JP2021068796A - 接続構造および組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化し得る接続構造および組立体を提案する。【解決手段】接続構造１６は、一端部Ｅ１から他端部Ｅ２まで一方向に延び、貫通孔１２Ｈ１に非挿通であり、一端部Ｅ１が配置物１４に取り付けられ、他端部Ｅ２にねじ穴１８ＳＨが形成される支柱部材１８と、プリント基板１２の一方の面１２Ａに設けられ、貫通孔１２Ｈ１の開口を囲繞し、支柱部材１８の他端部Ｅ２を挿入可能な囲繞部材２０と、囲繞部材２０に挿入された支柱部材１８のねじ穴１８ＳＨに対してプリント基板１２の一方の面１２Ａとは反対の他方の面１２Ｂ側から螺合されることで、プリント基板１２に対して支柱部材１８を固定する固定具２２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、プリント基板と、プリント基板の一方の面から間隔をあけて配置される配置物と接続する接続構造、および、当該接続構造を含む組立体に関する。

下記の特許文献１には、第一基板の厚み方向に第二基板が積み重ねられた電子部品モジュールが開示されている。この電子部品モジュールでは、第一基板および第二基板に対して固定用のピンが接続されるとともに、位置決めピンが貫通されている。

特開２００１−１６８２４３号公報

しかし、上記の特許文献１の電子部品モジュールの場合、固定用のピンと位置決めピントとが別々に設けられている。このため、第一基板および第二基板に対するピンの実装領域が増加するとともにピンの部品点数が増加し、第一基板と第二基板とを接続する接続構造の大型化の問題が懸念される。

そこで、本発明は、小型化し得る接続構造および組立体を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、
貫通孔が形成されたプリント基板と、前記プリント基板の一方の面から間隔をあけて配置される配置物とを接続する接続構造であって、
一端部から他端部まで一方向に延び、前記貫通孔に非挿通であり、前記一端部が前記配置物に取り付けられ、前記他端部にねじ穴が形成される支柱部材と、
前記プリント基板の一方の面に設けられ、前記貫通孔の開口を囲繞し、前記支柱部材の前記他端部を挿入可能な囲繞部材と、
前記囲繞部材に挿入された前記支柱部材の前記ねじ穴に対して前記プリント基板の一方の面とは反対の他方の面側から螺合されることで、前記プリント基板に対して前記支柱部材を固定する固定具と、
を備える。

本発明の第２の態様は、
複数の上記の接続構造と、前記プリント基板と、前記配置物とを備える組立体である。

本発明の態様によれば、プリント基板に対する配置物の位置決め用の支柱部材と、プリント基板と配置物とを固定する固定用の支柱部材とを別々に設けなくても、プリント基板に対して規定の位置で配置物を取り付けることができ、小型化することができる。

実施形態の組立体の構成を示す模式図である。 図１の組立体の分解斜視図である。 支柱部材を示す斜視図である。 図４Ａは囲繞部材を示す斜視図であり、図４Ｂは図４Ａとは異なる視点からの囲繞部材を示す斜視図である。 図１のＶ−Ｖの矢視断面図である。

本発明に関して好適な実施形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

〔実施形態〕
図１および図２を用いて、本実施形態の組立体１０を説明する。図１は、実施形態の組立体１０の構成を示す模式図であり、図２は、図１の組立体１０の分解斜視図である。組立体１０は、プリント基板１２と、配置物１４と、複数の接続構造１６とを有する。

プリント基板１２は、基板に対して配線が形成されたものである。プリント基板１２には、プリント基板１２に対して配置物１４を実装するための複数の貫通孔１２Ｈ（図２）が形成される。複数の貫通孔１２Ｈは、複数の第１の貫通孔１２Ｈ１と、複数の第２の貫通孔１２Ｈ２とを含む。

