JP2005294210A - コネクタとプリント基板との組付け構造および組付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コネクタ部とプリント基板との間の間隔を少なくして小型化を図ることができるコネクタとプリント基板との組付け構造および組付け方法を提供する。
【解決手段】 コネクタハウジング１２の底壁１２ａから突出する各プレスフィット端子１３の基板接続部１３ｂを所要の整列位置に位置決め保持する位置決め孔１４ａを備えた端子整列部材１４を各基板接続部１３ｂの先端付近に装着した後、プリント基板２１とコネクタハウジング１３とを対向させてスルーホール２２に基板接続部１３ｂの先端を位置合わせする。次いでプリント基板２１とコネクタ部１１とを近接させる方向に押圧することにより、圧接部１３ｃをスルーホール２２内に圧入すると同時に端子整列部材１４をコネクタハウジング１２側に押圧移動させてプリント基板２１との間に挟持する。
【選択図】 図１

Description

本発明はコネクタとプリント基板との組付け構造および組付け方法に関し、詳しくはコネクタ部とプリント基板との間の組付け寸法の小型化を図るものである。

従来、特許文献１に記載されているようにプレスフィット端子を用いることで、半田付け等の面倒な作業を要することなくコネクタと基板との電気的な接続を可能にする方法が広く採用されている。
このようなプレスフィット端子を、例えば図６（Ｂ）に示すように、ケース１に一体成形されたコネクタ部２とケース１に重ね合わせるようにして取り付けられるプリント基板３との間の接続部材として用いることで、組立て工数の削減を図ることが可能となる。

ケース１に設けられたコネクタ部２は、箱型のコネクタハウジング４と、一端に端子接続部５ａを有すると共に他端に基板接続部５ｂを備えた複数の直線状のプレスフィット端子５とからなっている。このプレスフィット端子５は、端子接続部５ａをコネクタハウジング４内に所要間隔で配置すると共に基板接続部５ｂをコネクタハウジング４の底壁４ａを貫通して外部に突出させるようにしてコネクタハウジング４にモールド固定している。

このように構成されたコネクタ部２のプレスフィット端子５をプリント基板３のスルーホール３ａに圧入して電気的接続を図るには、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、先ず接続すべきケース１のコネクタ部２とプリント基板３を対向させ、更にプリント基板３の上面にはプレスフィット端子５の基板接続部５ｂを受け入れる貫通孔６ａを備えた押圧金型６を対向させておく。次いで、プレスフィット端子５をスルーホール３ａの所要間隔に整合させるために櫛刃状のアライメント治具７を、プレスフィット端子５の圧接部５ｃの基部側に設けた鍔部５ｄとコネクタハウジング４の底壁４ａとの間に横方向から挿入配置する。

次いで、図６（Ａ）に示すように、押圧金型６をプレス機によりコネクタ部２側に相対的に移動させることでアライメント治具７にガイドされた基板接続部５ｂの先端をプリント基板３のスルーホール３ａ内に挿入し、更に押圧することで圧接部５ｃを圧入する。しかる後、図６（Ｂ）に示すように、アライメント治具７および押圧金型６を退避させることによりコネクタ部２とプリント基板３との接続を完了するようにしている。
特開平２−８２４８０号公報

上記のようにアライメント治具７を用いることにより、プレスフィット端子５を所要間隔に整列保持できるため、プレスフィット端子５を一括してスルーホール３ａ内に圧入することが可能となり、効率的なプリント基板３との接続を実現することができる。しかしながら、プレスフィット端子５の圧入時にアライメント治具７を介在するため、コネクタハウジング４の底壁４ａとプリント基板３との間隔を所定幅以下に抑えることができず、よって、コネクタ部２とプリント基板３とを組み込んだユニット全体が大型化する要因となっている。また、アライメント治具７はプレスフィット端子５に対し外方から進退動作させるものであり櫛刃状となっているので、プレスフィット端子５に対しアライメント治具７の進退動作に直交する方向の矯正しかできない。このため、前後左右両方向の矯正を行おうとすれば、二つのアライメント治具７によって直交する２方向から規制しなければならず、これによりコネクタハウジング４の底壁４ａとプリント基板３との間隔がより一層大きくなるという問題がある。

