JP2007207497A - 電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造 - Google Patents

Abstract

【課題】キートップとキートップ保持部との間隙から回路基板に向かう静電気の放電を効果的に基板のグランドに導き、かつＧＮＤ以外の配置スペースを回路基板上に確保できる、電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造を提供する。
【解決手段】本発明の電子機器における押ボタンスイッチ装置２０の静電気対策構造は、外部の静電気が押ボタンスイッチ装置２０のキートップ２２の側面と筐体のキートップ保持部１０との隙間から回路基板３０まで直接放電してしまう場合に、確実にＧＮＤ部４０へ放電するように回路基板３０のＧＮＤ部４０の形状と配置とを、放電が受けやすいようにした。また、ＧＮＤ部４０の面積が少なくてすむので、ＧＮＤ以外のパターン、ＶＩＡホール、電子部品を設けるスペースをスイッチ２１の周辺のキートップ２２の裏側にあたる部分に確保でき、外部の静電気が直接放電しないように保護をすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造に関し、特に放電を受け易い形状のグランド部が、回路基板のキートップとキートップ保持部との間隙の延長線上に設けられている、電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造に関する。

従来から、電子機器の押ボタンスイッチ装置は、スイッチとスイッチを操作するキートップとから構成され、スイッチは電子機器筐体内の回路基板上に配置され、キートップは筐体のキートップ保持部によってスイッチのＯＮ−ＯＦＦ操作が可能な状態に保持される構造となっていることが多い。この場合キートップとキートップ保持部とには非導電性の部材が使用されていることが多かった。

一方、操作者の身体は、衣服などとの摩擦によって数千ボルト程度に帯電している場合があり、キー操作をする場合に、最初に指の触れるキートップとキートップ保持部とには非導電性の部材が使用されていることから放電が行なわれず、キートップが押圧されたときに、キートップから回路基板までの空間距離が短い場合には、外部の静電気がキートップとキートップ保持部との間隙を通じて内部に流れ込んで、回路基板まで直接放電してしまう場合がある。このような場合に回路基板上のＧＮＤ以外のパターン、ＶＩＡホール、部品等へ静電気が放電されると回路上の部品破壊を起こしてしまう場合があり、機器が故障してしまう可能性がある。

この対策として、放電の対象となる可能性がある回路基板上のパターンや電子部品を放電保護用のシート、テープ等の絶縁物で覆って保護する方法もあるが、回路基板へ放電される場所が数箇所に及ぶ場合には多くの保護部品が必要となるという問題がある。スイッチの周囲にスイッチを取り囲んで金属のシールド板を回路基板に実装することも行なわれているが、回路基板とは別な部品を実装するための手間を必要とし、キートップとキートップ保持部との間隙と金属のシールド板との距離が近くなることから低い電圧の帯電でも放電が行なわれ、放電のノイズによる障害を発生するという問題がある。

特許文献１では、キートップ保持部に回路基板の近傍までキートップを囲む側壁を設け、スイッチとキートップ保持部の側壁との間の回路基板の全面にグランドパターンを形成したキースイッチが開示されている。
特開平６−１５０７７７号公報

特許文献１に記載のキースイッチでは、グランドは回路基板に設けられるので特に設置に手間を必要としないが、回路基板のスイッチ以外の部分は殆どが放電対策用のグランドで覆われるので、他の目的のパターンや、ＶＩＡホール、部品を設けるスペースがなくなるという問題がある。

本発明の目的は、キートップとキートップ保持部との間隙から回路基板に向かう静電気の放電を効果的に基板のグランドに導き、かつＧＮＤ以外のパターン、ＶＩＡホール、部品等の配置スペースを回路基板上に確保できる、電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造を提供することにある。

本発明の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造は、
電子機器内部の回路基板に設けられたスイッチおよびそのスイッチのＯＮ−ＯＦＦ操作を行うキートップを備えた押ボタンスイッチ装置と、キートップをその上部にて取り囲みそのキートップをスイッチのＯＮ−ＯＦＦ操作が可能な状態に保持する電子機器の筐体に設けられたキートップ保持部とを有し、キートップとキートップ保持部とはキートップが押下されたときにこれらの間に間隙が生じるように配置される電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造である。

