JP2016143819A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】基板とコネクタの接合部が破損するのを抑制するとともに、破損した場合でも、メンテナンス性に優れた電子機器を提供する。【解決手段】プラグが挿抜可能に装着されるコネクタ１４が実装される基板９と、基板９を保持し、シャーシ１１に対して着脱可能に締結される保持部材１０と、コネクタ１４が実装された基板９、保持部材１０及びシャーシ１１が露出する開口部を開閉可能に覆うカバー４とを備える。保持部材１０は、基板９が固定される固定部１０５，１０６と、固定部１０５，１０６に対して直交して配置され、シャーシ１１に対して着脱可能に締結される締結部１０１，１０２とを有する。締結部１０１，１０２は、シャーシ１１に対してプラグの挿抜方向と同一の方向に締結されており、コネクタ１４に挿入されたプラグに基板と略直交する方向のこじり力が加わった際に、シャーシ１１に対する締結位置を支点として弾性変形する。【選択図】図６

Description

本発明は、プラグが挿抜可能に装着されるコネクタを備える例えばデジタルカメラ等の撮像装置を含む電子機器に関する。

デジタルカメラ等の電子機器では、プラグが挿抜可能に装着されるコネクタをプリント基板に実装して、コネクタのプラグ挿入口が外装部材に形成した穴から露出するように電子機器の内部にプリント基板を配置することが知られている。

このような電子機器では、プラグ挿入後のこじりによりコネクタに力が加えられ、コネクタとプリント基板との半田付け部分に過度な負荷がかかり、半田付け部分に割れが発生する問題がある。

そこで、基板のコネクタ実装部の両側にスリットを形成して、基板を撓ませることで、プラグ挿入後のこじり力によるコネクタとプリント基板との半田付け部分の割れを防止する技術が提案されている（特許文献１）。また、補強部を備えた板金を基板とシャーシにビス止めし、プラグ挿入後のこじり力を補強部で受けることでコネクタの移動量を規制する技術が提案されている（特許文献２）。

特開２００３−２３４５４７号公報 特開２０１１−１６５３４５号公報

しかし、上記特許文献１では、基板のコネクタ実装部の両側にスリットを形成するため、基板の実装面積が小さくなり、かつ基板が大型化してしまう。

一方、上記特許文献２では、コネクタが実装された基板をカメラ本体の背面側からシャーシに対して固定するため、コネクタの半田割れが生じた際には、背面カバーや板金等を外さなければならず、メンテナンス作業が面倒である。また、コネクタを、画像処理ＩＣや昇圧回路等が実装されたメイン基板に実装しているため、コネクタが破損した際には、メイン基板ごと交換する必要があり、メンテナンス費用が高額となってしまう。

そこで、本発明は、プラグ挿入後のこじり力によって基板とコネクタの接合部が破損するのを抑制することができるとともに、基板やコネクタが破損した場合でも、基板交換を簡単に行うことができるメンテナンス性に優れた電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、プラグが挿抜可能に装着されるコネクタが実装される基板と、前記基板を保持し、シャーシに対して着脱可能に締結される保持部材と、前記コネクタが実装された前記基板、前記保持部材、及びシャーシが露出する開口部を開閉可能に覆うカバーと、を備え、前記保持部材は、前記基板が固定される固定部と、前記固定部に対して直交して配置され、前記シャーシに対して着脱可能に締結される締結部と、を有し、前記締結部は、前記シャーシに対して前記プラグの挿抜方向と同一の方向に締結されており、前記コネクタに挿入された前記プラグに前記基板と略直交する方向のこじり力が加わった際に、前記シャーシに対する締結位置を支点として弾性変形することを特徴とする。

本発明によれば、プラグ挿入後のこじり力によって基板とコネクタの接合部が破損するのを抑制することができるとともに、基板やコネクタが破損した場合でも、基板交換を簡単に行うことができるメンテナンス性に優れた電子機器を提供することができる。

