JP2011081667A - 電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】本件は、部品が搭載された基板を2つのカバーにより形成される筐体内部に収容した電子機器に関し、基板上の部品の交換作業が容易な構造を提供する。
【解決手段】互いに共同して基板を収容する内部空間を形成して互いに締結される第1カバー部材と第2カバー部材を有し、第1カバー部材が、基板を相対的に粗く位置規制する第1の位置規制部を有し、第2カバー部材が、基板を、第1の位置規制部よりも相対的に密に位置規制する第2の位置規制部を有し、基板は、第1カバー部材および第2カバー部材のうちのいずれの一方のカバー部材についてもその一方のカバー部材のみに支持された状態においてはその一方のカバー部材への固定が免れた状態にあり、第1カバー部材と第2カバー部材の締結時に内部空間内に固定される。
【選択図】 図12

Description

本件は、部品が搭載された基板を筐体内部に収容した電子機器に関する。
例えば上が開いた皿形の底カバーとその底カバーに被せて底カバーとともに内部空間を形成する上カバーなど、2つのカバー部材により筐体を形成し、その内部空間に、部品が搭載された基板が収容された構造の電子機器が広く存在する。このような構造の電子機器を組み立てるにあたっては、底カバーの内側にネジ止め等により基板を固定し、その上から上カバーを乗せて上カバーと底カバーをネジ止めする、という工程が広く採用されている。上カバーと底カバーをネジ止めするにあたっては、意匠上、上カバー側にネジ頭があらわれないように、底カバー側から上カバーをネジ止めする構造とすることが多い。このような構造の電子機器において基板上の部品が破損してその部品を交換することを考える。その場合、先ずは、底カバーが上になるように上下逆さにして底カバーと上カバーとを固定しているネジを外し、今度は底カバーが下になるように再度上下逆さにして、基板を固定しているネジを外す。交換すべき部品が基板の底カバー側の面に搭載されているときは基板を取り出して上下逆さにしてその基板から目的の部品を取り外す、という手順をとることとなる。
このような構造の場合、部品の交換作業が大変である。また、基板は単独で存在しているのではなく、コネクタ等を介して他の様々な部品と接続されていることも多く、部品交換作業をさらに厄介なものにしている。
上記の交換作業を容易にするために、上カバー側からと底カバー側からの双方から分解可能とすることが一応考えられる。しかしその場合、基板を如何にして位置規制し、また、如何にして固定するかが問題となる。底カバーと上カバーのそれぞれで位置規制を行なうと、底カバーや上カバーの製造時の寸法誤差や伸縮などにより、双方の位置規制が干渉してしまい、基板の正しい位置規制が不能となるおそれがある。
また、基板を例えば底カバー側にネジ止めすると、底カバー側から分解しようとしたときに基板を外すことができないおそれがある。また、これとは逆に基板を上カバー側にネジ止めすると、上カバー側から分解しようとしたときに基板を外すことができないおそれがある。
ここで、特許文献1には、上下に分かれたケース中に収容された回路基板を、上下のケースに共締めする構造であって、回路基板の位置規制を一方のケースのみで行なう構造が開示されている。
また、引用文献2には、開閉釦を組立時に上下逆にしても位置ずれや脱落を起こさせないようにした特定の構造が開示されている。
特開2002−246767号公報 特開2008−4659号公報
本件の電子機器の課題は、2つのカバーにより形成される内部空間に収容された、基板上の部品の交換作業が容易な構造を提供することにある。
本件開示の電子機器は、第1カバー部材と、第2カバー部材と、基板とを有する。
第2カバー部材は、第1カバー部材と共同して内部空間を形成し第1カバー部材に締結される。
また、基板は、部品が搭載され上記内部空間に収容される。
ここで、第1カバー部材は、上記基板を相対的に粗く位置規制する第1の位置規制部を有する。
また、第2カバー部材は、上記基板を、上記第1の位置規制部よりも相対的に密に位置規制する第2の位置規制部を有する。
また、基板は、第1カバー部材および第2カバー部材のうちのいずれの一方のカバー部材についてもそれら第1カバー部材および第2カバー部材のうちの一方のカバー部材のみに支持された状態においてはその一方のカバー部材への固定が免れた状態にある。この基板は、第1カバー部材と第2カバー部材の締結時に上記内部空間内に固定される。
