JP4674238B2 - 電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、電子機器に係り、特にクラムシェル型の電子機器に関する。
クラムシェル型の電子機器とは、例えば図1に示す所謂ノートブック型パーソナルコンピュータ10の如く、LCD部20と本体部30との2部分よりなる。そしてその使用時には図示の如くLCD部20を本体部30から開いた状態とし、その不使用時には図2に示す如くLCD部20を本体部30に対し閉じた状態とすることが可能な電子機器を言う。このような構成とすることにより、上記閉じた状態においてコンパクトな携帯性を提供すると共にLCD部20に設けられたLCD画面21に対する汚れ等の付着防止、傷つきの防止等が可能となる。
クラムシェル型の電子機器はこのようなノートブック型パーソナルコンピュータに限らず、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯型DVDプレーヤ等も該当する。
従来、このようなクラムシェル型の情報機器としてのノートブック型パーソナルコンピュータ10においては、動作時にCPU等の内部機器からの発熱の放熱のための手段としてファン等を用い放熱ファン排気口33から廃熱する強制廃熱に加え本体部30に設けられたキーボード31、パームレスト32を含む筐体表面からの自然廃熱を併用することにより効率的な廃熱を図っている。
しかしながら例えば図1に示すノートブック型パーソナルコンピュータ10の場合、後述するLCD部20を閉じて使用する使用環境(図2参照)においてはキーボード31,パームレスト32を含む筐体表面がLCD部20に覆われて露出しない状態となる。このため、上記自然廃熱が活かされず、結果的に廃熱効率が悪化する。これを防止するため、CPU放熱用のファン等を別途も受ける等、強制廃熱効果を更に向上させる必要があった。
特開2004−95890号公報 特開平10−254583号公報
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、クラムシェル型の電子機器において、上記LCD部20等を開いた状態で使用する使用環境及びこれを閉じた状態で使用する使用環境の両方の使用環境について共通した放熱設計の適用を可能にする構成を提供することを目的とする。
例えば上記ノートブック型パーソナルコンピュータの分野においては年々その要求性能が向上し、それに伴いその内部機器としてのプロセッサの発熱量も増大している。近年では、可搬型の薄型ノートブック型パーソナルコンピュータであってもそのCPUの発熱量は30W以上となり、放熱設計が最大の課題となっている。内部機器としてはCPUに限らず、メモリコントローラ、グラフィックコントローラ等についても上記同様、高性能化と共に発熱量が増大しており、それらを含めた放熱設計を行う必要がある。
クラムシェル型パーソナルコンピュータを設計する場合、CPU、メモリコントローラ、グラフィックスコントローラ等の構成部品ごとにTDP(Thermal Design Power:熱設計電力)が定められ、それに沿った設計を行うことが求められている。
このTDPによる発熱を十分に放熱するための放熱設計をファン等による強制廃熱のみによって実現するとした場合、そのために要されるファン等の強制廃熱用機器の所要容量が大きくなり、装置の小型化・軽量化に対する阻害要因となる。この問題を解決するため、上記の如く、キーボード31、パームレスト32等からの自然放熱も考慮した放熱設計手法が用いられている。
このような放熱設計の場合、装置設計によっては、上記の如くのLCD部20を閉じた使用環境(図2参照)においては自然放熱が期待できない分CPUの動作周波数を制限する等、ユーザに対する使用上の制約を設ける必要があった。
すなわちユーザの使用環境として、例えばオフィスにおいては図2に示す如く、外付けのモニタ50および外付けのキーボード60、マウス70等を接続し、パーソナルコンピュータ10を演算手段として用いるデスクトップ形態による使用環境が求められる。特にドッキングステーション、ポートリプリケータを適用する際にこのような使用環境が求められる。
