JP6672510B1 - 接地構造、電源基板、電気装置、及び接地方法 - Google Patents
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Abstract
Description
好ましくは、前記アース端子及び前記被挿入部のうちの少なくとも一方には、変形部が形成され、前記変形部は、前記アース端子と前記被挿入部とが接触する部位に設けられ、且つ、凹むように形成される、接地構造が提供される。
好ましくは、前記被挿入部は、基部と、立設部とを有し、前記基部には、前記立設部が立ち上がるように接続され、前記立設部は、前記基部との接続位置から前記インレット側に向かって突出し、前記アース端子は、前記立設部に圧入されている、接地構造が提供される。
好ましくは、前記立設部は、端面を有し、前記端面は、前記被挿入部側から前記インレット筐体側に向かう方向において、前記立設部の先端部に形成され、且つ、前記端面は、難溶接材質から構成される、又は、難溶接表面処理が施されている、接地構造が提供される。
好ましくは、前記板金構造体は、接続部を有し、前記接続部は、前記インレット筐体の周面に対向するように設けられ、前記接続部は、前記取付部と前記被挿入部とに接続されている、接地構造が提供される。
好ましくは、前記板金構造体は、窓部を有し、前記アース端子は、前記窓部を介して露出している、接地構造が提供される。
好ましくは、前記被挿入部は、孔部である、接地構造が提供される。
好ましくは、前記被挿入部は、溶接可能な材質から構成される、又は、溶接可能な表面処理が施されている、接地構造が提供される。
本発明の別の観点の実施形態によれば、上記の何れか1つの接地構造と、前記接地構造が取り付けられている基板と、を備え、前記基板は、接地回路パターンを有し、前記接地構造は、前記接地回路パターンに接続されている、電源基板が提供される。
本発明の別の観点の実施形態によれば、上記の電源基板を有する、電気装置が提供される。
本発明の別の観点の実施形態によれば、接地構造の接地方法であって、前記接地構造は、インレットと、板金構造体とを備え、前記インレットは、インレット筐体と、アース端子とを有し、前記板金構造体は、被挿入部を有し、挿入ステップを備え、前記挿入ステップでは、前記アース端子を前記被挿入部に圧入しながら、前記インレット筐体を前記板金構造体に取り付ける、方法が提供される。
図1に示すように、表示装置100(電気装置)は、画面表示部101と、画面表示部101の背面に配置されるケース102と、電源50とを備えている。電源50はケース102内に搭載されている。なお、実施形態では、電気装置が表示装置100であるものとして説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、パーソナルコンピュータ等の電源50を設けることが必要な各種機器であってもよい。
2−1 インレット2
図5、図6及び図8に示すように、インレット2は、インレット筐体2aと、アース端子2cと、通電端子2dとを備える。なお、アース端子2c及び通電端子2dは、それぞれ、金属製部材で構成されており、図5に示すプラグ2bは、アース端子2c及び通電端子2dのうちインレット筐体2aの前側から突き出た部分である。
インレット筐体2aは、樹脂で構成されており、インレット筐体2aには、図5、図6及び図8に示すように、コネクタ挿入部2a1と、背面部2a2と、フランジ部2a3と、3つの端子取付部2a4と、耳部2a5とが形成されている。コネクタ挿入部2a1は、電源ケーブルのコネクタが挿入される部分であり、凹状に形成されている。図5に示すように、コネクタ挿入部2a1には、プラグ2b(アース端子2c及び通電端子2d)が突き出すように設けられている。背面部2a2は、インレット筐体2aのうちコネクタ挿入部2a1が設けられている側とは反対側に形成されている。図8に示すように、背面部2a2には3つの端子取付部2a4が設けられている。中央の端子取付部2a4にはアース端子2cが固定されており、当該中央の端子取付部2a4を挟む両サイドの端子取付部2a4には、通電端子2dが固定されている。フランジ部2a3は環状に形成され、インレット筐体2aが板金構造体3に配置されているときにおいて、板金構造体3に対向している。耳部2a5はインレット筐体2aの左右の側面にそれぞれ形成されている。作業者がインレット筐体2aを開口部3a1に挿入すると(図6参照)、耳部2a5が板金構造体3に接触し(図13参照)、インレット筐体2aの姿勢が保持される。これにより、作業者はインレット筐体2aを板金構造体3に取り付ける作業が容易になる。インレット筐体2aが開口部3a1に完全に押し込まれると、板金構造体3のうち開口部3a1の縁部の構成部分がフランジ部2a3と耳部2a5とによって挟み込まれ、インレット筐体2aが板金構造体3に固定される。
