(57)【要約】    【課題】  ケーブル端子と基板端子との位置のずれに対応し、一種類のキーボード・ユニットで複数のプレイナー・ボードの配置に対応できる接続構造を提供する。    【解決手段】  フラット・ケーブル３１は、ベース・プレート２１とプレイナー・ボード１７との間に、折り返し部１１０で曲面状に折り曲げられている。フラット・ケーブルの先端にはケーブル端子３３が取り付けられ、さらにスリット１１１ａ、１１１ｂが形成されている。プレイナー・ボード１７には、基板端子１９が取り付けられている。基板端子の位置がずれてケーブル端子３３が面内方向に変位すると、スリットで区切られたケーブル・ブロック１１９ａ〜１１９ｃが回転してフラット・ケーブル３１に発生するストレスを吸収する。ケーブル・ブロックの回転量は、スリット幅が決定する。【選択図】      図５
2007080929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キーボード・ユニットの配線構造であって、
複数のキーが配置されたベース・プレートと、
前記ベース・プレートに対して所定の間隔で対向する回路基板と、
前記ベース・プレートの引き出し部から引き出され複数のケーブル・ブロックを構成するように長手方向にスリットが形成された曲面状の折り返し部を備えるフラット・ケーブルと、
前記フラット・ケーブルの先端側に取り付けられたケーブル端子と、
自然状態にある前記フラット・ケーブル面内において定義された前記ケーブル端子の中心を通過する第１の基準線に対して実質的に平行で該第１の基準線から所定の距離だけ離れた位置に定義された第２の基準線が中心を通過するように前記回路基板に取り付けられ前記ケーブル端子に接続された基板端子とを有し、
前記ケーブル端子を前記基板端子に接続した状態において前記ケーブル・ブロックが前記折り返し部で回転している配線構造。
【請求項２】
前記フラット・ケーブルが自然状態で折り返した状態において前記ケーブル端子の中心線と前記基板端子の中心線が平行であり、前記フラット・ケーブルの前記ケーブル端子を前記第１の基準線に垂直な方向に垂直移動をさせて前記基板端子に接続した請求項１記載の配線構造。
【請求項３】
前記フラット・ケーブルは幅ｓの前記スリットによりそれぞれ幅ａの第１のケーブル・ブロックと第２のケーブル・ブロックに分割され、前記第１の基準線と前記第２の基準線の間隔がｍであり、前記第１のケーブル・ブロックの端部と前記第２のケーブル・ブロックの端部が回転して相互に接触しかつ前記第１のケーブル・ブロックと前記第２のケーブル・ブロックが前記折り返し部において間隔ｂで対向している前記ベース・プレートと前記回路基板に接触しているときに、前記スリット幅ｓが、
【数１】
2007080929.tif 000008
で計算した値以上である請求項２記載の配線構造。
【請求項４】
前記フラット・ケーブルが自然状態で折り返した状態において前記ケーブル端子の中心線と前記基板端子の中心線が所定の角度で交差しており、前記ケーブル端子を前記第１の基準線に垂直な方向の垂直移動と前記折り返し部を中心とする回転移動をさせて前記基板端子に接続した請求項１記載の配線構造。
【請求項５】
前記第１の基準線が前記ベース・プレートの長手方向の縁に実質的に平行になるように前記フラット・ケーブルを前記ベース・プレート上に配置した請求項１記載の配線構造。
【請求項６】
前記ケーブル・ブロックの幅は、前記ベース・プレートと前記回路基板との間隔より小さい請求項１記載の配線構造。
【請求項７】
前記スリットは、前記折り返し部の境界から前記引き出し部側と前記先端側にそれぞれ少なくとも前記ベース・プレートと前記回路基板の間の距離だけ形成されている請求項１記載の配線構造。
【請求項８】
前記フラット・ケーブルは少なくとも前記引き出し部近辺で５層の両面構造となっており前記両面構造に続いて前記スリットの位置の近辺まで４層の片面構造になっており前記スリットの位置で３層の片面構造となっている請求項１記載の配線構造。
【請求項９】
前記４層の片面構造と前記３層の片面構造の境界ではカバー層が略Ｌ字状になっている請求項８記載の配線構造。
【請求項１０】
前記スリットを形成する長手方向の２つの端部を曲線状に形成した請求項１記載の配線構造。
【請求項１１】
前記ケーブル・ブロックの数を前記フラット・ケーブルの前記折り返し部以外の場所における幅を前記ベース・プレートと前記回路基板の間の距離で除した値を整数化した数として選択した請求項１記載の配線構造。
【請求項１２】
表示装置と
前記表示装置を回動可能に支持するシステム筐体と、
前記システム筐体に収納される回路基板と、
前記システム筐体の表面に実装されたキーボード・ユニットと、
前記キーボード・ユニットと前記回路基板とを接続する配線構造とを有し、
