JP2010529662A - 電気的な回路等を有する平面基板を取付け位置において固定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、電子回路等を有する平面基板を取付けエレメントにおける取付け位置に固定する方法であって、固定するために保持手段が平面基板に負荷をかける前記方法に関し、保持手段として活性化可能な膨張手段を使用することが提案されている。また、本発明は、少なくとも１つの電気的な回路等有する平面基板を有しており、平面基板は取付けエレメントにおける取付け位置に固定されており、固定するために保持手段が平面基板に負荷をかけている前記装置に関し、保持手段（２０）は活性化可能な膨張手段（２１）として構成されている。

Description

本発明は、電気的な回路等を有する平面基板を、取付けエレメントにおける取付け位置に固定する方法であって、保持手段が固定するために平面基板に負荷をかける方法に関する。また、本発明は、特に前記方法を実施する装置であって、電気的な回路等を有する少なくとも１つの平面基板を備えており、平面基板は取付けエレメントにおける取付け位置に固定されていて、保持手段は固定するために平面基板に負荷をかける、前記方法を実施する装置に関する。

先行技術
電気的な回路等を有する平面基板は公知であり、例えばプリント配線板／ボードとして電子的な回路を実現するために構成されている。このような平面基板は、平面基板に配置されている回路と共に、通常、規定の取付け位置、例えば構成フレーム又はケーシングにおいて保持することができる。特にケーシングは平面基板に配置されている回路の遮蔽のためにも働く。このような平面基板、特にプリント配線板は、今日ではケーシングに種々異なる形式で組付けられる。通常、ネジ締結、かしめ、クリップ止め、又はケーシング部分間のクランプにより行われる。この点に関しては、先行技術から公知の固定法は、通常、プリント配線板の比較的小さな平面区分にわたって行われ、例えば螺合の場合の支持は、プリント配線板の面全体に対して比較的小さな載置面を有しているネジヘッドを介して行われる。これにより、プリント配線板に局地的に極めて高い緊締に繋がることがある比較的高い力がもたらされる。これによりプリント配線板は、多かれ少なかれ不均等に分割され、極めて強力で機械的な負荷にさらされる。このことはプリント配線板の寿命に不都合に影響を与えることになる。さらに慣用の構成においては、プリント配線板を収容するためのケーシング形状は比較的複雑に成形された、例えばネジを収容するために働く支持部を有している必要がある。さらに、慣用の固定法のためのプリント配線板はケーシング内部において全体として直接接近しなければならないという必要があった。まさに大面状の及び／又は複雑なプリント配線板においては、ケーシングは複数の部材から形成する必要がある。このことは特に、例えば自動車のエンジンルームの過酷な環境条件下での使用時に必要となる、高められたシール機能をケーシングは有している必要がある場合には、高められたコストと高められた手間に繋がる。

発明の開示
本発明の目的は、上記欠点を回避して、電気的な回路を有する平面基板を取付けエレメントにおいて、確実で簡単かつ廉価な位置固定を提供することである。

電気的な回路等を有する平面基板を取付けエレメントにおける取付け位置に固定する方法が提案される。この方法において保持手段は固定するために平面基板を負荷する。保持手段として活性化可能な膨張手段が使用されるようになっている。保持手段は、平面基板を取付けエレメントにおける平面基板の取付け位置に固定するために所定の力を加えるために働く。保持手段として、活性化可能な膨張手段が使用される。膨張手段がまず膨張していない状態にあった後で、規定のパルスを加えた後若しくは初期インパクトの作用後に膨張手段は膨張プロセスを始める。この活性化により膨張手段の膨張はある程度開始するか若しくは引き起こされる。膨張手段により平面基板を比較的大きな面若しくは比較的大きな区分にわたって負荷することができる。このことは平面基板における均一な力分配に繋がり、点負荷を回避する。

有利な構成において、平面基板は膨張手段によりクランプ式に負荷される。膨張手段は平面基板を押さえ付ける。この押付けは平面基板の両面において行うことができるか、又は片面、特に取付けエレメントにおける支持下において行うことができる。こうして螺合、クリップ止め等は回避される。

別の方法の構成において、膨張手段の活性化は、温度負荷、振動負荷、特にガス及び／又は液体による媒体負荷により行われる。膨張手段は、まず、膨張していない状態にあり、いわば非活性状態である。温度、振動（例えば超音波）、媒体、特にガス及び／又は液体による負荷後に初めて、膨張手段は膨張し始め、所望の作用を発揮する。活性化手段の選択は、どのような種類の膨張手段か、若しくはどのような材料群から膨張手段が選択されたかに基づく。特に、複数の択一的又は追加的に考慮される活性化手段から、それぞれの使用及びそれぞれ選択された膨張手段のために極めて簡単かつ／又は有利な取扱いを可能にする手段を選択することもできる。

