JP2018064015A - 基板保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気回路基板に意図しない力が作用してもばね部による電気回路基板の保持を維持できる基板保持装置を提供する。【解決手段】第１ケース１０と第２ケース２０との間にて電気回路基板５を保持する基板保持装置であって、弾性力によって電気回路基板を厚み方向に保持するばね部１１と、第１ケースから電気回路基板の厚み方向に突出する第１係止部１２と、第２ケースに形成された第２係止部２２と、第１ケースから電気回路基板の厚み方向に突出する板状の部位であり、先端が電気回路基板の厚み方向において電気回路基板に対して予め決められた間隔だけ隔てて対向する保護部１３と、を備える。第１係止部が弾性変形をした状態から元の形状に復元することで、第１ケースと第２ケースとが係止される。第１係止部と保護部とは電気回路基板の厚み方向の同一軸上に形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、基板保持装置に関する。

プリント電気回路基板をネジで固定しない技術として、分割ケースに形成された押え片によって、プリント電気回路基板を挟持固定する技術が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１において、ケースを２分割した分割ケースを互いに組み付けることにより、分割ケースに形成された押さえ片によってプリント電気回路基板が挟持固定されることとなる。

特開２０１２−１６４８４３号公報

しかしながら、分割ケースの押え片に製造誤差が生じることは避けられず、当該製造誤差の範囲内でプリント電気回路基板が振動してしまうという問題があった。これに対して、ばね部材で押圧することによりプリント電気回路基板を安定して保持するという対策も考えられる。しかしながら、ばね部材の弾性限度を超えるような応力がプリント電気回路基板に作用した場合には、ばね部材が塑性変形し、ばね部材によってプリント電気回路基板を安定して保持することができなくなってしまう。
本発明は、電気回路基板に意図しない力が作用してもばね部による電気回路基板の保持を維持できる基板保持装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明の基板保持装置は、第１ケースと第２ケースとの間にて電気回路基板を保持する基板保持装置であって、弾性力によって電気回路基板を厚み方向に保持するばね部と、第１ケースから電気回路基板の厚み方向に突出する板状の部位であり、凸部または凹部が形成された第１係止部と、第２ケースに形成され、第１係止部に形成されていない凸部または凹部が形成された第２係止部と、第１ケースから電気回路基板の厚み方向に突出する板状の部位であり、先端が電気回路基板の厚み方向において電気回路基板に対して予め決められた間隔だけ隔てて対向する保護部と、を備え、第１係止部が弾性変形をした状態からもとの形状に復元することで、凹部に凸部が入り込むことにより、第１ケースと第２ケースとが係止され、第１係止部と保護部とは電気回路基板の厚み方向の同一軸上に形成される。

以上説明した本発明の構成において、ばね部の弾性力によって電気回路基板を厚み方向に保持できる。弾性力によって電気回路基板を保持するため多少の寸法誤差を吸収することができる。保護部の先端が電気回路基板の厚み方向において電気回路基板に対して予め決められた間隔だけ隔てて対向するため、厚み方向における電気回路基板の変位を制限できる。そのため、電気回路基板に対して厚み方向に弾性力を生じさせているばね部の変形量を抑制し、当該ばね部が塑性変形する可能性を低減できる。従って、電気回路基板に意図しない力が作用してもばね部による電気回路基板の保持を維持できる。第１係止部と保護部とが電気回路基板の厚み方向の同一軸上に形成されるため、電気回路基板の面方向における第１係止部と保護部の設置スペースを小さくすることでき、第１ケースをコンパクトに形成できる。

第１実施形態にかかる基板保持装置の斜視図である。 第１実施形態にかかる基板保持装置の分解斜視図である。 図３Ａ〜図３Ｈは第１実施形態にかかる基板保持装置の部分断面図である。 図４Ａ，図４Ｃ，図４Ｄは保護部の正面図、図４Ｂは保護部の断面図である。 図５Ａは第２実施形態にかかる基板保持装置の分解斜視図である。 図６Ａ〜図６Ｄは第２実施形態にかかる基板保持装置の部分断面図である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）第１実施形態：
（２）第２実施形態：
（３）第３実施形態：
（４）他の実施形態：

（１）第１実施形態：
図１は、本発明の一実施形態にかかる基板保持装置１の外観を示す斜視図である。本実施形態において、基板保持装置１は車両に搭載される。基板保持装置１は、直方体状に形成されており、第１ケース１０と第２ケース２０とを含んでいる。基板保持装置１は、内部の空間にて電気回路基板５（一点鎖線）を保持している。Ｚ軸は電気回路基板５の厚み方向の軸であり、Ｘ軸とＹ軸は電気回路基板５の面方向の軸であることとする。説明の便宜上、図示の方向を基準としてＺ軸上の一方向とその反対方向を上方向と下方向と表すが、必ずしもＺ軸方向は上下方向に対応しなくてもよい。例えば、電気回路基板５の厚み方向が水平方向や斜め方向となるように基板保持装置１が車両に搭載されてもよい。電気回路基板５は、面方向に連続する２個のコネクタ５ｃを有し、コネクタ５ｃの端子面が基板保持装置１の外部に露出する。本明細書において、同一種の部材や部位の符号は１個のみ記載することとする。

本実施形態において、電気回路基板５は、コネクタ５ｃを介して車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）と通信を行い、車両を制御するための処理を行う基板である。ただし、電気回路基板５は、どのような機能を有する電気回路基板であってもよく、基板保持装置１は車両以外の用途に使用されてもよい。

第１ケース１０は基板保持装置１の上面を構成し、第２ケース２０は基板保持装置１の底面を構成する。上面とは、電気回路基板５の面方向に平行な面であって紙面上側の面である。底面とは、電気回路基板５の面方向に平行な面であって紙面下側の面である。上面と底面とは互いに平行であり、厚み方向において上面と底面との距離が基準距離Ｓｚになるように、第１ケース１０と第２ケース２０とが組み付けられている。

