JP2019047076A - 電子部品を固定する固定具 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品及び台座を固定するための固定具を提供する。【解決手段】固定具１３０は、台座１１０の上面と電子部品の下面とが接するように電子部品の上部から下部方向への力を電子部品に与える弾性力を発生させる。電子部品コンタクト部３１０は、弾性部から第１の延長部３２０を介して得られる弾性力及び電子部品コンタクト部が発生させた弾性力を少なくとも部分的に用いて、電子部品を台座１１０に固定し、基板コンタクト部は、弾性部から第２の延長部を介して得られる弾性力を少なくとも部分的に用いて、基板コンタクト部と挟み込み部とが台座１１０及び基板１２０を挟み込みことによって固定する。【選択図】図３ａ

Description

本発明は、電子部品を固定する固定具に関する。

従来、電子部品は台座を介して基板に配置されている場合がある。この場合、電子部品は、必ずしも台座部分において固定されておらず、基板において半田付けや接着剤などによって固定されていることが多い。

特許文献１に示すように、厚みのある台座が用いられることがある。このような場合、電子部品の固定が基板においてのみであると、電子部品を固定することが不安定になる可能性がある。

特願２０１７−１０３４７４号

電子部品をより強固に基板へ固定することが求められている。

電子部品を固定するための固定具を提供する。

本発明の実施例による、基板の上面に配置された台座の上面に配置される電子部品と台座とを基板に固定する固定具であって、台座の上面と電子部品の下面とが接するように電子部品の上部から下部方向への力を電子部品に与える弾性力を発生させ、電子部品の上部と接している電子部品コンタクト部と、台座の上面に配置されている弾性部であって、台座の上面と少なくとも部分的に接している挟み込み部を有する弾性部と、基板の下面の少なくとも一部と接している基板コンタクト部と、電子部品コンタクト部から弾性部まで延びる第１の延長部と、弾性部から基板コンタクト部まで伸びる第２の延長部と、を備え、電子部品コンタクト部は、弾性部から第１の延長部を介して得られる弾性力及び電子部品コンタクト部が発生させた弾性力を少なくとも部分的に用いて、電子部品を台座に固定し、基板コンタクト部は、弾性部から第２の延長部を介して得られる弾性力を少なくとも部分的に用いて、基板コンタクト部と挟み込み部とが台座及び基板を挟み込みことによって、台座及び基板を固定することができる。

以下の説明において、図中で用いる参照番号に関し、複数の図で用いられる同じ参照番号は、同じ要素であることを表す。

本発明の実施例を用いて電子部品を基板に設置した例を示す。 図１で示した電子部品が実装された基板を異なる方向から示した図である。 固定具が基板に固定される前の電子部品が実装された基板を拡大した図を示す。 固定具が基板に固定された後の電子部品が実装された基板を拡大した図を示す。 電子基板に固定される前及び後の固定具の一部を示す。 固定具を展開した図を示す。 固定具を展開した図を示す。 固定具の基板コンタクト部を基板に固定する例の正面断面図を示す。 固定具の基板コンタクト部を基板に固定する例の側面図を示す。 基板の開口部を下側（半田面側）から見た図を示す。 基板の開口部を下側（半田面側）の斜め方向から見た斜視図を示す。 基板コンタクト部の他の実施例の正面断面図を示す。 基板コンタクト部の他の実施例の側面図を示す。 基板コンタクト部の変形例を示す。 固定具の弾性部がリード線を固定する実施例を示す。 固定具の弾性部がリード線を固定する実施例を示す。 より厚みを有する台座に固定具を適用した実施例を示す。

