JP4381238B2 - 電子機器の静電気侵入防止機構 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板の上部に設置したケース側から侵入してくる静電気が前記回路基板に侵入するのを防止する電子機器の静電気侵入防止機構に関するものである。

従来、電子機器の中には、ケースの上側に設置した各種操作ボタンを操作することで、ケースの下側に設置した回路基板上の各種接点の切り替えなどを行う構造のものがある。

図７はこの種の電子機器３００の一例を示す斜視図である。また図８は電子機器３００の分解斜視図である。両図に示すようにこの電子機器３００は、金属板製の取付板３１０の上に、静電気侵入防止基板３８０を載置したフレキシブル回路基板３３０を載せ、さらにその上を合成樹脂製のケース３５０で覆い、ケース３５０の下面から突出する図示しない突起を、静電気侵入防止基板３８０及びフレキシブル回路基板３３０に設けた***３３７，３８９と、取付板３１０に設けた***３１１に挿入し、その先端を取付板３１０の下面で熱カシメすることによって構成されている。ケース３５０上には回転つまみ３６０と押釦つまみ３７０とが設置されており、回転つまみ３６０を回動することでフレキシブル回路基板３３０のロータリースイッチ用接点パターン３３１の出力が変化し、また押釦つまみ３７０を押圧することで静電気侵入防止基板３８０上に設置した反転板３９５を反転してその下に設置したメンブレンスイッチをオンする。

ここでこの電子機器３００においては、フレキシブル回路基板３３０へのケース３５０側からの静電気の侵入を防止するため、前述のように静電気侵入防止基板３８０を載置している。静電気侵入防止基板３８０は、図９に示すように、その一側辺がフレキシブル回路基板３３０の一側辺と複数の連結部３８１によって連結されている。なお静電気侵入防止基板３８０にはフレキシブル回路基板３３０のロータリースイッチ用接点パターン３３１を露出する円形の開口３８３が設けられている。そしてフレキシブル回路基板３３０の裏面（ロータリースイッチ用接点パターン３３１を設けていない側の面）の略全面には導電塗料製の接続用パターン３３５が設けられ、また静電気侵入防止基板３８０の接続用パターン３３５と同一側の面にもその略全面に導電塗料製の静電防止用パターン３８５が設けられ、接続用パターン３３５と静電防止用パターン３８５は連結部３８１に設けた連結パターン３８７によって連結されている。そして図９に示す静電気侵入防止基板３８０の下面側にフレキシブル回路基板３３０を折り返して重ね合わせれば、図８に示す静電気侵入防止基板３８０を載置したフレキシブル回路基板３３０が構成される。

以上のようにして構成された電子機器３００において、回転つまみ３６０や押釦つまみ３７０を人の指で操作すると、帯電している人の静電気が回転つまみ３６０の回転軸とケース３５０との間の隙間や、押釦つまみ３７０の外周とケース３５０との間の隙間からケースの下面側に侵入する場合があるが、この静電気はフレキシブル回路基板３３０の回路パターンに入射する前に、その上に設置した静電気侵入防止基板３８０の静電防止用パターン３８５に入射し、さらにこの静電気は接続用パターン３３５を介してこれと面接触している取付板３１０に導かれ、取付板３１０の所望の位置からアースされる。

しかしながら上記従来の静電気侵入防止機構には、以下のような問題点があった。
（１）接続用パターン３３５と取付板３１０間は面接触させることによってその接触抵抗値が小さくなるようにしてはいるが、上記電子機器３００においては、ケース３５０と取付板３１０間の固定がケース３５０から突出する突起の熱カシメによって行われているので、必ずしもフレキシブル回路基板３３０の接続用パターン３３５と取付板３１０間の接触力が強いとは言えず、場合によっては両者間の導通が悪くなり、アースが不十分になる恐れがあった。

（２）静電防止用パターン３８５と接続用パターン３３５間は、連結パターン３８７によって連結されているが、この連結パターン３８７の部分は１８０°折り曲げられているので、導電塗料製の連結パターン３８７にクラックが入る恐れがあり、そのような場合もアースが不十分になる恐れがあった。
実開平２−１４１９３１号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、構造が簡単で、確実なアースを行うことができる電子機器の静電気侵入防止機構を提供することにある。