図２は、基板保持装置１の分解斜視図である。図２に示すように、基板保持装置１の底面を構成する第２ケース２０上に電気回路基板５が置かれる。次に、基板保持装置１の上面を構成する第１ケース１０を、電気回路基板５が置かれた第２ケース２０に上側から組み付けることにより基板保持装置１が形成される。

図３Ａ〜図３Ｈは、基板保持装置１の部分断面図である。図３Ａ，図３Ｃ，図３Ｅ，図３Ｇ（以下、図３Ａ等）は図２に示すＸ軸方向の矢印Ｖ１にて基板保持装置１の一部を見た図であり、図３Ｂ，図３Ｄ，図３Ｆ，図３Ｈ（以下、図３Ｂ等）は図２に示すＸ軸方向の矢印Ｖ２にて基板保持装置１の一部を見た図である。

まず、第２ケース２０の詳細な構成について説明する。第２ケース２０は、第１ケース１０よりも弾性係数が大きく、同様の力が作用した場合に第１ケース１０よりも弾性変形の歪みが小さくなる。第２ケース２０は、金属で形成された平面板をプレス加工することより各部（後述する座部２１と位置決め部２５）が一体成型される。第２ケース２０を電気的なグランドとして利用しない場合には、第２ケース２０は、必ずしも金属で形成されなくてもよい。第２ケース２０は、例えば合成樹脂によって形成されてもよい。

第２ケース２０は、底面と、当該底面に垂直な側面とによって構成される。Ｘ軸方向に垂直な２個の側面と、Ｙ軸方向に垂直な２個の側面とが存在する。各側面におけるＸ軸方向またはＹ軸方向の中央部にはそれぞれ座部２１が形成されている。座部２１は、第２ケース２０の底面に平行、かつ、側面に垂直な板状部である。座部２１は、第２ケース２０の各側面に上下反転したＵ字状のスリットを設け、当該スリットの内側の部分を第２ケース２０の中央側に直角に折り曲げることにより形成される。図１に示すように、第２ケース２０の側面において座部２１が形成された部位は、基板保持装置１の内部と外部とを連通する貫通穴となっている。

第２ケース２０の各側面において、座部２１をＸ軸方向またはＹ軸方向の両側から挟む位置に第２係止部２２としての凹部２２ｂが形成されている。第１ケース１０の第１係止部１２と、第２ケース２０の第２係止部２２とを、係止部１２，２２と総称する。第２ケース２０の１個の側面につき２個の凹部２２ｂが形成されている。凹部２２ｂは、第２ケース２０の側面の一部に矩形状に切り抜くことにより形成された貫通穴である。

第２ケース２０の各側面において、凹部２２ｂをＸ軸方向またはＹ軸方向の両側から挟む位置に位置決め部２５が形成されている。第２ケース２０の１個の側面につき２個の位置決め部２５が形成されている。位置決め部２５は合計８個形成されていることとなる。位置決め部２５は、第２ケース２０の側面の一部を第２ケース２０の中央側に押し出すことにより形成される。

図２の二点鎖線の円内に位置決め部２５をＸ軸方向から見た拡大図を示す。同図に示すように、位置決め部２５は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向から見て台形状に形成されており、Ｚ軸方向における中央部Ｃ（太線）が側面と平行となっている。当該中央部Ｃの上端において下方になるほど第２ケース２０の中央に向けて幅が大きくなるような傾斜の下端が接続している。また、当該中央部Ｃの下端において上方になるほど第２ケース２０の中央に向けて幅が大きくなるような傾斜の上端が接続している。さらに、図３Ｂ等にて破線で示すように、当該中央部Ｃの下端の高さと座部２１の高さとがほぼ同じとなっている。

第２ケース２０の１個の側面には、２個のコネクタ挿入穴２４が形成されている。コネクタ挿入穴２４はＸ軸方向に連続して形成された貫通穴であり、当該コネクタ挿入穴２４の間にＺ軸方向に細長い形状の境界部２４ａが形成されている。そして、８個の位置決め部２５のうち、１個の位置決め部２５は、境界部２４ａを第２ケース２０の中央側に押し出すことにより形成されている。コネクタ挿入穴２４は、Ｚ軸方向における上端の位置が座部２１とほぼ同じ高さとなるように形成されている。

次に、電気回路基板５の詳細な構成について説明する。電気回路基板５は、矩形状の両面基板であり、Ｚ軸方向の下方の面が表面であり、Ｚ軸方向の上方の面が裏面となっている。電気回路基板５の表面には、２個のコネクタ５ｃと図示しない各種電子部品（プロセッサ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等）が実装されている。これらの部品を電気的に接続する配線が電気回路基板５の表面と裏面に形成されている。

上述したように、電気回路基板５の面方向はＸ軸方向とＹ軸方向である。電気回路基板５は、Ｘ軸方向の２辺とＹ軸方向の２辺によって囲まれた形状であり、Ｘ軸方向の２辺の長さがそれぞれＷｘとなり、Ｙ軸方向の２辺の長さがそれぞれＷｙとなっている。電気回路基板５の裏面に４個の押圧部が形成されている。押圧部は、Ｘ軸方向の２辺の中央部のそれぞれと、Ｙ軸方向の２辺の中央部のそれぞれに形成されている。すなわち、４個の押圧部が電気回路基板５の面方向の外周に形成されている。押圧部は矩形状の導体ランドであり、グランド端子５ａである。グランド端子５ａは、電気回路基板５に実装された各種電子部品のグランド端子と電気的に接続する端子である。