第１の態様では、キートップが押圧されたときの、キートップの上部外縁とそのキートップの上部外縁直近のキートップ保持部の下部外縁とを結ぶ直線と回路基板との交点近傍の回路基板上に、スイッチを囲んで連続して設けられた複数のスポット状の放電用ＧＮＤランドを具備することを特徴とする。

第２の態様では、キートップが押圧されたときの、キートップの上部外縁とそのキートップの上部外縁直近のキートップ保持部の下部外縁とを結ぶ直線と回路基板との交点近傍の回路基板上に、スイッチを囲んで連続して設けられた複数の放電用ＧＮＤチップ抵抗を具備することを特徴とする。

回路基板のＧＮＤ以外のパターンとＶＩＡホールとが、キートップの側壁面内側の直下に対応する位置に設けられていてもよい。

放電を受け易い形状である複数のスポット状の放電用ＧＮＤランドや放電用ＧＮＤチップ抵抗が、キートップが押圧されたときの、キートップの上部外縁とそのキートップの上部外縁直近のキートップ保持部の下部外縁とを結ぶ直線と回路基板との交点近傍の回路基板上に連続して設けられているので、キートップの側壁部とキートップ保持部との間隙からの放電は確実にＧＮＤに流れ、他のデバイスや回路に障害を与えることがない。また、回路基板のＧＮＤ以外のパターンとＶＩＡホールとが、キートップの側壁部内部の直下に対応する位置に設けられているので、放電の被害を受けることがない。

本発明は、キートップが押圧されたときの、キートップの上部外縁とそのキートップの上部外縁直近のキートップ保持部の下部外縁とを結ぶ直線と回路基板との交点近傍に、複数のスポット状の放電用ＧＮＤランド、あるいは、放電用ＧＮＤチップ抵抗が連続して設けられているので、キートップの側壁部とキートップ保持部との間隙から進入する静電気による放電を確実に捉えることができる。従って、静電気放電による部品の故障をなくし、電子機器の信頼性を向上させるという効果がある。

また、回路保護部品、絶縁物等の部品を使用せずに静電気から保護することが可能となるので、部品点数、コストの削減が可能となる。
さらに、静電気放電を受ける複数のスポット状の放電用ＧＮＤランド、あるいは、放電用ＧＮＤチップ抵抗は占有面積が少ないので、放電用ＧＮＤランド、あるいは、放電用ＧＮＤチップ抵抗とスイッチの側壁との間の回路基板上に、ＧＮＤ以外のパターンやＶＩＡホールを配置するためのスペースを確保できるという効果がある。

本発明の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造は、外部の静電気が押ボタンスイッチ装置のキートップ部の側面と筐体のキートップ保持部との隙間から回路基板まで直接放電してしまう場合に、確実にＧＮＤ部へ放電するように回路基板のＧＮＤ部の形状と配置とを放電が受けやすい形状にしたことに特徴がある。また、ＧＮＤ部の占める面積が少なくてすむので、ＧＮＤ以外のパターン、ＶＩＡホール、電子部品を設けるスペースをスイッチの周辺のキートップの裏側にあたる部分に確保でき、外部の静電気が直接放電しないように保護をすることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造を示す模式的側面断面図であり、図２は本発明の第１の実施の形態の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造を示す模式的上面図である。図１、図２では、説明を容易にするために例として２個の押しボタンスイッチ装置２０を例示しているが、実際の電子機器１には通常複数の押しボタンスイッチ装置２０が所定の配列で配置されている。また図１では左側のキートップ２２が指７０で押圧されてスイッチ２１がＯＮとなった状態、右側のキートップ２２はスイッチ２1に押し上げられてスイッチ２１がＯＦＦとなった状態を示している。

