JP4374155B2

JP4374155B2 - プリント配線板のネジ取付構造、プリント配線板の接地構造、及び薄板状部材

Info

Publication number: JP4374155B2
Application number: JP2001206146A
Authority: JP
Inventors: 広晃加藤
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: JP2003023273A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器に使用可能なプリント配線板をネジ固定するためのプリント配線板のネジ取付構造及び、当該取付構造を用いたプリント配線板の接地構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント配線板は、各コーナーに設けられた取付穴によって、ケースに固定されるのが一般的である。この場合、プリント配線板の取付穴の径はネジの外径、すなわち、ネジの山頂に接する仮想的な円筒の直径よりも大きくなっており、プリント配線板の取付穴にネジを通した後、ケースに対してネジを締め付けることにより、プリント配線板は、ネジの皿部とケースとで挟まれて固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、振動などでネジが緩んでしまうと、ネジの外径よりも取付穴の径が大きいため、プリント配線板がネジによって十分に固定されなくなってしまう。つまり、取付穴がラフな分だけ、ネジの緩みによって、プリント配線板ががたつくことになる。
【０００４】
特に、このようなネジ自体で、あるいは、ネジに取り付けたリード線によってプリント配線板のパターン（アースパターン）の接地を図る場合があり、上述したようにプリント配線板が十分に固定されない状況下では、良好な接地状態が確保されなくなるおそれがある。
【０００５】
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、プリント配線板をネジによって固定する場合に、プリント配線板を確実に固定することを目的とする。
【０００６】
本発明のプリント配線板のネジ取付構造は、プリント配線板と、ネジと、薄板状部材とで構成される。
プリント配線板には、取付穴及び、当該取付穴に対応するパターンが形成されている。ネジは、プリント配線板に形成された取付穴を貫通し、プリント配線板をケースに固定するためのものである。薄板状部材は、プリント配線板上のパターンに半田付けされる際に、クリーム半田を使ったリフローソルダリングによる半田の表面張力によってプリント配線板の取付穴の端縁部の一部を覆うようにして位置決めされる。それによって、ネジによるプリント配線板のケースへの締め付け固定に際し、薄板状部材がネジの谷底に係合されて、ネジのプリント配線板に対する変位が規制される。端縁部の一部としたのは、薄板状部材が端縁部全部を覆うようなリング状でないことを意味する。
【０００７】
特に、パターンは、薄板状部材が取付穴の端縁部の一部を覆うように配置されるプリント配線板上の領域における少なくとも両端部の外形にあわせて形成されている。これにより、半田の表面張力を利用した薄板状部材のプリント配線板上への位置決めに際して、薄板状部材の両端部がプリント配線板に確実に固定される。その結果、半田の表面張力による位置決めの際に、薄板状部材の両端部のふら付きが抑えられて、薄板状部材が取付穴の端縁部の一部を覆う位置に確実に配置されるのである。また、薄板状部材の半田付けには、クリーム半田を使ったリフローソルダリングが採用されていることから、小形の薄板状部材を半田付けする場合にも半田付け作業を容易に行うことが出来て、プリント配線板への位置決めが確実となる。なお、例えば請求項２に示すように、薄板状部材の両端部がパターンに半田付けされて、薄板状部材の半田付けされない中間部分がネジの谷底に係合されるようにしても良い。これにより、薄板状部材のプリント配線板への位置決め安定性が確保されつつ、薄板状部材の中間部分が半田で固定されないことで、中間部分の弾性変形が十分に許容されることから、かかる中間部分をネジの谷底に係合させることによって、中間部分の弾性変形による反力を利用して、ネジの緩みの防止効果を一層効果的に得ることも出来る。