電気回路基板５の裏面に形成された押圧部としてのグランド端子５ａのそれぞれの反対面（表面）にも矩形状のグランド端子５ｂが形成されている。すなわち、電気回路基板５を厚み方向に挟んで、４組のグランド端子５ａとグランド端子５ｂとが対向している。図２にて一点鎖線の矢印Ａ１で示すように、電気回路基板５は、４個のグランド端子５ｂのそれぞれが第２ケース２０の側面に設けられた４個の座部２１のそれぞれに上方から接触するように載置される。図３Ｂに示すように、座部２１の上に電気回路基板５の表面のグランド端子５ｂが上方から接触している。電気回路基板５の表面のグランド端子５ｂのそれぞれが座部２１上に載置された状態で、電気回路基板５の面方向が第２ケース２０の底面と平行かつ側面と垂直となる。

図２に示すように、Ｘ軸方向に垂直な第２ケース２０の１個の側面に２個の位置決め部２５が形成され、Ｘ軸方向に垂直な第２ケース２０のもう１個の側面に２個の位置決め部２５が形成されているが、これらの側面に形成された位置決め部２５同士がＸ軸方向において向かい合う最短距離は、Ｘ軸方向における電気回路基板５の長さＷｘよりも規定量だけ大きくなっている。規定量とは、０に近いほど望ましい長さであり、例えば第２ケース２０や電気回路基板５の寸法誤差を考慮して設定される長さである。同様に、Ｙ軸方向の側面に形成された位置決め部２５同士がＹ軸方向において向かい合う最短距離は、Ｙ軸方向における電気回路基板５の長さＷｙよりも規定量だけ大きくなっている。なお、位置決め部２５同士が向かい合う最短距離とは、Ｚ軸方向における位置決め部２５の中央部Ｃ（側面と平行な部分）同士の距離である。

電気回路基板５を座部２１上に載置すると、Ｚ軸方向における位置決め部２５の中央部Ｃとほぼ同じ高さに電気回路基板５の端面が位置することとなる。従って、電気回路基板５は、Ｘ軸方向とＹ軸方向のそれぞれにおいて位置決め部２５によって挟まれて位置決めされた状態で、座部２１上に載置されることとなる。コネクタ５ｃはＹ軸方向において電気回路基板５のＸ軸方向の辺から一部が突出するように実装されており、この突出した部分をコネクタ挿入穴２４に差し込むように、電気回路基板５を傾けながら下降させればよい。すなわち、コネクタ５ｃが突出しているＸ軸方向の辺が他の部分よりも低い位置となるように電気回路基板５を傾けながら電気回路基板５を第２ケース２０上に載置すればよい。

次に、第１ケース１０の詳細な構成について説明する。第１ケース１０は、第２ケース２０よりも弾性係数が小さく、同様の力が作用した場合に第２ケース２０よりも弾性変形の歪みが大きくなる。具体的に、第１ケース１０は、弾性変形が可能な歪みの範囲である弾性変形領域が大きい金属（ステンレス、ＳＵＰ材等）で形成されている。第１ケース１０は、金属で形成された平面板をプレス加工することより各部（後述するばね部１１と第１係止部１２と保護部１３）が一体成型される。第１ケース１０を電気的なグランドとして利用しない場合には、第１ケース１０は、必ずしも金属で形成されなくてもよい。第１ケース１０は、例えば合成樹脂によって形成されてもよい。

第１ケース１０は、上面と、当該上面に垂直な側面とによって構成される。Ｘ軸方向に垂直な２個の側面と、Ｙ軸方向に垂直な２個の側面とが存在する。第１ケース１０においてＸ軸方向に垂直な２個の側面の外側同士の距離は、第２ケース２０においてＸ軸方向に垂直な２個の側面の内側同士が向かい合う距離よりも規定の微少量だけ小さい。同様に、第１ケース１０においてＹ軸方向に垂直な２個の側面の外側同士の距離は、第２ケース２０においてＹ軸方向に垂直な２個の側面の内側同士が向かい合う距離よりも微少量だけ小さい。微少量は、第１ケース１０と第２ケース２０の寸法誤差を考慮して設定された値であり、０に近いほど望ましい。

第１ケース１０の各側面におけるＸ軸方向またはＹ軸方向の中央部にはそれぞればね部１１が形成されている。図３Ｂ等に示すように、ばね部１１は、第１ケース１０の側面から下方に向けて突出する突出部であり、いわゆる板ばねである。ばね部１１は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向から見た場合に、根元部分にて電気回路基板５の面方向の中央側に向けて斜めに屈曲し、Ｚ軸方向の中央付近にて電気回路基板５の面方向の外側に向けて斜めに屈曲し、さらにＺ軸方向の下端にて電気回路基板５の面方向と平行となるように外側に向けて屈曲した形状を有する。ばね部１１の下端（先端）は第１ケース１０の側面よりも、電気回路基板５の面方向の中央側にずれた位置に存在している。

図３Ｂ，図３Ｄに示すように、ばね部１１に外力が加えられていない場合、ばね部１１は、上端から下端までの長さがＬ０となる。ばね部１１の上端はばね部１１の上部において屈曲を開始する部分である。図３Ｆ，図３Ｈに示すように、ばね部１１に外力が加えられた場合、ばね部１１は、Ｚ軸方向に弾性変形（収縮）して、上端から下端までの長さがＬ１（＜Ｌ０），Ｌ２（＜Ｌ１）となる。ばね部１１は、屈曲角が変化するように弾性変形するが、弾性限度が上端から下端までの長さがＬ２（歪みがＬ０−Ｌ２）となる場合の荷重の２倍程度（安全率が２倍）となるように材料および屈曲形状が設計されている。弾性限度よりも大きい荷重がばね部１１に作用した場合、ばね部１１が弾性変形領域を超えて塑性変形することとなり、荷重を取り除いても永久歪みが残留することとなる。

第１ケース１０の各側面において、ばね部１１をＸ軸方向またはＹ軸方向の両側から挟む位置に保護部１３が形成されている。第１ケース１０の１個の側面につき２個の保護部１３が形成されている。保護部１３は、上方の根元から下端１３ａに向けて徐々に幅が狭くなる形状に形成されている。保護部１３は、下方に向けて突出する突出部であり、下端１３ａを第１ケース１０の中央側に直角に屈曲させた形状となっている。保護部１３は、下端１３ａの屈曲部の曲率半径が予め決められた値（例えば１ｍｍ）となるように形成されている。なお、ばね部１１の下端の方が保護部１３の下端１３ａよりも下方に位置している。

