JP2000035850A - キーボード一体型情報機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンピュータの処理能力の向上に伴う発熱量
の増大に対して、低消費電力且つ高効率で放熱すること
が困難であった。 【解決手段】 キートップ２のスカート部２ｂ，２ｂに
貫通孔２ｃ，２ｃを形成し、ベース基板３上に熱伝導率
のよい熱伝達部材４を設ける。熱源Ｑからの熱をベース
基板３の表面側に伝達するために熱伝達部材４と熱源Ｑ
とを一部で接触させる。また熱伝達部材４は前記貫通孔
２ｃ，２ｃと対向する部分に突起３ｂ，３ｂが形成され
ている。これにより、熱源Ｑからの熱が熱伝達部材４を
伝ってキートップ２側へ伝達され、キートップ２を指で
操作して押し下げたときにキートップ２とベース基板３
との間に対流が起こり、突起３ｂ，３ｂによって上昇し
た熱が貫通孔２ｃ，２ｃを通って外部へ放出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ内部
の回路から発生する熱を外部へ放出することができるキ
ーボード一体型情報機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来のキーボード一体型情報機
器（ノート型のコンピュータ等）に組込まれて使用され
るキーボード装置のキー３０を示す断面図である。前記
キーボード装置のキー３０は、キートップ３１、支持部
材３８、ベース基板３９、付勢部材８および押圧部材９
が組み合わされ、前記組み合わせによるキー３０が複数
配列されて形成されている。

【０００３】前記キートップ３１には、裏面にキートッ
プ３１を支持する支持部材３８が設けられている。この
支持部材３８は、２つの支持部３５ａ，３５ｂが組み合
わされてパンタグラフ状に形成されている。また支持部
３５ａ，３５ｂの上側の先端には側方へ円柱状の突起３
６ａ，３６ｂが形成され、前記突起３６ａは前記キート
ップ３１の裏面に形成された支持部３２ａと回動可能に
連結され、前記突起３６ｂは前記キートップ３１の裏面
に形成された支持部３２ｂにスライド可能に掛止されて
いる。

【０００４】また支持部３５ａ，３５ｂの下側の先端に
は側方へ円柱状の突起３７ａ，３７ｂが形成され、前記
突起３７ａは前記ベース基板３９上に形成された支持部
３３ａと回動可能に連結され、前記突起３７ｂは前記ベ
ース基板３９上に形成された支持部３３ｂにスライド可
能に掛止されている。

【０００５】前記キートップ３１の裏面中央には半円状
の押圧部材９が一体に形成され、且つ前記ベース基板３
９上の前記押圧部材９が対向する位置に付勢部材８が設
けられている。前記付勢部材８はゴムなどの弾性体で形
成されて、前記押圧部材９を常に上方へ付勢しており、
手でキートップ３１が押し下げられ、そして手が離れた
ときには前記付勢部材８の付勢力により上方へ押し戻さ
れるようになっている。

【０００６】また図示していないが、ベース基板３９に
は、フィルム状のスイッチ素子が配設され、キートップ
３１が押し下げられると付勢部材８が変形し、付勢部材
８内に形成された突起（図示せず）がスイッチ素子を押
圧し、各キー３０毎に決められている信号がホストコン
ピュータ側に送られて処理される。

【０００７】上記のようにして形成されたキー３０を用
いたキーボード装置は、例えばノートタイプのコンピュ
ータに装着されて使用されるが、近年のノートタイプの
コンピュータ等にあっては、処理能力の向上に伴い、コ
ンピュータ本体に内蔵されたＣＰＵ等をはじめとする電
子部品の熱源Ｑからの発熱量が増大する傾向にある。