配置物１４は、プリント基板１２の一方の面１２Ａから間隔をあけて配置されるものである。配置物１４は、板状に形成された板状部材であってもよく、電子部品などが収容された筐体であってもよい。板状部材は、基板であってもよく、プリント基板であってもよく、プリント回路板であってもよい。なお、プリント回路板は、基板に対して配線が形成されるともに半導体素子が実装されたものである。本実施形態では、配置物１４は、図１および図２に例示するように、基板とする。

複数の接続構造１６の各々は、プリント基板１２と配置物１４とを接続するものである。複数の接続構造１６の各々は、プリント基板１２と、プリント基板１２の一方の面１２Ａに対して間隔をあけて重なるように配置される配置物１４との位置関係を保持する。本実施形態では、複数の接続構造１６の各々は、プリント基板１２と、配置物１４（基板）とが略平行となる位置関係を保持している。

複数の接続構造１６の各々は、支柱部材１８と、囲繞部材２０（図２）と、固定具２２とを有する。複数の接続構造１６の各々が有する支柱部材１８、囲繞部材２０および固定具２２は同じ構成であるため、以下は、１つの支柱部材１８、囲繞部材２０および固定具２２について説明する。

支柱部材１８は、プリント基板１２と配置物１４との間に配置される。図３は支柱部材１８を示す斜視図である。支柱部材１８は、一端部Ｅ１から他端部Ｅ２まで一方向に延びる棒状の部材である。支柱部材１８は、一端部Ｅ１から他端部Ｅ２まで同じ形状に形成されてもよく、一端部Ｅ１から他端部Ｅ２までの一部が他の一部と異なる形状に形成されてもよい。本実施形態では、支柱部材１８の一端部Ｅ１が円柱状に形成され、支柱部材１８の一端部Ｅ１以外が正六角柱状に形成されている。また、支柱部材１８の一端部Ｅ１は、支柱部材１８の一端部Ｅ１以外の部分よりも細くなっている。

支柱部材１８は、プリント基板１２に形成された第１の貫通孔１２Ｈ１（図２）に非挿通である。換言すると、支柱部材１８は、プリント基板１２の第１の貫通孔１２Ｈ１の開口径よりも大きい直径を有し、プリント基板１２の第１の貫通孔１２Ｈ１よりも太く形成される。

支柱部材１８の一端部Ｅ１は、配置物１４に取り付けられる。例えば、支柱部材１８の一端部Ｅ１は、配置物１４（基板）に形成される孔１４Ｈ（図２）に嵌め込まれ、または、はんだ付けされることで、配置物１４の所定位置に取り付けられる。

支柱部材１８の他端部Ｅ２には、ねじ穴１８ＳＨが形成される。ねじ穴１８ＳＨは、他端部Ｅ２の端面Ｆから支柱部材１８が延びる方向に沿って一端部Ｅ１側に延びている。本実施形態では、他端部Ｅ２の端面Ｆは、支柱部材１８が延びる方向に対して直交する方向に沿って概ね平坦な平面である。なお、他端部Ｅ２の端面Ｆは、曲面であってもよい。

囲繞部材２０は、プリント基板１２の一方の面１２Ａに設けられる。図４Ａおよび図４Ｂは、囲繞部材２０を示す斜視図である。囲繞部材２０は、プリント基板１２に形成された第１の貫通孔１２Ｈ１（図２）よりも大きい貫通孔２４Ｈを有するベース板２４と、ベース板２４の一方の面側の貫通孔２４Ｈの開口を囲繞する囲繞部２６とを有する。貫通孔２４Ｈは、支柱部材１８の少なくとも他端部Ｅ２（図３）を挿入可能な程度の大きさを有する。

囲繞部２６に対して、ベース板２４の厚み方向に沿った１または２以上の切り込みが設けられていてもよい。つまり、囲繞部２６は、貫通孔２４Ｈの開口の周囲全体を囲繞していない場合も含む。なお、囲繞部２６が貫通孔２４Ｈを囲繞している部分に比べて、囲繞部２６が貫通孔２４Ｈを囲繞していない部分が小さいことが望ましい。

