(57)【要約】      （修正有）【課題】電気的、機構的に信頼性が高く、構造が簡単で実装密度を高くすることができ、大電流を供給できる多層プリント配線板給電装置を提供する。【解決手段】多層プリント配線板で構成されたバックボード１１に電源ケーブル１４を介して電源を供給する給電装置であって、前記バックボード１１の表面に締結体が貫通する少なくとも２個の貫通穴１２１が設けられた実装パッド１２と、金属ブロックで形成され、前記実装パッドに設けられた貫通穴と重なり合うように取り付け穴１３１が設けられた電源端子１３とを具備し、前記電源端子１３は、前記バックボード１１の下表面から挿入される締結体１５を介して実装パッド１２に固着され、前記電源ケーブル１４の端部はバックボードの上表面に固着された前記電源端子１３の少なくとも一方の取り付け穴１３１に挿入される締結体１６を介して電源端子１３に固着される。【選択図】図１
2011210962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層プリント配線板で構成されたバックボードに電源ケーブルを介して電源を供給する多層プリント配線板給電装置であって、
前記バックボードの上下表面および各内層にそれぞれ同一形状の配線パターンにより形成され、締結体が貫通する少なくとも２個の貫通穴が設けられた実装パッドと、
導電率の高い金属のブロックで形成されて上下方向に貫通し前記実装パッドに設けられた貫通穴と重なり合うように少なくとも２個の取り付け穴が設けられた電源端子とを具備し、
前記電源端子は、前記バックボードの下表面に形成された実装パッドの少なくとも一方の貫通穴から挿入される締結体を介して前記バックボードの上表面に形成された実装パッドに固着され、
前記電源ケーブルの端部はバックボードの上表面に固着された前記電源端子の少なくとも一方の取り付け穴に挿入される締結体を介して電源端子に固着されることを特徴とする多層プリント配線板給電装置。
【請求項２】
前記実装パッドは、複数のスルーホールを介して互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板給電装置。
【請求項３】
前記締結体は、ネジであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多層プリント配線板給電装置。
【請求項４】
前記締結体は、リベットであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多層プリント配線板給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層プリント配線板給電装置に関するもので、詳しくは、信頼性と実装密度の改善に関するものである。
【０００２】
一般に電子機器では、電子部品の実装密度を高めて装置の小型化を図るために、多層プリント配線が広く用いられている。図１２はこのような従来の多層プリント配線板給電装置の一例を示す構成説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はその部分断面図である。
【０００３】
多層プリント配線板で構成されたバックボード１には、多層プリント配線板にそれぞれ設けられているプラスやマイナスの所定電位の電源配線パターンを電気的に接続するように、複数のスルーホール２が設けられている。図１２の例では、電源端子３ごとに、５個のスルーホール２が対向するように配列されている。
【０００４】
電源端子３には、これら複数のスルーホール２に圧入固着される複数のプレスフィット端子３１が設けられるとともに、ネジ穴３２も設けられている。電源端子３は、これら複数のプレスフィット端子３１をそれぞれ所定のスルーホール２に圧入されて固着される。
【０００５】
バックボード１に圧入固着された電源端子３には電源ケーブル４の端部に圧着された丸端子４１を重ね合わせ、これら丸端子４１およびネジ穴３２にネジ５を螺合させて締め付け固定する。
【０００６】
これにより、各電源ケーブル４で供給される電流は、電源端子３→スルーホール２→バックボード１の内層にある電源パターン６を通って、図示しない負荷に供給される。
【０００７】
ところで、大型の電子機器の場合、バックボード１のプリント配線板の層数が多くなるほど電源コネクタなどのはんだ付けが困難になることから、バックボード１の製造性を向上させるためには、プレスフィット端子３１を使用せざるを得ない。
【０００８】
特許文献１には、プレスフィット端子を介してバックボードに電源を供給する電源供給端子の構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第０１／０９９２３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、プレスフィット端子３１を用いる場合、スルーホール２の数が少ないことや圧入後のスルーホール２の信頼性などから、大電流（１０Ａ程度）を流すことができない。
【００１１】
