KR100572812B1 - 향상된방열성을갖는전자기기 - Google Patents

Abstract

휴대용 개인용 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 기기는 CPU인 열 발생원과 합체되는 본체인 제 1 부분과, 표시부인 제 2 부분과, 제 1 및 제 2 부분을 피봇가능하게 연결하기 위한 커넥터를 갖는다. 커넥터는 제 1 및 제 2 부분 사이에 기계적 연결을 제공하고, 제 1 부분내의 열 발생원으로부터 제 2 부분까지 열을 전달하는 힌지를 포함하고, 이 열은 제 2 부분으로부터 방열된다. 이러한 전자 기기는 대형화를 도모할 필요성 없이 향상된 방열성을 갖는다.

Description

향상된 방열성을 갖는 전자 기기

본 발명은 일반적으로 전자 기기에 관한 것이며, 특히 휴대용 컴퓨터와 같은 전자 기기에 관한 것이다.

최근에 휴대용 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 기기의 많은 형태는 중앙 처리 장치(CPU)를 탑재한 것이 상업적으로 이용가능하다. 상기 전자 기기는 실질적으로 전력을 소비하며 이렇게 발생된 열을 방열해야만 한다.

휴대용 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 기기의 형태는 주로 본체와 이 본체에 힌지된 표시부로 구성된 기본 구조를 갖는다. 상기 기본 구조는 A4 사이즈형 노트북퍼스널 컴퓨터(PC)나 B5 사이즈형 미니 노트북 PC가 대표적이다.

상기 힌지는 고정부와 이 고정부에 기계적으로 피봇가능하게 연결된 가동부를 갖는 기계적 힌지가 대표적이다. 가동부는 일정한 량의 토오크가 피봇 연결부의 축에 관해 작용하도록 적용될 때에 고정부를 향하거나, 고정부로부터 멀리 떨어지도록 피봇된다. 종래에 고정부와 가동부를 위한 재료 선택은 방열을 위한 열의전도를 고려함 없이 주로 기계적 강도만을 고려하였다.

방열성을 향상시키기 위해 채용된 종래의 기준은 넓게는 두 가지 형태로 분류된다. 즉, 열을 자연적으로 방열시키는 대형 히트 싱크와, 팬에 의한 강제 공냉식으로 분류된다.

그러나, 히트 싱크로부터의 자연 방열시의 방열성은 히트 싱크를 이용하기 위한 공간의 제한으로 인해 한계가 있다. 팬에 의한 강제 공냉식은 팬의 소음 발생과 팬의 구동으로 인한 많은 전력 소비와 같은 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 치수의 증가를 요구하지 않고 열을 신속하게 방열하는 향상된 방열성을 갖는 전자 기기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 위해, 본 발명에 따르면, 열원을 포함하는 제 1 부분과, 상기 제 1 부분에 연결되고 높은 열전도성을 갖는 제 2 부분을 구비하는 표시부와, 개폐위치 사이에서 상기 제 2 부분을 상기 제 1 부분상에서 피봇시키기 위해 상기 제 1부분과 상기 제 2 부분을 기계적으로 피봇가능하게 연결하고 상기 열원으로부터 상기 제 2 부분으로 열을 전달하기 위한 피봇 연결 수단을 포함하고, 상기 피봇 연결수단은 고정된 힌지편과 상기 고정된 힌지편에 대해 이동하는 가동 힌지편을 갖는 열전도성 힌지 기구로 형성되어 있으며, 상기 고정된 힌지편과 가동 힌지편 양자는 열전도부를 갖고 서로 직접 접촉하며, 상기 제 1 부분은 열이 상기 제 2 부분으로 전달되도록 상기 열원으로부터 상기 열전도성 힌지 기구의 상기 고정된 힌지편과 가동 힌지편의 상기 열전도부로 열을 전도하는 히트 파이프를 갖는 전자 기기를 제공하는 것이다.

따라서, 상기 전자 기기는 제 1 부분과 제 2 부분을 피봇가능하게 연결하고 상기 제 1 부분 내측의 열원으로부터 제 2 부분까지 열을 전달하는 피봇 연결 수단을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 제 1 부분 내측의 열원으로부터 제 2 부분까지의 열의 전달은 열 전달 피봇 연결 수단에 의하여 이루어지고, 이에 의해 방열성은 전자 기기의 치수의 증가를 요구함 없이 달성된다.

양호하게는, 제 1 부분은 열원으로부터 피봇 연결 수단까지 열을 전도하는 히트 파이프를 갖는다. 상기 히트 파이프는 열원이 피봇 연결 수단으로부터 멀리 떨어져 있는 경우에도 열원으로부터 피봇 연결 수단으로의 열전도를 보장한다. 대안적으로, 열원은 피봇 연결 수단 부근에 배치되어 있으므로, 열은 히트 파이프의 도움 없이 피봇 연결 수단에 전도된다.

또한, 제 2 부분은 피봇 연결 수단에 열적으로 연결된 열 확산 부재를 가지므로, 열이 열 확산 부재를 통해 확산되어 방열될 수 있는 것이 양호하다.

이들 열 확산 부재는 제 2 부분의 구성이고 제 2 부분의 다른 구성을 에워싸는 케이싱내에 배치되어 있다. 대안적으로, 제 2 부분은 열 확산 부재로서 작용하는 금속 케이싱이다.

