JP6098376B2 - プリント基板と組付部材からなる構造体及びプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器等に用いられるプリント基板とプリント基板に組み付ける組付部材からなる構造体及びプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法に関する。

電子機器等に用いられるプリント基板は、集積回路、抵抗器、コンデンサー等の多数の電子部品を表面に固定し、その部品間を配線で接続するものである。また、プリント基板には、上記電子部品以外にも様々な部材が組み付けられる。例えば、ＣＰＵを冷却する為のファンやヒートシンク、プリント基板を製品筐体に対して固定する為の固定具等（以下、それらのものを総称して組付部材という）がある。

ここで、上記組付部材をプリント基板に組み付ける為には、プリント基板に組み付け用の孔を形成し、その孔に対して組付部材を挿入することによって組み付けを行うのが一般的である。ここで、プリント基板に対して組み付け用の孔を形成する際には、例えば特許第３８４３４９７号公報に記載されているように、ドリル等の工具によってプリント基板を加工することにより行う。

特許第３８４３４９７号公報（図３）

ここで、プリント基板に孔を形成する為の方法としては、ドリル加工以外に打ち抜き加工等もあるが、打ち抜き加工では孔の周辺にバリが多く生じたり、プリント基板に変形が生じる等の問題がある。その結果、加工の精度が低下することとなる。一方、ドリル加工ではこのような問題が生じ難いが、加工の特性上、直線形状の角を形成することができない問題があった。例えば、図８に示す例は、プリント基板１０１に対してドリル加工によって形成された長尺状の孔１０２を示した図である。図８に示すように孔１０２は、使用するドリルのドリル径によって大きさは異なるものの、角に必ずＲが生じる為に四角形状とすることができない。また、ドリル径を小さくすればＲを小さくして、四角形状に近づけることは可能であるが、ドリル径を小さくすれば加工量や加工時間が飛躍的に増加することとなる。一方で、組み付け対象となる組付部材は、プレス加工や打ち抜き加工により成形されるので、直線形状の角を有する。

その結果、図９に示すように、孔１０２に組付部材１０３が挿入されると、組付部材１０３の角部が孔１０２の曲面を有する内側縁部に接触することとなり、削れや干渉の問題が生じる。一方で、上記削れや干渉の問題を防止する為に、組付部材１０３に対して孔１０２を大きめに形成すると、図１０に示すようにガタツキが生じ、組付部材１０３をプリント基板１０１に対して適切に位置決めすることができない問題があった。

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、プリント基板に組付部材を組み付ける際に、削れや干渉の問題を解消し、且つ加工時間や加工量を大きく増加させることなく組付部材をプリント基板に正確に位置決めさせることを可能にしたプリント基板と組付部材からなる構造体及びプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本願の請求項１に係るプリント基板と組付部材からなる構造体は、プリント基板（１）と前記プリント基板に組み付けられる組付部材（１５）とからなる構造体であって、前記プリント基板は、板状形状を有する前記組付部材を挿入することによって前記組付部材を組み付ける挿入孔（２）を有し、前記挿入孔は、前記組付部材の形状に対応する長さと幅を備えた長尺状の第１挿入孔（１１）と、前記第１挿入孔の両端に前記第１挿入孔と連続してそれぞれ形成され、前記第１挿入孔の長さ方向と交差する方向を長さ方向とする長尺状の第２挿入孔（１２、１３）と、複数の前記第２挿入孔の間であって、前記第２挿入孔と重複しない範囲に前記第１挿入孔と連続して形成され、前記第１挿入孔の幅よりも大きい形状を有する第３挿入孔（１４）と、を備え、前記組付部材は、挿入方向に向かって先細り形状を有し、前記第３挿入孔は前記組付部材の挿入方向の先端形状よりも大きい形状を有することを特徴とする。

また、請求項２に係るプリント基板と組付部材からなる構造体は、請求項１に記載のプリント基板と組付部材からなる構造体において、前記挿入孔（２）はドリル加工により形成することを特徴とする。

