていても良い。この放熱に寄与する面とは、例えば本体２や表示部３の回路基板の放熱用の部分であり、放熱面とは、例えば本体２や表示部３の外装をマグネシウム等の軽金属のケーシング等である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電子機器の大型化を図る必要がなく放熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子機器用のヒンジが適用されている電子機器の一例を示す斜視図。
【図２】図１の電子機器に適用されているヒンジの好ましい実施の形態を示す平面図。
【図３】図２のヒンジの側面図。
【図４】図２と図３のヒンジの分解斜視図。
【図５】図２のヒンジの側面図。
【図６】図２のヒンジの別の側面図。
【図７】本発明のヒンジの別の実施の形態を示す側面図。
【図８】本発明の実施の形態のヒンジにおける温度を時間の経過と共に測定したデータを示す図。
【図９】通常のヒンジにおける温度の時間の経過に沿って測定したデータを示す図。
【図１０】本発明の固定片及び可動片に用いられる熱伝導部の材質の一例の物理係数を示す図。
【符号の説明】
１００・・・コンピュータ、２・・・本体（第１部分）、３・・・表示部（第２部分）、１Ａ，１Ｂ・・・ヒンジ、１１・・・固定片、１７・・・可動片、１２・・・固定片の熱伝導部、１１ａ・・・固定片の強度保持部、１７ａ・・・可動片の強度保持部、１３・・・可動片の熱伝導部、３０・・・結合部
Claims (5)
- 電子機器の第１部分と第２部分を折り畳み可能に連結するために設けられる電子機器用のヒンジにおいて、
機械的強度を保持する第１の強度保持部と熱伝導を行う第１の熱伝導部を有し、前記第１の熱伝導部が前記第１部分に当接するように前記第１の強度保持部と重ねて固定される固定片と、
機械的強度を保持する第２の強度保持部と熱伝導を行う第２の熱伝導部を有し、前記第２の熱伝導部が前記第２部分に当接するように前記第２の強度保持部と重ねて固定される可動片と、
前記固定片の前記第１の熱伝導部と前記可動片の前記第２の熱伝導部との間の熱伝導を行いながら、前記固定片と前記可動片を結合する結合部と、
を備えることを特徴とする電子機器用のヒンジ。 - 前記結合部は、前記固定片の前記第１の熱伝導部と前記可動片の前記第２の熱伝導部を直接接触させることで前記固定片の前記第１の熱伝導部と前記可動片の前記第２の熱伝導部との間の熱伝導を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子機器用のヒンジ。
- 前記結合部は、別の熱伝導部材を介して、前記固定片の前記第１の熱伝導部と前記可動片の前記第２の熱伝導部との間の熱伝導を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子機器用のヒンジ。
- 前記結合部は、前記固定片の前記第１の熱伝導部を前記可動片の前記第２の熱伝導部の近傍に位置させて前記固定片の前記第１の熱伝導部と前記可動片の前記第２の熱伝導部との間の熱伝導を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子機器用のヒンジ。
- 機器本体である第１部分と、外装が金属で形成された表示部である第２部分と、前記第１部分に対して前記第２部分を折り畳み可能に連結するヒンジとを有する電子機器において、
前記ヒンジは、
機械的強度を保持する第１の強度保持部と熱伝導を行う第１の熱伝導部を有し、前記第１の熱伝導部が前記第１部分に当接するように前記第１の強度保持部と重ねて固定される固定片と、
機械的強度を保持する第２の強度保持部と熱伝導を行う第２の熱伝導部を有し、前記第２の熱伝導部が前記第２部分に当接するように前記第２の強度保持部と重ねて固定される可動片と、
前記固定片の前記第１の熱伝導部と前記可動片の前記第２の熱伝導部との間の熱伝導を行いながら、前記固定片と前記可動片を結合する結合部と、
を備えることを特徴とする電子機器。
Priority Applications (6)
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