JP2015049954A

JP2015049954A - ピンヘッダ

Info

Publication number: JP2015049954A
Application number: JP2013178860A
Authority: JP
Inventors: 真也尾▲崎▼; Shinya Ozaki; 貴規北城; Takanori Kitashiro
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2015-03-16
Anticipated expiration: 2033-08-30
Also published as: DE102014217048A1; CN104425916A; US9203170B2; US20150064974A1; JP6256675B2

Abstract

【課題】接続ピン２１の挿入端部を確認せずに、複数の接続ピン２１を一体的に第一基板１１および第二基板１２に接続することができるピンヘッダ２を提供する。【解決手段】第一基板１１に一端を接続し、第一基板１１から所定の間隔をあけて位置する第二基板１２に他端を接続する複数の接続ピン２１と,複数の接続ピン２１の側面中央を保持する保持部本体２３と、保持部本体２３から接続ピン２１の一端側へ突出する第一突出部２４a、および第一突出部２４aの突出長さと同じ長さで、保持部本体２３から接続ピン２１の他端側へ突出する第二突出部２４bと、を有する突出保持部２４と、を有するピン保持部２２と,を備えることを特徴とするピンヘッダ２。【選択図】図２

Description

本発明は、ピンヘッダに関し、詳しくは、複数の基板間を接続するピンヘッダに関する。

従来から、自動車に搭載される電気接続箱には、自動車の車両に搭載される各種電子機器を制御するためのプリント基板が収容されている。近年では、電子機器の急増に伴い、電気接続箱内に各種電子機器への電源分配用のプリント基板と、各種電子機器を制御するためのプリント基板を収容するものがある。この複数のプリント基板間を接続するために接続ピンが用いられている。

特許文献１（従来例１）には、図８に示すように、絶縁セパレータ１５０を介してＰＣＢ１３１、１３２を積層した状態とし、ＰＣＢ１３１、１３２の縁部に形成された多数のスルーホール１３４、１３５に多数の接続ピン１４０を挿通し、接続ピン１４０の挿通端部をはんだ付けして、ＰＣＢ１３１、１３２を電気的且つ機械的に一体化することが開示されている。

特許文献２（従来例２）には、図９に示すように、スペーサ（不図示）を介して第一プリント基板（不図示）と第二プリント基板（不図示）を載置した状態とし、第一プリント基板および第二プリント基板の複数の端子穴（不図示）に挿入して、はんだ付けした端子支持台２１９に固定された複数の端子材２２０に屈曲部２２０cを設けて、第一プリント基板および第二プリント基板を組付ける際の負荷を緩和することが開示されている。

特開平７−２９７５６２号公報特開２００９−２６４６４号公報

しかしながら、特許文献１に開示する接続ピン１４０は、ＰＣＢ１３１、１３２を接続するために、接続ピン１４０を一本ずつＰＣＢ１３１、１３２のスルーホール１３４、１３５に挿通して半田付けする必要があるため、接続ピン１４０をＰＣＢ１３１、１３２に接続する作業が煩雑であった。また、特許文献２に開示する端子材２２０では、屈曲部２２０ｃに近接する一端が他端に比べて屈曲して形成されているため、端子材２２０の挿入端部を第一プリント基板および第二プリント基板に接続する際に、作業者は屈曲部２２０ｃ側の端部がどちらにあるのかを確認する必要があり、作業が煩雑であった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされるものであって、接続ピンの挿入端部を確認せずに、複数の接続ピンを一体的に第一基板および第二基板に接続することができるピンヘッダを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、第一基板に一端を接続し、前記第一基板から所定の間隔をあけて位置する第二基板に他端を接続する複数の接続ピンと,前記複数の接続ピンの側面中央を保持する保持部本体と、前記保持部本体から前記接続ピンの一端側へ突出する第一突出部、および前記第一突出部の突出長さと同じ長さで、前記保持部本体から前記接続ピンの他端側へ突出する第二突出部と、を有する突出保持部と、を有するピン保持部と,を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、突出保持部に対する、接続ピンの長さおよび突出保持部の長さを同じにすることで、ピンヘッダを第一基板に固定する際に、特にピンヘッダの挿入端部の方向を確認せずに固定することができる。

請求項２に記載の発明は、前記ピン保持部は、複数の前記突出保持部を有し、前記保持部本体は、前記接続ピンが挿入する挿入孔を有し、前記複数の突出保持部は、前記保持部本体における前記挿入孔が形成された面の中央を基準にして対称に配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、ピンヘッダの一端または他端を第一基板に固定するかに関わらず、第一基板に対する接続ピンの当接位置を常に所定の位置にすることができる。

