特許 7390637 回路基板及び電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-24

(45)【発行日】2023-12-04

(54)【発明の名称】回路基板及び電源装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/18 20060101AFI20231127BHJP

   H05K 7/14 20060101ALI20231127BHJP

   H01R 12/71 20110101ALI20231127BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20231127BHJP

【ＦＩ】

H05K1/18 C

H05K7/14 A

H01R12/71

H05K1/02 C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019140333

(22)【出願日】2019-07-30

(65)【公開番号】P2021022713

(43)【公開日】2021-02-18

【審査請求日】2022-04-18

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】車田 進一

(72)【発明者】

【氏名】金井 教郎

【審査官】鹿野 博司

(56)【参考文献】

【文献】実開平０４－０３８６７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－０２６２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１５２１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０４０２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１５９６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９１７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２４８６７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭６４－０２３８８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－２１０４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９２８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０４４０１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １／１８

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｈ０５Ｋ ７／１４

Ｈ０１Ｒ １２／７１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の貫通孔を有するプリント配線板と、
電子回路を構成するように前記プリント配線板に実装された複数の電子部品とを備え、
前記複数の電子部品に含まれる所定の電子部品は、前記複数の貫通孔に一対一で挿入される複数の固定用突起を有し、
前記複数の固定用突起の各々は、大径の抜け止め部を有する筒状の突起であり、前記抜け止め部は、径方向において弾性変形が自在であり、
前記複数の貫通孔のうち少なくとも一つの貫通孔は、前記複数の固定用突起のうち当該貫通孔に挿入される固定用突起の前記抜け止め部よりも、大径であり、
前記複数の貫通孔のうち別の貫通孔は、前記複数の固定用突起のうち当該貫通孔に挿入される固定用突起の前記抜け止め部よりも、小径であり、
前記複数の固定用突起の各々は、金属製でありかつ前記プリント配線板に対して半田接合されている
回路基板。

【請求項2】

前記所定の電子部品は、前記複数の固定用突起の間に配置された電気接続用の複数のピンを有する
請求項１の回路基板。

【請求項3】

前記複数の固定用突起は、第一固定用突起と第二固定用突起とを含み、
前記複数の貫通孔は、前記第一固定用突起よりも小径でありかつ前記第一固定用突起が挿入される第一貫通孔と、前記第二固定用突起よりも大径でありかつ前記第二固定用突起が挿入される第二貫通孔とを含み、
前記複数の電子部品のうち前記所定の電子部品を除いた他の電子部品群と前記第一貫通孔との間の最小距離は、前記他の電子部品群と前記第二貫通孔との間の最小距離よりも、大きい
請求項１又は２の回路基板。

【請求項4】

前記複数の固定用突起は、第一固定用突起と第二固定用突起とを含み、
前記複数の貫通孔は、前記第一固定用突起よりも小径でありかつ前記第一固定用突起が挿入される第一貫通孔と、前記第二固定用突起よりも大径でありかつ前記第二固定用突起が挿入される第二貫通孔とを含み、
前記第一貫通孔の近傍領域における前記複数の電子部品の個数は、前記第二貫通孔の近傍領域における前記複数の電子部品の個数よりも、少ない
請求項１又は２の回路基板。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項の前記回路基板と、
前記回路基板が収容されるケースとを備える
電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電子回路を構成する複数の電子部品を有する回路基板、及びこれを備えた電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント配線板に電子部品を実装するための構造として、電子部品が備える複数の固定用突起を、プリント配線板に形成された複数の貫通孔に一対一で挿入し、各突起をプリント配線板に引っ掛ける構造が、知られている（特許文献１等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６３－４０２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記した従来の構造では、プリント配線板の反りや、プリント配線板と電子部品の少なくとも一方の加工寸法のばらつきに起因して、固定用突起と貫通孔との位置関係が設定どおりでなくなる場合がある。この場合、プリント配線板に対して電子部品を円滑に実装することが困難になり、また、実装後の電子部品が、プリント配線板に対して傾いた姿勢となる。

