特許 7433358 締結構造、スペーサ、基板ユニット及び電子装置

(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】2024-02-08

(45)【発行日】2024-02-19

(54)【発明の名称】締結構造、スペーサ、基板ユニット及び電子装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/12 20060101AFI20240209BHJP

   F16B 5/02 20060101ALI20240209BHJP

【ＦＩ】

H05K7/12 D

F16B5/02 Y

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022067369

(22)【出願日】2022-04-15

(65)【公開番号】P2023157440

(43)【公開日】2023-10-26

【審査請求日】2022-09-21

(73)【特許権者】

【識別番号】591036457

【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003166

【氏名又は名称】弁理士法人山王内外特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中島 成巳

(72)【発明者】

【氏名】狩野 天広

(72)【発明者】

【氏名】桑原 敬史

【審査官】五貫 昭一

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５８－９５２２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２１１５６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１０－５０４４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－８０５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ７／１２

Ｆ１６Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円錐台形状に構成された筒部、当該筒部における大径部側の端面に設けられ、貫通穴を有する基板における被固定部品側の面に当接可能なフランジ部、及び、当該筒部における小径部側の端面に設けられ、貫通穴を有する天面部を有する第１のスペーサと、
円錐台形状に構成された筒部、当該筒部における大径部側の端面に設けられ、前記基板における前記被固定部品側とは反対側の面に当接可能なフランジ部、及び、当該筒部における小径部側の端面に設けられ、貫通穴を有する天面部を有する第２のスペーサと、
前記基板の貫通穴、前記第１のスペーサにおける天面部の貫通穴、及び、前記第２のスペーサにおける天面部の貫通穴に挿入され、前記基板を挟み込んで重ねられた当該第１のスペーサ及び当該第２のスペーサを前記被固定部品に固定することで、当該基板を当該被固定部品に固定する固定ネジとを備え、
前記第１のスペーサにおける天面部及び前記第２のスペーサにおける天面部は、当該第１のスペーサ及び当該第２のスペーサが前記基板を挟み込んで重ねられた際に当接する
ことを特徴とする締結構造。

【請求項2】

前記固定ネジは、前記基板と前記被固定部品との間の間隔に対し、ネジ頭の座面から当該被固定部品までの長さが短く構成された
ことを特徴とする請求項１記載の締結構造。

【請求項3】

前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサは、同一部品である
ことを特徴とする請求項１記載の締結構造。

【請求項4】

前記第１のスペーサは、
前記フランジ部における内周に設けられた切り欠き部と、
前記筒部に設けられ、前記切り欠き部に通じ、且つ、軸心回りおいて当該切り欠き部よりも幅の広い開口部とを有し、
前記第２のスペーサは、
前記筒部に設けられ、前記第１のスペーサに重ねられた際に、前記切り欠き部を介して前記開口部に挿入可能な凸部を有する
ことを特徴とする請求項１記載の締結構造。

【請求項5】

円錐台形状に構成された筒部、及び、当該筒部における小径部側の端面に設けられ、貫通穴を有する天面部を有する１つ以上の第３のスペーサを備え、
前記固定ネジは、前記基板の穴を介して前記基板を挟み込んで重ねられた前記第１のスペーサ及び前記第２のスペーサ、並びに、当該第１のスペーサに重ねられた前記第３のスペーサを、前記被固定部品に固定し、
前記第３のスペーサにおける天面部は、前記第１のスペーサに重ねられた際に、当該第１のスペーサにおける天面部又は他の前記第３のスペーサにおける天面部に当接する
ことを特徴とする請求項１記載の締結構造。

【請求項6】

前記固定ネジは、前記基板側又は前記被固定部品側から挿入して締結可能である
ことを特徴とする請求項１記載の締結構造。

【請求項7】

円錐台形状に構成された筒部と、
前記筒部における大径部側の端面に設けられ、貫通穴を有する基板における一方の面に当接可能なフランジ部と、
前記筒部における小径部側の端面に設けられ、貫通穴を有する天面部とを備えたスペーサにおいて、
２つの前記スペーサにおける前記天面部は、当該２つのスペーサが前記基板を挟み込んで重ねられた際に当接する
ことを特徴とするスペーサ。

【請求項8】

基板と、
被固定部品と、
請求項１記載の締結構造と
を備えた基板ユニット。

【請求項9】

前記被固定部品はヒートシンクである
ことを特徴とする請求項８記載の基板ユニット。

【請求項10】

基板、被固定部品、及び、請求項１記載の締結構造を有する基板ユニット
を備えた電子装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板と被固定部品とを締結する締結構造、スペーサ、基板ユニット及び電子装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板とヒートシンクのような被固定部品とを締結する一般的な締結構造では、１つのスペーサを用いて、基板と被固定部品との締結を行っている（例えば特許文献１参照）。なお、このようなスペーサは、バネ部を有している。そして、この締結構造では、基板と被固定部品との締結において、スペーサにおけるバネ部の反力を利用して上下方向における移動の規制を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－１８３７７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のように、従来の締結構造では、スペーサにおけるバネ部の反力を利用して上下方向における移動の規制を行うことで、基板と被固定部品との締結を行っている。しかしながら、この場合、例えば、締結構造により締結された基板及び被固定部品の輸送において、バネ部の反力以上の負荷が掛った場合、基板又は被固定部品が上下左右方向に動いてしまい、基板に設けられた他の部品に過度の負荷が掛かる可能性がある。特に、海外への長距離輸送等における船の積み降ろし又はトラックの荷台での振動等のように大きな負荷が掛かる場合には、上記他の部品が破損する可能性がある。

