JP2017033997A - プリント基板保持具 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ヒートシンク又は電気機器用筐体にプリント基板を固定するにあたって、プリント基板の破断を起こし難く、しかもプリント基板の取り付け作業性を良好にするプリント基板保持具を提供する。【解決手段】プリント基板保持具１０は、取付対象物の一例をなすヒートシンク１とプリント基板５との間に配置される起立部１２と、起立部１２のヒートシンク１側の端部に連結されると共に、ヒートシンク１に固定される取付部１１と、起立部１２に連結されると共に、ヒートシンク１から離間した位置でプリント基板５を支持する棚部１３と、起立部１２のプリント基板５側の端部に連結されると共に、プリント基板５を棚部１３側に向かって押圧してプリント基板５を棚部１３に押し付けて保持させる弾性部１４と、備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートシンク又は電気機器用筐体からなる取付対象物にプリント基板を容易に取り付けできるようにしたプリント基板保持具に関するものである。

従来において、特開２０１１−２３６３５号公報にはヒートシンクの裏面側にプリント基板を配置させた構造が開示されている。ヒートシンクの裏面には複数本の柱状の脚部が立設されている。各脚部の先端にプリント基板が配置され、プリント基板はネジによって脚部の先端に固定されている。このような構成により、ヒートシンクの裏面とプリント基板との間にスペースを作ることができる。このスペース内には各種電子部品が配置させられている。

特開２０１１−２３６３５号公報

前述したように、プリント基板を脚部の先端にネジで固定させるような構成が採用されると、ネジの締付け力によってプリント基板が破断する虞がある。また、ネジの本数が多い場合にはプリント基板の取り付け作業性が悪くなるといった問題点がある。

本発明は、ヒートシンク又は電気機器用筐体からなる取付対象物にプリント基板を固定するにあたって、プリント基板の破断を起こし難く、しかもプリント基板の取り付け作業性を良好にするプリント基板保持具を提供することを目的とする。

本発明は、ヒートシンク又は電気機器用筐体からなる取付対象物にプリント基板を配置させるために前記プリント基板の周縁を保持するプリント基板保持具であって、
前記取付対象物と前記プリント基板との間に配置される起立部と、
前記起立部の前記取付対象物側の端部に連結されると共に、前記取付対象物に固定される取付部と、
前記起立部に連結されると共に、前記取付対象物から離間した位置で前記プリント基板を支持する棚部と、
前記起立部の前記プリント基板側の端部に連結されると共に、前記プリント基板を前記棚部側に向かって押圧して前記プリント基板を前記棚部に押し付けて保持させる弾性部と、備える。

このプリント基板保持具はヒートシンク又は電気機器用筐体からなる取付対象物に固定して利用される。この利用にあたって、棚部によって取付対象物とプリント基板との間に確実にスペースを作ることができる。従って、このスペース内に各種電子部品を確実に配置させることができる。ネジを使わずにプリント基板保持具にプリント基板を装着させることができる。その結果、プリント基板の取り付け作業時にプリント基板の破断が起こり難く、プリント基板の取り付け作業性を良好にする。

また、前記弾性部は、Ｖ字状に折り曲げられて、前記起立部から前記プリント基板側に突出してなる。
プリント基板保持具の弾性部にプリント基板を押し当てると、弾性部はプリント基板によって外側に押し広げられる。弾性部を押し広げながらプリント基板は棚部に接近し続ける。最終的にプリント基板が棚部に当接したとき、弾性部は元の状態に復帰する。これにより、棚部と弾性部との協働でプリント基板が挟み込まれる。

また、前記取付部には、前記取付対象物に螺着されるネジを挿入するためのネジ挿入孔が設けられている。
このような構成を採用すると、取付対象物に対してプリント基板保持具を簡単に着脱できる。ネジ挿入孔が複数個又は長穴に形成されると、プリント基板保持具の位置調整が容易になる。

また、前記棚部は、前記取付部と前記弾性部との間において前記プリント基板の平坦面に対して直交して延在する。
このような構成を採用すると、プリント基板に実装された種々の電子部品の荷重を棚部によって確実に支えることができる。

