JP7261330B1

JP7261330B1 - 電子機器

Info

Publication number: JP7261330B1
Application number: JP2022017057A
Authority: JP
Inventors: 誠仁山崎; 英志塚本; 穣 ▲高▼尾
Original assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Current assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Priority date: 2022-02-07
Filing date: 2022-02-07
Publication date: 2023-04-19
Anticipated expiration: 2042-02-07
Also published as: JP2023114630A; US20230251686A1; CN116561830A

Abstract

【課題】カバー部材の取り外しを確実に検出することのできる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器１０のネジ固定部１２は、ネジと、下カバー２１に形成されてネジ３０が挿通するネジ孔３２と、上カバー２２に設けられてネジ３０が螺合するスタッド３４と、メイン基板２４における下カバー２１とスタッド３４との間に介在する箇所でネジ３０が挿通する基板孔３６と、下カバー２１とメイン基板２４との間に介在してネジ３０の周囲に設けられる導電スポンジ３８と、メイン基板２４の表面で基板孔３６を囲むようにして対向配置されて、ネジ３０の締結によって導電スポンジ３８が接触して導通する接点対４０とを有する。複数の接点対４０が直列に接続された直列回路４６の一端はグランド４８に接続されており、他端はプル抵抗５０を介して電源５２に接続されるとともに入力端子２４ｂａに接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、第１カバーと第２カバーとがネジ固定部によって固定されている筐体内に電子基板を有する電子機器に関する。

ノートブック型のパーソナルコンピュータ（ノート型ＰＣ）やタブレット型のパーソナルコンピュータ（タブレット型ＰＣ）等の電子機器の筐体には、２つのカバー部材を重ねて連結することで扁平箱状に構成した構造が広く用いられている。

ノート型ＰＣでは、キーボードを設けた本体筐体として、上下２つのカバー部材を重ね、両筐体部材をネジ止めした構造体が用いられており、その内部空間にＣＰＵ、メモリ、バッテリ等の電子部品が収納されている。

ところでネジはドライバーによって簡単に外すことができ、誰でもカバー部材を分解して内部の操作が可能になってしまうことから、不用意な操作がなされないようにカバーが分解されたことを検知するタンパースイッチを設けることがある。カバーが外されたことをタンパースイッチが検出すると画面上で所定のパスワード入力を求めて、権限のない者による内部の操作を防止することができる。

特許６９８６６０７号公報

上記のようなタンパースイッチはある程度のコストを要し、電子機器の一層の低廉化にはタンパースイッチを省略することが望ましい。タンパースイッチを省略する手段としては、２つのカバー部材を固定しているネジ固定部に所定の電気的構成を設けてネジが外されたことを検出すればよい。

しかしながら、一般的なノートブック型のコンピュータで１か所のネジ固定部にネジ取り外しの検出機構を設けても、他のネジ固定部のネジを取り外せば２つのカバー部材は検出機構のあるネジ固定部を中心に相対的に回転させることも可能であり、内部が露呈されてしまう。また、ネジ検出機構が１か所だけであると誤検出の懸念がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、２つのカバー部材の取り外しを確実に検出することのできる電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様に係る電子機器は、第１カバーと第２カバーとがネジ固定部によって固定されている筐体内に電子基板を有する電子機器であって、前記ネジ固定部は、ネジと、前記第１カバーに形成されて前記ネジが挿通するネジ孔と、前記第２カバーに設けられて前記ネジが螺合するスタッドと、前記電子基板における前記第１カバーと前記スタッドとの間に介在する箇所で前記ネジが挿通する基板孔と、前記第１カバーまたは前記スタッドと前記電子基板との間に介在して前記ネジの周囲に設けられる導通体と、前記電子基板における前記導通体と対面する側の表面で前記基板孔を囲むようにして対向配置されて、前記ネジの締結によって前記導通体が接触して導通する接点対と、を有し、前記ネジ固定部は複数設けられ、複数の前記接点対は直列に接続された直列回路を形成し、前記直列回路の一端は電源の一方の電極に接続されており、前記直列回路の他端はプル抵抗を介して前記電源の他方の電極に接続されるとともにコントローラチップの入力端子に接続されている。

