JP2017517149A - プリント回路基板アレンジメント及び主プリント回路基板に製品を取り付けるための方法 - Google Patents

Abstract

プリント回路基板アレンジメントと、主プリント回路基板１００に対して製品をほぼ垂直に取り付けるための方法とであって、プリント回路基板アレンジメントは、細長スロット１０２を有する主プリント回路基板１００と、細長スロット１０２内に挿入されるよう構成されたコネクタ部１３０を有する製品１２８とを含む。コネクタ部１３０は、製品１２８が主プリント回路基板１００に対してほぼ垂直に取り付けられる。細長スロット１０２は突起部１０４を有し、コネクタ部１３０は、コネクタ部１３０が細長スロット１０２に挿入された際に突起部１０４と係合するバネ部１３２を有する。これにより、細長スロット１０２の少なくとも一方の側壁に対して製品１２８のコネクタ部１３０を押し付ける力が生じる。

Description

本発明は、プリント回路基板アレンジメント及びほぼ垂直に製品を主プリント回路基板に取り付けるための方法に関する。

プリント回路基板は、電機メーカー及び電子設計者が、各アプリケーションに適するように、プラットフォーム上に電子回路及び部品を編成し、取り付けるための簡単なツールとして、長い間使用されてきた。しかし、モジュール設計、代替の支持構造、又は追加のスペースを要する部品がしばしば必要とされるため、一般的な解決策は、例えば工業環境において、必要な電子回路もしくは部品、又は支持構造内の所定位置に回路基板を保持するブラケットを含む、１つあるいはいくつかの補助的基板を使用することである。このようなシステム、例えば、ドーターボード又はブラケットの組み立ては、主プリント回路基板が何らかの態様で保持され、ドーターボード又はブラケットが、後述の半田付け等で取付可能なように、垂直に導入されることが必要である。

主プリント回路基板にドーターボードを取り付けるやり方は、メインボードと取り付けられるドーターボードとを保持するツールを使うことである。ツールは高価であり、各利用可能な製品を取り付けるための設定をも必要とする。さらに、ツールの取り付け又はアレンジメントのステップは、プリント回路基板のアレンジメントの実装中の追加のステップとなる。このように必要とされるツール及び／又はステップは、高価であり、かつ時間を要する。したがって、プリント回路基板アレンジメントを実装するための、簡単で安価で信頼性の高い手法が必要である。

プリント回路基板アレンジメントの上述の所望の特性に関し、簡単で安価で製造が容易なプリント回路基板アレンジメントの提供が、本発明の一般的な目的である。

本発明の第１の態様によれば、これら及び他の目的は、細長スロットを有する主プリント回路基板と、主プリント回路基板に製品がほぼ垂直に取り付けられるように、細長スロットに挿入されるように構成されたコネクタ部を含む当該製品とを含む、プリント回路基板アレンジメントによって達成される。細長スロットは突起部を有し、コネクタ部は、コネクタ部が細長スロットに挿入された際、突起部と係合し、細長スロットの少なくとも一方の側壁にコネクタ部を押し付ける力を生じるように構成されたバネ部を有する。

プリント回路基板によれば、主プリント回路基板は、原則的に平らであり、おおよそ二次元の延在部、すなわち、長さと、幅と、主プリント回路基板の長さ及び幅よりかなり小さな限られた厚さとを有することがわかる。

細長スロットは、その幅よりも縦の方向にかなり長い。したがって、突起部は、細長スロットの側壁から細長スロットの内側に延びていることがわかる。側壁は、細長スロットの細長い壁のことである。

