(57)【要約】【課題】  部品どうしの嵌合状態に関し、部品公差分をなくする方向に作用し位置合わせばらつきを収束させる高信頼性の位置決め機構、及びそれを利用した組み合わせ部品及びそれを伴う半導体装置を提供する。【解決手段】  部品１２のボス１２１は干渉部材１２２を有し、部品１１の穴１１１との嵌合に、ねじれを伴うようになっている。干渉部材１２２は、ボス１２１周縁から突出した羽部１２２ａ〜１２２ｄで構成される。羽部１２２ａ〜１２２ｄは、穴１１１との嵌合に際し、矢印Ａ１に示すように穴１１１の縁で内側に押されることによってボス１２１に所定回転方向（矢印Ａ２）のねじれ及びその反発が生じるように配されている。穴１１１とボス１２１の嵌合時に羽部１２２ａ〜１２２ｄの弾性で部品公差分が吸収、緩和され、ずれのない高精度の位置決めが実現される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの部品どうしを組み合わせる際の位置決めに前記部品それぞれに設けられた穴とボスを利用し、前記ボスは、前記穴との嵌合にねじれを伴わせる干渉部材を有し前記穴の中心へと合わせ込むようにする位置決め機構。
【請求項２】
前記干渉部材は、前記ボス周縁から突出した２つ以上の羽部を含み、前記穴の縁で押されることによって前記ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発が生じるように配されている請求項１記載の位置決め機構。
【請求項３】
前記干渉部材は、前記ボス周縁から前記ボスの所定回転方向に向くように突出した回転対称形態の複数の羽部を含み、前記穴の縁で押されることによって前記ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発を生じさせる請求項１記載の位置決め機構。
【請求項４】
前記干渉部材は、前記ボス先端部に向かってテーパ形状を有する請求項１〜３いずれか一つに記載の位置決め機構。
【請求項５】
位置合わせ用の所定数の穴を有する第１の部品と、
前記穴に嵌合するように干渉部材を配したボスをそれぞれ有する第２の部品と、
を含み、
前記第１の部品と前記第２の部品の結合に関し、少なくとも前記ボスは前記穴の縁との間に前記干渉部材が介在し、前記干渉部材が前記穴の縁で押されることによって前記ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発が生じて固定される組み合わせ部品。
【請求項６】
前記第１の部品と前記第２の部品を締結する固定部材をさらに具備する請求項５記載の組み合わせ部品。
【請求項７】
前記干渉部材は、前記ボス周縁から突出した２つ以上の羽部を含み、前記羽部はそれぞれ前記ボス先端部に向かってテーパ形状を有している請求項５または６記載の組み合わせ部品。
【請求項８】
前記干渉部材は、前記ボス周縁から前記ボスの所定回転方向に向くように突出した回転対称形態の複数の羽部を含み、前記羽部はそれぞれ前記ボス先端部に向かってテーパ形状を有している請求項５または６記載の組み合わせ部品。
【請求項９】
１個以上のＩＣチップを搭載し少なくとも位置合わせ用の穴を有する回路基板と、
少なくとも前記穴に嵌合するように干渉部材を配したボスを有する基板支持部と、
前記回路基板と前記基板支持部を結合し固定する固定部材と、
を含み、
前記回路基板と前記基板支持部の結合に関し、少なくとも前記ボスは、前記穴の縁との間に前記干渉部材が介在し、前記干渉部材が前記穴の縁で押されることによって前記ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発が生じることで前記穴と嵌合している半導体装置。
【請求項１０】
前記基板支持部は、プラスチック製の筐体であり、前記干渉部材は、前記ボス周縁から前記ボスの所定回転方向に向くように突出した回転対称形態の複数の羽部を含み、前記羽部はそれぞれ前記ボス先端部に向かってテーパ形状を有している請求項９記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック部品や回路基板を利用した製品の、組み合わせ部に与えられる位置決め機構、及びそれを利用した組み合わせ部品及びそれを伴う半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯機器等、製品の小型化が進むと共に多機能化が著しい。これにより、製品内部の部品は、より多数で複雑な組み合わせを要する。部品相互の組み付けに与えられる位置合わせ余裕は非常に小さいものとなっている。
【０００３】
