JP4468597B2

JP4468597B2 - 電気機器

Info

Publication number: JP4468597B2
Application number: JP2001020366A
Authority: JP
Inventors: 洋介金子
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP2002223082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等の電気機器に用いられる回路部位に係り、特に電源平滑コンデンサの硬質基板への配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カメラ等の撮影装置は、撮影時にファインダを覗きながら撮影を行っており、撮影者の顔の近くで操作される。このため、従来からイオン発生に対しては慎重な対策を盛り込んだ設計が成されていた。通常、カメラに用いられている電気部品として、直流電源の供給電圧を安定化させるために、電源の出力端子の両端の間にコンデンサをいれる等の処置が施されていることが多い。
【０００３】
以前は、その電源安定コンデンサとして、タンタルコンデンサやＯＳコンデンサが採用されていたが、最近では、カメラの小型化の要求に伴う実装スペースの小スペース化及び低コスト化を図るために安価な強誘電体材料からなるコンデンサが用いられている。このコンデンサとしては、例えば、小型の面実装型積層セラミックスコンデンサ等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したセラミックコンデンサの様に強誘電体材料を用いたコンデンサは、材料の性質上、電歪性を有しており、電界が発生すると誘電体自体が変位を起こしてしまう。このような状況において、電界値が周期的に変位すると、誘電体もその周波数に合わせて変位することとなり、微少な振動が発生する場合がある。
【０００５】
これがカメラや携帯電話といった小型機器に用いられる小さな回路基板に実装された場合には、発生した電界の変動に伴う強誘電体材料の振動を拾ってしまい、基板自体も振動する。この振動によって、基板とその基板を固定する装置本体側との接続部で振動音や固定部の緩みが発生してしまう。このような異音や振動音は、ユーザにとって不快であったり、故障したのではないかとの不安感を煽る可能性がある。
【０００６】
また、回路基板と回路基板の接続を装置本体を用いて固定する構造の場合に、その接続部分が振動により擦れ合い、摩耗して緩みや隙間が発生することが考えられる。それらによって、例えば硬質基板とフレキシブル基板とを接続しているビス止め部分が、その接触圧によって電気的な信号ラインや電流ラインを繋いでいた場合、摩耗により接触圧が弱まって、電気的な接続が振動で断線される状態が発生する。従って、振動においても極力、抑えることが望まれている。
【０００７】
この振動音等の異音を防止する技術しては、例えば、特開２０００−３４７２５６号において、液状の樹脂等の絶縁材料で基板に実装された電気部品を埋没させたのち、その絶縁材料を硬化させたり、その絶縁材料を熱溶解させて固着させる技術が開示されている。但し、この技術は主として、防滴によるコンデンサ等の短絡を防止するものとして開示されているが、異音についても防止する効果もある。
【０００８】
しかし、この技術は、回路基板の一部を絶縁材料で覆って硬化させたり、基板全体を絶縁材料に埋没させて硬化するものであり、すべての回路基板に適用できるものではない。また絶縁材料と被膜のための装置が必要となり、工数の増えるため、コスト的な面から見ても高くなる。
そこで本発明は、電歪性のある構成部位を実装する回路基板とその他の回路基板若しくはその他の部位とをビスにより固定する際に、その他の回路基板若しくはその他の部位への電歪性により発生する振動の伝達を抑制することにより、異音の発生及び、接続箇所の緩みや摩耗を防止する電気機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、電歪性を有し両端に端子電極を具備するコンデンサが実装された硬質の電気回路基板を、ビス止めにより固定する電気機器であって、上記コンデンサの両端の端子電極を結ぶ直線の延長線上において、少なくとも２ヶ所でビス止め固定を行い、これらのうちの少なくとも２ヶ所のビス止め固定部を結ぶ直線上に、上記コンデンサの両端の端子電極が並ぶように配置した電子機器を提供する。
【００１０】
