JP2020166932A - ネジ締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】追加部材を設ける必要なく、ネジの締結の際に生じる屑の飛散を抑制することができるネジ締結構造を提供する。【解決手段】ネジ締結構造１は、基板２の厚み方向Ｄ１において、当該基板２の第２の主面２ｂと対向して配置されるベース部材４を備えている。ネジ３の軸部１９は、厚み方向Ｄ１に基板２を貫通し、第２の主面２ｂから突出する。このようなネジ３に対し、ベース部材４には、ネジ３の締結部分に対応する位置に、軸部１９の全周を取り囲む袋部３０が形成されている。この場合、ネジ３をネジ端子１２に締結する際に屑が生じても、袋部３０が軸部１９を取り囲むように形成されているため、屑の飛散を抑制することができる。また、袋部３０は、基板２に対するベースとなる既設のベース部材４に形成されている。すなわち、既設の部材が屑の飛散を抑制できるため、基板２に対して追加部材を設ける必要がない。【選択図】図４

Description

本発明は、ネジ締結構造に関する。

従来、ネジ締結構造として、特許文献１に示すものが知られている。このネジ締結構造は、ネジと、ネジが取り付けられる部材と、雌ねじを有する板金部材と、キャップと、を備える。ネジの軸部は、部材及び板金部材を貫通する。また、キャップは、ネジの軸部の貫通した部分を覆っている。これにより、キャップは、ネジを板金部材に締結するときに発生する屑の飛散を抑制することができる。

特開２００６−２２７３６号公報

しかしながら、特許文献１に示すネジ締結構造では、ネジを板金部材に締結した後、追加部材であるキャップを取り付ける必要があった。従って、部品点数が増加すると共に作業の手間が増えていた。従って、追加部材を設ける必要なく、ネジの締結の際に生じる屑の飛散を抑制することが求められていた。

本発明は、追加部材を設ける必要なく、ネジの締結の際に生じる屑の飛散を抑制することができるネジ締結構造を提供することを目的とする。

本発明に係るネジ締結構造は、第１の主面及び第２の主面を有し、第１の主面側にネジを締結するためのネジ端子が設けられた基板と、基板の厚み方向に延びると共に、ネジ端子に締結されるネジと、厚み方向において、基板の第２の主面と対向して配置されるベース部材と、を備え、ネジの軸部は、厚み方向に基板を貫通し、第２の主面から突出し、ベース部材には、ネジの締結部分に対応する位置に、軸部を取り囲む袋部が形成されている。

本発明に係るネジ締結構造は、基板の厚み方向において、当該基板の第２の主面と対向して配置されるベース部材を備えている。ネジの軸部は、厚み方向に基板を貫通し、第２の主面から突出する。このようなネジに対し、ベース部材には、ネジの締結部分に対応する位置に、軸部の全周を取り囲む袋部が形成されている。この場合、ネジをネジ端子に締結する際に屑が生じても、袋部が軸部を取り囲むように形成されているため、屑の飛散を抑制することができる。また、袋部は、基板に対するベースとなる既設のベース部材に形成されている。すなわち、既設の部材が屑の飛散を抑制できるため、基板に対して追加部材を設ける必要がない。以上により、追加部材を設ける必要なく、ネジの締結の際に生じる屑の飛散を抑制することができる。

厚み方向における袋部の基板側の端部は、基板の第２の主面と接触又は近接してよい。この場合、袋部内に収容された屑が、袋部の基板側の端部と基板との間の隙間から飛散することを抑制できる。

袋部の内径は、軸部を挿通させる基板の貫通孔の内径以下である。この場合、基板がベース部材よりも下側になるように配置された場合、基板の第２の主面に屑が堆積することを抑制できる。これにより、屑が基板の第２の主面を伝って、袋部の外へ飛散することを抑制できる。

袋部の内周面は、底面へ向かうに従って内径が小さくなってよい。この場合、内周面は、屑を底面側へ案内し易くなる。また、袋部は、底面付近の狭い空間に屑をとどめておくことができる。

本発明によれば、追加部材を設ける必要なく、ネジの締結の際に生じる屑の飛散を抑制することができるネジ締結構造を提供できる。

本発明の実施形態に係るネジ締結構造を示す概略平面図である。 図１に示すネジ締結構造の展開斜視図である。 図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図３に示すネジ締結構造１の拡大断面図である。 変形例に係るネジ締結構造１の拡大断面図である。