本発明は上記した問題に鑑みてなされたもので、コネクタ部とプリント基板との間の間隔を少なくして小型化を図ることができるコネクタとプリント基板との組付け構造および組付け方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、一端方に相手側端子との端子接続部を備えると共に他端方に圧接部を有する基板接続部を備えた直線状のプレスフィット端子をその中間部分でコネクタハウジングに複数整列固定してなるコネクタ部と、上記プレスフィット端子の圧接部を受け入れるスルーホールを備えたプリント基板とを上記プレスフィット端子の軸線方向に対向させて組み付けてなるコネクタとプリント基板との組付け構造において、
上記コネクタハウジングの底壁から突出する各プレスフィット端子の基板接続部を所要の整列位置に位置決め保持する位置決め孔を備えた端子整列部材を各基板接続部に装着し、上記端子整列部材を装着した状態で各基板接続部の圧接部を上記プリント基板のスルーホールに圧入して、上記端子整列部材をコネクタハウジングとプリント基板との間に挟持してなることを特徴とするコネクタとプリント基板との組付け構造を提供している。

上記構成によれば、コネクタハウジングから突出するプレスフィット端子の基板接続部に対し位置決め孔を有する端子整列部材が予め装着されるため、各プレスフィット端子を前後左右いずれの方向にも所要位置に規制することができる。この端子整列部材は、基板接続部の先端付近に装着されるため、各基板接続部の位置決め精度を向上することができる。また、端子整列部材は、位置決め孔により基板接続部を位置決めするものであるため、一枚の端子整列部材のみで基板接続部の前後左右の位置決めをすることができる。更に、この端子整列部材は基板接続部の先端付近に装着された後、最終的には圧接部の基部側へ押圧されてコネクタハウジングとプリント基板との間に挟持されるものであるため、プレスフィット端子には圧接部の基部を支えるための鍔部を要しないと共に、アライメント治具の挿入スペースも不要となるため、プレスフィット端子の圧入後におけるコネクタハウジングとプリント基板との間の隙間を少なくすることができる。

また、上記基板整列部材にはプリント基板側へ向けて突出する少なくとも２本の位置決め突起を突設する一方、上記プリント基板には上記位置決め突起を受け入れる基準孔を形成し、上記位置決め突起は基板整列部材を上記基板接続部に装着した状態で該基板接続部の先端よりも突出する長さ寸法に設定している。
このようにすれば、基板整列部材により位置決めされた各プレスフィット端子の基板接続部の先端がスルーホール内に挿入されるに先立って基板整列部材の突起がプリント基板の基準孔に挿入されるため、スルーホールに対する基板接続部先端の位置決めをより一層確実なものとすることができる。また、プレスフィット端子の圧接後においては、位置決め突起を介してプリント基板に固定された基板整列部材がプレスフィット端子の圧接部の基部を保持した状態となるため、コネクタ部に対する他のコネクタの嵌合時や、外部の振動の影響を基板整列部材によって吸収することができる。よって、プレスフィット端子の圧接部に無理な応力が作用するのを防止できるので、長期にわたって安定した電気接続状態を維持することができる。

また、上記コネクタハウジングの底壁の外面には、上記端子整列部材を受け入れ可能な凹部を形成するのが好ましい。このように構成すれば、プレスフィット端子のプリント基板に対する圧入後における基板整列部材をコネクタハウジングに形成した凹部内に嵌合することができるので、コネクタハウジングとプリント基板との間の無用な隙間をなくすことができ、このコネクタとプリント基板との組付け構造を用いたユニット等の製品の高さ寸法自体を小さく設定して小型化に貢献することができる。

