JP7241726B2 - SURFACE MOUNT NUT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents
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Description
本発明は、面実装ナットおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a surface mount nut and its manufacturing method.
従来、例えば基板同士を連結する用途等に面実装ナットが利用されている。面実装ナットにはネジ穴が設けられており、一方の連結対象にはんだ付けで固着しておくとともに、他方の連結対象をネジ止めすることにより、双方を連結することが可能である。特許文献1には、電子機器の印刷配線基板に装着される面実装ナットにおいて、該面実装ナットのネジ孔を含む下面にフィルムシートを貼着したものが開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, surface mounting nuts have been used for applications such as connecting substrates to each other. The surface mounting nut is provided with a screw hole, and it is possible to connect both by fixing one connection object by soldering and screwing the other connection object. Patent Literature 1 discloses a surface-mounting nut to be mounted on a printed wiring board of an electronic device, in which a film sheet is attached to the lower surface of the surface-mounting nut including screw holes.
面実装ナットを用いて連結対象をネジ止めし易くするためには、面実装ナットと当該連結対象の接触面積を大きくすることが望ましい。また、面実装ナットと当該連結対象の接触面積を大きくすれば、これら双方間の電気抵抗を小さくしたり、放熱特性を向上させたりする点でも有利となる。 In order to make it easier to screw the connection target using the surface mount nut, it is desirable to increase the contact area between the surface mount nut and the connection target. Further, increasing the contact area between the surface mounting nut and the connection target is advantageous in terms of reducing the electrical resistance between them and improving the heat dissipation characteristics.
但し、面実装ナットの径方向サイズを全体的に大きくすると、面実装ナットが重くなり過ぎてしまい、これを用いた製品の軽量化が阻害されるといった問題が生じ得る。本発明は上述した問題に鑑み、ネジ止めする連結対象との接触面積を大きくしながらも、製品の軽量化等に有利となる面実装ナット、およびその製造方法の提供を目的とする。 However, if the overall radial size of the surface-mounting nut is increased, the surface-mounting nut becomes too heavy, which may hinder weight reduction of products using the surface-mounting nut. SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a surface mount nut that is advantageous in reducing the weight of a product while enlarging the contact area with a connecting object to be screwed, and a method of manufacturing the same.
本発明に係る面実装ナットは、上方に開口したネジ穴を内側に有する胴体部を備え、はんだ付けにより下面部を実装面に固着可能とした面実装ナットであって、前記胴体部の上端部から径方向へ突出したフランジ部を備えた構成とする。本構成によれば、ネジ止めする連結対象との接触面積を大きくしながらも、製品の軽量化等に有利となる。 A surface mounting nut according to the present invention is a surface mounting nut having a body portion having an upwardly-opening screw hole inside thereof, and having a lower surface portion capable of being fixed to a mounting surface by soldering, wherein the upper end portion of the body portion It is configured to have a flange portion radially protruding from the. According to this configuration, it is advantageous to reduce the weight of the product while enlarging the contact area with the connection target to be screwed.
上記構成としてより具体的には、前記フランジ部の外周部の一部から斜め上方へ伸びるスプリング部を有し、前記ネジ穴を用いてネジ止めされる連結対象に押されることにより、前記スプリング部が下方へ撓むように形成された構成としても良い。本構成によれば、ネジの緩みを極力抑えることが可能となる。 More specifically, the above configuration has a spring portion extending obliquely upward from a part of the outer peripheral portion of the flange portion, and the spring portion is pushed by the connection target screwed using the screw hole. may be formed so as to bend downward. According to this configuration, loosening of the screw can be suppressed as much as possible.
上記構成としてより具体的には、前記胴体部の下端部から径方向へ突出した底面拡張部を備え、はんだ付けにより、前記胴体部および前記底面拡張部の下面を含む前記下面部を前記実装面に固着可能とした構成としても良い。本構成によれば、はんだ付けの剥離強度等の面で有利となる。 More specifically, as the above configuration, a bottom surface extending portion projecting radially from the lower end of the body portion is provided, and the bottom surface portion including the bottom surface of the body portion and the bottom surface extending portion is mounted on the mounting surface by soldering. It is good also as a structure which can fix to. This configuration is advantageous in terms of soldering peel strength and the like.
