JP2008305284A - 携帯式コンピュータ - Google Patents
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Abstract
【課題】人工皮革または天然皮革などのような化粧カバーで覆っても冷却能力を低下させない携帯式コンピュータを提供する。
【解決手段】
携帯式コンピュータ10のメイン筐体11の底面83には吸気口21が形成され、内部の冷却ファンが動作したときに吸気口から外気が流入する必要がある。化粧カバー100は、メイン筐体の側面81を除いてメイン筐体11とディスプレイ側筐体13を覆う。化粧カバーと底面との間には平板部103とスペーサ111で構成されたトレイが配置されている。底面と平板部との間はスペーサで間隔が維持され、底面の周囲から吸気口21までの外気の流路が確保される。
【選択図】図5
【解決手段】
携帯式コンピュータ10のメイン筐体11の底面83には吸気口21が形成され、内部の冷却ファンが動作したときに吸気口から外気が流入する必要がある。化粧カバー100は、メイン筐体の側面81を除いてメイン筐体11とディスプレイ側筐体13を覆う。化粧カバーと底面との間には平板部103とスペーサ111で構成されたトレイが配置されている。底面と平板部との間はスペーサで間隔が維持され、底面の周囲から吸気口21までの外気の流路が確保される。
【選択図】図5
Description
本発明は、化粧カバーを備える電子機器の冷却システムに関する。
ノートブック形パーソナル・コンピュータ(ノートPCという。)は、CPUのクロック周波数が高くなり、さらに筐体内部における電子デバイスの実装密度も上昇して筐体内部の冷却能力は一層強化される方向にある。ノートPCでは内部を冷却するために一般に冷却ファンによる強制空気冷却方式を採用する。筐体の表面には、内部を換気するための多数の吸排気口が設けられている。したがって、強制対流による冷却能力を低下させないために、筐体表面の吸排気口は確実に外気に通じるようにしておく必要がある。
電子機器の外部に装着し、その電子機器との間に冷却のための通気性を確保する技術としては、たとえば以下のような技術がある。特許文献1は、携帯型コンピュータを載置して、コンピュータ本体との間に空気の流路を確保して自然対流でコンピュータを冷却する載置台について記載している。特許文献2は、断熱材の外装と、その内側に空気の流路を確保した空気ダクトとを有し、その中に電子機器を収納したまま使用できる電子機器のキャリング・ケースについて記載している。
特開2001−147737号公報
特開昭62−39098号公報
大衆化したノートPCに対するユーザの好みは単なる性能や機能だけでなくその外観や携帯性にも向けられるようになった。また、従来からノートPCの筐体は軽量金属で形成され、ユーザは携帯時に傷や落下による破損からノートPCを保護するために柔らかい材質のケースに収納して鞄に入れていた。そしてケースに入れる作業は面倒であると考えられていた。さらに、膝の上でノートPCを使用すると、筐体の底面の温度が上昇して膝に不快を感じることがありその軽減を求めていた。このようなユーザの要望に対応するために、筐体の外側を人工皮革や天然皮革の化粧カバーで覆うことが考えられている。
そのような目的の化粧カバーはノートPCの筐体に固定されてその一部となり、筐体と一体となって持ち運びされたり使用されたりする。化粧カバーは筐体を傷から保護し落下の衝撃を和らげる機能的な働きだけでなく、革で製作することによりユーザに高級感を与えることができる。さらに、筐体に常時取り付けられる化粧カバーの採用により筐体の表面仕上げを簡素にすることができる。
このように化粧カバーには多くの効用がある一方で、筐体の全体を覆ってしまうと、強制冷却のための吸排気口まで塞いでしまうことになり、冷却システムの能力を阻害してしまう。すべての吸排気口に対応する化粧カバーの位置に開口を設けることも考えられるが、加工のコストが増大し、デザイン的にも好ましくない。そこで本発明の目的は、化粧カバーを備えていても冷却を確実に行うことができる携帯式コンピュータおよび電子機器を提供することにある。さらに本発明の目的は、ユーザの膝の上で使用しても温度による不快感を与えない携帯式コンピュータを提供することにある。