（ａ）は本発明の電子機器の実施形態の一例であるデジタルカメラのカメラ本体を前面側（被写体側）から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すカメラ本体を後面側から見た斜視図である。 カメラ本体の右側面図である。 （ａ）はＵＳＢコネクタ、ＨＤＭＩ（登録商標）コネクタ及びＬＡＮコネクタの実装部分をカメラ本体の前面方向から見た斜視図、（ｂ）はＵＳＢコネクタ、ＨＤＭＩコネクタ及びＬＡＮコネクタの実装部分をカメラ本体の後面方向から見た斜視図である。 ＬＡＮ通信基板の展開形状を示す図である。 インタフェース基板及びＬＡＮ通信基板が取り付けられた保持部材を本体シャーシに組み付ける様子を示す斜視図である。 カメラ本体のサイドカバー周辺の分解斜視図である。 カメラ本体のＵＳＢコネクタにＵＳＢケーブルのプラグを挿入した状態を示す斜視図である。 （ａ）はプラグに対してｚ方向のカメラ本体の前面側にこじり力が加えられた場合の図７のＡ−Ａ線断面斜視図、（ｂ）はプラグに対してｚ方向のカメラ本体の後面側にこじり力が加えられた場合の図７のＡ−Ａ線断面斜視図である。 図８においてプラグのこじり力によりインタフェース基板が傾いた際の傾き角に対するＵＳＢケーブルの抜け方向の力の大きさの比較を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。

図１（ａ）は本発明の電子機器の実施形態の一例であるデジタルカメラのカメラ本体を前面側（被写体側）から見た斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すカメラ本体を後面側から見た斜視図である。

本実施形態のデジタルカメラは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、前カバー２、上カバー３、サイドカバー４、端子カバー５、及び後カバー６によりカメラ本体１の外装を形成している。なお、カメラ本体１の前面側には、不図示の交換式レンズユニットが着脱可能に装着される。

前カバー２、上カバー３、及び後カバー６は、本体シャーシ１１（図５参照）に対して着脱可能にビス止めされている。サイドカバー４は、前カバー２と後カバー６に対して着脱可能にビス止めされ、端子カバー５は、サイドカバー４に対して開閉可能にビス止めされている。端子カバー５は、エラストマー等の弾性を有する材料で形成され、端子カバー５を開くことによって、図２に示す状態となる。

図２は、カメラ本体１の右側面図である。なお、図２では、端子カバー５の図示は省略している。図２に示すように、サイドカバー４の端子カバー５によって覆われる部分には、端子設置のための開口部４１が形成されている。開口部４１には、１つ又は複数のコネクタ、本実施形態では、マイクプラグコネクタ７、ヘッドホンコネクタ１３、ＵＳＢコネクタ１４、ＨＤＭＩコネクタ１５、及びＬＡＮコネクタ１６が配置されている。これらのコネクタ１３〜１６は、サイドカバー４又は端子カバー５を開くことで、外部に露出してプラグの挿抜が可能になる。

マイクプラグコネクタ７は、外部アクセサリであるマイクのプラグが挿抜可能に装着されることで、動画記録の際に動画データに音声データを付加する役割を果たす。ヘッドホンコネクタ１３は、ヘッドホンケーブルのプラグが挿抜可能に装着されることで、撮影した動画の音声信号を外部ヘッドホンへ出力する。

ＬＡＮコネクタ１６は、ＬＡＮケーブルのプラグが挿抜可能に装着されることで、撮影した画像データなどの有線ネットワーク通信を行う。ＵＳＢコネクタ１４は、ＵＳＢケーブルのプラグが挿抜可能に装着されることで、ＵＳＢ端子を有するＰＣ等との通信に使用される。ＨＤＭＩコネクタ１５は、ＨＤＭＩケーブルのプラグが挿抜可能に装着されることで、ＨＤＭＩ端子を有するデジタルテレビ等に接続されて、映像／音声信号をデジタルテレビへと送信する。

次に、図３乃至図９を参照して、ＵＳＢコネクタ１４、ＨＤＭＩコネクタ１５、及びＬＡＮコネクタ１６を例に採って説明する。図３（ａ）は、ＵＳＢコネクタ１４、ＨＤＭＩコネクタ１５、及びＬＡＮコネクタ１６の実装部分をカメラ本体１の前面方向から見た斜視図である。図３（ｂ）は、ＵＳＢコネクタ１４、ＨＤＭＩコネクタ１５、及びＬＡＮコネクタ１６の実装部分をカメラ本体１の後面方向から見た斜視図である。なお、図３、図５乃至図９においては、説明の便宜上、各コネクタ１４，１５，１６のプラグ挿入方向をｘ方向、カメラ本体１の底面に垂直な方向をｙ方向、カメラ本体１の光軸方向をｚ方向とする。