本願請求項１に記載の発明は、導電性を有する取付板上に回路基板を載置し、さらにこの回路基板をケースで覆ってなる構造の電子機器の静電気侵入防止機構において、前記回路基板上に、その上面に静電防止用パターンを設けた静電気侵入防止基板を載置し、さらに前記回路基板に設けた開口と静電気侵入防止基板に設けた開口とに前記取付板に設けた突起を挿入してその上面を静電気侵入防止基板の開口内に露出し、導電性を有する弾性部材をケースの下面と静電防止用パターン及び突起上面との間に挟持して前記突起上面と前記静電防止用パターンとに圧接接続することで、取付板と静電防止用パターンとを電気的に接続する接続機構を設け、これによってケース側から静電防止用パターンに侵入した静電気を取付板に導くことを特徴とする電子機器の静電気侵入防止機構にある。

請求項１に記載の発明によれば、取付板に設けた突起を、静電気侵入防止基板の静電防止用パターンに電気的に接続する接続機構を設けたので、ケースの上面側から下面側に侵入した静電気は、回路基板の回路パターンに入射する前に、その上に設置した静電防止用パターンに入射し、さらにこの静電気は前記接続機構によって確実に取付板に導かれ、取付板の所望の位置からアースすることができる。

また請求項１に記載の発明によれば、導電性を有する弾性部材を同時に取付板の突起と静電防止用パターンとに圧接接続することで、取付板と静電防止用パターンとを電気的に接続したので、つまり弾性部材による圧接なので、たえず均一の力で取付板の突起と静電防止用パターンとを接続することができ、環境ストレスによる部材の変形が起こってもその電気的接続を確実に行え、確実な取付板への導通が図れ、確実なアースが行える。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第一実施形態を適用してなる電子機器１の分解斜視図である。同図に示すようにこの電子機器１は、取付板１０上に、一枚の基板上に構成された回路基板２０と静電気侵入防止基板５０とを積層したものを載置し、さらにその上に回転つまみ１２７と押釦つまみ１３５とを取り付けたケース８０を載置し、これによって取付板１０上の回路基板２０と静電気侵入防止基板５０とをケース８０によって覆って構成されている。以下各構成部品について説明する。

取付板１０は硬質の金属板を略矩形状に形成して構成されており、その所定位置には複数の小孔からなる取付部１１が設けられている。また取付板１０の一辺近傍の所定位置には上方向に略矩形状に凸となるように取付板１０を湾曲変形させてなる突起１３が設けられている。突起１３の上面１３ａはこの実施形態では略平面状に形成されている。

図２，図３はそれぞれ前記積層された回路基板２０と静電気侵入防止基板５０の展開斜視図であり、図２は回路基板２０の上から静電気侵入防止基板５０の積層を解除した状態（回路基板２０の上面がケース８０側を向く状態）を示しており、図３は回路基板２０の上から静電気侵入防止基板５０の積層を解除した状態の裏面（静電気侵入防止基板５０の上面がケース８０側を向く状態）を示している。両図に示すように、回路基板２０と静電気侵入防止基板５０とは一枚の矩形状の可撓性を有する合成樹脂製のフレキシブル基板１５上に形成され、両者はフレキシブル基板１５の中央に設けた直線状で破線状の貫通する折り曲げ溝１７によって形成される複数の連結部１９によって連結されている。

そして回路基板２０は矩形状であり、その外周の一側辺からは、帯状の引出部３０が引き出されている。回路基板２０の上面の所定位置にはロータリースイッチ用接点パターン２１と、メンブレンスイッチ用接点パターン２７とが設けられている。ロータリースイッチ用接点パターン２１は、その中央に設けた円形の開口４１の周囲にリング状に設けられたコモンパターン２３と、コモンパターン２３の周囲にリング状で等間隔に複数設けたオンオフパターン２５とを具備して構成されている。一方メンブレンスイッチ用接点パターン２７は円形の接点パターンである。そして図示はしていないがロータリースイッチ用接点パターン２１とメンブレンスイッチ用接点パターン２７とからはそれぞれ回路パターンが引き出され、前記引出部３０に導かれている。なおロータリースイッチ用接点パターン２１とメンブレンスイッチ用接点パターン２７以外の回路基板２０の表面は、絶縁層によって覆われている。さらに回路基板２０を前記取付板１０に載置した際にその各取付部１１に対向する位置にはそれぞれ貫通する小孔からなる挿入部４３が設けられ、また回路基板２０を前記取付板１０に載置した際にその突起１３に対向する位置にはこの突起１３を挿入する寸法形状の矩形状の開口４５が設けられている。

