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JP2003528384A - ポータブルコンピュータシステム - Google Patents

ポータブルコンピュータシステム

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JP2003528384A
JP2003528384A JP2001569593A JP2001569593A JP2003528384A JP 2003528384 A JP2003528384 A JP 2003528384A JP 2001569593 A JP2001569593 A JP 2001569593A JP 2001569593 A JP2001569593 A JP 2001569593A JP 2003528384 A JP2003528384 A JP 2003528384A
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computer system
display unit
portable computer
gas
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フジツウ シーメンス コンピューターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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Abstract

(57)【要約】 二次電池の容量は限られているため、ノートブック型パソコンの作動時間は僅かである。水素化物貯蔵器と連結されている燃料電池（２２）により、作動時間が著しく長くなる。表示ユニット（２）内に燃料電池（２２）を配置することにより、ポータブルコンピュータシステムのメインユニット（１）の通常２つのモジュール組込みスペース（１１，１２）の使用がフレキシブルになる。１つのモジュール組込みスペースが、モジュールとして構成されている挿入可能な水素化物貯蔵器に使用されても、別のモジュール組込みスペース（１２）をユーザは、例えばＣＤ−ＲＯＭなどのドライブを挿入するために使用できる。燃料電池（２２）が直立した表示ユニット（２）において扁平な構造を有していることにより、燃料電池（２２）の高い効率が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、ポータブルコンピュータシステム（ノートブック）に関する。
【０００２】 ポータブルコンピュータは、広く知られている。ポータブルコンピュータシス
テムは、実質的に直方体状のメインユニット及びこれに固定された旋回可能な表
示ユニットを備えている。メインユニットはその上側にデータ入力のためのキー
ボードを有している。実質的に直方体状である表示ユニットは、メインユニット
に面している側に扁平画像スクリーン、例えばＴＦＴディスプレイを有している
。ポータブルコンピュータシステムは、次の点において統合されている。すなわ
ち、ポータブルコンピュータシステムは通常、データ入力装置（キーボード、マ
ウス）、表示装置（モニタ、ディスプレイ）、演算装置、不揮発性および揮発性
メモリを有しており、これらは１つの装置内に一体化されている。
【０００３】 ポータブルコンピュータシステムのエネルギー供給のために、電源部を有する
外部給電装置を用いる方法のほか、電池または蓄電池が考えられる。
【０００４】 電池または蓄電池の２つの形式は次のように区別される。一次電池は再充電可
能ではなく、したがってその使用は経済的でなく、高いコスト及び環境汚染につ
ながる。二次電池は充電装置を用いて再充電可能であるが、容量が限られている
ので、実現可能な、電源に依存しない作動はおよそ２〜４時間にすぎない。二次
電池としては、例えばニッケル−カドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル−金属水素
化物（ＭｉＭＨ）又はリチウム−イオン（ＬｉＩｏｎ）電池が周知である。殊に
、二次電池を用いてチャージサイクル毎に実現可能な短い作動時間により、代替
的なエネルギー供給のコンセプトが求められた。
【０００５】 ポータブルコンピュータ（ノートブック）は通常、２つのモジュール取付けス
ペースを有している。これらのモジュール取付けスペースに、モジュールが挿入
される。これらのモジュールには二次バッテリパック、又はＣＤ−ＲＯＭドライ
ブ、ＦＤドライブ、付加的なハードディスク等の付加的な周辺装置が設けられる
。このことによりユーザは、可及的最大のフレキシビリティを得られる。
【０００６】 米国特許第５９３２３６５号明細書（ＵＳ５９３２３６５）に、例えばノート
ブック又は携帯電話に適した電気エネルギーを発生するための燃料電池が記載さ
れている。この場合、貯蔵装置に貯蔵された水素が電気化学反応により空気中酸
素に反応し、電気エネルギーを発生する。
【０００７】 ポータブルコンピュータシステムに、電気エネルギー供給のため、燃料電池を
装備するには、一方では燃料電池自体を設け、他方コンピュータシステム内また
