JP6742572B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に関する。

従来から、下記特許文献１に示されるような電子機器が知られている。この電子機器は、第１本体部と、ディスプレイを有する第２本体部と、を備えている。第１本体部の筐体の内部には、ＣＰＵ、ＧＰＵなどのプロセッサや、これらのプロセッサを冷却するためのファンなどが設けられている。筐体の上面や下面には、外気を筐体内に導入するための吸気口が形成されている。

特開２０１８−４９５３６号公報

近年では、電子機器の小型化が進んでおり、吸気口の開口面積を充分に確保できない場合があった。また、ファンによる空気の流量を大きくするために吸気口を大きくすると、電子機器全体の外観を損なう場合があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされ、吸気口の開口面積を確保可能な電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る電子機器は、第１本体部と、メインディスプレイを有するとともに、前記第１本体部に対して第１ヒンジ回りに回動可能に連結された第２本体部と、前記第１本体部の上面に対して第２ヒンジ回りに回動可能に設けられ、前記第１本体部に対して前記第２本体部が開いている際に前記第１本体部に対して開くように構成されているサブディスプレイと、を備え、前記第１本体部のうち、前記サブディスプレイが閉じている際に前記サブディスプレイで覆われる部分に吸気口が形成されている。

本発明の上記態様によれば、吸気口の開口面積を確保可能な電子機器を提供することができる。

本実施形態に係る電子機器の斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面における概略図であって、（ａ）は第２本体部を閉じた状態とし、（ｂ）は第２本体部を開いた状態とし、（ｃ）はサブディスプレイを開いた状態とした図である。 図１の電子機器を下方から見て、第１本体部内の各部品のレイアウトを示した概略図である。

以下、本実施形態の電子機器について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、電子機器１は、第１本体部１０と第２本体部２０とを、有する、いわゆるクラムシェル型（ノート型）のパーソナルコンピュータである。
第２本体部２０は、第１本体部１０に対して、第１ヒンジＨ１によって回動可能に連結されている。第１本体部１０および第２本体部２０は、第１ヒンジＨ１回りに、閉じた状態と開いた状態との間で相対的に移動可能となっている。
なお、本実施形態を、ノート型ＰＣ以外の電子機器に適用してもよい。

（方向定義）
本実施形態では、ＸＹＺ直交座標系を設定して各構成の位置関係を説明する。以下、Ｘ軸に沿う方向を左右方向Ｘといい、Ｙ軸に沿う方向を前後方向Ｙといい、Ｚ軸に沿う方向を上下方向Ｚという。上下方向Ｚのうち、第１本体部１０側を下方といい、第２本体部２０側を上方という。前後方向Ｙのうち、第１ヒンジＨ１に近い側を後方といい、その反対側を前方という。

（第２本体部）
第２本体部２０は、メインディスプレイ２１を有している。メインディスプレイ２１は、第２本体部２０のうち、電子機器１が閉じられた状態において第１本体部１０の上面（筐体１１の上面）に対向する面に設けられている。メインディスプレイ２１としては、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイなどを用いることができる。

第２本体部２０は、電子機器１が閉じられた状態において、左右方向Ｘおよび前後方向Ｙに延びる扁平な板状に形成されている。第２本体部２０は、前後方向Ｙよりも左右方向Ｘに長い長方形状に形成されている。第１本体部１０と第２本体部２０とを連結する第１ヒンジＨ１は、左右方向Ｘに沿って延びている。電子機器１が閉じた状態から開いた状態となるとき、第２本体部２０は、第１ヒンジＨ１回りに上方に向けて回動する。第２本体部２０が、第１本体部１０に対して第１ヒンジＨ１回りに回動可能な角度θ１（図２（ｂ）参照）は、例えば９０°≦θ１≦１８０°である。

第１ヒンジＨ１は、第２本体部２０の下端部を回転可能に支持している。第２本体部２０が第１本体部１０に対して開かれたとき、メインディスプレイ２１が前方に向けて露出されるとともに、第１本体部１０の上面（筐体１１の上面）が開放された状態となる。

（第１本体部）
図１に示すように、第１本体部１０は、左右方向Ｘおよび前後方向Ｙに延びる扁平な板状に形成されている。第１本体部１０は、前後方向Ｙよりも左右方向Ｘに長い長方形状に形成されている。第１本体部１０は、筐体１１と、入力部１２と、サブディスプレイ１３と、を備えている。入力部１２は、キーボード、タッチパネル、タッチセンサなどを有している。

