JP3872794B2

JP3872794B2 - 回路基板を備えた電子機器

Info

Publication number: JP3872794B2
Application number: JP2004041654A
Authority: JP
Inventors: 敏男石本
Original assignee: ORION ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: ORION ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: JP2005235939A

Description

本発明は、回路基板を内蔵するテレビジョン受像機やＤＶＤ装置などの電子機器、特に、回路基板に対して斜楕円の貫通孔を形成することで、回路基板が反るようにして撓んだ際に、回路基板に作用する曲げ応力を貫通孔から逃がして破損することを回避すると共に、回路基板の表面に設けられた回路パターン、各種電子部品などが、回路基板から剥離することを防止する回路基板を備えた電子機器に関する。

一般的に用いられている電子機器などは、比較的大型且つ重量の重いトランスなどの電子部品が回路基板に実装され、各種電子部品から突設する複数の接続端子が、回路基板に設けられている回路パターンに半田付けなどにより各々接続されている。

ところで、図５及び図６に示す従来から用いられている回路基板１００においては、その本体の形状が長方形などの比較的長めの矩形型に形成されているものが多く、回路基板の表面に各種電子部品などを実装するものが使用されており、図５に示すように一文字型の直線状のスリット孔１０１や、或いは、図６に示すように、回路基板の外形に対し、縦又は横の何れかの方向に沿って複数の連続するスリット孔１０２を並列して形成しているものが知られている。

また、特許文献１には、回路基板に切込み溝を形成し、回路基板に曲げ応力が加わっても、切込み溝から曲げ応力を逃がし、電子部品が回路基板へ接続されている接続部に応力が集中することを抑制し電子部品が回路基板より剥離することを防止するものが開示されている。また、特許文献２には、部品の破壊を防止するといった同様の目的で、回路基板にスリットを設けたものが開示されている。

特開平８−１８６１４２号公報実開平５−９５０７４号公報

しかし、比較的長手方向に長い形状の回路基板に、一文字型のスリット孔をその長手方向と同方向に形成されているものについては、スリット孔が回路基板に形成されていたとしても、回路基板が撓んで破損するといったことはほとんど起こることはないが、一文字型のスリット孔が回路基板の短手方向に形成されていると、回路基板が外部からの力により上下方向に撓むことにより、スリット孔に曲げ応力が局所的に集中することから、強い曲げ応力が加わると、回路基板が折れるなどして破損してしまうことがある。また、仮に、回路基板が破損しなかったとしても、回路基板に設けられている回路パターンが剥離したり、或いは、トランスなどの重量の重い電子部品を回路基板に実装して、半田付けによって回路パターンに取り付けられている状態においては、回路基板の撓みに伴って半田により取り付けられている接続部分が取れてしまうといった問題を有していた。

本発明は、上記課題を解決するものであり、回路基板に対して斜めに斜貫通孔を形成することにより、回路基板に撓ませようとする曲げ応力が作用した際に、曲げ応力を逃がし、回路基板の回路パターンや各種電子部品などに局所的に曲げ応力が集中することを軽減することで、反りなどの曲げ応力に強いと共に、回路基板に設けられている回路パターンや各種電子部品の耐剥離性を向上させた回路基板を備えた電子機器に関する。

本発明の請求項１の回路基板を備えた電子機器は、電子機器内に取り付けられているほぼ矩形の回路基板の表面に回路パターンを設け、この回路パターンに接続される各種電子部品を前記回路基板に実装し、この回路基板に斜めに配置したスリット状の複数の斜貫通孔を前記回路基板の短手方向に配列し、前記斜貫通孔の隣接端部同士は、前記回路基板の長手方向に重なる位置に配置したことを特徴とする。

請求項１の構成により、外的要因により回路基板が撓んだ際、回路基板の特定の部位に曲げ応力を局所的に集中させずに、複数配列された斜貫通孔の範囲に応力を集中させて曲げ応力を逃がすことができるから、回路基板は破損することなく電子機器内に保持される。また、回路基板の長手方向に重なるように斜貫通孔を配置したから、回路基板の短手方向に途切れないように斜貫通孔が配列されることになるので、回路基板の撓み時に、斜貫通孔が形成された範囲に、より一層応力を集中させて曲げ応力を逃がすことができる。