上記構成としてより具体的には、前記底面拡張部の外周部の下面の一部を、上側へ凹ませた構成としても良い。また上記構成としてより具体的には、前記ネジ穴の下方を閉鎖する閉鎖部を備え、はんだ付けにより、前記胴体部、前記底面拡張部、および前記閉鎖部の下面を含む前記下面部を前記実装面に固着可能とした構成としても良い。本構成によれば、はんだ付けの剥離強度等の面で更に有利となる。 More specifically, the above configuration may be configured such that a part of the lower surface of the outer peripheral portion of the bottom extended portion is recessed upward. Further, more specifically, as the above configuration, a closing portion that closes the bottom of the screw hole is provided, and the lower surface portion including the body portion, the bottom extended portion, and the lower surface of the closing portion is mounted by soldering. It is good also as a structure which can be fixed to the surface. This configuration is more advantageous in terms of soldering peel strength and the like.
また本発明に係る製造方法は、上記構成の面実装ナットの製造方法であって、金属板材に下方への絞りプレス加工を施して前記胴体部を形成する工程と、前記胴体部の下端に冷間鍛造プレス加工を施して前記底面拡張部を形成する工程と、を含む方法とする。 A manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing a surface mount nut having the above-described structure, comprising: forming the body portion by applying a downward drawing press to a metal plate; and forming the bottom expansion portion by forging press working.
本発明に係る面実装ナットによれば、ネジ止めする連結対象との接触面積を大きくしながらも、製品の軽量化等に有利となる。また本発明に係る面実装ナットの製造方法によれば、底面拡張部を有する本発明の面実装ナットを効率良く製造することが可能となる。 According to the surface mount nut of the present invention, it is advantageous in reducing the weight of the product while increasing the contact area with the connection target to be screwed. Further, according to the method of manufacturing a surface mount nut according to the present invention, it is possible to efficiently manufacture the surface mount nut of the present invention having the bottom expanded portion.
本発明の各実施形態に係る面実装ナット(リフローナット)について、各図面を使用して以下に説明する。なお、面実装ナットについての上下方向はそのネジ穴の軸方向に一致し、ネジ穴の開口する側(ネジが嵌め込まれる側)を上側とする。また以下に説明する各断面図は、ネジ穴の中心軸を含む平面で切断した場合の断面図とする。 A surface mount nut (reflow nut) according to each embodiment of the present invention will be described below using each drawing. The vertical direction of the surface mounting nut coincides with the axial direction of the screw hole, and the side where the screw hole opens (the side where the screw is fitted) is the upper side. Each cross-sectional view described below is a cross-sectional view taken along a plane including the central axis of the screw hole.
