特開 2022-161293 締結構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022161293

(43)【公開日】2022-10-21

(54)【発明の名称】締結構造体

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20221014BHJP

   F16B 31/00 20060101ALI20221014BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 103B

F16B31/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021065994

(22)【出願日】2021-04-08

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡本 淳一

【テーマコード（参考）】

2F051

【Ｆターム（参考）】

2F051AB02

(57)【要約】

【課題】締結部材の着座具合を簡単に判断できるようにする。
【解決手段】締結構造体１０，１１０，２１０は、頭部３ａと頭部３ａより小径のねじ部３ｂとを有するねじ３と、ねじ部３ｂが締結されるパワーモジュール１及びプリント基板２と、ねじ３がパワーモジュール１及びプリント基板２に締結されたときに、頭部３ａとプリント基板２との間で押圧されることで、着色剤を放出する着色部材４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

頭部と、前記頭部より小径の締結部と、を有する締結部材と、
前記締結部が締結される被締結部材と、
前記締結部材が前記被締結部材に締結されたときに、前記頭部と前記被締結部材との間で押圧されることで、着色剤を放出する着色部材と、を備えることを特徴とする締結構造体。

【請求項2】

請求項１に記載された締結構造体であって、
前記着色部材は、
前記着色剤を内包する複数のマイクロカプセルと、
複数の前記マイクロカプセルを分散状態で保持するための結合剤と、を有することを特徴とする締結構造体。

【請求項3】

請求項１または２に記載された締結構造体であって、
前記着色部材は、前記締結部を囲むように設けられることを特徴とする締結構造体。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載された締結構造体であって、
前記被締結部材は、前記着色部材を囲む溝を有することを特徴とする締結構造体。

【請求項5】

請求項１から３のいずれか一項に記載された締結構造体であって、
前記被締結部材は、前記着色部材の外縁が位置する付近から放射状に延びる溝を有することを特徴とする締結構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、締結構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、プリント基板上に第１着座電極、第２着座電極、第１着座電極と導通する第１検査用電極、及び第２着座電極と導通する第２検査用電極を設けた電子機器が開示されている。

【0003】

特許文献１に開示された発明では、タッピングネジを締め付けたときにタッピングネジの頭部が第１着座電極及び第２着座電極に接触し、測定機器によって第１着座電極と第２着座電極との間の抵抗値を測定することで、タッピングネジの着座具合を判断している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１１２４２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、抵抗値などを測定するための測定機器が必要になるとともに、測定するための手間もかかってしまう。

【0006】

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、締結部材の着座具合を簡単に判断できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のある態様によれば、締結構造体は、頭部と頭部より小径の締結部とを有する締結部材と、締結部が締結される被締結部材と、締結部材が被締結部材に締結されたときに、頭部と被締結部材との間で押圧されることで、着色剤を放出する着色部材と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

この態様によれば、締結部材が被締結部材に締結されたときに、着色部材が締結部材の頭部と被締結部材との間で押圧され、着色剤が放出される。これにより、締結部材の着座具合を着色剤の広がりによって簡単に判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本実施形態に係る締結構造体の断面図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る締結構造体において締結部材を除いた状態での上面図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る締結構造体において締結部材を締結した状態を示す断面図である。

【図4】図４は、本実施形態に係る締結構造体において締結部材を締結した状態を示す上面図である。

【図5】図５は、変形例に係る締結構造体において締結部材を除いた状態での上面図である。

【図6】図６は、変形例に係る締結構造体において締結部材を傾いて締結した状態を示す断面図である。

【図7】図７は、他の変形例に係る締結構造体において締結部材を除いた状態での上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図１から図４を参照して、本実施形態に係る締結構造体１０について説明する。図１は、本実施形態の締結構造体１０の主要部の断面図である。図２は、ねじ３を締結する前の締結構造体１０の主要部の上面図である。

【0011】

図１に示す締結構造体１０は、例えば、被締結部材としての車載用インバータのパワーモジュール１と、駆動回路が設けられた被締結部材としてのプリント基板２と、プリント基板２をパワーモジュール１に締結するための締結部材としてのねじ３と、を備える。ねじ３は、例えば、タッピングねじである。