本発明の請求項２の回路基板を備えた電子機器は、請求項１記載の回路基板を備えた電子機器において、前記隣接端部の重なり幅を１〜３ｍｍ、好ましくは２ｍｍに設定したことを特徴とする。

請求項２の構成により、回路基板に荷重が加わった際、その曲げ応力が斜貫通孔により吸収される。

本発明の請求項３の回路基板を備えた電子機器は、前記請求項１又は請求項２に記載の回路基板を備えた電子機器において、前記各種電子部品の内の１つは、前記回路パターンに接続する複数の接続端子が間隔をおいて並設され、前記回路パターンに前記接続端子を挿通する挿通孔を形成するとともに、この挿通孔が前記回路基板の長手方向に間隔を空けて２列に並設され、この挿通孔に挿通した接続端子間に前記斜貫通孔を形成したことを特徴とする。

請求項３の構成により、電子部品に設けられた２列の接続端子間に斜貫通孔を形成したことから、電子部品の重量によって回路基板が撓んだ際に、接続端子に曲げ応力が作用することを軽減する。これにより、強度的に弱い接続端子と回路パターンの接続部が破損することがない。

本発明の請求項４の回路基板を備えた電子機器は、電子機器内に取り付けられているほぼ矩形の回路基板の表面に回路パターンを設け、この回路パターンに接続される各種電子部品を前記回路基板に実装し、この回路基板に斜めに配置したスリット状の複数の斜貫通孔を前記回路基板の短手方向に配列し、前記各種電子部品の内の１つは、前記回路パターンに接続する複数の接続端子が間隔をおいて並設され、前記回路パターンに前記接続端子を挿通する挿通孔を形成するとともに、この挿通孔が前記回路基板の長手方向に間隔を空けて２列に並設され、この挿通孔に挿通した接続端子間に前記斜貫通孔を形成したことを特徴とする。

請求項４の構成により、電子部品に設けられた２列の接続端子間に斜貫通孔を形成したことから、電子部品の重量によって回路基板が撓んだ際に、接続端子に曲げ応力が作用することを軽減する。これにより、強度的に弱い接続端子と回路パターンの接続部が破損することがない。

本発明の請求項５の回路基板を備えた電子機器は、前記請求項３又は請求項４に記載の回路基板を備えた電子機器において、前記電子部品は、トランスであることを特徴とする。

請求項５の構成により、トランスは、鉄心や複数の巻き線を備え、例えば、抵抗やコンデンサなどの小型の電子部品に比べ非常に重量が重いもので、このような重量の重い電子部品を実装した回路基板の撓みを斜貫通孔により効果的に軽減できるから、回路基板からトランスが剥離することがない。

本発明の請求項１の回路基板を備えた電子機器によれば、電子機器内に取り付けられているほぼ矩形の回路基板の表面に回路パターンを設け、この回路パターンに接続される各種電子部品を前記回路基板に実装し、この回路基板に斜めに配置したスリット状の複数の斜貫通孔を前記回路基板の短手方向に配列し、前記斜貫通孔の隣接端部同士は、前記回路基板の長手方向に重なる位置に配置したので、斜貫通孔が回路基板の短手方向に途切れないように配列され曲げ応力を一層逃がし易くすることができ、輸送、落下などにより回路基板が撓んだ際に、故障することのない振動や衝撃に強い回路基板を備えた電子機器を提供することができる。

本発明の請求項２の回路基板を備えた電子機器は、前記請求項１記載の回路基板を備えた電子機において、前記隣接端部の重なり幅を１〜３ｍｍ、好ましくは２ｍｍに設定したので、回路基板に荷重が加わった際、その曲げ応力が斜貫通孔によって効果的に吸収されることにより、回路パターンや各種電子部品の耐剥離性を向上することができる。

本発明の請求項３の回路基板を備えた電子機器は、前記請求項１又は請求項２に記載の回路基板を備えた電子機において、前記各種電子部品の内の１つは、前記回路パターンに接続する複数の接続端子が間隔をおいて並設され、前記回路パターンに前記接続端子を挿通する挿通孔を形成するとともに、この挿通孔が前記回路基板の長手方向に間隔を空けて２列に並設され、この挿通孔に挿通した接続端子間に前記斜貫通孔を形成したので、強度的に弱い接続端子と回路パターンの接続部が破損することがない。

