JP2015511690A - 工具停止部を備えた薄形スタンドオフ - Google Patents

Abstract

表面同士を互いと固定された近接位置で取り付けるための、工具停止部を備えた薄形スタンドオフが開示される。工具停止部を備えた薄形スタンドオフは、ねじ穴と、ナットを捩じ込むためのねじ軸部と、ねじ穴の一部を受け入れる本体部より細い断面の中間領域とを有する本体部を備える。中間領域は取付面の厚さ以内で延在し、一方、本体部は一方の側に留まり、ねじ軸部は面の反対側へと完全に貫通して延在する。いくつかの実施形態は、本体部の外面に工具停止部をさらに備える。他の実施形態はねじ軸部がない。工具停止部を備えた薄形スタンドオフは、当技術分野で知られている高さの低いスタンドオフの強度上の欠点、および、工具ヘッドの取付面への損傷を最小限にする上での強度上の欠点を克服するために、特に有用である。

Description

本発明は、薄形スタンドオフに関し、より詳細には、取付ねじのねじ山の引っ掛かり（ｐｕｒｃｈａｓｅ）を最大限にする薄形スタンドオフに関する。

スタンドオフは、２つの物体間で必要な距離を確保および維持するために用いられる。電子技術におけるスタンドオフの一般的な使用は、回路基板と筺体との間の取付スペーサとして機能するものである。

一般的に使用される具体的な種類のスタンドオフは、図１Ａの斜視図に見て取れる。スタンドオフは、概して円筒形の本体部１００と主軸線１０２とを有している。ねじ穴１０４が、主軸線１０２と平行で概して中心に位置され、本体部１００を貫通している。ねじ軸部１０６が、これも主軸線１０２と平行で概して中心に位置され、本体部１００のねじ穴１０４とは反対側の端部に延在している。いくつかの変形態様では、本体部１００に、レンチ工具のヘッドとの結合を容易にするために、切り落とされた側面が設けられる。

ここで図１Ｂを参照すると、本体部１１０、主軸線１１２、ねじ穴１１４、およびねじ軸部１１６を備えたスタンドオフが、断面で見られ得る。

使用時、スタンドオフは図１Ｃに示されるように使用され、図１Ｃでは、回路基板１２８は、本体部１２０が回路基板１２８に当接するまでねじ軸部１２６が挿入される孔を有している。当業者には明らかであるように、回路基板１２８を貫通する孔は、ねじ軸部１２６を受け入れるために十分に大きいが、本体部１２０が孔を通って脱落するのを防ぐために十分に小さくなっている。使用時、ナットと、場合によっては座金とが、ねじ軸部１２６上に捩じ込まれ、その結果できたアセンブリを回路基板１２８に固定する。そして、本体部１２０のねじ穴は、第２の回路基板（図示せず）を本体部１２０の最上部に回路基板１２８から「離して」固定するために使用できるボルトまたは機械ねじを受け入れることができる。

いくつかの用途では、ねじ軸部１２６は、例えばヒートシンクといった適切にねじ付きとされた機械部品を、回路基板１２６に固定するために用いられ、したがって、スタンドオフと固定ボルトとの２つの機能を果たす。

増加した実装密度が現代の回路アセンブリで達成されるのに伴い、より薄形のスタンドオフが必要とされている。これは、図２のスタンドオフの断面図で見ることができるような問題を提起している。図２に示すスタンドオフでは、本体部２００は、回路基板２０８の上方における高さが低くされている。これは、ねじ穴２０４のねじ長さが短かくなるという結果になる。ある低くされたスタンドオフの高さのとき、ねじ穴２０４のねじ長さは、アセンブリにとっての振動および衝撃の性能要求を満たすには不十分な機械的強度を提供することになる。ねじ穴２０４は、穴がねじ軸部２０６の強度を危うくすることになるため、主軸線２０２に沿ってさらに拡張させることができず、極端な場合、スタンドオフアセンブリの完全性をさらに危うくする軸２０６の脱落および不具合をもたらすことになる。