【0005】

本開示は、プリント配線板の反りや、プリント配線板と電子部品少なくとも一方の加工寸法のばらつきが生じた場合でも、電子部品を、適正な姿勢となるように円滑に実装することのできる技術を提案することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る回路基板は、複数の貫通孔を有するプリント配線板と、電子回路を構成するように前記プリント配線板に実装された複数の電子部品とを備える。前記複数の電子部品に含まれる所定の電子部品は、前記複数の貫通孔に一対一で挿入される複数の固定用突起を有する。前記複数の貫通孔の少なくとも一つは、前記複数の固定用突起のうち当該貫通孔に挿入される固定用突起よりも、大径である。

【0007】

本開示の一態様に係る電源装置は、前記回路基板と、前記回路基板が収容されるケースとを備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示は、プリント配線板の反りや、プリント配線板と電子部品の少なくとも一方の加工寸法のばらつきが生じた場合でも、電子部品を、適正な姿勢となるように円滑に実装することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態の回路基板を備える電源装置を模式的に示す分解斜視図である。

【図2】図２は、同上の回路基板のプリント配線板に所定の電子部品を実装する様子を模式的に示す一部破断側面図である。

【図3】図３Ａは、図２のＰ部拡大図であり、図３Ｂは、図２のＱ部拡大図である。

【図4】図４は、同上のプリント配線板に所定の電子部品を実装した様子を模式的に示す一部破断側面図である。

【図5】図５Ａは、図４のＲ部拡大図であり、図５Ｂは、図４のＳ部拡大図である。

【図6】図６は、同上のプリント配線板を模式的に示す平面図である。

【図7】図７は、同上のプリント配線板の変形例を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（一実施形態）
図１に示すように、一実施形態の電源装置８は、回路基板７と、回路基板７が収容される金属製のケース８２とを備える。回路基板７とケース８２との間には、電気絶縁性のシート材が配されることが好ましい。

【0011】

回路基板７は、プリント配線板１と、電子回路を構成するようにプリント配線板１に接続された複数の電子部品２とを備える。複数の電子部品２は、一例として、コンデンサ、ダイオード、抵抗器、トランジスタ、コネクタ等である。これら複数の電子部品２によって構成される電子回路は、例えば、外部の商用電源からの交流の入力電流を、所定の直流電流に変換する電源回路である。

【0012】

複数の電子部品２には、基板実装型のコネクタで構成された所定の電子部品５が含まれる。所定の電子部品５は、電気接続用の複数のピン５１と、これら複数のピン５１が保持された長尺の部品本体５３と、部品本体５３の長手方向の両端部に設けられた二つの固定用突起５２とを有する。

【0013】

複数のピン５１の各々は、電気的なやり取りを行うために設けられたＬ字状のピンである。複数のピン５１の各々の第一端部５１１が部品本体５３から突出する方向と、複数のピン５１の各々の第二端部５１２が部品本体５３から突出する方向は、互いに直交する方向である。本明細書で用いる直交の文言は、厳密な意味での直交に限定されず、略直交する場合も含む。

【0014】

複数のピン５１の第一端部５１１は、部品本体５３が有するＤ字状の金属シールド５３１に囲まれて位置する。部品本体５３から固定用突起５２が突出する方向は、複数のピン５１の第二端部５１２が部品本体５３から突出する方向と同じである。

【0015】

所定の電子部品５が有する二つの固定用突起５２は、互いに距離をあけて位置する第一固定用突起５２Ａと第二固定用突起５２Ｂである。

【0016】

図２、図３Ａ等に示すように、第一固定用突起５２Ａは、筒状に形成された金属製の突起である。第一固定用突起５２Ａには、第一固定用突起５２Ａの軸方向に沿って複数のスリット５２３が形成されている。複数のスリット５２３は、例えば、第一固定用突起５２Ａの周方向において互いに距離をあけて位置する三つのスリット５２３である。複数のスリット５２３を有する第一固定用突起５２Ａは、径方向において弾性変形が自在である。

【0017】

筒状である第一固定用突起５２Ａは、部品本体５３から突出した軸部５２１と、軸部５２１と一つながりに形成された抜け止め部５２５を有する。抜け止め部５２５は、軸部５２１よりも大径に形成されている。軸部５２１と抜け止め部５２５との間には、全周にわたって段差が形成されている。第一固定用突起５２Ａの径は、すなわち抜け止め部５２５の外径である。第一固定用突起５２Ａの各スリット５２３は、第一固定用突起５２Ａの全体つまり軸部５２１から抜け止め部５２５にかけて、直線状に形成されている。