図１は、本発明の実施例を用いて電子部品を基板に設置した例を示す。電子部品が実装された基板は、電子部品１００、台座１１０及び基板１２０を有する。電子部品１００は、基板１２０に半田付け（図示せず）によって電気的に接続されるとともに、基板１２０に固定される。台座１１０は、電子部品１００と基板１２０との間に設置される。電子部品１００は、固定具１３０を用いて台座１１０及び基板１２０にさらに固定される。従来から用いられてきた半田付けや、接着剤などを用いた電子部品１００の基板１２０への一又は二以上の固定手段に、本発明の実施例による固定具１３０を適用することによって、従来技術よりさらに強力な電子部品１００の台座１１０及び基板１２０への固定を提供することができる。一方、従来の接着剤などの固定手段を用いない場合であっても、本発明の実施例は、電子部品１００の台座１１０及び基板１２０への十分な固定を提供することができる。

図２は、図１で示した電子部品が実装された基板を異なる方向から示した図である。図２は、図１の基板を上方向（矢印１９０）から見た図である。図１は、図２における横方向（矢印２９０）から見た図である。このように、電子部品１００は、基板１２０の一部において台座１１０を用いて配置される。一実施例において、固定具１３０は２つ以上設置することができる。例えば、図２において、台座１３０を２１０の位置に設置することができる。これにより、２つの台座１３０が対面して配置されることから、より強固な固定が提供される。また、位置２２０及び２３０の一方又は両方に台座を配置してもよい。

図３は、電子部品が実装された基板を拡大した図を示す。固定具１３０は、電子部品１００に接する電子部品コンタクト部３１０を有する。電子部品コンタクト部３１０は、例えば、引っ掛け構造を有する。引っ掛け構造は、電子部品１００に接して引っ掛けることによって電子部品１００を上部から下部方向へ台座１１０やプリント基板１２０に固定する力を発生する弾性力を電子部品１００に与えることができる。これにより、電子部品１００は、台座１１０において固定される。

図３ａは、基板コンタクト部４２０が基板１２０に固定される前の状態を示す。図３ｂは、基板コンタクト部４２０が基板１２０に固定され、固定具１３０が電子部品１００を台座１１０及び基板１２０に固定した状態を示す。図３ａにおいては、第２の延長部３３５にひねりが加えられていない。図３ｂにおいては、第２の延長部３３５にひねりが加えられており、これにより、基板コンタクト部４２０が基板１２０に固定される。図３ｂにおいて、後述する部品面側の挟み込み部分６３０が固定具１３０の受け入れ部の周囲４６５を台座１１０に押し付けることによって、固定具１３０は、電子部品１００、台座１１０及び基板１２０を固定することができる。図３ｃの（ｉ）は、電子基板１００に固定される前の固定具１３０の一部を示しており、電子部品コンタクト部３１０の電子部品１００と接する先端部から折り曲げ部４４０までの長さ３８０が得られる。図３ｃの（ｉｉ）は、電子基板１００に固定された後の固定具１３０の一部を示している。固定具１３０が電子基板１００及び台座１１０に固定されると、電子部品コンタクト部３１０の電子部品１００と接する先端部と折り曲げ部４４０とが上方向に移動し、電子部品コンタクト部３１０の先端部から台座１１０付近までの長さ３７５が得られる。これにより、（ｉ）における長さ３８０と（ｉｉ）における長さ３７５との差分により、電子部品コンタクト部３１０及び弾性部３２０において、固定具１３０は、弾性力を発生させる。図３ｃの（ｉ）における電子部品コンタクト部３１０が電子部品１００と接する先端部から折り曲げ部４４０までの長さ３８０は、弾性力を発生させるために、電子部品１００の高さより短い。固定具１３０は、電子部品コンタクト部３１０と連続する折り曲げ部４０５から弾性部３２０に連続する折り曲げ部４４０までの長さを有する第１の延長部３３０を含んでいる。一実施例において、第１の延長部３３０の長さは、電子部品１００の高さより長くてもよい。