また、展開状態において、前記起立部は、第１の折り曲げ部と、前記第１の折り曲げ部に直交し且つ互いに平行に延在する第２及び第３の折り曲げ部と、前記第２及び第３の折り曲げ部に直交する第４の折り曲げ部とで囲まれた四角形状を有し、前記弾性部は前記第１の折り曲げ部から外側に向かって延在し、一対の前記棚部は前記第２及び第３の折り曲げ部から外側に向かって延在し、前記取付部は、前記第４の折り曲げ部から外側に向かって延在し、前記弾性部は、前記第１の折り曲げ部に対して平行に延在する第５の折り曲げ部を有し、
前記第１〜第４の折り曲げ部は直角に折り曲げられ、前記第５の折り曲げ部はＶ字状に折り曲げられる。
このような構成を採用すると、プリント基板保持具を折り曲げ加工によって製造することができ、製造の容易化を図ることができる。

本発明によれば、ヒートシンク又は電気機器用筐体からなる取付対象物にプリント基板を固定するにあたって、プリント基板の破断を起こし難く、しかもプリント基板の取り付け作業性が良好になる。

第１の実施形態に係るプリント基板保持具をヒートシンクに固定した状態を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るプリント基板保持具を利用して、ヒートシンクにプリント基板をセットした状態を示す側面図である。 第１の実施形態に係るプリント基板保持具を示す斜視図である。 プリント基板保持具の展開図である。 プリント基板をヒートシンクにセットする前の状態を示す側面図である。 プリント基板をヒートシンクにセットする途中の状態を示す側面図である。 プリント基板をヒートシンクにセットした後の状態を示す側面図である。 第２の実施形態に係るプリント基板保持具をヒートシンクに固定した状態を示す斜視図である。 第２の実施形態に係るプリント基板保持具を示す斜視図である。 第３の実施形態に係るプリント基板保持具をヒートシンクに固定した状態を示す斜視図である。 第３の実施形態に係るプリント基板保持具を示す斜視図である。 本発明に係るプリント基板保持具を電気機器用筐体に適用した例を示す斜視図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るプリント基板保持具の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示されるように、電気自動車の急速充電器やシステム電源のパワーユニットなどの電源ユニットには電子部品を搭載したプリント基板５を有している。プリント基板５に搭載した電子部品が発熱する場合には、ヒートシンク１を利用して電子部品の放熱を促進する必要がある。取付対象物の一例をなすヒートシンク１は、アルミ材からなると共に、電源ユニットの内部に収容されている。ヒートシンク１のベース部２は電源ユニットの壁面などに固定される。ヒートシンク１の冷却効率は、ファンによる強制的な冷却によって高められている。

このヒートシンク１は、熱伝導の良いアルミ材によって成形される。ヒートシンク１のベース部２は板状に形成されている。このベース部２上には複数本のフィン３が列をなして立設されている。各フィン３は、ベース部２上で直線的に延在する。互いに平行をなして延在する各フィン３は、先端に向かうに従って幅が狭くなっている。そして、フィン３間で空気が流動することでヒートシンク１は冷却される。

このようなヒートシンク１を利用して、プリント基板５上に実装された各種電子部品（不図示）は冷却される。プリント基板５は、ヒートシンク１のベース部２の裏面Ｓに対して平行になるように装着される。プリント基板５の装着にはプリント基板保持具１０が利用される。

図１及び図３に示されるように、プリント基板保持具１０は、バネ性を有するアルミ材又は鋼材からなる。プリント基板保持具１０は、矩形のプリント基板５の周縁を保持するために４個利用されている。プリント基板保持具１０は、ヒートシンク１の裏面Ｓすなわちベース部２の裏面Ｓに当接する板状の取付部１１と、ヒートシンク１のベース部２の裏面Ｓとプリント基板５との間に配置される起立部１２と、を有する。