囲繞部材２０は、プリント基板１２に対して着脱可能であり、プリント基板１２に実装されることでプリント基板１２の一方の面１２Ａに設けられる。これにより、囲繞部材２０をプリント基板１２と一体で成形する場合に比べて、プリント基板１２の基板を成形する射出成形装置などの設定を変更しなくても、囲繞部材２０の位置を変更することができ、この結果、設計変更し易くなる。

本実施形態では、囲繞部材２０は、ベース板２４において囲繞部２６が設けられる面側とは反対の面に設けられるスナップフィット２８によってプリント基板１２に実装される。本実施形態では、スナップフィット２８の数が２つであるが、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。少なくとも１つのスナップフィット２８は、プリント基板１２の一方の面１２Ａとは反対の他方の面１２Ｂに引っ掛けるための爪を先端に有する。少なくとも１つのスナップフィット２８は、プリント基板１２の他方の面１２Ｂに対して、プリント基板１２に形成された第２の貫通孔１２Ｈ２を介して他方の面１２Ｂ側に突出する爪が引っかかることで、囲繞部材２０をプリント基板１２に実装する。

囲繞部材２０は、プリント基板１２に実装された状態では、プリント基板１２に形成された第１の貫通孔１２Ｈ１の開口を囲繞し、支柱部材１８の他端部Ｅ２を挿入可能である。これにより、囲繞部材２０がない場合に比べて、プリント基板１２に形成された第１の貫通孔１２Ｈ１に対する、支柱部材１８の位置を正確に決定することができる。

固定具２２は、プリント基板１２に対して支柱部材１８を固定するものである。固定具２２は、囲繞部材２０の内部に挿入された支柱部材１８のねじ穴１８ＳＨに対してプリント基板１２の一方の面１２Ａとは反対の他方の面１２Ｂ側から螺合されることで、プリント基板１２に対して支柱部材１８を固定する。

図５は、図１のＶ−Ｖの矢視断面図である。囲繞部材２０（囲繞部２６）は、プリント基板１２に形成された第１の貫通孔１２Ｈ１の開口からプリント基板１２の一方の面１２Ａに沿った方向に離れるほど高くなるように傾斜する傾斜面２６Ｆを有する。換言すると、プリント基板１２の一方の面１２Ａに対して鋭角となる方向に沿って、環状に形成された囲繞部２６の内壁が傾斜している。

これにより、支柱部材１８の他端部Ｅ２を囲繞部材２０に挿入するときに、支柱部材１８の他端部Ｅ２に形成されたねじ穴１８ＳＨが第１の貫通孔１２Ｈ１の開口に配置されるように、傾斜面２６Ｆによって支柱部材１８を導くことができる。したがって、プリント基板１２に形成された第１の貫通孔１２Ｈ１に対する、支柱部材１８の位置を正確に決定することができる。

囲繞部材２０に挿入された支柱部材１８の他端部Ｅ２は、囲繞部材２０のベース板２４と接するのではなく、プリント基板１２の一方の面１２Ａと接する。これにより、プリント基板１２の一方の面１２Ａから配置物１４までの高さを、支柱部材１８の長さと一致させることができ、公差を低減することができる。

次に、組立体１０の組立方法について簡単に説明する。組立方法は、取付工程、実装工程、挿入工程および固定工程を含む。

取付工程は、配置物１４に支柱部材１８の一端部Ｅ１を取り付ける工程である。実装工程は、囲繞部材２０をプリント基板１２の一方の面１２Ａに実装する工程である。挿入工程は、配置物１４に一端部Ｅ１が取り付けられた支柱部材１８の他端部Ｅ２を、プリント基板１２の一方の面１２Ａに実装された囲繞部材２０の内部に挿入する工程である。固定工程は、囲繞部材２０の内部に挿入された支柱部材１８のねじ穴１８ＳＨに対してプリント基板１２の一方の面１２Ａとは反対の他方の面１２Ｂ側から固定具２２を螺合し、プリント基板１２に対して支柱部材１８を固定する工程である。

