JP2011081437A - 電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱ユニットのフローティング構造を維持しながら筐体を支えることができ、回路基板への余計な負荷を抑えることが可能な電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器は、底壁15aおよび上壁16を有する筺体14と、筐体内に配設された回路基板40と、電子部品52に接触して回路基板に支持された放熱部62と、放熱部に接続されているとともに回路基板の外側にフローティング支持された冷却ファン42と、を有する冷却ユニット60と、上壁に支持され回路基板および冷却ファンと対向するキーボード20と、冷却ファンとキーボードとの間に設けられ、キーボードが押された際に、キーボードと冷却ファンの間に挟まれてキーボードを支持する第1支持部材70と、冷却ファンと筐体の底壁との間に設けられ、キーボードが押された際に、冷却ファンと底壁との間に挟まれて冷却ファンを支持する第2支持部材72と、を備え、第1支持部材および第2支持部材の少なくとも一方は、弾性材で形成されている。
【選択図】 図3
【解決手段】電子機器は、底壁15aおよび上壁16を有する筺体14と、筐体内に配設された回路基板40と、電子部品52に接触して回路基板に支持された放熱部62と、放熱部に接続されているとともに回路基板の外側にフローティング支持された冷却ファン42と、を有する冷却ユニット60と、上壁に支持され回路基板および冷却ファンと対向するキーボード20と、冷却ファンとキーボードとの間に設けられ、キーボードが押された際に、キーボードと冷却ファンの間に挟まれてキーボードを支持する第1支持部材70と、冷却ファンと筐体の底壁との間に設けられ、キーボードが押された際に、冷却ファンと底壁との間に挟まれて冷却ファンを支持する第2支持部材72と、を備え、第1支持部材および第2支持部材の少なくとも一方は、弾性材で形成されている。
【選択図】 図3
Description
本発明は、キーボードを備えた電子機器に関する。
電子機器として、例えば、携帯可能なノート型のパーソナルコンピュータは、筐体と、筐体内に設けられた種々の電子部品と、筐体上に設けられたキーボード等を備えている。通常、筐体内には、マザーボード等のプリント回路基板が広い範囲に亘って配設され、キーボードは、このプリント回路基板上に対向して配置されている。キーボードのキーを押圧した時に、キーボードが撓むのを低減するため、プリント回路基板上に複数の支持突起等を設け、キーボードを下から支持する構成が用いられている(例えば、特許文献1)。
プリント回路基板上には、多数の電子部品が実装されている。これらの電子部品の内、CPUやICチップは高性能化が進み、その発熱量も多くなっている。そのため、パーソナルコンピュータは、筐体の内部、例えば、CPUを冷却するための冷却ユニットを備えている。この冷却ユニットは、アルミニウム等の放熱性の高い金属で形成された放熱板やヒートパイプの放熱部材、および、放熱部材を冷却する冷却ファンを備えている。放熱部材は、CPUに接触した状態でプリント回路基板上に実装され、冷却ファンは、プリント回路基板の外側にフローディング状態で支持されている。また、前述したキーボードは、プリント回路基板および冷却ファン上に重なって配置されている。
上記のようなフローディング構造の冷却ファン上にキーボードが配置されている場合、冷却ファンの周囲に、キーボードを支持する支えを設けることが難しい。すなわち、冷却ファン上にキーボード用の支えを設けた場合、キーボードが押されるたびに冷却ファンおよび放熱ユニットがねじれるように大きく動いてしまう。その結果、プリント回路基板および放熱ユニットに接触しているCPUに負荷が作用し、信頼性が低下してしまう。また、放熱ユニットの周囲に支えが無い場合、キーボードを押すたびにキーボードが撓むことになり、キーの押し心地が悪くなる。
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、冷却ユニットのフローティング支持を維持しながら筐体を支えることができ、回路基板への余計な負荷を抑えることが可能な電子機器を提供することにある。
