JP4067846B2

JP4067846B2 - 電子機器の基板支持構造

Info

Publication number: JP4067846B2
Application number: JP2002069659A
Authority: JP
Inventors: 亮一佐々木
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP2003273546A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電子機器の基板支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器は、その筐体内に複数の基板が配置され、これら基板は雄雌コネクタやフレキシブルケーブルを用いて連結される。また、電子機器は、小型化の要請から、できるだけ実装密度を高めるような基板の配置が考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一例として複数の基板を互いに直交するように配置して、これら基板同士を複数の雄雌コネクタを用いて互いに連結した場合、例えばコネクタの取付誤差などの影響を受けて、コネクタ又は基板に無理な力が働いた状態で筐体内に位置決めされてしまうという問題が発生する。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、筐体内に互いに直交する状態で配置した複数の基板を互いに雄雌コネクタで連結したときに、これに伴って発生し易い基板又はコネクタに加わるストレスを低減することのできる子機器の基板支持構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる技術的課題は、本発明によれば、第１の平面に配置された複数の第１平面基板と、前記第１の平面と直交する第２の平面に配置された一つの第２平面基板とが筐体内に収容され、これら第１平面基板と第２平面基板とが互いに雄雌コネクタで連結されてなる電子機器の基板支持構造であって、前記複数の第１平面基板のうち、一つの第１平面基板が前記筐体に変位不能に固定され、他の第１平面基板が前記筐体にフローティング支持され、該フローティング支持された第１平面基板が前記第１の平面内で遊動可能であることを特徴とする電気機器の基板支持構造を提供することにより達成される。
【０００６】
すなわち、本発明によれば、筐体内に互いに直交する状態で配置した複数の基板を互いに雄雌コネクタで連結したときに、これに伴って発生し易い基板又はコネクタに加わるストレスは、複数の第１平面基板のうち一つの第１平面基板以外の基板を第１平面内で遊動可能なフローティング状態で取り付けることにより低減又は解消することができる。
【０００７】
【実施の形態】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施の形態を詳しく説明する。
【０００８】
図１は、連結式コントローラの温度調節ユニットを示す。この温度調節ユニット１は、ベースケーシング２と、上方ケーシング３と、この上部ケーシング３の上に固定された端子台４とで略立方体の筐体が構成されている。
【０００９】
ベースケーシング２には、互いに対向する側壁に増設用雄コネクタ開口５と増設用雌コネクタ開口（図１には作図上の問題から雄コネクタ用開口５だけが図示され、雌コネクタ用開口は、図面上、現れていない）が配置されている。
【００１０】
温度調節ユニット１は、増設用雄コネクタ開口５を通じて電源の供給を受け、また、この増設用雄コネクタ開口５や増設用雌コネクタ開口に臨んで位置する多ピン雄雌コネクタ６、７（図３）を用いて他のユニットと相互に連結され、これら他のユニットとの信号の授受が行われる。また、温度調節ユニット１の端子台４は、平行に配置された２列の端子群８、９を有し、この端子群８、９の各端子（図示せず）を介して制御対象のデバイスに制御信号が出力される。
【００１１】
図２及び図３は、温度調節ユニット１の筐体内の複数の基板の配置を示す。基板は、同一平面に水平状態に配置された互いに隣接する２つの基板１０、１１と、垂直に配置され且つ互いに平行に位置する３つの基板１２〜１４とを含み、第２の水平基板１１は、第１の水平基板１０に比べて比較的小さく且つ幅狭であり、第１の水平基板１０の一側縁と僅かな間隔を隔てて配置されている。
【００１２】
