JP6389441B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、ＵＳＢ（登録商標）端子などの外部端子を接続可能な外部接続コネクタを有する電子機器に関するものである。

従来より、この種の電子機器において、例えば特許文献１のように、筐体と、筐体に収容されたメイン基板と、メイン基板を固定する内部フレームと、メイン基板と独立に設けられ、外部端子を挿入可能なコネクタユニットと、内部フレームとコネクタユニットとの間に設けられ、内部フレームよりも剛性の低い材料で形成された当接部材とを備えたものが知られている。この内部フレームと当接部材とは、互いに固定されており、当接部材は、コネクタユニットに当接している。これにより、コネクタユニットにかかった応力がメイン基板等の他の部品に影響するのを防いでいる。

特開２０１４−４５２９５号公報

一方、携帯電話機などの電子機器では、防水構造を有したＵＳＢコネクタが設けられている。このような電子機器では、筺体内側からプラグ挿入口への挿入が必要なため、ＵＳＢコネクタの外部端子の抜き差し時の荷重に対する強度、組立性等を考慮し、メイン基板とは別のサブ基板にＵＳＢコネクタを半田にて電気的に接続及び固定し、柔軟性のあるフレキシブル基板で外部端子の抜き差し時の荷重による半田付部分へのダメージを回避しつつ、基板対基板コネクタを介してメイン基板に接続する必要があった。

このような従来のフレキシブル基板及びその先端の基板対基板コネクタの構成では、基板対基板コネクタを接続するためのメイン基板上に占める面積スペースが大きくなる。また、フレキシブル基板の取り扱い、コネクタの接続などが面倒で組立性が悪い。さらに、外部端子の抜き差し時に比較的大きな力が加わってもフレキシブル基板と外部接続コネクタとの半田付部分に無理な力が加わらない程度の長さ等の余裕を持たせるためのスペースの確保が必要となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、メイン基板上の接続に必要な面積を少なくし、組立を容易にしながら、部品コストを低減することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、外部接続コネクタをフレキシブル基板を用いずにメイン基板に接続するようにした。

具体的には、本発明では、外部端子を接続可能な外部接続コネクタを有する電子機器を前提とし、この電子機器は、
第１の基板と、
上記第１の基板が内蔵され、上記外部接続コネクタを露出させるコネクタ用開口を有すると共に、該外部接続コネクタを保持する筐体と、
硬質な基材を有し、上記外部接続コネクタに電気的に接続される第２の基板と、
上記第１の基板及び上記第２の基板の一方に設けられ、上記第１の基板及び上記第２の基板の他方の接続端子に当接するバネ接点とを備えている。

本発明によると、バネ接点による外部接続コネクタと第１の基板との電気的接続を実現するので、基板対基板コネクタの面倒な接続作業が無くなる上に、基板対基板接続に必要な第１の基板上の設置スペースを削減できる。また、フレキシブル基板に比べ、硬質な基材を有する第２の基板の方がコスト面で有利である。

以上説明したように、本発明によれば、フレキシブル基板を用いずに外部接続コネクタと第１の基板とを接続することにより、第１の基板上の接続に必要な面積を少なくし、組立を容易にしながら、部品コストを低減することができる。

図２（ａ）のＩ−Ｉ線拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る閉じた状態の携帯電話機を示し、（ａ）が正面側から見た斜視図で、（ｂ）が背面側から見た斜視図である。 携帯電話機を示す分解斜視図である。 外部接続コネクタを拡大して示す斜視図であり、（ａ）が正面側から見た斜視図で、（ｂ）が背面側から見た斜視図である。 ＵＳＢコネクタ及びコネクタホルダを拡大して示す斜視図であり、（ａ）が正面側から見た斜視図で、（ｂ）が背面側から見た斜視図である。 実施形態２に係る図１相当図である。 図６のVII−VII線断面図である。 実施形態３に係る図１相当図である。 実施形態４に係る図１相当図である。 実施形態５に係る図１相当図である。 その他の実施形態に係るバネ接点が当接する様子を示す断面図であり、図１１（ａ）は、フレキシブル基板の硬質な部分にバネ接点が当接する様子を示し、図１１（ｂ）は、フレキシブル基板の軟質な部分にバネ接点が当接する様子を示し、図１１（ｃ）は、フレキシブル基板であるメイン基板の軟質な部分にバネ接点が当接する様子を示し、図１１（ｄ）は、フレキシブル基板であるメイン基板の軟質な部分にバネ接点が当接する様子を示す。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図２及び図３は、本発明の実施形態１の電子機器としての携帯電話機１を示し、この携帯電話機１では、表示部２が設けられた第１の筐体３と、第１キャビネット４ａと第２キャビネット４ｂとが結合される筐体としての第２の筐体５とが、ヒンジ部６を介して折畳み開閉可能に連結されている。表示部２は、例えば保護カバー２ａ、表示パネル２ｂ、ベゼル２ｃを含んでいる。第１の筐体３の背面は、例えば、樹脂成形品、金属成形品等よりなる背面カバー３ａで覆われている。一方、第２キャビネット４ｂの背面側は電池カバー４ｃで覆われている。電池カバー４ｃは、第２キャビネット４ｂと一体でもよい。第２キャビネット４ｂと電池カバー４ｃとの間には、例えば、充電池７、等が設けられている。第１キャビネット４ａと第２キャビネット４ｂとの間には、例えば、第１の基板であるメイン基板８、等が設けられている。