本発明にかかる携帯式コンピュータなどの電子機器は、筐体に強制空気冷却用の開口が形成されている。したがって、開口は吸気用の開口であっても排気用の開口であっても外気に通じる空気の流路が確保されている必要がある。化粧カバーは、開口を覆うように筐体に取り付けられる。化粧カバーの内面には平板部とスペーサで構成されたトレイが配置されている。スペーサが平板部と開口が形成された筐体面との間に配置されて、筐体面と平板部との間に開口の外気に対する空気の流路を形成する。開口を筐体の底面に形成された吸気口と側面に形成された排気口で構成し、化粧カバーが側面で開口し底面の全体を覆うようにしてもよい。こうすることで底面から流入した空気を側面から排気することができる。
スペーサは、平板部に固定しても筐体の底面に固定してもよい。ここで固定するとは、平板部または筐体と同一材料で一体成形する場合も含む。スペーサを、筐体の底面の周辺に対応する位置に複数形成すると、筐体の強度の高い周辺部を支持して筐体の内部に余分な圧力が加わらないようにできるので都合がよい。また、スペーサが筐体の周辺に対して所定の角度でルーバ状に配置されるようにすると、外部から筐体と化粧カバーとの間に異物が入り込まないようにすることができる。化粧カバーの中で筐体の底面を覆う部分とトレイとを筐体から分離できるように構成すると、平板部と底面との間に異物が入り込んだときの清掃が容易になり、流路のメインテナンスに都合がよい。
化粧カバーが人工皮革または天然皮革で形成されている場合には、筐体の保護や熱によるユーザの不快感からの解放を実現しながら、筐体内部の冷却能力を確保することができる。特に底面と平板部との間に外気が流れるので底面から化粧カバーに伝わる熱量を低減し、化粧カバーの表面温度の上昇を防ぐことができる。トレイがプラスチック材料で形成されている場合には、プラスチックの高い剛性と低い熱伝導率により空気の流路を確実に確保するとともに、化粧カバーの表面の温度上昇を一層抑制することができる。
本発明により、化粧カバーを備えていても冷却を確実に行える携帯式コンピュータおよび電子機器を提供することができた。さらに本発明により、ユーザの膝の上で使用しても不快感を与えない携帯式コンピュータを提供することができた。
図1は、本発明の実施の形態にかかるノートPC10の外観を示す斜視図である。図1(A)は前方からみた斜視図で、図1(B)は後方からみた斜視図である。ノートPC10は、表面にキーボード15を搭載し内部に多くの電子デバイスを収納したメイン筐体11と、液晶ディスプレイ(LCD)17を表面に搭載したディスプレイ側筐体13とで構成される。ディスプレイ側筐体13は、メイン筐体11に対して開閉自在に取り付けられている。メイン筐体11の内部には強制空気冷却用のファン装置が装備され、側面には排気口19、コネクタ91、93、95およびハード・ディスク・ドライブの引き出し部97が設けられている。
また、後に説明するようにメイン筐体の底面には強制空気冷却用の吸気口が形成されている。ノートPC10は、メイン筐体11とディスプレイ側筐体13により構成された状態で機能を果たす冷却システムを備えており、メイン筐体11の内部に発生した熱は吸気口、ファン装置、および排気口を通じて空気の移動により排熱される。
ノートPC10は、メイン筐体11とディスプレイ側筐体13の外側の表面を覆う化粧カバー100が取り付けられている。ノートPC10の側面には、排気口19、USBやLANなどのコネクタ91、93、95、およびハード・ディスク・ドライブの引き出し部97などがあるため化粧カバー100で覆うことができないので、化粧カバー100は、メイン筐体11の側面を除いてディスプレイ側筐体13とメイン筐体11の外側表面の全体を覆うように構成されている。化粧カバー100は、人工皮革または天然皮革によって形成されている。化粧カバー100は、ディスプレイ側筐体13に固定され、メイン筐体11に対しては後述する構造で着脱自在となるように構成されている。