入力部１２およびサブディスプレイ１３は、筐体１１の上面に、前後方向Ｙに並べて設けられている。サブディスプレイ１３は、入力部１２よりも、前後方向Ｙにおける第１ヒンジＨ１側（後方）に配置されている。すなわち、上下方向から見て、サブディスプレイ１３は入力部１２と第１ヒンジＨ１との間に位置している。第２本体部２０が第１本体部１０に対して閉じられたとき、サブディスプレイ１３は、第２本体部２０のメインディスプレイ２１と上下方向Ｚで対向する。

筐体１１は、上面、左側面、右側面、前面、背面、および底面を有する箱体である。筐体１１は、樹脂などにより形成されている。
図３に示すように、筐体１１の内部には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）６０、ファンＦ、第１ヒートパイプ３０、第２ヒートパイプ４０などが収容されている。なお、本明細書では、ＣＰＵ５０およびＧＰＵ６０を総称してプロセッサという。ＣＰＵ５０およびＧＰＵ６０などのプロセッサは、熱を発する発熱源であり、冷却が必要な場合が多い。

ヒートパイプ３０、４０は、金属により形成された管と、当該管の内部に封入された作動流体およびウィックと、を有する熱伝達部材である。管の材質としては、銅またはアルミニウムなどを用いることができる。作動流体としては、水などを用いることができる。ウィックとしては、多孔質材などを用いることができる。ウィックには、液相の作動流体に毛管力を発生させる細孔が形成されている。

ヒートパイプ３０、４０の長手方向における端部はそれぞれ、作動流体の蒸発部および凝縮部として機能する。本実施形態では、第１ヒートパイプ３０のうち、発熱源であるＣＰＵ５０に近接または当接する端部を蒸発部３１といい、その反対側の端部を凝縮部３２という。また、第２ヒートパイプ４０のうち、発熱源であるＧＰＵ６０に近接または当接する端部を蒸発部４１といい、その反対側の端部を凝縮部４２という。

ファンＦは、回転軸ｆ１回りに不図示の羽根を回転させて、回転軸ｆ１の半径方向における外側に空気を送り出す遠心式ファンである。ファンＦは、筐体１１内に気流を発生させて、筐体１１内の発熱体を冷却する。なお、ファンＦの気流により、プロセッサ以外の発熱源（バッテリーなど）を冷却してもよい。

図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、筐体１１には、収容部１１ａと、吸気口１１ｂと、排気口１１ｃと、が形成されている。
収容部１１ａは、筐体１１の上面から下方に向けて窪む凹部である。収容部１１ａは、上下方向から見て、前後方向Ｙよりも左右方向Ｘに長い長方形状に形成されている（図１参照）。収容部１１ａは、サブディスプレイ１３よりも大きく、サブディスプレイ１３を内部に収容可能に形成されている。

吸気口１１ｂは、ファンＦが稼働した際に、外気を筐体１１内に導入させるために設けられている。本実施形態の吸気口１１ｂは、収容部１１ａの底面に形成された、筐体１１を上下方向に貫通する複数の貫通孔である。吸気口１１ｂは、サブディスプレイ１３が収容部１１ａ内に収容された状態において、サブディスプレイ１３によって上方から覆われる。吸気口１１ｂは、上下方向から見て、ファンＦおよびサブディスプレイ１３と重なる位置に設けられている。吸気口１１ｂは、サブディスプレイ１３およびファンＦによって上下方向で挟まれている。吸気口１１ｂの具体的な形態は適宜変更可能であるが、例えば図１に示すように、略四角形の複数の貫通孔を、ファンＦの形状に合わせて円形に配置してもよい。
なお、必要に応じて、筐体１１における他の部位に補助的な吸気口を形成してもよい。

排気口１１ｃは、ファンＦによって吸気口１１ｂから筐体１１内に導入された空気を、筐体１１の外側に排出するために設けられている。本実施形態の排気口１１ｃは、図２に示すように、筐体１１の背面（後方を向く面）に設けられている。より詳しくは、排気口１１ｃは、筐体１１の背面を前後方向Ｙに貫通している。また、図３に示すように、排気口１１ｃは、左右方向Ｘに間隔を空けて複数形成されている。
なお、必要に応じて、筐体１１における他の部位に補助的な排気口を形成してもよい。

ファンＦによって吸気口１１ｂから筐体１１の内部に導入された空気は、回転軸ｆ１の半径方向外側に送り出される。ファンＦによって送り出された空気の少なくとも一部は、図３の矢印Ａに示すように、排気口１１ｃを通じて筐体１１の外部に排出される。ファンＦと排気口１１ｃとの間には、ヒートパイプ３０、４０の凝縮部３２、４２が配置されている。このため、ファンＦが生じさせた気流によって、凝縮部３２、４２が冷却される。なお、凝縮部３２、４２でより効率よく熱交換を行うため、凝縮部３２、４２にフィンなどを取り付けてもよい。