図３（ａ）に示すように、ＵＳＢコネクタ１４及びＨＤＭＩコネクタ１５は、ＦＲ４（Flame Retardant Type４）などの材質からなるインタフェース基板９に表面実装されている。インタフェース基板９は、導電性を有する金属製の保持部材１０のｙ方向の両側に設けられた平面状の固定部１０５，１０６に対してそれぞれビス２０１，２０２によりｚ方向に締結されている。ビス２０１，２０２は、インタフェース基板９のグランド信号を保持部材１０に電気的に導通させている。

保持部材１０は、ＵＳＢコネクタ１４の側面部１４１、及びＨＤＭＩコネクタ１５の側面部１５１に沿ってビス２０２近傍からＬＡＮコネクタ１６近傍までｙ方向に延びて設けられている。側面部１４１，１５１と保持部材１０との間には、弾性部材１２が設けられている。弾性部材１２は、発泡樹脂材に導電性の不織布を巻いて形成される導電性を有するガスケットであり、側面部１４１，１５１と保持部材１０との電気的な導通を取っている。

保持部材１０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ｙ方向の両端部をそれぞれｙ方向と略直交するｚ方向に曲げて形成した２つの締結部１０１，１０２を有している。２つの締結部１０１，１０２は、平面状に形成され、本体シャーシ１１（図５参照）に対してビス２１１，２１２によりｘ方向、即ち、プラグの挿抜方向と同一方向に締結されている。

本体シャーシ１１は、金属材又は導電性樹脂材により形成され、弾性部材１２と併せて各コネクタ１４，１５，１６と電気的に接続されて、グランド接続が強化されている。また、インタフェース基板９には、ハーネスコネクタ１７が表面実装されており、ハーネスコネクタ１７は、ワイヤハーネス等により他基板と接続される。

図４は、ＬＡＮ通信基板３３の展開形状を示す図である。図４に示すように、ＬＡＮ通信基板３３は、リジッド基板部３３１，３３２，３３３，３３４とフレキシブル基板部３３５，３３６，３３７とを一体化した所謂リジッドフレキ基板である。リジッド基板部３３１には、外部機器との間でＬＡＮ通信を行うためのＬＡＮコネクタ１６が実装されている。リジッド基板部３３３，３３４には、それぞれ基板対基板コネクタ１８，１９が表面実装されている。

ＬＡＮ通信基板３３を保持部材１０に組み付ける際には、図３に示すように、リジッド基板部３３１をビス２２１，２２２によってｚ方向に保持部材１０に締結し、リジッド基板部３３２をビス２３１，２３２によってｘ方向に保持部材１０に締結する。

図５は、インタフェース基板９及びＬＡＮ通信基板３３が取り付けられた保持部材１０を本体シャーシ１１に組み付ける様子を示す斜視図である。図５に示すように、インタフェース基板９及びＬＡＮ通信基板３３が取り付けられた保持部材１０は、ビス２１１，２１２により本体シャーシ１１に締結される。リジッド基板部３３３，３３４の基板対基板コネクタ１８，１９は、ハーネスコネクタ１７と同様に他基板と接続される。これにより、ＵＳＢ通信データやＬＡＮ通信データは、インタフェース基板９やＬＡＮ通信基板３３を介して他基板と通信され、カメラ本体１の操作設定や撮影画像の保存等が行われる。

ところで、カメラ本体１のインタフェース基板９及びＬＡＮ通信基板３３に実装されたＵＳＢコネクタ１４、ＨＤＭＩコネクタ１５、及びＬＡＮコネクタ１６には、前述したように、対応するケーブルのプラグが挿抜可能に装着される。ここで、コネクタにケーブルのプラグを挿入した状態でユーザが不用意にｚ方向のこじり力を加えると、コネクタや基板が破損したり、コネクタと基板の接合部である半田付け部分に割れが生じたりする可能性がある。

例えば、カメラ本体１のＵＳＢコネクタ１４にＵＳＢケーブルのプラグを挿入した状態でケーブルに足を引っかけると、ＵＳＢコネクタ１４やインタフェース基板９に一時的に過大な応力が加わり、インタフェース基板９からＵＳＢコネクタ１４が剥離してしまう。