請求項３に記載の発明は、前記第一突出部および前記第二突出部の各端部は、球状に形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、突出保持部を第一基板に点接触させることで、突出保持部が接触する第一基板の接触面積を小さくすることができる。

本発明によれば、接続ピンの挿入方向を確認せずに、複数の接続ピンを一体的に第一基板および第二基板に接続することができる。

第一実施形態のピンヘッダを適用した電気接続箱の斜視図である。図１の電気接続箱を展開した展開図である。第一実施形態のピンヘッダを示す斜視図である。（Ａ）は図３におけるピンヘッダの平面図であり、（Ｂ）は図３におけるピンヘッダの正面図であり、（Ｃ）は図３におけるピンヘッダの側面図である。（Ａ）は図３のピンヘッダを第一基板に接続する際の動作説明図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すピンヘッダを第一基板に接続した後の動作説明図である。図１においてＡ−Ａ断面で切断した電気接続箱の斜視図である。図６におけるＢ部を拡大した拡大図である。従来例１を示す概略図である。従来例２の端子支持台に固定された端子材を示す概略図である。

（第一実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第一実施形態に係るピンヘッダ２を適用した電気接続箱１について説明する。

図１は第一実施形態のピンヘッダ２を適用した電気接続箱１の斜視図であり、図２は図１の電気接続箱１を展開した展開図である。
なお、電気接続箱１の長手方向をｘ軸、電気接続箱１の幅方向をｙ軸、電気接続箱１の高さ方向をｚ軸とする。

電気接続箱１は、図１および２に示すように、第一基板１１と、第一基板１１に対して所定の間隔をあけて位置する第二基板１２と、第一基板１１と第二基板１２の間に位置する絶縁板１３と、第一基板１１および第二基板１２を一体的に接続するピンヘッダ２と、これらの第一基板１１、第二基板１２、絶縁板１３、ピンヘッダ２を収容するロアーカバー１４およびアッパーカバー１５とを有する。
なお、ピンヘッダ２の構成については後述する。

第一基板１１は、例えば、自動車等の車両に搭載される各種電子機器（エアコンやワイパー、パワーウィンドウなどを構成する電子機器）（不図示）への制御信号を生成するための所望パターン（不図示）を複数プリントしたプリント基板である。第一基板１１は、図２に示すように、長手矩形の板形状をしており、長手方向に沿う両縁部に複数のスルーホール１１aが形成されている。

第二基板１２は、各種電子機器に電流を分配するための所望パターン（不図示）を複数プリントしたプリント基板である。第二基板１２は、図２に示すように、第一基板１１と等しい長手矩形の板形状をしており、長手方向に沿う両縁部には、第一基板１１の各スルーホール１１aに対応して複数のスルーホール１２aが形成されている。第二基板１２の上面（アッパーカバー１５側の面）には、コネクタ（電子機器の接続端子）（不図示）と接続される薄板状の基板端子１２bと、一対の圧接片を有し、ヒューズ（定格電流以上の電流が流れた際に溶断し、電流の通電を遮断するもの）（不図示）と接続される所謂音叉形状の基板端子１２cと、リレー（電流のON/OFFを制御するもの）（不図示）と接続される所謂音叉形状の基板端子１２dとが形成されている。また、基板上面には、これらの基板端子１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを保持し、非導電性の合成樹脂からなる端子搭載板１２eが形成されている。

図２に示すように、絶縁板１３は、非導電性の合成樹脂からなり、格子状の板部材である。絶縁板１３における長手方向の両側面には、内側へ切り欠いた一対の切欠き部１３aが形成されている。絶縁板１３に形成された切欠き部１３aにより、第一基板１１と第二基板１２とで絶縁板１３を挟んだ際に、第一基板１１の各スルーホール１１aと第二基板１２の各スルーホール１２aの間に絶縁板１３が位置しないようにすることができる。

また、絶縁板１３の厚さは、ピンヘッダ２における後述の突出保持部２４の長さよりも厚く形成されている。これにより、絶縁板１３で第二基板１２を保持して、第一基板１１に対して第二基板１２を安定した状態で保持することができる。

図２に示すように、ロアーカバー１４は、非導電性の合成樹脂からなり、上面を開口した容器形状をしたものである。ロアーカバー１４の内側底面には、第一基板１１を支持する複数の支持突起部１４aが形成されている。ロアーカバー１４における左右前後の各側面には、被係止部１４ｂが形成されている。

図２に示すように、アッパーカバー１５は、非導電性の合成樹脂からなり、ロアーカバー１４の開口した上部を覆うものである。アッパーカバー１５には、上下方向（ｚ軸方向）に貫通した、コネクタ収容部１５a、ヒューズ収容部１５ｂおよびリレー収容部１５ｃが形成されている。コネクタ収容部１５a、ヒューズ収容部１５ｂおよびリレー収容部１５ｃは、それぞれ第二基板１２に形成された基板端子１２b、基板端子１２c、基板端子１２dに対応して位置する。アッパーカバー１５の左右前後の各側面には、被係止部１４ｂに係止する係止部１５ｄが形成されている。

