JP5348331B2

JP5348331B2 - プリント基板の支持部材、プリント基板ユニット、及び電子装置

Info

Publication number: JP5348331B2
Application number: JP2012533782A
Authority: JP
Inventors: 晃正西川; 英之藤川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2030-09-15
Also published as: WO2012035627A1; JPWO2012035627A1

Description

本発明は、プリント基板の支持部材、プリント基板ユニット、及び電子装置に関する。

電子装置に採用されるプリント基板の発熱部品を冷却する技術が知られている。例えば、発熱部品を冷却するために、発熱部品に当接するヒートシンクを設けることが考えられる。ヒートシンクは、保持部材に保持されて、プリント基板の発熱部品が設けられている面側に配置される。また、プリント基板の発熱部品が設けられていない面側には、プリント基板を支持する支持部材が配置される。支持部材は、保持部材に連結され、支持部材と保持部材とでプリント基板を挟むようにして組みつけられる。特許文献１及び２は、基板に部品を取り付ける技術が開示されている。

特許第２６６９４１２号公報特開２００３−７３８０号公報

このような支持部材に突部を設け、取付板に位置決め用の孔を設けることが考えられる。突部が孔に適切に嵌合していないと、支持部材は取付板に倣わずに、取付板に対して傾斜した姿勢となる恐れがある。この場合、支持部材が所望の姿勢からずれた状態で、プリント基板が取付板に取り付けられる恐れがある。支持部材がこのような状態でプリント基板が取付板に取り付けられると、プリント基板が撓んだ状態で支持される恐れがある。

本発明は、プリント基板の撓みを抑制するプリント基板の支持部材、それを備えたプリント基板ユニット、及びそれを備えた電子装置を提供することを目的とする。

本明細書に開示のプリント基板の支持部材は、発熱部品が実装されたプリント基板の面の裏面と前記プリント基板を取付可能な取付板との間に挟まれて、前記裏面を支持する支持部と、前記発熱部品の熱を受けるヒートシンクを保持する保持部材に連結可能な連結部と、前記取付板の位置決め用の孔に嵌合して前記支持部が位置決めされる突部と、前記突部が設けられ、弾性変形可能な弾性部と、を備え、前記突部と前記孔とが嵌合していない状態で前記支持部が前記取付板に押し付けられることにより、前記弾性部が弾性変形して前記支持部は前記取付板に倣う。

本明細書に開示のプリント基板ユニットは、上記のプリント基板の支持部材と、前記ヒートシンクと、前記保持部材と、前記プリント基板と、を備えている。

本明細書に開示の電子装置は、上記のプリント基板ユニットと、前記取付板と、を備えている。

プリント基板の撓みを抑制するプリント基板の支持部材、それを備えたプリント基板ユニット、及びそれを備えた電子装置を提供できる。

図１は、本実施例の電子装置の説明図である。図２は、プリント基板ユニットの分解斜視図である。図３は、支持部材の説明図である。図４は、支持部材の説明図である。図５は、支持部材の説明図である。図６は、プリント基板ユニットが取付板に組み付けられた状態の説明図である。図７は、プリント基板ユニットが取付板に組み付けられた状態の説明図である。図８Ａ〜８Ｃは、支持部材が取付板に適切に位置決めされていない状態でプリント基板ユニットを取付板に組み付ける場合の説明図である。図９は、孔への突部の嵌合の容易性の説明図である。図１０は、突部の断面の拡大図である。

図１は、本実施例の電子装置１の説明図である。電子装置１は、パソコンである。電子装置１は、本体筐体２、本体筐体２を支持する支持台４、を有している。本体筐体２には、画像を表示可能なディスプレイ３が設けられている。本体筐体２内には、パソコンとしての機能を実現するためのハードウェアが内蔵されている。

図２は、プリント基板ユニットＵの分解斜視図である。本体筐体２内には、プリント基板ユニットＵが収納されている。プリント基板ユニットＵは、プリント基板１０、プリント基板１０に組み付けられた保持部材４０、支持部材５０、を含む。プリント基板１０は、電子装置１全体の動作を制御するための電子部品が実装されたプリント基板１０である。プリント基板１０は、マザーボードとして機能する。プリント基板１０は、第１面１１、第２面１２を有し、第１面１１には発熱部品１５が実装されている。尚、第２面１２は、図２には記載されていないが、図７に記載されている。発熱部品１５は、電力の供給により発熱する電子部品である。発熱部品１５は、例えばＣＰＵであるが、これに限定されず、例えばグラフィックチップであってもよい。尚、プリント基板１０の第１面１１には、メモリＭが実装されている。