一方静電気侵入防止基板５０は前記回路基板２０と略同一外形形状の矩形状であり、前記回路基板２０に静電気侵入防止基板５０を折り返して積層した際に前記回路基板２０のロータリースイッチ用接点パターン２１に対向する位置にはこのロータリースイッチ用接点パターン２１全体を露出する円形の開口５１が設けられ、また前記回路基板２０を積層した際に前記回路基板２０に設けた各挿入部４３に対向する位置には貫通する小孔からなる挿入部５３が設けられ、また前記回路基板２０を積層した際に前記回路基板２０の開口４５に対向する位置にはこれと同一寸法形状の矩形状の開口５５が設けられている。そしてこの静電気侵入防止基板５０の上面には、そのほぼ全面にわたって、静電防止用パターン５７が形成されている。静電防止用パターン５７は銀ペーストなどの導電塗料を印刷（スクリーン印刷）することによって形成されているが、その他の方法、例えば金属箔の貼り付け、金属蒸着などによって形成してもよい。一方静電気侵入防止基板５０の下面側の、前記回路基板２０を積層した際に前記回路基板２０のメンブレンスイッチ用接点パターン２７に対向する位置には、これと同一形状寸法の円形のメンブレンスイッチ用接点パターン５９が形成されている。そして図示はしていないがメンブレンスイッチ用接点パターン５９からは回路パターンが引き出され、前記引出部３０に導かれている。なお静電気侵入防止基板５０の下面のメンブレンスイッチ用接点パターン５９以外の表面は、絶縁層によって覆われている。

そして図２に示す状態から連結部１９の部分を折り曲げることで、回路基板２０の上に静電気侵入防止基板５０を積層する。これによって図１に示すように、回路基板２０上を静電気侵入防止基板５０が覆い、静電気侵入防止基板５０に設けた開口５１にロータリースイッチ用接点パターン２１が露出する。また前記回路基板２０に設けたメンブレンスイッチ用接点パターン２７と静電気侵入防止基板５０に設けたメンブレンスイッチ用接点パターン５９とは、回路基板２０と静電気侵入防止基板５０にそれぞれ設けた絶縁層によって所定の隙間を設けた状態で対向し、メンブレンスイッチを構成する。また回路基板２０に設けた各挿入部４３と静電気侵入防止基板５０に設けた各挿入部５３は一致し、同様に回路基板２０に設けた開口４５と静電気侵入防止基板５０に設けた開口５５は一致している。なお前記静電気侵入防止基板５０のメンブレンスイッチ用接点パターン５９の裏面側に位置する静電防止用パターン５７上には、図１に示すように、ドーム形状の弾性金属板からなる反転板６０が取り付けられる。

次に図４はケース８０及びこれに取り付けられる各種部品をその下面側から見た分解斜視図である。同図及び図１に示すように、ケース８０は略矩形状の合成樹脂板であり、その下面の前記回路基板２０のロータリースイッチ用接点パターン２１を設けた部分に対向する位置には回転型物収納部８１を設け、また前記回路基板２０に取り付けた反転板６０に対向する位置には押圧型物収納部９１を設けて構成されている。さらにケース８０下面の前記回路基板２０と静電気侵入防止基板５０にそれぞれ設けた開口４５，５５に対向する位置には接続機構収納部１０１が設けられている。

ここで前記回転型物収納部８１は、ケース８０の下面に設けた円形の凹部によって構成され、またその中央には円形の開口部８５が設けられている。また押圧型物収納部９１は、ケース８０の下面に設けた矩形状の凹部によって構成され、またその内部の所定位置に円形の開口部９５が設けられている。接続機構収納部１０１はケース１０の下面に設けた矩形状の凹部によって構成されている。またケース８０下面の前記取付板１０に設けた取付部１１に対向する位置からは、それぞれ小突起状の固定部１０５が突出している。

そして回転型物収納部８１内には回転型物１２０が収納され、押圧型物収納部９１内には押圧型物１３０が収納され、接続機構収納部１０１内には接続機構として弾性部材１４０が収納される。ここで回転型物１２０は合成樹脂を円板状に成形した成型品であり、その中央には軸支突起１２１が設けられ、その周囲には上下に貫通する複数の係止孔１２３が設けられ、さらにその下面には金属板製の摺動子１２５が取り付けられている。次に押圧型物１３０は成型品であり、矩形状の基部１３１から薄板状のヒンジ部１３３を突出し、その先端に円形の押釦つまみ１３５を設けて構成されている。基部１３１には上下に貫通する二つの取付孔１３２が設けられ、押釦つまみ１３５の下面には押圧部１３７が設けられている。一方図１に示す回転つまみ１２７は、ケース８０上面の開口部８５上に回動自在に設置される。

