JP2015046249A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度検出素子を搭載する操作装置における静電気に対する電子部品の保護を強化する。【解決手段】操作装置は、開口したスリット部１０が設けられたケース１と、ケース１の内部に収容された制御基板５と、制御基板５に取り付けられ、スリット部１０を介してケース１外の空気の温度を検出するためのサーミスタ２０とを備える。制御基板５は、スリット部１０とサーミスタ２０との間に配置され、静電気を吸収するための保護部を含む。好ましくは、保護部は、制御基板５において接地ラインに接続される。好ましくは、保護部は、制御基板５において接地ラインに接続された電子部品を含む。好ましくは、制御基板５には、サーミスタ２０の取付部分と保護部との間に切り欠き部が設けられる。【選択図】図６

Description

この発明は、操作装置に関し、より特定的には、制御基板を収容するケースにスリット部が設けられた操作装置に関する。

従来、床暖房システムなどには、壁面等にユーザが操作するための操作装置（リモコン装置）が設置されている。操作装置に設けられている押しボタンなどをユーザが操作することによって、床暖房システムの運転条件が変更される。このような操作装置は、人が操作する場合に、人に帯電した静電気の放電経路となる場合があるので、種々の対策が行なわれている。

特開平７−２８８３６７号公報（特許文献１）には、基板の電子部品よりも外装筐体の開口部に近い位置にアースピンを設けた電子装置が開示されている。

特開２００８−１６６０９９号公報（特許文献２）には、保護対象の回路の周囲に、グランドに接続された静電気保護パターンを基板上で形成することが開示されている。

特開平７−２８８３６７号公報 特開２００８−１６６０９９号公報

床暖房システムなどの暖房装置や空調装置には、暖房や空調を実施している室内の温度を検出するために、温度検出素子（たとえば、サーミスタなど）を操作装置の制御基板上に配置している。室内の温度を検出しやすいように、温度検出素子に近い部分には、制御基板を収容するケースに通気のための開口（スリット部）が設けられている。

しかしながら、このスリット部に操作者の指が近づくと、指から温度検出素子に静電気が放電されることがある。温度検出素子は、静電気のサージに弱い電子部品（たとえば、マイコン等）に接続されていることもあるので、温度検出素子への静電気の放電を防ぐことが必要である。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、温度検出素子を搭載する操作装置における静電気に対する電子部品の保護を強化することである。

本発明による操作装置は、開口したスリット部が設けられたケースと、ケースの内部に収容された制御基板と、温度検出部とを備える。温度検出部は、制御基板に取り付けられて、スリット部を介してケース外の空気の温度を検出する。制御基板は、スリット部と温度検出部との間に配置され、静電気を吸収するための保護部を含む。

本発明の操作装置によれば、スリット部および温度検出素子との間に静電気を吸収するための保護部を設けることにより、温度検出素子を搭載する操作装置において、静電気に対する電子部品の保護を強化することができる。

好ましくは、保護部は、制御基板において接地電位を与えるノード（接地ノード）と電気的に接続される。または、保護部は、制御基板において接地電位を与えるノードと電気的に接続された電子部品を含む。さらに好ましくは、保護部は、制御基板において温度検出部に接続される信号配線パターンよりも太く形成された接地パターンを含む。接地パターンは、接地電位を与えるノードと電気的に接続される。

このようにすると、静電気による電荷を、保護部によって接地ノードに導くことで吸収することができる。特に、低インピーダンスの接地パターンを保護部とすることにより、静電気を吸収し易くすることができる。

