(57)【要約】【課題】液晶ディスプレイ２１および電池２３などからなる表示機器本体と、この表示機器本体を収容する筐体１１とを備えたモバイル表示機器において、筐体１１の各骨格部１２の剛性を大きく低下させずに各骨格部１２を軽量化できるようにし、もって、モバイル表示機器全体として、その剛性を大きく低下させることなく、軽量化を図ることができるようにする。【解決手段】骨格部１２を、空洞部１２ａを有するアルミニウム角パイプにより構成する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報機器本体と、骨格部を有し、上記情報機器本体を収容する筐体とを備えた携帯型情報機器であって、上記骨格部内に、該骨格部の長さ方向に延びる空洞部が設けられていることを特徴とする携帯型情報機器。
【請求項２】
請求項１記載の携帯型情報機器において、空洞部は、断面口字状をなすことを特徴とする携帯型情報機器。
【請求項３】
請求項１記載の携帯型情報機器において、骨格部は、該骨格部における外面と内面との間の厚さ寸法が一定である断面方形状をなし、上記骨格部の外形断面積に対する該骨格部の内形断面積の比である内形外形断面積比ｈが、次式、
０．１≦ｈ≦０．９８
を満たすことを特徴とする携帯型情報機器。
【請求項４】
請求項１記載の携帯型情報機器において、空洞部は、情報機器本体駆動用の電池を収容する電池収容空間とされていることを特徴とする携帯型情報機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筐体内に機器本体を収容するようにした携帯型情報機器における筐体の骨格部の構造に関し、特に剛性を大きく低下させずに軽量化する対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話に代表される携帯型通信機器，ＰＤＡ，スケジュール管理機器および携帯型ゲーム機器など、種々の携帯型情報機器が開発されていて、数多く利用され続けている。これらの情報機器には、低消費性や小形性の他に、軽量性および高剛性が求められており、そのことが、より携帯性を高める結果となっている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、装置本体を収容する筐体としての装置用シャーシを、各コンポーネントの外形形状に倣った凹部を有する樹脂の一体成形品とし、それら凹部内にコンポーネントを嵌挿して固定できるようにすることで、ねじやリベットなどの固定部材を不要にすることができることが記載されており、したがって、装置全体としては、それら固定部材の分だけ軽量化が図れるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２５１８７５号公報（第１頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記装置用シャーシの場合と同様に、従来の携帯型情報機器では、機器全体としては軽量化を図りながらも、筐体については、コスト性を意識して、非常に簡単に作成できる樹脂や金属の単なる流し込み一体構造を採っていたり、反対に、剛性のみを重視した構造を採ることが多く、これらのことから、非常に重いものになり、携帯性に支障をきたす結果となることが多い。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、筐体に機器本体を収容するようにした携帯型情報機器において、筐体の骨格部の構造に改良を加えることで、剛性を大きく低下させることなく、軽量化できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、本発明では、筐体の骨格部内を空洞化することで、剛性を大きく低下させずに、軽量化することができるようにした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明では、情報機器本体と、骨格部を有していて、上記情報機器本体を収容する筐体とを備えた携帯型情報機器を前提としている。
【０００９】
そして、上記の骨格部内には、該骨格部の長さ方向に延びる空洞部が設けられているものとする。
【００１０】
上記の構成によれば、骨格部の剛性は、該骨格部の空洞部により強化される。一方、その空洞部の分だけ、骨格部は軽量化されることになる。これにより、骨格部の剛性を少なくとも大きく低下させることなく、該骨格部を軽量化できるようになる。
【００１１】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、空洞部は、断面口字状をなすものとする。