ヒートシンク３０は、銅やアルミニウム合金等の熱伝導性のよい金属製である。ヒートシンク３０は、保持部材４０により保持されている。保持部材４０は、金属製の薄板状である。保持部材４０には、ヒートシンク３０を送風することにより冷却する不図示のファンが保持される。保持部材４０には、ファンへの空気の通過を許容するための孔が形成されている。

取付板９０は、本体筐体２内に収納される。取付板９０は、金属製である。取付板９０には、プリント基板１０を支持するための複数の支持ピン９４が設けられている。プリント基板１０と取付板９０との間には、支持部材５０が配置される。支持部材５０は、プリント基板１０を挟むようにして保持部材４０に連結される。取付板９０には、支持部材５０を位置決めするための２つの孔９６が設けられている。

図３、図４、図５は、支持部材５０の説明図である。尚、図５は、支持部材５０の断面図である。支持部材５０は、合成樹脂製である。支持部材５０は、支持部５１、支持部５１に設けられた３つの連結孔５２、支持部５１に連続した板状部５４、板状部５４に形成された弾性部５５、弾性部５５に形成された突部５６、を含む。支持部５１の支持面５１ｓは、プリント基板１０の第２面１２に当接して支持する。突部５６は、取付板９０に向けて突出している。突部５６が取付板９０の孔９６に嵌合することにより、支持部材５０は取付板９０に対して位置決めされる。弾性部５５は、切欠部Ｃにより確定される。弾性部５５は、弾性変形可能である。支持部５１には、開口ＯＰが設けられている。支持部５１は、枠状部分と、枠状部分から外側に延びた３つの延在部とを含む。尚、支持部５１の形状はこのような形状に限定されない。

図６、図７は、プリント基板ユニットＵが取付板９０に組み付けられた状態の説明図である。図６においては、一部分を切り欠いて示している。保持部材４０のネジ孔４２と支持部材５０の連結孔５２とに共通に嵌合するネジＳにより、保持部材４０、支持部材５０はプリント基板１０を挟むようにしてプリント基板１０に組み付けられる。ネジＳは、図６、図７には示されていないが、図２に示されている。尚、ヒートシンク３０が予め取り付けられた保持部材４０を、支持部材５０によりプリント基板１０に組みつけてもよいし、ヒートシンク３０が取り付けられていない保持部材４０を、支持部材５０によりプリント基板１０に組付けた後に、保持部材４０にヒートシンク３０を取り付けてもよい。

このように、支持部材５０の連結孔５２は、保持部材４０と連結可能な連結部として機能する。連結孔５２の内部にはネジ溝が形成されている。次に、支持部材５０の突部５６を取付板９０の孔９６に嵌合させて、取付板９０の支持ピン９４とプリント基板１０とをネジで固定する。これにより、取付板９０にプリント基板１０、保持部材４０、支持部材５０が組み付けられる。尚、ヒートシンク３０の下面には受熱板Ｐが配置されている。受熱板Ｐを介して発熱部品１５の熱がヒートシンク３０に伝達される。受熱板Ｐは熱伝導性の良い金属製である。

次に、支持部材５０について詳細に説明する。支持部材５０が取付板９０に適切に位置決めされていない状態でプリント基板ユニットＵを取付板９０に組み付ける場合について説明する。図８Ａ〜８Ｃは、支持部材５０が取付板９０に適切に位置決めされていない状態でプリント基板ユニットＵを取付板９０に組み付ける場合の説明図である。尚、図８Ａ〜８Ｃにおいては、２０は省略してある。尚、詳しくは後述するが、図８Ａ〜８Ｃは、あくまで突部５６が孔９６に嵌合していない状態を想定したものであり、常にこのような状態でプリント基板ユニットＵが取付板９０に組み付けられるわけではない。

図８Ａに示すように、２つの突部５６の一方が孔９６に嵌合していない状態で支持部材５０が取付板９０上に配置された場合を想定する。この状態では、取付板９０に対して支持部５１の支持面５１ｓは、取付板９０に対して傾斜しており、支持部材５０は所望の姿勢からずれた状態となる。この状態で、支持部材５０を取付板９０に押し付けると、図８Ｂ、８Ｃに示すように、孔９６に嵌合していない突部５６が設けられている弾性部５５が湾曲するように弾性変形する。これにより、支持部材５０は取付板９０に倣い、支持部材５０は所望の姿勢となる。この状態で、支持ピン９４とプリント基板１０とを連結することにより、プリント基板１０は支持部材５０により適切に支持される。