はコンピュータシステムの外部にガス貯蔵器を設けなければならない。このため
、これまで２つのモジュール組込みスペースが使用されている。すなわち、一方
はガス容器用モジュール組込みスペースであり、他方は燃料電池用モジュール組
込みスペースである。ガス容器において、水素が例えば固体形状で水素化物貯蔵
器内に収容される。このような装置は、モジュール原理を用いて達成しようとし
たフレキシビリティがもはや得られないという欠点を有するものである。同様に
考えられる少なくともガス容器又は燃料電池から成る外部装置は、同様に扱いに
くい。
【０００８】 本発明の課題は、空間利用が改善された、燃料電池を用いてエネルギー供給さ
れるポータブルコンピュータシステムを提供することである。
【０００９】 上記課題は本発明により、メインユニットおよび表示ユニットを備えたポータ
ブルコンピュータシステムによって解決され、表示ユニットが燃料電池を有して
おり、メインユニットがガス貯蔵器を有しており、燃料電池がガス貯蔵器と接続
されている。
【００１０】 ポータブルコンピュータシステムは、メインユニットおよび表示ユニットを有
する。メインユニットの上側に例えば、データ入力のためのキーボードが配置さ
れており、表示ユニットは、光学的表示により光学的データ出力を行う。表示ユ
ニットは燃料電池を有しており、この中で電気化学反応にて、ポータブルコンピ
ュータシステムの給電のため電気エネルギーが発生される。燃料電池にて電流を
発生させるために、例えば水素ガスと酸素ガスを化学反応させる。ポータブルコ
ンピュータシステムのメインユニットはガス貯蔵器を有しており、この中に例え
ば水素ガスが貯蔵される。この場合、水素は必ずしもガス状の集合状態で貯蔵さ
れなくともよい。燃料電池が水素と酸素との反応に対して用いられる場合には、
酸素を周囲大気から取出すことができる。ガス貯蔵器と燃料電池との間には連結
部が設けられる。該連結部を用いて、ガス貯蔵器に貯蔵されている物質が燃料電
池に供給される。上述の装置により、燃料電池とガス貯蔵器との空間的分離が保
証される。燃料装置はメインユニットに配置されていないので、メインユニット
においてより良好且つフレキシブルな空間利用が可能となる。
【００１１】 燃料電池のために燃料として水素を用いる代わりに、例えばメタノールのよう
な別の適当な物質を利用できる。
【００１２】 燃料電池は電圧整合ないし上昇のために、複数の個別セルから構成することが
できる。
【００１３】 ガス貯蔵器内の水素の貯蔵は可逆的であるので、ガス貯蔵器は再充填可能であ
る。
【００１４】 ガス貯蔵器の充填のため、チャージ装置の利用が考えられる。該チャージ装置
において、太陽電池内で発生した電流が、電気分解により水を水素と酸素とに分
解する。上述の装置はエネルギー的に完全に自給自足しており、事実上制限のな
い使用期間ないし作動時間を可能にする。
【００１５】 本発明の１つの有利な実施形態では、ガス貯蔵器はモジュールのなかに配置さ
れており、該モジュールは、メインユニット内のモジュール組込みスペースに挿
入できる。この構成により、ガス貯蔵器の再充填ないし充満のために、ガス貯蔵
器はポータブルコンピュータシステムから取出され、充填されたガス貯蔵器と交
換できる。このことにより、チャージステーションでガス貯蔵器にチャージしな
くとも、いずれにしろ燃料電池を用いて、著しく長い作動時間の延長が可能であ
る。二次電池を使用するために広く普及しているモジュールコンセプトを維持す
ることにより、コンピュータシステムの製造プロセスないしスペース分割に対し
僅かな適応が必要であるにすぎない。例えばポータブルコンピュータシステム内
の２つのモジュール組込みスペースによって、モジュールコンセプトを維持する
ことにより、さらに、ユーザのために人間工学の維持ないし広まりが可能となる
。というのは、さらにＣＤ−ＲＯＭ−、ＦＤディスク−、又はハードディスク−
ドライブ−挿入物が利用できるからである。
【００１６】 本発明の１つの別の有利な実施形態では、燃料電池は、大きな面をもった構成
を有しており、表示ユニットにおいて扁平な光学的表示部に対して平行に配置さ
れている。表示ユニットの扁平な構成は、同様に扁平で大きな面をもっており且
つ光学的表示部ないし画像スクリーンに対して平行に配置されている燃料電池に
より、維持される。この場合、光学表示部は例えばＬＣＤ−又はＴＦＴ−ディス
プレイである。燃料電池が大きな面をもった構成であることにより、電気エネル
ギーの発生の際に良好な効率が得られる。表示ユニットは作動状態では通常、空
間において実質的に垂直な状態をとるので、熱交換ないし熱放出が、空気の自然
対流により付加的に改善される。このことは、効率をさらに高めるのに役立つ。
【００１７】 本発明の１つの別の有利な実施形態では、表示ユニットは、メインユニットと
旋回可能に連結されている。この構成により、作動状態において表示ユニットは
垂直に立てられ、コンピュータシステムは持ち運びのために、平たく折り畳まれ
る。
【００１８】 本発明の１つの別の有利な実施形態では、ガス貯蔵器が水素化物貯蔵器であり
、この中に水素が可逆的に貯蔵される。
【００１９】 本発明の１つの別の有利な実施形態では、表示ユニットにおいて燃料電池と光