そして、図１にも示すように、例えば第２の筐体５下端の左右中央には、例えば長円形のコネクタ用開口９が設けられ、このコネクタ用開口９の内部に、外部端子としての図示しないＵＳＢ端子が接続可能なＵＳＢコネクタ１０が設けられている。本実施形態では、コネクタ用開口９は、第２キャビネット４ｂのみで構成されているので、剛性が高く、防水効果も得られやすいが、ＵＳＢコネクタ１０は、コネクタ用開口９の内側からしか挿入できない構成となっている。ＵＳＢコネクタ１０の挿入部１０ａの外周には、Ｏリング１１が嵌められており、このＯリング１１がコネクタ用開口９の内面における、挿入部１０ａに対応した内径のコネクタ挿入用凹部９ａの内面に当接して防水効果が得られるようになっている。このように、挿入部１０ａ側は全周がコネクタ用開口９の内面に支持されている。

図４（ａ）及び図４（ｂ）にも示すように、ＵＳＢコネクタ１０の厚さ方向一方側には、ＵＳＢコネクタ１０の端子部１０ｂが硬質な絶縁性基材を有する第２の基板であるサブ基板１２に半田付されて固定されている。硬質な絶縁性基材としては、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシ、テフロン、セラミックスなどが知られている。本実施形態では、例えば、サブ基板１２に切欠１２ａを設け、この切欠１２ａにＵＳＢコネクタ１０に設けた突起部１０ｃを嵌め込んで固定するようにしている。ＵＳＢコネクタ１０の左右端部には、ボルト挿通孔１０ｄが形成されている。

本実施形態では、サブ基板１２には、金属製の弾性を有する複数のバネ接点１５が設けられている。バネ接点１５は、板バネ、線バネ等の弾性を有する導電体で構成されている。図示しないが、メイン基板８には、このバネ接点１５が当接して電気的に接続される接点が設けられている。この接点は、従来の基板対基板の接続方法に比べてメイン基板８上に占める面積が小さい。

ＵＳＢコネクタ１０は、例えば樹脂成形品よりなるコネクタホルダ１３に装着された状態で、第１キャビネット４ａにビス止めされている。具体的には、図３、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、サブ基板１２の切欠１２ａと反対側がコネクタホルダ１３に挿入された状態でそのビス挿通孔１３ａとＵＳＢコネクタ１０のボルト挿通孔１０ｄにビス１４を挿通して第１キャビネット４ａのボス部４ｄに締結することで、ＵＳＢコネクタ１０、サブ基板１２及びコネクタホルダ１３が第１キャビネット４ａに固定されるようになっている。第２キャビネット４ｂも一緒にビス止めしてもよい。この固定が行われるときに、図１に示すように、サブ基板１２のバネ接点１５がメイン基板８の接点に当接して確実に電気的に接続されるようになっている。

このように、本実施形態では、弾性を有するバネ接点１５によるＵＳＢコネクタ１０とメイン基板８との電気的接続を実現するので、従来の基板対基板コネクタの面倒な接続作業が無くなる上に、基板対基板接続に必要なメイン基板８上の設置スペースを削減できる。

また、フレキシブル基板に比べて硬質な基材を有するサブ基板１２の方がコスト面で有利である。

さらに、本実施形態では、サブ基板１２がＵＳＢコネクタ１０に堅固に固定されていると共に、コネクタホルダ１３と共に、第１キャビネット４ａにビス１４で締結されているので、ＵＳＢ端子の抜き差し時に端子部１０ｂの半田付部分に無理な力が加わって、接触が悪くなることはない。