ほぼ垂直であることによって、製品が２つの大きな寸法、すなわち、主プリント回路基板の長さ及び幅寸法に対して垂直に配置されていることがわかる。

コネクタ部は、細長スロットに挿入されるように構成され、細長スロットと同等又はそれ以下の幅及び厚さのものが必要である。

力を発揮するバネ部は、ここでは、屈曲する製品の一部であって、曲げられた材料に作用される歪みに応じてバネの力をもたらす当該製品の一部として解釈されるべきである。

本発明は、突起部のある細長スロットを有する主プリント回路基板に実装される製品のコネクタ部のバネ部を提供することにより、コネクタ部は細長スロットに挿入され、よって、突起部とバネ部とが係合可能となる。これにより、製品は、突起部によるバネ部の係合により生じる力によって、主プリント回路基板にほぼ垂直に保持される。本発明は、追加の道具や部品を必要とせずに、主プリント回路基板に対する製品の簡単な装着を可能にする。これにより、本発明は、斯様な工具や部品等の必要性を排除することによって、低コストでの製造を可能にする。さらに、斯様な工具や部品等の調整、保持又は取り付けを必要とするステップは本発明により要求されず、よって、装着作業中のステップ数を減らすことができる。本発明のさらなる利点は、突起部とバネ部との係合によってもたらされる力が、コネクタ部の正確な公差なしに製品を実質的に垂直な角度に保持する力を提供するので、コネクタ部の製造公差は低減されることである。さらに別の利点は、主プリント回路基板を形成する材料に対する要求が低減され、主プリント回路基板が一般的に使用される低コスト材料によって形成され得ることである。さらに別の利点は、主プリント回路基板上の小さなスペースしか必要とされず、コンパクトな電子回路設計が妨げられないことである。

本発明の一実施形態によれば、突起部は少なくとも1つの傾斜面を有する楔形である。突起部の少なくとも１つの傾斜面が楔形であることにより、コネクタ部の細長スロット内への挿入は、最初に傾斜面に係合しひいては挿入中に次第に屈曲するバネ部によって、容易になる。

本発明の他の一実施形態によれば、外側傾斜縁部を備えるバネ部が形成され、これにより、細長スロットへのコネクタ部の挿入は、外側傾斜縁部を楔形突起部の傾斜面と係合させ、バネ部は強制的に屈曲する。コネクタ部の挿入をさらに容易にするために、バネ部は、傾斜した外縁を有していてもよい。したがって、外側傾斜縁部は、挿入時に楔形突起部の傾斜面と係合し、これはバネ部と突起部とが互いに容易にスライド可能となるだろう。

本発明の一実施形態によれば、バネ部は表面に凹部をさらに有し、凹部はバネ部によって生成される力を低減するように構成される。凹部は、屈曲している材料の量を減少させる。

本発明の他の一実施形態によれば、バネ部は、製品の外縁から製品の内側に延びる直角カットによって形成され、バネ部は、直角カットから製品の外縁に向かって延びる材料によって形成される。例えばほぼ長方形の製品の中にバネ部を形作るための簡単で効率的な手法は、製品の外縁から延びる直角カットを形成することであり、これは、直角カットから残った材料からバネ部が形成されることを可能にする。したがって、その製品と同一の材料から形成された、製品と一体のバネ部が提供できる。

本発明の一実施形態によれば、製品は、補助的プリント回路基板であってもよい。本発明はまた、補助的プリント回路基板を簡単かつ効率的に配置することを可能にする。補助的プリント回路基板は、ドーターボードとしても知られている。補助的プリント回路基板は、主プリント回路基板上の例えばスペースの制限のために、主プリント回路基板には見当たらないあるいは設置することができない機能又は部品を有する。本発明のさらなる利点は、バネ部に課される歪みが、補助的回路基板の材料の強固な方向にあることである。

本発明の他の一実施形態によれば、製品は補助的プリント回路基板であり、主プリント回路基板は、細長スロットで終結する電子接続部を含む主電子回路を有し、補助的プリント回路基板は、コネクタ部で終結する電子接続部を含む補助的電子回路を有する。コネクタ部が細長スロット内に挿入される箇所で終結する電子接続部を提供することで、主電子回路及び補助的電子回路は、直接の機械接続又は後述される部品及び／又は半田のいずれかによって、細長スロットにおいて効率的かつ簡単に電気接続される。

本発明の一実施形態によれば、補助的プリント回路基板は、ＦＲ−４材料で形成される。ＦＲ−４はプリント回路基板材料の典型的な耐歪型であるため、ＦＲ−４材料で補助的プリント回路基板を形成することによって、より耐歪型の補助的プリント回路基板を提供することが有利になる。

本発明の他の一実施形態によれば、補助的プリント回路基板は、ＦＲ−１材料又はＣＥＭ−１材料で形成される。さらにコストを節約するために、補助的プリント回路基板は、低コストの、すなわちより安価なＦＲ−１材料又はＣＥＭ−１材料で形成される。屈曲する方向が強固な材料方向である、すなわち歪む方向が補助的プリント回路基板の大きな寸法方向である。よって、補助的プリント回路基板ひいてはバネ部は、ＦＲ−１又はＣＥＭ−１のようなより安価な材料で形成できる。

本発明の一実施形態によれば、製品は、金属板又はブラケットであってもよい。金属板又はブラケットは、主プリント回路基板に適切な取付を提供するために使用される。したがって、本発明は、製品が主プリント回路基板が取り付けられる金属板又はブラケットであり得ることにより、追加の部品を取り付ける又は主プリント回路基板自体を取り付けるための簡単で効率的なやり方取り付けるを更に可能にする。同様に、製品は、他の部品が取り付けられたブラケットであることも可能性である。

