特開 2024-15619 電子機器の衝撃防止構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024015619

(43)【公開日】2024-02-06

(54)【発明の名称】電子機器の衝撃防止構造

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/14 20060101AFI20240130BHJP

   H05K 7/12 20060101ALI20240130BHJP

   H05K 1/14 20060101ALI20240130BHJP

【ＦＩ】

H05K7/14 D

H05K7/12 D

H05K7/14 C

H05K1/14 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117806

(22)【出願日】2022-07-25

(71)【出願人】

【識別番号】304020498

【氏名又は名称】サクサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】三舩 史智

【テーマコード（参考）】

4E353

5E344

5E348

【Ｆターム（参考）】

4E353AA16

4E353AA18

4E353AA25

4E353BB02

4E353BB04

4E353CC02

4E353CC12

4E353CC26

4E353CC33

4E353DR04

4E353DR08

4E353DR55

4E353GG40

5E344AA01

5E344AA16

5E344BB02

5E344BB09

5E344EE30

5E348AA10

5E348AA32

5E348AA40

(57)【要約】

【課題】装置の落下時に衝撃力が吸収され、機器の破損を防止することが可能な電子機器の衝撃防止構造を提供する。
【解決手段】電子機器１の筐体２の内部に固定されたプリント基板３を備える。プリント基板３の厚み方向にプリント基板３とは所定の間隔をおいて対向する板状の部品搭載部３１を有し、部品搭載部３１の一端部と他端部とにおいて筐体２に固定された懸架部材４を備える。部品搭載部３１にプリント基板３へ向けて突設されたスペーサ３５を備える。プリント基板３におけるスペーサ３５と対向する部位は、配線パターンが形成されていない非回路部２２によって構成されている。スペーサ３５と、プリント基板３の非回路部２２との間に間隔Ｌ２の隙間ｄが形成されている。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子機器の筐体の内部に固定された基板と、
前記基板の厚み方向に前記基板とは所定の間隔をおいて対向する板状の部品搭載部を有し、前記部品搭載部の一端部と他端部とにおいて前記筐体に固定された懸架部材と、
前記部品搭載部に前記基板へ向けて突設されたスペーサとを備え、
前記基板における前記スペーサと対向する部位は、配線パターンが形成されていない非回路部によって構成され、
前記スペーサと、前記基板の前記非回路部との間に所定の間隔の隙間が形成されていることを特徴とする電子機器の衝撃防止構造。

【請求項2】

請求項１に記載の電子機器の衝撃防止構造において、
前記基板は、この基板の前記非回路部を貫通する固定用ねじによって前記筐体に固定され、
前記隙間は、前記固定用ねじの頭部と前記スペーサとの間に形成されていることを特徴とする電子機器の衝撃防止構造。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の電子機器の衝撃防止構造において、
前記隙間の前記間隔は、前記基板に搭載された電子部品と前記部品搭載部との間隔より小さいことを特徴とする電子部品の衝撃防止構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誤って電子機器を落下させてしまった際に電子機器内部の基板や基板上の電子部品が落下の衝撃で変位した部品と衝突して破損することを防止する電子機器の衝撃防止構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の電子機器としては、例えば特許文献１や特許文献２に示すように、電子機器内部に固定された基板と、この基板とは別の基板や板材等をベースにした板状の組立体とが層状に配置されているものがある。特許文献１や特許文献２には、基板の上方にスペーサやリブを介して板状の組立体が載せられた電子機器が記載されている。

【0003】

このようなスペーサやリブは、基板の配線パターンが配置されていない箇所や、電子部品が搭載されていない箇所に取付けられる。このため、基板にスペーサやリブを設置するにあたっては、空きスペースを設ける必要がある。しかし、空きスペースを広く形成することは難しいため、スペーサやリブは必要最小限の箇所で取り付けられることが多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－８００３３号公報