図５は、一般的な組み合わせ部品の取付け形態の例を示す平面図である。基板５１には四隅に取付け用の穴Ｈ１〜Ｈ４が設けられている。筐体（ケース）５２は、基板５１の穴Ｈ１、Ｈ３に挿入されるボスＢ１、Ｂ２を有する。また、筐体５２は、基板５１の穴Ｈ２、Ｈ４に対応する位置にネジＳ１、Ｓ２のネジ穴が設けられている。筐体５２と基板５１は、筐体５２のボスＢ１、Ｂ２が基板５１の穴Ｈ１、Ｈ３に挿入されることにより位置決めがなされる。そして、筐体５２と基板５１は、ネジＳ１、Ｓ２の締結によって固定される。
【０００４】
上記穴（Ｈ１またはＨ３）とボス（Ｂ１またはＢ２）は、部品公差が考慮されて設けられている。ここでの部品公差とは、穴径公差、穴位置公差、ボス径公差、ボス位置公差である。このような部品公差の都合上、上記穴（Ｈ１またはＨ３）とボス（Ｂ１またはＢ２）は、穴径をボス径に比べてある程度大きくしている。そのため隙間Ｇが生じ、位置決めにばらつきが発生する。また、基板５１におけるネジＳ１、Ｓ２挿入用の穴Ｈ２、Ｈ４は、位置決めばらつきに応じた大きな径を有する。すなわち、筐体５２と基板５１の位置決めは、ボス（Ｂ１またはＢ２）と穴（Ｈ１またはＨ３）の径の違い（隙間Ｇ）に依存してばらつく。
【０００５】
上記従来の穴とボスの関係のような構造では、任意方向の位置決めばらつきが常に伴う。これにより、小型化された携帯機器等の製品の組立てに対応し難くなってきている。例えば、液晶モジュールを筐体（ケース）に組み付ける際に、液晶モジュールとケースの窓部を正確に組み合わせる必要がある。部品どうしの組み合わせにおいて位置決めばらつきが大きいと、結局、製品の小型化を阻害する結果となる。
【０００６】
従来、ネジ止め機構として、回転防止用のリブを設けた凸側ネジボスと、嵌合用の凹側ネジボスを有する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。嵌合状態で、凹側ネジボスの背面から透孔に結合用ネジを挿入して凸側ネジボスのネジ孔に螺合させる。ネジの回転トルクで凸側ネジボスがねじれるのをリブと凹側ネジボスとの嵌合が防止するしくみとなっている。このようなボスどうしの嵌合、固定にも、やはり位置合わせ余裕（隙間）が必要である。
【特許文献１】特開平１１−２２０２６９号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のボスと穴、あるいはボス（凸側、凹側ネ
ジボス）どうしは、部品公差に伴う隙間を設けるため、部品どうしの取付けに僅かながらもずれが生じる。しかもそのずれは任意方向であって予測できない。小型化される携帯機器等の製品の組立てには、高精度の位置決めが必要である。特に、回路基板のような硬度のある同一平面上に２ヶ所以上設けられた穴に対してボスで位置決めする場合、部品公差分に伴う僅かな位置ずれも許容できなくなる恐れがある。
【０００８】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、部品どうしの嵌合状態に関し、部品公差分をなくする方向に作用し位置合わせばらつきを収束させる高信頼性の位置決め機構、及びそれを利用した組み合わせ部品及びそれを伴う半導体装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る位置決め機構は、少なくとも２つの部品どうしを組み合わせる際の位置決めに前記部品それぞれに設けられた穴とボスを利用し、前記ボスは、前記穴との嵌合にねじれを伴わせる干渉部材を有し前記穴の中心へと合わせ込むようにすることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明に係る位置決め機構によれば、ボスは干渉部材を有し、穴との嵌合に利用される。干渉部材はボスの中心合わせ、位置決めに際し、穴との部品公差分の隙間を吸収する。
【００１１】
また、上記本発明に係る位置決め機構において、前記干渉部材は、前記ボス周縁から突出した２つ以上の羽部を含み、前記穴の縁で押されることによって前記ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発が生じるように配されていることを特徴とする。羽部が有する弾性で部品公差分を吸収、緩和し、ずれのない高精度の位置決めに寄与する。
【００１２】
また、上記本発明に係る位置決め機構において、前記干渉部材は、前記ボス周縁から前記ボスの所定回転方向に向くように突出した回転対称形態の複数の羽部を含み、前記穴の縁で押されることによって前記ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発を生じさせることを特徴とする。回転対称形態の複数の羽部は、その弾性で部品公差分を吸収、緩和し、ずれのない高精度の位置決めに寄与する。