さらに、好ましくは、保護部は、接地パターンに接続された電位部品または導電部をさらに含む。電位部品および導電部は、制御基板からの高さが接地パターンよりも高い。

このようにすると、接地パターンよりも高い導電部または電子部品によって、静電気を吸収する効果を高めることができる。

好ましくは、制御基板には、温度検出部の取付部分と保護部との間に切り欠き部が設けられる。

このようにすると、温度検出部による検出温度が、制御基板の温度の影響を受け難いようにすることができる。

本発明によれば、温度検出素子を搭載する操作装置における静電気に対する電子部品の保護を強化することができる。

本発明の一実施の形態におけるリモコン装置の外観を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるリモコン装置のカバーを開けた状態を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるリモコン装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。 ケース１に収容された状態の制御基板の拡大図であり、比較例を示す図である。 サーミスタ２０を電気回路で示した図である。 ケース１に収容された状態の制御基板の拡大図であり、実施の形態１の制御基板を示す図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す概略図である。 静電気の放電を説明するための等価回路図である。 実施の形態１の第１の変形例を示す図である。 実施の形態１の第２の変形例を示す図である。 ケース１に収容された状態の制御基板の拡大図であり、実施の形態２の制御基板を示す図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面を示す概略図である。 実施の形態２の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態に共通する構成］
まず、本発明の一実施の形態における操作装置（以下、リモコン装置ともいう）の構成について説明する。

本発明の一実施の形態におけるリモコン装置は、たとえば床暖房システムなどの室温に応じた制御する装置を操作するためのものであり、室内の壁面に取り付けられて、床暖房システム本体の制御装置と電装線で接続された状態で使用される。つまり、リモコン装置は電装線と電気的に接続可能であり、電装線によって床暖房システム本体と電気的に接続可能である。

図１は、本発明の一実施の形態におけるリモコン装置の外観を概略的に示す斜視図であり、図２は、リモコン装置のカバーを開けた状態を概略的に示す斜視図であり、図３は、リモコン装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。

図１〜図３を参照して、本発明の一実施の形態のリモコン装置は、ケース１と、カバー２と、表示部３と、スイッチ４と、制御基板５と、絶縁シート８と、取付板９とを主に有している。

リモコン装置の幅方向において、ケース１の一方端部にカバー２の一方端部が軸回りに開閉可能に連結されている。ケース１およびカバー２はたとえばＡＢＳ樹脂などの樹脂材によって形成されている。ケース１の表面側に表示部３と、スイッチ４とが配置されている。カバー２が開いた状態で表示部３とスイッチ４とがカバー２の内側から現れる。なお、カバー２に覆われていない一部のスイッチ４については、カバーが閉じた状態でも操作することが可能である。なお、図１に示すようにカバー２が閉じた状態で表示部３とスイッチ４とはカバー２によって覆われている。ケース１の側面部の下方には、空気を送通させる開口部であるスリット部１０が設けられている。

図３に示すように、ケース１の内側に制御基板５、絶縁シート８、取付板９が取り付けられている。ケース１の操作面から背面に向けて、ケース１、制御基板５、絶縁シート８、取付板９の順に、これらが重ねられ組みつけられている。

絶縁シート８は、絶縁性を有する材料で形成されており、たとえばポリエチレン樹脂などの樹脂材によって形成されている。絶縁シート８は、可撓性を有する材料によってシート状に形成されている。絶縁シート８は、制御基板５上に設けられた電装線のコネクタの挿し込み口の手前近傍に相当する個所に、電装線の先端の挿入部を挿入する開口部を形成するための舌片部８ａを有している。

取付板９は、板状に形成されており、たとえば鉄によって形成されている。取付板９は中央に開口部９ａを有している。この開口部９ａを覆うように絶縁シート８がケース１に取り付けられており、この状態で絶縁シート８の舌片部８ａによって形成された開口部を通って電装線がコネクタ６に接続される。この取付板９は室内の壁面にねじなどによって取り付けられる。そして、取付板９が壁面に取り付けられた後に、取付板９にケース１を装着することによって、リモコン装置が室内の壁面に取り付けられる。

［比較例］
図４は、ケース１に収容された状態の制御基板の拡大図であり、比較例を示す図である。図４を参照して、ケース１の下方コーナー付近の側面部には、空気を送通させる開口部であるスリット部１０が設けられている。

制御基板５は、室温を検出するための温度検出素子であるサーミスタ２０と、サーミスタ２０で検出した温度を取り込むマイクロコンピュータ５０とを含む。サーミスタ２０は、制御基板５のスリット部１０に近い部分にリード２１によって取り付けられている。