図5に示すように、インレット2はアース端子2cを備えるので、インレット2の極数は3であり、対応して、プラグ2bはインレット筐体2aのコネクタ挿入部2a1に3本設けられている。
図7A及び図7Bに示すように、アース端子2cは板金構造体3の被挿入部3dに圧入(挿入)されており、アース端子2cは、作業者が被挿入部3dにアース端子2cを挿入する過程において被挿入部3dの内壁と接触し、変形(例えば、塑性変形)する。アース端子2cが被挿入部3dの内壁と接触することで、アース端子2cと板金構造体3と電気的接続が確保され、そして、アース端子2cは、板金構造体3におけるフック部3gが基板55の挿入穴に差し込まれて半田付けされた段階で、基板55に電気的に接続される。図8に示すように、アース端子2cは、基端部2c1と先端部2c2とを備え、アース端子2cは、基端部2c1側から先端部2c2側にかけて直線状に延びている。基端部2c1はインレット筐体2aの端子取付部2a4に固定され、先端部2c2には先端孔2c3が形成されている(図9B参照)。
図4Bに示すように、通電端子2dは基板55側に突出するように設けられ、基板55に電気的に接続されている。電力は通電端子2dを介して基板55に供給される。通電端子2dは板金構造体3とは接触しておらず、板金構造体3に対して絶縁されている。なお、通電端子2dが基板55に係合しやすいように、通電端子2dの先端部には引掛形状が形成されていることが好ましい。
図5〜図8に示すように、板金構造体3は、取付部3aと、載置部3bと、接続部3cと、被挿入部3dと、窓部3eと、側壁部3fと、フック部3gと、を備える。
実施形態では、板金構造体3の表面には、溶接可能(半田付け可能)な表面処理が施されている。この表面処理は、板金構造体3の全体になされていてもよいし、被挿入部3dにだけなされていてもよい。板金構造体3は溶接可能(半田付け可能)な表面処理の代わりに溶接可能(半田付け可能)な材質から構成されていてもよい。なお、被挿入部3d及びアース端子2cには溶接がなされるものとして説明しているが、溶接は必須ではなく、必要に応じて実施すればよい。
図6に示すように、取付部3aは板材であり、取付部3aは4つの縁部を有する。取付部3aの下側(基板55側)の縁部には載置部3bが接続されており、取付部3aの上側の縁部には接続部3cが接続されている。また、取付部3aの左右の縁部には、それぞれ側壁部3fが接続されている。取付部3aはインレット筐体2a及びスイッチ56が配置される。具体的には、取付部3aには、開口部3a1と開口部3a2と孔3a3とが形成されている。開口部3a1にはインレット筐体2aが挿入され、開口部3a2にはスイッチ56(図3参照)が配置される。また、孔3a3には、板金構造体3を第2ケース53に固定する図示省略の固定部材が挿入される。図5に示すように、インレット筐体2aが開口部3a1に挿入された状態において、インレット筐体2aのフランジ部2a3は取付部3aに対向する。
図3に示すように、載置部3bは第2ケース53の台部53b上に載置される。板金構造体3が載置部3bを備えることで、基板55がケース51に接触せずに接地構造1がケース51に安定的に固定される。載置部3b及び後述する接続部3cは、作業者がインレット筐体2aを開口部3a1に挿入するときに、取付部3aを構成する板金が歪むことを防止している。なお、板金構造体3は載置部3bを有していなくてもよい。
接続部3cは基板55に対向配置される板材であり、接続部3cは取付部3a及び被挿入部3dに接続されている。接続部3cは取付部3a側から被挿入部3d側にかけて基板55に平行に延びている。接続部3cは基板55に対向するように設けられ、接続部3cと基板55との間にはインレット筐体2aが配置される。ここで、実施形態では、接続部3cは側壁部3fには接続されておらず、被挿入部3dは接続部3cのみに接続されている。つまり、板金構造体3は、取付部3aと接続部3cと被挿入部3dとがコの字形状(U字形状)をなす撓み構造を有する。板金構造体3が撓み構造を有するため、作業者がアース端子2cを被挿入部3dに挿入しているときにおいて、被挿入部3dが適度に撓む。その結果、アース端子2c及び板金構造体3に作用する応力(荷重ストレス)が緩和され、アース端子2c及び板金構造体3の破損等が抑制され、接地構造1の信頼性が向上する。なお、実施形態では、板金構造体3のコの字形状(U字形状)は、インレット筐体2aの前面側、インレット筐体2aの上面側及びインレット筐体2aの背面側にかけて形成されているが、これに限定されるものではない。板金構造体3のコの字形状(U字形状)は、インレット筐体2aの前面側、インレット筐体2aの横側面側、及びインレット筐体2aの背面側にかけて形成されていてもよい。
