特許 7492353 基板の接続方法

(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】2024-05-21

(45)【発行日】2024-05-29

(54)【発明の名称】基板の接続方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/36 20060101AFI20240522BHJP

   H05K 1/14 20060101ALI20240522BHJP

   H01R 12/55 20110101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

H05K3/36 Z

H05K1/14 H

H01R12/55

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020049261

(22)【出願日】2020-03-19

(65)【公開番号】P2021150500

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-03-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000144393

【氏名又は名称】株式会社三社電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100090310

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 正俊

(72)【発明者】

【氏名】中務 裕也

【審査官】ゆずりは 広行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１６５９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３２６８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０８６７７４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ３／３６

Ｈ０５Ｋ １／１４

Ｈ０１Ｒ １２／５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の電気回路が構成され、間隔をおいて側縁を有する第１のスリットが形成されている第１の基板と、
第２の電気回路が構成され、第２のスリットが形成されている第２の基板と、
前記第１のスリットの前記側縁間の間隔とほぼ同じ幅寸法を有し、前記第１の基板と前記第２の基板とを接続する直線状の板状の接続片とを、
使用し、前記接続片の両側縁が前記第１のスリットの側縁にそれぞれ接するように前記接続片を前記第１のスリットに通し、前記接続片の一端を、前記第１の基板の前記第１のスリットの両側縁の奥の下面に固定されている第１の固定具に、前記第１のスリットの両側縁間を通過したネジによって接続し、前記第１の基板と間隔をおいて平行に配置された第２の基板の前記第２のスリットに前記接続片の他端を通過させて前記第２の基板上に突出させ、前記接続片の他端を、前記第２の基板に対向する方向に屈曲し、当該第２の基板の前記第２のスリットの周縁部分の上面に固定されている第２の固定具に当該第２の基板に対して垂直にネジ止めして接続する
基板の接続方法。

【請求項2】

請求項１記載の基板の接続方法において、前記第２のスリットは、前記第２の基板に形成された貫通孔である、基板の接続方法。

【請求項3】

請求項１記載の回路基板の接続方法において、前記第１のスリットは、前記第１の基板の端面に形成された切欠きである、回路基板の接続方法。

【請求項4】

請求項１、２又は３記載の基板の接続方法において、前記第２のスリットは、前記第２の基板の側面に形成された切欠きである、基板の接続方法。

【請求項5】

請求項３記載の基板の接続方法において、前記切欠きである第１のスリットが連続して形成されている回路基板の接続方法。

【請求項6】

請求項１、２または４記載の基板の接続方法において、前記第１のスリットは、複数のスリットで構成される、基板の接続方法。

【請求項7】

請求項１乃至６いずれか記載の基板の接続方法において、前記第２のスリットは、前記接続片が一つ通過可能な幅を持つ、複数のスリットで構成される、基板の接続方法。

【請求項8】

請求項１または２記載の基板の接続構造において、前記接続片の屈曲は、アールを形成するものである基板の接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２つの基板上にある電気回路同士を接続片によって接続する基板の接続方法に関し、特に接続片と基板との接続にネジを使用するものに関する。

【背景技術】

【0002】

上述したような接続技術が、例えば特許文献１に開示されている。この技術では、間隔をおいて２枚のプリント基板が対向配置され、板状導体が、前記２枚のプリント基板に挟まれる位置で折り返されている。折り返された板状導体の両端部それぞれに、前記プリント基板と接続されるためのネジ穴が形成され、一方のプリント基板に接するネジ穴にネジが挿通され、他方のプリント基板に接するネジ穴に別のネジが挿通され、これらネジによって２つのプリント基板が板状導体を介して結合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１４９４４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の技術では、互いに接触している板状導体の一端と一方の基板とがネジによって結合され、互いに接触している板状導体の他端と他方の基板とが別のネジによって結合されている。これらネジは、基板及び板状導体の端部に対して垂直に挿通固定されている。設置の関係上、板状体で間隔をおいて結合された２つのプリント基板を垂直に配置し、プリント基板の側方に他の部品が配置固定されることがある。この場合に、プリント基板のメンテナンス等のために板状体のネジを外そうとしても、他の部品によってドライバ等を挿入することができず、ネジの取り外しやネジ止めが困難になる。