このような電子機器によれば、コントローラチップの入力端子に印加される電圧によって複数のネジ固定部における接点対の状態を一括的に検出することができる。また、ねじ固定部は複数設けられていることから、１か所のネジ固定部を中心に２つのカバー部材を相対的に回転させて内部が露呈させるような場合にも、他のネジ固定部の接点対が非導通となることから検出が可能となり、２つのカバー部材の取り外しを確実に検出することができる。

前記ネジ固定部は前記接点対と並列接続される分圧抵抗を有し、前記入力端子はアナログ入力可能な端子であってもよい。このように各接点対に分圧抵抗を設けることにより、非導通となる箇所数の検知が可能となる。

前記コントローラチップは、入力端子に印加される電圧から前記接点対が非導通となっている箇所数を検知し、該個所数が２以上であるときに操作制限処理を行ってもよい。これにより、１か所だけの非導通では操作制限処理を行わず、誤検出および誤処理を防止することができる。

前記分圧抵抗のそれぞれの抵抗値は、自身を除く他の前記分圧抵抗のうち任意の１以上の合計抵抗値と異なっていてもよい。このような構成によれば非導通となった接点対の箇所を特定することができる。

前記導通体は導電スポンジであってもよい。導電スポンジは導電性および弾性を有していて好適である。

前記筐体は矩形であって、前記ネジ固定部は、少なくとも前記筐体における３つの縁に沿った箇所に設けられていてもよい。３つの縁は振動モードが異なるため、何らかの振動が加わったときの影響によって仮に１か所の接点対が非導通となっても他の箇所では振動の影響を受けることがなく、誤検出を防止することができる。

本発明の上記態様によれば、ネジ固定部が複数設けられていることから、第１カバーと第２カバーとの取り外しを確実に検出することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器の斜視図である。図２は、斜め下方向から見た本体筐体の分解斜視図である。図３は、ネジ固定部の断面側面図である。図４は、ネジ固定部の一部断面模式斜視図である。図５は、接点対とエンベデッドコントローラとの接続態様を示す回路図である。図６は、下カバーと上カバーとが閉じている状態における接点対とエンベデッドコントローラとの接続態様を示す回路図である。図７は、下カバーと上カバーとの間で一部が開いている状態における接点対とエンベデッドコントローラとの接続態様を示す回路図である。図８は、変形例にかかる回路図である。

以下に、本発明にかかる電子機器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態である電子機器１０を示す斜視図である。電子機器１０はノート型ＰＣである。本発明はデスクトップ型ＰＣ、タブレット型ＰＣ、スマートフォン又は携帯電話等、各種電子機器に利用可能である。また、本発明は、例えば折り畳み可能なディスプレイ（有機ＥＬタイプなど）を備える、いわゆるフォルダブル型ＰＣにも適用可能である。

図１に示すように、電子機器１０は、キーボード装置１６やタッチパッド１７等の入力手段を有する本体筐体１４と、液晶ディスプレイ等からなるディスプレイ装置１８を有する矩形平板状のディスプレイ筐体２０とを備える。

本体筐体（筐体）１４は、下カバー（第１カバー）２１と上カバー（第２カバー）２２とを連結した扁平矩形の箱状である。下カバー２１および上カバー２２はネジ固定部１２によって固定されて本体筐体１４を構成している。下カバー２１および上カバー２２は、例えば樹脂材である。本体筐体１４の内部にはメイン基板（電子基板）２４やバッテリ２６（図２参照）等の各種電子部品が収納されている。キーボード装置１６及びタッチパッド１７は、本体筐体１４の上面を構成する上カバー２２の中央部分に配設されている。

ディスプレイ筐体２０は、本体筐体１４の後縁部に対してヒンジ２３を介して開閉可能に連結されており、ヒンジ２３を通過した図示しないケーブルにより本体筐体１４と電気的に接続されている。ディスプレイ装置１８は、例えば液晶ディスプレイである。

図２は、斜め下方向から見た本体筐体１４の分解斜視図である。図２に示すように本体筐体１４における上カバー２２には、メイン基板２４、バッテリ２６、ファン２７などが収納されている。メイン基板２４にはＣＰＵ２４ａ、エンベデッドコントローラ（コントローラチップ）２４ｂが実装されている。

