JP2020027909A - プリント基板保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板の板厚種類が限られないで、プリント基板の取り付時にガタの発生を防止できるプリント基板保持構造を提供する。【解決手段】プリント基板保持構造は、プリント基板の少なくとも１つの端面部に係合してこれを保持する保持フレームを含む。保持フレームは、プリント基板の端面部に係合するガイドレール１１対を備える。保持フレームは、プリント基板の端面部を挟んでガイドレール対を互いに近接する方向にバイアスするバイアス部材として弾性変形可能な弾性部材の一対のコイルバネ１２を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器におけるプリント基板の端面部を保持するプリント基板保持構造に関する。

特許文献１には、シェルフ背面のバックボードにプリント板をプラグイン接続するプリント基板保持構造において、プリント板をバックボードに案内するためのガイドレールの長手方向周囲面に異なる溝幅のレール溝を角柱に設けることにより、異なる基板厚さのプリント板を適正に実装可能とする技術が記載されている。

特開２００９−０６５０６３号公報（図５）

しかしながら、上記の従来技術のプリント基板保持構造おいては、異なる溝幅のレール溝を有する角柱の形状によって対応可能な板厚のプリント基板の種類が決まってしまう。例えば当該角柱が五角柱であった場合、設けることができるレール溝は五種類であり、対応可能なプリント基板の厚みも五種類までとなってしまう（厚み種類制限）。また、現状で取り付けているプリント基板を外して異なる厚みのプリント基板を挿入し直す場合、当該角柱をレール金具から一度取り外し、プリント基板に適するレール溝が使用できる向きに当該角柱を回転させ、レール金具に取り付け直さなくてはならない（手間増加）。加えて、従来のガイドレール構造にも当てはまるが、製造誤差や塗装、メッキ等の影響でガイドレールとプリント基板が干渉しないようにレール溝はプリント基板厚に対しクリアランスを持たせている故に、このレール溝のクリアランスによってプリント基板がガイドレール中央を通らず、組立不良を起こす可能性がある（ガタ付き）。さらにガイドレールを用いる場合、プリント基板挿入方向の振動に弱いため、イジェクタレバー等のプリント基板を押さえる器具が必要であり、プリント基板交換時にはイジェクタレバーを開く必要がある（押さえ器具必要）。

以上のように、対応する板厚のプリント基板の種類が限られる点、厚みの異なるプリント基板への変更時に手間が生じる点、プリント基板の取り付時にガタが生じる点、ガイドレール挿入後にプリント基板を押さえ器具を必要とする点等の四点が従来技術に問題があった。

本発明は、プリント基板の板厚種類が限られないで、プリント基板の取り付時にガタの発生を防止できるプリント基板保持構造を提供することを目的とする。

本願発明によるプリント基板保持構造は、プリント基板の少なくとも１つの端面部に係合してこれを保持する保持フレームを含む電子機器のプリント基板保持構造であって、
前記保持フレームは、前記プリント基板の前記端面部に係合するガイドレール対を備え、
前記保持フレームは、前記プリント基板の前記端面部を挟んで前記ガイドレール対を互いに近接する方向にバイアスするバイアス部材を備えることを特徴とする。

本発明によれば、プリント基板を案内するガイドレール対（以下、単にガイドレールという）の幅を可変型にし、ガイドレールを弾性体で支持することによって、プリント基板の厚みに応じた適切なガイドレール幅を提供し、異なる厚みのプリント基板でも挿入可能なガイドレール幅を実現できる。ガイドレールの幅がプリント基板の挿入時に押されて変化していくため、プリント基板挿入時のプリント基板及びガイドレール間のガタをなくすと共に、他の従来技術の問題を解消できる。