弾性部材１４０は弾性金属板製であり、平板状の基部１４１の一側辺から複数本の弾発アームを突出し、これをＵ字状に折り曲げてその先端を下方向に円弧状に湾曲変形させることで接点部１４３を設けて構成されている。基部１４１の四隅からは、鋭角な突起状の係止部１４５を突出している。これら係止部１４５は基部１４１をケース８０の接続機構収納部１０１に収納した際に接続機構収納部１０１の内周側壁に強く係合して固定される寸法に形成されている。また接点部１４３は、少なくとも複数の接点部１４３の内の何れかが、これに対向する位置にある静電気侵入防止基板５０の開口５５内に位置し、同時に他の何れかの接点部１４３が静電気侵入防止基板５０上の静電防止用パターン５７に当接する位置に位置するように、その位置及び寸法形状が構成されている。

そしてこの電子機器１を組み立てるには、まずケース８０の開口部８５上に回転つまみ１２７を載置し、同時にケース８０の下面の回転型物収納部８１内に回転型物１２０を収納し、その際回転つまみ１２７の下面から突出する図示しない係止突起を開口部８５に挿入してその先端を回転型物１２０の各係止孔１２３に挿入してその先端を熱カシメして一体に回転するように固定する。次にケース８０下面の押圧型物収納部９１内に押圧型物１３０を収納する。その際押圧型物収納部９１内の二本の固定部１０５を押圧型物１３０の取付孔１３２に挿入し、同時に押釦つまみ１３５を開口部９５に挿入する。

一方ケース８０下面の接続機構収納部１０１内に弾性部材１４０を収納し、その際弾性部材１４０の係止部１４５を接続機構収納部１０１の内周側壁に強く係合して固定する。

そして取付板１０上に、その上面に静電気侵入防止基板５０を積層した回路基板２０を載置し、さらに静電気侵入防止基板５０上に前記回転つまみ１２７等を取り付けたケース８０を載置し、ケース８０の下面から突出する各固定部１０５を静電気侵入防止基板５０と回路基板２０と取付板１０にそれぞれ設けた挿入部５３と挿入部４３と取付部１１とに挿入し、各固定部１０５の先端を取付板１０の下面で熱カシメによって固定すれば、電子機器１が完成する。なお電子機器１の外観は前記図７に示す電子機器３００と同一である。

そして回転つまみ１２７を回転すればこれと一体に回転型物１２０が回転し、摺動子１２５が回路基板２０のロータリースイッチ用接点パターン２１上を摺動し、これによって所望のオンオフ出力が得られる。一方押釦つまみ１３５を押圧すれば、その押圧部１３７が反転板６０を押圧してこれを反転し、同時に両メンブレンスイッチ用接点パターン２７，５９が当接してオンする。

一方、静電気侵入防止基板５０上に形成した静電防止用パターン５７は、弾性部材１４０によって取付板１０に接続されている。ここで図５は電子機器１の前記弾性部材１４０等による接続機構部分の要部拡大概略断面図である。同図に示すように、この実施形態においては、回路基板２０に設けた開口４５と静電気侵入防止基板５０に設けた開口５５とに取付板１０の突起１３を挿入してその上面１３ａを静電気侵入防止基板５０の開口５５内に露出し、導電性を有する弾性部材１４０をその弾発力によって同時に突起１３と静電防止用パターン５７とに圧接接続することで、取付板１０と静電防止用パターン５７とを電気的に接続する接続機構を構成する。即ち取付板１０に設けた突起１３を、静電気侵入防止基板５０の静電防止用パターン５７に電気的に接続する接続機構が構成される。

このように構成すれば、例えば回転つまみ１２７や押釦つまみ１３５を人の指で操作すると、帯電している人の静電気が回転つまみ１２７とケース８０の開口部８５の間の隙間や、押釦つまみ１３５の外周とケース８０の開口部９５の間の隙間からケース８０の下面側に侵入する場合があるが、この静電気は回路基板２０の回路パターンに入射する前に、その上に設置した静電気侵入防止基板５０の静電防止用パターン５７に入射し、さらにこの静電気はこの静電防止用パターン５７に弾接接続されている弾性部材１４０を介して突起１３から取付板１０に導かれ、取付板１０の所望の位置からアースすることができる。これによってケース８０側から電子機器１内に侵入する静電気を容易に取付板１０に導くことができる。