取付部１１には、ネジ１５を貫通させるネジ挿入孔１１ａが設けられている。ヒートシンク１の裏面Ｓにはネジ１５を螺着させるための雌ねじ部（不図示）が形成されている。従って、ネジ１５の着脱により、ヒートシンク１に対してプリント基板保持具１０を簡単に着脱させることができる。取付部１１の端部は起立部１２のヒートシンク１側の端部に連結されている。取付部１１はヒートシンク１の裏面Ｓに沿って延在する。取付部１１の下面１１ｂはヒートシンク１の裏面に密着する。また、プリント基板保持具１０とヒートシンク１とを熱的に連結させることができので、プリント基板保持具１０をヒートシンク１の一部として利用することができる。

板状の起立部１２は、取付部１１に対して直交して延在すると共に、四角形状を有する。取付部１１は、ヒートシンク１の裏面Ｓ及びプリント基板５に対して直交する。起立部１２は、ヒートシンク１の側面１ａの略延長上に配置される。棚部１３の上端はプリント基板５平坦面５ｃに当接する。棚部１３の下端は取付部１１の上面１１ｃに当接する。

一対の棚部１３は起立部１２の両側端に連結されている。板状の各棚部１３は、取付部１１及び起立部１２に対して直交する。棚部１３の上端がプリント基板５の裏面に当接すると、ヒートシンク１の裏面Ｓから離間した位置でプリント基板５が支持される。起立部１２から棚部１３の遊端までの長さと、起立部１２から取付部１１の遊端までの長さは略同じである。各棚部１３は、取付部１１と弾性部１４との間においてプリント基板５の平坦面５ｃに対して直交する舌片形状を有する。棚部１３によってプリント基板５を確実に支持させることができる。

起立部１２の上端（プリント基板５側の端部）には板状の弾性部１４が連結されている。弾性部１４は、Ｖ字状に折り曲げられて、起立部１２からプリント基板５側に向かって突出する。弾性部１４は、板バネになっているので、プリント基板５の縁側端面５ｂで外側に向かって押すことで外側に撓む。弾性部１４は、下片１４ａと上片１４ｂからなる。下片１４ａの下端は起立部１２の上端に連結され、下片１４ａと上片１４ｂとの境界は頂部１４ｃになっている。弾性部１４によってプリント基板５の着脱が容易になる。

上片１４ｂは、プリント基板５の縁側端面５ｂが摺接するガイド片としての機能を有する。プリント基板５をプリント基板保持具１０にセットする際に、プリント基板５の縁側端面５ｂが上片１４ｂに当接しながら、弾性部１４を外側に押し広げる。その後、プリント基板５の縁側端面５ｂが弾性部１４の頂部１４ｃを越えると、弾性部１４は内側に向かって復帰する。このとき、弾性部１４の下片１４ａと棚部１３の上端とでプリント基板５が挟まれる。

棚部１３は互いに平行に延在して、プリント基板５を下から支持する。２枚の棚部１３によってプリント基板５が支持されているので、プリント基板保持具１０にプリント基板５を安定して保持させることができる。弾性部１４の上片１４ｂにおいて上端のコーナ部１４ｄはＣ面取りされている。この面取りによって、プリント基板５をプリント基板保持具１０にセットする際に、プリント基板５の引っ掛かりを防止している。

プリント基板５をプリント基板保持具１０にセットする際に、プリント基板５をヒートシンク１の裏面Ｓに対して平行な状態にする（図５参照）。この状態でプリント基板５をプリント基板保持具１０側に向けて移動させ、プリント基板保持具１０の弾性部１４の上片１４ｂにプリント基板５の縁側端面５ｂを押し付ける。その結果、弾性部１４がプリント基板５によって外側に押し広げられる（図６参照）。弾性部１４を押し広げながらプリント基板５は棚部１３の上端に接近し続ける。最終的にプリント基板５が棚部１３の上端に当接したとき、弾性部１４は元の状態に復帰する（図７参照）。これにより、棚部１３と弾性部１４との協働でプリント基板５が挟み込まれ、ヒートシンク１とプリント基板５とを一体化させる。

