JP2004103907A

JP2004103907A - 回路基板の位置決め構造

Info

Publication number: JP2004103907A
Application number: JP2002265176A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nishiwake; 西分　一宏
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】部品配置に制限をなくし、回路基板の小型化が可能な回路基板の位置決め構造を提供する。
【解決手段】金属板２には、回路基板１の位置決めのための位置決め部１１が絞り加工により形成されている。位置決め部１１は、金属板２から鈍角の斜面で突出した略円錐状に形成されている。位置決め部１１の先端部には係合部１２が形成されている。係合部１２は、回路基板１に形成される位置決め用の孔１ｅと同形状で、若干小さく形成されている。このため、位置決め用の孔１ｅに回路基板１を置くことで、係合部１２が位置決め用の孔１ｅと係合し、回路基板１が面方向において位置決めされる。係合部１２の基端部には支持面１３が形成されている。支持面１３は、係合部１２と回路基板１が係合する際に、回路基板１の裏側から回路基板１を支えることで回路基板１の面と垂直な方向において回路基板１の位置決めをすることが可能である。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の位置決め構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路基板の実装面側とその反対面側とに防火エンクロージャーとしての金属板が設けられる場合がある。例えばプリンタの場合、回路基板とその取り付け先であるメカフレーム（金属製フレーム）又は樹脂ケースとの間に防火エンクロージャーとして金属板を介在させていた。回路基板は金属板を介在させた状態で通常ネジ等を用いて金属製フレーム又は樹脂ケースに組付けられるが、この際、回路基板を金属板に位置決めできるように位置決め用のボスを形成することが通常行われていた。位置決め用のボスを形成する方法としては、従来、以下に示す２通りの方法が採用されていた。
【０００３】
例えば図６（ａ）に示すように、金属板３０を折り曲げることにより位置決め部３１及び係合部３２を形成し、その係合部３２と回路基板３３に形成される位置決め用の孔３３ａとを係合させて回路基板３３を位置決めしていた。また、図６（ｂ）に示すように、樹脂からなるプリンタケース４０からピン４１を立て、金属板４２と回路基板４３とに設けられる孔４２ａ，４３ａにそのピン４１を挿通することにより位置決めを行っていた。尚、通常は、回路基板の実装面側にも防火エンクロージャーとして金属板が組み付けられる。
【０００４】
先行技術文献情報は無し。その理由は、ＩＰＤＬでサーチしましたが該当するものはありませんでした。なお、従来技術として挙げた図は、文献公知発明でなく公知・公用技術に基づくものです。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記したように金属板３０の曲げ加工を行う場合や、プリンタケース４０からピン４１を立てる場合、防火エンクロージャーの規格により回路基板における部品配置に制限が生じていた。すなわち、図６（ａ）に示すような金属板３０を曲げて位置決め部３１を形成する場合は、その金属板３０を折り曲げることにより形成される孔３０ａから５度の角度の範囲に部品を配置してはならないという規格がある。また、図６（ｂ）に示すような樹脂からなるプリンタケース４０からピン４１を立てる場合は、その樹脂が防火エンクロージャーとして認められない材料の場合には点線で示すようにそのピン４１から回路基板４３の電子部品まで所定の距離（一例として１３ｍｍ）離さなければならないという規格がある。このため、回路基板の電子部品の配置が制限され、それにより回路基板を大型化せざるを得ず、近年の回路基板の小型化のニーズに対応できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、回路基板を防火エンクロージャーとしての金属板を介在させた状態で組み付ける構成において、部品配置に制限をなくし、回路基板の小型化が可能な回路基板の位置決め構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、回路基板の実装面側とは反対面側に設けられる防火エンクロージャーとしての金属板に対して回路基板の固定位置を決めるための回路基板の位置決め構造であって、前記回路基板は位置決め用の孔を有し、前記金属板を絞って突出形成された位置決め部が前記孔と係合することで位置決めをすることを要旨とする。