本件開示の電子機器によれば位置規制部どうしが干渉することなく、第1カバー部材と第2カバー部材のいずれの一方を開いても固定されていない状態の基板に到達することができ、基板上の部品の交換作業が容易となる。
本件の電子機器の一実施形態であるノートPCの外観斜視図である。 図1に示すノートPCの、開状態における底面を、図1の背面側から見て示した斜視図である。 上カバー部材を取り外して、底面カバー部材の背面側を示した斜視図である。 図3と同じく上カバー部材を取り外し、底カバー部材内側の各種部品を示した斜視図である。 図3、図4に示す状態からさらに回路基板を取り外して、底カバー部材に収容された状態の回路基板の表面(上カバー側の面)を示した斜視図である。 底カバー部材から取り外した回路基板の表面(上カバー側の面)を示した斜視図である。 底カバー部材を取り外し、上カバー部材に回路基板を乗せた状態を示した斜視図である。 回路基板の、底カバー側の面を示した斜視図である。 上カバー部材の内側の面を示した図である。 ノートPCの本体ユニットの組立手順を示した図である。 ノートPCの本体ユニットの組立手順を示した図である。 ファンの取替え作業手順を示した図である。 底カバー部材の上に回路基板を乗せた状態の平面図である。 図13に示す矢印X1−X1に沿う断面を示す斜視図である。 図13に示す矢印X1−X1に沿う断面図である。 図15に示す円R1の部分の拡大断面図である。 図14に示す円R2の部分の拡大断面図である。 円R1ないし円R2に相当する部分の、回路基板の拡大斜視図である。 円R1ないし円R2に相当する部分の、底カバー部材の拡大斜視図である。 底カバー部材に回路基板を乗せた状態における、円R1ないし円R2に相当する部分の拡大斜視図である。 図15の円R3の部分の拡大断面図である。 図14の円R4の部分の拡大断面斜視図である。 底カバー部材の、円R3ないし円R4に相当する部分を示す斜視図である。 底カバー部材に回路基板を乗せた状態における、円R3ないし円R4に相当する部分を示す斜視図である。 図13に示す矢印X2−X2に沿う断面を示す断面斜視図である。 図13に示す矢印X2−X2に沿う断面図である。 図26に示す円R5の部分の拡大断面図である。 図25に示す円R6の部分の拡大断面斜視図である。 回路基板の円R5ないし円R6の部分の底カバー部材側の面を示した図である。 底カバー部材の円R5ないし円R6の部分の拡大斜視図である。 回路基板を上カバー部材に乗せた状態を示す平面図である。 図31に示す矢印X3−X3に沿う断面図である。 図32に示す円R7の部分の拡大断面図である。 円R7の部分の拡大斜視図である。 図32の円R8の部分の拡大断面図である。 円R8の部分拡大斜視図である。 図31に示す円R9の部分の拡大斜視図である。 図31に示す円R10の部分の拡大斜視図である。 図31に示す円R11の部分の拡大斜視図である。 図31に示す円R11の部分の、図39とは別の方向から見たときの拡大斜視図である。
以下、本件の実施形態を説明する。
図1は、本件の電子機器の一実施形態であるノート型パーソナルコンピュータ(以下、「ノートPC」と略記する)の外観斜視図である。
このノートPC10は、本体ユニット20と表示ユニット30を有する。本体ユニット20は、その外形を画定する筐体100を有し、その筐体100は、上カバー部材101と下カバー部材102との2つの筐体部材を有する。本体ユニット20は、上カバー部材101と下カバー部材102とで囲まれた内部空間を有し、その内部空間には、CPU(Central Processing Unit)や、そのCPU等の空冷のためのファンなどを搭載した回路基板をはじめとする様々な電子部品が収容されている。この本体ユニット20はそのCPU等により演算機能を有する。また、この本体ユニット20の上面には電源ボタン21、キーボード22およびポインティングデバイス23等が配置されている。このポインティングデバイスは、タッチパッド231と、左右のクリックボタン232から構成されている。さらに、本体ユニット20の上面には、表示ユニット30に設けられたフック31が入り込んで係止され表示ユニット10を閉状態に保つロック穴25が形成されている。本体ユニット20の側面には各種コネクタ26等が配置されている。