【0005】

本発明は、基板の側方に部品が配置されていても、ネジの取り外しやネジ止めを容易に行うことができる回路基板の接続方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様による回路基板の接続方法では、第１の電気回路が構成され、間隔をおいて側縁を有する第１のスリットが形成されている第１の基板と、第２の電気回路が構成され、第２のスリットが形成されている第２の基板と、前記第１のスリットの前記側縁間の間隔とほぼ同じ幅寸法を有し、前記第１の基板と前記第２の基板とを接続する直線状の板状の接続片とを、使用する。前記接続片の両側縁が前記第１のスリットの側縁にそれぞれ接するように前記接続片を前記第１のスリットに通し、前記接続片の前記接続片の一端を、前記第１の基板の前記第１のスリットの両側縁の奥の下面に固定されている第１の固定具に、前記第１のスリットの両側縁間を通過したネジによって接続する。前記第１の基板と間隔をおいて平行に配置された第２の基板の前記第２のスリットに前記接続片の他端を通過させて前記第２の基板上に突出させる。前記接続片の他端を、前記第２の基板に対向する方向に屈曲し、当該第２の基板の前記スリットの周縁部分の上面に固定されている第２の固定具に当該第２の基板に対して垂直にネジ止めして接続する。

【0007】

この接続方法によれば、接続片の第２の基板への接続は、第２の基板に対向する方向に屈曲した接続片の他端を第２の基板に対して垂直にネジ止めすることによって行うので、たとえ第１及び第２の基板の側方に他の部品が存在していても、第２の基板の上方からネジを取り外せるので、これら部品に邪魔されることなく、接続片の固定解除が容易に行える。しかも、接続片の一端は、第１のスリットの側面に接触する部位にある第１の固定具に接続されているので、第１の基板の第１のスリットが回り止めとして機能し、第１の固定具に接続片の一端を固定する際に接続片の他端の位置が変化することがなく、第２の基板の第２のスリットを通過させ、接続片の他端を容易に第２の基板にネジ止めすることができる。

【0008】

上記の態様において、前記第１のスリットは、接続片が通過可能な幅を有する貫通孔とすることもできる。あるいは前記第２のスリットは、前記第２の基板に形成された貫通孔とすることもできる。また、第１のスリットは、第１の基板の側面に形成された接続片が通過可能な幅を有する切欠とすることもできるし、第２のスリットは第２の基板の側面に形成された切欠とすることもできる。また、第１及び第２のスリットを共に貫通孔とすることもできるし、あるいは共に切欠とすることもできる。また、前記第１のスリットは、複数個の前記接続片が通過可能な幅を有し、前記接続片が通過可能な切欠きが連続して形成されているものとすることもできるし、前記接続片が一つ通過可能な幅を持つ、複数のスリットで構成されているものとすることもできる。

【0009】

また、接続片の側方に、接続片が前記第２の基板上に突出した部位に、部品を配置することもできる。この場合、これら部品が接続片の第２の固定具へのネジの取り外しやネジ止めを阻害することはない。

【0010】

接続片の屈曲はアールを形成するものとすることもできる。この場合、屈曲されていても抵抗値が大きくならず、接続片での発熱を抑えることができる。

【発明の効果】

【0011】

以上のように、本発明によれば、たとえ側方に既に部品が取り付けられている状態でも、基板への接続片の固定解除や接続を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明による接続方法の１実施態様によって接続された２枚の基板を示す側面図である。

