JP2010177352A - プリント基板固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】制御盤の周囲温度の変動によるプリント基板の熱変形を低減し、かつプリント基板を多段に固定でき、プリント基板の交換等のメンテナンスを容易に行うことができるプリント基板固定構造を提供する。
【解決手段】ケース１は、プリント基板２を水平方向に固定するための凸部４ａを有する突起部４と、プリント基板２を水平方向に移動可能に支持する支持部材３とを有し、プリント基板２は、ケース１にプリント基板２を収容した際、ケース１に形成される凸部４ａに対応する位置に形成される固定穴２ａを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば制御盤などの金属ケースにプリント基板を固定するためのプリント基板固定構造に関するものである。

従来、制御盤などの金属ケースにプリント基板を固定する方法としては、ねじ止めによるものが一般的である。しかしながら、この方法の場合、ねじによりプリント基板が金属ケースに強固に固定されてしまう。
通常、制御盤などの内部は電源のオンオフによる収容電子機器の発熱の有無や、多段にプリント基板を配置したときの下部からのあぶり熱などにより、金属ケース内部は周囲温度が大きく変動してしまう。これにより、プリント基板への応力が発生し、プリント基板の表面実装部品の半田部分にクラックが生じて動作不良の原因となってしまうおそれがある。

このような制御盤内部の熱を放熱する構造として、図５に示すように、プリント基板１０を弾性体のゲル１２により挟み込んだ構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、図６に示すように、ヒートスプレットパターンが印刷されたプリント基板１０の両端縁部をケース１１内部に支持する弾性体の熱伝導性支持部材１３が、ケース１１内部の所定位置にケース１１と一定の面積で接触したまま取り付けられた構造のものがある（例えば、特許文献２，３参照）。
また、図７に示すように、部分的に径が細くなった細径部１４を有する柱状部材である支持台１５にプリント基板１０を挟み込むクリップ１６を備える構造のものがある（例えば、特許文献４参照）。

実開平４−４６５９１号公報 特願２００３−３２３９３９号公報 特開２００５−９３６３０号公報 特開２００７−９５９０６号公報

従来のプリント基板固定構造は、上記のように構成されているため、特許文献１に開示されたプリント基板固定構造では、プリント基板１０をゲル１２と共にケース１１に押し付ける必要があり、プリント基板１０を多段に固定することや、メンテナンスでのプリント基板１０の交換は困難であるという課題があった。さらにゲル１２とプリント基板１０との摩擦は大きく、その上ゲル１２は圧縮された状態であるため、プリント基板１０の移動量を吸収できる範囲は狭くなるという課題があった。
また、特許文献２，３に開示されたプリント基板固定構造は、プリント基板１０に弾性体の熱伝導性支持部材１３を密着させてケース１１に固定する手法であるため、特許文献１に開示されたプリント基板固定構造と同じく、プリント基板１０を多段に固定することや、メンテナンス等によりプリント基板１０を交換することが困難であるという課題があった。
また、特許文献４に開示されたプリント基板固定構造は、プリント基板１０の四方をクリップ１６により挟み込むことでプリント基板１０の動作を抑制し、固定するものであり、プリント基板１０の移動量を吸収することはできないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、制御盤の周囲温度の変動によるプリント基板及びケースの熱膨張によるプリント基板の熱変形を低減し、かつプリント基板を多段に固定でき、プリント基板の交換等のメンテナンスを容易に行うことができるプリント基板固定構造を提供することを目的としている。

この発明に係るプリント基板固定構造は、ケースは、プリント基板を水平方向に固定するための凸部を有する突起部と、プリント基板を水平方向に移動可能に支持する支持部材とを有し、プリント基板は、ケースにプリント基板を収容した際、ケースに形成される凸部に対応する位置に形成される固定穴を有することを特徴とするプリント基板固定構造。

この発明によれば、上記のように構成したので、制御盤の周囲温度の変動によるプリント基板及びケースの熱膨張によるプリント基板の熱変形を低減でき、かつ簡単なプリント基板の固定構造により、プリント基板を多段に固定することができ、プリント基板の交換等のメンテナンスを容易に行うことができる。

この発明の実施の形態１に係るプリント基板固定構造を説明するための図である。 この発明の実施の形態１の支持部材の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２に係るプリント基板固定構造を説明するための図である。 この発明の実施の形態２の支持部材の構成を示す図である。 従来のプリント基板固定構造を示す図である。 従来のプリント基板固定構造を示す図である。 従来のプリント基板固定構造を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るプリント基板固定構造を説明するための図である。図１（ａ）はこの発明の実施の形態１に係るプリント基板固定構造を備えた制御盤の上面図であり、図１（ｂ）はこの発明の実施の形態１に係るプリント基板固定構造を備えた制御盤の正面図である。
また、図２はこの発明の実施の形態１の支持部材３の構成を示す図である。
図１に示すように、この発明の実施の形態１に係るプリント基板固定構造を備えた制御盤は、ケース１、プリント基板２及び支持部材３により構成されている。

