JP2012231004A

JP2012231004A - 導通端子半田ストレス防止構造

Info

Publication number: JP2012231004A
Application number: JP2011098217A
Authority: JP
Inventors: Naoya Takeda; 直也武田; Kenji Kumagai; 健司熊谷
Original assignee: Nidec Elesys Corp
Current assignee: Nidec Elesys Corp
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2012-11-22
Also published as: US8545238B2; US20120295469A1; CN102761006A

Abstract

【課題】回路基板にコネクタを固定する半田にストレスが掛かるのを防止することができる導通端子半田ストレス防止構造を提供する。
【解決手段】ケース２は、回路基板３のアウターコネクタ７とは反対側の端縁を挟持するガタつき防止手段４を備え、アウターコネクタ７のフード部１８は、回路基板３の端縁に当接する当接部３２を有し、当接部３２が回路基板３の端縁に当接した状態でアウターコネクタ７がケース２の開口部１０を閉塞する側に変位されることで、当接部３２により回路基板３が押圧されて、回路基板３のアウターコネクタ７とは反対側の端縁がガタつき防止手段４に挿入され、発生した反力が回路基板３を介してアウターコネクタ７へ伝わり、端子部１２の半田にストレスがかからないことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

この発明は、導通端子半田ストレス防止構造に関するものである。

従来から、外部接続される端子部を備えたインナーコネクタが回路基板に半田によって接続され、インナーコネクタと回路基板とがケーシング内に納められる構造が知られている。この構造においては、回路基盤のガタつきを防止するために、上記ケーシング内に回路基板の縁部を上下方向から挟み込むガタつき防止手段を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−３２９４１３号公報

ところで近年、防塵性の向上などを図るべく上記ケーシングの一体化が要望されている。このようにケーシングを一体化する場合、コネクタ用の開口部から回路基盤をケーシング内に挿入して、開口部とは反対側の回路基盤の縁部をガタつき防止手段に押し込む必要がある。しかしながら、インナーコネクタを回路基板に取り付けるための取付用端子や取付用板部材は、インナーコネクタのコア部の樹脂部材に圧入又はインサート成形されているためコア部に対して変位してしまう場合がある。そのため、回路基板をガタつき防止手段に押し込む際などに端子部に外力が加わりこの外力によるストレスが半田に掛かってしまう虞があるという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、回路基板にコネクタを固定する半田にストレスが掛かるのを防止することができる導通端子半田ストレス防止構造を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、ケース内に収納された回路基板にインナーコネクタが半田により実装され、前記ケースの開口部がアウターコネクタによって閉塞され、前記インナーコネクタの端子部が、前記アウターコネクタのフード部に覆われて外部に露出される導通端子半田ストレス防止構造において、
前記ケースは、前記回路基板の前記アウターコネクタとは反対側の端縁を挟持するガタつき防止手段を備え、
前記アウターコネクタのフード部は、前記回路基板の端縁に当接する当接部を有し、
前記当接部が前記回路基板の端縁に当接した状態で前記アウターコネクタが前記ケースの開口部を閉塞する側に変位されることで、前記当接部により前記回路基板が押圧されて、前記回路基板の前記アウターコネクタとは反対側の端縁が前記ガタつき防止手段に挿入され、発生した反力が前記回路基板を介してアウターコネクタへ伝わり、前記端子部の半田にストレスがかからないことを特徴としている。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記アウターコネクタは、前記インナーコネクタに係合する係合爪部を有する。

請求項３に記載した発明は、請求項２に記載の発明において、前記アウターコネクタは、前記インナーコネクタに対してコネクタ挿抜方向に、前記係合爪部の遊び分だけ摺動可能に構成され、前記当接部は、前記インナーコネクタに対するアウターコネクタの摺動可能範囲内で前記回路基板に当接される。

請求項４に記載した発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の発明において、前記インナーコネクタは、導通用端子が半田で前記回路基板に固定されると共に、少なくとも取付用端子又は取付用板部材が半田で前記回路基板に固定される。