図４に示されるように、展開状態のプリント基板保持具１０Ａにおいて、起立部１２は、第１の折り曲げ部Ａ１と、第１の折り曲げ部Ａ１に直交し且つ互いに平行に延在する第２及び第３の折り曲げ部Ａ２，Ａ３と、第２及び第３の折り曲げ部Ａ２，Ａ３に直交し且つ第１の折り曲げ部Ａ１に対して平行に延在する第４の折り曲げ部Ａ４と、で囲まれた四角形状を有する。展開状態のプリント基板保持具１０Ａにおいて、弾性部１４は第１の折り曲げ部Ａ１から外側に向かって延在する。展開状態のプリント基板保持具１０Ａにおいて、一対の棚部１３は第２及び第３の折り曲げ部Ａ２，Ａ３から外側に向かって延在する。

さらに、展開状態のプリント基板保持具１０Ａにおいて、取付部１１は、第４の折り曲げ部Ａ４から外側に向かって延在する。弾性部１４は、第１の折り曲げ部Ａ１に対して平行に延在する第５の折り曲げ部を有する。このようなプリント基板保持具１０Ａでは、第１〜第４の折り曲げ部Ａ１〜Ａ４を直角に折り曲げ、第５の折り曲げ部Ａ５をＶ字状に折り曲げる。この場合の折り曲げは、展開状態のプリント基板保持具１０Ａの厚み分を考慮して行われる。

このような展開状態で前述したような構成を有するプリント基板保持具１０Ａを利用することで、プリント基板保持具１０は折り曲げ加工によって製造することができ、製造の容易化が図られる。

また、矩形のプリント基板５の一辺における端部には、弾性部１４が入り込むように切欠き部５ｄ（図１参照）が形成されている。プリント基板５を４個のプリント基板保持具１０で挟み込むようにセットする際に、切欠き部５ｄに弾性部１４が入り込む。これによって、プリント基板５の位置決めが容易になる。

前述したプリント基板保持具１０を利用することで、ヒートシンク１に対してプリント基板５をワンタッチで装着できる。棚部１３によってヒートシンク１の裏面Ｓとプリント基板５との間に確実にスペースを作ることができる。従って、このスペース内に各種電子部品を確実に配置させることができる。弾性部１４によりプリント基板５を棚部１３の上端に押し付けて、プリント基板５をプリント基板保持具１０で保持させている。その結果、ネジを使わずにプリント基板５をプリント基板保持具１０にワンタッチで装着させることができる。従って、プリント基板５の取り付け作業時にプリント基板５の破断が起こり難く、プリント基板５の取り付け作業性が良好になる。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、下記のような種々の変形が可能である。

図８及び図９に示されるように、プリント基板保持具２０の取付部２１は、起立部１２に対して同一平面上に配置されるように延在している。取付部２１には、ネジ１５を貫通させるためのネジ挿入孔２１ａが複数個（実施形態では３個）形成されている。ヒートシンク１の側面１ａにはネジ１５を螺着させるための雌ねじ部（不図示）が形成されている。

従って、ネジ挿入孔２１ａの選択により、ヒートシンク１の裏面Ｓに対するプリント基板保持具２０の棚部１３の高さを３段階で容易に調節することができる。プリント基板保持具２０の棚部１３の高さを変えることで、プリント基板５とヒートシンク１の裏面Ｓとの間のスペースの高さを容易に変更することができる。なお、図９に示されたプリント基板保持具２０に関して、図３に示されたプリント基板保持具１０と同一構成には同一符合を付して、重複した説明は省略する。

図１０及び図１１に示されるように、プリント基板保持具３０の取付部３１は、起立部１２に対して同一平面上に配置されるように延在している。取付部３１には、ネジ１５を貫通させるためのネジ挿入孔３１ａが長穴として形成されている。ヒートシンク１の側面１ａにはネジ１５を螺着させるための雌ねじ部（不図示）が形成されている。