【０００８】そこで、上記のような熱源Ｑからの発熱を
抑えるため、（イ）コンピュータ本体に放熱用のファン
を内蔵して熱風を外部へ排気するという強制的に空冷す
る方法、（ロ）ヒートパイプなどの熱伝導体により熱源
Ｑからコンピュータ本体の筐体に熱を伝達し、筐体から
自然放熱させる方法、（ハ）上記（イ）と（ロ）を併用
する方法、等が採用されていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のキーボード装置を用いた放熱構造では、以下に
示す問題があった。すなわち、強制的に空冷する上記
（イ）の方法においては、ノートタイプのような携帯用
コンピュータの分野では屋外等の外部から電源を確保で
きない場所で使用する場合電源として搭載するバッテリ
の持続時間がコンピュータの性能にとって重要となり、
放熱用ファンを用いるとファンを駆動するために余計な
電力を消費してしまうため、バッテリの持続時間が低下
してしまう。またコンピュータ本体の筐体内に放熱用フ
ァンを内蔵するとそのためのスペースが必要となり、コ
ンピュータ本体を小型化するには適さなくなると共に、
放熱用ファンの駆動音が発生して操作者に不快感を与え
るなどの問題があった。

【００１０】また自然放熱を利用した上記（ロ）の方法
においては、コンピュータ本体の筐体から自然放熱させ
ることから、例えばコンピュータ本体を木製の机等の熱
伝導率の低い物体の上に置くと放熱効果が低減し、十分
に放熱することができないという問題があった。その他
の放熱構造としては、コンピュータ本体や蓋の筐体に給
気孔、排気孔を設け、これらの筐体内に外気を導入する
ことによって内部を冷却するという方法も提案されてい
る。しなしながら、この場合も給気孔や排気孔は限られ
た大きさであり、十分な放熱効果が得られるとは言い難
かった。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、余計な電力を消費することなく、簡単
な構成で信頼性が高く且つ高効率な放熱を行なうことが
できるキーボード装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、機器本体に設
けられ、複数個配列されたキートップと、前記キートッ
プを上下動可能に支持する支持部材と、前記キートップ
を上方へ付勢する付勢部材と、キートップにより操作さ
れるスイッチ素子と、前記支持部材とスイッチ素子とが
取り付けられたベース基板とを有するキーボード一体型
情報機器において、熱源の発熱を前記ベース基板の表面
側へ導く放熱手段を有し、この放熱手段の放熱部がキー
トップ方向へ突出していることを特徴とするものであ
る。

【００１３】この場合、放熱手段として例えばベース基
板に熱伝導性の良好な薄板を積層し、前記薄板と熱源と
を接触させて熱源からの熱をベース基板の表面側へ伝
え、さらに放熱手段の放熱部に山型の突起をキートップ
方向へ突設する。これにより熱源からの熱の対流が発生
して上昇し、キーとキーとの間の間隙から熱風が外部へ
放出されることにより、機器本体が冷却される。またキ
ートップを押し下げた場合にもキートップとベース基板
との間に生じた圧力により熱が上昇して外部へ放出され
ることにより、機器本体が冷却される。

【００１４】また本発明は、機器本体に設けられ、複数
個配列されたキートップと、前記キートップを上下動可
能に支持する支持部材と、前記キートップを上方へ付勢
する付勢部材と、キートップにより操作されるスイッチ
素子と、前記支持部材とスイッチ素子とが取り付けられ
たベース基板とを有するキーボード一体型情報機器にお
いて、前記キートップには情報機器本体の熱源から発せ
られる熱を情報機器本体の上方へ排出させる貫通孔が形
成されていることを特徴とするものである。

【００１５】上記手段により、熱源から生じて上昇した
熱が貫通孔を通って外部へ放出される。またキートップ
の裏面に形成されている凹部に保持されている熱も貫通
孔を通って外部へと放出される。さらにキートップを押
し下げた場合には、キートップとベース基板との間に生
じた圧力により熱が外部へ逃げようとするがこの場合も
貫通孔を通って外部へ放出される。このようにして機器
本体が冷却される。また本発明は、機器本体に設けら
れ、複数個配列されたキートップと、前記キートップを
上下動可能に支持する支持部材と、前記キートップを上
方へ付勢する付勢部材と、キートップにより操作される
スイッチ素子と、前記支持部材とスイッチ素子とが取り
付けられたベース基板とを有するキーボード一体型情報
機器において、熱源の発熱を前記ベース基板の表面側へ
導く放熱手段を有し、この放熱手段の放熱部がキートッ
プ方向へ突出し、且つキートップの前記放熱部に対向す
る部分に貫通孔が形成されていることを特徴とするもの
である。

