(57)【要約】      （修正有）【課題】ケースに取り付けられる実装基板の耐震性能を向上させるとともに、組立工程の簡素化を可能とする電子機器を提供する。【解決手段】電子機器１０は、実装基板２と、実装基板２を収容するケース１と、を備える。実装基板２は、少なくとも１本のネジ３によりケース１に締結され、締結されていない実装基板２の角部は、ケース１に設けられたリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挟まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板と、
前記実装基板を収容するケースと、
を備え、
前記実装基板は、少なくとも１本のネジにより前記ケースに締結され、
締結されていない前記実装基板の角部は、前記ケースに設けられたリブの切り欠きに挟まれている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記リブは、前記ケースの角部に設けられており、
前記リブの形状は、前記ケースの対角線に対して非対称である
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記リブの切り欠きには、前記実装基板の角部の窪みに係合可能な少なくとも１つの突起がある
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記リブの切り欠きと前記実装基板の角部との間には接着剤が充填されている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項５】
前記リブの切り欠きと前記実装基板の角部との間には弾性を有する防振材が充填されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項６】
実装基板の角部がケースに設けられたリブに当たらない角度で前記実装基板を前記ケースの内側に収容し、
前記ケースに対して前記実装基板を回転させながら、前記実装基板の角部を前記リブの切り欠きに挿入し、
前記実装基板の角部が前記リブの切り欠きに挟まれた状態で、前記実装基板を少なくとも１本のネジにより前記ケースに締結する
ことを特徴とする電子機器の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器および電子機器の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器における実装基板の固定構造においては、固定ケースに設けられたネジ穴に実装基板をネジで締結することにより固定することが一般的である。
【０００３】
ところで、近年、電子機器の小型化が要求されており、これに伴って基板サイズが小さくなる傾向がある。限られた基板サイズの中で実装面積を確保するために、実装基板の対角にネジ２本により、または実装基板の中央にネジ１本により、実装基板がケースに締結されて固定されることがある。しかしながら、このような固定構造では、電子機器に外部振動が加わると、ネジにより締結されていない部分が大きく変形することになる。そして、このような実装基板の変形によって実装部品にストレスがかかり、実装部品の接合信頼性が低下することが課題となっている。
【０００４】
特許文献１では、車両に搭載される車載制御機器の筐体において、基板を収容する筐体本体の底部に、基板を固定するためのボスを設けるとともに、筐体本体の内壁に基板の周辺部を支える段差部を設けることにより、この段差部により基板の振動を制限することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２では、部品実装密度を高めるために、基板が、樹脂ケースの基板載置面から突出する基板固定ピンによって貫挿されるスルーホールを有し、このスルーホールの導電パターンと基板固定ピンとが半田付けられている構造が記載されている。
【０００６】
また、特許文献３では、耐振動性を向上させるために、実装基板の片面に１つ以上の突起物を接着して設置し、実装基板の周辺部をベース部材の周辺部に締着して固定する際、突起物の一部をベース部材に接触させ、この突起物によって実装基板を凸状に反らせて構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２８４３７４号公報
【特許文献２】特開２００７−１４９７４７号公報
【特許文献３】特開２００９−１１１１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された構造では、実装基板の片面しか筐体の段差部に支えられていないため、振動負荷に対しては、筐体の段差部とは反対側への実装基板の変形を抑制できないという課題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載された構造では、固定ピンが実装基板のスルーホールに貫挿された状態で半田付けにより固定されるため、実装基板に穴加工する工数がかかるとともに、固定ピンの部品点数と半田付けの加工工程も増えるという課題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載された構造では、突起物によって実装基板を凸状に反らせるため、突起物の影響により実装面積が減少することとなる。また、実装基板の反りによって実装部品に常に応力がかかっているため、実装部品の接合信頼性が低下するという課題もある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ケースに取り付けられる実装基板の耐震性能を向上させるとともに、組立工程の簡素化を可能とする電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面に係る電子機器は、