【0012】

パワーモジュール１は、樹脂などによって外形が形成される。パワーモジュール１には、ねじ３を締結するための下穴１ａが設けられている。

【0013】

プリント基板２には、銅箔などの導電体により回路配線パターン等があらかじめ形成されている。プリント基板２上には、回路配線パターンと電気的に接続される半導体素子（図示せず）などが載置される。

【0014】

ねじ３は、締結されたときにプリント基板２の上面２ａに着座する頭部３ａと、頭部３ａより小径で外周におねじが形成されたねじ部３ｂと、を有する。

【0015】

締結構造体１０は、ねじ３がパワーモジュール１に締結されたときに、ねじ３の頭部３ａとプリント基板２との間で押圧されることで、着色剤を放出する着色部材４をさらに備える。

【0016】

図１及び図２に示すように着色部材４は、ねじ３の締結部としてのねじ部３ｂが挿通される貫通孔４ａを有する円環形状に形成される。着色部材４は、着色剤を内包する複数のマイクロカプセルと、複数のマイクロカプセルを分散状態で保持するための結合剤と、を有する。本実施形態では、着色部材４は、複数のマイクロカプセルを内部に分散させた結合剤をプリント基板２上に塗布することにより形成される。

【0017】

着色剤は、例えば、顔料、染料などである。着色剤の色は、特に制約はないが、例えば、赤、橙色、黄色、青など、視認性の良好な色が用いられる。着色剤は、樹脂やフィルムなどによって形成されたマイクロカプセルに内包される。

【0018】

結合剤は、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン系樹脂などである。

【0019】

図１及び図２に示すように、プリント基板２の上面２ａには、着色部材４を囲む略円環状の溝２ｂが設けられる。

【0020】

このように構成された締結構造体１０におけるねじ３の締結状態（着座状態）の確認方法について説明する。

【0021】

まず、パワーモジュール１上にプリント基板２を載置して、ねじ３をプリント基板２に形成された貫通孔２ｃに通して、パワーモジュール１に形成された下穴１ａにねじ込んでいく（図１）。

【0022】

図１に示す状態から、ねじ３をさらにねじ込んでいくと、着色部材４は、ねじ３の頭部３ａとプリント基板２との間で押圧される。そして、ねじ３の締付力が所定値以上になる、別の言い方をすると、ねじ３の頭部３ａとプリント基板２との間の押圧力が所定値以上になると、着色部材４の複数のマイクロカプセルが破裂し、内包された着色剤が外部に放出される。このとき、着色剤がねじ３の頭部３ａとプリント基板２との間から径方向外側に向かって広がっていく。これにより、図３及び図４に示すように、ねじ３の頭部３ａの周辺が着色される。そして、着色剤の広がり方や、溝２ｂが着色されているか否かを確認することで、ねじ３の着座状態（ねじ３が着座しているか否か）を簡単に判断することができる。なお、本実施形態では、着色部材４を囲むように溝２ｂが形成されているので、広がった着色剤は溝２ｂによって捕捉され、それ以上広がることを防止できる。

【0023】

このように、本実施形態の締結構造体１０では、ねじ３を締結したときに、ねじ３の頭部３ａがプリント基板２の上面２ａに接触することで、ねじ３の頭部３ａ周辺が着色されるので、ねじ３の頭部３ａが着座しているかを簡単に確認することができる。

【0024】

また、締結構造体１０では、着色部材４を囲む溝２ｂが設けられているので、ねじ３の頭部３ａの周りに流れた着色剤を溝２ｂによって捕捉することができる。これにより、プリント基板２に広範囲にわたって着色剤が広がってしまうことを防止できる。

【0025】

なお、上記実施形態では、プリント基板２に塗布するようにして着色部材４を設けたが、これに限らず、例えば、ねじ３の頭部３ａに塗布するようにして着色部材４を設けるようにしてもよい。また、プリント基板２とねじ３の間にワッシャを設け、このワッシャに塗布するようにして着色部材４を設けるようにしてもよい。

