(57)【要約】      （修正有）【課題】基板とボルトとを安定して導通接続することができるナットホルダーを提供すること。【解決手段】導電性のナットと、ナットを収容する収容部１０と、収容部１０に配置されているナットと導通接触する接触部５と、基板に実装される基板接続部６と、ナットを収容部１０に対して抜け止めする保持部３とを有するナットホルダー１とした。こうしたナットホルダー１を使用することで、ナットを基板に直接半田付けすることなく、ナットと、基板と、ナットに螺合されたボルトとを導通接続することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性のナットと、
該ナットを収容する収容部と、
該収容部に配置されているナットと導通接触する接触部と、
基板に実装される基板接続部と、
前記ナットを前記収容部に対して抜け止めする保持部とを有するナットホルダー。
【請求項２】
前記基板接続部が、前記収容部を前記基板に対して弾性変位させる可動部を有する請求項１記載のナットホルダー。
【請求項３】
前記ナットが多角ナットであり、
前記接触部と前記保持部の少なくとも何れか一方が、前記収容部に配置した前記多角ナットの各面ごとに立ち上がる壁部を有する請求項１又は請求項２記載のナットホルダー。
【請求項４】
前記基板に対向配置されて、前記収容部に配置したナットのボルト挿通孔と連通する挿通孔とを有する基部とを有する請求項１〜請求項３何れか１項記載のナットホルダー。
【請求項５】
部品搬送用の吸着ノズルが吸着可能な吸着部を有する請求項１〜請求項４何れか１項記載のナットホルダー。
【請求項６】
前記接触部が、前記保持部から伸長する請求項１〜請求項５何れか１項記載のナットホルダー。
【請求項７】
前記接触部が、前記吸着部から伸長する請求項５記載のナットホルダー。
【請求項８】
前記接触部が、前記ナットを前記保持部に対して押圧する弾性片部を有しており、ナットを前記保持部との間で挟持する請求項１〜請求項７何れか１項記載のナットホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に実装されて使用され、保持されたナットにボルトが螺合されることで、基板とボルトとを導通接続するナットホルダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、基板とボルトとを導通接続する場合には、基板に半田付けされたナットにボルトを螺合する。このナットにはあらかじめスズめっきを施しておくことで半田濡れ性を高め、ナットを基板に対して確実に半田付けすることができる。その後、このナットにボルトを螺合して固定することで、ボルトと基板とをナットを介して導通接続することができる（例として特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３７８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように基板に半田付けしたナットにボルトを螺合する際には、ナットの雌ねじ部分に溜まったスズめっきが削れカスとなって飛散する場合がある。こうした削れカスはボルトとナットの間に入り込んだり、他の実装部品に接触したりしてショートさせるおそれがあるし、こうした事態はボルトと基板との接続信頼性を低下させるおそれがある。
【０００５】
以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。その目的は、ショートの発生を抑制し、基板とボルトとの接続信頼性を高めるナットホルダーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明は以下のように構成される。
【０００７】
即ち本発明は、導電性のナットと、該ナットを収容する収容部と、該収容部に配置されているナットと導通接触する接触部と、基板に実装される基板接続部と、前記ナットを前記収容部に対して抜け止めする保持部とを有するナットホルダーを提供する。
【０００８】