したがって、本実施形態に係る携帯電話機１によると、フレキシブル基板を用いずにＵＳＢコネクタ１０とメイン基板８とを接続することにより、メイン基板８上の接続に必要な面積を少なくし、組立を容易にしながら、部品コストを低減することができる。

−実施形態２−
図６及び図７は本発明の実施形態の実施形態２を示し、バネ接点１５が設けられる位置が上記実施形態と異なる。なお、以下の各実施形態では、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

すなわち、本実施形態では、メイン基板８の背面側にバネ接点１５が設けられている。メイン基板８にバネ接点１５を設けても、従来のフレキシブル基板を用いた基板対基板の接続に比べて、設置面積は小さくて済む。

図７に示すように、サブ基板１２は、第１キャビネット４ａから突出する位置規制部１７に当接して位置を規制されている。このためコネクタホルダ１３を廃止でき、コストダウンと省スペース化とを実現できる。

ＵＳＢ端子の抜き差し時の荷重に対して、接点バネ１５の周囲の剛性は接点バネ１５が実装されている基板の厚さが厚い方が強度的に有利になる。このため、メイン基板８に接点バネ１５を設ける方が強度的に有利である。

また、サブ基板１２の実装エリアが小さくなるため、ＵＳＢ端子の抜き差し時の荷重に対する支点からの距離が小さくなり、耐久性が向上する。

さらに、バネ接点１５と擦れる基板が、より簡単な構造で小さなサブ基板１２であるため、たとえ長期使用等のために擦れによりサブ基板１２が不良となって交換することになっても、メイン基板８を修理する場合に比べて修理費用が安くて済む。

この実施形態では、ＵＳＢコネクタ１０が第１キャビネット４ａにビス１４で締結されるときに、サブ基板１２が位置規制部１７に当接して安定し、メイン基板８の背面のバネ接点１５が、サブ基板１２に当接して電気的に接続される。

したがって、本実施形態においても、メイン基板８上の接続に必要な面積を少なくし、組立を容易にしながら、部品コストを低減することができる。

−実施形態３−
図８は本発明の実施形態の実施形態３を示し、バネ接点１５の構成が異なる点で上記実施形態１及び２と異なる。

すなわち、本実施形態では、バネ接点１５は、メイン基板８の正面側に設けられ、その先端側の弾性力を発揮する部分が、メイン基板８に設けたバネ用貫通孔８ａを通って背面側へ延びている。

上記実施形態１と同様にコネクタホルダ１３と共にＵＳＢコネクタ１０が第１キャビネット４ａにビス１４で締結されるときに、メイン基板８の正面に設けたバネ接点１５から延びる先端部がサブ基板１２に当接して電気的に接続される。

したがって、本実施形態においても、メイン基板８上の接続に必要な面積を少なくし、組立を容易にしながら、部品コストを低減することができる。

−実施形態４−
図９は本発明の実施形態の実施形態４を示し、バネ接点の構成が異なる点で上記実施形態１〜３と異なる。

すなわち、本実施形態では、バネ接点は、メイン基板８に設けられたスプリングピンコネクタ１１５よりなる。このスプリングピンコネクタ１１５は、例えば、プランジャー１１５ａと、バネと、バレルとを有する汎用品で構成できる。

このスプリングピンコネクタ１１５は、通常の板バネよりなるバネ接点１５に比べてプランジャー１１５ａの可動範囲が広い上に、構造的にバネを潰そうとする荷重に対しても強いので、ＵＳＢ端子の抜き差し時に大きな力が加わったり、ビス１４の締付力が加わったりしても、バネが潰れにくいという利点がある。

また、ＵＳＢ端子の抜き差し時に大きな力が加わったときに、スプリングピンコネクタ１１５は、円柱形状であるので、第２の筐体５の厚さ方向の変化だけでなく、平面方向の位置変化にも追従しやすい点でも有利である。

−実施形態５−
図１０は本発明の実施形態の実施形態５を示し、メイン基板８に対するサブ基板１２の位置規制の構成が異なる点で上記実施形態１〜４と異なる。

すなわち、本実施形態では、ＵＳＢコネクタ１０の外周に位置規制突起１１７が形成されている。

例えば、位置規制突起１１７をＵＳＢコネクタ１０外周のコネクタ挿入用凹部９ａに当接する位置に設けることができる。また、それよりも内側（図１０の左側）において、図７と同様の位置で支持できるように、ＵＳＢコネクタ１０の外周に位置規制突起１１７を設けてもよい。これにより、コネクタホルダ１３を設ける必要が無くなり、構造が簡略化され、設計の制約条件が減って設計自由度が上がる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、外部端子は、ＵＳＢ端子としたが、マイクロＵＳＢ端子、イヤホン端子など他の外部端子でもよい。

