JP4768757B2 - 携帯式コンピュータおよび排水構造 - Google Patents

Description

本発明は、キーボードを備える携帯式コンピュータの排水構造に関する。

ノートブック型パーソナル・コンピュータ（以下、ノートＰＣという。）は、システム筐体にディスプレイ筐体が開閉できるように取り付けられている。システム筐体の表面には、キーボード・アセンブリが取り付けられている。キーボード・アセンブリはそれぞれ独立した部品である複数のキーがキーボード・ベースの上に取り付けられて、システム筐体に装着される。

ユーザはノートＰＣを使用するときに、キーボードの上に飲み物をこぼしたり、屋外で雨天のときに使用したりして、キーボード・アセンブリの上に何らかの液体が降りかかることがある。ノートＰＣのシステム筐体には、マザー・ボード上に多数の電子デバイスが実装されており、キーボード・アセンブリの上に降りかかった液体は、それらに触れないようにしてノートＰＣから排出する必要がある。従来のノートＰＣでは、キーボード・ベースに降りかかった液体を、開口断面が円形や正方形に近い排水路をシステム筐体の内部を貫通させてシステム筐体の底部から排水していた。

特許文献１には、ノートブック型コンピュータのキーボードに落ちた液体の排水に関する発明が開示されている。この発明では、キーボードのベース・プレートに流入した液体が、第１排出ホールを通ってデッキ・ケースの下のガイド・チャネルに排出され、ガイド・チャネルに排出された液体はガイド・チャネルの第２排出ホールを通って外部に排出される。
特開２００３−１２２４５４号公報

従来のノートＰＣでは、キーボード・ベースからシステム筐体の底面までは、スペース効率のよい円形や正方形に近い形状の開口断面の排水路がマザー・ボードを貫通していた。しかし、開口断面が円形や正方形に近い形状の排水路では液体の表面張力で流れが悪くなり、十分に排水できないという問題があった。

そこで本発明の目的は、排水能力に優れた携帯式コンピュータの排水構造を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような排水構造を採用した携帯式コンピュータを提供することにある。

本発明の携帯式コンピュータに実装されるキーボード・アセンブリの排水構造は、排水部が形成されたトレイ状のキーボード・ベースと、縦長の開口断面を備え排水部から排水された液体を排出する排水路とを備える。縦長の開口断面の排水路により、円形や正方形の開口断面に比べて、自然落下で液体を排出するときに毛管現象で液体が内部に滞留しにくくなる。好ましくは、排水路の開口断面を縦横比が３対１以上の長方形にすることができる。

排水路は、縦横比が３対１以上のスリット開口が形成され排水部から流れてきた液体を受け取るドレン受けと、スリット開口の形状を維持する開口断面を備えた排水路が形成された排水ダクトとを含んで構成することができる。そして、排水部はキーボード・ベースの側壁に形成された切り欠き部で構成することができる。この場合スリット開口の長さを切り欠き部の長さより長くすると、多量の液体が流れてきたときに、液体が排水路の内壁全体を濡らして大きな表面張力が生ずる前に排出されるので排水路に滞留することが少なくなる。また、切り欠き部の中心とスリット開口の中心をシフトさせ、キーボード・ベースの側壁とスリット開口とが長手方向においてオーバーラップするようにしても同様の効果を得ることができる。

本発明により、排水能力に優れた携帯式コンピュータの排水構造を提供することができた。さらに本発明により、そのような排水構造を採用した携帯式コンピュータを提供することができた。

図１は、本実施の形態にかかるノートＰＣ１０の外観を示す斜視図である。ノートＰＣ１０は、ディスプレイ筐体１３に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モジュール１５が収納されている。システム筐体１１には、プロセッサ、マザー・ボード、無線モジュール、ハードディスク・ドライブなどのシステム・デバイスが収納されている。システム筐体１１の上面には、キーボード・アセンブリ１７とパーム・レスト１９が取り付けられている。システム筐体１１とディスプレイ筐体１３は、ヒンジ部２１ａ、２１ｂで開閉可能なように結合されている。

