(57)【要約】【課題】使用者の身体の一部、例えば膝や手などが触れる部分の温度を下げるなど、使用者に不快感を与えることのない、快適で利便性に優れた携帯型情報処理装置を提供する。【解決手段】装置１の底面部１１または側面部に設けられた複数の接地センサ１２、１３、１４と、装置１の回路基板５に配設されたＣＰＵ４と、ＣＰＵ４に接触する放熱板８を介してＣＰＵ４の放熱を行う複数の伝熱経路とを備え、接地センサ１２、１３、１４の検知情報に基づいて、ＣＰＵ４の放熱を行う伝熱経路Ｑ１、Ｑ２を切り替える手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の底面部または側面部に設けられた複数の検知手段と、
前記装置の回路部に配設された熱源と、
前記熱源に接触する放熱部材を介して前記熱源の放熱を行う複数の伝熱経路と、
を備え、前記検知手段の検知情報に基づいて、前記熱源の放熱を行う主たる伝熱経路を切り替える手段を備えた携帯型情報処理装置。
【請求項２】
前記底面部に少なくとも３個以上の接地センサと、
前記底面部および前記底面部以外から放熱を行う少なくとも２つの伝熱経路を備え、
前記接地センサのすべてが接地を検出した場合は、前記底面部から放熱を行う伝熱経路を選択し、少なくとも１個の接地センサが接地を検出しない場合は、前記底面部以外から放熱を行う伝熱経路を選択することにより、主たる伝熱経路を切り替える請求項１に記載の携帯型情報処理装置。
【請求項３】
前記熱源と前記放熱部材との熱的な接合の有無により、主たる伝熱経路を切り替える請求項１または請求項２に記載の携帯型情報処理装置。
【請求項４】
前記放熱部材に送風する冷却ファンの動作の切り替えにより、主たる伝熱経路を切り替える請求項１または請求項２に記載の携帯型情報処理装置。
【請求項５】
前記放熱部材に送風する冷却ファンの回転方向の切り替えにより、主たる伝熱経路を切り替える請求項１または請求項２に記載の携帯型情報処理装置。
【請求項６】
前記熱源を複数備え、前記熱源の動作の切り替えにより、主たる伝熱経路を切り替える請求項１または請求項２に記載の携帯型情報処理装置。
【請求項７】
前記熱源が中央処理装置である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の携帯型情報処理装置。
【請求項８】
装置に設けられた入力部と、
前記装置の回路部に配設された熱源と、
前記熱源に接触する放熱部材を介して前記熱源の放熱を行う複数の伝熱経路と、
を備え、前記入力部の使用頻度に基づいて、前記熱源の放熱を行う主たる伝熱経路を切り替える手段を備えた携帯型情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型情報処理装置に関し、特に、利用時の放熱を考慮したノートパソコンやモバイルパソコンのような携帯型情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、普及が著しいパソコン（以下、「ＰＣ」と略記する）の中でも特にノートＰＣやモバイルＰＣにおいては、使用者の膝上や、机上等の様々な設置環境において使用されるが、それぞれの設置環境において快適に使用できる品質が求められている。
【０００３】
特に、ウルトラモバイルＰＣ（仮称：ノートＰＣより小さく、パームトップＰＣよりは大きいＰＣ）の場合は、例えば事務所等において使用者がＰＣを所持して作業を行う用途を想定しており、片手持ち（左または右）、両手持ち（左右）、下持ち（ベルト保持等）等の使用条件における利便性が、品質上の優劣を左右する重要な要件になっている。
【０００４】
ＰＣの温度管理の一般的な方法としては、中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」と略記する）やメモリの温度上昇を検出し、温度上昇が必要以上に高くなった場合には、ＰＣの動作速度（パフォーマンス）を低下させることや、冷却ファンを高速回転させることによって、ＰＣ全体の温度上昇を抑制していた。
【０００５】
