(57)【要約】      （修正有）【課題】２つのプリント基板を接合して不要な応力が生ずることを防止しつつプリント基板同士を簡易にかつ強固に接合することが可能な基板構造体及びこれに用いる基板支持構造体を提供する。【解決手段】少なくとも１つの貫通孔１７を有する第１のプリント基板１１と、当該貫通孔に嵌合する突出部２７を有する第２のプリント基板２１と、当該第１のプリント基板の貫通孔と当該第２のプリント基板の突出部の間に介在して当該第１及び第２のプリント基板の接合を補強する接合補強具３１と、を有する基板構造体であって、当該接合補強具は、少なくとも１つの開口部を有する底部と、当該底部から立ち上がりかつ間隙を介して互いに対向する一対の脚部と、を有し、当該脚部は当該貫通孔に嵌合しており、当該突出部は当該一対の脚部の間に嵌入されており、当該突出部の先端部が当該開口部に嵌入している。【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１つの貫通孔を有する第１のプリント基板と、
前記貫通孔に嵌合する突出部を有する第２のプリント基板と、
前記第１のプリント基板の貫通孔と前記第２のプリント基板の突出部の間に介在して前記第１及び第２のプリント基板の接合を補強する接合補強具と、を有し、
前記接合補強具は、少なくとも１つの開口部を有する底部と、前記底部から立ち上がりかつ所定間隔で互いに対向する一対の脚部と、前記脚部の先端縁部の少なくとも一部に設けられている係止部と、を有し、前記脚部は前記貫通孔に嵌合しており、前記係止部が前記貫通孔の周縁部と係合し、前記突出部は前記一対の脚部の間に嵌入されており、前記突出部の先端部が前記開口部に嵌入していることを特徴とする基板構造体。
【請求項２】
前記接合補強具の前記底部及び前記脚部は全体として樋形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の基板構造体。
【請求項３】
前記接合補強具の前記底部は半円筒形状を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の基板構造体。
【請求項４】
前記接合補強具の前記脚部の各々の上端の中央部に切欠部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の基板構造体。
【請求項５】
前記接合補強具の前記脚部の内側面に突起構造を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の基板構造体。
【請求項６】
前記接合補強具の少なくとも一部が弾性を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の基板構造体。
【請求項７】
前記第１のプリント基板の前記貫通孔の周辺と、前記接合補強具と前記第２のプリント基板の突出部とを互いに結合する半田部をさらに有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の基板構造体。
【請求項８】
少なくとも１つの貫通孔を有する第１のプリント基板と、
前記第１のプリント基板の貫通孔と前記第２のプリント基板の突出部の間に介在して前記第１及び第２のプリント基板の接合を補強する接合補強具と、を有し、
前記接合補強具は、少なくとも１つの開口部を有する底部と、前記底部から立ち上がりかつ所定間隔で互いに対向する一対の脚部と、前記脚部の先端縁部の少なくとも一部に設けられている係止部と、を有し、前記脚部は前記貫通孔に嵌合しており、前記係止部が前記貫通孔の周縁部と係合していることを特徴とする基板支持構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板の複数を組み合わせて得られる基板構造体及びこれに用いる基板支持構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、２つのプリント基板同士を互いに垂直に接合することが従来から行われている。一例として、特許文献１には、一方のプリント基板に貫通孔が形成されており、当該貫通孔に他方のプリント基板の一端縁に突設された接栓端子部を挿入することでプリント基板同士を接合した構造体が開示されている。また、特許文献２には、一方のプリント基板に長手方向中心線が一直線上に整列しないように互いにオフセットして配置されている複数の長穴が形成されており、当該長穴に他方のプリント基板の端縁に設けられた凸状差込部を挿入することにより、基板同士を接合した基板構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２２８２６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８８３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている構造によって基板同士を接合する場合、接栓端子部を有する基板の厚さが薄すぎると、半田固定工程の前の状態で基板の自立が保てないので、半田固定工程の際に何らかの手段で基板を支持する必要があり作業効率が悪いという欠点があった。また、特許文献２に開示されている構造によってプリント基板同士を接合する場合、プリント基板の曲げ応力によって固定が行われるため、プリント基板に機械的な歪みが発生し、プリント基板の寿命に悪影響を及ぼす恐れがあった。