ＣＰＵ２４ａは、ＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）に基づいて電子機器１０の全体を統括的に制御する。エンベデッドコントローラ２４ｂは、ＢＩＯＳ（ＢａｓｉｃＩｎｐｕｔＯｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍ）やＵＥＦＩ（ＵｎｉｆｉｅｄＥｘｔｅｎｓｉｂｌｅＦｉｒｍｗａｒｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ）に基づいて基本的な処理を行うものである。エンベデッドコントローラ２４ｂの電力はいわゆるリアルタイムクロック電源であり、バッテリ２６以外に所定のバックアップ電池からも供給され、電子機器１０の非起動時やスリープ時にも動作が可能となっている。エンベデッドコントローラ２４ｂはメイン基板２４とは異なるサブ基板に設けられていてもよい。

ネジ固定部１２は、本体筐体１４の後縁１４ａに沿った箇所と、両側の側縁１４ｂに沿った箇所と、後縁１４ａと側縁１４ｂとの隅部の各近傍の合計５箇所に設けられている。ネジ固定部１２は２か所以上設けられているものとする。

図３は、ネジ固定部１２の断面側面図である。図４は、ネジ固定部１２の一部断面模式斜視図である。ネジ固定部１２は、ネジ３０、ネジ孔３２、スタッド３４、基板孔３６、導電スポンジ（導通体）３８、接点対４０、および分圧抵抗４２を有する。

ネジ孔３２は、下カバー２１に形成されておりネジ３０が挿通する箇所である。ネジ孔３２は下カバー２１における凹部４４の底壁４４ａに形成されている。スタッド３４は、ネジ３０が螺合するものであり上カバー２２における内面２２ａに固定されている。基板孔３６はネジ３０が挿通する箇所であり、メイン基板２４における下カバー２１の底壁４４ａとスタッド３４との間に介在する箇所に形成されている。メイン基板２４には複数の凸部２４ｃ（図２参照）があり、基板孔３６のいくつかは凸部２４ｃに形成されている。

導電スポンジ３８は導電性および弾性を有するスポンジである。導電スポンジ３８は下カバー２１の底壁４４ａとメイン基板２４との間に介在しており、ネジ３０におけるネジ部３０ａの周囲を囲んでいる。導電スポンジ３８は円環状であり、底壁４４ａとメイン基板２４とによって弾性的に挟持される適度な厚みを有する。導電スポンジ３８は、接着剤または粘着テープなどによって底壁４４ａに固定されている。下カバー３８とメイン基板２４との間でネジ３０の周囲に設けられる導通体としては導電スポンジ３８以外にも、金属ワッシャ、金属箔、底壁４４ａの内面の金属メッキなどとしてもよい。

接点対４０は２つのランド４０ａから構成されている。２つのランド４０ａは、１８０度よりやや角度の小さい略円弧形状である。２つのランド４０ａは、メイン基板２４における導電スポンジ３８と対面する側の表面（この実施例の場合は下面２４ｄ）で基板孔３６を囲むようにして狭い隙間を介して対向配置されており、ネジ３０の締結によって導電スポンジ３８が接触することにより導通する。分圧抵抗４２は接点対４０に対して並列接続されている。分圧抵抗４２はメイン基板２４に表面実装されている。下カバー２１の下面は絶縁塗膜２１ａで覆われている。図４では、接点対４０およびその接続ラインを認識しやすいようにドット地で示している。

図５は、接点対４０とエンベデッドコントローラ２４ｂとの接続態様を示す回路図である。５つの接点対４０は直列に接続された直列回路４６を形成している。直列回路４６の一端はグランド４８（電源の一方の電極）に接続されている。直列回路４６の他端はプル抵抗５０を介して電源５２（電源の他方の電極）に接続されているとともにエンベデッドコントローラ２４ｂの入力端子２４ｂａに接続されている。入力端子２４ｂａはアナログ入力が可能な端子である。電源５２は上記のリアルタイムクロック電源である。

図５～図８では各ネジ固定部１２における分圧抵抗４２に抵抗値を示す符号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を付している。また、プル抵抗５０の抵抗値はＲ０とする。分圧抵抗４２のそれぞれの抵抗値は、自身を除く他の分圧抵抗４２のうち任意の１以上の合計抵抗値と異なっている。例えば、抵抗値Ｒ１は他の抵抗値Ｒ２～Ｒ５と異なるとともに、抵抗値Ｒ２～Ｒ５のうち２以上の合成抵抗値とも異なっている。