양호하나 배타적이지 않은, 제 1 부분은 휴대용 컴퓨터의 본체를 포함하고,제 2 부분은 휴대용 컴퓨터의 표시부를 포함한다. 이 경우에, 중앙 처리 장치와 전원 공급부중 양자 또는 둘중 어느 하나는 열원으로서 작용한다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면과 관련하여 적합한 실시예의 하기 기술에 명백히 설명된다.

본 발명의 적합한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 기술된다. 그러나, 하기 도시된 실시예는 배타적이 아니며, 본 명세서에 한정된 각종 기술적 문제는 다른 지시가 없는 한 도시의 목적을 위해서만 도입되었음을 이해해야 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전자 기기의 실예이고 단일 힌지 구조를 갖는 휴대용 컴퓨터가 참조 부호 100으로 도시되어 있다. 휴대용 컴퓨터(100)는 본체(2)와, 표시부(3)와, 키보드(4)와, 일점 쇄선 원으로 개략적으로 도시된 힌지(1A, 1B)를 갖는다.

본체(2)는 키보드(4)와, 다른 부품 및 회로와, 포인팅 디바이스(5)를 갖는다. 표시부(3)는 액정 표시장치(LCD)이다. 이 표시부(3)는 양방향 화살표 R로 지시한 바와 같이 본체(2)를 향하거나 본체로부터 멀어지게 피봇되도록 힌지(1A, 1B)에 의해 본체(2)의 인접 단부에 피봇적으로 연결되고, 그 일단부에 힌지되어 있다.따라서, 휴대용 컴퓨터(100)는 접을 수 있다. 비록 도시되어 있지 않지만, 마우스와 같은 외부 포인팅 디바이스와, 외부 전원과 같은 배터리 팩 등을 연결하기 위한 구조는 본체(2)상에 설치되어 있다.

도 2는 도 1의 화살표 SD 방향으로 보아서 표시부를 본체(2)에 대해서 접은 상태로 도시한 도 1의 전자 기기를 도시하고 있다. 전원 스위치(40)와 다른 스위치(41, 42)는 본체(2)의 일 측면(2A)상에 배치되어 있다. PC 카드와 같은 확장용 악세서리 등의 전자 카드를 수용하기 위한 슬롯(43)은 동일 측면(2A)에 설치되어 있다.

도 3 및 도 4는 중앙 처리 장치(CPU ; 35)와, 본체(2)의 케이싱(2B)과, 힌지중 하나(1B)와, 표시부(3)의 케이싱(3A)을 포함하는 본 발명의 전자 기기를 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 열원인 CPU(35)에 의해 발생된 열은 CPU(35)를 지지하는 기판(36)과 힌지[힌지(1B)만이 도시됨]를 거쳐서 표시부(3)의 케이싱(3A)에 전달된다. 이 열은 케이싱(3A)으로부터 방열되거나 또는 케이싱(3A)을 통하여 확산된다.

특히, CPU(35)는 케이싱(2B)으로 에워싸인 기판(36)상에 장착된다. 케이싱(2B)은 힌지[1A(도시 생략), 1B]에 의해 케이싱(3A)에 힌지되므로, CPU(35)로부터 열의 전달 경로는 기판(36)을 포함하는 케이싱(2B)과 케이싱(3A) 사이에 힌지(1A, 1B)에 의해 형성되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 구성에 있어서, CPU(35)는 힌지(1B)로부터 멀리 떨어져 있는 기판(36)의 거의 중심에 배치되어 있다. 따라서, 본 실시예에 있어서, CPU(35)로부터 열을 수용하기 위한 열 수용판(37)과, 히트 파이프(38) 및 커넥터(39)로 구성된 열 전달 경로는 힌지(1B)와 CPU(35)사이에 설치되어 있다. 열 수용 판(37)은 그 사이에 형성된 소정 갭과 함께 또는 갭 없이 CPU(35)상에 또는 위에 배치된다. 열 수용판(37)은 히트 파이프(38)를 통해서 커넥터(39)에 연결되어 있다. 히트 파이프(38)와 열 수용판(37)은 구리, 알루미늄 등과 같은 양호한 열전도성 금속으로 구성되어 있다. 열 수용판(37)은 CPU(35) 보다 더 큰 치수를 갖는다.

커넥터(39)는 구리와 알루미늄과 같은 양호한 열전도성 재료로 구성되고, 그사이에 배치된 힌지(1B)의 고정된 힌지편(11)을 작은 스크류(31)에 의해 본체(2)의 케이싱(2B)에 고정한다. 힌지(1B)의 대응부, 즉 가동 힌지편(17)은 작은 스크류(32)에 의해 케이싱(3A)의 내부면에 고정된다. 하기에 기술되는 바와 같이, 힌지(1B)는 고정된 힌지편(11)으로부터 가동 힌지편(17)으로 열전달의 높은 효율성을 달성하기 위해 형성된다.

도 4를 참조하면, CPU(35)는 본체(2)의 케이싱(2A)에 장착된 기판(36)의 중심에 배치되어 있다. 또한, CPU(35)와 커넥터(39)사이에는 열 수용판(37)과 히트파이프(38)가 연결되어 있다.