そのため、適切な機械的強度を維持する標準的なねじ寸法を備えた高さの低いスタンドオフが必要である。

本発明の目的は、適切な機械的強度を維持する標準的なねじ寸法を備えた高さの低いスタンドオフを提供することである。

本発明の一態様によれば、厚さを有する面に取り付けるためのスタンドオフが提供され、そのスタンドオフは、ねじ穴を備える近位端部と、ねじ穴に概して平行なねじ軸部を備える遠位端部と、近位端部と遠位端部との間の中間領域とを備え、中間領域が断面において近位端部より狭く、中間領域が断面においてねじ軸部より広く、ねじ穴が、近位端部を貫いて中間領域へと延在する。

本発明のいくつかの実施形態では、スタンドオフは、近位端部に平らな側壁を備える。これらの実施形態の一部では、平らな側壁の数が６つであり、平らな側壁の断面が正六角形を構成する。

本発明の他の実施形態では、中間領域が取付面の厚さ未満の長さである。

本発明の別の態様によれば、スタンドオフの近位端部の外面に工具停止部が設けられる。いくつかの実施形態では、工具停止部が、駆動工具が近位端部の長さを網羅するのを妨げる表面を有する。これらの実施形態の一部では、工具停止部が、スタンドオフの近位端部の周りに円周隆条部である。

本発明のこの態様の他の実施形態では、スタンドオフは平らな側部を有し、その平らな側部が、近位端部のねじ穴端部で始まり、近位端部の長さに沿った中間位置で途切れ、工具停止部が平らな側部の底において突起によって形成される。

本発明にこの態様のさらに他の実施形態では、工具停止部が、近位端部の側面からの非円周突出部を備える。これらの実施形態の一部では、非円周突出部が隆起であり、これらの実施形態の他では、非円周突出部が、近位端部の穴端部から等距離にある複数の隆起である。これらの実施形態の一部では、複数の隆起が、近位端部の周囲の周りで対称に配置される。

本発明のこの態様のいくつかの実施形態では、ねじ穴が螺旋ねじを有する一方で、他の実施形態では、ねじ穴が円周ねじ（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｈｒｅａｄ）を有する。同様に、本発明のいくつかの実施形態では、ねじ軸部が螺旋ねじを有する一方で、他の実施形態では、ねじ軸部が円周ねじを有する。

本発明の他の態様によれば、第１の厚さを有する第１の面と第２の厚さを有する第２の面との間に取り付けるためのスタンドオフが提供され、そのスタンドオフは、スタンドオフの第１の端部にある第１の肩領域と、第１の端部と反対の端部にある第２の肩領域と、第１の肩領域と第２の肩領域との間の中間領域とを備え、中間領域が、断面において第１の肩領域より広く、かつ、断面において第１の肩領域より広く、ねじ穴が、第１の肩領域、中間領域、および第２の肩領域を貫いて連続して延在する。

本発明のこの態様のいくつかの実施形態では、第１の肩領域が第１の厚さ未満の長さである。

本発明のこの態様のある実施形態では、ねじ穴が螺旋ねじを有する一方で、他の実施形態では、ねじ穴が円周ねじを有する。

注記：以下において、説明および図面は、本発明の原理を単に示している。したがって、当業者が、本明細書において明白に説明または表現されていなくても、本発明の原理を具現化しており、本発明の趣旨および範囲内に含まれる様々な構成を考案することができることが、理解されよう。さらに、本明細書で提唱されるすべての例は、読者が本発明の原理と、発明者によって寄与された概念とを理解する助けとし、技術を促進するために、主に、教育的な目的のためだけであるように明示的に意図されており、また、このように明確に提唱された例および条件に限定することがないとして解釈されるものである。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態と共に、本発明の特定の例を本明細書で提唱するすべての記載は、本発明の均等物を包含するように意図されている。