固定具１３０は、電子部品１００を台座１１０及び基板１２０に固定する力を発生させるための弾性力を与える弾性部３２０を有する。力は、固定具１３０自体の弾性力によって発生させることができる。例えば、固定具１３０は、鉄や真鍮などの所定の弾性率を有する材料によって形成されることが望ましい。固定具１３０は、第２の延長部３３５を有する。第２の延長部３３５の長さは、固定具１３０、台座１１０及び基板１２０の厚さより長くすることができる。これにより、固定具１３０が後述する図４に示す１枚材料部材である場合、後述する通り、部材を折りたたむことによって、設置されたときに垂直方向に弾性力を発生させることができる。したがって、固定具１３０は、電子部品１００を台座１１０及び基板１２０に固定することができる。一実施例において、基板コンタクト部４２０が後述する傾斜部６１０を有する場合など、第２の延長部３３５の長さは、固定具１３０、台座１１０及び基板１２０の厚さと同じ又は短くすることができる。

図４ａは、固定具１３０を展開した図を示す。固定具１３０は、基板コンタクト部４２０と基板コンタクト部４２０を受け入れる受け入れ部４１０とを有する。図４において点線で示す折り曲げ部４０５を折り曲げることによって、図３に示す通り、電子部品コンタクト部３１０を形成することができる。図４において点線で示す折り曲げ部４４０、４５０及び４６０を折り曲げ、図３に示す通り、受け入れ部４１０が基板コンタクト部４２０を受け入れることによって、弾性部３２０において垂直方向に弾性力を発生させることができる固定具が完成する。弾性部３２０は、完成すると、内側部分３５０及び外側部分３５５を有することができる。

図４ｂは、図４ａで示した例の変形例で、基板コンタクト部４２０を基板１２０と接する部分４８０を爪形状４８５とすることができる。爪形状４８５は、固定部１３０に切り込みを入れて作成することができる。基板１２０に設置するとき、爪形状４８５を設けておくことにより、基板１２０の開口部に組み入れることができ、一方で、設置した後は、基板１２０から引き抜こうとする際には爪形状４８５が基板１２０に開口された突出部４８０を受け入れる穴の端に引っかかることで、抜けない形状とすることができる。

図３を再度参照すると、弾性部３２０に連続している第２の延長部３３５の一部は、弾性部３２０の受け入れ部４１０を介して台座１１０及び基板１２０に延びている。図３ａにおいて、固定具１３０が電子部品１００に取り付けられると、折り曲げ部４５０から４４０にかけての辺と電子部品コンタクト部３１０の折り曲げ角度が弾性力を発生させ、電子部品コンタクト部３１０が電子部品１００を台座１１０及び基板１２０へ押さえつける。一方、図３ｂに示すように、固定具１３０の折り曲げ部４６０を下に押し込んで、基板コンタクト部４２０を回転することで基板１２０に固定される。このときに、受け入れ部の周囲４６５が下方向に押される（図６ａの形態では引張られる）ことから、弾性部３２０は、電子部品１００を台座１１０及び基板１２０に固定する弾性力を発生させる。弾性部３２０の下部の少なくとも一部は、台座１１０の上部に接して固定される。第２の延長部３３５の少なくとも一部が台座１１０及び基板１２０へ延び、第２の延長部３３５が弾性部３２０に連続する部分は、弾性部３２０の折り曲げ部４４０と４５０との間の一部（例えば、図４で点線で示す４６５の部分）を台座１１０の方向（下方向）に押し下げる。基板コンタクト部４２０を基板１２０の半田面（基板１２０の電子部品が置かれる面の反対側の面）に固定する（例えば、基板コンタクト部４２０及び／又は第２の延長部３３５をひねることにより基板コンタクト部４２０を基板１２０の半田面に固定する）ことによって、固定具１３０は、台座１１０を基板１２０に固定することができる。本実施例において、台座１１０の上面外側端部から電子部品が設置されている端部部分までの長さ３６０は、固定具１３０の折り曲げ部４４０から４５０までの長さ３６５と等しい又は長くすることができる。また、弾性部３２０が台座１１０の上面と接する面積を大きくすることによって、固定する力をより向上させることができる。他の実施例において、長さ３６０は、固定具１３０の折り曲げ部４４０から４５０までの長さ３６５より短くてもよい。この場合、固定具１３０の折り曲げ部４４０から部分４６５までの少なくとも一部（例えば、部分４６５のみ）が台座１１０の上面に接することによって、電子部品１００を台座１１０に固定することができる。