図４Ａは、保護部１３の正面図である。保護部１３を含む突出部にＵ字状のスリットＳを形成することにより、当該スリットＳの内側に第１係止部１２が形成されている。第１係止部１２は、下端を自由端として弾性変形する。図４Ｂは、保護部１３の断面図（図４Ａの軸Ｔでの断面）である。軸Ｔは、電気回路基板５の厚み方向（Ｚ軸方向）の直線であり、軸Ｔにて保護部１３と第１係止部１２の双方が二等分される。図４Ａ，図４Ｂに示すように、第１係止部１２には、凸部１２ｂが形成されている。凸部１２ｂは、電気回路基板５の面方向の外側に向けて突出しており、上方になるほど電気回路基板５の面方向の幅が大きくなるような傾斜を有する。この傾斜の上端にて底面（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）と平行な面が接続している。

第２ケース２０（座部２１）上に電気回路基板５が載置された状態で、第２ケース２０に対して第１ケース１０が取り付けられる。図３Ａ，図３Ｂは、第１ケース１０が第２ケース２０に対して上方から接近する様子を示す。まず、図３Ｂに示すように、ばね部１１の下端が第２ケース２０の側面よりも電気回路基板５の面方向の中央側の位置に進入する。さらに、ばね部１１の下端がある程度下方に進行したところで、第２ケース２０の保護部１３が第２ケース２０の側面の上端に到達する。このとき、第１ケース１０の保護部１３の下端１３ａの屈曲部が第２ケース２０の側面の上端に接触して摺動することにより、当該第１係止部１２を第２ケース２０の側面の内側に誘導できる。すなわち、第１ケース１０の４個の側面のそれぞれに形成された第１係止部１２のそれぞれが第２ケース２０の４個の側面の内側に誘導され、第２ケース２０の側面の内側に第１ケース１０の側面を嵌め込むことができる。

ばね部１１の下端がさらに下方に進行するように第１ケース１０を下降させると、ばね部１１の下端が電気回路基板５の裏面のグランド端子５ａに接触する。図３Ｃ，図３Ｄは、ばね部１１の下端が電気回路基板５のグランド端子５ａに接触する様子を示す。図２にて一点鎖線の矢印Ａ２で示すように、電気回路基板５の面方向に平行となるように屈曲されたばね部１１の下端が、電気回路基板５の外周に４個形成されている押圧部としてのグランド端子５ａのそれぞれに上方から接触する。なお、図３Ｄの状態は、ばね部１１の下端が電気回路基板５のグランド端子５ａに接触を開始した状態であり、ばね部１１の上端から下端までの長さがＬ０（歪みが０）のままとなっている。

図３Ｄのように、ばね部１１の下端が電気回路基板５のグランド端子５ａに接触する段階で、第１ケース１０の第１係止部１２に形成された凸部１２ｂは、第２ケース２０の側面のうち凹部２２ｂよりも上方の部分に干渉する。このとき、第１係止部１２は、電気回路基板５の面方向の中央側に弾性変形している。図２にて一点鎖線の矢印Ａ３で示すように、第１ケース１０の凸部１２ｂのそれぞれは第２ケース２０の側面に干渉する。第１ケース１０の凸部１２ｂは４個の側面のそれぞれにおいて２個ずつ形成されているが、凸部１２ｂのそれぞれが第２ケース２０の側面に干渉する。第１係止部１２が下方に進行するほど、第１係止部１２が弾性変形する量が大きくなるが、この変形の量が弾性変形領域内となるように第１係止部１２の形状が設計されている。

さらに、図３Ｅに示すように、第１ケース１０を下降させていくと、第２ケース２０の側面に形成されている貫通穴である凹部２２ｂ（ハッチング）の上端と、凸部１２ｂの上端の高さが一致するまで、凹部２２ｂに対して凸部１２ａが下方に進行することとなる。凹部２２ｂの上端に凸部１２ｂの上端が到達すると、凸部１２ｂが凹部２２ｂに進入可能となり、第１係止部１２がもとの形状に復元する。

このとき、第１ケース１０の上面と第２ケース２０の底面との距離が基準距離Ｓｚとなる。また、このとき、図３Ｆに示すように、ばね部１１の下端が図３Ｄよりもさらに下方に進行しようとするが、第２ケース２０の座部２１上に載置された電気回路基板５に接触して進行が妨げられる。そのため、ばね部１１は、上端から下端まで距離を縮めるように、ばね部１１の長さがＬ１（歪みはＬ０−Ｌ１）となるまで弾性変形している。図３Ｆに示すように、ばね部１１の長さがＬ１となる状態において、歪み（Ｌ０−Ｌ１）にほぼ比例する大きさの弾性力がＺ軸方向に作用することとなる。すなわち、ばね部１１は、電気回路基板５を介して第２ケース２０の座部２１を押圧する弾性力を生じさせる。上述したように、図３Ｆにおいて、ばね部１１に生じる弾性力は弾性限度内であり、当該ばね部１１の歪み（Ｌ０−Ｌ１）の大きさも弾性変形領域内である。

ばね部１１が生じさせる弾性力は、第１ケース１０を第２ケース２０から上方に離間させる力となるが、第１ケース１０の第１係止部１２に形成された凸部１２ｂの上端の壁面が、第２ケース２０の第２係止部２２に形成された凹部２２ｂの上端の壁面に干渉することにより第１ケース１０が上方に離間することが妨げられる。つまり、第１ケース１０の第１係止部１２の凸部１２Ｂが、第２ケース２０の第２係止部２２の凹部２２ｂに入り込むことにより、第１ケース１０と第２ケース２０とが離間しないように係止されることとなる。また、図３Ｅ，図３Ｆに示す状態において、第１ケース１０のばね部１１の下端が電気回路基板５の裏面のグランド端子５ａに電気的に接続するとともに、第２ケース２０の座部２１が電気回路基板５の表面のグランド端子５ｂに電気的に接続することとなる。なお、図３Ｅ，図３Ｆに示す状態が、基板保持装置１の組み付けが完了した状態である。