【００１２】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、骨格部が、該骨格部における外面と内面との間の厚さ寸法が一定である断面方形状をなすものである場合に、上記骨格部の外形断面積に対する該骨格部の内形断面積の比である内形外形断面積比ｈが、次式、０．１≦ｈ≦０．９８　を満たしているものとする。
【００１３】
請求項４の発明では、請求項１の発明において、空洞部は、情報機器本体駆動用の電池を収容する電池収容空間とされているものとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１５】
（実施形態）
図２および図３は、それぞれ、本発明の実施形態に係るモバイル表示機器の構成を示す斜視図および平面図であり、図４は、その一部を拡大して示す平面図、図１は、図４のＩ−Ｉ線断面図である。
【００１６】
このモバイル表示機器は、情報を表示する液晶ディスプレイ２１と、ＩＣチップなどの電子部品が実装されてなっていて、液晶ディスプレイ２１を駆動する回路基板２２（図３には図示せず）と、この回路基板２２に電源を供給するシート型の電池２３と、これら液晶ディスプレイ２１，回路基板２２および電池２３を収容する筐体１１とを備えてなっている。
【００１７】
回路基板２２は、液晶ディスプレイ２１の側方に配置されており、電池２３は、液晶ディスプレイ２１の背面側（図１の下面側）に該液晶ディスプレイ２１に重なり合うように配置されている。ここでは、液晶ディスプレイ２１および電池２３の各厚さ寸法は、それぞれ、３ｍｍであり、両者を併せた厚さ寸法は、６ｍｍである。
【００１８】
筐体１１は、矩形枠状に組み合わされた４本の骨格部１２，１２，…と、これら骨格部１２，１２，…からなる枠体の一面（図１の下面）に配置された矩形状の底板１３と、枠体の他面（同図の上面）に配置されていて、液晶ディスプレイ２１の周辺部を覆う矩形枠状に形成された天板１４とからなっている。
【００１９】
上記枠体は、断面方形状をなすアルミニウム材からなっており、その外形縦横寸法は２００×３００ｍｍである。また、底板１３および天板１４は、共に、樹脂材からなっている。
【００２０】
そして、本実施形態では、図１に示すように、骨格部１２は、アルミニウム角パイプからなっていて、その内部には、骨格部１２の長さ方向に延びる断面口字状の空洞部１２ａが設けられている。また、骨格部１２の外形断面積に対する空洞部１２ａの断面積（骨格部１２の内形断面積）の比である内形外形断面積比ｈは、次式、
０．１≦ｈ≦０．９８
を満たすようになされている。
【００２１】
具体的には、上記のアルミニウム角パイプは、厚さ寸法が０．５ｍｍであるアルミニウム板を曲げ加工してなる６ｍｍ角のものであり、上記の空洞部１２ａは、図５の斜視図に示すように、アルミニウム角パイプの中空部（断面における縦横寸法は、５×５ｍｍ）により形成されている。つまり、このアルミニウム角パイプの外形断面の一辺の長さｍは、ｍ＝６ｍｍであり、内形断面の一辺の長さｎ（空洞部１２ａの断面の一辺の長さ）は、ｎ＝５ｍｍである。したがって、この場合の内形外形断面積比ｈは、ｈ＝０．６９４．．．．〔＝（５×５）／（６×６）〕である。尚、アルミニウム板を曲げ加工する際の接続部分の位置は任意であるが、その接続部分における接合処理は、溶接，ろう接および機械的接合・接着などにより行われる。
【００２２】
また、枠体のコーナ部分における骨格部１２，１２同士の接続は、図６の斜視図に示すように、一方（同図の左方）の骨格部１２の端部側面に設けられた断面方形状の凹部３１に、他方（同図の右方）の骨格部１２の端面に設けられた断面方形状の凸部３２を嵌挿するようにして行われている。
【００２３】
次に、上記のように構成されたモバイル表示機器における筐体１１の骨格部１２，１２，…の作用を説明するために、本実施形態に係るアルミニウム角パイプからなる骨格部１２を、中実体である６ｍｍ角のアルミニウム角棒に変更したものを比較例とし、この比較例のアルミニウム角棒と、発明例のアルミニウム角パイプとを、その単位長さ当り（１００ｃｍ）の重量でもって比較する。ここで、アルミニウムの比重が、２．７ｇ／ｃｍ３　であるとすると、比較例の場合には、約９７．２ｇ（＝２．７×０．６×０．６×１００）であるのに対し、本実施形態の場合には、約２９．７ｇ（＝２．７×（０．６×０．６−０．５×０．５）×１００）であって、比較例の場合の重量の約３０％程度で済む。つまり、比較例の場合の重量の約７０％が削減され、その分だけ大幅な軽量化が図れることになる。
【００２４】
したがって、本実施形態によれば、液晶ディスプレイ２１，回路基板２２および電池２３などからなる表示機器本体と、この表示機器本体を収容する筐体１１とを備えたモバイル表示機器において、筐体１１の各骨格部１２が、空洞部１２ａを有するアルミニウム角パイプであるので、そのような空洞部１２ａを有していないアルミニウム角棒である場合に比べて、骨格部１２の剛性を大きく低下させずに大幅に軽量化することができ、よって、モバイル表示機器全体として、その剛性を大きく低下させることなく、軽量化を図ることができる。