【0018】

図２、図３Ｂ等に示すように、第二固定用突起５２Ｂは、第一固定用突起５２Ａと同様の構成を備える。つまり、第二固定用突起５２Ｂは、第一固定用突起５２Ａと同様の軸部５２１、スリット５２３及び抜け止め部５２５を有する。

【0019】

プリント配線板１は、所定の電子部品５が実装される箇所に、プリント配線板１の厚み方向Ｄ１に貫通した二つの貫通孔１５を有する。二つの貫通孔１５は、所定の電子部品５をプリント配線板１に実装するために用いられる。

【0020】

所定の電子部品５が有する第一固定用突起５２Ａと第二固定用突起５２Ｂは、プリント配線板１が有する二つの貫通孔１５に対して、一対一で挿入される。以下において、二つの貫通孔１５のうち、第一固定用突起５２Ａに対応する貫通孔１５（つまり第一固定用突起５２Ａが挿入される貫通孔１５）を、第一貫通孔１５Ａと称する。二つの貫通孔１５のうち、第二固定用突起５２Ｂに対応する貫通孔１５（つまり第二固定用突起５２Ｂが挿入される貫通孔１５）を、第二貫通孔１５Ｂと称する。

【0021】

図３Ａ等に示すように、第一貫通孔１５Ａは、ここに挿入される第一固定用突起５２Ａよりも小径に形成されている。

【0022】

より詳細には、第一貫通孔１５Ａの径は、第一固定用突起５２Ａの抜け止め部５２５の外径よりも小さく、かつ軸部５２１の外径と同一又はこれより大きくなるように設定されている。第一固定用突起５２Ａの軸部５２１が、第一貫通孔１５Ａに挿入された状態で、第一固定用突起５２Ａの抜け止め部５２５は、プリント配線板１に引っ掛かることができる。

【0023】

図３Ｂ等に示すように、第二貫通孔１５Ｂは、ここに挿入される第二固定用突起５２Ｂよりも大径に形成されている。より詳細には、第二貫通孔１５Ｂの径は、第二固定用突起５２Ｂの軸部５２１の外径よりも大きく、かつ抜け止め部５２５の外径よりも大きく設定されている。

【0024】

更に、一実施形態の回路基板７では、図４、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第一固定用突起５２Ａと第二固定用突起５２Ｂを、それぞれプリント配線板１に対して半田１８で接合させている。なお、半田付けは一例に過ぎず、第一固定用突起５２Ａと第二固定用突起５２Ｂを、他の手段でプリント配線板１に接合させることも可能である。

【0025】

半田１８は、例えばフロー方式でプリント配線板１に接合することができる。この場合、半田槽から上方に噴出される半田噴流に対して、プリント配線板１を、水平方向に移動させながら接触させる。これにより、プリント配線板１の厚み方向Ｄ１の両面１１，１２のうち、所定の電子部品５の部品本体５３が配される面１１とは反対側の面１２の二箇所に、半田１８が接合される。面１２の二箇所のうち一方に接合された半田１８は、第一固定用突起５２Ａ及び第一貫通孔１５Ａを覆い隠す。面１２の二箇所のうち他方に接合された半田１８は、第二固定用突起５２Ｂ及び第二貫通孔１５Ｂを覆い隠す。

【0026】

一実施形態の回路基板７では、第二貫通孔１５Ｂの径が、ここに挿入される第二固定用突起５２Ｂの径よりも大きく（つまり第二固定用突起５２Ｂの軸部５２１及び抜け止め部５２５の外径よりも大きく）形成されているので、半田付けをする前段階において、第二貫通孔１５Ｂと第二固定用突起５２Ｂとの間にはクリアランスが存在する。そのため、プリント配線板１に反りが生じた場合や、プリント配線板１と電子部品５の少なくとも一方の加工寸法にばらつきが存在した場合でも、プリント配線板１に対して所定の電子部品５を円滑に実装すること可能となる。また、実装後の電子部品５が、プリント配線板１に対して傾いた姿勢になることを抑えることができる。

【0027】

また、プリント配線板１に実装される複数の電子部品２のうち所定の電子部品５を除いた他の電子部品２のグループを「他の電子部品群２Ｇ」としたとき（図６参照）、一実施形態の回路基板７では、他の電子部品群２Ｇと第一貫通孔１５Ａとの間の最小距離ｄ１は、他の電子部品群２Ｇと第二貫通孔１５Ｂとの間の最小距離ｄ２よりも、大きく設定されている。