例えば、弾性部５５が弾性変形不能の場合、図８Ａの状態からプリント基板１０を支持ピン９４に固定すると、支持部材５０が傾いた状態のまま、プリント基板１０が取付板９０に組み付けられることになる。このため、プリント基板１０は傾いた支持部材５０により支持されるので、プリント基板１０が撓む。これにより、プリント基板１０が破損する恐れがある。また、支持部材が破損する恐れもある。

しかしながら、本実施例においては、突部５６が孔９６に嵌合していない場合であっても弾性部５５が弾性変形することにより、支持部材５０は取付板９０に倣う。これにより、支持部材５０は所望の姿勢でプリント基板１０を支持でき、プリント基板１０の撓みや破損を抑制できる。従って、プリント基板ユニットＵを取付板９０に組み付ける際には、必ずしも支持部材５０は取付板９０に対して適切に位置決めされている必要はない。よって、取付板９０へのプリント基板ユニットＵの組み付け作業性が向上する。

また、プリント基板１０、保持部材４０、支持部材５０間での位置のバラつき等を考慮すれば、プリント基板ユニットＵを取付板９０に組み付けた際に、突部５６が孔９６に適切に嵌合できない場合が起こり得る。このような場合であっても、プリント基板１０が撓むことを抑制してプリント基板ユニットＵを取付板９０に組み付けることができる。

また、弾性部５５は弾性変形するので、支持部材５０が取付板９０に位置決めされていない状態でプリント基板ユニットＵを取付板９０に組み付けた場合に弾性部５５が破損することを抑制できる。

また、支持部材５０、取付板９０は、直接的に固定されているわけではなく、あくまでプリント基板１０が取付板９０に固定されることにより、支持部材５０は取付板９０に押し付けられているだけである。即ち、支持部材５０はプリント基板１０に組み付けられている。従って、プリント基板ユニットＵが取付板９０に組み付けられている状態において、プリント基板１０、保持部材４０、支持部材５０を一体として取付板９０から分離できる。このため、プリント基板ユニットＵを、保守部品として採用できる。例えば、電子装置１が故障した場合の交換用の保守部品として、プリント基板１０、保持部材４０、支持部材５０が一体化されたプリント基板ユニットＵを採用できる。例えば、支持部材５０が取付板９０にネジ止めされていたり係止されている場合には、プリント基板１０、保持部材４０、支持部材５０、取付板９０が一体化されていることになる。このような場合には、製造メーカ側は、プリント基板１０、保持部材４０、支持部材５０、取付板９０を一体化したユニットを保守部品として保持しておく必要がある。このため、保守部品の大きさが大きくなり、また保守部品の製造コストも大きくなる。しかしながら、本実施例においては、プリント基板１０、保持部材４０、支持部材５０が一体化されているので、保守部品としての大きさを小さくでき、保守部品の製造コストも抑制できる。

尚、２つの突部５６の双方がそれぞれ孔９６に嵌合していない場合であっても、２つの弾性部５５が弾性変形して、支持部材５０は取付板９０に倣うことができる。

尚、図３、図４に示したように、弾性部５５は、支持部５１から取付板９０に沿うように延びた片持ち状である。このため弾性部５５は、弾性変形が容易である。また、弾性部５５は、取付板９０に垂直な方向での支持部５１の厚みよりも薄い板状部５４に切欠されて形成されている。これによっても、弾性部５５は弾性変形が容易となる。

次に、孔９６への突部５６の嵌合の容易性について説明する。図９は、孔９６への突部５６の嵌合の容易性の説明図であり、図１０は、突部５６の断面の拡大図である。突部５６は、取付板９０に向けて径が小さくなる略截頭円錐状である。また、突部５６は、略截頭円錐状を確定する傾斜面５６ｓを有している。傾斜面５６ｓは、断面視で、突部５６の中心を通過して突出方向に延びた軸心に対して、取付板９０に向かうほど接近するように傾斜している。