【０００８】
ここにある技術思想は、上述したように電子機器の小型化に伴う薄板状部材の小型化に着目したものであり、溶融した半田の表面張力によって位置決めされる、すなわちセルフアライメント効果を得られる大きさで薄板状部材を構成するというものである。例えば請求項３に示すように、略四方形形状の薄板状部材を用いることが考えられる。具体的には、セルフアライメント効果が得られるように、縦、横がそれぞれ数ミリといった小型で薄い金属部材を用いる。なお、ここで「略」としたのは、厳密な四方形形状でなくてもよいからである。
【０００９】
このような薄板状部材を用いれば、セルフアライメント効果による位置決めが可能となり、取付穴に対応して形成されたパターンに対する実装精度の向上が図られる。したがって、このパターンを取付穴に対して精度よく形成しておけば、取付穴に対して薄板状部材が精度よく実装される。
【００１０】
これにより、取付穴を貫通するネジの谷底に薄板状部材の端部が係合するようにでき、ネジの変位が規制される。したがって、振動でネジが緩んだとしても、プリント配線板ががたつくことがなくなる。また、薄板状部材は、プリント配線板面に半田付けされるため、プリント配線板の実装面よりも僅かに上方に位置する。したがって、ネジの締め付けによって、その係合部分を中心にしてプリント配線板側へ弾性変形し、その反力によって、ネジを引き抜く方向の力が作用する。これによって、振動によってネジが緩むことも防止できる可能性が高い。
【００１１】
なお、略四方形形状の薄板状部材を用いるのは一例であって、例えば請求項４に示すように、薄板状部材の端部を円弧状に形成し、この円弧状の端部でネジの谷底に係合するようにしてもよい。ネジの谷の径に合わせて円弧状の端部を形成すれば、ネジの谷底との係合部分が大きくなり、ネジの固定効果が大きくなる。
【００１２】
ネジの固定効果を大きくするという観点からは、請求項５に示す構造を採用してもよい。すなわち、薄板状部材をネジの両側に配置することを特徴とするものである。この場合、薄板状部材が、ネジの谷底を両側から挟み込む。このようにすれば、さらに、ネジの固定効果が大きくなる。また、薄板状部材がその係合部分を中心にプリント配線板側へ弾性変形すれば、振動によるネジの緩みを防止できることは既に述べが、この場合、薄板状部材がネジの両側にあるため、弾性変形による反力は、ネジ止め方向に平行に作用し、ネジの緩みを防止する効果も際だつ。
【００１３】
なお、薄板状部材の弾性変形に着目すれば、請求項６に示すように、薄板状部材は、ネジとの係合部分を中心に、プリント配線板の実装面から離れる方向へ、折り曲げて形成するとよい。このようにすれば、薄板状部材は係合部分を中心にしてプリント配線板に近づく方向へ十分に弾性変形することになり、ネジを引き抜く方向に作用する反力が大きくなるため、振動などでネジが緩むことを確実に防止できる。
【００１４】
なお、以上はネジの取付構造の発明として説明してきたが、このようなネジ取付構造を用いたプリント配線板の接地構造の発明として実現することもできる。すなわち、請求項７に示すような、上述したネジ取付構造を用いて構成される接地構造であって、ケースを接地導体として実現し、薄板状部材を導電性部材として実現することにより、ネジを介してプリント配線板のパターンと接地導体とが電気的に接続されることを特徴とするプリント配線板の接地構造である。このような接地構造においては、上述したように、プリント配線板ががたつくことがなく、また、振動によってネジが緩む可能性も小さくなるため、良好な接地を実現することができる。
【００１５】
また、上述したネジ取付構造に用いられて有効な薄板状部材の発明として実現することもできる。すなわち、請求項８に示すような薄板状部材がそれである。このような薄板状部材の作用及び効果は、上述したネジ取付構造の薄板状部材の作用及び効果と同様であることは言うまでもない。