前記配線構造が請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載された配線構造であるコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフラット・ケーブルを使用してコンピュータのキーボードとプレイナー・ボードを接続するキーボードの配線構造に関し、さらにはキーボードとプレイナー・ボードをＦＰＣケーブルで接続する際に端子の位置がシフトしてもストレスが発生しない配線構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。）では、液晶表示装置がシステム筐体に回動自在に取り付けられた蓋の内側に設けられている。蓋を閉じた状態で液晶表示装置の表示面に対向するようにキーボード・ユニットがシステム筐体に取り付けられている。キーボード・ユニットは、ノートＰＣに対する入力装置の１つである。キーボード・ユニットには、ベース・プレートの上面に英字キー、テンキー、ファンクション・キーといった複数の打鍵用ボタン（キー）が配列されている。
【０００３】
一方、システム筐体の中には、ＣＰＵ、メモリ、ＢＩＯＳ  ＲＯＭ、拡張スロットなどの基本的なデバイス群を搭載したプレイナー・ボードが収納されている。プレイナー・ボードは、マザー・ボードあるいはシステム・ボードとも言われている。キーボード・ユニットの各キーが押下されたときの信号は、ノートＰＣに対するユーザの入力信号としてプレイナー・ボードに転送される。一般に、キーボード・ユニットはシステム筐体とは別に製作され、プレイナー・ボードが取り付けられた後にシステム筐体に取り付けられる。
【０００４】
したがって、キーボード・ユニットをシステム筐体に取り付ける際には、キーボード・ユニットとプレイナー・ボードを電気的に接続する必要がある。キーボード・ユニットとプレイナー・ボードを接続する方法には、たとえば特許文献１に記載されているような移動の自由度をもたせてキーボード・ユニットに取り付けた端子とプレイナー・ボードの端子を直接接続する方法がある。
【０００５】
また、特許文献１の発明に対する従来技術として、キーボード・ユニットとプレイナー・ボードを、端子が取り付けられたフレキシブル・プリント回路基板（以下、ＦＰＣという。）で接続する方法が同文献に記載されている。ＦＰＣは、ポリイミドからなるベース・フィルムの片面または両面に、銅箔の精密エッチングによって回路部を形成し、さらにその上にポリイミドまたはポリエステルなどのフィルムによるカバー・レイで表面を保護する構造である。ＦＰＣは、その平面に垂直な方向（面外方向）に屈曲させるのに適した構造であり、ノートＰＣや携帯電話などのような電子機器の配線に多く使われている。しかし、ＦＰＣは平面に平行な方向（面内方向）への屈曲ができない構造のため、面内方向に無理に屈曲させるとＦＰＣにストレスが発生して配線パターンの亀裂や端子のハンダ接続部に剥離をもたらすという欠点を有する。
【０００６】
特許文献２は、複数の配線ごとにスリットを入れ、分離構造を持つことによりあらゆる方向に屈曲することができる狭ピッチ構造のフレキシブル・フラット・ケーブルを開示する。このような構造を採用して、同文献の図２に記載されたクランク状の接続を可能にしている。特許文献３には、複数の導体を絶縁被覆テープで挟んだ構造を採用し、絶縁被覆テープに導体と平行に切り欠き部を形成して可撓性を向上した補強板付テープ電線を開示する。
【特許文献１】特開２００１−２９７８１３号公報
【特許文献２】特開平７−２８８０４１号公報
【特許文献３】実開平１−１７６３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ノートＰＣにおけるキーボード・ユニットとプレイナー・ボードとの電気的な接続構造として、特許文献１に記載されたようなＦＰＣ接続方式を採用するとプレイナー・ボードにおける端子取り付け位置の変化に対応する自由度が向上する。ＦＰＣ接続方式では、ＦＰＣケーブルの一端がキーボード・ユニットを構成するベース・プレートでキーからの信号回路に接続され、他端にはケーブル端子が取り付けられている。そして、ＦＰＣケーブルは通常ベース・プレートからの引き出し部以外はベース・プレートに固定されている部分はない。このようなケーブル端子付きＦＰＣケーブルは、キーボード・ユニットの構成要素になっておりキーボード・ユニットはキーボード・メーカで製造される。また、プレイナー・ボードには、ケーブル端子に接続される基板端子が取り付けられる。
【０００８】
プレイナー・ボードには、イーサネット（登録商標）、ＵＳＢ、および電源などの各種外部コネクタが周辺部に取り付けられ、これらのコネクタに対してシステム筐体の外からアクセスすることができるようになっている。近年、ノートＰＣもＬＣＤパネルのサイズが拡大したり縦横のアスペクト比が多様になったりして、プレイナー・ボードは変更しないでシステム筐体の縦横のサイズだけを変更したモデルが多くなってきている。この場合でも、プレイナー・ボードは外部コネクタがシステム筐体の外からアクセス可能となる位置に配置されるようにシステム筐体に取り付ける必要があるため、ノートＰＣの中心位置に対するプレイナー・ボードの位置はモデルにより変化する。一方、キーボード・ユニットは、キー数に応じてその大きさが規格で決まっており、モデルが変わっても、システム筐体の中央部に配置される。
【０００９】