さらに別の方法の構成において、膨張手段の活性化は時間経過により行われる。例えば膨張手段の製造プロセスの終了後若しくは基板の固定に関係のない先行の活性化後に、規定の時間後に膨張が始まる膨張手段を使用することができる、かつ／又は規定の時間後に規定の膨張に達成する膨張手段を使用することができる。こうして時間的要素を適切に監視し、適切に変質する膨張手段を正確な時点で使用することが必要である。

さらに別の方法の構成において、膨張手段として化学的な硬化手段を使用することが提案されている。このような手段が有する利点は、これらの手段は簡単に製造可能であり、化学的な組成に基づき、所望で簡単な形式において上記活性化を可能にする、ということである。これらの手段を硬化することにより、硬化後に占めた位置から再び離れることなく、手段は取付け位置において固定された平面基板を確実に位置固定する。特に微振動及び力の負荷下においても、取付け位置における平面基板の振動の少ない及び振動のない固定をもたらすこともできる。力の負荷は点負荷を回避しつつ大きな面において行われる。

さらに別の方法の構成において、膨張手段としてフォーム、特にエポキシフォームが使用される。エポキシフォームは先行技術において公知であり、容易に取扱い可能である。フォームは、特にそれぞれの使用状況にとって所望の特性を有する組成において製造することができる。さらに、エポキシフォームは絶縁作用を有しており、平面基板に配置された構成部材及び／又は導体路はエポキシフォームに直接接触することができる。

さらに別の方法の構成において、膨張手段として形状記憶を有する温度活性化可能な手段が使用される。形状記憶を有する手段自体は公知である。形状記憶を有する手段は、多かれ少なかれ規定の形状を形成することができる物質であり、規定のパルス又は刺激による負荷後に所定の形状又は他の形状を有する物質である。このような形状記憶を有する手段はその形状形成において可逆的であり、平面基板の可逆的な固定をもたらすこともできる。

さらに別の有利な方法の構成において、保持手段として形状記憶合金が使用される。形状記憶合金は前記形状記憶を有する金属性の合金である。形状構造により既に最初の時点において、つまり形状記憶合金の製造及び加工の時点において、合金変態の前後にどのようなジオメトリを有することが望まれるかは決定される。

さらに別の有利な方法の構成において、膨張手段として形状記憶合金材料から成るばねエレメントが使用される。このばねエレメントは、比較的大きな面を介して、かつ、形状記憶のジオメトリ変化に対して付加的にばねプリロードをかけながら、平面基板に負荷をかけるという利点を有している。こうして、ばね作用により付加的に耐揺動で耐振の固定が得られる。

また、特に上記方法を実施するための、電気的な回路等を有する少なくとも１つの平面基板を備えており、平面基板は取付けエレメントにおける所定の取付け位置に固定されており、保持手段が固定のために平面基板を負荷する装置を提案する。保持手段を活性化可能な膨張手段として構成することが提案されている。方法に関して既述したように、保持手段は活性化可能な膨張手段であり、つまり、膨張手段のジオメトリにおける活性化後に変化する、特に拡大する膨張手段である。いわば開始信号として作用する初期作用の作用後に、膨張手段は空間を埋めるように（ｒａｕｍｇｒｅｉｆｅｎｄ）変化する。膨張手段の拡大により、平面基板の力の負荷がもたらされる。これにより膨張手段は平面基板を固定する。

有利な構成において、取付けエレメントは取付けケーシングとして構成されている。基本的に、先行技術から全体として考慮可能な公知の取付けエレメント、つまり特に一面又は多面において開放されているか、又は平面基板を単に領域的に若しくは区分的に包囲するか、又は取り囲むように係合するか、又は別の方法によって保持する取付けエレメントが考慮される。特に、例えば公知の１９インチのスライドインフレーム（１９−Ｚｏｌｌ−Ｅｉｎｓｃｈｕｂｒａｈｅｍｅｎ）又は類似の取付けエレメントが考慮可能である。しかし有利には、取付けエレメントは取付けケーシングとして構成されている、つまり平面基板が収納されるケーシングとして構成されている。したがって、平面基板は固定しておきたい平面基板の取付け位置において、ケーシングによって少なくとも十分に取り囲まれる。

