JP2000347790A

JP2000347790A - キーボード装置

Info

Publication number: JP2000347790A
Application number: JP11154338A
Authority: JP
Inventors: Naoya Akiyama; 直哉秋山; Naoyuki Hatano; 直行波多野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-12-15
Also published as: TW470907B; US6597343B1

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な方法で静電気ノイズによる誤動作、動
作不良等の不具合を防止し得るＵＳＢ対応のキーボード
装置を提供する。【解決手段】本発明のキーボード装置は、上面に多数
のキートップ８が配置されたキーボード本体６と、キー
ボード本体６を収容する上ケース７、下ケース２と、キ
ーボード本体６を制御する制御回路を搭載した制御回路
基板４と、制御回路基板４に接続されたＵＳＢコネクタ
５とを有している。そして、制御回路基板４を下方から
覆うシールドプレート３が設けられ、このシールドプレ
ート３がＵＳＢコネクタ５のフレームグラウンド部およ
びパソコン本体に接続するケーブル９のシールド線に電
気的に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キーボード装置に
関し、特に、コンピュータ本体以外の周辺機器に接続可
能な端子を具備したキーボード装置に用いて好適な技術
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ（以下、パソコ
ンと称する）やその周辺機器においては、従来から製造
コストの削減、構造の簡素化をめざし、開発が行われて
いる。特に、入力機器としてパソコン本体と接続される
キーボード装置は、多数のキースイッチを有するキーボ
ード本体と、キースイッチ上のキートップを露出した状
態でキーボード本体を収容するケースと、ケースに内蔵
されてキーボード本体とパソコン本体との間でやりとり
される電気信号を制御する制御回路を搭載した基板とを
有し、部品点数が多く、部品の製造や組み立てにコスト
がかかるため、コストダウンが常に要求されている。

【０００３】近年、キーボード装置においては、パソコ
ン本体と接続されるのは勿論のこと、パソコン本体とは
別に、例えばマウス等、種々の周辺機器が共通に接続可
能な端子を有するものが提供されている。従来のシステ
ムでは、キーボード、マウス、プリンタ等の周辺機器を
パソコン本体の各周辺機器用の専用ポートに対して個々
に接続するのが一般的であった。これに対して、上記キ
ーボード装置を含むシステムの場合、キーボード装置を
パソコン本体に接続し、このキーボード装置に備えられ
た周辺機器共通接続用端子に対してさらにマウス、プリ
ンタ等の周辺機器を接続することができる。このような
接続を行うために、キーボード装置内の制御回路基板に
は、周辺機器のプラグを差し込むためのコネクタが設置
されている。この種の接続をなすプラグ、コネクタ等の
形態はＵＳＢ規格として規格化されており、近年、ＵＳ
Ｂ対応の周辺機器として注目を集めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パソコンの
使用時において、キーボード、マウス等の入力機器は常
に使用者によって操作される状況にあり、使用状態にお
いて多くの静電気を帯びることになる。そして、これら
機器に帯電した静電気は時として放電を生じ、パソコン
本体と入力機器との間でやりとりされる各種信号に対し
てノイズとして悪影響を及ぼす場合がある。

【０００５】入力機器がパソコン本体の専用ポートに並
行して接続される従来のシステムの場合と異なり、上記
のＵＳＢ対応システムにおいて、例えばキーボードの下
流側にマウスが接続されると、キーボードの内部はマウ
スからのデータ信号のみならず、パソコン本体がマウス
等の下流側入力機器の存在を認識するためのアドレス信
号が随時やりとりされている。従来のシステムの場合、
たとえ静電気に起因するノイズが入り、データ信号が異
常を来したとしても、リセット後に再度データ信号のや
りとりを行えば正常な動作がなされ、特に問題とならな
い。ところが、ＵＳＢ対応システムの場合、ノイズが入
った際にマウスのアドレス信号をリセットしてしまう
と、キーボードの下流にマウスが接続されているにもか
かわらず、パソコン本体がマウスの存在を認識できなく
なり、マウスによる操作が不能になる恐れがあった。こ
のような事情から、特にＵＳＢ対応のキーボードでは、
静電気ノイズに対する耐性が強いことが要求され、その
対策が急務となっていた。