CPU(35)에 의해 발생된 열이 케이싱(3A)에 전달되는 방법이 하기에 설명된다.

CPU(35)가 활동하면 열이 발생한다. 열은 화살표 AL1로 지시된 바와 같이 열 수용판(37)에 의해 수용된다. 그런 다음, 열은 화살표 AL2, AL3 및 AL4로 지시된 바와 같이 히트 파이프(38)와 커넥터(39)를 거쳐서 힌지(1B)의 고정된 힌지편(11)에 전도된다. 그런 후, 열은 힌지(1B)의 고정된 힌지편(11)으로부터 화살표AL5로 지시된 바와 같이 가동 힌지편(17)으로 전달된 다음에, 화살표 AL6으로 지시된 바와 같이 케이싱(3A)에 전달된다. 그런 다음, 열은 화살표 AL7로 지시된 바와같이 케이싱(3A)으로부터 방열되거나 또는 케이싱(3A)을 통해서 확산된다.

표시부(3) 자체가 열을 발생시킬지라도, 열 발생율은 본체(2)에서 보다 표시 부(3)에서 훨씬 낮다. 따라서, 열은 다량의 열을 발생하는 본체(2)로부터 소량의 열을 발생하는 표시부(3)로 전도되고, 그에 의해서 열은 컴퓨터(100)의 본체(2)에 축적됨 없이 표시부(3)를 통해서 확산되고 표시부(3)로부터 방열된다. 그래서, 히트 싱크나 팬과 같은 구체적인 수단을 사용함 없이 본 발명에 의해 제시된 힌지 구조를 사용함으로써 간단하고 용이하게 열을 방열할 수 있다.

힌지(1B)중 하나만을 통과하는 열 전도가 도 3을 참조하여 기술되었을지라도, 양 힌지(1A, 1B)는 열 전도를 행함에 있어서 명백한 부분을 나타낸다.

본체(2)의 케이싱(2B)은 "바닥 캐비넷"으로 참조되는 반면에, 표시부의 케이싱(3A)은 때때로 "외부 캐비넷"으로 참조된다. 또한, 기판(36)은 "주 기판"으로 참조된다.

힌지(1A, 1B)의 특정 구성이 하기에 기술된다.

힌지(1A, 1B)는 표시부(3)를 본체(2)의 말단부(6)에 기계적으로 연결하기 위해 작용하는 반면에, 방열을 향상시키기 위해 이들 부분들 사이에서 열 전도를 달성한다.

힌지(1A, 1B)는 본체(2)의 선단부로부터 말단부까지 연장하는 이등분선에 대해 서로 대칭적으로 배열되고 형성되어 있다. 그러나, 이들 힌지의 구조는 실질적으로 동일하다. 따라서, 힌지의 구성과 다른 특징이 각각에 대하여 힌지(1A)를 도시하는 도 5 내지 도 9를 참조하여 기술된다.

도 5 및 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 힌지(1A)는 고정된 힌지편(11)과, 가동 힌지편(17) 및 연결 구조(30)를 포함한다. 도 7 내지 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 연결 구조(30)는 고정된 힌지편(11)과 가동 힌지편(17)을 기계적으로 상호 연결하는 반면에, 그 사이에서 열 전도를 행하기 위해 제공된다.

고정된 힌지편(11)은 기계적 강도를 제공하는 백업부(11a ; 유지부)와 히트 컨덕터로서 작용하는 열전도부(12)를 갖는다. 도 1의 표시부(3)가 상하로 흔들리때 고정된 힌지편(11)상에서의 어떤 작용을 견디기에 충분히 큰 기계적 강도를 제공하기 위하여, 백업부(11a)는 철계 재료인 스테인레스 스틸(SUS)과 같은 큰 기계적 강도를 갖는 재료로 구성되어 있다. 따라서, 백업부(11a)는 도 6에 도시된 바와 같이 L자형 단면을 나타내도록 높은 기계적 강도를 갖는 재료의 관형 부재를 구부리므로써 형성된다.

다른 한편, 열전도부(12)는 구리계 재료 또는 알루미늄과 같은 양호한 전도성을 갖는 재료로 구성되어 있다. 또한, 열전도부(12)는 도 6에서 보아 대략 L자형 단면을 갖도록 박판형 부재를 구부리므로써 형성된다. 따라서, 백업부(11a)는 열전도부(12)에 밀접하게 키워져서 이에 접합되거나 또는 고정된다.

따라서, 고정된 힌지편(11)은 서로 실질적으로 밀착된 백업부(11a)와 열전도부(12)로 구성되어 있다. 고정된 힌지편(11)은 예를 들면 작은 스크류(31)에 의해 본체(2)의 장착면에 고정된다.

도 7은 백업부(11a)와 열전도부(12)의 형상의 예를 도시하는 힌지(1A)의 분해 사시도이다. 백업부(11a)는 그 내부에 형성된 직사각형 홀(11c)을 갖는 웨브부(11b)를 구비한다. 또한, 열전도부(12)는 그 내부에 형성된 홀(12c)을 갖는 웨브부(12b)를 구비한다.