【図2】図１の上側基板の部分拡大及び部分省略平面図である。

【図3】図１の下側基板への接続片の接続を示す斜視図、部分省略平面図及び部分省略正面図である。

【図4】図１の部分拡大及び部分省略図である。

【図5】上記実施態様の第１段階を示す側面図である。

【図6】上記実施態様の第１段階の結果を示す図である。

【図7】上記実施形態の第２段階を示す図である。

【図8】上記実施形態の第２段階の結果を示す図である。

【図9】上記実施形態の第３段階を示す図である。

【図10】上記実施形態の第３段階の結果を示す図である。

【図11】本発明の第１のスリットの別の態様を示す斜視図である。

【図12】本発明の第１のスリットの他の態様を示す斜視図である。

【図13】本発明の第２のスリットの別の態様を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の１実施形態の回路基板の接続方法は、例えば溶接機用電源装置やめっき用電源装置等に実施されたもので、図１に示すように、筐体内のシャーシ２に立てた複数のスペーサ４に概略矩形の基板６が水平に取り付けられている。この基板６の上面中央には、放熱手段、例えば下側ヒートシンク８が取り付けられている。ヒートシンク８には、放熱される電子部品、例えば半導体スイッチング素子等が取り付けられている。このヒートシンク８の外周囲、例えば４隅には、複数、例えば４つの長尺のスペーサ１０が上方に向かって突出するようにそれぞれ取り付けられている。なお、シャーシ２上における基板６の側方には、図１０に示すように、トランス等の大型発熱部品やファン等の大型部品１２が幅方向（図１０の紙面の表裏方向）に複数配置されている。これら大型部品１２は、全体的に見て、長尺のスペーサ１０よりも背が高いものである。

【0014】

長尺のスペーサ１０の上端部よりも幾分低い位置に、第１の基板、例えば下側基板１４が水平に配置されている。下側基板１４も概略矩形に形成され、下側基板１４の下面には、上側ヒートシンク１６が取り付けられている。ヒートシンク１６は、ヒートシンク８上に乗っている。ヒートシンク８、１６の接触によって、下側基板１４は支持され、長尺のスペーサ１０は、下側基板１４を貫通している。下側基板１４には図示していないが電気回路が構成され、その回路中に使用される電子部品がヒートシンク１６によって冷却されている。

【0015】

下側基板１４の上方で長尺のスペーサ１０の上端に、下側基板１４と間隔をおいて取付板金１８が水平に配置され、この取付板金１８は長尺のスペーサ１０の上端面に図示していないネジによって固定されている。

【0016】

取付板金１８の上面には、複数、例えば４つの短いスペーサ２０が、取付板金１８の長さ方向及び幅方向にそれぞれ間隔をおいて取り付けられている。これら短いスペーサ２０の上端に、第２の基板、例えば上側基板２２が水平に取り付けられている。上側基板２２は概略矩形のもので、本実施形態では取付板金１８を介して下側基板１４と所定の間隔をおいて位置している。上側基板２２には図示していない電気回路が構成されている。

【0017】

上側基板２２の電気回路は、下側基板１４に構成された電気回路と接続片２４で接続されて用いられる。図２は、下側基板１４と上側基板２２とを、複数箇所、例えば６個の接続片２４で接続する場合を示している。ここで、接続片２４には、一端と他端とに孔が形成されている。