同一のキーボード・ユニットをさまざまなモデルのノートＰＣに適用しようとすると、ＦＰＣケーブルの幅方向におけるケーブル端子の位置とプレイナー・ボードの基板端子の位置にずれが発生する場合がある。その場合でもＦＰＣケーブルは、面内方向にはほとんど可撓性がないので捻りを加えたり余分な曲がりを加えたりして歪みが発生するように変形させて、面外方向の屈曲性を捻出することである程度は対応できる。しかし、ケーブル・ユニットのベース・プレートとプレイナー・ボードとの間隔は数ミリ程度と非常に狭いため、ＦＰＣケーブルの歪みに期待する方法では対応に限度がある。
【００１０】
たとえばＦＰＣケーブルに曲面状の折り返し部を設けてＦＰＣケーブルの幅方向に位置がずれた基板端子にケーブル端子を接続すると、ＦＰＣケーブルは面内移動により生じたストレスを吸収するために面外方向に捻れた形状になる。ケーブル端子をプレイナー・ボードに接続したあとにベース・プレートをシステム筐体に取り付けると、ベース・プレートとプレイナー・ボードとの間隔が狭いため、ＦＰＣケーブルはベース・プレートとプレイナー・ボードから圧力を受けて部分的に折れ曲がり導体パターンの亀裂や被覆層の剥離などが発生することがある。
【００１１】
ノートＰＣの製造メーカは、全世界の主要言語に対応するためにノートＰＣの１モデルに対して３０種類以上の異なるキー配列を備えるキーボードを常備する必要がある。このため、上述の位置ずれに対応するためにキーボード・ユニットからのＦＰＣケーブルの引き出し位置やＦＰＣケーブルの形状を変更してノートＰＣのモデルごとにキーボード・ユニットを用意するとなると部品点数が増えるため、コストの増大や部品管理の煩雑化を招き好ましくない。したがって、同一のキーボード・ユニットで多くのノートＰＣのモデルに対応できることが望ましい。
【００１２】
そこで本発明の目的は、ケーブル端子と基板端子との位置がずれてもストレスを発生させないキーボート・ユニットと回路基板の接続構造を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような配線構造を採用したコンピュータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明においては、キーボード・ユニットの配線構造が、ベース・プレートと回路基板とフラット・ケーブルとケーブル端子と基板端子で構成される。ベース・プレートと回路基板は所定の間隔で対向している。ベース・プレートから引き出されたフラット・ケーブルは、曲面状の折り返し部を備えベース・プレートと回路基板との間に挟み込まれている。フラット・ケーブルの先端側にはケーブル端子が取り付けられ、回路基板には基板端子が取り付けられている。自然状態にあるフラット・ケーブルについてケーブル端子の中心を通過する第１の基準線が定義されている。第１の基準線は、ケーブル端子の長手方向の中心線に直角またはそれ以外の角度で交差している。
【００１４】
基板端子は、第１の基準線に対して実質的に平行で第１の基準線から所定の距離だけ離れた位置に定義された第２の基準線が中心を通過するように回路基板に取り付けられている。第１の基準線と第２の基準線の距離は、ケーブル端子の面内方向のシフト量を画定する。したがって、ケーブル端子と基板端子とを接続したときには、フラット・ケーブルは自然状態を維持することができなくなり、かつ、上下がベース・プレートと回路基板で挟まれているためフラット・ケーブルにストレス原因が発生する。
【００１５】
本発明では、ケーブル端子が基板端子に接続されるときは、ケーブル端子が第１の基準線に対して垂直な方向へ移動する垂直移動を含むようにしているが、基板端子の中心線とケーブル端子の中心線が所定の角度で交差するように両端子を取り付けて、垂直移動に加えてさらに折り返し部を中心とする回転移動を含むようにしてもよい。ケーブル端子が回転移動を含むようにすると、垂直移動だけの場合よりも第１の基準線と第２の基準線の間隔に相当する基板端子の許容シフト量をより多くすることができる。
【００１６】
折り返し部は、自然状態にあるフラット・ケーブルがベース・プレートと回路基板とに挟まれてもベース・プレートや回路基板には接触しない。基板端子に接続するためにケーブル端子を垂直移動させたとき、フラット・ケーブルは折り返し部においてケーブル・ブロックが回転して傾斜することでストレス原因を吸収する。フラット・ケーブルがベース・プレートと回路基板との間に挟まれたとき、回転したケーブル・ブロックの端部がベース・プレートと回路基板に当たりさらにケーブル・ブロックの端部同士が当たって回転動作が制約されるまで折り返し部はフラット・ケーブルに発生するストレス原因を吸収する。このようなケーブル端子の垂直移動に対するスリットのストレス吸収作用によりフラット・ケーブルの損傷やケーブル端子または基板端子のハンダ接続部の損傷などを防止することができる。
【００１７】
キーボードは通常、ユーザが使用するときに左右方向に長くなっている。第１の基準線がベース・プレートの長手方向に実質的に平行になるようにフラット・ケーブルをベース・プレートに配置すると、フラット・ケーブルの長手方向において発生するケーブル端子に対する基板端子の取り付け位置の許容シフト量を増大させることができる。スリット幅は、第１の基準線と第２の基準線の距離であるフラット・ケーブルの面内方向における基板端子の許容シフト量の最大値を決定する要素となる。スリット幅の最低値は、スリットで分割される個々のケーブル・ブロックの幅、ベース・プレートと回路基板との間隔、およびケーブル端子がフラット・ケーブルの幅方向にシフトする距離で計算することができる。スリット幅を大きくしてゆくと折り返し部全体の幅が広くなってベース・プレートと回路基板との間に収まらなくなったり、接続作業時に作業員が工具などに引っかけてケーブル・ブロックを切断したりするので、スリット幅の最大値はこれらの点を考慮して決定する。