温度調節ユニット１の内部に配置された複数の基板１０〜１４について簡単に説明すると、水平に配置された比較的大きな第１基板１０は、図３に図示したように、他のユニットとの連結に用いられる雄コネクタ６及び雌コネクタ７を有し、雄コネクタ６が上述したベースケーシング２の増設用雄コネクタ開口５に臨んで位置し、雌コネクタ７がベースケーシング２の図外の増設用雌コネクタ開口に臨んで位置している。なお、図２には、線図の錯綜を避けるために、これらの雄雌コネクタ６、７の図示を省略してある。
【００１３】
第１の水平基板１０は、その中央に固設された第１の多ピン雄コネクタ２５を有し、この第１の雌コネクタ２５を介して、３枚の互いに平行に並んだ垂直基板１２〜１４の中央に位置する垂直基板１２と連結可能である。すなわち、中央垂直基板１２は、その下端中央に第１の多ピン雌コネクタ２６が固設され、この第１の雌コネクタ２６が上述した第１水平基板１０の第１の雄コネクタ２５に嵌合される。これら多ピンの雄雌コネクタ２５、２６は中央垂直基板１２の下端縁に沿って延在する。
【００１４】
第１の水平基板１０は、雄コネクタ６を介して電力の供給を受け、また、他のユニットからの信号を受けて、これを中央垂直基板１２に中継する。中央垂直基板１２は、第１水平基板１０からの信号を受けてこれを処理するメイン処理回路を有する。
【００１５】
中央垂直基板１２は、その下端一側に、第２の多ピン雌コネクタ２７が固設され、この第２の雌コネクタ２７を用いて第２の水平基板１１と連結可能である。すなわち、中央垂直基板１２は、第１、第２の水平基板１０、１１に亘って延びる大きさを有し、この中央基板１２の下端縁が第２の水平基板１１を臨む部分に上述した第２の雌コネクタ２７が設けられている。他方、第２の水平基板１１の中央には、その中央垂直基板１２に隣接した部分に第２の多ピン雄コネクタ２８が固設され、この第２の雄コネクタ２８は、上述した中央垂直基板１２の第２の雌コネクタ２７に嵌合される。これら多ピン雄雌コネクタ２７、２８は、中央垂直基板１２の側縁に沿って延在しているが、この中央垂直基板１２に関連して先に説明した雄雌コネクタ２５、２６に比べて短尺である。換言すれば、中央垂直基板１２と第１水平基板１０とを連結する雄雌コネクタ２５、２６は比較的長尺のコネクタで構成されている。
【００１６】
第２の水平基板１１は、その長手方向の両端部分に第３、第４の多ピン雄コネクタ２９、３０が固設され、これらの雄コネクタ２９、３０を用いて、中央垂直基板１２を挟む第１、第２の側方垂直基板１３、１４と連結可能である。すなわち、第１、第２の側方垂直基板１３、１４は、第１、第２の水平基板１０、１１に亘って延びる大きさを有し、これら第１、第２の側方垂直基板１３、１４には、第２の水平基板１１に隣接した部分に第３、第４の多ピン雌コネクタ３１、３２が固設されている。第１の側方垂直基板１３は、その第３の雌コネクタ３１が第２水平基板１１の第３雄コネクタ２９に嵌合される。また、第２の側方垂直基板１４は、その第４の雌コネクタ３２が第２水平基板１１の第４雄コネクタ３０に嵌合される。第１側方垂直基板１３に関連した多ピン雄雌コネクタ２９、３１は第１側方垂直基板１３の下端縁に沿って延在する。また、第２側方垂直基板１４に関連した多ピン雄雌コネクタ３０、３２は第２側方垂直基板１４の下端縁に沿って延在する。
【００１７】
第２水平基板１１は、中央垂直基板１２から信号を受け取り、この信号を、雄雌コネクタ２９、３１又は３０、３２を介して第１、第２の側方垂直基板１３、１４に中継する。第１の側方垂直基板１３は、第２水平基板１１から信号を受け取って、第１列の端子群８の各端子に接続されたデバイスに関する制御信号を生成する。第２の側方垂直基板１４は、第２水平基板１１から信号を受け取って、第２列の端子群９の各端子に接続されたデバイスに関する制御信号を生成する。
【００１８】
次に、これら第１、第２の水平基板１０、１１と３枚の垂直基板１２〜１４の支持及び取付構造を説明すると、３枚の垂直基板１２〜１４は、互いに平行状態を保った状態で相互に及び上方ケーシング３に複数本のボルト（図示せず）を用いて相対的に変位不能に固定される。
【００１９】
２枚の水平基板１０、１１は、共に、ボルト又はビスを用いてベースケーシング２に取り付けられるが、比較的大きな第１の水平基板１０は位置決めされた状態で変位不能に固定され、他方、同一水平面に配置された比較的小さな第２の水平基板１１はフローティング状態で固定される。
【００２０】