次に、図６を参照して、コネクタや基板が破損し、又はコネクタと基板の接合部である半田付け部分に割れが生じた場合のメンテナンス手順について説明する。図６は、カメラ本体１のサイドカバー４周辺の分解斜視図である。

まず、前カバー２及び後カバー６に対してサイドカバー４を締結しているビス４２を外し、サイドカバー４と本体シャーシ１１とを分離する。サイドカバー４を取り外することで形成される開口部には、コネクタが実装されたインタフェース基板９、保持部材１０、及び本体シャーシ１１が開口部から出し入れ可能に露出して配置される。

次に、インタフェース基板９と他基板を接続しているワイヤハーネスをハーネスコネクタ１７（図３（ｂ））から取り外すとともに、ＬＡＮ通信基板３３と他基板を接続している基板対基板コネクタ１８，１９を取り外す。ハーネスコネクタ１７及び基板対基板コネクタ１８，１９は、ともにコネクタの接続は双方のコネクタを圧入する形式であり、指先又はピンセット等の簡易工具を用いれば簡単に取り外し可能となっている。

その後、保持部材１０と本体シャーシ１１を締結している２本のビス２１１，２１２を取り外す。保持部材１０には、前述したように、インタフェース基板９及びＬＡＮ通信基板３３が取り付けられているため、ビス２１１，２１２を取り外すことで、これらの基板９，３３も同時にカメラ本体１から取り外すことができる。保持部材１０を本体シャーシ１１から取り外すと、図３に示すように、保持部材１０、インタフェース基板９、及びＬＡＮ通信基板３３のみの構成となる。

このため、ＵＳＢコネクタ１４、ＨＤＭＩコネクタ１５、又はインタフェース基板９が破損した場合は、ビス２０１，２０２を取り外してインタフェース基板９を交換すればよい。また、ＬＡＮコネクタ１６又はＬＡＮ通信基板３３が破損した場合、ビス２２１，２２２，２３１，２３２を取り外してＬＡＮ通信基板３３を交換すればよい。基板交換時のカメラ本体１への新たな基板の取り付け方法は、上記手順と逆手順で行う。

このように、コネクタや基板が破損し、又はコネクタと基板の接合部である半田付け部分に割れが生じた場合でも、サイドカバー４以外の外装部品やカメラ本体１内部の他基板を取り外す必要がない。このため、簡単な方法で基板交換を行ってメンテナンスを行うことが可能となる。

次に、図７乃至図９を参照して、カメラ本体１のコネクタにケーブルのプラグが挿入された状態でプラグにｚ方向のこじり力が加わった際の保持部材１０及びインタフェース基板９の挙動について説明する。

図７は、カメラ本体１のＵＳＢコネクタ１４にＵＳＢケーブル８のプラグが挿入された状態を示す斜視図である。図７の状態で、ＵＳＢケーブル８のプラグに対してｚ方向にこじり力が加えられた場合、このｚ方向のこじり力は、図３に示すインタフェース基板９からＵＳＢコネクタ１４を引き剥がす力として作用する。ここで、ｚ方向のこじり力は、インタフェース基板９と略直交する方向のこじり力に相当する。

図８（ａ）は、ＵＳＢケーブル８のプラグに対してｚ方向のカメラ本体１の前面側にこじり力が加えられた場合のサイドカバー４を除いた図７のＡ−Ａ線断面斜視図である。図８（ａ）に示すように、ＵＳＢケーブル８のプラグに対してカメラ本体１の前面側にｚ方向のこじり力が加わると、こじり力は、ＵＳＢコネクタ１４の側面部１４１から弾性部材１２を介して保持部材１０の弾性部材１２との当接部１０３に作用する。

保持部材１０は、前述したように、締結部１０２を有しているが、この締結部１０２は、本体シャーシ１１とビス２１２との締結位置を固定端とする片持ち梁形状部１０４を形成している。このため、ＵＳＢケーブル８のプラグに対してカメラ本体１の前面側に加わったｚ方向のこじり力は、当接部１０３を介して片持ち梁形状部１０４に伝わり、ビス２１２の本体シャーシ１１との締結位置を支点として片持ち梁形状部１０４が弾性変形する。その結果、インタフェース基板９は、ｚ方向のカメラ本体１の前面側に傾く。