【００１８】
ケーブル・ブロックの幅をベース・プレートと回路基板との間隔より小さくすると、ケーブル・ブロックがベース・プレートと回路基板の制約を受けないでスリットを消費しながら円滑に回転することができ、フラット・ケーブルにストレスを与えることがない。スリットは、折り返し部の境界から引き出し部側とケーブル端子側にそれぞれ少なくともベース・プレートと回路基板との距離にほぼ等しい距離だけ確保されている。このような構成を採用することで、スリットの長さを折り返し部だけに限定する場合よりも、ケーブル・ブロックの回転を円滑に行い、フラット・ケーブルに発生するストレスを抑制することができる。
【００１９】
フラット・ケーブルは、引き出し部近辺で５層の両面構造を採用して引き出し部でのキー側の配線との接続を容易にするとともに、途中で導体パターンをスルー・ホールによって片面側に集め、スリットが形成された位置では３層の片面構造を採用して柔軟性を向上させている。また、３層構造と４層構造の境界ではカバー層が略Ｌ字状に形成されて屈曲したときにストレスが集中することを回避している。また、各スリットの長手方向の２つの端部を曲線状に形成してスリットの端部で亀裂が入らないようにしている。
【００２０】
スリットで分割されたケーブル・ブロックの数を多くしたほうが折り返し部の柔軟性を向上することができるが、あまり多くするとスリットのエッジから最低確保しなければならない導線パターンまでの距離により、スリット部におけるフラット・ケーブルの幅に対する導線パターンの収納効率が低下する。本発明では、フラット・ケーブルの折り返し部以外の場所における幅をベース・プレートと回路基板との距離で除した値を整数化した数として決定することが望ましい。整数化するには、小数点以下を切り捨てたり切り上げたりあるいは四捨五入したりする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、ストレスが少なくて自由度の高いキーボート・ユニットと回路基板の接続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配線構造を採用したコンピュータを提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本実施の形態にかかるノートブック型パーソナル・コンピュータ１０（以下、ノートＰＣという。）の斜視図である。ノートＰＣ１０は、ＰＣ本体１１の上面にキーボード・ユニット１３が着脱可能に取り付けられており、さらにＰＣ本体１１の略後端部には液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）１５が回動可能に取り付けられている。
【００２３】
図２は、本実施の形態にかかるノートＰＣからキーボード・ユニット１３を取り外した状態を示す斜視図である。ＰＣ本体１１は、ＣＰＵやノースブリッジ等を実装したＣＰＵカード、ＣＰＵを冷却するＣＰＵクーラー、メモリ、周辺コントローラ・チップ等を実装したプレイナー・ボード１７を収納している。ＰＣ本体１１はさらにハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク・ドライブ（ＦＤＤ）、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記憶装置を含む各種周辺機器類を収納している。プレイナー・ボード１７上には、キーボード・ユニット１３に接続される基板端子１９が取り付けられている。キーボード・ユニット１３の表側には複数のキーで構成されたキー配列面２３がベース・プレート２１上に形成されている。さらにキー配列面２３のほぼ中央部には、液晶表示ディスプレイ１５の画面上に表示されるカーソルを移動させるためのポインティング・デバイス２５（トラック・ポイント：ＩＢＭ社商標）が装備されている。
【００２４】
図３は、本実施の形態にかかるキーボード・ユニット１３を裏側からみた図である。ベース・プレート２１には、中央部には、ポインティング・デバイス２５を支持するとともにその操作によって発生した電気信号を中継するためのセンサ・モジュール２７が取り付けられている。ベース・プレート２１に設けられた引き出し部３５から、キーボードおよびポインティング・デバイス２５の操作によって発生した電気信号を中継するためのＦＰＣケーブル３１が、ベース・プレート２１の長手方向の縁に垂直に引き出されている。引き出し部３５では、キーボード回路の配線がＦＰＣケーブル３１の端子に接続される。ＦＰＣケーブル３１は、途中で直角に曲がって大部分の領域がベース・プレート２１の長手方向の縁にほぼ平行に延びている。
【００２５】