先ず、第１の水平基板１０の取付構造について詳しく説明する。ベースケーシング２は、その底壁から立設する複数の互いに間隔を隔てた第１のボス４０を有し（図４、図５）、このボス４０の頂面に第１水平基板１０がボルト又はビス４１によって固定される。ベースケーシング２は、また、その底壁から立設する複数の互いに間隔を隔てた位置決めボス又は垂直壁４２を有し（図４、図６）、この位置決めボス又は垂直壁４２の頂面には位置決めピン４３が形成されている。第１水平基板１０には、位置決めピン４３に対応する位置に、位置決めピン４３の直径とほぼ同一の直径の位置決め穴を有し、この位置決め穴の中に位置決めピン４３が進入することにより、第１水平基板１０が所定の位置に位置決めされる。
【００２１】
第１水平基板１０に隣接してこの第１水平基板１０と同一の水平面内に配置された第２水平基板１１は、ベースケーシング２の底壁から立設した複数の互いに離間した第２のボス４５に対応して配置された穴４６を有し（図７）、この穴４６の直径は第２のボス４５の直径よりも大きい。この第２のボス４５は、その頂面が第２水平基板１１の上面よりも若干上方に位置する高さ寸法を有する。
【００２２】
第２水平基板１１は、第２のボス４５の頂面に開口するネジ穴に、大径座金４７を介してビス又はボルト４８を螺合することにより取り付けられるが、第２のボス４５の頂面が第２水平基板１１よりも若干上方に突出して位置し、また、第２水平基板１１の穴４６が第２のボス４５の直径よりも大径の直径を有しているため、第２水平基板１１は、ビス又はボルト４８によって取り付けられた後であっても同一水平面内で遊動することができる。
【００２３】
第２水平基板１１をベースケーシング２に取り付けるためのビス又はボルト４８は２本であるのが好ましく、この２本のビス又はボルト４８は、図３から理解できるように、第２水平基板１１の一つの対角線上の互い対向する角隅部分に配置されるのが好ましい。これにより、第２水平基板１１は、その取り付け状態において、回動動作を含む遊動運動が可能となる。
【００２４】
ベースケーシング２は、垂直基板１２〜１４の端面と対面する両側壁の内壁面に、上方に向けて突出する３つの垂直溝５０を有し、これら３つの垂直溝５０は、垂直基板１２〜１４に対応する位置に配置されている。
【００２５】
温度調節ユニット１の組立に際し、第１、第２水平基板１０、１１を取り付けたベースケーシング２に対して、３枚の垂直基板１２〜１４を取り付けた上方ケーシング３に押し付けることにより、上方ケーシング３がベースケーシング２と機械的に係合して、ベースケーシング２と上方ケーシング３とが一体化する。
【００２６】
このベースケーシング２と上方ケーシング３との一体化の際に、ベースケーシング２の３つの垂直溝５０は、３枚の垂直基板１２〜１４の端縁を受け入れることにより、ベースケーシング２に対する上方ケーシング３の位置決めを行う。
【００２７】
また、このベースケーシング２に対して上方ケーシング３を押し下げてこれらを組み立てるときに、水平基板１０、１１と垂直基板１２〜１４とに設けた雄雌コネクタ２５、２６などの連結が同時に行われる。このとき、ベースケーシング２にフローティング支持された第２の水平基板１１が水平面内で遊動することから、特に、中央垂直基板１２と、第１、第２の水平基板１０、１１との間のコネクタ連結に伴うストレスの発生を低減又は回避することができる。更に、第２の水平基板１１が水平面内で回動動作することができることから、上記のストレスの発生を好適に低減又は回避することができる。
【００２８】
つまり、本実施例では、第１水平基板１０がベースケーシング２に位置決め及び固定され、この第１水平基板１０に対して、中央垂直基板１２がコネクタ２５、２６を介して垂直に位置決めされ、また、この中央垂直基板１２の両端部が、上方ケーシング３に形成された垂直溝５０で位置決めされると共に、第２水平基板１１に対して、第１、第２の側方垂直基板１３、１４がコネクタ２９、３１やコネクタ３０、３２を介して接続され、この第１、第２の側方垂直基板１３、１４が、上方ケーシング３に形成された垂直溝５０で位置決めされるようになっており、３枚の全ての垂直基板１２〜１４のケーシング２、３に対する位置決め精度を維持しつつ、各基板の寸法のバラツキや組立誤差などによって発生するストレスを低減するために、第２水平基板１１を、この第２水平基板１１が配置される平面において上記ストレスを低減可能な範囲において移動可能なようにベースケーシング２に対してフローティング支持させたものである。
【００２９】