これに対して、近年、ラップトップＰＣが膝に置かれたことをセンサにより検知し、ＣＰＵの動作速度や冷却ファンの出力を調整するなどの方法により、ＰＣの底部の温度を下げる熱管理の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、デスクトップ型の電子機器の冷却に関し、電子機器の設置状態に応じ、冷却ファンおよび排気口の配置を可変に構成することにより、排気経路を切り替える冷却構造が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
ノートＰＣの放熱構造に関しては、膝上で使用する場合のノートＰＣの底面の温度上昇を抑制するための放熱構造に関する提案がなされている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００３−３４５４６５号公報
【特許文献２】特開平１１−３５４９５９号公報
【特許文献３】特開２００１−２６７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の従来の方法では、使用者の体感温度を考慮して温度を制御する観点ではＰＣの温度管理が行われていなかった。これにより、携帯型情報処理装置においては、多様な用途に対して、装置各部の温度管理を的確に行うことにより、使用者の感性を満足させることのできる優れた利便性を確保することが品質上の重要な課題となっていた。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するものであり、使用者の身体の一部、例えば膝や手などが触れる部分の温度を下げるなど、使用者に不快感を与えることのない、快適で利便性に優れた携帯型情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために、本発明の携帯型情報処理装置は、装置の底面部または側面部に設けられた複数の検知手段と、装置の回路部に配設された熱源と、熱源に接触する放熱部材を介して熱源の放熱を行う複数の伝熱経路とを備え、検知手段の検知情報に基づいて、熱源の放熱を行う主たる伝熱経路を切り替える手段を備えた。このような構成により、検知手段の検知情報に基づいて、熱源の放熱を行う主たる伝熱経路を切り替えることが可能となる。したがって、装置の周囲条件によって、放熱の経路を切り替えることができ、多様な用途に対して、装置各部の温度管理を的確に行うことができる。
【００１１】
また、本発明の携帯型情報処理装置は、底面部に少なくとも３個以上の接地センサと、底面部および底面部以外から放熱を行う少なくとも２つの伝熱経路を備え、接地センサのすべてが接地を検出した場合は、底面部から放熱を行う伝熱経路を選択し、少なくとも１個の接地センサが接地を検出しない場合は、底面部以外から放熱を行う伝熱経路を選択することにより、主たる伝熱経路を切り替える。このような構成により、装置に備えた接地センサの情報に基づいて底面部から放熱を行う伝熱経路と、底面部以外から放熱を行う伝熱経路を切り替えることが可能となる。これにより、膝上で使用する場合には底面部以外から放熱を行い、装置の側面を手で保持して使用する場合には、底面部から放熱を行うなど、使用条件に応じた放熱経路の切り替えが可能となる。
【００１２】
また、本発明の携帯型情報処理装置は、熱源と放熱部材との熱的な接合の有無により、主たる伝熱経路を切り替える。このような構成により、熱源と放熱部材とを熱的に接触および離脱を行うことにより伝熱経路を切り替えることが可能となる。したがって、簡単かつ確実な構造により伝熱経路の切り替えを実現することができる。
【００１３】
また、本発明の携帯型情報処理装置は、放熱部材に送風する冷却ファンの動作の切り替えにより、主たる伝熱経路を切り替える。このような構成により、放熱方向が異なる複数の冷却ファンを搭載し、放熱したい方向の冷却ファンのみを回転させることにより、簡単かつ確実に伝熱経路の切り替えを実現することができる。
【００１４】