図５は、固定具１３０の基板コンタクト部４２０を基板１２０に固定する例を示す。図５ａは正面断面図であり、図５ｂは側面図である。図５ａは、固定具１３０を台座１１０及び基板１２０の開口部に組み込んだ状態（基板コンタクト部４２０をひねる前）を示しており、図５ｂは、基板コンタクト部４２０を図５ａの矢印５１０方向にねじった状態を示している。基板コンタクト部４２０は、長手部分及び短手部分を有しており、長手部分は長さｃ５８０を有し、短手部分は長さｃ５８０より短い長さであるｂ５７０を有する。図５ｃは、基板１２０の開口部を下側（半田面側）から見た図である。図５ｃにおいて、基板コンタクト部４２０は、実線で示されており、点線の４２０’は、基板コンタクト部４２０がひねられた状態を示す。基板１２０の開口部の長手方向の長さａ５６０は、基板コンタクト部４２０の長手部分の長さｃ５８０と等しい又はより長い。一方、基板１２０の開口部の短手方向の長さｄ５９０は固定部品１３０の厚さｆ５９７より長く、ｃ５８０より短い。図５ｂは、固定具１３０を台座１１０及び基板１２０の開口部に組み込んだ後、図５ａの矢印５１０が示す方向に基板コンタクト部４２０及び／又は第２の延長部３３５をねじった状態を示している。これにより、長手部分ｃ５８０の両端部は、矢印５１０方向へ回転し、基板１２０の開口部の長さｄ５９０の外側方向に乗り上げる様に移動する。固定具１３０は、基板１２０上に乗り上げた長手部分ｃ５８０の両端部である半田面側の挟み込み部分５９５を有する。さらに、固定具１３０は、部品面側において固定具１３０の部分４６５を台座１１０方向に抑えつける部品面側の挟み込み部分６３０を有する。半田面側の挟み込み部分５９５及び部品面側の挟み込み部分６３０を用いて、固定具１３０が台座１１０及び基板１２０を挟み込むことによって、台座１１０が基板１２０に固定される。したがって、固定具１３０は、電子部品１００及び台座１１０を基板１２０に固定することができる。なお、基板コンタクト部４２０及び／又は第２の延長部のねじる回転方向は矢印５１０と逆側でも良い。また、ねじる角度は９０度にて挟み込み部分５９５が最大となるので、９０度以上である必要は無い。しかし、固定できれば、９０度以下でも良い(図５ｂでは約４５度にて図示している)、また、９０度以上でもよい。基板１２０に設けた取り付け穴は図では楕円穴（長穴）だが、丸穴や、角穴でもよい。

図５ｄは、基板１２０の開口部を下側（半田面側）の斜め方向から見た斜視図である。図５ｄの例で示される通り、基板コンタクト部４２０及び／又は第２の延長部３３５は、矢印５１０で示す方向に９０度ひねられている。これにより、半田面側の挟み込み部分５９５が基板１２０と接する面積が最大となることから、固定具１３０が、電子部品１００、台座１１０及び基板１２０をより確実に固定することができる。

