JP2021111100A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能を確保しつつ、各キートップを確実に発光させることができる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、機器筐体と、複数のキートップと、該複数のキートップを支持するベースプレートと、該ベースプレートの上面側に積層されたメンブレンシートと、前記ベースプレートの下面側に積層された導光板と、該導光板を介して前記キートップに光を照射する光源モジュールと、を有し、前記機器筐体の上面側に設けられたキーボード装置と、を備え、前記キーボード装置は、上下方向に空気を通過させる吸気口を有し、さらに、前記複数のキートップのうち、前記吸気口と重なる位置にある一部のキートップの下面側に設けられた個別光源を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、キーボード装置を備える電子機器に関する。

ノート型ＰＣのような電子機器では、各キートップをＬＥＤ光源で発光可能なキーボード装置が搭載される場合がある（例えば特許文献１参照）。発光方式としては、全てのキートップの下に個別にＬＥＤ光源を搭載する構成があるが、部品コストが増大する。そこで、特許文献１の構成では、キーボード装置に導光板を設け、この導光板で光源からの光を導光することで、少ない光源数で全てのキートップを発光可能としている。

特開２０１９−１８５９６６号公報

ところで、上記のような電子機器において、例えば機器筐体内での冷却効率を向上させるためにキーボード装置に上から下に貫通した吸気口を設けた場合、この吸気口が導光板の一部を貫通する。その結果、導光板は、吸気口で貫通された部分に導光することができず、この部分でのキートップの発光が問題となる。

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、冷却性能を確保しつつ、各キートップを確実に発光させることができる電子機器を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係る電子機器は、電子機器であって、機器筐体と、複数のキートップと、該複数のキートップを支持するベースプレートと、該ベースプレートの上面側に積層されたメンブレンシートと、前記ベースプレートの下面側に積層された導光板と、該導光板を介して前記キートップに光を照射する光源モジュールと、を有し、前記機器筐体の上面側に設けられたキーボード装置と、を備え、前記キーボード装置は、上下方向に空気を通過させる吸気口を有し、さらに、前記複数のキートップのうち、前記吸気口と重なる位置にある一部のキートップの下面側に設けられた個別光源を備える。

このような構成によれば、キーボード装置を上下に連通する吸気口により、高い冷却性能を確保できる。しかも電子機器は、導光板が吸気口で欠落する部分では、各キートップの下面側に個別光源を設置している。これにより電子機器は、導光板の一部が欠落した構成でありながらも、発光が必要なキートップの全てを光板及び個別光源を介して発光させることができる。

さらに、前記機器筐体の内部に設けられた電子基板と前記光源モジュールとの間を接続する第１配線と、前記第１配線と前記個別光源との間を接続する第２配線と、を備え、前記個別光源は、前記第２配線及び前記第１配線を介して前記電子基板と接続された構成としてもよい。そうすると、個別光源は、接続される第２配線を光源モジュールの第１配線に割り込ませるだけで、光源モジュールと共に発光する構成とすることができ、制御系統を簡素化できる。

前記吸気口は、前記光源モジュールから外れた位置に設けられた構成とするとよい。そうすると、吸気口が光源モジュールの機能を阻害することを防止できる。

前記吸気口は、左右に隣接した少なくとも２個の前記キートップの少なくとも一部と重なる範囲、及び前後に隣接した少なくとも２個の前記キートップの少なくとも一部と重なる範囲のうち、少なくとも一方の範囲を含む大きさで開口した構成としてもよい。そうすると、当該電子機器は、吸気口の開口面積を最大限に確保して高い吸気量を確保できる。しかも当該電子機器は、吸気口で導光板が欠落した部分のキートップの発光は個別光源で担うことができ、一部のキートップが発光しない不具合を抑制できる。

前記個別光源は、前記光源モジュールと同期して発光する構成としてもよい。

本発明の上記態様によれば、冷却性能を確保しつつ、各キートップを確実に発光させることができる電子機器を提供する。

図１は、一実施形態に係る電子機器の平面図である。 図２は、機器筐体の内部構造を模式的に示す要部拡大側面断面図である。 図３は、キーボード装置の底面図である。 図４は、個別光源が設置されたキースイッチからキートップを取り外した状態での平面図である。 図５Ａは、個別光源を利用して発行するキースイッチ及びその周辺部を模式的に示す側面断面図である。 図５Ｂは、導光板を利用して発行するキースイッチ及びその周辺部を模式的に示す側面断面図である。 図６は、キーボード装置の一部を拡大した平面図である。

