JP6618325B2 - プリント基板ユニット及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、複数枚のプリント基板が複数の支柱を介して積層されたプリント基板ユニット及びこれをケースに収納した電子機器に関するものである。

例えば分電盤に組み込まれる感震装置や電流計測装置には、多数の電子部品が実装されたプリント基板が組み込まれている。しかし電子部品を一枚のプリント基板に実装し切れない場合には、複数枚のプリント基板に分離し、それらのプリント基板を支柱を介して積層したプリント基板ユニットが用いられている。

例えば特許文献１には、複数枚のプリント基板を金属製の支柱（ピン）によって所定間隔で固定したプリント基板ユニットが記載されている。図１、図２に示されるように、プリント基板５１の端部には貫通孔５２が形成されており、中空の支柱５３の内部にボルト５４を挿通し、ナット５５を用いてネジ止めされているのが一般的である。

ところがプリント基板５１に形成された貫通孔５２の周囲には電子部品を実装できない禁止領域を設ける必要がある。
また工具を挿入してナット５５を回転させるための領域も必要である。このためプリント基板１の電子部品を実装できる面積効率が低下するという問題があった。また部品点数が多くなるうえ、支柱５３の取付け作業に手数を要し、組立作業性が低下するという問題があった。

特開平１０−１２１１９号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、従来よりも部品実装可能な面積効率が高く、しかも支柱の取付け作業性に優れたプリント基板ユニット及びこれをケースに収納した電子機器を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、複数枚のプリント基板が複数の支柱を介して積層されたプリント基板ユニットであって、各支柱は前記プリント基板と同材質の樹脂板からなり、各プリント基板の端部には溝状の凹部が複数形成されており、各支柱には複数位置に切欠きが形成されており、各支柱の切欠きを各プリント基板の溝状の凹部に噛み合せることにより、支柱とプリント基板とが固定されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記溝状の凹部が、各プリント基板の角部に形成されていることを特徴とするものである。

請求項３の発明は請求項１または２記載の発明において、前記溝状の凹部が、プリント基板の辺に対して斜めに形成されていることを特徴とするものである。

請求項４の発明は請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記溝状の凹部が、各プリント基板の一辺の両端近傍と、対向する辺とに形成されていることを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかに記載のプリント基板ユニットを、支柱の外側端面をケースの内面に当接させた状態でケースに収納したことを特徴とするものである。

本発明のプリント基板ユニットは、支柱の切欠きを各プリント基板の溝状の凹部に噛み合せることにより、支柱とプリント基板とが固定された構造であるので、従来のようなネジ止め作業は不要となり、支柱の取付け作業性に優れる。またプリント基板の端部に溝状の凹部が形成されているが、その周囲にまで電子部品を実装することができる。このため従来よりも部品実装可能な面積効率を高めることができる。

請求項２のように、溝状の凹部を各プリント基板の角部に形成すれば、角部の禁止領域を有効に利用することで、広く実装面積を確保することができる。

請求項３のように、溝状の凹部をプリント基板の辺に対して斜めに形成すれば、辺に対して直角に形成した場合よりも、プリント基板の辺から凹部の先端までの距離を短くすることができる。このため部品実装可能な面積効率をより高めることができる。

請求項４のように、溝状の凹部を各プリント基板の一辺の両端近傍と、対向する辺とに形成すれば、最小限の支柱で、がたつきなく複数のプリント基板を支持させることができる。

請求項５のように、上記したプリント基板ユニットを、支柱の外側端面をケースの内面に当接させた状態でケースに収納した構造とすれば、支柱が外側に外れるおそれがなくなるので、より確実にプリント基板と支柱を固定することができる。

従来技術を示す分解斜視図である。 従来技術を示す斜視図である。 本発明の実施形態を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態を示す斜視図である。 プリント基板ユニットをケースに収納した状態を示す斜視図である。 ケースの上蓋の下面図である。 成形状態を示す平面図である。

以下に図３以下を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図３、図４に示すように、本発明のプリント基板ユニットは、複数枚のプリント基板１を複数の支柱２を介して積層したものである。この実施形態では、各プリント基板１は同一サイズの長方形状の樹脂板である。

プリント基板１の端部には、溝状の凹部３、４が複数形成されている。本実施形態では、凹部３は長方形のプリント基板１の一つの長辺の両側の角部に、辺５に対して斜め方向に形成されている。その幅は支柱２の厚さとほぼ等しくなっている。また凹部４が長方形のプリント基板１の反対側の辺６の中央位置に、辺６に対して直角に形成されている。その深さと幅は凹部３と同様である。各プリント基板１には従来と同様、ＩＣ、コンデンサ、抵抗、スイッチ等の様々な電子部品７が実装されている。

支柱２は図４に示すようにこれらの凹部３、４に嵌め込まれるものであり、平板状である。支柱２の片面には複数位置に切欠き８、９が形成されている。切欠き８、９の間隔はプリント基板ユニットにおけるプリント基板１の間隔に等しい。切欠き８、９の深さはプリント基板１の凹部３、４と等しく、その幅はプリント基板１の厚さとほぼ等しくなっている。