また、本発明の携帯型情報処理装置は、放熱部材に送風する冷却ファンの回転方向の切り替えにより、主たる伝熱経路を切り替える。このような構成により、放熱したい方向に送風するよう冷却ファンの回転方向を制御することにより、簡単かつ確実に伝熱経路の切り替えを実現することができる。
【００１５】
また、本発明の携帯型情報処理装置は、熱源を複数備え、熱源の動作の切り替えにより、主たる伝熱経路を切り替える。このような構成により、放熱したくない方向に伝熱経路を有した熱源の動作を停止させることにより、簡単かつ確実に伝熱経路の切り替えを実現することができる。
【００１６】
また、本発明の携帯型情報処理装置は、熱源がＣＰＵである。したがって、携帯型情報処理装置にとって、熱源として最も発熱量の大きいＣＰＵの温度管理において特に効果を発揮することができる。これにより利便性の高い携帯型情報処理装置を実現することができる。
【００１７】
本発明の携帯型情報処理装置は、装置に設けられた入力部と、装置の回路部に配設された熱源と、熱源に接触する放熱部材を介して熱源の放熱を行う複数の伝熱経路とを備え、入力部の使用頻度に基づいて熱源の放熱を行う主たる伝熱経路を切り替える手段を備える。このような構成により、キーボード等の入力部を頻繁に使用する場合には、底面部から放熱を行うように伝熱経路を切り替えることにより、使用者の指等に熱風が当たるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、使用者の身体の一部、例えば膝や手などが触れる部分の温度を下げるなど、使用者に不快感を与えることのない、快適で利便性に優れた携帯型情報処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００２０】
（実施の形態）
本発明の実施の形態における携帯型情報処理装置（以下、「装置」と略記する）の事例について、以下に説明する。
【００２１】
まず、装置１の簡単な構成および装置１の設置環境について、図１を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態における装置１の主要な構成および設置環境を示す正面図である。
【００２３】
図１（ａ）は本発明の実施の形態における装置１の簡単な構成を示す正面図である。図１（ａ）に示すように、装置１は、脚部２を備えた筐体３の内部に中央処理装置（ＣＰＵ）４を搭載した回路基板５、制御基板６および金属板７ａに保持された入力部（例えば、キーボードなど）７を備え、ＣＰＵ４には平板状の放熱板８が取り付けられている。筐体３の内部には、装置１の温度上昇を抑制するための冷却ファン９、１０が配設されている。また、筐体３の底面部１１には３つの接地センサ１２、１３、１４が外表面に一部露出して設けられている。接地センサとしては、発光器と受光器を備えた光学式のセンサや、感圧素子などを使用することができる。
【００２４】
図１（ｂ）および図１（ｃ）は、机に設置された場合および使用者の膝の上で使用された場合を、それぞれ示す。
【００２５】
つぎに、本発明の実施の形態における装置１に備えた放熱に係わる機能について説明する。
【００２６】
装置１が、図１（ｂ）に示す状態で机に設置された場合は、接地センサ１２、１３、１４はいずれも接地状態にあることを検知し、検知した情報を制御基板６上に構成された温度管理部１５に送信する。温度管理部１５では３つの接地センサ１２、１３、１４からの検知情報に基づき、装置１が机等の平面部１０１に載置されたとして認識する。この場合は、平面部（載置台）１０１には放熱可能と判定し、装置１の放熱はＡ方向から行い、筐体３の底面部１１から排熱する。放熱の実施方法としては、底面部１１の温度上昇を許容することにより、輻射および伝導により載置台に伝熱を行う方法や、冷却ファン９、１０の排気を底面部１１から行う方法などを使用することができる。これにより、キーボード入力やパッド使用時などキーボード部分の使用頻度が高い場合などには、装置１の上面部１６（キーボード面）への放熱を停止し、使用者の手に熱を感じさせないようにすることができる。
【００２７】
