JP7013624B2 - 基板支持具 - Google Patents

Description

本発明はシャーシやケース等の部材に回路基板等の基板を支持する基板支持具に関するものである。

電子機器のシャーシやケース等の部材（以下、シャーシ等と称する）に基板を支持する技術として、例えば特許文献１，２の基板支持具が提案されている。特許文献１の技術は、シャーシ等に取付具をネジで支持しておき、当該取付具に設けられている係止片を基板に設けた穴に嵌合させて支持する技術である。特許文献２の技術は、爪部を有する係止部材を基板に半田付けしておき、シャーシ等に設けられたボスを爪部に係止させて支持する技術である。

特開２００２－２１７５６９号公報 特開２０１６－１１９７９４号公報

特許文献１の技術は、取付具をネジでシャーシ等に固定する必要があり、この固定に際しての作業が必要である。また、シャーシ等と基板との間に取付具が介在するため、両者の間にスペース（空隙）を確保する際には有効であるが、両者を直接接触させた状態で支持する場合には不向きである。さらに、取付具は係止片がフック形状であるので、係止片と基板の穴が係合すると、この係合を解除することが難しく、基板のメインテナンス時等に基板をシャーシ等から取り外すことが難しい。

特許文献２の技術は、係止部材を基板に半田付けするため、作業を簡略化する上では有効であるが、シャーシ等にボスを設ける必要があり、そのための作業が必要になるという不利がある。また、係止部材の爪部がシャーシ等のボスに食い込んで係止する構造であるため、この係止を解除することが難しく、基板のメインテナンス時等に基板をシャーシ等から取り外すことが難しい。

本発明の目的は、基板を支持するために必要とされる作業工数を少なくし、その一方で基板をシャーシ等から簡単に取り外すことが可能な基板支持具を提供するものである。

本発明は、バネ性のある導電板で構成され、表面において自動搭載機に吸着されることが可能で、裏面において基板の表面に設けられた固着ランドにろう材にて固着される平板として構成された固着部と、基板に開口された挿通穴を挿通されて基板の裏面側に突出され、基板の裏面側に位置するシャーシに設けた第１の支持穴に内挿される係止部を備え、係止部は固着部の縁部から裏面側に曲げ加工され、さらにその先端側が楔型に折り返し曲げ加工され、一部にテーパ状の段部が曲げ形成されて第１の支持穴に係止される係止片と、この係止片からさらに延長されて一部が基板の表面側に露呈され、操作されたときに係止片の係止を解除する解除片を備える構成とする。

本発明の好ましい形態は、係止部は固着部の一方の側に設けられ、固着部の他方の側にはシャーシ等に設けた第２の支持穴に嵌合される規制部を備える。また、他の形態は、係止部は固着部の両側に設けられる。さらに、他の形態は、係止部は前記固着部の一方の側のみに設けられる。

本発明によれば、基板支持具を基板に固着し、シャーシ等に設けた支持穴に内挿するだけで基板の支持が実現でき、工数の削減に有効である。また、基板支持具を支持した状態では基板の表面側から操作するだけで基板の支持を解除することができメインテナンスあるいはリユースに有効である。

本発明の実施形態１の基板支持具の外観斜視図。 実施形態１の基板を支持した状態の断面図。 実施形態１の基板支持具の、（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）左側面図。 基板支持具を回路基板に固着する工程を示す断面図。 回路基板をシャーシ等に支持する工程を示す断面図。 実施形態１の基板支持具の変形例の、（ａ）正面図、（ｂ）支持状態の断面図。 実施形態２の基板支持具の、（ａ）正面図、（ｂ）支持状態の断面図。 実施形態３の基板支持具の、（ａ）正面図、（ｂ）支持状態の断面図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態１の基板支持具１の外観斜視図であり、図２は基板２をシャーシ３に支持した状態の断面図である。なお、以降の説明においては、便宜的に「上下方向」は図１を基準とした方向を表している。基板支持具１は、弾性のある板材、ここではバネ性のある金属板を所要の形状に打ち抜いた上で、曲げ加工されて形成されている。そして、支持対象となる回路基板２がシャーシ３に設けられたエンボス３３の上底面に接するようにして載置され、回路基板２に開口された第１の挿通穴２１と第２の挿通穴２２と、エンボス３３に開口された第１の支持穴３１と第２の支持穴３２に対して基板支持具１を装着することにより、回路基板２をエンボス、すなわちシャーシ３に支持する構成とされている。

