JP2021124172A - 締結部材 - Google Patents

Abstract

【課題】雌ねじ部材において、ねじ穴に必要とされる深さを確保しつつ、ケースの表面に埋め込まれる部分を小さくする技術を提供する。【解決手段】締結部材は、ケースの表面に埋め込まれる雌ねじ部材と、雌ねじ部材に捩じ込まれてケースに回路基板を固定する雄ねじ部材とを備える。雌ねじ部材は、ねじ穴が設けられた軸本体と、軸本体の外周面に設けられ、ケースの表面に当接するフランジとを有している。フランジは、軸本体の長手方向における中間位置に設けられている。フランジの一方側では、軸本体の一部が突出しているとともに、その先端にねじ穴が開口している。フランジの他方側では、軸本体の他の一部が突出しており、当該他の一部がケースの表面に埋め込まれるように構成されている。【選択図】図１

Description

本明細書が開示する技術は、ケースに回路基板を締結する締結部材に関する。

特許文献１に、ケースに回路基板を締結する締結部材が開示されている。この締結部材は、ケースの表面に埋め込まれる雌ねじ部材と、雌ねじ部材に捩じ込まれてケースに回路基板を固定する雄ねじ部材とを備える。雌ねじ部材は、ねじ穴が設けられた軸本体を有している。軸本体の上端部には、前記ケースの表面に当接するフランジが設けられている。

特開２０１４−２４０６７５号公報

上記した締結部材では、雌ねじ部材の大部分が、ケースの表面に埋め込まれる。そのため、雌ねじ部材が設けられた位置では、ケースの表面が内側へ大きく突出してしまい、その分だけケース内の収容スペースが制限される。これにより、例えばケース内に収容する部品の数や、その形状等が限定されることも多い。本明細書では、このような問題を少なくとも部分的に解消し得る技術を提供する。

本明細書は、ケースに回路基板を締結する締結部材を開示する。締結部材は、ケースの表面に埋め込まれる雌ねじ部材と、雌ねじ部材に捩じ込まれてケースに回路基板を固定する雄ねじ部材とを備える。雌ねじ部材は、ねじ穴が設けられた軸本体と、軸本体の外周面に設けられ、ケースの表面に当接するフランジとを有している。フランジは、軸本体の長手方向における中間位置に設けられている。フランジの一方側では、軸本体の一部が突出しているとともに、その先端にねじ穴が開口している。フランジの他方側では、軸本体の他の一部が突出しており、当該他の一部がケースの表面に埋め込まれるように構成されている。なお、ここでいうケースの表面とは、ケースの外表面を必ずしも意図するものではなく、例えば、ケースの内側に設けられた桟、枠、ブラケット等の表面も含まれる。

上記した締結部材では、雌ねじ部材のフランジが、同部材の軸本体の長手方向における中間位置に設けられている。即ち、ねじ穴を有する軸本体が、フランジから両側へ延びるように構成されており、その一部のみがケースの表面へ埋め込まれるように構成されている。このような構成によると、ねじ穴に必要とされる深さ（即ち、雄ねじ部材との嵌め合い長さ）を確保しつつ、ケースの表面に埋め込まれる部分を小さくすることができる。

実施例の締結部材１０の内部構造を示す断面図。 ゴムワッシャ２０を雄ねじ部材１４のフランジ１４ｃと回路基板１８との間に設けた場合を示す図。

図１、図２を参照して、実施例の締結部材１０について説明をする。締結部材１０は、例えば電力制御装置を搭載するためのケース１６に採用することができ、ケース１６に回路基板１８を締結するための部材である。図１に示すように、締結部材１０は、雌ねじ部材１２と、雄ねじ部材１４とを備える。雄ねじ部材１４は、雌ねじ部材１２に捩じ込まれることによって、ケース１６と回路基板１８とを固定する。通常、回路基板１８は、複数の締結部材１０を用いてケース１６に固定される。

ケース１６には、その表面１６ａに雌ねじ部材１２が埋め込まれる挿入穴１６ｂが設けられている。ケース１６は、例えば鉄といった金属材料で構成されている。また、ここでいう電力制御装置は、例えば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車等の電動車に搭載され、電源とモータジェネレータとの間で電力制御を行うものを示す。このケース１６内には、回路基板１８の他に電力制御装置を構成するインバータやコンバータ等といった種々の電気部品が収容される。なお、ここでいうケース１６の表面１６ａとは、ケース１６の外表面を必ずしも意図するものではなく、例えば、ケース１６の内側に設けられた桟、枠、ブラケット等の表面も含まれる。

回路基板１８は、概して板形状を有しており、例えばセラミック材料といった絶縁材料を用いて構成されている。回路基板１８には、取付穴１８ａが設けられている。締結部材１０は、取付穴１８ａを介して、回路基板１８をケース１６に固定する。なお、回路基板１８は、ＣＰＵやメモリを内蔵するコントローラ等の部品を有しており、例えばインバータ等の駆動を制御することができる。

締結部材１０の雌ねじ部材１２は、軸本体１２ａと、フランジ１２ｂとを有する。軸本体１２ａは、上端と、上端の反対側に位置する下端に亘って延びている。フランジ１２ｂは、軸本体１２ａから径方向に延びている。フランジ１２ｂは、軸本体１２ａの外周面１２ｓに設けられており、ケース１６の表面１６ａに当接する。また、フランジ１２ｂは、軸本体１２ａの長手方向（即ち、軸方向）における中間位置に設けられている。