【０００６】また、この静電気ノイズ対策を行うにあた
っては、キーボード装置の製造コストの高騰を避けると
いう観点から、多大なコストをかけることなく、できる
だけ簡便な方法でノイズ対策が実施できる手段の提供が
望まれていた。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、簡便な方法で静電気ノイズによる
誤動作、動作不良等の不具合を防止し得るＵＳＢ対応の
キーボード装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のキーボード装置は、上面に複数のキート
ップが設置されたキーボード本体と、キーボード本体を
収容するケースと、キーボード本体を制御する制御回路
を搭載した制御回路基板と、制御回路基板に接続された
周辺機器共通接続用コネクタ（以下、ＵＳＢコネクタと
称する）とを有し、制御回路基板を下方から覆う導体板
が設けられたことを特徴とするものである。

【０００９】さらに、上記導体板を備えた上で、その導
体板を制御回路基板上のＵＳＢコネクタ側の接地端子に
電気的に接続するとともに、制御回路基板上のコンピュ
ータ本体側の接地端子に電気的に接続することが望まし
い。もしくは、構造上、その他の理由により、導体板を
上記接地端子に直接接続することが困難な場合には、制
御回路基板上のＵＳＢコネクタ側の接地端子の近傍に電
気的に接続し、制御回路基板上のコンピュータ本体側の
接地端子の近傍に電気的に接続してもよい。

【００１０】本願発明者は、キーボード装置に対する静
電気ノイズの進入経路として、装置を載置する机、台等
の表面からの輻射、マウス等の周辺機器を接続するＵＳ
Ｂコネクタからの電導、の２系統があることに着目し
た。そこで、本発明のキーボード装置においては、制御
回路基板を下方から覆うことでシールド板として機能す
る導体板を設けたため、机上から輻射される静電気ノイ
ズを導体板により遮蔽することがでえきる。その結果、
静電気ノイズが制御回路基板上の信号に悪影響を与え、
動作不良等の生じる確率を充分に低減することができ
る。

【００１１】さらに、導体板を制御回路基板上のＵＳＢ
コネクタ側の接地端子と制御回路基板上のコンピュータ
本体側の接地端子とにそれぞれ電気的に接続した場合、
導体板が静電気を逃がす経路となり、ＵＳＢコネクタを
通じて進入した静電気はＵＳＢコネクタ側の接地端子か
ら導体板中を流れ、コンピュータ本体側の接地端子から
コンピュータ本体の接地箇所へと抜けていく。すなわ
ち、ＵＳＢコネクタから進入する静電気が導体板上を瞬
時に通過するため、静電気ノイズが制御回路基板上の信
号に悪影響を与え、動作不良等が生じる確率を充分に低
減することができる。

【００１２】なお、制御回路基板は通常、プリント基板
で構成され、基板上には静電気の逃げ道となる配線がＵ
ＳＢコネクタ側接地端子とコンピュータ本体側接地端子
との間をつなぐように作り込まれているのが普通であ
る。したがって、制御回路基板に導体板を接続した場合
でも、静電気が全て導体板のみを流れるわけではなく、
制御回路基板上の静電気導通配線を流れる部分もある。
しかしながら、この配線に比べて導体板の方がインピー
ダンスが小さいため、静電気は配線よりも導体板の方に
はるかに多く流れる。したがって、導体板を備えた本発
明のキーボード装置によれば、上記の効果を奏すること
ができる。

【００１３】また、導体板の両端部をＵＳＢコネクタ
側、コンピュータ本体側各々の接地端子に直接接続しな
くても、各接地端子の近傍に電気的に接続していさえす
れば、導体板を静電気の逃げ道として機能させることが
でき、上記と同様の効果を得ることができる。