第1の実施の形態の電子機器は、筐体と、筐体の内部に設けられた回路基板３０と、スイッチ２１とキートップ２２とから構成される押しボタンスイッチ装置２０とを有し、スイッチ２１は回路基板３０の所定の位置に固定されている。キートップ２２はスイッチ２１のＯＮ−ＯＦＦの操作を行うために指で押圧されるトップ部２２ａと、側壁部２２ｂと、側壁部２２ｂの凹部の中央にあってスイッチ２１をＯＮ−ＯＦＦのために押圧するスイッチ押圧部２２ｃとを有する。キートップ２２のトップ部２２ａは、この実施の形態では、筐体と連接しているキートップ保持部１０の開口部に上下動作可能に保持され、側壁部２２ｂの上面がキートップ保持部１０の開口部周辺と係合し、キートップ２２をスイッチ２１がＯＦＦの状態となるように保持している。

トップ部２２ａを図１の左側に示すように指７０で押圧すると、キートップ２２はキートップ保持部１０にガイドされて下降し、スイッチ押圧部２２ｃがスイッチ２１のボタンを押圧してスイッチ２１がＯＦＦからＯＮの状態に変化する。このとき指７０に帯電していた静電気が、キートップ保持部１０とキートップ２２のトップ部２２ａとの間隙を通して、図示の静電気の放電経路６０に従って回路基板３０に向けて放電される。キートップ保持部１０とキートップ２２とには通常非導電性の部材が使用されているので、放電は回路基板３０の導電部に対して発生する。

ここでは、回路基板３０上の、キートップ２２が押圧されたときの、キートップ２２の上部外縁とそのキートップ２２の上部外縁直近のキートップ保持部１０の下部外縁とを結ぶ直線と回路基板３０との交点近傍の回路基板３０上に、複数のスポット状の放電用ＧＮＤランド４０がスイッチ２１を囲んで連続して設けられているので、静電気は放電用ＧＮＤランド４０に向けて放電される。放電用グランドランド４０の配置位置はこれに限定されるものではなく、キートップ２２の形状に対応して最も放電の起こり易い位置が選択されればよい。

次に、本発明の第1の実施の形態の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造の動作について説明する。キートップ保持部１０と回路基板３０との空間距離が近い場合に、電子機器の押しボタン操作時に人体等に蓄積した静電気が、キートップ保持部１０とキートップのトップ部２２ａとの隙間から回路基板３０まで直接放電してしまう場合がある。

本発明では、回路基板３０に放電用ＧＮＤランド４０を設けることにより、静電気をＧＮＤへ放電しやすくし、ＧＮＤ以外のパターン、ＶＩＡホール、部品等に放電しないようにして回路上の部品破壊を防止し、電子機器の信頼性向上を図っている。さらにＧＮＤ以外のパターン５１、ＶＩＡホール５２等を、回路基板３０のキートップ２２の側壁部２２ｂに囲まれるボタン形状の裏側へ配置することにより、静電気のＧＮＤ以外の部品への放電を防止することが可能である。これらにより従来必要であった絶縁シート、絶縁テープまたは保護部品を使用しないで放電防止を行うことが可能となる。

キートップ保持部１０とキートップ２２のトップ部２２ａとの隙間から回路基板３０まで放電してしまう場合、回路基板３０上の、キートップ２２が押圧されたときの、キートップ２２の上部外縁とそのキートップ２２の上部外縁直近のキートップ保持部１０の下部外縁とを結ぶ直線と回路基板３０との交点近傍の回路基板３０上が、直接放電される場合の外側の点となる。この内側においては、キートップ２２の側壁部２２ｂの形状等により直接放電されない場合もあるので、本実施の形態では、キートップ２２が押圧されたときの、キートップ２２の上部外縁とそのキートップ２２の上部外縁直近のキートップ保持部１０の下部外縁とを結ぶ直線と回路基板３０との交点近傍を放電用ＧＮＤランド４０の配置位置としているが、側壁部２２ｂが障害にならない場合はもっと内側に配置してもよい。ここに、複数のスポット状の放電用ＧＮＤランド４０がスイッチ２１を囲んで連続して設けられているので、静電気は放電用ＧＮＤランド４０に向けて放電され、ＧＮＤ以外のパターン、ＶＩＡホール、部品等への放電を防止することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施の形態の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造について説明する。図３は本発明の第２の実施の形態の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造を示す模式的側面断面図である。図３では、説明を容易にするために例として２個の押しボタンスイッチ装置２０を例示しているが、実際の電子機器１には通常複数の押しボタンスイッチ装置２０が所定の配列で配置されている。また図３では左側のキートップ２２が指７０で押圧されてスイッチ２１がＯＮとなった状態、右側のキートップ２２はスイッチ２1に押し上げられてスイッチ２１がＯＦＦとなった状態を示している。