このような使用環境、すなわちLCD部20を閉じて使用する環境においては上記の如くキーボード31,パームレスト32等からの自然放熱が活かされないため、その分CPUの動作周波数を制限する等の手法を適用することによって内部機器からの発熱量を低下させる必要性が生じる。
このようにユーザに対し使用上の制約を課す必要性を無くすためには、LCD部20を閉じた状態においても充分な放熱がなされるような放熱設計を行う必要がある。
本発明によれば、一の部分と、他の部分と、前記一の部分に対し他の部分を回動可能に保持する回動保持部とを有し、前記一の部分と他の部分とを互いに重ね合わせた閉状態、他の部分を一の部分から離間させて両部分を開放し、もってこれらを利用した操作を可能にする開状態に加え、前記一の部分及び他の部分の夫々の対向面を所定間隔離間させ当該間隔を使用した放熱を可能にする中間状態を設ける。そして前記回動保持部において前記他の部分の端部を一の部分の対応する端部から持ち上げることにより両部分の対向面を前記所定間隔離間させて上記中間状態を形成する持ち上げ機構を設けた。
このように本発明によれば一の部分と他の部分とを接続する回動保持部において両部分を持ち上げる持ち上げ機構を設けて前記中間状態を形成することを可能にする。その結果閉状態に近い状態で且つ一の部分と他の部分との対向面が互いに離間した状態を実現することができる。
このような中間状態では一の部分と他の部分との対向面が離間しながら近距離で対向した状態を形成することが可能である。その結果この中間状態では閉状態同様、上記対向面に対するゴミの付着、傷つき等を防止することが可能となる。
更にこの中間状態で、その対向面間の対流が可能となるため、対向面からの自然放熱が可能となり、もって開状態同様の自然放熱効果を得ることが可能となる。
クラムシェル型のパーソナルコンピュータの一例の斜視図である。 図1に示すパーソナルコンピュータを閉じた状態で演算装置として使用するデスクトップ形態の使用環境を説明するための図である。 (a)は本発明の第1実施例によるクラムシェル型パーソナルコンピュータの中間状態における側面図であり、(b)はその部分拡大図である。 本発明の第2実施例によるクラムシェル型パーソナルコンピュータの中間状態における部分拡大側面図である。 コイルバネ状ケーブルの外形を示す図である。 本体部とLCD部とをそれぞれの先端部分で回転可能にロックするためのラッチ部の構造の一例を説明するための図である・ ヒンジ部におけるロック機構を説明するための図(その1)である。 ヒンジ部におけるロック機構を説明するための図(その2)である。
符号の説明
10 ノートブック型パーソナルコンピュータ
20 LCD部
21 LCD
22 ラッチ部
30 本体部
31 キーボード
32 パームレスト
33 放熱ファン排気口
34 ラッチ部
34a 回転軸
34b ラッチ部本体
34c ラッチピン
35 コイルバネ
36 補助ファン
37 ケーブル
38 可動軸
39 ロックピン
40 ヒンジ部
発明を実施するっための最良の形態
以下図と共に本発明の実施の形態について説明を行う。
図3は本発明の第1実施例によるノートブック型パーソナルコンピュータ10の側面図である。
このノートブック型パーソナルコンピュータ10は図1に示す如くの「開状態」及び図2に示す如くの「閉状態」に加え、図3に示す如くの「中間状態」の計3種類の状態を形成し得る構成を有する。
図1はクラムシェル型の電子機器としてのノートブック型パーソナルコンピュータ10の開状態における斜視図を示すが、同時に上記本発明の第1実施例によるノートブック型パーソナルコンピュータ10の斜視図をも示す。
すなわち、本発明の第1実施例によるノートブック型パーソナルコンピュータ10は、その開状態においては図1に示す従来のノートブック型パーソナルコンピュータ10と同様の外観を有する。また同様に本発明の第1実施例によるノートブック型パーソナルコンピュータ10は、その閉状態においても図2に示す従来のノートブック型パーソナルコンピュータ10と同様の外観を有する。
したがってこれ以降本発明の第1実施例によるパーソナルコンピュータ10を単にパーソナルコンピュータ10とも称し、パーソナルコンピュータ10を構成する各構成要素についても同様に特に断らない限り本発明の第1実施例によるパーソナルコンピュータ10の構成要素を指す。