【0018】

下側基板１４の各所定場所には、図３（ａ）に示すように、第１のスリット、例えば切欠２８が形成されている。この切欠２８は、両側の側縁２８ａ、２８ａと奥側縁２８ｂとを有している。そして、第１の固定具、例えば横型コ字型金具２６が下側基板１４の下面側に取り付けられている。横型コ字型金具２６は、取付面２６ａを正面にしたとき、取付面２６ａの両側に後方に向けて側壁２６ｂ、２６ｂを有し、各側壁２６ｂ、２６ｂの上縁の一部に、取付片２６ｃ、２６ｃを有している。また、取付面２６ａには、ネジ穴が設けられている。横型コ字型金具２６は、側壁２６ｂ、２６ｂの上縁に形成した取付片２６ｃ、２６ｃを下側基板１４に形成した取付孔２９に挿入し、はんだ付けすることによって固定されている。この取付状態において、図３（ｂ）に示すように、横型コ字型金具２６の取付面２６ａが切欠２８の奥側縁２８ｂに一致している。切欠２８の側縁２８ａは、図３（ｃ）に示すように、接続片２４が通過できる余裕を持って、接続片２４の幅とほぼ同じ間隔に選択されている。接続片２４は、下側基板１４の切欠２８内を通過させると、接続片２４の幅方向が、切欠２８の両側の側縁２８ａ、２８ａで位置決めされた状態にされる。その状態で、接続片２４の一端の孔を横型コ字型金具２６に一致させ、横方向からネジ３０で固定される。接続片２４をネジ３０によって横型コ字型金具２６の取付面２６ａにネジ止めするとき、接続片２４がネジ３０の回転と共に回転しようとしても、接続片２４の幅方向が切欠２８の側縁２８ａ、２８ａに接触し、それ以上回転することはなく、上方に向けて垂直に接続片２４は取り付けられる。

【0019】

図４に示すように、接続片２４は、取付板金１８及び上側基板２２を貫通して、それらの他端が上側基板２２の上面上方に突出している。取付板金１８には、複数、例えば３つの接続片２４が通過可能な幅を持つ矩形の貫通孔３４が形成されている。本実施形態では、接続片２４が６つであるので、２つの貫通孔３４が一列に形成されている。これら貫通孔３４に対応して上側基板２２には、取付板金１８の貫通孔３４と対向する位置に、複数、例えば２つの第２のスリット、例えば矩形の貫通孔３６が一列に形成されている。これら貫通孔３６は、図２に示すように、複数、例えば３つの接続片２４が通過可能な幅を持っている。

【0020】

図４に示すように、上側基板２２の上面には、貫通孔３６の側縁に、接続片２４に対応して第２の固定具、例えば縦型コ字型金具３８が、その取付面３８ａが上面を向くように取り付けられている。縦型コ字型金具３８は、上面の取付面３８ａの両側に、下方に向けて側壁３８ｂ、側壁３８ｂを有し、側壁３８ｂ、側壁３８ｂの下縁の一部に、下方に凸の取付片３８ｃ、３８ｃを有している。また、取付面３８ａにはネジ穴が形成されている。この縦型コ字型金具３８は、上側基板２２の上面に形成した取付孔に挿入され、はんだ付けされることによって固定されている。縦型コ字型金具３８は、上側基板２２の貫通孔３６の近傍に取り付けられている。接続片２４は、上側基板２２の貫通孔３６を通過して、他端が縦型コ字型金具３８の取付面３８ａより上方に垂直に突出した状態になる。そして、接続片２４の他端の孔が、取付面３８ａに一致するように、接続片２４の他端をこの取付面３８ａ側に向けて、手で緩やかに湾曲させ、上方からネジ４０によって縦型コ字型金具３８に固定されている。その状態で接続片２４は、図１に示すように折り曲げ部分にアールが形成されるように折り曲げれている。このようにして、下側基板１４と上側基板２２の夫々の電気回路が接続されている。

【0021】

この接続方法を実施するには、まず、図３に示すように、下側基板１４の切欠２８の奥縁部２８ｂに、横型コ字型金具２６の取付面２６ａが沿うように取り付け、取付面２６ａに接続片２４を配置し、接続片２４を横方向からネジ３０で接続しておく。ここで本実施形態では、取付面２６ａを切欠２８の奥縁部２８ｂと同一面になる例を示すが、取付面２６ａが奥縁部２８ｂより若干前方に配置されてもよく、接続片２４の側面の一部が、切欠２８の側縁２８ａの内側に入り込んでいれば、接続片２４は位置決めされて、回転することはない。このように、接続片２４の両側縁は、ネジ３０を止める際に回転力が与えられても、切欠２８の両側縁２８ａ、２８ａに拘束されるので、ネジ３０による固定の際に、接続片２４がネジ３０の周りに回転することが阻止されており、接続片２４は、下側基板１４に垂直に上に向けて位置している。また、このとき下側基板１４には、上側ヒートシンク１６や図示しない回路部品も実装されている。