本発明の他の一実施形態によれば、アレンジメントはさらに、主プリント回路基板と製品との間に半田付結合を有する。主プリント回路基板と製品との間の半田付結合は、主プリント回路基板と製品とを一緒に固定して保持する。さらに、製品が補助的プリント回路基板である場合、半田付結合は、機械接続だけでなく、主プリント回路基板と補助的プリント回路基板との電気接続を可能にする。

本発明の第二の態様によれば、ほぼ垂直に製品を主プリント回路基板に取り付ける方法であって、前記方法は、突起部を含む細長スロットを有する主プリント回路基板と、バネ部を含むコネクタ部を有する製品とを提供するステップと、製品のコネクタ部を細長スロットにほぼ垂直に挿入するステップとを含み、これにより、突起部とバネ部とが係合し、細長スロットの少なくとも１つの側壁に対して、製品のコネクタ部を押し付ける力が生じる、方法によっても、目的は達成される。

本発明の一実施形態によれば、前記方法は、半田付結合を提供するために、主プリント回路基板と製品との間に半田付けするステップをさらに含む。

本発明の他の一実施形態によれば、主プリント回路基板は細長スロットで終結する電気接続部を備える主電子回路を有し、製品は、コネクタ部で終結する電気接続部を備える補助的電子回路を有する補助的プリント回路基板であり、これにより、半田付結合が、主電子回路と補助的電子回路とを接続する。

本発明の補助的態様の効果及び特徴は、本発明の第１の態様に関連して前述したものと概ね類似している。

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲及び以下の説明を検討する際に明らかになる。当業者は、本発明の別の特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、以下の記載以外の実施形態を作成するよう組み合わせることができる。

本発明の、これら及び他の態様について、本発明の異なる実施形態を示す添付図面を参照しながら、より詳細に説明する。

本発明の一実施形態による主プリント回路基板の上面図を示す。 本発明の一実施形態による製品の側面図を示す。 本発明の一実施形態における突起部とコネクタ部のバネ部との詳細な斜視図を示す。 本発明の一実施形態におけるプリント回路基板アレンジメントの斜視図を示す。 本発明の一実施形態においてほぼ垂直に主プリント回路基板に製品を取り付けるための方法のステップを示すフローチャートを示す。

本願の詳細な説明において、本発明によるプリント回路基板のアレンジメントの実施形態は、主に、主プリント回路基板又は製品のいずれかを示す平面図を参照して説明される。これは決してこの発明の範囲を限定せず、例えば他の種類のプリント回路基板の他の状況にも適用可能であることに留意されたい。さらに、本発明は主に、細長スロットの側壁の中央に突起部を有する細長スロットを用いて説明されるが、突起部が細長スロットの側壁に沿ってどの位置にあっても、本発明は同様に適用される。さらに、添付図に示された細長スロット及び突起部の寸法並びに／又は数は、概略図にすぎない。使用時には、数、寸法及び他の詳細は、各アプリケーションによって決定される。

ここで、本発明は、最初に構造に着目し、次に機能に着目して、添付の図面を参照して説明される。

図１Ａは、内部に細長いスロット１０２を有する主プリント回路板１００を示す。細長スロット１０２は各細長い側面に側壁１０３と、主プリント回路基板１００から形成される突起部１０４とを有する。突起部１０４は、細長いスロット１０２の側壁の一方から、細長いスロット１０２内に延びている。細長いスロット１０２は、より容易な挿入を促進するために貫通していてもよい。対象の領域１０６は、図２と併せて後述される。細長スロット１０２に沿って、いくつかの電気接続部１０８がある。また、主プリント回路基板は、電気接続部１０８と電気的に接触する様々な電気部品（図示せず）を有する。ｘ軸及びｙ軸に沿った幅及び長さの寸法は、基板の大きな寸法であることに留意されたい。プリント回路基板は、典型的にはその長さ及び幅より非常に薄く、典型的な厚さは１〜５ｍｍである。

突起部１０４は、少なくとも１つの傾斜面を有する楔形である。前記傾斜面は、製品１２８上のバネ部をより容易に挿入することを可能とする。また、細長スロット１０２は、突起部１０４の反対側に配置され、バネ部１３２が突起部１０４と係合するときにバネ部１３２が屈曲するための空間を提供する凹部１０５を有する。