ノートPC10は、化粧カバー100を装着したままで開閉できる。またノートPC100は、化粧カバー100を装着した状態で開いて電源を投入し、ディスプレイ側筐体13のLCD17をみながら、キーボード15を操作して使用するようになっている。化粧カバー100は、メイン筐体11およびディスプレイ側筐体13の表面を保護する機能を果たす。したがって、ユーザはノートPC10を保護ケースに入れないでそのまま書類とともに鞄に入れたり、緩衝機能のないキャリング・ケースに入れたりして運ぶことができる。ノートPC10を膝の上において使用するときは、メイン筐体11の底面の温度は比較的高くなり、直接メイン筐体11が膝に当たるとユーザが不快を感じるが、化粧カバー100の表面温度はメイン筐体11の表面温度に比べて低くなるためそのような不快感を解消できる。
図2は、化粧カバー100を外した状態のノートPC10の強制空気冷却システムを説明するためのメイン筐体11の概略の断面図である。メイン筐体11の内部には、ヒート・シンク59、ファン装置57、ヒート・パイプ53および回路基板56が設けられている。ヒート・パイプ53は一端がCPU(図示せず。)に結合され他端がヒート・シンク59に結合されている。回路基板56の表面には図示しない電子デバイスが多数実装されている。ファン装置57の上側には吸入部63が設けられ下側には吸入部65が設けられている。ファン装置57の排気側はヒート・シンク59に連絡している
メイン筐体11の側面81には排気口19が形成され、底面83には複数の吸気口21が形成されている。メイン筐体11の上面85には複数の吸気口68が形成されている。ファン装置57が動作すると、メイン筐体11の内部は外気に対して負圧になり、吸気口21、68から外気が内部に流入して回路基板56に実装された電子デバイスを冷却する。
電子デバイスに接触して温度が上昇した空気および電子デバイスに接触していない温度の低い空気は、吸入部63、65からファン装置57に吸い込まれヒート・シンク59を冷却しながら排気口19から外部に排気される。ヒート・シンク59は、ヒート・パイプ53を通じてCPUの熱も排熱する。したがって、ノートPC10がメイン筐体11の温度上昇を規定値以内に納めて正常な動作をするためには、吸気口21、68および排気口19が塞がれることのないようにする必要がある。
図3は、メイン筐体11の底面83を覆う化粧カバー100の平面図である。化粧カバー100の内面には、ほぼ全域に渡って硬質プラスチックで形成されたサーマル・トレイ101が配置され内面に固定されている。サーマル・トレイ101の平板部103には、サーマル・トレイ101をメイン筐体11の底面83に着脱可能に結合させるためのリーフ・スプリング105、リーフ・スプリング105を平板部101に固定するスプリング・カバー107が取り付けられている。平板部103の周囲には、ノートPC10を開いてユーザが使用する状態でメイン筐体11の底面83を支える複数のスペーサ109、111および底面83に取り付けられた4個のゴム脚を受ける脚受け部113が形成されている。
化粧カバー100の中でディスプレイ側筐体13を覆う部分は、ディスプレイ側筐体13に固定されている。リーフ・スプリング105をメイン筐体11の底面83に形成された嵌合部にスプリングの作用を利用してはめ込み、さらにノッチ106を底面83に形成された嵌合部にはめ込むことで、サーマル・トレイ101を通じて化粧カバー100の底面83に対応する部分がメイン筐体11に着脱可能に固定される。以後、化粧カバー100の中で底面83を覆う部分は、リーフ・スプリング105とノッチ106を利用してユーザが底面83から離脱した状態にすることができる。
これは、メイン筐体11の底面83にはバッテリィ・パックやメモリー・スロットがあり、それらに対するアクセスを確保するためである。ただし、化粧カバー100は、ディスプレイ側筐体13を覆う部分とメイン筐体11を覆う部分がヒンジ部分を通じて一体になっているので、ユーザは化粧カバー100を完全にディスプレイ側筐体13から取り外すことはできない。
スペーサ109、111は薄い板状に形成され、同じ材料で平板部103と一体に成形されている。スペーサ109、111は、相互に間隔を空けて配置されており、メイン筐体11の中で押圧に対する強度の高い周辺部を支持するようになっている。スペーサ109、111は、メイン筐体11の底面83を支持することで平板部103と底面83との間に所定の隙間を確保し、吸気口21に対する底面83の周囲からの外気の空気流路を確保する。スペーサ111は、ルーバ状に構成されており、底面83または化粧カバー100の縁に対して約60〜70度程度の傾斜で一定の間隔で複数並べられている構成である。