【特許文献2】特開２００７－１２９５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したように基板と板状の組立体とが層状に並べられた構成の電子機器を誤って落下させてしまった場合、上層に設けられた板状の組立体が落下の衝撃で撓んで変位することがある。上層に位置する板状の組立体が変位して下層に位置する基板上の電子部品に衝突すると、この電子部品が破損するおそれがある。

【0006】

また、板状の組立体が落下時に変位することがないように板状の組立体を剛性が高いスペーサやリブによって基板や電子機器の筐体に強固に締結すると、落下時の衝撃で板状の組立体が損傷するおそれがある。落下時の衝撃力の大きさや衝撃が加えられる方向は、落下時の電子機器の姿勢に応じて様々である。このため、落下時の電子機器の姿勢によっては、落下時の衝撃が電子機器の筐体で吸収しきれずに基板からスペーサやリブを介して板状の組立体に直接加えられることがある。このような場合は、板状の組立体のスペーサやリブで固定されている箇所に過大な応力が生じ、この箇所が破損することがある。

【0007】

本発明の目的は、装置の落下という想定外の衝撃が加わった場合であっても、衝撃力が吸収され、機器の破損を防止することが可能な電子機器の衝撃防止構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この目的を達成するために本発明に係る電子機器の衝撃防止構造は、電子機器の筐体の内部に固定された基板と、 前記基板の厚み方向に前記基板とは所定の間隔をおいて対向する板状の部品搭載部を有し、前記部品搭載部の一端部と他端部とにおいて前記筐体に固定された懸架部材と、前記部品搭載部に前記基板へ向けて突設されたスペーサとを備え、前記基板における前記スペーサと対向する部位は、配線パターンが形成されていない非回路部によって構成され、前記スペーサと、前記基板の前記非回路部との間に所定の間隔の隙間が形成されているものである。

【0009】

本発明は、前記電子機器の衝撃防止構造において、前記基板は、この基板の前記非回路部を貫通する固定用ねじによって前記筐体に固定され、前記隙間は、前記固定用ねじの頭部と前記スペーサとの間に形成されていてもよい。

【0010】

本発明は、前記電子機器の衝撃防止構造において、前記隙間の前記間隔は、前記基板に搭載された電子部品と前記部品搭載部との間隔より小さくてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明において、懸架部材の部品搭載部が落下時の衝撃で基板に向けて変位した場合、スペーサが基板の非回路部に接近する。スペーサが非回路部に当接することにより、部品搭載部のそれ以上の変位が規制される。このため、基板上の電子部品と部品搭載部との衝突を回避することができる。また、懸架部材を電子機器の筐体に固定する構造は、弾性変形可能で負荷が分散される構造を採ることができる。
したがって、本発明によれば、電子機器を落下させて電子機器に衝撃が加わった場合であっても、衝撃力が吸収され、機器の破損を防止することが可能な電子機器の衝撃防止構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明に係る衝撃防止構造を採用した電子機器の斜視図である。

【図2】図２は、電子機器の分解斜視図である。

【図3】図３は、電子機器の断面図である。

【図4】図４は、要部の斜視断面図である。

【図5】図５は、懸架部材の斜視図である。

【図6】図６は、衝撃防止構造を示す断面図である。

【図7】図７は、衝撃防止構造の変形例を示す断面図である。

【図8】図８は、懸架部材の一端部の取付構造を示す斜視断面図である。

【図9】図９は、懸架部材の他端部の取付構造を示す斜視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る電子機器の衝撃防止構造の一実施の形態を図１～図９を参照して詳細に説明する。
図１に示す電子機器１は、直方体状に形成された筐体２と、筐体２の内部に収容されたプリント基板３および懸架部材４などを備えている。
筐体２は、プリント基板３を支持する箱状の本体５と、本体５の開口部を閉塞する蓋体６とによって構成されている。この実施の形態による本体５と蓋体６は、金属製の板材を所定の形状に曲げて形成されている。