本発明は、同様の参照符号が同様の要素を表すために用いられる図面を参照しつつ、本発明の実施形態の以下の詳細な説明から、さらに理解されるものである。

先行技術によるスタンドオフの斜視図である。 図１Ａのスタンドオフの断面図である。 回路基板における取付位置にある図１Ａのスタンドオフの立面図である。 回路基板における適切な位置にある高さの低いスタンドオフの断面図である。 本発明の実施形態による、回路基板における適切な位置にある高さの低いスタンドオフの断面図である。 回路基板における取付位置にある図３Ａのスタンドオフの立面図である。 回路基板の取付位置にあり、隣接する構成部品を有する、本発明の実施形態による高さの低いスタンドオフの立面図である。 回路基板の取付位置にあり、隣接する構成部品を有する、本発明の代替の実施形態による高さの低いスタンドオフの立面図である。 回路基板の取付位置にあり、隣接する構成部品を有する、本発明の別の実施形態による高さの低いスタンドオフの立面図である。 回路基板の取付位置にあり、隣接する構成部品を有する、本発明のさらに別の実施形態による高さの低いスタンドオフの立面図である。 本発明の代替の実施形態による、回路基板における適切な位置にある高さの低いスタンドオフの断面図である。

以下の説明において、明細書において、「一実施形態」、「実施形態」、「例の実施形態」などの文言は、説明される実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を含み得るが、あらゆる実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を必ずしも含むとは限らないことを示す。そのうえ、このような言い回しは、同じ実施形態を必ずしも参照していない。さらに、特定の特徴、構造、または特性が実施形態との関連で説明されるとき、明確に説明されているかどうかにかかわらず、このような特徴、構造、または特性を他の実施形態との関連で実施することは、一当業者の知識内にあると考えられる。当業者は、含まれる説明によって、必要以上の実験をすることなく適切な機能性を実装できるであろう。

以下の説明において、同様の参照符号は同様の特徴部を参照している。

図３Ａを参照すると、回路基板３０８に取り付けられた本発明の実施形態を断面で見ることができる。この実施形態によれば、本体部３００は、ねじ板３０４とねじ軸部３０６とを備えている。本体部３００の下方に、本体部３００より断面の幅が狭く、かつ、ねじ軸部３０６より断面の幅が広い肩領域３０３が、ねじ穴３０４が延在され得る領域を提供している。ねじ軸部３０４の延在は、上側に留め付けに追加のねじ山を提供する一方、ねじ軸部３０６と比べて大きくなった断面幅が、ねじ穴３０４の下方位置で十分な材料強度をもたらしている。

実施形態の一部の変形態様では、肩領域３０３は、適切な位置において、回路基板３０８を十分に通り抜けず、隙間３０７において示すように、下面の手前で止まってしまうような寸法になっている。隙間３０７は、肩領域３０３と、ねじ軸部３０６に通常固定されるナットおよび座金のアセンブリとの間の何らかの干渉を防ぐが、これは、このような干渉がナットの適切な締付を妨げる可能性があるためである。代替で、当技術分野で知られている段付き座金または凹座金などの成形された座金が、肩領域３０３が回路基板３０８を通り抜ける任意の貫通に対処するために用いられてもよく、それによって、隙間３０７が存在しなくても実施可能となる。

ここで図３Ｂを参照すると、本体部３１０、回路基板３１８、ねじ軸部３１６、および肩領域隙間３１７を有する図３Ａのスタンドオフを、立面図で見ることができる。この実施形態のスタンドオフは、切り落とされた側面を有している。好ましい変形態様は、六角ナットドライバを受け入れるために６つの側面を有している。

ここで図４Ａを参照すると、回路基板４０８に取り付けられた、本発明の実施形態による薄形スタンドオフを見ることができる。スタンドオフに隣接するのは、構成部品４０１ａおよび４０１ｂである。駆動工具ヘッド４０５が、ナットまたはナットと座金との組み合わせがねじ軸部４０８に適用されつつ本体部を固定する準備として、スタンドオフの切り落とされた本体部４００の最上部に嵌まる。図４Ａで見られるように、駆動工具ヘッド４０５は、降下して構成部品４０１ａおよび４０１ｂに衝突する可能性、または、回路基板４０８の表面に摩耗の損傷を与える可能性がある。