【０００８】
この発明によれば、位置決め部が防火エンクロージャーとして用いられる金属板を絞って突出形成されるため、従来のように金属板に孔が形成されることがなく、金属板が回路基板の裏側全体を覆うことができる。このため、規格による回路基板の部品配置の制限が無くなり、自由に部品を配置することが可能となる。また、基板の小型化が可能となる。
【０００９】
また、本発明は、前記位置決め部は前記金属板から錘状に突出するとともにその先端部に前記回路基板の孔と係合する係合部を有し、該係合部が前記孔と係合することで前記回路基板はその面方向において位置決めされるようになっており、該位置決め部の錘状に突出する斜面は該金属板の面方向に対して鈍角をなしていることを要旨とする。
【００１０】
この発明によれば、位置決め部の錘状に突出する斜面が金属板の面方向に対して鈍角をなす。すなわち錘状の位置決め部の斜面の立ち上がり角が鈍角となっている。このため、位置決め部の付け根部分に応力が集中しにくい。従って、金属板を絞って突出させた位置決め部に比較的強い剛性が付与される。また、位置決め部先端にある係合部と孔との係合により、回路基板を面方向に位置決めすることが可能となる。
【００１１】
さらに本発明は、前記位置決め部は、前記孔が前記係合部に係合された状態で前記回路基板を面方向と垂直な方向に位置決めする支持面を有することを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、位置決め部が有する支持面により、回路基板を面方向と垂直な方向に位置決めすることが可能となる。このため、回路基板と金属板との距離を所定間隔空けることができ、防火エンクロージャーの規格を満たすことができる。
【００１３】
また本発明では、前記位置決め部は、金属板を絞り加工することにより形成されることを要旨とする。
この発明によれば、防火エンクロージャーとしての金属板を絞り加工することで位置決め部は形成される。このため、従来のように金属板に孔が形成されることなく位置決め部を形成することができ、また、比較的容易な絞り加工により位置決め部を簡単に形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した回路基板の位置決め構造の一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
【００１５】
図１は、プリンタ（図示せず）に内蔵される回路基板ユニットの分解斜視図を示す。同図に示すように、回路基板ユニットＵは、回路基板１、防火エンクロージャーとしての金属板２，３により構成される。以下の説明において、回路基板１の実装面側を表側とし、その反対面側を裏側とする。同図に示すように、回路基板１の表側に金属板３が、回路基板１の裏側に金属板２が取付けられる。
【００１６】
図２は、回路基板ユニットの取付けを示す斜視図である。図１及び図２に示すように、金属板２，３は、回路基板１の形状・サイズに合わせて回路基板１とほぼ同形状・同サイズの四角板形状を有しており、回路基板１及び金属板２，３にはネジ挿通孔１ａ，２ａ，３ａがそれぞれ形成されている。また、金属板２，３には後記する取付部１８，１９に形成されるネジ挿通孔１８ａ，１９ａがそれぞれ形成されている。回路基板１及び金属板２，３は、それぞれのネジ挿通孔１ａ，２ａ，３ａ，１８ａ及び１９ａに１本ずつ挿通したネジ１０ａ（図２参照）により、樹脂製のプリンタハウジング（図示せず）内に収容された金属製のメカフレームＦに螺着し、回路基板ユニットＵとしてメカフレームＦに組み付けられる。
【００１７】
回路基板１には、ＵＳＢコネクタ４、プリンタコネクタ５及び複数の回路素子６が回路基板１の裏側ではんだにより固定された状態で回路基板１の表側に実装されている。プリンタコネクタ５の両側には、ネジ挿通孔１ａとともにネジ挿通孔１ｂが形成されている。また、回路基板１にはネジ挿通孔１ｄが形成されており、そのネジ挿通孔１ｄにネジ（図示せず）を挿通した状態で金属板２に形成される支持台８に固定される。このネジを介してメカフレームＦには固定されない。また、回路基板１には、ネジ挿通孔１ｃが形成されており、ネジ挿通孔１ｂとともに金属板２，３と回路基板１とを固定するためのネジが挿通される。ネジ挿通孔１ｂには、金属板２，３に形成されるネジ挿通孔２ｂ，３ｂとともにネジ１０ｂが挿通され、ネジ挿通孔１ｃには、金属板２，３に形成されるネジ挿通孔２ｃ，３ｃとともにネジ１０ｃが挿通された状態で回路基板１及び金属板２，３が固定される。また、回路基板１には、位置決め用の孔１ｅが形成されており、この位置決め用の孔１ｅに位置決め部１１の係合部１２が係合する。
