JP2011035068A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】カット部にかかる応力を低減することで、高い信頼性を有するプリント配線板を備えた電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１は、筐体１０と、筐体１０に収容されたプリント配線板２４と、外周面３０ｂ,３０ｃを有し、プリント配線板２４に電気的に接続された回路部品２２と、を具備している。プリント配線板２４は、外周縁４０ａと、回路部品２２の外周面３０ｂ,３０ｃと向かい合うとともに、外周縁４０ａの内側に位置し、かつ互いに交差する方向に延びた少なくとも一対の縁部４３，４５と、一対の縁部４３，４５の間に位置し、回路部品２２に向かって突出する突出部４７と、を有している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、コネクタのような回路部品が実装されるプリント配線板を有する電子機器に関する。

例えばポータブルコンピュータのような電子機器の内部には、ＬＳＩやＵＳＢコネクタのような回路部品が実装されたプリント配線板が収容されている。特許文献１に開示された薄型の電子機器では、プリント配線板に貫通孔を設け、この貫通孔の内側に回路部品を収容している。

上述したような構成を有するプリント配線板の一例として、プリント配線板の外周縁に開口するように切り取られたカット部が設けられたものがある。カット部には、互いに向かい合う第１および第２の縁部と、これら縁部の間に跨る第３の縁部とが設けられている。これら第１ないし第３の縁部で囲まれた領域に、ＵＳＢコネクタやＲＧＢコネクタのような回路部品が入り込んでプリント配線板に半田付けされている。

カット部は、ルータを用いた切削加工によってプリント配線板に形成される。ルータは、カット部の第１ないし第３の縁部に沿って移動することで、プリント配線板を削り取りカット部を形成する。

実開平１−９７５７３号公報

カット部が設けられたプリント配線板は、カット部の第１および第３の縁部で規定される角部と、第２および第３の縁部で規定される角部とに応力が集中しやすい。このため、カット部に入り込んで実装されたコネクタにプラグを抜き差ししたり、電子機器が衝撃を受けたりすると、カット部の角部に大きな応力が発生するのを避けられない。これにより、プリント配線板の導体パターンが破断したり、回路部品の半田付け部の不良を引き起こしたりするといった不具合が生じる。

本発明の目的は、カット部にかかる応力を低減することで、高い信頼性を有するプリント配線板を備えた電子機器を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の一つの形態に係る電子機器は、
筐体と、前記筐体に収容されたプリント配線板と、外周面を有し、前記プリント配線板に電気的に接続された回路部品と、を具備している。前記プリント配線板は、外周縁と、前記回路部品の外周面と向かい合うとともに、前記外周縁の内側に位置し、かつ互いに交差する方向に延びた少なくとも一対の縁部と、前記一対の縁部の間に位置し、前記回路部品に向かって突出する突出部と、を有している。

本発明の電子機器によれば、カット部にかかる応力を低減することができ、プリント配線板の信頼性が向上する。

本発明の第１の実施の形態のポータブルコンピュータの斜視図。 本発明の第１の実施の形態の回路モジュールの一部を示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態の回路モジュールの一部を示す平面図。 図３の一部を拡大して示す平面図。 図３のＦ５−Ｆ５線に沿う断面図。 本発明の第２の実施の形態の回路モジュールの一部を示す平面図。 本発明の第３の実施の形態の回路モジュールの一部を示す平面図。 本発明の第４の実施の形態の回路モジュールの一部を示す平面図。 本発明の第５の実施の形態の回路モジュールの一部を示す平面図。 本発明の第６の実施の形態の回路モジュールの一部を示す斜視図。

以下に、本発明の第１の実施の形態を、図１ないし図５に基づいて説明する。
図１は、電子機器の一例であるポータブルコンピュータ１を示す。ポータブルコンピュータ１は、コンピュータ本体２と、ディスプレイモジュール３とを有している。

ディスプレイモジュール３は、コンピュータ本体２の後端に一対のヒンジ部４を介して連結されている。ディスプレイモジュール３は、ヒンジ部４を支点として、コンピュータ本体２の上に横たわる閉じ位置と、コンピュータ本体２の後端から起立する開き位置との間で回動可能となっている。