前記基板支持具１は３つの部位、すなわち固着部１１と、係止部１２と、規制部１３とを備えて構成されている。図３（ａ）～（ｃ）に基板支持具１の三面図（正面図、平面図、左側面図）を示すように、前記固着部１１は、所要の面積及び形状をした平板として構成されている。ここでは、大略Ｈ字型をした形状の平板として形成されており、この固着部１１は、後述するように、基板支持具１を回路基板２に固着するために用いられるとともに、自動搭載機により基板支持具１を把持、搬送する際にも利用される。

前記係止部１２は、前記固着部１１の一方の側に連設されており、係止片１２１と解除片１２２とで構成されている。この係止片１２１は、前記固着部１１の一方の側縁から所要長さで下方向に直角に曲げ加工され、さらにその途中部位において先端側が外側上方向に向けて楔型に折り返し曲げ加工されている。さらに、この楔型の先端側の部位においてテーパー状の段部１２１ａが曲げ加工されている。この係止片１２１のうち、固着部から直角に曲げられた領域には、両側縁に沿って曲げ起こされたリブ壁１２３が設けられており、当該領域の機械的強度（曲げ強度）が高められている。

前記解除片１２２は、係止片１２１の先端側に形成されており、その先端部１２２ａは前記固着部１１よりも上方の位置まで幾分外側に湾曲しながら延長されている。なお、解除片の先端部１２２ａはロール状に曲げ加工され、後述する解除時に操作者の指先を傷付けないようにされている。

ここで、前記係止片１２１の上下方向の寸法、特に下方に延長されている領域の寸法は、前記固着部１１を基準としたときに前記した回路基板２とシャーシ３の板厚を合せた寸法よりも十分に大きな寸法に設定されている。また、当該係止片１２１における段部１２１ａは前記固着部１１を基準としたときに回路基板２とシャーシ３の板厚を合せた寸法とほぼ等しい寸法だけ固着部１１よりも下方の位置に設定されている。前記解除片１２２は前記段部１２１ａからの上方に向けられた長さが回路基板２とシャーシ３の板厚を合せた寸法よりも長く設定されている。

前記規制部１３は、前記固着部１１の他方の側に連設されており、固着部１１の他方の側縁から所要長さで下方向に直角に曲げ加工された規制片１３１を備えている。また、規制片１３１の両側縁に沿って所要の高さ寸法で曲げ起こされたリブ壁１３２が設けられており、規制部１３の機械的強度が高められている。規制部１３の上下方向の寸法は、回路基板２の板厚寸法よりも長く、好ましくは回路基板２とシャーシ３の板厚を合せた寸法よりも幾分長い寸法とされている。ここで、詳細については後述するが、前記リブ壁１３２の曲げ寸法、すなわち壁高寸法は、前記第２の支持穴３２の短辺寸法にほぼ等しい寸法とされている。

この基板支持具１は、支持対象となる回路基板２に予め固着される。回路基板２の表面には導電層で構成された回路パターン（図示せず）が存在しており、この回路パターンの一部を利用して固着ランド２３が形成されている。また、この固着ランド２３を挟んで前記した挿通穴、すなわち第１の挿通穴２１と第２の挿通穴２２が回路基板の板厚方向に貫通した状態で開口されている。これら第１と第２の挿通穴２１，２２は基板支持具１の係止部１２と規制部１３が挿通可能な長方形をしており、各挿通穴２１，２２の短辺方向に前記固着ランド２３を挟んでいる。

基板支持具１は、例えば自動搭載機によって回路基板に各種電子部品を搭載するときに、これと同時に固着ランドに固着される。図４（ａ）～（ｃ）はこの固着工程を示す図であり、この固着では図４（ａ）のように、自動搭載機の吸着ノズルＮにより固着部１１が真空吸着されて固着ランド２３上まで搬送される。次いで、図４（ｂ）のように、ノズルＮを下降して固着ランド２３の表面上に固着される。このとき、第１の挿通穴２１に係止部１２が表面側から挿通され、第２の挿通穴２２に規制部１３が挿通され、固着部１１は固着ランド２３の表面上に密接される。そして、図４（ｃ）のように、半田等のろう材を用いたリフローにより各種電子部品を回路パターンに実装するのと同時に、基板支持具１の固着部１１が固着ランド２３に固着される。この固着した状態では、係止部１２と規制部１３は回路基板２の裏面側に突出された状態にある。

