| 【発明の名称】 |
電子機器の配線基板保持装置とビデオカメラ |
| 【発明者】 |
【氏名】朏島 秀樹
|
| 【要約】 |
【課題】配線基板に加えられる垂直方向の荷重によって、その配線基板が撓むことを防止すること。
【解決手段】シャーシ５の上方位置に水平に配置された配線基板２２とそのシャーシ５との間にモールド部品で構成された補強部品３２を介在されて、その補強部品３２に一体成形した複数の基板支持部３１Ａ、３１Ｂで上記荷重を下方から受け止めるようにしたもの。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】プレス部品で構成された外装部品と、上記外装部品と平行に配置され、かつ、上記外装部品側に向けて垂直方向の荷重が加えられる配線基板と、上記配線基板に加えられる垂直方向の荷重をその配線基板の上記外装部品側から受け止める基板支持部とを備えたことを特徴とする電子機器の配線基板保持装置。
【請求項２】請求項１に記載の電子機器の配線基板保持装置において、上記基板支持部を上記外装部品に形成したことを特徴とする電子機器の配線基板保持装置。
【請求項３】プレス部品で構成された外装部品と、上記外装部品の上部に平行に配置された第１配線基板と、上記第１配線基板上にボード・ツー・ボードコネクタによって垂直状に、かつ、脱着可能に接続された第２配線基板と、上記外装部品と上記第１配線基板との間に配置され、上記外装部品側に向けて上記第１配線基板に加えられる垂直方向の荷重をその第１配線基板の上記外装部品側から受け止める補強部品とを備えたことを特徴とする電子機器の配線基板保持装置。
【請求項４】請求項２に記載の電子機器において、上記補強部品を合成樹脂等で成形したことを特徴とする電子機器の配線基板保持装置。
【請求項５】請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４に記載の配線基板保持装置を備えたことを特徴とするビデオカメラ。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ＣＣＤビデオカメラ等に適用するのに最適な電子機器の配線基板保持装置とビデオカメラの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電子機器の一例であるＣＣＤビデオカメラにおける角筒型のカメラ筐体内には配線基板保持装置が収納されている。そして、この配線基板保持装置には、シャーシ上等にネジ止めしたマザーボード等の第１配線基板の上部に信号処理系等の複数の第２配線基板をそれぞれボード・ツー・ボードコネクタによって垂直状に、かつ、脱着可能に接続する方式が多く、この方式によれば、配線基板保持装置全体をコンパクトに構成することができる。しかし、例えば、振動等の条件が過酷なＦＡ（ファクトリーオートメーション）装置や自動車等にＣＣＤビデオカメラ等の電子機器を搭載した場合には、外部振動によってボード・ツー・ボードコネクタ部分が離脱し易いために、複数の第２配線基板の上端側をそれぞれシャーシにネジ止めしておく必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、複数の第２配線基板をそれぞれシャーシにネジ止めする方式は、構造が複雑であり、組立や分解が不便であり、生産性が低い。また、複数の第２配線基板の上端側をシャーシにネジ止めしない場合には、これら複数の配線基板に搭載される多数の電子部品の総合荷重等の自重による垂直方向の荷重が水平な第１配線基板に加えられて大きな負荷となり、その第１配線基板に撓みが発生して、配線パターンの剥離やコネクタ端子部へのクラック発生等の問題を引き起す可能性が非常に高くなる。
【０００４】本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、配線基板に加えられる垂直方向の荷重によって、その配線基板に撓みが発生することを未然に防止できるようにした電子機器の配線基板保持装置とビデオカメラを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するための本発明の電子機器の配線基板保持装置は、配線基板に加えられる垂直方向の荷重を外装部品側から受け止める基板支持部を設けたものである。