【００２５】
尚、上記の実施形態では、骨格部１２の空洞部１２ａを、単なる空き空間とするようにしているが、図７の斜視図に示す変形例１のように、空洞部１２ａを、機器本体駆動用の電池２４を収容する電池収容空間として活用することもできる。
【００２６】
また、上記の実施形態では、骨格部１２の内外の断面形状を方形状としているが、図８の図１相当図に示す変形例２のように、底板１３および天板１４などとの接合を考慮した形状や、図９および図１０の各図５相当図にそれぞれ示す変形例３および変形例４のような断面矩形状に、さらには、図示は省略するが、断面日字状，断面円形状および断面つる巻きばね状など、種々の形状に設計することができる。
【００２７】
また、筐体のコーナ部分における骨格部１２，１２同士の結合については、上記の実施形態に示したものに加え、必要に応じて任意に設計することができる。例えば、図１１の図６相当図に示す変形例５のように、凹部３１を有する骨格部１２の端部側面に挿通孔３１ａを設け、凸部３２を有する骨格部１２の該凸部３２の側面にねじ孔３２ａを設け、ねじ３３を挿通孔３１ａに通してねじ孔３２ａに螺着させるようにしてもよいし、図１２の図６相当図に示す変形例６のように、両骨格部１２，１２の端部同士を接合した後、その部分にＬ字状の連結部材４０を取り付けるようにしてもよいし、図１３の図６相当図に示す変形例７のように、一方（同図の左方）の骨格部１２の端部側面にねじ孔４１を設け、このねじ孔４１に螺合するねじ軸４２を、他方（同図の右方）の骨格部１２の端面に設けるようにしてもよい。
【００２８】
また、上記の実施形態では、骨格部１２をアルミニウム製としているが、本発明では、その他に、マグネシウム，ステンレススチールなどの金属材料や、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂）などの樹脂材料など、公知の材料を適宜採用することができる。
【００２９】
また、上記の実施形態では、骨格部１２の全体形状を直棒状にするとともに、４本の骨格部１２，１２，…を枠体状に組み合わせるようにしているが、骨格部の数や各全体形状およびそれらをどのような形状に組み合わせたり配置したりするのかは、筐体自体の形状などに基づき、必要に応じて適宜設計することができる。
【００３０】
また、上記の実施形態では、骨格部１２を、筐体１１の他の部分とは別の部材で構成するようにしているが、筐体の他の部分と同一の部材で構成するようにしてもよい。
【００３１】
さらに、上記の実施形態では、モバイル表示機器の場合について説明しているが、本発明は、携帯型通信機器，ＰＤＡ，スケジュール管理機器および携帯型ゲーム機器など、種々の携帯型情報機器に適用することができる。
【００３２】
−テスト１−
ここで、上記のモバイル表示機器について、たわみ感（剛性感）および重量感を調べるために行ったテストについて説明する。
【００３３】
この場合、個々の部品の剛性および重量感が重要なのではなく、機器全体としての剛性、重量感が重要なポイントとなる。したがって、テスト対象は、骨格部のみではなく、携帯型表示機器全体とし、これを発明例とした。
【００３４】
先ず、比較のために、発明例におけるアルミニウム角パイプ製の骨格部を、断面外形形状がそのアルミニウム角パイプ（中空体）の場合と同じ６ｍｍ角であるアルミニウム角棒（中実体）に変更したものを作製して比較例１とし、これら発明例および比較例１を、それぞれ実際に手に持ってたわみ感および重量感を比較した。その結果を、次の表１に併せて示す。
【００３５】
【表１】
2004133522.tif 000003
【００３６】
上記の表１から判るように、モバイル表示機器を実際に手に取ったときのたわみ感については、発明例および比較例１の両者共、全く感じられなかった。しかしながら、重量感については、発明例の方が遙かに軽く、両者の間に大きな違いが感じられた。
【００３７】
次に、上記発明例の骨格部について、薄肉（０．５ｍｍ）のアルミニウム板からなるアルミニウム角パイプを、断面積が上記アルミニウム角パイプの場合と同じである厚肉（０．８８ｍｍ程度）のアルミニウム板材に変更したものを作製して比較例２とし、これら発明例および比較例２をそれぞれ実際に手に持ってたわみ感および重量感を比較した。その結果を、次の表２に併せて示す。
【００３８】
【表２】
2004133522.tif 000004
【００３９】
上記の表２から判るように、重量感については、重量が互いに同じであることから、発明例および比較例２の両者共、略同じであった。一方、たわみ感については、両者の間に若干の差が感じられた。これは、板と空洞骨組みとでのねじれに対する剛性の差によるものと考えられる。