図２は、ノートＰＣ１０のシステム筐体側の構成を示す分解斜視図である。システム筐体１１は軽金属で成形され、複数のタッピング・ボス２５ａ〜２５ｅが底面に形成されている。システム・デバイスを収納したシステム筐体１１の上には、中間部材２３がタッピング・ボス２５ａ〜２５ｄに取り付けられ、中間部材２３とシステム筐体１１の底面との間にはシステム・デバイスを収納する空間が確保されている。中間部材２３は、キーボード・アセンブリ１９の周囲では、ディスプレイ筐体１３を開いたときに露出する意匠部２３ａ、２３ｂ、２３を備えている。

中間部材２３はまた、キーボード・アセンブリ１７の下ではキーボード・アセンブリ１９を取り付けるためのフレーム２３ｅと、パーム・レスト１９の下部でパーム・レスト１９に対してキーボード操作をするユーザの手により加えられた圧力を支える支持部２３ｄを備えている。意匠部２３ａ〜２３ｃ、フレーム２３ｅ、および支持部２３ｄはアルミニウムやマグネシウムなどの軽合金のダイカストで一体成形されている。支持部２３ｄの下には、バッテリィ・パック２７が配置されている。

図３は、キーボード・アセンブリ１７に降りかかった水分を排出する排水構造を説明するための斜視図である。キーボード・アセンブリ１７は複数のキーが取り付けられるキーボード・ベース５１を含んでいる。キーボード・ベース５２は、底面５４の周囲が側壁５２で囲まれたトレイのような形状に形成されている。側壁５２の一部には、側壁がキーボード・ベース５１の底面５４まで削り取られた切り欠き部５３ａ、５３ｂが形成されている。

切り欠き部５３ａ、５３ｂに対応したキーボード・ベース５２の下側の位置には、ドレン受け５７ａ、５７ｂが設けられている。ドレン受け５７ａ、５７ｂは、切り欠き部５３ａ、５３ｂから流れ込んできた液体が外にこぼれないように周囲が側壁で囲まれた面に、スリット開口５５ａ、５５ｂが形成されている。スリット開口５５ａ、５５ｂの形状は、それぞれ縦が２５ｍｍで横が４ｍｍの縦長の長方形である。スリット開口５５ａ、５５ｂはそれぞれが開口縁の形状を維持した開口断面または内面を備えるダクト５９ａ、５９ｂにより下方向に延びている。スリット開口５５ａ、５５ｂの開口縁は、ドレン受け５７ａ、５７ｂの平面上におけるスリット開口の縁を意味する。図３では説明を明瞭にするために中間部材２３に関する部分を簡略化して記載しているが、ドレン受け５７ａ、５７ｂおよびダクト５９ａ、５９ｂは中間部材２３に一体として形成されている。

図４は、図３の平面図である。図４には、開口縁５６ａ、５６ｂのスリットで形成されたスリット開口５５ａ、５５ｂの縦の長さＬ２、Ｌ４がそれぞれ切り欠き部の長さＬ１、Ｌ２よりも長い様子が示されている。スリット開口５５ａ、５５ｂの縦横比は、できるだけ狭い占有空間のなかで所定の排水能力を発揮するために３：１またはそれ以上が望ましい。

図５（Ａ）は図４のドレン受け５７ｂに対するＡ−Ａ断面を示し、図５（Ｂ）は図４のＢ−Ｂ断面を示す。図５（Ａ）、（Ｂ）には、システム筐体１１にもダクト６３ｂが形成されて、中間部材２３がシステム筐体１１に取り付けられたときにダクト５９ｂとダクト６３ｂの端部が付き合わされて、スリット開口５５ｂの開口縁５６ｂの形状を維持した排水路が連続して形成された様子が示されている。そして排水路は、システム筐体１１の底面に形成された開口６１に通じている。開口６１の開口縁の形状は、スリット開口の開口縁５６ｂの形状と同じであり、開口縁５６から開口６１までの排水路では、同様の形状が維持されている。ただし、排水路の一部に開口縁５６ｂの形状に対して縦および横またはそのいずれか一方が大きい開口断面の排水路が存在していてもよい。ドレン受け５７ａに連絡する排水路も同じような構造になっている。