1.第1実施形態
まず本発明の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る面実装ナット101の斜視図である。図1に示すように面実装ナット101は、胴体部11、フランジ部12、底面拡張部13、ネジ穴14、および閉鎖部15を有する。面実装ナット101は、金属板材にプレス加工等を施して形成されている。
1. First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view of a
胴体部11は、上方に開口したネジ穴14を内側に有しており、ネジ穴14の下方は閉鎖部15によって閉鎖されている。胴体部11は概ね、上下を軸方向とした有底の円筒状に形成されており、外径寸法はほぼ均一である。
The
フランジ部12は、胴体部11の上端部から径方向へ突出するように形成されている。本実施形態の例では、フランジ部12は、胴体部11の上端部全周からほぼ均等に径方向へ突出するように形成されており、外周縁は上方視で概ね円形である。胴体部11とフランジ部12の上面は一体となって、一つの連続した平面である上面部21を形成している。
The
底面拡張部13は、胴体部11の下端部から径方向へ突出するように形成されている。本実施形態の例では、底面拡張部13は、胴体部11の下端部全周からほぼ均等に径方向へ突出するように形成されており、外周縁は下方視で概ね円形である。胴体部11、底面拡張部13、および閉鎖部15の下面は一体となって、一つの連続した平面である下面部22を形成している。
The bottom extended
面実装ナット101の使用方法の一例について、図2および図3を参照しながら、実装基板300に、貫通孔401を設けた接続基板400を連結する例を挙げて説明する。なお図2は、面実装ナット101を用いて実装基板300に接続基板400を連結済みとした状態を表し、図3は、図2に示す状態の分解斜視図を示している。
An example of how to use the
面実装ナット101はまず、はんだ付けによって、下面部22が実装基板300の上面(実装面)に固着される。その後、ネジ穴14の上に貫通孔401が位置するようにして、接続基板400が上面部21の上にセットされる。このセットされた状態にて、接続基板400の上からネジ200をネジ穴14に挿入してネジ200を締める。これにより、接続基板400はネジ止めによって面実装ナット101の上面部21に固定される。
First, the
ここで実装基板300と面実装ナット101の固着に着目すると、はんだ付けによって当該固着が実現されるため、例えば面実装ナット101をネジ止めするための孔を実装基板300に設ける必要がない。そのため、当該孔を設けるための実装基板300における部品実装等の制限は生じず、製品設計の自由度が向上する。
Focusing on the fixing between the
また、面実装ナット101では、胴体部11、底面拡張部13、および閉鎖部15の下面が一体となった下面部22のほぼ全体が実装基板300にはんだ付けされる。そのため、例えば胴体部11の下面のみ、或いは、胴体部11と閉鎖部15の下面のみがはんだ付けされる場合に比べて、はんだ付けされる面積が大きくなり、はんだ付けの剥離強度(剥がれ難さ)が向上する。更に、面実装ナット101と実装基板300の接触面積が大きくなることから、これら双方間の電気抵抗を小さくしたり、放熱特性を向上させたりすることも可能である。これらの部品がスマートフォン等の通信機器に搭載される場合は、電気抵抗を極力小さくしてグランド(接地)性能を向上させるようにすることも可能であり、高周波帯域のノイズ削減にも効果を発揮する。
Further, in the
また、接続基板400と面実装ナット101の間の連結状態に着目すると、面実装ナット101では、胴体部11とフランジ部12の上面が一体となった上面部21のほぼ全体が接続基板400に接触する。そのため、例えば胴体部11の上面のみが接触する場合に比べて、面実装ナット101と接続基板400の接触面積が大きくなることから、これら双方間の電気抵抗を小さくしたり、放熱特性を向上させたりすることも可能である。これらの部品がスマートフォン等の通信機器に搭載される場合は、電気抵抗を極力小さくしてグランド(接地)性能を向上させるようにすることも可能であり、高周波帯域のノイズ削減にも効果を発揮する。
Focusing on the connection state between the
更に面実装ナット101は、フランジ部12を設けたことにより、接続基板400の位置ずれの許容範囲を大きくすることが可能となっている。より具体的に説明すると、フランジ部12を設けたことにより、その分、接続基板400の貫通孔401を大きくしても、接続基板400を適切にネジ止めすることが可能となる。そして貫通孔401の直径をネジ200の直径より大きくしておき、貫通孔401の側壁とネジ200の間に隙間をもたせることにより、その分、接続基板400の位置ずれを許容することが出来る。例えば貫通孔401の直径を2.3mmとしてM1.4のネジ200を適用した場合、図4の断面図に示すように隙間が生じ、その分だけ接続基板400が水平方向に位置ずれしていても、接続基板400を適切にネジ止めすることが可能である。
Furthermore, the
なお面実装ナット101の形状やサイズは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であり、特に限定されるものではない。図5は、面実装ナット101の具体的形態の一例について、正面図、平面図、底面図、側面図、およびX-X断面図(正面図に示すX-X断面の図)を表している。
Note that the shape and size of the
図5に示す例では、面実装ナット101全体の上下方向サイズS1は1.8mm程度、フランジ部12の上下方向サイズS2は0.4mm程度、底面拡張部13の上下方向サイズS3は0.5mm程度となっている。フランジ部12の径方向サイズ(直径)S4は3.2mm程度、底面拡張部13の径方向サイズS5は3mm程度となっている。なお、胴体部11の径方向サイズは、フランジ部12や底面拡張部13の径方向サイズよりも小さく、2.3mm程度となっている。閉鎖部15の厚みS6は0.1mm程度となっている。ネジ穴14は、M1.4のサイズで形成されており、その有効ネジ長さS7は0.75mm程度となっている。
In the example shown in FIG. 5, the vertical size S1 of the entire
2.第2実施形態
次に本発明の第2実施形態について説明する。なお以下の説明では、第1実施形態と異なる事項の説明に重点をおき、共通する事項については説明を省略することがある。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, emphasis will be placed on the description of items different from those of the first embodiment, and description of common items may be omitted.