取付工程および実装工程の先後はどちらでもよい。取付工程および実装工程の後、挿入工程が実行され、挿入工程の後に固定工程が実行されることで、組立体１０が得られる。

以上のように本実施形態の組立体１０は、プリント基板１２の第１の貫通孔１２Ｈ１に対する支柱部材１８の位置を囲繞部材２０により決定し、決定された位置に配置された支柱部材１８をプリント基板１２に固定することができる。

これにより、プリント基板１２に対する配置物１４の位置決め用の支柱部材と、プリント基板１２と配置物１４とを固定する固定用の支柱部材とを別々に設けなくても、プリント基板１２に対して規定の位置で配置物１４を取り付けることができる。したがって、小型化することができる。

〔変形例〕
上記の実施形態は、以下のように変形してもよい。

上記の実施形態では、囲繞部材２０は、プリント基板１２の一方の面１２Ａに実装された。しかし、囲繞部材２０は、囲繞部材２０をプリント基板１２と一体で成形してもよい。なお、上記のように、設計変更し易くするためには、上記の実施形態のように、プリント基板１２に囲繞部材２０が実装されることが望ましい。

上記の実施形態におけるスナップフィット２８はなくてもよい。スナップフィット２８がない場合、囲繞部材２０は、ベース板２４とプリント基板１２とを接合する接着材などによってプリント基板１２に実装される。このようにしても、上記の実施形態と同様に、プリント基板１２に対して規定の位置で配置物１４を取り付けることができる。なお、部品点数（接着材）を削減するためには、上記の実施形態のように、スナップフィット２８によってプリント基板１２に囲繞部材２０が実装されることが望ましい。

上記の実施形態における支柱部材１８の他端部Ｅ２の端面Ｆの一部から、支柱部材１８が延びる方向に沿って外側に突出し、プリント基板１２に形成された第１の貫通孔１２Ｈ１に挿通可能な突起部が設けられ、その突起部にねじ穴１８ＳＨが形成されてもよい。
このようにした場合、囲繞部材２０に支柱部材１８が挿入されたときに支柱部材１８の他端部Ｅ２がプリント基板１２に形成された第１の貫通孔１２Ｈ１に挿通されるため第１の貫通孔１２Ｈ１に対する支柱部材１８の位置を決定する精度を向上し易い。

〔発明〕
上記実施形態および変形例から把握し得る発明として、以下に第１の発明および第２の発明を記載する。

（第１の発明）
第１の発明は、貫通孔（１２Ｈ１）が形成されたプリント基板（１２）と、プリント基板（１２）の一方の面（１２Ａ）から間隔をあけて配置される配置物（１４）とを接続する接続構造（１６）である。接続構造（１６）は、一端部（Ｅ１）から他端部（Ｅ２）まで一方向に延び、貫通孔（１２Ｈ１）に非挿通であり、一端部（Ｅ１）が配置物（１４）に取り付けられ、他端部（Ｅ２）にねじ穴（１８ＳＨ）が形成される支柱部材（１８）と、プリント基板（１２）の一方の面（１２Ａ）に設けられ、貫通孔（１２Ｈ１）の開口を囲繞し、支柱部材（１８）の他端部（Ｅ２）を挿入可能な囲繞部材（２０）と、囲繞部材（２０）に挿入された支柱部材（１８）のねじ穴（１８ＳＨ）に対してプリント基板（１２）の一方の面（１２Ａ）とは反対の他方の面（１２Ｂ）側から螺合されることで、プリント基板（１２）に対して支柱部材（１８）を固定する固定具（２２）と、を備える。

これにより、プリント基板（１２）に対する配置物（１４）の位置決め用の支柱部材と、プリント基板（１２）と配置物（１４）とを固定する固定用の支柱部材とを別々に設けなくても、プリント基板（１２）に対して規定の位置で配置物（１４）を取り付けることができ、小型化することができる。

