JP2013207288A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない組み立て工数で回路基板及びカバーをケース本体に固定することが可能な電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１００は、電子部品１１を実装した回路基板１０と、回路基板１０を収納するケース本体３０と、ケース本体３０の開口を覆うカバー４０とを有する。カバー４０は嵌合によってケース本体３０に装着される。ケース本体３０には、回路基板１０の底面を支持する基板支持ピン３３が設けられている。回路基板１０とカバー４０との間にばね５０が配置され、ばね５０をカバー４０に対して位置決めする突部４４が、カバー４０に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器、特に、電子部品が実装された回路基板をケース本体内に収容してカバーで覆った電子機器に関する。

電子部品が実装された回路基板と、回路基板を収容するケース本体と、ケース本体の開口を覆うカバーとからなる電子機器が知られている。この電子機器を組み立てる際、回路基板とケース本体、及びカバーとケース本体とをそれぞれねじなどで固定する必要がある。

例えば、特許文献１には、電子部品が実装されたプリント配線板（回路基板）をねじでケース（ケース本体）に固定し、さらに、カバーをねじでケースに固定した電子制御装置（電子機器）が記載されている。

特開２０１０−５７３４５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された電子制御装置では、プリント配線板とケース、及びカバーとケースとをそれぞれねじで固定しているので、組み立て工数が多い。

本発明は、以上の点に鑑み、少ない組み立て工数で回路基板及びカバーをケース本体に固定することが可能な電子機器を提供することを目的とする。

本発明は、電子部品を実装した回路基板と、開口を有し前記開口より内方にて前記回路基板を収納するケース本体と、前記ケース本体の開口を覆うカバーと、前記カバーと前記ケース本体とを嵌合させる嵌合部とを有する電子機器であって、前記ケース本体に設けられ、前記回路基板の底面を支持する基板支持部と、前記回路基板と前記カバーとの間に配置され、前記回路基板を前記ケース本体に向けて押圧する付勢部材と、前記カバーに設けられ、前記付勢部材を前記カバーに対して位置決めする位置決め部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、回路基板とカバーとの間に付勢部材が配置され、この付勢部材が回路基板をケース本体に向けて押圧する。よって、回路基板とカバーとの間に付勢部材を配置させた状態で、嵌合部によってカバーとケース本体とを嵌合させるだけで、回路基板及びカバーをケース本体に固定することができる。そのため、ねじなどを使用することなく簡単に固定することができるので、上記特許文献１に記載されたものと比較して、電子機器の組み立て工数を削減することが可能となる。

また、本発明において、前記基板支持部の前記開口側に、前記付勢部材を前記回路基板に対して位置決めする位置決め凸部が設けられることが好ましい。

この場合、位置決め凸部によって付勢部材が回路基板に対して位置決めされるので、付勢部材の位置ずれが防止され、回路基板及びカバーをケース本体に確実且つ安定的に固定することが可能となる。

ところで、電子部品は作動すると熱を発生するので、電子機器の外部に放熱させる必要がある。例えば、上記特許文献１に記載されたものでは、ケースに放熱用台座を設け、この放熱用台座とプリント配線板との間に放熱材を配置している。しかし、この場合、放熱材の選定、位置決め方法、組み立て方法などを検討する必要があり、電子機器の構成が複雑になる。

そこで、本発明において、前記付勢部材は、熱伝導材料からなり、前記回路基板に設けられた熱伝達部と当接することが好ましい。

この場合、回路基板とカバーとの間に付勢部材が配置された状態で、カバーとケース本体とを嵌合させるだけで、付勢部材が熱伝達部に直接接触する。よって、熱伝導性を有する付勢部材を介して、電子部品が発生させた熱を回路基板からカバーに伝達させて、外部に放熱することができる。そして、放熱用の部材を新たに追加する必要がないので、構成が簡略であり、組み立て工数が増加しない。

また、本発明において、前記カバーは、板金によって形成されていることが好ましい。

この場合、強度が優れ、高精度なカバーを得ることが可能となるので、カバーをケースに嵌合することが容易になる。そして、付勢部材からカバーに伝達される熱を外部に放熱することも容易になる。また、位置決め部をプレス加工で形成することが可能になるので、位置決め部、ひいては付勢部材の位置や個数の変更を容易に行うことができる。