【００１３】
また、上記本発明に係る位置決め機構において、前記干渉部材は、前記ボス先端部に向かってテーパ形状を有することを特徴とする。これにより、ボスは、位置決め初期、対応する穴に案内され、除々に所定回転方向のねじれ及びその反発が強くなり、最終的に安定する。
【００１４】
本発明に係る組み合わせ部品は、位置合わせ用の所定数の穴を有する第１の部品と、前記穴に嵌合するように干渉部材を配したボスをそれぞれ有する第２の部品と、を含み、前記第１の部品と前記第２の部品の結合に関し、少なくとも前記ボスは前記穴の縁との間に前記干渉部材が介在し、前記干渉部材が前記穴の縁で押されることによって前記ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発が生じて固定されることを特徴とする。
【００１５】
上記本発明に係る組み合わせ部品によれば、ボスは干渉部材を配し、穴との嵌合に干渉部材を介在させる。干渉部材はボスの中心合わせ、位置決めに際し、穴との部品公差分の隙間を吸収する。
【００１６】
また、上記本発明に係る組み合わせ部品において、前記第１の部品と前記第２の部品を締結する固定部材をさらに具備することを特徴とする。組み合わせ部品として、ずれのない高精度の位置決めを経た後、締結に至る。信頼性のある安定した固定が実現できる。
【００１７】
また、上記本発明に係る組み合わせ部品において、前記干渉部材は、前記ボス周縁から突出した２つ以上の羽部を含み、前記羽部はそれぞれ前記ボス先端部に向かってテーパ形状を有していることを特徴とする。これにより、ボスは、位置決め初期、羽部のテーパ形状を伴い、対応する穴に案内され、羽部が有する弾性により除々に所定回転方向のねじれ及びその反発が強くなり、最終的に安定する。
【００１８】
また、上記本発明に係る組み合わせ部品において、前記干渉部材は、前記ボス周縁から前記ボスの所定回転方向に向くように突出した回転対称形態の複数の羽部を含み、前記穴の縁で押されることによって前記ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発を生じさせることを特徴とする。回転対称形態の複数の羽部は、その弾性で部品公差分を吸収、緩和し、ずれのない高精度の位置決めに寄与する。しかも、羽部のテーパ形状により、ボスは、位置決め初期、対応する穴に案内され、羽部の持つ弾性で、除々に所定回転方向のねじれ及びその反発が強くなり、最終的に安定する。
【００１９】
本発明に係る半導体装置は、１個以上のＩＣチップを搭載し少なくとも位置合わせ用の穴を有する回路基板と、少なくとも前記穴に嵌合するように干渉部材を配したボスを有する基板支持部と、前記回路基板と前記基板支持部を結合し固定する固定部材と、を含み、前記回路基板と前記基板支持部の結合に関し、少なくとも前記ボスは、前記穴の縁との間に前記干渉部材が介在し、前記干渉部材が前記穴の縁で押されることによって前記ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発が生じることで前記穴と嵌合していることを特徴とする。
【００２０】
上記本発明に係る半導体装置によれば、回路基板のような硬度のある同一平面上に設けられた所定数の穴に対し、基板支持部側のボスで位置決めされる。ボスは干渉部材を配し、穴との嵌合に干渉部材を介在させる。干渉部材はボスの中心合わせ、位置決めに際し、穴との部品公差分の隙間を吸収する。これにより、基板支持部は、回路基板と、ずれのない高精度の位置決めに寄与する。
【００２１】
なお、上記本発明に係る半導体装置において、前記基板支持部は、プラスチック製の筐体であり、前記干渉部材は、前記ボス周縁から前記ボスの所定回転方向に向くように突出した回転対称形態の複数の羽部を含み、前記羽部はそれぞれ前記ボス先端部に向かってテーパ形状を有していることを特徴とする。回転対称形態の複数の羽部は、その弾性で部品公差分を吸収、緩和し、ずれのない高精度の位置決めに寄与する。しかも、羽部のテーパ形状により、ボスは、位置決め初期、対応する穴に案内され、羽部の持つ弾性で、除々に所定回転方向のねじれ及びその反発が強くなり、最終的に安定する。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る位置決め機構の要部を示す平面図である。