この構成により、ノートPC10の側面からはスペーサ111の壁面が並んでいるように見えるので、スペーサ111によって形成される底面83と平板部103との間の隙間が目立ちにくくなり、かつ異物が中に入り込むのを防ぐことができる。スペーサ109は、化粧カバー100の縁に対して直角になっているが、これは図1(A)に示してあるように化粧カバー100の前面側は、底面83とサーマル・トレイ101の平板部103との間の隙間を隠すように形成できるからである。したがって、スペーサ109もルーバ状に構成することもできる。
図4は、化粧カバー100が取り付けられていないノートPC10が机上に置かれた状態を示す概略の側面図である。メイン筐体11は、中央から前面に向かうにしたがって薄くなる形状である。ノートPC10が机上に置かれて使用される場合は、メイン筐体11の中央部が最も机表面25に接近し、メイン筐体11の上面85はディスプレイ側筐体13側から前面側に向かうしたがって低い方に少し傾斜した形状となる。メイン筐体11の底面83と机表面25との間隔は、寸法Aで示した中央部付近では約0.7mm程度であるのに対し、寸法Bおよび寸法Cで示した前面付近および背面付近では約4〜5mm程度である。
底面83と机表面25との間隔が最も小さくなる中央部付近には一部の吸気口21が存在し、また底面83の四隅にはゴム脚23が取り付けられている。ノートPC10が机の上などに置かれて使用される場合は、ゴム脚23によってメイン筐体11の底面83と机表面25との間に間隔が維持されて吸気口21からの吸気が確保される。
図5は、化粧カバー100が取り付けられたノートPC10の概略の側面図である。底面83を化粧カバー100が覆う場合には、スペーサ109、111が、底面83と平板部103との間に間隔を維持して、底面83の周囲から吸気口21までの空気の流路を確保する。スペーサ111は、ルーバ状に配置されているのでスペーサ111の相互間に確保された流路は図5には明確に示されていない。なお、図5では記載を省略しているが、ゴム脚23はサーマル・トレイ101の脚受け部113の上に置かれる状態となる。底面83はスペーサ109、111で確実に支持されるので、ゴム脚23は必ずしも脚受け部113に接触してメイン筐体11を支持しなくてもよい。
底面83と平板部103との間の間隔の変化が図4に示した状態とほぼ同様になるように、背面側から中央部付近に近づくにつれてスペーサ111は高さが低くなっている。そして、中央部付近にはスペーサ111は設けられておらず、そこから前面側に向かうにしたがってスペーサ109、111の高さが高くなるように、スペーサ109、111の高さが決められている。このようにスペーサ109、111の高さが規定されることにより、化粧カバー100がメイン筐体11の底面83の全体を覆う状態であっても、図4に示した状態とほぼ同じように底面83が平板部103から浮き上がった状態となる。
底面83と平板部103との間隔は、寸法Dで示した中央部付近では約0.7mm程度であるのに対し、寸法Eで示した前面付近および寸法Fで示した背面付近では約3〜4mm程度である。つまり、底面83と平板部103との間隔は吸気口21の周辺において、図4の状態での底面83と机表面25との間隔とほぼ同程度に確保されたことになる。したがって、吸気口21に対する外気の流路が確保される。なお、底面83と平板部103との間隔は、底面83と机表面25との間隔に比べて、前面もしくは背面付近において短くしている。これは化粧カバー100を含めたノートPC10の厚さが薄いという印象をユーザに与える意味合いをもっている。
図4に示した状態と図5に示した状態の比較において、吸気口21の周辺における底面83と机表面25の間隔および底面83と平板部103との間隔はほぼ同等であるので、吸気口21からの吸気量の変化はない。また、排気は図4と図5のいずれの状態でも化粧カバー100で覆われない側面81の排気口19から行われるので、両者の間で変化はない。
図4に示した状態と図5に示した状態とで、同一条件でノートPC10を連続動作させてメイン筐体11の内部の各電子デバイスの温度測定を行うとほぼ同じ値であり、本実施の形態にかかる化粧カバー100とサーマル・トレイ101を採用した冷却システムでも化粧カバー100がない場合と同等の冷却能力を保つことが確認できた。また、底面83の同一箇所で表面温度を測定すると、前者は45度で後者は45.5度となりほぼ同程度となった。