実装基板と、
前記実装基板を収容するケースと、
を備え、
前記実装基板は、少なくとも１本のネジにより前記ケースに締結され、
締結されていない前記実装基板の角部は、前記ケースに設けられたリブの切り欠きに挟まれている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電子機器においてケースに取り付けられる実装基板の耐震性能を向上させるとともに、組立工程の簡素化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る電子機器の平面図。
【図２】図１に示す電子機器のＡ−Ａ線に沿って切断した断面を示す図。
【図３】図２に示す電子機器のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面を示す図。
【図４Ａ】第１の実施形態に係る電子機器のケースを第１のリブとは反対側から見た斜視図。
【図４Ｂ】第１の実施形態に係る電子機器のケースを第２のリブとは反対側から見た斜視図。
【図４Ｃ】第１の実施形態に係る電子機器のケースを第３のリブとは反対側から見た斜視図。
【図５】外部振動の周波数に対する振動振幅の特性を、本件発明者らがシミュレーションにより検証した結果を示すグラフ。
【図６Ａ】第１の実施形態に係る電子機器の組立方法を説明するための図。
【図６Ｂ】第１の実施形態に係る電子機器の組立方法を説明するための図。
【図６Ｃ】第１の実施形態に係る電子機器の組立方法を説明するための図。
【図６Ｄ】第１の実施形態に係る電子機器の組立方法を説明するための図。
【図７】第２の実施形態に係る電子機器のケースに設けられた切り欠き部分を拡大して示す断面図。
【図８】比較例に係る電子機器の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施形態の第１の態様に係る電子機器は、
実装基板と、
前記実装基板を収容するケースと、
を備え、
前記実装基板は、少なくとも１本のネジにより前記ケースに締結され、
締結されていない前記実装基板の角部は、前記ケースに設けられたリブの切り欠きに挟まれている。
【００１６】
このような態様によれば、締結されていない実装基板の角部がケースに設けられたリブの切り欠きに挟まれているため、外部振動による実装基板の変形を抑制することができる。これにより、実装部品の接合強度が低下することが低減され、実装基板の耐振動性、耐衝撃性を向上させることができる。また、ケースに対して実装基板を回転させながら、実装基板の角部をリブの切り欠きに挿入することにより、締結されていない実装基板の角部がリブの切り欠きに挟まれるため、部品点数を削減することができ、組立工程の簡素化が可能である。
【００１７】
実施形態の第２の態様に係る電子機器は、第１の態様に係る電子機器であって、
前記リブは、前記ケースの角部に設けられており、
前記リブの形状は、前記ケースの対角線に対して非対称である。
【００１８】
このような態様によれば、リブの形状がケースの対角線に対して非対称であるため、ケースに対して実装基板を回転させながら、実装基板の角部をリブの切り欠きに挿入する際に、実装基板を一方向しか回転できないようにすることができる。これにより、組立工程におけるケースや実装基板の組立方向の間違いを防ぐことができる。
【００１９】
実施形態の第３の態様に係る電子機器は、第１または２の態様に係る電子機器であって、
前記リブの切り欠きには、前記実装基板の角部の窪みに係合可能な少なくとも１つの突起がある。
【００２０】
このような態様によれば、ケースに対して実装基板を回転させながら、実装基板の角部をリブの切り欠きに挿入する際に、実装基板の角部の窪みに切り欠きの突起が係合することにより、実装基板を所定位置に正確に位置決めすることができる。これにより、組立工程での作業性が向上する。
【００２１】
実施形態の第４の態様に係る電子機器は、第１〜３のいずれかの態様に係る電子機器であって、
前記リブの切り欠きと前記実装基板の角部との間には接着剤が充填されている。
【００２２】
このような態様によれば、ケースに設けられたリブの切り欠きと実装基板の角部との間の隙間がゼロになるため、実装基板の耐震性能を更に高めることができる。
【００２３】
実施形態の第５の態様に係る電子機器は、第１〜３のいずれかの態様に係る電子機器であって、
前記リブの切り欠きと前記実装基板の角部との間には弾性を有する防振材が充填されている。
【００２４】
このような態様によっても、ケースに設けられたリブの切り欠きと実装基板の角部との間の隙間がゼロになるため、実装基板の耐震性能を更に高めることができる。
【００２５】
実施形態の第６の態様に係る電子機器の組立方法は、
実装基板の角部がケースに設けられたリブに当たらない角度で前記実装基板を前記ケースの内側に収容し、
前記ケースに対して前記実装基板を回転させながら、前記実装基板の角部を前記リブの切り欠きに挿入し、
前記実装基板の角部が前記リブの切り欠きに挟まれた状態で、前記実装基板を少なくとも１本のネジにより前記ケースに締結する。
【００２６】
このような態様によれば、締結されていない実装基板の角部がケースに設けられたリブの切り欠きに挟まれるため、外部振動による基板の変形を抑制することができる。これにより、実装部品の接合強度が低下することが低減され、実装基板の耐振動性、耐衝撃性を向上させることができる。また、ケースに対して実装基板を回転させながら、実装基板の角部をリブの切り欠きに挿入することにより、締結されていない実装基板の角部がリブの切り欠きに挟まれるため、部品点数を削減することができ、組立工程の簡素化が可能である。