別の有利な構成において、取付けケーシングは平面基板の少なくとも１つの面のための支持部を有している。保持手段は平面基板の相対する面を押し付けるように負荷する。したがって、平面基板は領域的に面を介して支持され、支持部は取付けケーシングの内面に形成されているか又は配置されている。つまり平面基板はある程度、面を介して支持部に載置されるか又は接触させられる。この面に相対している平面基板の面（つまり平面基板の他の面）は、保持手段により押し付けられて負荷される。押付け負荷により、平面基板の固定はクランプ作用を介してもたらされる。クランプ作用は、つまり平面基板の一方の側における支持部と、この支持部に相対している平面基板の他方の側における保持手段と間にもたらされる。保持手段自体は平面基板と平面基板に相対している取付けケーシングの一部分との間において支持される。したがって、平面基板は上記領域において専ら、保持手段と支持部とを介して加えられるクランプ作用により保持される。

さらに別の有利な構成において、取付けケーシングはベースケーシングとケーシングカバーとを有している。ベースケーシングは、平面基板を収納し平面基板を取り囲むケーシングの部分として理解することができる。例えば本実施の形態は、一面側だけしか開放されておらず、この一面側はケーシングカバーにより閉鎖される。

さらに別の有利な構成において、平面基板はケーシングカバーに取り付けられ、ベースケーシングの領域において保持手段によって負荷される。したがって、保持手段はベースケーシングの領域内に配置されていて、また、平面基板をケーシングカバーに固定する。これにより、平面基板はケーシングカバーの取扱いを介して簡単にベースケーシング内に収納、例えば差し込むことができる。保持手段による負荷はベースケーシングの領域において行われる。したがって、保持手段は、平面基板をケーシングカバーの取扱いを介してベースケーシング内に収納する前に、ベースケーシング内に配置されているか、又はベースケーシング内に収納されている。平面基板の収納後に保持手段、つまり膨張手段を活性化することができるので、クランプ作用ひいてはベースケーシング内における固定が行われる。この構成により、カバーもベースケーシングに保持される（カバーが平面基板に結合されていて、かつ、平面基板はベースケーシングの内側において固定されているからである）。ベースケーシングとケーシングカバーとのジオメトリを適切に構成する場合、カバーはこの構成においても密に閉鎖される。

さらに別の有利な構成において、ベースケーシングは所定のジオメトリを有しており、この所定のジオメトリの場合には保持手段は接近できない領域又は簡単には接近できない領域に配置されているようになっている。特に、ベースケーシングが、例えばポット状に構成されているような場合である。ポット状とは、ほぼ環状の横断面を有するような構成だけしか当然意味されているのではなく、方形又は多角形の横断面を備えた構成も意味する。ポット状の構成において、ベースケーシングが長手方向延在において閉鎖されていて、したがって、ケーシングカバーが狭幅側／端面側に配置されており、ケーシングの長手方向側には配置されていない、という点において共通する。したがって、ケーシングカバーはベースケーシングの全体の延長に対しては比較的小さく設定さているので、平面基板をケーシングの奥行方向に収納する必要がある。この構成においては、特に平面基板がケーシングカバーに結合されている場合において、カバーに相対している側（つまり、容易に接近可能でないベースケーシングの深部）において平面基板の固定がもたらされる。しかし、このことは先行技術において公知のネジ締結及びクリップ止めの手法によっては簡単に行うことができないか、又は全く行うことはできない。これに対して、膨張手段の形式の保持手段が収納される場合、特に、収納部において平面基板を載置することができる、保持手段の対向位置に平面基板の支持部がある場合には、膨張手段の活性化後の極めて良好なクランピングと固定とがもたらされる。

さらに別の有利な構成は従属請求項及び従属請求項に記載の構成の組合せからもたらされる。

本発明に係る電子回路等を有する平面基板を取付けエレメントにおける取付け位置に固定する方法は、固定するために保持手段が平面基板に負荷をかける方法であって、保持手段として活性化可能な膨張手段を使用することを特徴とする。

好ましくは、平面基板を前記膨張手段により固定するように負荷をかける。

好ましくは、膨張手段の活性化が、温度負荷、振動負荷、特にガス及び／又は液体による媒体負荷により行われる。

好ましくは、膨張手段の活性化が時間経過により行われる。

好ましくは、膨張手段として化学的な硬化手段を使用する。

好ましくは、膨張手段としてフォーム、特にエポキシフォームを使用する。

好ましくは、膨張手段として形状記憶を有する温度活性可能な手段を使用する。

好ましくは、保持手段として形状記憶合金を使用する。

好ましくは、膨張手段として形状記憶合金材料から成るばねエレメントを使用する。

本発明に係る方法を実施するための装置は、少なくとも１つの電気的な回路等有する平面基板を有しており、該平面基板は取付けエレメントにおける取付け位置に固定されており、固定するために保持手段が平面基板に負荷をかけている装置であって、保持手段は活性化可能な膨張手段として構成されていることを特徴とする。