고정된 힌지편(11)의 대응부로서 작용하는 가동 힌지편(17)의 설명이 하기에 기술된다. 도 5 내지 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 가동 힌지편(17)은 백업부(17a)와 열전도부(13)를 갖는다. 백업부(17a)는 필요한 기계적 강도를 제공하는 반면에, 열전도부는 히트 컨덕터로서 작용한다. 표시부(3)의 선회 이동중에 힌지(1A)에 적용되는 어떤 외력을 지지하고 피봇 연결부의 강도를 유지하기 위하여, 백업부(17a)는 철계 재료인 스테인레스 스틸(SUS)과 같은 큰 기계적 강도를 갖는 재료로 구성되어 있다.

다른 한편, 열전도부(13)는 구리계 재료 또는 알루미늄과 같은 높은 열전도성을 갖는 재료로 구성되어 있다. 백업부(17a)와 열전도부(13) 양자는 대략 L자 형상이다. 그러나, 백업부(17a)는 웨브부(13b)에 의해서가 아니라 열전도부(13)의 수평부(13a)에 의해서 밀접하게 접촉하고 있다. 따라서, 열전도부(13)의 웨브부(13b)는 백업부(17a)의 웨브부(17b)로부터 멀리 이격되어 있다.

도 7은 가동 힌지편(17)의 백업부(17a)와 열전도부(13)의 형상을 3차원(입체적)으로 도시한 도면이다. 원형 홀(17c, 13c)은 백업부(17a)의 웨브부(17b)와 열전도부(13)의 웨브부(13b)에 각각 형성된 것을 이해할 수 있다. 홀(17c)은 홀(13c)의 직경보다 약간 더 작다.

연결 구조(30)의 형상은 도 5 및 도 6을 참조하여 기술된다.

연결 구조(30)는 고정된 힌지편(11)과 가동 힌지편(17)을 기계적으로 연결하기 위해 작용하는 반면에, 고정된 힌지편의 열전도부(12)와 가동 힌지편의 열전도부(13) 사이에서 열의 전도를 달성한다.

도 7에는 스프링 와셔(14), 샤프트(15), 와셔들(16, 18), 스프링 와셔(19) 및 스톱퍼(20)를 포함하는 연결 구조(30)의 콤포넌트가 도시되어 있다.

필요한 기계적 강도를 제공하기 위하여, 샤프트(15)는 철과 같은 재료로 구성되어 있다. 샤프트(15)는 본체(15c), 이 본체(15c)의 일 측면으로부터 돌출하는 보스(15a), 및 보스(15a)와 대향하는 본체(15c)의 측면으로부터 돌출하는 보스(15b)를 갖는다. 보스(15a)는 스프링 와셔(14)에 형성된 홀(14a)과, 열전도부(13)에 형성된 홀(13c)과, 열전도부(12)에 형성된 홀(12c) 및 백업부(11a)에 형성된 홀(11c)을 통하여 연장한다. 보스(15a)는 열전도부(12)의 홀(12c)과 백업부(11)내의 홀(11c)에 이동하지 않게 기밀적으로 고정되도록 실질적으로 편평한 측면(15e)을 갖는다. 따라서, 샤프트(15)의 보스(15a)는 열전도부(12a)내의 홀(12c)과 백업부(11a)의 홀(11c)에 대해서 빠지지 않도록 견고하게 고정되어 있다.

스프링 와셔(14)는 고정된 힌지편(11)의 열전도부(12)와 가동 힌지편(17)의 열전도부(13)를 서로에 대해 가압하도록 작용하고, 이에 의해서 이들 열전도부(12, 13)를 서로 밀접한 관계로 유지한다. 스프링 와셔(14)는 철과 같은 금속 재료로 구성되어 있다.

와셔(16)는 가동 힌지편(17)의 샤프트(15)와 백업부(17a) 사이에 유지된다. 와셔(16)는 샤프트(15)의 허브(15b)상에 고정되도록 직사각형상을 갖는 홀(16c)을 구비한다. 또한, 샤프트(15)의 허브(15b)는 평편한 측면(15f)을 갖는다. 허브(15b)는 백업부(17a)의 홀(17c)과, 와셔(18)의 홀(18c)과, 스프링 와셔(19)의 홀(19c)을 통하여 스톱퍼(20)의 홀(20c)에 밀접하게 고정되어 연장한다. 따라서, 샤프트(15)의 허브(15b)는 스톱퍼(20)내의 홀(20c)에 대해서 빠지지 않도록 스톱퍼(20)의 홀(20c)에 견고하게 유지된다.

계속하여, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 힌지 구조의 고정된 힌지편(11)과 가동 힌지편(17)은 백업부(11a)의 홀(11c)에 밀접하게 끼워지는 허브(15a)와 스톱퍼(20)의 홀(20c)에 밀접하게 끼워지는 허브(15b)를 갖는 샤프트(15)를 통하여 서로 연결되고 체결된다. 가동 힌지편(17)은 도 1의 양방향 화살표 R로 지시된 바와 같이 고정된 힌지편(11)상에서 피봇될 수 있다.