また、このノートPC10の表示ユニット30は、上述のフック31や表示画面32等を有し、ヒンジ40により、表示画面32を図1に示すように立設させた開状態と表示画面32を下に向けて本体ユニット20上に閉じた閉状態との間で開閉自在に支持されている。
図2は、図1に示すノートPCの、開状態における底面を、図1の背面側(ヒンジ40側)から見て示した斜視図である。
ここには、後の説明の目印になる要素として、本体ユニット20の、背面側の側面に、内部のファンからの空気を筐体外部に吹き出すための排気口111と、3つのコネクタの挿入口112が設けられている。
図3は、底カバー部材から上カバー部材を取り外して、底面カバー部材の背面側を示した斜視図である。また図4は、図3と同じく上カバー部材を取り外し、底カバー部材内側の各種部品を示した斜視図である。
底カバー部材102の内側の、排気口111寄りの部分には様々な電子部品を搭載した回路基板50が配置されている。この回路基板50には図4に示すように開口51が形成されており、その開口51から、図4にあらわれている表面に対する裏面、ずなわち、その回路基板50の底面カバー部材102側を向いた面に搭載されたファン60の羽根が見えている。また、この底面カバー部材102の内側にはシールド板113が固定されている。
図5は、図3、図4に示す状態からさらに回路基板50を取り外して回路基板の表面(上カバー側の面)を示した斜視図である。また図6は、底カバー部材から取り外した回路基板の表面(上カバー側の面)を示した斜視図である。
底カバー部材102には、その内側に複数のボス114が存在し、各ボス114や一段高く形成されている部分にネジ止め用の貫通孔が形成されている。それらのネジ止め用の貫通孔が形成された部分には、シールド板113の、穴があいた各固定部113aが乗っている。また、回路基板50やその回路基板50に固定された取付金具などにも各ボス114等に対応した位置に表裏に貫通したネジ止め用の穴52が形成されている。ネジ止めの際は、底カバー部材102の底面側からネジが差し込まれ、回路基板50の穴を貫通し、上カバー部材101に形成されたネジ穴(後述する)にネジ止めされる。これにより、底カバー部材102に上カバー部材101がネジ止めされる際に、回路基板50も共締めされる。回路基板50には、底カバー部材102あるいは上カバー部材101に単独にネジ止めされる箇所は存在せず、回路基板50は、底カバー部材102と上カバー部材101がネジ止めされる際に共締めされることが唯一の固定手段となっている。このネジ止めに先立って回路基板50が正確に位置規制されている必要があるが、この位置規制の手段については後述する。
図7は、今度は底カバー部材を取り外し、上カバー部材に回路基板を乗せた状態を示した斜視図である。また、図8は、回路基板の、底カバー側の面を示した斜視図である。
図7に示すように、上カバー部材101には回路基板50とポインティングデバイス23が配置されている。この図7には、回路基板50の裏面(底カバー側の面)が示されており、ポインティングデバイス23も、図1に示す外面に対する背面が示されている。
回路基板50の、底カバー部材側の面には、ファン60や、そのファン60の排気口111(図2、図3参照)側に配置された放熱部材61や、複数のコネクタ62,63や、その他多数の部品が搭載されている。この回路基板50の、放熱部材61の直下にはCPU(図示せず)が搭載されている。そのCPUは動作時にかなりの発熱を伴うので、放熱部材で熱を吸収しその放熱部材をファン60から送り出された空気で空冷し、その空気を排気口から筐体外部に放出する構造となっている。また回路基板50には、図6と同様に、底カバー部材に上カバー部材101とともに共締めされる、ネジ止め用の穴52があらわれている。
図9は、上カバー部材の内側の面を示した図である。
ここには、底カバー部材のネジ止め用の穴および回路基板のネジ止め用の穴に対応する各位置にネジ穴71が形成されている。底カバー部材の底面から差し込まれたネジが回路基板を貫通この上カバー部材101の内面側に形成されたネジ穴71にネジ止めされる。回路基板50は、前述したように、底カバー部材102に上カバー部材101とともに共締めされる以外、底カバー部材101単独、あるいは上カバー部材102単独へのネジ止めによる固定は一切存在しない。したがって回路基板50は、図4に示す、上カバー部材を取り外した状態からも、図7に示す、底カバー部材を取り外した状態からも、取り出すことができる。