図１を参照して、本実施形態に係るネジ締結構造１の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るネジ締結構造１を示す概略平面図である。図２は、図１に示すネジ締結構造１の展開斜視図である。図１及び図２に示すようにネジ締結構造１は、基板２と、ネジ３と、ベース部材４と、を備えている。なお、本実施形態に係るネジ締結構造１が採用される電子ユニットは特に限定されず、基板２をベース部材４にネジ３で締結する部分を有する電子ユニットであれば、あらゆるものに採用可能である。

基板２は、電子回路を構成する板状の部材である。基板２は、表面にパターンが形成され、当該パターンに対して電子部品が実装された電子回路を構成する。ただし、図では導体パターンや電子部品は省略している。また、基板２は図示したものより広範囲に広がっていてもよいが、本実施形態では、ネジ締結構造１の構成の理解を容易とするために、小さい矩形状の基板２を例示する。基板２は、電子部品の実装面となる第１の主面１ａと、第１の主面１ａとは反対側の第２の主面と、を有している。なお、基板２の厚み方向を「厚み方向Ｄ１」として、以降の説明を行う。第１の主面２ａと第２の主面２ｂとは、厚み方向Ｄ１に互いに平行となる。

基板２は、四方の縁部２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを有するものとする。縁部２ｃ，２ｄは互いに平行をなすように延びる。縁部２ｅ，２ｆは縁部２ｃ，２ｄと直交すると共に互いに平行をなすように延びる。基板２の四隅には、ネジ３を挿通させるための貫通孔１１が形成されている（図２参照）。各貫通孔１１は、第１の主面２ａから第２の主面２ｂへ向かって厚み方向Ｄ１に延びるように、基板２を貫通する。各貫通孔１１は、縁部２ｃと縁部２ｅとの間の角部、縁部２ｃと縁部２ｆとの間の角部、縁部２ｄと縁部２ｆとの間の角部、及び縁部２ｄと縁部２ｅとの間の角部に形成される。

基板２の第１の主面２ａ側にネジ３を締結するためのネジ端子１２が設けられる。ここでは、ネジ端子１２としてネジ端子１２Ａ，１２Ｂが設けられる。ネジ端子１２Ａは、縁部２ｃと縁部２ｅとの間の角部に形成された貫通孔１１と対応する位置に設けられる。また、ネジ端子１２Ｂは、縁部２ｄと縁部２ｆとの間の角部に形成された貫通孔１１と対応する位置に設けられる。ネジ端子１２Ａ，１２Ｂは、基板２の第１の主面２ａ側にネジ３を締結させるための部材である。端子１２Ａ，１２Ｂは、金属の板状部材にネジ孔１２ａ（図２参照）を形成することによって構成される。ネジ孔１２ａには、ネジ３を締結させるための雌ネジが形成されている。なお、縁部２ｃと縁部２ｆとの間の角部及び縁部２ｅと縁部２ｄとの間の角部には、ネジ端子１２は設けられない。

ベース部材４は、基板２を支持するための部材である。ベース部材４は、厚み方向Ｄ１において、基板２の第２の主面２ｂと対向して配置される。なお、図においては、ベース部材４のうち基板２を支持する箇所だけを示しているが、更に広範囲に広がって他の基板や電子部品が実装されてもよい。ベース部材４は、本体部１４と、本体部１４から突出する台座部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、を有する。本体部１４は、厚み方向Ｄ１と直交するように平板状に広がる。台座部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、本体部１４から厚み方向Ｄ１へ向かって突出する。

台座部１６Ａは、縁部２ｃと縁部２ｅとの角部に対応する箇所で突出する。台座部１６Ａには、ネジ３の軸部を取り囲む袋部３０が形成されている。袋部３０の詳細な構成は後述する。台座部１６Ｂは、縁部２ｄと縁部２ｅとの角部に対応する箇所で突出する。台座部１６Ｂには、ネジ３を締結するためのネジ孔１７が形成されている。台座部１６Ｃは、縁部２ｆに対応する箇所で突出する。台座部１６Ｃのうち、基板２の縁部２ｄと縁部２ｆの角部に対応する箇所には袋部３０が形成されている。台座部１６Ｃのうち、基板２の縁部２ｃと縁部２ｆに対応する箇所にはネジ孔１７が形成されている。

