JP2015023087A - 基板固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の固定に必要な締結箇所を減らすことができる基板固定構造を提供する。【解決手段】筐体部材２の基板１の取り付け面から突出して設けられたボス部２ａ〜２ｄと、筐体部材２の基板１の取り付け面におけるボス部２ａ〜２ｄ間に設けられて、当該取り付け面からボス部２ａ〜２ｄよりも低く突出したボス部２ｅとを備え、基板１をボス部２ｅの端面に締結する。【選択図】図２

Description

この発明は、電子機器における基板固定構造に関する。

例えば、特許文献１には、基板の片面に１つ以上の突起物を接着して設置し、基板の周辺固定部をベース部材の周辺部に締着して固定する基板固定構造が開示されている。
この基板固定構造では、上記突起物の少なくとも一部をベース部材に接触させて、この突起物によって基板を凸状に反らせている。このように構成することで、基板に搭載された電子部品の耐振動性と耐久性を向上させることができる。

特開２００９−１１１１７１号公報

特許文献１に代表される従来の技術では、突起物をベース部材に接触させて基板を凸状に反らせることにより、耐振動性と耐久性の向上を図っている。
しかしながら、基板が凸状に反った状態でベース部材に安定して固定するには、基板の周辺固定部をベース部材の周辺部に十分に締着しなければならず、ねじ止め箇所が増えることが予想される。
基板の周辺部におけるねじ締め箇所が増えると、周辺部において電子部品を実装可能な有効面積が減少する。また、ねじ締めに伴う金属屑が発生する箇所が増えるため、不具合の要因となる。さらに、ねじの本数分のコスト増加や、ねじ締め加工が増加する。

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、基板の固定に必要な締結箇所を減らすことができる基板固定構造を得ることを目的とする。

この発明に係る基板固定構造は、筐体部材に基板を締結して固定する基板固定構造であって、筐体部材の基板の取り付け面から突出して設けられた複数の第１のボス部と、筐体部材の基板の取り付け面における第１のボス部間に設けられて、当該取り付け面から第１のボス部よりも低く突出した第２のボス部とを備え、基板を第２のボス部の端面に締結することを特徴とする。

この発明によれば、基板の固定に必要な締結箇所を減らすことができるという効果がある。

この発明の実施の形態１に係る基板固定構造を適用した電子機器を示す図である。 実施の形態１に係る基板固定構造を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る基板固定構造における基板固定の概要を示す図である。 従来の基板固定構造の一例を示す分解斜視図である。 ボス部の端部の様々な態様を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る基板固定構造を適用した電子機器を示す図であり、電子機器として車載用ディスプレイを例に挙げている。なお、図１（ａ）は、電子機器を基板１側から見た図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線で切った断面図である。また、図２は、実施の形態１に係る基板固定構造を示す分解斜視図であり、図１の基板１と筐体部材２を概略的に記載している。図３は、実施の形態１に係る基板固定構造における基板固定の概要を示す図である。

図１（ａ）に示すように、基板１は、中央部がねじ３で筐体部材２に締結される。
また、筐体部材２は、バックライト６を収納して保持する筐体部材であり、内枠材４を介して外枠材５に取り付けられる。内枠材４と外枠材５は、液晶パネル７を保持し、液晶パネル７は、バックライト６から発せられた光で背面から照明される。

基板１には、一方の端辺に位置決め用孔部１ａ，１ｂが形成され、中央部にねじ締結用孔部１ｃが形成されている。なお、位置決め用孔部は、基板１の四隅に設けてもよい。
また、位置決め用孔部１ｂは、図１（ａ）に示すように、位置決め用孔部１ａより横長の孔部である。このように横長の位置決め用孔部１ｂとすることによって、ねじ締結用孔部１ｃと後述するねじ穴２ｅ−１との寸法誤差を吸収している。
さらに、基板１の筐体部材２への取り付け側の各端辺部もしくはその四隅には、基板１に実装された電子部品のグランドラインに電気的に接続するグランドパターンが形成されているものとする。

筐体部材２の基板１の取り付け面には、図２に示すように、四隅にボス部２ａ〜２ｄが形成され、中央部にボス部２ｅが形成されている。ボス部２ａ〜２ｄは、上記取り付け面から突出した第１のボス部であり、ボス部２ｅは、上記取り付け面からボス部２ａ〜２ｄよりも低く突出した第２のボス部である。
なお、ボス部２ｅは、少なくともボス部２ａ〜２ｄ間に配置される。例えば、図２に示すように、筐体部材２の上記取り付け面の中央、すなわち対角にあるボス部２ａ，２ｄとボス部２ｂ，２ｃの間に配置されている。

ボス部２ａ，２ｂの端面２ａ−２，２ｂ−２には、位置決め用孔部１ａ，１ｂに嵌合して位置決め用突部２ａ−１，２ｂ−１が形成されている。
また、筐体部材２は金属材で形成されており、ボス部２ａ，２ｂの端面２ａ−２，２ｂ−２とボス部２ｃ，２ｄの端面２ｃ−１，２ｄ−１は接地されている。なお、筐体部材２を樹脂材で形成し、ボス部２ａ〜２ｄに金属メッキなどを施して導通をとってもよい。
ボス部２ｅの端面には、図１（ｂ）および図２に示すように、ねじ穴２ｅ−１が形成されている。

