JP2019161187A - 電子機器及び電子機器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第一のケース部から所定間隔を空けて設置された回路基板に対する負荷の集中を避けつつも第二のケース部と回路基板との接触面積を確保する。【解決手段】電子機器１を、所定の凹部が形成された第一のケース部１０と、凹部に嵌められたナット５０と、ナットと螺合するボルト４０と、第一のケース部に対して固定して設置される回路基板２０と、ナット及びボルトによって回路基板に締結される第二のケース部３０とを備え、回路基板が、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で第二のケース部と共にボルトとナットとに挟持されている構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器及び電子機器の製造方法に関する。

回路基板上の電子部品を外部の電界及び磁界から遮蔽するシールドケースを備える電子機器が知られている。例えば特許文献１に、この種の電子機器の具体的構成が記載されている。

また、この種の電子機器の一例として撮影装置が知られている。撮影装置等の電子機器には、保持部材に保持された撮影レンズの焦点が回路基板に実装された撮像素子の撮像面上に位置するように、回路基板が保持部材から所定間隔を空けて設置されたタイプがある。このタイプの電子機器は、例えばシールドケースの一部が板バネ状に形成されている。板バネ状に形成された部分が回路基板に弾接することにより、シールドケースと回路基板とが接地される。

特開２０１４−２３２８４７号公報

しかし、シールドケースの板バネ形状を回路基板に弾接させる構成では、シールドケースと回路基板とが点接触であり互いの接触面積を確保することが難しいから、接地が不安定になると共に、回路基板上の電子部品から発せられた熱がシールドケースに伝わり難くなる（言い換えると、シールドケースを介した放熱効果が得られ難くなる）。

回路基板とシールドケースとの接触面積を確保するため、これらを共締めする構成が考えられる。図５に、回路基板とシールドケースとを共締めした従来構成を例示する。

図５に示される従来構成の電子機器１Ａは、フロントケース１０Ａ、回路基板２０Ａ及びシールドケース３０Ａを備えている。フロントケース１０Ａは、撮影レンズ１２Ａを保持している。回路基板２０Ａには撮像素子２２Ａが実装されている。

回路基板２０Ａは、撮影レンズ１２Ａの焦点が撮像素子２２Ａの撮像面上に位置し且つ撮影レンズ１２Ａの光軸と撮像素子２２Ａの光軸とが一致するように、フロントケース１０Ａに対する位置が治具等で調整され、調整された位置でフロントケース１０Ａに接着固定されている。これにより、回路基板２０Ａは、図５に示されるように、フロントケース１０Ａに対して間隔を空けて（言い換えると、フロントケース１０Ａから浮いた位置に）設置されている。

回路基板２０Ａとシールドケース３０Ａは、ねじ６０Ａによってフロントケース１０Ａに共締めされて固定されている。この構成では、回路基板２０Ａとシールドケース３０Ａとの接触面積を確保することができる一方、回路基板２０Ａがフロントケース１０Ａから浮いた位置に設置されているため、ねじ６０Ａに発生する軸力の反作用が回路基板２０Ａ及びフロントケース１０Ａと回路基板２０Ａ間の接着部に集中する虞がある。

このような負荷が回路基板２０Ａや接着部に集中すると、例えば回路基板２０Ａが撓んだり接着部に割れが生じたりして、フロントケース１０Ａに対して回路基板２０Ａの位置がずれる虞がある。フロントケース１０Ａに対して回路基板２０Ａが位置ずれすると、撮影レンズ１２Ａと撮像素子２２Ａ間で光軸ずれが生じたり撮影レンズ１２Ａの焦点が撮像素子２２Ａの撮像面からずれたりする不具合が生じる。

本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フロントケースとして例示される第一のケース部から所定間隔を空けて設置された回路基板に対する負荷の集中を避けつつも、シールドケースとして例示される第二のケース部と回路基板との接触面積を確保することが可能な電子機器及び電子機器の製造方法を提供することである。

本発明の一実施形態に係る電子機器は、所定の凹部が形成された第一のケース部と、凹部に嵌められたナットと、ナットと螺合するボルトと、第一のケース部に対して固定して設置される回路基板と、ナット及びボルトによって回路基板に締結される第二のケース部とを備える。回路基板は、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で第二のケース部と共にボルトとナットとに挟持されている。

