(57)【要約】      （修正有）【課題】積み重ねられた基板フレーム相互の接合面を簡単な構造で確実堅固に係合させることができ、基板フレーム相互の接合面の切削精度を緩和しても外部雑音の遮断性能を高めることができると共に、基板フレーム相互の接合面間に横ずれが生じるようなことがなく、耐振動性を確保することができる信頼性の高い基板フレーム組立構造を提供する。【解決手段】実装部品４〜６を有する基板１〜３の縁部を対称位置で挟持固定する基板フレーム１１、２１、３１に、基板を挟む対向面部を切欠した基板支持用の上側段部１１ａ、１２ａ、２１ａ、２２ａ、３１ａ、３２ａと、基板フレームの下端側を切欠したフレーム係合用の下側段部１１ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂ、３１ｂ、３２ｂとを設け、基板フレーム積み重ね接合部において、上段側基板フレームの下側段部を下段側基板フレームの上端部に食い違い状に嵌め込み係合させたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装部品を有する基板と、当該基板の縁部を対称位置で挟持固定する基板フレームとを一体的にユニット化し、各ユニット毎の前記基板フレームの複数個を積み重ねて一体化する基板フレーム組立構造において、前記各基板フレームには、前記基板を挟む対向面部を切欠して当該基板の縁部を嵌め込み固定させた基板支持用の上側段部と、前記各基板フレームの下端側を切欠したフレーム係合用の下側段部とを設け、前記各基板フレームの積み重ね接合部で上段側基板フレームの前記下側段部を下段側基板フレームの上端部に食い違い状に嵌め込み係合させたことを特徴とする基板フレーム組立構造。
【請求項２】
基板フレームの上側段部と下側段部は、当該基板フレームの上端内側角部と下端外側角部を切欠して点対称の断面Ｌ形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板フレーム組立構造。
【請求項３】
複数段に積み重ねる基板フレームにおいて、最下段の基板フレームの下側段部は、ベース上に一体形成された凸部に嵌め込み係合させるようになっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板フレーム組立構造。
【請求項４】
基板フレーム相互の積み重ね接合部を凹凸嵌合させたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の基板フレーム組立構造。
【請求項５】
実装部品を有する基板と、当該基板の縁部を対称位置で挟持固定する基板フレームとを一体的にユニット化し、各ユニット毎の前記基板フレームの複数個を積み重ねて一体化する基板フレーム組立構造において、前記各基板フレームの前記基板を挟む対向面部に切欠して当該基板の縁部を嵌め込み固定する基板支持用の上側段部を形成し、前記基板フレームの積み重ね間にスペーサを介在させ、当該スペーサを挟む基板フレームの接合側端部を前記スペーサに凹凸嵌合させたことを特徴とする基板フレーム組立構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば宇宙用電子機器、ロケット用電子機器など、特に外部雑音多発場所や振動発生場所で使用される電子機器の基板フレーム組立構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の分野に適用される電子機器の基板フレーム組立構造は、雑音防止対策および振動対策が強く要求される。
しかるに従来の基板フレーム組立構造は、電気部品を実装する基板の両側縁部を断面Ｌ形状の基板フレームで挟持固定してユニット化し、各ユニット毎の基板フレームの複数個を上下複数段に積み重ね一体化することで、基板フレーム自体が外部カバーの役割を果たすボックスタイプの構造とし、これにより、宇宙用電子機器に要求される外部雑音の防止、振動対策、小型化・軽量化を図っている（例えば、非特許文献１および非特許文献２）。
【０００３】
【非特許文献１】
日経エアロススペース（第１６４号）、１９８８年１１月２８日発行、「三菱電機，宇宙用計算機を高信頼性化  応用拡大にらみ小型・低消費電力を達成」の欄参照
【非特許文献２】
三菱電機技報・Ｖｏｌ／Ｎｏ．１２・１９８８  宇宙用高信頼性計算機、ｐ・７４（１０８４）〜７９（１０８９）の図６参照
【０００４】