ここで図４Ｂを参照すると、本発明の代替の実施形態を見ることができる。図４Ａにあるように、回路基板４０８に取り付けられた、本発明の実施形態による薄形スタンドオフが回路基板４１８に取り付けられている。スタンドオフに隣接するのは、構成部品４１１ａおよび４１１ｂである。駆動工具ヘッド４１５が、ナットまたはナットと座金との組み合わせがねじ軸部４１６に適用されつつ本体部を固定する準備として、スタンドオフの切り落とされた本体部４１０の最上部に嵌まる。この実施形態は、工具ヘッド４１５が本体部４１０を包囲できる深さを制限するように機能する工具停止部４２９をさらに備えている。この実施形態では、工具停止部４１９は、工具ヘッド４２５の下向きの移動を遮断する程度まで本体部４１０の側面から外向きに延在する隆条部または環部を備えている。工具停止部の存在は、工具ヘッド４２５が構成部品４１１ａおよび４１１ｂのいずれと接触するのも、または、回路基板４１８の表面と接触するのも妨げる。最終的な成果は、構成部品のスタンドオフへのより近い位置付けを可能にすることであり、それによって、回路基板４１８の表面のより多くの使用を実現することである。同様に、回路基板４１８の表面への摩耗損傷の防止は、回路基板の信頼性と、回路基板上の回路トレースとを高める。

ここで図５を参照すると、これもまた工具停止部の特徴を備える本発明の代替の実施形態を見ることができる。この実施形態では、本体部５００は、回路基板５０８に隣接するその基部において円筒の形態を有しており、切り落とされた側面が、小平面を定めるために、円筒形の壁を除去することで形成されている。除去部５０９の底の突起は、工具停止部の目的のための受け面として作用する。留意してもらいたいのは、用語「除去」とは、浮彫りを形成する特定の種類の作業を暗示するのと対照的に、材料のないことを指す。実際には、本発明の実施形態のいずれも、機械加工、鋳造、鍛造、成型、またはそれらの組み合わせによって形成できる。

ここで図６を参照すると、これもまた工具停止部の特徴を備える本発明のさらに別の実施形態を見ることができる。回路基板６０８に挿入され、隣接する構成部品６０１を有する薄形スタンドオフを備えたこの実施形態によれば、スタンドオフの本体部６００は、本体部６００から外向きに延在する一連の突出部６０９を備えている。これらの突出部は、ピンまたは隆起の形態を取り得る。量の面では、隆起の数は、工具ヘッドの使用から予想される力に耐えるに十分であることになり、量は、スタンドオフが作られた材料の強度に応じて変化する。スタンドオフは、一般的な材料であるプラスチック、ナイロン、ならびに、一般的な材料である金属、黄銅で、一般的に製作される。金属のスタンドオフは強度が高いという利点があるが、プラスチックのスタンドオフは絶縁性を備えている。好ましい実施形態では、突出部は、工具ヘッドがスタンドオフで支えられるときに横方向の力の発生を最小限とするために、スタンドオフの主軸線の周りで対称に配置される。

ここで図７を参照すると、本発明のさらに別の実施形態の断面を見ることができる。回路基板７０８ａと７０８ｂとの間に挿入された薄形スタンドオフの本体部７００を有するこの実施形態によれば、本体部７００の一端部に肩領域７０３ａと、本体部７００の他端部に肩領域７０３ｂとを見ることができる。いくつかの実施形態では、肩領域７０３ａの長さが回路基板７０８ａの厚さ未満であり、他の実施形態では、肩領域７０３ｂの長さが回路基板７０８ｂの厚さ未満である。この実施形態は、本体部７００の各々の端部にねじ穴７０４によって作られた開口を呈する「メス−メス」タイプとして特徴づけられたスタンドオフの形態を表している。比較として、先に説明した実施形態は、一方の端部におけるねじ穴によって作られた開口と、他端部におけるねじ軸部とにより、「メス−オス」の実施形態として特徴づけられることになる。

前述の様々な実施形態において、用語「ねじ」は、ねじ穴の場合にボルトと係合することになり、ねじ軸部の場合にナットと係合することになる螺旋ねじを指し得る。または、代替で、押し込んで引っ掛かって留まることで係合するように意図された種類の円周ねじを指すことができる。