コンピュータ本体２は、偏平な箱状の筐体１０を備えている。筐体１０の上面にキーボード取付部１１が形成されている。キーボード取付部１１にキーボード１２が支持されている。

ディスプレイモジュール３は、偏平な箱状のディスプレイ筐体１５と、ディスプレイ筐体１５に収容された液晶表示パネル１６とを備えている。液晶表示パネル１６は、スクリーン１６ａを有している。スクリーン１６ａは、ディスプレイ筐体１５の前面に開けた開口部１７を通じてディスプレイモジュール３の外に露出している。

図２ないし図５は、筐体１０に収容された回路モジュール２０の一部を示している。回路モジュール２０は、回路部品の一例であるＵＳＢコネクタ２２と、プリント配線板２４と、コンデンサや抵抗器のようなその他の電子部品２６とを有している。

ＵＳＢコネクタ２２は、コネクタ本体３０と、図示しないＵＳＢ機器のプラグが取り外し可能に差し込まれる挿入口３１と、複数のピン端子３２と、複数の補強ピン３３とを有している。

図２および図３に示すように、コネクタ本体３０は、上面３０ａと、側縁としての後面３０ｂおよび左右の側面３０ｃ，３０ｄとを有する扁平な箱型をなしている。後面３０ｂと、左右の側面３０ｃ，３０ｄとは、ＵＳＢコネクタ２２の外周面である。コネクタ本体３０は、直角に尖った４つの角部３６を有している。これらの角部３６は、ＵＳＢコネクタ２２の外周面に位置している。

挿入口３１は、コネクタ本体３０の後面３０ｂと反対側の端部に開口されている。挿入口３１は、筐体１０に設けられたＵＳＢ用開口部３７を通じて筐体１０の外に露出している。

ピン端子３２は、コネクタ本体３０の後面３０ｂからコネクタ本体３０の外方向に突出している。補強ピン３３は、コネクタ本体３０の側面３０ｃ，３０ｄからコネクタ本体３０の外方向に突出している。

プリント配線板２４は、矩形状の基板４０を有している。基板４０は、絶縁層と導体層とを交互に積層して加圧することにより構成されている。図２ないし図５に示すように、基板４０には、カット部４１が設けられている。

カット部４１は、基板４０に切削加工を施すことにより形成されている。カット部４１は、基板４０の外周縁４０ａに開口されるように切り欠かれた凹部である。カット部４１の内側にＵＳＢコネクタ２２が入り込んでいる。

カット部４１には、第１ないし第３の縁部４３，４４，４５が設けられている。第１および第２の縁部４３，４４は、互いに並行に配置されて、ＵＳＢコネクタ２２の側面３０ｃ，３０ｄと向かい合っている。第３の縁部４５は、第１および第２の縁部４３，４４との間に跨るとともに、基板４０の外周縁４０ａよりも引っ込んでいる。第３の縁部４５は、ＵＳＢコネクタ２２の後面３０ｂと向かい合っている。

第１ないし第３の縁部４３，４４，４５は、外周縁４０ａの内側に位置している。なお、第１および第２の縁部４３，４４は、基板４０の外周縁４０ａ方向に進むにつれて間隔が拡張するようなテーパ状に配置されていても良い。

第１の縁部４３と第３の縁部４５とを延長すると、第１および第３の縁部４３，４５は図３および図４中の交点Ａで互いに交差する。同様に第２の縁部４４と第３の縁部４５とを延長すると、第２および第３の縁部４４，４５は図３中の交点Ｂで互いに交差する。

交点Ａおよび交点Ｂは、ＵＳＢコネクタ２２の２つの角部３６に対応している。ＵＳＢコネクタ２２の後面３０ｂおよび側面３０ｃ、３０ｄとカット部４１の第１ないし第３の縁部４３，４４，４５とは、隙間４２を間に挟んで互いに離れている。

図３に示すように、基板４０は、交点Ａおよび交点Ｂから対応するＵＳＢコネクタ２２の角部３６に向かってそれぞれ突出する突出部４７，４８を有している。突出部４７は、第１の縁部４３の一端と第３の縁部４５の一端との間を跨って形成されている。言い換えると、突出部４７は、第１の縁部４３と第３の縁部４５との間に位置している。突出部４７は、隙間４２に張り出すとともに、交点Ａを中心として円弧状に湾曲されている周縁部４７ａを有している。