本発明のナットホルダーの基板接続部を基板に実装し、ナットを保持することで、ナットを直接基板に半田付けすることなくナットと基板とを導通接続することができる。よって、ナットの半田濡れ性を高めるためにナットをスズめっきする必要が無いため、ナットの雌ねじ部分にスズめっきが付着しない。よって、ボルトをナットに螺合する際にめっきの削れカスが飛散するといった事態が生じ難いため、ナットに螺合したボルトと基板とを安定して導通接続することができる。
【０００９】
前記本発明の基板接続部が、前記収容部を前記基板に対して弾性変位させる可動部を有するものとすることができる。
【００１０】
ボルトをナットに螺合する際に、ナットの半田付け部分に強いねじ締めトルクが掛かると、半田に負荷が掛かってクラックが発生したり、半田が基板から剥がれたりする場合がある。これに対して本発明によれば、可動部が収容部を基板に対して弾性変位させることで、ナットに掛かったねじ締めトルクを吸収することができる。よって、基板接続部の半田にクラックが発生するといった事態を生じ難くすることができる。
【００１１】
前記本発明のナットが多角ナットであり、前記接触部と前記保持部の少なくとも何れか一方が、前記収容部に配置した前記多角ナットの各面ごとに立ち上がる壁部を有するものとすることができる。
【００１２】
本発明によれば、ボルトがナットに対して螺合される際に、壁部がナットの回転を抑えることができる。また、そうした壁部を接触部や保持部に設けることで、壁部をそれらの構造とは独立して設ける場合と比較して、ナットホルダーを全体として小型化することができる。
【００１３】
前記本発明の基板に対向配置されて、前記収容部に配置したナットのボルト挿通孔と連通する挿通孔とを有する基部とを有するものとすることができる。
【００１４】
これにより、ボルトが基板と基部とを貫通してナットに固定される場合であってもボルトとナットとを導通接続することができる。
【００１５】
前記本発明の部品搬送用の吸着パッドが吸着可能な吸着部を有するものとすることができる。
【００１６】
これにより、自動実装に対応可能なナットホルダーとすることができる。
【００１７】
前記本発明の接触部が、前記保持部から伸長するものとすることができる。
【００１８】
前記本発明の接触部が、前記吸着部から伸長するものとすることができる。
【００１９】
接触部を保持部から伸長させたり吸着部から伸長させたりすることで、接触部が保持部や吸着部とは異なる箇所から伸長する場合と比較して、ナットホルダーを全体として小型化することができる。
【００２０】
前記本発明の接触部が、前記ナットを前記保持部に対して押圧する弾性片部を有しており、ナットを前記保持部との間で挟持するものとすることができる。
【００２１】
これにより、ナットに押圧されて弾性変形した弾性片部が復元力を発揮して、接触部が保持部との間でナットを挟持することができる。ナットを接触部と保持部とによって強力に保持することができるため、ナットホルダーを輸送する場合であっても、ナットが摺動接触して接触部のスズめっきが剥がれ、ナットと接触部との導通接続が不安定になる、といった事態を生じ難くすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ボルトと基板とを安定して導通接触させることができるナットホルダーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態のナットホルダー本体の正面、平面、右側面を示す斜視図。
【図２】図１のナットホルダー本体の正面図。
【図３】図１のナットホルダー本体の平面図。
【図４】図１のナットホルダー本体の底面図。
【図５】図１のナットホルダー本体の右側面図。
【図６】図３のナットホルダー本体のＳＡ−ＳＡ線断面図。
【図７】図１のナットホルダー本体にナットが保持されてなるナットホルダーの正面、平面、右側面を示す斜視図。
【図８】図３のナットホルダーにナットが保持されてなるナットホルダーの図６相当の断面図。
【図９】図３のナットホルダーにナットが保持されてなるナットホルダーを示すＳＢ−ＳＢ線断面図。
【図１０】図３のナットホルダーにボルト保持されてなるナットホルダーを示すＳＣ−ＳＣ線断面図。
【図１１】第２実施形態のナットホルダー本体の正面、平面、右側面を示す斜視図。