以上のような構成の電気機器は、電源安定コンデンサへの電源電圧の変化により、発生する振動を、コンデンサの両端の端子電極同士の略延長線上において固定することにより、コンデンサの実装する基板からそのほかの基板への振動の伝達が抑制され、振動による異音や緩み及び摩耗が軽減される。また、硬質基板とフレキシブル基板を、ネジのビス止めによる接触圧によって電気的な信号・電流ラインを接続している場合、硬質基板とフレキシブル基板の接続箇所の両側から振動を吸収する緩衝部材が挿嵌されて振動が吸収される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１には、本発明の電気機器に係る一実施形態の構成例を示し説明する。この電気機器は、例えば、カメラ等の電池を電源として利用する機器の電源供給部を示している。
【００１２】
この電源供給部１は、例えば電池等の電源２と、電源２の正負の両出力端子に並列接続された電源安定用コンデンサ３と、電源電圧を使用する電圧まで昇圧する昇圧回路４とで構成され、昇圧回路４の出力端が電源供給を受けて動作するその他の回路５に接続される。
【００１３】
この昇圧回路４は、電池の消耗による起電力低下、若しくはモータを動力源とする機構部の動作時やコンデンサの充電時のように、一時的に電源電圧が低下する場合でも、その他の回路５に設けられたＣＰＵなどの電気部品の最低動作電圧を下回らず、供給電圧に依存する機構部を安定させて動作を行うために、電源電圧を昇圧させるものである。また、電源安定用コンデンサ３は、電源電圧に混入する交流分を少なくして、電圧レベルの平滑化を行っている。
【００１４】
しかし、図２に示すように、昇圧回路４で昇圧させた電源電圧は周期的に微少な電圧レベルが変化する。このため電歪性を有する強誘電体材料を含むコンデンサは、その特性上、その電圧変動に合わせて、図３（ａ）、（ｂ）に示すように誘電体自体の形状変化が発生する。図３（ａ）は、硬質の基板上に実装されたコンデンサの断面構成を示すものであり、図３（ｂ）は、それを上方から見た状態を示す。図中の矢印は、振動する（変形する）方向を示している。具体的には、硬質の基板６上に半田付け部７により実装されたコンデンサ３の端子電極８を示している。
【００１５】
この変化は、周期的に発生しているため、微少の振動を引き起こしてしまう。課題で述べたように、このような振動がカメラや携帯電話等の小型携帯機器の回路基板に発生した場合には、その回路基板自体も振動して、基板とその基板を固定している部位との間で異音が発生する。
つまり、電界の変位によるコンデンサ自体の振動は、端子電極と基板を繋ぐハンダを通して基板に伝えられる。そのため、コンデンサの振動の方向は、図４に示すように端子電極と端子電極を結ぶ縦方向の線の方向で振動が発生する。これに対して、横方向に対する振動は、あまり大きくないといえる。
【００１６】
図５は、本実施形態の電気機器をカメラに適用した場合の外観構成を示す。図５（ａ）はカメラを正面から見た正面図、図５（ｂ）はカメラを上から見た上面図、及び図５（ｃ）は背面側から見た背面図である。また、図８は、図５（ａ）の線分Ａ−Ａによるカメラの内部構成を示す図である。
【００１７】
このカメラ１１は、撮影レンズ系にズームレンズ１２を備えており、図５（ｂ）に示すように、カメラ上面にはカメラの電源のオン・オフ切換を行うメイン操作部材検知スイッチ１３、ズームレンズ１２を含むレンズ鏡筒１３、カメラの状態の表示を行う液晶表示部１４、押下することにより撮影動作を実行するレリーズスイッチ１５、いずれかを押下することによりズームレンズの繰り出し・沈胴動作を行うズームスイッチ１６ａ、１６ｂが備えられている。
【００１８】
図５（ａ）に示すようにカメラ１１の正面には、前記レンズ鏡筒１７の上方にオートフォーカス用（ＡＦ）のセンサが内蔵されたＡＦ窓１８と、後述するファインダ用のファインダ窓１９と、採光窓２０と、内蔵された露出調整用のＡＥセンサに光を導くためのＡＥ窓２１と、セルフタイマ撮影時に光を発する発光素子が内蔵されたセルフ窓２２とが備えられている。また、カメラ正面の右上方には、撮影時に補助光を発光するストロボ発光部２３が備えられている。
【００１９】
そして、カメラ１１の背面側には撮影者が覗き込んで撮影シーンを決めるためのファインダ接眼部２４と、その脇に撮影者が撮影シーンを決めるためにファインダ接眼部２４を覗き込んでいる間でも、撮影情報を伝えるための点灯を行うＬＥＤ群２５と、通常撮影とパノラマ撮影との切換を行うパノラマ切り換えスイッチ２６と、押下により液晶表示部１４の表示内容を変更し撮影時にフィルム上に記録する情報(日付情報など)を選択するためのモード選択スイッチ２７とが備えられている。また、フィルム装填のために開閉する裏蓋２８が設けられている。