同様に突出部４８は、第２の縁部４４の一端と第３の縁部４５の他端との間を跨って形成されている。言い換えると、突出部４８は、第２の縁部４４と第３の縁部４５との間に位置している。突出部４８は、隙間４２に張り出すとともに、交点Ｂを中心として円弧状に湾曲されている周縁部４８ａを有している。

基板４０は、実装面５０を有している。実装面５０は、カット部４１の第１ないし第３の縁部４３，４４，４５に連なっている。実装面５０は、カット部４１の周囲に設けられた複数のスルーホール５１および複数の挿入孔５２を有している。実装面５０には、その他の電子部品２６が半田付けにより実装されている。

複数のスルーホール５１は、ＵＳＢコネクタ２２の後面３０ｂに隣接する領域に設けられている。スルーホール５１に、ＵＳＢコネクタ２２のピン端子３２が挿入されて半田付けされている。これにより、ＵＳＢコネクタ２２が、プリント配線板２４に電気的に接続されている。

複数の挿入孔５２は、ＵＳＢコネクタ２２の側面３０ｃ，３０ｄにそれぞれ隣接する領域に設けられている。挿入孔５２にＵＳＢコネクタ２２の補強ピン３３が挿入されて固定されている。

図３に示すように、基板４０の外周縁４０ａから突出部４７までの長さＬ１は、基板４０の外周縁４０ａから交点Ａまでの長さＬ２よりも短い。同様に基板４０の外周縁４０ａから突出部４８までの長さＬ３は、基板４０の外周縁４０ａから交点Ｂまでの長さＬ４よりも短い。

基板４０に応力が作用した場合、第１の縁部４３と突出部４７とで規定される点Ｐ１、および第２の縁部４４と突出部４８とで規定される点Ｐ２に応力が集中する。この応力によって点Ｐ１および点Ｐ２に生ずる歪εは、下記の（数１）式のように表わすことができる。

（数１）式において、αは線膨張係数、Ｔは温度、Ｈは基板４０の厚さである。Ｌは力点から作用点までの長さであり、応力がかかる位置に応じてＬ１およびＬ２のいずれかが適用される。
さらに、点Ｐ１および点Ｐ２に生ずる応力σは、下記の（数２）式のように表わすことができる。

（数２）式において、Ｅは縦弾性係数である。
（数１）式に示すように、歪εは長さＬに比例する。（数２）式に示すように、応力σは歪εに比例する。このため、応力σも長さＬに比例する。

カット部４１に突出部４７，４８を設けることにより、（数１）式のＬを小さくし、カット部４１に生じる歪εおよび応力σを低減することができる。これにより、プリント配線板２４にクラックが生じたり、その他の電子部品２６の半田付けが破損したりする不具合を防止することができ、プリント配線板２４の信頼性が向上する。

次に、本発明の第２ないし第６の実施の形態について、各々の図面を参照して説明する。このとき、第１の実施の形態のポータブルコンピュータ１と同一の構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。

図６は、本発明の第２の実施の形態を示している。
突出部４７，４８は、それぞれ張出部４７ｂ，４８ｂを有している。張出部４７ｂは、突出部４７の一部であり、第１の縁部４３に沿って基板４０の外周縁４０ａの方向に延びている。張出部４８ｂは、突出部４８の一部であり、第２の縁部４４に沿って基板４０の外周縁４０ａの方向に延びている。張出部４７ｂ，４８ｂはそれぞれ、ＵＳＢコネクタ２２の側面３０ｃ，３０ｄの一部と対向している。

カット部４１には、突出部４７と第１の縁部４３とで規定される第１の隅部６１と、突出部４７と第３の縁部４５とで規定される第２の隅部６２とがさらに設けられている。交点Ａから第１の隅部６１までの長さＬ５は、交点Ａから第２の隅部６２までの長さＬ６よりも長い。長さＬ５は、基板４０の外周縁４０ａから交点Ａまでの長さＬ２の半分よりも短い。