【００４０】
これらのことからも、空洞部を有する骨格部を備えた筐体をモバイル表示機器の筐体として使用することが望ましいということが判る。
【００４１】
−テスト２−
骨格部の構成材として、アルミニウム板からなる断面方形状のアルミニウム角パイプを用いる際に、内形外形断面積比ｈによるたわみ量の変化を試算するようにしたテストについて説明する。
【００４２】
テストの容量としては、図１４の側面図に模式的に示すように、重量および長さ寸法が共に一定である各テスト対象をその両端部において支持しつつ長さ方向中央に一定の荷重Ｆ（９．８０６６５８Ｎ＝１ｋｇｆ）を加え、図１５の側面図に模式的に示すように、長さ方向中央部の変位量〔単位：ｍｍ〕を演算し、その変位量をたわみ量とするようにした。尚、ヤング率は、７１０００Ｎ／ｍｍ２　としている。
【００４３】
また、テスト対象としては、実施形態の場合の骨格部の重量を基準とし、長さが３００ｍｍであるアルミニウム角パイプの内形外形断面積比ｈを、０≦ｈ＜１（但し、ｈ＝０は、アルミニウム角棒であるとき）の範囲で変化させるようにした。その結果を、図１６の内形外形断面積比ｈとたわみ量との特性図に示す。
【００４４】
図１６からは、空洞部のないとき（ｈ＝０）がたわみについて一番弱く、内形外形断面積比ｈが大きければ大きいほど、つまり、空洞部の断面積比の度合いが増すほどに、たわみに対して強くなっていくことが判る。
【００４５】
そして、内形外形断面積比ｈが０．１よりも小さい（ｈ＜０．１）ときには、内形外形断面積比ｈが増加しても、たわみ量が殆ど低下していないことから、効率のよい剛性アップにならないということが判る。よって、内形外形断面積比ｈの下限は、ｈ＝０．１とするのが妥当であると考えられる。
【００４６】
一方、モバイル機器としては、その厚さ寸法には自ずと上限がある。一例を挙げると、モバイル用ノート型パソコンである「メビウス」（シャープ株式会社製）では、その厚さ寸法は、１６．６〜２５．４ｍｍである。このように、市販のモバイル機器では、この程度の厚さ寸法であって、これ以上の厚さ寸法であると、持ちにくさや重たさで携帯しにくくなることになる。したがって、骨格部の外形断面に一辺の長さ寸法の上限は、２５．４ｍｍとするのが妥当であると考えられる。このとき、内形外形断面積比ｈは、
ｈ＝〔２５．４×２５．４−（６×６−５×５）〕／（２５．４×２５．４）
≒０．９８
となる。つまり、内形外形断面積比ｈの上限は、ｈ＝０．９８である。
【００４７】
よって、内形外形断面積比ｈが、次式、
０．１≦ｈ≦０．９８
を満たすときに、骨格部は軽量さを保ったまま剛性を増す、ということが判る。
【００４８】
−テスト３−
実施形態における筐体（２００×３００ｍｍ）の骨格部における空洞部（５×５ｍｍ）を電池収容空間として利用（図７参照）する際に、どの程度の利用効率があるか、つまり、この空洞部に、どれだけの電力容量の電池を収容できるかを調べるために行ったテストについて説明する。
【００４９】
電池として、シート状のリチウムポリマー二次電池を棒状にして使用するとすると、現状の電池性能のもの場合に、約４Ｗｈの電力容量を得ることができる。これは、１Ｗのモバイル機器なら１回の充電で４時間に亘って、また、０．５Ｗのモバイル機器であれば８時間に亘って動作させることが可能であり、モバイル機器の電力として十分な容量である。
【００５０】
よって、一般に、筐体の収容空間に収容される電池を、骨格部の空洞部内に配置することで、そのような電池の収容空間を確保すべく筐体を大きくすることによる更なる重量の負担を招かずに済むことが判る。
【００５１】
尚、駆動部内に収容する電池としては、モバイル機器として使用するに十分な容量が得られるのであれば、上記のリチウムポリマー二次電池の他、リチウムイオン型、ニカド型、燃料電池などなんでもよい。
【００５２】
−テスト４−
骨格部の構成材について、軽量金属として存在するマグネシウムを使用したとき、ＳＵＳ（ステンレススチール）を使用したとき、および、ＡＢＳを使用したときの各たわみ量の計算を行ったテストについて説明する。
【００５３】
テスト要領および角パイプの寸法形状は、テスト２の場合と同じであるが、ヤング率については、マグネシウムの場合には、４５０００Ｎ／ｍｍ２　と、ＳＵＳおよびＡＢＳの場合には、２０００００／ｍｍ２　としている。その各結果を、それぞれ、図１７〜図１９の内形外形断面積比とたわみ量との各特性図に示す。
【００５４】
図１７〜図１９から判るように、たわみ量の各絶対値はアルミニウムの場合と異なるものの、その傾向は同じであった。よって、これらマグネシウム，ＳＵＳおよびＡＢＳの場合にも、内形外形断面積比ｈについて、０．１≦ｈ≦０．９８、の関係式が成り立つことが判る。