図５は、サーミスタ２０を電気回路で示した図である。図５を参照して、電源電位ＶＤＤと接地電位ＧＮＤとの間に抵抗Ｒとサーミスタ２０とが直列接続される。抵抗Ｒとサーミスタ２０との接続ノードからは、分圧電圧Ｖｔが出力される。サーミスタ２０は、温度により抵抗値が変化するので、分圧電圧Ｖｔも温度に応じて変化する。

分圧電圧Ｖｔをマイクロコンピュータ５０で取り込むことによってマイクロコンピュータは室温を検出することができる。たとえば、温度と分圧電圧Ｖｔとの対応関係を示すマップをマイクロコンピュータ５０のメモリに記憶しておく。そして、マイクロコンピュータ５０が内蔵するＡ／Ｄコンバータで分圧電圧Ｖｔをディジタル変換し、メモリのマップと照合することによって、マイクロコンピュータ５０は室温を検出することができる。

このようなサーミスタ２０の配置に関連して、静電気に関連する問題が生じる場合がある。図１および図２に示されるように、スリット部１０の位置は、カバー２が閉じた状態ではカバー２の端部と近接している。リモコン装置を操作する操作者は、カバー２が閉じた状態であるときに、スイッチ操作をするために、図１の閉じた状態のカバー２の端部を指でケース１の本体部分から引き離して、カバー２を図２に示した状態に開く。

この時に、カバー２を開こうとする操作者の指が図４に示すように静電気を帯びていれば、静電気がスリット部１０を通過してサーミスタ２０のリード２１に跳び、制御基板５の信号配線パターン４０を通じて、マイクロコンピュータ５０の端子に静電気が印加される。したがって、図４に示す比較例では、マイクロコンピュータ５０の故障を招く可能性があるという問題がある。

［実施の形態１］
図６は、ケース１に収容された状態の制御基板の拡大図であり、実施の形態１の制御基板を示す図である。

図６を参照して、ケース１の下方コーナー付近の側面部には、空気を送通させる開口部であるスリット部１０が設けられている。

制御基板５は、室温を検出するための温度検出素子であるサーミスタ２０と、サーミスタ２０で検出した温度を取り込むマイクロコンピュータ５０とを含む。サーミスタ２０は、制御基板５のスリット部１０に近いコーナー部分に取り付けられているが、制御基板５にグランドパターン３０が設けられている点が図４に示した場合の取付位置と異なる。サーミスタ２０は「温度検出素子」の一実施例に対応する。図８に示されるように、グランドパターン３０は、制御基板５において、接地電位ＧＮＤを与える接地ノード６０に対して電気的に接続される。

グランドパターン３０は、信号配線パターン４０よりも幅が太いパターンである。このような幅が太いグランドパターンは、いわゆるベタグランド（信号配線より幅が太く、信号配線の無い部分を利用してグランドパターンを広げたもの）と呼ばれるような態様のものであっても良い。制御基板５上において、グランドパターン３０をスリット部１０とサーミスタ２０との間の位置に設けたので、操作者の指が静電気を帯びている場合でも、静電気は、サーミスタ２０に到達する前に、グランドパターン３０で吸収されて、接地ノード６０へ導かれる。これにより、静電気が、サーミスタ２０を経由して、マイクロコンピュータ５０を始めとする部品に印加されることを防止できる。

図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す概略図である。図８は、静電気の放電を説明するための等価回路図である。図７および図８を参照して、スリット部１０からの放電経路は、放電パスＰ１，Ｐ２が考えられる。放電パスＰ１は、サーミスタ２０を経由して接地ノードに放電が生じるパスである。放電パスＰ２は、サーミスタ２０の手前のグランドパターン３０を経由して接地ノードに放電が生じるパスである。

