JP2005327944A - 電子機器の静電気放電構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子機器の操作者が帯びた静電気からの悪影響を受けることのない小型で廉価な電子機器の静電気放電構造を提供する。
【解決手段】 電子部品３１を実装したプリント基板２０を備えた電子機器の静電気放電構造において、プリント基板表面の電子機器操作部近傍領域に少なくとも一部が絶縁物で覆われていない導体のみからなる金属パターン２１が電気的に独立して形成されるとともに、当該金属パターン２１が接地可能となっており、これによって、操作者が帯びた静電気を金属パターン２１に確実に放電して電子機器の電子部品にノイズが重畳しないようにする。
【選択図】 図３

Description

本発明は操作者の帯びた静電気が電子機器に悪影響を与えないようにした電子機器の静電気放電構造に関する。

電子機器内部の部品に帯電した静電気を機器内部の電子部品に悪影響を与えずに放電する電子機器の静電気放電構造は従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる特許文献１に記載の電子機器は導電性部材に帯電した静電気をプリント基板のグランドパターンに導電性バネを介して放電する構造を有している。具体的には、特許文献１に記載の静電気放電構造は、プリンタ装置等に用紙を供給するユニットに備わった放電構造であり、用紙を供給することに伴って給紙ローラーに帯電した静電気をプリント基板に放電させる構造である。

特開平９−１４８０８８号公報（２−３頁、図１）

一方、制御機器などのように操作者が頻繁に操作パネルを操作するような電子機器においては、操作パネル表面のスイッチ等を操作する際に静電気が操作者に帯電した状態で操作すると、図５に示すように押しボタン５１に放電した静電気がプリント基板５０上の信号線５２を介して電子部品５３に伝搬してしまう。静電気がこのように伝搬すると、電子部品５３にノイズが重畳したり、原因不明の誤動作を起こしたり、破壊したりするおそれがある。そこで、様々な静電気対策がとられている。

具体的な静電気対策としては、一例として、図６に示すようにインダクタ６１、コンデンサ６２等の部品をプリント板上に配置することにより信号線（図６では図示せず）に重畳した静電気を減衰させ、又はアースへ逃がすようにした対策が採られている。また、他の例として、同じく図６に示すように操作パネルの前面に金属板等の導電部品６５を備え、この導電部品６５に静電気を放電することで静電気をアースに逃がすとともに、静電気がスイッチ以外の電子部品６６に伝搬しないようにした対策が採られている。

しかしながら、このような静電気放電対策をとると、静電気対策用の専用部品が特別に必要となり、そのためのコストがかかってしまうことが問題となる。また、部品追加により、筺体小型化の妨げとなってしまう。

なお、特許文献１に記載の電子機器の静電気放電構造は、電子機器内部の部品に帯電した静電気を電子機器内部の電子部品に悪影響を与えずに放電する静電気放電構造であって、電子機器の操作パネルを操作する際に例えば操作パネルのスイッチに静電気が放電するのを防止するような電子機器の静電気放電構造ではない。

本発明の目的は、電子機器の操作者が帯びた静電気からの悪影響を受けることのない小型で廉価な電子機器の静電気放電構造を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明にかかる電子機器の静電気放電構造は、電子部品を実装したプリント基板を備えた電子機器の静電気放電構造において、プリント基板表面の電子機器操作部近傍領域に少なくとも一部が絶縁物で覆われていない導体のみからなる金属パターンが電気的に独立して形成されるとともに、当該金属パターンが接地可能となっていることを特徴とする。

これによって、操作者が帯びた静電気を金属パターンに放電し、電子機器の電子部品にノイズが伝播しないようにする。

また、本発明の請求項２に記載の電子機器の静電気放電構造は、請求項１に記載の電気機器の静電気放電構造において、金属パターンの絶縁物で覆われていない導体のみからなる領域が電子機器操作部の静電気放電が生じうる導体部分より操作者側で見て手前に位置していることを特徴とする。

電子機器の操作部よりも操作者側にプリント基板の金属パターンを配置することで、操作者が帯びた静電気を金属パターンにのみ放電し、電子機器の電子部品へのノイズの伝播を確実に防止する。

本発明によると、機器操作者が帯びた静電気から悪影響を受けることのない小型で廉価な電子機器の静電気放電構造を提供できる。

以下、本発明の一実施形態にかかる電子機器の静電気放電構造について説明する。本発明の一実施形態にかかる電子機器の静電気放電構造は、例えば制御機器などのように操作者が頻繁に操作パネルを操作する電子機器の静電気放電構造に関するものであり、図１及び図２に示すように、電子機器１の樹脂でできた筐体１０内にプリント基板２０が収容され、当該プリント基板２０に電子部品３１、操作スイッチ３２、及び操作スイッチ３２と電子部品３１を電気的に接続する信号伝達用の回路パターン３３、並びにプリント基板上であって操作スイッチ近傍領域に形成された金属パターン２１を備えている。

なお、金属パターン２１は、操作スイッチ３２と電子部品３１とで形成されている電気回路と電気的に独立（アイソレート）し、アース２２に接地されている。また、プリント基板２０に実装された電子部品３１はＬＳＩやＩＣチップなどの静電気の放電により誤動作を生じるおそれのあるさまざまな電子部品である。

電子機器１の筐体前面には図１及び図２では詳細には示さないが、操作パネルが備わっている。そして、操作パネルの前面にはＬＥＤ素子などの動作表示用電子部品が絶縁カバーで覆われた状態で多数配置されている。