【００１４】本発明のキーボード装置において、導体板
の一端をＵＳＢコネクタ側の接地端子に電気的に接続す
る具体的な方法としては、導体板の一端を、例えばケー
ス等の任意の部材とＵＳＢコネクタとの間に挟むなどし
てＵＳＢコネクタの接地端子に圧接するようにしてもよ
い。もしくは、導体板の一端を、ＵＳＢコネクタの接地
端子自身または接地端子近傍の制御回路基板上のランド
等に半田付けしてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明の第１の実施の形態を図１および図２を参照して説明
する。本実施の形態のキーボード装置は、使用者側から
見て後側（奥側）の左右両端の２箇所にマウス等の周辺
機器が接続可能なＵＳＢコネクタを具備している。図１
は本実施の形態のキーボード装置を示す分解斜視図、図
２は本装置の特徴部分であるシールドプレートを示す平
面図である。図中符号１はキーボード装置、２は下ケー
ス、３はシールドプレート（導体板）、４は制御回路基
板、５はＵＳＢコネクタ、６はキーボード本体、７は上
ケース、である。

【００１６】本実施の形態のキーボード装置１は、図１
に示すように、多数のキートップ８、８、…を有するキ
ーボード本体６と、キーボード本体６を制御する制御回
路を搭載した制御回路基板４とがケース内に収容されて
いる。ケースは上下に２分割された上ケース７と下ケー
ス２とからなり、キーボード本体６は上面のキートップ
８が操作可能なように上ケース７から露出した状態で収
容されている。また、キーボード本体６下方の後側には
２個のＵＳＢコネクタ５、５が接続された制御回路基板
４が収容されている。

【００１７】制御回路基板４は一般のプリント配線板か
らなり、略中央部にパソコン本体に接続するためのケー
ブル９が設けられ、両端部には配線１０を介して接続さ
れたＵＳＢコネクタ５、５がそれぞれ設けられている。
ケーブル９を構成する２本のデータ線、電源線、グラウ
ンド線、シールド線の計５本の導線１１は半田付けによ
り制御回路基板４の下面に接続されるが、そのうち基板
４とシールド線との接続部にはさらに導線１２が接続さ
れ、後述するシールドプレート３のパソコン本体側接続
片１４と導線１２先端の接続部１３とが接続されるよう
になっている。

【００１８】また、制御回路基板４の下面側にはＬＳ
Ｉ、コンデンサ等、種々の電子部品が搭載されており、
上面側にはこれら電子部品の端子間を接続して制御回路
を構成する銅層からなる配線、ランド等が形成されてい
る。ＵＳＢコネクタ５は、プラグに接触する接点が軟質
ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）樹脂で覆われており、樹脂の
外面には金属製のフレームグラウンド部（図示略、コネ
クタ側の接地端子）が固定されている。

【００１９】キーボード本体６は、複数のキートップ８
が取り付けられたハウジング１５と、スイッチ回路が印
刷された２枚のメンブレンシートとスペーサとからなる
メンブレンスイッチ１６をハウジング１５との間で挟み
込む金属板１７とから構成されている。また、金属板１
７は、キーボード本体６を上ケース７、下ケース２間に
固定するための２箇所の接続部１８とを有しており、こ
の接続部１８の貫通孔は、後述する上ケース７の貫通部
１９、下ケース２の締結部２０と対応する位置に配置さ
れている。さらに、金属板１７の後縁部側のほぼ中央部
には、後述するシールドプレート３のパソコン本体側接
続片１４と接続するための貫通孔を有する接続部２１が
設けられている。