他の発明では、上記コネクタハウジングの底壁から突出する各プレスフィット端子の基板接続部を所要の整列位置に位置決め保持する位置決め孔を備えた端子整列部材を各基板接続部の先端付近に装着した後、上記プリント基板とコネクタハウジングとを対向させて上記スルーホールに上記基板接続部の先端を位置合わせし、次いで上記プリント基板とコネクタ部とをプレスフィット端子の軸線方向に沿って近接させることにより上記圧接部をスルーホール内に圧入すると同時に上記端子整列部材をコネクタハウジング側に押圧移動させてプリント基板との間に挟持してなることを特徴とするコネクタとプリント基板との組付け方法を提供している。
このようにすれば、基板整列部材をプレスフィット端子の位置決め用部材として用いた後、スルーホールへの圧接部の圧入作業と同時に基板整列部材をコネクタハウジングとプリント基板との間に挟持する方向に移動させることができるため、基板整列部材を取り外す必要がなく、従来の方法に比しその作業性を向上することができる。

また、上記基板整列部材にはプリント基板側へ向けて突出する少なくとも２本の位置決め突起を突設する一方、上記プリント基板には上記位置決め突起を受け入れる基準孔を形成し、該基準孔に上記位置決め突起を挿入した後に上記プレスフィット端子の基板接続部の先端を上記プリント基板のスルーホールへ挿入するようにしている。
このようにすることで、スルーホールへのプレスフィット端子の挿入に先立って基板整列部材の位置決め突起がプリント基板の基準孔に挿入されるので、基板整列部材により整列規制された各プレスフィット端子端子の基板接続部全体を正確に個々のスルーホールに対応させることができる。

また、上記コネクタハウジングの底壁の外面には、上記端子整列部材を受け入れ可能な凹部を備え、上記スルーホールへの圧接部の圧入操作時に上記端子整列部材を上記凹部内に押し込むようにしている。
これにより、基板整列部材をコネクタハウジングの凹部内に嵌合して収容することができるため、基板整列部材の存在によってコネクタハウジングとプリント基板との間に余分な隙間ができるのを防止できる。

以上の説明より明らかなように、本発明のコネクタとプリント基板との組付け構造および組付け方法によれば、外部からプレスフィット端子の圧接部の基部へ進退可能に配置されるアライメント治具を要しないため、その配置スペースが不要となり、コネクタ部とプリント基板との組付け後におけるコネクタハウジングとプリント基板との間の間隔を小さくすることができる。また、組付け時の作業性を向上することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図４は本発明のコネクタとプリント基板との組付け構造の実施形態を示し、例えば自動車に搭載される各種の電子制御ユニットのように、ワイヤハーネスのコネクタが接続されるコネクタ部１１を一体的に備えた合成樹脂製のケース１０と、多数の電子部品等の実装部品Ｐが装着されたプリント基板２１とを含むユニットの組付け構造に適用している。コネクタ部１１は、ケース１０の所要部位に１箇所または複数箇所配置された一端が開口する箱型のコネクタハウジング１２と、このコネクタハウジング１２の底壁１２ａを貫通して内外両方向に突出する直線状のプレスフィット端子１３と、別体で成形されてプレスフィット端子１３の配列状態を矯正する端子整列部材１４とからなっている。