請求項１に記載した発明によれば、アウターコネクタが回路基板を押圧可能であるため、例えば、回路基板をケースに収容してガタつき防止手段へ挿入する際に、アウターコネクタの当接部により回路基板を押圧することができるため、インナーコネクタに外力が加わるのを防止することができ、さらに、回路基板に作用するガタつき防止手段の反力を、インナーコネクタを介さずにアウターコネクタの当接部で受け止めることができる。したがって、インナーコネクタを回路基板に実装するための半田にストレスが掛かるのを防止することができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、請求項１の効果に加え、係合爪部によりアウターコネクタをインナーコネクタに係合させることができるため、アウターコネクタによってケースの開口部を確実に閉塞させることができる。

請求項３に記載した発明によれば、請求項２の効果に加え、係合爪部の遊び分だけインナーコネクタに対してアウターコネクタが摺動され、この摺動範囲内で当接部が回路基板に当接されるようになっていることで、回路基板をアウターコネクタの当接部により押して確実にガタつき防止手段に挿入することができる効果がある。

請求項４に記載した発明によれば、請求項１乃至３の何れか一項の効果に加え、導通用端子と、少なくとも取付用端子又は取付用板部材とが半田によって回路基板に固定されている場合に、これらの半田にストレスが掛かるのを防止することができる。

本発明の実施形態における導通端子半田ストレス防止構造を有した電子機器の斜視図である。上記電子機器の正面図である。上記電子機器の上面図である。図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。上記電子機器の右側面図である。図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図５のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。アウターコネクタを裏面側から見た斜視図である。

次に、この発明の実施形態における導通端子半田ストレス防止構造について図面を参照しながら説明する。
図１〜図７は、この実施形態の導通端子半田ストレス防止構造を有する電子機器１を示している。この電子機器１は、一方に開口部１０を有する箱型のケース２内に回路基板３が収納されている（図４参照）。回路基板３は、ランド、配線パターンやスルーホール等（何れも図示せず）を有するプリント基板であって、複数の電子部品例えば、マイコン、抵抗、コンデンサ等の電子部品（何れも図示せず）が実装される。

ケース２内には、回路基板３のガタつきを防止するためのガタつき防止手段４が設けられている。なお、図４，５，７に示すガタつき防止手段４は、回路基板３の厚さ寸法よりも若干狭い間隙１１をもって上下に分割して配置された弾性部材で構成される一例であり、この一例におけるガタつき防止手段４は、コネクタ挿抜方向に対して垂直な左右方向に沿って２箇所に配置され、回路基板３の奥側の端縁が間隙１１に圧入されると、この端縁を上下から挟持して回路基板３のガタつきを防止する構造となっている。なお、ガタつき防止手段４は、回路基板３の端縁を押し込むことでガタつきを防止できる構造であれば、上記構造に限られるものではない。

ケース２の開口部１０側には、回路基板３を外部装置（図示せず）に電気的に接続するためのコネクタ５が取り付けられる。このコネクタ５は、回路基板３に接続されるインナーコネクタ６と、ケース２の開口部１０を閉塞するアウターコネクタ７とを備えて構成される。
インナーコネクタ６は、ケース２の開口方向と同方向に開口する端子部１２と、この端子部１２の底部１２ａを貫通して端子部１２の開口部１２ｂ近傍まで延びる複数のピン（導通用端子）１３とを有する。ピン１３は、導電性の材料からなり、樹脂材料からなる端子部１２と圧入等によって一体的に形成される。

インナーコネクタ６の端子部１２は、回路基板３の端縁に沿って長い略矩形の縦断面形状に形成されており、この端子部１２には、底部１２ａの裏側に、ピン１３に沿って支持部１４（図４、図６参照）が突出形成される。この支持部１４には、その底面１４ａから垂直方向に延びる略円柱状の取付用端子１５が一体的に取り付けられている。取付用端子１５は、回路基板３に形成されたスルーホール等の孔１６（図７参照）に貫通されて半田付けにより回路基板３に固定される。なお、略円柱状に形成された取付用端子１５に替えて略平板状の取付用板部材を設けて回路基板３に半田付けするようにしてもよい。

