JP4343402B2 - 基板実装スペーサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板に表面実装されて板状部材との間に空間を形成する基板実装スペーサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリント配線板に表面実装される基板実装スペーサが知られている。このような基板実装スペーサは、その下面が接合面となってプリント配線板のパターンに半田付けされる。そして、下面に対向する上面にネジ穴が形成されており、別のプリント配線板などの板状部材がその上面にネジで固定される。これによって、プリント配線板と板状部材との間にこの基板実装スペーサの高さだけの空間が形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の基板実装スペーサは、金属削り出し製作されるのが一般的であり、肉厚になることから軽量化が困難になっていた。また、プリント配線板に半田付けされる接合面に対向する上面には、ネジ穴が形成されているため、吸着ノズルを用いた吸着ができず、自動実装機による自動実装ができなかった。そのため、実装作業効率が悪くなっていた。
【０００４】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、基板実装スペーサの軽量化を図ると共に、自動実装機による自動実装を可能にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上述した目的を達成するためになされた請求項１に記載の基板実装スペーサは、プリント配線板に表面実装され、ネジにより板状部材が固定されるものである。これによって、プリント配線板と板状部材との間に、一定間隔（スペーサの高さ）の空間を形成する。なお、ここでいう板状部材は、別のプリント配線板であることが考えられる。また、筐体などであってもよい。
【０００６】
ここで特に、本発明の基板実装スペーサでは、薄板状部材を折り曲げて基部、側方部及び接合部を形成した。
基部は、上述したネジがその中心部に通される部分であり、板状部材が固定される部分である。この基部は、従来技術の欄に記載した「上面」を有する部分である。側方部は、この基部の端部から略垂直に折り曲げられて形成されている。そして、この側方部には、基部に通されたネジを回転させるとネジ山に係合してネジを固定するネジ固定片が、一部を折り曲げて形成されている。例えば側方部の中央部に略コの字状の切り込みを入れ、内側へ所定角度だけ折り曲げて、ネジ固定片を形成することが考えられる。また、接合部は、側方部から基部の反対側に形成されている。この接合部は、プリント配線板のパターンに半田付けされる接合面を有している。例えば接合部は、側方部の先端部分を内側あるいは外側に略垂直に折り曲げて形成することが考えられる。
【０００７】
そしてさらに、本発明では、上述した基部に所定形状のスリットを設けた。これによって基部は、ネジが通される前は平坦面となっている。そして、ネジの先端部が圧接すると、スリットに応じて中心部が内側へ移動するように折れ曲がることでネジを通す。
【０００８】
このように本発明の基板実装スペーサは、金属削り出し製作でなく、薄板状部材を折り曲げて形成される。すなわち、板金プレス成形によって製作される。したがって、肉厚になることがなく、従来のものと比較して、大幅な軽量化が実現される。
【０００９】
また、スリットを設けることによって、ネジ先端部が圧接してはじめてネジを通すようにした。つまり、ネジを差し込む前にあっては、基部は平坦面を有している。したがって、吸着ノズルによる吸着が可能であり、自動実装機による自動実装が可能となる。なお、上述したスリットは、基部に空けられた線状の隙間であることが考えられる。また、基部の少なくとも一方の面に形成される、貫通しない程度に深く切り込まれた線状の溝としてもよい。ただし、吸着ノズルによる吸着効率を考えると、スリットが基部に空けられた線状の隙間である場合、吸着は可能であるが、その吸着効率が幾分悪くなる。したがって、貫通しない程度に深く切り込まれた線状の溝としてのスリットを形成することがより好ましい。
【００１０】
ところで、ネジは、基部から差し込まれ、その後、回転によって側方部のネジ固定片にネジ山を係合させて固定される。したがって、基部から差し込んだ段階では、振動などでネジが抜け落ちることもある。