図10、図11は、このノートPCの本体ユニットの組立手順を示した図である。
本体ユニットを組み立てるにあたっては、先ず、図10に示すように、底カバー部材101の内側に回路基板50を置き、次いで図11に示すように、回路基板50が置かれた底カバー部材101の上に上カバー部材102が被せられ、上述したように、底カバー部材101の底面側からネジが挿し込まれてネジ止めされる。
図12は、ファンの取替え作業手順を示した図である。
ファン60は、機械的な可動部を有することから寿命が比較的短く、しばしば交換する必要を生じる。
このノートPCでは、ファン60は、回路基板50の底カバー部材側の面に搭載されている。
そこで、底カバー部材102を上にしてネジ止めしていたネジを取り外し、その後、図12に示すように底カバー部材102を取り外し、その状態のまま、ファン60を取り外して新たなファン60に交換することができる。必要であればこの状態で回路基板50を取り出すことも可能である。
ここでは、図10,図11に示すように底カバー部材101側から順に組み立てていく組立手順を説明したが、図12に示すように上カバー部材101を下に置き、その上に回路基板50を乗せ、その上に底カバー部材101を乗せてネジ止めする、という手順で本体ユニットを組み立てることも可能である。
次に回路基板の位置規制手段について説明する。
このノートPC10の本体ユニット20には、底カバー部材101と上カバー部材102との双方の部材に回路基板50の位置規制手段が設けられている。ただし、回路基板50を正確に位置規制する手段を底カバー部材101と上カバー部材102の双方に設けると、底カバー部材101や上カバー部材102の製造時の寸法のばらつき等に起因して双方の位置規制手段どうしが干渉し合い、回路基板の位置規制が不能となってしまうおそれがある。そこでここでは、底カバー部材101には、回路基板50を密に位置規制する位置規制手段を設け、上カバー部材102には、底カバー部材101よりも回路基板50の位置を粗く規制する位置規制手段が設けられている。
回路基板50が上カバー部材102の方に置かれ、その後で底カバー部材101を被せられることもある。そこで、底カバー部材101には、上カバー部材102に粗く位置規制された回路基板50を、底カバー部材101による密に規制された位置に引き込むための案内手段が設けられている。上カバー部材101ではなく底カバー部材102の方に密に位置規制する手段を設けたのは、以下の理由による。すなわち、回路基板50には、コネクタ52,53等が搭載されており、そのコネクタ52,53等と組み合うコネクタが差し込まれる開口が底カバー部材101に設けられている。密に位置規制する手段を底カバー部材101に設けたことにより、上カバー部材102を取り外し、底カバー部材101に回路基板50を乗せた状態のまま外部からコネクタを差し込む必要が生じたときであっても、外部のコネクタを底カバー部材101の開口を介して回路基板50上のコネクタに、正しく差し込むことができる。
以下では、先ず底カバー部材101の位置規制手段について説明し、その後、上カバー部材112の位置規制手段について説明する。
図13は、底カバー部材の上に回路基板を乗せた状態の平面図である。図14は、図13に示す矢印X1−X1に沿う断面を示す斜視図、図15は、その矢印X1−X1に沿う断面図である。
また、図16は、図15に示す円R1の部分の拡大断面図、図17は、図14に示す円R2の部分の拡大断面図である。円R1と円R2は、互いに同一の部分を示している。
さらに、図18、図19は、円R1ないし円R2に相当する部分の、それぞれ回路基板、底カバー部材の各拡大斜視図である。さらに、図20は、底カバー部材に回路基板を乗せた状態における、円R1ないし円R2に相当する部分の拡大斜視図である。
回路基板には、図19示す開口112(図2も合わせて参照)から覗く位置に、図18に示す(図7を合わせて参照)、コネクタ62が搭載されている。
そのコネクタ62を支持する金具が、底カバー部材101の開口112が形成された壁に当接することによって、先ずはその部分が位置規制される。
また、図21は、図15の円R3の部分の拡大断面図、図22は図14の円R4の部分の拡大断面斜視図である。円R3と円R4は、互いに同一の部分を示している。