【0005】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、従来に対し、基板と被固定部品とをより強固に締結可能な締結構造を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る締結構造は、円錐台形状に構成された筒部、当該筒部における大径部側の端面に設けられ、貫通穴を有する基板における被固定部品側の面に当接可能なフランジ部、及び、当該筒部における小径部側の端面に設けられ、貫通穴を有する天面部を有する第１のスペーサと、円錐台形状に構成された筒部、当該筒部における大径部側の端面に設けられ、基板における被固定部品側とは反対側の面に当接可能なフランジ部、及び、当該筒部における小径部側の端面に設けられ、貫通穴を有する天面部を有する第２のスペーサと、基板の貫通穴、第１のスペーサにおける天面部の貫通穴、及び、第２のスペーサにおける天面部の貫通穴に挿入され、基板を挟み込んで重ねられた当該第１のスペーサ及び当該第２のスペーサを被固定部品に固定することで、当該基板を当該被固定部品に固定する固定ネジとを備え、第１のスペーサにおける天面部及び第２のスペーサにおける天面部は、当該第１のスペーサ及び当該第２のスペーサが基板を挟み込んで重ねられた際に当接することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、上記のように構成したので、従来に対し、基板と被固定部品とをより強固に締結可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係る締結構造を含む基板ユニットの構成例を示す外観斜視図である。

【図2】図１に示す基板ユニットにおけるＡ－Ａ線拡大断面図である。

【図3】実施の形態１に係る基板ユニットの構成例を示す分解斜視図である。

【図4】実施の形態１における第１のスペーサの構成例を示す拡大斜視図である。

【図5】実施の形態１における第２のスペーサの構成例を示す拡大斜視図である。

【図6】図６Ａ～図６Ｅは、実施の形態１における第１のスペーサの構成例を示す図であり、図６Ａは平面図であり、図６Ｂは側面図であり、図６Ｃは底面図であり、図６Ｄは正面図であり、図６Ｅは外観斜視図である。

【図7】実施の形態１における第１のスペーサ及び第２のスペーサを重ねた状態を示す拡大斜視図である。

【図8】実施の形態１における第１のスペーサ及び第２のスペーサを仮固定した状態を示す拡大斜視図である。

【図9】図１に示す基板ユニットにおけるＢ－Ｂ線拡大断面図である。

【図10】実施の形態２に係る締結構造を含む基板ユニットの構成例を示す断面図である。

【図11】実施の形態２における第３のスペーサの構成例を示す拡大斜視図である。

【図12】実施の形態３における第１のスペーサの構成例を示す拡大斜視図である。

【図13】実施の形態４における第２のスペーサの構成例を示す拡大斜視図である。

【図14】実施の形態４における第２のスペーサに実施の形態１における第１のスペーサを重ねた状態を示す拡大斜視図である。

【図15】実施の形態５に係る締結構造を含む基板ユニットの構成例を示す拡大断面図である。

【図16】実施の形態６に係る締結構造を含む基板ユニットの構成例を示す拡大断面図である。

【図17】実施の形態７おける第１のスペーサの構成例を示す拡大斜視図である。

【図18】実施の形態７に係る締結構造を含む基板ユニットの構成例を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る締結構造３を含む基板ユニットの構成例を示す図である。
基板ユニットは、図１に示すように、基板１、被固定部品であるヒートシンク２，及び、締結構造３を備えている。

【0010】

基板１は、例えば、電子部品が搭載されたプリント基板である。この基板１は、例えば、インバータにより動作する電子機器等のような電子装置に実装される。
この基板１には、図３に示すように、貫通穴１１が設けられている。この貫通穴１１は、後述する固定ネジ３３におけるネジ頭３３１の径よりも大きく構成されている。また、基板１には、図１に示すように、基板素子４が実装されている。基板素子４は、例えば、ＬＳＩ（集積回路）部品である。

【0011】

ヒートシンク２は、基板１に取付けられ、基板１に実装された基板素子４の熱を放熱するための部材である。このヒートシンク２は、通常、アルミ鋳造により押出加工で製作される。
このヒートシンク２には、図２及び図３に示すように、取付け面（底面）に、タップ穴２１が設けられている。

【0012】

締結構造３は、基板１とヒートシンク２とを一定の間隔を空けて締結するための構造である。この締結構造３は、図２及び図３に示すように、第１のスペーサ３１、第２のスペーサ３２、及び、固定ネジ３３を備えている。
なお、実施の形態１に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が同一形状（略同一形状の意味を含む）且つ同一寸法（略同一寸法の意味を含む）に構成された場合、すなわち、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が同一部品である場合を示している。

【0013】

第１のスペーサ３１は、基板１とヒートシンク２との間に配置されるスペーサである。この第１のスペーサ３１は、例えば、樹脂材料により構成される。例えば、第１のスペーサ３１が液晶ポリマーを使用して構成された場合、第１のスペーサ３１は、高い剛性を持つことができ、強い負荷に耐えることができる。
この第１のスペーサ３１は、図４に示すように、筒部３１１、フランジ部３１２、及び、天面部３１３を有している。

