JP2000172410A - 携帯型パソコン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発熱部品からの熱を効率よく外部に放熱する
ことができ、熱気や湿気による動作不良の発生を防止で
きること。 【解決手段】 複数のキーと、筐体の外部に面した第１
の金属板と、筐体の内部に面した第２の金属板と、第
１、第２の金属板と電気的に絶縁され、かつ第１、第２
の金属板の間に配置され、複数の各キーの動作に応じた
入力信号を伝達するための配線パターン層と、第１、及
び第２の金属板を熱的に結合した熱伝導性部材とを備え
たキーボードを筐体の上面に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用途に適した
携帯型パーソナルコンピュータ（以下、”携帯型パソコ
ン”という）の内部発生熱の放熱対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯型パソコンでは、そのＣＰＵ
の高速化、及び高機能化に伴い、その筐体内部に発生す
る熱量が急速に増加している。一方、携帯型パソコンで
は、その携帯性を重視する市場要求に対応して、薄型化
及び小型軽量化が進んでいる。それゆえ、携帯型パソコ
ンでは、筐体内部での発熱密度（単位体積当たりの発熱
量）が急激に上昇している。従って、筐体内部で生じる
ジュール熱により、動作が不安定なものとならないよう
に、そのジュール熱の放熱対策が携帯型パソコンでの最
重要課題になってきている。

【０００３】詳細にいえば、在来の携帯型パソコンで
は、上記放熱対策として、筐体内部にファンを設けてＣ
ＰＵやハードディスクを含む発熱部品、あるいは放熱板
にファンからの空気を強制的に吹きつけ冷却するファン
空冷による冷却方法が知られている。また、大きい表面
積（放熱面積）をもつ放熱板を発熱部品に接続して、発
熱部品からのジュール熱を放熱板に熱伝導し放熱するこ
とも行われている。この放熱板は、熱伝導率の高い金
属、例えばアルミニウムにより構成されたものである。
しかしながら、昨今の携帯型パソコンにおいては、モバ
イルコンピューティングに例示されるように、内蔵した
バッテリを電源として使用する屋外使用のニーズの増大
により、そのバッテリの稼働時間を長くすることが望ま
れている。それゆえ、携帯性を重視した上述の薄型化及
び小型軽量化のニーズを満足するためだけでなく、当該
パソコンの消費電力を抑えるためにも、ファンの使用を
極力避けるようになってきている。また、上記薄型化及
び小型軽量化のニーズから可能な限り放熱板を小さくす
ることも要求されている。

【０００４】以下、第１の従来例の携帯型パソコンにつ
いて、図３、及び図４を参照して具体的に説明する。図
３は第１の従来例の携帯型パソコンの概略構成を示す断
面図であり、図４は図３に示したキーボード周辺の構成
を示す拡大断面図である。図３、及び図４において、第
１の従来例の携帯型パソコンでは、合成樹脂製のトップ
カバー２０ａとマグネシウム合金製のボトムシャーシ２
０ｂを備えた筐体２０、及び前記トップカバー２０ａに
配設されたキーボード３０を具備している。トップカバ
ー２０ａには矩形状の開口部分が設けられ、その開口部
分にキーボード３０を配置することによって筐体２０の
内部は密閉される。

【０００５】キーボード３０は、金属製のキーボード補
強板１４、前記キーボード補強板１４上に設けられた配
線パターン層１５、前記配線パターン層１５上に形成さ
れ、当該キーボード３０の上面を構成する樹脂層１６、
及び所定の配列により配置された複数のキー１７を備え
ている。キーボード補強板１４は、熱伝導率が高く軽い
金属、例えばアルミニウムにより構成され、上述の開口
部分を塞いでトップカバー２０ａに固定されている。さ
らに、キーボード補強板１４の筐体２０の内部側には、
熱伝導性ゴムシート１２を介して放熱板１３、及び発熱
部品１１が配設されている。詳細には、ＣＰＵやハード
ディスクを含んだ発熱部品１１が熱伝導性ゴムシート１
２を介してアルミニウム製の放熱板１３に取付られ、さ
らに放熱板１３が熱伝導性ゴムシート１２を介してキー
ボード補強板１４に取付られている。配線パターン層１
５は、入力信号の伝達を行うための配線パターン（図示
せず）、及び前記配線パターンを封止する樹脂フィルム
により構成されている。各キー１７は、上述の配線パタ
ーンに入力信号を発生するためのスイッチ部材であり、
使用者が押し下げることによってオン状態となる。