本発明の第1実施例によるノートブック型パーソナルコンピュータ10は図1に示す如く、一の部分としての本体部30と、他の部分としてのLCD部20との両部分よりなる。
LCD部20は画面としてのLCD21を有し、本体部30は操作部としてのキーボード31を有する。LCD部20はヒンジ(蝶番)を構成するヒンジ部40(回動保持部)により、本体部30に対し回動可能に保持されている。
操作者としてのユーザは当該ノートブック型パーソナルコンピュータ10の使用時、通常は図2に示す上記閉状態から、本体部30に対してLCD部20をヒンジ部40の蝶番を軸として回動することによって開き、図1に示す上記開状態とする。
この開状態においてユーザはその手のひらの手首部分を本体部30の筐体の一部であるパームレスト32にあずけ、その状態でその手指によりキーボード31上の所望のキーを打鍵することにより種々の命令、データ等を当該パーソナルコンピュータ10に対し入力する。
また、そのようなキーボード31の操作等による演算処理結果等が表示部としてのLCD21上に表示され、ユーザはそれを見ながら必要な情報を当該パーソナルコンピュータ10から得る。
また図示は省略するが本体部30の内部にはCPU、メモリコントローラ、グラフィックコントローラ等の制御装置が設けられており、これらの動作に伴う発熱を十分放熱することが要される。そのため本体部30内部に強制放熱ファンが設けられており、その上記強制放熱ファンの排気用として放熱ファン用排気口33が設けられている。
更に上記内部機器からの発熱の放熱用に、開状態で本体部30上に露出されているキーボード31、パームレスト32を含む筐体表面を介した自然放熱が利用される。
又、パーソナルコンピュータ10は図2に示す如く、その閉状態において演算装置として使用する、デスクトップ形態による使用環境においても使用可能である。この場合、パーソナルコンピュータ10は閉状態であるため、LCD部20と本体部30との互いの対向面上に設けられているLCD21及びキーボード31はLCD部20と本体部30とが重なり合った内面として隠蔽されるため使用することはできない。
その代わりに外付けモニタ50,外付けキーボード60及び外付けマウス70等をパーソナルコンピュータ10に接続し、これらを夫々パーソナルコンピュータ10の表示部及び操作部として使用する。その結果ユーザはパーソナルコンピュータ10を演算装置として使用することとなる。すなわちノートブック型パーソナルコンピュータ10を、デスクトップ型コンピュータの本体部として使用したデスクトップ形態での使用が可能となる。
このデスクトップ形態での使用環境においては上記の如くパーソナルコンピュータ10は閉状態で使用され、もってLCD部20と本体部30との互いの対向面上に設けられているキーボード31及びパームレスト32を含む筐体表面はLCD部20と本体部30との重ね合わせ内面として隠蔽されている。このためこれらを利用した自然放熱効果は活かされない。
したがって当該パーソナルコンピュータ10の放熱設計においては上記自然放熱効果が活かされない分、他の強制廃熱手段の導入、既存の手段の容量増加等を行うか、或いはこのようなデスクトップ形態での使用の際にはCPUの動作周波数を低下させる等、発熱を抑制するための操作上の制約を課する如くの対策が要される。
本発明ではこのような問題の解決のため、図3に示す如くの「中間状態」を形成することを可能にした。
すなわち、本発明の第1実施例によるノートブック型パーソナルコンピュータ10においては、LCD部20のヒンジ部40にLCD部20を持ち上げる機構を設ける。そしてこのようにしてLCD部20を持ち上げLCD部20と本体部30との間に隙間を設けた中間状態を形成させ、その隙間を通した自然対流の発生を可能とする。その結果図1に示す如くの開状態と同様の放熱効果を得ることが可能となり、もって同開状態で使用する際と同様に本体部30のキーボード31およびパームレスト32を含む筐体表面からの放熱効果が得られる。
ここでLCD部20を開いた状態でのCPUの発熱を30Wとした場合の熱抵抗値が約1.5℃/Wとして熱設計がなされていると仮定する。その場合例えばLCD部20を閉じた状態では熱抵抗値が約1.7℃/Wまで低下するが、キーボード31およびパームレスト32を含む筐体表面から約3.5Wの放熱がなされるといった想定に基づいた放熱設計がなされる。