本発明の実施形態に係る電子機器を分解した状態を示す概略断面図。 電子機器の組み立てた状態を示す概略断面図。

本発明の実施形態に係る電子機器について図面を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る電子機器１００は、例えば電子制御装置（ＥＣＵ）であり、回路基板１０を内部に収容する筐体である収容ケース２０を備えている。

収容ケース２０は、ケース本体３０と、ケース本体３０の開口を覆うカバー４０とから構成されている。そして、嵌合によってカバー４０がケース本体３０に装着され、ケース本体３０に支持された回路基板１０とカバー４０との間にばね５０が配置されている。

なお、本実施形態の説明においては、便宜上、ケース本体２０に収容された回路基板１０の表裏面に沿う方向を水平方向とし、回路基板１０の表裏面に直交する方向を上下方向として説明する。しかし、電子機器１００が実際に取り付けられる姿勢は、設置箇所に応じて変化する。

回路基板１０には、電子部品１１が実装されている。電子部品１１は、例えばＩＣチップ、トランジスタ、ダイオード、コンデンサである。ここでは、回路基板１０の表面に電子部品１１ａが、裏面に電子部品１１ｂがそれぞれ実装されている。回路基板１０の表裏面は、図示しない絶縁体層で被膜されている。

表面に実装された電子部品１１ａには、高い熱伝導性を有する金属などからなる導体パターン１２が接続されている。導体パターン１２の表面は、絶縁体層で被膜されず、回路基板１０の表面側に露出している。導体パターン１２は銅から形成されていることが好ましい。

一方、裏面に実装された電子部品１１ｂには、高い熱伝導性を有する金属などが充填されて回路基板１０の表裏面を連通するスルーホール１３が接続されている。スルーホール１３の表面は、回路基板１０の表面側にて、絶縁体層で被膜されず、露出している。導体パターン１２とスルーホール１３とが、本発明の熱伝達部に相当する。

そして、回路基板１０には、複数の貫通穴１４が形成されている。

ケース本体３０及びカバー４０は、熱伝導性を有する金属、好ましくはアルミニウム、銅、ステンレス鋼、鉄などの高い熱伝導性を有する金属を、プレス加工、切削加工、溶接加工、ダイカスティングなど適宜な加工方法を用いることによって形成されている。特に、カバー４０は、板金をプレス加工によって形成することが好ましい。

ケース本体３０は、平面視略四角形状（矩形状）の底壁３１と、底壁３１の各周縁部から上方（カバー４０に向かう側の方向）にそれぞれ延出する側壁３２とを備え、上方に開口を有し、全体として上方が開放された略直方体の箱状となっている。

ケース本体３０の底壁３１の上面には、回路基板１０を支持するために複数の基板支持ピン３３が突出して設けられている。基板支持ピン３３は、本発明の基板支持部に相当し、ここでは、段差部を有する円柱形状に形成されている。

基板支持ピン３３は、上部の縮径された円柱形状の先端部３３ａが回路基板１０の貫通穴１４を挿通され、段差部の上面３３ｂが回路基板１０の底面と当接する。これにより、回路基板１０の底面が部分的に基板支持ピン３３によって支持され、基板支持ピン３３の段差面３３ｂは回路基板１０の支持座面として機能する。なお、先端部３３ａは、ばね５０の下端部が挿入可能となる大きさに形成されており、本発明の位置決め部に相当する。

そして、ケース本体３０には、カバー４０を取り付けるために複数の嵌合凸部３４が設けられている。嵌合凸部３４は、ケース本体３０の側壁３２の上部にて、側方外側に向って突出し、側壁３２の先端側（開口側）から基端側（底壁３１側）に向けて側方外側に向ってテーパ状に広がり、上面が傾斜面、下面が水平面となるように形成されている。ただし、嵌合凸部３４の形状はこれに限定されない。

カバー４０は、平面視略四角形状（矩形状）の上壁４１と、上壁４１の各周縁部から下方（ケース本体３０の方向）にそれぞれ延出する側壁４２とを備え、全体として下方が開放された略直方体形の蓋状となっている。