【０００６】以上のように構成された第１の従来例の携
帯型パソコンでは、発熱部品１１で生じた熱を熱伝導性
ゴムシート１２によって放熱板１３、及びキーボード補
強板１４に伝導して、その熱を拡散し放熱していた。す
なわち、この第１の従来例の携帯型パソコンでは、熱伝
導率の高いアルミニウムを用いてキーボード補強板１４
を構成し、さらに熱伝導性ゴムシート１２によって放熱
板１３に接続していた。このように、この第１の従来例
の携帯型パソコンでは、発熱部品１１からの熱をキーボ
ード３０を補強するためのキーボード補強板１４に伝え
て、そのキーボード補強板１４内で拡散して、筐体２０
の内部にファンを設けることなく、発熱部品１１を冷却
しようとしていた。

【０００７】次に、第２の従来例の携帯型パソコンにつ
いて、図５を参照して具体的に説明する。尚、以下の説
明では、上記第１の従来例のものと異なる部分について
主に説明する。図５は、第２の従来例の携帯型パソコン
でのキーボード周辺の構成を示す拡大断面図である。図
５において、第２の従来例の携帯型パソコンでは、複数
の貫通孔３２がキーボード３１に設けられている。各貫
通孔３２は、熱伝導性ゴムシート１２を介して発熱部品
１１を接続した放熱板１３に対向している。キーボード
３１と発熱部品１１とは、当該携帯型パソコンの筐体に
別々に取り付けられている（図示せず）。この構成によ
り、第２の従来例の携帯型パソコンでは、貫通孔３２に
よって筐体の内部と外部とを連通して、図の矢印”Ａ”
で示す熱気を外部に放出する。尚、各貫通孔３２の具体
的な寸法は、例えば直径３ｍｍである。また、この第２
の従来例の携帯型パソコンは、松下電器（株）製のノー
トパソコン、”レッツノートミニ”（品番：AL-N4T512J
5、1997/11発売、登録商標）やノートパソコン、”レッ
ツノート”（品番：CF-S21J5、1998/6発売、登録商標）
として販売されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の携
帯型パソコンでは、放熱性能の不足あるいは貫通孔を設
けることによる水分の侵入により、動作不良を生じる恐
れがあった。詳細には、図３、及び図４に示した第１の
従来例の携帯型パソコンでは、キーボード３０の上面が
全面にわたって樹脂層１６により覆われていた。このた
め、この第１の従来例の携帯型パソコンでは、キーボー
ド３０の上面から外気への放熱が妨げられ、筐体２０の
内部に熱がこもって内部温度が急激に上昇した。さら
に、この内部温度の上昇に伴って、放熱板１３やキーボ
ード補強板１４での放熱効果が著しく低下した。その結
果、この第１の従来例の携帯型パソコンでは、ＣＰＵや
ハードディスクのみならず低消費電力の発熱部品までも
筐体２０の内部の熱気によって逆に加熱されて、動作不
良を発生しやすくなるという問題点を生じた。さらに、
第１の従来例の携帯型パソコンでは、筐体２０の内部の
熱気によって筐体２０のトップカバー２０ａやキー１７
のトップ部分が加熱されて高温となり、使用者に不快感
を与えることがあった。

【０００９】また、図５に示した第２の従来例の携帯型
パソコンでは、キーボード３１に複数の貫通孔３２を設
けているため、筐体の内部の熱気をある程度外部に放出
することは可能であった。しかしながら、この第２の従
来例の携帯型パソコンでは、水滴や水蒸気が貫通孔３２
から筐体の内部に入り、それらの湿気により筐体内の電
気部品に短絡を生じて、動作不良を発生する可能性があ
った。また、貫通孔３２から進入した塵芥によって故障
を生じる恐れもあった。