また、上記実施形態では、ＵＳＢコネクタ１０にＯリング１１を設けて防水構造としているが、防水構造ではない電子機器では、必ずしもこのＯリング１１を設ける必要はない。その場合、コネクタ用開口９は、第１キャビネット４ａと第２キャビネット４ｂとの合わせ面に形成してもよい。

また、上記実施形態では、コネクタ用開口９は、第２キャビネット４ｂに設けたが、第１キャビネット４ａに設けてもよい。

また、上記実施形態では、ＵＳＢコネクタ１０を携帯電話機１の下端に設けたが、その位置は特に限定されない。

また、上記実施形態では、バネ接点１５が当接するのはメイン基板８であるとしたが、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、メイン基板８とコネクタ２０８ａにより電気的に接続された、フレキシブル基板などの別の基板２０８であってもよい。図１１（ａ）に示すように、フレキシブル基板の硬質な部分２０８ｂにバネ接点１５が当接してもよいし、図１１（ｂ）に示すように、フレキシブル基板２０８の軟質な部分２０８ｃにバネ接点１５が当接してもよい。また、図１１（ｃ）に示すように、メイン基板８がフレキシブル基板であって、その軟質な部分にバネ接点１５が当接してもよいし、図１１（ｄ）に示すように、メイン基板８の一部がフレキシブル基板２０８であって、その軟質な部分にバネ接点１５が当接してもよい。軟質な部分にバネ接点１５が当接する場合には、バネ接点１５の当接面とは反対面は、硬質材料で受けるとよい。

また、バネ接点１５は、実施形態２のようにフレキシブル基板２０８側に設けてもよい。

上記実施形態では、電子機器は、折畳み式の携帯電話機１としたが、第１の筐体が第２の筐体に対してスライド移動可能なスライド式携帯電話機であってもよく、その場合にＵＳＢコネクタ１０はいずれの筐体に設けられていてもよい。また、スマートフォンのようなストレートタイプの１つの筐体で構成されていてもよい。

また、電子機器は、タブレット端末、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System ）、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、パソコン、モバイルツール、電子辞書、電卓、ゲーム機等であってもよく、液晶ディスプレイ、液晶テレビ、ブルーレイ（ＤＶＤ）レコーダ等であってもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、各実施形態に記載された技術的特徴は、互いに組合せ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 携帯電話機（電子機器）
２ 表示部
２ａ 保護カバー
２ｂ 表示パネル
２ｃ ベゼル
３ 第１の筐体
３ａ 背面カバー
４ａ 第１キャビネット
４ｂ 第２キャビネット
４ｃ 電池カバー
４ｄ ボス部
５ 第２の筐体
６ ヒンジ部
７ 充電池
８ メイン基板（第１の基板）
８ａ バネ用貫通孔
９ コネクタ用開口
９ａ コネクタ挿入用凹部
１０ ＵＳＢコネクタ（外部接続コネクタ）
１０ａ 挿入部
１０ｂ 端子部
１０ｃ 突起部
１０ｄ ボルト挿通孔
１１ Ｏリング
１２ サブ基板（第２の基板）
１２ａ 切欠
１３ コネクタホルダ
１３ａ ビス挿通孔
１４ ビス
１５ バネ接点
１７ 位置規制部
１１５ スプリングピンコネクタ（バネ接点）
１１５ａ プランジャー
１１７ 位置規制突起

Claims (3)

1. 外部端子を接続可能な外部接続コネクタを有する電子機器において、
   第１の基板と、
   上記第１の基板が内蔵され、上記外部接続コネクタを露出させるコネクタ用開口を有すると共に、該外部接続コネクタを保持する筐体と、
   硬質な基材を有し、上記外部接続コネクタに電気的に接続される第２の基板と、
   上記第１の基板及び上記第２の基板の一方に設けられ、上記第１の基板及び上記第２の基板の他方の接続端子に当接するバネ接点とを備えている
   ことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   上記外部接続コネクタが上記第２の基板と共に嵌め込まれた状態で、上記筐体に装着されるコネクタ用ホルダを備えている
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項１に記載の電子機器において、
   上記外部接続コネクタの外周に上記筐体の内面に当接して上記第１の基板に対する上記第２の基板の位置決めをする位置決め用突起が形成されている
   ことを特徴とする電子機器。