【０００５】
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、例えば、接合する基板に不要な応力が生ずることを防止しつつ基板同士を単純な接合作業によって強固な接合が達成可能な基板構造体及びこれに用いる基板支持構造体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】
本発明の基板構造体は、少なくとも１つの貫通孔を有する第１のプリント基板と、当該貫通孔に嵌合する突出部を有する第２のプリント基板と、当該第１のプリント基板の貫通孔と当該第２のプリント基板の突出部の間に介在して当該第１及び第２のプリント基板の接合を補強する接合補強具と、を有する基板構造体であって、当該接合補強具は、少なくとも１つの開口部を有する底部と、当該底部から立ち上がりかつ所定間隔で互いに対向する一対の脚部と、当該脚部の先端縁部の少なくとも一部に設けられている係止部と、を有し、当該脚部は当該貫通孔に嵌合しており、当該係止部が当該貫通孔の周縁部と係合し、当該突出部は当該一対の脚部の間に嵌入されており、当該突出部の先端部が当該開口部に嵌入していることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施例である基板構造体の斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の基板構造体の分解斜視図である。
【図２】図１の基板構造体に含まれる接合補強具の斜視図である。
【図３】接合補強具へのプリント基板の嵌入を示すための図１に示した構造体の分解斜視図である。
【図４】図３の４−４線に沿った垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
【実施例】
【０００９】
以下に、本発明の実施例である基板構造体について、添付図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本発明による基板構造体は、第１のプリント基板１１と第２のプリント基板２１とが接合補強具３１を介して垂直に接合されている構造体である。
【００１０】
第１のプリント基板１１は、板状の絶縁体基材１３と、絶縁体基材１３の両面に形成されている導体配線１５と、絶縁体基材１３に形成されている貫通孔１７（図１（ｂ））内に形成されている導体１９からなっている。図１において絶縁体基材１３の裏面の導体配線１５は省略している。貫通孔１７は、絶縁体基材１３の所定の位置に絶縁体基材１３を貫通するように形成されており、一対の対向直線部とこれらを曲線にて終端結合した断面形状（すなわち小判型）の長穴である（図１（ｂ））。導体１９は貫通孔１７内側面に被覆されており、導体配線１５が貫通孔１７の長手辺の中央領域に達して、貫通孔１７内側面の導体１９と電気的に接続され、絶縁体基材１３の両面に形成されている導体配線１５が導体１９を介して互いに電気的に接続されている。
【００１１】
第２のプリント基板２１は、板状の絶縁体基材２３及び絶縁体基材２３の表面に形成されている導体配線２５からなっている。絶縁体基材２３の一端縁２３Ａ（図１（ｂ））には、絶縁体基材２３の主面２３Ｂ（図１（ｂ））に沿った方向（板面方向）に外方に突出した突出部２７が形成されている。突出部２７は２段構造を有しており、１段目の第１突出部２７Ａ及び先端部としての２段目の（先端の）第２突出部２７Ｂからなっている。第２のプリント基板２１に形成されている導体配線２５は、絶縁体基材２３の表面において第２突出部２７Ｂの先端縁まで伸張しており、導体配線２５は第２突出部２７Ｂの表面領域において半田（図４参照）を介して第１のプリント基板１１の導体配線１５と電気的に接続される。
【００１２】
接合補強具３１は、第１のプリント基板１１と第２のプリント基板２１との接合部に配されている部材である。接合補強具３１は、第１のプリント基板１１の貫通孔１１に嵌入せしめられ、第２のプリント基板２１の突出部２７を受容している。
【００１３】
図２は接合補強具３１の拡大斜視図である。図２に示すように、接合補強具３１は、第１のプリント基板１１の貫通孔１７に嵌入するとともに第２のプリント基板２１の突出部２７の嵌入を受容する樋状形状を有する樋状部３３と、樋状部３３の上端縁部の両端に形成され第１のプリント基板１１の貫通孔１７の周縁部と係合する係止部３５とからなっている。
【００１４】