また、上記実施例においては、各垂直基板１２〜１４の両端部においてケーシング（上方ケーシング３）の垂直溝５０に対して位置決め且つ支持させたが、この垂直溝５０は、基板を位置決め支持できればよいのであって、その具体的な構造として溝形状に限定されるものではなく、垂直基板１２〜１４を垂直状態に位置決めできる面形状部分又は面形状部材をケーシングに設けてもよく、また、その配置は、基板１２〜１４の両端部でなくともよく、基板１２〜１４の長手方向中央部分であってもよく及び／又は基板１２〜１４のいずれか一端部であってもよい。
【００３０】
また、電力の供給を受け且つ信号の中継を行う水平基板を事実上２つに分割し、第１の水平基板１０で電力の供給を受け、第２の水平基板１１で制御信号の中継を行うようにしたことから、制御信号に対するノイズの問題を解消することができる。
【００３１】
以上、本発明の好ましい実施の形態を連結式コントローラの温度調節ユニットを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、複数の基板が互いに直交して配置される電子機器に適用することができる。また、第１、第２の水平基板１０、１１と中央垂直基板１２とのコネクタ連結に限定されるものではなく、３枚以上の水平基板と一枚の垂直基板とのコネクタ連結に対しても本発明を好適に適用することができる。例えば３枚の水平基板の場合、一枚の水平基板をケーシングに位置決めした状態で固定し、多の２枚の水平基板をフローティング支持するようにすればよい。また、このような複数の水平基板には、互いに独立した個別の機能を発揮する回路を組み込むのがよい。
【００３２】
なお、実施の形態の説明で使用した「水平」「垂直」は、ベースケーシング２の底面を基準にした表現であり、実質的には、互いに直交する第１、第２の２つの平面に基板が配置されていることを説明するための用語として理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した温度調節ユニットの外観を概略的に図示した斜視図である。
【図２】温度調節ユニット内に配置された基板の配置を説明するための一部切欠き斜視図である。
【図３】温度調節ユニット内に配置された２枚の水平基板と３枚の垂直基板がコネクタ連結されていることを説明するための平面図である。
【図４】中央垂直基板と２枚の水平基板との連結及び水平基板の取付構造の概要を説明するための正面図である。
【図５】第１の水平基板がベースケーシングにボルト又はビスで固定されていることを説明するための一部を断面した図である。
【図６】第１の水平基板がベースケーシングに対して位置決めピンを用いて位置決めされることを説明するための一部を断面した図である。
【図７】第２の水平基板がベースケーシングに対してフローティング支持されていることを説明するための一部を断面した図である。
【図８】図４のVIII−VIIIに沿った断面図である。
【符号の説明】
１連結式コントローラの温度調節ユニット
２ベースケーシング
３上方ケーシング
４端子台
１０比較的大きな第１水平基板
１１第２平面基板
１２中央垂直基板
２５、２８雄コネクタ
２６、２７雌コネクタ

Claims

第１の平面に配置された複数の第１平面基板と、前記第１の平面と直交する第２の平面に配置された一つの第２平面基板とが筐体内に収容され、これら第１平面基板と第２平面基板とが互いに雄雌コネクタで連結されてなる電子機器の基板支持構造であって、前記複数の第１平面基板のうち、一つの第１平面基板が前記筐体に変位不能に固定され、他の第１平面基板が前記筐体にフローティング支持され、該他の第１平面基板が、前記第１の平面内で遊動可能であることを特徴とする電気機器の基板支持構造。
前記第１平面基板が２つである、請求項１に記載の電子機器の基板支持構造。
前記２つの第１平面基板のうち、一方の平面基板が他方の平面基板よりも大きく、該一方の第１平面基板が前記筐体に変位不能に固定され、他方の第１平面基板が前記筐体にフローティング支持されている、請求項２に記載の電子機器の基板支持構造。
前記第１の平面と直交し且つ前記第２の平面と平行な第３の平面に配置された第３平面基板を更に有し、該第３平面基板が、前記筐体に変位不能に固定されると共に、前記フローティング支持された前記他方の第１平面基板に雄雌コネクタで連結されている、請求項３に記載の電子機器の基板支持構造。
前記フローティング支持された前記他方の第１平面基板が前記第１の平面内で回動可能である、請求項３又は４に記載の電子機器の基板支持構造。