【0014】

筒部３１１は、円錐台形状（略円錐台形状の意味を含む）に構成された部位である。すなわち、筒部３１１は、軸心方向における一方（小径部）側が他方（大径部）側よりも狭くなるような筒に構成されている。この筒部３１１は、基板１における貫通穴１１よりも小さく構成されている。

【0015】

フランジ部３１２は、筒部３１１における大径部側の端面に設けられた部位である。このフランジ部３１２は、基板１における貫通穴１１よりも大きく構成され、基板１における上面（ヒートシンク２側の面）に当接可能である。

【0016】

天面部３１３は、筒部３１１における小径部側の端面に設けられた部位である。この天面部３１３には、軸心（略軸心の意味を含む）に、貫通穴３１４が設けられている。この貫通穴３１４は、後述する固定ネジ３３におけるネジ部よりも大きく構成されている。

【0017】

また、フランジ部３１２には、内周に、切り欠き部３１５が設けられている。
また、筒部３１１には、切り欠き部３１５に通じ、且つ、軸心回りの方向に沿って延びた開口部３１６が設けられている。図４に示す第１のスペーサ３１では、開口部３１６が、切り欠き部３１５に対して、軸心回りにおける左側と右側の両方に沿って延びて構成されている。すなわち、開口部３１６は、軸心回りにおいて、切り欠き部３１５よりも幅が広く構成されている。

【0018】

また、天面部３１３には、軸心方向から見た場合に、貫通穴３１４に対して放射状に配されたリブ３１７が設けられている。このリブ３１７は、天面部３１３を補強するための部位である。

【0019】

また、実施の形態１における第１のスペーサ３１は、第２のスペーサ３２と同一部品である。そのため、第１のスペーサ３１には、第２のスペーサ３２が有する後述する凸部３２８と同一の凸部３１８が設けられている。
なお、この凸部３１８は必須の構成ではなく、第１のスペーサ３１に設けられていなくてもよい。

【0020】

第２のスペーサ３２は、基板１における貫通穴１１を介して第１のスペーサ３１に挿入されるスペーサである。この第２のスペーサ３２は、例えば、樹脂材料により構成される。例えば、第２のスペーサ３２が液晶ポリマーを使用して構成された場合、第２のスペーサ３２は、高い剛性を持つことができ、強い負荷に耐えることができる。
この第２のスペーサ３２は、図５に示すように、筒部３２１、フランジ部３２２、及び、天面部３２３を有している。

【0021】

筒部３２１は、円錐台形状（略円錐台形状の意味を含む）に構成された部位である。すなわち、筒部３２１は、軸心方向における一方（小径部）側が他方（大径部）側よりも狭くなるような筒に構成されている。この筒部３２１は、基板１における貫通穴１１よりも小さく構成されている。

【0022】

フランジ部３２２は、筒部３２１における大径部側の端面に設けられた部位である。このフランジ部３２２は、基板１における貫通穴１１よりも大きく構成され、基板１における下面（ヒートシンク２とは反対側の面）に当接可能である。

【0023】

天面部３２３は、筒部３２１における小径部側の端面に設けられた部位である。この天面部３２３には、軸心（略軸心の意味を含む）に、貫通穴３２４が設けられている。この貫通穴３２４は、後述する固定ネジ３３におけるネジ部よりも大きく構成されている。
また、天面部３２３は、第２のスペーサ３２が第１のスペーサ３１に挿入された場合に、上面が天面部３１３の下面に当接可能に構成されている。また、天面部３２３は、第２のスペーサ３２に固定ネジ３３が挿入された場合に、下面に固定ネジ３３におけるネジ頭３３１の座面３３１１が当接可能に構成されている。

【0024】

また、天面部３２３には、凸部３２８が設けられている。この凸部３２８は、軸心方向から見た場合に、切り欠き部３２５よりも小さく構成されている。
ここで、実施の形態１における第２のスペーサ３２は第１のスペーサ３１と同一部品である。そのため、第２のスペーサ３２における凸部３２８は、軸心方向から見た場合に、第１のスペーサ３１における切り欠き部３１５よりも小さく構成されていることになる。

【0025】

また、天面部３２３には、軸心方向から見た場合に、貫通穴３２４に対して放射状に配されたリブ３２７が設けられている。このリブ３２７は、天面部３２３を補強するための部位である。

【0026】

また、実施の形態１における第２のスペーサ３２は、第１のスペーサ３１と同一部品である。そのため、第２のスペーサ３２には、第１のスペーサ３１が有する切り欠き部３１５及び開口部３１６と同一の切り欠き部３２５及び開口部３２６が設けられている。
なお、この切り欠き部３２５及び開口部３２６は必須の構成ではなく、第２のスペーサ３２に設けられていなくてもよい。

【0027】

そして、この第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２は、基板１を介して重ねられることで、基板１を挟み込むとともに、第１のスペーサ３１における天面部３１３と第２のスペーサ３２における天面部３２３とが当接可能に構成されている。
例えば第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が同一部品である場合、図２に示すように、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２は、基板１の厚さ、フランジ部３１２の厚さ及びフランジ部３２２の厚さの合計寸法と、天面部３１３の上面３１３１から下面３１３２までの寸法とが同一（略同一の意味を含む）となるように構成されている。