【0014】

本体５は、平面視矩形の底壁５ａと、底壁５ａの３箇所の側部からそれぞれ起立する縦壁５ｂ～５ｄとによって構成されている。以下において、電子機器１の構成部品を説明するうえで方向を示すにあたっては、底壁５ａの縦壁５ｂ～５ｄが設けられていない一側部を前部とし、電子機器１を前方から見たときの方向で説明する。すなわち、図１において、左下側を前側とし、右上側を後側とし、左上側を左側とし、右下側を右側として説明する。このため、以下においては、本体５の三つの縦壁５ｂ～５ｄうち、左側に位置する縦壁５ｂを左側壁５ｂといい、中央に位置する縦壁５ｃを後壁５ｃといい、右側に他の縦壁５ｄを右側壁５ｄという。図１に示す右側壁５ｄは、一部を破断して描いてある。
蓋体６は、底壁５ａと対向する天井壁６ａと、底壁５ａの縦壁が設けられていない一側部に重なる前壁６ｂとによって断面Ｌ字状に形成されている。

【0015】

プリント基板３は、本発明でいう「基板」を構成するもので、平面視において左右方向に長い長方形状に形成されている。プリント基板３には、多数の電子部品７（図１においては代表的な一つの電子部品のみが図示されている。）が実装されている。図１に図示した電子部品７は、プリント基板３から突出する高さが他の電子部品より高くなるものである。以下においては、このプリント基板３上の電子部品７を後述する懸架部材４の電子部品と区別するために「第１の電子部品７」という。第１の電子部品７は、プリント基板３と後述する懸架部材４との間に位置付けられている。

【0016】

このプリント基板３は、４箇所の角部と、後側の左右方向の中央部との５箇所において、それぞれ本体５の底壁５ａに第１～第５の支柱部材１１～１５（図２参照）を介して取付けられている。プリント基板３の５箇所の取付部のうち、４箇所の角部は第１～第４の支柱部材１１～１４に取り付けられ、プリント基板３の後側の左右方向の中央部は、第５の支柱部材１５に取り付けられている。

【0017】

第１～第５の支柱部材１１～１５は、円柱状に形成されており、底壁５ａに立設されている。第１～第５の支柱部材１１～１５は、同一の構造である。ここでは、第５の支柱部材１５を図３および図４を参照して詳細に説明する。図３の破断位置は、図１中に二点鎖線の仮想線Ａで示す位置である。
第１～第５の支柱部材１１～１５の底壁５ａへの固定は、第１～第５の支柱部材１１～１５の一端部を底壁５ａの貫通孔１６（図４参照）に圧入して行われている。

【0018】

第１～第５の支柱部材１１～１５の他端部（先端部）には、固定用ねじ１７が螺着されている。固定用ねじ１７は、図４に示すように、プリント基板３に形成された貫通孔１８に通されて第１～第５の支柱部材１１～１５のねじ孔１９にねじ込まれている。固定用ねじ１７の頭部１７ａとプリント基板３との間には、平ワッシャ２０とスプリングワッシャ２１とが挟み込まれている。
プリント基板３の貫通孔１８の周辺は、配線パターンが形成されていない非回路部２２によって構成されている。

【0019】

懸架部材４は、プリント基板３の上方（底壁５ａとは反対の方向）にプリント基板３上の第１の電子部品７とは別の第２の電子部品２３を搭載するためのものである。この実施の形態による懸架部材４は、平面視略長方形状の金属製の板材を所定の形状に曲げて形成されており、図５に示すように、平坦な部品搭載部３１と、部品搭載部３１の長手方向の両端部に接続された第１、第２の取付部３２，３３とによって構成されている。
部品搭載部３１は、平面視において筐体２の左右方向に長い長方形状に形成されている。この部品搭載部３１の上面、すなわちプリント基板３とは反対側の面には、第２の電子部品２３が搭載されている。また、この部品搭載部３１は、後述する第１、第２の取付部３２，３３が筐体２の本体５に固定されることによって、図６に示すようにプリント基板３の厚み方向にプリント基板３とは間隔Ｌ１をおいて対向するように配置されている。