【0028】

他の電子部品群２Ｇと第一貫通孔１５Ａとの間の最小距離ｄ１は、すなわち、他の電子部品群２Ｇに含まれる複数の電子部品２のうち最も第一貫通孔１５Ａに近い電子部品２と、第一貫通孔１５Ａとの間の距離である。他の電子部品群２Ｇと第二貫通孔１５Ｂとの間の最小距離ｄ２は、すなわち、他の電子部品群２Ｇに含まれる複数の電子部品２のうち最も第二貫通孔１５Ｂに近い電子部品２と、第二貫通孔１５Ｂとの間の距離である。

【0029】

このように最小距離ｄ１，ｄ２を設定することで、所定の電子部品５の実装に際して、プリント配線板１に応力が生じた場合でも、その影響が、他の電子部品群２Ｇに含まれる電子部品２に及ぶことが抑えられる。そのため、耐応力性が比較的低い表面実装型の電子部品２を利用しやすくなる。

【0030】

一実施形態の回路基板７では、所定の電子部品５が固定用突起５２を二つ有し、これに対応して、プリント配線板１が貫通孔１５を二つ有しているが、固定用突起５２と貫通孔１５の個数はこれに限定されない。

【0031】

所定の電子部品５が三つ以上の固定用突起５２を有し、これに対応して、プリント配線板１が三つ以上の貫通孔１５を有してもよい。いずれの場合においても、複数の貫通孔１５のうち少なくとも一つの貫通孔１５を、複数の固定用突起５２のうち当該貫通孔１５に挿入される固定用突起５２よりも大径に形成することで、同様の効果が得られる。

【0032】

図７には、一実施形態の回路基板７が備えるプリント配線板１の変形例を示している。この変形例では、プリント配線板１に実装される他の電子部品群２Ｇのうち、第一貫通孔１５Ａの近傍領域に位置する電子部品２の個数を、第二貫通孔１５Ｂの近傍領域に位置する電子部品２の個数よりも、少なく設定している。

【0033】

第一貫通孔１５Ａの近傍領域は、すなわち、第一貫通孔１５Ａから所定距離ｄｓの範囲内の領域である。第二貫通孔１５Ｂの近傍領域は、すなわち、第二貫通孔１５Ｂから所定距離ｄｓの範囲内の領域である。

【0034】

このように設定することで、所定の電子部品５の実装に際して、プリント配線板１に応力が生じた場合でも、その影響が、他の電子部品群２Ｇに含まれる電子部品２に及ぶことが抑えられる。そのため、耐応力性が比較的低い表面実装型の電子部品２を利用しやすくなる。

【0035】

（態様）
一実施形態及びこれの変形例に基づいて説明したように、本明細書は、以下の第１から第６の態様の回路基板（７）を開示している。

【0036】

第１の態様の回路基板（７）は、複数の貫通孔（１５）を有するプリント配線板（１）と、電子回路を構成するようにプリント配線板（１）に実装された複数の電子部品（２）とを備える。複数の電子部品（２）に含まれる所定の電子部品（５）は、複数の貫通孔（１５）に一対一で挿入される複数の固定用突起（５２）を有する。複数の貫通孔（１５）の少なくとも一つは、複数の固定用突起（５２）のうち当該貫通孔（１５）に挿入される固定用突起（５２）よりも、大径である。

【0037】

第１の態様の回路基板（７）では、プリント配線板（１）に反りが生じた場合や、プリント配線板（１）と所定の電子部品（５）の少なくとも一方の加工寸法にばらつきが生じた場合でも、固定用突起（５２）と貫通孔（１５）との間のクリアランスで調整可能である。そのため、所定の電子部品（５）を、プリント配線板（１）に対して適正な姿勢で円滑に実装することが可能となる。

【0038】

第２の態様の回路基板（７）では、第１の態様に加えて、複数の固定用突起（５２）の各々は、金属製でありかつプリント配線板（１）に対して半田接合されている。

【0039】

第２の態様の回路基板（７）によれば、所定の電子部品（５）を、プリント配線板（１）に対して適正な姿勢となるように円滑に配置した後に、その姿勢でプリント配線板（１）に対して確実に接合させることができる。