特にこの実施形態の場合、弾性部材１４０の弾発力によって静電防止用パターン５７と取付板１０の突起１３とを圧接接続して導通するので、たえず均一の力で取付板１０の突起１３と静電防止用パターン５７とを接続することができ、環境ストレスによる各部材の変形等が起こってもその電気的接続を確実に行え、確実な取付板１０への導通が図れ、確実なアースが行える。

図６は本発明の参考例にかかる接続機構を示す要部拡大概略断面図である。この参考例においては、前記図５に示す弾性部材１４０を用いず、突起１３の先端に開口１３ｂを設けて円筒状に形成し、これを静電防止用パターン５７の上面に鳩目状にかしめている。即ちこの接続機構は、回路基板２０に設けた開口４５と静電気侵入防止基板５０に設けた開口５５とに取付板１０の突起１３を挿入し、この突起１３を静電気侵入防止基板５０の静電防止用パターン５７にカシメることで、取付板１０と静電防止用パターン５７とを電気的に接続する機構に構成されている。このように構成すれば、かしめた突起１３の先端と、静電防止用パターン５７の上面とが強固に機械的に接続・固定され、この構造によっても静電防止用パターン５７と突起１３との接触力を強くでき、従って両者間の導通は良好となり、アースを十分にとることができる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば上記実施形態では回路基板２０と静電気侵入防止基板５０間を連結部１９によって連結しているが、連結部１９をなくして、回路基板２０と静電気侵入防止基板５０とをそれぞれ独立した別のシートによって構成しても良い。また回路基板２０や静電気侵入防止基板５０は硬質基板であっても良い。また取付板は金属板でなくても良く、要は導電性を有する板であれば良い。

また上記実施形態では静電防止用パターン５７を静電気侵入防止基板５０にのみ設けたが、この静電防止用パターン５７を連結部１９を通して回路基板２０の裏面側（取付板１０に対向する面側）にも一体に設けてこのパターンを取付板１０に接触させるようにしても良い。このように構成すれば、上記した本発明の静電気侵入防止構造によって、静電防止用パターン５７に入射した静電気を確実に取付板１０に導くことができる上、さらに静電防止用パターン５７に入射した静電気を連結部１９と回路基板２０の裏面側に設けたパターンを通して取付板１０に導く構造が加わり、その電気的接続の信頼性がさらに高まる。

本発明の第一実施形態を適用してなる電子機器１の分解斜視図である。 回路基板２０と静電気侵入防止基板５０の展開斜視図（回路基板２０の上面が上を向く状態）である。 回路基板２０と静電気侵入防止基板５０の展開斜視図（静電気侵入防止基板５０の上面が上を向く状態）である。 ケース８０及びこれに取り付けられる各種部品をその下面側から見た分解斜視図である。 電子機器１の弾性部材１４０等による接続機構部分の要部拡大概略断面図である。 本発明の参考例にかかる接続機構を示す要部拡大概略断面図である。 電子機器３００の一例を示す斜視図である。 電子機器３００の分解斜視図である。 静電気侵入防止基板３８０とフレキシブル回路基板３３０の展開斜視図である。

符号の説明

１ 電子機器
１０ 取付板
１３ 突起
１３ａ 上面
２０ 回路基板
２１ ロータリースイッチ用接点パターン
２３ コモンパターン
２５ オンオフパターン
２７ メンブレンスイッチ用接点パターン
４５ 開口
５０ 静電気侵入防止基板
５５ 開口
５７ 静電防止用パターン
５９ メンブレンスイッチ用接点パターン
８０ ケース
１０１ 接続機構収納部
１２０ 回転型物
１２７ 回転つまみ
１３０ 押圧型物
１３５ 押釦つまみ
１４０ 弾性部材（接続機構）
１４１ 基部
１４３ 接点部
１４５ 係止部

Claims (1)

1. 導電性を有する取付板上に回路基板を載置し、さらにこの回路基板をケースで覆ってなる構造の電子機器の静電気侵入防止機構において、
   前記回路基板上に、その上面に静電防止用パターンを設けた静電気侵入防止基板を載置し、
   さらに前記回路基板に設けた開口と静電気侵入防止基板に設けた開口とに前記取付板に設けた突起を挿入してその上面を静電気侵入防止基板の開口内に露出し、導電性を有する弾性部材をケースの下面と静電防止用パターン及び突起上面との間に挟持して前記突起上面と前記静電防止用パターンとに圧接接続することで、取付板と静電防止用パターンとを電気的に接続する接続機構を設け、
   これによってケース側から静電防止用パターンに侵入した静電気を取付板に導くことを特徴とする電子機器の静電気侵入防止機構。

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