一方、上述したピン１３は、端子部１２の底部１２ａをその裏面側に向かって貫通した後、垂直方向に屈曲され、回路基板３のスルーホール等に挿入され半田付けにより回路基板３に固定される。このようにピン１３および取付用端子１５が半田付けされることにより、インナーコネクタ６は、回路基板３の表面３ａ（図４参照）側と一部当接した状態で回路基板３に固定・接続される。なお、図４、図６、図７では、図示都合上、半田部分を省略している。

アウターコネクタ７は、端子部１２を覆うフード部１８と、ケース２の開口部１０を閉塞する閉塞部１９とを備えて構成される。フード部１８は、インナーコネクタ６の端子部１２を構成する壁部１２ｃと略平行な４つの壁部２０を備える。そして、ケース２への取付状態で、その基部側が開口部１０よりケース２の周壁部２ａの内面側に入り込むように配置され、その端部側は、インナーコネクタ６の端子部１２よりもコネクタ５の挿抜方向の外側に向かって延出して形成される。さらに、アウターコネクタ７は、ケース２への取付状態で、インナーコネクタ６の端子部１２との間に全周に亘って所定の隙間２１が形成されるように設定される。また、アウターコネクタ７には、端子部１２の開口縁１２ｄ（図４参照）と所定の隙間２１をもって壁部２０に略垂直な中間壁部２２が形成される。

中間壁部２２には、端子部１２の開口部１２ｅと同一寸法の開口部２３が形成され、この開口部２３により、中間壁部２２よりもアウターコネクタ７の開口側と、インナーコネクタ６の端子部１２側とが連通されることとなる。

閉塞部１９は、フード部１８の外面１８ａ（図１参照）から垂直方向に延出する主板部２４と、この主板部２４の縁部からケース２の周壁部２ａの外面側に回り込みケース２の周壁部２ａに沿って延出する案内壁部２５とを備えて構成される。主板部２４は、コネクタ５の挿抜方向から見てケース２よりも若干大きい略矩形、より具体的には、ケース２の周壁部２ａの厚さ寸法よりも若干大きく形成される。これにより、アウターコネクタ７の案内壁部２５とフード部１８の基部側の部分１８ｂ（図４参照）との間に、ケース２の開口端部２ｂがスライド挿入可能となる。なお、上述した案内壁部２５とフード部１８の基部側の部分１８ｂとにより案内凹部が構成される。

なお、図４の一例のように、主板部２４の内面とケース２の開口端部（端縁）２ｂとの間、および、案内壁部２５と開口端部２ｂとの間に、ケース２の水密および気密性などを確保するためのシール部材Ｓを介装してもよく、こうすることでアウターコネクタ７がケース２に固定された場合に、開口部１０からケース２内に水分や塵埃等が浸入しないようにすることができる。

アウターコネクタ７のフード部１８には、向かい合う左右２つの壁部２０ａ，２０ｂに、内側に向かって突出する係合爪部２７（図６参照）が形成される一方、係合爪部２７に対向する位置のインナーコネクタ６の端子部１２の左右の壁部１２ｃには、係合爪部２７が係合可能なスリット２８が形成される。係合爪部２７をスリット２８に没入させることで、コネクタ５の挿抜方向への遊び、換言すれば若干摺動を許容した状態でアウターコネクタ７がインナーコネクタ６に取り付けられる。

また、平行な一対の案内壁部（図６中、左右の案内壁部）２５ａ，２５ｂには、案内壁部２５ａ，２５ｂを延長する方向に延びる係合爪部２９が形成される一方、ケース２の左右の周壁部２ａには係合爪部２９が挿入されて係合される係合孔部３０が形成される。なお、係合爪部２９は、左右方向へ弾性変形可能となっているが、係合爪部２９の撓り長さがより長くなるように、係合爪部２９の基部側の案内壁部２５ａ，２５ｂには、係合爪部２９の両側にスリット３１（図５参照）が形成される。