図９に示すように、取付板９０にプリント基板ユニットＵを組み付けた際に、突部５６の傾斜面５６ｓが孔９６の縁に当接する場合が考えられる。このような状態でプリント基板ユニットＵが組み付けられた場合に弾性部５５は弾性変形する。従って、弾性部５５の弾性復元力により突部５６は、孔９６に正常に嵌合するように押し付けられる。このようにして、突部５６が孔９６の縁に当接した場合であっても、突部５６が孔９６に嵌合しやすい。また、突部５６に傾斜面５６ｓを設けることにより、弾性部５５の弾性変形の度合を抑制できる。

プリント基板１０に平行な方向での傾斜面５６ｓの長さＡは、保持部材４０と支持部材５０とのガタの前記方向での長さと、プリント基板１０と取付板９０とのガタの前記方向での長さとの合計よりも大きい。これにより、突部５６が孔９６に適切に嵌合していない場合であっても、図９に示したように傾斜面５６ｓが孔９６の縁に当接する。これにより、孔９６への突部５６の嵌合を促進でき、弾性部５５の弾性変形量を抑制できる。尚、傾斜面５６ｓの長さＡは、上記のガタに加えて、支持部材５０の大きさのバラつきと、取付板９０の大きさのバラつきと、プリント基板１０の大きさのバラつきとを合計した長さよりも大きくてもよい。

プリント基板１０に垂直な方向、換言すれば取付板９０に垂直な方向での傾斜面５６ｓの長さＢは、傾斜面５６ｓが孔９６の縁に当接した際に、弾性部５５の弾性復元力により、突部５６が適切に孔９６に嵌合するように設定してもよい。

以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本実施例においては、電子装置の一例としてパソコンについて説明したがこれに限定されない。電子装置としては、例えば、携帯型の装置、据え置き型の装置であってもよい。携帯型の装置としては、例えば、ノート型パソコン、タブレット型パソコン、携帯ゲーム機、据置型の装置としては、デスクトップ型パソコン、テレビ装置、磁気ディスクを読み出し再生可能な磁気ディスク再生装置、オーディオ装置、などであってもよい。

本実施例において、発熱部品としてＣＰＵを例に説明したが、電力が供給されることにより発熱する部品であればよい。例えば、発熱部品はグラフィックチップであってもよい。

上記実施例においては、支持部材５０は合成樹脂製であるが、金属製であってもよい。その場合、ヒートシンク３０側の支持部材５０の面に、絶縁用のシートを貼り付ける。

上記実施例において、突部５６は、略半球状、略円錐状、略角錐状、略截頭角錐状であってもよい。

１電子装置
１０プリント基板
１５発熱部品
３０ヒートシンク
４０保持部材
５０支持部材
５１支持部
５１ｓ支持面
５２連結孔
５４板状部
５５弾性部
５６突部
５６ｓ傾斜面
９０取付板
５４板状部
Ｕプリント基板ユニット

Claims

発熱部品が実装されたプリント基板の面の裏面と前記プリント基板を取付可能な取付板との間に挟まれて、前記裏面を支持する支持部と、
前記発熱部品の熱を受けるヒートシンクを保持する保持部材に連結可能な連結部と、
前記取付板の位置決め用の孔に嵌合して前記支持部が位置決めされる突部と、
前記突部が設けられ、弾性変形可能な弾性部と、を備え、
前記突部と前記孔とが嵌合していない状態で前記支持部が前記取付板に押し付けられることにより、前記弾性部が弾性変形して前記支持部は前記取付板に倣う、プリント基板の支持部材。
前記弾性部は、前記支持部から前記取付板に沿うように延びた片持ち状である、請求項１のプリント基板の支持部材。
前記弾性部は、前記取付板に垂直な方向での前記支持部の厚みよりも薄い板状部に切欠されて形成されている、請求項１又は２のプリント基板の支持部材。
前記突部は、前記取付板に向けて径が小さくなるように傾斜した傾斜面を有している、請求項１乃至３の何れかのプリント基板の支持部材。
前記プリント基板に平行な方向での前記傾斜面の長さは、前記保持部材と前記支持部材とのガタの前記方向での長さと、前記プリント基板と前記取付板とのガタの前記方向での長さとの合計よりも大きい、請求項４のプリント基板の支持部材。
請求項１乃至５の何れかのプリント基板の支持部材と、
前記ヒートシンクと、
前記保持部材と、
前記プリント基板と、を備えたプリント基板ユニット。
請求項６のプリント基板ユニットと、
前記取付板と、を備えた電子装置。