本発明の第1実施例では上記の如くLCD部20と本体部30との間に隙間を設けた中間状態を形成し、当該隙間を通した自然対流を発生させることによってLCD部20を開いて使用する場合と同様にキーボード31およびパームレストを含む筐体表面からの放熱効果が得られる。このようにLCD部20を開いた場合と同様の放熱効果を得ることにより、上記キーボード31及びパームレスト32を含む筐体表面からの約3.5Wの放熱の想定が上記中間状態においてそのまま適用可能となる。すなわち、図3に示す中間状態では、図1に示す開状態と同じ放熱設計が適用可能となる。
具体的には本体部30とLCD部20との間の互いの対向面の隙間として図3(b)中、S=約20mmを設ける。その結果その隙間に自然対流が発生して放熱が促され、上記熱抵抗値の低下を抑えることが可能となる。
すなわち図3(b)に示す如くヒンジ部40にコイルバネ35による持ち上げ機構を取り付け、このコイルバネ35の弾性力による延伸作用によりラッチ部22,34を軸に本体部30に対してLCD部20をヒンジ部40の蝶番ごと約20mm上昇させる。このようにしてLCD部20と本体部30との間に隙間Sを設ける。
またこの場合、LCD部20を本体部30に対して持ち上げた場合にはラッチ部22,34間がロックされる構成を設ける。その結果図3(a)に示す如く、LCD部20がヒンジ部40においてその蝶番ごと持ち上げられLCD部20と本体部30との間に隙間Sが形成されている際にはラッチ部22,34を外してLCD部30を開くことができない構成としている。
図6はラッチ部22,34の具体的な構成例を示す図である。
図6(a)は本体部30とLCD部20の先端部分に設けられたラッチ部22,34の内部構造を示す側面図を示し、同図(b)は同正面図を示す。
図6に示す如くLCD部20に設けられたラッチ部22は図示の如く中央に開口部を有するループ状の部材よりなり、他方本体部30に設けられたラッチ部34はラッチ部本体34b、ラッチピン34cよりなり、ラッチ部本体34bは回転軸34aを中心に図6(a)中、矢印Rで示されるように回転可能に構成されている。
図6に示される構成のラッチ部22,34では、同図に示す状態がラッチ部22,34同士が互いにロックされた状態を示す。この状態では本体部30のラッチ部34のラッチピン34cがLCD部20のラッチ部22を構成するループ状部材の開口部に挿入されることにより、互いの係合部分を中心にLCD部20が本体部30に対し回転可能に係止された状態とされている。その結果、図3に示す如くヒンジ部40がバネ35による持ち上げ機構により持ち上がった際に、上記中間状態(図3の状態)が形成され得る。
LCD部20を本体部30に対し開くことにより開状態とするためには、まず本体部30のラッチ部34のラッチ部本体34bを回転軸34aを中心に図6(a)中、時計回りに回転させる。その結果ロックピン34cはLCD部20のラッチ部22を構成するループ状部材の開口部から抜け出る。その結果上記ロックが解除され、LCD部20は本体部30に対し、ヒンジ部40を中心に開くことが可能となる。
LCD部20を本体部30に対し開く場合、一旦LCD部20のヒンジ部40の部分をコイルバネ35の弾性力に抗して押し下げる。そしてこの押し下げる力を取り除いてもその押し下げられた状態が維持されるためのロック機構を設ける。このロック機構による係止作用により、LCD部20と本体部30とは略隙間無く重ね合わされ上記閉状態が安定的に形成され得る。
図7,図8は上記ロック機構の一例を説明するための図である。
図7は図3(b)に対応する図であり、上記中間状態におけるヒンジ部40回りの内部構造を示す拡大側面図である。
図8は図7の状態からLCD部20をコイルバネ35の弾性力Fに抗して本体部30に対し押し下げることによりLCD部20と本体部30とが略平行となる状態を示す。
図7,図8に示す如く、この構成例ではコイルバネ35の中心に、同図中、上下方向に可動な構成の可動軸38を設ける。また当該可動軸の下端部分に係合することにより、同軸38の上下方向の動作を規制とするためにロックピン39を設ける。