【００１６】
もちろん、この薄板状部材においても、略四方形形状としたり、あるいは、ネジの谷底に係合する端部を円弧状にしたりすることもできる。また、ネジとの係合部分を中心に、プリント配線板の実装面から離れるように折り曲げて形成してもよい。さらに、ケースが接地導体で実現されることを前提とし、プリント配線板上のパターンと接地導体との間でネジを介した導通が図られるように、導電性能を有する部材で実現することも考えられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照して説明する。
図１は、実施例の接地構造を構成するプリント配線板１０と、薄板状部材３０とを示す斜視図である。
【００１８】
プリント配線板１０には、取付穴１１及び、この取付穴１１に対応させてパターン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが形成されている。取付穴１１は、プリント配線板１０を貫く円形形状の穴である。
薄板状部材３０は、長方形形状の薄板状の金属部材である。この金属部材としては、例えばベリリウム銅などを用いることが考えられる。ベリリウム銅を用いれば、導電性だけでなく十分な弾性が確保できる。なお、もちろんベリリウム銅以外の材料を用いてもよい。
【００１９】
このような薄板状部材３０は、プリント配線板１０に形成されたパターン１２ａ〜１２ｄに半田付けされる。具体的には、一方の面の長手方向の両端部３０ａで半田付けされ、２つのパターン１２ａ，１２ｂをセットにして一つが、これらとは別の２つのパターン１２ｃ，１２ｄをセットにしてもう一つが半田付けされる。つまり、プリント配線板１０に形成された取付穴１１に対し、計２つの薄板状部材３０が半田付けされるのである。なお、図１中には、１つの薄板状部材３０がプリント配線板１０上に配置された様子を二点鎖線で示した。
【００２０】
薄板状部材３０は、プリント配線板１０に対して自動実装機によって載置される。このとき、プリント配線板１０のパターン１２ａ〜１２ｄには、予めクリーム半田を供給しておく。そして、リフローソルダリングによってクリーム半田を溶融させて薄板状部材３０を半田付けする。このとき、薄板状部材３０は、溶融した半田の表面張力によって位置決めされる。言い換えれば、このようなセルフアライメント効果が得られるような大きさに薄板状部材３０を形成する。
【００２１】
図２は、薄板状部材３０がプリント配線板１０に実装された様子を示す平面図であり、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｂ）は、ネジ２０によってプリント配線板１０がケースに固定された状態における図２のＢ−Ｂ線断面を示す説明図である。このネジ２０が、プリント配線板１０及び薄板状部材３０とともに本実施例の接地構造を構成する。
【００２２】
図２に示すように、プリント配線板１０に形成された取付穴１１の両側に薄板状部材３０が実装される。なお、図２中には、薄板状部材３０に隠れたパターン１２ａ〜１２ｄを斜線を施して示した。そして、図３（ａ）に示すように、実装状態においては、薄板状部材３０を固定する半田により、薄板状部材３０は、プリント配線板１０の実装面よりも僅か上方に位置する。
【００２３】
このように薄板状部材３０がプリント配線板１０に実装された後、プリント配線板１０の実装側より、取付穴１１にネジ２０が通され、接地導体としてのケースにネジ２０を締め付け固定することによって、プリント配線板１０が固定される。図３（ｂ）に示す如くである。
【００２４】
プリント配線板１０上の２つの薄板状部材３０は、取付穴１１とパターン１２ａ〜１２ｄとの関係により、ネジ２０の外径（図２中に二点鎖線で示した）よりも狭い、ネジ２０の谷の径（図２中に一点鎖線で示した）の幅で配置される。したがって、図３（ｂ）に示すように、ネジ２０による締め付け固定に際し、薄板状部材３０の短手方向中央部分の内側端部３０ｂがネジ２０の谷底２０ａに係合して、プリント配線板１０に対するネジ２０の移動を規制する。また、ネジ２０を締め付け固定することによって、薄板状部材３０は、内側端部３０ｂを中心にネジ挿入方向に弾性変形し、その反力がネジ２０を引き抜く方向に作用する。