上記課題を達成するため、この発明の態様に係る電子機器は、底壁およびこの底壁に対向する上壁を有する筺体と、前記筐体内に配設された回路基板と、前記回路基板上に実装された電子部品に接触して前記回路基板に支持された放熱部と、前記放熱部に接続されているとともに前記回路基板の外側にフローティング支持された冷却ファンと、を有する冷却ユニットと、前記上壁に支持され前記回路基板および冷却ファンと対向するキーボードと、前記冷却ファンとキーボードとの間に設けられ、前記キーボードが押された際に、前記キーボードと冷却ファンの間に挟まれて前記キーボードを支持する第1支持部材と、前記冷却ファンと前記筐体の底壁との間に設けられ、前記キーボードが押された際に、前記冷却ファンと底壁との間に挟まれて前記冷却ファンを支持する第2支持部材と、を備え、前記第1支持部材および第2支持部材の少なくとも一方は、弾性材で形成されている。
以上構成によれば、放熱ユニットのフローティング構造を維持しながら筐体を支えることができ、回路基板への余計な負荷を抑えることが可能な電子機器が得られる。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る電子機器について詳細に説明する。図1は、電子機器として第1の実施形態に係るパーソナルコンピュータを示している。
図1に示すように、パーソナルコンピュータ10は、機器本体12と、機器本体に支持されたディスプレイユニット13とを備えている。機器本体12は、筐体14を有している。この筐体14は、矩形状の底壁を有するベース15と、ほぼ矩形状の上壁を有しベース15に嵌合されたトップカバー16とを備え、全体として偏平な箱状に形成されている。筐体14は、例えば合成樹脂により形成されている。
トップカバー16の中央部および後半部に亘ってほぼ矩形状の開口19が形成され、この開口内に後述するおよびキーボード20が露出して設けられている。トップカバー16のほぼ前半部分は、パームレスト22を形成している。パームレスト22の中央部には、ポインティングデバイスを操作するための操作領域24およびクリックスイッチ25が設けられている。トップカバー16の前端部には、パーソナルコンピュータ10の動作状態を示す複数のインジケータ26が設けられている。トップカバー16の後端部には、筐体14の幅方向に離間して一対の脚部28が設けられている。
ディスプレイユニット13は、偏平な矩形状のディスプレイハウジング30およびディスプレイハウジング30に収容された液晶表示パネル32を備えている。ディスプレイハウジング30の前壁には、表示用の窓部31が形成されている。窓部31は前壁の大部分にわたる大きさを有し、この窓部31を通して液晶表示パネル32の表示画面がディスプレイハウジング30の外方に露出している。
ディスプレイハウジング30は、その一端部に一対の連結凹部33を有している。これら連結凹部33は、ディスプレイハウジング30の幅方向に離間して配置され、それぞれ筐体14の脚部28に係合している。そして、ディスプレイハウジング30は、連結凹部33および脚部28に設けられた図示しないヒンジにより、筐体14に対して回動可能に支持されている。
これにより、ディスプレイユニット13は、パームレスト22やキーボード20を含む筐体14の上面を上方から覆うように倒される閉塞位置と、筐体の上面および液晶表示パネル32を露出させるように起立する開き位置とにわたって回動可能となっている。なお、図1では、ディスプレイユニット13が開き位置に回動された状態のパーソナルコンピュータ1を示している。
図2は、パーソナルコンピュータの筺体の一部を破断して筺体内部の構造およびキーボードを示す分解斜視図、図3は、パーソナルコンピュータの断面図である。図2および図3に示すように、筐体14内には、主プリント回路基板(マザーボード)40、冷却ファン42、種々のコネクタ、図示しない二次電池等が配設されている。主プリント回路基板40は、ベース15の底壁15aに立設された図示しない複数のボスにねじ止め固定され、ベース15の底面に対し隙間を置いてほぼ平行に対向している。また、主プリント回路基板40は、キーボード20の下の領域を含み、ベース15のほぼ半分の面積に亘って設けられている。主プリント回路基板40の上面および下面には、多数の電子部品、コネクタ等が実装されている。
前述したように、トップカバー16の中央部および後半部に亘ってほぼ矩形状の開口19が形成され、主プリント回路基板40および冷却ファン42と対向している。この開口19を塞ぐようにほぼ矩形状の支持板金50が設けられている。支持板金50の周縁部は、開口19の周囲でトップカバー16の内面に固定されている。そして、キーボード20は、支持板金50に重ねて開口19内に配置され、支持板金上に支持されている。支持板金50の内、冷却ファン42上に位置する部分を除いて、複数個所が主プリント回路基板40にねじ止めされ、主プリント回路基板に支持されている。