図6は、第2実施形態に係る面実装ナット102の斜視図である。本図に示すように面実装ナット102は、フランジ部12の外周部の一部から斜め上方へ伸びるスプリング部16を有する。本実施形態の例では、スプリング部16は、フランジ部12の外周部における2箇所(ネジ穴14の中心軸を挟んで互いに対向する箇所)のそれぞれから、斜め上方へ伸びている。
FIG. 6 is a perspective view of the
ここで、面実装ナット102を用いて実装基板300に接続基板400を連結する過程について説明する。図7の断面図はネジ200を締める前の状態を表し、図8の断面図はネジ200を締めた後の状態を表している。
Here, the process of connecting the
図7に示す状態からネジ200を締めていくと、ネジ締めの力によってスプリング部16が接続基板400に押されて下方へ撓み、ネジ200を締めた後もスプリング部16の撓みは維持される。このように面実装ナット102は、ネジ穴14を用いてネジ止めされる接続基板400(連結対象)に押されることにより、スプリング部16が下方へ撓むように形成されている。これにより、スプリング部16はスプリングワッシャーと同様にネジの緩み止めの機能を有し、ネジ200の緩みを極力抑えることが可能となる。
When the
3.第3実施形態
次に本発明の第3実施形態について説明する。なお以下の説明では、第1実施形態と異なる事項の説明に重点をおき、共通する事項については説明を省略することがある。
3. 3rd Embodiment Next, 3rd Embodiment of this invention is described. In the following description, emphasis will be placed on the description of items different from those of the first embodiment, and description of common items may be omitted.
図9は、第3実施形態に係る面実装ナット103の斜視図である。本図に示すように面実装ナット103は、底面拡張部13の外周部の下面の一部を、上側へ凹ませた構成となっている。本実施形態の例では、底面拡張部13の外周部における等間隔に離れた4箇所それぞれに、下面部22を上側へ凹ませた端部凹み部13aが設けられている。
FIG. 9 is a perspective view of a
図10の断面図は、はんだ付けによって実装基板300に固着した面実装ナット103を表している。面実装ナット103は端部凹み部13aを設けたことにより、はんだ付けを実施する際に、下面部22と実装基板300の間に存在している空気が、端部凹み部13aを介して外部へ抜け易くなっている。これにより、はんだ付けの際に気泡が含まれる事態を極力防ぐことができ、はんだ剥離強度の向上の面で有利となる。
The cross-sectional view of FIG. 10 shows the
更に端部凹み部13aを設けたことによって、その分、面実装ナット103へのはんだの付着面積が増大する。そのため面実装ナット103によれば、端部凹み部13aを設けたことにより、この点においても、はんだ剥離強度の向上の面で有利となる。
Further, the provision of the end recessed
4.第4実施形態
次に本発明の第4実施形態について説明する。なお以下の説明では、第1実施形態と異なる事項の説明に重点をおき、共通する事項については説明を省略することがある。
4. Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the following description, emphasis will be placed on the description of items different from those of the first embodiment, and description of common items may be omitted.