【００１６】上記手段によれば、放熱手段を有し、且つ
前記と同様な突起と貫通孔の両方を形成することによ
り、さらに熱を効率良く外部へ放出することができるよ
うになる。よって熱源からの発熱量が大きい場合には効
果的であり、冷却効果を高めることができる。上記手段
として山型の突起を設けた場合、前記突起が前記貫通孔
と対向する位置にあることにより、熱をより効率的に外
部へ放出することができる。

【００１７】また本発明によれば、前記放熱手段が、ヒ
ートパイプまたは冷媒を封止した部材で形成されている
ことが好ましい。上記手段により、熱源で発生した熱を
均一に拡散することができ、一部分が高熱になり周辺の
回路などに不具合を生じさせることがなくなるとともに
放熱機能も持たせることができる。また前記放熱手段
が、金属製のベース基板であり、このベース基板に熱源
が接触していることが好ましい。上記手段によれば、金
属製のベース基板を放熱手段として形成し、このベース
基板を熱源に接触させることにより、熱源からの熱をベ
ース基板の表面側に導くことができる。

【００１８】以上のようにして形成されたキーボード一
体型情報機器は、シンプルな構成で熱源からの熱を効率
良く外部へ排出することができる。よって機器本体特に
携帯型コンピュータの処理能力の向上に伴って発生する
発熱量の増大に対しても、電力を用いた冷却方法ではな
いためバッテリ駆動させた場合でも駆動時間を短縮させ
ることがない。また木製の机などの熱伝導率の低い場所
に置いた場合でも放熱効果が低減することはない。さら
に、機器本体の薄型化に伴うキーボード一体型情報機器
の薄型化および処理能力向上に伴う発熱量の増大により
キートップ自体が熱を持ち、操作者に不快感を与えると
いったことが防止される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のキーボード一体型
情報機器を図面を参照して説明する。図１は本発明のキ
ーボード一体型情報機器におけるキーを示す一部省略断
面図、図２は本発明の第２の形態のキーボード一体型情
報機器におけるキーを示す一部省略断面図、図３は本発
明の第３の形態のキーボード一体型情報機器におけるキ
ーを示す一部省略断面図、図４ないし図８は放熱手段と
しての冷却用ヒートパイプを示す図である。

【００２０】図１に示すキー１は、ベース基板３上にキ
ートップ２が設けられている。なお図示していないがキ
ー１に設けられる支持部材３８、付勢部材８、押圧部材
９などは図９で示したものと同様に形成することができ
る。また支持部材３８の取付位置については適宜変更す
ることができる。また図２および図３の他の実施の形態
についても同様である。

【００２１】これによりキートップ２が上下動可能に支
持され、キートップ２が指で操作して押し下げられた場
合には押圧部材９が付勢部材８を圧縮するが、このとき
押圧部材９が付勢部材８の付勢力に抗して押圧される。
またキートップ２から指を離した場合には付勢部材８の
付勢力によってキートップ２が上方へ押し上げられ、元
の状態に復帰する。

【００２２】図１に示すように本発明のキーボード一体
型情報機器は、例えばノートタイプのコンピュータに組
込まれて使用されるが、このとき情報機器本体のキーボ
ード装置の下側には熱源Ｑが位置している。この熱源Ｑ
は、大型のＩＣ、電源回路、各種記録再生機構などであ
る。

【００２３】図１で示されるキートップ２は、上面部２
ａがほぼ平坦な矩形状の部材で形成され、その周囲に下
方へ延びるスカート部２ｂが一体に形成されている。ま
たスカート部２ｂは、ベース基板３に対して垂直方向に
貫通孔２ｃ，２ｃが形成されている。この場合の貫通孔
２ｃ，２ｃの形状は、円形状または矩形状など種々変更
することができる。また貫通孔２ｃ，２ｃの形成位置
は、キートップ２の前記スカート部よりも内側の上面部
２ａであってもよい。