図３Ｅに示すように、第１ケース１０と第２ケース２０とが離間しないように係止された状態において、電気回路基板５の裏面と、第１ケース１０の保護部１３の下端１３ａとが互いに平行に向かい合い、両者の間隔がＰとなっている。ここで、図３Ｇ，図３Ｈに示すように、電気回路基板５を下方から上方に押し上げる外力Ｆが作用した場合を考える。この外力Ｆに抗して電気回路基板５を下方に拘束するのはばね部１１の弾性力であり、外力Ｆによって電気回路基板５が間隔Ｐだけ上方に押し上げられると、ばね部１１の長さはＬ２（Ｌ１−Ｐ）となる。上述したように、図３Ｇ，図３Ｈにおいて、ばね部１１に生じる弾性力は弾性限度内であり、当該ばね部１１の歪み（Ｌ０−Ｌ２）の大きさも弾性変形領域内である。

なお、基板保持装置１の組み付け後において、電気回路基板５を下方から上方に押し上げる外力Ｆとして、コネクタ５ｃに外部端子を接続する際に作用する力が挙げられる。また、基板保持装置１内に進入した異物によって、電気回路基板５を上方に押し上げる外力Ｆが作用する場合も考えられる。電気回路基板５が上方に押し上げられた状態においても、第１ケース１０のばね部１１の下端が電気回路基板５の裏面のグランド端子５ａに電気的に接続する状態は維持できる。

以上説明した第１実施形態の構成において、ばね部１１の弾性力によって電気回路基板５を座部２１に押圧することにより、電気回路基板５を安定して保持することができる。弾性力によって電気回路基板５を保持するため多少の寸法誤差を吸収することができる。ばね部１１の弾性力によって電気回路基板５を介して座部２１が押圧されるため、ばね部１１が設けられた第１ケース１０と座部２１が設けられた第２ケース２０とが離間するように付勢されるが、係止部１２，２２によって第１ケース１０と第２ケース２０の離間が制限される。従って、電気回路基板５を押圧した状態で、第１ケース１０と第２ケース２０とが離間しないように確実に固定されることとなる。以上の構成においては、ネジで固定しなくても電気回路基板５を安定して保持できるため、電気回路基板５上にネジを配置するための禁止領域を設ける必要がなく、電気回路基板５の設計自由度を向上させることできる。

また、ばね部１１は、電気回路基板５の外周に形成された押圧部（グランド端子５ａ，５ｂ）を厚み方向に押圧する。この構成において、電気回路基板５の外周に形成された押圧部を形成すればよいため、電気回路基板５の中央部の設計自由度を向上させることできる。

さらに、ばね部１１と座部２１は、電気回路基板５の面方向の端面を囲む各ケース１０，２０の側面から電気回路基板５の中央側に向けて突出するように形成されている。これにより、ばね部１１が電気回路基板５の外周を押圧する構造を容易に形成できる。本実施形態のように、電気回路基板５の端面付近の側面から電気回路基板５の外周の押圧部までばね部１１と座部２１とを梁状に形成した場合、当該梁の長さを小さくすることができ、当該梁に作用するモーメントの大きさを低減できる。従って、ばね部１１と座部２１との間に大きい押圧力を作用させても、ばね部１１と座部２１とが破損する可能性を低減できる。

また、係止部１２，２２は、電気回路基板５の面方向の端面を囲む各ケース１０，２０の側面に形成されている。このように係止部を各ケース１０，２０の側面に形成することで、係止部が電気回路基板５の外周に存在するようにすることができ、電気回路基板５の中央部の設計自由度を向上させることができる。

さらに、第１係止部１２と第２係止部２２のいずれか一方に凸部１２ｂが形成され、凸部１２ｂが形成されていない第１係止部１２と第２係止部２２の一方に凹部２２ｂが形成されている。また、第１係止部１２または第２係止部２２が弾性変形をした状態からもとの形状に復元することで、凹部２２ｂに凸部１２ｂが入り込んで係止する。これにより、各ケース１０，２０の側面において、凹部２２ｂと凸部１２ｂとで係止部１２，２２をコンパクトに形成することができ、電気回路基板５の設計自由度を向上させることができる。特に、側面と同一方向の板状部である第１係止部１２と第２係止部２２とを電気回路基板５の外周付近にて面方向に重ねて係止を実現できるため、係止部１２，２２をコンパクトに形成することができる。

また、第１ケース１０と第２ケース２０とが係止された状態において、ばね部１１が弾性変形して、凸部１２ｂを凹部２２ｂの壁面に押し付ける弾性力を生じさせる。これにより、ばね部１１の弾性力によって係止部１２，２２における摩擦力を増大させることができ、係止部１２，２２よる各ケース１０，２０の固定を強固にすることができる。特に、凸部１２ｂと凹部２２ｂの壁面とがばね部１１の弾性力に対して垂直に接触するため、ばね部１１の弾性力が垂直抗力となって摩擦力を増大させることができる。

さらに、第１係止部１２は、電気回路基板５の面方向に弾性変形する。ここで、ばね部１１は電気回路基板５の厚み方向に弾性変形するのに対して、第１係止部１２は電気回路基板５の面方向に弾性変形することとなる。すなわち、第１係止部１２とばね部１１とが互いに直交する方向に弾性変形するため、相互の弾性変形同士の影響を低減できる。例えば、第１係止部１２の弾性変形によってばね部１１が変位することで、ばね部１１が弾性変形領域を超えて変形するような不具合が生じる可能性を低減できる。