【００２５】
そして、このようなネジ２０による締め付け固定によって、接地導体としてのケースとプリント配線板１０のパターン１２ａ〜１２ｄがネジ２０を介して電気的に接続されることになる。
このような本実施例によれば、薄板状部材３０は、リフローソルダリングに際し、溶融した半田の表面張力によって、プリント配線板１０上で位置決めがなされる。これによって、取付穴１１とパターン１２ａ〜１２ｄとの関係を適切にしておけば、薄板状部材３０は精度よくプリント配線板１０上に実装でき、ネジ２０による固定に際し、薄板状部材３０の内側端部３０ｂをネジ２０の谷底２０ａに係合させることが可能となる。その結果、振動などによってネジ２０が緩んだとしても、プリント配線板１０に対するネジ２０の移動が規制され、プリント配線板１０ががたつくことがなく、良好な接地状態を確保することができる。
【００２６】
また、ネジ２０の締め付け固定により、薄板状部材３０は、ネジ２０の谷底２０ａと係合する内側端部３０ｂを中心にして弾性変形し、その反力がネジ２０を引き抜く方向に作用する。したがって、振動などによってネジ２０が緩んでしまうことを防止できる可能性が高い。これによってもまた、良好な接地状態が確保されることになる。加えて、薄板状部材３０を、プリント配線板１０上のネジ２０の両側に１つずつ配置するようにした。これによって、薄板状部材３０の弾性変形による反力はネジ止め方向にほぼ平行に作用するため、ネジの緩みを防止できる可能性がさらに高くなる。
【００２７】
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。
（イ）上記実施例では、プリント配線板１０の取付穴１１の両側に薄板状部材３０を１つずつ配置する構成であったが、図４に示すように、プリント配線板１０の取付穴１１に対応させて２つのパターン１２ｅ，１２ｆを形成し、取付穴１１の片側に薄板状部材３０を配置する構成にすることも考えられる。この場合は、ネジ２０の外径（図４中に二点鎖線で示した）が取付穴１１の端に接する状態において、ネジ２０の谷の径（図４中に一点鎖線で示した）に内側端部３０ｂが反対側から接するように薄板状部材３０を配置すればよい。
【００２８】
（ロ）また、上記実施例では、薄板状部材３０の一方の面の長手方向の両端部３０ａが半田付けされるものとしたが、一方の面の全体で半田付けされるようにしてもよい。
（ハ）さらにまた、上記実施例の薄板状部材３０に代え、種々の形状の薄板状部材を採用することができる。
【００２９】
例えば、図１中に記号αで示す方向から見た場合、図５（ａ）や図５（ｂ）に示すような、内側端部３１ｂ，３２ｂを円弧状にした薄板状部材３１，３２を採用してもよい。ネジ２０の谷の径に合わせて内側端部３１ｂ，３２ｂを円弧状に形成すれば、ネジ２０の谷底２０ａとの係合部分が大きくなり、ネジ２０の固定効果が大きくなる。
【００３０】
また例えば、図１中に記号βで示す方向から見た場合、図５（ｃ）に示すような、中央部分３３ａから長手方向の両端部３３ｂを略垂直に折り曲げ、さらに、その先端側を反対側へ略垂直に折り曲げた薄板状部材３３を採用してもよい。また、図５（ｄ）に示すような、両端部３４ｂから緩やかに上方へ傾斜させて中央部分３４ａが形成された薄板状部材３４を採用してもよい。さらに、一方の端部３５ｂから上方へ略垂直に折り曲げ、その折り曲げた部分を反対側へ折り曲げて中央部分３５ａを形成し、この中央部分３５ａから他方の端部３５ｃになめらかに接続された薄板状部材３５を採用してもよい。このように、ネジ２０の谷底２０ａと係合する中央部分３３ａ，３４ａ，３５ａを中心に、プリント配線板１０の実装面から離れて実装されるように折り曲げた薄板状部材３３〜３５を用いれば、プリント配線板１０に近づく方向へ十分に弾性変形するため、ネジ２０を引き抜く方向に作用する反力が大きくなり、振動などによるネジ２０の緩みを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の薄板状部材とプリント配線板とを示す斜視図である。