軸本体１２ａは、フランジ１２ｂから軸本体１２ａの上端に向けて突出する第１部分Ａと、フランジ１２ｂから軸本体１２ａの下端に向けて突出する第２部分Ｂとを有する。軸本体１２ａの第１部分Ａは、フランジ１２ｂから回路基板１８の取付穴１８ａを通過して突出している。軸本体１２ａの上端には、ねじ穴１２ｃが設けられている。ねじ穴１２ｃの内面には、雌ねじが設けられており、雄ねじ部材１４は、雌ねじ部材１２のねじ穴１２ｃに捩じ込まれる。

ねじ穴１２ｃは、その軸本体１２ａの上端において、開口している。また、ねじ穴１２ｃは、軸本体１２ａの第１部分Ａの上端から第２部分Ｂまで、フランジ１２ｂの位置を越えて延びている。但し、ねじ穴１２ｃの形状は特に限定されず、ねじ穴１２ｃは、軸本体１２ａの第１部分Ａの上端から第２部分Ｂの下端に亘って延びていてもよい。なお、雌ねじ部材１２のねじ穴１２ｃの深さは、ケース１６に回路基板１８を締結するために必要とされる、雄ねじ部材１４との嵌め合い長さに応じて、適宜設計することができる。

軸本体１２ａの第２部分Ｂは、ケース１６の表面１６ａに埋め込まれるように構成されており、ケース１６の挿入穴１６ｂに取り付けられる。特に限定されないが、軸本体１２ａの第２部分Ｂにおける外径は、軸本体１２ａの第１部分Ａにおける外径よりも大きい。このような構成によると、雄ねじ部材１４を締め付けたときのトルクに抗して、雌ねじ部材１２がケース１６によって強く保持される。また、言い換えると、軸本体１２ａの第１部分Ａにおける外径は、軸本体１２ａの第２部分Ｂにおける外径よりも小さい。これにより、回路基板１８の取付穴１８ａを比較的に小さい径で設けることができ、回路基板１８の有効面積が大きくなるように設計することができる。

締結部材１０の雄ねじ部材１４は、軸部１４ａと、頭部１４ｂと、フランジ１４ｃとを有する。軸部１４ａは、上端と、上端の反対側に位置する下端に亘って延びている。軸部１４ａには、雄ねじが設けられており、雌ねじ部材１２の雌ねじと螺合する。軸部１４ａの上端側には、頭部１４ｂが設けられている。頭部１４ｂにおける軸部１４ａの上端と接する位置には、フランジ１４ｃが設けられている。雄ねじ部材１４が雌ねじ部材１２に捩じ込まれると、頭部１４ｂのフランジ１４ｃが下方に向かって押圧し、ケース１６に回路基板１８を固定する。

上記したように、雄ねじ部材１４は、雌ねじ部材１２に捩じ込まれて、ケース１６に回路基板１８が固定されるように構成されていればよく、雄ねじ部材１４の具体的な構成は特に限定されない。フランジ１４ｃは、頭部１４ｂと一体又は別体の部材であってもよいし、軸部１４ａと一体又は別体の部材であってもよい。雄ねじ部材１４には、例えば汎用のボルトを採用することができる。

特に限定されないが、雄ねじ部材１４と雌ねじ部材１２との間には、ゴムワッシャ２０が設けられている。このゴムワッシャ２０は、回路基板１８と雌ねじ部材１２のフランジ１２ｂとの間に位置している。ゴムワッシャ２０は、概してトーラス形状（いわゆるドーナツ形状）の部材であり、例えばゴム材料といった粘弾性を有する材料で形成されている。

上記した締結部材１０では、雌ねじ部材１２のフランジ１２ｂが、同部材の軸本体１２ａの長手方向における中間位置に設けられている。即ち、ねじ穴１２ｃを有する軸本体１２ａが、フランジ１２ｂから両側へ延びるように構成されており、その一部のみがケース１６の表面１６ａへ埋め込まれるように構成されている。このような構成によると、ねじ穴１２ｃに必要とされる深さ（即ち、雄ねじ部材１４との嵌め合い長さ）を確保しつつ、ケース１６の表面１６ａに埋め込まれる部分を小さくすることができる。

ゴムワッシャ２０を配置する位置は、図１で示す位置、即ち、雌ねじ部材１２のフランジ１２ｂと回路基板１８との間に限定されない。例えば、図２に示すように、ゴムワッシャ２０は、雄ねじ部材１４のフランジ１４ｃと回路基板１８との間に設けられていてもよい。この場合、当該フランジ１４ｃとゴムワッシャ２０との間には、必要に応じて樹脂又は金属製の平ワッシャをさらに付加してもよい。あるいは、図１に示す位置と、図２に示す位置のそれぞれに、一又は複数のゴムワッシャ２０が設けられてもよい。

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書、又は、図面に説明した技術要素は、単独で、あるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書又は図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：締結部材
１２：雌ねじ部材
１２ａ：軸本体
１２ｂ：フランジ
１２ｃ：ねじ穴
１２ｓ：外周面
１４：雄ねじ部材
１６：ケース
１６ａ：表面
１８：回路基板
Ａ：軸本体１２ａの第１部分
Ｂ：軸本体１２ａの第２部分

Claims (1)

1. ケースに回路基板を締結する締結部材であって、
   前記ケースの表面に埋め込まれる雌ねじ部材と、
   前記雌ねじ部材に捩じ込まれて前記ケースに前記回路基板を固定する雄ねじ部材と、を備え、
   前記雌ねじ部材は、ねじ穴が設けられた軸本体と、前記軸本体の外周面に設けられ、前記ケースの表面に当接するフランジとを有し、
   前記フランジは、前記軸本体の長手方向における中間位置に設けられており、
   前記フランジの一方側では、前記軸本体の一部が突出しているとともに、その先端に前記ねじ穴が開口しており、
   前記フランジの他方側では、前記軸本体の他の一部が突出しており、当該他の一部が前記ケースの表面に埋め込まれるように構成されている、
   締結部材。

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