図11は、第4実施形態に係る面実装ナット104の斜視図である。また、図12は面実装ナット104の正面図を表し、図13は面実装ナット104の平面図を表している。これらの図に示すように面実装ナット104は、底面拡張部13を省略した点において第1実施形態とは異なっているが、その他については基本的に第1実施形態と同様である。第4実施形態に係る面実装ナット104を利用する場合も、底面拡張部13に関する点を除き、第1実施形態の面実装ナットと同様の利点を享受することが可能である。なお、面実装ナットを金属板材の絞りプレス加工にて製造する場合、第4実施形態は他の実施形態よりも製造工程を簡易化することが可能である。
FIG. 11 is a perspective view of a
5.面実装ナットの製造方法
次に各実施形態の面実装ナットの概略的な製造方法について説明する。なおここでは、メッキ処理等については説明を省略する。
5. Method for Manufacturing Surface-Mounted Nut Next, a general method for manufacturing the surface-mounted nut of each embodiment will be described. It should be noted that the description of the plating process and the like is omitted here.
先述した第4実施形態の面実装ナット104は、薄い平板状である金属板材の絞りプレス加工(深絞り)により比較的簡易に製造することが可能である。図14は当該絞りプレス加工が施された金属板材500の斜視図、図15は当該金属板材500の平面図、図16は当該金属板材500の正面図をそれぞれ示している。このように金属板材500への下方の絞りプレス加工を施した後、タップを立ててネジ穴14を設ける加工を施し、図15に破線で示す箇所で不要な金属板材500の部分を切断除去して、面実装ナット104を得ることが可能である。この製造方法によれば、金属板材500の元々の平板状の一部を、そのままフランジ部12として利用することが可能である。
The
第1実施形態の面実装ナット101を製造する場合には、金属板材に下方への絞りプレス加工を施して胴体部11を形成する第1工程と、当該胴体部11の下端に冷間鍛造プレス加工を施して底面拡張部13を形成する第2工程と、を含む製造方法が採用可能である。第1工程は、先述した第4実施形態の面実装ナット104の製造方法に準じたものである。第2工程は、胴体部11の外側面(下側寄りの部分を除く)を外側から掴んで固定しておき、胴体部11の下端全体に上向きの冷間鍛造プレス加工を施して、胴体部11の下側寄りの部分を径方向外向きに変形させ、底面拡張部13を形成する工程である。
When manufacturing the
第2工程は、例えば図17(治具Z1およびプレス用具Z2の部分は断面図で示している)に概略的に示すように、治具Z1を用いて胴体部11の上面を位置決めするとともに、胴体部11の外側面の全周(下側寄りの部分を除く)を掴んで固定しておき、プレス用具Z2を用いて胴体部11の下端全体に上向きの冷間鍛造プレス加工を施すようにすれば良い。治具Z1を用いて胴体部11の外側面を掴んでおくことにより、冷間鍛造プレス加工を行う際に、掴んだ部分が径方向に拡がることを抑え、胴体部11の下側寄りの部分のみを径方向外向きに変形させ、底面拡張部13を適切に形成することが可能である。第1および第2工程を行うとともに、タップを立ててネジ穴14を設ける加工を施し、不要な金属板材の部分を切断除去して、面実装ナット101を得ることが可能である。
In the second step, for example, as schematically shown in FIG. 17 (the parts of the jig Z1 and the press tool Z2 are shown in cross section), the upper surface of the
このように、金属板材に対するプレス加工によって面実装ナットを製造する方法によれば、例えば切削加工によって製造する場合に比べて生産性が良く、面実装ナットを安価に製造することが容易となる。またプレス金型及びタップ工程の部品組み換えにより、各種ネジサイズの面実装ナットを製造することが可能である。 As described above, according to the method of manufacturing the surface-mount nut by pressing the metal plate material, the productivity is higher than that of manufacturing by cutting, for example, and it becomes easy to manufacture the surface-mount nut at a low cost. In addition, it is possible to manufacture surface mounting nuts with various screw sizes by recombining parts in the press die and tap process.