샤프트(15)와, 와셔들(16, 18)과, 스프링 와셔들(14, 19) 및 스톱퍼(20)를 포함하는 연결 구조(30)의 콤포넌트는 철과 같은 양호한 기계적 강도를 갖는 재료로 구성되어 있다. 고정된 힌지편(11)의 열전도부(12)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 작은 스크류(31)에 의해 컴퓨터(100)의 본체(2)의 장착면에 고정된다. 다른 한편, 가동 힌지편(17)의 열전도부(13a)는 작은 스크류(32)에 의해 컴퓨터(100)의 표시부(3)의 장착면에 고정되어 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 조립된 힌지(1A 또는 1B)에서, 고정된 힌지편(11)의 열전도부(12)의 수직 웨브부(12b)와 가동 힌지편(17)의 열전도부(13)의 수직 웨브부(13b)는 스프링 와셔(14)에 의해 서로 밀접 접촉하여 유지되고 가압된다. 계속하여, 열전도 저항은 열전도부(12, 13)의 수직 웨브부(12b, 13b)가 서로 접촉하는 접촉 영역에서 최소로 된다.

따라서, 힌지(1A 또는 1B)는 열전도와 방열의 기능을 가지면서, 기계적 강도를 제공한다. 특히, 힌지(1A 또는 1B)는 다량의 열을 생성하는 본체(2)로부터 소량의 열을 생성하는 표시부(3)로 열의 이동을 촉진하고 향상시키기 위하여 컴퓨터(100)의 본체(2)와 표시부(3) 사이에서 열전도를 향상시킨다.

따라서, 커다란 영역이 방열을 위해 이동되고, 그 결과 다량의 열을 생성하는 본체(2)로부터 소량의 열을 생성하는 표시부(3)로 열전도가 향상된다. 상술한 구성이 방열성을 충분히 제공할 지라도, 본 발명은 힌지 구조의 열전도부(12, 13)상에서 히트 씽크와 같은 부가적인 열저항 수단의 제공을 배제하지 않는다. 상기 부가적인 열저항 수단은 방열 효율을 더 향상시킨다.

예를 들면, 본체(2)와 표시부(3)의 케이싱(2B, 3B)은 마그네슘과 같은 경합금으로 구성된다. 상기 케이싱은 히트 씽크와 같은 기능을 효과적으로 수행하는 외부 프레임워크를 제공한다. 방열 성능의 부가적인 향상은 이들 외부 프레임워크가 도 6에 도시된 바와 같이 열전도부(12, 13)에 열적으로 연결될 때 달성될 수 있다.

일반적으로, 높은 열전도성을 갖는 재료는 높은 전기적 전도성 즉, 낮은 전기적 저항성을 나타낸다. 따라서, 본 발명에 따르면, 힌지(1A)의 고정된 힌지편(11)과 가동 힌지편(17)은 감소된 전기적 저항성에 대해 서로 전기적으로 결합된다.

본 발명의 전자 기기에 합체되는 힌지 구조의 다른 형태가 하기에 설명된다.

도 10은 도 1에 도시된 힌지들(1A, 1B)와 대체할 수 있는 힌지들(201A, 201B)을 도시하고 있다. 따라서, 힌지들(201A, 201B)은 도 1에 도시된 컴퓨터(100)의 본체(2)와 표시부(3)를 연결하기 위해 사용될 수 있다.

힌지(201A) 및/또는 힌지(201B)는 고정된 힌지편(111), 가동 힌지편(117) 및 연결 구조(130)를 갖는다.

고정된 힌지편(111)은 본체(2)에 고정된 힌지의 부분이고, 가동 힌지편(117)은 표시부(3)에 고정된 힌지의 부분이다.

연결 구조(130)는 고정된 힌지편(111)과 가동 힌지편(117) 사이에서 열전도를 촉진하기 위한 기능을 가지면서, 그 사이에서 필요한 기계적 강도를 유지한다.

고정된 힌지편(111)은 백업부(111a)와 열전도부(112)를 갖는다. 백업부(111a)는 철계 재료, 즉 스테인레스 스틸과 같은 양호한 기계적 강도를 갖는 재료로 구성된다. 열전도부(112)는 구리계 재료 또는 알루미늄계 재료로 양호하게 구성되어 있다. 백업부(111a)와 열전도부(112) 각각은 대략 L자형 단면을 갖도록 형성된다. 열전도부(112)는 백업부(111a)와 밀접하게 접촉하여 유지된다.

백업부(111a)는 내부에 형성된 홀(111c)을 제공하는 수직 웨브부(111b)를 구비하고, 열전도부(112)는 내부에 형성된 홀(112c)을 제공하는 수직 웨브부(112b)를 구비한다.

가동 힌지편(117)은 또한 백업부(117a)와 열전도부(113)를 갖는다. 백업부(117a)는 대략 L자형 단면을 갖도록 형성되고, 철계 재료, 즉 스테인레스 스틸과 같은 양호한 기계적 강도로 구성된다. 열전도부(113)는 또한 대략 L자형 단면을 갖도록 형성되고, 구리계 재료 또는 알루미늄계 재료와 같은 양호한 열전도성을 갖는 재료로 구성된다.

백업부(117a)와 열전도부(113)는 서로 밀접한 접촉 관계로 유지된다. 백업부(117a)는 내부에 형성된 홀(117c)을 제공하는 수직 웨브부(117b)를 구비한다. 또한, 열전도부(113)는 내부에 형성된 홀(113c)을 제공하는 수직 웨브부(113b)를 구비한다.