ここで、上述した従来の基板フレーム組立構造について、さらに詳しく述べると、基板の両側縁部を挟持して対向する基板フレームは、それぞれの対向面部に基板支持用のＬ形段部を切削加工しただけであって、積み重ねられた基板フレーム相互の接合面は同一平面となっているにすぎない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の基板フレーム組立構造は以上のように構成されているので、積み重ねられた基板フレーム相互の接合面を同一平面に形成する切削精度をかなり高くしないと、前記接合面に粗面部位が生じ易くなって、その粗面部位に起因した隙間から外部雑音が装置内部に入り、電子機器誤動作の要因になるという課題があった。また、前記接合面の切削精度を高くしたとしても、その接合面は平面同士を当接しているにすぎないため、振動によって前記接合面間に横ずれが生じて耐振動性を確保できなくなるという課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、積み重ねられた基板フレーム相互の接合面を簡単な構造で確実堅固に係合させることができ、基板フレーム相互の接合面の切削精度を緩和しても外部雑音の遮断性能を高めることができると共に、基板フレーム相互の接合面間に横ずれが生じるようなことがなく、耐振動性を確保することができる信頼性の高い基板フレーム組立構造を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る基板フレーム組立構造は、実装部品を有する基板の縁部を対称位置で挟持固定する基板フレームに、前記基板を挟む対向面部を切欠して当該基板の縁部を嵌め込み係合させた基板支持用の上側段部と、前記各基板フレームの下端側を切欠したフレーム係合用の下側段部とを設け、前記各基板フレームの積み重ね接合部で上段側基板フレームの前記下側段部を下段側基板フレームの上端部に食い違い状に嵌め込み係合させたものである。
【０００８】
この発明に係る基板フレーム組立構造は、実装部品を有する基板の縁部を対称位置で挟持固定する基板フレームの前記基板を挟む対向面部に切欠して当該基板の縁部を嵌め込み固定する基板支持用の上側段部を形成し、前記基板フレームの積み重ね間にスペーサを介在させ、当該スペーサを挟む基板フレームの接合側端部を前記スペーサに凹凸嵌合させたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による基板フレーム組立構造を一部切欠して示す分解斜視図、図２は図１の組立過程を示す断面図、図３は図２の基板フレーム組立ユニットとカバーとの分離状態を示す斜視図である。なお、この発明の実施の形態では、基板の枚数を３枚として例示する。
図１〜図３において、基板１，２，３はそれぞれ同一寸法の平面矩形状に形成されて電気部品４，５，６が実装されている。また、前記基板１，２，３は、それぞれの対称縁部が基板フレーム１１と１２、２１と２２、３１と３２とにより挟持固定されている。これによって一体化された前記基板１，２，３と前記基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２とのユニットは、底板となるベース１０上に順次積み重ね実装されるものである。そのベース１０の上面両側には平行する凸部１０ａ，１０ｂが一体形成されている。
【００１０】
ここで、前記各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２の詳細な形状構成について説明する。まず、ベース１０上に実装される基板フレーム１１，１２において、基板１を挟む対向面側の上端角部には基板支持用の上側段部１１ａ，１２ａが断面Ｌ形状に切欠形成されている。また、前記基板フレーム１１，１２の外側下端角部には、前記内側段部１１ａ，１２ａと点対称の断面Ｌ形状をなしたフレーム係合用の下側段部１１ｂ，１２ｂが切欠形成されている。したがって、前記基板フレーム１１，１２は断面段違い平行状に形成されている。それらの基板フレーム１１，１２と同様に他の基板フレーム２１，２２および３１，３２もそれぞれの上端内側角部と下端外側角部を点対称の断面Ｌ形状に切欠した上側段部２１ａ，２２ａおよび３１ａ，３２ａと下側段部２１ｂ，２２ｂおよび３１ｂ，３２ｂが形成されている。なお、前記各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２はアルミ材などの軽量金属によって上述のように同一形状に加工形成される。
【００１１】
さらに、前記各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２には、それぞれの上側段部１１ａ，１２ａ、２１ａ，２２ａ、３１ａ，３２ａに開口し、基板１，２，３の両側に設けられた取付穴１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂ、３ａ，３ｂ（図２参照）を連通させる基板取付穴１１ｃ，１２ｃ、２１ｃ，２２ｃ、３１ｃ，３２ｃが設けられている。
【００１２】
次に組み立てについて説明する。