【図１２】図１１のナットホルダーにナットが保持されてなるナットホルダーの正面、平面、右側面を示す斜視図。
【図１３】図１１のナットホルダーにナットが保持されてなるナットホルダーを示すＳＤ−ＳＤ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のナットホルダーの実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下の各実施形態で共通する構成については、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００２５】
本明細書、特許請求の範囲、図面では、ナットホルダー１の平面側を「上側」とし、底面側を「下側」とする。こうした上下方向の特定は本発明のナットホルダーの実装方向、使用方向を限定するものではない。
【００２６】
なお、ナットホルダー１について、背面図は正面図とは同一のものとして表されるため、記載を省略する。また、左側面図は右側面図とは同一のものとして表されるため、記載を省略する。
【００２７】
第１実施形態〔図１〜図１０〕：
ナットホルダー１は、基板Ｐに実装されて使用され、ボルト７と基板Ｐとを導通接続する。このナットホルダー１は図７〜図１０で示すようにナット８と、ナットホルダー本体１Ａとを備える。またナットホルダー本体１Ａは、１枚の導電性の金属板を折り曲げて形成されており、図１〜図６で示すように基部２と、保持部３と、吸着部４と、接触部５と、基板接続部６と収容部１０とを有する。また、本実施形態のナット８は多角ナットであり、特に六角柱状のいわゆる六角ナットを用いる例を示す。
【００２８】
基部２は平板状でなり、基板Ｐと対向配置される。特に本実施形態のナットホルダー本体１Ａは六角柱状のナット８を保持するものであるため、基部２はナット８の外形に合わせて略六角形状の板片でなる。また、基部２の略中央には、ボルト７の脚部７ａを挿通する挿通孔２ａを有する。
【００２９】
保持部３は、基部２の板縁から伸長する。また、保持部３は壁部３ｃと、弾性腕３ａと、押圧縁部３ｂとを有する。壁部３ｃは、ナット８が有する一つの面に沿って立ち上がって上側に向けて伸長する。弾性腕３ａは、壁部３ｃの先端側に設けられ、略逆Ｕ字形状でなる。押圧縁部３ｂは、この弾性腕３ａの先端部に下方に向けて配置される。押圧縁部３ｂが収容部１０に取り付けられたナット８の上側に配置されることで、ナット８を抜け止めする。本実施形態のナットホルダー本体１Ａは保持部３を２つ有しており、ナット８を介して互いに対向配置される。よって、２つの押圧縁部３ｂによって、ナット８を確実に抜け止めすることができる。
【００３０】
吸着部４は、基部２の板縁において保持部３と隣接する位置から伸長する。吸着部４は、壁部４ｂと、吸着面４ａとを有する。壁部４ｂは、ナット８が有する一つの面に沿って立ち上がって上側に向けて伸長する。壁部４ｂは下側に孔部４ｂ１を有しており、その孔縁４ｂ２から後述する接触部５が伸長する。吸着面４ａは、壁部４ｂの先端側に設けられ、基部２と平行な板面を有する。
【００３１】
本実施形態のナットホルダー本体１Ａは、特にナット８を介して互いに対向配置される２つの吸着部４を有する。自動実装機の吸着ノズル（図示略）が吸着面４ａを吸着することで、ナットホルダー本体１Ａを基板に対して自動実装することができる。
【００３２】
接触部５は、吸着部４の壁部４ｂが有する孔部４ｂ１の孔縁４ｂ２から伸長する。こうして吸着部４と接触部５を一か所に集約することで、空間を有効活用してナットホルダー本体１Ａを全体として小型化することができる。また、吸着部４において吸着ノズルが吸着しない部位である壁部４ｂから接触部５を伸張させることで、ナットホルダー本体１Ａを形成する金属材料を有効活用することができる。こうした接触部５は、弾性片部５ａと、接点部５ｂとを有する。
【００３３】