【００２０】
図６に示す断面構成においては、カメラの内部には、電源となる電池３１と、ストロボ発光のために高電圧の発光用電荷を蓄えるメインコンデンサ３２が、カメラ外装３３とカメラ本体３４のと間に配置されており、カメラ本体の上部には、ストロボの充電や発光を行うための部品と電歪性を持った電源平滑コンデンサ３５が実装されたストロボ用回路基板３６と、カメラの外装３３の前面部とカメラ本体３４の間に、カメラの制御を行う制御回路３７やアナログＩＣ３８等が実装されたメイン基板３９とが配置されている。電歪性を持ったコンデンサ３５の両端に周期的に変化する電界がかかった時に、何も対策を講じないとストロボ用回路基板３６が振動し、カメラ本体３４との接続部やカメラの外装３３との接触により、振動音が発生してしまう。
【００２１】
本実施形態では、この小型のストロボ用回路基板３６を一例として、この基板上に図７に示すような位置に電歪性を持ったコンデンサ３５を実装して振動の抑制を実現する。
これは、ストロボ用回路基板３６をカメラ本体内部（内部フレーム４０）に固定するためのビス４１から基板外周に向かう線Ｂ上に、コンデンサ３５の縦長方向を合わせるようにして実装する。具体的な実装例としては、図７に示すように、回路基板上のどの位置であってもビス４１に向かって縦長方向が配置されればよい。また、図８に示す配置例では、この中の位置Ｃの配置がよい。
【００２２】
これは、電歪性を持ったコンデンサの端子電極より基板に力が加わるので、コンデンサの両端に周期的に変化する電界が発生した場合でも、図８に示すように位置Ｃに配置されたコンデンサは、横方向の変位は少なく、この配置であってもＸ方向の振動は少なくなる。また、Ｚ方向に振動しようとしても位置ＣのコンデンサのＺ方向には、回路基板を固定するビスがあるため、コンデンサのＺ方向の振動はストロボ用回路基板３６に加わりにくく、よってＹ方向に振動しにくくなり、ストロボ用回路基板３６の振動が抑えることができる。
【００２３】
一方、コンデンサが図８に示す位置Ｄの向きに配置された場合には、Ｚ方向の振動を抑えるものが無いため、位置Ｃのコンデンサに比べてＺ方向に振動しやすい。そして、コンデンサがＺ方向に振動することにより、ストロボ用回路基板３６は、Ｙ方向（上下）に力を受ける。このように基板が上下に震動すると、ビス４１を支点として、Ｘ方向にもひねりのような振動が発生して、結果的にはＸ方向にもＺ方向にも振動してしまうことになる。
【００２４】
また、配置Ｅのコンデンサは、位置Ｃと同じ方向を向いているが、その先にビスはない。このような位置Ｅの配置例では、位置Ａに配置された時と比べて、Ｚ方向の振動を抑えることは難しく、やはりＹ方向に振動して振動音が発生する可能性が高い。さらに、位置Ｆのコンデンサにおいても、位置Ｅのコンデンサと同様に発振する。
【００２５】
このように振動方向に回路基板を固定するためのビスを設けることにより、振動を抑制して軽減することができる。そして、コンデンサと固定するためのビスをできる限り近い位置に配置することにより、さらに振動しにくくすることができる。また、図９に示す様に、電歪性を有するコンデンサの長い方向の両端側を２本のビス４１ａ，４１ｂで固定することにより、両側から振動を押え込み、さらに振動を抑制することができる。
【００２６】
また振動に発する異音は、回路基板を固定するためのビスに対して、コンデンサの実装する向きと場所を考慮することで本発明の効果により、軽減できる。
【００２７】
これらの基板を固定する部位が図１０（ａ）に示すように硬質基板５１とフレキシブル基板５２を内部フレーム４０において固定する場合に、フレキシブル基板５２側からビス５３の締め付けによってワッシャ５４を押し付け、ゴム等の緩衝部材５５を潰す接触圧で硬質基板５１の回路パターンとフレキシブル基板５２のパターンとを密着させ、電気的な信号やモータなどの駆動電流を送るパターンを接続している。この構成では、硬質基板５１の振動によりビス５３が緩み接触圧が確保できなくなり、両基板間でパターンが離れてしまったり、接続部が時間の経緯に伴い振動により摩耗し隙間が生じてしまい、両基板間を押さえつける接触圧が確保できなくなる恐れがある。