実施例１のブックシェルフタイプの電子機器の筐体の一部と該筐体に実装されるプリント基板とを示す概略斜視図である。 図１に示す電子機器の筐体の一部を示す概略拡大分解斜視図である。 図２の正面側から眺めた２点鎖線で囲むプリント基板を挿入させるガイドレール対の入口部（下面板側）を示す概略拡大部分斜視図である。 図２の左側から眺めた筐体１を示す概略拡大部分側面図である。 実施例２の筐体における下面板にて支持用バネと隣接ガイドレール間に設けられた共通支持用バネの状態を示す部分上面図である。 実施例３の筐体における下面板にて支持用バネと隣接ガイドレール間にて片側にのみ設けられた支持用バネの状態を示す部分上面図である。 実施例４の筐体における下面板にて支持用バネ（捩じりバネ）の状態を示す部分上面図である。 実施例５の筐体の左側から眺めた概略拡大部分側面図（図８（ａ））と図８（ａ）のｘｘ線平面で切り取った概略拡大部分側面図（図８（ｂ））である。 実施例６の筐体における下面板にて支持用バネ（板バネ）の状態を示す部分上面図である。 実施例７の筐体における下面板にて支持用バネ（ゴムバネ）の状態を示す部分上面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明による実施例の数例について詳細に説明する。なお、実施例において、実質的に同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明による実施例１のプリント基板保持構造を有するブックシェルフタイプユニット１（以下、筐体１ともいう）の一部を示す概略分解斜視図である。図２は、図１に示す実施例の筐体１の一部を示す概略拡大部分斜視図である。図３は、図２の正面側から眺めた２点鎖線で囲むプリント基板を挿入させるガイドレール対の入口部（下面板側）を示す概略拡大部分斜視図である。図４は、図２の左側から眺めた筐体１を示す概略拡大部分側面図である。

図１には、プリント基板ＰＢを収容する筐体１及びこれに収容される複数のプリント基板ＰＢの一部を示している。図１において、３枚のプリント基板ＰＢが筐体１の内部に正面から抜き差しできる位置に、保持されている。

筐体１は、正面が開放された開口を有する断面がコ字状の長方体形状の保持フレームである。筐体１には、側面板１ａが左右に組み付けられているが、左側の側面板は筐体１の内部構造を説明するため図１に示していない。

筐体１は、その正面開口から一番奥が背面板２により閉ざされ、左右の側面板１ａの間に保持され背面板２を挟む上面板３及び下面板４の間に、複数のプリント基板収納用の中空空間が画定されている。

背面板２には、プリント基板ＰＢにそれぞれ電気的に接続される複数のベースコネクタ５ａが水平方向に並べて取り付けられている。

プリント基板ＰＢは、前記中空空間に挿入できる大きさの長方形のプリント回路板である。プリント基板ＰＢの実装面には図示しないが導電パターンや多数の電子部品が形成されている。プリント基板ＰＢの背面側の端面部には、導電パターン（図示せず）に接続された嵌合コネクタ５ｂが設けられている。プリント基板ＰＢの嵌合コネクタ５ｂがベースコネクタ５ａに接続される。

上面板３と下面板４の内面には、プリント基板ＰＢを背面板２に向け、すなわち、嵌合コネクタ５ｂをベースコネクタ５ａに誘導するガイドレール１１が、奥行き方向に平行にそれぞれ形成されている。ガイドレール１１の各々はプリント基板ＰＢの上下の端面部ＥＦに接触してプリント基板ＰＢを背面板２へ案内する一対の平行板で構成されている。ガイドレール１１は、プリント基板ＰＢの端面部ＥＦに係合してこれを通すようにガイドレール１１の間の幅（図３のＷに示す幅）が可変である。各ガイドレール１１の延在する延長線上には、それぞれベースコネクタ５ａが配置されている。

図１に示す白抜き矢印のように、プリント基板ＰＢを挿入させるガイドレール１１の入口部ＥＮＴに向けて、プリント基板ＰＢは、その嵌合コネクタ５ｂ側の端面部から、筐体１の正面からガイドレール１１の間隙を介して内部に通し差し込まれる。プリント基板ＰＢが筐体１の内部に収容されると、嵌合コネクタ５ｂがベースコネクタ５ａに嵌合して、プリント基板ＰＢが外部機器に電気的に接続される。

筐体１の上面板３と下面板４には、プリント基板ＰＢの端面部ＥＦを挟んでガイドレール１１を互いに近接する方向（左右方向）にバイアスするバイアス部材として弾性変形可能な弾性部材の一対のコイルバネ１２（支持用バネ）がそれぞれの穴部に端部が固定されて設けられている。一対の支持用バネ１２はガイドレール１１を幅方向（左右方向）に可動とし、支持用バネ１２の弾性によってガイドレール１１を介してプリント基板ＰＢの端面部ＥＦを支持する。