【0028】

ここで、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２を同一部品とした場合での各部の寸法について、図６を参照しながら、より詳細に説明する。以下では、図６では第１のスペーサ３１を例に説明を行うが、第２のスペーサ３２についても同様である。

【0029】

図６において、Ｔ１は、第１のスペーサ３１の高さを示している。このＴ１は、基板１とヒートシンク２との間の間隔と同一である。
また、Ｔ２は、フランジ部３１２の厚さを示している。
また、Ｔ３は、天面部３１３の厚さ（天面部３１３の上面３１３１と下面３１３２との間の距離）を示している。
また、Ｔ４は、凸部３１８の厚さを示している。
また、Ｔ５は、フランジ部３１２の上面と天面部３１３の下面３１３２との間の距離を示している。
また、Ｔ６は、天面部３１３の上面３１３１と凸部３１８との間の距離を示している。
また、Ｔ７は、リブ３１７の厚みを示している。

【0030】

また、Ｌ１は、フランジ部３１２の外径を示している。
また、Ｌ２は、天面部３１３の上面３１３１の径を示している。
また、Ｌ３は、固定ネジ３３を通す通し穴である貫通穴３１４の径を示している。
また、Ｌ４は、フランジ部３１２の上面の内径を示している。
また、Ｌ５は、軸心から凸部３１８の根元までの距離を示している。
また、Ｌ６は、軸心から凸部３１８の先端までの距離を示している。
また、Ｌ７は、凸部３１８の幅を示している。
また、Ｌ８は、切り欠き部３１５と凸部３１８との幅方向のそれぞれの隙間を示している。
また、θ１は、筒部３１１の傾斜角度（テーパ角度）を示している。

【0031】

なお、θ１は、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２を重ねることができる程度の角度であればよい。この筒部３１１の傾斜角度は、８～２０度程度であると第１のスペーサ３１を作りやすく、図６では１２度程度である場合を示している。筒部３２１についても同様である。
なお、筒部３１１及び筒部３２１は、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が重ねられればよく、一定の傾斜があった方が重ねやすい場合もあるが、段差があってもよく、また、一定角度の傾斜でなくてもよい。

【0032】

固定ネジ３３は、基板１の貫通穴１１、第１のスペーサ３１における天面部３１３の貫通穴３１４、及び、第２のスペーサ３２における天面部３２３の貫通穴３２４に挿入され、基板１を挟み込んで重ねられた第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２をヒートシンク２に固定することで、基板１をヒートシンク２に固定するためのネジである。実施の形態１に係る締結構造３では、固定ネジ３３は、ヒートシンク２におけるタップ穴２１に取付けられることで、基板１を挟み込むように重ねられた第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２をヒートシンク２に固定する。
図２に示す固定ネジ３３では、基板１とヒートシンク２との間の間隔（Ｔ１）に対し、ネジ頭３３１の座面３３１１からヒートシンク２までの長さが短く構成されている。

【0033】

次に、上記のように構成された締結構造３による基板１及びヒートシンク２の締結手順の一例について、図１～５を参照しながら説明する。
締結構造３による基板１及びヒートシンク２の締結では、例えば、まず、第２のスペーサ３２における筒部３２１を、基板１の下面（ヒートシンク２とは反対側の面）側から、基板１における貫通穴１１に挿入する。これにより、第２のスペーサ３２における筒部３２１の上面側が基板１の上面から突出し、第２のスペーサ３２におけるフランジ部３２２が基板１の下面に当接する。
そして、基板１における貫通穴１１に挿入された第２のスペーサ３２における筒部３２１に、第１のスペーサ３１における筒部３１１を被せるように重ねる。これにより、第１のスペーサ３１におけるフランジ部３１２が基板１の上面に当接する。その結果、第１のスペーサ３１におけるフランジ部３１２及び第２のスペーサ３２におけるフランジ部３２２が、基板１を挟み込む。
そして、基板１を挟み込むように重ねられた第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２に対し、基板１の下面側から固定ネジ３３を挿入する。この際、固定ネジ３３は、テーパ形状に構成された筒部３２１の内壁によってガイドされながら挿入されていく。そして、この固定ネジ３３を、ヒートシンク２におけるタップ穴２１に固定する。これにより、ヒートシンク２及び固定ネジ３３の座面３３１１により天面部３１３及び天面部３２３が挟み込まれ、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２がヒートシンク２に固定される。その結果、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２に挟み込まれた基板１が、ヒートシンク２に固定される。

【0034】

このように、実施の形態１に係る締結構造３では、基板１をフランジ部３１２及びフランジ部３２２で挟み込むように第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が重ねられ、天面部３１３及び天面部３２３が当接された状態でヒートシンク２及び固定ネジ３３で天面部３１３及び天面部３２３を挟み込むように固定される。これにより、実施の形態１に係る締結構造３では、従来に対し、基板１とヒートシンク２とを確実に締結することができ、また、基板１における貫通穴１１が固定ネジ３３におけるネジ頭３３１より大きい場合でも固定することができる。