【0020】

部品搭載部３１の後側であって左右方向（長手方向）の中央部には、図３に示すように、本発明に係る衝撃防止構造３４の一部を構成するスペーサ３５が設けられている。衝撃防止構造３４は、プリント基板３と、懸架部材４と、スペーサ３５などによって構成されている。
スペーサ３５は、有底円筒状に形成され、底部が部品搭載部３１に接続された状態で部品搭載部３１にプリント基板３へ向けて突設されている。プリント基板３におけるスペーサ３５と対向する部位は、配線パターンが形成されていない非回路部２２によって構成されている。この実施の形態によるスペーサ３５が取り付けられている位置は、図４に示すように、第５の支柱部材１５と同一軸線上となる位置である。
スペーサ３５の部品搭載部３１への固定は、スペーサ３５の一端部（底部）を部品搭載部３１の貫通孔３６に圧入して行われている。

【0021】

図６に示すように、スペーサ３５の先端と、第５の支柱部材１５にねじ込まれた固定用ねじ１７の頭部１７ａとの間には、間隔Ｌ２となる隙間ｄが形成されている。なお、スペーサ３５を取り付ける位置は、図７に示すように、第１～第５の支柱部材１５とは左右方向、前後方向に離間した位置であってもよい。この場合、プリント基板３の配線パターンが形成されていない非回路部２２にスペーサ３５を対向させ、非回路部２２とスペーサ３５との間に間隔Ｌ２となる隙間ｄを形成する。間隔Ｌ２は、図６に示すように、第１の電子部品７と部品搭載部３１との間隔Ｌ３より小さい。

【0022】

懸架部材４の第１の取付部３２は、図８に示すように、部品搭載部３１と平行になる板状に形成されており、部品搭載部３１からプリント基板３とは反対方向に延びる第１の段差部３７を介して部品搭載部３１に接続され、部品搭載部３１に対してプリント基板３とは反対側（上側）に偏って位置するように形成されている。
この第１の取付部３２は、筐体２の左側壁５ｂに設けられたブラケット３８に固定用ねじ３９によって固定されている。固定用ねじ３９の頭部３９ａと第１の取付部３２との間には平ワッシャ４０とスプリングワッシャ４１とが挟み込まれている。

【0023】

懸架部材４の第２の取付部３３は、図９に示すように、部品搭載部３１と平行になる板状に形成されており、部品搭載部３１からプリント基板３に接近する方向に延びる第２の段差部４２を介して部品搭載部３１に接続され、部品搭載部３１に対してプリント基板３側（下側）に偏って位置するように形成されている。第２の取付部３３は、部品搭載部３１と平行になるように形成されている。この第２の取付部３３は、筐体２の底壁５ａに立設された第６、第７の支柱部材４３，４４（図１および図２参照）に固定用ねじ４５によって固定され、第６、第７の支柱部材４３，４４を介して底壁５ａに固定されている。

【0024】

第６および第７の支柱部材４３，４４は、第１～第５の支柱部材１１～１５と同等のものである。固定用ねじ４５の頭部４５ａと第２の取付部３３と間には、平ワッシャ４６とスプリングワッシャ４７とが挟み込まれている。この実施の形態による第２の段差部４２には、図５に示すように軽量化のために複数の貫通穴４８が形成されている。
ここで、部品搭載部３１の厚み方向における、第１の段差部３７と第２の段差部４２の長さについて説明する。第１の段差部３７と第２の段差部４２は、部品搭載部３１を上述した隙間ｄが形成される位置に位置付けるために設けられている。以下においては、第５の支柱部材１５にプリント基板３を固定している固定用ねじ１７の頭部１７ａとスペーサ３５との間に隙間ｄが形成されるときの部品搭載部３１の位置を「基準取付位置」という。

【0025】

第１の段差部３７の長さは、第１の取付部３２がブラケット３８に重ねることができるような長さに設定されている。すなわち、部品搭載部３１が基準取付位置からプリント基板３に近付いて設置されるような場合は、第１の段差部３７が長くなる。
第２の段差部４２の長さは、第５の支柱部材１５とスペーサ３５の長さに応じた長さに設定されている。第５の支柱部材１５とスペーサ３５は、既製品を用いているために、その長さが予め決められている。なお、第５の支柱部材１５は、長さの異なるものが複数種類販売されているため、長さをある程度選ぶことが可能である。