図６は、下カバー２１と上カバー２２とが閉じている状態における接点対４０とエンベデッドコントローラ２４ｂとの接続態様を示す回路図である。図６、図７では、電流の流れを矢印で示している。このように、下カバー２１と上カバー２２とが５つのネジ固定部１２によって固定されて閉じた状態では、各接点対４０は導電スポンジ３８が当接することにより導通するため、エンベデッドコントローラ２４ｂで検出する入力電圧は０Ｖになる。エンベデッドコントローラ２４ｂでは、入力端子２４ｂａの電圧が０Ｖであることにより、下カバー２１と上カバー２２とが５つのネジ固定部１２によって固定されて閉じた状態になっていることを認識可能となっている。

図７は、下カバー２１と上カバー２２との間で一部が開いている状態における接点対４０とエンベデッドコントローラ２４ｂとの接続態様を示す回路図である。このように、抵抗値Ｒ２，Ｒ４の分圧抵抗４２に対応するネジ固定部１２でネジ３０が外されて導電スポンジ３８が存在しなくなると、この部分の接点対４０は非導通となる。そうすると、電流の流れは矢印で示すように、接点対４０が非導通となっている箇所ではバイパスするように分圧抵抗４２を流れることになる。そのため、入力端子２４ｂａには抵抗値Ｒ０と抵抗値（Ｒ２＋Ｒ４）とによる分圧が印加されるため、エンベデッドコントローラ２４ｂでは、下カバー２１と上カバー２２との間で一部が開いている状態であることが認識される。この場合、エンベデッドコントローラ２４ｂの作用下に、画面上で所定のパスワード入力を求め、正しいパスワードが入力されない場合には所定の操作制限処理を行い権原のない者による操作を防止する。

エンベデッドコントローラ２４ｂでは、入力端子２４ｂａの入力の電圧値に基づいて５つのネジ固定部１２のうちネジ３０および導電スポンジ３８が外されて接点対４０が非導通状態となっている箇所数の認識が可能であり、該箇所数が所定数以上（例えば、２か所以上）であると認識したときに上記のパスワード入力要請を介して操作制限処理を行うものとする。これにより、レアケースではあるが振動などによる何らかの要因により１か所だけ接点対４０が非導通となることがあっても誤検出および誤処理を防止することができる。

上記のとおり分圧抵抗４２の各抵抗値は異なっているため、エンベデッドコントローラ２４ｂでは入力端子２４ｂａの入力電圧により５つのネジ固定部１２のうちネジ３０および導電スポンジ３８が外されているのがどの箇所であるか特定することができる。また、各抵抗値は、自身を除く他の分圧抵抗４２のうち任意の１以上の合計抵抗値と異なって設定されていることから、所定の１か所の接点対４０が非導通になったことと、他の複数個所の接点対４０が非導通になったこととを区別して検出することができる。この特定により、例えば、いずれかの箇所の接点対４０が頻繁に非導通となるような場合に当該箇所に機械的不具合が発生していると判断してその後の検出処理に反映させたり、または事後的設計の参考データとして用いることができる。

本実施例ではネジ固定部１２が５箇所に設けられているが、少なくとも本体筐体１４における３つの縁、つまり後縁１４ａおよび両側の側縁１４ｂに沿った３箇所に設けられているとよい。各縁は位置や向きが異なっていることから振動モードが異なり、何らかの振動が加わったときの影響によって仮に１か所の接点対４０が非導通となっても他の箇所では振動の影響を受けることがなく、誤検出を防止することができる。

エンベデッドコントローラ２４ｂではネジ固定部１２が複数（例えばＮ箇所）設けられており、全てのネジ固定部１２のうち１か所以外（Ｎ―１箇所）の接点対４０が非導通となったときにも当然に操作制限処理を行う。このため、１か所だけはネジ３０をわずかに緩めておき、他の全てのネジ固定部１２のネジ３０を取り外して、ネジ３０を緩めた箇所を中心として下カバー２１を回転させて本体筐体１４の内部を露呈させたとしても、ネジ３０を取り外した４箇所の状態に基づいてエンベデッドコントローラ２４ｂは操作制限処理を正しく実行することができる。