このように、回路基板が第二のケース部と共にボルトとナットとに挟持される構成とすることにより、第二のケース部と回路基板との接触面積を確保することができる。また、ボルトに発生する軸力の反作用の一部を回路基板に当接するナットの端面が受けるため、ボルトに発生する軸力の反作用が回路基板に集中しない。

本発明の一実施形態において、凹部は、ボルトとナットとの螺合時における凹部内でのナットの回転を阻止すると共にナットの中心軸に沿う方向のナットの動きを許容する形状を有したものであってもよい。

本発明の一実施形態において、ナットは、例えば、ナットの中心軸と直交する断面形状が連続的対称性を持たない形状となっている。凹部は、例えば、中心軸に沿う方向から視たときの形状が、ナットが嵌め込み可能であって且つ連続的対称性を持たない形状となっている。

本発明の一実施形態において、回路基板は、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で接着剤によって第一のケース部に固定されたものであってもよい。

本発明の一実施形態において、第二のケース部は、例えば、金属製のシールド部材であり、ボルトを介して回路基板と接地されている。

本発明の一実施形態に係る電子機器は、第一のケース部に保持された撮影レンズと、回路基板に実装された撮像素子とを更に備えた構成としてもよい。この場合、回路基板は、撮影レンズの焦点が撮像素子の撮像面上に位置するように、第一のケース部から所定間隔を空けた位置に設置される。

本発明の一実施形態に係る電子機器の製造方法は、第一のケース部に形成された所定の凹部にナットを嵌めるステップと、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で回路基板を第一のケース部に固定するステップと、ナットにボルトを螺合することによって第二のケース部を回路基板に締結するステップとを含む。締結するステップにて、回路基板は、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で第二のケース部と共にボルトとナットとに挟持される。

本発明の一実施形態において、凹部は、ボルトとナットとの螺合時における凹部内でのナットの回転を阻止すると共にナットの中心軸に沿う方向のナットの動きを許容する形状を有したものであってもよい。この場合、締結するステップにて、ナットは、ボルトとの螺合時にボルトの回転に伴ってボルトの軸方向に上昇する。また、回路基板は、軸方向に上昇するナットの端面が当接することにより、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で第二のケース部と共にボルトとナットとに挟持される。

また、固定するステップにて、回路基板は、例えば、第一のケース部から所定間隔を空けた位置で接着剤によって第一のケース部に固定される。

本発明の一実施形態において、例えば、撮影レンズが第一のケース部に保持され、撮像素子が回路基板に実装される。この場合、固定するステップにて、回路基板は、撮影レンズの焦点が撮像素子の撮像面上に位置するように、第一のケース部から所定間隔を空けた位置に固定される。

本発明の一実施形態によれば、第一のケース部から所定間隔を空けて設置された回路基板に対する負荷の集中を避けつつも第二のケース部と回路基板との接触面積を確保することが可能な電子機器及び電子機器の製造方法が提供される。

本発明の一実施形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電子機器の製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子機器の製造方法を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る電子機器に備えられるナット及びナット受部の形状を例示する図である。 従来構成の電子機器の構成を示すブロック図である。

以下、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ながら説明する。なお、以下においては、電子機器の一実施形態として、撮影装置を例に取り説明する。撮影装置の具体例として、車載カメラやタブレット端末、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、スマートフォン、フィーチャフォン、携帯ゲーム機等が挙げられる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電子機器１は、フロントケース１０、回路基板２０及びシールドケース３０を備えている。フロントケース１０は、撮影レンズ１２を保持している。回路基板２０には撮像素子２２が実装されている。

回路基板２０は、撮影レンズ１２の焦点が撮像素子２２の撮像面上に位置し且つ撮影レンズ１２と撮像素子２２の光軸が一致するように、フロントケース１０に対する位置が治具等で調整され、調整された位置でフロントケース１０に接着固定されている。これにより、回路基板２０は、図１に示されるように、フロントケース１０に対して間隔を空けて（言い換えると、フロントケース１０から浮いた位置に）設置されている。

シールドケース３０は金属製部材であり、回路基板２０上の電子部品（撮像素子２２等）を外部の電界及び磁界から遮蔽する。シールドケース３０は、ボルト４０とナット５０によって回路基板２０に締結されている。