【００２０】下ケース２には、上ケース７を固定するた
めに前縁部側に設けられた複数の固定部２２と、ＵＳＢ
コネクタ５の固定位置を規定するために後縁部側に設け
られたコネクタ溝２３と、コネクタ溝２３近傍の後縁部
側に設けられてＵＳＢコネクタ５の固定位置を規定する
ストッパ２４と、ストッパ２４およびコネクタ溝２３近
傍に突出し、後述する上ケース７からの貫通部１９に当
接し、上ケース７と下ケース２を固定するための締結部
２０とが設けられている。ストッパ２４は、ＵＳＢコネ
クタ５にマウス等の接続プラグを差し込む際にその力を
受けるとともに下ケース２後縁部の構造強度を維持する
リブとして作用する。

【００２１】上ケース７は、下ケース２の固定部２２に
嵌合する複数のフック部２５と、ＵＳＢコネクタ５の接
続部２６の貫通孔とキーボード本体６の接続部１８の貫
通孔とを貫通し、下ケース２の締結部２０に当接してネ
ジ２７により締結される貫通部１９とを有している。

【００２２】シールドプレート３は、図２に示すよう
に、制御回路基板４上の各種電子部品を覆うように折り
曲げ加工された１枚のステンレスの板体からなるもので
ある。そして、制御回路基板４にほぼ一致した形状およ
び寸法に設計されることにより制御回路基板４の全体を
覆うようになっている。シールドプレート３の両端に突
出する部分は、下ケース２のコネクタ溝２３と同一形状
の溝状に湾曲して成形されたコネクタ側接続片２７とな
っており、このコネクタ側接続片２７内にＵＳＢコネク
タ５が挿入され、組立状態においてはコネクタ側接続片
２７がＵＳＢコネクタ５と下ケース２のコネクタ溝２３
との間に挟み込まれた状態となり、コネクタ側接続片２
７がＵＳＢコネクタ５外面のフレームグラウンド部に圧
接される。

【００２３】また、シールドプレート３のほぼ中央部に
は、ネジ孔２８を有する矩形状のパソコン本体側接続片
１４が形成されている。したがって、組立状態において
はシールドプレート３のパソコン本体側接続片１４、導
線１２の接続部１３、金属板１７の接続部２１の各貫通
孔が一致するように重ね合わされ、これらがネジ止めさ
れることにより、シールドプレート３が導線１２を介し
てパソコン本体へのケーブル９のシールド線、すなわち
パソコン本体の接地用導線に接続される。

【００２４】上記構成のキーボード装置１を組み立てる
際には、図１に示すように、制御回路基板４に接続され
たＵＳＢコネクタ５を、その接続部２６を下ケース２の
締結部２０に当接した状態で、下ケース２のコネクタ溝
２３、ストッパ２４および締結部２０で規制される位置
に嵌め込む。その際、制御回路基板４の下側にシールド
プレート３を配置し、下ケース２のコネクタ溝２３内に
シールドプレート３のコネクタ側接続片２７を挿入した
状態でさらにコネクタ側接続片２７が形成する溝内にＵ
ＳＢコネクタ５を嵌め込む。その上側に、ＵＳＢコネク
タ５の接続部２６に金属板１７の接続部１８を当接した
状態で、キーボード本体６を載置する。そして、上述し
たように、シールドプレート３のパソコン本体側接続片
１４、導線１２の接続部１３、金属板１７の接続部２１
を重ね合わせ、これらをネジ止めする。その上側から、
上ケース７のフック部２５を下ケース２の固定部２２に
嵌め合わせるとともに、上ケース７の貫通部１９を金属
板１７の接続部１８、ＵＳＢコネクタ５の接続部２６を
通して下ケース２の締結部２０に当接し、下ケース２の
下側からネジ２７により締結し、上ケース７と下ケース
２とを固定する。