図２は、図１に示す実施例の筐体１の一部（プリント基板ＰＢの１枚の装填部分）を示すが、嵌合コネクタ５ｂとベースコネクタ５ａを省いている。図２に示すように、筐体１の上面板３と下面板４のそれぞれ内面に設けたガイドレール１１の各々には、支持用バネ１２の自由端部を受け止める拡張板部１１ａが設けられ、支持用バネ１２により拡張板部１１ａを介して図２に示す白抜き矢印のように対の互いの向きにガイドレール１１が付勢されている。ガイドレール１１の各々には、さらに、プリント基板ＰＢの取り外し用のツマミ１３が設けられている。各々のガイドレール１１において、ガイドレール１１を互いに離間する方向に移動可能とするツマミ１３(梃子部材)がガイドレール１１のプリント基板ＰＢを挿入させる入口部ＥＮＴに設けられている。

ツマミ１３は、図３に示すように、ガイドレール１１の入口端部ＥＮＴの対のそれぞれにて、その延在する方向に垂直に交差する平面にて互いにＸ文字状に交差する梃子部材１３ａ、１３ｂからなり、それぞれの先端を白抜き矢印方向Ａに近接させると、ガイドレール１１の入口端部ＥＮＴの対の端部が互いに開く方向Ｂに駆動され、ガイドレール１１の間の幅Ｗが可変となるように構成されている。

図３に示すように、ガイドレール１１の入口端部ＥＮＴの対には、徐々に幅の拡大する傾斜部ＴＰが設けられている。傾斜部ＴＰにより、プリント基板ＰＢを挿入させるガイドレール１１の入口端部ＥＮＴにおいて、プリント基板ＰＢの挿入容易性を改善している。

また、図２に示すように、プリント基板ＰＢの挿入先の背面板２には、プリント基板取出し方向（正面方向）の力を発揮してプリント基板ＰＢの取り外しを補助するための板バネ１４が設けられている。

図２、図３に示すように、板バネ１４によるプリント基板取出し方向の力を支える為にガイドレール１１の入口端部ＥＮＴの付近の内側には、プリント基板ＰＢの正面側角部に係合する切欠部１５が設けられている。

（動作の説明）
（プリント基板挿入時）
図１、図２に示すように、プリント基板ＰＢをガイドレール１１の間に挿入する。ガイドレール幅は可動式のため、左右のガイドレール１１は左右外側に押し出される。このとき左右の支持用バネ１２の弾性力によりプリント基板ＰＢをガイドレール中央に寄せる力が働く。また、奥に設置した板バネ１４を押しながら挿入することで、プリント基板に挿入方向と逆向きの力が発生する。プリント基板ＰＢが完全に挿入されると、ガイドレール１１の切欠部１５によって、プリント基板ＰＢを正面開口側に向かわせる方向の動きが抑制される。このことにより奥の板バネ１４からプリント基板ＰＢに力が発生していても、プリント基板ＰＢは動かずに静止する。以上のように、プリント基板ＰＢ厚み方向の動きは支持用バネ１２が、プリント基板ＰＢの挿入方向の動きは切欠部１５が支えることで、プリント基板ＰＢを保持することを可能としている。

（プリント基板取り外し時）
図３に示すように、ガイドレール１１上下のツマミ１３を摘むことでガイドレール１１の正面開口側が左右に開く。ガイドレール１１の切欠部１５による支えを失ったプリント基板ＰＢは挿入方向の自由を取り戻し、図４に示す白抜き矢印Ｃのように、奥で押されている板バネ１４によってプリント基板ＰＢに挿入方向と逆向きの力が生じているため、プリント基板ＰＢが正面開口側に押されて動き出す。飛び出たプリント基板ＰＢを手で掴み、取り出すことができる。