また、請求項３に係るプリント基板と組付部材からなる構造体は、請求項２に記載のプリント基板と組付部材からなる構造体において、前記第２挿入孔（１２、１３）の長さは、少なくとも前記組付部材（１５）の厚さにドリル加工に用いるドリルのドリル径を加算した値とすることを特徴とする。

また、請求項４に係るプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法は、プリント基板（１）と前記プリント基板に組み付けられる組付部材（１５）とからなる構造体の組立方法であって、前記プリント基板は、板状形状を有する前記組付部材を挿入することによって前記組付部材を組み付ける挿入孔（２）を有し、前記挿入孔は、前記組付部材の形状に対応する長さと幅を備えた長尺状の第１挿入孔（１１）と、前記第１挿入孔の両端に前記第１挿入孔と連続してそれぞれ形成され、前記第１挿入孔の長さ方向と交差する方向を長さ方向とする長尺状の第２挿入孔（１２、１３）と、複数の前記第２挿入孔の間であって、前記第２挿入孔と重複しない範囲に前記第１挿入孔と連続して形成され、前記第１挿入孔の幅よりも大きい形状を有する第３挿入孔（１４）と、を備え、前記組付部材は、挿入方向に向かって先細り形状を有し、前記第３挿入孔は前記組付部材の挿入方向の先端形状よりも大きい形状を有し、前記組付部材の先端部分を前記第３挿入孔から挿入することによって前記プリント基板に対して前記組付部材を組み付けることを特徴とする。

また、請求項５に係るプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法は、請求項４乃至請求項８のいずれかに記載のプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法において、前記挿入孔（２）はドリル加工により形成することを特徴とする。

更に、請求項６に係るプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法は、請求項５に記載のプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法において、前記第２挿入孔（１２、１３）の長さは、少なくとも前記組付部材（１５）の厚さにドリル加工に用いるドリルのドリル径を加算した値とすることを特徴とする。

前記構成を有する請求項１に係るプリント基板と組付部材からなる構造体では、プリント基板に組付部材を組み付ける際に、組付部材の角が挿入孔の角に位置しないので、従来技術のような組付部材の角部による削れや干渉が生じることが無い。また、加工時間や加工量を大きく増加させることなく組付部材をプリント基板に正確に位置決めさせることが可能となる。

また、請求項１に係るプリント基板と組付部材からなる構造体では、複数の第２挿入孔の間であって、第２挿入孔と重複しない範囲に第１挿入孔と連続して形成され、第１挿入孔の幅よりも大きい形状を有する第３挿入孔を備えるので、挿入孔の幅が狭い場合であっても、挿入孔へと組付部材を導き易くすることが可能であり、組付部材を組み付ける際の作業性を向上させることが可能となる。

また、請求項１に係るプリント基板と組付部材からなる構造体では、組付部材は挿入方向に向かって先細り形状を有し、第３挿入孔は組付部材の挿入方向の先端形状よりも大きい形状を有するので、第３挿入孔に導かれた組付部材を挿入方向に移動させることによって、組付部材を挿入孔に対して容易に挿入することが可能となる。

また、請求項２に係るプリント基板と組付部材からなる構造体では、挿入孔はドリル加工により形成するので、孔の周辺にバリが多く生じたり、プリント基板に変形が生じる等の問題を解消できる。従って、打ち抜き加工等と比較して加工の精度を向上させることが可能となる。また、挿入孔の角にＲが生じたとしても組付部材の角が挿入孔の角に位置しないので、従来技術のような組付部材の角部による削れや干渉が生じることが無い。また、挿入孔の角のＲを小さくする為にドリル径を小さくする必要が無いので、加工作業を簡易化することが可能となる。

また、請求項３に係るプリント基板と組付部材からなる構造体では、第２挿入孔の長さは、少なくとも組付部材の厚さにドリル加工に用いるドリルのドリル径を加算した値とするので、第１挿入孔の角を第２挿入孔によって除去することが可能となり、挿入孔に挿入された組付部材の角が挿入孔の角に位置することを防止できる。