また、座部２１とばね部１１の少なくとも一方は、電気回路基板５のグランド端子５ａ，５ｂと電気的に接続する。この構成において、ばね部１１の弾性力によって座部２１とばね部１１と電気回路基板５とを確実に接触させることができるため、確実にグランドの接続を確保できる。

さらに、第１実施形態の構成において、ばね部１１と第１係止部１２は第１ケース１０と一体成型され、第２係止部２２は第２ケース２０と一体成型されている。そして、第１ケース１０と第２ケース２０とが係止された状態において、ばね部１１が弾性変形して、凸部１２ｂを凹部２２ｂの壁面に押し付ける弾性力を生じさせている。このように、ばね部１１の弾性力によって、凸部１２ｂを凹部２２ｂの壁面に押し付けることにより、凸部１２ｂと凹部２２ｂの壁面との間の摩擦力を増大させることができ、第１ケース１０と第２ケース２０を確実に係止できる。以上の構成においては、ネジで固定しなくても第１ケース１０と第２ケース２０とを確実に係止できるため、部品点数を削減できる。さらに、第１係止部１２とばね部１１とが第１ケース１０と一体成型され、第２係止部２２が第２ケース２０と一体成型されるため、部品点数を削減できる。

また、ばね部１１は、第１ケース１０と第２ケース２０が係止される方向（電気回路基板５の厚み方向）に弾性変形し、第１係止部１２または第２係止部２２は、凹部２２ｂに凸部１２ｂが入り込む方向（電気回路基板５の厚み方向）に弾性変形している。このように、互いに異なる方向に弾性変形をする部位も一体成型で形成することにより、部品点数を削減できる。

凸部１２ｂは、第１係止部１２に形成され、凹部２２ｂは、第２係止部２２に形成された貫通穴であり、第２係止部２２は基板保持装置１の外壁面を構成している。これにより、図１に示すように、基板保持装置１の外壁面を見ることで、当該外壁面の貫通穴に入り込んでいる凸部１２ｂの様子を視認でき、第１ケース１０と第２ケース２０とが係止されているか否かを容易に確認できる。

また、第２ケース２０には、電気回路基板５に対して厚み方向に接触する座部２１が一体成型されている。このように、座部２１を第２ケース２０と一体成型することにより、部品点数を削減できるとともに、容易に座部２１の剛性を向上させることができる。座部２１の剛性を向上させることにより、弾性変形を考慮したばね部１１の設計を容易にすることができる。本実施形態では、座部２１の弾性変形が無視できる程度に座部２１の剛性が高いこととする。

また、保護部１３の先端が電気回路基板５の厚み方向において電気回路基板５に対して予め決められた間隔Ｐだけ隔てて対向するため、厚み方向における電気回路基板５の変位を制限できる。そのため、電気回路基板５に対して厚み方向に弾性力を生じさせているばね部１１の変形量を抑制し、当該ばね部１１が塑性変形する可能性を低減できる。従って、電気回路基板５に意図しない力が作用してもばね部１１による電気回路基板の保持を維持できる。第１係止部１２と保護部１３とが電気回路基板５の厚み方向の同一軸上に形成されるため、電気回路基板５の面方向における第１係止部１２と保護部１３の設置スペースを小さくすることでき、第１ケース１０をコンパクトに形成できる。また、第１係止部１２と保護部１３とが個別に変形可能となるように独立した突出部として形成されているため、保護部１３が電気回路基板５から荷重を受けて変形したとしても第１係止部１２の形状を維持できる。従って、保護部１３が電気回路基板５から荷重を受けた場合に、第１ケース１０と第２ケース２０との係止が解除される可能性を低減できる。

また、第１係止部１２は、保護部１３に形成されたＵ字状のスリットＳの内側の部分である。このように、保護部１３にＵ字状のスリットを設けることで、当該スリットＳの内側の部分を独立して弾性変形が可能とすることができ、当該スリットＳの内側の部分を第１係止部１２として形成できる。

さらに、保護部１３は、根元に近づくほど幅が大きくなる形状を有するため、先端にて電気回路基板５から受けた応力を、根元にて分散させることができる。また、ばね部１１と保護部１３とは、第１ケース１０と一体成型されるため、ばね部１１と保護部１３との相対位置の誤差を抑制できる。従って、ばね部１１が塑性変形しない範囲内において確実に電気回路基板５の変位を制限することができる。

さらに、ばね部１１の弾性力によって電気回路基板５を座部２１に押圧することにより、厚み方向における電気回路基板５の位置を安定させることができる。また、ばね部１１は、位置決め部２５が電気回路基板５を面方向に挟み込む幅が狭くなっていく方向に電気回路基板５を押圧するため、ばね部１１が電気回路基板を押圧することで面方向における電気回路基板５の位置も安定させることができる。従って、電気回路基板５の位置をずれにくくすることができる。

また、位置決め部２５（８個のうち１個）は、第２ケース２０に設けられたコネクタ挿入穴２４から予め決められた距離（例えば５ｍｍ）以内に形成されている。これにより、コネクタの接続作業によって電気回路基板５に外力がかかる部位にて位置決めすることができ、電気回路基板５の位置をずれにくくすることができる。

さらに、位置決め部２５は、第２ケース２０に連続して設けられた２個のコネクタ挿入穴２４の境界部２４ａに形成される。これにより、コネクタの接続作業によって電気回路基板５に外力がかかる部位を位置決めすることができ、電気回路基板の位置をずれにくくすることができる。また、境界部２４ａを設けることでノイズが漏洩することを抑制できる。

（２）第２実施形態：
第１実施形態においては、凸部１２ｂが第１係止部１２に形成され、凹部２２ｂが第２係止部２２に形成されたが、反対の構成を採用してもよい。第２実施形態においては、凹部が第１係止部に形成され、凸部が第２係止部２２に形成される。