【０００６】上記のように構成された本発明の電子機器の配線基板保持装置は、配線基板に加えられる垂直方向の荷重を外装部品側から基板支持部で受け止めることができるので、その荷重が負荷になって第１配線基板が撓むことを未然に防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したＣＣＤビデオカメラの実施の形態を図を参照して説明する。
【０００８】まず、図９は、電子機器及びビデオカメラの一例であるＣＣＤビデオカメラ１全体を示したものであって、このＣＣＤビデオカメラ１の筐体であるカメラ筐体２は、外装部品を構成しているフロントパネル３と、リアパネル４と、ボトムカバーを兼用するシャーシ５と、トップカバー６とによって角筒型の中空構造に構成されている。そして、フロントパネル３及びリアパネル４はアルミニウム等のダイカスト部品等にて構成されていて、シャーシ５は板金等のプレス部品やアルミニウム等のダイカスト部品で構成され、トップカバー６は板金等のプレス部品で構成されている。そして、シャーシ５及びトップカバー６の前後両端を複数のネジ７によってフロントパネル３及びリアパネル４に締結して角筒型のカメラ筐体２を構成している。そして、フロントパネル３にはレンズマウント部１０が一体成形されていて、リアパネル４には入出力端子１１や複数の調整用スイッチ類等が取り付けられている。
【０００９】次に、図５及び図６はカメラ筐体２の内部に収納された配線基板保持装置２１全体を示したものであって、マザーボードである第１配線基板２２をシャーシ５の上部に水平状に配置して、その第１配線基板２２の前後両端の四隅をシャーシ５の上部に４つのスペーサ２３を介して４本のネジ（図示せず）で締結するか、又は、その第１配線基板２２の前後両端の四隅をフロントパネル３及びリアパネル４に一体成形された基板取付部上に４本のネジ（何れも図示せず）によって締結する。ＳＧ基板、ＰＳ基板及びＰＲ基板等の信号処理系の配線基板で構成された複数の第２配線基板２４を第１配線基板２２上にカメラ筐体２の長さ方向（光軸方向）と平行状に立てるようにして、これら複数の第２配線基板２４をそれぞれボード・ツー・ボードコネクタ２５によって第１配線基板２２上に垂直方向から脱着可能に接続している。
【００１０】そして、合成樹脂等のモールド部品によってほぼ角柱状に構成された１つ又は２つの保持部材２９Ａ、２９Ｂを複数の第２配線基板２４の第１配線基板２２側とは反対側の端部である上端部２４ａの上部間に直角状に架設する。そして、シリコンゴム等の弾性部材で構成された１つ又は複数の押圧部材２６Ａ、２６Ｂを各保持部材２９Ａ、２９Ｂの上部に配置して、これらの押圧部材２６Ａ、２６Ｂをトップカバー６で上方から押圧させた状態で、そのトップカバー６とシャーシ５とをネジで締結させることによって、これらの押圧部材２６Ａ、２６Ｂの圧縮反発力である弾性力によって複数の第２配線基板２４の上端部２４ａを垂直方向から第１配線基板２２側に矢印Ａ方向に押圧している。この際、押圧部材２６Ａ、２６Ｂは保持部材２９Ａ、２９Ｂ上に接着しても良いが、押圧部材２６Ａ、２６Ｂはトップカバー６の内面（下面）に接着されることが多い。
【００１１】そして、これらの保持部材２９Ａ、２９Ｂの下面に形成した複数の基板嵌合溝３０を複数の第２配線基板２４の上端部２４ａに嵌合させることによって、これら複数の第２配線基板２４を一定間隔に正確に保持していて、第１配線基板２２に対する複数の第２配線基板２４の垂直度を確保している。
【００１２】ところで、図６に示すように、各ボード・ツー・ボードコネクタ２５は第１配線基板２２側に半田付けされる雌側コネクタ２５Ａと、第２配線基板２４側に半田付けされる雄側コネクタ２５Ｂとによって構成されている。そして、図７及び図８に示すように、雌側コネクタ２５Ａは合成樹脂等にて成形されたインシュレータ４１Ａを有し、そのインシュレータ４１Ａの上面に開口した多数の空洞部４２Ａ内にジャック状のコンタクト４３Ａを多数配置したものである。そして、その多数のコンタクト４３Ａの基端部４４Ａを第１配線基板２２のランド部に半田付けして固定及び配線されている。また、雄側コネクタ２５Ｂは合成樹脂等にて成形されたインシュレータ４１Ｂを有し、そのインシュレータ４１Ｂの下面に開口した１つの空洞部４２Ｂ内ににプラグ状のコンタクト４３Ｂを多数配置したものである。そして、その多数のコンタクト４３Ｂの基端部４４Ｂを第２配線基板２４のランド部に半田付けして固定及び配線されている。