また、装置１が、図１（ｃ）に示す状態で使用者が両方の膝１０２、１０３にのせて使用した場合は、接地センサ１２、１３、１４のいずれかが接地状態にないことを検知し、検知した情報を装置１に備えた温度管理部１５に送信する。温度管理部１５では３つの接地センサ１２、１３、１４からの検知情報に基づき、装置１が使用者の身体の一部（膝や手など）に載置されたとして認識する。この場合は、身体の一部（膝など）には放熱不可と判定し、装置１の放熱はＡ方向からは行わず、底面部１１への放熱を停止し、放熱をＢ、Ｃ方向から行い、筐体３の底面部１１以外の面から排熱する。これにより、使用者の膝１０２、１０３が触れる部分の装置１の温度上昇を抑制し、使用者の膝１０２、１０３に熱を感じさせないようにすることができる。
【００２８】
以上の通り、本発明の実施の形態における装置１では、使用条件（設置条件）により、接地センサの検知情報に基づいて、装置１の放熱の方向を切り替える機能を備えている。
【００２９】
なお、本実施の形態においては接地センサの検知情報に基づいて放熱方向を切り替えるとして説明を行っているが、接地センサを設けない場合でも、例えば簡易的に、キーボードの使用頻度に基づいて放熱方向を切り替えるとしてもよい。例えばキーボード入力やパッド使用時などキーボード部分の使用頻度が高い場合、装置１の上面部１６（キーボード面）への放熱を停止し、キーボード部分の使用頻度が低い場合は、装置１の上面部１６（キーボード面）から放熱する。これにより少なくとも使用者の手に対して熱を感じさせないようにすることができる。
【００３０】
つぎに、本発明の実施の形態における構成の特徴である、放熱の方向の切り替えに係わる構成および機能について、図２〜図４を用いて説明する。
【００３１】
本発明の実施の形態では、放熱の方向の切り替えは、伝熱経路を切り替えることにより行う。以下に、４つの切り替え方法について説明する。
【００３２】
第１の切り替え方法の事例を、図２に示す。図２は、放熱方向の切り替えに係わる構成を詳細に示す平面図および側断面図である。図２（ａ）は、切り替え部分の主要な構成を示す平面図であり、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、図２（ａ）におけるＡＡ断面およびＢＢ断面をそれぞれ示している。なお、回路基板５および放熱板８ａ、８ｂはそれぞれ全体の一部を切り取った形状として図示している。
【００３３】
図１において、熱源としてのＣＰＵ４の放熱方法としては、ＣＰＵ４に取り付けられた放熱板８をキーボード下部の金属板７ａまたは筐体３の底面部１１と熱的に接続させて放熱する方法が有効である。この事例では、ＣＰＵ４から放熱板８ａおよび筐体の底面部１１に至る２つの伝熱経路Ｑ１、Ｑ２を構成し、装置１の設置または使用の条件に応じて２つの伝熱経路の切り替えを行う機能を備えている。
【００３４】
図２に示すように、装置１ではＣＰＵ４の放熱板８に、外部に熱伝達を行うための２つの放熱板８ａおよび放熱板８ｂを接触させることができる構成になっている。放熱板８ａ、８ｂにはそれぞれＣＰＵ４に当接するための圧力が付与されており、接触部材２１、２２を介してＣＰＵ４と所定の圧力で接触することができる。接触部材２１、２２には若干弾力性のある熱伝導性材料が使用され、熱伝導性接着剤（図示せず）により放熱板８ａ、８ｂにそれぞれ接着されている。また、放熱板８ａには一対の変位部材２３、２４が変形可能に取り付けられている。同様に、放熱板８ｂには変位部材２５、２６が変形可能に取り付けられている。変位部材２３、２４は線膨張係数の異なる２種類の材料を貼り合わせたバイメタル機能を備えた材料を使用する。これに通電すると材料の抵抗値により加熱されて、変位部材２３、２４は弓状に変形し、接触部材２１とＣＰＵ４に取り付けられた放熱板８との間に空隙が発生する。一方、通電しない側の変位部材２５、２６は平板のまま保持されて放熱板８と放熱板８ｂとは接触部材２２を介して接触が維持される。この結果、ＣＰＵ４の放熱板８と放熱板８ａとの接触が解除され、ＣＰＵ４の温度上昇に伴う熱はＣＰＵ４から放熱板８および接触部材２２を経由してＤ方向に流れ、放熱板８ｂを主たる伝熱経路として、回路基板５の下方向、例えば装置１の筐体３の底面部１１に放熱される。逆に、変位部材２３、２４に通電せず、変位部材２５、２６に通電すると、変位部材２５、２６が変形し、変位部材２３、２４の変形が解除されて、放熱板８と放熱板８ａとは接触部材２１を介して接触状態となり、ＣＰＵ４の放熱板８と放熱板８ｂとの接触は解除される。したがって、ＣＰＵ４で発生する熱は放熱板８および接触部材２１を経由し、放熱板８ａを主たる伝熱経路として、回路基板５の上方向、例えば装置１の入力部（例えば、キーボード）７の背面に配設される金属板（例えば、キーボードシャーシ）７ａに放熱される。