【0022】

次いで、図５に示すようにシャーシ２上にスペーサ４を取り付ける。下側ヒートシンク８と長尺のスペーサ１０が取り付けられた基板６をスペーサ４上に取り付ける。次に、上側ヒートシンク１６が取り付けられ、横型コ字型金具２６に接続片２４の一端がネジ止めされている下側基板１４を長尺スペーサ１０の上方から降下させて、図６に示すように上側ヒートシンク１６を下側ヒートシンク８上に乗せる。

【0023】

次に、図７に示すように、取付板金１８を、下側基板１４の上方から降下させて、図８に示すように、スペーサ１０の上端に取付板金１８を載せて、スペーサ１０の上端に取付板金１８を上方からネジ止めして固定する。取付板金１８を降下させる際、図４に示す貫通孔３４に接続片２４を通過させねばならないが、上述したように接続片２４は、下側基板１４に対して垂直に位置しているので、接続片２４と貫通孔３４とが接触することがなく、円滑に取付板金１８を降下させることができる。

【0024】

次に、図９に示すように、取付板金１８上に短いスペーサ２０を配置する。そして予め縦型コ字型金具３８を取り付けた上側基板２２を取付板金１８の上方から降下させて、短いスペーサ２０の上端に上側板金２２の下面を載せ、短いスペーサ２０に上側基板２２を上方からネジ止めする。上側基板２２を降下させる際、図４に示す貫通孔３６に接続片２４を通過させねばならないが、上述したように接続片２４は、下側基板１４に対して垂直に位置しているので、接続片２４と貫通孔３６とが接触することがなく、円滑に上側基板２２を降下させることができる。上側基板２２には、縦型コ字型金具３８以外にも、図示しない回路部品が実装されている。ここで、縦型コ字型金具３８は、上側基板２２の貫通孔３６の縁の近くに固定されているので、後述する接続片２４の折り曲げ時に、接続片２４が貫通孔３４や貫通孔３６の縁に接触した個所で折れ曲がることがない。

【0025】

この状態では、図４に示すように接続片２４の他端は、縦型コ字型金具３８の取付面３８ａよりも上方に位置しているので、その他端を作業員が手で矢印で示すように取付面３８ａ側に緩く撓めるように折り曲げて、図１に示すように、ネジ４０によって、接続片２４の他端を縦型コ字型金具３８に固定する。なお、接続片２４の他端の折曲げは、図１に示すように折り曲げ部分にアールが形成されるように行う。これによって、通電しても抵抗が大きくならないため、折り曲げ部分での発熱が小さくなる。また、接続片２４の他端を折り曲げて、折り曲げ分を上側基板２２と平行にして、上側基板２２の上方からネジ４０によって接続片２４を固定するようにしているので、ネジの止め外し作業が容易である。

【0026】

次に、図１０に示すように、シャーシ２に大型部品１２を取り付ける。スペースやレイアウトの関係上、大型部品１２が図１０のように、下側基板１４の横型コ字型金具２６の横に、ネジ３０に掛かるような配置になっている場合、下側基板１４のメンテナンスをする際に、大型部品１２に阻害されて、ネジ３０を外す作業は困難を極める。しかし、この実施形態のように上側基板２２に取り付けられた、縦型コ字型金具３８の取付面３８ａを上側基板２２と平行にすれば、接続片２４のネジ４０と短いスペーサ２０のネジを上方から取り外し、取付板金１８の上方から長尺のスペーサ１０のネジを取り外せば、下側基板１４が上方向に引き抜けるので、大型部品１２に阻害されずに、上方向からのネジの解除が行え、メンテナンス後も上方からネジ止め作業を行うことができる。