そこで、請求項２に示すように、基部にネジの径よりも僅かに小さな略円形形状のスリットを少なくとも設け、当該スリット内側の略円形形状部分が内側へ折れ曲がることでネジを通し、スリット外側の外縁部分がネジ山に係合してネジの仮固定がなされるようにするとよい。ここで略円形形状としたのは、完全な円形でなく例えば楕円形とし、外縁部分の一部がネジ山と係合するようにしてもよいためである。このようにすれば、基部からネジを差し込んだ段階でネジが仮固定されるため、実装の際に振動などでネジが抜け落ちることがなくなる。また、ネジ固定片による固定がなされた状態においても、この外縁部分がネジに係合することになるため、確実にネジが固定される。
【００１１】
なお、プリント配線板などの板状部材がネジによって基部に固定されることは既に述べた。このとき、ネジを板状部材に設けられたネジ穴に通し、さらに、基部に差し込むことになるため、ネジ穴を基部の中心部に合わせて板状部材を載置する必要がある。
【００１２】
そこで請求項３に示すように、板状部材に設けられた凹部に嵌合する凸部を基部に形成することが考えられる。このようにすれば、板状部材のネジ穴を基部の中心部に合わせて載置でき、スペーサに対して確実な位置決めができる。なお、板状部材の凹部は、ネジ穴と別に設けるようにしてもよいが、板状部材のネジ穴自体を凹部としてもよい。この場合、スリットの設けられた基部の中心部を凸状に形成して凸部とする。このときは、板状部材にネジ穴以外の凹部を形成する必要がないため有利である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説明する。
図１は、実施例のスペーサ１の概略斜視図である。また、図２は、図１に示したスペーサ１の展開図であり、このような薄板状の部材が折り曲げられてスペーサ１が形成される。
【００１４】
スペーサ１は、基部１０、側方部２０及び接合部３０を備えている。
基部１０は正方形形状であり、この基部１０には、スリット１１が設けられている。このスリット１１は、円形形状のスリット１１ａと、その円形形状のスリット１１ａで囲まれた円形形状部分を４分割する十の字形状のスリット１１ｂと、４分割された部分からそれぞれ２本ずつスリット１１ａの外側部分に切れ込む直線状のスリット１１ｃとからなっている。スリット１１は、基部１０の上面１０ａに基部１０を貫通しない程度に深く切り込まれた溝である。この溝は、レーザ加工技術によってミクロン単位で形成できる。そして、円形形状のスリット１１ａの径は、この基部１０に通されるネジの径よりも僅かに小さくなっている。
【００１５】
側方部２０は、この基部１０の対向する２辺から略垂直に折り曲げられて形成される。側方部２０のネジ固定片２１は、略コの字形の切り込み２２の内側部分を所定角度に折り曲げて形成されている。後述するように、基部１０を通して挿入されたネジが回転させられると、ネジ固定片２１の先端部２１ａが、ネジ山に係合してネジを固定する。
【００１６】
接合部３０は、基部１０に対して反対側の側方部２０の端部を略垂直に折り曲げて形成されている。この接合部３０は、２つの側方部２０からそれぞれ内側に折り曲げられて形成され、その先端部３０ａが円弧状になっている。これによって、対向する先端部３０ａの間を、上述したネジが通るようになっている。内側に折り曲げられた接合部３０の下面が、プリント配線板に半田付けされる接合面３０ｂとなっている。
【００１７】
なお、基部１０、側方部２０及び接合部３０の幅方向両端部には、それぞれ強化片１２，２３，３１が設けられており、内側方向へ略垂直に折り曲げられている。これによって、側方部２０に設けられた強化片２３の一方の端に基部１０に設けられた強化片１２が係合し、側方部２０に設けられた強化片２３の他方の端に接合部３０に設けられた強化片３１が係合して、基部１０と側方部２０との連接部分や側方部２０と接合部３０との連接部分での変形が規制される。
【００１８】
このような構成のスペーサ１は、最終的には基部１０にネジが通されるのであるが、ネジを通す前は、基部１０が平坦面を形成している。したがって、自動実装機の吸着ノズルに基部１０の上面１０ａを吸着されて持ち上げられ、プリント配線板の所定位置に配置されて、接合部３０の有する接合面３０ｂがリフローソルダリングによりプリント配線板のパターンに半田付けされる。
【００１９】
