JP2023170491A - 電気部品固定構造および電気部品固定基板 - Google Patents

Abstract

【課題】加速度負荷による電気部品の破損を防ぐこと。【解決手段】電気部品固定構造は、移動体である車両（自動車）に搭載される電気機器１の内部に固定される基板４と、基板４にリード線５Ｂを介して取り付けられる電気部品５と、を備え、電気部品５は、複数のリード線５Ｂが並んで配列されており、車両の進行方向を０度とした場合、各リード線５Ｂの配列方向θを０度＜θ≦４５度の範囲として基板４に各リード線５Ｂが固定される。【選択図】図２

Description

本発明は、電気部品固定構造および電気部品固定基板に関する。

基板に実装された電気部品を振動から保護するため、例えば、特許文献１から特許文献３には、電気部品を押さえる技術が開示されている。

特開２０１７－０９２２２６号公報 特開２００２－２２３０８２号公報 特開２０１８－１９５６９９号公報

上述した特許文献１や特許文献２のように、固定バンドを介して電気部品を基板に取り付けたり、ビス止めによって電気部品を基板に固定したりする場合、電気部品を基板に実装する作業に加えて電気部品を基板に固定する作業を要するため、生産性が低下する問題がある。また、特許文献３のように、隣接する電気部品同士によって相互の傾く動きを抑制する場合、電気部品同士を密に実装しなければならず、実装の作業性が悪く、生産性が低下する問題がある。従って、生産性の低下を抑えつつ、移動体に搭載される電気機器においては車両などの移動体の急加速、急ブレーキなどの加速度による負荷により電気部品が破損することを防止することが望まれる。

本発明は、加速度負荷による電気部品の破損を防ぐことのできる電気部品固定構造および電気部品固定基板を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様の電気部品固定構造は、移動体に搭載される電気機器の内部に固定される基板と、前記基板にリード線を介して取り付けられる電気部品と、を備え、前記電気部品は、複数の前記リード線が並んで配列されており、前記移動体の進行方向を０度とした場合、各前記リード線の配列方向θを０度＜θ≦４５度の範囲として前記基板に各前記リード線が固定される。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様の電気部品固定基板は、移動体に搭載される電気機器の内部に固定され、電気部品がリード線を介して固定される電気部品固定基板であって、前記電気部品は、複数の前記リード線が並んで配列されており、前記移動体の進行方向を０度とした場合、各前記リード線の配列方向θが０度＜θ≦４５度の範囲となるように各前記リード線の固定位置を示す指標部を有する。

本発明によれば、加速度負荷による電気部品の破損を防ぐことができる。

図１は、実施形態の電気部品固定構造の適用例の電気機器の斜視図である。 図２は、実施形態の電気部品固定構造を表す平面図である。 図３は、実施形態の電気部品固定構造を表す斜視図である。 図４は、実施形態の電気部品固定基板を表す平面図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

実施形態の電気部品固定構造は、例えば、図１に示す電気機器１に適用される。電気機器１は、移動体である車両（自動車・電車など）の車室内部に搭載されるものであって、例えば、ナビゲーションシステムやオーディオシステムである。電気機器１は、筐体２と、表示パネル３と、を有する。

筐体２は、前側が開放され、上側、下側、右側、左側、および後側が板金で塞がれた構造である。従って、筐体２は、その外殻を構成する外筐部材である上板２Ａと、下板２Ｂと、右板２Ｃと、左板２Ｄと、後板２Ｅと、を有し、全体として直方形状に形成される。ここで、電気機器１の前側、上側、下側、右側、左側、および後側は、電気機器１を車両の運転席前方に搭載した状態で各方向を定義する。即ち、運転席側に向く側を「前側」、車両前方のウインドシールド側に向く側を「後側」とし、右側および左側は、電気機器１を前側から視た方向である。筐体２は、前側が車両クラスター（ダッシュボードともいう）の外部に表れるように、車両クラスターの内部に配置される。

表示パネル３は、パネル面を前側に向けて筐体２の前側に設置される。表示パネル３は、パネル枠３Ａと、パネル面をなす表示部３Ｂと、を有する。パネル枠３Ａは、筐体２の前側を覆う。パネル枠３Ａは、本実施形態では、筐体２よりも上下方向および左右方向で若干大きい。表示部３Ｂは、パネル枠３Ａの上下方向および左右方向において小さく、パネル枠３Ａの上下方向および左右方向の内側に収納される。表示部３Ｂは、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）または有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイで構成される。表示部３Ｂは、タッチパネルとして構成できる。なお、図には明示しないが、パネル枠３Ａは、上下方向や左右方向に、電気機器１の各種操作を行うための操作ボタンを設けることができる。

電気機器１は、筐体２の内部に基板４が収容される。基板４は、板面を上下方向に向け、上板２Ａおよび下板２Ｂと平行に配置される。言い換えると、基板４は、右板２Ｃと左板２Ｄと後板２Ｅとに対して垂直に配置される。