図8はロックピン39が可動軸38の下端部分に係合し、もって可動軸38が上方向の移動が規制されている。他方この可動軸38の上端部分はLCD部20に固定されている。その結果、ロックピン39によって可動軸38の上方向の移動が規制された際、LCD部20がコイルバネ35の弾性力F(図8参照)によって持ち上がらないようにロックされる。その結果、LCD部20が本体部30に対し閉じた閉状態が安定的に維持され得る。
そしてこの閉状態、すなわち図2、図8に示す如くの状態(LCD部20と本体部30とが互いに略平行な状態)で上記の如く構成されたラッチ部22,34の間のロックが解除され得る構成を設ける。この構成は、例えばLCD部20を押し下げて図8の状態とすることによりロックピン39が自動的に可動軸38の下端部に係合し、これに応じて上記ラッチ部34のラッチ本体34bが時計方向に回転してラッチ部のロックが解除されるようなリンク機構を設けること等により可能となる。
このような構成を設けることにより、上記の如くLCD部20のヒンジ部40をコイルバネ35の弾性力Fに抗して押し下げて閉状態としてラッチ部22,34のロックを解除させ、更にLCD部20を本体部30に対し開くことにより開状態を形成させることが可能となる。
尚、当該パーソナルコンピュータ10の不使用時、或いは携帯時には上記閉状態、すなわち上記持ち上げロック機構による係止作用により、コイルバネ35の弾性力に抗してLCD部20を押し下げて本体部30と平行状態で重ね合わせた状態(すなわち図8の状態)とすることが望ましい。
すなわちこの閉状態ではLCD部20と本体部30との互いの対向面が密接に重なり合い上記隙間Sが形成されない状態とされる。その結果パーソナルコンピュータ10の外形寸法が最小となるため携帯性、収納性が最大となる。
又、この閉状態では上記の如くLCD部20と本体部30との互いの対向面が密接に重なり合い上記隙間Sが形成されないため、LCD部20のLCD21及び本体部30のキーボード31がその重ね合わせ内面に密接に隠蔽される。その結果上記中間状態に比して更にLCD21、キーボード31等に対するゴミの付着の防止、傷つきの防止等が効果的になされ得る。
また図示は省略するが本体部30とLCD部20とを繋ぐケーブルについても同様にバネ形状とすることにより、上記の如くコイルバネ35の延伸作用によりLCD部20が持ち上げられた際、上記ケーブルをもこれに追随して延伸させることが可能となる。
図5は上記コイルバネ状ケーブル37の外形を示す図である。
図5に示す如く、本体部30とLCD部20とを電気的に接続するためのケーブル37をコイルバネ状に構成することにより、コイルバネ35の延伸作用により本体部30に対しLCD部が相対的に持ち上げられた場合(上記中間状態)であっても、これに追随してケーブル37を容易に延伸させることが可能となる。その結果上記の如くコイルバネ35の延伸作用によりLCD部が本体部30に対し相対的に持ち上がる構成とした場合であっても、本体部30とLCD部20との間の電気的接続が確実に維持され得る構成とすることができる。
次に図4と共に、本発明の第2実施例によるパーソナルコンピュータ10について説明を行う。
第2実施例によるパーソナルコンピュータ10は後述する補助ファン36以外の構成は全て上述の第2実施例によるパーソナルコンピュータ10と同様であるため、重複説明を省略する。
上記第1実施例によるパーソナルコンピュータ10では上記中間状態を形成することにより自然対流による放熱効果が得られる。しかしながらパーソナルコンピュータ10に内部のCPUその他のコントローラのTDPが更に上昇した場合、上記自然対流による放熱効果と前記強制放熱ファンによる強制放熱効果のみでは不十分となる場合がある。そのような場合、LCD部20と本体部30との間の隙間Sを更に増加させる等、更なる放熱効果の向上が必要となる。
しかしながら、LCD部20と本体部30との間の隙間Sを更に増加させることによる新たな使用上の制約の発生等を考慮した場合、隙間Sを増加させるにも限界がある。そこで第2実施例では更に強制流対流による放熱効果を向上させるための構成を設けた。
すなわち上記中間状態におけるLCD部20と本体部30との間の隙間S部分に、強制送風機構としての補助ファン36および制御のための回路(図示を省略)を設ける。その結果既存のCPU放熱用ファンに要される容量を効果的に低減可能である。