図9B及び図13に示すように、被挿入部3dは基部3d1と立設部3d2とを備えている。基部3d1は接続部3cに接続された板材である。アース端子2cが被挿入部3dに圧入(挿入)されることで、被挿入部3dとアース端子2cとが接触し、板金構造体3とアース端子2cとの電気的接続が確保される。
また、アース端子2c及び被挿入部3dの設計上の公差を考慮すると、好ましくは、対角線r1及び開口径r2は下記の関係を満たす。アース端子2cの対角線r1の公差を考慮した最小値>被挿入部3dの孔部の開口径r2の公差を考慮した最大値。
また、溶融した半田は、基部3d1と立設部3d2との接続位置から流入し、端面Sr側に流れる過程において、アース端子2cの先端孔2c3を埋める。これにより、導体の体積が増加し、被挿入部3dとアース端子2cとが接触する部位における電気抵抗が低減する。
図8に示すように、窓部3eは開口部であり、実施形態では、窓部3eは接続部3c及び被挿入部3dに跨って形成されている。図14に示すように、アース端子2c及び立設部3d2は窓部3eを介して露出する。板金構造体3が窓部3eを有することで、作業者がアース端子2cを被挿入部3dに挿入するときにおいて、作業者はアース端子2c及び被挿入部3dを目視で確認することができる。これにより、作業者がインレット2を板金構造体3に組み合わせる作業が容易になるとともに、作業者が半田付け状態を容易に確認することができる。なお、板金構造体3のコの字形状が、インレット筐体2aの前面側、インレット筐体2aの横側面側、及びインレット筐体2aの背面側にかけて形成されている場合においても同様に窓部3eを形成することができる。
一対の側壁部3fは板材であり、側壁部3fは取付部3aに接続されている。また、側壁部3fの縁部はフック部3gが接続されている。
図7Aに示すように、フック部3gは側壁部3fから突出するように形成されている。フック部3gは基板55に引っ掛かるようにフック状に形成されている。これにより、基板55及び接地構造1が後述する自動半田付け装置に投入されたときに、接地構造1が基板55から外れてしまうことを防止することができる。
実施形態において、接地構造1のアース端子2cを接地する方法は次の通りである。当該方法は、挿入ステップと、第1接続ステップと、第2接続ステップとを備える。
実施形態において、被挿入部3dの孔形状は円形であったが、これに限定されるものではなく、被挿入部3dの孔形状は各種の形状を採用することができる。
4−1−1 4箇所が変形(菱形、多角形、非対称形状、花形、扇形)
図16Aに示すように、被挿入部3dの孔形状は菱形であってもよいし、図16Bに示すように、被挿入部3dの孔形状は多角形(例えば正六角形)形状であってもよい。
図16Cに示すように、被挿入部3dの孔形状は楕円であってもよいし、図16Dに示すように、被挿入部3dの孔形状は卵形のような非対称形状であってもよい。
図16Eに示すように、被挿入部3dの孔形状は、縁部が波状になっている花形であってもよい。
図16Fに示すように、被挿入部3dの孔形状は、扇形であってもよい。
被挿入部3dの孔形状がこれらの形状であっても、接地構造1はアース端子2cに係る位置決め機能が保持される。また、アース端子2cは、実施形態と同様に、アース端子2cの4つの角部で被挿入部3dの内壁と接触する。そして、アース端子2cの4つの角部が変形する。
図17Aに示すように、被挿入部3dの孔形状は、左右の縁部Edの中央が孔の中央に寄るように形成されている。換言すると、被挿入部3dの孔形状は、左右の縁部Edがくびれた形状である。この被挿入部3dの孔形状では、アース端子2cの4つの角部は変形せず、アース端子2cの両方の横側面が左右の縁部Edと接触して変形する。つまり、本変形例では、アース端子2cの2箇所が変形する。