図６は、基板コンタクト部４２０の他の実施例を示す。図６ａは正面断面図であり、図６ｂは側面図である。図６ａ及びｂから分かるように、本実施例においても、基板１２０の開口部の長手方向の長さａ５６０は、基板コンタクト部４２０の長手部分の長さｃ５８０と等しい又はより長い。一方、基板１２０の開口部の短手方向の長さｄ５９０は固定部品１３０の厚さｆ５９７より長く、ｃ５８０より短い。本実施例において、基板コンタクト部４２０は、その上部に垂直方向の中心から外側に向けて下方向に傾斜する傾斜部６１０を有する。これにより、基板コンタクト部４２０をねじって固定させるときに、傾斜部６１０における基板１２０と接する部分が基板１２０に対して傾斜部６１０の垂直方向の中心方向に移動することから、基板コンタクト部４２０が下向き（矢印６２０の方向）に移動しようと作用する。一方、部品面側では、固定具１３０の台座１１０に接する部品面側の挟み込み部分６３０がある。これにより、半田面における傾斜部６１０と、部品面における部品面側の挟み込み部分６３０とによって、固定具１３０は、台座１１０及びプリント基板１２０を挟み込んでいる。このような構成において、傾斜部６１０により基板コンタクト部４２０が下向き（矢印６２０の方向）に移動するので、固定具１３０が台座１１０及びプリント基板１２０を挟み込んだ時点でがたつきがあっても、そのがたつきを吸収する事ができる。したがって、固定具１３０は、電子部品１００、台座１１０及び基板１２０をより強固に固定することができる。

上記の各実施例において、基板コンタクト部４２０は、基板１２０に取り付けられた後、半田付けされてもよい。これにより、電子装置１００はより強固に固定される。

図７は、基板コンタクト部４２０の変形例を示す。本実施例の基板コンタクト部４２０は、開口部７１０を有する。図７において、開口部７１０の形状は、円として示したが、四角形や三角形などの他の形状であってもよい。本実施例において、基板コンタクト部４２０に半田付けを行った場合、開口部７１０によって半田が付着される表面積が増加するため、より強固に電子装置１００及び台座１１０が固定される。

図８は、固定具１３０の弾性部３２０がリード線を固定する実施例を示す。図８ａに示すように、電子部品１００や他の部品のリード線８１０を固定具１３０の弾性部３２０に通す。そして、図８ｂに示すように、弾性部３２０の側部をペンチなどで締めつけることによって、リード線８１０を固定具１３０に固定することができる。また、基板コンタクト部４２０の締め付けにより、リード線８１０に対して台座１１０側への締め付けを得ることもできる。一実施例において、弾性部３２０の内側３５０に一又は二以上の突起部を設けることができる。一又は二以上の突起部は、リード線８１０をより強固に固定することができる。

図９は、より厚みを有する台座１１０に固定具１３０を適用した実施例を示す。より厚みを有する台座１１０の例としては、台座１１０は、電子部品１００のリード線９１０の電子部品１００側の位置を、基板１２０側において異なる位置に移動させるリード線経路９２０を有することができる。すなわち、リード線経路９２０は、リード線９１０を少なくとも水平方向に導くことができる。本実施例の台座１１０の厚さは、リード線経路９２０を有することから通常の台座より厚くなる。このような台座を用いた場合、台座に配置される電子部品１００はより動きやすくなることとなる。したがって、本実施例において、固定具１３０を用いて電子部品１００をより強固に固定することは重要である。

上記の各実施例において、固定具１３０の受け入れ部の周囲４６５の底面の少なくとも一部が台座１１０の上面と接していてもよい。他の実施例において、固定具１３０の受け入れ部の周囲４６５から折り曲げ部４５０までの底面の少なくとも一部が台座１１０の上面と接していてもよい。これにより、固定具１３０は、台座１１０を基板１２０に固定することができる。

上記の各実施例において、基板コンタクト部４２０を基板１２０の半田面において、半田付けした例と半田付けしていない例との両方がしめされている。これらは、例示であり、半田付けは必須ではない。一実施例において、基板コンタクト部４２０を基板１２０に半田付けを行うことによって、より強固な固定を提供することができる。