図１に示すサブディスプレイ１３は、液晶などの画像表示部を有している。画像表示部は、サブディスプレイ１３の上面に設けられている。画像表示部としては、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイなどを用いることができる。サブディスプレイ１３は、上下方向から見て、前後方向Ｙよりも左右方向Ｘに長い長方形状に形成されている。サブディスプレイ１３は、第２ヒンジＨ２回りに回動可能な状態で、収容部１１ａ内に収容されている。第２ヒンジＨ２は、収容部１１ａ内に設けられており、左右方向Ｘに沿って延びている。

サブディスプレイ１３は、第１本体部１０に対して第２本体部２０が開いている際に、第１本体部１０に対して開くように構成されている。サブディスプレイ１３は、手動で第２ヒンジＨ２回りに回動するように構成されていてもよい。この場合、第２ヒンジＨ２としては、所定の角度でサブディスプレイ１３を保持できるトルクヒンジなどを好適に用いることができる。あるいは、バネなどの付勢部材を用いてサブディスプレイ１３を上方付勢状態とし、第２本体部２０が閉じられている場合には、第２本体部２０がサブディスプレイ１３を下方に押圧した状態としてもよい。この場合、第２本体部２０が開かれたときに、第２本体部２０に連動して、自動的にサブディスプレイ１３を立ち上げることができる。
サブディスプレイ１３の第２ヒンジＨ２回りの回動可能な角度θ２（図２（ｃ）参照）は、２°≦θ２≦４０°の範囲内で設定される。

図示は省略するが、サブディスプレイ１３は、上下方向から見て、ＣＰＵ４０およびＧＰＵ５０と重なる位置に配置されている。すなわち、ＣＰＵ４０およびＧＰＵ５０は、サブディスプレイ１３の下方に配置されている。

次に、以上のように構成された電子機器１の作用について説明する。

図３に示す蒸発部３１、４１では、ヒートパイプ３０、４０内の作動流体がＣＰＵ４０またはＧＰＵ５０から熱を受け取って蒸発する。蒸発部３１、４１内では、作動流体の蒸発により圧力が高まるため、この圧力によって気相の作動流体が凝縮部３２、４２に向けて移動する。凝縮部３２、４２では、ファンＦによって生じる気流により、作動流体の熱が奪われる。作動流体の熱を奪った気流は、排気口１１ｃから筐体１１の外部に排出される。

凝縮部３２、４２において熱を奪われた作動流体は、凝縮して液相となる。液相となった作動流体は、ウィックに形成された細孔を通じて、毛管力によって蒸発部３１、４１に向けて流動する。蒸発部３１、４１に到達した液相の差動流体は、再びＣＰＵ４０またはＧＰＵ５０から熱を受け取って蒸発する。以降は、上記の作用が繰り返される。

このように、ヒートパイプ３０、４０は、蒸発部３１、４１から凝縮部３２、４２に向けて、継続して熱を輸送することができる。すなわち、ＣＰＵ４０およびＧＰＵ５０を継続して冷却することができる。
ここで、ＣＰＵ４０およびＧＰＵ５０の冷却効率を高めるためには、ファンＦによって筐体１１内に生じる気流の流量を高めることが効果的である。これにより、凝縮部３２、４２において、ヒートパイプ３０、４０から空気へと熱をスムーズに受け渡すことができる。

一方、ファンＦによる気流の流量を高めるためには、吸気口１１ｂの開口面積を大きくすることが求められる。従来の電子機器では、吸気口は筐体の側面や下面に配置される場合が多かった。しかしながら、近年では電子機器の小型化が進んでおり、筐体の側面や下面に吸気口を設けた場合、開口面積が不足する場合があった。また、例えば筐体の上面におけるキーボードなどの周辺に、大きな開口面積を有する吸気口を設けると、電子機器の外観を損なう場合があった。

そこで本実施形態では、第１本体部１０が、第２ヒンジＨ２回りに回動可能なサブディスプレイ１３を有している。そして、第１本体部１０（筐体１１）のうちサブディスプレイ１３が閉じている際に、サブディスプレイ１３に覆われる部分に吸気口１１ｂが形成されている。この構成によれば、サブディスプレイ１３が第２ヒンジＨ２回りに上方に回動したときに、吸気口１１ｂの上方の空間が開放され、吸気口１１ｂから筐体１１内へと外気を導入可能な状態となる。その一方で、サブディスプレイ１３が目隠しとして機能し、使用者からは吸気口１１ｂが視認されにくくなる。したがって、電子機器１の外観を良好にしつつ、吸気口１１ｂの開口面積を確保することができる。