【００３５】
なお、放熱板８、８ａ、８ｂ、接触部材２１、２２、変位部材２３、２４、２５、２６の形状および寸法等については、ＣＰＵ４およびその他の発熱源に対する装置１の伝熱設計における設計的事項として、他の設計要因との関連において算出され、決定される。
【００３６】
以上の構成により、簡単な構成で確実に伝熱経路を切り替えることができる。また、例えば、装置１を使用者の膝上で使用する場合は、ＣＰＵ４を装置１の上部に配設された金属板７ａと接続する伝熱経路Ｑ１（図１）を使用し、装置１のキーボードを主として使用する場合は、筐体３の底面部１１と接続する伝熱経路Ｑ２（図１）に切り替えて使用することができる。左右方向に放熱する場合も、同様の考え方で伝熱経路を構成し、切り替えることができる。伝熱経路を３つ以上として装置を構成することも可能である。
【００３７】
なお、変位部材２３、２４、２５、２６に代えて、電圧等で熱伝導率の変化する樹脂等を使用する方法も別の構成として考えられる。
【００３８】
つぎに、第２および第３の切り替え方法の事例を、図３に示す。
【００３９】
第２の事例では、物理的にはＱ１およびＱ２の双方に伝熱経路を設けつつ、放熱したくない方向の放熱板を冷却ファンによって冷却することにより、実質的な伝熱経路を切り替える方法について説明する。本事例では２個の冷却ファンを使用する。２つの伝熱経路に対してそれぞれ冷却ファンを配置して、冷却を要する経路の放熱板に対して配設された冷却ファンのみを動作させる。図３（ａ）に示すように、ＣＰＵ４には２つの放熱板８ａ、８ｂが取り付けられ、放熱板８ａには冷却ファン３１が、放熱板８ｂには冷却ファン３２が配設されている。なお、図３（ａ）は説明を簡単にするためにＣＰＵ４と放熱板８ａ、８ｂとの配置は簡略化して示しているが、実際は、例えば図５または図６に示すような構成となっている。図２と異なる点は、変位部材２３、２４、２５、２６を備えず放熱板８ａ、８ｂは常時、放熱板８と接触している点である。冷却ファン３１および冷却ファン３２は、図５のように左右に分けて配置してもよいし、図６に示すようにいずれか一方に配置してもよい。
【００４０】
ここで放熱板８ａに対して放熱したくない場合は、冷却ファン３１だけを動作させ、冷却ファン３２をＯＦＦにする。また、放熱板８ｂに対して放熱したくない場合は、冷却ファン３２だけを動作させ、冷却ファン３１をＯＦＦにする。この構成により、例えば、装置１を使用者の膝上で使用する場合は、冷却ファン３２を回転させてＱ２方向へ熱が伝わることを防ぐ。すなわちこの場合、実質的にはＣＰＵ４を装置上部に配設された入力部７の金属板７ａと接続する伝熱経路Ｑ１（図１）を使用することとなる。また、装置１のキーボードを主として使用する場合は、冷却ファン３１を回転させてＱ１方向へ熱が伝わることを防ぐ。すなわちこの場合、実質的には筐体３の底面部１１と接続する伝熱経路Ｑ２（図１）に切り替えて使用することとなる。
【００４１】
なお、第１の事例と第２の事例を組み合わせることにより、冷却ファンの風を放熱板に吹き付けて放熱板を冷却することにより、放熱の効果を高めることができる。
【００４２】
また第２の事例においては、冷却ファン３１または冷却ファン３２のいずれかを動作させるとして説明したが、これはＡＣアダプタが装着されていない場合にバッテリの消耗を抑えたり、騒音を抑えたい場合に有効である。ただし、ＡＣアダプタが接続されておりバッテリの消耗を気にする必要がない場合、また騒音を抑える必要がない場合には、冷却ファン３１および冷却ファン３２の双方を同時に動作させてもよい。