【0035】

また、実施の形態１における第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２のように、フランジ部３１２及びフランジ部３２２の面積を大きくすることで、フランジ部３１２及びフランジ部３２２が基板１を挟み込んだ際での、固定力を強化することができ、また、基板１への荷重を分散することができる。

【0036】

また、実施の形態１に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が重ねられることで、基板１とヒートシンク２との間の間隔（Ｔ１）よりも長さが短い固定ネジ３３で締結可能である。これにより、実施の形態１に係る締結構造３では、固定ネジ３３による固定の際の組立作業時間の短縮化、及び、固定ネジ３３のコストの低減を図ることができる。

【0037】

更に、実施の形態１に係る締結構造３では、固定ネジ３３が第２のスペーサ３２におけるテーパ形状に構成された筒部３２１の内壁によってガイドされながら挿入される。これにより、実施の形態１に係る締結構造３では、組立作業性の向上を図ることができる。

【0038】

また、実施の形態１に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が同一部品である。これにより、実施の形態１に係る締結構造３では、組立作業の際に、部品の分別が不要となり、作業効率が上がることで作業時間が短縮され、作業コストを抑制することができる。すなわち、実施の形態１に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１と第２のスペーサ３２とを区別することなく使用可能であり、第１のスペーサ３１を第２のスペーサ３２として用いることも可能であり、第２のスペーサ３２を第１のスペーサ３１として用いることも可能である。

【0039】

また、実施の形態１に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１に切り欠き部３１５及び開口部３１６が設けられ、第２のスペーサ３２に凸部３２８が設けられている。また、切り欠き部３１５は、軸心方向から見て、凸部３２８よりも大きく構成されている。
これにより、実施の形態１に係る締結構造３では、図７に示すように、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が重ねられた際に、凸部３２８を、切り欠き部３１５を介して、フランジ部３１２に干渉することなく、開口部３１６に挿入可能となる。そして、図８に示すように、実施の形態１に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が重ねられた後、第１のスペーサ３１又は第２のスペーサ３２が軸心回りの方向に回転されることで、凸部３２８の下面がフランジ部３１２の上面に対向する。これにより、第２のスペーサ３２は、軸心方向における移動が規制され、第１のスペーサ３１に仮固定される。このように、実施の形態１に係る締結構造３では、上記のように第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２を仮固定することで、固定ネジ３３による締結の際の作業方向を配慮せずに、組立を行うことができる。

【0040】

なお、固定ネジ３３が右ネジである場合には、図８に示すように、第２のスペーサ３２を固定ネジ３３による固定の際と同じ回転方向に回転した際に凸部３２８の下面がフランジ部３１２の上面に対向するように構成されることで、仮固定し易くなる。

【0041】

また、実施の形態１に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１にリブ３１７が設けられ、第２のスペーサ３２にリブ３２７が設けられている。このリブ３１７及びリブ３２７により天面部３１３及び天面部３２３を補強することができる。また、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２を樹脂成型する場合、肉厚の部分があると、ひけ（少し凹む現象）を起こして形状が少し歪む場合がある。そのため、肉厚部である天面部３１３及び天面部３２３にリブ３１７及びリブ３２７を形成して肉盗みの部分を設けることが好ましい。また、このリブ３１７及びリブ３２７は、第２のスペーサ３２に第１のスペーサ３１が被せられる際に、ガイドとして機能する役割も果たす。なお、図では、リブ３１７及びリブ３２７がそれぞれ３本設けられた場合を示しているが、リブ３１７及びリブ３２７の数はこれに限らない。

【0042】

次に、ヒートシンク２による放熱構成の一例について、図９を参照しながら説明する。
図９では、基板素子４に、リード線４１及び貫通穴４２が設けられている。そして、リード線４１がはんだ付け等によって基板１に取付けられることで、基板素子４が基板１に実装されている。そして、ヒートシンク２が基板素子４の上面に当接した状態で、ネジ５が、基板素子４における貫通穴４２を介してヒートシンク２に固定されている。
このようにして、基板素子４に取り付けられたヒートシンク２は、基板素子４の動作による発熱を放熱する。これにより、基板ユニットは、基板素子４の機能が上記発熱により損なわれることを抑制可能となる。

【0043】

一方、ヒートシンク２は、放熱性を高めるためにアルミ等により形成されるため、比較的、重量が大きい。そのため、上記基板１が実装された電子装置を運搬又は輸送する際に振動等が加わると、ヒートシンク２が揺れて基板素子４等のような接触している電子部品等に影響が出る可能性がある。

【0044】

そこで、実施の形態１に係る締結構造３では、基板１とヒートシンク２とを、第１のスペーサ３１、第２のスペーサ３２及び固定ネジ３３を用いて強固に締結することで、上記影響を軽減可能としている。

【0045】

すなわち、実施の形態１に係る締結構造３では、基板１を挟み込むように第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が重ねられ、当該第１のスペーサ及び第２のスペーサ３２が固定ネジ３３によりヒートシンク２に固定されることで、基板１及びヒートシンク２の締結を実現している。
これにより、実施の形態１に係る締結構造３では、フランジ部３１２及びフランジ部３２２のように広い面を有する部分で基板１が挟み込まれた状態で、基板１がヒートシンク２に強固に固定されるため、基板１に対してヒートシンク２が揺れ動くことを防止可能となる。よって、実施の形態１に係る締結構造３では、ヒートシンク２が揺れ動いて基板１に実装された基板素子４等の他の電子部品が破損する等の影響を防止可能となる。