【００１３】そして、このボード・ツー・ボードコネクタ２５は、雄側コネクタ２５Ｂのインシュレータ４１Ｂの空洞部４２Ｂを雌側コネクタ２５Ａのインシュレータ４１Ａの外周に上方から差し込むことによって、これらの多数のコンタクト４３Ａ、４３Ｂを垂直方向から相互に接続するように構成されている。しかし、この雌側コネクタ２５Ａへの雄側コネクタ２５Ｂの差し込み時に、これらの多数のコンタクト４３Ａ、４３Ｂに押圧による負荷が加えられると、第１、第２配線基板２２、２４のコンタクト４３Ａ、４３Ｂの半田部に負荷が集中して、その半田部にクラックや断線等の不良が発生し易いものである。
【００１４】そこで、例えば、図４に示すように（但し、この図４では基板押圧方法を説明し易いように保持部材２９Ａ、２９Ｂを除去して図示してある。）、複数の第２配線基板２４の第１配線基板２２側の端部である下端部２４ｂに一定間隔Ｌ2 を隔てて一体に形成した一対の突起部２８Ａ、２８Ｂをボード・ツー・ボードコネクタ２５の長さ方向の両側に位置している。そして、ボード・ツー・ボードコネクタ２５の雄側コネクタ２５Ｂを雌側コネクタ２５Ａに矢印Ａ方向から差し込む際に、その差し込み終了時点で、複数の第２配線基板２４の一対の突起部２８Ａ、２８Ｂをボード・ツー・ボードコネクタ２５の両側位置にて第１配線基板２２上に突き当てるように構成したものである。
【００１５】このようにして、ボード・ツー・ボードコネクタ２５の差し込み終了時点で、複数の第２配線基板２４の一対の突起部２８Ａ、２８Ｂを第１配線基板２２上に突き当てると、複数の第２配線基板２４による矢印Ａ方向の押圧による負荷をボード・ツー・ボードコネクタ２５から安全に逃がすことができるので、このボード・ツー・ボードコネクタ２５の図５及び図６に示した多数のコンタクト４３Ａ、４３Ｂの半田部に押圧による負荷が集中して、その半田部にクラックや断線等の不良が発生することを未然に防止することができる。
【００１６】しかし、図４に示すように、２つの押圧部材２６Ａ、２６Ｂによって複数の第２配線基板２４を第１配線基板２２側に矢印Ａ方向から弾性的に押圧する場合、一方の押圧部材２６Ａが一方の突起部２８Ａより外側に距離Ｌ1 外れた場合には、以下の問題が懸念される。即ち、この押圧部材２６Ａ、２６Ｂの矢印Ａ方向の押圧力Ｐ1、Ｐ2により、一方の突起部２８Ａを支点とした回転モーメントが発生する。ここで、コネクタ押圧方向の回転モーメント＝Ｐ2 ×Ｌ2コネクタ離脱方向の回転モーメント＝Ｐ1 ×Ｌ1とした場合、Ｐ1 ≒Ｐ2 、Ｌ2 ＞Ｌ1 から、Ｐ2 ×Ｌ2 ＞Ｐ1 ×Ｌ1 となり、第１配線基板２２は回転することはないが、ボード・ツー・ボードコネクタ２５に関して見れば、押圧する力に対して絶えず逆方向の回転モーメントが働くために、適正な押圧力を得ることができなくなる。
【００１７】また、２つの押圧部材２６Ａ、２６Ｂには経時変化による塑性変形を起して弾性力の低減、更には、弾性力が全く発生しなくなる場合も想定されるため、仮に、一方の押圧部材２６Ａが塑性変形していない弾性部材であり、他方の押圧部材２６Ｂが塑性変形した弾性部材である場合には、一方の突起部２８Ａを支点とした多大の回転モーメントＰ1 ×Ｌ1 が発生することになる。そして、この回転モーメントＰ1 ×Ｌ1 によって第２配線基板２４が回転して、ボード・ツー・ボードコネクタ２５に大きな負荷がかかると共に、ボード・ツー・ボードコネクタが外れてしまい、接続がなされなくなってしまう。
【００１８】また、２つの押圧部材２６Ａ、２６Ｂはトップカバー６の内面に接着されて固定される方法がとられることが多く、この場合、接着力が経時変化やカメラ筐体２の温度上昇等で低下し、調整や分解、修理等の目的でトップカバー６を外した際に、２つの押圧部材２６Ａ、２６Ｂのうちの他方２６Ｂが剥れて脱着してしまうことが懸念される。そして、その押圧部材２６Ｂの脱落に気づかずにトップカバー６を取り付けてしまった場合には、一方の押圧部材２６Ａによって上記同様の多大の回転モーメントＰ1 ×Ｌ1 が発生してしまう。