ＦＰＣケーブル３１は、ベース・プレート２１の短手方向の縁から長手方向の縁にほぼ平行に延びるように引き出してもよい。その場合は、直角に折れ曲がる部分を設ける必要がない。ＦＰＣケーブル３１の先端には、プレイナー・ボード１７上の基板端子１９に接続されるケーブル端子３３が取り付けられている。ケーブル端子３３は、ＦＰＣケーブル３１が曲面状に折り曲げられて上向きになっており、基板端子１９に接続される直前の姿勢として示されている。
【００２６】
図４は、本実施の形態にかかるＦＰＣケーブル３１の詳細な構造を示す図である。ＦＰＣケーブル３１は、引き出し部端子１０１から引き出された直後の部分が中央部の絶縁層を挟んで導体パターンとカバー・レイが両面に形成された５層構造部１０３になっている。５層構造にしているのは、両面に導体パターンを形成することで引き出し部３５の長さをできるだけ短くするためである。５層構造部１０３の中では、随所にスルー・ホールを形成してＦＰＣケーブル３１の導体パターンを片面側に集めている。導体パターンの片面側への集約がすべて終わったあとの５層構造の先端側では、導体パターンが片面にだけ形成され、カバー・レイが両面に形成された４層構造部１０５となってスリット部１０７まで延びている。４層構造部１０５はＦＰＣケーブル３１の中で最も長い領域であり、４層構造によってＦＰＣケーブル３１の機械的強度を確保している。スリット部１０７には２本のスリット１１１ａ、１１１ｂが形成されている。ＦＰＣケーブル１０６は、センサ・モジュール２７からの信号を、ＦＰＣケーブル３１を通じてプレイナー・ボード１７に送るために設けられているが、本発明との直接的な関連はない。
【００２７】
スリット部１０７は、４層構造部１０５から導体パターンのない面のカバー・レイを除去して片面側に導体パターンおよびカバー・レイが形成された３層構造になっている。このため面外方向への屈曲や後に説明する回転動作がしやすい構造になっている。ＦＰＣケーブル３１は、スリット部１０７を過ぎると４層構造へと戻って先端に取り付けられたケーブル端子３３まで延び、ケーブル端子に接続される直前で５層構造になってケーブル端子３３の各接点に接続される。スリット部１０７は、後に説明するようにキーボード・ユニット１３をＰＣ本体１１に取り付けるときに曲面状に折り曲げられるためストレスが発生しやすい部位である。したがって、ＦＰＣケーブル３１の４層構造部とスリット部１０７の境界部１０９ａ、１０９ｂは、曲げ応力が一箇所に集中して破断が生じることを防ぐためにほぼＬ字状の折れ線形状に形成されている。
【００２８】
スリット部１０７では、ＦＰＣケーブル３１が２つのスリット１１１ａ、１１１ｂにより３つのケーブル・ブロック１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃに分割されている。各ケーブル・ブロックは同じ幅になっている。各ケーブル・ブロックでは空間との境界を画定する端部から導体パターンまでの最低の絶縁距離を確保する必要があるため、スリット部１０７は４層構造部１０５に比べて全体の幅が広くなっている。スリット１１１ａ、１１１ｂの長手方向の端部１１３ａ〜１１３ｄは、特定の部分に応力が集中して亀裂が入らないようにするために曲線状に形成することが望ましい。ここでは、スリット幅を直径とする半円状としている。
【００２９】
図５は、ケーブル端子の垂直移動の前後に発生する折り返し部の状態を説明する図である。図５（Ａ）は、ケーブル端子３３を基板端子１９に接続して、ベース・プレート２１をＰＣ本体１１に取り付けベース・プレート２１とプレイナー・ボード１７が所定の間隔で対向している状態を示す模式的な側面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＦＰＣケーブル３１を矢印Ａ１方向からみた平面図である。なお、説明の便宜上図５の縮尺は正確ではない。本実施の形態では、ベース・プレート２１とプレイナー・ボード１７との間隔は約５ｍｍである。
【００３０】
図５（Ａ）に示すように、ＦＰＣケーブル３１はスリット部１０７で曲面状に折り返されて折り返し部１１０が形成され、ケーブル端子３３が基板端子１９に接続される。ここで、自然状態にあるＦＰＣケーブル３１に対して、ケーブル端子３３の長手方向の中心線１２０ａに垂直な直線を図５（Ｂ）に示すように基準線１１５とする。本実施の形態では基準線１１５は、ベース・プレート２１の長手方向の縁に平行であるが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。ここで自然状態とは、ＦＰＣケーブル３１に面内方向の力が加えられていない状態をいい、面外方向の力が加えられた状態と面外方向の力が加えられていない状態を含む。
【００３１】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示したＦＰＣケーブル３１は、面外方向に変位した自然状態になっている。さらに、基準線１１５に対して平行で、プレイナー・ボード１７上に取り付けられた基板端子１９の長手方向の中心線１２０ｂに垂直な直線を基準線１１７と定義する。図５（Ｂ）では、基準線１１５および基準線１１７が平面的に一致している。したがって、ＦＰＣケーブル３１は自然状態において折り返し部１１０で屈曲してケーブル端子３３が基板端子１９に接続されている。図５（Ｂ）には、折り返し部１１０でケーブル・ブロック１１９ａ〜１１９ｃが屈曲した状態が示されている。塗りつぶし部分１２１は、ベース・プレート２１とＦＰＣケーブル３１とが接触している面を表している。塗りつぶし部分１２１に対応するＦＰＣケーブル３１のプレイナー・ボード１７側も同様にプレイナー・ボード１７に接触している。