左右一対の基板フレーム１１，１２の上側段部１１ａ，１２ａ上に基板１の両側を載置し、それらの取付穴１ａ，１ｂおよび基板取付穴１１ｃ，１２ｃを介して前記基板１を前記基板フレーム１１，１２の上側段部１１ａ，１２ａ上にネジ止め固定することで、前記基板１と基板フレーム１１，１２とを一体化した１段目の基板ユニットを組み立てる。同様にして、他の基板２および３とそれら両サイドの基板フレーム２１，２２および３１，３２とを一体化した２段目および３段目の基板ユニットを組み立てておく。そして、１段目の基板ユニットにおける基板フレーム１１，１２の下側段部１１ｂ，１２ｂをベース１０上の凸部１０ａ，１０ｂに嵌め込む。この場合、前記基板フレーム１１，１２の下側段部１１ｂ，１２ｂより下方に延びる内側下端部を前記凸部１０ａ，１０ｂの内側面に沿って嵌め込むことで、当該凸部１０ａ，１０ｂの上端面に前記下側段部１１ｂ，１２ｂを面接合させる。
【００１３】
次いで、前記１段目の基板フレーム１１，１２の上端部に２段目の基板ユニット両サイドの基板フレーム２１，２２の下側段部２１ｂ，２２ｂを嵌め込む。この場合も、２段目基板フレーム２１，２２の下側段部２１ｂ，２２ｂより下方に延びる内側下端部を１段目基板フレーム１１，１２の上部内側面に沿って嵌め込むことで、その１段目基板フレーム１１，１２の上端面に前記２段目基板フレーム２１，２２の下側段部２１ｂ，２２ｂを面接合させる。これと同じ要領で、前記２段目基板フレーム２１，２２に３段目基板フレーム３１，３２を積み重ねる。このようにして、ベース１０上に複数段の基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２を積み重ねることにより、ベース１０と１段目基板フレーム１１，１２および１段目基板フレーム１１，１２と２段目基板フレーム２１，２２ならびに２段目基板フレーム２１，２２と３段目基板フレーム３１，３２とが食い違い状に嵌め込み係合された状態に組み立てられる。その組立状態では、前記各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２の外側面が同一垂直面となる。そして、上述のようにベース１０上に積み重ねられた基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２および基板１，２，３の全体をカバー４０（図３参照）で覆う。この場合、カバー４０は、ベース１０上に積み重ねられた各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２のそれぞれにネジ止めされる。これによって、ボックスタイプの基板取付構体の組み立てが終了する。
【００１４】
以上説明した実施の形態１によれば、基板１，２，３の縁部を保持する基板フレーム１１と１２、２１と２２、３１と３２との対向面側の上端角部と下端外側角部を点対称の断面Ｌ形状に切欠して上側段部１１ａと１２ａ、２１ａと２２ａ、３１ａと３２ａおよび下側段部１１ｂと１２ｂ、２１ｂと２２ｂ、３１ｂと３２ｂを形成し、前記上側段部１１ａと１２ａ、２１ａと２２ａ、３１ａと３２ａとに跨って基板１，２，３の縁部側を載置して止着固定すると共に、ベース１０上に前記基板フレーム１１，１２と２１，２２と３１，３２とを順次積み重ね、その積み重ね接合部において、ベース１０の凸部１０ａ，１０ｂと１段目基板フレーム１１，１２の下側段部１１ｂ，１２ｂ、１段目基板フレーム１１，１２の上側段部１１ａ，１２ａと２段目基板フレーム２１，２２の下端部、２段目基板フレーム２１，２２の上側段部２１ａ，２２ａと３段目基板フレーム３１，３２の下端部とをそれぞれ食い違い状に嵌め込み係合させるように構成したので、その食い違い壁部（例えば、図２において、１段目基板フレーム１１と２段目基板フレーム２１との接合部では２段目基板フレーム２１の下端側壁部２１ｄ）によって外部雑音Ｎを遮断することができるという効果がある。
【００１５】
また、上記実施の形態１によれば、基板フレーム１１，１２と２１，２２と３１，３２との接合部における上述の食い違い壁部によって、図２の矢印Ａ，Ｂ方向の滑りを抑えることができるという効果がある。さらには、図３のカバー４０を上述のように各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２の側面および最上段基板フレーム３１，３２の上端面にそれぞれネジ止め固定するように構成したので、各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２と基板１，２，３との各段の基板ユニットが振動で横ずれするのを防止できるという効果がある。さらに、前記基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２は、上述のように基板１，２，３を挟む対向面側の上端角部と下端外側角部を点対称の断面Ｌ形状に切欠するだけで簡単に形成することができ、このため、基板フレーム相互の接合面の切削精度を緩和しても外部雑音の遮断性能を高めることができるという効果がある。