また、請求項４に係るプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法では、加工後のプリント基板に組付部材を組み付ける際に、組付部材の角が挿入孔の角に位置しないので、従来技術のような組付部材の角部による削れや干渉が生じることが無い。また、加工時間や加工量を大きく増加させることなく組付部材をプリント基板に正確に位置決めさせることが可能となる。

また、請求項４に係るプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法では、複数の第２挿入孔の間であって、第２挿入孔と重複しない範囲に第１挿入孔と連続して、第１挿入孔の幅よりも大きい形状を有する第３挿入孔を形成するので、挿入孔の幅が狭い場合であっても、挿入孔へと組付部材を導き易くすることが可能であり、組付部材を組み付ける際の作業性を向上させることが可能となる。

また、請求項４に係るプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法では、組付部材は挿入方向に向かって先細り形状を有し、第３挿入孔は組付部材の挿入方向の先端形状よりも大きい形状に形成するので、第３挿入孔に導かれた組付部材を挿入方向に移動させることによって、組付部材を挿入孔に対して容易に挿入することが可能となる。

また、請求項５に係るプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法では、挿入孔はドリル加工により形成するので、孔の周辺にバリが多く生じたり、プリント基板に変形が生じる等の問題を解消できる。従って、打ち抜き加工等と比較して加工の精度を向上させることが可能となる。また、挿入孔の角にＲが生じたとしても組付部材の角が挿入孔の角に位置しないので、従来技術のような組付部材の角部による削れや干渉が生じることが無い。また、挿入孔の角のＲを小さくする為にドリル径を小さくする必要が無いので、加工作業を簡易化することが可能となる。

更に、請求項６に係るプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法では、第２挿入孔の長さは、少なくとも組付部材の厚さにドリル加工に用いるドリルのドリル径を加算した値とするので、第１挿入孔の角を第２挿入孔によって除去することが可能となり、挿入孔に挿入された組付部材の角が挿入孔の角に位置することを防止できる。

本実施形態に係るプリント基板の特に挿入孔付近を示した図である。 挿入孔を示した上面図である。 組付部材の一例を示した図である。 プリント基板に対する組付部材の組み付け工程を示した図である。 組付部材の挿入後におけるプリント基板の特に挿入孔付近を示した図である。 組付部材の挿入後における挿入孔を示した上面図である。 プリント基板に対して挿入孔を形成する際の加工工程を示した図である。 従来技術の問題点について説明した図である。 従来技術の問題点について説明した図である。 従来技術の問題点について説明した図である。

以下、本発明に係るプリント基板及びプリント基板の加工方法について具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。

先ず、本実施形態に係るプリント基板１及びプリント基板１に形成される挿入孔２の構成について図１を用いて説明する。図１はプリント基板１の特に挿入孔２付近を示した図である。図２は、挿入孔２を示した上面図である。

ここで、プリント基板１は、集積回路、抵抗器、コンデンサー等の図示しない多数の電子部を表面に備える。また、プリント基板１には後述する組付部材を挿入することによって、該組付部材をプリント基板１に組み付ける挿入孔２が形成されている。尚、組付部材としては、ＣＰＵを冷却する為のファンやヒートシンク、プリント基板を製品筐体に対して固定する為の固定具等が該当する。また、一のプリント基板１に対して挿入孔２の形成される数は、１個のみでも良いし、複数でも良い。

ここで、図２に示すように、挿入孔２は、組付部材の形状に対応する長さと幅を備えた長尺状の第１挿入孔１１と、第１挿入孔１１の両端に第１挿入孔１１と連続してそれぞれ形成され、第１挿入孔１１の長さ方向と交差する方向を長さ方向とする長尺状の第２挿入孔１２、１３と、第２挿入孔１２、１３の間であって、第２挿入孔１２、１３と重複しない範囲に第１挿入孔１１と連続して形成され、第１挿入孔１１の幅よりも大きい形状を有する第３挿入孔１４とから基本的に構成される。尚、本実施形態では後述のようにドリル加工により挿入孔２を形成するので、挿入孔２の角にはＲが生じることとなる。Ｒの大きさは用いるドリルのドリル径に依存する。

