JP2008010592A - 基板の連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板同士を連結する際のガイドを設けることで、コネクタ接続時の作業性を向上し、基板間の確実な接続を図る。
【解決手段】 少なくとも一対の雄と雌のコネクタの嵌合を介して、各コネクタを実装した二以上の基板が対向して接続される基板連結構造１であって、いずれか一方の基板に実装されたコネクタ又はその近傍に、他方の基板の連結時の案内となる所定の長さを有するガイド部６を備え、他方の基板に、ガイド部６と対応する位置にガイド部６が貫通する切欠部８を備え、ガイド部６を切欠部８に貫通させたときに、前記雄と雌のコネクタが相対向する位置に定まる構成としてある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コネクタ接続を介した、電気基板同士の連結構造に関し、特に接続の際の位置決めを容易にし、接続時の作業性の向上を図る基板連結構造の改良に関する。

現在、電子機器装置は、機能の高度化、多様化に伴い、電気基板において、電子部品の部品点数が増大し、基板スペースを有効に活用するため、部品の高密度実装が求められている。また、基板間の接続においても、設置面積の削減が要求され、ケーブルを使用せずに基板同士を接続する形態が多く見られるようになってきた。このような形態としては、例えば、基板間の接続において、一対のコネクタを対向して二枚の基板上に設けて、これらのコネクタを接続することで、基板が積層状などに連結して設置面積の削減を図る基板連結構造である。

このような基板の連結構造に関して、基板同士を積層状に連結する製造時においては、接続する一対のコネクタは、相対向する基板に挟まれる形態で接続されるため、コネクタの挿入・接続方向からは、作業者はコネクタの位置が基板に妨げられて正確に特定することができなかった。そのため、コネクタの挿入・接続方向と直角方向から目視することにより、各コネクタ間が半挿入状態であることを確認し、基板を押圧して接続するため、挿入が不確かなまま押圧することもあり、他の部品を損傷する虞があった。

また、基板同士の連結力がコネクタ間の嵌合の保持力に拠るため、コネクタの嵌合後に各基板の自重などで接続が外れる場合が多く見られ、このような接続形態を有する電子機器装置のトラブル発生の一因ともなっていた。
さらに、コネクタの保持力に拠らず、基板同士の連結力を確保するために、スペーサ等の別部材を実装して、これを、基板同士を連結する手段として利用することもあるが、この場合には、基板上にスペーサ等の別部材のスペースを確保しなければならないため、高密度実装の妨げとなっていた。

このような従来の基板間の連結構造等に関する技術として、基板の四隅をスペーサ等でネジ止めをして、基板間の所定の間隔を保持することで、基板を積層状に連結することは広く知られているが、その他にも以下の技術が開示されている。
まず、特許文献１に記載の発明では、一の基板に、実装したコネクタに形成した突起部と、連結する他の基板に、前記突起部に対向して形成した孔を、それぞれ設け、これらの嵌合により基板間の連結を保持し、実装面積の削減や、作業性の向上を図る技術が開示されている。

また、関連する技術として、特許文献２に記載の発明では、コネクタ端子台と基板を接合する技術が開示されている。これによるとコネクタ端子台に設けたコンタクトとフック付の係止アームが基板に係止することで、端子台のベースとなるコネクタ等を基板に半田付けすることなく、コネクタ端子台を基板に直接、接続し、部品点数の削減や作業の簡略化を図っている。

特開平０５−２１８６６９号公報 特開２００１−１１０４８１号公報

しかしながら、以上のような、これまでに開示されている技術は、上述した従来の課題を十分には解消し得ず、また、新たな問題も生じることとなった。
まず、特許文献１に記載の発明は、基板間の簡易な係合による保持を実現しているが、基板連結時の作業性を考慮しておらず、基板同士の連結時の部品損傷の虞の解決が図られていない。また、特許文献２に記載の発明は、コネクタ端子台の基板への簡易な接続は実現されているものの、基板同士の接続にまで、拡張して応用できるものではなかった。

本発明は、以上のような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、基板同士を連結する際のガイドを設けることで、コネクタ接続時の作業性を向上し、基板間の確実な接続を図る基板連結構造の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の基板連結構造は、請求項１に記載するように、少なくとも一対の雄と雌のコネクタの嵌合を介して、前記各コネクタを実装した二以上の基板が対向して接続される基板連結構造であって、いずれか一方の基板に実装されたコネクタ又はその近傍に、他方の基板との連結時の案内となる所定の長さを有するガイド部を備え、他方の基板に、前記ガイド部と対応する位置に前記ガイド部が貫通する切欠部を備え、前記ガイド部を前記切欠部に貫通させたときに、前記雄と雌のコネクタが相対向する位置に定まる構成とすることができる。