実施形態においては、アース端子2cが変形し、被挿入部3d(立設部3d2)が変形しないものとして説明したが、これに限定されるものではない。板金構造体3の材質や形状を適宜変更することで、板金構造体3の変形を促進させてもよい。例えば、被挿入部3dの立設部3d2の内壁には、図18に示すように、ネジ穴加工により、ネジ山Thが形成されていてもよい。ネジ山Thは、例えば、切削加工や転造加工によって形成することができる。ネジ山Thが転造加工で形成される場合には、被挿入部3dの孔部(ネジ穴)の表面に、半田付け可能な表面処理を維持可能である。このため、作業者は、被挿入部3dの孔部(ネジ穴)に半田付けをすることができる。
アース端子2cが立設部3d2に挿入されると、立設部3d2のネジ山Thが潰れ、アース端子2cがネジ山に食い込む。つまり、アース端子2cの大きさは、アース端子2cを被挿入部3dに圧入したときに、アース端子2cがネジ山に食い込むが、ネジ谷には食い込まないような大きさである。このように、本変形例では、アース端子2cの変形に加え、立設部3d2の変形が促進され、アース端子2c及び被挿入部3dの電気的接続が確保される。
図19A及び図19Bに示すように、板金構造体3はストッパ部3hを更に備えていてもよい。具体的には、板金構造体3は、一対のストッパ部3hを備えており、一方のストッパ部3hと他方のストッパ部3hとの間には窓部3eが配置されている。ストッパ部3hは接続部3cに接続されており、ストッパ部3hは接続部3cとの接続位置側からインレット2の端子取付部2a4側へ向かって延びている。ストッパ部3hはインレット筐体2aから被挿入部3dに向かう方向(挿入方向)において、背面部2a2に対向している。板金構造体3がストッパ部3hを備えることで、作業者がアース端子2cを被挿入部3dに挿入するときにおいて、インレット筐体2aの背面部2a2がストッパ部3hに突き当たり、作業者がアース端子2cを被挿入部3dに押し込み過ぎてしまうことを防止することができる。
4−4−1 被挿入部3dの孔形状:円形
実施形態では、被挿入部3dが接続部3cと90度をなすように接続部3cに接続されている形態であったが、この形態に限定されるものではない。本変形例では、図20A及び図20Bに示すように、被挿入部3dは接続部3cとなす角度が90度より大きくなっている。なお、本変形例では、被挿入部3dが立設部3d2を備えていないが、備えていてもよい。また、本変形例において、図示は省略しているが、被挿入部3dの孔形状は実施形態と同様に円形である。
本変形例では実施形態で説明した撓み構造が更に撓みやすくなっており、作業者がアース端子2cを被挿入部3dに挿入しているときにおいて、被挿入部3dが撓んで変形し、作業者がアース端子2cを被挿入部3dに挿入し終えると、被挿入部3dには元の形状に戻ろうとする応力が作用する。このため、アース端子2cは被挿入部3dから適度な応力を受け、アース端子2cと被挿入部3dとが押し合う力が増加し、アース端子2cは被挿入部3dにより強く接続され、接地構造1の信頼性が向上する。
被挿入部3dの孔形状は円形に限定されるものではない。図21Aに示すように、被挿入部3dの孔形状は扇形であってもよい。つまり、被挿入部3dの孔形状は図16Fに示す形状と同様である。被挿入部3dの孔形状が扇形である場合には、弧状の上縁部Euが、弧状の下縁部Elよりも長くなっていることが好ましい。これにより、実施形態で説明したアース端子2cに係る位置決め機能が、適切に機能しやすくなる。
図21Bに示すように、被挿入部3dの孔形状は異形状であってもよい。つまり、被挿入部3dの孔形状は図17Bに示す形状と同様である。被挿入部3dの孔形状が異形状である場合においても、直線状の上縁部Euが、直線状の下縁部Elよりも長くなっていることが好ましい。これにより、実施形態で説明したアース端子2cに係る位置決め機能が、適切に機能しやすくなる。
被挿入部3dの孔部が円形の場合であって、アース端子2cの垂直断面形状が、円形、楕円、正方形、長方形、多角形等様々な場合の条件の例について説明する。アース端子2cにおける公差最小の場合の垂直断面形状の外接円の直径寸法をrとし、被挿入部3dの孔部における公差最大の場合の円形の直径寸法をRとするときに、式r>Rが成立することが必要である。
条件:アース端子2cが公差最小の場合の垂直断面形状において、接触ポイント間の寸法をr1,r2,・・・,rnとし、被挿入部3dの孔部が公差最大の場合の外周形状における接触ポイント間の寸法をR1,R2,・・・,Rnとするとき、全ての接触ポイント間の寸法に関して、式r1>R1,r2>R2,・・・,rn>Rnが成立することが必要である。
2 :インレット
2a :インレット筐体
2a1 :コネクタ挿入部
2a2 :背面部
2a3 :フランジ部
2a4 :端子取付部
2a5 :耳部