本発明の請求項４の回路基板を備えた電子機器は、電子機器内に取り付けられているほぼ矩形の回路基板の表面に回路パターンを設け、この回路パターンに接続される各種電子部品を前記回路基板に実装し、この回路基板に斜めに配置したスリット状の複数の斜貫通孔を前記回路基板の短手方向に配列し、前記各種電子部品の内の１つは、前記回路パターンに接続する複数の接続端子が間隔をおいて並設され、前記回路パターンに前記接続端子を挿通する挿通孔を形成するとともに、この挿通孔が前記回路基板の長手方向に間隔を空けて２列に並設され、この挿通孔に挿通した接続端子間に前記斜貫通孔を形成したので、強度的に弱い接続端子と回路パターンの接続部が破損することがない。

本発明の請求項５の回路基板を備えた電子機器は、前記請求項３又は請求項４に記載の回路基板を備えた電子機器において、前記電子部品をトランスとしたので、このような重量の重い電子部品であっても、回路基板から剥離することを防止することができる。

以下、図１〜図４を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施例において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。

図１は、テレビジョン受像機、ＤＶＤ装置などの電子機器内に備えられている回路基板の一例を示す下面図であり、図２は回路基板に形成されている貫通孔を示す要部拡大図である。

本実施例における回路基板１０は、その角部近傍にねじ孔１１が形成されており電子機器１の外形を形成するキャビネット２の内側にネジ９などにより取り付け固定されている。この回路基板１０の上面には、トランス２０、抵抗、コンデンサなどの種々の電子部品などが実装されており、図１に示すように、回路基板１０の下面のほぼ全周に亘って回路パターン１２が形成されており、回路基板の材質は、紙フェノール、ガラス布などの合成樹脂などの弾性部材であり、その厚さを１．６ｍｍとする薄型の長手方向に長い回路基板１０である。なお、抵抗、コンデンサなどの各種電子部品は、本発明の要旨とはならないため、その図示を省略している。

回路基板１０には、トランス２０などの各種電子部品に設けられた接続端子２１が挿通される挿通孔１３が形成されており、この挿通孔１３に接続端子２１を挿通して、回路基板下面に設けられている回路パターン１２に半田付けにより接続されて取り付けられている。

ところで、トランス２０について詳しく説明すると、このトランス２０は、回路基板１０の長手方向のほぼ中央に設けられ、回路基板１０上に実装されている電子部品の中では鉄心や複数の巻き線を構成することにより比較的大型、且つ重量の重い部品の1つであり、このトランス２０から回路基板１０側に突設する複数の接続端子２１は、図１に示すように、回路基板１０の長手方向に間隔を空けて並設する２列の接続端子２１が設けられ、その接続端子２１の挿入される位置に対応して回路基板１０に設けられた挿通孔１３も同様に２列に並列して形成されている。そして、挿通孔１３に接続端子２１を挿入した状態で回路パターン１２に半田付けにより取り付けられている。なお、上記挿通孔１３及び接続端子２１の列は、回路基板１０の長手方向と直交する、回路基板１０の短手方向に長い列となるように配置されている。

また、トランス２０と回路基板１０との間には隙間があり、トランス２０の下面の臨む位置であると共に、回路基板１０の短手方向に位置するトランス２０の中央に複数の斜貫通孔１５が規則的に並べて形成されていて、上述した回路基板の長手方向に２列に間隔を空けて並設した挿通孔１３に挿通した接続端子２１間に斜貫通孔１５を形成している。

本実施例における斜貫通孔１５及び後述する貫通孔１６の形状は、長手方向に細く回路基板１０が撓んだ際に破損することがないように、その両端部１５a、１６aが同一形状の円弧状に形成されていて、これらの両端部１５a、１６aを直線状に結ぶようにしてなる楕円型に形成されている。なお、本実施例における貫通孔１５，１６の長手方向の長さは、５ｍｍ以上が望ましく、実際には１０ｍｍに形成されている。また、これら貫通孔１５，１６の幅は、０．７ｍｍ〜１．５ｍｍが望ましく、実際には１．２mmとなっている。