図５は、第２実施形態にかかる基板保持装置１０１の分解斜視図である。第２実施形態と第１実施形態との相違点は係止部にある。図５に示すように、基板保持装置１０１の第１ケース１１０には保護部１１３が形成されており、当該保護部１１３の下端１１３ａが電気回路基板５の面方向の中央側に向けて屈曲している。第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、保護部１１３にスリットＳが形成され、このスリットＳの内側に第１係止部１１２が形成されている。しかし、第１係止部１１２に凸部を形成するのではなく、第１係止部１１２に貫通穴を形成することにより凹部１１２ａが形成されている。

図４Ｃは、第２実施形態にかかる保護部１１３の正面図である。第１実施形態と同様に保護部１１３にＵ字状のスリットＳが形成されているが、当該スリットＳの内側の部分である第１係止部１１２に矩形状の凹部１１２ａが形成されている。

一方、基板保持装置１０１の第２ケース１２０の各側面においては、第１ケース１１０の第１係止部１１２に形成された凹部１１２ａのそれぞれに対応する位置に凸部１２２ａ（第２係止部１２２）が形成されている。第２ケース１２０の１個の側面につき２個の凸部１２２ａが形成されている。凸部１２２ａは、第２ケース１２０の側面の一部を第２ケース１２０の中央側に押し出すことにより形成される。

図６Ａ〜図６Ｄは、第１係止部１１２と第２係止部１２２とが係止する様子を示す部分断面図である。図６Ａ〜図６Ｄは図５に示すＸ軸方向の矢印Ｖ１にて基板保持装置１０１の一部を見た図である。図６Ａに示すように、凸部１２２ａは、下方になるほど第２ケース１２０の中央側に向けて幅が大きくなるような傾斜を有するとともに、当該傾斜の下端にて底面（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）と平行な面が接続している。

図６Ｂに示すように、保護部１１３と第１係止部１１２が下降すると、第１係止部１１２が第２ケース１２０の側面から突出する凸部１２２ａに干渉する。これにより、第１係止部１１２は、電気回路基板５の面方向の中央側に向けて弾性変形する。さらに、ばね部１１１の長さがＬ１となるまで第１係止部１１２が下降すると、図６Ｃに示すように、第１係止部１１２に形成された凹部１１２ａの下端が、第２ケース１２０の凸部１２２ａの上端に到達する。このとき、凸部１２２ａが凹部１１２ａに進入可能となり、第１係止部１１２がもとの形状に復元する。

以上説明した第２実施形態の構成を採用しても、第１ケース１０の第１係止部１１２と第２ケース１２０の第２係止部１２２とで、第１ケース１１０と第２ケース１２０とを係止できる。第２実施形態においては、角部に応力が集中しやすい凸部を第１係止部１１２に形成しないことにより、第１係止部１１２と一体成型される第１ケース１１０の材料として硬い材料も採用できる。従って、第１ケース１１０と一体成型されたばね部１１１の機械特性も考慮して、第１ケース１１０の材料として適度な弾性係数を有する材料を採用するにあたり、材料の選択肢を広げることができる。

（３）第３実施形態：
第１実施形態と第２実施形態とにおいては、保護部１３，１１３と同一の突出部にＵ字状のスリットＳを形成することにより第１係止部１２，１１２を形成したが、他の構成を採用してもよい。図４Ｄは、第３実施形態にかかる保護部２１３と第１係止部２１２の正面図である。図４Ｄに示すように、保護部２１３と第１係止部２１２とが電気回路基板５の厚み方向の同一軸上に存在しているが、第１係止部２１２が厚み方向において保護部２１３よりも上方にずれた位置に形成されている。保護部２１３は第１ケース２１０から下方に突出しているが、保護部２１３の上端よりも高い位置に第１係止部２１２が形成されている。このような構成においても、保護部２１３と第１係止部２１２とが電気回路基板５の厚み方向の同一軸上に存在させることができ、第１ケース２１０をコンパクトに形成することができる。

（４）他の実施形態：
前記実施形態においては、ばね部１１（座部２１）の個数が４個であったが、ばね部１１の数は４個以外（３個または５個以上）であってもよい。ばね部１１の数が大きいほど、電気回路基板５を安定して保持できるとともに、グランドを強化できる。むろん、保護部１３や係止部１２，２２や位置決め部２５の個数も８個に限定されない。前記実施形態においては座部２１が設けられたが、座部２１が設けられなくてもよく、電気回路基板５が厚み方向の両側からばね部の弾性力によって保持されてもよい。この場合も、厚み方向の両側からばね部の歪みが大きくなりすぎないように、保護部を形成しておけばよい。また、電気回路基板５の面方向における位置精度が要求されない場合等においては、位置決め部２５が省略されてもよい。さらに、位置決め部２５の形状は、座部２１に近いほど対向する幅が狭くなる形状であればよく、線形的に対向する幅が狭くなってもよいし、非線形的に対向する幅が狭くなってもよいし、第１実施形態のように対向する幅が一定となる部分が設けられなくてもよい。

さらに、ばね部１１と第１係止部１２と保護部１３のうち、少なくとも１種類が第１ケース１０と一体成型されなくてもよい。例えば、ばね部１１と第１係止部１２とを弾性係数が異なる材料で形成することにより、ばね部１１と第１係止部１２のそれぞれに求められる弾性係数を実現するようにしてもよい。また、座部２１と第２係止部２２のうち、少なくとも１種類が第２ケース２０と一体成型されなくてもよい。

また、電気回路基板５の実装密度が小さい等の場合において、電気回路基板５の外周以外の部分にデッドスペースが存在する場合には、当該デッドスペースをばね部１１によって押圧してもよい。むろん、ばね部１１によって押圧されるデッドスペースはグランド端子でなくてもよい。