연결 구조(130)에 대해 하기에 설명된다. 연결 구조(130)는 샤프트(160), 열전도링(170) 및 토오크 부시(180)를 갖는다. 샤프트(160)의 일단부(161)는 백업부(117a)의 홀(117c)의 직경보다 더 큰 직경을 갖도록 확대되어 있고, 따라서 샤프트(160)가 빠지는 것을 방지하기 위한 스톱퍼로서 작용한다. 샤프트(160)의 다른 단부(162)는 내부에 끼워진 E 링을 지지한다. 와셔(164)는 E 링(163)과 수직 웨브부(111b) 사이에 끼워져 있다. 이러한 구성에 대해, 샤프트(160)는 백업부(117a)에 대해 빠지지 않도록 견고하게 고정되어 있고, 백업부(111a)에 배해 빠지지 않도록 견고하게 고정되어 있다.

토오크 부시(180)와 열전도링(170)은 열전도부들(112, 113)사이에 배치되어 있다. 특히, 토오크 부시(180)와 열전도링(170)은 샤프트(160)의 축에 대해 동축적으로 배열되어 있다. 열전도링(170)은 고정된 힌지편(111)의 열전도부(112)와 가동 힌지편(117)의 열전도부(113)사이에서 열을 전도하기 위해 작용하는 링형 부재이다. 따라서, 열전도링(170)은 구리계 재료 또는 알루미늄계 재료와 같은 양호한 열전도성을 갖는 재료로 구성되어 있다.

토오크 부시(180)는 수지 재료로 구성되고, 고정된 힌지편(111)과 가동 힌지편(117)사이에서 상대 회전 운동을 허용한다.

고정된 힌지편(111)의 열전도부(112)는 본체(2)의 장착면상에 배치되고 작은 스크류에 의해 이에 고정된다. 가동 힌지편(117)의 열전도부(113)는 표시부(3)의 장착면상에 배치되고 작은 스크류에 의해 이에 고정된다.

도 10에 도시된 힌지들(201A, 201B)은 필요한 기계적 강도를 갖는 기계적 연결 기능과 도 5 내지 도 9와 관련하여 상술한 힌지(1A, 1B)와 유사한 열전도 기능 양자를 제공한다.

도 5 내지 도 9에 도시된 형태의 힌지들(1A, 1B)에서, 고정된 힌지편(11)의 열전도부(12)와 가동 힌지편(17)의 열전도부(13) 사이에서의 열전도는 이들 열전도부들(12, 13) 사이에서 직접 접촉을 통하여 달성된다. 이와 대조적으로, 도 10에 도시된 힌지들(201A, 201B) 각각에서, 고정된 힌지편(111)의 열전도부(112)와 가동 힌지편(117)의 열전도부(113) 사이에서의 열전도는 독립 열전도링(170)의 중개를 통하여 달성된다. 따라서, 힌지들(201A, 201B) 각각에서, 열전도부(112)와 열전도부(113)는 이들이 서로 밀접하게 배열되어 있을지라도 서로 접촉하지 않는다.

다음에, 본 발명에 따른 힌지 구조에 관해 실험을 통해서 얻은 도 11에 도시된 설험 테이타와, 종래의 힌지 구조에 관해 실험을 통해서 얻은 도 12에 도시된 실험 데이터를 비교하여 설명한다.

힌지는 알루미늄으로 제조된 열전도부를 갖는 고정된 힌지편과 가동 힌지편을 사용하여 준비하고, 고정된 힌지편의 열전도부가 가열되는 동안 고정 및 가동 힌지편의 온도 변화는 시간의 경과에 따라 측정된다. 그 결과가 도 11에 도시되어 있다. 유사한 실험이 종래의 힌지 구조에 대해 실행되었다. 도 11에 도시된 데이터와 도 12에 도시된 데이터의 비교로부터, 본 발명에 따른 힌지는 종래의 힌지 구조에 의해 도시된 것 보다 고정된 힌지편과 가동 힌지편 사이에서 더 낮은 온도 변화를 나타낸다. 동시에, 열 축적으로 인한 고정된 힌지편의 온도 상승은 종래의 힌지 구조에서 보다 본 발명의 힌지 구조에서 더 낮다. 이것은 고정된 힌지편으로부터 가동 힌지편으로의 열전도가 종래의 힌지 구조에서 보다 본 발명에 따른 힌지 구조에서 더 높다.

도 13에는 0℃에서 이들 재료의 물리적 계수와 함께 본 발명에 따른 힌지 구조의 열전도부의 재료로서 사용하는 열전도 재료가 도시되어 있다.

도 14에는 도 3과 관련하여 상술한 실시예의 변형예가 도시되어 있다. 이 변형예에서, 도 3의 실시예에서 사용된 히트 파이프와 열 수용판은 생략되었다. 히트 파이프와 열 수용판의 생략은 열원과 같은 CPU(35)가 힌지(1B) 부근에 또는 밀접하게 배치된 사실에 의해 생략했다.

도 14에 도시된 구성은 힌지(1B)를 통하여 표시부(3)의 케이싱(3A)에 대해 CPU(35)에 의해 발생된 열의 양호한 전도를 허용한다.