【００２７】
以下に、添付の図面を参照して、実施の形態の具体例を詳細に説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電子機器１０の平面図である。図２は、図１に示す電子機器１０のＡ−Ａ線に沿って切断した断面を示す図である。図３は、図２に示す電子機器１０のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面を示す図である。
【００２９】
本実施の形態に係る電子機器１０は、たとえば自動車のエンジンルームのような外部振動の大きい環境に設置されて利用できるものであり、具体的には、たとえば車載カメラであるが、特にこれに限定されるものではない。
【００３０】
図１〜図３に示すように、本実施の形態に係る電子機器１０は、実装基板２と、実装基板２を収容するケース１と、を備えている。
【００３１】
図示された例では、実装基板２は、４つの角部を有する略四角形状を有している。実装基板２の４つの角部のうち少なくとも１つの角部（図１および図３における右下の角部）にはネジ３によって貫通される切り欠きが形成されており、別の１つの角部（図１および図３における左下の角部）には、円弧形状の窪みが形成されている。
【００３２】
一方、ケース１は、中空の箱形状を有している。ケース１の材質は、樹脂成型品であってもよいし、アルミやステンレス鋼などの金属材料であってもよい。
【００３３】
図１および図３に示すように、ケース１の内面は、４つの角部を有する平面視略四角形状を有している。ケース１の内面の４つの角部のうち、少なくとも１つの角部にはネジ３によって挿通されるネジ穴が形成されており、残りの３つの角部にはそれぞれ高さ方向に延びるリブ１ａ〜１ｃが設けられている。以下、３つのリブ１ａ〜１ｃをそれぞれ第１〜第３のリブと呼ぶことがある。
【００３４】
図４Ａは、ケース１を第１のリブ１ａとは反対側から見た斜視図であり、図４Ｂは、ケース１を第２のリブ１ｂとは反対側から見た斜視図であり、図４Ｃは、ケースを第３のリブ１ｃとは反対側から見た斜視図である。
【００３５】
図４Ａ〜図４Ｃに示すように、第１〜第３のリブ１ａ〜１ｃには、それぞれ同じ高さ位置に切り欠きが形成されている。切り欠きの幅は実装基板２の厚みと略同じであり、実装基板２の角部が切り欠きに挿入されると、実装基板２の角部は切り欠きに挟まれるようになっている。
【００３６】
図４ｃに示す例では、第３のリブ１ｃの切り欠きに、少なくとも１つの突起１ｄが設けられている。突起１ｄの断面は、実装基板２の角部の窪みと同じ円弧形状を有しており、実装基板２が回転されながら、実装基板２の角部が第３のリブ１ｃの切り欠きに挿入される際に、切り欠きの突起１ｄが実装基板２の角部の窪みに係合可能となっている。
【００３７】
図３に示すように、切り欠き部分における第１〜第３のリブ１ａ〜１ｃの形状は、それぞれ、ケース１の対角線に対して非対称である。これにより、実装基板２の角部がケース１の角部のリブ１ａ〜１ｃに当たらない角度で実装基板２をケース１の内側に収容したのち（図６Ａ参照）、実装基板２を一の方向（図３に示す例では反時計回り）に回転させると、実装基板２の角部をリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挿入できるが、他の方向（図３に示す例では時計回り）に回転させると実装基板２の角部がリブ１ａ〜１ｃにぶつかってしまって、切り欠きには挿入できないようになっている。
【００３８】
（組立方法）
次に、図６Ａ〜図６Ｄを参照し、このような構成からなる電子機器１０の組立方法について説明する。
【００３９】
まず、図６Ａに示すように、実装基板２の角部がケース１の角部に設けられたリブ１ａ〜１ｃに当たらない角度で実装基板２をケース１の内側に収容する。
【００４０】
次いで、図６Ｂに示すように、ケース１に対して実装基板２を相対的に回転させ、実装基板２の角部をリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挿入する。このとき、切り欠き部分における第１〜第３のリブ１ａ〜１ｃの形状がケース１の対角線に対して非対称であるため、実装基板２を一の方向（符号４を付して示す矢印の方向）しか回転できないようになっている。したがって、組立工程におけるケース１や実装基板２の組立方向の間違いを防ぐことができる。
【００４１】
図６Ｃに示すように、実装基板２の角部がリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挿入されると、実装基板２の角部はリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挟まれる。また、このとき、第３のリブ１ｃの突起１ｄが実装基板２の角部の窪みに係合することにより、実装基板２を予め定めれた位置に正確に位置決めすることができる。
【００４２】
その後、図６Ｄに示すように、少なくとも１本のネジ３を、実装基板２の角部の切り欠きを貫通させた状態でケース１のネジ穴に挿通させることにより、少なくとも１本のネジ３により実装基板２をケース１に締結する。この状態において、締結されていない実装基板２の角部はケース１に設けられたリブ１ａ〜１ｃの切り欠きによって表裏の両側から挟まれているため、外部振動による実装基板２の変形を効果的に抑制することができる。