【００１８】
金属板２，３は、アルミにより形成されており、防火の役割を果たすとともに、放熱の役割を果たす。金属板３は、回路基板１に実装されるＵＳＢコネクタ４及びプリンタコネクタ５を挿通するための開口部１４，１５を備え、それら開口部１４，１５にＵＳＢコネクタ４及びプリンタコネクタ５を挿通した状態で金属板３は回路基板１の表側に組付けられる。また、プリンタコネクタ５の開口部１５の両端には、ネジ挿通孔３ａとともにネジ挿通孔３ｂが形成されている。これらネジ挿通孔３ａ，３ｂについては前記した通りである。また金属板３には、ネジ挿通孔１８ａを有する取付部１８が形成されている。
【００１９】
図３は、位置決め部の要部概略図である。図１及び図３に示すように金属板２には、回路基板１を位置決めするための位置決め部１１が形成されている。位置決め部１１は、金属板２を絞り加工することで形成される。位置決め部１１は、金属板２の面方向に対して鈍角の斜面となるように形成されており、その形状は略円錐状に形成されている。位置決め部１１の先端部には係合部１２が形成されており、回路基板１に形成される位置決め用の孔１ｅと同形状ではあるが、若干小さいサイズで形成されている。このため、回路基板１の位置決め用の孔１ｅを係合部１２に置くことで、係合部１２が回路基板１の位置決め用の孔１ｅに係合し、回路基板１は面方向において位置決めされることとなる。また、係合部１２の基端部には回路基板１を支持する支持面１３が形成されている。この支持面１３は、係合部１２に回路基板１が係合される際に、回路基板１の裏側から回路基板１を支えることで回路基板１の面方向と垂直な方向において回路基板１の位置決めをすることが可能となっている。さらに、回路基板１と金属板２の間は規格により所定の間隔空けなければならないが、本実施形態では、位置決め部１１の支持面１３により位置決めとともにその間隔を確保することが可能である。
【００２０】
図１に示すように、金属板２の四辺のうち二辺には、金属板２を折り曲げることにより壁１６，１７が形成されている。この壁１６，１７は、回路基板１が位置決め部１１の支持面１３により支持される高さより若干高く形成されている。このため、係合部１２により回路基板１を面方向において位置決めする際に、壁１６，１７に回路基板１の四辺のうち二辺が当接することとなり、係合部１２とともに面方向における回路基板１の位置決めをする役目を果たしている。また、壁１６には、その壁１６を折り曲げて、突出した状態の取付部１９が形成されている。この取付部１９はネジ挿通孔１９ａを有し、金属板３のネジ挿通孔１８ａとともにネジ１０ａが挿通された状態でメカフレームＦに固定される。
【００２１】
金属板２には、支持台７，８が形成されており、これら支持台７，８は支持面１３と同じ高さに形成されている。このため、回路基板１の位置決めの際に、支持面１３とともに面方向と垂直な方向に回路基板１を位置決めする役目を果たしている。これら支持台７，８にはそれぞれネジ挿通孔２ｂ，２ｄが形成されており、ネジ挿通孔２ｄは、回路基板１のネジ挿通孔１ｄとともにネジが挿通された状態で回路基板１と金属板２が固定される。また、ネジ挿通孔２ｂは、回路基板１のネジ挿通孔１ｂ及び金属板３のネジ挿通孔３ｂとともにネジが挿通された状態で回路基板１及び金属板３と取り付けられる。
【００２２】
次にこの回路基板の位置決め構造の作用について説明する。
図１に示すように、回路基板１と金属板２を取付ける際には、まず回路基板１の位置決め用の孔１ｅを金属板２に形成される位置決め部１１の係合部１２に係合させる。これにより、係合部１２が位置決め用の孔１ｅに係合し、回路基板１の面方向において位置決めされる。また、係合部１２の基端部に形成された支持面１３により、回路基板１は係合するとともに支持面１３により裏側から支持され、面方向と垂直な方向に位置決めもなされる。さらに、金属板２に形成されている壁１６，１７に回路基板１の四辺のうち二辺が当接することで、さらに面方向において位置決めされることとなる。そして、これらにより回路基板１を位置決めした状態で、金属板２と回路基板１とを組付ける。詳しくは、支持台８のネジ挿通孔２ｄと回路基板１のネジ挿通孔１ｄにネジを挿通し、螺着することで回路基板１と金属板２とを組付ける。