例えばCPUによる制御の下、以下の如くの動作が自動的に実行されるようなプログラム及び回路構成を設ける。すなわちLCD部20が閉じられ、上記フックがユーザの操作により解除されてコイルバネ34の弾性力による延伸作用によりLCD部20が持ち上げられ中間状態が形成された際、これが検知される。その結果自動的に補助ファン36の電源がオンされ補助ファン36によるLCD部20と本体部30との間の隙間Sを通した送風が開始される。
そしてヒンジ部40がコイルバネ35の作用により持ち上げられると同時にヒンジ部40に取り付けられた補助ファン36も持ち上げられ露出する構成とする。そしてその補助ファン36による排気作用により本体部30とLCD部20との間の隙間Sの部分に強制対流を起こす。その結果中間状態において隙間Sを設けることによる自然対流による放熱を上回る放熱効果を得ることが可能となる。
従来の設計ではLCD部20を閉じた場合と開いた場合とでは装置内部の温度分布が異なっていたためLCD部20を閉じた場合(閉状態)と開いた場合(開状態)とをそれぞれ別個に想定した放熱設計が要されていた。例えば強制放熱用ファンを制御するための温度センサの配置についてもそれぞれの場合を想定した配置設計を要していた。
これに対し上記本発明の各実施例によれば閉状態に近い中間状態においてLCD部20と本体部30との間に隙間Sを設けることが可能となる。その結果上記開状態と中間状態とで共通の熱分布とすることが可能となり、パーソナルコンピュータ10内部に配置する温度センサの数量、配置につき、共通の温度分布に対して最適化することが可能となり、またその条件にて強制放熱ファンの最適配置、最適性能を選択することが可能となる。

Claims (7)

  1. 第1の端部及び前記第1の端部の反対側の第2の端部を有する一の部分と、
    第1の端部及び前記第1の端部の反対側の第2の端部を有する他の部分と、
    前記他の部分の前記第2の端部において及び前記一の部分の前記第2の端部において前記一の部分と前記他の部分とを互いに回動可能に保持する回動保持部と
    前記他の部分の前記第1の端部において及び前記一の部分の前記第1の端部において前記一の部分と前記他の部分とを互いに係合させるラッチ部と、
    記他の部分の前記第2の端部を前記一の部分の前記第2の端部から離間させる持ち上げ機構とを有する電子機器。
  2. 前記持ち上げ機構はコイルバネを有する請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記一の部分と前記他の部分とを電気的に接続するケーブルを有し、
    前記ケーブルはコイルバネ状とされ、もって前記持ち上げ機構の機能により前記他の部分が前記一の部分から持ち上げられる際、これに応じて前記ケーブルが延伸する、請求項に記載の電子機器。
  4. 前記持ち上げ機構が前記他の部分の前記第2の端部を前記一の部分の前記第2の端部から離間させ、前記ラッチ部が前記他の部分の前記第1の端部において及び前記一の部分の前記第1の端部において前記一の部分と前記他の部分とを互いに係合させる状態で前記一の部分と前記他の部分の間に設けられ間隔の放熱効果を向上させる強制対流装置を有し、
    前記強制対流装置は前記回動保持部に設けられ、前記持ち上げ機構の機能により前記他の部分が前記一の部分から持ち上げられる際、前記強制対流装置が持ち上げられて前記一の部分と前記他の部分との間に設けられ間隔に強制対流を起こす、請求項1乃至の内の何れか一項に記載の電子機器。
  5. 前記一の部分は演算処理装置及び前記電子装置を操作するための操作部を有し、
    前記他の部分は表示画面を有する、請求項1乃至のうちのいずれか一項に記載の電子機器。
  6. 前記電子装置はパーソナルコンピュータである、請求項に記載の電子機器。
  7. 前記持ち上げ機構は前記他の部分の第2の端部を前記一の部分の前記第2の端部から離間させ、同時に前記ラッチ部が前記他の部分の前記第1の端部において及び前記一の部分の前記第1の端部において前記一の部分と前記他の部分とを互いに係合させる、請求項1に記載の電子装置。
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