２つの部品１１，１２どうしを組み合わせる際の位置決めの形態を示している。部品１１は穴１１１を有する。部品１２はボス１２１を有する。部品１１，１２は、これら穴１１１とボス１２１を利用して位置決めされる。ボス１２１は、穴１１１との嵌合にねじれを伴わせる干渉部材１２２を有し、穴１１１の中心へと合わせ込むようになっている。干渉部材１２２は、例えばボス１２１周縁から突出した羽部１２２ａ〜１２２ｄで構成される。羽部１２２ａ〜１２２ｄは、穴１１１との嵌合に際し、矢印Ａ１に示すように穴１１１の縁で内側に押されることによってボス１２１に所定回転方向（矢印Ａ２）のねじれ及びその反発が生じるように配されている。
【００２３】
上記羽部１２２ａ〜１２２ｄは、ボス１２１の部材の延長で構成されている。羽部１２２ａ〜１２２ｄは、ボス１２１の周縁からボスの所定回転方向Ａ２に向くように突出した回転対称形態となっている。羽部１２２ａ〜１２２ｄは、穴１１１とボス１２１の嵌合時に多少変形する。これにより、部品１１と１２は、穴１１１とボス１２１の嵌合時に羽部１２２ａ〜１２２ｄの弾性で部品公差分が吸収、緩和される。この結果、ずれのない高精度の位置決めが実現できる。
【００２４】
図２は、図１のボス１２１の構成を横からみた外観図である。部品１１は穴１１１の部分を断面にしている。干渉部材１２２（羽部１２２ａ〜１２２ｄ）は、ボス１２１先端部に向かってテーパ形状Ｔを有する。これにより、ボス１２１は、位置決め初期、対応する部品１１の穴１１１に案内される。そして、ボス１２１が穴１１１に差込まれて、位置決め、固定段階では除々に所定回転方向Ａ２のねじれ及びその反発が強くなり、最終的に安定する。
【００２５】
上記実施形態の構成によれば、ボス１２１は干渉部材１２２（羽部１２２ａ〜１２２ｄ）を有し、部品１１と１２の嵌合に利用される。干渉部材１２２（羽部１２２ａ〜１２２ｄ）は、部品１１と１２の間に与えられる部品公差分をなくする方向に作用する。すなわち、ボス１２１は、回転対称形態で配された羽部１２２ａ〜１２２ｄによって、部品１１と１２の嵌合で、よりボス１２１の中心または穴１１１の中心に向かって位置決め固定されていく。これにより、結合されるべき部品１１と１２は、部品公差分が吸収、緩和され、ずれのない高精度の位置決めが達成できる。
【００２６】
図３は、前記図１、図２に示したような、干渉部材付きボスの変形例を示す平面図である。干渉部材としての羽部の数は２つ以上なら幾つでもよい（図３（ａ））。また、ボス本体は円柱を基礎としなくてもよい（図３（ｂ））。
【００２７】
例えば、図３（ａ）に示す構成は次のようである。ボス２２１は干渉部材２２２（羽部２２２ａ〜２２２ｃ）を有し、部品２１と２２の嵌合に利用される。干渉部材２２２（羽部２２２ａ〜２２２ｃ）は、部品２１と２２の間に与えられる部品公差分をなくする方向に作用する。すなわち、ボス２２１は、回転対称形態で配された羽部２２２ａ〜２２２ｃによって、部品２１と２２の嵌合で、よりボス２２１の中心または穴２１１の中心に向かって位置決め固定されていく。これにより、結合されるべき部品２１と２２は、部品公差分が吸収、緩和され、ずれのない高精度の位置決めが達成できる。つまり、ボス周縁から突出した複数の羽部は、２つ以上なら幾つでもよい。これら羽部は、嵌合される穴の縁で押されることによって、ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発が生じるように配されることが重要である。羽部の配置が回転対称形となっていることによって、ボスの中心への位置決めが可能になる。
【００２８】
例えば、図３（ｂ）に示す構成は次のようである。ボス３２１の本体は、四角柱を基礎としている。ボス３２１は、干渉部材３２２（羽部３２２ａ〜３２２ｄ）を有し、部品３１と３２の嵌合に利用される。干渉部材３２２（羽部３２２ａ〜３２２ｄ）は、部品３１と３２の間に与えられる部品公差分をなくする方向に作用する。すなわち、ボス３２１は、回転対称形態で配された羽部３２２ａ〜３２２ｄによって、部品３１と３２の嵌合で、よりボス３２１の中心または穴３１１の中心に向かって位置決め固定されていく。これにより、結合されるべき部品３１と３２は、部品公差分が吸収、緩和され、ずれのない高精度の位置決めが達成できる。つまり、ボス本体は羽部と共に均等な回転中心が得られれば、円柱を基礎としなくてもよい。羽部の配置が回転対称形をとることができるような柱状形態が望ましい。複数の羽部は、嵌合される穴の縁で押されることによって、ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発が生じるように配されることが重要である。これにより、ボスの中心への位置決めが可能になる。