【００１６】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による基板フレーム組立構造を示す断面図であり、図１から図３と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態２では、上記実施の形態１によるベース１０と１段目基板フレーム１１，１２、１段目基板フレーム１１，１２と２段目基板フレーム２１，２２、２段目基板フレーム２１，２２と３段目基板フレーム３１，３２とを凹凸嵌合させる構造としたものである。
すなわち、各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２において、それぞれの下端面に凹部１１１，１２１，２１１，２２１，３１１，３２１を、かつ上端面に凸部１１２，１２２，２１２，２２２，３１２，３２２を形成し、ベース１０上に積み重ねる１段目基板フレーム１１，１２の下端の凹部１１１，１２１と前記ベース１０の凸部１０ａ，１０ｂとを凹凸嵌合させると共に、前記１段目基板フレーム１１，１２の上端の凸部１１２と２段目基板フレーム２１，２２の下端の凹部２１１，２２１および２段目基板フレーム２１，２２の上端の凸部２１２，２２２と３段目基板フレーム３１，３２の下端の凹部３１１，３２１とを順次凹凸嵌合させて、各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２を積み上げる構成としたものである。
【００１７】
このように、ベース１０と１段目基板フレーム１１，１２、１段目基板フレーム１１，１２と２段目基板フレーム２１，２２と３段目基板フレーム３１，３２とをそれぞれ凹凸嵌合させて各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２を積み重ねるように構成した実施の形態２によれば、各基板フレーム１１，１２と２１，２２と３１，３２との接合強度がいっそう増大すると共に、それらの凹凸嵌合部によって外部雑音Ｎの遮断効果をいっそう向上させることができるという効果がある。なお、この実施の形態２においても、ベース１０上に積み上げられて上述のように凹凸嵌合させた各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２の全体が上記実施の形態１の場合と同様に図３のカバー４０で覆われ、当該カバー４０と前記とがネジ止め固定されることにより、上記実施の形態１と同様に各段基板ユニットの振動等による横ずれを確実に防止できるという効果がある
【００１８】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による基板フレーム組立構造を示す断面図であり、図１から図４と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態３では、上記実施の形態１による各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２の下側段部１１ｂ，１２ｂ、２１ｂ，２２ｂ、３１ｂ，３２ｂをなくして各基板下端面を平坦に形成し、前記基板フレーム１１，１２と２１，２２と３１，３２との間にスペーサ５１，５２、６１，６２をそれぞれ介在させたものである。ここで、各スペーサ５１，５２および６１，６２には、２段目基板フレーム２１，２２および３段目基板フレーム３１，３２のそれぞれの下端部を嵌合させる上面凹部５１ａ，５２ａおよび６１ａ，６２ａと、１段目基板フレーム１１，１２および２段目基板フレーム２１，２２の上端部に嵌合させる下面凹部５１ｂ，５２ｂおよび６１ｂ，６２ｂとが形成してある。これによって、前記各スペーサ５１，５２および６１，６２はそれぞれ断面ほぼＨ形状に形成されている。なお、この実施の形態３においては、１段目基板フレーム１１，１２の下端部外側面をベース１０の凸部１０ａ，１０ｂの内側に係合させるようにしている。
【００１９】
このように構成した実施の形態３によれば、各段の基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２の積み重ね接合端部をスペーサ５１，５２、６１，６２のそれぞれに凹凸嵌合させるように構成したので、上記実施の形態２の場合と同様の効果を得ることができる。なお、この実施の形態３の場合もベース１０上に積み重ねられた基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２は、その全体が図３のカバー４０を覆われてネジ止め固定されるものである。
【００２０】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による基板フレーム組立構造を示す断面図であり、図１から図５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