【0027】

上記の実施形態では、スペーサ４で支持した基板６上に長尺のスペーサ１０を設けたが、スペーサ４及び基板６を除去し、長尺のスペーサ１０をシャーシ２上に直接に立てることもできる。また、取付板金１８を設置したが、場合によっては、これを除去することもできる。また、２つのヒートシンク８、１６を設けたが、いずれか一方のヒートシンクのみ設けることもできる。その場合、設けるヒートシンクは、ヒートシンク８、１６を合わせた形状とすることもできる。また、下側基板１４は、それに設けたヒートシンク１６をヒートシンク８上に配置することで姿勢を維持しているが、例えば長尺のスペーサ１０の上端が下側基板１４の下面に接触する長さにスペーサ１０をして、スペーサ１０に下側基板１４を固定することもできる。この場合、取付板金１８を下側基板１４に固定するために、下側板金１４の上面にスペーサを設ける。また、縦型コ字型金具３８を上側基板２２に設けたが、これに限ったものではなく、取付面３８ａが上側基板２２の上面と平行にある固定具であれば、種々のものを使用することができる。同様に、横型コ字型金具２６を使用したが、取付面２６ａが大型部品１２側にあるものであれば種々の形状のものを使用することができる。

【0028】

上記の実施形態では、複数の接続片２４によって上側基板２２と下側基板１４とを接続したが、少なくとも１つの接続片２４によって両者を接続するようにすることもできる。また、取付板金１８に形成した貫通孔３４及び上側基板２２に形成した貫通孔３６は、複数の接続片２４を収容することができる幅を持つ者としたが、貫通孔３４、３６をいずれも１つの接続片２４が通過可能な幅に構成し、各接続片２４に対応するように複数個を取付板金１８及び上側基板２２に形成することもできる。

【0029】

また、下側基板１４に第１のスリットとして切欠２８を形成したが、切欠に限ったものではなく、例えば図１１に示すように横型コ字型金具２６に取り付けられた接続片２４の両側縁が接触可能な両側縁を有する貫通孔、例えば矩形の貫通孔１２８を第１のスリットとして使用することもできる。この場合でも、横型コ字型金具２６は、貫通孔１２８の下側に位置するように下側基板１４に上記の実施形態で説明したのと同様に取り付けられる。また、図１２に示すように、複数の接続片２４を収容可能な幅を持つ１つの貫通孔２２８に複数の接続片を通過させる場合には、貫通孔２２８の後縁に、上述した切欠２８と同じような関係を接続片２４に対して持つ複数の切欠３２８を、各横型コ字型金具２６の取付位置に対応させて設ければよい。また、第２のスリットとして貫通孔３６を上側基板２２に形成したが、第２のスリットとして、図１３に示すように複数の接続片２４を収容可能な幅を持つ切欠３６ａを形成することもできる。この切欠３６ａも、上述したように接続片２４ごとに個別に形成することもできる。取付板金１８に形成した貫通孔３４も、同様に切欠に変更することが可能で、これも複数の接続片を収容可能な幅を持つものを接続片２４の総数よりも少なく形成することもできるし、複数の接続片それぞれに対応して切欠を取付板金１８に形成することもできる。下側基板１４の第１のスリットが、個々の接続片２４の幅に対応する切欠や貫通孔であれば、接続片２４を下側基板１４の横型コ字型金具２６にネジ止めする際の位置決めおよび回り止めされるため、上側基板２２の第２のスリットの形状は、自由度を持って適宜選択することができる。例えば、図４で見て上側基板２２の左側面の位置が、接続片２４よりも右に配置されるようにすることも考えられる。しかしながら本実施形態のように、接続片２４を第２のスリットを通過させるようにすることで、周囲の部品等に接続片２４が接触することが防止でき、絶縁効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0030】

１４ 下側基板（第１の基板）
２２ 上側基板（第２の基板）
２４ 接続片
２８ 切欠（第１のスリット）
３６ 貫通孔（第２のスリット）

【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】