ところで、図４，図６，図８に示すように、上述したアウターコネクタ７のフード部１８は、上述した壁部２０ａ，２０ｂ、および、回路基板３が配置される側の壁部２０ｃが外側にオフセットするように有段形成されて、それぞれのフード部１８の基部側の部分１８ｂがケース２の周壁部２ａより若干広い所定の間隙をもって案内壁部２５と平行に配置される。

アウターコネクタ７がケース２へ取り付けられた状態で、回路基板３の延長線上にはフード部１８の中間部１８ｃ（図４参照）が配置され、この延長線上に配置された中間部１８ｃの回路基板３側の端縁には、回路基板３の開口部１０側の端縁に当接する二つの当接部３２（図７，８参照）が配置される。これら当接部３２は、略立方体状に突出形成され、上述したガタつき防止手段４と回路基板３を間に挟んで対向する位置に配置される。

つまり、この当接部３２は、ガタつき防止手段４と同様に、インナーコネクタ６の開口部１２ｂの長手方向の中心（図７中、一点鎖線で示す）を基準に対称位置に配置される。アウターコネクタ７は、インナーコネクタ６に対してコネクタ５の挿抜方向に係合爪部２７の遊び分だけ摺動可能に構成されているが、当接部３２は、インナーコネクタ６に対するアウターコネクタ７の摺動可能範囲内で回路基板３の端縁に当接されるようになっている。

このように配置されることで、回路基板３の端縁をガタつき防止手段４に圧入する際に生じる回路基板３に沿う方向の反力を効率よく当接部３２で受け止めることが可能となっている。なお、図４に示すように、回路基板３とフード部１８の基部側の部分１８ｂとの間には若干の隙間が設けられ、アウターコネクタ７を取り付ける際に、フード部１８の基部側の部分１８ｂに回路基板３の端縁が引っ掛からないようになっている。

この実施形態の電子機器１は上述した構成を備えており、次に、この電子機器１における、回路基板３のケース２内への収納方法の手順について説明する。
まず、回路基板３にインナーコネクタ６を半田により固定し、このインナーコネクタ６の端子部１２を、アウターコネクタ７のフード部１８の内面側に、コネクタ５の挿抜方向に沿って挿入する。これにより、フード部１８の係合爪部２７が端子部１２のスリット２８に没入されてインナーコネクタ６にアウターコネクタ７が、コネクタ挿抜方向に沿って若干の遊びを持ちつつ係合される。この際、アウターコネクタ７とインナーコネクタ６との間には隙間が形成されるため、端子部１２には何ら外力が加わらない。

ここで、案内壁部２５とフード部１８の基部側の部分１８ｂとにより構成される案内凹部にケース２の開口端部２ｂを挿入すると、回路基板３と平行な方向にアウターコネクタ７が案内される。これにより、アウターコネクタ７の取り付け作業中に、アウターコネクタ７がインナーコネクタ６を押圧するのを防止することが可能となっている。

次いで、回路基板３を、ケース２の開口部１０から挿入する。この際、回路基板３をコネクタ５とは反対側からケース２内に挿入する。そして、アウターコネクタ７を押圧して回路基板３のコネクタ５とは反対側の端縁をガタつき防止手段４の間隙１１に押し込み、これと同時に、案内壁部２５とフード部１８の基部側の部分１８ｂとの間に開口端部２ｂをスライドして押し込み、さらに、係合爪部２９を係合孔部３０に係合させる。この際、アウターコネクタ７の当接部３２から回路基板３に直接的に押圧力が作用して、回路基板３がガタつき防止手段４の間隙１１に圧入されると共に、ガタつき防止手段４から回路基板３に加わる反力は、回路基板３のコネクタ５側の端部を介して当接部３２に作用することとなる。これにより、コネクタ５がケース２に固定された状態となる。

したがって、上述した実施形態のコネクタ５の接続構造によれば、回路基板３をケース２に収容してガタつき防止手段４に挿入する際に、アウターコネクタ７の当接部３２により回路基板３を押圧して、インナーコネクタ６に外力が加わるのを防止することができ、さらに、回路基板３に作用するガタつき防止手段４の反力を、インナーコネクタ６を介さずにアウターコネクタ７の当接部３２で受け止めることができるため、インナーコネクタ６を回路基板３に実装するための半田にストレスが掛かるのを防止することができる。