なお第2実施形態の面実装ナット102を製造する場合には、第1実施形態の面実装ナット101の製造方法に、スプリング部16を形成するための曲げ加工を行う工程を追加すれば良い。また第3実施形態の面実装ナット102を製造する場合には、第1実施形態の面実装ナット101の製造方法に、端部凹み部13aを形成するための切削加工を行う工程を追加すれば良い。
When manufacturing the
6.その他
以上に説明したように各実施形態の面実装ナットは、上方に開口したネジ穴14を内側に有する胴体部11を備え、はんだ付けにより下面部22を実装面に固着可能としたものであり、胴体部11の上端部から径方向へ突出したフランジ部12を備えている。そのため各実施形態の面実装ナットは、ネジ止めする連結対象との接触面積を大きくしながらも、製品の軽量化等に有利となっている。
6. Others As described above, the surface mounting nut of each embodiment includes the
また各実施形態の面実装ナットの使用形態として、実装基板300に接続基板400を連結する例を挙げて説明したが、本発明に係る面実装ナットの具体的な使用形態は特に限定されない。例えばスマートフォンの構成部品として面実装ナットを使用する場合、実装基板にBtoBコネクタの浮き上がり防止用カバーを連結する用途で使用しても良く、実装基板にLDSアンテナを連結する用途で使用しても良い。
In addition, as a usage pattern of the surface mount nut of each embodiment, an example of connecting the
本発明の構成は、上記各実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。 The configuration of the present invention can be modified in various ways in addition to the above embodiments without departing from the scope of the invention. That is, the above-described embodiments should be considered as examples in all respects and not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the scope of claims rather than the description of the above embodiments, and is understood to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of claims. should.
11 胴体部
12 フランジ部
13 底面拡張部
13a 端部凹み部
14 ネジ穴
15 閉鎖部
16 スプリング部
21 上面部
22 下面部
101、102、103、104 面実装ナット
200 ネジ
300 実装基板
400 接続基板
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
接続基板に形成したネジ用の貫通孔を介して前記リフローナットのネジ穴にネジを螺合し、前記接続基板を前記胴体部の上端部に固定することにより、前記実装基板に前記接続基板を連結する連結装置であって、
前記貫通孔の直径は前記ネジ穴の直径より大きく、前記ネジに対して位置ずれ可能な隙間が形成される大きさとし、
前記リフローナットの胴体部の上端部から径方向へ突出した前記金属板材から成る概ね円形であるフランジ部を設けると共に前記胴体部の下端部から当該胴体部の径方向に突出した底面拡張部を設け、
前記フランジ部の直径は、前記ネジ穴の直径に、前記貫通孔の直径と前記ネジ穴の直径との差の2倍を少なくとも加えた大きさとし、
前記底面拡張部の厚さは、前記フランジ部の厚さより厚くしていることを特徴とする連結装置。 The lower surface of a reflow nut made of a single metal plate having a body having an upwardly-opening screw hole inside is fixed to the surface of the mounting board by soldering,
A screw is screwed into a screw hole of the reflow nut through a screw through hole formed in the connection substrate, and the connection substrate is fixed to the upper end portion of the body portion, thereby attaching the connection substrate to the mounting substrate. A coupling device for coupling,
The diameter of the through-hole is larger than the diameter of the screw hole, and is sized to form a gap that can be displaced with respect to the screw,
A generally circular flange portion made of the metal plate projecting radially from the upper end of the body of the reflow nut is provided, and a bottom expanded portion projecting radially from the lower end of the body is provided. ,
The diameter of the flange portion is the diameter of the screw hole plus at least twice the difference between the diameter of the through hole and the diameter of the screw hole,
A connecting device, wherein the thickness of the bottom extension is thicker than the thickness of the flange.
金属板材に下方への絞りプレス加工を施して前記胴体部を形成する工程と、
前記胴体部の下端に冷間鍛造プレス加工を施して前記底面拡張部を形成する工程と、を含むことを特徴とする製造方法。
A method for manufacturing the reflow nut in the connecting device according to claim 1,
a step of forming the body portion by subjecting a metal plate to a downward drawing press;
Cold forging press working is performed on the lower end of the body portion to form the bottom extended portion.
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