また、各々の斜貫通孔１５の端部１５aは、その隣に配置されている斜貫通孔１５や貫通孔１６の端部１５a、１６aと、回路基板１０の長手方向の直線上に重なるようにして配置されている。本実施例においては、重なるようにして配置した重複部ａは、図２に示すように回路基板１０の短手方向に１〜３ｍｍ程度重なるようにして配置し、複数の隣り合う斜貫通孔１５a，１５a、１５a，１６a同士の重複部ａの間隔は、回路基板１０の厚さ以上の間隔、すなわち、本実施例においては、１．６ｍｍ以上離すことで、薄型の回路基板１０であっても、回路基板１０の上下方向に曲げ応力が作用した際に、割れたりして破損しないようになっている。なお、重複部ａの間隔は、１〜３ｍｍにするのが望ましく、２ｍｍにするのが最も望ましい。このように配置することにより、回路基板１０への曲げ応力を、斜貫通孔１５及び貫通孔１６により効果的に吸収して逃がすことができるようになっている。

次に、上記構成に係るその作用について説明する。回路基板１０にトランス２０などの各種電子部品を実装する際に、電子機器１のキャビネット２の所定の位置に回路基板１０の隅に形成されているねじ孔１１にネジ９を締め込んで取り付ける。この場合、ネジ９を締め込み過ぎてしまうと、回路基板１０に撓みが生じてしまう。また、自動車などによって運送されたりすると自動車の揺れなどに伴って、回路基板１０への撓みが生じる。従って、回路基板１０の短手方向に配列して、回路基板１０に対し斜めの位置となる斜貫通孔１５を回路基板１０に形成したことで、回路基板１０への曲げ応力が、回路基板１０上に実装されている各種電子部品や回路パターン１２に作用しないように、回路パターンなどの設けられてない回路基板１０に形成されている斜貫通孔１５に曲げ応力を集中させ、回路基板１０への曲げ応力を斜貫通孔１５から逃がし、回路基板１０の撓みを効果的に緩和できる。なお、本実施例においては、図１に示すように、回路基板１０に対して斜めに位置する斜貫通孔１５を回路基板１０の短手方向に規則的に並列しているが、図３に示す変形例のように、斜貫通孔１５間に回路基板１０の短手方向と同方向に細長い貫通孔１６を設けても、上述した回路基板１０と同様に回路基板１０の撓みを効果的に緩和できる。従って、図５に示す従来例のように、回路基板１００の短手方向と水平に、一文字型のスリット孔１０１を一本形成し、回路基板１００が撓んだ際の曲げ応力が、このスリット孔１０１に沿って、曲げ応力が局所的に集中して破損するといったことなく回路基板１０への曲げ応力を軽減することができるので、回路基板１０に強い曲げ応力が加えられたとしても回路基板１０が破損することを回避することができる。さらに、一般的に、回路基板１０と導電性の有する回路パターン１２との材質は異なることから、回路基板１２が繰り返し撓んだりすると、回路基板１０から回路パターン１２が剥離（特にトランス２０の接続端子２１たるピンの根元からの剥離）することが多々あるが、回路基板１０に外部からの曲げ応力が繰り返し作用したりしても、回路パターン１２の配置されていない部位、本実施例においては、各種電子部品の内の１つであるトランス２０から突設する２列に並ぶように設けられている接続端子２１間に、斜貫通孔１５や貫通孔１６を設けたことで、回路基板１０に設けられた回路パターン１２や、回路パターン１２に半田付けされている各種電子部品の接続部に、曲げ応力が集中することを回避することができるので、回路基板１０から回路パターン１２が剥離することを回避することができる。さらに、重複部ａを回路基板１０の長手方向と同じ方向にほぼ重なるように配置すると共に、比較的広範囲に複数の斜貫通孔１５、貫通孔１６を回路基板１０の短手方向に規則的に配列したことから、回路基板１０の短手方向の所定の範囲に、曲げ応力を集中させることができ、回路基板１０の破損を防止することができる。従って、回路基板１０を撓ませようとする曲げ応力が作用したとしても、回路基板１０から回路パターン１２が剥離することを確実に防止でき、回路基板１０および回路パターン１２が破損することを防止することができるので、このような回路基板１０を備えた各種電子機器１は、故障を引き起こすことを回避することができる。