基板１を筐体部材２に固定する手順としては、まず、基板１を筐体部材２の取り付け面に配置する。このとき、基板１の位置決め用孔部１ａ，１ｂに位置決め用突部２ａ−１，２ｂ−１が嵌合係合して、基板１と筐体部材２の相対的な取り付け位置が決定される。
また、基板１と筐体部材２の相対的な取り付け位置を決定することで、ねじ締結用孔部１ｃとねじ穴２ｅ−１とが連通した状態となる。この状態で、図２に示すように、ねじ３をねじ締結用孔部１ｃに挿通してねじ穴２ｅ−１に締結する。

基板１をねじ３でボス部２ｅの端面に締結した場合、ボス部２ｅが四隅のボス部２ａ〜２ｄよりも低いことから、図３に示すように、基板１は、お椀状、すなわち下に凸に反った状態となる。この発明では、下に凸に反った基板１が元の形状に戻ろうとする復元力を筐体部材２への締結力として利用している。すなわち、基板１をねじ３でボス部２ｅの端面に締結したとき、基板１の四隅は、ボス部２ａ〜２ｄの端面２ａ−２，２ｂ−２，２ｃ−１，２ｄ−１に圧接され、強固な固定が実現される。

また、ボス部２ａ〜２ｄの端面２ａ−２，２ｂ−２，２ｃ−１，２ｄ−１は接地されていることから、下に凸に反った基板１が元の形状に戻ろうとする復元力は、図３に示すように、基板１のグランドパターンと筐体部材２におけるグランド（ＧＮＤ）接点との接続を保証する力にもなる。すなわち、基板１をねじ３でボス部２ｅの端面に締結すると、基板１の四隅がボス部２ａ〜２ｄの端面２ａ−２，２ｂ−２，２ｃ−１，２ｄ−１にそれぞれ圧接し、基板１の四隅のグランドパターンとのグランドとの電気的な接続を強固にすることができる。

図４は、従来の基板固定構造の一例を示す分解斜視図である。図４に示すように、基板１００を筐体部材１０１に締結固定する基板固定構造では、基板１００の四隅と中央でねじ締結して筐体部材１０１に固定することが一般的であった。例えば、基板１００には、その四隅にねじ締結用孔部１００ａ〜１００ｄが形成され、中央部にねじ締結用孔部１００ｅが形成されており、これらの孔部とは別に位置決め用孔部１００ｆ，１００ｇが形成されている。筐体部材１０１には、その四隅にボス部１０１ａ〜１０１ｄが形成され、中央部にボス部１０１ｅが形成されており、これらのボス部とは別に位置決め用突部１０１ｆ−１，１０１ｇ−１を端面に有する位置決め用ボス部１０１ｆ，１０１ｇが形成されている。

基板１００を筐体部材１０１の取り付け面に配置したときに、位置決め用孔部１００ｆ，１００ｇに位置決め用突部１０１ｆ−１，１０１ｇ−１が嵌合係合して、基板１００と筐体部材１０１の相対的な取り付け位置が決定される。このとき、基板１００に形成したねじ締結用孔部１００ａ〜１００ｅと、ボス部１０１ａ〜１０１ｅの端面に形成したねじ穴１０１ａ−１〜１０１ｅ−１とがそれぞれ連通した状態となる。
この状態で、図４に示すように、ねじ１０２ａ〜１０２ｅをねじ締結用孔部１００ａ〜１００ｅにそれぞれ挿通してねじ穴１０１ａ−１〜１０１ｅ−１に締結する。

従来の基板固定構造においては、基板１００を締結するためのボス部と位置決め用のボス部とが別に形成される。このため、基板１００に形成する孔部の数が不可避的に多くなり、基板１００の有効実装面積が狭くなることから、回路設計上の自由度が低い。

これに対して、実施の形態１に係る基板固定構造では、ボス部２ｅでのみ基板１を締結することから、ボス部２ａ〜２ｄの一部に位置決め用係合部を形成すればよく（図１〜３の例では、ボス部２ａ，２ｂ）、基板１に形成すべき孔部の数を従来よりも格段に少なくて済む。これにより、基板１の有効実装面積が広くなって、回路設計上の自由度を向上させることができる。

また、車載用の電子機器では、一定の水準を超えるＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）の耐力が要求される。
従来の基板固定構造では、ＥＭＣの耐力を確保するために、金属製の筐体部材１０１に基板１００を締結する箇所を増やしてグランド接点の数を増やしていた。例えば、図４に示すように、１５０ｍｍ×７５ｍｍ程度の大きさの基板１００においても、四隅と中央の計５点でねじ締結していた。