学的表示部との間に、断熱層が設けられている。このため、燃料電池に生ずる熱
が光学的表示から遠ざけられる。
【００２０】 熱交換の改善のため、表示ユニットは冷却ファンを備えていてもよい。燃料電
池を配置することのできる、表示ユニットのケーシングは、開口部を有している
。そのため、燃料電池は、水素と反応する酸素が供給できるように構成される。
【００２１】 前記酸素供給の改善のために、表示ユニットのケーシングに、ファンを設ける
ことができる。
【００２２】 ガス貯蔵器と燃料電池との間ないしメインユニットと該メインユニットに旋回
可能に固定された表示ユニットとの間の連結部が、少なくとも部分的に、旋回軸
のところを延在している。
【００２３】 本発明のさらなる実施例は、従属請求項に記載されている。
【００２４】 次に本発明を実施の形態に基づき図を用いて詳細に説明する。
【００２５】 図１は、フラップ形表示ユニットを有するポータブルコンピュータシステムの
側断面略図を示す、 図２は、コンピュータシステムのメインユニットの横断面略図を示す、 図３は、フラップが倒され折り畳んだ状態のコンピュータシステムを上から見
た平面略図を示す。
【００２６】 図１に、メインユニット１及び表示ユニット２を有するポータブルコンピュー
タシステムが示されている。これらは、長手エッジにて旋回可能に相互に連結さ
れている。メインユニット１に対して表示ユニット２は、軸３を中心に可動であ
る。持ち運びのために表示ユニットはフラップが倒され、動作状態ではフラップ
が立てられる。メインユニットは、入力キーボード１３のほか２つのモジュール
組込みスペース１１，１２を有している。２つのモジュール組込みスペースの一
方１１は、可撓性のあるガス密の連結部２３を介して、表示ユニット２内の燃料
電池２２に接続されている。該燃料電池２２は、ユーザから見て光学的表示部２
１の後方に配置されている。コンピュータシステムの必要な構成部分、例えば主
板（メインボード）、グラフィックカード、ハードディスクドライブ、揮発性メ
モリ（ＲＡＭ）、プロセッサ（ＣＰＵ，中央処理装置）等ならびにこれらの接続
部は図示されていない。
【００２７】 図２に、図１のメインユニットの横断面略図が示されている。上述のコンピュ
ータシステムは２つのモジュール組込みスペース１１，１２を有しており、これ
らに、ユーザの方に向いた側面から取付けモジュールが装着される。
【００２８】 図３に、ポータブルコンピュータシステムが示されており、この場合、表示ユ
ニットはメインユニット１に対してフラップが倒されている。光学的表示部２１
および同様に大きな面をもつように構成された燃料電池２２の概略が見てとれる
。後者は、ガス密の可撓性の連結部２３を介して、モジュール組込みスペース１
１に接続されている、乃至モジュールユニットに挿入可能なガス貯蔵器モジュー
ルに接続可能である。メインユニットは、さらに第２のモジュール組込みスペー
ス１２を有する。
【００２９】 ２つのモジュール組込みスペース１１，１２は、図３では同じ寸法で示されて
いるが、種々のモジュールタイプに対してモジュール組込みスペースが、種々の
寸法を有していてもよい。例えばバッテリ−モジュール又はガス貯蔵器−モジュ
ールが、ハードディスク−モジュール、ＣＤ−ＲＯＭ−モジュール又はＦＤドラ
イブ−モジュールと異なる寸法を有することも可能である。
【００３０】 ガス貯蔵器と連結されている燃料電池２２を使用することにより、従来の二次
電池に比して、２つのチャージサイクル間の作動時間が著しく長くできる。２つ
のチャージサイクルの間において２〜４時間の作動時間が可能であるにすぎない
ニッケル−カドミウム−、ニッケル−金属水素化物−、又はリチウム−イオン−
二次電池に比して、上述の装置を用いると、約１週間の電源に依存しない作動が
実現できる。
【００３１】 表示ユニット２に燃料電池２２を配置することにより、例えばＣＤ−ＲＯＭ−
ドライブのような別のモジュール挿入物のために少なくとも１つのモジュール組
込みスペース１２が空いた状態になる。このことにより、ユーザにとって可及的
最大のフレキシビリティが得られる。ガス貯蔵器が、モジュール組込みスペース
１１に挿入されるモジュールとして構成されている場合、二次電池で公知のよう
に、その都度１つのエネルギー蓄積器が充電され、別のエネルギー蓄積器がコン
ピュータシステムのエネルギー供給のため、モジュール組込みスペース１１に挿
入可能である。
【００３２】 ガス貯蔵器−モジュールが従来の二次バッテリーパックと同じ寸法を有する場
合には、ポータブルコンピュータシステムは、従来の蓄電池を用いても、燃料電
池およびガス貯蔵器を用いても作動できる。このため、ガス密の連結部２３とガ
ス貯蔵器−モジュールとの間に、ガス密の分離可能な結合部を設けることは自明
である。
【００３３】 表示ユニット２内の燃料電池２２の装置が大きな面をもっていることにより、
燃料電池におけるエネルギー変換の効率が高くなる。というのは、大きな面積に
より良好な熱輸送が実現されるからである。周囲空気における自然対流により、
付加的に燃料電池の効率が向上する。なぜなら、作動中、表示ユニット２は実質
的に垂直に配置されているからである。