【００１０】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、発熱部品からの熱を効率
よく外部に放熱することができ、熱気や湿気による動作
不良の発生を防止することができる携帯型パソコンを提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の携帯型パソコン
は、ＣＰＵを含む発熱部品を内蔵した筐体の上面にキー
ボードを配設した携帯型パソコンであって、前記キーボ
ードは、複数のキーと、前記筐体の外部に面した第１の
金属板と、前記筐体の内部に面した第２の金属板と、前
記第１、第２の金属板から電気的に絶縁され、かつ前記
第１、第２の金属板の間に配置され、前記複数の各キー
の動作に応じた入力信号を伝達するための配線パターン
層と、前記第１、及び第２の金属板を熱的に結合した熱
伝導性部材とを備えている。このように構成することに
より、発熱部品からの熱を効率よく外部に放熱すること
ができ、熱気や湿気による動作不良の発生を防止するこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の携帯型パソコン
の好ましい実施例について、図面を参照しながら説明す
る。

【００１３】《実施例》図１は本発明の実施例である携
帯型パソコンの概略構成を示す断面図であり、図２は図
１に示したキーボード周辺の構成を示す拡大断面図であ
る。図１、及び図２において、本実施例の携帯型パソコ
ンでは、トップカバー１８ａとボトムシャーシ１８ｂを
備えた筐体１８、及び前記トップカバー１８ａに配設さ
れたキーボード１０を具備している。さらに、本実施例
の携帯型パソコンでは、ＣＰＵやハードディスクを含ん
だ発熱部品１、及び発熱部品１からの熱を放熱するため
の放熱板３が筐体１８の内部に配置されている。本実施
例の携帯型パソコンでは、発熱部品１と放熱板３、及び
放熱板３とキーボード１０とは、シート状の熱伝導性部
材２により接続されている。トップカバー１８ａ、及び
ボトムシャーシ１８ｂは、金属または合成樹脂により構
成されている。具体的には、トップカバー１８ａ、及び
ボトムシャーシ１８ｂは、好ましくはＡＢＳ樹脂、及び
マグネシウム合金によりそれぞれ構成されている。トッ
プカバー１８ａには矩形状の開口部分が設けられ、その
開口部分にキーボード１０を配置することによって筐体
１８の内部は密閉される。

【００１４】キーボード１０は、所定の配列により配置
された複数のキー７、筐体１８の外部に面した第１の金
属板８、及び筐体１８の内部に面した第２の金属板４を
具備している。さらに、キーボード１０には、複数の各
キー７の動作に応じた入力信号を伝達するための配線パ
ターン層５、前記配線パターン層５と第１の金属板８と
を電気的に絶縁する絶縁樹脂層６、及び第１、第２の金
属板８，４を熱的に結合した複数の熱伝導性部材９が設
けられている。各キー７は、配線パターン層５に入力信
号を発生するためのスイッチ部材であり、使用者が押し
下げる（打鍵する）ことによってオン状態となる。

【００１５】第１、第２の金属板８，４は、熱伝導率が
高く軽い金属、好ましくはアルミニウムにより構成さ
れ、後に詳述するように、熱伝導性部材９とともに発熱
部品１で生じた熱を外部に放熱する放熱構造として機能
する。さらに、これらの第１、第２の金属板８，４は、
当該キーボード１０の外形を構成するものであり、配線
パターン層５を保護する機能に加えて、キーボード１０
の強度及び剛性を確保する機能も有する。第２の金属板
４は、上述の開口部分を塞いでトップカバー１８ａに固
定されている。さらに、第２の金属板４の筐体１８の内
部側の表面には、上述したように、熱伝導性部材２を介
して放熱板３、及び発熱部品１が配設されている。尚、
これらの第１、第２の金属板８，４の具体的な厚み寸法
は、０.３〜０.８ｍｍ（通常０.５ｍｍ）である。ま
た、外周寸法の具体例は、例えばＢ５サイズノートでは
縦×横、２４５×９７ｍｍである。

【００１６】配線パターン層５は、好ましくは銅箔を所
定のパターンで印刷したプリント回路、及び前記プリン
ト回路を封止する樹脂フィルム（図示せず）により構成
されている。上述の樹脂フィルムは第２の金属板４上に
配置され、当該配線パターン層５と第２の金属板４とを
電気的に絶縁している。絶縁樹脂層６は、配線パターン
層５上に電気的絶縁性を有する樹脂を形成したものであ
り、好ましくはポリプロピレンにより構成されている。
これらの配線パターン層５、及び絶縁樹脂層６は、第
１、第２の金属板８，４の間に配置されて保持されてい
る。また、これらの配線パターン層５、及び絶縁樹脂層
６の具体的な厚さ寸法は、それぞれ０.１ｍｍ、及び０.
１〜１ｍｍである。尚、上述の説明の例の他に、変形例
として、第１の金属板８の下面に電気的絶縁被膜をコー
ティングにより形成することにより、絶縁樹脂層６を設
けることなくキーボード１０を構成できる。このように
構成することにより、キーボード１０の薄型化を実現で
き、携帯型パソコンの薄型化に寄与できる。