ここで、第１挿入孔１１は、長さＬ１及び幅Ｄ１を備えた長尺状の孔である。第１挿入孔１１の長さＬ１及び幅Ｄ１は、挿入孔２に挿入対象となる組付部材の形状によって決定される。ここで、図３は組付部材１５の一例を示した図である。組付部材１５は、長さＴ１で厚みＴ２からなる板状形状であって挿入方向（図３のＸ方向）に向かって先細り形状を有する。そして、第１挿入孔１１の長さＬ１は、組付部材１５の長さＴ１に対して寸法誤差を考慮した一定の間隔（例えば０．５ｍｍ）を追加した値とする。同じく、第１挿入孔１１の幅Ｄ１は、組付部材１５の厚さＴ２に対して寸法誤差を考慮した一定の間隔（例えば０．２ｍｍ）を追加した値とする。尚、ドリル径をＤ１とすれば第１挿入孔１１を形成する為の加工工数を減らすことが可能となる。

また、第２挿入孔１２、１３は、第１挿入孔１１の両端にあって長さＬ２及び幅Ｄ２を備えた長尺状の孔である。そして、第１挿入孔１１とともに略Ｈ形状を構成する。従って、第２挿入孔１２の左縁部から第２挿入孔１３の右縁部までの距離は、第１挿入孔１１の長さＬ１に相当する。尚、第１挿入孔１１は図２に示すように第２挿入孔１２、１３の中央に接続させる必要はないが、第１挿入孔１１の角のＲを除去する為に、第２挿入孔１２、１３の端部から第１挿入孔１１との接続地点までの距離Ｎは、少なくともドリル径の１／２以上とする必要がある。

また、第１挿入孔１１の長さ方向と、第２挿入孔１２、１３の長さ方向とは直角に交差させることが望ましい。また、第２挿入孔１２、１３の長さＬ２は、少なくとも組付部材１５の厚さＴ２にドリル加工に用いるドリルのドリル径を加算した値とする。また、第２挿入孔１２、１３の幅Ｄ２は適宜設定可能であるが、第１挿入孔１１の内、第２挿入孔１２、１３や第３挿入孔１４と重複しない部分の長さＷが、プリント基板１の厚さＺ以上となるように設定するのが望ましい。更に、Ｄ２をＤ１と同じ値（即ちドリル径）とすれば第２挿入孔１２、１３を形成する為の加工工数を減らすことが可能となる。

また、図２に示す例では第２挿入孔１２と第２挿入孔１３は、同一の長さＬ２と幅Ｄ２を有する左右対称の形状としているが、異なる形状としても良い。例えば、第２挿入孔１２と第２挿入孔１３とで長さＬ２や幅Ｄ２を異なる値としても良い。

また、第３挿入孔１４は、第１挿入孔１１の中央付近にあって直径Ｌ３からなる円形状の孔である。尚、第３挿入孔１４の形状は円形状に限られることなく、多角形形状としても良い。但し、第３挿入孔１４は、第１挿入孔１１の幅Ｄ１及び組付部材１５の挿入方向の先端形状よりも大きい形状とする。例えば、第３挿入孔１４を円形状とする場合には、直径Ｌ３が図３に示す組付部材１５の先端形状の幅Ｔ３やＤ１よりも大きくなるように設定する。その結果、組付部材１５を挿入孔２に挿入する際に、第１挿入孔１１の幅Ｄ１が狭かったとしても組付部材１５を挿入孔２に容易に導くことが可能となり、組み付けに関する作業性が向上する。尚、第３挿入孔１４の直径Ｌ３は、より大きいサイズとする程、作業性を向上させることが可能であるが、第１挿入孔１１の内、第２挿入孔１２、１３や第３挿入孔１４と重複しない部分の長さＷが、プリント基板１の厚さＺ以上となるように設定するのが望ましい。