【図２】薄板状部材の実装状態を示す平面図である。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）はネジ挿入状態における図２のＢ−Ｂ線断面を示す説明図である。
【図４】別実施例における薄板状部材の実装状態を示す平面図である。
【図５】薄板状部材のバリエーションを示す説明図である。
【符号の説明】
１０…プリント配線板
１１…取付穴
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…パターン
２０…ネジ
２０ａ…ネジの谷底
３０…薄板状部材
３０ａ…両端部
３０ｂ…内側端部
３１，３２，３３，３４，３５…薄板状部材
３１ｂ，３２ｂ…内側端部
３３ａ，３４ａ，３５ａ…中央部分
３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ，３５ｃ…端部

Claims

取付穴及び、当該取付穴に対応するパターンが形成されたプリント配線板と、
前記取付穴を貫通し、前記プリント配線板をケースに固定するためのネジと、
前記取付穴の端縁部の一部を覆い、前記ネジによる締め付け固定に際し、該取付穴を貫通する該ネジの谷底に係合して前記プリント配線板に対する該ネジの変位を規制する薄板状部材とで構成されるネジ取付構造であって、
前記薄板状部材が前記取付穴の端縁部の一部を覆うように配置される前記プリント配線板上の領域における少なくとも両端部の外形にあわせて、前記パターンが形成され、
前記薄板状部材は、前記パターンに供給されたクリーム半田をリフローソルダリングによって溶融することにより生じる半田の表面張力によって、前記プリント配線板上のパターンに位置決めされて半田付けされていることを特徴とするプリント配線板のネジ取付構造。
請求項１に記載のネジ取付構造において、前記パターンは、前記薄板状部材が前記取付穴の端縁部の一部を覆うように配置される前記プリント配線板上の領域における両端部の外形にあわせて形成されて、該薄板状部材の両端部が該パターンに半田付けされ、
該薄板状部材の半田付けされない中間部分が前記ネジの谷底に係合されることを特徴とするプリント配線板のネジ取付構造。
請求項１又は２に記載のネジ取付構造において、前記薄板状部材は、略四方形形状であることを特徴とするプリント配線板のネジ取付構造。
請求項１又は２に記載のネジ取付構造において、前記薄板状部材は、端部が円弧状であり、当該端部で前記ネジの谷底に係合することを特徴とするプリント配線板のネジ取付構造。
請求項１〜４のいずれかに記載のネジ取付構造において、前記薄板状部材は、前記ネジの両側に配置され、前記ネジの谷底を挟み込むことを特徴とするプリント配線板のネジ取付構造。
請求項１〜５のいずれかに記載のネジ取付構造において、前記薄板状部材は、前記ネジとの係合部分を中心に、前記プリント配線板の実装面から離れる方向へ、折り曲げられていることを特徴とするプリント配線板のネジ取付構造。
請求項１〜６のいずれかに記載のネジ取付構造を用いて構成される接地構造であって、
前記ケースを接地導体として実現し、前記薄板状部材を導電性部材として実現することにより、前記ネジを介して前記プリント配線板のパターンと前記接地導体とが電気的に接続されることを特徴とするプリント配線板の接地構造。
取付穴及び、当該取付穴に対応するパターンが形成されたプリント配線板と、
前記取付穴を貫通し、前記プリント配線板をケースに固定するためのネジとともにプリント配線板のネジ取付構造を構成し、
前記取付穴の端縁部の一部を覆い、前記ネジによる締め付け固定に際し、該取付穴を貫通する該ネジの谷底に係合して前記プリント配線板に対する該ネジの変位を規制する薄板状部材であって、
前記取付穴の端縁部の一部を覆うように配置される前記プリント配線板上の領域における少なくとも両端部の外形にあわせて、前記パターンが形成されて、
前記パターンに供給されたクリーム半田をリフローソルダリングによって溶融することにより生じる半田の表面張力によって前記プリント配線板上のパターンに位置決めされて半田付けされていることを特徴とする薄板状部材。