【0046】

また、実施の形態１に係る締結構造３では、基板１における貫通穴１１の部分についても、フランジ部３１２及びフランジ部３２２のように広い面で押さえ込まれるため、当該貫通穴１１の部分の破損も防止可能となる。

【0047】

なお、実施の形態１では、図３に示すように、基板１における貫通穴１１が、直径がほぼ一定に見える円形である場合を示した。しかしながら、この貫通穴１１の形状はこれに限らず、貫通穴１１を介して第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が重ねられることができ、フランジ部３１２及びフランジ部３２２によって基板１における貫通穴１１の周囲を挟み込むことが可能な形状であればよい。例えば、貫通穴１１は、楕円形状、又は、一部が直線形状であるＤカット形状等ように、正確な円形状でなくてもよい。

【0048】

また、上記では、固定ネジ３３は、基板１側から挿入して締結を行うように構成された場合を示した。しかしながら、これに限らず、固定ネジ３３は、ヒートシンク２側から挿入して締結を行うように構成されていてもよい。

【0049】

また、上記では、ヒートシンク２を基板１に所定の間隔を空けて取り付けるため、ヒートシンク２のうちの、基板素子４との固定位置から離れた部分の１か所を、上記締結構造３によって固定した場合を示した。しかしながら、これに限らず、ヒートシンク２の形状又は大きさ或いは重さ等に応じて、ヒートシンク２のうちの複数の箇所を上記締結構造３によって固定するように構成されていてもよい。

【0050】

以上のように、この実施の形態１によれば、締結構造３は、円錐台形状に構成された筒部３１１、当該筒部３１１における大径部側の端面に設けられ、貫通穴１１を有する基板１における被固定部品側の面に当接可能なフランジ部３１２、及び、当該筒部３１１における小径部側の端面に設けられ、貫通穴３１４を有する天面部３１３を有する第１のスペーサ３１と、円錐台形状に構成された筒部３２１、当該筒部３２１における大径部側の端面に設けられ、基板１における被固定部品側とは反対側の面に当接可能なフランジ部３２２、及び、当該筒部３２１における小径部側の端面に設けられ、貫通穴３２４を有する天面部３２３を有する第２のスペーサ３２と、基板１の貫通穴１１、第１のスペーサ３１における天面部３１３の貫通穴３１４、及び、第２のスペーサ３２における天面部３２３の貫通穴３２４に挿入され、当該基板１を挟み込んで重ねられた当該第１のスペーサ３１及び当該第２のスペーサ３２をヒートシンク２に固定することで、当該基板１を当該ヒートシンク２に固定する固定ネジ３３とを備え、第１のスペーサ３１における天面部３１３及び第２のスペーサ３２における天面部３２３は、当該第１のスペーサ３１及び当該第２のスペーサ３２が基板１を挟み込んで重ねられた際に当接する。これにより、実施の形態１に係る締結構造３は、従来に対し、基板１と被固定部品とをより強固に締結可能となる。その結果、実施の形態１に係る締結構造３では、従来に対し、基板１又は被固定部品が動いてしまって基板１に設けられた他の部品に過度の負荷が掛かることを抑制可能となる。

【0051】

実施の形態２．
実施の形態１に係る締結構造３では、スペーサとして、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２を用いた場合を示した。これに対し、実施の形態２に係る締結構造３では、スペーサとして、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２に加え、第３のスペーサ３４を用いた場合について示す。

【0052】

図１０は実施の形態２に係る締結構造３を有する基板ユニットの構成例を示す拡大断面図である。この図１０に示す実施の形態２に係る締結構造３では、図２に示す実施の形態１に係る締結構造３に対し、第３のスペーサ３４が追加されている。図１０に示す実施の形態２に係る締結構造３におけるその他の構成例は、図２に示す実施の形態１に係る締結構造３における構成例と同様であり、異なる部分についてのみ説明を行う。

【0053】

なお、実施の形態２に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１、第２のスペーサ３２及び第３のスペーサ３４が、同一形状（略同一形状の意味を含む）且つ同一寸法（略同一寸法の意味を含む）に構成された場合、すなわち、第１のスペーサ３１、第２のスペーサ３２及び第３のスペーサ３４が同一部品である場合を示している。

【0054】

第３のスペーサ３４は、基板１とヒートシンク２との間に配置され、第１のスペーサ３１に重ねられるスペーサである。この第３のスペーサ３４は、例えば、樹脂材料により構成される。例えば、第３のスペーサ３４が液晶ポリマーを使用して構成された場合、第３のスペーサ３４は、高い剛性を持つことができ、強い負荷に耐えることができる。
この第３のスペーサ３４は、図１１に示すように、筒部３４１、及び、天面部３４３を有している。

【0055】

筒部３４１は、円錐台形状（略円錐台形状の意味を含む）に構成された部位である。すなわち、筒部３４１は、軸心方向における一方（小径部）側が他方（大径部）側よりも狭くなるような筒に構成されている。この筒部３４１は、基板１における貫通穴１１よりも小さく構成されている。