ネジ３は、厚み方向Ｄ１に延びると共に、ネジ端子１２Ａ，１２Ｂ又はネジ孔１７に締結される。基板２の四カ所の角部のそれぞれに対してネジ３が締結される。ネジ３は、頭部１８と、軸部１９を有する。頭部１８は、軸部１９よりも径が広い部分である。軸部１９は、頭部１８から厚み方向Ｄ１へ延びる部分である。軸部１９の外周面には雄ネジが形成されている。なお、ネジ端子１２Ａ，１２Ｂに締結されるネジ３は、バスバー２１Ａ，２１Ｂを挟むようにして締結される。バスバー２１Ａ，２１Ｂは、ネジ端子１２Ａ，１２Ｂと他の電子部品（不図示）とを電気的に接続させるための導電性の部材である。バスバー２１Ａ，２１Ｂは、ネジ端子１２Ａ，１２Ｂから所定の方向へ向かって延びている。台座部１６Ｂ，１６Ｂのネジ孔１７にネジ３を締結することで、基板２がベース部材４に支持された状態となる。

次に、図３を参照して、ネジ締結構造１の構造について更に詳細に説明する。図３は、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図３に示すネジ締結構造１の拡大断面図である。なお、以降の説明においては、厚み方向Ｄ１のうち、ネジ３の頭部１８側を「上側」とし、軸部１９の先端側を「下側」と称して説明を行う。しかし、ここでの上下の向きは、説明のために便宜的に設定したものであり、電子ユニットの使用態様によっては、必ずしも当該上下の向きに限定されるものではない。例えば、ネジ３の頭部１８側が下側を向くように配置される場合もある。

図３に示すように、台座部１６Ｂでは、ネジ３は、基板２を介して台座部１６Ｂのネジ孔１７に締結されている。厚み方向Ｄ１において、ネジ３の軸部１９は、第１の主面２ａ側から基板２の貫通孔１１に挿通されて、第２の主面２ｂ側から突出する。軸部１９の当該突出した部分が、ネジ孔１７に締結される。台座部１６Ａでは、ネジ３は、バスバー２１Ａを介してネジ端子１２Ａのネジ孔１２ａに締結されている。なお、台座部１６Ｃの袋部３０及びネジ孔１７も図３と同趣旨の構成を有している。

図４に示すように、台座部１６Ａに対応する箇所では、基板２の貫通孔１１は、ネジ端子１２Ａのネジ孔１２ａよりも径が大きい。ネジ端子１２Ａは、ネジ孔１２ａの箇所にて、貫通孔１１に入り込むように延びる延長部２４を有する。ネジ３は、バスバー２１Ａを介してネジ端子１２Ａのネジ孔１２ａに締結されている。厚み方向Ｄ１において、ネジ３の軸部１９は、第１の主面２ａ側からバスバー２１Ａの貫通孔２１ａ、ネジ端子１２Ａのネジ孔１２ａ、及び基板２の貫通孔１１に挿通されて、第２の主面２ｂ側から突出する。ネジ端子１２Ａのネジ孔１２ａに対して中心線ＣＬを設定した場合、バスバー２１Ａの貫通孔２１ａ、貫通孔１１及びネジ３の中心線は、いずれも中心線ＣＬと一致するように配置される。

ベース部材４には、ネジ３の締結部分に対応する位置、すなわち台座部１６Ａに、袋部３０が形成されている。袋部３０は、ネジ３の軸部１９の全周を取り囲むように構成されている。袋部３０は、台座部１６Ａの端部１６ａから下方へ向かって延びる円形状の凹部である。袋部３０は、円筒状の内周面３１と、内周面３１の下端側に形成される底面３２と、を有する。内周面３１の中心線は、中心線ＣＬと略一致するように設定されている。底面３２は、厚み方向Ｄ１と直交する方向へ広がる面である。