プレスフィット端子１３は、図１（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ピン状の金属製部材から構成され、コネクタハウジング１２内に突出する一端を相手側コネクタ（図示せず）に対する端子接続部１３ａとすると共に、底壁１２ａから垂直に外方へ突出する他端方をプリント基板２１に対する基板接続部１３ｂとしている。基板接続部１３ｂの途中位置にはプリント基板２１において導電路に設けられたスルーホール２２に接続される圧接部１３ｃを設けている。圧接部１３ｃは、スルーホール２２の内径より若干大きめの幅寸法に設定されると共に、本実施形態においては断面Ｎ型をなし、スルーホール２２に圧接されたときに中心方向へ弾性変形してスルーホール２２の内周に対し所要の接触圧で接触可能な構造となっている。また基板接続部１３ｂの先端部はスルーホール２２への案内部１３ｄとしてスルーホール２２の内径より小さい幅寸法となるようにテーパー状に細くなる形状としている。
また、プレスフィット端子１３はコネクタハウジング１２の底壁１２ａの所要位置に固定するため、本実施形態では中央部分に係合突部１３ｅを外方へ突設し、コネクタハウジング１２の成形時にモールド成形することで、プレスフィット端子１３をケース１０に一体化するようにしている。

端子整列部材１４は合成樹脂製の板状部材からなり、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、コネクタハウジング１２に固定されたプレスフィット端子１３の正規の配列状態に合致する間隔にて複数の位置決め孔１４ａを形成している。この位置決め孔１４ａはプレスフィット端子１３における端子接続部１３ａの断面形状に対応しており、案内部１３ｄより広く、圧接部１３ｃより若干狭い寸法設定とされ、端子整列部材１４を各端子接続部１３ａの先端から装着したとき、端子整列部材１４が圧接部１３ｃの手前位置の先端付近まで自然に挿入される寸法設定としている。また、端子整列部材１４の長さ方向両端部には平板面に対し垂直方向、即ち組立て時のプリント基板２１側に向けて突出する２本の位置決め突起１４ｂを一体突設している。この位置決め突起１４ｂはピン状をなし、先端部には先細り状の導入部１４ｃを形成している。一方、プリント基板２１には端子整列部材１４を挿入すべき複数のスルーホール２２が配置された領域付近において、端子整列部材１４の位置決め突起１４ｂを受け入れて端子整列部材１４を所要位置に位置決めするための基準孔２３を形成している。即ち、端子整列部材１４が基準孔２３に挿入された状態において、端子整列部材１４の位置決め孔１４ａとスルーホール２２との配置状態が完全に合致した状態となるようにしている。

また、ケース１０においてコネクタハウジング１２の底壁１２ａには、端子整列部材１４の大きさに対応する凹部１５を凹設し、端子整列部材１４が押圧されて下降したとき、端子整列部材１４を凹部１５内に受け入れ可能としている。この凹部１５は、深さ寸法を端子整列部材１４の厚みと合致させることで端子整列部材１４を収容したとき端子整列部材１４の外面とコネクタハウジング１２の底壁１２ａとが面一となるようにしている。

次に、本発明のコネクタとプリント基板との組付け方法について説明する。
先ず、図３（Ａ）に示すように、ケース１０におけるコネクタハウジング１２の底壁１２ａから上方へ突出する複数のプレスフィット端子１３の基板接続部１３ｂに対し、端子整列部材１４の各位置決め孔１４ａを対応させて端子整列部材１４を挿入する。このとき、端子整列部材１４の位置決め突起１４ｂが上方へ突出した状態とする。端子整列部材１４は基板接続部１３ｂ先端の圧接部１３ｃ付近まで挿入され、これにより基板接続部１３ｂは位置決め孔１４ａによって真っ直ぐ軸線方向に沿った正規の配列状態に矯正される。

次に、端子整列部材１４が装着されたケース１０をプレス機（図示せず）の所要位置にセットすると共に、プレスフィット端子１３の基板接続部１３ｂの配列にスルーホール２２を対応させるようにしてプリント基板２１をプレスフィット端子１３の軸方向対向位置にセットする。更に、プリント基板２１の上方には、スルーホール２２の配列に対応する逃し孔３１ａを備えた押圧型３１を配置する。次いで、プレス機を作動させてプリント基板２１とケース１０とを相対的に近接移動させると、図３（Ｂ）に示すように、先ず、端子整列部材１４の位置決め突起１４ｂの先端が基準孔２３に挿入され、これにより端子整列部材１４を介してプリント基板２１のスルーホール２２と基板接続部１３ｂとが正規の配列状態に合致した状態となる。