ここで、図７の放電パスＰ１，Ｐ２の分岐点から先を考えると、放電パスＰ１のインピーダンスＺａ、放電パスＰ２のインビーダンスＺｇを図８のように等価回路で表すことができる。インピーダンスＺａは、主として空気の抵抗成分である。これに対してインビーダンスＺｇは、主としてグランドパターン３０の抵抗成分である。グランドパターン３０は、基板上に銅箔などの金属で形成されているので、空気よりもインビーダンスが低い。

静電気は、インピーダンスの低い経路に流れようとするので、サーミスタ２０とスリット部１０の間の空間的位置に、基板上で最もインピーダンスが低いグランドパターン３０を設けておくことでサーミスタ２０を静電気から保護することができる。

図９は、実施の形態１の第１の変形例を示す図である。図９に示すように、グランドパターン３０の上に、はんだ３５を盛り上げることによって、はんだ３５を回避してサーミスタ２０に至る放電パスは長くなる。放電パスが長くなると、インピーダンスＺａも高くなるので、静電気は、はんだ３５およびグランドパターン３０を含む経由に吸収され易くなる。これにより、サーミスタ２０に直接放電がおこる可能性を、図７に示した場合よりも低下することができる。

図１０は、実施の形態１の第２の変形例を示す図である。図１０に示す例は、グランドパターン３０の上にリード３７を有する電子部品３６を配置している。このようにすれば、リード３７が避雷針のような役割を果たし、一層スリット部１０からの静電気の放電をサーミスタ２０やそのリード２１に受けにくくすることができる。なお、電子部品３６は、導電性を有していればどのようなものであっても良い。たとえば、抵抗素子やコンデンサのようなものであっても良いし、ピン（端子）のようなものであっても良い。好ましくは、サーミスタ２０やマイクロコンピュータ５０よりもサージに強い特性を有しておればなお良い。

再び図６を参照して、実施の形態１について総括すると、操作装置（リモコン装置）は、開口したスリット部１０が設けられたケース１と、ケース１の内部に収容された制御基板５と、制御基板５に取り付けられ、スリット部１０を介してケース１外の空気の温度を検出するためのサーミスタ２０とを備える。制御基板５は、スリット部１０とサーミスタ２０との間に配置されて静電気を吸収するための保護部を含む。

好ましくは、保護部は、接地ノード６０と電気的に接続されて、静電気を接地電位ＧＮＤへ導く。代表的には、保護部は、図６、図９および図１０に示すように、制御基板５においてサーミスタ２０に接続される信号配線パターン４０よりも太いグランドパターン３０により構成される。このようにすると、低インピーダンスのグランドパターン３０によって、静電気の吸収能力を高めることができる。

好ましくは、図１０に示すように、保護部は、制御基板５において接地ノード６０に対して電気的に接続された電子部品３６を含む。なお、電子部品３６は、接地ノード６０に対して電気的に接続されていれば、必ずしもグランドパターン３０に直接接続されていなくてもよい。

このような構成とすることにより、スリット部１０から侵入した静電気によるサージ電流は、サーミスタ２０に達する前にグランドパターン３０に吸収されるので、サーミスタ２０にはサージ電流が流れることが無くなる。したがって、サーミスタ２０に接続されているマイクロコンピュータ５０などの電子部品の静電気に対する保護を図ることができる。

好ましくは、図６および図１０に示すように、保護部は、グランドパターン３０と、グランドパターン３０に接続され、制御基板５からの高さがグランドパターン３０よりも高い導電部（はんだ３５）または電子部品３６とを含む。

このようにすると、高さが確保された導電部または電子部品によって、静電気によるサージを一層捕らえやすくなるので、静電気に対する電子部品の保護を一層強化することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、操作装置をスリット部とサーミスタとの間の基板上にグランドパターン３０や電子部品３６などを含む静電気保護部を設け、サーミスタ２０に静電気が放電されないように構成した。

しかし、このように構成すると、サーミスタ２０を制御基板５の端部から制御基板５の内部へと移動させる必要がある。制御基板５の内部にサーミスタ２０を配置すると、サーミスタ２０は、制御基板５の温度に影響を受けやすくなり、室内温度を正確に測りにくくなり、室内温度を正しく反映した床暖房制御ができなくなる可能性がある。