【００２５】本実施の形態のキーボード装置１において
は、シールドプレート３により制御回路基板４が下方か
ら覆われているため、装置下面側の例えば机上等から輻
射される静電気ノイズがシールドプレート３によって遮
蔽される。さらに、シールドプレート３のコネクタ側接
続片２７がＵＳＢコネクタ５のフレームグラウンド部
に、パソコン本体側接続片１４がパソコン本体の接地用
導線であるシールド線にそれぞれ接続されているので、
シールドプレート３が静電気を逃がす経路としても機能
し、ＵＳＢコネクタ５から進入した静電気をシールドプ
レート３からパソコン本体の接地箇所へと逃がすことが
できる。このように、シールドプレート３が静電気遮蔽
と静電気導通経路の２つの役目を果たすことにより、静
電気ノイズが制御回路基板４上の信号に悪影響を与え、
動作不良等が生じる確率を充分に低減することができ
る。

【００２６】シールドプレートがない従来のキーボード
装置とシールドプレートを備えた本発明のキーボード装
置とを用いて、国際標準規格で定められた方法に準じて
静電耐圧試験（ＥＳＤ試験）を実施したところ、情報処
理機器としての規格値８ｋＶ（ただし、この値はヨーロ
ッパにおける規格値であって、日本では規格値が定めら
れていない）に対して従来のキーボード装置が６ｋＶし
かもたないのに対し、本発明のキーボード装置では９ｋ
Ｖと静電ノイズに対する耐性が向上しているのが確認さ
れた。このように、本発明のキーボード装置によれば、
シールドプレートを１枚追加するだけの簡単な方法によ
り、静電気ノイズに起因する周辺機器の誤動作、動作不
良等の不具合を防止することができ、動作信頼性の高い
キーボード装置を実現することができる。

【００２７】［第２の実施の形態］以下、本発明の第２
の実施の形態を図３を参照して説明する。本実施の形態
が第１の実施の形態と異なる点はシールドプレートの制
御回路基板への接続形態である。したがって、本実施の
形態ではその部分のみを説明し、キーボード装置の全体
構成については説明を省略する。

【００２８】図３は、ＬＳＩ、コンデンサ等の各種電子
部品（図示略）が搭載された制御回路基板３１を電子部
品が搭載されていない側の面から見た平面図である。図
における上面（電子部品が搭載されていない側の面）側
には配線パターン（図示略）と各種電子部品を半田付け
するためのランド３２とが形成されている。そして、制
御回路基板３１下面側の左右両端部にはＵＳＢコネクタ
３３、３３がそれぞれ取り付けられている。図１に示す
第１の実施の形態の場合、ＵＳＢコネクタ５は配線１０
を介して移動可能に制御回路基板４と接続されていた
が、本実施の形態の場合、ＵＳＢコネクタ３３はその端
子部３４が半田付けされることにより制御回路基板３１
上に完全に固定されている。ＵＳＢコネクタ３３の端子
分４にはデータ線端子、電源線端子等が含まれている
が、特に、図３中符号３５で示す端子はフレームグラウ
ンド端子（コネクタ側の接地端子）である。

【００２９】制御回路基板３１の下面、すなわち各種電
子部品が搭載された側の面をほぼ覆うようにシールドプ
レート３６が配置されている。このシールドプレート３
６は例えば１枚のブリキ板から形成され、制御回路基板
３１と平行に延在して基板を覆う遮蔽部３６ａとその面
から垂直上方に折曲された接続部３６ｂとを有してい
る。さらに、接続部３６の先端が基板３１に設けられた
孔を貫通して基板上面側のランド３７上で半田付けされ
ている。つまり、図３中の符号３７で示す箇所がシール
ドプレート３６が制御回路基板３１に半田付けされた位
置である。

【００３０】また、制御回路基板３１の一端には、パソ
コン本体に接続するためのケーブル３８が配置され、ケ
ーブル３８を構成する２本のデータ線、電源線、グラウ
ンド線、シールド線の計５本の導線が半田付けにより制
御回路基板３１に接続されている。特に符号３９で示す
導線はシールド線である。なお、制御回路基板３１の他
端にはＬＥＤ基板に接続されるケーブル４０が接続され
ている。