ケース１は、例えば鋼板材などの金属により形成され、プリント基板２を収容するものである。図１（ａ）に示すように、ケース１の後側面の左右方向中央には、ケース１の後側面と垂直かつ、ケース１の底面と水平に、弾性変形可能な板状の突起部４がケース１と一体に形成されている。また、この突起部４の表面先端には凸部４ａが形成されている。この凸部４ａは先端に向かい細くなるようなテーパ状に形成されている。

プリント基板２は、発熱部材の電子部品を表面実装したものであり、ケース１内に多段に収容されるものである。この発明の実施の形態１では簡略化のため１段のみを収容する場合を示す。プリント基板２は、図１（ａ）に示すように、プリント基板２をケース１に収容する際、ケース１の後側面に形成される突起部４の凸部４ａの位置に対応するプリント基板２上の位置に固定穴２ａが形成される。

支持部材３は、プリント基板２を挟み込み、支持するものであり、弾性変形可能な熱伝導性の高いばね材により形成される。支持部材３は、図２に示すように、上面と下面を有するコの字型に形成され、支持部材３の上面及び下面は内側方向に付勢力が働くように構成される。また、支持部材３の上面のケース１に固定される固定端側とは反対側の自由端側はさらに外側に折り曲げられることにより、プリント基板２を支持部材３の開口部に挟み込む際のガイドとしての役割を果たす押さえばね部３ａが形成され、支持部材３の下面は支持部材３の奥行き方向に沿ってばね凸部３ｂが形成され、プリント基板２を保持するように構成される。このように構成される支持部材３は、図１（ｂ）に示すように、プリント基板２をケース１に収容する際、プリント基板２の設置高さに対応するケース１の左右側面の位置に、前後方向に２箇所ずつ接着剤等により接着され、固定される。また、プリント基板２を、ケース１の左右側面に固定される支持部材３の開口部に挿入した際、プリント基板２と支持部材３の水平方向（図１（ｂ）の左右方向）の間に隙間が形成されるように構成される。

上記のように構成された、ケース１にプリント基板２を収容する際のプリント基板固定方法について説明する。
まず、プリント基板２を、ケース１の左右側面に固定される支持部材３の上面側から、支持部材３の上面に形成される押さえばね部３ａを下方向に押圧することにより、押さえばね部３ａ及び支持部材３の上面を弾性変形させる。次いで、この押さえばね部３ａ及び支持部材３の上面の変位に沿ってプリント基板２を押し込み、プリント基板２を支持部材３の開口部に挟み込む。次いで、ケース１の前面側から背面側にプリント基板２を押し込む。このとき、ケース１の後側面に形成される突起部４の先端に形成される凸部４ａがプリント基板２に当接する。さらにプリント基板２をケース１の背面側に押し込むと、ケース１の後側面に形成される突起部４が弾性変形し、プリント基板２の下に潜り込み、プリント基板２に形成される固定穴２ａにケース１の後側面に形成される突起部４に形成される凸部４ａが嵌合することにより、ケース１にプリント基板２が固定される。

ここで、プリント基板２は、プリント基板２の垂直方向（図１（ｂ）の上下方向）については、ケース１の左右側面に配置される支持部材３により支持されているが、プリント基板２の水平方向（図１（ｂ）の左右方向）については、プリント基板２と支持部材３との間に隙間が形成されており、また、プリント基板２は支持部材３に形成されるばね凸部３ｂの線接触による保持のみであり、保持力は弱いため、プリント基板２は移動可能であり、制御盤の周囲温度の変動によるプリント基板２及びケース１の熱膨張によるプリント基板２の熱変形やたわみを吸収することができる。

また、ケース１に形成される突起部４の先端に形成される凸部４ａはテーパ状に形成されているため、プリント基板２に形成される固定穴２に容易に嵌合することができ、また、ケース１からプリント基板２を取り外す際にも、ケース１に形成される凸部４ａとプリント基板２に形成される固定穴２ａとの嵌合状態を容易に解除することができる。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、プリント基板２の垂直方向については、ケース１の左右側面に形成される支持部材３により支持し、プリント基板２の水平方向については、プリント基板２の幅方向に隙間を形成することで、プリント基板２が水平方向に移動可能となるように構成したので、制御盤の周囲温度の変動によるプリント基板２及びケース１の熱膨張によるプリント基板２の熱変形やたわみを低減できる。

また、ケース１とプリント基板２との固定は、ケース１に形成される凸部４ａとプリント基板２に形成される固定穴２ａとの嵌合のみであり、また、ケース１に形成される凸部４ａはテーパ状に形成されるため、メンテナンス等によるプリント基板２のケース１からの着脱を容易に行うことができる。