【００４３】
図５は、外部振動の周波数に対する振動振幅の特性を、本件発明者らがシミュレーションにより検証した結果を示すグラフである。図５において、実線のグラフは、対角にネジ２本により実装基板がケースに固定された比較例に係る電子機器１００（図８参照）のシミュレーション結果を示しており、破線のグラフは、上述した本実施の形態に係る電子機器１０のシミュレーション結果を示している。
【００４４】
図５を参照し、本実施の形態に係る電子機器１０では、実装基板２の角部がリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挟まれていることで、比較例に係る電子機器１００に比べて、共振時の振動振幅を著しく小さくすることができ、また、第一次共振点の周波数を高くすることができることが確認された。
【００４５】
以上のように、本実施の形態によれば、締結されていない実装基板２の角部がケース１に設けられたリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挟まれているため、外部振動による実装基板２の変形を効果的に抑制することができる。これにより、実装基板２上に実装された部品の接合強度が低下することが低減され、実装基板２の耐振動性、耐衝撃性を向上させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、ケース１に対して実装基板２を回転させながら、実装基板２の角部をリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挿入することにより、締結されていない実装基板２の角部がリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挟まれるため、締結されていない実装基板２の角部の変形を制限するための追加の部品は不要であって、部品点数を削減することができ、組立工程の簡素化が可能である。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、リブ１ａ〜１ｃの形状がケース１の対角線に対して非対称であるため、ケース１に対して実装基板２を回転させながら、実装基板２の角部をリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挿入する際に、実装基板２を一方向しか回転できないようにすることができる。これにより、組立工程におけるケース１や実装基板２の組立方向の間違いを防ぐことができる。
【００４８】
また、本実施の形態によれば、第３のリブ１ｃの切り欠きに少なくとも１つの突起１ｄがあり、ケース１に対して実装基板２を回転させながら、実装基板２の角部をリブ１ａ〜１ｃの切り欠きに挿入する際に、第３のリブ１ｃの切り欠きの突起１ｄが実装基板２の角部の窪みに係合することができる。これにより、実装基板２を所定位置に正確に位置決めすることができ、組立工程での作業性が向上する。
【００４９】
なお、上述の実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。
【００５０】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る電子機器１０のケース１に設けられたリブの切り欠き部分を拡大して示す断面図である。
【００５１】
図７に示す例では、リブ１ａ〜１ｃの切り欠きと実装基板２の角部との間に充填材５が充填されている。充填材５は、接着剤であってもよいし、ゴムなどの弾性を有する防振材であってもよい。
【００５２】
このような態様によれば、上述した第１の実施形態と同様の作用効果が得られることに加えて、ケース１に設けられたリブ１ａ〜１ｃの切り欠きと実装基板２の角部との間の隙間が充填材５により埋められてゼロになるため、実装基板２の耐震性能を更に高めることができる。
【００５３】
なお、上述した実施の形態ならびに図面の開示は、特許請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載または図面の開示によって特許請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。上述した実施の形態の構成要素は、発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０    電子機器
１      ケース
１ａ    リブ
１ｂ    リブ
１ｃ    リブ
１ｄ    突起
２      実装基板
３      ネジ
４      実装基板の回転方向を示す矢印
５      充填材
【図１】
2019165041.tif 000003
【図２】
2019165041.tif 000004
【図３】
2019165041.tif 000005
【図４Ａ】
2019165041.tif 000006
【図４Ｂ】
2019165041.tif 000007
【図４Ｃ】
2019165041.tif 000008
【図５】
2019165041.tif 000009
【図６Ａ】
2019165041.tif 000010
【図６Ｂ】
2019165041.tif 000011
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
2019165041.tif 000013
【図７】
2019165041.tif 000014
【図８】
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