また、電源端子３については、プレスフィット端子３１を介してバックボード１に固定されていることから強度に問題があり、電源ケーブル４として太いものを接続することはできない。
【００１２】
さらに、安全性の観点から分散給電が望ましいが、このためには給電端子の数を多くしなければならず、その他の実装部品スペースが狭くなり、電源ケーブル４が密集することによりネジ固定などの作業性が低下するという新たな問題が発生する。
【００１３】
すなわち、バックボード１において集中給電を行うと、負荷側のショート事故が発生した場合、そこに電流が集中して、バックボード１や電源端子３に発煙や発火が起こることがある。電源には、ショート時に出力を絞るなどの安全装置があるものの、集中給電で使用する電源は出力電力が大きいため、安全保護動作点の電力も大きくなり、事故が起こる可能性がある。これを防ぐには、大電流対応の端子３や、バックボード１の電源パターンを広くするなどが考えられるが、他の実装部品スペースが狭くなることや、信号パターンの配線領域が制限されることになる。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題点に着目したものであり、その目的は、電気的、機構的に信頼性が高く、構造が簡単で実装密度を高くすることができ、大電流を供給できる多層プリント配線板給電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を達成する請求項１の発明は、
多層プリント配線板で構成されたバックボードに電源ケーブルを介して電源を供給する多層プリント配線板給電装置であって、
前記バックボードの上下表面および各内層にそれぞれ同一形状の配線パターンにより形成され、締結体が貫通する少なくとも２個の貫通穴が設けられた実装パッドと、
導電率の高い金属のブロックで形成されて上下方向に貫通し前記実装パッドに設けられた貫通穴と重なり合うように少なくとも２個の取り付け穴が設けられた電源端子とを具備し、
前記電源端子は、前記バックボードの下表面に形成された実装パッドの少なくとも一方の貫通穴から挿入される締結体を介して前記バックボードの上表面に形成された実装パッドに固着され、
前記電源ケーブルの端部はバックボードの上表面に固着された前記電源端子の少なくとも一方の取り付け穴に挿入される締結体を介して電源端子に固着されることを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の多層プリント配線板給電装置において、
前記実装パッドは、複数のスルーホールを介して互いに電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の多層プリント配線板給電装置において、
前記締結体は、ネジであることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載の多層プリント配線板給電装置において、
前記締結体は、リベットであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
これらにより、比較的簡単な構成で、電気的、機構的に信頼性が高く、構造が簡単で実装密度を高くすることができ、大電流を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】実装パッド１２の具体例図である。
【図３】電源端子１３の具体例図である。
【図４】図１のように構成される多層プリント配線板給電装置の動作説明図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成説明図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す構成説明図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す構成説明図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す構成説明図である。
【図９】本発明の他の実施例を示す構成説明図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示す構成説明図である。
【図１１】本発明の他の実施例を示す構成説明図である。
【図１２】従来の多層プリント配線板給電装置の一例を示す構成説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はその部分断面図である。
【００２２】
図１において、多層プリント配線板で構成されたバックボード１１の上下表面および各内層には、それぞれ同一形状（図１の例では矩形）の配線パターンよりなる実装パッド１２が形成されている。これら実装パッド１２には、締結体としてのネジ１５が貫通する貫通穴１２１が２個形成されている。
【００２３】
バックボード１１の上表面に形成されている複数の実装パッド１２には、それぞれプラス側またはマイナス側の電源端子１３が、バックボード１１の下表面に形成されている実装パッド１２を介して締結体として螺合されるネジ１５により取り付け固着される。ここで、電源端子１３の高さは、プラス側がマイナス側よりも低く形成されている。