そして、カバー４０の各側壁４２の下部にはそれぞれ、ケース本体３０の嵌合凸部３４に対応させて、嵌合穴４３が設けられている。嵌合穴４３は、嵌合凸部３４の形状に合せて形成されており、ここでは、嵌合穴４３の上面は側方外側に向って下方に傾斜する傾斜面に、下面は水平面になっている。

嵌合凸部３４とこれに嵌合する嵌合穴４３は、本発明の嵌合部に相当すると共に、ケース本体３０に取り付けられたカバー４０の上下方向の移動を互いに係止して規制する移動規制機構としても機能する。

なお、カバー４０は、その側壁４２が少なくも側方に嵌合凸部３４の側方への突出量を少なくとも超えるだけは弾性変形可能に構成されている。

カバー４０の上壁４１の下面には、下方に突出する複数の突部４４が形成されている。突部４４は、本発明の位置決め部に相当し、ここでは、ばね５０の上端部の内周面に嵌合可能なように、その外周面が円柱形状に形成されている。突部４４は、ばね５０の個数と同じ個数だけ形成されている。突部４４は、ばね５０をカバー４０に対して位置決めするものであり、本発明の位置決め部に相当する。特に、突部４４はプレス加工によって形成されていることが好ましい。

ばね５０は、少なくとも回路基板１０と比較して熱伝導率が高い材質、好ましくは銅、ステンレス鋼、鉄などの高い熱伝導性を有する金属から形成されている。ここでは、ばね５０は、通常のコイルばね（つるまきばね）であるが、円錐コイルばねや皿ばねであってもよい。なお、ばね５０は本発明の付勢部材に相当する。

一部の突部４４は、カバー４０をケース本体３０に取り付けた状態において、基板支持決めピン３３に対応する位置、即ち、基板支持ピン３３の直上位置に形成されている。そして、他の突部４４は、回路基板１０の熱伝達部に対応する位置、即ち導体パターン１２及びスルーホール１３の直上位置に形成されている。

これにより、一部のばね５０は、上端部が突部４４と嵌合してカバー４０に取り外し可能に固定されると共に、下端部が基板支持ピン３３の先端部３３ａに挿入されて位置決めされる。そして、他のばね５０は、上端部が突部４４と嵌合してカバー４０に取り外し可能に固定されると共に、下面が回路基板１０の熱伝達部に当接する。

以下、電子機器１００の組み立て方法について説明する。

まず、回路基板１０をケース本体３０に支持する。具体的には、回路基板１０の各貫通穴１４をそれぞれ基板支持ピン３３の先端部３３ａを挿通させて、回路基板１０の底面を基板支持ピン３３の段差面３３ｂ上に当接するように配置する。これにより、回路基板１０は、基板支持ピン３３によって位置決めされ、ケース本体３０に支持される。このとき、回路基板１０は、先端部３３ａと貫通穴１４との隙間によって水平方向（左右方向）に微小な移動は可能であるが、下方への移動は不可能となる。

次に、カバー４０の各突部４４の下部にそれぞればね５０を嵌合させ、この状態でカバー４０をケース本体３０に装着する。このとき、カバー４０の各側壁４２の下端部をそれぞれケース本体３０の側壁３２の上端部から下方に摺動させれば、嵌合凸部３４の傾斜面に沿ってカバー４０の側壁４２が側方外側に向って開き、カバー４０の各嵌合穴４３にそれぞれ嵌合凸部３４が嵌合する。これによって、カバー４０がケース本体３０に装着される。この状態では、カバー４０をケース本体３０から上方に移動させようとしただけでは、カバー４０をケース本体３０から離脱させることはできない。

カバー４０がケース本体３０に装着されたとき、各突部４４に保持されたそれぞれのばね５０は、予め定められた所定の位置に配置される。即ち、一部のばね５０は、下部が基板支持ピン３３の先端部３３ａに挿入されて回路基板１０に対して位置決めされ、ばね５０の下面が回路基板１０の上面に当接する。他のばね５０は、下面が回路基板１０の熱伝達部１２，１３に当接する。

このようにして、全てのばね５０は、回路基板１０の上面とカバー４０の上壁４１の下面との間に、自由長未満になるようにして保持される。よって、各ばね５０は、回路基板１０を下方に押圧するように、カバー４０を上方に押圧するように付勢力を作用させる。