また、主プリント回路基板１００は、観察者がどの側の主プリント回路基板１００を見ているかどうかを識別するために使用されるノッチ１０１を有する。

また、図示の主プリント回路基板１００はｙ−ｘ平面内に配置されていることに留意されたい。

図１Ｂは製品１２８を示し、製品１２８は、本質的にコネクタ部に形成されたバネ部１３２を備えた当該コネクタ部１３０を有する。図２と併せて後述される対象の領域１３４がマークされている。製品１２８は補助的プリント回路基板であり、すなわちメインボード又はマザーボード１００に対するドーターボードである。したがって、コネクタ部１３０は、いくつかの電気接続部１３６を有する。製品が補助的プリント回路基板である場合には、製品は電気接続部１３６と接触する様々な電気部品（図示せず）を有してもよい。

コネクタ部１３０は、製品１２８の外縁１３５から製品１２８内に延びる直角カット１３３によって形成されたバネ部１３２を有する。これにより、バネ部１３２は、直角カット１３３から製品１２８の外縁１３５に向かって延びる材料によって形成される。

また、製品１２８はｚ−ｙ平面内に配置され、それは主プリント回路基板１００の向きとは異なることに留意されたい。これは、製品１２８のコネクタ部１３０が、主プリント回路基板１００の細長スロット１０２に垂直に挿入され、ｚ軸の負の方向に沿って移動することが意図されているためである。

コネクタ部１３０が細長スロット１０２に挿入されると、突起部１０４はバネ部１３２を強制的に屈曲するように働く。バネ部が屈曲すると、コネクタ部１３０及び製品が、細長スロット１０２の少なくとも一方の側壁に押し付けられる。これは、主プリント回路基板１００からほぼ垂直の角度で製品１２８を保持する。

図２は、互いに係合する前の突起部１０４とバネ部１３２とを示す。今、向きが斜視図であり、座標軸も示されていることに留意されたい。突起部１０４は、主プリント回路基板１００の材料によって形成され、傾斜面２０２を有する楔形である。楔状突起部２０２に隣接して、凹部２０６もある。

前述のように、バネ部１３２は、外縁１３５から製品１２８内への直角カット１３３によって形成される。バネ部１３２はまた、外側傾斜縁２０４を有する。外側傾斜縁２０４は、製品１２８の外縁１３５から延び、製品１２８が細長スロット１０２内への挿入に向かって動くと、突起部１０４の傾斜面２０２と係合する。さらに、バネ部１３２は、ここでは貫通孔２０８として示される凹部を有し、貫通孔２０８は、バネ部１３２が突起部１０４と係合するとき又は係合したときにバネ部１３２により生じる力を軽減する。これは、歪み及び屈曲が必要な材料の量を低減する貫通孔２０８によって達成される。

図３は、製品１２８のコネクタ部１３０が主プリント回路基板１００の細長スロット１０２に挿入されたプリント回路基板アレンジメントを示す。ノッチ１０１は、観察される主プリント回路基板１００の先述のものと同じ側であることを示す。補助的プリント回路基板１２８は、突起部１０４と係合するバネ部１３２によって生成される力によってほぼ垂直に保持されることに留意されたい。これは、挿入することでプリント回路基板アレンジメントを組み立てる簡単なステップを可能にし、電気接続部１０６、１３６は半田付けもしくは他の適切な手段によって接続することができる。したがって、プリント回路基板装置は、主プリント回路基板１００と製品１２８との間に半田付結合（図示せず）を有することもできる。

図４は、ほぼ垂直に主プリント回路基板１００に製品１２８を取り付けるための方法のステップを示すフローチャートを示す。

まず、ステップＳ１において、突起部１０４を備える細長スロット１２８を有する主プリント回路基板１００、及び、バネ部１３２を備えるコネクタ部１３０を有する製品１２８が提供される。

次にステップＳ２を参照すると、製品のコネクタ部１３０がほぼ垂直に細長スロット１０２に挿入され、これにより、突起部１０４がバネ部１３２と係合し、製品のコネクタ部１３０を細長スロット１０２の少なくとも１つの側面１０３に押し付ける力を生じる。

次いで、必要に応じてステップＳ３において、半田付結合を提供するために、主プリント回路基板１００と製品１２８とが半田付けされる。半田付結合は、機械接続を提供する。電気接続部１０８、１３６が存在する場合、半田付結合により電気接続も提供される。半田付結合の機械接続は、主プリント回路基板からほぼ垂直に補助的プリント回路基板１２８を固定し、保持する。