【００２４】
バックボード１１の上表面にネジで取り付けられた電源端子１３の上表面に開口しているネジ穴１３１には電源ケーブル１４の端部に圧着された丸端子１４１を重ね合わせ、これら丸端子１４１およびネジ穴１３１にネジ１６を螺合させて締め付け固定される。ここで、電源端子１３の高さは、プラス側がマイナス側よりも低く形成されているので、プラス側とマイナス側の電源ケーブル１４はこれら電源端子１３の高さの違いにより整然と配列されることになる。
【００２５】
図２は実装パッド１２の具体例図であって、（Ａ）はネジ１５の取り付け面に形成された実装パッド１２を示し、（Ｂ）は電源端子１３の取り付け面に形成された実装パッド１２を示している。これらいずれの実装パッド１２も平坦面として形成され、前述のようにネジ１５を貫通させる貫通穴１２１が形成されるとともに、プリント配線板の両面間を電気的に接続するための複数のスルーホール１２２が形成されている。また、ネジ１５の取り付け面に形成された実装パッド１２はネジ１５の頭部が接触する部分１２３のみ導体パターンが露出するようにソルダーレジストがリング状に除去され、電源端子１３の取り付け面に形成された実装パッド１２は全面の導体パターンが露出するようにソルダーレジストが除去されている。
【００２６】
図３は、電源端子１３の具体例図である。電源端子１３は、導電率の高い金属のブロックで形成されたものであり、上下方向に貫通する２個の取り付け穴としてのネジ穴１３１が設けられている。なお、電源端子１３の上下表面は、平坦面に形成されている。
【００２７】
図４は、図１のように構成される多層プリント配線板給電装置の動作説明図である。電源ケーブル１４を介して供給される電流は、電源端子１３から実装パッド１２に形成されているスルーホール１２１を通り、バックボード１１の内層に形成されている電源パターン１１１を通って、図示しない負荷に供給される。
【００２８】
このような構成によれば、電源端子１３には少なくとも２個の取り付け用のネジ穴１３１を設けているので、ネジ１５の螺合による簡単なネジ止め工程でバックボード１１に電源端子１３を実装することができ、高い固定強度が得られるとともに、電源ケーブル１４をネジ１６で締め付け固定する場合にも電源端子１３が回転することはない。
【００２９】
また、高さの違う電源端子１３を用いることで、バックボード１１表面の実装スペースを有効に使用することができる。
【００３０】
また、電源端子１３のブロック形状は単純であり、電源端子１３の加工は上下方向に貫通する少なくとも２個のネジ穴の穴あけおよびタップ工程であって、高い製造効率が得られる。
【００３１】
さらに、バックボード１１を構成するすべての内層に、複数のスルーホール１２２が形成された実装パッド１２パターンを設けていることから、スルーホール１２２の信頼性が高くなり、１００Ａ程度の大電流も供給できる。
【００３２】
図５は本発明の他の実施例を示す構成説明図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図５において、電源端子１３にはケーブルの端部をネジ止めするためのネジ穴１３１が２個設けられていることから、一方のネジ穴１３１には電源ケーブル１４の端部に圧着された丸端子１４１を重ね合わせてネジ１６を螺合させて締め付け固定接続して、他方のネジ穴１３１には電圧モニタ用のケーブル１７の端部に圧着された丸端子１７１を重ね合わせてネジ１６を螺合させて締め付け固定接続する。
【００３３】
これにより、モニタ電圧に基づいて電源の出力電圧をコントロールすることで、電源ケーブル１４のインピーダンスによる電圧降下分を補償することができ、電源端子１３部分における電圧設定精度を高めることができる。
【００３４】
なお、電圧モニタ用のケーブル１７の代わりに、温度センサを接続して異常時における上昇温度を検知し、たとえば測定温度があらかじめ設定された警報レベルを超えたら電源の出力を停止させるように制御してもよい。
【００３５】
図６も本発明の他の実施例を示す構成説明図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図６において、バックボード１１の左右両端近傍には対向するように２個の電源端子１３が固定配置され、たとえば右側に配置された電源端子１３の一方のネジ穴１３１には電源ケーブル１４の端部に圧着された丸端子１４１を重ね合わせてネジ１６が螺合されて締め付け固定接続され、他方のネジ穴１３１には電源中継ケーブル１８の一端に圧着された丸端子１８１が重ね合わされネジ１６が螺合されて締め付け固定接続される。そして、電源中継ケーブル１８の他端に圧着された丸端子１８２は、左側に配置された電源端子１３の一方のネジ穴１３１に重ね合わされてネジ１６が螺合され締め付け固定接続される。
【００３６】
このように電源中継ケーブル１８を設けることにより、バックボード１１の左右両端間に形成されていた電源パターンが不用になり、これら電源パターン用の領域をその他の信号用配線パターン領域として有効に使うことができる。