本発明の第２の実施の形態の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造では、第１の実施の形態の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造において、放電用ＧＮＤランド４０が放電対象として設けられていたのに対し、放電用ＧＮＤチップ抵抗４５が用いられている以外は同じ構成なので、同じ構成については同じ符号を用い、詳細な説明を省略する。放電用ＧＮＤランド４０の代わりに放電用にＧＮＤ接続されたチップ抵抗４５を使用することにより、チップ抵抗４５はＧＮＤランド４０よりも大きいので放電源と放電先との空間距離も近くなり、チップ端が尖っているのでその部分への放電が起こり易くなるという効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造を示す模式的側面断面図である。 本発明の第１の実施の形態の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造を示す模式的上面図である。 本発明の第２の実施の形態の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造を示す模式的側面断面図である。

符号の説明

１０ キートップ保持部
２０ 押しボタンスイッチ装置
２１ スイッチ
２２ キートップ
２２ａ トップ部
２２ｂ 側壁部
２２ｃ スイッチ押圧部
３０ 回路基板
４０ 放電用ＧＮＤランド
４５ 放電用ＧＮＤチップ抵抗
５１ パターン
５２ ＶＩＡホール
６０ 静電気の放電経路
７０ 指

Claims (3)

1. 電子機器内部の回路基板に設けられたスイッチおよび該スイッチのＯＮ−ＯＦＦ操作を行うキートップを備えた押ボタンスイッチ装置と、前記キートップをその上部にて取り囲み該キートップを前記スイッチのＯＮ−ＯＦＦ操作が可能な状態に保持する前記電子機器の筐体に設けられたキートップ保持部とを有し、前記キートップと前記キートップ保持部とは前記キートップが押下されたときにこれらの間に間隙が生じるように配置される電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造において、
   前記キートップが押圧されたときの、前記キートップの上部外縁と該キートップの上部外縁直近の前記キートップ保持部の下部外縁とを結ぶ直線と前記回路基板との交点近傍の前記回路基板上に、前記スイッチを囲んで連続して設けられた複数のスポット状の放電用ＧＮＤランドを具備することを特徴とする電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造。
2. 電子機器内部の回路基板に設けられたスイッチおよび該スイッチのＯＮ−ＯＦＦ操作を行うキートップを備えた押ボタンスイッチ装置と、前記キートップをその上部にて取り囲み該キートップを前記スイッチのＯＮ−ＯＦＦ操作が可能な状態に保持する前記電子機器の筐体に設けられたキートップ保持部とを有し、前記キートップと前記キートップ保持部とは前記キートップが押下されたときにこれらの間に間隙が生じるように配置される電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造において、
   前記キートップが押圧されたときの、前記キートップの上部外縁と該キートップの上部外縁直近の前記キートップ保持部の下部外縁とを結ぶ直線と前記回路基板との交点近傍の前記回路基板上に、前記スイッチを囲んで連続して設けられた複数の放電用ＧＮＤチップ抵抗を具備することを特徴とする電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造。
3. 前記回路基板のＧＮＤ以外のパターンとＶＩＡホールとが、前記キートップの側壁面内側の直下に対応する位置に設けられている、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の電子機器における押ボタンスイッチ装置の静電気対策構造。

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