【0026】

また、マイクロカプセルの粒子径は、プリント基板２及びねじ３の表面粗さを考慮して決定するとよい。具体的には、プリント基板２及びねじ３のそれぞれにおける着色部材４との接触部分の表面粗さ（最大高さＲｙ）よりも、マイクロカプセルの粒子径を大きくする。これにより、プリント基板２とねじ３の頭部３ａが接触したときに、マイクロカプセルがプリント基板２とねじ３の頭部３ａの表面の窪みに入り込み破裂しないといった状況を回避することができる。

【0027】

さらに、マイクロカプセルが破裂する荷重は、ねじ３の締め付けトルクなどを勘案して設定される。これにより、ねじ３を締め付けた際に、着色部材４から確実に着色剤を放出させることができる。

【0028】

以上のように構成された締結構造体１０によれば、以下の効果を奏する。

【0029】

従来技術のように、ねじ３がプリント基板２に着座（接触）しているか否かを抵抗値などを測定することによって判断する場合には、測定機器が必要になるとともに、測定する時間を確保する必要がある。これに対し、締結構造体１０によれば、目視によってねじ３の着座具合を簡単に判断できる。

【0030】

また、ねじ３がプリント基板２に着座（接触）しているか否かを目視や隙間ゲージを使用する場合には、複数の方向から確認する必要があるため作業時間がかかる。これに対し、締結構造体１０によれば、上方から目視するだけでねじ３がプリント基板２に着座（接触）しているか否かを確認できるので、作業時間を短縮することができる。

【0031】

さらに、隙間ゲージを用いる場合には、隙間ゲージを隙間に入れるための空間の確保が必要となる。これに対し、締結構造体１０によれば、このような空間を確保する必要がないので、小型化することができる。

【0032】

次に、図５及び図６を参照して、締結構造体１０の変形例について説明する。この変形例にかかる締結構造体１１０では、プリント基板２の上面２ａに、円環状の溝２ｂに換えて、着色部材４の外縁が位置する付近から、貫通孔２ｃを中心として４５°の間隔を置いて放射状に延びる複数の溝２２ｂが設けられる。なお、図５に示す変形例では、４５°の間隔で８つの溝２２ｂが設けられた場合を示しているが、これに限らない。例えば、９０°の間隔で４つ設けてもよく、４５°よりも間隔を狭めるようにして設けてもよい。

【0033】

締結構造体１１０では、ねじ３を締結したときに、ねじ３の頭部３ａがプリント基板２の上面２ａに接触することで、ねじ３の頭部３ａ周辺が着色されるので、ねじ３の頭部３ａが着座しているかを簡単に確認することができる。さらに、ねじ３の頭部３ａの周りに流れた着色剤を溝２２ｂによって捕捉することができる。これにより、着色剤がプリント基板２上で広範囲にわたって広がってしまうことを防止できる。

【0034】

また、例えば、図６に示すように、ねじ３が傾いてねじ込まれた場合には、ねじ３の頭部３ａの一部のみがプリント基板２に接触することになる。着色部材４は、ねじ３の頭部３ａが接触した部分しか押圧されず、他の接触していない部分では、押圧力が不足し、マイクロカプセルが破裂しない可能性がある。

【0035】

締結構造体１１０では、複数の溝２２ｂが放射状に形成されているので、一部の溝２２ｂにのみ着色剤が流れ込むことになる。これにより、ねじ３が傾いてねじ込まれていること、さらにはねじ３の傾いている方向を目視によって簡単に判断することができる。

【0036】

次に、図７を参照して、締結構造体１０の他の変形例について説明する。図７に示す締結構造体２１０では、着色部材４を円周方向において複数の領域に分け（図７では４つ）、領域ごとに異なる色の着色剤を内包したマイクロカプセルを保持させる。