케이싱(3A)은 양호한 열전도성을 갖는 금속 재료로 구성된다. 상기 케이싱 재료가 사용될 때, 그 전체 케이싱(3A)은 열을 방열하는 열 방열기로서 작용한다. 마그네슘 합금은 열 방열기로서 작용하는 케이싱(3A)의 재료로서 적합하게 사용된다.

양호하게는, AZ91D와 같은 마그네슘계 금속은 마그네슘 합금으로서 사용된다. 이러한 마그네슘 합금은 157W/mK의 열전도율을 갖는다. 케이싱(3A)을 구성하는 시트 재료의 두께는 1.2mm 이다. 케이싱(3A)의 길이, 폭 및 두께 치수는 259mm, 208.6mm 및 23.9mm 이다. 본체(2)에 장착된 CPU(35)는 인텔 코포레이션(Intel Corporation)의 펜티엄 프로세서 133MHz(tradenname)이다. 이러한 CPU(35)는 시간당 6W의 비율로 열을 발생한다.

도 15는 도 14에 도시된 케이싱(3A) 내측에 배치된 열 확산 부재(50)를 사용하는 다른 부재를 도시한 도면이다. 열 확산 부재(50)는 힌지(1B)의 가동 힌지편(117)에 열적으로 결합된다. 이러한 실시예에 있어서, 케이싱(3A)은 우수한 방열특성을 갖는 금속 재료가 케이싱(3A)의 재료로서 사용될지라도 금속에 비해서 낮은 열전도성을 나타내는 플라스틱으로 구성되어 있다.

따라서, 본 발명은 메인 블록 또는 유닛(키보드를 지지하는 유닛)과 본체에 힌지된 표시 블록 또는 유닛을 갖는 휴대용 컴퓨터와 같은 서로 힌지된 블록으로 구성된 휴대용 구조를 갖는 전자 기기를 제공하고, 이들 블록들 사이에서의 열전도는 다량의 열을 발생하는 블록으로부터 소량의 열을 발생하는 블록으로 열의 이동을 촉진하여 향상시키며, 이에 의해서 많은 방열 영역이 사용될 수 있다. 본 발명은 방열성을 더 향상시키기 위하여 히트 싱크나 유사한 방열 수단의 부가적인 사용을 배제하지 않는다.

일반적으로, 전자 기기의 휴대용 구조를 구성하는 힌지는 본체와 표시부를 서로 피봇적으로 고정하도록 작용하고, 본체에 대해 소정 환형 위치에서 표시부를 유지하도록 작용하는 마찰 저항을 제공한다. 본 발명에 따르면, 힌지들은 다량의 열을 발생하는 유닛으로부터 소량의 열을 발생하는 유닛으로 그로부터 열을 방열하고 이를 통하여 열을 전도하는 부가적인 기능을 제공한다.

각 힌지들은 고정된 힌지편, 가동 힌지편 및 이들 힌지편들을 상호 연결하는 연결부를 갖는다. 힌지들은 휴대용 퍼스널 컴퓨터의 고정부(본체)와 가동부(표시 부)를 서로 퍼봇적으로 고정하고, 충분히 큰 기계적 강도를 갖고서 이들 부분을 서로 지지한다.

퍼스널 컴퓨터의 고정부, 즉 본체는 퍼스널 컴퓨터의 표시부에서 보다 더 많은 양의 열을 발생시킨다. 특히, 본체에 합체되는 CPU는 다량의 열을 발생시킨다.이렇게 발생된 열은 상기 열이 히트 파이프로부터 완화되는 힌지 부근의 영역으로 연장하는 히트 파이프의 열흡수부에 의해 흡수된다. 히트 파이프로부터 완화된 열은 구리로 만들어진 열전도판에 의해 수용되고, 이 열전도판을 통하여 힌지에 전도된다. 구리로 만들어진 열전도판과 힌지의 고정된 힌지편은 작은 스크류에 의해 본체에 함께 고정되므로, 열은 열전도판으로부터 열전달의 충분히 높은 비율을 갖는 힌지로 전도된다.

힌지의 가동 힌지편은 구리와 같은 방열판과 함께 전자 기기의 가동부, 즉 표시부에 고정된다. 계속하여, 힌지를 통해 전달된 열은 방열판을 통해 확산되고 이 판으로부터 방열된다.

본 발명에 따르면, 본체와 표시부의 케이싱 각각은 높은 방열 효과와 높은 기계적 강도 양자를 갖는 재료로 일체식으로 형성되고, 힌지를 통해 서로 피봇적으로 연결된다. 양호하게는, 힌지는 힌지의 고정측과 가동측 사이에 가능한 넓은 접촉 영역을 제공하도록 설계되어 형성되고, 이에 의해서 전체 전자 기기는 감소된 두께를 갖는다.

CPU가 열원으로서 구체적으로 설명되었을지라도, 동력 유닛과 같은 열을 발생하는 다른 컴포넌트는 열원으로부터 발생된 열이 표시부에 효과적으로 전도되고 표시부로부터 분산되도록 힌지 구조와 합체될 수 있다.