主プリント回路基板40の下面には、比較的発熱量の多いCPU52がBGA実装されている。このCPU52を冷却する冷却ユニット60が主プリント回路基板40に取付けられている。図2、図3、図4、図5に示すように、冷却ユニット60は、アルミニウム等の放熱性の高い金属で形成された放熱板62、この放熱板に連結された冷却ファン42、放熱板62から冷却ファン42の排気口側に熱を伝達するヒートパイプ64と、を備えている。
放熱部として機能する放熱板62は、CPU52よりも十分に大きな面積に形成され、伝熱シート65を介してCPU52に接触して設けられている。放熱板62は、主プリント回路基板40と対向して配置され、CPU52の周囲の複数個所、例えば、3箇所で、固定ねじ67により主プリント回路基板40にねじ止め支持されている。また、放熱板62は、各固定ねじの位置で主プリント回路基板40と放熱板62との間に設けられたコイルばね66により、放熱板62はCPU52に弾性的に押付けられている。これにより、放熱板62は、CPU52に密着し、CPUから確実に熱を奪うことができる。また、放熱板62の端部は、主プリント回路基板40の周縁を越えて延出している。
冷却ファン42は主プリント回路基板40の外側で、筐体14の側壁の近傍に配置されている。冷却ファン42は、ファンおよびこのファンを囲んだファンケースを備えている。ファンケースは、アルミニウム等の金属で形成された円弧状のサイドフレーム44と、サイドフレームに固定され互いに隙間を置いて対向するトップカバー46aおよびロワーカバー46bと、を有している。トップカバー46aとロワーカバー46bとの間に、ファン47およびファンモータ48が設けられ、ファンモータ48は、例えば、ロワーカバー46bに支持されている。トップカバー46aには、吸込み口46cが形成されている。また、ファンケースの排気口には、多数の放熱フィン49が設けられている。
冷却ファン42は、ファン47の回転軸がベース15の底壁15aとほぼ直交するよう配設されている。トップカバー46aは支持板金50と隙間を置いてほぼ平行に対向し、ロワーカバー46bは底壁15aと隙間を置いてほぼ平行に対向している。ファンケースの排気口および放熱フィン49は、筐体14の側壁に形成された排気口51に対向している。
本実施形態において、冷却ファン42のサイドフレーム44は、例えば、アルミニウムにより放熱板62と一体に成形されている。サイドフレーム44は、トップカバー46aおよびロワーカバー46bに比較して、厚く強固に形成されている。そして、冷却ファン42は、放熱板62を介して、主プリント回路基板40に弾性的に支持されている。この際、冷却ファン42の周囲は、筐体14の内面および主プリント回路基板40に接触しておらず、冷却ファン42は、周囲に対して浮いた状態、つまり、フローティング状態で、支持されている。
ヒートパイプ64は、その一端部が放熱板62上に固定され、少なくともCPU52の直下に位置している。ヒートパイプ64の他端部は、放熱板62から外側に延出し、放熱フィン49に接続されている。CPU52の熱は、放熱板62を介してヒートパイプ64に伝わり、更に、ヒートパイプ64により放熱フィン49へ伝えられる。そして、冷却ファン42により冷却風によって放熱フィン49を冷却する。このようにして、冷却ユニット60によってCPU52が冷却される。
図3ないし図5に示すように、冷却ファン42とキーボード20との間、ここでは、冷却ファンと支持板金50との間に、第1支持部材が設けられ、また、冷却ファン42とベース15の底壁15aとの間に、第2支持部材72が設けられている。
本実施形態において、第1支持部材は、冷却ファン42に突設された複数、例えば4つのリブ70を有している。これらのリブ70は、冷却ファン42のサイドフレーム44と一体に形成され、サイドフレーム44から上方に延出し、支持板金50と僅かな隙間をおいて対向している。また、リブ70は、冷却ファン42において、筐体14の側壁から離れ主プリント回路基板40側の位置に設けられている。すなわち、リブ70は、キーボード20を押した際にキーボードが比較的撓み易い部分と対向する位置に設けられている。
本実施形態において、第1支持部材は、冷却ファン42に突設された複数、例えば4つのリブ70を有している。これらのリブ70は、冷却ファン42のサイドフレーム44と一体に形成され、サイドフレーム44から上方に延出し、支持板金50と僅かな隙間をおいて対向している。また、リブ70は、冷却ファン42において、筐体14の側壁から離れ主プリント回路基板40側の位置に設けられている。すなわち、リブ70は、キーボード20を押した際にキーボードが比較的撓み易い部分と対向する位置に設けられている。