【００２４】ベース基板３の表面側には、放熱手段とし
て熱伝導性のよい熱伝達部材４が設けられている。この
熱伝達部材４は、１〜２ｍｍ程度の厚さで且つ熱伝導率
のよいアルミ材、銅材、金属板にアルミ箔を形成したも
のなど適宜選択することができる。

【００２５】図１に示すように、ベース基板３には挿通
口３ａ，３ａが形成され、この挿通口３ａ，３ａ内に、
前記熱伝達部材４が溝状に折り曲げられ、前記挿通口３
ａ，３ａに嵌め込まれている。この溝状の底部５，５と
熱源Ｑとが接触するように形成されている。また熱伝達
部材４は、キートップ２に形成された貫通孔２ｃ，２ｃ
に対向する位置に断面が山型の突起３ｂ，３ｂが突設さ
れている。

【００２６】前記熱伝達部材４としては、上記の他にグ
ラファイトシートやヒートパイプを使用してもよい。こ
のような部材としては、例えば図４ないし図８で示され
るものを使用することができる。図４は、冷却用ヒート
パイプＨの第１の実施の形態であり、冷却液を内蔵した
一本のパイプ５０ａを並列にし、両端に空洞の筒部５１
を一体に設け、各パイプ５０ａと筒部５１とが貫通構造
となっている。図５は、冷却用ヒートパイプＨの第２の
実施の形態であり、冷却液を内蔵した一本のパイプ５０
ｂをジグザグ状に蛇行させたものである。図６は、冷却
用ヒートパイプＨの第３の実施の形態であり、冷却液を
内蔵したパイプ５０ｃを櫛形に形成したものである。図
７は、冷却用ヒートパイプＨの第４の実施の形態であ
り、図４ないし図６に示すパイプ５０（５０ａ〜５０
ｃ）の上下部に平板５２を固定したものである。なおこ
の平板５２は、上下部のいずれか一方に設けてもよい。
図８は、熱伝達部材４に冷却用ヒートパイプＨを一体に
形成したもので、熱伝達部材４にパイプ５３の空洞が引
き抜き加工や空洞に高圧を加えて空洞を広げる等により
一体に形成されたものである。

【００２７】図１に示すベース基板３は、金属基板、ガ
ラスエポキシ基板などで形成することができる。またベ
ース基板３の表面側には、それぞれのキーに対向するよ
うにスイッチ素子がパターン形成されたフィルム状のス
イッチが設けられている。この場合、付勢部材８の変形
によりスイッチ素子のスイッチをオンにしなければなら
ないため、熱伝達部材４には付勢部材８が挿通可能な孔
などが形成される。上記のように形成することにより、
キートップ２を押し下げたときに付勢部材８が押圧され
て縮み、付勢部材８内に形成された突起（図示せず）が
スイッチ素子を押圧することでスイッチがオンになり、
それぞれのキーが有する固有の信号がホスト側に送られ
て処理される。

【００２８】上記のように形成されたキーボード一体型
情報機器は、熱源Ｑから発生した熱が熱伝達部材４の底
部５，５を伝わり、ベース基板３の表面側へ導かれる。
またこのとき熱伝達部材４により熱が均一に拡散する。
ここでキートップ２を指で押し下げることによりキート
ップ２と熱伝達部材４との間の圧力が増し、熱が外部へ
逃げようとする。このとき突起３ｂ，３ｂにより対流が
発生して熱が突起３ｂ，３ｂを伝って上昇し、突起３
ｂ，３ｂの上方に位置しているキートップ２の貫通孔２
ｃ，２ｃ内を通って外部へ熱が放出される（図１中Ｓ
１，Ｓ２）。またキーを押し下げるという操作を行なっ
ていない場合でも、キートップ２裏面の凹部４１まで上
昇して保持された熱は凹部４１に溜まらずに貫通孔２
ｃ，２ｃを通って外部へ放出される。