また、筐体１１の上面には、下方に向けて窪む収容部１１ａが形成され、サブディスプレイ１３は、収容部１１ａの内側に収容されている。この構成によれば、電子機器１の流通時や不使用時に、サブディスプレイ１３が筐体１１の上面から大きく突出しないため、閉じられた状態における電子機器１の上下方向の厚みを小さくすることができる。さらに、この収容部１１ａの底面に吸気口１１ｂが配置されていることで、使用者から吸気口１１ｂがより視認されにくくなる。

また、上下方向から見て、サブディスプレイ１３および吸気口１１ｂは、第１本体部１０のうち入力部１２と第１ヒンジＨ１との間の部分に位置している。このように、使用者から見て入力部１２よりも後方に吸気口１１ｂを配置することで、使用者から吸気口１１ｂがより視認されにくくなる。

また、プロセッサであるＣＰＵ４０またはＧＰＵ５０は、サブディスプレイ１３の下方に配置されている。これにより、ＣＰＵ４０またはＧＰＵと入力部１２との間の間隔が大きくなり、ＣＰＵ４０またはＧＰＵ５０が発する熱が、入力部１２に伝わりにくくすることができる。

また、上下方向から見て、吸気口１１ｂは、第１ヒンジＨ１と第２ヒンジＨ２との間に位置している。さらに、サブディスプレイ１３の、第２ヒンジＨ２回りの回動可能な角度θ２が、２°≦θ２≦４０°となっている。これにより、サブディスプレイ１３を第２ヒンジＨ２回りに立ち上げたときに、使用者と吸気口１１ｂとの間にサブディスプレイ１３がより確実に位置することとなる。したがって、使用者から吸気口１１ｂがより視認されなくなり、かつ、ファンＦの稼働音が使用者に伝わりにくくなる。すなわち、サブディスプレイ１３が目隠し板および遮音板として機能し、電子機器１の外観が良好になるとともに、静音性も向上させることができる。
なお、θ２を２°以上とすることで、吸気口１１ｂとサブディスプレイ１３との間に充分な空気の流路が確保されるため、筐体１１の内部に効果的に空気を導入することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…電子機器 １０…第１本体部 １１…筐体 １１ａ…収容部 １１ｂ…吸気口 １２…入力部 １３…サブディスプレイ ２０…第２本体部 ２１…メインディスプレイ ５０…ＣＰＵ（プロセッサ） ６０…ＧＰＵ（プロセッサ） Ｈ１…第１ヒンジ Ｈ２…第２ヒンジ

Claims (6)

1. 筐体を有する第１本体部と、
   メインディスプレイを有するとともに、前記第１本体部に対して第１ヒンジ回りに回動可能に連結された第２本体部と、
   前記第１本体部の上面に対して第２ヒンジ回りに回動可能に設けられ、前記第１本体部に対して前記第２本体部が開いている際に前記第１本体部に対して開くように構成されているサブディスプレイと、
   前記第１本体部の内部であって、前記サブディスプレイが閉じている際に前記サブディスプレイの下方に位置する第１プロセッサおよび第２プロセッサと、
   前記第１本体部の内部で前記第１プロセッサの熱を輸送する第１ヒートパイプと、
   前記第１本体部の内部で前記第２プロセッサの熱を輸送する第２ヒートパイプと、を備え、
   前記筐体のうち、前記サブディスプレイが閉じている際に前記サブディスプレイで覆われる部分に吸気口が形成され、
   前記筐体の内部であって前記吸気口の下方にはファンが配置され、
   前記ファンは、前記吸気口から前記筐体の内部に導入した空気を前記筐体の背面に設けられる排気口を通じて外部に排出する際に、前記筐体内に気流を発生させて、前記筐体内の発熱体を冷却するように構成され、
   前記ファンは前記第１プロセッサと前記第２プロセッサとの間に設けられ、
   前記第１ヒートパイプの一部および前記第２ヒートパイプの一部が、前記ファンと前記排気口との間に位置する、電子機器。
2. 前記第１本体部の上面には、下方に向けて窪む収容部が形成され、
   前記サブディスプレイは、前記収容部の内側に収容され、
   前記収容部の底面に前記吸気口が形成されている、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第１本体部には入力部が設けられ、
   上下方向から見て、前記サブディスプレイは前記入力部と前記第１ヒンジとの間に位置している、請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記第１プロセッサはＣＰＵであり、前記第２プロセッサはＧＰＵである、請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器。
5. 上下方向から見て、前記吸気口は前記第１ヒンジと前記第２ヒンジとの間に位置している、請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 前記サブディスプレイの前記第２ヒンジ回りの回動可能な角度をθ２とするとき、
   ２°≦θ２≦４０°である、請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器。

Images