カット部４１には、突出部４８と第２の縁部４４とで規定される第３の隅部６３と、突出部４８と第３の縁部４５とで規定される第４の隅部６４とが設けられている。交点Ｂから第３の隅部６３までの長さＬ７は、交点Ｂから第４の隅部６４までの長さＬ８よりも長い。長さＬ７は、基板４０の外周縁４０ａから交点Ｂまでの長さＬ４の半分よりも短い。

第１および第３の隅部６１，６３は、一方の隅部の一例である。第２および第４の隅部６２，６４は、他方の隅部の一例である。

第２の実施の形態によると、突出部４７が張出部４７ｂを有することにより、基板４０の外周縁４０ａから突出部４７までの長さＬ１は、第１の実施の形態よりもさらに短くなる。突出部４８が張出部４８ｂを有することにより、基板４０の外周縁４０ａから突出部４８までの長さＬ３は、第１の実施の形態よりもさらに短くなる。

これにより、上記（数１）式のＬを第１の実施の形態よりもさらに小さくして、カット部４１に生じる歪εおよび応力σを低減することができる。よって、プリント配線板２４の信頼性をさらに向上させることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態を、図７に基づいて説明する。
突出部４７は、第１および第３の縁部４３，４５にそれぞれなだらかに連続する一対の連続部４７ｃを有している。突出部４８は、第２および第３の縁部４４，４５にそれぞれなだらかに連続する一対の連続部４８ｃを有している。

第３の実施の形態によると、カット部４１の第１および第３の縁部４３，４５と突出部４７との間が連続部４７ｃを介してなだらかに連続することにより、第１および第３の縁部４３，４５と突出部４７との間に応力が集中することを防止できる。

さらに、カット部４１の第２および第３の縁部４４，４５と突出部４８との間が連続部４８ｃを介してなだらかに連続することにより、第２および第３の縁部４４，４５と突出部４８との間に応力が集中することを防止できる。

次に、本発明の第４の実施の形態を、図８に基づいて説明する。
ＵＳＢコネクタ２２は、面取り部６６，６７を有している。面取り部６６は、突出部４７と対応する位置の角部３６を面取りして設けられている。面取り部６７は、突出部４８と対応する位置の角部３６を面取りして設けられている。

第４の実施の形態によると、ＵＳＢコネクタ２２に面取り部６６，６７を設けることにより、ＵＳＢコネクタ２２とカット部４１との間の隙間４２が小さい場合でも、突出部４７，４８がＵＳＢコネクタ２２に接触することを防ぐことができる。

これにより、カット部４１を小さくことができ、プリント配線板２４の実装密度を向上させることができる。さらに、カット部４１を切削加工する際の寸法公差を大きく設定することができ、ポータブルコンピュータ１の製造コストが低減する。

次に、本発明の第５の実施の形態を、図９に基づいて説明する。
カット部４１には、第１の縁部４３および第３の縁部４５になだらかに連続する曲縁部７１と、第２の縁部４４および第３の縁部４５になだらかに連続する曲縁部７２とが設けられている。

曲縁部７１は、交点Ａよりも、交点Ａに対応するＵＳＢコネクタ２２の角部３６の方向に寄って設けられている。曲縁部７２は、交点Ｂよりも、交点Ｂに対応するＵＳＢコネクタ２２の角部３６の方向に寄って設けられている。

基板４０の外周縁４０ａから曲縁部７１の一端までの長さＬ９は、基板４０の外周縁４０ａから交点Ａまでの長さＬ２よりも短い。基板４０の外周縁４０ａから曲縁部７２の一端までの長さＬ１０は、基板４０の外周縁４０ａから交点Ｂまでの長さＬ４よりも短い。

曲縁部７１，７２を設けることにより、上記（数１）式のＬを小さくし、カット部４１に生じる歪εおよび応力σを低減することができる。これにより、プリント配線板２４の信頼性を向上させることができる。

次に、本発明の第６の実施の形態を、図１０に基づいて説明する。
図１０に示すように、プリント配線板２４の基板４０には、基板４０の角部を矩形状に切り取って形成されたカット部７５が設けられている。基板４０は、ＩＤＥコネクタ７６と、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する。）７７とを有している。

カット部７５は、基板４０の隣り合う２つの外周縁４０ａ，４０ｂに開口されている。カット部７５には、ＨＤＤ７７の外周面と向かい合う一対の縁部７８，７９が設けられている。