【００３１】本実施の形態においても第１の実施の形態
と同様、シールドプレート３６により制御回路基板３１
が下方から覆われているため、装置下面側から輻射され
る静電気ノイズをシールドプレート３６によって遮蔽す
ることができる。一方、本実施の形態の場合は第１の実
施の形態と異なり、シールドプレート３６がＵＳＢコネ
クタ３３のフレームグラウンド端子３５およびパソコン
本体への接続ケーブル３８のシールド線３９に接続され
てはいない。それでも、制御回路基板３１へのシールド
プレート３６の接続位置３７が上記フレームグラウンド
端子３５およびシールド線３９の接続位置に充分近いた
め、ＵＳＢコネクタ３３から進入した静電気をシールド
プレート３６を通じてケーブル３８のシールド線３９に
飛ばすことができる。その結果、本実施の形態において
も、静電気ノイズに起因する動作不良が生じる確率を充
分に低減できる、という第１の実施の形態と同様の効果
を奏することができる。

【００３２】このように、本実施の形態では、シールド
プレート３６をフレームグラウンド端子３５やシールド
線３９に接続しなくても、これらの接続位置が近い場合
には静電気を逃がす経路として機能できることを示した
が、この機能をより確実にするためには、制御回路基板
３１上に形成した配線でこれらを直接接続するようにし
ても勿論かまわない。

【００３３】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記実施の形態では、シールドプレートの材料とし
て、軽量で強度が高いステンレスやブリキ等を例示した
が、これ以外にもリン青銅等を使用することも可能であ
る。そして、シールドプレートの具体的な形状、寸法等
に関しては、適宜設計変更が可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、従来の構成にシールドプレートを１枚追加する
だけの簡単な手段により、静電気ノイズに起因する周辺
機器の誤動作、動作不良等の不具合を防止することがで
き、動作信頼性の高いＵＳＢ対応のキーボード装置を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のキーボード装置
の構成を示す分解斜視図である。

【図２】同装置に用いるシールドプレートを示す平面
図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図であっ
て、制御回路基板へのシールドプレートの接続構造を示
す平面図である。

【符号の説明】

１キーボード装置２下ケース３，３６シールドプレート（導体板）４，３１制御回路基板５，３３ＵＳＢコネクタ（周辺機器共通接続用コネク
タ）６キーボード本体７上ケース８キートップ９ケーブル１４パソコン本体側接続片２７コネクタ側接続片３５フレームグラウンド端子（コネクタ側の接地端
子）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面に複数のキートップが設置されたキ
ーボード本体と、該キーボード本体を収容するケース
と、前記キーボード本体を制御する制御回路を搭載した
制御回路基板と、該制御回路基板に接続された周辺機器
共通接続用コネクタとを有し、前記制御回路基板を下方
から覆う導体板が設けられたことを特徴とするキーボー
ド装置。
【請求項２】前記導体板が、前記制御回路基板上の前
記周辺機器共通接続用コネクタ側の接地端子自身または
該接地端子の近傍に電気的に接続されるとともに、前記
制御回路基板上のコンピュータ本体側の接地端子自身ま
たは該接地端子の近傍に電気的に接続されたことを特徴
とする請求項１に記載のキーボード装置。
【請求項３】前記導体板の一部が、前記周辺機器共通
接続用コネクタに圧接されることにより前記周辺機器共
通接続用コネクタ側の接地端子に電気的に接続されたこ
とを特徴とする請求項２に記載のキーボード装置。
【請求項４】前記導体板の一部が、前記周辺機器共通
接続用コネクタの接地端子または該接地端子近傍の前記
制御回路基板上に半田付けされることにより前記周辺機
器共通接続用コネクタ側の接地端子自身または該接地端
子の近傍に電気的に接続されたことを特徴とする請求項
２に記載のキーボード装置。