2b :プラグ
2c :アース端子
2c1 :基端部
2c2 :先端部
2c3 :先端孔
2c4 :変形部
2d :通電端子
3 :板金構造体
3a :取付部
3a1 :開口部
3a2 :開口部
3a3 :孔
3b :載置部
3c :接続部
3d :被挿入部
3d1 :基部
3d2 :立設部
3d21:テーパー部
3e :窓部
3f :側壁部
3g :フック部
3h :ストッパ部
50 :電源
51 :ケース
52 :第1ケース
52a :フランジ
52b :孔
53 :第2ケース
53a :フランジ
53b :台部
54 :電源基板
55 :基板
56 :スイッチ
100 :表示装置
101 :画面表示部
102 :ケース
Ed :縁部
El :下縁部
Ep :凸部
Eu :上縁部
Op :孔
Sr :端面
Th :ネジ山
ls :下端面
p1 :隙間
r1 :対角線
r2 :開口径
tp :頂部
us :上端面
Claims (11)
- インレットと、板金構造体とを備え、
前記インレットは、インレット筐体と、アース端子とを有し、
前記板金構造体は、取付部と、被挿入部とを有し、
前記取付部には、前記インレット筐体が取り付けられ、
前記被挿入部は、基部と、立設部とを有し、
前記基部には、前記立設部が立ち上がるように接続され、
前記立設部は、前記基部との接続位置から前記インレット側に向かって突出し、
前記アース端子は、前記立設部に圧入されている、接地構造。 - 請求項1に記載の接地構造であって、
前記アース端子及び前記被挿入部のうちの少なくとも一方には、変形部が形成され、
前記変形部は、前記アース端子と前記被挿入部とが接触する部位に設けられ、且つ、凹むように形成される、接地構造。 - 請求項1又は請求項2に記載の接地構造であって、
前記立設部は、端面を有し、
前記端面は、前記被挿入部側から前記インレット筐体側に向かう方向において、前記立設部の先端部に形成され、且つ、前記端面は、難溶接材質から構成される、又は、難溶接表面処理が施されている、接地構造。 - 請求項1〜請求項3の何れか1つに記載の接地構造であって、
前記板金構造体は、接続部を有し、
前記接続部は、前記インレット筐体の周面に対向するように設けられ、
前記接続部は、前記取付部と前記被挿入部とに接続されている、接地構造。 - インレットと、板金構造体とを備え、
前記インレットは、インレット筐体と、アース端子とを有し、
前記板金構造体は、取付部と、被挿入部とを有し、
前記取付部には、前記インレット筐体が取り付けられ、
前記アース端子は、前記被挿入部に圧入され、
前記板金構造体は、窓部を有し、
前記アース端子は、前記窓部を介して露出している、接地構造。 - 請求項1〜請求項5の何れか1つに記載の接地構造であって、
前記被挿入部は、孔部である、接地構造。 - 請求項1〜請求項6の何れか1つに記載の接地構造であって、
前記被挿入部は、溶接可能な材質から構成される、又は、溶接可能な表面処理が施されている、接地構造。 - 請求項1〜請求項7の何れか1つに記載の前記接地構造と、前記接地構造が取り付けられている基板と、を備え、
前記基板は、接地回路パターンを有し、
前記接地構造は、前記接地回路パターンに接続されている、電源基板。 - 請求項8に記載の前記電源基板を有する、電気装置。
- 接地構造の接地方法であって、
前記接地構造は、インレットと、板金構造体とを備え、前記インレットは、インレット筐体と、アース端子とを有し、前記板金構造体は、被挿入部を有し、前記被挿入部は、基部と、立設部とを有し、前記基部には、前記立設部が立ち上がるように接続され、前記立設部は、前記基部との接続位置から前記インレット側に向かって突出し、
挿入ステップを備え、
前記挿入ステップでは、前記アース端子を前記被挿入部の前記立設部に圧入しながら、前記インレット筐体を前記板金構造体に取り付ける、方法。 - 接地構造の接地方法であって、
前記接地構造は、インレットと、板金構造体とを備え、前記インレットは、インレット筐体と、アース端子とを有し、前記板金構造体は、被挿入部及び窓部を有し、前記アース端子は、前記窓部を介して露出しており、
挿入ステップを備え、
前記挿入ステップでは、前記アース端子を前記被挿入部に圧入しながら、前記インレット筐体を前記板金構造体に取り付け、
前記挿入ステップでは、前記アース端子を前記被挿入部に圧入しているときに、前記窓部を介して前記アース端子及び前記被挿入部を目視で確認可能である、方法。
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