上記実施の形態１，２，３では、各基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２の上側段部１１ａと１２ａ、２１ａと２２ａ、３１ａと３２ａとに跨って基板１，２，３の縁部を載置してネジ止めする構成としたが、この実施の形態４では、図６に１段目の基板フレーム１１，１２のみを示すように当該基板フレーム１１，１２の対向面部に基板支持用溝部１１ｅ，１２ｅを設け、その基板支持用溝部１１ｅ，１２ｅに基板１の縁部を嵌め込んでネジ止めする構成としたものである。なお、この実施の形態４では、上記実施の形態１〜３における他の基板フレーム２１，２２、３１，３２にも同様の基板支持用溝部を形成するものである。
【００２１】
したがって、上述のような基板取付構成とした実施の形態４の場合も上記実施の形態１〜３と同様の効果を得ることができる。また、この実施の形態４では、各基板１の縁部を前記基板支持用溝部１１ｅ，１２ｅに嵌着し、これと同様に他の基板２，３の縁部を他の基板フレーム２，３にも設けた基板支持用溝部に嵌着することができるので、基板１，２，３のネジ止めを不要とすることも可能である。
【００２２】
実施の形態５．
なお、上記各実施の形態では、基板１，２，３のそれぞれの両サイドを基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２によって保持する構成としたが、それらの基板フレーム１１，１２、２１，２２、３１，３２は四角枠状に枠取りして各基板１，２，３の４辺を保持する枠状基板フレームとし、かつカバー４０は最上段の枠状基板フレームのみを覆う構成としてもよく、この場合も上記実施の形態１〜４と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、基板の縁部を対称位置で挟持固定する基板フレームに、前記基板を挟む対向面部を切欠して当該基板の縁部を嵌め込み係合させた基板支持用の上側段部と、前記各基板フレームの下端側を切欠したフレーム係合用の下側段部とを設け、前記各基板フレームの積み重ね接合部で上段側基板フレームの前記下側段部を下段側基板フレームの上端部に食い違い状に嵌め込み係合させるように構成したので、基板フレーム相互の積み重ね接合部における上段側基板フレームの下側段部と下段側基板フレームの上端部との食い違い部分によって、外部雑音を遮断することができると共に、振動等による基板フレームの横ずれを防止できるという効果がある。
【００２４】
この発明によれば、基板の縁部を対称位置で挟持固定する基板フレームの基板を挟む対向面部に切欠して当該基板の縁部を嵌め込み固定する基板支持用の上側段部を形成し、前記基板フレームの積み重ね間にスペーサを介在させ、当該スペーサを挟む基板フレームの接合側端部を前記スペーサに凹凸嵌合させるように構成したので、前記スペーサによって、外部雑音を遮断することができると共に、振動等による基板フレームの横ずれを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による基板フレーム組立構造を一部切欠して示す分解斜視図である。
【図２】図１の組立過程を示す断面図である。
【図３】図２の基板フレーム組立ユニットとカバーとの分離状態を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態２による基板フレーム組立構造を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３による基板フレーム組立構造を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４による基板フレーム組立構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２，３  基板、１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ  取付穴、４〜６  電気部品、１０  ベース、１０ａ，１０ｂ  凸部、１１，１２，２１，２２，３１，３２  基板フレーム、１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａ  上側段部、１１ｂ，１２ｂ，２１ｂ，２２ｂ，３１ｂ，３２ｂ  下側段部、１１ｅ，１２ｅ  基板支持用溝部、１１ｃ，１２ｃ，２１ｃ，２２ｃ，３１ｃ，３２ｃ  基板取付穴、２１ｄ  下端側壁部、５１，５２，６１，６２  スペーサ、５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａ  上面凹部、５１ｂ，５２ｂ，６１ｂ，６２ｂ  下面凹部、１１１，１２１，２１１，２２１，３１１，３２１  凹部、１１２，１２２，２１２，２２２，３１２，３２２  凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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