【００１９】但し、以上述べた問題は、図４に示すように、一方の押圧部材２６Ａが一方の突起部２８Ａの外側に外れた時だけではなく、２つの押圧部材２６Ａ、２６Ｂが共に２つの突起部２８Ａ、２８Ｂの外側に外れた場合においても、部品公差等により、Ｐ1 ≒Ｐ2 、Ｌ1 ≒Ｌ2 となるために回転モーメントＰ1 ×Ｌ1 とＰ2 ×Ｌ2 のバランスが崩れて第２配線基板２４が回転してしまうことになり、上述同様の症状が発生することになる。
【００２０】そこで、更なる改良を加えて、例えば、図３に示すように（但し、この図３では基板押圧方法を説明し易いように保持部材２９Ａ、２９Ｂを除去して図示してある。）、２つの押圧部材２６Ａ、２６Ｂを２つの突起部２８Ａ、２８Ｂの真上位置、若しくは２つの突起部２８Ａ、２８Ｂ間の内側位置に配置した。これにより、回転モーメントとして見ても常に２つの突起部２８Ａ、２８Ｂ間に荷重がかかることになり、上述したような逆方向（負の方向）の回転モーメントが第１配線基板２２に発生することを未然に防止することができた。そして、このことにより、ボード・ツー・ボードコネクタ２５に常に適正な押圧力を加えることができ、そのボード・ツー・ボードコネクタ２５の接合が保証され、ＣＣＤビデオカメラ１の機能が損なわれることがなく、高耐久性、高信頼性のＣＣＤビデオカメラ１を実現することができる。
【００２１】ところで、図５に示すように、配線基板である水平な第１配線基板２２上に複数の第２配線基板２４を垂直状に接続する方式では、これら複数の第２配線基板２４に搭載されている多数の電子部品の総合荷重等の自重による垂直方向の荷重が水平な第１配線基板２２に加えられて大きな負荷となり、その第１配線基板２２に撓みが発生して、配線パターンの剥離やボード・ツー・ボードコネクタ２５の雌側コネクタ２５Ａにおけるコネクタ端子部である多数のコンタクト４３Ａの基端部４４Ａの半田部に負荷が集中して、その半田部にクラックや断線等の不良が発生し易い。
【００２２】その上に、図３及び図４に示すように、１つ又は複数の押圧部材２６Ａ、２６Ｂによって複数の第２配線基板２４に垂直方向の押圧力Ｐ1 、Ｐ2 構造では、その押圧力Ｐ1 、Ｐ2 が一対の突起部２８Ａ、２８Ｂを介して第１配線基板２２に加えられる垂直方向の荷重となり、その第１配線基板２２は更に撓み易くなり、上記した配線パターンの剥離やボード・ツー・ボードコネクタ２５の雌側コネクタ２５Ａにおけるコネクタ端子部の半田部にクラックや断線等の不良を更に助長させることになる。
【００２３】そこで、本発明では、図２に示すように、アルミニウム等のダイカスト部品で構成されたシャーシ５の上面に複数、例えば一対の基板支持部３１Ａ、３１Ｂを複数の第２配線基板２４の並列方向に沿ってほぼ全幅に亘って一体に形成して、複数の第２配線基板２４の一対の突起部２８Ａ、２８Ｂを介して水平な第２配線基板２４に加えられる荷重（押圧力）Ｐ1 、Ｐ2 をその一対の突起部２８Ａ、２８Ｂの真下位置にてシャーシ５側から受け止めるように構成したものである。
【００２４】これによって、上記荷重（押圧力）Ｐ1 、Ｐ2 によって第１配線基板２２が撓んで、配線パターンの剥離やボード・ツー・ボードコネクタ２５の雌側コネクタ２５Ａのコネクタ端子部の半田部にクラックや断線等の不良が発生することを未然に防止することができる。なお、図２では、第１配線基板２２の前後両端をシャーシ５に一体成形されたスペーサ２３上にネジ３５によって締結する方式を示している。
【００２５】しかし、シャーシ５にダイカスト部品のように鋳造部品を使用すると、そのシャーシ５を鋳造する金型作製費及び部品鋳造のコストが非常に高くなって、ＣＣＤビデオカメラ１の大幅なコストアップを招くことになる。
【００２６】そこで、本発明では、更なる改良を加えて、図１に示すように、複数、例えば一対の基板支持部３１Ａ、３１Ｂが一体成形された補強部品３２を例えば合成樹脂等にて射出成形されたモールド部品で構成し、この補強部品３２をシャーシ５と第１配線基板２２との間に挿入して配置したものである。なお、この補強部品３２はダボ３３とダボ穴３４等の位置決め手段によってシャーシ５上に正確に位置決めすることができ、場合によってはネジ止めにてシャーシ５に正確に固定することができる。
【００２７】このようなモールド部品で構成された補強部品３２は形状の自由度が鋳造部品と同等であるにも拘らず、金型作製費及び部品単価は鋳造部品やプレス部品よりも大幅に安くなる。但し、この補強部品３２は板金等のプレス部品によって作製することができる。なお、図１では、第１配線基板２２の前後両端をフロントパネル３及びリアパネル４に一体成形された基板支持部３Ａ、４Ａ上にネジ３５によって締結する方式を示している。