このような構成からなる本発明の基板連結構造よれば、ガイド部を切欠部に貫通させることで、嵌合させるコネクタが相対向する位置に特定され、そのままガイド部を案内として、基板を押圧することで、コネクタを嵌合することができる。このため、各コネクタの挿入状態を確認することなく、基板を連結することができるので、作業性の向上及び部品の損傷防止が図られる。
また、このようなガイド部を、コネクタ又はその近傍に形成することで、基板実装面積を有効に活用することができる。

また、本発明の基板連結構造は、請求項２に記載するように、前記ガイド部の長さが、前記雄と雌のコネクタの長さの和を超える構成とすることができる。
このような構成とすることにより、ガイド部を切欠部に貫通した時点で、嵌合するコネクタが半挿入する前に、嵌合される各コネクタが相対向する位置関係になるため、円滑なコネクタ間の接続、嵌合が図られる。

さらに、本発明の基板連結構造は、請求項３に記載するように、前記ガイド部を、前記コネクタの左右両端に備える構成とすることができる。
このような構成とすることにより、ガイド部をコネクタ内に備えることで、新たに別異な部品を設ける必要がないため、基板実装面積を有効に活用することができる。そのうえ、ガイド部をコネクタ内で最も離れた左右両端に形成することにより、ガイド部を切欠部に貫通した際に、嵌合されるコネクタの位置を特定する精度が向上することになり、より正確なコネクタ間の嵌合が可能となる。

また、本発明の基板連結構造は、請求項４に記載するように、前記ガイド部を備えた基板と、前記切欠部を備えた基板が、着脱可能に係合する係合手段を備える構成とすることができる。
このような構成とすることにより、先の効果に加え、嵌合したコネクタの保持力に拠らず、基板間の連結を保持することができ、コネクタの脱落を防止することができるとともに、不具合等が発生したときは、係合を解除することで、基板を分離することができるので、不具合箇所の発見を容易にし、保守管理の際の労力を軽減することができる。

そして、本発明の基板連結構造は、請求項５に記載するように、前記係合手段が、弾性を有するガイド部の先端側に形成した爪部と、他方の基板に備えた前記爪部に係合する前記切欠部から構成することができる。
このような構成とすることにより、上述した効果に加え、ガイド部の弾性を利用した係合手段であるため、基板を連結する製造時には、係合が容易で作業性の向上が図られるとともに、保守管理の際には、係合の解除は容易になる。また、機構が簡易となるため、部品点数を削減することができ、コストの低減が図られる。
さらに、係合手段の役割をガイド部が兼用するため、係合のための新たな部品を設けることなく、基板実装面積を有効に活用することができる。

また、本発明の基板連結構造は、請求項６に記載するように、前記ガイド部を、取り外し可能とした構成とすることができる。
このような構成とすることにより、例えば、さらに他の基板を積層して連結する場合には、ガイド部を取り外すことで、より積層方向に対してコンパクトに実装することができ、設置面積の削減が図られる。

さらに、本発明の基板連結構造は、請求項７に記載するように、前記ガイド部を、着脱可能とした構成とすることができる。
このような構成とすることにより、連結された基板を取り外し、再連結する際に、再びガイド部を取り付け、切欠部に貫通することで容易に基板を再連結することができ、再連結の際の労力を軽減することができる。

本発明の基板連結構造によれば、基板同士を連結する際のガイドを設けることで、コネクタ接続時の作業性を向上し、基板間の確実な接続を図ることができる。

以下、本発明に係る基板連結構造の好ましい実施形態について、図１〜図６を参照しつつ説明する。
［第一実施形態］
まず、図１〜図３を参照して、本発明に係る基板連結構造の第一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る基板連結構造を示す概略斜視図であり、図２は、本実施形態に係る基板連結構造のガイド部の長さを示す概略図である。さらに、図３は、本実施形態に係る基板連結構造の連結の過程を示す概略図である。

まず、本実施形態における基板連結構造１の全体の構成について説明する。図１に示すように、本実施形態の基板連結構造１は、下基板２に実装された雄コネクタ４と上基板３に実装された雌コネクタ５から構成されており、雄コネクタ４には、爪部７を形成したガイド部６が左右両端に備えられている。そして、上基板３には、ガイド部６と対応する位置に切欠部８が備えられている。
同図に示すように、ガイド部６を切欠部８に貫通させることで、嵌合させるコネクタが相対向する位置に特定され、そのままガイド部６を案内として、両基板を押圧することで、確実にコネクタを嵌合することができる。
なお、本実施形態では、図２に示すように、雄コネクタ４の長さをＸ、雌コネクタ５の長さをＹ、ガイド部６の長さをＺとしたとき、ガイド部６の長さＺが、雄コネクタ４の長さＸと雌コネクタ５の長さＹの和を超える長さとなるよう形成してある。このようにすることで、ガイド部６を切欠部８に貫通した時点で、嵌合するコネクタが半挿入する前に、嵌合される各コネクタが相対向する位置関係となるため、円滑なコネクタ間の接続、嵌合が図られる。