第2支持部材72は複数、例えば、3つ設けられ、それぞれ弾性材、例えば、ゴム、スポンジで直方体形状に形成されている。第2支持部材72は、冷却ファン42のロワーカバー46bに貼付され、ベース15の底面と僅かに隙間を置いて対向している。また、第2支持部材72は、リブ70と反対側に設けられ、すなわち、筐体14の側壁から離れ主プリント回路基板40側の端部に設けられている。ロワーカバー46bは比較的強度が低く、羽根の動作に影響を与える可能性もあるため、ファンカバーの周縁部、すなわち、サイドフレーム44と重なる位置の近傍に第2支持部材72を取り付け、支持構造の強度を確保している。
キーボード20の内、冷却ファン42と対向する領域が押されると、これに伴い、キーボード20および支持板金50が僅かに下方に撓み、第1支持部材である複数のリブ70に当接する。更に、冷却ファン42が僅かに下方に変位し、第2支持部材72がベース15の底壁15aに当接し、冷却ファンを支持する。これにより、キーボード20および支持板金50が、リブ70、冷却ファン42のサイドフレーム44、および第2支持部材72を介してベース15に支持され、キーボード20および支持板金50の撓みが抑制される。また、冷却ファン42は、第2支持部材72がベース15に当接することにより、大きく変位することがなく、その結果、放熱板62を介して主プリント回路基板40およびCPU52に負荷が作用することを防止することができる。更に、第1支持部材および第2支持部材72の少なくとも一方は、弾性材で形成されているため、キーボード20からの振動を弾性材で減衰し、放熱板62およびCPU65への振動の伝達を抑制することができる。
以上のように構成されたパーソナルコンピュータによれば、キーボード20が押下された際に、第1および第2支持部材により、キーボードおよび冷却ファン42を支持することができ、キーボードの撓みを抑制し、キーの押し心地を向上することが可能となる。また、第1および第2支持部材は、通常、筐体の内面に隙間を置いて対向し、直接接触していないことから、冷却ファン42のフローティング支持を維持しながら、キーボードの押圧時に筐体を支持することができる。更に、キーボードが押下された場合でも、フローティング構造の放熱ユニットが大きく動くことがないため、放熱板62がねじ止めされている主プリント回路基板40の余計な負荷を抑えることがなく、主プリント回路基板およびCPUの信頼性を向上することができる。
次に、この発明の他の実施形態について説明する。
前述したように、第1支持部材および第2支持部材の少なくとも一方は弾性材で形成され、また、第1支持部材は、冷却ファンあるいはキーボード(支持板金)に取付けられ、第2支持部材は、冷却ファンあるいはベースの底壁に取付けられる。
前述したように、第1支持部材および第2支持部材の少なくとも一方は弾性材で形成され、また、第1支持部材は、冷却ファンあるいはキーボード(支持板金)に取付けられ、第2支持部材は、冷却ファンあるいはベースの底壁に取付けられる。
図6に示す第2の実施形態に係るパーソナルコンピュータによれば、複数の第1支持部材74は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、冷却ファン42のトップカバーに貼付されている。これら第1支持部材74は、ファンカバーの周縁部で、サイドフレームに重ねて設けられ、支持板金50と僅かな隙間を置いて対向している。また、第2支持部材72は、冷却ファン42のサイドフレームからベース15の底壁15aに向かって突出する複数のリブによって形成されている。これらのリブは、僅かな隙間を置いて底壁15aに対向している。
図7に示す第3の実施形態に係るパーソナルコンピュータによれば、複数の第1支持部材74は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、冷却ファン42のトップカバーに貼付されている。これら第1支持部材74は、ファンカバーの周縁部で、サイドフレームに重ねて設けられ、支持板金50と僅かな隙間を置いて対向している。また、複数の第2支持部材72は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、サイドフレームと重なる位置でロワーカバーに貼付されている。これらの第2支持部材72は、僅かな隙間を置いて底壁15aに対向している。
図8に示す第4の実施形態に係るパーソナルコンピュータによれば、第1支持部材は、冷却ファン42のサイドフレームから支持板金50に向かって突出する複数のリブ70によって形成されている。これらのリブは、僅かな隙間を置いて支持板金50に対向している。複数の第2支持部材72は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、ベース15の底壁15a上に貼付されている。これらの第2支持部材72は、冷却ファン42のサイドフレームと重なる位置でロワーカバーと僅かな隙間を置いて対向している。