さらに、図23は、底カバー部材の、円R3ないし円R4に相当する部分を示す斜視図、図24は、底カバー部材に回路基板を乗せた状態における、円R3ないし円R4に相当する部分を示す斜視図である。
図24に示すように底カバー部材101は、その内面に立設したリブ64を有する。このリブ64には、本件にいう案内部の一部を構成する案内斜面641が形成されており、その案内斜面641に続いて、回路基板50の位置を規制する位置規制立壁642を有し、さらに回路基板を支持する支持台が形成されている。
底カバー部材101に回路基板を乗せると回路基板50は案内斜面641に案内されて支持台643の上に乗り、回路基板50の端縁が位置規制立壁642に当接する。このとき、図16〜図20を参照して説明した、コネクタ62を支持する金具が、開口112が形成された壁に当接することにより、回路基板50の、底カバー部材101に対する図13の上下方向(図1における奥行方向)が位置規制される。
図25は、図13に示す矢印X2−X2に沿う断面を示す断面斜視図、図26は、その矢印X2−X2に沿う断面図である。また、図27は図26に示す円R5の部分の拡大断面図、図28は図25に示す円R6の部分の拡大断面斜視図である。さらに、図29は回路基板の円R5ないし円R6の部分の底カバー部材側の面を示した図、図30は、底カバー部材の円R5ないし円R6の部分の拡大斜視図である。
図29に示すように(図8を合わせて参照)回路基板50の、底カバー部材側を向いた面には、コネクタ63が搭載されている。一方、図30に示すように、底カバー部材101にはその内面に立設したリブ65が形成されている。このリブ65には、図23等に示すリブ64の案内斜面642とともに本件にいう案内部を構成する案内斜面651が形成されており、その案内斜面651に続いて、コネクタ63の位置を規制する位置規制立壁652が形成され、さらに、コネクタ63を支持する支持台653が形成されている。
底カバー部材101に回路基板50を乗せると、その回路基板50に搭載されているコネクタ63が案内斜面651に案内されて支持台653の上に乗る。このときコネクタ63は、位置規制立壁652と、底カバー部材101の側壁内面101aとに挟まれた状態となる。これにより、コネクタ63、したがってそのコネクタ63が搭載されている回路基板50の左右方向の位置規制がなされる。
次に上カバー部材101による回路基板50の位置規制手段について説明する。
図31は、回路基板を上カバー部材に乗せた状態を示す平面図である。また図32は、図31に示す矢印X3−X3に沿う断面図、図33は、図32に示す円R7の部分の拡大断面図である。また図34は、円R7の部分の拡大斜視図である。
上カバー部材101の内面に立設したリブ71が形成されており、このリブ71が回路基板50の位置規制の一部を担っている。このリブ71には、回路基板50に搭載されたコネクタを補強する補強金具59が対面している。ここでリブ71と補強金具59との間には隙き間dだけ余裕がある。
図35は、図32の円R8の部分の拡大断面図である。また、図36は、円R8の部分拡大斜視図である。
ここにも、上カバー部材101の内壁面にリブ72が形成されており、そのリブ72と回路基板50の端縁との間には寸法上の余裕分dがある。
図37は、図31に示す円R9の部分の拡大斜視図である。
上カバー部材101は、ここにもリブ73を有し、そのリブ73と回路基板50との間に隙き間が形成されている。
図38は、図31に示す円R10の部分の拡大斜視図である。
上カバー部材101は、ここにもリブ74を有し、そのリブ74と回路基板50との間には隙き間が形成されている。
図39、図40は、図31に示す円R11の部分の、別々の方向から見たときの各拡大斜視図である。
上カバー部材101はここにもリブ75を有し、図39に示すように、回路基板50に搭載されたコネクタを支持する支持金具69とリブ75との間に左右方向の隙き間dが形成されている。また、図40に示すように、上下方向(図1の状態における奥行き方向)にもリブ75と回路基板50との間に隙き間dが形成されている。
このように、上カバー部材101に乗った回路基板50は、上カバー部材101の各リブ71〜75等により、上下方向(奥行き方向)および左右方向の双方について、粗く位置規制されている。この上に底カバー部材102を被せると、回路基板50は、前述の案内斜面642(図23)および案内斜面652(図30)により底カバー部材102に密に規制される位置に案内される。