具体的には、図３に示すように、まず、ガイド部６の先端を、上基板３に設けた切欠部８に挿入して貫通させる。そうすると、雄コネクタ４と雌コネクタ５は、相対向する位置に向き合うこととなる（図３（ａ）参照）。そして、ガイド部６を案内として、切欠部８の内面に接しながら、上基板３を落とし込むと、雄コネクタ４と雌コネクタ５は半挿入状態となる。さらに、下基板２と上基板３を押圧することで、雄コネクタ４と雌コネクタ５が嵌合する（図３（ｂ）参照）。

また、このコネクタの嵌合と同時に、弾性を有するガイド部６に形成した爪部７が、切欠部８の縁に係合する。すなわち、爪部７は、上基板３が落とし込まれるに従い、切欠部８の内側に圧接しながら弾性をもって内側に徐々に撓み、切欠部８を爪部７が通過した時点で、圧接が解除されて爪部７は元の形状に復元し、爪部７が切欠部８の縁に係合する。これにより、下基板２と上基板３の連結が保持されるようになる（図３（ｂ）参照）。
なお、係合を解除するためには、ガイド部６の両先端を手で摘んで、爪部７を内側に撓ませることで、切欠部８の縁との係合が解除され、基板を分離することができる。

このような構成とすることで、各コネクタの挿入状態を確認することなく、基板を連結することができるので、作業性の向上及び部品の損傷防止が図られる。
また、ガイド部６をコネクタ内に備えることで、新たに別異な部品を設ける必要がなく、基板実装面積を有効に活用することができるとともに、最も離れた左右両端に形成しているので、ガイド部６を切欠部に貫通した際に、嵌合されるコネクタの位置を特定する精度が向上することになり、より正確なコネクタ間の嵌合が可能となる。
なお、ガイド部６を別部材として、コネクタの近傍に設けることもでき、この場合には、単一の部材として共通化が図られ、雄コネクタ側に限らず、雌コネクタ側の基板にも取り付け可能となるため、汎用性が高まる。

さらに、ガイド部６が着脱可能に係合する係合手段を兼ね備えているので、係合のための新たな部品を設けることなく、基板実装面積を有効に活用することができる。そのうえ、この係合手段により、嵌合したコネクタの保持力に拠らず、基板間の連結を保持することができ、コネクタの脱落を防止することができるとともに、不具合等が発生したときは、係合を解除することで、基板を分離することができるので、不具合箇所の発見を容易にし、保守管理の際の労力を軽減することができる。
また、係合手段が、ガイド部の弾性を利用しているため、基板を連結する製造時には、基板の連結が容易となり、更なる作業性の向上が図られるとともに、保守管理時には、係合の解除を簡単に行うことができる。また、係合の機構が簡易であるため、部品点数を削減することができ、コストの低減が図られる。

［第二実施形態］
次に、本発明に係る基板連結構造の第二実施形態について、図４を参照しつつ説明する。
図４（ａ）は、本実施形態に係る基板連結構造のガイド部の一部を取り外し可能とした概略斜視図であり、図４（ｂ）は、本実施形態に係る基板連結構造の取り外し可能なガイド部を示す側面図である。
各図に示す本実施形態に係る基板連結構造１は、上述した第一実施形態の変形実施形態であり、ガイド部６が、取り外し可能となる構成としてある。
従って、その他の構成部分は、第一実施形態と同様となっており、同様の構成部分については、図中で第一実施形態と同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

各図に示すように、本実施形態では、ガイド部６の一部が細い節状の首部６ａを形成し、この部分を折り曲げることで、首部６ａが破断され、ガイド部６の上端部をガイド部６から取り外すことができるようになっている。
このような構成とすることにより、さらに他の基板を積層して連結する場合などにおいて、ガイド部６を取り外すことで、より積層方向に対してコンパクトに実装することができ、設置面積の削減が図られる。