そして、係合爪部２７の遊び分だけインナーコネクタ６に対してアウターコネクタ７が摺動され、この摺動範囲内で当接部３２が回路基板３に当接されるようになっているため、確実にガタつき防止手段４に挿入することができる。

また、取付用端子１５、ピン１３が半田によって回路基板３に固定されている場合に、これら取付用端子１５、ピン１３の半田にストレスが掛かるのを防止することができる。
さらに、係合爪部２７によりアウターコネクタ７をインナーコネクタ６に係合させることができるため、アウターコネクタ７によってケース２の開口部１０を確実に閉塞させることができる。

なお、この発明は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した実施形態のコネクタ５の接続構造では、係合爪部２９によりケース２にアウターコネクタ７を取り付け、さらに、係合爪部２７によりアウターコネクタ７をインナーコネクタ６に取り付ける場合について説明したが、アウターコネクタ７の取り付けは爪状の部材を用いたものに限られず、例えば、嵌合や接着によりアウターコネクタ７をケース２やインナーコネクタ６に固定するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、当接部３２が略立方体形状で２箇所に突設される場合について説明したが、回路基板３をガタつき防止手段４側に適正に押圧可能であれば、略立方体形状に限られるものではなく、また２箇所に限られず、１箇所や、３箇所以上であってもよい。
さらに、上述した実施形態では、端子部１２内に２行３列に配列されたピン１３が所定の間隔をあけて３組設けられる一例を示しているが（図２参照）、このピン配列に限られるものではない。

また、インナーコネクタ６の取付用端子１５を孔１６に貫通させて半田で固定する一例を説明したが、孔１６を用いない、いわゆる表面実装タイプのインナーコネクタ６を回路基板３に半田で固定するようにしてもよい。
さらに、コネクタ５の間口が一個の場合について説明したが、複数個の間口を設けるようにしても良い。

２ケース
３回路基板
４ガタつき防止手段
５コネクタ
６インナーコネクタ
７アウターコネクタ
１２端子部
１３ピン（導通用端子）
１５取付用端子
１８フード部
１８ｂ基部側の部分（案内凹部）
２５案内壁部（案内凹部）
２７係合爪部
３２当接部

Claims

ケース内に収納された回路基板にインナーコネクタが半田により実装され、前記ケースの開口部がアウターコネクタによって閉塞され、前記インナーコネクタの端子部が、前記アウターコネクタのフード部に覆われて外部に露出される導通端子半田ストレス防止構造において、
前記ケースは、前記回路基板の前記アウターコネクタとは反対側の端縁を挟持するガタつき防止手段を備え、
前記アウターコネクタのフード部は、前記回路基板の端縁に当接する当接部を有し、
前記当接部が前記回路基板の端縁に当接した状態で前記アウターコネクタが前記ケースの開口部を閉塞する側に変位されることで、前記当接部により前記回路基板が押圧されて、前記回路基板の前記アウターコネクタとは反対側の端縁が前記ガタつき防止手段に挿入され、発生した反力が前記回路基板を介してアウターコネクタへ伝わり、前記端子部の半田にストレスがかからないことを特徴とする導通端子半田ストレス防止構造。
前記アウターコネクタは、前記インナーコネクタに係合する係合爪部を有する請求項１に記載の導通端子半田ストレス防止構造。
前記アウターコネクタは、前記インナーコネクタに対してコネクタ挿抜方向に、前記係合爪部の遊び分だけ摺動可能に構成され、前記当接部は、前記インナーコネクタに対するアウターコネクタの摺動可能範囲内で前記回路基板に当接される請求項２に記載の導通端子半田ストレス防止構造。
前記インナーコネクタは、導通用端子が半田で前記回路基板に固定されると共に、少なくとも取付用端子又は取付用板部材が半田で前記回路基板に固定される請求項１乃至３の何れか一項に記載の導通端子半田ストレス防止構造。