上記の各実施例において、電子部品１００は、基板１２０上の台座１１０に配置されていたが、電子部品１００は、台座１１０を用いずに基板１２０に配置されていてもよい。この場合、固定具１３０は、固定具１３０の弾性部３２０の少なくとも一部を基板１２０の上面に接っしさせることによって、電子部品１００を基板１２０に固定することができる。

本明細書で参照した文献などは、これら文献などを本明細書に組み入れることが許されている国においては、これら文献を参照により本明細書に組み入れいるものとする。

以上に説明してきた各実施例に関し、各実施例の一部又は全部を組み合わせて一つの実施例として実現されてもよい。

以上に説明してきた各実施例は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、種々の形態で実施することができる。

１００ 電子部品
１１０ 台座
１２０ 基板
１３０ 固定具
３１０ 電子部品コンタクト部
３２０ 弾性部
３３０ 第１の延長部
３３５ 第２の延長部
４１０ 受け入れ部
４２０ 基板コンタクト部
４０５、４４０、４５０、４６０ 折り曲げ部

Claims (10)

1. 基板の上面に配置された台座の上面に配置される電子部品と前記台座とを前記基板に固定する固定具であって、
   前記台座の上面と前記電子部品の下面とが接するように前記電子部品の上部から下部方向への力を前記電子部品に与える弾性力を発生させ、前記電子部品の上部と接している電子部品コンタクト部と、
   前記台座の上面に配置されている弾性部であって、前記台座の上面と少なくとも部分的に接している挟み込み部を有する弾性部と、
   前記基板の下面の少なくとも一部と接している基板コンタクト部と、
   前記電子部品コンタクト部から前記弾性部まで延びる第１の延長部と、
   前記弾性部から前記基板コンタクト部まで伸びる第２の延長部と、を備え、
   前記電子部品コンタクト部は、前記弾性部から前記第１の延長部を介して得られる弾性力及び前記電子部品コンタクト部が発生させた弾性力を少なくとも部分的に用いて、前記電子部品を前記台座に固定し、
   前記基板コンタクト部は、前記弾性部から前記第２の延長部を介して得られる弾性力を少なくとも部分的に用いて、前記基板コンタクト部と前記挟み込み部とが前記台座及び前記基板を挟み込みことによって、前記台座及び前記基板を固定する、固定具。
2. 前記台座の上面外側端部から前記台座における前記電子部品が設置されている端部部分までの水平方向の長さは、前記弾性部が前記台座と接している部分の水平方向の長さより大きい又は等しい、請求項１に記載の固定具。
3. 前記基板コンタクト部は、爪形状を有する、請求項１又は２に記載の固定具。
4. 前記基板コンタクト部は、水平方向の長手部分を有しており、前記基板は、前記固定具を受け入れる開口部を有し、前記開口部の長手方向の長さは、前記基板コンタクト部の前記長手部分の長さより長い又は同じであり、前記開口部の短手方向の長さは、前記基板コンタクト部の厚さより長く、前記基板コンタクト部の前記長手部分の長さより短い、請求項１又は２に記載の固定具。
5. 前記第２の延長部の少なくとも一部は、ひねることが可能である、請求項４に記載の固定具。
6. 前記基板コンタクト部は、開口部を有する、請求項４又は５に記載の固定具。
7. 前記基板コンタクト部の上部は、傾斜部を有しており、前記傾斜部は、前記基板コンタクト部の垂直方向の中心から外側に向けて垂直方向下向きに傾斜している、請求項４ないし６のいずれか一つに記載の固定具。
8. 前記弾性部は、前記固定具の一部を垂直方向に変形させることによって形成される、請求項１ないし７のいずれか一つに記載の固定具。
9. 前記弾性部は、内側部分及び外側部分を有し、前記内側部分は一又は二以上の突起部を有する、請求項８に記載の固定具。
10. 前記台座は、前記電子部品のリード線を水平方向に導くリード線経路を有する、請求項１ないし９のいずれか一つに記載の固定具。

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