以上のように、本実施例における回路基板１０を備えた電子機器１は、トランス２０などの大型電子部品を回路基板１０上に実装しても、回路基板１０の撓みに対して強度的に強いとはいえない箇所への反りなどの曲げ応力の影響を、少なくとも斜貫通孔を形成したことで所望の位置から逃がして軽減できるので、反りなどの撓みに強いと共に回路基板１０から回路パターン１２が剥離することのない耐剥離性に優れた回路基板１０を提供することができ、これらの回路基板１０を備えた電子機器１が故障することを防止することができる。

また、実施例上の効果として、回路基板１０の上下に貫通する斜貫通孔１５および貫通孔１６を複数形成したことから、通気性が向上するので、これら斜貫通孔１５、貫通孔１６上方に設けられているトランス２０などの各種電子部品を、回路基板１０に取り付ける際に生じる半田付けによる熱やガスを、貫通孔１５，１６から効果的に放熱することができる。

さらに、回路基板１０の上下方向および水平方向のどちらに対しても回路基板１０の強度を確保できるため、肉厚の薄い回路基板１０にトランス２０などの大型電子部品を搭載しても、反りや回路パターン１２の剥離に強いと共に破損し難い強度的に優れた回路基板１０を提供することができる。従って、輸送、落下などの振動や衝撃に対して強く故障することが回避できる回路基板１０を備えた電子機器１を提供することができる。

なお、回路基板１０に対して斜めに配置した斜貫通孔１５間に回路基板１０の短手方向に細長い貫通孔１６を斜貫通孔１５と交互に並列して設けているが、この貫通孔１６も斜貫通孔１５とほぼ同様の形状をなしており、図４に示すように、隣あう貫通孔１６と斜貫通孔１５の端部とは、回路基板１０の長手方向に重複部ａが１〜３ｍｍ程重なるように配置されており、この場合も上述した実施例と同様の効果を奏することができる。

以上、本発明の一実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、斜楕円孔１５の形状を稲妻型としてもよい。また、回路基板１０に対して斜めに傾斜して設けている斜貫通孔１５の方向を全て同一方向に形成しなくてもよく、例えば、交互にその向きを変えるなど適宜変更が可能である。

本発明の電子機器内に備えられている回路基板を示す下面図である。同上、回路基板に形成されている斜貫通孔を示す要部拡大図である。他の実施例の電子機器内に備えられている回路基板を示す下面図である。同上、回路基板を示す要部拡大図である。従来例を示す、回路基板の平面図である。従来例を示す、回路基板の平面図である。

符号の説明

１電子機器
１０回路基板
１２回路パターン
１３挿通孔
１５斜貫通孔
１５a，１６a 端部
２０トランス（電子部品）
２１接続端子

Claims

電子機器内に取り付けられているほぼ矩形の回路基板の表面に回路パターンを設け、この回路パターンに接続される各種電子部品を前記回路基板に実装し、この回路基板に斜めに配置したスリット状の複数の斜貫通孔を前記回路基板の短手方向に配列し、前記斜貫通孔の隣接端部同士は、前記回路基板の長手方向に重なる位置に配置したことを特徴とする回路基板を備えた電子機器。
前記隣接端部の重なり幅を１〜３ｍｍ、好ましくは２ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１記載の回路基板を備えた電子機器。
前記各種電子部品の内の１つは、前記回路パターンに接続する複数の接続端子が間隔をおいて並設され、前記回路パターンに前記接続端子を挿通する挿通孔を形成するとともに、この挿通孔が前記回路基板の長手方向に間隔を空けて２列に並設され、この挿通孔に挿通した接続端子間に前記斜貫通孔を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回路基板を備えた電子機器。
電子機器内に取り付けられているほぼ矩形の回路基板の表面に回路パターンを設け、この回路パターンに接続される各種電子部品を前記回路基板に実装し、この回路基板に斜めに配置したスリット状の複数の斜貫通孔を前記回路基板の短手方向に配列し、前記各種電子部品の内の１つは、前記回路パターンに接続する複数の接続端子が間隔をおいて並設され、前記回路パターンに前記接続端子を挿通する挿通孔を形成するとともに、この挿通孔が前記回路基板の長手方向に間隔を空けて２列に並設され、この挿通孔に挿通した接続端子間に前記斜貫通孔を形成したことを特徴とする回路基板を備えた電子機器。
前記電子部品は、トランスであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の回路基板を備えた電子機器。