【００２３】
次に、金属板３を回路基板１の表側に取付けることで回路基板ユニットＵを形成する。詳しくは、金属板３のネジ挿通孔３ｂ，３ｃとそれに対応する回路基板１のネジ挿通孔１ｂ，１ｃ及び金属板２のネジ挿通孔２ｂ，２ｃにそれぞれネジ１０ｂ，１０ｃを挿通し、螺着することで金属板３が組付けられる。そして、これにより回路基板ユニットＵが形成される。そして、図２に示すように、その回路基板ユニットＵをネジ挿通孔１ａ，２ａ，３ａにそれぞれネジ１０ａを挿通し、メカフレームＦに螺着して固定する。また、金属板２のネジ挿通孔１９ａ及び金属板３のネジ挿通孔１８ａにもネジ１０ａを挿通し、螺着することでメカフレームＦに固定する。
【００２４】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）防火エンクロージャーとしての金属板２に絞り加工により位置決め部１１を形成した。このため、従来のように金属板２に孔が形成されることがなく、金属板２が回路基板１の裏側全体を覆うことができる。従って、部品配置に制限が無くなり、部品を自由に配置でき、回路基板の小型化が可能である。また、絞り加工により位置決め部を形成するため容易に部品配置の制限を無くすことが可能である。
【００２５】
（２）位置決め部１１には、係合部１２及び支持面１３が形成されている。このため、回路基板１は係合部１２により面方向において位置決めされるとともに、支持面１３により面方向と垂直な方向に位置決めされる。このため、ネジにより金属板２と固定する際に、予めネジ挿通孔を合わせることが可能である。従って、ネジによって固定する作業がし易くなる。
【００２６】
（３）位置決め部１１は、金属板２の面方向に対して鈍角の斜面となるように形成されており、その形状は略円錐状に形成されている。このため、位置決め部の付け根部分に応力が集中しにくい。従って、金属板２を絞って突出させた位置決め部１１の剛性を高めることができる。
【００２７】
（４）防火エンクロージャーとしての金属板２に位置決め部１１を形成した。このため、位置決めのために別の金属板を設ける必要が無く、コストを低減することが可能である。また、省スペース化も可能である。
【００２８】
（５）金属板２は折り曲げることにより形成された壁１６，１７を備え、位置決め部１１の支持面１３より若干高く形成されている。このため、回路基板１を位置決めする際に、係合部１２により面方向に位置決めされるとともに、壁１６，１７に回路基板１が当接することでさらに位置決めすることが可能となる。
【００２９】
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
（変形例１）位置決め部１１の形状は略円錐状の錐状に限定されない。例えば、図４（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ示すような構造であってもよい。また、図４（ａ）及び（ｄ）に示す位置決め部１１は、支持面を有していないが、係合部１２の下側が回路基板１の位置決め用の孔１ｅよりも大きく形成されているため、支持面による位置決めほど正確ではないが回路基板１の面方向と垂直な方向に対して位置決めすることはできる。また、図４（ｅ）は、回路基板１の面方向と垂直な方向は位置決めすることはできないが、面方向に対しては位置決めすることが可能である。しかし、金属板２には、支持台７，８が形成されているため、位置決め部１１が支持面を有していない場合でも面方向と垂直な方向に位置決めすることは可能である。
【００３０】
（変形例２）位置決め部１１は１つに限らず複数あってもよい。図５は、位置決め部１１が２つの場合の例を示す。複数の場合は、面方向における縦又は横方向において同じ位置に形成することで、絞り加工による形成が容易となるが、これに限らない。また、位置決め部１１が複数の場合、図５に示すように、回路基板１に設けられる複数の位置決め用の孔のうちどれか１つ以外は長孔２０にすることで、回路基板１の位置決めの際の誤差をその長孔２０で調整することができる。
【００３１】
（変形例３）位置決め部１１は金属板２を絞り加工することにより形成するに限らず、例えば、プレス加工で形成してもよい。これらによっても、回路基板１の裏側全体を金属板２により覆うことが可能であるため、同様の効果を得ることができる。