【００５５】
−テスト５−
本実施形態では、骨格部が断面矩形状である場合に、その骨格部が横長に配置されるとき（図９参照）と、縦長に配置されるとき（図１０参照）とで、内形外形断面積比ｈに応じてたわみ量〔単位：ｍｍ〕がどのように変化するのかを調べるために行ったテストについて説明する。
【００５６】
横長のものでは、縦：横の比が１：２になるようにし、また、縦長のものでは、縦：横の比が２：１になるようにした。構成材は、実施形態の場合と同じ板厚のアルミニウム材とした。その結果を、骨格部が断面方形状である場合（発明例１）のときと併せて、図２０の内形外形断面積比とたわみ量との特性図に示す。同図において、発明例２は、横長の場合であり、発明例３は、縦長の場合である。
【００５７】
これによると、たわみ量の絶対値は形状の変化により異なるが、テスト２における関係式の特性傾向はそのまま同じである。よって、この結果より、形状が変化しても同じ傾向をもつことが判る。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、筐体内に情報機器本体を収容するようにした携帯型情報機器において、筐体の骨格部内の空洞部により、骨格部の剛性を大きく低下させずに、該骨格部を軽量化することができるので、携帯型情報機器全体としての剛性を大きく低下させることなく、携帯型情報機器全体としての軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図４のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るモバイル表示機器の全体構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】モバイル表示機器の全体構成を模式的に示す平面図である。
【図４】モバイル表示機器の一部を拡大して示す平面図である。
【図５】筐体の骨格部の断面形状を示す斜視図である。
【図６】骨格部と骨格部との接合構造を示す斜視図である。
【図７】変形例１の骨格部の電池収容空間としての空洞部の状態を模式的に示す斜視図である。
【図８】変形例２の骨格部の断面形状を示す図１相当図である。
【図９】変形例３の骨格部の断面形状を示す図５相当図である。
【図１０】変形例４の骨格部の断面形状を示す図５相当図である。
【図１１】変形例５の骨格部同士の接合構造を示す図６相当図である。
【図１２】変形例６の骨格部同士の接合構造を示す図６相当図である。
【図１３】変形例７の骨格部同士の接合構造を示す図６相当図である。
【図１４】テスト２においてアルミニウム角パイプを用いて行ったテスト要領を模式的に示す側面図である。
【図１５】テスト２でのたわみ量の定義を模式的に示す図１４相当図である。
【図１６】テスト２での内形外形断面積比とたわみ量との関係を示す特性図である。
【図１７】テスト４においてマグネシウム角パイプを用いて行ったときの内形外形断面積比とたわみ量との関係を示す図１６相当図である。
【図１８】テスト４においてＳＵＳ角パイプを用いて行ったときの内形外形断面積比とたわみ量との関係を示す図１６相当図である。
【図１９】テスト４においてＡＢＳ角パイプを用いて行ったときの内形外形断面積比とたわみ量との関係を示す図１６相当図である。
【図２０】テスト５において断面矩形状の骨格部を横長に配置したとき（発明例２）および縦長に配置したとき（発明例３）の各内形外形断面積比とたわみ量との関係を骨格部が断面方形状であるとき（発明例１）の内形外形断面積比とたわみ量との関係と併せて示す図１６相当図である。
【符号の簡単な説明】
１１　筐体
１２　骨格部
１２ａ　空洞部
２１　液晶ディスプレイ（情報機器本体）
２２　回路基板（情報機器本体）
２３　電池（情報機器本体）
２４　電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004133522.tif 000011
【図８】
2004133522.tif 000012
【図９】
2004133522.tif 000013
【図１０】
2004133522.tif 000014
【図１１】
2004133522.tif 000015
【図１２】
2004133522.tif 000016
【図１３】
2004133522.tif 000017
【図１４】
2004133522.tif 000018
【図１５】
2004133522.tif 000019
【図１６】
2004133522.tif 000020
【図１７】
2004133522.tif 000021
【図１８】
2004133522.tif 000022
【図１９】
2004133522.tif 000023
【図２０】
2004133522.tif 000024