さらに、図5の化粧カバー100を装備したノートPC10では、底面83の表面温度が45.5度のときに化粧カバー100の表面温度が39.1度であり、ユーザが膝の上に載せて使用するときの不快感を軽減することがでる。これは平板部103の表面を外気が流れるのでノートPC100を長時間使用しても平板部103の温度上昇が抑制されることと、化粧カバー100および平板部103の熱伝導率が低いことによる。なお、本実施の形態では底面83に吸気口21が存在するものとしたがこれが排気口となるように冷却システムを構成してもよい。
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることは言うまでもないことである。
化粧カバーを有する電子機器において利用可能である。
10…ノートPC
11…メイン筐体
13…ディスプレイ側筐体
15…キーボード
17…LCD
19…排気口
21…吸気口
23…ゴム脚
25…机表面
81…側面
83…底面
85…上面
100…化粧カバー
101…サーマル・トレイ
103…平板部
105…リーフ・スプリング
107…スプリング・カバー
109、111…スペーサ
113…脚受け部
11…メイン筐体
13…ディスプレイ側筐体
15…キーボード
17…LCD
19…排気口
21…吸気口
23…ゴム脚
25…机表面
81…側面
83…底面
85…上面
100…化粧カバー
101…サーマル・トレイ
103…平板部
105…リーフ・スプリング
107…スプリング・カバー
109、111…スペーサ
113…脚受け部
Claims (10)
- メイン筐体と該メイン筐体に対して開閉可能に取り付けられたディスプレイ側筐体で構成された携帯式コンピュータであって、
前記メイン筐体の底面と側面に形成された強制空気冷却用の開口と、
前記ディスプレイ側筐体と前記メイン筐体の表面を覆う化粧カバーと、
前記化粧カバーと前記底面との間に配置され、平板部と該平板部と前記底面との間に所定の間隔を確保して前記開口の外気に対する流路を形成するスペーサとを備えるトレイと
を有する携帯式コンピュータ。 - 前記底面に形成された開口を吸気口とし前記側面に形成された開口を排気口として構成し、前記化粧カバーが前記側面で開口し前記底面の全体を覆うように構成した請求項1に記載の携帯式コンピュータ。
- 前記化粧カバーの前記ディスプレイ側筐体を覆う部分を前記ディスプレイ側筐体に固定した状態で前記化粧カバーの前記底面を覆う部分と前記トレイを前記底面から分離できるように構成した請求項2に記載の携帯式コンピュータ。
- 前記スペーサを前記平板部の周囲に複数配置した請求項2に記載の携帯式コンピュータ。
- 前記スペーサを前記メイン筐体の周辺の縁に対して所定の角度でルーバ状に配置して外側から前記底面と前記平板部との隙間が見えないように構成した請求項4に記載の携帯式コンピュータ。
- 前記化粧カバーを人工皮革または天然皮革で形成した請求項1〜請求項5のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
- 筐体に強制空気冷却用の開口が形成された電子機器であって、
前記筐体の開口を覆うように前記筐体に取り付けられた化粧カバーと、
前記化粧カバーの内面に配置された平板と、
前記平板と前記開口が形成された筐体面との間に配置され、該筐体面と前記平板との間に前記開口の外気に対する空気の流路を形成するスペーサと
を有する電子機器。 - 前記スペーサを前記平板に固定した請求項7に記載の電子機器。
- 前記平板と前記スペーサをプラスチック材料で一体に形成した請求項8に記載の電子機器。
- 筐体に強制空気冷却用の開口が形成された電子機器であって、
前記開口を覆うように前記筐体の表面に配置された筐体保護手段と、
前記筐体保護手段より剛性の高い材料で形成され前記筐体保護手段と前記筐体との間に配置されて前記開口と大気との間に空気流路を確保する流路確保手段と
を有する電子機器。
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