以下、本発明に係る電子機器について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係る電子機器１０の平面図である。電子機器１０は、キーボード装置１２が搭載された機器筐体１４と、ディスプレイ１６が搭載されたディスプレイ筐体１８と、を備える。電子機器１０は、機器筐体１４とディスプレイ筐体１８とをヒンジ２０で相対的に回動可能に連結したクラムシェル型のノート型ＰＣである。図１は、ディスプレイ筐体１８を機器筐体１４から開いて使用形態とした状態を示す。電子機器１０は、クラムシェル型以外の電子機器でもよい。

以下、機器筐体１４及びこれに搭載されたキーボード装置１２について、ディスプレイ１６を見ながらキーボード装置１２を使用するユーザから見た方向を基準とし、手前側を前、奥側を後、厚み方向を上下、幅方向を左右と呼んで説明する。

機器筐体１４の内部には、電子基板２１及びファン装置２２が収容されている。電子基板２１は、当該電子機器１０のマザーボードであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１ａの他、各種半導体チップが実装されている。ファン装置２２は、ＣＰＵ２１ａ等を冷却するための送風ファンである。機器筐体１４の内部には、さらに、図示しないハードディスク装置やバッテリ装置等が収容されている。

キーボード装置１２は、機器筐体１４の上面１４ａに設けられている。キーボード装置１２は、複数のキースイッチ２４を有する。キーボード装置１２は、各キースイッチ２４の操作面となるキートップ２４ａの周囲をフレーム（アイソレーションフレーム）２６で仕切ったアイソレーション型のキーボード装置である。

フレーム２６は、樹脂や金属等で形成されている。フレーム２６は、網目状の枠体である。本実施形態のフレーム２６は、機器筐体１４の上面１４ａを形成するカバー部材２７と一体成形されている。フレーム２６は、カバー部材２７と別体に構成されてもよい。フレーム２６は、各キートップ２４ａが上下動可能に挿入された複数の孔部２６ａを有する。フレーム２６は、左右方向に延びた横枠部２６ｂと、前後方向に延びた縦枠部２６ｃとで囲まれた部分が孔部２６ａとなる。

ディスプレイ筐体１８は、前面にディスプレイ１６を有する。ディスプレイ１６は、例えば液晶ディスプレイである。ディスプレイ筐体１８は、下端部が機器筐体１４の後端部とヒンジ２０を介して連結されている。

図２は、機器筐体１４の内部構造を模式的に示す要部拡大側面断面図である。図３は、キーボード装置１２の底面図である。

図２に示すように、機器筐体１４は、底面を形成する底板２８の内面２８ａと、キーボード装置１２の下面１２ａとの間に、電子基板２１やファン装置２２が収容されている。底板２８は、ファン装置２２の直下に重なる位置に底面吸気口２８ｂを有する。底面吸気口２８ｂは、機器筐体１４内に底面から空気Ａを導入する開口であり、例えば複数本のスリット状の孔部を並列した構成である。

図２に示すように、キーボード装置１２は、複数のキースイッチ２４と、ベースプレート３０と、メンブレンシート３１と、導光板３２とを備える。

各キースイッチ２４は、キートップ２４ａと、ガイド機構２４ｂと、ラバードーム２４ｃとを有する。ガイド機構２４ｂは、キートップ２４ａをベースプレート３０の上面３０ａ側で上下動可能に支持するものである。ガイド機構２４ｂは、キートップ２４ａの下面とベースプレート３０の上面２８ａとの間を連結するシザー機構である。ラバードーム２４ｃは、シリコーンゴム等の可撓性を有する弾性材料で形成されたドーム形状部材である。ラバードーム２４ｃは、メンブレンシート３１とキートップ２４ａとの間に配設されている。ラバードーム２４ｃは、キートップ２４ａが押下された場合にメンブレンシート３１を押圧すると共に、キートップ２４ａの押下操作が解除された際にキートップ２４ａを元の位置に復帰させる弾性部材である。

ベースプレート３０は、各キースイッチ２４やフレーム２６の取付板である。ベースプレート３０は、薄いステンレス板やアルミニウム板等、金属製の板状部材に切り起こし成形や打ち抜き成形を施したものである。