樋状部３３は、接合補強具３１の長手方向に垂直な面においてほぼＵ字形状の断面を有している。すなわち、樋状部３３は、半円筒状の曲面からなる底部３３Ａと底部３３Ａから立ち上がりかつ第２のプリント基板の突出部２７が嵌入する間隙を有して対向する平板形状部である一対の脚部３３Ｂとからなっている。係止部３５は、樋状部３３の脚部３３Ｂの端縁部を外側に折曲させたものであり、貫通孔１７の開口縁部に係合する。
【００１５】
樋状部３３は、弾性を有する金属材料からなり、貫通孔１７に嵌入することで貫通孔１７と嵌合するように、桶状部３３の幅Ｗが貫通孔１７の短手方向の幅よりもやや大きくなされるかまたは貫通孔１７の短手方向の幅と略同一となるようになされ、桶状部３３の長さＬが貫通孔１７の長手辺の長さ以下になるように形成される。また、樋状部３３の脚部３３Ｂの高さＨは、樋状部３３の底部３３Ａが第１のプリント基板１１の底面よりも下方に突出するように、第１のプリント基板１１の絶縁体基材１３の厚さより高く形成されている。
【００１６】
樋状部３３の上端縁部の各々の中央領域には切り欠き部３３Ｃが設けられている。切り欠き部３３Ｃは、第１のプリント基板１１の貫通孔１７の周縁部の導体配線１５が形成されている部分に対向する位置に形成されている。
【００１７】
樋状部３３の脚部３３Ｂの内側面には、例えば一方の側面に２つずつ、向かい合うように４つの半球状の突起部３７が設けられている。また、樋状部３３の底部３３Ａの中央部分には、第２のプリント基板２１の第２突出部２７Ｂが嵌入する、すなわち突出部２７の先端部が嵌入する開口部３３Ｄが設けられている。また、開口部３３Ｄは、後述する半田工程時に、溶融半田が浸入する浸入路としての役目を果たす。
【００１８】
図３は、第１のプリント基板１１に嵌入した接合補強具３１への第２のプリント基板２１の嵌入を示す斜視図である。接合補強具３１は、図３に示すように第１のプリント基板１１の貫通孔１７内に嵌入せしめられ、第２のプリント基板２１は矢印Ａ方向に第１突出部の先端が接合補強具３１の底部３３Ａに接するまで挿入され接合補強具３１に嵌合せしめられる。
【００１９】
接合補強具３１を貫通孔１７に嵌入すると、係止部３５が貫通孔１７の開口縁に係合して接合補強具３１が第１のプリント基板１１に対して係止される。上記したように樋状部３３は樋形状を有しかつ弾性を有している材料からなることが好ましく、接合補強具３１は、例えば、桶状部３３の幅Ｗが貫通孔の短手方向に大きくなる方向に寸法の誤差が生じても、桶状部３３が撓むことにより、プリント基板に損傷を与えずに貫通孔１７としっかりと嵌合する。
【００２０】
上記したように、切り欠き部３３Ｃは、第１のプリント基板１１の貫通孔１７の周縁部の導体配線１５が形成されている部分に対向する位置に形成されているので、図３からも明らかなように、接合補強具３１が貫通孔１７に嵌入されている際に、接合補強具３１が貫通孔１７の周縁部の導体配線１５と貫通孔内面に形成されている導体１９の接続部付近に接触しない。
【００２１】
図４は、図３の４−４線に沿った基板構造体の接合補強具３１周辺の断面図である。図４に示すように、開口部３３Ｄに嵌入された第２突出部２７Ｂは開口部３３Ｄを通り抜けて樋状部３３の下方から突出する。半田４１は、第１のプリント基板１１及び第２プリント基板２１の嵌入接合の後、溶融半田の供給などによる半田工程によって形成される。半田４１は、第１のプリント基板１１と第２のプリント基板２１との間に形成され、第１のプリント基板１１と第２のプリント基板２１の機械的な接合をなすとともに導体配線２５と第１のプリント基板１１の貫通孔１７の周辺の導体配線１５との電気的接続を形成する。
【００２２】
図４に示すように、第２のプリント基板２１は、突起部３７の各々の頂点及び樋状部３３の底部３３Ａの内面に接することで接合補強具３１に保持されている。従って、第２のプリント基板２１は、接合補強具３１の２つの脚部３３Ｂの間の間隙に嵌入されるだけで、第１のプリント基板１１に対して垂直に自立保持させられる。また、その自立保持の際、樋状部３３の内側面の突起部３７が形成されていない部分と、第２のプリント基板２１とが離間し、空隙がある状態で保持される。第２のプリント基板２１の自立保持を可能とするために、向かい合う突起部３７の頂点間の距離Ｄは、第２のプリント基板２１の絶縁体基材２３の厚さと同一かまたはそれより多少小さくされている。
【００２３】
本実施例の基板構造体は、第１のプリント基板１１の貫通孔１７に接合補強具３１を例えば自動マウンタによって嵌入して支持基板構造体を形成し、続いて第２のプリント基板２１を接合補強具３１に嵌入した後に、接合補強具３１の下方から溶融半田を供給することにより形成される半田４１によって半田付け固定される。この半田付けの際、溶融半田は、樋状部３３の底部３３Ａに沿って濡れ広がり、第２のプリント基板２１の第２突出部２７Ｂと第１のプリント基板１１の裏面との間でフィレット様の半田構造が形成される。これにより、第１のプリント基板１１と第２のプリント基板２１との強固な半田接合が形成され、さらに第１のプリント基板１１の裏面に形成されている導体配線１５と第２のプリント基板２１の突出部２７の表面に形成されている導体配線２５の電気的接続も良好に行われる。また、溶融半田は接合補強具３１の開口部３３Ｄから浸入して、樋状部３３の内側面と第２のプリント基板との間の空隙に沿って濡れ広がるので、第１のプリント基板１１と第２のプリント基板２１とが強固に半田接合される。