一方、回路基板２を支持するシャーシ３には、前記したようにエンボス３３が設けられており、このエンボス３３には前記したように第１の挿通穴２１と第２の挿通穴２２に対応した第１の支持穴３１と第２の支持穴３２が開口されている。第１の支持穴３１は前記第１の挿通穴２１よりも短辺寸法が大きくされている。第２の支持穴３２は前記第２の挿通穴２２とほぼ同じ寸法に形成されている。

そして、回路基板２をシャーシ３に支持する際には、図５（ａ）～（ｃ）に支持工程を示すように、先ず図５（ａ）のように、基板支持具１の係止部１２と規制部１３をそれぞれ第１と第２の支持穴３１，３２に位置合せした上で、回路基板２を下降してエンボス３３の表面上に載置する。さらに、図５（ｂ）のように、回路基板２をエンボス３３の表面に向けて押圧する。この押圧により、図５（ｃ）のように、係止部１２と規制部１３はそれぞれ第１と第２の支持穴３１，３２に内挿される。

係止部１２が第１の支持穴３１に内挿されると、図２にも示したように、係止部１２の係止片１２１は弾性変形して縮小した状態で第１の支持穴３１を挿通され、挿通後は弾性復帰して段部１２１ａが第１の支持穴３１の下面側の内縁に係止される。これにより、係止片１２１は回路基板１をシャーシ３に支持させる。また、規制部１３は第２の支持穴３２に嵌合されるが、規制部１３のリブ壁１３２の高さ寸法は、前記したように第２の支持穴３２の短辺寸法に等しいので、規制部１３が第２の支持穴３２に嵌合されたときには第２の支持穴３２で移動が規制されることになり、回路基板２はシャーシ３に対して短辺方向に位置規制されることになる。

このようにして回路基板２は基板支持具１によってシャーシ３に支持されるが、この状態では規制部１３によって回路基板２がシャーシ３に対して位置規制されるので、係止部１３が第１の支持穴３１の内部で移動されることはない。特に、係止部１２が第１の支持穴３１の短辺方向に移動されることが規制されるので、係止部１２の係止片１２１が第１の支持穴３１の内縁と干渉して変形されることが防止され、段部１２１ａと第１の支持穴３１との係止状態が外れることが防止されて安定な支持状態が保持される。

回路基板２をシャーシ３から取り外すときには、図２に鎖線で示すように第１の挿通穴２１を通して回路基板２の表面側に突出されている係止部１２の解除片１２２の先端を指等で内（矢印方向）に移動操作すると、解除片１２２及びこれと一体の係止片１２１が弾性変形して縮小し、段部１２１ａと第１の支持穴３１の内縁との係止状態が解除される。この状態を保ちながら回路基板２を上方に持ち上げれば係止部１２と規制部１３をそれぞれ支持穴３１，３２から引き抜くことができ、回路基板２の取り外しが可能となる。

以上のように、実施形態１の基板支持具１は、１枚の金属板を加工することにより構成できるので、最少の部品点数で構成できる。また、基板支持具１は固着部１１において回路基板２に固着するが、この固着には半田等のリフローによる固着が可能であるので、回路基板２への固着作業を自動化でき、かつ工数も少なくて済む。また、回路基板２をシャーシ３に支持する際には、シャーシ３に対して回路基板２の位置決めを行った上で、回路基板２をシャーシ３の表面に押圧させるだけでよく、支持の作業も容易である。さらに、基板支持具１の解除片１２２を操作するだけで回路基板２をシャーシ３から簡単に取り外すことができ、回路基板２のリユースを実行する上で有効である。

また、この実施形態１では、基板支持具１を金属板、すなわち導電板で形成しているので、回路基板２の固着ランド２３を接地パターンの一部として形成しておけば、基板支持具１を接地端子として機能させることができる。したがって、基板支持部１の係止部１２や規制部１３が支持穴３１，３２に内挿されて電気的に接触したときに、回路基板２の接地パターンをシャーシ３に接地させることができる。