メンブレンシート３１は、ベースプレート３０の上面３０ａに積層されている。メンブレンシート３１は、例えば押圧された場合に接点が閉じる三層構造のスイッチシートである。メンブレンシート３１は、例えば固定接点及び可動接点が重なる位置が押圧された場合に、固定接点と可動接点とが密着することで接点を閉じる。メンブレンシート３１は各所に貫通孔を有し、この貫通孔を通してガイド機構２４ｂやフレーム２６がベースプレート３０の上面３０ａに支持される。

導光板３２は、ベースプレート３０の下面３０ｂに積層されている。導光板３２は、例えばＰＥＴ、ポリカーボネート、アクリル等の透光性を有する樹脂製のプレートやシートである。導光板３２には、光源モジュール３４が取り付けられている（図３参照）。光源モジュール３４は、キートップ２４ａを発光させるものである。光源モジュール３４は、例えば導光板３２の左右中央部に取り付けられ、複数の光源３４ａが前後方向に並んでいる。光源モジュール３４は、例えばフレキシブル基板で形成された配線３４ｂを介して電子基板２１と接続される。各光源３４ａは、例えばＬＥＤ素子である。導光板３２は、光源３４ａから発せられた光を左右方向に導き、光反射面で反射して各キートップ２４ａを裏面から照射する。本実施形態のキーボード装置１２は、キートップ２４ａが前後方向に６列並んだ構成である（図１参照）。光源３４ａは、前後方向の各列に重なる位置に設けられ、前後方向に６個配置されている。

図３に示すように、キーボード装置１２は、下面１２ａから上面に向かって締結された複数のねじ３６によってフレーム２６に固定される。図３中の参照符号３１ｂは、メンブレンシート３１を電子基板２１に接続するためのフレキシブル基板等で形成された配線である。

図２に示すように、キーボード装置１２には、上下方向に貫通した吸気口３８が形成されている。吸気口３８は、キーボード装置１２の上下方向に空気Ａを通過させる開口である。吸気口３８は、上から下に向かって順に、隣接するキートップ２４ａ，２４ａ間の隙間と、メンブレンシート３１に形成された孔部３１ａと、ベースプレート３０に形成された孔部３０ｃと、導光板３２に形成された孔部３２ａとが連通することで構成されている。

吸気口３８の設置位置や設置数は特に限定されない。但し、吸気口３８は、ファン装置２２の直上に重なる位置には形成されることが好ましい。すなわち、本実施形態のファン装置２２は、一般的なノート型ＰＣに使用されるファン装置と同様に、回転するブレード（インペラ）によって、ファン筐体の上面及び下面にそれぞれ形成された空気取込口から外気を取り込み、側面から排気する構成である。そこで、吸気口３８は、ファン装置２２の直上に形成されることで、キーボード装置１２の上方の空気Ａを円滑に吸気することができる。

吸気口３８は、ファン装置２２の真上以外、例えばユーザがキーボード装置１２の使用時に長時間手を置く部分、例えばアルファベットのＳキー付近やＫキー付近に設けると、ユーザがキーボード装置１２の上面が高温となって不快感を受けることを抑制できる。吸気口３８は、電子基板２１に実装された半導体チップのうちでＣＰＵ２１ａ以外に高温となる部品、例えばソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の直上に設けてもよい。但し、吸気口３８は、光源モジュール３４の機能を阻害しない必要があるため、光源モジュール３４からは外れた位置に配置される必要がある。

図３に示すように、導光板３２は、前後方向に並んだ各光源３４ａから照射された光を左右方向に導光することで（図３中に１点鎖線で示す光Ｌを参照）、各キートップ２４ａを発光させる。つまり光Ｌは、平面視でフレーム２６の各縦枠部２６ｃを横切るように導光され、各キートップ２４ａを下から発光させる。

図３に示すように、本実施形態の導光板３２は、一部に吸気口３８を形成する孔部３２ａ（吸気口３８）が形成されている。このため、各光源３４ａから照射され、導光板３２で導光された光Ｌは、一部の光Ｌ１，Ｌ２の導光が孔部３２ａによって阻害される。その結果、孔部３２ａと重なる位置や光Ｌの導光方向で孔部３２ａの下流側にあるキースイッチ２４のキートップ２４ａは、発光しないか或いは発光しても微小な光量となり、キーボード装置１２の品質を低下させる。そこで、当該電子機器１０は、図３に示すように、孔部３２ａに重なる位置にあるキースイッチ２４のそれぞれに個別光源４０を設置している。