【００２４】
本実施例の基板構造体によれば、接合補強具３１を介してプリント基板１１、２１同士を直接接触させずに接合させている。従って、半田４１を除去してプリント基板１１、２１を互いに分離しても、分離したプリント基板１１、２１にプリント基板１１、２１同士の嵌め合い接触によって生じる基板の損傷が生じず、分離したプリント基板１１、２１を再度利用することが可能である。
【００２５】
また、本実施例の基板構造体によれば、弾性を有する接合補強具３１を介してプリント基板１１、２１同士を接合することで、多少基板の厚さまたは貫通孔の大きさに誤差が生じても、プリント基板１１、２１に損傷を与えずにプリント基板１１、２１同士の嵌合による接合をスムーズに行うことが可能である。従って、自動マウンタによる組み立てが可能であり、プリント基板同士の接合強度を高めつつ生産性の向上を図ることが可能である。
【００２６】
なお、上記実施例において、樋状部３３は略Ｕ字断面を有しているとしたが、樋状部３３が貫通孔１７に嵌合可能であり、かつ第２のプリント基板２１を自立保持可能であれば、例えば、コの字断面またはＶ字断面等他の断面形状を有していてもよい。接合補強具３１において、係止部３５の位置及び個数は図示した例に限定されず、接合補強具３１を貫通孔１７へ嵌入する際に貫通孔１７の周縁部に係合し、接合補強具３１を係止可能であればよい。
【００２７】
また、接合補強具３１において、突起部３７の個数及び位置は図示した例に限定されず、接合補強具３１に第２のプリント基板２１を嵌入した際に、第２のプリント基板２１が自立保持可能であればよい。また、突起部３７を形成せずに、樋状部３３の脚部３３Ｂの内表面全体で第２のプリント基板２１を自立保持することとしてもよい。
【００２８】
また、上述の実施例において、樋状部３３の脚部３３Ｂの高さＨを第１のプリント基板１１の絶縁体基材１３の厚さより高くすることとしたが、接合補強具３１の脚部３３Ｂの高さＨを第１のプリント基板１１の絶縁体基材１３の厚さよりも大きくすることで、突出部２７が当該貫通孔１７を通過した先の位置において位置決めされて接合補強具３１に保持されるようにし、第１のプリント基板１１の保持を安定化させることが可能である。
【００２９】
また、接合補強具３１には、導体配線の保護を考えなくてよい場合などには、切り欠き３３Ｃは必ずしも必要ではない。また、開口部３３Ｄは複数形成されていてもよく、その場合には、複数の開口部３３Ｄに対応した位置に第２突出部２７Ｂが複数形成されていてもよい。
【００３０】
上記実施例において、第２のプリント基板２１の突出部２７は２段構造であることとしたが、突出部２７は１段構造または３段以上の構造にしてもよいし、三角形等他の多角形状にしてもよい。
【００３１】
また、上記実施例において、貫通孔１７は、第１のプリント基板１１に１つ形成することとしたが、第１のプリント基板１１に複数の貫通孔１７を形成して、複数の第２のプリント基板２１を第１のプリント基板１１と接合することとしてもよい。また、第１のプリント基板１１に複数の貫通孔を形成して、当該貫通孔に対応する複数の突出部を有する第２のプリント基板２１を接合することとしてもよい。
【００３２】
また、接合補強具３１は、樹脂材等に部分的にまたは全体的に金属メッキを施したもので形成してもよい。例えば、半田の濡れを考慮して樋状部３３の表面にのみ金属メッキを施した樹脂材で接合補強具３１を形成してもよい。
【００３３】
上述した実施例における種々の材料、構成、形状等は、例示に過ぎず、用途等に応じて、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１１                  第１のプリント基板
１３、２３            絶縁体基材
１５、１９、２５      導体配線
１７                  貫通孔
２１                  第２のプリント基板
２７                  突出部
２７Ａ                第１突出部
２７Ｂ                第２突出部
３１                  接合補強具
３３                  樋状部
３３Ａ                底部
３３Ｂ                脚部
３３Ｃ                切り欠き部
３３Ｄ                開口部
３５                  係止部
３７                  突起部
４１                  半田
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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