基板４は、図２および図３に示すように、電気部品５が固定される。電気部品５は、部品本体５Ａと、リード線（脚ともいう）５Ｂと、を有する。電気部品５は、例えば、電解コンデンサとして構成される。従って、部品本体５Ａは、コイル状に巻かれた素子がケースの内部に収容されたもので、当該構成によって円柱形状に形成される。リード線５Ｂは、部品本体５Ａから引き出された陰極と陽極との２本が略平行に設けられている。この電気部品５は、基板４に形成された図４に示すスルーホール４Ａにリード線５Ｂが挿入され半田で固定される。従って、電気部品５は、基板４に対し、リード線５Ｂを介して部品本体５Ａが支持された形態となる。このように、実施形態の電気部品５は、部品本体５Ａから複数のリード線５Ｂが引き出されて構成される。

基板４に固定された電気部品５は、複数（ここでは２本）のリード線５Ｂが、図２および図３に二点鎖線の直線Ｌで示すように並んで配列される。基板４は、移動体である車両に搭載される電気機器１に設けられていることから、車両の走行や制動、即ち車両の急加速、急ブレーキ、ハンドル操作などの加速度による負荷によって、主に前後方向や左右方向や上下方向の荷重を受ける。このため、基板４に固定された電気部品５には、車両の走行や制動に伴って前後方向や左右方向や上下方向の振動が加わる。電気部品５は、複数のリード線５Ｂを介して部品本体５Ａが基板４に支持された形態であるため、部品本体５Ａの揺れによってリード線５Ｂに繰り返し曲げ応力が作用する。

リード線５Ｂは、配列方向と垂直な方向に部品本体５Ａに振動が加わる場合、作用する繰り返し曲げ応力の影響が大きく破損し易い。一方、リード線５Ｂは、配列方向に部品本体５Ａに振動が加わる場合、作用する繰り返し曲げ応力の影響が小さく破損し難い。なお、リード線５Ｂは、部品本体５Ａから延びる基板４との鉛直方向（上下方向）に部品本体５Ａに振動が加わる場合は、作用する繰り返し応力の種類が圧縮と引っ張りとなるため破損し難い。

このリード線５Ｂに作用する繰り返し曲げ応力と破損との関係から、加わる振動の方向に対し、リード線５Ｂの配列方向を適宜設定することで、リード線５Ｂの破損を破損し難くすることが可能になる。そして、基板４は、車両の走行や制動に伴って主に前後方向や左右方向に荷重を受けることから、実施形態の電気部品固定構造では、車両の進行方向である基板４の板面に沿う前後方向を０度とした場合、図２に示すように、この前後方向に対するリード線５Ｂの配列方向θを、０度＜θ≦４５度（１３５度≦θ＜１８０度）に規定する。基板４の車両に対する配置は、筐体２の車両に対する配置によって決まるので、リード線５Ｂの配列方向θは、車両の進行方向に対する角度となる。このように規定することで、左右方向に対するリード線５Ｂの配列方向θ’は、４５度≦θ’＜９０度（９０＜θ’≦１３５度）に規定される。すなわち、実施形態の電気部品固定構造は、リード線５Ｂの配列方向の垂直方向が前後方向や左右方向に一致することはない。

このように、実施形態の電気部品固定構造は、移動体である車両（自動車）に搭載される電気機器１の内部に固定される基板４と、基板４にリード線５Ｂを介して取り付けられる電気部品５と、を備え、電気部品５は、複数のリード線５Ｂが並んで配列されており、車両の進行方向を０度とした場合、各リード線５Ｂの配列方向θを０度＜θ≦４５度の範囲として基板４に各リード線５Ｂが固定される。

この電気部品固定構造によれば、車両の進行方向に対し、電気部品５の各リード線５Ｂの配列方向θを０度＜θ≦４５度の範囲とすることで、各リード線５Ｂの配列方向θの垂直方向が前後方向や左右方向に一致することを防ぐ。この結果、実施形態の電気部品固定構造は、加速度負荷による電気部品５の破損を防ぐことができる。しかも、実施形態の電気部品固定構造は、各リード線５Ｂの配列方向を規定するだけでよいため、生産性の低下を抑えることができる。

また、実施形態の電気部品固定構造では、電気部品５は、各リード線５Ｂの配列方向θを４５度として、基板４に各前記リード線５Ｂが固定される。

ここで、移動体である自動車は、例えば、左前タイヤと右後方のタイヤを対角に結んだ方向の振動が生じることが想定されるが、自動車のタイヤ前後間距離は、タイヤの左右間距離と比べて長い距離となっている。このため、移動体が自動車である場合、前後方向および左右方向の４５度に振動が加わる可能性は低く、リード線５Ｂの配列方向θを前後方向（および左右方向）の４５度にしても、リード線５Ｂの配列方向θに垂直方向の振動が加わる可能性は限りなく低い。このため、実施形態の電気部品固定構造によれば、移動体である自動車の前後方向および左右方向の加速度負荷による電気部品５の破損を防ぐことができる。