図４は、個別光源４０が設置されたキースイッチ２４からキートップ２４ａを取り外した状態での平面図である。図５Ａは、個別光源４０を利用して発行するキースイッチ２４及びその周辺部を模式的に示す側面断面図である。図５Ｂは、導光板３２を利用して発行するキースイッチ２４及びその周辺部を模式的に示す側面断面図である。図６は、キーボード装置１２の一部を拡大した平面図である。

図４及び図５Ａに示すように、個別光源４０は、キートップ２４ａの直下でメンブレンシート３１の上面３１ｂに取り付けられている。個別光源４０は、例えばＬＥＤ素子である。個別光源４０は、孔部３２ａと重なる位置にある各キースイッチ２４の直下にそれぞれ設けられている（図２、図５Ａ及び図６参照）。図５Ａに示すように、個別光源４０から照射された光Ｌ３は、キートップ２４ａに設けられた透光部２４ｄを介してキートップ２４ａの上面側に透過する。透光部２４ｄは、キートップ２４ａの一部に設けられた透明或いは半透明の樹脂板部である。透光部２４ｄは、例えば各キートップ２４ａに表面に形成されたアルファベット等の文字や記号の部分である（図６参照）。

図６に示すように、個別光源４０は、キートップ２４ａの少なくとも一部が孔部３２ａに重なるキースイッチ２４にそれぞれ設けられる。本実施形態の場合、個別光源４０は、透光部２４ｄの少なくとも一部が孔部３２ａに重なるキースイッチ２４に設けている。具体的には、図６に示す構成例では、文字Ｏ、文字Ｐ、文字Ｌ及び記号＋の各キートップ２４ａが個別光源４０の光Ｌで発光する。

一方、図６に示す構成例において、孔部３２ａの外側にある文字Ｋは、導光板３２の光Ｌで発光する。図５Ｂに示すように、導光板３２で発光するキートップ２４ａは、その直下に形成されたメンブレンシート３１及びベースプレート３０の孔部３１ｃ，３０ｄを介して導光板３２からの光Ｌが照射される。この光Ｌは、個別光源４０の光Ｌ３と同様に、キートップ２４ａの透光部２４ｄを介してキートップ２４ａの上面側に透過する。

次に、個別光源４０の配線構造を説明する。図３に示すように、各個別光源４０は、配線４２ａ又は４２ｂが接続されている。これら配線４２ａ，４２ｂは、まとめてフレキシブル基板等で形成された配線４２に集合し、光源モジュール３４の配線３４ｂに対してその途中に割り込むように接続され、最終的には配線３４ｂと一体となって電子基板２１に接続される。個別光源４０は、全ての個別光源４０が１本の配線４２ａのみで接続されてもよいし、各個別光源４０毎に１本の配線４２ａを用いてもよい。

このように、個別光源４０は、光源モジュール３４の配線３４ｂを介して電子基板２１に接続されている。このため、個別光源４０は、光源モジュール３４の他の光源３４ａと同期して発光する。その結果、キーボード装置１２は、導光板３２を利用しているか或いは個別光源４０を利用しているかに関わらず、所定のオン操作により、全てのキートップ２４ａが同時に発光する。

ここで、仮に、個別光源４０が、配線３４ｂに接続されず、他の専用配線やメンブレンシート３１の配線３１ｂ等を利用して電子基板２１に接続されている構成を考える。この構成では、個別光源４０が、光源モジュール３４の光源３４ａと同期して発光するためには、例えばＣＰＵ２１ａ等で光源モジュール３４と個別光源４０とを同期して発光させるための特別な制御プログラム等が必要となり、制御系統が複雑化する。また、この構成では、個別光源４０の配線４２ａ，４２ｂを電子基板２１に接続するために、電子基板２１に設けるコネクタのピン数を個別光源４０の有無によって変更する必要がある。このため、この構成では、吸気口３８の有無により、電子基板２１の構成も変更する必要があり、部品の共通化が困難で部品コストが増加する。

これに対し、当該電子機器１０は、上記のように特別の制御手法等を用いることなく、個別光源４０と光源モジュール３４の配線を集合させただけの簡素な構成でありながらも、全てのキートップ２４ａを同時に発光させることができる。また、個別光源４０からの配線４２ａ，４２ｂは、光源モジュール３４からの配線３４ｂを介して電子基板２１に接続されるため、吸気口３８の有無に関わらず、共通の電子基板２１を利用でき、部品の共通化が図られ、部品コストを低減できる。