つぎに図３〜図５を参照して、本実施の形態にかかる排水構造による排水について説明する。キーボード・アセンブリ１７に誤って注がれた液体は、キーの隙間から下におちて一旦キーボード・ベースの底面５４に溜まる。キーボード・ベースの底面５４はすべての開口部がシールされており、さらに側壁５２が存在するために、ノートＰＣ１０の使用時の姿勢では切り欠き部５３ａ、５３ｂ以外の場所から液体がシステム筐体１１の内部にこぼれ落ちることはない。

キーボード・ベース５１の底面５４は、切り欠き部５３ａ、５３ｂ側に若干傾斜しており、液体はやがて切り欠き部５３ａ、５３ｂからドレン受け５７ａ、５７ｂのスリット開口５５ａ、５５ｂに入る。液体は、ドレン受けの平面部分を経由してからスリット開口５５ａ、５５ｂに入る場合もあるが、ドレン受けの平面部分の周囲には側壁が形成されているので、システム筐体１１の内部に液体がこぼれ落ちることはない。

スリット開口５５ａ、５５ｂの長手方向の長さＬ２、Ｌ４は、切り欠き部５３ａ、５３ｂの長手方向の長さよりも長いので、ドレン受け５７ａ、５７ｂに液体が落ちるときにスリット開口５５ａ、５５ｂの長手方向（縦方向）の全体に渡って液体がダクト５９ａ、５９ｂの内面を濡らさないようになっている。

言い換えると、スリット開口５５ａ、５５ｂの横の内壁が濡れにくい構造になっている。したがって、ダクト５９ａ、５９ｂの内壁では、縦の内壁だけが濡れることになる。図６は、ダクトの中の液体の様子を説明する図である。図６（Ａ）に示すように垂直に立てられて両端が開放された管やダクトの内部に液体が高さｈで滞留しているときの状態は毛管現象と表面張力で説明することができる。液体でダクトの内壁が濡れると液体と固体である内壁の分子間に引き合う力が働き、さらに液体の表面には表面張力が働いて縮まろうとする。

表面張力とは、液体の表面の単位長さに作用する力をいう。固体の内壁と液体が引き合う力が、液体分子同士が引き合う力より大きい場合には、液面の表面に中央部が凹んだメニカスという曲面が発生する。メニカスの曲面においては、液体の表面と壁面との間に接触角θという所定の角度が生じている。メニカスの周囲とダクトの内壁が接触したところで考えると、表面張力Ｔの垂直成分Ｔｃｏｓθが、ダクトの内断面積、液体の密度、および高さｈで決まる重量と釣り合っている状態となる。

したがって、壁面と液体の縁が接触する長さが長いほど液体をダクトの中に引き留める力が大きくなり、ダクトの内断面積が大きいほど液体が落下しようとする力が大きくなる。そして落下する力が引き留める力よりも大きくなったときに自然落下で液体がダクトの中から排出される。図６（Ｂ）ないし図６（Ｄ）は、さまざまな断面形状のダクトの中に液体が滞留している様子を示している。

図６（Ｂ）は、内壁が正方形の断面をしたダクト１０５において、内壁のすべての面に液体１０３ｂが接触している状態を示す。図６（Ｃ）は内壁が長方形の断面をしたダクト１０７において、内壁のすべての面に液体１０３ｃが接触している状態を示す。したがって、ダクト１０５およびダクト１０７では４面の内壁とメニカスの周囲との接触部の縁に働く表面張力Ｔの垂直成分Ｔｃｏｓθが液体を支えていることになる。ダクト１０５とダクト１０７では、内壁で囲まれる開口断面の断面積を同じにしているため、液体が落下する力は同じになる。また、ダクト１０５でも開口断面の面積が大きいほど支える力に対する落下する力の割合が大きくなるので、液体は落下しやすくなる。しかし、同じ面積の正方形と長方形を比べたときに、４辺の長さの合計は長方形の方が大きく、また、長方形の縦横比を大きくするほど４辺の長さの合計は大きくなる。したがって、同じ重量の液体が内部に滞留する状態を考えたときに、ダクト１０５よりもダクト１０７の方が液体は落下しやすくなる。