【００１７】各熱伝導性部材９は、熱伝導率が高く軽い
金属、好ましくはアルミニウムにより構成されている。
熱伝導性部材９は、例えば円柱状に形成され、第１、第
２の金属板８，４、配線パターン層５、及び絶縁樹脂層
６を貫通して設けた貫通孔に圧入、嵌合されている。熱
伝導性部材９は、配線パターン層５の銅箔に導通するこ
となく、その両端部分が第１、第２の金属板８，４に接
続されている。尚、熱伝導性部材９の具体的な直径寸法
は、例えば３〜５ｍｍである。また、複数の熱伝導性部
材９の設置数は、第１の金属板８の表面（放熱面）との
合計面積、発熱部品１の総発熱量、及び第１の金属板８
から外部に放熱される放熱量に基づいて、算出され決定
されている。このように、熱伝導性部材９を金属で構成
した場合、第１、第２の金属板８，４を強固に結合する
ことができる。このため、キーボード１０の強度を向上
して、打鍵時でのキーボード１０のたわみを抑制するこ
とができる。尚、熱伝導性部材９の形状は、上述の円柱
状に何等限定されるものではなく、配線パターン層５の
銅箔と接触して導通しない形状であればよい。また、熱
伝導性部材９をシリコン系熱伝導性エラストマー材、あ
るいは熱伝導率異方性を有するグラファイトにより構成
することも可能である。尚、グラファイトにより熱伝導
性部材９を構成する場合、その高い熱伝導率を有する方
向を筐体１８の外部方向に一致させて上記貫通孔に挿
入、固着する。

【００１８】シート状の熱伝導性部材２は、好ましくは
アルミニウム等の熱伝導率が高く軽い金属で構成され
る。この他に、熱伝導性ゴムシート材であるシリコン系
熱伝導性エラストマー材、あるいは熱伝導率異方性を有
するグラファイトにより構成してもよい。尚、グラファ
イトにより熱伝導性部材２を構成する場合、その高い熱
伝導率を有する方向を第２の金属板４の面内方向に一致
させて筐体１８の内部に配置する。また、携帯型パソコ
ンの小型軽量化、及び耐震性を考慮すれば、上述の熱伝
導性ゴムシート材またはグラファイトを用いて熱伝導性
部材２を構成することが好ましい。この熱伝導性部材２
の具体的な寸法例は、厚さ０.５ｍｍ〜１ｍｍ、縦×
横、３０×３０ｍｍである。放熱板３は、好ましくはア
ルミニウムにより構成されている。放熱板３の具体的な
寸法例は、厚さ０.５ｍｍ、縦×横、５０×１００ｍｍ
である。尚、上述の構成以外に、発熱部品１と放熱板３
との間の熱伝導性部材２を設けることなく、発熱部品１
と放熱板３とを直接的に接続してもよい。

【００１９】以上のように構成された本実施例の携帯型
パソコンでは、発熱部品１で生じた熱は、シート状の熱
伝導性部材２を介して放熱板３、及び第２の金属板４に
伝達される。さらに、第２の金属板４には、放熱板３で
の放熱による熱気が筐体１８内部での自然対流によって
伝えられる。第２の金属板４に伝わった熱は、熱伝導性
部材９を経て第１の金属板８に伝えられる。そして、そ
の熱は、第１の金属板８の外表面全体に拡散し外気によ
って冷却される。このように、本実施例の携帯型パソコ
ンでは、第１、第２の金属板８，４と熱伝導性部材９か
らなる放熱構造をキーボード１０に設けて、筐体１８の
内部から外部に発熱部品１で生じた熱を効率よく伝達し
て放熱している。