【００３２】
（変形例４）回路基板１に形成される位置決め用の孔１ｅは円の形に限定されない。楕円や多角形等の形でもよい。楕円及び多角形で形成された場合、回路基板１の面方向における回転移動を規制することもできるため、より確実に位置決めを行うことが可能である。
【００３３】
（変形例５）位置決め部１１の係合部１２は回路基板１の位置決め用の孔１ｅに対して若干小さい構成に限らない。係合部１２が同じサイズ又は若干大きいサイズであってもよい。こうすることにより、係合部１２が位置決め用の孔１ｅに嵌合することとなり位置決めだけでなく固定をすることが可能となる。
【００３４】
次に、前記実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記回路基板は、前記金属板が介在された状態で、組付け対象としての金属フレーム又は樹脂ケースに組付けられることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回路基板の位置決め構造。
【００３５】
（２）前記金属板は、四辺のうち二辺において折り曲げることで形成された壁を備え、該壁が前記回路基板の四辺のうち二辺と当接することで前記位置決め部とともに面方向において位置決めをすることを特徴とする請求項１〜請求項４及び前記技術的思想（１）のいずれか一項に記載の回路基板の位置決め構造。
【００３６】
これによれば、金属板に形成される位置決め部とともに、金属板に形成される壁によって面方向において回路基板を位置決めすることが可能である。
（３）前記金属板は、前記位置決め部とともに支持台を有し、該支持台が前記回路基板の実装面側と反対面側を支持することで、前記位置決め部とともに面方向と垂直な方向に位置決めすることを特徴とする請求項１〜請求項４及び前記技術的思想（１）及び（２）のいずれか一項に記載の回路基板の位置決め構造。
【００３７】
これによれば、金属板に形成される位置決め部とともに、金属板に形成される支持台によって面方向と垂直な方向において位置決めすることが可能となる。
（４）前記位置決め部は、プレス加工により形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３及び前記技術的思想（１）〜（３）のいずれか一項に記載の回路基板の位置決め構造。
【００３８】
これによれば、比較的容易なプレス加工により、位置決め部を簡単に形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】回路基板ユニットの分解斜視図。
【図２】回路基板ユニットの取付けを示す斜視図。
【図３】位置決め部の要部概略図。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は別例における位置決め部の斜視図。
【図５】別例における回路基板及び金属板の斜視図。
【図６】（ａ）は、従来における位置決め部の要部概略図、（ｂ）は、従来における位置決め用のピンの要部概略図。
【符号の説明】
１…回路基板、１ｅ…位置決め用の孔、２，３…防火エンクロージャーとしての金属板、６…回路素子、１１…位置決め部、１２…係合部、１３…支持面。

Claims

回路基板の実装面側とは反対面側に設けられる防火エンクロージャーとしての金属板に対して回路基板の固定位置を決めるための回路基板の位置決め構造であって、
前記回路基板は位置決め用の孔を有し、前記金属板を絞って突出形成された位置決め部が前記孔と係合することで位置決めをすることを特徴とする回路基板の位置決め構造。
前記位置決め部は前記金属板から錘状に突出するとともにその先端部に前記回路基板の孔と係合する係合部を有し、該係合部が前記孔と係合することで前記回路基板はその面方向において位置決めされるようになっており、該位置決め部の錘状に突出する斜面は該金属板の面方向に対して鈍角をなしていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の位置決め構造。
前記位置決め部は、前記孔が前記係合部に係合された状態で前記回路基板を面方向と垂直な方向に位置決めする支持面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回路基板の位置決め構造。
前記位置決め部は、金属板を絞り加工することにより形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回路基板の位置決め構造。