囲繞部材（２０）は、貫通孔（１２Ｈ１）の開口からプリント基板（１２）の一方の面（１２Ａ）に沿った方向に離れるほど高くなるように傾斜する傾斜面（２６Ｆ）を有してもよい。これにより、支柱部材（１８）の他端部（Ｅ２）を囲繞部材（２０）に挿入するときに、支柱部材（１８）の他端部（Ｅ２）に形成されたねじ穴（１８ＳＨ）が貫通孔（１２Ｈ１）の開口に配置されるように、傾斜面（２６Ｆ）によって支柱部材（１８）を導くことができる。したがって、プリント基板（１２）に形成された貫通孔（１２Ｈ１）に対する、支柱部材（１８）の位置を正確に決定することができる。

囲繞部材（２０）は、プリント基板（１２）に対して着脱可能であり、プリント基板（１２）に実装されることでプリント基板（１２）の一方の面（１２Ａ）に設けられてもよい。これにより、囲繞部材（２０）をプリント基板（１２）と一体で成形する場合に比べて、プリント基板（１２）の基板を成形する射出成形装置などの設定を変更しなくても、囲繞部材（２０）の位置を変更することができ、この結果、設計変更し易くなる。

囲繞部材（２０）に挿入された支柱部材（１８）の他端部（Ｅ２）は、プリント基板（１２）の一方の面（１２Ａ）と接してもよい。これにより、プリント基板（１２）の一方の面（１２Ａ）から配置物（１４）までの高さを、支柱部材（１８）の長さと一致させることができ、公差を低減することができる。

（第２の発明）
第２の発明は、組立体（１０）であって、複数の上記の接続構造（１６）と、プリント基板（１２）と、配置物（１４）とを備える。

上記の接続構造（１６）を備えるため、第１の発明と同様に、位置決め用の支柱部材と固定用の支柱部材とを別々に設けなくても、プリント基板（１２）に対して規定の位置で配置物（１４）を取り付けることができ、小型化することができる。

複数の接続構造（１６）の各々の囲繞部材（２０）は同じ形状であってもよい。これにより、複数の接続構造（１６）の各々の囲繞部材（２０）が別の形状である場合に比べて、部品点数を削減することができる。

１０…組立体 １２…プリント基板
１４…配置物 １６…接続構造
１８…支柱部材 ２０…囲繞部材
２２…固定具 ２４…ベース板
２６…囲繞部 ２８…スナップフィット

Claims (6)

1. 貫通孔が形成されたプリント基板と、前記プリント基板の一方の面から間隔をあけて配置される配置物とを接続する接続構造であって、
   一端部から他端部まで一方向に延び、前記貫通孔に非挿通であり、前記一端部が前記配置物に取り付けられ、前記他端部にねじ穴が形成される支柱部材と、
   前記プリント基板の一方の面に設けられ、前記貫通孔の開口を囲繞し、前記支柱部材の前記他端部を挿入可能な囲繞部材と、
   前記囲繞部材に挿入された前記支柱部材の前記ねじ穴に対して前記プリント基板の一方の面とは反対の他方の面側から螺合されることで、前記プリント基板に対して前記支柱部材を固定する固定具と、
   を備える、接続構造。
2. 請求項１に記載の接続構造であって、
   前記囲繞部材は、前記貫通孔の開口から前記プリント基板の一方の面に沿った方向に離れるほど高くなるように傾斜する傾斜面を有する、接続構造。
3. 請求項１または２に記載の接続構造であって、
   前記囲繞部材は、前記プリント基板に対して着脱可能であり、前記プリント基板に実装されることで前記プリント基板の一方の面に設けられる、接続構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の接続構造であって、
   前記囲繞部材に挿入された前記支柱部材の前記他端部は、前記プリント基板の一方の面と接する、接続構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の複数の接続構造と、前記プリント基板と、前記配置物とを備える組立体。
6. 請求項５に記載の組立体であって、
   前記複数の接続構造の各々の前記囲繞部材は同じ形状である、組立体。

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