【００２９】またキー１と隣り合うキーとの間に形成さ
れている隙間４０，４０からも一部の熱を逃がすことが
できる。したがって、キートップ２に貫通孔２ｃ，２ｃ
が形成されていない場合であっても、キートップ２の押
圧時の移動力により、前記突起３ｂ、３ｂとキートップ
２の下面との間から前記隙間４０，４０に向けて熱を排
出させることができる。

【００３０】図２は、本発明の他の形態のキーボード一
体型情報機器にかかるキー１０である。このときのキー
トップ２は、前記したキー１と同様の形状で形成され、
貫通孔２ｃ，２ｃも同様な位置に形成されている。図２
に示すように、キー１０はべース基板１３を有し、前記
ベース基板１３は、アルミなどの金属板により形成する
ことができる。またベース基板１３には貫通孔２ｃ，２
ｃと対向する部分にキートップ２方向へ突出した突起１
３ａ，１３ａが形成されている。この突起１３ａ，１３
ａはベース基板１３の成形時に圧痕成形等で形成するこ
とができる。この形態では、ベース基板１３自体が放熱
手段として使用されている。また前記ベース基板１３
は、熱源Ｑ側へ脚部１５，１５が一体に突設され、熱源
Ｑと接触する位置まで延びている。

【００３１】上記のように形成した場合も、図１に示し
たキー１と同様に、熱源Ｑからの熱がベース基板１３を
伝ってベース基板１３の表面に伝えられる。このとき突
起１３ａ，１３ａによってキートップ２が指で押し下げ
られたときにキートップ２とベース基板１３との間で熱
の対流が発生し、突起１３ａ，１３ａの部分では熱が上
昇し、この上昇した熱がキートップ２の押し下げ力によ
り発生する圧力とともに貫通孔２ｃ，２ｃ内を通って外
部へ放出される。

【００３２】図３は、本発明のさらに他の形態のキーボ
ード一体型情報機器のキー２０を示す。この場合もキー
トップ２は、前記したキー１と同様の形状で形成され、
貫通孔２ｃ，２ｃも同様な位置に形成されている。図３
に示すキー２０は、ベース基板２３が設けられ、前記ベ
ース基板２３はアルミなどの金属板から形成されてい
る。またベース基板２３にはコ字状（上面から見た場
合）に切り込み部２４，２４が形成されて切起こされ、
山型に起立した突起２３ａ，２３ａが形成されている。
また突起２３ａ，２３ａの位置は、キートップ２の貫通
孔２ｃ，２ｃの真下に位置している。また熱源Ｑからの
熱が伝わり易いように脚部２５，２５を形成し、脚部２
５，２５と熱源Ｑとが接触している。

【００３３】上記のように形成されたキー２０は、上記
したキー１，１０と同様に、熱源Ｑからの熱がベース基
板２３の脚部２５，２５を伝ってベース基板２３の表面
側に伝達される。このときキートップ２を操作して押し
下げることによりキートップ２とベース基板２３との間
の突起２３ａ，２３ａの部分で対流が起こり、熱を上昇
させ、突起２３ａ，２３ａの上方に位置する貫通孔２
ｃ，２ｃ内を通って外部へ放出される。

【００３４】またこのキー２０では、ベース基板２３に
突起２３ａ，２３ａを起立させるための孔２４，２４が
形成されているためその孔２４，２４からも熱源Ｑから
の熱がベース基板２３の表面側に放出させることが可能
になる。この熱もまた貫通孔２ｃ，２ｃを通って外部へ
放出される。

【００３５】図１ないし図３に示したキー１，１０，２
０を用いたキーボード一体型情報機器により、熱源から
の熱をキーボード装置を介して外部へ放出することがで
き、コンピュータ本体を効率良くに冷却することができ
る。