そのため、図１０（ｂ）に示すように、硬質基板５１とフレキシブル基板５２の両側にゴム等の弾力を有し、衝撃を緩衝できる緩衝部材５５ａ，５５ｂで挟み込むことで基板の振動を有る程度吸収して軽減する。これにより、仮に接続部Ｇが振動により摩耗してしまった場合でも両側に緩衝部材が挟み込んであるため、片側だけに部材を挟み込んでいる時よりも、接触圧を確保しやすくなりパターンが両基板間で外れてしまう可能性も減らすことができる。
【００２８】
これは、硬質基板とフレキシブル基板の接続の場合に限らず、ただ単に基板をビス止めする場合でも、振動を抑えるために両側からゴム等の緩衝効果のある部材で、挟み込むことにより、振動音を抑えることができる。このように、小型のストロボ基板３６上に電歪性を持った電源平滑コンデンサ３５が実装された時に緩衝部材を用いることにより、電界が発生することによるコンデンサの振動を抑えられるが、ストロボ基板３６にハンダ付けされたメインコンデンサ３２をカメラ本体３３に接着テープなどで固定することでストロボ基板の振動を抑えてもよい。
【００２９】
以上説明した要に本実施形態によれば、振動音を軽減し、且つ振動による摩耗を防いだカメラを提供することができる。また、本発明はカメラだけで無く同様に比較的に小さな回路基板で構成されている携帯電話などの小型機器にも適応することが可能である。
【００３０】
以上の実施形態について説明したが、本明細書には以下のような発明も含まれている。
（１）電歪性を持ち両端に端子電極を具備するコンデンサが実装された硬質の電気回路基板を、ビス止めにより固定する電気機器において、
上記コンデンサの両端の端子電極同士の略延長線上において、上記電気回路基板の両端に弾性部材を設けて、ビス止め固定を行うことを特徴とする電気機器。
【００３１】
（２）上記弾力のある部材は少なくとも２つの回路基板同士の配線を接続するために上記ビス止めにより圧縮され、接触圧を確保するための部材と兼用することを特徴とする上記（１）項に記載の電気機器。
（３）上記電気機器はカメラであることを特徴とする上記（１）項に記載の電気機器。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、電歪性のある構成部位を実装する回路基板とその他の回路基板若しくはその他の部位とをビスにより固定する際に、その他の回路基板若しくはその他の部位への電歪性により発生する振動の伝達を抑制することにより、異音の発生及び接続箇所の緩みや摩耗を防止する電気機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気機器に係る一実施形態の構成例を示す図である。
【図２】電源平滑コンデンサの両端電圧波形の一例を示す図である。
【図３】電歪性によるコンデンサの変位や基板の振動方向の例を示す図である。
【図４】コンデンサにおける振動の方向の強さの例を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、本実施形態を採用したカメラの正面図、図５（ｂ）は、そのカメラの上面図、図５（ｃ）は、そのカメラの背面図を示している。
【図６】図５（ａ）に示す線分Ａ−Ａにおけるカメラの断面を示す図である。
【図７】本実施形態におけるビス止めのビスとコンデンサの向き・位置を示す図である。
【図８】コンデンサの振動方向の概念について説明するための図である。
【図９】本実施形態におけるビス止めのビスとコンデンサの向きと位置との関係を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は、基板の一方側から緩衝材を挟み振動の抑制について説明するための図、図１０（ｂ）は、基板の両側から緩衝材を挟み振動の抑制について説明するための図である。
【符号の説明】
１…電源供給部
２…電源
３…電源安定用コンデンサ
４…昇圧回路
５…他の回路
３５…コンデンサ
３６…ストロボ用回路基板
４１…ビス

Claims

電歪性を有し両端に端子電極を具備するコンデンサが実装された硬質の電気回路基板を、ビス止めにより固定する電気機器であって、
上記コンデンサの両端の端子電極を結ぶ直線の延長線上において、少なくとも２ヶ所でビス止め固定を行い、これらのうちの少なくとも２ヶ所のビス止め固定部を結ぶ直線上に、上記コンデンサの両端の端子電極が並ぶように配置したことを特徴とする電子機器。
上記ビス止め固定部において、上記電気回路基板の両面に緩衝部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
上記電気回路基板を、上記電気機器本体に対して固定することを特徴とする請求項２に記載の電気機器。
上記コンデンサは、電源平滑コンデンサであることを特徴とする請求項３に記載の電気機器。