これに対して、実施の形態１に係る基板固定構造では、基板１の中央のみをボス部２ｅの端面に締結し、基板１の四隅がボス部２ａ〜２ｄに圧接して固定されるので、ねじ締結用の孔部を設けなくても十分にグランド接点を得ることができ、ＥＭＣの耐力を確保することができる。

なお、位置決め用係合部を設けないボス部２ｃ，２ｄについては、基板１のグランドパターンと強固に接続できればよい。
従って、図５（ａ）に示す筐体部材２Ａのように、ボス部２ｄの端部２ｄ１−１を半球状に形成してもよく、図５（ｂ）に示す筐体部材２Ｂのように、ボス部２ｄの端部２ｄ２−１を円錐状に形成してもよい。
このような形状とすることで、ボス部２ｃ，２ｄの端部２ｄ１−１，２ｄ２−１が基板１に点接触して圧接するので、強固な接続を実現することができる。

上記説明では、基板１をボス部２ｅの端面にねじ３で締結する場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、超音波溶着、圧入、熱溶着、接着、スナップフィットなどを用いて、基板１をボス部２ｅの端面に締結してもよい。

また、基板１のグランド接点を保証するため、筐体部材２が導電体である場合を示したが、基板１を筐体部材２に締結することによるグランド接点を保証する必要がない場合には、筐体部材２が導電体でなくてもよい。

図１〜３では、基板１の中央をねじ締結し、基板１の四隅がボス部２ａ〜２ｄの端面に圧接することにより筐体部材２に固定する場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、筐体部材２の周辺部に沿って内側を囲むように複数の第１のボス部を配置し、これら第１のボス部間に第２のボス部を配置し、基板１の第２のボス部に対応する位置にねじ締結用孔部を形成して、基板１を第２のボス部の端面に締結する。このように構成することでも、第２のボス部に隣接する第１のボス部の端面と、これに対応する基板１の部分とが圧接し、上記と同様に強固な固定が可能である。

以上のように、この実施の形態１によれば、筐体部材２の基板１の取り付け面から突出して設けられたボス部２ａ〜２ｄと、筐体部材２の基板１の取り付け面におけるボス部２ａ〜２ｄ間に設けられて、当該取り付け面からボス部２ａ〜２ｄよりも低く突出したボス部２ｅとを備え、基板１をボス部２ｅの端面に締結する。
このように構成することで、筐体部材２に対して基板１を固定する際に必要な締結箇所を減らすことができる。これにより、締結箇所が減った分だけ基板１の有効実装面積が広くなって、回路設計上の自由度を向上させることができる。

また、この実施の形態１によれば、基板１をボス部２ｅに締結したときに基板１が圧接するボス部２ａ〜２ｄの端部を接地したので、ＥＭＣの耐力を向上させることができる。

さらに、この実施の形態１によれば、ボス部２ａ〜２ｄの一部の端面および基板１に設けられ、筐体部材２に基板１を配置したときに互いに係合して筐体部材２に対する基板１の位置決めを行う位置決め用係合部である、位置決め用孔部１ａ，１ｂおよび位置決め用突部２ａ−１，２ｂ−１を備える。このように構成することで、基板１に形成すべき位置決め用孔部の数を減らすことができるため、基板１の有効実装面積が広くなって、回路設計上の自由度を向上させることができる。

さらに、この実施の形態１によれば、ボス部２ｃ，２ｄの端部２ｄ１−１，２ｄ２−１が、基板１に点接触して圧接する形状であるので、ボス部２ｃ，２ｄの端部２ｄ１−１，２ｄ２−１と基板１との強固な接続を実現することができる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 基板、１ａ，１ｂ 位置決め用孔部、１ｃ ねじ締結用孔部、２，２Ａ，２Ｂ 筐体部材、２ａ〜２ｄ ボス部（第１のボス部）、２ｅ ボス部（第２のボス部、２ａ−１，２ｂ−１ 位置決め用突部、２ａ−２，２ｂ−２，２ｃ−１，２ｄ−１ 端面、２ｄ１−１，２ｄ２−１ 端部、２ｅ−１ ねじ穴、３ ねじ、４ 内枠材、５ 外枠材、６ バックライト、７ 液晶パネル。

Claims (4)

1. 筐体部材に基板を締結して固定する基板固定構造であって、
   前記筐体部材の前記基板の取り付け面から突出して設けられた複数の第１のボス部と、
   前記筐体部材の前記基板の取り付け面における前記第１のボス部間に設けられて、当該取り付け面から前記第１のボス部よりも低く突出した第２のボス部とを備え、
   前記基板を前記第２のボス部の端面に締結することを特徴とする基板固定構造。
2. 前記基板を前記第２のボス部の端面に締結したときに前記基板が圧接する前記第１のボス部の端部を接地したことを特徴とする請求項１記載の基板固定構造。
3. 前記複数の第１のボス部の一部の端面および前記基板に設けられ、前記筐体部材に前記基板を配置したときに互いに係合して前記筐体部材に対する前記基板の位置決めを行う位置決め用係合部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板固定構造。
4. 前記第１のボス部の端部は、前記基板に点接触して圧接する形状であることを特徴とする請求項２記載の基板固定構造。

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