なお、部品点数やコストの問題が少ない場合等には、個別光源４０は、配線４２ａ，４２ｂを介して直接的に電子基板２１に接続されてもよい。この場合、電子機器１０に搭載される制御部、例えばＣＰＵ２１ａは、光源モジュール３４の各光源３４ａと個別光源４０とを同期して発光させるように制御する構成とすることが好ましい。

以上のように、本実施形態の電子機器１０では、導光板３２を備えたキーボード装置１２が上下方向に空気を通過させる吸気口３８を有する。そして、電子機器１０は、吸気口３８と重なる位置にある一部のキートップ２４ａの下面側に個別光源４０を備える。これにより、導光板３２が吸気口３８で欠落する部分でも、発光が必要なキートップ２４ａの全てを光板３２及び個別光源４０で発光させることができる。

また、電子機器１０によれば、キーボード装置１２を上下に連通する吸気口３８により、高い冷却性能を確保できる。しかも、発光が必要なキートップ２４ａの全てを光板３２及び個別光源４０を介して同期して発光させることもできる。また、電子機器１０は、個別光源４０を一部のキートップ２４ａの発光のみに利用している。このため、全てのキートップ２４ａにそれぞれ個別光源を設置して発光させるような構成と比べて、製造コストを大幅に低減できる。

また当該電子機器１０では、図３及び図６に示すように、吸気口３８は、左右に隣接した２個以上のキートップ２４ａ（図６では、例えばＯキーとＰキー、Ｌキーと＋キー）の少なくとも一部と重なる範囲を含む大きさの開口面積を有する。同時に、吸気口３８は、前後に隣接した２個以上のキートップ２４ａ（図６では、例えばＯキーとＬキー、Ｐキーと＋キー）の少なくとも一部と重なる範囲を含む大きさの開口面積を有する。これにより吸気口３８は、大きな開口面積で大きな吸気量を確保しつつ、重なる位置にあるキートップ２４ａは個別光源４０によって確実に発光させることが可能となっている。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

上記では、フレーム２６がカバー部材２７と一体成形され、このフレーム２６に対して下からキーボード装置１２を固定する構成を例示した。しかしながら、電子機器１０は、例えばカバー部材２７の上面１４ａに浅い凹状部を設け、この凹状部にキーボード装置１２を上から固定した構成であってもよい。この構成の場合、吸気口３８は、カバー部材２７の凹状部の底面にも孔部３２ａ等と同様な孔部を形成した構成とするとよい。

１０ 電子機器
１２ キーボード装置
１４ 機器筐体
２１ 電子基板
２４ キースイッチ
２４ａ キートップ
２４ｂ 透光部
３０ ベースプレート
３１ メンブレンシート
３１ｂ，３４ｂ，４２，４２ａ，４２ｂ 配線
３２ 導光板
３４ 光源モジュール
３４ａ 光源
４０ 個別光源

Claims (5)

1. 電子機器であって、
   機器筐体と、
   複数のキートップと、該複数のキートップを支持するベースプレートと、該ベースプレートの上面側に積層されたメンブレンシートと、前記ベースプレートの下面側に積層された導光板と、該導光板を介して前記キートップに光を照射する光源モジュールと、を有し、前記機器筐体の上面側に設けられたキーボード装置と、
   を備え、
   前記キーボード装置は、上下方向に空気を通過させる吸気口を有し、
   さらに、前記複数のキートップのうち、前記吸気口と重なる位置にある一部のキートップの下面側に設けられた個別光源を備えることを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器であって、
   さらに、前記機器筐体の内部に設けられた電子基板と前記光源モジュールとの間を接続する第１配線と、
   前記第１配線と前記個別光源との間を接続する第２配線と、
   を備え、
   前記個別光源は、前記第２配線及び前記第１配線を介して前記電子基板と接続されていることを特徴とする電子機器。
3. 請求項１又は２に記載の電子機器であって、
   前記吸気口は、前記光源モジュールから外れた位置に設けられていることを特徴とする電子機器。
4. 請求項３に記載の電子機器であって、
   前記吸気口は、左右に隣接した少なくとも２個の前記キートップの少なくとも一部と重なる範囲、及び前後に隣接した少なくとも２個の前記キートップの少なくとも一部と重なる範囲のうち、少なくとも一方の範囲を含む大きさで開口していることを特徴とする電子機器。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記個別光源は、前記光源モジュールと同期して発光することを特徴とする電子機器。
   

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