そして、上述した挿入孔２を有するプリント基板１に対して組付部材１５を組み付ける際には、図４に示すように組付部材１５の先端部分を先ず第３挿入孔１４へと導く。その後に、挿入方向に沿って組付部材１５を移動させることによって、組付部材１５の先端部の傾斜形状にそって徐々に組付部材１５が挿入孔２へと挿入される。更に、挿入方向に沿って組付部材１５を移動させることによって、組付部材１５の全体が挿入孔２へと挿入される。図５は組付部材１５の挿入後におけるプリント基板１の特に挿入孔２付近を示した図である。図６は、組付部材１５の挿入後における挿入孔２を示した上面図である。

図５及び図６に示すように、挿入孔２に挿入された組付部材１５はＸ軸方向及びＹ軸方向が共に第１挿入孔１１及び第２挿入孔１２、１３の縁部に支持され、ガタツキが生じることなく、適切に位置決めされる。また、組付部材１５の角部が、挿入孔２の角に位置しないので、従来技術のような組付部材１５の角部による削れや干渉の問題（図９参照）が生じことが無い。

続いて、図７を用いてプリント基板１に対して挿入孔２を形成する際の加工工程について説明する。図７はプリント基板１に対して挿入孔２を形成する際の加工工程を示した図である。

図７に示すように、プリント基板１にドリル加工によって先ず第１挿入孔１１を形成する。尚、第１挿入孔１１の長さと幅は前述したように組付部材１５の形状によって設定される。

次に、形成された第１挿入孔１１の両端に第１挿入孔１１と連続して、同じくドリル加工によって第２挿入孔１２、１３を形成する。その結果、第１挿入孔１１の角のＲは除去される。

その後、第１挿入孔１１の中央付近に、同じくドリル加工によって第３挿入孔１４を形成する。その結果、挿入孔２がプリント基板１に形成される。尚、第３挿入孔１４の位置は第２挿入孔１２、１３と重複しない位置であれば、第１挿入孔１１の中央以外の位置でも良い。また、第１挿入孔１１、第２挿入孔１２、１３及び第３挿入孔１４を形成する順序は、上記順序以外としても良く、例えば、第３挿入孔１４を形成した後に第２挿入孔１２、１３を形成しても良い。また、第２挿入孔１２、第１挿入孔１１、第２挿入孔１３の順で形成しても良い。更に、第１挿入孔１１、第２挿入孔１２、１３及び第３挿入孔１４の形成は、孔毎に工程を分けても良いし、一の工程で全ての孔を連続して形成することとしても良い。

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るプリント基板１では、板状形状を有する組付部材１５を挿入することによって組付部材１５を組み付ける挿入孔２を有し、挿入孔２は、組付部材１５の形状に対応する長さと幅を備えた長尺状の第１挿入孔１１と、第１挿入孔１１の両端に第１挿入孔１１と連続してそれぞれ形成され、第１挿入孔１１の長さ方向と交差する方向を長さ方向とする長尺状の第２挿入孔１２、１３とを備えるので、プリント基板１に組付部材１５を組み付ける際に、組付部材１５の角が挿入孔の角に位置せず、従来技術のような組付部材１５の角部による削れや干渉が生じることが無い。また、加工時間や加工量を大きく増加させることなく組付部材１５をプリント基板１に正確に位置決めさせることが可能となる。
また、複数の第２挿入孔１２、１３の間であって、第２挿入孔１２、１３と重複しない範囲に第１挿入孔１１と連続して形成され、第１挿入孔１１の幅よりも大きい形状を有する第３挿入孔１４を備えるので、挿入孔２の幅が狭い場合であっても、挿入孔２へと組付部材１５を導き易くすることが可能であり、組付部材１５を組み付ける際の作業性を向上させることが可能となる。
また、組付部材１５は挿入方向に向かって先細り形状を有し、第３挿入孔１４は組付部材１５の挿入方向の先端形状よりも大きい形状を有するので、第３挿入孔１４に導かれた組付部材１５を挿入方向に移動させることによって、組付部材１５を挿入孔２に対して容易に挿入することが可能となる。
また、挿入孔２はドリル加工により形成するので、孔の周辺にバリが多く生じたり、プリント基板１に変形が生じる等の問題を解消できる。また、挿入孔２の角にＲが生じたとしても組付部材１５の角が挿入孔２の角に位置しないので、従来技術のような組付部材１５の角部による削れや干渉が生じることが無い。また、挿入孔２の角のＲを小さくする為にドリル径を小さくする必要が無いので、加工作業を簡易化することが可能となる。
また、第２挿入孔１２、１３の長さは、少なくとも組付部材１５の厚さにドリル加工に用いるドリルのドリル径を加算した値とするので、第１挿入孔１１の角を第２挿入孔１２、１３によって除去することが可能となり、挿入孔２に挿入された組付部材１５の角が挿入孔２の角に位置することを防止できる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、挿入孔２を構成する第１挿入孔１１、第２挿入孔１２、１３及び第３挿入孔１４の各形状や寸法は組付部材１５の形状によって適宜変更することが可能である。また、本実施形態では組付部材１５の形状を図３に示す楔型形状としたが、挿入方向に向かって先細りの形状であれば、他の形状であっても良い。