【００２０】以上のように、本実施例の携帯型パソコン
では、筐体１８の外部、及び内部に面するキーボード１
０の表面に第１、及び第２の金属板８，４をそれぞれ配
設して、第１、第２の金属板８，４を熱的に結合した熱
伝導性部材９を設けている。これにより、本実施例の携
帯型パソコンでは、筐体１８の内部で発生した熱を熱伝
導性部材９を介して第２の金属板４から第１の金属板８
に伝達することができ、キーボード１０からの放熱量を
向上して効率よく筐体１８の内部から外部に放熱するこ
とができる。その結果、この実施例の携帯型パソコンで
は、筐体１８の内部にファンを設けることなく、筐体１
８の内部、及びその筐体に内蔵された発熱部品１を冷却
することができ、発熱部品１であるＣＰＵやハードディ
スク、及び筐体１８内に配置されたその他の構成部材を
常に安定して動作することができる。さらに、本実施例
の携帯型パソコンでは、図５に示した第２の従来例のよ
うに、筐体内部の熱気を外部に放出するための貫通孔を
キーボードに設けていないので、水滴、水蒸気や塵芥が
キーボードの表面から筐体の内部に進入することはな
く、それらの湿気や塵芥による動作不良を防止できる。

【００２１】尚、上述の実施例では、放熱板３と第２の
金属板４との間にシート状の熱伝導性部材２を設けて、
放熱板３及び発熱部品１をキーボード１０を介して筐体
１８内に配置する構成について説明したが、キーボード
１０と放熱板３及び発熱部品１を別々に筐体１８に配置
する構成でもよい。また、上述の説明では、シート状の
熱伝導性部材２を用いて、放熱板３と第２の金属板４と
を接続する構成を説明したが、キーボード１０内の熱伝
導性部材９を筐体１８の内部に延ばして、放熱板３、あ
るいは発熱部品１に接触する構成でもよい。さらに、筐
体１８に内蔵した発熱部品の総発熱量が小さい場合、放
熱板３の設置を省略することもできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の携帯型パソコンでは、筐体の外
部、及び内部にそれぞれ面して配置されるキーボードの
上面、及び下面を第１、第２の金属板により構成して、
熱伝導性部材を用いて第１、第２の金属板を熱的に結合
した。これにより、この発明の携帯型パソコンでは、筐
体内部で発生した熱を熱伝導性部材を介して第２の金属
板から第１の金属板に伝達することができ、キーボード
からの放熱量を向上して上記熱を効率よく筐体の内部か
ら外部に放熱することができる。その結果、この発明の
携帯型パソコンでは、筐体の内部にファンを設けること
なく、筐体の内部、及びその筐体に内蔵された発熱部品
を冷却することができ、発熱部品であるＣＰＵやハード
ディスク、及び筐体内に配置されたその他の構成部材を
常に安定して動作することができる。さらに、この発明
の携帯型パソコンでは、筐体の内部にファンを設置する
必要がないので、当該携帯型パソコンでの消費電力の低
減、及び筐体の薄型化並びに小型軽量化を容易に実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である携帯型パソコンの概略構
成を示す断面図

【図２】図１に示したキーボード周辺の構成を示す拡大
断面図

【図３】第１の従来例の携帯型パソコンの概略構成を示
す断面図

【図４】図３に示したキーボード周辺の構成を示す拡大
断面図

【図５】第２の従来例の携帯型パソコンでのキーボード
周辺の構成を示す拡大断面図

【符号の説明】

１ 発熱部品 ２ 熱伝導性ゴムシート ３ 放熱板 ４ キーボード補強板 ５ 配線パターン層 ６ 樹脂絶縁層 ７ キー ８ 金属板 ９ 熱伝導性部材 １０ キーボード １８ 筐体 １８ａ トップカバー １８ｂ ボトムシャーシ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＰＵを含む発熱部品を内蔵した筐体の
   上面にキーボードを配設した携帯型パソコンであって、 前記キーボードは、複数のキーと、前記筐体の外部に面
   した第１の金属板と、前記筐体の内部に面した第２の金
   属板と、前記第１、第２の金属板から電気的に絶縁さ
   れ、かつ前記第１、第２の金属板の間に配置され、前記
   複数の各キーの動作に応じた入力信号を伝達するための
   配線パターン層と、前記第１、及び第２の金属板を熱的
   に結合した熱伝導性部材とを具備することを特徴とする
   携帯型パソコン。
2. 【請求項２】 前記発熱部品と前記第２の金属板とを熱
   伝導性部材により熱的に結合したことを特徴とする請求
   項１に記載の携帯型パソコン。
3. 【請求項３】 前記発熱部品と前記第２の金属板との間
   に放熱板を設けたことを特徴とする請求項２に記載の携
   帯型パソコン。