弾性片部５ａは、図５，図６で示すように屈曲部５ａ１を有するばね片にて形成されており、壁部４ｂの孔縁４ｂ２から、収容部１０に収容されているナット８の側面に沿って下側に向けて伸長し、さらに下側から上側に向けて傾斜して伸長している。この弾性片部５ａにおいて、最も下側に位置する屈曲部５ａ１の下端部５ａ２は、基部２の下面２ｂよりも上側に設けられている。そのため、ナットホルダー本体１Ａが基板Ｐに実装され、ナット８を保持していない状態において、弾性片部５ａと基板Ｐとの間には弾性片部５ａの先端側に向けて拡大する間隙Ｓが形成されている。
【００３４】
接点部５ｂは、弾性片部５ａの先端側で弾性的に支持されており、上向きの板縁に設けられる。この接点部５ｂの上にナット８が載置されて支持される。この状態で接点部５ｂとナット８とが導通接触することで、ナット８と基板Ｐの回路パターン（図示略）とが導通接続することができる。
【００３５】
弾性片部５ａは強いばね力を有しており、接点部５ｂを上側に向けて強く付勢している。そのため、図８で示すようにナット８が収容部１０に収容されて接点部５ｂの上に載置された状態において、弾性片部５ａがナット８の重さを受けることで基板Ｐの側に撓むが、弾性片部５ａが基部２と同じ高さまで倒れ込んで間隙Ｓが無くなるといった事態は生じない。すなわち、ナット８は収容部１０の内部において、接点部５ｂの上に載置された状態で弾性片部５ａのばね力によって上向きに強く押圧されて支持されており、基部２よりも上側の位置で保持されている。その一方で、ナット８は上方から保持部３の押圧縁部３ｂによって下向きに押圧されている。こうしてナット８は接点部５ｂと押圧縁部３ｂとの間で強く挟持されて接点部５ｂと導通接触する。このように接点部５ｂと押圧縁部３ｂとによりナット８を強固に挟持することで、仮にこの状態でナットホルダー１が振動を受けたり傾いたりしても、ナット８は収容部１０の内部で移動して接点部５ｂに対して摺動するといった事態を生じ難くすることができる。
【００３６】
基板接続部６は、図９で示すように基部２の板縁から伸長する。また、基板接続部６は、可動部６ａと、実装部６ｂとを有する。可動部６ａは基部２に繋がって設けられ、略Ｕ字状のばね片でなる。可動部６ａは、ナット８と対向する位置に壁部６ｃを有する。壁部６ｃは、ナット８が有する一つの面に沿って立ち上がって上側に向けて伸長する。また、実装部６ｂは、可動部６ａの先端側に設けられて、基板Ｐに半田付けされる。本実施形態のナットホルダー本体１Ａはこうした基板接続部６を２つ有しており、それらはナット８を介して互いに対向配置される。よって、ナット８は、２つの可動部６ａが弾性変形することで、それらの間で基板Ｐと平行な方向に沿って弾性変位する。
【００３７】
収容部１０は、２つの保持部３に備わる壁部３ｃ，３ｃと、２つの吸着部４に備わる壁部４ｂ，４ｂと、２つの基板接続部６に備わる壁部６ｃ，６ｃと、基部２とによって形成される。また、各壁部３ｃ，４ｂ，６ｃは、基部２が有する６つの辺から１つずつ伸長する。
【００３８】
〔使用方法の説明〕
基板Ｐに設けられた貫通孔９の開口部分に、ナットホルダー本体１Ａを実装する。具体的には、基部２の挿通孔２ａを貫通孔９の開口部分に位置合わせし、基板接続部６の実装部６ｂを基板Ｐの上面に半田付けする。なお、可動部６ａは上述のように逆Ｕ字状でなるため、可動部６ａよりも基部２側への半田上がりの発生を抑制することができる。
【００３９】
その後、図７で示すようにナットホルダー本体１Ａにナット８をはめ込むことでナットホルダー１を形成する。その際、ナット８の六角形状が基部２の六角形状に沿うようにする。こうすることで、ボルト７をナット８のボルト挿通孔８ａに螺合する際に、ボルト７が上述の２つの保持部３の壁部３ｃ，３ｃと、２つの吸着部４の壁部４ｂ，４ｂと、２つの基板接続部６の壁部６ｃ，６ｃとによって六方向から回動を規制されるため、ナット８の回転を抑制することができる。そのため、ボルト７を基板Ｐに対して効率よく固定することができる。また、こうした各壁部３ｃ，４ｂ，６ｃを、それぞれ保持部３と、吸着部４と、基板接続部６の一部として形成することで、それらを独立した構成とする場合と比較して、ナットホルダー１を小型化することができる。
【００４０】