【0026】

このように長さが決められている第５の支柱部材１５とスペーサ３５を使用しながら、固定用ねじ１７とスペーサ３５との間に最終的に狙い値としたい間隔Ｌ２が得られるように（所望の間隔Ｌ２の隙間ｄが形成されるように）、第２の段差部４２の長さを設定している。言い換えれば、全長が決められている既製品の第５の支柱１５とスペーサ３５を使用して部品搭載部３１が基準取付位置に位置付けられるように、第２の段差部４２を利用して部品搭載部３１の厚み方向の位置を調整している。

【0027】

上述したように構成された衝撃防止構造３４を備えた電子機器１を誤って落下させてしまった場合、筐体２が床に衝突し、懸架部材４に衝撃が加えられる。懸架部材４は、長手方向の両端部である第１、第２の取付部３２，３３で筐体２に固定されているために、落下時の衝撃で長手方向の両端側が弾性変形して長手方向の中央部（部品搭載部３１）が変位する。このとき、懸架部材４の部品搭載部３１が落下時の衝撃でプリント基板３に向けて変位した場合、この実施の形態においてはスペーサ３５がプリント基板３側の固定用ねじ１７に接近する。スペーサ３５が固定用ねじ１７の頭部１７ａに当接することにより、部品搭載部３１のそれ以上の変位が規制され、プリント基板３上の第１の電子部品７と部品搭載部３１との衝突を回避することができる。

【0028】

第１および第２の取付部３２，３３は、プリント基板３や部品搭載部３１と平行な板状に形成されている。このため、懸架部材４の両端部は、部品搭載部３１の厚み方向に弾性変形可能である。すなわち、懸架部材４を電子機器１の筐体２に固定する構造は、弾性変形可能で、荷重が加えられた方向に懸架部材４が自由に変形して負荷が分散される構造が採られている。この実施の形態においては第１および第２の取付部３２，３３と部品搭載部３１との間に第１および第２の段差部３７，４２が設けられており、懸架部材４の両端部に折り曲げ部が形成されているから、上述した弾性変形がより一層容易になって負荷がより一層広く分散されるようになる。
したがって、この実施の形態によれば、電子機器を落下させて電子機器に衝撃が加わった場合であっても、衝撃力が吸収され、機器の破損を防止することが可能な電子機器の衝撃防止構造を提供することができる。

【0029】

この実施の形態によるプリント基板３は、このプリント基板３の非回路部２２を貫通する固定用ねじ１７によって筐体２の本体５に固定されている。間隔Ｌ２となる隙間ｄは、固定用ねじ１７の頭部１７ａとスペーサ３５との間に形成されている。このため、落下時の衝撃で部品搭載部３１が変位したときにスペーサ３５が固定用ねじ１７の頭部１７ａに当たるから、スペーサ３５の衝突が原因でプリント基板３が傷付くことがない。

【0030】

この実施の形態によるスペーサ３５と固定用ねじ１７との間の隙間ｄや、スペーサ３５とプリント基板３の非回路部２２との間の隙間ｄの間隔Ｌ２は、プリント基板３に搭載された第１の電子部品７と部品搭載部３１との間隔Ｌ３より小さい。このため、第１の電子部品７に部品搭載部３１が当たるより先にスペーサ３５が固定用ねじ１７や非回路部２２に当たるから、第１の電子部品７を確実に保護することができる。

【符号の説明】

【0031】

１…電子機器、２…筐体、３…プリント基板（基板）、４…懸架部材、５…本体、６…蓋体、１７…固定用ねじ、１７ａ…頭部、２１…非回路部、３１…部品搭載部、３５…スペーサ、ｄ…隙間、Ｌ２，Ｌ３…間隔。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】