好ましくは、取付けエレメントは取付けケーシングとして構成されている。

好ましくは、取付けケーシングは平面基板の少なくとも１つの面のための支持部を有しており、かつ、保持手段は平面基板の相対する面にクランプ式に負荷をかける。

好ましくは、取付けケーシングはベースケーシングとケーシングカバーとを有している。

好ましくは、平面基板はケーシングカバーに取り付けられており、かつ、ベースケーシングの領域において保持手段によって負荷をかけられる。

好ましくは、ベースケーシングは所定のジオメトリを有しており、該所定のジオメトリの場合、保持手段は接近不可能な領域に配置されているか、又は、容易に接近可能でない領域に配置されている。

保持手段の活性化前の状態にある、平面基板が組み付けられている、底部ケーシングとケーシングカバーとから形成されている取付けケーシングを示した図である。 保持手段の活性化後の取付けケーシングを示した図である。 取付けケーシングを示した図であり、形状記憶合金材料から成るばねエレメントとして保持手段が構成されている。

図１には、取付けエレメント１において、つまりケーシングカバー２を備えた取付けケーシング３において平面基板４に配置されている電気的な回路５が記載されている。電気的な回路５は、例えばプリント配線板６として形成されている平面基板４に構成素子７のシステマチックな配置においてろう接されている。取付けケーシング３はポット状のケーシング８として構成されている。つまり、狭幅側１１に配置されているケーシング開口１０を備えたベースケーシング９を有するようなケーシングとして構成されている。ケーシング開口１０は平面基板４に配置された電気的な回路５を取り付けた後に、ケーシングカバー２によって閉鎖される。ケーシング開口１０に相対するケーシング側１２において、取付けケーシング３は支持部１３を有している。支持部１３における取付け位置において平面基板４は面１４によって支持される。したがって、平面基板４は確実に支持部１３に「載置」されている。平面基板４のカバー側の側１５において、基板４はケーシングカバー２に、例えば平面基板４に堅固にろう接された、ケーシングカバー２に貫通係合しているコンタクトコネクタ１６を介して結合されている。したがって、平面基板４はコンタクトコネクタ１６を介してケーシングカバー２に機械的に結合されていて、かつ、ケーシングカバー２を介して動かすことができるので、平面基板４はケーシングカバー２の取扱い時に同様に取り扱われる。このことは特に平面基板４をポット状のケーシング８に取付けるために有効である。このことは、つまり、ケーシングカバー２により平面基板４の簡単な取扱い、特に、支持部１３と支持部１３に対して離間されて相対している、取付けケーシング３の内側に配置されている対応支持部１８との間に形成されるクランプ領域１７への平面基板４の導入を可能にするからである。対応支持部１８に保持手段２０が支持部１３に相対する状態で取り付けられていることにより、対応支持部１８は保持手段装置１９として働く。保持手段２０は膨張していない形態にある膨張手段２１である。特に膨張手段２１はエポキシフォーム２２である。この実施の形態の図面において平面基板４は取付けケーシング３内に取り付けられている。平面基板４は支持部１３に載置されている一方で、ベースケーシング９に被嵌されているケーシングカバー２と、ケーシングカバー２を貫通しているコンタクトコネクタ１６とを介して保持される。この図面の場合、保持手段２０は機能していない。

図２には同様の構成が記載されている。図２において平面基板４は、ケーシングカバー２に相対している平面基板４の端部２３において、保持手段２０である膨張した膨張手段２１によって上面において負荷をかけられる。膨張手段２１は対応支持部１８において支持される一方で、平面基板４において支持される。平面基板４は膨張手段２１とは反対の側の平面基板４の下側の面１４において支持部１３で支持される。したがって、膨張手段２１、つまり保持手段２０の膨張により、保持手段２０と支持部１３との間の平面基板４に関するクランプ作用がもたらされる。クランプ作用により平面基板４は取付け位置において固定される。