内周面３１は、中心線ＣＬ周りに３６０°の領域にて、軸部１９を取り囲んでいる。内周面３１の直径は、軸部１９の直径よりも大きく設定されており、内周面３１は、軸部１９から径方向に離間した位置に配置されている。また、内周面３１は、軸部１９よりも下方まで延びている。従って、底面３２は、軸部１９よりも下方に配置される。底面３２は、軸部１９から下方に離間する位置にて、軸部１９の先端と厚み方向Ｄ１に対向するように配置されている。このような構造により、袋部３０は、軸部１９を収容する閉空間を形成する。ネジ孔１２ａに対してネジ３を締結したときに発生する屑は、袋部３０内に収容される。なお、底面３２は、本体部１４の上面１４ａよりも下方に配置されているが、上面１４ａと同位置であってもよく、上面１４ａよりも上方に配置されてよい。また、軸部１９の先端と底面３２の離間距離は、特に限定されず、互いに干渉しない範囲で、更に隙間を小さくしてもよい。

厚み方向Ｄ１における袋部３０の基板２側の端部１６ａは、基板２の第２の主面２ｂと接触している。これにより、基板２と袋部３０との間には隙間が形成されることなく、閉じられた状態となっている。すなわち、袋部３０内の屑は、基板２と袋部３０との間から出てゆくことが防止される。

本実施形態では、袋部３０の内径、すなわち内周面３１の直径は、基板２の貫通孔１１の内径と略同一に設定されている。袋部３０の内径は、軸部１９及びネジ端子１２Ａのネジ孔１２ａよりも大きく設定されている。また、袋部３０の内径は、ネジ端子１２Ａのうちネジ孔１２ａに沿って下方に延びる延長部２４部分の直径よりも大きい。なお、袋部３０の内周面３１は成形のための抜き勾配を有する場合もあるため、袋部３０の内径を比較する際は、内周面３１の基板２側の端部１６ａにおける内径を用いる。

袋部３０の内径の下限値は特に限定されないが、製造時の公差、及び組み付け時の組み付け誤差などを考慮しても、袋部３０がネジ３の軸部１９及びネジ端子１２Ａの延長部２４と干渉しない範囲に設定される。また、袋部３０の内径の上限値は特に限定されず、台座部１６Ａの肉厚などの制限を受けない範囲で設定されてよい。

次に、本発明の実施形態に係るネジ締結構造１の作用・効果について説明する。

実施形態に係るネジ締結構造１は、基板２の厚み方向Ｄ１において、当該基板２の第２の主面２ｂと対向して配置されるベース部材４を備えている。ネジ３の軸部１９は、厚み方向Ｄ１に基板２を貫通し、第２の主面２ｂから突出する。このようなネジ３に対し、ベース部材４には、ネジ３の締結部分に対応する位置（ネジ端子１２Ａ，１２Ｂが形成される位置）に、軸部１９の全周を取り囲む袋部３０が形成されている。この場合、ネジ３をネジ端子１２Ａ，１２Ｂに締結する際に屑が生じても、袋部３０が軸部１９を取り囲むように形成されているため、屑の飛散を抑制することができる。また、袋部３０は、基板２に対するベースとなる既設のベース部材４に形成されている。すなわち、既設の部材が屑の飛散を抑制できるため、基板２に対して追加部材（例えば、第２の主面２ｂ側で軸部１９を覆うようなキャップ部材）を設ける必要がない。以上により、追加部材を設ける必要なく、ネジ３の締結の際に生じる屑の飛散を抑制することができる。

厚み方向Ｄ１における袋部３０の基板２側の端部１６ａは、基板２の第２の主面２ｂと接触してよい。この場合、袋部３０内に収容された屑が、袋部３０の基板２側の端部１６ａと基板との間の隙間から飛散することを抑制できる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、ネジ締結構造１として、図５に示すような構成を採用してもよい。

図５に示すネジ締結構造１では、袋部３０の基板２側の端部１６ａが、基板２の第２の主面２ｂと近接した状態となっている。この場合、端部１６ａと第２の主面２ｂとの間に寸法Ｈ１の隙間が形成されるが、当該隙間が微少であるため、袋部３０から屑が飛散することを抑制できる。また、仮に屑が袋部３０から飛散したとしても、基板２の導電パターンに影響を及ぼすような大きさの屑が飛散することは防止できる。なお、基板２の第２の主面２ｂと近接した状態とは、寸法Ｈ１が、基板２の導体パターンのうち、隣合う導体同士の間の離間距離よりも小さい寸法にとどめられている状態である。例えば、隣合う導体同士の間の離間距離よりも大きい屑が飛散してきた場合、当該位置において導体同士がショートする可能性がある。これに対し、基板２の第２の主面２ｂとの間の隙間の寸法Ｈ１が、導体同士の離間距離よりも小さいため、ショートの原因となり得るような大きな屑が袋部３０外に出て行くことを防止できる。例えば、寸法Ｈ１を５００μｍ以下に設定してよい。