前述の様々な実施形態では、ねじ穴およびねじ軸部は、スタンドオフの主軸線と概して平行であり、主軸線と概して同一線上にある。ある用途では、ねじ軸部またはねじ穴のいずれかからずらすことが有利であり得、そのため、前述の議論は、これを排除するように解釈されるものではない。しかしながら、一般に、製作の容易性と留め付けの容易性との両方のため、ねじ穴およびねじ軸部は、スタンドオフの本体部の主軸線と概して同軸となる。

前述の様々な実施形態で、薄形スタンドオフが、回路基板と関連する用途に関して説明された。回路基板は、薄形スタンドオフが使用される任意適切な表面を代表するものである。薄形スタンドオフが用途を見出せる他の典型的であるが限定しない表面の例には、回路基板の面板、電子部品筺体、および分岐回路アセンブリが含まれる。

前述の記載によれば、様々な例示の実施形態は、適切な機械的強度を維持する標準的なねじ寸法を備えた高さの低いスタンドオフを提供している。具体的には、スタンドオフの本体部の下方に肩領域を提供することによって、ねじ穴の深さが増加でき、ねじ軸部の取付領域が実質的に弱くならない。加えて、薄形スタンドオフの本体部と一体化された工具停止部の提供は、薄形スタンドオフが取り付けられる表面への損傷を防止するように作用し、スタンドオフのより近くに構成部品を位置付ける機会を提供する。

様々な例示の実施形態が、その特定の例示の態様を具体的に参照しつつ詳細に説明されたが、本発明が他の実施形態で可能であること、および、その詳細が様々な明らかな点において変更できることは、理解されるべきである。当業者には容易に明らかであるように、変形態様および変更態様は、本発明の趣旨および範囲内に留まりつつ影響され得る。したがって、前述の開示、説明、および図は、例示の目的のためだけであり、本発明を決して限定しておらず、本発明は特許請求の範囲のみによって定められる。

Claims (15)

1. 厚さを有する面に取り付けるためのスタンドオフであって、
   ねじ穴（２０４）を備える近位端部と、
   前記ねじ穴に概して平行なねじ軸部（２０６）を備える遠位端部と、
   近位端部と遠位端部との間の中間領域と
   を備え、
   前記中間領域が断面において前記近位端部より狭く、
   前記中間領域が断面において前記ねじ軸部より広く、
   前記ねじ穴（２０４）が、前記近位端部を貫いて前記中間領域へと延在する、スタンドオフ。
2. 前記近位端部に平らな側壁をさらに備える、請求項１に記載のスタンドオフ。
3. 前記平らな側壁の数が６つであり、前記平らな側壁の断面が正六角形を構成する、請求項２に記載のスタンドオフ。
4. 前記中間領域が前記厚さ未満の長さである、請求項１から３のいずれか一項に記載のスタンドオフ。
5. 前記近位端部の外面に工具停止部をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のスタンドオフ。
6. 前記工具停止部が、駆動工具が前記近位端部の長さを網羅するのを妨げる表面を含む、請求項５に記載のスタンドオフ。
7. 前記工具停止部が、前記近位端部の周りに円周隆条部を備える、請求項５または６に記載のスタンドオフ。
8. 前記平らな側部が、前記近位端部のねじ穴（２０４）端部で始まり、前記近位端部の長さに沿った中間位置で途切れ、
   工具停止部が前記平らな側部の底において突起によって形成される、請求項２に記載のスタンドオフ。
9. 前記工具停止部が、前記近位端部の側面からの非円周突出部を備える、請求項５から７のいずれか一項に記載のスタンドオフ。
10. 前記非円周突出部が隆起を備える、請求項９に記載のスタンドオフ。
11. 前記非円周突出部が、前記近位端部の穴端部から等距離にある複数の隆起を備える、請求項９または１０に記載のスタンドオフ。
12. 前記複数の隆起が、前記近位端部の周囲の周りで対称に配置される、請求項１１に記載のスタンドオフ。
13. 前記ねじ穴（２０４）が螺旋ねじを備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載のスタンドオフ。
14. 前記ねじ穴（２０４）が円周ねじを備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載のスタンドオフ。
15. 前記ねじ軸部（２０６）が円周ねじを備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載のスタンドオフ。

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