図６（ａ）は実施形態１の変形例の基板支持具１Ａの正面図であり、実施形態１の基板支持具１と等価な部分には同一符号を付してある。この変形例の基板支持具１Ａは係止部１２の解除片１２２の先端部１２２ｂの上下方向の位置を固着部１１とほぼ同じ位置にまで短くしている。このようにすれば、図６（ｂ）のように、回路基板２をシャーシ３に支持したときに、解除片１２２の先端部１２２ｂが回路基板２の表面側に突出されることがなく、この先端部１２２ｂが外力等に干渉したときに意に反して解除片１２２が移動されて係止状態が解除されることを防止することができる。この変形例では、支持を解除する際には、ドライバ（ねじ回し）等の工具Ｊを第１の挿通穴２１に差し入れて解除片１２２を操作する。

図７（ａ）は実施形態２の基板支持具１Ｂの正面図であり、実施形態１の基板支持具１と等価な部分には同一符号を付してある。この基板支持具１Ｂは、固着部１１と、この固着部１１の両側に配設された一対の係止部１２とで構成されている。固着部１１は実施形態１と同じ構成である。一対の係止部１２はそれぞれ実施形態１と同じ構成であるが、固着部１１を挟んで線対称の形状に構成されている。すなわち、固着部１１の両端部からそれぞれ外側に向けて係止片１２１が形成され、さらに解除片１２２が形成されている。そのため、実施形態２では実施形態１の規制部１３は設けられていない。

実施形態２では、図７（ｂ）の断面図に示すように、回路基板２には一対の第１の挿通穴２１が開口されている。基板支持具１Ｂの固着部１１を回路基板２に半田等により固着すると、一対の係止部１２はそれぞれ対応する２つの第１の挿通穴２１からそれぞれ裏面側に突出される。回路基板２への基板支持具１Ｂの固着の方法は実施形態１と同様に自動搭載機を利用することができる。

回路基板２を支持するシャーシ３には、実施形態１と同様にエンボス３３が設けられており、このエンボスには前記一対の第１の挿通穴２１に対応した一対の第１の支持穴３１が開口されている。これらの支持穴３１は挿通穴２１よりも幅寸法が大きくされていることも実施形態１と同じである。

回路基板２をシャーシに支持する際には、実施形態１と同様に、基板支持具１Ｂの一対の係止部１２をそれぞれ対応する第１の支持穴２１に位置合せしながら回路基板２をエンボス３３上に載置し、回路基板２をシャーシ３に対して押圧する。この押圧により、一対の係止部１２はそれぞれ第１の支持穴３１に内挿され、係止片１２１は弾性変形して縮小した状態で支持穴３１を挿通され、挿通後は弾性復帰して支持穴３１に係止される。これにより、基板支持具１Ｂが回路基板２をシャーシ３に支持する。

実施形態２の基板支持具１Ｂは、実施形態１の規制部を備えていないが、一対の係止部１２では各係止片１２１がそれぞれ第１の支持穴３１に係止されることにより、それぞれには内側に向けての弾性反発力が発生するので、これらの弾性反発力によって回路基板２の位置規制が行われ、係止部１２における係止状態が保持される。なお、支持を解除する場合には、実施形態１と同様に解除片１２２を操作することにより係止部１２での係止状態が解除される。

実施形態２においても、基板支持具は１枚の金属板を加工することにより構成できるので、最少の部品点数で構成できる。また、基板支持具１Ｂはリフローによる固着が可能であるので、回路基板２に対する固着作業を自動化でき、かつ工数も少ない。回路基板２をシャーシ３に支持する際には、シャーシ３に対して回路基板２の位置決めを行った上でシャーシ３の表面に押圧させるだけでよく、支持の作業も容易である。さらに、基板支持具１Ｂの係止部１２を操作するだけで回路基板２をシャーシ３から簡単に取り外すことができ、回路基板２のリユースを実行する上で有効である。

また、実施形態２では、一対の係止部１２を有しており、２箇所において、すなわち２つの支持穴３１において回路基板２の支持を行うので、支持の機械的な強度を高め、支持の信頼性が向上できる。この実施形態２は、重量が相対的に大きな大型の回路基板２を支持する場合に適用することが好ましい。