【００２８】そして、シャーシ５と第１配線基板２２との間に補強部品３２を配置して、第１配線基板２２に加えられた荷重（（押圧力）を下方から支持する構造を採用することによって、外装部品であるシャーシ５には板金等によるプレス部品を使用することが可能になり、ＣＣＤビデオカメラ１のコストを更に大幅に低減することが可能になる。因みに、シャーシ５をダイカスト部品で構成した場合には、金型作製費が約３５０万円、部品単価が約５００円となり、シャーシ５をプレス部品で構成した場合には、金型作製費が約１００万円、部品単価が約７０円となり、補強部品３２をモールド部品で構成した場合には金型作製費が約９０万円、部品単価が約１５円となる。従って、ダイカスト製のシャーシ５からプレス製のシャーシ５及びモールド製の補強部品３２に置き換えることにより、金型作製費で約４５％、部品単価で約８３％と大幅なコストセーブが可能になる。但し、シャーシ５をプレス部品で構成して、そのシャーシ５に複数の基板支持部３１Ａ、３１Ｂをプレス加工することも可能である。
【００２９】以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。例えば、上述した実施の形態では、２つの押圧部材２６Ａ、２６Ｂで第２配線基板２４を第１配線基板２２側に弾性的に押圧するように構成したが、押圧部材を１つにして、その１つの押圧部材で第２配線基板２４の一対の突起部２８Ａ、２８Ｂのほぼ中間位置を第１配線基板２２側へ弾性的に押圧するようにしても良い。また、この押圧部材には板バネや圧縮コイルバネその他の各種の弾性部材を使用することができる。また、本発明はＣＣＤビデオカメラに限定されることなく、各種のビデオカメラやそれ以外の各種の電子機器に適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上のように構成された本発明の電子機器の配線基板保持装置とビデオカメラは、次のような効果を奏することができる。
【００３１】請求項１は、配線基板に加えられる垂直方向の荷重を外装部品側から基板支持部で受け止めることができるようにして、その荷重が負荷になって配線基板が撓むことを未然に防止することができるようにしたので、配線基板の配線パターンの剥離やコネクタの端子部の半田部にクラックや断線等の不良が発生することを未然に防止して、電子機器の高耐久性、高信頼性を確保することができる。
【００３２】請求項２は、基板支持部を外装部品に形成したので、部品点数及び組立工数の削減によるコストダウンを図ることができる。
【００３３】請求項３は、第２配線基板の荷重によって第１配線基板に加えられる垂直方向の荷重を外装部品側から受け止めるための補強部品をこれら第１配線基板と外装部品との間に配置したので、外装部品をプレス部品等で構成し、補強部品をモールド部品等で構成して、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００３４】請求項４は、補強部品を合成樹脂等によるモールド部品で構成して大幅なコストダウンを図ることができる。
【００３５】請求項５は、上述した配線基板保持装置をビデオカメラに備えたので、振動等の条件が過酷なＦＡ装置や自動車等に搭載するのに最適なビデオカメラを実現できる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１８５
【氏名又は名称】ソニー株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年５月２１日（１９９９．５．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６８４１
【弁理士】
【氏名又は名称】脇 篤夫 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開２０００−３３２４６２（Ｐ２０００−３３２４６２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月３０日（２０００．１１．３０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１４１５８６ |
|