また、本実施形態では挿入孔２をドリル加工により形成することとしているが、孔を形成した際に角にＲを生じる加工方法であればドリル加工以外の加工方法にも適用することが可能である。

１ プリント基板
２ 挿入孔
１１ 第１挿入孔
１２、１３ 第２挿入孔
１４ 第３挿入孔
１５ 組付部材

Claims (6)

1. プリント基板と前記プリント基板に組み付けられる組付部材とからなる構造体であって、
   前記プリント基板は、板状形状を有する前記組付部材を挿入することによって前記組付部材を組み付ける挿入孔を有し、
   前記挿入孔は、
   前記組付部材の形状に対応する長さと幅を備えた長尺状の第１挿入孔と、
   前記第１挿入孔の両端に前記第１挿入孔と連続してそれぞれ形成され、前記第１挿入孔の長さ方向と交差する方向を長さ方向とする長尺状の第２挿入孔と、
   複数の前記第２挿入孔の間であって、前記第２挿入孔と重複しない範囲に前記第１挿入孔と連続して形成され、前記第１挿入孔の幅よりも大きい形状を有する第３挿入孔と、を備え、
   前記組付部材は、
   挿入方向に向かって先細り形状を有し、
   前記第３挿入孔は前記組付部材の挿入方向の先端形状よりも大きい形状を有することを特徴とするプリント基板と組付部材からなる構造体。
2. 前記挿入孔はドリル加工により形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント基板と組付部材からなる構造体。
3. 前記第２挿入孔の長さは、少なくとも前記組付部材の厚さにドリル加工に用いるドリルのドリル径を加算した値とすることを特徴とする請求項２に記載のプリント基板と組付部材からなる構造体。
4. プリント基板と前記プリント基板に組み付けられる組付部材とからなる構造体の組立方法であって、
   前記プリント基板は、板状形状を有する前記組付部材を挿入することによって前記組付部材を組み付ける挿入孔を有し、
   前記挿入孔は、
   前記組付部材の形状に対応する長さと幅を備えた長尺状の第１挿入孔と、
   前記第１挿入孔の両端に前記第１挿入孔と連続してそれぞれ形成され、前記第１挿入孔の長さ方向と交差する方向を長さ方向とする長尺状の第２挿入孔と、
   複数の前記第２挿入孔の間であって、前記第２挿入孔と重複しない範囲に前記第１挿入孔と連続して形成され、前記第１挿入孔の幅よりも大きい形状を有する第３挿入孔と、を備え、
   前記組付部材は、
   挿入方向に向かって先細り形状を有し、
   前記第３挿入孔は前記組付部材の挿入方向の先端形状よりも大きい形状を有し、
   前記組付部材の先端部分を前記第３挿入孔から挿入することによって前記プリント基板に対して前記組付部材を組み付けることを特徴とするプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法。
5. 前記挿入孔はドリル加工により形成することを特徴とする請求項４に記載のプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法。
6. 前記第２挿入孔の長さは、少なくとも前記組付部材の厚さにドリル加工に用いるドリルのドリル径を加算した値とすることを特徴とする請求項５に記載のプリント基板と組付部材からなる構造体の組立方法。

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