図８（ａ）は実施形態３の基板支持具１Ｃの正面図であり、実施形態１の基板支持具１と等価な部分には同一符号を付してある。この基板支持具１Ｃは、固着部１１と、この固着部の一方の側に配設された一つの係止部１２とで構成されている。固着部１１は実施形態１と同じ構成である。係止部１２も実施形態１と同じ構成である。また、実施形態３においても実施形態１の規制部は設けられていない。

実施形態３の基板支持具１Ｃによる回路基板の支持は、基本的には実施形態１，２と同じである。この場合、図８（ｂ）に断面図を示すように、回路基板２には一つの第１の挿通穴２１が開口され、シャーシ３には一つの第１の支持穴３１が開口されている。そして、回路基板２に基板支持具１Ｃを固着した上で、基板支持具１Ｃの係止部１２をシャーシ３の第１の支持穴３１に位置合せしながらシャーシ３に対して押圧すると係止部１２は第１の支持穴３１に内挿される。係止部１２が第１の支持穴３１に内挿されると、係止部１２が第１の支持穴３１に係止され、基板支持具１Ｃは回路基板２をシャーシ３に支持する。

実施形態３の基板支持具１Ｃは、係止部１２が一つであるので、相対的に重量の軽い回路基板２に適用することが好ましい。支持を解除する場合には、実施形態１，２と同様に解除片１２２を操作することにより係止部１２と第１の支持穴３１との係止状態が解除される。

実施形態３においても、基板支持具１Ｃは１枚の金属板を加工することにより構成でき、またリフローによる固着が可能であるので、回路基板２に対する固着作業を自動化でき、かつ工数も少ない。回路基板２をシャーシ３に支持する際には、シャーシ３に対して位置決めを行った上でシャーシ３の表面に押圧させるだけでよく、支持の作業も容易である。さらに、係止部１２を操作するだけで回路基板２をシャーシ３から簡単に取り外すことができ、回路基板２のリユースを実行する上で有効である。

本発明は実施形態１～３の構成や形状に限定されるものではない。例えば、基板支持具は回路基板の縁部に固着され、当該縁部の外側を通して、あるいは縁部に設けた切欠きを通して係止部が回路基板の裏面側に突出されるようにしてもよい。また、基板支持具は回路基板の裏面に固着され、当該裏面から裏面側、すなわちシャーシ側に突出されるようにしてもよい。さらには、回路基板の縁部を表裏から挟むようにして固着されてもよい。本発明において、回路基板支持具に接地等の導電機能が不要とされる場合には、基板支持具を樹脂等の絶縁材で形成してもよい。この場合には、基板支持具は固着部を回路基板に対して接着剤により固着すればよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 基板支持具
２ 回路基板
３ シャーシ
１１ 固着部
１２ 係止部
１３ 規制部
２１ 第１の挿通穴
２２ 第２の挿通穴
２３ 固着ランド
３１ 第１の支持穴
３２ 第２の支持穴
３３ エンボス
１２１ 係止片
１２２ 解除片

Claims (5)

1. バネ性のある導電板で構成され、シャーシに基板を支持するための基板支持具であって、表面において自動搭載機に吸着されることが可能で、裏面において前記基板の表面に設けられた固着ランドにろう材にて固着される平板として構成された固着部と、前記基板に開口された挿通穴を挿通されて当該基板の裏面側に突出され、当該基板の裏面側に位置するシャーシに設けた第１の支持穴に内挿される係止部を備え、前記係止部は前記固着部の縁部から裏面側に曲げ加工され、さらにその先端側が楔型に折り返し曲げ加工され、一部にテーパ状の段部が曲げ形成されて前記第１の支持穴に係止される係止片と、この係止片からさらに延長されて一部が前記基板の表面側に露呈され、操作されたときに前記係止片の係止を解除する解除片を備えることを特徴とする基板支持具。
2. 前記係止部は前記固着部の一方の側に設けられ、前記固着部の他方の側には前記シャーシに設けた前記第１の支持穴とは別の第２の支持穴に嵌合される規制部を備える請求項１に記載の基板支持具。
3. 前記係止部は前記固着部の両側に設けられる請求項１に記載の基板支持具。
4. 前記係止部は前記固着部の一方の側のみに設けられる請求項１に記載の基板支持具。
5. 前記固着部は前記基板の接地パターンに固着される請求項１ないし４のいずれかに記載の基板支持具。

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