保持部３の押圧縁部３ｂは、ナット８の外面に沿う壁部３ｃの位置から収容部１０の上側にせり出すように配置されている。よって、ナット８を収容部１０に挿入する際にナット８が押圧縁部３ｂと接触するため、ナット８で押圧縁部３ｂを外側に向けて押圧することで弾性腕３ａを反らせるように弾性変形させ、押圧縁部３ｂを変位させながらナット８を収容部１０に入り込ませる。ナット８が収容部１０に収容された状態で、押圧縁部３ｂがナット８よりも上側に配置されて抜け止めされる。
【００４１】
ナット８は、収容部１０の内部で接点部５ｂの上側に載置されて、上向きに押圧される。この状態で、上述のように押圧縁部３ｂによって下側に向けて押圧されて接点部５ｂとナット８とが導通接触する。続いて、図１０で示すように、基板Ｐの下側からボルト７を貫通孔９に挿入し、ナット８に螺合する。こうしてボルト７がナット８と導通接触し、ボルト７と基板Ｐとが、ナット８と、ナットホルダー本体１Ａとを介して導通接続する。
【００４２】
なお、ボルト７をナット８に固定する前の状態で、接触部５の弾性片部５ａの先端側は上側に向けて傾斜しており、接点部５ｂがその先端側に上向きに設けられている。そして、弾性片部５ａと基板Ｐとの間には間隙Ｓが形成されており、ナット８は弾性片部５ａによって上側（本実施形態では基板Ｐから離間する側）に向けて強く押圧されている。また、その一方でボルト７がナット８に螺合する際に、ナット８はボルト７の頭部７ｂ側（本実施形態では基板Ｐに接近する側）に向けて引き寄せられるように押圧される。その際に、弾性片部５ａはナット８によって押圧されて基板Ｐ側に向けて撓むが、弾性片部５ａがこうした押圧を受けた状態であってもナット８を基板Ｐから離間する側に向けて押圧する力が働いている。そのためボルト７をより強く締め付ける程、ナット８は基板Ｐの側に向けて変位するが、弾性片部５ａからはナット８を基板Ｐから離間する方向に強く押圧する力が加えられる。こうしてナットホルダー本体１Ａの接点部５ｂはナット８に対して強く密着する。
【００４３】
通常、ボルト７をナット８に螺合する場合には、ナット８がボルト７の回転に合わせて回転してしまうことを抑制するために、基板Ｐとナット８との間にワッシャーを挟み込む。このワッシャーが基板Ｐとナット８の間で強く挟持されてナット８がワッシャーに密着することで、ナット８の回動を抑制することができる。本実施形態のナットホルダー本体１Ａでは、上記のように接点部５ｂが弾性片部５ａのばね力によってナット８に密着することで、ワッシャーを使用することなくボルト７の回転によるナット８の回転を抑制することができる。
【００４４】
ボルト７をナット８に螺合する際に、実装部６ｂの半田付け部分に強いねじ締めトルクが掛かると、半田に負荷が掛かってクラックが発生したり、半田が基板Ｐから剥がれたりする場合がある。これに対して本実施形態では、ナットホルダー本体１Ａの基板接続部６が可動部６ａを有することで、ボルト７をナット８に螺合する際に生じるねじ締めトルクを、可動部６ａが弾性変形することで吸収することができる。すなわち、収容部１０とナット８とを実装部６ｂに対して弾性変位させることができる。よって、実装部６ｂと基板Ｐの半田付け部分にそうしたねじ締めトルクが直接掛かることを抑制できるため、半田にクラックが生じたり、半田が基板Ｐから剥がれたりし難くすることができる。
【００４５】
また、ボルト７をナット８に固定した状態でボルト７が基板Ｐに対して位置ずれしても、可動部６ａが弾性変形することでナット８の基板Ｐに対する位置ずれを吸収することができる。よって、ボルト７とナット８と基板Ｐとを安定した状態で導通接続することができる。
【００４６】
なお、本実施形態のナットホルダー１の使用方法として、ナットホルダー本体１Ａを基板Ｐに実装した後でナット８をナットホルダー本体１Ａに収容してナットホルダー１を形成する方法を記載した。しかし、使用方法はこれに限られず、例えばナットホルダー本体１Ａの基板Ｐへの実装前にナット８をナットホルダー本体１Ａにはめ込んでナットホルダー１を形成しても良い。この場合には、このナット８を備えるナットホルダー１を基板Ｐに実装する。特に本実施形態のナットホルダー本体１Ａが有する接触部５の弾性片部５ａは上述のように基板Ｐから離間する上側に向けて傾斜して伸長しており、その先端側に設けられる接点部５ｂは上向きに設けられる。その一方で押圧縁部３ｂは下向きに設けられている。よって、収容部１０に収容されたナット８は接点部５ｂと押圧縁部３ｂとによって挟み込まれて強く保持されている。そのため仮に基板Ｐに実装する前のナットホルダー本体１Ａにナット８をはめ込んでナットホルダー１とした状態で輸送されて振動を受けた場合であっても、ナット８が接点部５ｂに対して摺動して接点部５ｂのスズめっきが剥がれる、といった事態が生じ難い。よって、こうした使用方法であっても本実施形態のナットホルダー１であれば接点部５ｂとナット８との接続信頼性を高めることができる。