【００４３】
第３の事例は、冷却ファンの回転方向を制御することにより、１つの冷却ファンで放熱の方向を変える方法に関するものである。図３（ｂ）に示すように、ＣＰＵ４に取り付けられた放熱板８に対して冷却ファン３３が配設されている。冷却ファン３３の回転方向を正逆に切り替えることにより、放熱板８の伝熱経路をＣＰＵ４に対してＥ、Ｆの２方向に切り替えることができる。例えば、使用者が左手で持ってウルトラモバイルを使用する場合は冷却ファン３３により右方向に送風し、下持ちの場合は左または右方向に送風し、さらに、両手持ちの場合はモバイルの下方向に送風するなど、伝熱経路の切り替えを行うことができる。
【００４４】
第４の事例は、２つのＣＰＵ４ａ、４ｂを使用して、ＣＰＵ４ａ、４ｂの動作のＯＮ／ＯＦＦを組み合わせて切り替えることによって、伝熱経路を切り替える方法である。図４に示すように、例えば、装置１をＡＣ電源で使用する場合は、高負荷使用時に２つのＣＰＵを動作させ、バッテリ使用の場合は、１つのＣＰＵだけを動作させる。また、膝にのせて使用する場合は、装置１の上部に配設されたＣＰＵ４ａだけを使用し、主としてキーボードを使用する場合は装置１の下部に配設されたＣＰＵ４ｂだけを使用するなどにより、伝熱経路を切り替えて、使用者にとって装置１から放熱される熱を意識させない装置を実現することができる。なお、第２の事例と同様に、図４においても説明を簡単にするためにＣＰＵ４と放熱板８ａ、８ｂとの配置は簡略化して示しているが、実際は図２で説明したような構成となっている。図２と異なる点は、変位部材２３、２４、２５、２６を備えず放熱板８ａ、８ｂは常時、放熱板８と接触している点と、放熱板８ａと放熱板８ｂはそれぞれ別のＣＰＵ４ａとＣＰＵ４ｂの放熱を行う点である。以上の通り、本発明の実施の形態における携帯型情報処理装置を使用することにより、設置センサの情報に基づいて熱源の伝熱経路を切り替えることが可能となり、装置各部の温度管理を的確に管理することができる。したがって、多様な用途に対して、優れた利便性を備えた携帯型情報処理装置を実現することができる。特に、使用者の身体の一部、例えば膝などが触れる部分の温度を下げるなど、使用者に不快感を与えることのない、快適で利便性に優れた携帯型情報処理装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明による携帯型情報処理装置は、装置各部の温度分布の切り替えを行うことができる。したがって、多様な用途に対して装置各部の温度管理が求められる情報処理装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態における携帯型情報処理装置の主要な構成および設置環境を示す正面図
【図２】同装置の放熱方向の切り替えに係わる構成を詳細に示す平面図および側断面図
【図３】同装置の放熱方向の切り替えに係わる構成を詳細に示す側面図
【図４】同装置の放熱方向の切り替えに係わる構成を詳細に示す側面図
【図５】図３（ａ）において２つの冷却ファンをＣＰＵの左右に分けて配置した場合の平面図
【図６】図３（ａ）において２つの冷却ファンをＣＰＵのいずれか一方に配置した場合の平面図
【符号の説明】
【００４７】
１    装置
２    脚部
３    筐体
４，４ａ，４ｂ    中央処理装置（ＣＰＵ）
５    回路基板
６    制御基板
７    入力部
７ａ    金属板
８，８ａ，８ｂ    放熱板
９，１０，３１，３２，３３    冷却ファン
１１    底面部
１２，１３，１４    接地センサ
１５    温度管理部
１６    上面部
２１，２２    接触部材
２３，２４，２５，２６    変位部材
１０１    平面部（載置台）
１０２，１０３    膝
【図１】
2009217773.tif 000003
【図２】
2009217773.tif 000004
【図３】
2009217773.tif 000005
【図４】
2009217773.tif 000006
【図５】
2009217773.tif 000007
【図６】
2009217773.tif 000008