続いて、プリント基板２１とケース１０とを更に近接させると、端子整列部材１４に規制された各基板接続部１３ｂは先端の案内部１３ｄから順次スルーホール２２内に挿入される。そして、端子整列部材１４がプリント基板２１の下面に当接した時点で、端子整列部材１４は下方に押圧されるので、基板接続部１３ｂのスルーホール２２内への挿入が進むのに伴って端子整列部材１４は圧接部１３ｃを超えて相対的に下方へ移動する。なお、端子整列部材１４は合成樹脂製からなるので、各位置決め孔１４ａが圧接部１３ｃにより押し広げられながら移動することになる。端子整列部材１４の下方移動に伴って各基板接続部１３ｂは更にスルーホール２２内へ挿入され、案内部１３ｄに続いて圧接部１３ｃが所要深さ位置まで挿入されると、圧接部１３ｃはスルーホール２２の内周面に押圧されて中心方向へ弾性変形し、これにより各プレスフィット端子１３とスルーホール２２とが所要の接圧により電気的に接続された状態となる。一方、基板接続部１３ｂの配列矯正作用を終えた端子整列部材１４は更に下方へ移動し、ついには底壁１２ａに設けた凹部１５内に収容された状態となる。

上記のように、端子整列部材１４は基板接続部１３ｂの配列状態を正規の状態に矯正するものであって従来のようにプレス機による押圧時にプレスフィット端子の鍔部を支持するものではないので、端子整列部材１４の板圧は必要最小限とすることができる。このため基板接続部１３ｂによる矯正完了後はコネクタハウジング１２とプリント基板２１との間に介在させておいても高さ方向のサイズが従来と比べて大きくなることはない。特にケース１０の底壁１２ａに設けた凹部１５に端子整列部材１４を嵌合収容するようにしたものでは、端子整列部材１４の介在による高さ方向のサイズに全く影響を与えることがない。また、端子整列部材１４は位置決め孔１４ａによって基板接続部１３ｂを全周方向から位置矯正するものであるため、従来の外部側方から挿入するアライメント治具に比し位置矯正の精度を向上させることができる。更に、端子整列部材１４の介在によりプレスフィット端子１３はプリント基板２１の裏面側で隙間無く保持された状態となるので、製品全体に加わる振動等の影響をプレスフィット端子１３に及ぼしにくくなり、プレスフィット端子１３のスルーホール２２に対する接続信頼性を向上することができる。

なお、上記実施形態では、コネクタハウジング１２の底壁１２ａの外面に端子整列部材１４を受け入れ可能な凹部１５を形成した例を示したが、凹部１５を設けずコネクタハウジング１２とプリント基板２１との間に端子整列部材１４を挟持したものであってもよい。また、プレスフィット端子１３として圧接部１３ｃの断面をＮ型とした例を示したが、圧接部１３ｃの形状については特に限定せず、プレスフィット端子として一般的に採用されている針孔形状等種々の形状に対応可能である。更に、上記実施形態ではコネクタハウジング１２に対するプレスフィット端子１３の固定をモールド成形により実施した例を示したが、圧入等の他の手段により固定するものであってもよい。また、端子整列部材１４の位置決め突起１４ｂは３本以上とする設定でもよい。

本発明のコネクタとプリント基板との組付け構造を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）はＸ−Ｘ断面図、（Ｃ）はプレスフィット端子のＹ−Ｙ断面図である。 （Ａ）は端子整列部材の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の長さ方向の断面図である。 （Ａ）（Ｂ）はコネクタとプリント基板との組付け方法における押圧工程を示す断面図である。 プレス機による押圧完了後の状態を示す断面である。 （Ａ）（Ｂ）は従来のコネクタとプリント基板との組付け方法を示す斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）従来のアライメント治具を用いた組付け方法の押圧工程を示す断面図である。