【００３７】
図７も本発明の他の実施例を示す構成説明図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図７において、実装パッド１２にはそれぞれ４個の貫通穴１２１が形成され、電源端子１３にもそれぞれ上下方向に貫通する４個のネジ穴１３１が設けられている。そして、これら４個の貫通穴１２１とネジ穴１３１を重ね合わせて内側２個の貫通穴１２１とネジ穴１３１にネジ１５を挿入螺合させることにより実装パッド１２に電源端子１３を取り付け、外側２個の貫通穴１２１とネジ穴１３１に電源ケーブル１４の端部に圧着された丸端子１４１を重ね合わせネジ１６を螺合させて締め付け固定する。
【００３８】
このように内側と外側の貫通穴１２１とネジ穴１３１を、電源端子１３の取り付けと電源ケーブル１４の接続に使い分けることにより、電源端子１３の上下両面からネジ１５と１６を螺合する場合のように電源端子１３の高さやネジ１５と１６の長さを調整してネジ１５と１６の端部の突き当たりを防止する必要はなく、電源端子１３の高さを低くすることができる。
【００３９】
図８も本発明の他の実施例を示す構成説明図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図８において、バックボード１１へ電源端子１３を固定するネジ１５の端部が電源端子１３の電源ケーブル固定面から突出するように形成されていて、これら突出したネジ１５の端部には電源ケーブル１４の端部に圧着された丸端子１４１が嵌め合わされ、ナット１９で締め付け固定される。
【００４０】
図８の構成も、電源端子１３の高さを低くすることができる。
【００４１】
図９も本発明の他の実施例を示す構成説明図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図９の実施例では、実装パッド１２に設けられている２個の貫通穴１２１と電源端子１３に設けられている上下方向に貫通する２個のネジ穴１３１の一方を用いて実装パッド１２に電源端子１３を取り付け、他方を用いて電源ケーブル１４の端部に圧着された丸端子１４１を重ね合わせネジ１６を螺合させて締め付け固定する。なお、ネジ１６は、その端部がバックボード１１の下面から突出する長さとする。
【００４２】
これにより、バックボード１１に電源端子１３を固定するネジ１５が１本でも、電源端子１３が回転することはなく、電源端子１３の高さを低くできる。
【００４３】
図１０も本発明の他の実施例を示す構成説明図であり、図９の電源端子１３を９０度時計方向に回転させた例である。
【００４４】
図１１も本発明の他の実施例を示す構成説明図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図１１の実施例では、電源端子１３のネジ穴１３１をただの貫通穴としてその穴径より少し小さな径のリベット２０を締結体として挿入する。そして、電源端子１３から突出するリベット２０の端部には電源ケーブル１４の端部に圧着された丸端子１４１を嵌め合わせた後、リベット２０の両端をリベッタ２１でかしめて固定する。
【００４５】
なお、図９および図１０の実施例において、バックボード１１に電源端子１３を固定する部分をリベットで固定し、電源端子１３に電源ケーブル１４を固定する部分をネジ止めとする複合構成としてもよい。
【００４６】
以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な構成で、電気的、機構的に信頼性が高く、構造が簡単で実装密度を高くすることができ、大電流を供給できる多層プリント配線板給電装置を実現できる。
【符号の説明】
【００４７】
１１  バックボード（多層プリント配線板）
１１１  電源パターン
１２  実装パッド
１２１  貫通穴
１２２  スルーホール
１２３  ネジ頭部接触部分
１３  電源端子
１３１  ネジ穴
１４  電源ケーブル
１４１  丸端子
１５、１６  ネジ（締結体）
１７  電圧モニタ用ケーブル
１７１  丸端子
１８  電源中継ケーブル
１８１、１８２  丸端子
１９  ナット
２０  リベット（締結体）
２１  リベッタ
【図１】
2011210962.tif 000003
【図２】
2011210962.tif 000004
【図３】
2011210962.tif 000005
【図４】
2011210962.tif 000006
【図５】
2011210962.tif 000007
【図６】
2011210962.tif 000008
【図７】
2011210962.tif 000009
【図８】
2011210962.tif 000010
【図９】
2011210962.tif 000011
【図１０】
2011210962.tif 000012
【図１１】
2011210962.tif 000013
【図１２】
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