【００３４】 表示ユニット２１の後方で燃料電池２２が特に扁平な装置である場合、その寸
法、殊に表示ユニット２の厚さは、僅かに大きくなるにすぎない。ガス貯蔵器及
び燃料電池を有する上記装置は、標準コンピュータシステムにおいて僅かな変化
しか必要とせず、したがって、簡単な方法且つ僅かなコストで実現できる。
【００３５】 コンピュータシステムの実現可能な作動持続時間は、燃料電池２２の効率、コ
ンピュータシステムのエネルギー需要ならびに貯蔵できる水素の量に依存するの
で、例えば水素化物貯蔵器であるようなガス貯蔵器において水素の結合が改善さ
れることにより、作動持続時間は延長できる。
【００３６】 上述の装置は、燃料電池において水素および酸素を用いることに限定されるも
のではない。例えば、水素に代わるものとしてメタノールを使用することが考え
られる。
【００３７】 上述の装置は、ポータブルコンピュータシステム（ノートブック、ラップトッ
プ）に対して考えられたものである。しかし上述の原理は、例えば電子手帳のよ
うな別のポータブル電子システムにも利用できる。これらもまた、メインユニッ
トと表示ユニットとを有しており、表示ユニットがメインユニットに旋回可能に
固定可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フラップ形表示ユニットを有するポータブルコンピュータシステムの側断面略
図を示す。
【図２】 コンピュータシステムのメインユニットの横断面略図を示す。
【図３】 フラップが倒され折り畳んだ状態のコンピュータシステムを上から見た平面略
図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 メインユニット（１）および表示ユニット（２）を備えたポ
    ータブルコンピュータシステムにおいて、 前記表示ユニット（２）が燃料電池（２２）を有しており、 前記メインユニット（１）がガス貯蔵器を有しており、 前記ガス貯蔵器が、可撓性のあるガス密の連結部を用いて、燃料電池（２２）
    と接続されることを特徴とする、ポータブルコンピュータシステム。
  2. 【請求項２】 モジュール組込みスペース（１１）が設けられており、該モ
    ジュール組込みスペースにガス貯蔵器が挿入されることを特徴とする、請求項１
    に記載のポータブルコンピュータシステム。
  3. 【請求項３】 燃料電池（２２）は、大きな面をもった構成を有しており、
    表示ユニット（２）において扁平な光学的表示部（２１）に対して平行に配置さ
    れていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のポータブルコンピュータシ
    ステム。
  4. 【請求項４】 表示ユニット（２）は、軸（３）の周りを旋回可能にメイン
    ユニット（１）と連結されていることを特徴とする、請求項１から３までのいず
    れか１項記載のポータブルコンピュータシステム。
  5. 【請求項５】 ガス貯蔵器が水素化物貯蔵器であることを特徴とする、請求
    項１から４までのいずれか１項記載のポータブルコンピュータシステム。
  6. 【請求項６】 光学的表示部（２１）と燃料電池（２２）との間に、断熱層
    が設けられていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の
    ポータブルコンピュータシステム。
  7. 【請求項７】 表示ユニット（２）の、光学的表示部（２１）とは反対に向
    いた側に、冷却フィンが設けられており、該冷却フィンは燃料電池（２２）と熱
    的に結合されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載
    のポータブルコンピュータシステム。
  8. 【請求項８】 表示ユニット（２）は、開口部を備えたケーシングを有して
    おり、前記開口部が、ケーシングに配置された燃料電池（２２）に結合されてい
    ることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のポータブルコン
    ピュータシステム。
  9. 【請求項９】 表示ユニット（２）はファンを有していることを特徴とする
    、請求項８に記載のポータブルコンピュータシステム。
  10. 【請求項１０】 燃料電池（２２）とガス貯蔵器との連結部（２３）は、ガ
    ス密で可撓性があることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載
    のポータブルコンピュータシステム。
  11. 【請求項１１】 燃料電池（２２）とガス貯蔵器との連結部（２３）は、少
    なくとも部分的に、旋回軸（３）においてメインユニット（１）と表示ユニット
    （２）との間で延在していることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれ
    か１項記載のポータブルコンピュータシステム。
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