このようにして、本実施形態では、回路基板50は、上カバー部材101と底カバー部材102とのうちの底カバー部材102にのみ密に位置規制されるため、製造時に寸法誤差が生じても底カバー部材102と上カバー部材101による回路基板50の位置規制手段どうしの干渉を避けることができる。
また、上カバー部材101に回路基板50を乗せて粗く位置規制された状態にあっても、底カバー部材102を被せることによって正確に位置規制され、円滑にネジ止めを行なうことができる。
尚ここではノートPCについて説明したが、本件はノートPCであることの必要性はなく、電子機器一般に適用することができる。また、ここではファンを交換対象の部品の例を挙げて説明したが、交換対象の部品はファンに限らず、基板に搭載されたどの部品であってもかまわない。
10 ノートPC
20 本体ユニット
21 電源ボタン
22 キーボード
23 ポインティングデバイス
25 ロック穴
30 表示ユニット
31 フック
32 表示画面
40 ヒンジ
50 回路基板
51 開口
52 ネジ止め用の穴
59 補強金具
60 ファン
61 放熱部材
62,63 コネクタ
64,65,71,72,73,74,75 リブ
69 支持金具
100 筐体
101 上カバー部材
102 底カバー部材
111 排気口
112 挿入口
113 シールド板
114 ボス
231 タッチパッド
232 クリックボタン
641,651 案内斜面
642,652 位置規制立壁
643,653 支持台

Claims (6)

  1. 第1カバー部材と、
    前記第1カバー部材と共同して内部空間を形成し該第1カバー部材に締結される第2カバー部材と、
    部品が搭載され前記内部空間に収容される基板とを有し、
    前記第1カバー部材が、前記基板を相対的に粗く位置規制する第1の位置規制部を有し、
    前記第2カバー部材が、前記基板を、前記第1の位置規制部よりも相対的に密に位置規制する第2の位置規制部を有し、
    前記基板は、前記第1カバー部材および前記第2カバー部材のうちのいずれの一方のカバー部材についても該第1カバー部材および該第2カバー部材のうちの該一方のカバー部材のみに支持された状態においては該一方のカバー部材への固定が免れた状態にあり、該第1カバー部材と該第2カバー部材の締結時に前記内部空間内に固定されるものであることを特徴とする電子機器。
  2. 前記第2の位置規制部が、前記第1の位置規制部により前記第1カバー部材に相対的に粗く位置規制された状態の前記基板を該第2の位置規制部により位置規制される位置に案内する案内部を有することを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  3. 前記基板が、該基板表裏面に貫通する貫通孔を有し、該基板が、前記第1カバー部材および前記第2カバー部材のうちの一方のカバー部材のみに固定される固定部を有することなく、前記貫通孔を貫通するネジ部材により、前記第1カバー部材および前記第2カバー部材双方に共締めされるものであることを特徴とする請求項1又は2記載の電子機器。
  4. 前記第2カバー部材が、外部からコネクタが差し込まれる開口を有し、
    前記基板は、前記開口の内側に面した位置に該開口から差し込まれたコネクタと組み合うコネクタが搭載されたものであることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載の電子機器。
  5. 前記部品が、前記基板の表裏面のうちの一方の面に搭載された、前記内部空間に空気の流れを形成するファンであることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項記載の電子機器。
  6. 表示画面を有する表示ユニットと、
    演算機能を有し前記表示ユニットを開閉自在に支持する本体ユニットとを有し、
    前記本体ユニットが、上面側を覆う、前記第1カバー部材としての上カバーと、底面側を覆う、前記第2カバー部材としての底カバーとを有することを特徴とする請求項1から5のうちいずれか1項記載の電子機器。
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