ネジ１５をヒートシンク１の雌ねじ部（不図示）に螺着させた状態で、ネジ挿入孔２１ａに沿ってプリント基板保持具３０を上下に移動させる。ヒートシンク１の裏面Ｓに対するプリント基板保持具３０の棚部１３の高さを無段階で容易に調節することができる。プリント基板保持具３０の棚部１３の高さを変えることで、プリント基板５とヒートシンク１の裏面Ｓとの間のスペースの高さを容易に変更することができる。なお、図１１に示されたプリント基板保持具３０に関して、図３に示されたプリント基板保持具１０と同一構成には同一符合を付して、重複した説明は省略する。

プリント基板５は、ヒートシンク１の裏面Ｓに対向して配置させる場合に限られない。前述したプリント基板保持具１０，２０，３０を利用して、プリント基板５を、ヒートシンク１のフィン３の先端に対向させるように配置させてもよい。

図１２に示されるように、プリント基板保持具１０は、取付対象物の一例をなす電気機器用筐体４０に適用してもよい。プリント基板保持具１０の取付部１１は、鋼材やアルミ材により形成されている筐体４０の壁部４０ａにネジにより固定されている。筐体４０は、電源装置や通信機器に利用され、特に、直流又は交流を出力する電源装置やモデムなどの通信機器に利用される。なお、筐体４０には、前述したプリント基板保持具２０，３０の適用も可能である。

Ａ１…第１の折り曲げ部
Ａ２…第２の折り曲げ部
Ａ３…第３の折り曲げ部
Ａ４…第４の折り曲げ部
Ａ５…第５の折り曲げ部
Ｓ…ヒートシンクの裏面
１…ヒートシンク
１ａ…ヒートシンクの側面
２…ベース部
３…フィン
５…プリント基板
５ｂ…プリント基板の縁側端面
５ｃ…プリント基板の平坦面
１０…プリント基板保持具
１１…取付部
１１ａ…ネジ挿入孔
１２…起立部
１３…棚部
１４…弾性部
１５…ネジ
２０…プリント基板保持具
２１…取付部
２１ａ…ネジ挿入孔
３０…プリント基板保持具
３１…取付部
３１ａ…ネジ挿入孔
４０…筐体

Claims (5)

1. ヒートシンク又は電気機器用筐体からなる取付対象物にプリント基板を配置させるために前記プリント基板の周縁を保持するプリント基板保持具であって、
   前記取付対象物と前記プリント基板との間に配置される起立部と、
   前記起立部の前記取付対象物側の端部に連結されると共に、前記取付対象物に固定される取付部と、
   前記起立部に連結されると共に、前記取付対象物から離間した位置で前記プリント基板を支持する棚部と、
   前記起立部の前記プリント基板側の端部に連結されると共に、前記プリント基板を前記棚部側に向かって押圧して前記プリント基板を前記棚部に押し付けて保持させる弾性部と、備える、
   プリント基板保持具。
2. 前記弾性部は、Ｖ字状に折り曲げられて、前記起立部から前記プリント基板側に突出してなる、
   請求項１記載のプリント基板保持具。
3. 前記取付部には、前記取付対象物に螺着されるネジを挿入するためのネジ挿入孔が設けられている、
   請求項１又は２記載のプリント基板保持具。
4. 前記棚部は、前記取付部と前記弾性部との間において前記プリント基板の平坦面に対して直交して延在する、
   請求項１〜３の何れか一項に記載のプリント基板保持具。
5. 展開状態において、前記起立部は、第１の折り曲げ部と、前記第１の折り曲げ部に直交し且つ互いに平行に延在する第２及び第３の折り曲げ部と、前記第２及び第３の折り曲げ部に直交する第４の折り曲げ部とで囲まれた四角形状を有し、前記弾性部は前記第１の折り曲げ部から外側に向かって延在し、一対の前記棚部は前記第２及び第３の折り曲げ部から外側に向かって延在し、前記取付部は、前記第４の折り曲げ部から外側に向かって延在し、前記弾性部は、前記第１の折り曲げ部に対して平行に延在する第５の折り曲げ部を有し、
   前記第１〜第４の折り曲げ部は直角に折り曲げられ、前記第５の折り曲げ部はＶ字状に折り曲げられる、
   請求項２に記載のプリント基板保持具。

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