【0040】

第３の態様の回路基板（７）では、第１又は第２の態様に加えて、複数の固定用突起（５２）の各々は、弾性変形可能な抜け止め部（５２５）を有する。

【0041】

第３の態様の回路基板（７）によれば、固定用突起（５２）の抜け止め部（５２５）を利用して、固定用突起（５２）をプリント配線板（１）に対してより確実に保持させることができる。

【0042】

第４の態様の回路基板（７）では、第１から第３のいずれか一つの態様に加えて、所定の電子部品（５）は、複数の固定用突起（５２）の間に配置された電気接続用の複数のピン（５１）を有する。

【0043】

第４の態様の回路基板（７）によれば、プリント配線板（１）に実装された所定の電子部品（５）の複数のピン（５１）を通じて、電気的なやり取りを行うことができる。

【0044】

第５の態様の回路基板（７）では、第１から第４のいずれか一つの態様に加えて、複数の固定用突起（５２）は、第一固定用突起（５２Ａ）と第二固定用突起（５２Ｂ）とを含む。複数の貫通孔（１５）は、第一固定用突起（５２Ａ）よりも小径でありかつ第一固定用突起（５２Ａ）が挿入される第一貫通孔（１５Ａ）と、第二固定用突起（５２Ｂ）よりも大径でありかつ第二固定用突起（５２Ｂ）が挿入される第二貫通孔（１５Ｂ）とを含む。複数の電子部品（２）のうち所定の電子部品（５）を除いた他の電子部品群（２Ｇ）と第一貫通孔（１５Ａ）との間の最小距離（ｄ１）は、他の電子部品群（２Ｇ）と第二貫通孔（１５Ｂ）との間の最小距離（ｄ２）よりも、大きい。

【0045】

第５の態様の回路基板（７）によれば、所定の電子部品（５）の実装に際して、プリント配線板（１）に応力が生じた場合でも、その影響が他の電子部品群（２Ｇ）に及ぶことが抑えられる。そのため、他の電子部品群（２Ｇ）において、耐応力性が比較的低い表面実装型の電子部品（２）を利用しやすい。

【0046】

第６の態様の回路基板（７）では、第１から第４のいずれか一つの態様に加えて、複数の固定用突起（５２）は、第一固定用突起（５２Ａ）と第二固定用突起（５２Ｂ）とを含む。複数の貫通孔（１５）は、第一固定用突起（５２Ａ）よりも小径でありかつ第一固定用突起（５２Ａ）が挿入される第一貫通孔（１５Ａ）と、第二固定用突起（５２Ｂ）よりも大径でありかつ第二固定用突起（５２Ｂ）が挿入される第二貫通孔（１５Ｂ）とを含む。第一貫通孔（１５Ａ）の近傍領域における複数の電子部品（２）の個数は、第二貫通孔（１５Ｂ）の近傍領域における複数の電子部品（２）の個数よりも、少ない。

【0047】

第６の態様の回路基板（７）によれば、所定の電子部品（５）の実装に際して、プリント配線板（１）に応力が生じた場合でも、その影響が他の電子部品群（２Ｇ）に及ぶことが抑えられる。そのため、他の電子部品群（２Ｇ）において、耐応力性が比較的低い表面実装型の電子部品（２）を利用しやすい。

【0048】

また、一実施形態及びこれの変形例に基づいて説明したように、本明細書は、以下の第１の態様の電源装置（８）を開示している。

【0049】

第１の態様の電源装置（８）は、上記した第１から第６のいずれか一つの態様の回路基板（７）と、回路基板（７）が収容されるケース（８２）とを備える。

【0050】

第１の態様の電源装置（８）によれば、電源装置（８）が備える回路基板（７）において、所定の電子部品（５）を、プリント配線板（１）に対して適正な姿勢で円滑に実装することが可能となる。

【符号の説明】

【0051】

１ プリント配線板
１５ 貫通孔
１８ 半田
２ 電子部品
２Ｇ 他の電子部品群
５ 所定の電子部品
５２ 固定用突起
５２Ａ 第一固定用突起
５２Ｂ 第二固定用突起
５２５ 抜け止め部
７ 回路基板
８ 電源装置
８２ ケース
ｄ１ 最小距離
ｄ２ 最小距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】