図６（Ｄ）では、ダクト１０６の内壁の縦横比をさらに大きくして、縦の内壁１０９ａ、１０９ｂには液体１０３ｄが接触しているが、横の内壁１０９ｃ、１０９ｄには液体１０３ｄが接触していない様子を示している。この場合、液体１０３ｄをダクトの中で支える力は、内壁１０９ａ、１０９ｂと液体１０３ｄのメニカスの周囲との接触部の縁に働く表面張力の垂直成分だけになるため、液体１０３ｃと液体１０３ｄの重量が同じだとしても、ダクト１０９の方が液体は排出しやすくなる。内壁１０９ａ、１０９ｂに加えて内壁１０９ｃまたは内壁１０９ｄのいずれか一方だけが接触する場合であっても、ダクト１０９はダクト１０７より排出しやすくなる。

図７は、切り欠き部５３ａの長さとスリット開口１１０ａの開口縁１１１ａの長さをともにＬ１として、さらに、切り欠き部５３ａの長さ方向の中心１１２と、スリット開口１１０ａの長さ方向の中心１１３を長さＸだけずらした状態を示した排水構造の例を示している。このようにすると、キーボード・ベース５１の側壁５２とスリット開口１１０ａが長さＸだけオーバーラップするために、キーボード・ベースからドレン受け１１５に流れてきた液体が一気にスリット開口１１０ａの内壁の全体に接触して液体を支える力が強まる前に、液体を外部に排出することができるようになる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

本実施の形態にかかるノートＰＣの外観を示す斜視図である。 ノートＰＣのシステム筐体側の構成を示す分解斜視図である。 キーボード・アセンブリに降りかかった水分を排出する排水構造を説明するための斜視図である。 図３の平面図である。 図４の部分断面図である。 ダクトに液体が滞留するときの様子を説明する図である。 排水構造の他の例を説明する図である。

符号の説明

１１…システム筐体
１７…キーボード・アセンブリ
１９…パーム・レスト
２３…中間部材
２５ａ〜２５ｅ…タッピング・ボス
２７…電池パック
５１…キーボード・ベース
５２…側壁
５３ａ、５３ｂ…切り欠き部
５４…底面
５５ａ、５５ｂ…スリット開口
５７ａ、５７ｂ…ドレン受け
５９ａ、５９ｂ…ダクト

Claims (7)

1. 上面にキーボードとパーム・レストが配置され底面に排水口を備えるシステム筐体と、
   前記キーボードのキーが取り付けられた底面と該底面の周囲を囲み一部に切り欠き部が形成された側壁を含むキーボード・ベースと、
   前記排水口に整合する位置に縦横比が３対１以上のスリット開口が形成され前記切り欠き部から流れてきた液体を受け取るドレン受けと、
   前記スリット開口の開口縁から前記排水口の開口縁まで前記スリット開口の開口縁の形状を維持するかまたはそれより大きい開口断面を備える排水ダクトと
   を有する携帯式コンピュータ。
2. 前記スリット開口の開口縁の形状と前記排水口の開口縁の形状が一致している請求項１に記載の携帯式コンピュータ。
3. 前記スリット開口の長手方向の長さが前記切り欠き部の長さより長い請求項１または請求項２に記載の携帯式コンピュータ。
4. 前記切り欠き部の中心と前記スリット開口の中心が長手方向にシフトしており、前記キーボード・ベースの側壁と前記スリット開口とが長手方向においてオーバーラップしている請求項１または請求項２に記載の携帯式コンピュータ。
5. 前記ドレン受けが、前記キーボードが取り付けられ前記パーム・レストを内側から補強する中間部材に一体として形成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
6. 前記排水ダクトが、前記中間部材に一体として形成されている請求項５に記載の携帯式コンピュータ。
7. 前記切り欠き部が前記キーボードと前記パーム・レストの境界部分に形成されている請求項１から請求項６のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。

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