これにより、回路基板１０は段差面３３ｂにより移動が不可能となっている下方にばね５０の付勢力で押圧される。よって、回路基板１０は、ケース本体３０に安定的に支持されることになる。また、カバー４０は嵌合部によって移動が不可能となっている上方にばね５０の付勢力で押圧される。よって、カバー４０はケース本体３０に安定的に装着されることになる。

以上のように、回路基板１０とケース本体３０は基板支持ピン３３とばね５０を用いることにより、ケース本体３０とカバー４０とは嵌合部３４，４３とばね５０を用いることによって、共にねじなどを使用せずに固定することができる。そのため、ねじで固定する作業がないので、組み付け作業の工程数が削減でき、電子機器１００の製造コストを削減することが可能となる。また、ねじ回しなどの工具も必要としない。

また、熱伝導性を有するばね５０を介して、電子部品１１が発生させた熱を回路基板１０の熱伝達部１２，１３からカバー４０に伝達させて、外部に放熱することができる。また、ばね５０による放熱構造にすることで、外部への放熱経路を確保することができ、放熱させるための部材を追加する必要はなく、電子機器１００の組み立て工程を簡略化することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ケース本体３０に設けた嵌合凸部３４とカバー４０に設けた嵌合穴４３とから嵌合部を構成する場合について説明した。しかし、嵌合部はこれに限定されず、ケース本体３０に嵌合穴を設け、カバー４０に嵌合凸部を設けてもよい。

また、カバー４０の突部４４にばね５０を嵌合させ。この状態でカバー４０をケース本体３０に装着する場合について説明した。しかし、装着時のばね５０の支持方法はこれに限定されない。

例えば、一部のばね５０を基板支持ピン３３の先端部３３ａに挿入し、他のばね５０を回路基板１０の熱伝達部１２，１３の上に載置させた状態で、カバー４０をケース本体３０に装着してもよい。この場合、ばね５０の上端部に容易に突部４４が挿入されるように、突部４４をばね５０の内周面に対して細くしておけばよい。ばね５０の位置が多少ずれても、ばね５０は適切な付勢力を奏すると共に、回路基板１０の熱伝達部１２，１３と当接する。

また、本発明の付勢部材が熱伝導性を有するばね５０である場合について説明した。しかし、付勢部材を放熱のために利用する必要がない場合には、付勢部材は、熱伝達率が低い材料、例えば、ゴムやスポンジなどの弾性材料からなるものであってもよい。

また、基板支持ピン３３の先端部３３ａに必ずしもばね５０を挿入させる必要はなく、さらに、回路基板１０の熱伝達部１２，１３以外の表面にばね５０の下面が当接してもよい。

１０…回路基板、 １１，１１ａ，１１ｂ…電子部品、 １２…導体パターン（熱伝達部）、 １３…スルーホール（熱伝達部）、 １４…貫通穴、 ２０…収容ケース、 ３０…ケース本体、 ３１…底壁、 ３２…側壁、 ３３…基板支持ピン（基板支持部）、 ３３ａ…先端部（位置決め凸部）、 ３３ｂ…段差面、 ３４…嵌合凸部（嵌合部）、 ４０…カバー、 ４１…上壁、 ４２…側壁、 ４３…嵌合穴（嵌合部）、 ４４…突部（位置決め部）、 ５０…ばね（付勢部材）、 １００…電子機器。

Claims (4)

1. 電子部品を実装した回路基板と、開口を有し前記開口より内方にて前記回路基板を収納するケース本体と、前記ケース本体の開口を覆うカバーと、前記カバーと前記ケース本体とを嵌合させる嵌合部とを有する電子機器であって、
   前記ケース本体に設けられ、前記回路基板の底面を支持する基板支持部と、
   前記回路基板と前記カバーとの間に配置され、前記回路基板を前記ケース本体に向けて押圧する付勢部材と、
   前記カバーに設けられ、前記付勢部材を前記カバーに対して位置決めする位置決め部とを備えることを特徴とする電子機器。
2. 前記基板支持部の前記開口側に、前記付勢部材を前記回路基板に対して位置決めする位置決め凸部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記付勢部材は、熱伝導材料からなり、前記回路基板に設けられた熱伝達部と当接することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
4. 前記カバーは、板金によって形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電子機器。

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