図9に示す第5の実施形態に係るパーソナルコンピュータによれば、複数の第1支持部材74は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、支持板金50に貼付されている。これら第1支持部材74は、冷却ファン42のサイドフレームと重なる位置でアッパーカバーと僅かな隙間を置いて対向している。複数の第2支持部材72は、弾性材、例えば、スポンジにより形成され、ベース15の底壁15a上に貼付されている。これらの第2支持部材72は、冷却ファン42のサイドフレームと重なる位置でロワーカバーと僅かな隙間を置いて対向している。
第2ないし第5の実施形態において、パーソナルコンピュータの他の構成は、前述した第1の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、第2ないし第5の実施形態においても、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、本発明に係る電子機器は、パーソナルコンピュータに制約されるものではなく、種々の電子機器に広く適用することができる。第1支持部材および第2支持部材は、複数ずつ設ける場合に限らず、それぞれ1つずつ設ける構成としてもよい。
10…パーソナルコンピュータ、12…機器本体、13…ディスプレイユニット、
14…筐体、15…ベース、15a…底壁、16…トップカバー、20…キーボード、
40…主プリント回路基板、42…冷却ファン、44…サイドフレーム、
46a…トップカバー、46b…ロワーカバー、47…ファン、49…放熱フィン、
50…支持板金、52…CPU、60…冷却ユニット、62…放熱板、
64…ヒートパイプ、70…リブ、72…第2支持部材、74…第1支持部材
14…筐体、15…ベース、15a…底壁、16…トップカバー、20…キーボード、
40…主プリント回路基板、42…冷却ファン、44…サイドフレーム、
46a…トップカバー、46b…ロワーカバー、47…ファン、49…放熱フィン、
50…支持板金、52…CPU、60…冷却ユニット、62…放熱板、
64…ヒートパイプ、70…リブ、72…第2支持部材、74…第1支持部材
Claims (9)
- 底壁およびこの底壁に対向する上壁を有する筺体と、
前記筐体内に配設された回路基板と、
前記回路基板上に実装された電子部品に接触して前記回路基板に支持された放熱部と、前記放熱部に接続されているとともに前記回路基板の外側にフローティング支持された冷却ファンと、を有する冷却ユニットと、
前記上壁に支持され前記回路基板および冷却ファンと対向するキーボードと、
前記冷却ファンとキーボードとの間に設けられ、前記キーボードが押された際に、前記キーボードと冷却ファンの間に挟まれて前記キーボードを支持する第1支持部材と、
前記冷却ファンと前記筐体の底壁との間に設けられ、前記キーボードが押された際に、前記冷却ファンと底壁との間に挟まれて前記冷却ファンを支持する第2支持部材と、を備え、前記第1支持部材および第2支持部材の少なくとも一方は、弾性材で形成されている電子機器。 - 前記第1支持部材は、前記冷却ファンから前記キーボードに向かって突出するリブを有している請求項1に記載の電子機器。
- 前記第1支持部材は、前記冷却ファンから前記キーボードに向かって突出する複数のリブを有している請求項1に記載の電子機器。
- 前記冷却ファンは、金属で形成された円弧状のサイドフレームと、前記サイドフレームに固定され互いに対向するトップカバーおよびロワーカバーと、前記トップカバーとローエアカバーとの間に設けられたファンと、を有し、前記複数のリブは、前記サイドフレームと一体に形成されている請求項3に記載の電子機器。
- 前記第1支持部材は弾性材で形成され、前記冷却ファンおよび前記キーボード側のいずれかに固定されている請求項1に記載の電子機器。
- 前記第2支持部材は、弾性材で形成され、前記冷却ファンに固定されている請求項2ないし5のいずれか1項に記載の電子機器。
- 前記第2支持部材は、弾性材で形成され、前記筐体の底壁上に固定されている請求項2ないし5のいずれか1項に記載の電子機器。
- 前記第2支持部材は、前記冷却ファンあるいは前記筐体の底壁に突設されたリブを有している請求項5に記載の電子機器。
- 前記冷却ユニットは、前記冷却ファンのサイドフレームと一体に形成されているとともに前記電子部品に接触する放熱板と、前記放熱板から前記冷却ファンの放出口側に熱を伝達するヒートパイプと、を備えている請求項4に記載の電子機器。
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