また、袋部３０の内径は、軸部１９を挿通させる基板２の貫通孔１１の内径以下の寸法であってよい。例えば、袋部３０の内径よりも貫通孔１１の内径の方が小さい場合、袋部３０の内部空間に貫通孔１１の縁部が段差状にはみ出るような構成となる。この場合、基板がベース部材よりも下側になるように配置された場合、当該はみ出た部分において、基板２の第２の主面２ｂに屑が堆積する可能性がある。この場合、基板２の第２の主面２ｂに堆積した屑が、当該第２の主面２ｂを伝って、袋部３０の外へ飛散し易くなる可能性がある。これに対し、袋部３０の内径が、軸部１９を挿通させる基板２の貫通孔１１の内径より小さい場合、基板２の貫通孔１１の縁部が、袋部３０の内部空間へはみ出ない構造とすることができる。よって、上述のように、貫通孔１１の縁部に屑が堆積することを防止できる。なお、当該効果は、図４に示すように、袋部３０の内径と貫通孔１１の内径が同じ場合も得ることができる。ここでは、袋部３０の内径が貫通孔１１の内径以下である場合のメリットについて説明したが、袋部３０の内径が貫通孔１１の内径より大きい場合も本願発明から除外されるものではなく、当該寸法関係の構造が採用されてもよい。

袋部３０の内周面３１は、底面３２へ向かうに従って内径が小さくなってよい。この場合、内周面３１は、屑を底面３２側へ案内し易くなる。また、袋部３０は、底面３２付近の狭い空間に屑をとどめておくことができる。例えば、軸部１９の先端が底面３２付近まで延びている場合、傾斜する内周面３１で集めた屑が、軸部１９の先端と底面３２との間の隙間にとどまる。例えば、基板２をベース部材４より下側に配置した場合であっても、底面３２付近に集められた屑は、軸部１９の先端によって飛散することが抑制される。

なお、袋部３０の形状はネジ３に合わせて円形とする場合、ネジ３との間の隙間が部分的に大きくなる箇所が設けられることを抑制できるため、屑が飛散しにくくすることができる。ただし、袋部３０が軸部１９を取り囲んでいる限り、袋部３０の形状は特に限定されず、長円、楕円、多角形などあらゆる形状を採用してよい。なお、複数のネジ端子１２が互いに近接した位置に設けられる場合、またはネジ端子１２が複数のネジ孔１２ａを有する場合、複数のネジ３の軸部１９を一つの袋部３０で取り囲んでもよい。

１…ネジ締結構造、２…基板、２ａ…第１の主面、２ｂ…第２の主面、３…ネジ、４…ベース部材、１１…貫通孔、１２…ネジ端子、１９…軸部、３０…袋部、３１…内周面、３２…底面。

Claims (4)

1. 第１の主面及び第２の主面を有し、前記第１の主面側にネジを締結するためのネジ端子が設けられた基板と、
   前記基板の厚み方向に延びると共に、前記ネジ端子に締結されるネジと、
   前記厚み方向において、前記基板の前記第２の主面と対向して配置されるベース部材と、を備え、
   前記ネジの軸部は、前記厚み方向に前記基板を貫通し、前記第２の主面から突出し、
   前記ベース部材には、前記ネジの締結部分に対応する位置に、前記軸部を取り囲む袋部が形成されている、ネジ締結構造。
2. 前記厚み方向における前記袋部の前記基板側の端部は、前記基板の前記第２の主面と接触又は近接する、請求項１に記載のネジ締結構造。
3. 前記袋部の内径は、前記軸部を挿通させる前記基板の貫通孔の内径以下である、請求項１又は２に記載のネジ締結構造。
4. 前記袋部の内周面は、底面へ向かうに従って内径が小さくなる、請求項１〜３の何れか一項に記載のネジ締結構造。
   

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