符号の説明

１２ コネクタハウジング
１２ａ 底壁
１３ プレスフィット端子
１３ａ 端子接続部
１３ｂ 基板接続部
１３ｃ 圧接部
１４ 端子整列部材
１４ａ 位置決め孔
１４ｂ 位置決め突起
１５ 凹部
２１ プリント基板
２２ スルーホール
２３ 基準孔

Claims (6)

1. 一端方に相手側端子との端子接続部を備えると共に他端方に圧接部を有する基板接続部を備えた直線状のプレスフィット端子をその中間部分でコネクタハウジングに複数整列固定してなるコネクタ部と、上記プレスフィット端子の圧接部を受け入れるスルーホールを備えたプリント基板とを上記プレスフィット端子の軸線方向に対向させて組み付けてなるコネクタとプリント基板との組付け構造において、
   上記コネクタハウジングの底壁から突出する各プレスフィット端子の基板接続部を所要の整列位置に位置決め保持する位置決め孔を備えた端子整列部材を各基板接続部先端付近に装着し、上記端子整列部材を装着した状態で各基板接続部の圧接部を上記プリント基板のスルーホールに圧入して、上記端子整列部材をコネクタハウジングとプリント基板との間に挟持してなることを特徴とするコネクタとプリント基板との組付け構造。
2. 上記基板整列部材にはプリント基板側へ向けて突出する少なくとも２本の位置決め突起を突設する一方、上記プリント基板には上記位置決め突起を受け入れる基準孔を形成し、上記位置決め突起は基板整列部材を上記基板接続部に装着した状態で該基板接続部の先端よりも突出する長さ寸法に設定している請求項１に記載のコネクタとプリント基板との組付け構造。
3. 上記コネクタハウジングの底壁の外面には、上記端子整列部材を受け入れ可能な凹部を形成している請求項１または請求項２のいずれかに記載のコネクタとプリント基板との組付け構造。
4. 一端方に相手側端子との端子接続部を備えると共に他端方に圧接部を有する基板接続部を備えた直線状のプレスフィット端子をその中間部分でコネクタハウジングに複数整列固定してなるコネクタ部と、上記プレスフィット端子の圧接部を受け入れるスルーホールを備えたプリント基板とを上記プレスフィット端子の軸線方向に対向させて組み付けてなるコネクタとプリント基板との組付け方法であって、
   上記コネクタハウジングの底壁から突出する各プレスフィット端子の基板接続部を所要の整列位置に位置決め保持する位置決め孔を備えた端子整列部材を各基板接続部の先端付近に装着した後、上記プリント基板とコネクタハウジングとを対向させて上記スルーホールに上記基板接続部の先端を位置合わせし、次いで上記プリント基板とコネクタ部とをプレスフィット端子の軸線方向に沿って近接させることにより上記圧接部をスルーホール内に圧入すると同時に上記端子整列部材をコネクタハウジング側に押圧移動させてプリント基板との間に挟持してなることを特徴とするコネクタとプリント基板との組付け方法。
5. 上記基板整列部材にはプリント基板側へ向けて突出する少なくとも２本の位置決め突起を突設する一方、上記プリント基板には上記位置決め突起を受け入れる基準孔を形成し、該基準孔に上記位置決め突起を挿入した後に上記プレスフィット端子の基板接続部の先端を上記プリント基板のスルーホールへ挿入するようにしている請求項４に記載のコネクタとプリント基板との組付け方法。
6. 上記コネクタハウジングの底壁の外面には、上記端子整列部材を受け入れ可能な凹部を備え、上記スルーホールへの圧接部の圧入操作時に上記端子整列部材を上記凹部内に押し込むようにしている請求項４または請求項５のいずれかに記載のコネクタとプリント基板との組付け方法。

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