そして、ネジ穴を基部１０の中心部に合わせて板状部材が載置され、板状部材のネジ穴を通して、ネジが基部１０の中心部に押し込まれる。これによって、図３（ａ）に示すように平坦面であった基部１０の中心部の円形形状部分１３が、図３（ｂ）に示すように内側に折り曲げられる。これによって、スリット１１ａの外側に位置する外縁部分１４が現出し、円形形状のスリット１１ａの径がネジの径よりも僅かに小さくなっているため、外縁部分１４がネジ山に係合する。結果として、基部１０に通したネジが仮固定される。
【００２０】
さらに、ネジを回転させることによって、側方部２０のネジ固定片２１の先端部２１ａにネジ山が係合し、ネジが固定される。これによって板状部材が基部１０に固定されることになり、プリント配線板と板状部材との間にスペーサ１の高さの空間が形成される。
【００２１】
ネジで板状部材が固定された様子を図４に示した。このようにネジは基部１０を通って、基部１０の外縁部分１４で保持されると共に側方部２０から折り曲げられたネジ固定片２１の先端部２１ａに係合し、板状部材を基部１０の上面１０ａに固定する。これによって、図４に示すようなスペーサ１の高さだけの空間が形成される。
【００２２】
なお、板状部材を外すときは、固定した場合と反対方向に回してネジを抜き去ることができる。
次に、本実施例のスペーサ１の発揮する効果について説明する。
本実施例のスペーサ１は、図２に示すような薄板状の金属部材を折り曲げて形成される。すなわち、板金プレス加工により製作される。これによって、従来の金属削り出し製作と異なり、スペーサ１が肉厚となることがなく、スペーサ１の軽量化が実現される。
【００２３】
また、スペーサ１は、基部１０にスリットを形成し、ネジの先端部が圧接してはじめてネジ穴が形成される（図３（ｂ）参照）。つまり、ネジが通される前は、図３（ａ）に示す如く基部１０の上面１０ａが平坦面となっている。その結果、上述したように、自動実装機の吸着ノズルでこの基部１０の上面１０ａを吸着することができる。すなわち、自動実装機による自動実装が可能となっている。
【００２４】
さらにまた、スペーサ１の基部１０には、その径がネジの径よりも僅かに小さな円形形状のスリット１１ａを形成した。その結果、ネジが基部１０の中心部に押し込まれると、円形形状部分１３が図３（ｂ）に示すように内側に折り曲げられ、スリット１１ａの外側に位置する外縁部分１４が現出し、この外縁部分１４がネジ山に係合してネジが仮固定される。したがって、基部１０からネジを差し込んだ段階でネジが仮固定されるため、実装の際に基部に差し込んだネジが振動などで抜け落ちることがない。そして、側方部２０のネジ固定片２１によってネジが固定された状態においても、このネジ固定片２１と共に、基部１０の外縁部分１４でネジが保持され確実に固定されることになる。
【００２５】
以上、本発明はこのような実施例に何等限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得る。
例えばネジ穴を基部１０の中心部に合わせて板状部材を載置することを考えると、板状部材の下面、すなわち基部１０との接触面に凹部を設け、この凹部に嵌合するような凸部を基部１０の上面１０ａに設けてもよい。このようにすれば、板状部材がスペーサ１に対して位置決めされる。
【００２６】
このとき、板状部材のネジ穴自体を凹部とすることも考えられる。この場合、図５（ａ）に示すように、スリット１１を設けた基部１０の中心部全体を凸状に形成して凸部１５とする。これはプレス加工で簡単に実現することができる。さらにこのとき、このような凸部１５の外周の数ヶ所（図５（ａ）中では４箇所）に凹部１６を形成するとよい。このようにすれば、ネジ先端部が凸部１５の中心部に圧接した際、スリット１１が破断せずに凸部１５が変形することを防止できる。図５（ａ）に示すような基部を有するスペーサでは、その基部の凸部１５が図５（ｂ）に示すようにプリント配線板などの板状部材のネジ穴に嵌合し、その後、ネジが挿入されて板状部材が固定されることになる。このようにすれば、板状部材がスペーサに対して確実に位置決めされる。また、板状部材にネジ穴以外の凹部を設ける必要もない。
【００２７】
なお、上記実施例で基部１０に設けたスリット１１の形状は一例であって、スリットの形状がこれに限定されないことは言うまでもない。
例えば図６に示すような様々なスリットを設けることが考えられる。ネジの仮固定を考えなければ、図６（ａ）に示すような十字形状のスリット１１ｄを設けてもよい。また、仮固定のために円形形状のスリットを設ける場合、円形形状のスリット１１ｅと、その円形形状のスリット１１ｅで囲まれた円形形状部分を２分割する一の字形状のスリット１１ｆと、２分割された部分からそれぞれ２本ずつスリット１１ｅの外側部分に切れ込む直線状のスリット１１ｇとで構成してもよい。