図４に示すように、各支柱２の切欠き８、９を各プリント基板１の溝状の凹部３、４に噛み合せることにより、支柱２とプリント基板１は固定される。本実施形態では支柱２の幅を（切欠き８、９の深さ）＋（凹部３、４の深さ）と等しくしたので、支柱２の外側端部がプリント基板１の端部と一致する。

このため、図５に示すようにプリント基板ユニットをケース１０に収納したとき、プリント基板１の辺と支柱２の外側端部の双方をケース内壁に当接させることができるので、がたつきを抑えることができる。また、ケース１０に収納する場合、プリント基板１をケース内壁まで拡大して成形できるので実装面積が増加する。

なお、支柱２をプリント基板１に差し込んだときに、支柱２の外側端部がプリント基板１の辺から少し飛び出るような構造であっても良い。この場合には、プリント基板ユニットをケース１０に収納したとき、ケース内壁は支柱２の外側端部に当接する。このような構造とすれば、ケース内壁とプリント基板１との間に空間ができ、その空間を通って電子部品７から発生する熱を外部に放熱することができる利点がある。

このように、本発明では各支柱２の切欠き８、９を各プリント基板１の溝状の凹部３、４に噛み合せるだけでプリント基板ユニットを構成することができるので、組立作業性に優れる。またプリント基板１上の薄い支柱２が差し込まれるスペースを電子部品を実装できない禁止領域としておけばよいので、プリント基板１の部品実装可能な面積効率を高めることができる。特に２つの角部については、角部の禁止領域を有効に利用することで、広く実装面積を確保することができる。さらに、凹部３を辺５に対して斜め方向に形成することで、凹部３を辺５に対して直角に形成した場合よりも、プリント基板１の辺５から凹部３の先端までの距離を短くすることができる。このため部品実装可能な面積効率をより高めることができる。尚、凹部３をプリント基板１の角部以外の辺に、該辺に対して斜め方向に形成するものであっても良い。

上記の実施形態によれば、従来のように工具を使用したり、接着剤で固定したりすることなく、プリント基板ユニットを構成することができる。特に上記のような３点支持構造とすれば、最小限の支柱２でがたつきなく複数のプリント基板１を支持させることができる。

また図５に示すように、プリント基板１の外径寸法に略一致するサイズのケース１０に全体を収納すれば、支柱２が外側に外れるおそれがなくなるので、より容易かつ確実にプリント基板ユニットを固定することができる。またプリント基板１をケース内壁まで拡大して成形できるので実装面積が増加する。

さらに図６に示すように、ケース１０の上蓋１１にゴムやスポンジ等の当て部材１２を設け、上蓋１１を閉めた状態で当て部座材１２を支柱２の上端に当接させることで、より効果的にがたつきを抑えることができる。

本発明では上記した支柱２の材質をプリント基板１と同質材としたので、プリント基板を成形するときに、同時に支柱２も成形することができる。具体的には、図７に示すように一枚の板状の樹脂部材内に複数の支柱２とプリント基板１を一体に成形するようにすれば、プリント基板ユニットの生産効率を著しく高めることができる。

なお図７に示されるように、薄肉部や空間部１３をプリント基板１や支柱２の周囲に形成すると、プリント基板１や支柱２を、成形体から手で折って容易に取り出すことができる。

上記した実施形態ではプリント基板１を２段に積層したが、同様に３段以上に積層することも可能である。また支柱２の位置や凹部３、４の形成角度も、適宜変更しても差し支えない。

１ プリント基板
２ 支柱
３ 凹部
４ 凹部
５ 辺
６ 辺
７ 電子部品
８ 切欠き
９ 切欠き
１０ ケース
１１ 上蓋
１２ 当て部材
１３ 空間部
５１ （先行技術の）プリント基板
５２ 貫通孔
５３ 支柱
５４ ボルト
５５ ナット

Claims (5)

1. 複数枚のプリント基板が複数の支柱を介して積層されたプリント基板ユニットであって、各支柱は前記プリント基板と同材質の樹脂板からなり、各プリント基板の端部には溝状の凹部が複数形成されており、各支柱には複数位置に切欠きが形成されており、各支柱の切欠きを各プリント基板の溝状の凹部に噛み合せることにより、支柱とプリント基板とが固定されていることを特徴とするプリント基板ユニット。
2. 前記溝状の凹部が、各プリント基板の角部に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプリント基板ユニット。
3. 前記溝状の凹部が、プリント基板の辺に対して斜めに形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のプリント基板ユニット。
4. 前記溝状の凹部が、各プリント基板の一辺の両端近傍と、対向する辺とに形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のプリント基板ユニット。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のプリント基板ユニットを、支柱の外側端面をケースの内面に当接させた状態でケースに収納したことを特徴とする電子機器。