【００３２】
折り返し部１１０は、ベース・プレート２１にもプレイナー・ボード１７にも接触していない部分をいう。折り返し部１１０は必ずスリット部１０７を含むが、スリット部１０７には折り返し部１１０を構成しないでベース・プレート２１またはプレイナー・ボード１７に接触している部分を含んでもよい。図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示したようにＦＰＣケーブル３１が自然状態で屈曲している場合は、本実施の形態にかかるスリット１１１ａ、１１１ｂは、ケーブル・ブロックの回転動作によるストレス吸収作用を発揮せず、かつ面内変位が生じないのでＦＰＣケーブル３１にストレスは発生しない。
【００３３】
図５（Ｃ）は、基板端子１９がプレイナー・ボード１７に基準線１１５に垂直な方向にシフトした位置に取り付けられ、ケーブル端子３３がシフトした基板端子１９に接続された状態を示している。基板端子１９の中心を通過する基準線１１７は、基準線１１５に対して平行にシフトしている。この場合は、ケーブル端子３３を基板端子１９に接続するために、ＦＰＣケーブル３１が基準線１１５に対して垂直な方向への面内変位をする必要がありＦＰＣケーブル３１にストレス原因が発生する。ケーブル端子３３の垂直移動によって、折り返し部１１０の曲面が変形し、ベース・プレート２１とＦＰＣケーブル３１とが接している接触面１２１の範囲も折り返し部との境界部分で変化する。
【００３４】
図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）の折り返し部１１０を矢印Ａ２の位置で切断して折り返しの頂部側である矢印Ａ３の方向からみた断面図である。図５（Ｄ）は、折り返し部１１０の切断面だけを示している。折り返し部１１０の曲面の断面では、スリット１１１ａ、１１１ｂで区切られた各々のケーブル・ブロック１１９ａ〜１１９ｃが、ケーブル端子３３の垂直移動によって、折り返し部にある上下の２つの断面を含む矩形の重心またはその近辺を中心として回転動作をしている。このとき、折り返し部の上下の２つの断面は、ベース・プレート２１およびプレイナー・ボード１７の平面に対して傾斜している。ＦＰＣケーブル３１は、ケーブル・ブロック１１９ａ〜１１９ｃの回転動作または傾斜により面内変位に起因するストレスを除去することができる。スリット１１１ａ、１１１ｂの幅は、ケーブル・ブロックの回転動作を十分に許容できるように決定する必要がある。
【００３５】
図６は、スリット幅の決定方法を説明する図で図５（Ｄ）と同じ方向からケーブル・ブロックをみた図である。図６（Ａ）はＦＰＣケーブル３１が面内方向へのシフトのない自然状態になっており、図６（Ｂ）はＦＰＣケーブル３１の面内方向への垂直移動によってケーブル・ブロック１１９ａ、１１９ｂが回転した状態になっている。図６（Ａ）、図６（Ｂ）でケーブル・ブロック１１９ａ、１１９ｂとして示した形状は、自然状態ではベース・プレート２１とプレイナー・ボード１７に接触していないが、回転動作により端部がスリットを消費して相互に接触し、かつコーナーがベース・プレート２１とプレイナー・ボード１７に接触する折り返し部１１０のいずれかの部位を示している。
【００３６】
図６（Ａ）の状態から図６（Ｂ）の状態に移行するまでの間は、スリット１１１ａを消費しながらケーブル・ブロック１１９ａ、１１９ｂが回転動作をするため、ＦＰＣケーブル３１にはストレスが発生しない。ケーブル・ブロック１１９ａ、１１９ｂの回転角が最大となるのは、スリット１１１ａを隔てて隣接するケーブル・ブロック１１９a、１１９ｂの端部１２２ａ、１２２ｂが接触し、かつケーブル・ブロック１１９ａ、１１９ｂがそれぞれベース・プレート２１およびプレイナー・ボード１７に接触した図６（Ｂ）のときである。
【００３７】
このような状態は、ケーブル端子３３を自然状態から所定の距離だけ垂直移動させて基板端子１９に接続し、かつ、ベース・プレート２１をＰＣ本体１１に取り付けてＦＰＣケーブル３１をプレイナー・ボード１７との間に挟み込んで圧力を加えたときに発生する。スリット１１１ａは、図６（Ｂ）の状態になるまでＦＰＣケーブル３１に発生するストレスを抑制するが、それ以上の回転動作を要求するような面内方向への垂直移動があるとスリット１１１ａのストレス吸収能力を超えてしまい、ＦＰＣケーブルに対して物理的なストレスを生じさせてしまう。
【００３８】