（効果の説明）
（支持用バネ１２による効果）
プリント基板ＰＢの挿入時には、ガイドレール１１がプリント基板ＰＢの板厚分だけ左右外側に押し出される。そのため、限界以内のどのような大きさの板厚のプリント基板であってもガイドレール１１に挿入可能である。このときそれぞれの支持用バネ１２は、プリント基板挿入前と比較してｔ／２だけ縮む（ｔはプリント基板の厚みを表す）。そのため１つの支持用バネ１２から生じる力はｋ・ｔ／２となる（ｋはバネ定数）。つまり本構造のようにプリント基板ＰＢの左右に同じバネ定数のバネが同数存在する場合、左右の力が釣り合い、プリント基板ＰＢの板厚ｔに依存せずにプリント基板ＰＢを中央に配置させることができる。もし左右のどちらかに偏ってプリント基板ＰＢを挿入した場合、偏った側の支持用バネ１２が力を生み、力が釣り合う位置まで押し出そうとする。よって本構造を用いるとどのような板厚のプリント基板ＰＢでもガイドレール１１中央に挿入することが可能である。またプリント基板ＰＢの挿入中は左右の支持用バネ１２の力によってプリント基板ＰＢとガイドレール１１が接触し続けるため、ガイドレール１１のガタつきもなくすことができる。

本構造ではガイドレール１１のレール溝の大きさはプリント基板ＰＢの挿入時に決まるため、いかなる厚さのプリント基板ＰＢを挿入するときでも同じようにプリント基板ＰＢの挿入ができる。そのため従来技術のようにプリント基板の厚みによるプリント基板保持構造のレール溝の変更工程を必要としない。

（切欠部１５による効果）
通常の固定式ガイドレールであれば、プリント基板ＰＢの挿入方向には支えをもたないため、プリント基板ＰＢ抜け止めの器具を別途に用意し、ガイドレールの挿入口に取り付ける必要がある。しかし本構造では、切欠部１５がプリント基板ＰＢの挿入方向の動きを抑制しているため、抜け止めの器具を用意する必要がなくなる。よって、プリント基板ＰＢの取り外しはツマミ１３を摘むだけで可能なため、プリント基板ＰＢ交換時の抜け止めの器具を取り外す工程を削減できる。

（構成の説明）
図５は、本実施例の筐体における下面板４にて支持用バネ１２と隣接ガイドレール１１間に設けられた共通支持用バネ１２Ｂの状態を示す部分上面図である。本実施例は、実施例１のガイドレール１１の各々の左右に支持用バネ１２の対を使用した構成に代えて、隣あって隣接するガイドレール１１間のそれぞれの一方を共通支持用バネ１２Ｂとして共通とし、共通支持用バネ１２Ｂがプリント基板ＰＢを挟持させる応力を共通して印加するように構成とした以外、すなわち、図５のように隣り合うガイドレール１１の間を共通支持用バネ１２Ｂで繋ぐ構造を用いる以外、実施例１と同一である。

（効果の説明）
本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、２つの隣り合う支持用バネを１つの共通支持用バネ１２Ｂに統一できるため、バネ一個分のスペースの省略になる。よって実施例１と比較すると、複数のプリント基板ＰＢの実装密度や収容効率を高めることができる。

（構成の説明）
図６は、本実施例の筐体における下面板４にて隣接するガイドレール１１間にて片側にのみ設けられた支持用バネ１２の状態を示す部分上面図である。本実施例は、実施例１のガイドレール１１の各々の左右に支持用バネ１２の対を使用した構成に代えて、支持用バネ１２が隣接ガイドレール１１の一方にのみプリント基板ＰＢを挟持させる応力を印加する構成とした以外、すなわち、図６のように左右のガイドレール１１の内、片方のみの支持用バネ１２を用い、もう片方で固定式ガイドレール５１を用いた構造を用いる以外、実施例１と同一である。

（効果の説明）
本実施例によれば、支持用バネ１２はガイドレール１１の少なくとも一方にプリント基板ＰＢを挟持させる応力を印加すればよく、実施例１と同様の効果が得られると共に、複数のプリント基板ＰＢを収容する場合、支持用バネ１２を減らすため、隣接するガイドレール１１間にてバネ一個分のスペースが省略できる。よって実施例１と比較すると、複数のプリント基板ＰＢの実装密度や収容効率を高めることができる。

（構成の説明）
図７は、本実施例の筐体における下面板４にて支持用バネ４２の状態を示す部分上面図である。本実施例は、実施例１のガイドレール１１の各々の圧縮コイルスプリングの支持用バネ１２の対を使用した構成に代えて、支持用バネとして圧縮された捩じりバネ４２の対を用いた以外、実施例１と同一である。