一方の縁部７８と他方の縁部７９とを延長すると、縁部７８，７９は図１０中の交点Ｃで互いに交差する。一方の縁部７８および他方の縁部７９は、外周縁４０ａおよび４０ｂの内側に位置している。ＩＤＥコネクタ７６は、他方の縁部７９に実装されている。

ＨＤＤ７７は、カット部７５に入り込んで位置し、ＩＤＥコネクタ７６を介してプリント配線板２４に電気的に接続されている。ＨＤＤ７７は回路部品の一例であり、外周面に４つの角部８１を有している。

基板４０は、交点Ｃから対応するＨＤＤ７７の角部８１に向かって突出する突出部８２を有している。突出部８２は、一方の縁部７８の一端と他方の縁部７９の一端との間を跨って形成されているとともに、交点Ｃを中心として円弧状に湾曲されている周縁部８２ａを有している。言い換えると、突出部８２は、一方の縁部７８と他方の縁部７９との間に位置している。
このように、基板４０の角部を矩形状に切り取って形成されたカット部７５に突出部８２を設けても、ポータブルコンピュータ１は第１の実施の形態と同様の効果を有する。

なお、回路部品はＵＳＢコネクタおよびＨＤＤに限らず、例えばＩＥＥＥ１３９４コネクタや、ＲＧＢコネクタでも良い。
さらに、突出部４７，４８，８２のそれぞれの周縁部４７ａ，４８ａ，８２ａは交点Ａ，Ｂ，Ｃを中心とした円弧状に限らず、例えば交点Ａ，Ｂ，Ｃ以外の場所に中心を有する円弧状や、矩形状や、複数の角部を有する形状でも良い。

１…ポータブルコンピュータ，１０…筐体，２２…ＵＳＢコネクタ，２４…プリント配線板，３０ｂ…後面,３０ｃ,３０ｄ…側面,３６，８１…角部，４０ａ,４０ｂ…外周縁,４３…第１の縁部，４４…第２の縁部，４５…第３の縁部，４７，４８，８２…突出部，７６…ＩＤＥコネクタ，７８…一方の縁部，７９…他方の縁部，Ａ，Ｂ，Ｃ…交点。

Claims (9)

1. 筐体と、
   前記筐体に収容されたプリント配線板と、
   外周面を有し、前記プリント配線板に電気的に接続された回路部品と、を具備し、
   前記プリント配線板は、
   外周縁と、
   前記回路部品の外周面と向かい合うとともに、前記外周縁の内側に位置し、かつ互いに交差する方向に延びた少なくとも一対の縁部と、
   前記一対の縁部の間に位置し、前記回路部品に向かって突出する突出部と、
   を有することを特徴とする電子機器。
2. 前記突出部は、前記一対の縁部の間に跨って形成された円弧状の周縁部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記プリント配線板は、一方の縁部と前記突出部とで規定される一方の隅部と、他方の縁部と前記突出部とで規定される他方の隅部と、をさらに備え、
   前記一対の縁部を延長したときの交点から前記一方の隅部までの長さは、前記交点から前記他方の隅部までの長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 前記一対の縁部を延長したときの交点から前記一方の隅部までの長さは、前記プリント配線板の外周縁から前記交点までの長さよりも短いことを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 前記回路部品は、一方の縁部と対向する側縁を有し、
   前記突出部は、前記プリント配線板の外周縁の方向に延びるとともに前記側縁と対向する張出部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
6. 前記回路部品は、前記突出部と対応する位置に面取部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
7. 前記突出部は、前記一対の縁部にそれぞれなだらかに連続する連続部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
8. 前記一対の縁部は、前記プリント配線板の角部に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
9. 筐体と、
   前記筐体に収容されたプリント配線板と、
   外周面を有し、前記プリント配線板に電気的に接続された回路部品と、を具備し、
   前記プリント配線板は、
   外周縁と、
   前記回路部品の外周面と向かい合うとともに、前記外周縁の内側に位置し、かつ互いに交差する方向に延びた少なくとも一対の縁部と、
   前記一対の縁部を延長したときの前記縁部の交点よりも前記回路部品の方向に寄って設けられ、前記一対の縁部になだらかに連続する曲縁部と、
   を有することを特徴とする電子機器。

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