【0056】

天面部３４３は、筒部３４１における小径部側の端面に設けられた部位である。この天面部３４３には、軸心（略軸心の意味を含む）に、貫通穴３４４が設けられている。この貫通穴３４４は、後述する固定ネジ３３におけるネジ部よりも大きく構成されている。
また、天面部３４３は、第３のスペーサ３４が第１のスペーサ３１に重ねられた場合に、下面が天面部３１３の上面に当接可能に構成されている。

【0057】

また、天面部３４３には、軸心方向から見た場合に、貫通穴３４４に対して放射状に配されたリブ３４７が設けられている。このリブ３４７は、天面部３４３を補強するための部位である。

【0058】

また、実施の形態３における第３のスペーサ３４は、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２と同一部品である。そのため、第３のスペーサ３４には、第１のスペーサ３１が有するフランジ部３１２、切り欠き部３１５及び開口部３１６並びに第２のスペーサ３２が有する凸部３２８と同一のフランジ部３４２、切り欠き部３４５、開口部３４６及び凸部３４８が設けられている。
なお、このフランジ部３４２、切り欠き部３４５、開口部３４６及び凸部３４８は必須の構成ではなく、第３のスペーサ３４に設けられていなくてもよい。

【0059】

そして、実施の形態３に係る締結構造３では、図１０に示すように、第１のスペーサ３１に対して、第３のスペーサ３４が重ねられる。そして、固定ネジ３３は、基板１を挟み込むように重ねられた第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２，並びに、当該第１のスペーサ３１に重ねられた第３のスペーサ３４を、ヒートシンク２に固定する。
これにより、実施の形態２に係る締結構造３では、基板１とヒートシンク２との間隔が異なる場合であっても、この第３のスペーサ３４によって高さを調整可能となる。

【0060】

なお、図１０では、第１のスペーサ３１に対して、１つの第３のスペーサ３４が重ねられた場合を示した。しかしながら、これに限らず、第１のスペーサ３１に対して、複数の第３のスペーサ３４が重ねられてもよい。
この場合、天面部３４３は、第３のスペーサ３４が他の第３のスペーサ３４に重ねられた場合に、下面が当該他の第３のスペーサ３４における天面部３４３の上面に当接する。

【0061】

また、図１１に示すように、第３のスペーサ３４に、切り欠き部３４５及び開口部３４６が設けられることで、第１のスペーサ３１と第３のスペーサ３４との間でも仮固定が可能となる。
更に、図１１に示すように、第３のスペーサ３４に、切り欠き部３４５、開口部３４６及び凸部３４８が設けられることで、第３のスペーサ３４が複数重ねられた場合に、当該第３のスペーサ３４間でも仮固定が可能となる。

【0062】

実施の形態３．
実施の形態１に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１に切り欠き部３１５及び開口部３１６が設けられ、第２のスペーサ３２に凸部３２８が設けられた場合を示した。しかしながら、この切り欠き部３１５及び開口部３１６、並びに、凸部３２８は必須の構成ではなく、例えば図１２に示すように設けられていなくてもよい。なお、図１２では、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が同一部品である場合を想定している。また、図１２では実施の形態３における第１のスペーサ３１の構成例について示しているが、第２のスペーサ３２についても同様である。

【0063】

このように、実施の形態３における第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２では、切り欠き部３１５及び開口部３１６、並びに、凸部３２８が設けられていない。そのため、この場合には、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２を仮固定できない。このように、実施の形態３における第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２では、仮固定の機能は廃されているが、例えば、組立の際に仮固定が不要な場合には、切り欠き部３１５及び凸部３２８の位置又は方向に配慮する必要がなく組立できるため、作業効率が上がる。また、筒部３１１に開口部３１６を設ける必要がないため、第１のスペーサ３１の強度を向上させることができる。

【0064】

なお、上記では、第１のスペーサ３１に切り欠き部３１５及び開口部３１６が設けられず、第２のスペーサ３２に凸部３２８が設けられない場合について示した。一方、第３のスペーサ３４についても、切り欠き部３４５、開口部３４６及び凸部３４８は必須の構成ではなく、設けられていなくてもよい。

【0065】

実施の形態４．
実施の形態１に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が同一部品である場合を示した。しかしながら、これに限らず、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２は異なる部品であってもよい。以下では、図５に示す第２のスペーサ３２に対して、一部の寸法を変更した場合について示す。

【0066】

図１３は実施の形態４における第２のスペーサ３２の構成例を示す拡大斜視図である。この図１３に示す実施の形態４における第２のスペーサ３２では、フランジ部３２２の径が、図５に示す第２のスペーサ３２におけるフランジ部３２２の径に対して大きく構成されている。

【0067】

この場合、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２は同一部品ではないため、作業コストを抑制できる効果はなくなる。しかしながら、図１４に示すように、第２のスペーサ３２におけるフランジ部３２２の面積を大きくすることで、基板１と接する面積が大きくなり、基板１との固定力の強化及び基板１への荷重の分散の効果がより高くなる。
特に、ヒートシンク２は揺れ動いた場合、基板１から離れる方向に負荷が掛かると基板素子４への影響が出やすくなる。これに対し、これに対し、実施の形態４に係る締結構造３では、上記の負荷を広い面を有するフランジ部３２２で受けやすくなるため、上記の影響に対する防止効果がより大きくなる。