［第三実施形態］
次に、本発明に係る基板連結構造の第三実施形態について、図５、図６を参照しつつ説明する。
図５は、本実施形態に係る基板連結構造のガイド部の一部を着脱可能とした概略斜視図であり、図６（ａ）は、本実施形態に係る基板連結構造の着脱可能なガイド部を示す正面図であり、図６（ｂ）は、本実施形態に係る基板連結構造の着脱可能なガイド部を示す側面図である。
各図に示す本実施形態に係る基板連結構造１は、上述した第一実施形態の変形実施形態であり、ガイド部６が、着脱可能となる構成としてある。
従って、その他の構成部分は、第一実施形態と同様となっており、同様の構成部分については、図中で第一実施形態と同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図５に示すように、ガイド部６に着脱可能な部分を設けてあり、基板の連結がされた後に、ガイド部６の上端部を取り外すことができるようにしてあり、さらに、取り外し後に、ガイド部６に形成した、溝部６ｂと突起部６ｃを嵌合して、ガイド部６を再生できるようにしてある。
具体的には、図６（ａ）に示すように、下基板２と上基板３が連結された後、不要となったガイド部６の先端部を、取り外すことができ、これにより、他の基板をさらに積層して連結する場合には、より積層方向に対してコンパクトに実装することができる。

また、下基板２と上基板３を分離したい場合には、再び、ガイド部６の突起部６ｃを溝部６ｂに嵌合することで、ガイド部６を元の形状に再生させ、左右両側のガイド部６ｂの先端を摘んで、下基板２と上基板３の係合を解除して、基板を分離することができる。
さらに、再び基板を連結する場合には、ガイド部６を利用して容易に基板を再連結することができる。
このような構成とすることにより、保守管理の際など、連結された基板を分離し、基板を検査等した後に、再連結することが必要な場合などに便利であり、保守管理の際の労力を軽減することができる。

以上、本発明の基板連結構造について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る基板連結構造は、上述の実施形態に限定されるものでなく、以下のように本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、各実施形態では、雄コネクタ４にガイド部６を形成したが、雌コネクタ５にガイド部６を形成し、雄コネクタ４を実装した基板に切欠部８を形成してもよい。
また、各実施形態では、基板の連結を二枚としたが、上基板３の上面に、ガイド部６を形成した雄コネクタ４を実装して、切欠部８を形成した三枚目の基板を連結することも可能であり、さらに、繰り返して複数、積層することも可能である。
さらに、基板間の係合手段を、ガイド部６に設けた爪部７と上基板３の切欠部８との係合を実施形態としたが、一般に、雄、雌コネクタに備えられている抜け防止のロック機構を係合手段とすることもできる。
以上、いずれも本発明の適用対象とすることができる。

本発明は、基板同士を、コネクタを介して連結する場合に広く利用することができる。

は、本実施形態に係る基板連結構造を示す概略斜視図である。 は、本実施形態に係る基板連結構造のガイド部の長さを示す概略図である。 は、本実施形態に係る基板連結構造の連結の過程を示す概略図である。 （ａ）は、本実施形態に係る基板連結構造のガイド部の一部を取り外し可能とした概略斜視図である。（ｂ）は、本実施形態に係る基板連結構造の取り外し可能なガイド部を示す側面図である。 は、本実施形態に係る基板連結構造のガイド部の一部を着脱可能とした概略斜視図である。 （ａ）は、本実施形態に係る基板連結構造の着脱可能なガイド部を示す正面図である。（ｂ）は、本実施形態に係る基板連結構造の着脱可能なガイド部を示す側面図である。

符号の説明

１ 基板連結構造
２ 下基板
３ 上基板
４ 雄コネクタ
５ 雌コネクタ
６ ガイド部
７ 爪部
８ 切欠部

Claims (7)

1. 少なくとも一対の雄と雌のコネクタの嵌合を介して、前記各コネクタを実装した二以上の基板が対向して接続される基板連結構造であって、
   いずれか一方の基板に実装されたコネクタ又はその近傍に、他方の基板との連結時の案内となる所定の長さを有するガイド部を備え、
   他方の基板に、前記ガイド部と対応する位置に前記ガイド部が貫通する切欠部を備え、
   前記ガイド部を前記切欠部に貫通させたときに、前記雄と雌のコネクタが相対向する位置に定まることを特徴とした基板連結構造。
2. 前記ガイド部の長さが、前記雄と雌のコネクタの長さの和を超える請求項１記載の基板連結構造。
3. 前記ガイド部を、前記コネクタの左右両端に備える請求項１又は２記載の基板連結構造。
4. 前記ガイド部を備えた基板と、前記切欠部を備えた基板が、着脱可能に係合する係合手段を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板連結構造。
5. 前記係合手段が、弾性を有するガイド部の先端側に形成した爪部と、
   他方の基板に備えた前記爪部に係合する前記切欠部からなる請求項４記載の基板連結構造。
6. 前記ガイド部を、取り外し可能とした請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板連結構造。
7. 前記ガイド部を、着脱可能とした請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板連結構造。

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