図３には、同様の構成が記載されており、同じである限りにおいては図１，２の記載に基づくことができる。しかしながら保持手段２０、有利には膨張手段２１として図３に記載の実施の形態においては、形状記憶合金２５から成るばねエレメント２４が使用される。したがって、ばねエレメント２４は形状記憶２６を有する手段である。形状記憶２６を有する手段は、一方で対応支持部１８と、他方で支持部１３において支持されている平面基板４との間において既述のクランプ作用をもたらす。したがって、平面基板４は記述の形式において形状記憶２６を有する手段のクランプ作用下にある。平面基板４はクランプ領域１７に配置されている一方で、ケーシングカバー２を貫通して、ケーシングカバー２に結合されたコンタクトコネクタ１６と機械的に結合されている。ケーシングカバー２はベースケーシング９に被嵌されている。正確にコンタクトコネクタ１６を介してケーシングカバー２に平面基板４を機械的に位置固定することにより、形状記憶２６を備えた手段を使用する場合、特に簡単な取扱いを達成することができる。つまり、形状記憶２６を備えた手段は、例えば温度作用により活性化されるからである。しかし、電気的な回路５が配置されている平面基板４はベースケーシング９内にはまだ供給されていない。活性化により形状記憶２６を備えた手段は空間を占めるように変化し始める。つまり、特に記載のばねエレメント２４は軸線方向に伸長し始める。支持部１３にばねエレメント２４が当て付けられる前（つまり所望な程度の伸長前）に、ベースケーシング９へカバー２を単に被せ嵌めることにより、平面基板４はカバー２によってベースケーシング９内に挿入される。平面基板４の端部２３はベースケーシング９と平面基板４とのジオメトリ、特にそれぞれの空間的な広がりに基づき、クランプ領域１７内に必然的に移動する。クランプ領域１７においては平面基板４の端部２３の上面は、伸長するばねエレメント２４によって負荷される。膨張手段２１による平面基板４の記載の固定時には、支持部１３における平面基板４の良好で、特に大きな面での支持がもたらされる。この支持部１３は、ベースケーシング９の比較的大きな延在にわたって形成されていてよく、先行技術において公知のネジ支持又はクリップ支持よりも依然としてはるかに簡単でかつ廉価に製造される。これと同時に、力の負荷は膨張手段２１を介して螺合又はクリップ止めの場合よりもはるかに大きな面において行われる。これにより平面基板４のほぼ点状で機械的な不都合な負荷は回避される。こうして簡単かつ確実で容易に取扱い可能な、組込みケーシング３内部における平面基板４の固定が保証されている。

Claims (15)

1. 電子回路等を有する平面基板を取付けエレメントにおける取付け位置に固定する方法であって、固定するために保持手段が平面基板に負荷をかける前記方法において、
   前記保持手段として活性化可能な膨張手段を使用することを特徴とする、電子回路等を有する平面基板を取付けエレメントにおける取付け位置に固定する方法。
2. 前記平面基板を前記膨張手段により固定するように負荷をかけることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 前記膨張手段の活性化が、温度負荷、振動負荷、特にガス及び／又は液体による媒体負荷により行われることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記膨張手段の活性化が時間経過により行われる、請求項１から３までのいずれか一項記載の方法。
5. 前記膨張手段として化学的な硬化手段を使用することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項記載の方法。
6. 前記膨張手段としてフォーム、特にエポキシフォームを使用することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項記載の方法。
7. 前記膨張手段として形状記憶を有する温度活性可能な手段を使用することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項記載の方法。
8. 前記保持手段として形状記憶合金を使用することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項記載の方法。
9. 前記膨張手段として形状記憶合金材料から成るばねエレメントを使用することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項記載の方法。
10. 特に請求項１から９までのいずれか一項記載の方法を実施する装置であって、電気的な回路等有する少なくとも１つの平面基板を有しており、該平面基板は取付けエレメントにおける取付け位置に固定されており、固定するために保持手段が平面基板に負荷をかけている前記装置において、
    保持手段（２０）は活性化可能な膨張手段（２１）として構成されていることを特徴とする装置。
11. 取付けエレメント（１）は取付けケーシング（３）として構成されていることを特徴とする、請求項１０記載の装置。
12. 取付けケーシング（３）は平面基板（４）の少なくとも１つの面（１４）のための支持部（１３）を有しており、保持手段（２０）は平面基板（４）の相対する面（１４）にクランプ式に負荷をかけることを特徴とする、請求項１０又は１１記載の装置。
13. 取付けケーシング（３）はベースケーシング（９）とケーシングカバー（２）とを有していることを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか一項記載の装置。
14. 平面基板（４）はケーシングカバー（２）に取り付けられており、かつ、ベースケーシング（９）の領域において保持手段（２０）によって負荷をかけられることを特徴とする、請求項１０から１３までのいずれか一項記載の装置。
15. ベースケーシング（９）は所定のジオメトリを有しており、該所定のジオメトリの場合、保持手段（２０）は接近不可能な領域に配置されているか、又は、容易に接近可能でない領域に配置されていることを特徴とする、請求項１０から１４までのいずれか一項記載の装置。

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