また、ケース１に形成される凸部４ａとプリント基板２に形成される固定穴２ａとの嵌合による簡易な構造によるプリント基板固定構造であるため、ケース１にプリント基板２を多段に設置することが可能である。

また、支持部材３として熱伝導性の高いばね材を用いているため、発熱部材を実装したプリント基板２を多段に収容した際に生じるあぶり熱等をケース１側に放熱することができる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２に係るプリント基板固定構造を説明するための図である。図３（ａ）はこの発明の実施の形態２に係るプリント基板固定構造を備えた制御盤の上面図であり、図３（ｂ）はこの発明の実施の形態２に係るプリント基板固定構造を備えた制御盤の正面図である。
また、図４はこの発明の実施の形態２の支持部材５の構成を示す図である。
この発明の実施の形態１に係るプリント基板固定構造では、コの字型に形成した弾性変形可能なばね部材を用いた支持部材３をケース１の左右側面に２箇所ずつ設置することにより構成したが、この発明の実施の形態２に係るプリント基板固定構造は、図４に示すように、プラスチックのレールを用いた支持部材５をケース１の左右側面に１本ずつ設置するように構成したものである。

支持部材５はプラスチック等により形成され、図４に示すように、断面がコの字型のレール状に形成されるものである。この支持部材５の開口部の対向する上面と下面には、所定の間隔をおいて半球形状の凸部５ａが形成され、プリント基板２を保持するように構成される。このように構成される支持部材５は、図３（ｂ）に示すように、プリント基板２をケース１に収容する際、プリント基板２の設置高さに対応するケース１の左右側面の位置に、接着剤等により接着され、固定される。また、プリント基板２を左右の支持部材５の開口部に挿入した際、プリント基板２と支持部材５の水平方向（図３（ｂ）の左右方向）の間に隙間が形成されるように構成される。

上記のように構成された、ケース１にプリント基板２を収容する際のプリント基板固定方法について説明する。
まず、プリント基板２をケース１の左右側面に形成される支持部材５の開口部に、ケース１の前面側から挿入する。次いで、ケース１の前面側から背面側にプリント基板２を押し込む。このとき、ケース１の後側面に形成される突起部４の先端に形成される凸部４ａがプリント基板２に当接する。さらにプリント基板２をケース１の背面側に押し込むと、ケース１の後側面に形成される突起部４が弾性変形し、プリント基板２の下に潜り込み、プリント基板２に形成される固定穴２ａにケース１の後側面に形成される突起部４に形成される凸部４ａが嵌合することにより、ケース１にプリント基板２が固定される。

ここで、プリント基板２は、プリント基板２の垂直方向（図３（ｂ）の上下方向）については、ケース１の左右側面に配置される支持部材５により支持されているが、プリント基板２の水平方向（図３（ｂ）の左右方向）については、プリント基板２と支持部材５との間には隙間が形成されており、また、プリント基板２は支持部材５に形成される凸部５ａの点接触による保持のみであり、保持力は弱いため、プリント基板２は移動可能であり、制御盤の周囲温度の変動によるプリント基板２及びケース１の熱膨張によるプリント基板２の熱変形やたわみを吸収することができる。

以上のように、この発明の実施の形態２によれば、レール状に形成される支持部材５を用いてプリント基板固定構造を構成することによっても、この発明の実施の形態１に係るプリント基板固定構造と同様の効果を得ることができる。

また、この発明の実施の形態２に係るプリント基板固定構造では、支持部材５の対向する上面及び下面は平行になるように構成したが、これに限るものではなく、例えば、支持部材５の開口部の先端に向かい狭くなるように角度をつけて構成してもよい。

１ ケース、２ プリント基板、２ａ 固定穴、３ 支持部材、３ａ 押さえばね部、３ｂ ばね凸部、４ 突起部、４ａ 凸部、５ レール状の支持部材、５ａ 凸部。

Claims (3)

1. ケースとプリント基板を着脱可能に固定するプリント基板固定構造において、
   前記ケースは、前記プリント基板を水平方向に固定するための凸部を有する突起部と、前記プリント基板を水平方向に移動可能に支持する支持部材とを有し、
   前記プリント基板は、前記ケースに前記プリント基板を収容した際、前記ケースに形成される前記凸部に対応する位置に形成される固定穴を有するプリント基板固定構造。
2. 前記支持部材は、弾性変形可能なばね材により上面と下面を有するコの字型に形成され、前記下面には前記プリント基板を保持するためのばね凸部が形成され、前記上面には外側に折り曲げられた押さえばね部が形成されることを特徴とする請求項１記載のプリント基板固定構造。
3. 前記支持部材は、プラスチック等によりコの字型に形成され、対向する上面及び下面に所定の間隔をおいて、前記プリント基板を保持するための凸部が形成されることを特徴とする請求項１記載のプリント基板固定構造。

Images