【００３６】本発明のキーボード一体型情報機器は、上
記した実施の形態に限られるものではなく、例えば貫通
孔の形状をキートップ２の表面の開口部の面積より裏面
の開口部の面積を大きくし、貫通孔内に熱を取り込み易
いように形成してもよい。またベース基板に冷却用ヒー
トパイプを埋め込んでもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明のキーボード一体型情報機器は、
熱源から発生する熱をシンプルな構成で効率的に外部へ
放出することができ、コンピュータ本体が高熱になるこ
とによって生じる不具合を防止することができる。しか
も携帯型コンピュータに使用した場合、処理能力向上に
伴う発熱量の増大に対して、冷却用として電力を消費す
ることがないため、バッテリ駆動で使用した場合に駆動
時間を短縮させるようなことがない。また、木製の机な
どの熱伝導率の低い場所に置いた場合でも、放熱効果を
低減させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のキーボード一体型情報機器にかかるキ
ーを示す断面図、

【図２】本発明の他の形態のキーボード一体型情報機器
にかかるキーを示す断面図、

【図３】本発明のさらに他の形態のキーボード一体型情
報機器にかかるキーを示す断面図、

【図４】第１の形態の冷却用ヒートパイプを示す平面
図、

【図５】第２の形態の冷却用ヒートパイプを示す平面
図、

【図６】第３の形態の冷却用ヒートパイプを示す平面
図、

【図７】第４の形態の冷却用ヒートパイプを示す側面
図、

【図８】第５の形態の冷却用ヒートパイプを示す斜視
図、

【図９】従来のキーボード一体型情報機器にかかるキー
を示す断面図、

【符号の説明】

Ｑ 熱源 ２ キートップ ２ａ 上面部 ２ｂ スカート部 ２ｃ 貫通孔 ３ ベース基板 ３ａ 挿通口 ３ｂ 突起 ４ 熱伝達部材 ５ 底部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報機器本体に設けられ、複数個配列さ
   れたキートップと、前記キートップを上下動可能に支持
   する支持部材と、前記キートップを上方へ付勢する付勢
   部材と、キートップにより操作されるスイッチ素子と、
   前記支持部材とスイッチ素子とが取り付けられたベース
   基板とを有するキーボード一体型情報機器において、 熱源の発熱を前記ベース基板の表面側へ導く放熱手段を
   有し、この放熱手段の放熱部がキートップ方向へ突出し
   ていることを特徴とするキーボード一体型情報機器。
2. 【請求項２】 情報機器本体に設けられ、複数個配列さ
   れたキートップと、前記キートップを上下動可能に支持
   する支持部材と、前記キートップを上方へ付勢する付勢
   部材と、キートップにより操作されるスイッチ素子と、
   前記支持部材とスイッチ素子とが取り付けられたベース
   基板とを有するキーボード一体型情報機器において、 前記キートップには情報機器本体の熱源から発せられる
   熱を情報機器本体の上方へ排出させる貫通孔が形成され
   ていることを特徴とするキーボード一体型情報機器。
3. 【請求項３】 情報機器本体に設けられ、複数個配列さ
   れたキートップと、前記キートップを上下動可能に支持
   する支持部材と、前記キートップを上方へ付勢する付勢
   部材と、キートップにより操作されるスイッチ素子と、
   前記支持部材とスイッチ素子とが取り付けられたベース
   基板とを有するキーボード一体型情報機器において、 熱源の発熱を前記ベース基板の表面側へ導く放熱手段を
   有し、この放熱手段の放熱部がキートップ方向へ突出
   し、且つキートップの前記放熱部に対向する部分に貫通
   孔が形成されていることを特徴とするキーボード一体型
   情報機器。
4. 【請求項４】 前記放熱手段が、ヒートパイプまたは冷
   媒を封止した部材で形成されている請求項１または３に
   記載のキーボード一体型情報機器。
5. 【請求項５】 前記放熱手段が、金属製のベース基板で
   あり、このベース基板に熱源が接触している請求項１ま
   たは３に記載のキーボード一体型情報機器。