【００２９】
図４は、本発明の応用形態を示す平面図であり、前記図１、図２に示したような、干渉部材付きボスを利用した組み合わせ部品、これにより実現される半導体装置の構成を示す。２つの部品４１，４２どうしを組み合わせ、結合された状態を示している。部品４１は、ＩＣチップＣＨＩＰを１個以上搭載する回路基板であり、例えば四隅に穴４１１，４１２を有する。部品４２は、例えばプラスチック部材の筐体で、ボス４２１及びネジ穴を有する。部品４１，４２は、これら穴４１１とボス４２１を利用して位置決めされ、かつ穴４１２とネジ穴を通すネジ４３で締結、固定されている。
【００３０】
ボス４２１は、穴４１１との嵌合にねじれを伴わせる干渉部材４２２を有し、穴４１１の中心へと合わせ込むようになっている。干渉部材４２２は、前記図１、図２に示す構成と同様に、ボス４２１周縁から突出した羽部４２２ａ〜４２２ｄで構成される。すなわち、羽部４２２ａ〜４２２ｄは、穴４１１との嵌合に際し、穴４１１の縁で内側に押されることによってボス４２１に所定回転方向のねじれ及びその反発が生じるように配されている。
【００３１】
上記羽部４２２ａ〜４２２ｄは、ボス４２１のプラスチック部材の延長で構成されている。羽部４２２ａ〜４２２ｄの配列は、ボス４２１の回転中心軸方向からみて回転対称形態となっている。また、羽部４２２ａ〜４２２ｄは、ボス４２１先端部に向かってテーパ形状を有する。これにより、ボス４２１は、位置決め初期、対応する部品４１の穴４１１に案内される。そして、穴４１１に差し込まれていくボス４２１は、除々に所定回転方向のねじれ及びその反発が強くなり、位置決めされる。羽部４２２ａ〜４２２ｄは、穴４１１とボス４２１の嵌合時に多少変形する。これにより、部品４１と４２は、穴４１１とボス４２１の嵌合時に羽部４２２ａ〜４２２ｄの弾性で部品公差分が吸収、緩和される。この結果、ずれのない高精度の位置決めが実現できる。位置決め後、穴４１２とネジ穴を通すネジ４３で締結すれば、位置ずれのない固定が実現される。
【００３２】
上記実施形態の構成によれば、小型化された携帯機器等の製品の組立てに優れた効果を発揮する。例えば、部品４１は液晶モジュールの回路基板、部品４２はプラスチック部材の筐体（ケース）とする。この両者を組み付ける際に、干渉部材４２２（羽部４２２ａ〜４２２ｄ）を有するボス４２１が利用され、液晶モジュールとケースの窓部を正確に組み合わせることができる。これにより、位置決めばらつきのない部品どうしの組み合わせが達成でき、製品の小型化に寄与する半導体装置が実現できる。
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、２つの部品の組み合わせに、干渉部材付きのボスを穴に挿入して位置決めする。干渉部材は複数の羽部であり、ボス周縁から回転対称形態で突出させて構成される。部品どうしの嵌合で、羽部は穴の縁で押されることによって、ボスに所定回転方向のねじれ及びその反発を生じさせる。これにより、２つの部品の位置決めは、ボスの中心または穴の中心に向かい、部品公差分が吸収、緩和されて、ずれがなくなる。また、その後のネジの締結により、高精度で確実な固定が達成される。この結果、部品どうしの嵌合状態に関し、部品公差分をなくする方向に作用し位置合わせばらつきを収束させる高信頼性の位置決め機構、及びそれを利用した組み合わせ部品及びそれを伴う半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】一実施形態に係る位置決め機構の要部を示す平面図。
【図２】図１のボスの構成を横からみた外観図。
【図３】図１、図２に示す構成の変形例を示す平面図。
【図４】本発明の応用形態を示す平面図。
【図５】一般的な組み合わせ部品の取付け形態の例を示す平面図。
【符号の説明】
【００３５】
１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２…部品、１１１，２１１，４１１，４１２、Ｈ１，Ｈ３…穴、１２１，２２１，Ｂ１，Ｂ２…ボス、１２２，２２２，３２２…干渉部材、１２２ａ〜１２２ｄ，２２２ａ〜２２２ｃ、３２２ａ〜３２２ｄ…羽部、４３…ネジ、５１…基板、５２…筐体、Ｇ…隙間。
【図１】
2006073563.tif 000003
【図２】
2006073563.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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