ここで、図６（Ｂ）に基づいてスリット１１１ａの幅を求める方法を説明する。ケーブル・ブロック１１９ａ、１１９ｂは先端側からみると図６に示すようにほぼ長方形であり、ベース・プレート２１およびプレイナー・ボード１７は平行になっている。また、各々のケーブル・ブロック１１９ａ、１１９ｂは同じ幅で、同じ角度だけ回転している。このため、角ＢＡＣと角ＢＤＥは等しくなっている。この角度をθとし、さらに基準線１１５と基準線１１７との距離をｍ、スリット１１１ａによって区切られたケーブル・ブロック１１９ａ、１１９ｂの幅をａ、プレイナー・ボード１７とベース・プレート２１との間隔をｂ、スリット１１１ａの幅をｓとする。まず三角形ＢＡＣに着目すると、式（１）が成立する。次に三角形ＢＤＥに着目すると、式（２）が成立する。式１および式２で左辺を消去し、ｓについてまとめると、式（３）となる。式（３）をｓに関する２次方程式として解くと、ａ≠ｂの場合、ｓは式（４）のように求められる。ａ＝ｂの場合、式（３）は１次方程式となり、ｓは式（５）のように求められる。
【００３９】
【数１】
2007080929.tif 000003
【００４０】
【数２】
2007080929.tif 000004
【００４１】
【数３】
2007080929.tif 000005
【００４２】
【数４】
2007080929.tif 000006
【００４３】
【数５】
2007080929.tif 000007
【００４４】
以上によって求められたｓの値が、基準線１１５と基準線１１７との距離ｍ、ケーブル・ブロック１１９の幅ａ、プレイナー・ボード１７とベース・プレート２１との間隔ｂが与えられたときに必要なスリット幅の最小値となる。スリット幅の最大値は、ノートＰＣ内部におけるキーボード・ユニットの実装上の制約から決定される。なお、式（４）、式（５）は、ケーブル端子３３を垂直移動させたときのスリット幅の計算式である。ケーブル端子３３を垂直移動に加えて回転移動も含めて移動させることにより、基板端子１９の基準線１１５からのシフト量をより大きくさせることも可能である。
【００４５】
図７は、ケーブル端子を回転移動させたときの状態を示す図である。図７（Ａ）は、図５（Ｃ）と同じようにケーブル端子３３を基板端子１９に接続するために垂直移動だけをさせたときの状態を示している。図７（Ｂ）はケーブル端子３３に折り返し部１１０を中心にした回転移動だけをさせときの状態を示している。図７（Ｂ）では、基板端子１９の長手方向の中心線１２０ｂが基準線１１５に対して傾斜して交差している。基準線１１７は基板端子１９の中心線１２０ｂに垂直に交差しているため、基準線１１５に対してある角度で交差している。ケーブル端子３３を基板端子１９に接続するためにケーブル端子３３を折り返し部１１０の先端を中心にして回転移動をさせる。回転移動させたときのケーブル・ブロックの挙動は、垂直移動させたときのそれとは異なる。
【００４６】
回転移動のときは、ケーブル・ブロック１１９ａ〜１１９ｂが図５（Ｄ）のようには回転しない。回転移動のときは、図７（Ｂ）に示すようにケーブル・ブロック１１９ｃの頂部がケーブル・ブロック１１９ａの頂部より先に突き出るように変形してＦＰＣケーブル３１に発生するストレスを吸収する。このときスリット１１１ａ、１１１ｂの幅はほとんど変化しない。基板端子１９の中心を通過する基準線１１７が基準線１１５に所定の角度で交差するように基板端子１９をプレイナー・ボード１７に取り付けることができれば、回転移動だけでケーブル端子３３を接続することができる。ケーブル端子３３に回転移動だけをさせるときは、折り返し部１１０とケーブル端子３３の位置との距離を半径とする円弧上を移動させることになるが、ケーブル端子３３の移動経路が円弧から外れるときは回転移動と垂直移動が発生し、ケーブル・ブロックに回転が発生する。
【００４７】
回転移動は、ストレスを吸収するために必要なスリット幅の制約がないため、垂直移動に比べて基板端子１９の許容シフト量を大きくすることができる。ただし、回転移動だけの場合もスリット部１０７は折り返し部１１０の柔軟な変形に寄与する。通常は、基板端子を図７（Ｂ）の状態でプレイナー・ボード１７に取り付けることは設計上の制約があるので困難な場合が多い。基板端子１９の中心線１２０ｂが基準線１１５に対してわずかに傾斜するように基板端子１９をプレイナー・ボード１７に取り付けて、ケーブル端子３３の接続時に垂直移動に回転移動が加わるようにすると、垂直移動に対するスリットの効果に回転移動の効果が加わって、垂直移動だけの場合よりも許容シフト量を大きくすることができる。ケーブル端子の移動が垂直移動を含むか否かは、ケーブル・ブロックに回転動作が発生するか否かで判断することができる。
【００４８】
図８は、基準線１１７の方向における基板端子１９の位置に応じて必要となるスリットの長さを決定する方法を説明する図である。図８（Ａ）は、引き出し部（図３参照のこと。）３５側への基板端子１９のシフト量を最大にした状態、図８（Ｂ）はケーブル端子３３側への基板端子１９のシフト量を最大にした状態である。本実施の形態では折り返し部１１０には必ずスリット１１１ａ、１１１ｂが含まれる必要がある。引き出し部側のスリット１１１ａ、１１１ｂの端部は、図８（Ａ）に示すように折り返し部１１０の境界より少なくともベース・プレート２１とプレイナー・ボード１７との距離に等しい距離Ｌだけ確保した位置まで延びていることが望ましい。また、先端側のスリット１１１ａ、１１１ｂの端部も同様に図８（Ｂ）に示すように折り返し部１１０の境界より距離Ｌだけ確保した位置まで延びていることが望ましい。
【００４９】