（効果の説明）
本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られる。

（構成の説明）
図８は、本実施例の筐体１の左側から眺めた概略拡大部分側面図（図８（ａ））と図８（ａ）のｘｘ線平面で切り取った概略拡大部分側面図（図８（ｂ））である。本実施例は、実施例１のガイドレール１１の各々の圧縮コイルスプリングの支持用バネ１２の対を使用した構成に代えて、各々の支持用バネとして捩じりバネ４３の１つの両端部をガイドレール１１に掛け渡して（すなわちクリップのようにガイドレール１１を挟む形態で）を用いた以外、実施例１と同一である。

（効果の説明）
本実施例によれば、支持用バネの捩じりバネ４３は一対ではなく１つでプリント基板ＰＢを挟持させる応力を印加しているので、実施例１と同様の効果が得られると共に、支持用バネの占有面積を削減できる。よって実施例１と比較すると、複数のプリント基板ＰＢの実装密度や収容効率を高めることができる。

（構成の説明）
図９は、本実施例の筐体における下面板４にて支持用バネ４４の状態を示す部分上面図である。本実施例は、実施例１のガイドレール１１の各々の圧縮コイルスプリングの支持用バネ１２の二対を使用した構成に代えて、支持用バネとして板バネ４４の一対を用いた以外、実施例１と同一である。板バネ４４の各々は、その中央にて留め金Ｐで下面板４に固定され、その両端部がガイドレール１１を付勢する。

（効果の説明）
本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られる。

（構成の説明）
図１０は、本実施例の筐体における下面板４にて支持用バネ４５の状態を示す部分上面図である。本実施例は、実施例１のガイドレール１１の各々の圧縮コイルスプリングの支持用バネ１２の対を使用した構成に代えて、支持用バネとしてゴムバネ４５の対を用いた以外、実施例１と同一である。

（効果の説明）
本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られる。

（利用形態の説明）
以上の実施例のように、支持用バネ１２は弾性変形可能な金属又はプラスチックの弾性部材からなり、その形態がコイルバネ、板バネ、捩じりバネ又はゴムバネであってもよい。

１…筐体、１１…ガイドレール、１２…支持用バネ、１３…ツマミ、１４…板バネ、１５…切欠部、ＰＢ…プリント基板。

Claims (9)

1. プリント基板の少なくとも１つの端面部に係合してこれを保持する保持フレームを含む電子機器のプリント基板保持構造であって、
   前記保持フレームは、前記プリント基板の前記端面部に係合するガイドレール対を備え、
   前記保持フレームは、前記プリント基板の前記端面部を挟んで前記ガイドレール対を互いに近接する方向にバイアスするバイアス部材を備える
   ことを特徴とするプリント基板保持構造。
2. 前記バイアス部材は前記ガイドレール対の少なくとも一方に前記プリント基板を挟持させる応力を印加することを特徴とする請求項１に記載のプリント基板保持構造。
3. 前記ガイドレール対は、前記プリント基板の前記端面部の角部に係合する切欠部を前記ガイドレール対の前記プリント基板を挿入させる入口部に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント基板保持構造。
4. 前記ガイドレール対は、徐々に幅の拡大する傾斜部を前記ガイドレール対の前記プリント基板を挿入させる入口部に備え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プリント基板保持構造。
5. 前記ガイドレール対は、前記ガイドレール対を互いに離間する方向に移動可能とする梃子部材を前記ガイドレール対の前記プリント基板を挿入させる入口部に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプリント基板保持構造。
6. 前記バイアス部材は弾性変形可能な弾性部材であり、コイルバネ、板バネ、捩じりバネ又はゴムバネであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプリント基板保持構造。
7. 前記保持フレームは筐体であり、
   前記筐体は、前記筐体の正面開口を介して前記プリント基板が挿入されて電気的に接続される前記筐体の奥行側の背面板を備え、
   前記ガイドレール対は、前記プリント基板に接触して前記プリント基板を前記背面板へ案内可能とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプリント基板保持構造。
8. 前記バイアス部材は前記ガイドレール対の一方にのみ前記プリント基板を挟持させる応力を印加することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプリント基板保持構造。
9. 前記バイアス部材は、隣あって隣接する前記ガイドレール対のそれぞれの一方に前記プリント基板を挟持させる応力を共通して印加することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプリント基板保持構造。

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