主プリント回路基板１００は、ＣＥＭ−１の材料、又は一般的に使用される他の任意の低コストのプリント回路基板材料で形成できる。ＣＥＭ−１は、ガラス織布一層のみとの低コストで難燃性のセルロース紙ベースの積層のである。補助的プリント回路基板１２８は、ＦＲ−４材料（ガラス織布及びエポキシ）で形成できる。必要に応じて、一般的に使用される低コストのプリント回路基板材料は、例えばＣＥＭ−１またはＦＲ−１が使用される。

説明されたすべての例において、製品１２８が、前述の例と同様の特徴及び機能を有する金属板又はブラケットであり得ることに留意されたい。例えば、金属板又はブラケットが、なんらかの電子記憶装置（図示せず）内に主プリント回路基板を保持するために使われる。電子記憶装置は、機械的または類似の直接的な相互作用から、電子部品およびプリント回路基板を保護するために、例えば、産業環境においてしばしば使用される。

追加として、当業者によって、特許請求された発明を実施するにあたり、図面、明細書、及び添付の請求項の研究から、開示された実施形態の他のバリエーションが理解され達成されることができる。請求項で、「含む」の文言は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外するものではない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用できないことを意味するわけではない。

Claims (14)

1. 細長スロットを有する主プリント回路基板と、
   製品が前記主プリント回路基板に対してほぼ垂直に取り付けられるように、前記細長スロットに挿入されるコネクタ部を有する当該製品と、
   を含む、プリント回路基板アレンジメントであって、
   前記細長スロットは、突起部を有し、前記コネクタ部は、前記コネクタ部が前記細長スロットに挿入されたとき前記突起部と係合して、前記製品の前記コネクタ部を、前記細長スロットの少なくとも一方の側壁に押し付ける力を生じ、前記力は前記コネクタ部の製造公差に関わらずほぼ垂直に製品を保持する、バネ部を有する、プリント回路基板アレンジメント。
2. 前記突起部は、少なくとも１つの傾斜面を有する楔形である、請求項１に記載のプリント回路基板アレンジメント。
3. 外側傾斜縁を備える前記バネ部が形成され、前記細長スロット内への前記コネクタ部の挿入は、前記バネ部が強制的に屈曲するように、前記楔形の前記突起部の前記傾斜面と前記外側傾斜縁とを係合させる、請求項２に記載のプリント回路基板アレンジメント。
4. 前記バネ部は、その表面に前記バネ部によって生成される力を軽減する凹部をさらに有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載のプリント回路基板アレンジメント。
5. 前記バネ部は、前記製品の外縁から前記製品内に延びる直角カットによって形成され、前記バネ部は、前記直角カットから前記製品の前記外縁に向かって延びる材料によって形成される、請求項１乃至４の何れか一項に記載のプリント回路基板アレンジメント。
6. 前記製品は、補助的プリント回路基板である、請求項１乃至５の何れか一項に記載のプリント回路基板アレンジメント。
7. 前記製品は補助的プリント回路基板であり、前記主プリント回路基板は前記細長スロットで終結する電気接続部を備える主電子回路を有し、前記補助的プリント回路基板は前記コネクタ部で終結する電気接続部を備える補助的電子回路を有する、請求項１乃至５の何れか一項に記載のプリント回路基板アレンジメント。
8. 前記補助的プリント回路基板はＦＲ−４の材料で形成される、請求項６又は７に記載のプリント回路基板アレンジメント。
9. 前記補助的プリント回路基板はＦＲ−１の材料又はＣＥＭ−１の材料で形成される、請求項６又は７に記載のプリント回路基板アレンジメント。
10. 前記製品は金属板又はブラケットである、請求項１乃至５の何れか一項に記載のプリント回路基板アレンジメント。
11. 前記主プリント回路基板と前記製品との間に、半田付結合をさらに有する、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のプリント回路基板アレンジメント。
12. 突起部を含む細長スロットを有する主プリント回路基板、及び、バネ部を含むコネクタ部を有する製品を提供するステップと、
    前記突起部と前記バネ部とが係合して、前記細長スロットの少なくとも一方の側壁に対して前記製品の前記コネクタ部を押し付ける力を生じるように、ほぼ垂直に前記製品の前記コネクタ部を前記細長スロットに挿入するステップと、
    を含む、ほぼ垂直に主プリント回路基板に製品を取り付けるための方法。
13. 半田付結合を提供するために、前記主プリント回路基板と前記製品とを半田付けするステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記主プリント回路基板は前記細長スロットで終結する電気接合部を有する主電子回路を含み、前記製品は前記コネクタ部で終結する電気接合部を有する補助的電子回路を含む補助的プリント回路基板であり、前記半田付結合が前記主電子回路と前記補助的電子回路とを接続する、請求項１３に記載の方法。