図８（ｂ）は、ＵＳＢケーブル８のプラグに対してｚ方向のカメラ本体１の後面側にこじり力が加えられた場合のサイドカバー４を除いた図７のＡ−Ａ線断面斜視図である。この場合も同様に、ｚ方向のこじり力は、図３に示すインタフェース基板９からＵＳＢコネクタ１４を引き剥がす力として作用する。

図８（ｂ）に示すように、ＵＳＢケーブル８のプラグに対してカメラ本体１の後面側にｚ方向のこじり力が加わると、こじり力は、ＵＳＢコネクタ１４の側面部１４１から弾性部材１２を介して保持部材１０の弾性部材１２との当接部１０３に作用する。そして、上記同様に、当接部１０３に作用したｚ方向のこじり力は、片持ち梁形状部１０４に伝わり、片持ち梁形状部１０４は、ビス２１２の本体シャーシ１１との締結位置を支点として弾性変形する。その結果、インタフェース基板９は、ｚ方向のカメラ本体１の後面側に傾く。

本体シャーシ１１には、ストッパ部１１０が設けられており、保持部材１０が一定量弾性変形すると、保持部材１０の当接部１０３がストッパ部１１０に当接する。これにより、保持部材１０が塑性変形するのを防いでいる。

図９は、図８においてプラグのこじり力によりインタフェース基板９が傾いた際の傾き角に対するＵＳＢケーブル８の抜け方向の力の大きさの比較を示す図である。図９に示すように、こじり力のベクトルαに応じてインタフェース基板９の傾き角が大きくなるが、初期状態からの傾きが大きくなるにつれ、ＵＳＢケーブル８の抜け方向の力ベクトルγが大きくなる。

そして、ＵＳＢコネクタ１４に加わるこじり力が大きくなるに従って、ＵＳＢコネクタ１４とインタフェース基板９の接合部にかかる引き剥がし力ベクトルβに対して抜け方向ベクトルγの比率が大きくなる。その結果、ＵＳＢケーブル８が抜けやすくなり、ＵＳＢコネクタ１４とインタフェース基板９との接合部である半田付け部分の破損、ひいてはＵＳＢコネクタ１４及びインタフェース基板９の破損を抑制することが可能となる。

ＨＤＭＩコネクタ１５にＨＤＭＩケーブルのプラグを挿入した状態で、プラグにこじり力が加わった場合も同様に、保持部材１０が弾性変形することにより、ＨＤＭＩケーブルが抜けやすくなる。その結果、ＨＤＭＩコネクタ１５とインタフェース基板９の接合部である半田付け部分の破損、ひいてはＨＤＭＩコネクタ１５及びインタフェース基板９の破損を抑制することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、プラグ挿入後のこじり力によって基板９とコネクタ１４，１５の接合部である半田付け部分が破損するのを抑制することができる。加えて、基板９やコネクタ１４，１５が破損した場合でも、基板交換を簡単に行うことができるメンテナンス性に優れたカメラを提供することができる。

なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１ カメラ本体
４ サイドカバー
５ 端子カバー
８ ＵＳＢケーブル
９ インタフェース基板
１０ 保持部材
１１ 本体シャーシ
１４ ＵＳＢコネクタ
１５ ＨＤＭＩコネクタ
１６ ＬＡＮコネクタ
１０１，１０２ 締結部
１０５，１０６ 固定部

Claims (4)

1. プラグが挿抜可能に装着されるコネクタが実装される基板と、
   前記基板を保持し、シャーシに対して着脱可能に締結される保持部材と、
   前記コネクタが実装された前記基板、前記保持部材、及びシャーシが露出する開口部を開閉可能に覆うカバーと、を備え、
   前記保持部材は、前記基板が固定される固定部と、前記固定部に対して直交して配置され、前記シャーシに対して着脱可能に締結される締結部と、を有し、
   前記締結部は、前記シャーシに対して前記プラグの挿抜方向と同一の方向に締結されており、
   前記コネクタに挿入された前記プラグに前記基板と略直交する方向のこじり力が加わった際に、前記シャーシに対する締結位置を支点として弾性変形することを特徴とする電子機器。
2. 前記締結部は、ビスにより前記シャーシに締結されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記締結部は、前記固定部に対して片持ち梁の形状に形成されてい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. 前記コネクタ、前記保持部材、及び前記シャーシは、導電性を有する材料で形成され、前記基板に対してグランド接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子機器。

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