回路基板２０は、フロントケース１０から所定間隔を空けた位置（すなわち、光軸合わせ及びピント調整が行われた位置）でシールドケース３０と共にボルト４０とナット５０（より詳細には、ボルト４０の頭部下面と、この頭部下面と対向するナット５０の端面）とに挟持されている。

本実施形態では、回路基板２０とシールドケース３０がボルト４０で共締めされているため、互いが面接触している。回路基板２０とシールドケース３０との接触面積が広く確保されているため、接地が安定すると共に、回路基板２０上の電子部品（撮像素子２２等）から発せられた熱がシールドケース３０に伝わりやすい。すなわち、シールドケース３０を介した放熱効果が得られやすくなっている。

本実施形態では、回路基板２０は、シールドケース３０と共にボルト４０とナット５０間で挟持されている。この構成では、ボルト４０に発生する軸力の反作用の一部を回路基板２０に当接するナット５０の端面が受ける。ボルト４０に発生する軸力の反作用が回路基板２０やフロントケース１０と回路基板２０間の接着部（接着部８０、図２参照）に集中しないため、回路基板２０Ａや接着部８０にかかる負荷が軽減し、回路基板２０Ａの撓みや接着部８０の割れ等の発生が防がれる。そのため、フロントケース１０に対して回路基板２０の位置がずれることがなくなる。従って、撮影レンズ１２の光軸と撮像素子２２の光軸とがずれたり撮影レンズ１２の焦点が撮像素子２２の撮像面からずれたりする不具合の発生が防がれる。

図２（ａ）〜図２（ｄ）並びに図３（ａ）及び図３（ｂ）に、電子機器１の製造方法を示す。これらの図面を用いて電子機器１の製造方法を説明する。

図２（ａ）に示されるように、フロントケース１０には、一対のナット受部１０２が形成されている。各ナット受部１０２には、ナット５０が嵌められる。

ナット５０は、四角柱状の外形を有している。言い換えると、ナット５０は、その中心軸と直交する断面形状が連続的対称性を持たない形状となっている。

ナット受部１０２は、ナット５０の外形状と相似する四角柱状の凹部であり、ナット５０の中心軸に沿う方向（以下「軸方向」と記す。）から視たときの形状が略正方形となっている。言い換えると、ナット受部１０２は、四角柱状に形成されたナット５０が嵌め込み可能であって且つ連続的対称性を持たない形状となっている。

撮影レンズ１２の焦点が撮像素子２２の撮像面上に位置し且つ撮影レンズ１２の光軸と撮像素子２２の光軸とが一致するように、フロントケース１０に対する回路基板２０の位置が治具等で調整され、調整された位置で回路基板２０がフロントケース１０に接着固定される（図２（ｂ）参照）。より詳細には、複数の接着領域７０に接着剤が塗布され、塗布された接着剤が硬化することによって回路基板２０がフロントケース１０に固定される。これにより、回路基板２０は、ピント位置及び光軸位置が適正に調整された位置であって、フロントケース１０から浮いた位置に設置される。説明の便宜上、フロントケース１０と回路基板２０間で硬化した接着剤を「接着部８０」と記す。

回路基板２０には各ボルト４０を通す一対の穴２０２が形成されている。フロントケース１０に対して回路基板２０が設計上想定する基準位置からずれた位置に調整された場合にも、軸方向において穴２０２（より詳細には穴２０２の開口縁）とナット５０の雌ネジ部とが重なって位置しないように、穴２０２は、ナット５０の雌ネジ部よりも大きめの径で形成されている（図３参照）。

シールドケース３０には各ボルト４０を通す一対の穴３０２が形成されている。回路基板２０がフロントケース１０に接着固定されると、穴３０２とナット５０の雌ネジ部とが位置合わせされたうえでシールドケース３０が回路基板２０上に載せられる（図２（ｃ）参照）。次いで、回路基板２０とシールドケース３０がボルト４０で共締めされる（図２（ｄ）参照）。