本発明は、前記実施形態の他に以下の態様も含む。基板保持装置は、第１ケースと第２ケースとの間にて電気回路基板を保持すればよく、第１ケースと第２ケースとで電気回路基板を収容する空間を囲ってもよいし、開放された空間で電気回路基板を保持してもよい。また、基板保持装置は、第１ケースと第２ケースとを含めばよく、他のケース（部材）を含んでもよい。基板保持装置は、例えば基板保持装置が振動し得る移動体に搭載されてもよく、当該振動があった場合でも電気回路基板を安定して保持できる。むろん、基板保持装置は、移動しない装置等に搭載されてもよいし、他の装置等に搭載されることなく単独で使用されてもよい。

電気回路基板の厚み方向は、電気回路基板の面方向と直交する方向である。電気回路基板の面方向は、電気回路基板の厚み方向に直交する平面上における二次元の方向である。
ばね部は、第１ケースに形成されればよく、第１ケースと一体成型されてもよいし、ばね部に相当するケースが第１ケースに組み付けられてもよい。ばね部は、適度な大きさの弾性を有するように設計されていればよく、板ばねや弦巻ばねのように弾性を発揮する形状に形成されてもよいし、適度な弾性を有する弾性材料で形成されてもよい。

保護部は、ばね部の歪みが弾性変形領域の上限値となるよりも歪みが小さい状態で、電気回路基板の変位を妨げる位置に設ければよい。すなわち、保護部と電気回路基板との間に設けられた間隔の範囲で電気回路基板が変位可能となるが、保護部と電気回路基板とが干渉するまで電気回路基板を変位させたときのばね部の歪みが弾性変形領域内となっていればよい。第１係止部と保護部とが電気回路基板の厚み方向の同一軸上に形成されるとは、厚み方向の一本の直線が第１係止部と保護部の双方を通過することを意味する。具体的には、同一軸上において、厚み方向の位置を変えて第１係止部と保護部とが配置されていればよい。また、第１係止部が保護部の一部分を構成してもよいし、逆に保護部が第１係止部の一部分を構成してもよい。

また、第１係止部は、保護部に形成されたＵ字状のスリットの内側の部分であってもよい。このように、保護部にＵ字状のスリットを設けることで、当該スリットの内側の部分を独立して弾性変形が可能とすることができ、当該スリットの内側の部分を第１係止部として形成できる。Ｕ字状とは、ほぼ平行な２個の平行線分と、当該平行線分の端点を接続する１個の接続線分によって形成される形状を意味する。２個の平行線分は、互いに平行に近い方向の線であればよく、例えば互いの方向の差が３０度以内の線分であってもよい。Ｕ字状の内側の部分（第１係止部）は、接続線分側の部分を自由端とする梁となって弾性変形することができる。

さらに、保護部は、根元に近づくほど幅が大きくなる形状を有してもよい。これにより、先端にて電気回路基板から受けた応力を、根元にて分散させることができる。なお、保護部は、根元に近づくほど線形的に幅が小さくなってもよいし、非線形的に幅が小さくなってもよい。

また、ばね部と保護部とは、第１ケースと一体成型されてもよい。ばね部と保護部とが一体成型されるため、ばね部と保護部との相対位置の誤差を抑制できる。従って、ばね部が塑性変形しない範囲内において確実に電気回路基板の変位を制限することができる。

さらに、第２ケースには、電気回路基板に対して厚み方向に接触する座部が一体成型され、第１係止部と第２係止部とは電気回路基板の厚み方向において、第１ケースと第２ケースとを離間しないように係止し、ばね部は、第１係止部と第２係止部とが第１ケースと第２ケースとを係止している状態において、電気回路基板を介して座部を押圧する弾性力を生じさせてもよい。

１…基板保持装置、５…電気回路基板、５ａ…グランド端子、５ｂ…グランド端子、５ｃ…コネクタ、１０…第１ケース、１１…ばね部、１２…第１係止部、１２ｂ…凸部、１３…保護部、２０…第２ケース、２１…座部、２２…第２係止部、２２ｂ…凹部、２４…コネクタ挿入穴、２４ａ…境界部、２５…位置決め部、Ｓ…スリット

Claims (5)

1. 第１ケースと第２ケースとの間にて電気回路基板を保持する基板保持装置であって、
   弾性力によって前記電気回路基板を厚み方向に保持するばね部と、
   前記第１ケースから前記電気回路基板の厚み方向に突出する板状の部位であり、凸部または凹部が形成された第１係止部と、
   前記第２ケースに形成され、前記第１係止部に形成されていない前記凸部または前記凹部が形成された第２係止部と、
   前記第１ケースから前記電気回路基板の厚み方向に突出する板状の部位であり、先端が前記電気回路基板の厚み方向において前記電気回路基板に対して予め決められた間隔だけ隔てて対向する保護部と、を備え、
   前記第１係止部が弾性変形をした状態からもとの形状に復元することで、前記凹部に前記凸部が入り込むことにより、前記第１ケースと前記第２ケースとが係止され、
   前記第１係止部と前記保護部とは前記電気回路基板の厚み方向の同一軸上に形成される、
   基板保持装置。
2. 前記第１係止部は、前記保護部に形成されたＵ字状のスリットの内側の部分である、
   請求項１に記載の基板保持装置。
3. 前記保護部は、根元に近づくほど幅が大きくなる形状を有する、
   請求項１または請求項２のいずれかに記載の基板保持装置。
4. 前記ばね部と前記保護部とは、前記第１ケースと一体成型される、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板保持装置。
5. 前記第２ケースには、前記電気回路基板に対して厚み方向に接触する座部が一体成型され、
   前記第１係止部と前記第２係止部とは前記電気回路基板の厚み方向において、前記第１ケースと前記第２ケースとを離間しないように係止し、
   前記ばね部は、前記第１係止部と前記第２係止部とが前記第１ケースと前記第２ケースとを係止している状態において、前記電気回路基板を介して前記座部を押圧する弾性力を生じさせる、
   請求項４に記載の基板保持装置。

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