ＦＰＣケーブル３１の幅方向への変位によって発生するケーブル・ブロックの回転動作は折り返し部１１０の境界よりＦＰＣケーブルの引き出し部側および先端側まで及ぶため、このようにスリットの長さを決定すると、基板端子１９が基準線１１７の方向に最大距離Ｌｍａｘの範囲で移動しても、図５の塗りつぶし部分１２１までスリットが延びてケーブル・ブロック１１９の回転動作を円滑に行うことができる。
【００５０】
スリットの本数は多いほど、ＦＰＣケーブル３１は幅方向へのより大きな変位に対応できる。しかし、スリットの本数が多くなればなるほど、その分だけケーブル全体の幅が広くなるのでＰＣ本体への収納上の制約を受けることになる。ケーブル・ブロックの回転動作を円滑に行うために、ケーブル・ブロックの１本あたりの横幅は、ベース・プレート２１とプレイナー・ボード１７との距離よりも少し小さい程度にすることが望ましい。ケーブル・ブロックの数は、ＦＰＣケーブル３１のスリット部１０７以外の場所における幅をベース・プレート２１とプレイナー・ボード１７との距離で除した値を整数化した数として決定するとよい。ＦＰＣケーブル３１のスリット部１０７以外の場所における幅は、電気的な規格に基づいて定まった最低限必要な幅に相当する。スリットの本数は、ケーブル・ブロックの数からさらに１を引いた数になる。なお、ここでいう整数化は、キーボード・ユニットの実装上の条件に合わせて小数点以下の切り捨て、切り上げ、または四捨五入のいずれかを採用することができる。
【００５１】
本実施の形態では、たとえばプレイナー・ボード１７とベース・プレート２１との間の隙間をｂ＝５ｍｍ、設計上対応すべきＦＰＣケーブル３１の幅方向への変位をｍ＝２．５ｍｍ、ＦＰＣケーブル３１のスリット部１０７以外の場所における幅を１４ｍｍとする。１４÷５＝２．８であることから、ケーブル・ブロックの数は２．８の小数点以下を切り上げて３本となり、スリットの本数は２本となる。１４ｍｍを３等分すると約４．６７ｍｍとなるが、ケーブル・ブロックの幅方向の空間との境界部では、導体パターンまで所定の距離が必要であることから、ここではケーブル・ブロック１１９の１本あたりの横幅をａ＝４．９ｍｍとする。以上を式（４）に代入することにより、スリット幅の最小値ｓ＝約１．１９ｍｍと決定される。同様に、ａ＝４．９５ｍｍとするなら、ｓ＝約１．２２ｍｍと決定される。また、ａ＝５ｍｍとするなら、ａ＝ｂとなるため、式（５）よりｓ＝１．２５ｍｍと決定される。
【００５２】
なお、本実施の形態においては、ＦＰＣケーブルを例にして説明したが、本発明の適用はＦＰＣケーブルに限定されるものではなく、リボン・ケーブル、テープ・ケーブルといわれているようなフラット・ケーブル全般に適用することができる。具体的には、スリット部１０７においてケーブル・ブロックを形成するために、導体パターンを直線から変化させることができる構造の平型のケーブルを適用することができる。
【００５３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施の形態にかかるノートＰＣの外形図である。
【図２】ノートＰＣからキーボード・ユニットを取り外した状態を示す図である。
【図３】キーボード・ユニットの裏面を示す図である。
【図４】ＦＰＣケーブルの先端の詳細な構造を示す図である。
【図５】ケーブル端子の垂直移動の前後に発生する折り返し部の状態を説明する図である。
【図６】スリット幅の決定方法を説明する図である。
【図７】ケーブル端子を回転移動させたときの状態を示す図である。
【図８】スリットの長さの決定方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  ノートブック型パーソナル・コンピュータ
１１  ＰＣ本体
１３  キーボード・ユニット
１５  液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）
１７  プレイナー・ボード
１９  基板端子
２１  ベース・プレート
２３  キー配列面
２５  ポインティング・デバイス
２７  センサ・モジュール
３１  ＦＰＣケーブル
３３  ケーブル端子
３５  引き出し部
１０１  引き出し部端子
１０３  ５層構造部
１０５  ４層構造部
１０７  スリット部
１０９ａ、１０９ｂ  境界部
１１０  折り返し部
１１１ａ、１１１ｂ  スリット
１１５、１１７  基準線
１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ  ケーブル・ブロック
１２１  ベース・プレートとＦＰＣケーブルとが接触している面
【図１】
2007080929.tif 000009
【図２】
2007080929.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007080929.tif 000013
【図６】
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【図７】
2007080929.tif 000015
【図８】
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