なお設計条件によるが、このような下カバー２１を回転させて本体筐体１４の内部を露呈させることに対処するだけのためには、複数のネジ固定部１２のうち１か所でも接点対４０が非導通となったときに操作制限処理を行なえばよく、接点対４０が非導通となった箇所の特定や箇所数の認識は不要であるため、各ネジ固定部１２における分圧抵抗４２は省略してもよい。また、この場合、エンベデッドコントローラ２４ｂの入力端子２４ｂａに印加される電圧は二値的なものとなることから、デジタル入力端子を用いてもよい。

このように、電子機器１０においては、ネジ固定部１２が複数設けられていることから、下カバー２１の取り外しを確実に検出することができる。また、ネジ固定部１２の接点対４０は直列に接続されていることから、エンベデッドコントローラ２４ｂでは、１つの入力端子２４ｂａで状態監視をすることができる。

図８は、変形例にかかる回路図である。図８に示す回路図では図５に示すものと逆極性になるように接続されている。つまり、直列回路４６の一端は電源５２に接続されており、他端はプル抵抗５０を介してグランド４８に接続されているとともに入力端子２４ｂａに接続されている。このような回路であっても、極性が異なるだけであって上記と同様の作用効果が得られる。

なお、上記の実施例では接点対４０がメイン基板２４の下面２４ｄに設けられて導電スポンジ３８がメイン基板２４と第１カバー４４の一部である底壁４４ａとの間に介在しているものとしたが、逆に図３の仮想線で示すように、接点対４０がメイン基板２４の上面２４ｅに設けられて導電スポンジ３８がメイン基板２４とスタッド３４との間に介在していてもよい。つまり、導電スポンジ３８はメイン基板２４における接点対４０が設けられている表面と第１カバー４４またはスタッド３８との間に介在すればよい。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０電子機器
１２ネジ固定部
１４本体筐体（筐体）
１４ａ後縁
１４ｂ側縁
２１下カバー（第１カバー）
２２上カバー（第２カバー）
２３ヒンジ
２４メイン基板（電子基板）
２４ｂエンベデッドコントローラ
２４ｂａ入力端子
３０ネジ
３２ネジ孔
３４スタッド
３６基板孔
３８導電スポンジ（導通体）
４０接点対
４０ａランド
４２分圧抵抗
４４凹部
４４ａ底壁
４６直列回路
４８グランド
５０プル抵抗
５２電源

Claims

第１カバーと第２カバーとがネジ固定部によって固定されている筐体内に電子基板を有する電子機器であって、
前記ネジ固定部は、
ネジと、
前記第１カバーに形成されて前記ネジが挿通するネジ孔と、
前記第２カバーに設けられて前記ネジが螺合するスタッドと、
前記電子基板における前記第１カバーと前記スタッドとの間に介在する箇所で前記ネジが挿通する基板孔と、
前記第１カバーまたは前記スタッドと前記電子基板との間に介在して前記ネジの周囲に設けられる導通体と、
前記電子基板における前記導通体と対面する側の表面で前記基板孔を囲むようにして対向配置されて、前記ネジの締結によって前記導通体が接触して導通する接点対と、
を有し、
前記ネジ固定部は複数設けられ、複数の前記接点対は直列に接続された直列回路を形成し、
前記直列回路の一端は電源の一方の電極に接続されており、前記直列回路の他端はプル抵抗を介して前記電源の他方の電極に接続されるとともにコントローラチップの入力端子に接続されている
ことを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
前記ネジ固定部は前記接点対と並列接続される分圧抵抗を有し、
前記入力端子はアナログ入力可能な端子である
ことを特徴とする電子機器。
請求項２に記載の電子機器において、
前記コントローラチップは、入力端子に印加される電圧から前記接点対が非導通となっている箇所数を検知し、該箇所数が２以上であるときに操作制限処理を行うこと
を特徴とする電子機器。
請求項２または３に記載の電子機器において、
前記分圧抵抗のそれぞれの抵抗値は、自身を除く他の前記分圧抵抗のうち任意の１以上の合計抵抗値と異なっている
ことを特徴とする電子機器。
請求項１～４のいずれか１項に記載の電子機器において、
前記導通体は導電スポンジである
ことを特徴とする電子機器。
請求項１～５のいずれか１項に記載の電子機器において、
前記筐体は矩形であって、
前記ネジ固定部は、少なくとも前記筐体における３つの縁に沿った箇所に設けられている
ことを特徴とする電子機器。