【0068】

このように、実施の形態１に係る締結構造３のように、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２を同一部品とすれば、重ねる順序を気にする必要がなく、また、量産効果で安価にスペーサを作成可能となる。一方で、実施の形態４に係る締結構造３のように、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２の一部の形状又は寸法が異なっていてもよく、基板１及びヒートシンク２を強固に固定可能であるという効果は同様に得られる。

【0069】

なお、上記では、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が異なる部品である場合について示した。一方、第３のスペーサ３４についても、第１のスペーサ３１又は第２のスペーサ３２と異なる部品とされていてもよい。

【0070】

実施の形態５．
実施の形態１に係る締結構造３では、固定ネジ３３がヒートシンク２におけるタップ穴２１に固定される場合を示した。これにより、締結構造３の部品点数を少なくでき、安価に構成可能となる。しかしながら、固定ネジ３３による固定方法はこれに限らない。
例えば図１５に示すように、固定ネジ３３は、ナット３５により固定を行うように構成されていてもよい。この場合、ヒートシンク２には、上記のタップ穴２１に代えて貫通穴２２が設けられる。そして、図１５では、固定ネジ３３が、ヒートシンク２側から、貫通穴２２、貫通穴３１４及び貫通穴３２４に挿入され、ナット３５により固定される。なお、図１５において、符号３５１はナット３５の底面を示し、この底面が第２のスペーサ３２における天面部３２３の下面に当接する。

【0071】

なお、上記では、実施の形態１に係る締結構造３に対し、固定ネジ３３による固定方法を変更した場合について示した。しかしながら、これに限らず、実施の形態２－４に係る締結構造３に対し、固定ネジ３３による固定方法を変更してもよい。

【0072】

実施の形態６．
実施の形態１に係る締結構造３では、被固定部品がヒートシンク２である場合を示した。しかしながら、被固定部品はヒートシンク２以外の部品でもよい。
例えば図１６に示すように、被固定部品が基板６であり、締結構造３が基板１と基板６との締結を行うように構成されていてもよい。また、被固定部品としては、他にも、基板６以外の部品、又は、電子機器の壁面等が挙げられる。
ここで、ヒートシンク２は比較的に重量が大きいため、第１のスペーサ３１，第２のスペーサ３２及び固定ネジ３３を用いた締結構造３によって、基板１に強固に取り付けられることによる効果は高い。一方で、被固定部品がヒートシンク２以外の部品であっても、第１のスペーサ３１，第２のスペーサ３２及び固定ネジ３３を用いた締結構造３によって、基板１に強固に取り付けられることによる効果は得られる。

【0073】

なお、上記では、実施の形態１に係る締結構造３に対し、ヒートシンク２を別の被固定部品に変更した場合について示した。しかしながら、これに限らず、実施の形態２－５に係る締結構造３に対し、ヒートシンク２を別の被固定部品に変更してもよい。

【0074】

実施の形態７．
実施の形態３に係る締結構造３では、第１のスペーサ３１にリブ３１７が設けられ、第２のスペーサ３２にリブ３２７が設けられた場合を示した。しかしながら、このリブ３１７及びリブ３２７は必須の構成ではなく、例えば図１７に示すように設けられていなくてもよい。なお、図１７では、第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２が同一部品である場合を想定している。図１７では実施の形態３における第１のスペーサ３１の構成例について示しているが、第２のスペーサ３２についても同様である。

【0075】

ここで、一般的な材料の樹脂成型の場合には、リブ形状により肉盗みを設け、ひけを防止することが好ましい。しかしながら、このリブ形状はなくても構成することは可能である。そして、図１８に示すように、このリブ３１７及びリブ３２７がない第１のスペーサ３１及び第２のスペーサ３２であっても、被固定部品を基板１に強固に取り付け可能とするという効果は得られる。

【0076】

なお、上記では、第１のスペーサ３１にリブ３１７が設けられず、第２のスペーサ３２にリブ３２７が設けられない場合について示した。一方、第３のスペーサ３４についても、リブ３４７は必須の構成ではなく、設けられていなくてもよい。

【0077】

なお、各実施の形態の自由な組合わせ、或いは各実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

【符号の説明】

【0078】

１ 基板、２ ヒートシンク（被固定部品）、３ 締結構造、４ 基板素子、５ ネジ、６ 基板（被固定部品）、１１ 貫通穴、２１ タップ穴、２２ 貫通穴、３１ 第１のスペーサ、３２ 第２のスペーサ、３３ 固定ネジ、３４ 第３のスペーサ、３５ ナット、４１ リード線、４２ 貫通穴、３１１ 筒部、３１２ フランジ部、３１３ 天面部、３１４ 貫通穴、３１５ 切り欠き部、３１６ 開口部、３１７ リブ、３１８ 凸部、３２１ 筒部、３２２ フランジ部、３２３ 天面部、３２４ 貫通穴、３２５ 切り欠き部、３２６ 開口部、３２７ リブ、３２８ 凸部、３３１ ネジ頭、３４１ 筒部、３４２ フランジ部、３４３ 天面部、３４４ 貫通穴、３４５ 切り欠き部、３４６ 開口部、３４７ リブ、３４８ 凸部、３５１ 底面、３３１１ 座面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】