본 발명은 휴대용 퍼스널 컴퓨터가 상기 설명에 구체적으로 기재되었을 지라도 힌지식 구조를 갖는 전자 기기의 여러 종류에 합체될 수 있다. 따라서, 본 발명은 휴대용 정보 단말기, 휴대용 전화기, 무선 송수신기와 같은 그 내부에서 발생된 열을 방열할 필요가 있는 전자 기기에 효과적으로 사용된다.

고정된 힌지편과 가동 힌지편의 열전도부는 본체(2)와 표시부(3)의 방열에 기여하는 면 또는 방열되는 동일한 면과 접촉하게, 또는 대안적으로 양측면과 접촉하게 배치된다. 방열에 기여하는 면은 방열 대신에 본체(2)와 표시부(3)에서 회로기판의 일부이고, 방열되는 면은 마그네슘과 같은 경금속으로 만들어진 본체(2) 또는 표시부(3)의 케이싱 면이다.

상술한 설명으로부터 명백히 이해되는 바와 같이, 본 발명에 따르면 전자 기기의 치수의 증가를 필요함 없이 전자 기기로부터 열의 방열을 향상시킬 수 있다.

비록 본 발명이 적합한 형태로 기술되었을 지라도, 상술한 설명은 도시만을 위해 설명되었고, 각종 변경과 수정은 첨부된 청구범위의 범주로부터 벗어남 없이 이에 부여되는 것을 이해해야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기의 사시도.

도 2는 전자 기기의 실예에 따른 컴퓨터의 측면도.

도 3은 본체와, 표시부 및 이 본체와 표시부 사이의 열전도성과 기계적 연결을 위한 힌지 구조를 도시한 도 2의 컴퓨터의 사시도.

도 4는 도 2에 도시한 컴퓨터 본체의 평면도.

도 5는 도 1의 전자 기기에 합체되는 힌지 구조의 적합한 형태의 평면도.

도 6은 상기 힌지 구조의 측면도.

도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 힌지 구조의 분해 사시도.

도 8은 도 5에 도시된 힌지 구조의 측면도.

도 9는 도 5에 도시된 힌지 구조의 다른 측면도.

도 10은 본 발명을 실시하는 전자 기기에 사용되는 힌지 구조의 다른 적합한 형태의 측면도.

도 11은 본 발명의 실시예에 합체되는 힌지 구조의 고정부와 가동부에서 측정된 온도와 시간의 변화를 도시한 테이블.

도 12는 종래의 힌지 구조의 고정부와 가동부에서 측정된 온도와 시간의 변화를 도시한 도면.

도 13은 힌지 구조의 고정 및 가동 힌지편의 재료로서 사용되는 열전도성 재료의 물리적 계수를 도시한 도면.

도 14는 본 발명에 적용되는 열전도성 시스템의 다른 형태를 도시한 도면.

도 15는 본 발명에 적용되는 열전도성 시스템의 또다른 형태를 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1A, 1B : 힌지 2 : 본체

2B : 본체의 케이스 3 : 표시부

3A : 표시부의 케이스 11 : 고정편

12 : 고정편의 열전도부 13 : 가동편의 열전도부

17 : 가동편 30 : 연결부

35 : 중앙 처리 장치 37 : 열 수용판

38 : 히트 파이프 39 : 커넥터

100 : 컴퓨터

Claims (8)

1. 열원을 포함하는 제 1 부분과, 상기 제 1 부분에 연결되고 높은 열전도성을 갖는 제 2 부분을 구비하는 표시부와,

   개폐 위치 사이에서 상기 제 2 부분을 상기 제 1 부분상에서 피봇시키기 위해 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분을 기계적으로 피봇가능하게 연결하고 상기 열원으로부터 상기 제 2부분으로 열을 전달하기 위한 피봇 연결 수단을 포함하고,

   상기 피봇 연결 수단은 고정된 힌지편과 상기 고정된 힌지편에 대해 이동하는 가동 힌지편을 갖는 열전도성 힌지 기구로 형성되어 있으며, 상기 고정된 힌지편과 가동 힌지편 양자는 열전도부를 갖고 서로 직접 접촉하며,

   상기 제 1 부분은 열이 상기 제 2 부분으로 전달되도록 상기 열원으로부터 상기 열전도성 힌지 기구의 상기 고정된 힌지편과 가동 힌지편의 상기 열전도부로열을 전도하는 히트 파이프를 갖는 전자 기기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부분은 상기 열원으로부터 상기 피봇 연결 수단으로 열을 전도하는 히트 파이프를 갖는 전자 기기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 열원은 상기 피봇 연결 수단 부근에 배치되어 있는 전자 기기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 부분은 상기 피봇 연결 수단에 열적으로 연결된 열 확산 부재를 갖는 전자 기기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 부분은 케이싱을 갖고, 상기 열 확산 부재는 상기 케이싱에 배치되어 있는 전자 기기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 부분은 상기 열 확산 부재로서 작용하는 금속 케이싱을 갖는 전자 기기.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부분은 휴대용 컴퓨터의 본체를 포함하고, 상기 제 2 부분은 상기 휴대용 컴퓨터의 표시부를 포함하는 전자 기기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 열원은 중앙 처리 장치와 전원 공급부중 적어도 하나를 포함하는 전자 기기.