また、実施形態の電気部品固定構造では、電気部品５は、複数のリード線５Ｂを有する電解コンデンサである。

この電気部品固定構造によれば、電解コンデンサは、コイル状に巻かれた素子がケースの内部に収容された部品本体５Ａを有するもので、容量が大きいほど大型になり、基板４に固定されたリード線５Ｂに生じる加速度負荷が大きい。従って、実施形態の電気部品固定構造によれば、電気部品５の対象を電解コンデンサとすることで、加速度負荷による電気部品５の破損を防ぐ効果を顕著に得ることができる。また、電解コンデンサは、コイル状に巻かれた素子がケースの内部に収容された円柱形状の部品本体５Ａを有するものであるため、各リード線５Ｂの配列方向を規定した配置による円柱形状の軸心周りの位置変更は基板４への配置の妨げにならず、周囲に影響がない。

また、実施形態の電気部品固定構造では、電気部品５は、リード線５Ｂのみを介して基板４に固定される。

即ち、実施形態の電気部品固定構造では、電気部品５は、自身以外に基板４に押さえつけるような手段が用いられていない。この結果、実施形態の電気部品固定構造は、電気部品５を基板４に固定する作業性が損なわれず、生産性の低下を抑えることができる。

ところで、実施形態の電気部品５を固定する基板４（電気部品固定基板）は、移動体である車両（自動車）の進行方向を０度とした場合、電気部品５の各リード線５Ｂの配列方向θを０度＜θ≦４５度の範囲とするため、図４に示すように、各リード線５Ｂの固定位置を示す指標部４Ｂを有する。

指標部４Ｂは、実施形態では、基板４における電気部品５を固定する部分に、電気部品５の各リード線５Ｂの配列方向をスルーホール４Ａに合わせて示す配列指標部４Ｂａと、部品本体５Ａの外形を示す配置指標部４Ｂｂと、を含む。この指標部４Ｂは、実施形態では、シルク印刷によって施される。

この電気部品固定基板によれば、電気部品５のリード線５Ｂの差し込み部（スルーホール４Ａ）の位置を明示するため、電気部品５を基板４に固定する際の作業性を向上できる。

本実施形態は以下の発明を包含する。
なお、本発明は専ら前後方向に負荷がかかる移動体に適用することが好ましいが、一定方向からの負荷による電気部品の破損を防ぐため有効である。
［発明１］
移動体に搭載される電気機器の内部に固定される基板と、前記基板にリード線を介して取り付けられる電気部品と、を備え、
前記電気部品は、複数の前記リード線が並んで配列されており、前記移動体の進行方向を０度とした場合、各前記リード線の配列方向θを０度＜θ≦４５度の範囲として前記基板に各前記リード線が固定される、電気部品固定構造。
［発明２］
前記電気部品は、各前記リード線の配列方向θを４５度として、前記基板に各前記リード線が固定される、発明１に記載の電気部品固定構造。
［発明３］
前記電気部品は、複数の前記リード線を有する電解コンデンサである、発明１または２に記載の電気部品固定構造。
［発明４］
前記電気部品は、前記リード線のみを介して前記基板に固定される、発明１から３のいずれか１つに記載の電気部品固定構造。
［発明５］
発明１から４のいずれか１つに記載の電気部品固定構造に含まれる電気部品固定基板であって、
前記移動体の進行方向を０度とした場合、各前記リード線の配列方向θが０度＜θ≦４５度の範囲となるように各前記リード線の固定位置を示す指標部を有する、電気部品固定基板。

１ 電気機器
４ 基板
４Ｂ 指標部
５ 電気部品
５Ｂ リード線
θ 配列方向

Claims (5)

1. 移動体に搭載される電気機器の内部に固定される基板と、前記基板にリード線を介して取り付けられる電気部品と、を備え、
   前記電気部品は、複数の前記リード線が並んで配列されており、前記移動体の進行方向を０度とした場合、各前記リード線の配列方向θを０度＜θ≦４５度の範囲として前記基板に各前記リード線が固定される、電気部品固定構造。
2. 前記電気部品は、各前記リード線の配列方向θを４５度として、前記基板に各前記リード線が固定される、請求項１に記載の電気部品固定構造。
3. 前記電気部品は、複数の前記リード線を有する電解コンデンサである、請求項１に記載の電気部品固定構造。
4. 前記電気部品は、前記リード線のみを介して前記基板に固定される、請求項１に記載の電気部品固定構造。
5. 移動体に搭載される電気機器の内部に固定され、電気部品がリード線を介して固定される電気部品固定基板であって、
   前記電気部品は、複数の前記リード線が並んで配列されており、
   前記移動体の進行方向を０度とした場合、各前記リード線の配列方向θが０度＜θ≦４５度の範囲となるように各前記リード線の固定位置を示す指標部を有する、電気部品固定基板。

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