ボルト４０による共締めが行われる前、ナット５０は、ほぼ全体がナット受部１０２内に嵌っている（図３（ａ）参照）。ナット５０が四角柱状に形成され且つナット受部１０２がナット５０の外形状と相似する四角柱状の凹部であることから、ボルト４０とナット５０とが螺合する際、ナット５０の回転がナット受部１０２によって規制される一方、ナット５０の軸方向の動きは規制されない。言い換えると、ナット受部１０２は、ボルト４０とナット５０との螺合時におけるナット受部１０２内でのナット５０の回転を阻止すると共に軸方向のナット５０の動きを許容する形状を有している。

そのため、ボルト４０による共締めが行われると、ボルト４０の回転に伴ってナット５０が軸方向に上昇して、ナット５０の端面が回路基板２０の実装面（撮像素子２２等が実装されている面）に当接する。これにより、回路基板２０は、フロントケース１０から所定間隔を空けた位置でシールドケース３０と共にボルト４０とナット５０とに挟持される。

なお、ナット５０の下面に、ボルト４０との螺合時におけるナット５０の上昇移動を補助する部材（例えばスプリング）が設置されてもよい。

本実施形態では、回路基板２０とシールドケース３０がボルト４０とナット５０とに挟持されることから、互いが確実に面接触して接地が安定すると共に、回路基板２０上の電子部品から発せられた熱がシールドケース３０に伝わりやすい。すなわち、シールドケース３０を介した放熱効果が得られやすい。また、ボルト４０に発生する軸力の反作用の一部を回路基板２０に当接するナット５０の端面が受ける。ボルト４０に発生する軸力の反作用が回路基板２０や接着部８０に集中しないため、回路基板２０Ａや接着部８０にかかる負荷が軽減し、回路基板２０Ａの撓みや接着部８０の割れ等の発生が防がれる。そのため、フロントケース１０に対して回路基板２０の位置がずれることがなくなる。従って、撮影レンズ１２と撮像素子２２間の光軸ずれが生じたり撮影レンズ１２の焦点が撮像素子２２の撮像面からずれたりする不具合の発生が防がれる。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施例等又は自明な実施例等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。

上記の実施形態では、ナット５０が四角柱状に形成されており、ナット受部１０２がナット５０の外形状と相似する四角柱状の凹部となっているが、ナット５０とナット受部１０２の形状はこれに限らない。ナット５０は、その中心軸と直交する断面形状が連続的対称性を持たない形状であればよい。また、ナット受部１０２は、ナット５０が嵌め込み可能であって且つ連続的対称性を持たない形状であって、ボルト４０とナット５０との螺合時におけるナット受部１０２内でのナット５０の回転を阻止すると共に軸方向のナット５０の動きを許容する形状であればよい。

図４に、別の実施形態におけるナット５０とナット受部１０２の形状を例示する。図４では、便宜上、ナット５０とナット受部１０２の形状を軸方向と直交する断面形状で示す（ナット５０の雌ネジ部は図示しない）。

図４の例１では、ナット５０は、四角柱状に形成されており、ナット受部１０２は、ナット５０の外形状と相似する四角柱状の凹部及びこの凹部の各側面に三角柱の凹部を加えた形状となっている。

図４の例２では、ナット５０は、三角柱状に形成されており、ナット受部１０２は、ナット５０の外形状と相似する三角柱状の凹部となっている。

図４の例３では、ナット５０は、三角柱状に形成されており、ナット受部１０２は、ナット５０の外形状と相似する三角柱状の凹部及びこの凹部の各側面に三角柱の凹部を加えた形状となっている。

図４の例４では、ナット５０は、鍵穴状（一部の側面が突出する円柱形状）に形成されており、ナット受部１０２は、ナット５０の外形状と相似する鍵穴状の凹部となっている。

図４の例５では、ナット５０は、鍵穴状に形成されており、ナット受部１０２は、ナット５０の外形状と相似する鍵穴状の凹部を含む形状であって、円柱状の凹部及びこの凹部の側面に複数の（４つの）四角柱状の凹部を加えた形状となっている。