【００４７】
上述のように、本実施形態のナットホルダー１によれば、ナット８を基板Ｐに対して半田付けしないため、ナット８をスズめっきする必要がない。よって、ナット８にボルト７を螺合する際にめっきの削れカスが飛散するといった事態が生じないため、そうした削れカスがボルト７とナット８との間に入り込んだり、他の実装部品に接触したりすることによるショートの発生を抑制することができる。これにより、ボルト７と基板Ｐとの接続信頼性を高めることができる。
【００４８】
第２実施形態〔図１１〜図１３〕：
前記第１実施形態では、吸着部４を有するナットホルダー本体１Ａを備えるナットホルダー１を示した。これに対して、自動実装を行わない場合には図１１〜図１３で示すように吸着部４を有さないナットホルダー本体１１Ａを備えるナットホルダー１１としても良い。この場合、吸着部４を形成しないことにより空いたスペースを利用して、より多くの保持部３や基板接続部６を設けることができる。特に、本実施形態のナットホルダー本体１１Ａは、第１実施形態のナットホルダー本体１Ａと同様に六角ナットであるナット８を保持する。よって、基部２は六角形の平板状でなり、保持部３と、基板接続部６とが３つずつ設けられている。保持部３の数を増やすことで、ナット８をより確実に保持することができる。また、基板接続部６の数を増やすことで、ナットホルダー本体１１Ａを基板Ｐに対して確実に固定することができる。
【００４９】
また、この場合には、図１１で示すように接触部５を保持部３が有する壁部３ｃの孔部３ｃ１の孔縁３ｃ２から伸長させることができる。これにより、やはり接触部５と保持部３を１か所に集約して、ナットホルダー本体１１Ａを全体として小型化することができる。
【００５０】
各実施形態の変形例：
前記各実施形態では、ナット８が六角ナットでなる例を示した。これに対して、多角ナットであれば他の形状でも良い。また、その場合には、基部２をナットの形状に合わせて変更し、保持部３、吸着部４、基板接続部６の数を変更することで、やはり各壁部３ｃ，４ｂ，６ｃによってボルト７の螺合時のナットの回転を抑えることができる。
【００５１】
前記各実施形態では、ボルト７が基板Ｐの下側から貫通孔９を貫通してナット８に螺合される例を示した。これに対して、ボルト７をナット８に対して上側から螺合されるものとしても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１      ナットホルダー
１Ａ    ナットホルダー本体
２      基部
２ａ    挿通孔
２ｂ    下面
３      保持部
３ａ    弾性腕
３ｂ    押圧縁部
３ｃ    壁部
３ｃ１  孔部（第２実施形態）
３ｃ２  孔縁（第２実施形態）
４      吸着部
４ａ    吸着面
４ｂ    壁部
４ｂ１  孔部（第１実施形態）
４ｂ２  孔縁（第１実施形態）
５      接触部
５ａ    弾性片部
５ａ１  屈曲部
５ａ２  下端部
５ｂ    接点部
６      基板接続部
６ａ    可動部
６ｂ    実装部
６ｃ    壁部
７      ボルト
７ａ    脚部
７ｂ    頭部
８      ナット
８ａ    ボルト挿通孔
９      貫通孔
１０      収容部
１１      ナットホルダー
１１Ａ    ナットホルダー本体
Ｐ      基板
Ｓ      間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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