【0037】

締結構造体２１０では、ねじ３が傾いてねじ込まれた場合には、ねじ３の頭部３ａの一部のみがプリント基板２に接触することになる。着色部材４は、ねじ３の頭部３ａが接触した領域しか押圧されず、他の接触していない領域では、押圧力が不足し、マイクロカプセルが破裂では、押圧力が不足し、マイクロカプセルが破裂しない可能性がある。

【0038】

締結構造体２１０では、着色部材４を円周方向において複数の領域に分け、領域ごとに異なる色の着色剤を内包したマイクロカプセルを保持させているので、頭部３ａの色のみが広がることになる。これにより、ねじ３が傾いてねじ込まれていること、さらにはねじ３の傾いている方向を目視によって簡単に判断することができる。

【0039】

上記実施例及び変形例では、着色部材４が、マイクロカプセルを有した構成を例に説明したが、これに限らず、例えば、フィルム状の膜の内部に着色剤を内包したものであってもよい。

【0040】

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0041】

締結構造体１０，１１０，２１０は、頭部３ａと頭部３ａより小径のねじ部３ｂ（締結部）とを有するねじ３（締結部材）と、ねじ部３ｂ（締結部）が締結されるパワーモジュール１及びプリント基板２（被締結部材）と、ねじ３（締結部材）がパワーモジュール１及びプリント基板２（被締結部材）に締結されたときに、頭部３ａとプリント基板２（被締結部材）との間で押圧されることで、着色剤を放出する着色部材４と、を備える。

【0042】

ねじ３（締結部材）がプリント基板２（被締結部材）に着座（接触）しているか否かを抵抗値などを測定することによって判断する場合には、測定機器が必要になるとともに、測定する時間を確保する必要がある。これに対し、締結構造体１０によれば、目視によってねじ３（締結部材）の着座具合を簡単に判断できる。

【0043】

締結構造体１０，１１０，２１０では、着色部材４は、着色剤を内包する複数のマイクロカプセルと、複数のマイクロカプセルを分散状態で保持するための結合剤と、を有する。

【0044】

この構成では、着色部材４を塗布などによって簡単に形成することができる。また、着色部材４の形状を適宜変更することができる。

【0045】

締結構造体１０，１１０，２１０では、着色部材４は、ねじ部３ｂ（締結部）を囲むように設けられる。

【0046】

この構成では、ねじ３がプリント基板２（被締結部材）に接触した際に、着色部材４からねじ３の頭部３ａの周囲に均等に着色剤を放出させることができる。

【0047】

締結構造体１０，２１０では、プリント基板２（被締結部材）は、着色部材４を囲む溝２ｂを有する。

【0048】

この構成では、流れ出た着色剤を溝２ｂによって捕捉することができるので、着色剤がプリント基板２上で広範囲にわたって広がってしまうことを防止できる。

【0049】

締結構造体１１０では、プリント基板２（被締結部材）は、着色部材４の外縁が位置する付近から放射状に延びる溝２２ｂを有する。

【0050】

この構成では、ねじ３（締結部材）が傾いてねじ込まれた場合に、放射状に形成された溝２２ｂの一部にのみ着色剤が流れ込むことになるので、ねじ３（締結部材）が傾いていることを目視によって簡単に判断することができる。

【0051】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0052】

上記実施例及び変形例では、被締結部材として、パワーモジュール１及びプリント基板２を例に説明したが、これに限らず、ねじ３が締結されるものであれば、どのようなものであってもよい。

【0053】

また、上記実施例及び変形例では、締結部材としてタッピングねじを例に説明したが、締結部材は、これに限らず、例えば、なべ小ねじや六角ボルトなどであってもよい。さらに、締結部材は、ねじ部３ｂを有していない部材、例えば、リベット、釘などであってもよい。

【符号の説明】

【0054】

１０，１１０，２１０ 締結構造体
１ パワーモジュール（被締結部材）
２ プリント基板（被締結部材）
２ｂ 溝
３ ねじ（締結部材）
３ａ 頭部
３ｂ ねじ部（締結部）
４ 着色部材
２２ｂ 溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】