このように、図４の何れの例においても、ナット５０は、その中心軸と直交する断面形状が連続的対称性を持たない形状となっている。また、ナット受部１０２は、ナット５０が嵌め込み可能であって且つ連続的対称性を持たない形状であって、ボルト４０とナット５０との螺合時におけるナット受部１０２内でのナット５０の回転を阻止すると共に軸方向のナット５０の動きを許容する形状となっている。そのため、ボルト４０による共締めが行われると、図４の何れの例においても、ボルト４０の回転に伴ってナット５０が軸方向に上昇してナット５０の端面が回路基板２０の実装面に当接し、回路基板２０がフロントケース１０から所定間隔を空けた位置でシールドケース３０と共にボルト４０とナット５０とに挟持される。従って、上記の実施形態と同様に、回路基板２０とシールドケース３０との接地が安定すると共にシールドケース３０を介した放熱効果が得られやすくなり、また、回路基板２０Ａや接着部８０にかかる負荷の軽減によって撮影レンズ１２と撮像素子２２間の光軸ずれ及び撮影レンズ１２の焦点ずれの発生が防がれる。

１ 電子機器
１０ フロントケース
１２ 撮影レンズ
２０ 回路基板
２２ 撮像素子
３０ シールドケース
４０ ボルト
５０ ナット
８０ 接着部
１０２ ナット受部
２０２，３０２ 穴

Claims (10)

1. 所定の凹部が形成された第一のケース部と、
   前記凹部に嵌められたナットと、
   前記ナットと螺合するボルトと、
   前記第一のケース部に対して固定して設置される回路基板と、
   前記ナット及び前記ボルトによって前記回路基板に締結される第二のケース部と、
   を備え、
   前記回路基板は、
   前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で前記第二のケース部と共に前記ボルトと前記ナットとに挟持されている、
   電子機器。
2. 前記凹部は、
   前記ボルトと前記ナットとの螺合時における前記凹部内での前記ナットの回転を阻止すると共に前記ナットの中心軸に沿う方向の前記ナットの動きを許容する形状を有している、
   請求項１に記載の電子機器。
3. 前記ナットは、
   前記ナットの中心軸と直交する断面形状が連続的対称性を持たない形状となっており、
   前記凹部は、
   前記中心軸に沿う方向から視たときの形状が、前記ナットが嵌め込み可能であって且つ連続的対称性を持たない形状となっている、
   請求項２に記載の電子機器。
4. 前記回路基板は、
   前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で接着剤によって前記第一のケース部に固定されている、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電子機器。
5. 前記第二のケース部は、
   金属製のシールド部材であり、
   前記ボルトを介して前記回路基板と接地されている、
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電子機器。
6. 前記第一のケース部に保持された撮影レンズと、
   前記回路基板に実装された撮像素子と、
   を更に備え、
   前記回路基板は、
   前記撮影レンズの焦点が前記撮像素子の撮像面上に位置するように、前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置に設置される、
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の電子機器。
7. 第一のケース部に形成された所定の凹部にナットを嵌めるステップと、
   前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で回路基板を前記第一のケース部に固定するステップと、
   前記ナットにボルトを螺合することによって第二のケース部を前記回路基板に締結するステップと、
   を含み、
   前記締結するステップにて、
   前記回路基板は、前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で前記第二のケース部と共に前記ボルトと前記ナットとに挟持される、
   電子機器の製造方法。
8. 前記凹部は、
   前記ボルトと前記ナットとの螺合時における前記凹部内での前記ナットの回転を阻止すると共に前記ナットの中心軸に沿う方向の前記ナットの動きを許容する形状を有しており、
   前記締結するステップにて、
   前記ナットは、前記ボルトとの螺合時に前記ボルトの回転に伴って前記ボルトの軸方向に上昇し、
   前記回路基板は、前記軸方向に上昇するナットの端面が当接することにより、前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で前記第二のケース部と共に前記ボルトと前記ナットとに挟持される、
   請求項７に記載の電子機器の製造方法。
9. 前記固定するステップにて、
   前記回路基板は、前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置で接着剤によって前記第一のケース部に固定される、
   請求項７又は請求項８に記載の電子機器の製造方法。
10. 撮影レンズが前記第一のケース部に保持され、撮像素子が前記回路基板に実装されており、
    前記固定するステップにて、
    前記回路基板は、前記撮影レンズの焦点が前記撮像素子の撮像面上に位置するように、前記第一のケース部から所定間隔を空けた位置に固定される、
    請求項７から請求項９の何れか一項に記載の電子機器の製造方法。

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