そこで、実施の形態２では、室内温度検出用のサーミスタ２０を制御基板５の切り欠き部に配置し、基板の温度の影響を受けにくいようにする。

図１１は、ケース１に収容された状態の制御基板の拡大図であり、実施の形態２の制御基板を示す図である。図１１を参照して、実施の形態２の操作装置（リモコン装置）は、制御基板５に切り欠き部５＃を設ける。他の部分については、図６に示した構成と同様であり、マイクロコンピュータ５０や信号配線パターン４０については図示しない。

図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面を示す概略図である。図１１および図１２を参照して、制御基板５から立ち上がったリード２１が曲げられており、サーミスタ２０は切り欠き部５＃にちょうど入り込んでいる。

このようにすることにより、サーミスタ２０に制御基板５が接することが無いとともに、スリット部１０からの静電気によるサージもサーミスタ２０に到達する前にグランドパターン３０に吸収されやすくなる。

図１３は、実施の形態２の変形例を示す図である。図１２の例では、切り欠き部の奥行きが切り欠き部の幅よりも狭い例を示したが、図１３では、切り欠き部の幅が切り欠き部の奥行きよりも狭い例を示す。このように構成しても、静電気からの保護を図りながら、制御基板５の温度の影響を受けにくくすることができる。

実施の形態２では、実施の形態１のように静電気保護部をサーミスタ２０とスリット部１０との間に設けることに加えて、静電気保護部の脇に制御基板に切り欠き部を設けてサーミスタを制御基板５の温度の影響を受けにくくした。

つまり、制御基板５には、サーミスタ２０の取付部分と静電気保護部との間に切り欠き部が設けられる。このように構成することによって、室温を正確に検出することと、静電気から電子部品を保護することとを両立することができる。

なお、実施の形態２の静電気保護部は、グランドパターン３０のみを図１１〜図１３に図示したが、図９および図１０に示したように、はんだ３５や電子部品３６をグランドパターン３０の上に配置しても良い。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ケース、２ カバー、３ 表示部、４ スイッチ、５ 制御基板、５＃ 切り欠き部、６ コネクタ、７ 回路素子、８ 絶縁シート、８ａ 舌片部、９ 取付板、９ａ 開口部、１０ スリット部、２０ サーミスタ、２１，３７ リード、３０ グランドパターン、３５ はんだ、３６ 電子部品、４０ 信号配線パターン、５０ マイクロコンピュータ、６０ 接地ノード、Ｐ１，Ｐ２ 放電パス、Ｒ 抵抗。

Claims (7)

1. 開口したスリット部が設けられたケースと、
   前記ケースの内部に収容された制御基板と、
   前記制御基板に取り付けられ、前記スリット部を介して前記ケース外の空気の温度を検出するための温度検出部とを備え、
   前記制御基板は、前記スリット部と前記温度検出部との間に配置され、静電気を吸収するための保護部を含む、操作装置。
2. 前記保護部は、前記制御基板において接地電位を与えるノードと電気的に接続される、請求項１に記載の操作装置。
3. 前記保護部は、
   前記制御基板において前記温度検出部に接続される信号配線パターンよりも太く形成された接地パターンを含み、
   前記接地パターンは、前記接地電位を与えるノードと電気的に接続される、請求項２記載の操作装置。
4. 前記保護部は、
   前記接地パターンに接続され、前記制御基板からの高さが前記接地パターンよりも高い電子部品をさらに含む、請求項３記載の操作装置。
5. 前記保護部は、
   前記接地パターンに接続され、前記制御基板からの高さが前記接地パターンよりも高い導電部をさらに含む、請求項３記載の操作装置。
6. 前記保護部は、前記制御基板において接地電位を与えるノードと電気的に接続された電子部品を含む、請求項２記載の操作装置。
7. 前記制御基板には、前記温度検出部の取付部分と前記保護部との間に切り欠き部が設けられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の操作装置。

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