【００２８】
また例えば、上記実施例のスリット１１は、基部１０の上面１０ａに設けられた、基部を貫通しない程度に深く切り込まれた溝とした。もちろん、基部１０の下面にスリットを設けてもよいし、上面及び下面の両面にスリットを設けてもよい。さらに、スリットを、基部１０を貫通する線状の隙間としてもよい。ただし、このようにすると、吸着ノズルによる吸着は可能であるものの、吸着ノズルによる吸着効率が低下して自動実装効率の低下を招く可能性がある。したがってその意味では、上記実施例のような深く切り込まれた溝とすることが望ましい。
【００２９】
また、上記実施例のスペーサ１では、基部１０、側方部２０及び接合部３０の幅方向両端部に強化片１２，２３，３１を設けているが、基部１０の４つの辺からそれぞれ４つの側方部を折り曲げて形成してもよい。また、基部１０を正方形形状にする必要もない。
【００３０】
さらにまた、上記実施例では側方部２０の中央部分をネジ固定片２１として折り曲げるようにしたが、中央部分を折り曲げる構成でなくてもよい。例えば中央部分両側から２つのネジ固定片を内側へ折り曲げるようにしてもよい。
また、上記実施例は図４に示すように板状部材を固定するネジがプリント配線板を貫通する構成であったが、側方部２０のネジ固定片２１で固定されるため、プリント配線板を貫通させない構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のスペーサの概略斜視図である。
【図２】図１に示すスペーサの展開図である。
【図３】スリットによる基部中心部の折れ曲がりを示す説明図である。
【図４】スペーサの使用状態を示す説明図である。
【図５】（ａ）は凸部を形成した基部を示す説明図であり、（ｂ）は板状部材のネジ穴に（ａ）で示した凸部が嵌合することを示す説明図である。
【図６】スリットの他の形状を例示する説明図である。
【符号の説明】
１…スペーサ
１０…基部
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ
１１ｆ，１１ｇ…スリット
１２，２３，３１…強化片
１３…円形形状部分
１４…外縁部分
１５…凸部
１６…凹部
２０…側方部
２１…ネジ固定片
２１ａ…先端部
２２…切り込み
３０…接合部
３０ａ…先端部
３０ｂ…接合面

Claims (3)

1. プリント配線板に表面実装され、ネジにより板状部材が固定されて、前記プリント配線板と前記板状部材との間に一定間隔の空間を形成する基板実装スペーサにおいて、
   前記ネジが中心部に通されて前記板状部材が固定される基部と、
   該基部の２箇所の端部それぞれから略垂直に折り曲げられて互いに対面する一対の側方部と、
   各前記側方部の一部を切り起こして相手方に向かって斜め下向きに突出する姿勢で形成された一対のネジ固定片であって、前記基部に通されたネジをそれらの先端間に割り込ませて回転させると、各先端がネジ山に係合して前記ネジを固定するネジ固定片と、
   各前記側方部の下端から相手方に向かって延出され、下面が前記プリント配線板のパターンに半田付けされる接合部と
   が薄板状の金属部材を折り曲げることによって形成されており、
   前記基部は、所定形状のスリットを設けたことによって、前記ネジが通される前は平坦面となっていて吸着ノズルによる吸着が可能であり、前記ネジの先端部が圧接すると、前記スリットに応じて中心部が内側へ移動するように折れ曲がることで前記ネジを通すこと
   を特徴とする基板実装スペーサ。
2. 請求項１に記載の基板実装スペーサにおいて、
   前記基部に前記ネジの径よりも僅かに小さな径を有する略円形形状のスリットを少なくとも設け、当該スリット内側の略円形形状部分が内側へ折れ曲がることで前記ネジが通されると、前記スリット外側の外縁部分がネジ山に係合して前記ネジの仮固定がなされること
   を特徴とする基板実装スペーサ。
3. 請求項１又は２に記載の基板実装スペーサにおいて、
   前記板状部材に設けられた凹部に嵌合する凸部を前記基部に形成したこと
   を特徴とする基板実装スペーサ。

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