操作スイッチ３２は、本実施形態の場合、プリント基板２０の適所に実装された押圧式スイッチからなり、操作者の指によって押圧される押しボタンスイッチが用いられている。また、筐体１０の操作パネルにはスイッチ操作孔１０ａが一部に形成され、操作スイッチ３２の押しボタン先端がスイッチ操作孔１０ａを介して操作パネルの前面から若干突出して押しボタンを操作可能としている。

なお、操作スイッチ３２は操作部が樹脂やゴムなどでできており、図２に示すように一部に操作信号を電子部品に伝達するための接点（導体部分）３２ａやその他導体部が形成されている。また、電子機器１の筐体１０の前面パネル近傍に沿ってプリント基板２０の基板端２０ａが延在しており、当該プリント基板端２０ａの縁部に沿って金属パターン２１が本実施形態の場合直線状に形成されている。すなわち、金属パターン２１は、操作スイッチ３２の導体部分である接点３２ａと操作スイッチ３２の絶縁部分である押しボタン部との間を通るようにプリント基板端に沿って延在している。そして、金属パターン２１の一端は、電線を介してアース２２に接地されている。また、金属パターン２１は、上述の通り操作パネル近傍に位置する操作スイッチ３２、プリント基板上の電子部品３１、及びこれに接続された回路パターン３３から電気的に独立している。

なお、金属パターン２１は、本実施形態の場合、操作者側の静電気を積極的に放電させる目的のみを有するものであり、表面上にはんだレジスト等の絶縁物を付帯させずに例えば銅箔などの導体のみから形成されている。

上述したように、本実施形態にかかる電子機器１である制御装置は、従来の電子機器と同じように筺体内のプリント基板２０に電子部品３１や操作スイッチ３２を実装し、前面に絶縁物で覆われたＬＥＤなどの表示素子（図示せず）を備えた操作部を有している。しかしながら、本実施形態における特有の構造として、電子機器操作部の静電気放電が生じうる導体部よりも操作者側で見て手前であって、帯電物（操作者の指）からの距離が最も近いプリント基板端の位置に導体のままの金属パターン２１を形成し、これをアースと接続している。

以下、かかる電子機器１の静電気放電構造の作用について説明する。まず、操作スイッチ３２は、図３に示すようにここでは指や手などの帯電物を近づけると静電気による放電が発生する。一般に、帯電物を導体に近づけると静電気による放電が起こるが、近距離と遠距離に導体が配置されている場合、近距離に配置された導体に対してのみ静電気が放電する性質をもつので、この性質を利用して図３及び図４に示すようにプリント基板２０の金属パターン２１に静電気を放電させることができる。具体的には、図４に示すように樹脂でできた操作スイッチ３２の導体部である接点３２ａより静電気を帯びた操作者の指に近い位置に金属パターン２１があるので、この金属パターン２１にだけ静電気が放電されて、操作スイッチ３２の接点３２ａには放電されない。これによって、プリント基板上のＬＳＩやＩＣなどの他の電子部品３１へのノイズの重畳を防ぐことが可能となる。

このように、本実施形態のような電子機器の静電気放電構造をとることで、静電気放電のための特別な部品等を追加することなく、簡単な構成で静電気対策を行うことができ、電子機器内の電子部品の誤動作等を防ぐことができる。また、電子機器の筺体の小型化を達成することもできる。

なお、本実施形態における電子機器の静電気放電構造は、プリント基板設計時点で設計上容易に反映できる構成であり、部品コストの削減、追加部品による再設計をなくすことができる。そして、製品の小型化とそれにともなう高密度実装が必要とされる今日において、静電気対策のための特別な部品をできるだけ使用しないという要求を満たすことができる。

なお、上述の実施形態においては、プリント基板に配置された金属パターンは表面全体がはんだレジストなどの絶縁物で覆われてなかったが、必ずしも金属パターン全部がこのように表面全体にわたって露出している必要はなく、静電気の放電により悪影響を受けやすい操作スイッチ周囲の領域だけはんだレジストなどの絶縁物で覆わずに金属パターンを露出するようにしても良い。

また、金属パターンは上述の実施形態のように必ずしもプリント基板端に直線状に形成されている必要はなく、機器筐体との関係で静電気の放電のしやすさに応じて適宜設計変更すれば良い。

本発明の一実施形態にかかる電子機器の静電気放電構造を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる電子機器の静電気放電構造を説明するための側方断面図である。 図１及び図２に示した本発明の一実施形態にかかる電子機器の静電気放電構造を説明するための部分的斜視図である。 図１及び図２に示した本発明の一実施形態にかかる電子機器の静電気放電構造を説明するための部分的側面図である。 従来の電子機器の静電気放電構造を概略的に示した斜視図である。 図５とは異なる従来の電子機器の静電気放電構造を概略的に示した斜視図である。

符号の説明

１ 電子機器
１０ 筐体
１０ａ スイッチ操作孔
２０ プリント基板
２０ａ 基板端
２１ 金属パターン
２２ アース
３１ 電子部品
３２ 操作スイッチ
３２ａ 接点
３３ 回路パターン
５０ プリント基板
５１ 押しボタン
５２ 信号線
５３ 電子部品
６１ インダクタ
６２ コンデンサ
６５ 導電部品
６６ 電子部品

Claims (2)

1. 電子部品を実装したプリント基板を備えた電子機器の静電気放電構造において、
   前記プリント基板表面の前記電子機器操作部近傍領域に少なくとも一部が絶縁物で覆われていない導体のみからなる金属パターンが電気的に独立して形成されるとともに、当該金属パターンが接地可能となっていることを特徴とする電子機器の静電気放電構造。
2. 前記金属パターンの絶縁物で覆われていない導体のみからなる領域が前記電子機器操作部の静電気放電が生じうる導体部分より操作者側で見て手前に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の電子機器の静電気放電構造。

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