このような構成により、第一実施形態に係るピンヘッダ２を適用した電気接続箱１は、アッパーカバー１５内に形成したコネクタ収容部１５a、ヒューズ収容部１５ｂ、リレー収容部１５ｃに対して、コネクタ、ヒューズ、リレーをそれぞれ収容するとともに、各種電子機器への電流を分配する制御基板を収容することで、車両に搭載される各種電子機器の電源を電気接続箱１内に集約することができる。

また、第一実施形態に係るピンヘッダ２を適用した電気接続箱１は、各種電子機器に接続するコネクタを第二基板１２の基板端子１２bに接続するとともに、ヒューズおよびリレーを第二基板１２の基板端子１２c、１２ｄに接続することで、各種電子機器への電流を分配する際の適切な位置にヒューズおよびリレーを配置し、各種電子機器への電流を安全な状態で供給することができる。

次に、第一実施形態に係るピンヘッダ２について説明する。

図３は第一実施形態のピンヘッダ２を示す斜視図であり、図４（Ａ）は図３におけるピンヘッダ２の平面図であり、（Ｂ）は図３におけるピンヘッダ２の正面図であり、（Ｃ）は図３におけるピンヘッダ２の側面図である。
なお、座標系に関しては、上記と同じとする。

図３および４に示すように、ピンヘッダ２は、複数の接続ピン２１と、複数の接続ピン２１の側面中央を保持するピン保持部２２とを有する。

図３および４に示すように、接続ピン２１は、例えば鉄や銅、黄銅などの母材の表面に錫等のめっきを施した金属線材であり、断面視四角形状をした直線上に延びる棒状の部材である。

図３および４に示すように、ピン保持部２２は、非導電性の合成樹脂からなり、保持部本体２３と、保持部本体２３における長手方向の両側端に固定された一対の突出保持部２４とを有する。

図３および４に示すように、保持部本体２３は、直方体形状をしており、複数の接続ピン２１の側面中央を保持する。保持部本体２３には、所定の間隔で上下方向に貫通する挿入孔２３aが複数形成されている。この挿入孔２３aの内径は、接続ピン２１の外周径よりも若干狭い径で形成されており、接続ピン２１を挿入した際に、接続ピン２１の側面を締付け、任意の位置で接続ピン２１を固定する。

図３および４に示すように、突出保持部２４は、保持部本体２３から下方へ突出する（接続ピン２１の一端側へ突出する）第一突出部２４a、および第一突出部２４aの突出長さと同じ長さで、保持部本体２３から上方へ突出する（接続ピン２１の他端側へ突出する）第二突出部２４ｂとを有する。

この構成により、本実施形態のピンヘッダ２は、保持部本体２３を基準にして上下方向に突出する、接続ピン２１の長さおよび突出保持部２４の長さを同じにすることができる。すなわち、本実施形態のピンヘッダ２は、ピンヘッダ２の一端を第一基板１１に挿入した場合と、ピンヘッダ２の他端を第一基板１１に挿入した場合とにおいて、第一基板１１を貫通した接続ピン２１の長さと、第一基板１１に対する保持部本体２３の高さとを同じにすることができる。

ここで、第一突出部２４aおよび第二突出部２４ｂの端部は、球状に形成されていると良い。この構成により、ピンヘッダ２を第一基板１１に固定する際に、第一突出部２４aの端部または第二突出部２４ｂの端部を第一基板１１に対して点接触で固定することができる。このように、突出保持部２４を第一基板１１に対して点接触で固定することで、突出保持部２４が第一基板１１に接触する面積を少なくし、所望のパターンを広い範囲で第一基板１１にプリントすることができる。また、第一基板１１に対して突出保持部２４を点接触で固定することにより、第一突出部２４aおよび第二突出部２４ｂの各端部を平面で接触させて固定する場合のように当接端部を均一な平面に加工する必要がないため、突出保持部２４を簡単に製造することができる。

次に、本実施形態のピンヘッダ２を用いて、第一基板１１に第二基板１２を固定する作業について説明する。初期条件として、ピンヘッダ２は、図３に示すように複数の接続ピン２１がピン保持部２２で保持されており、第二基板１２の上面には、端子搭載板１２e、各基板端子１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが固定されており、これらの各基板端子１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは端子搭載板１２eにより位置決めされているものとする。

図５（Ａ）は図３のピンヘッダ２を第一基板１１に接続する際の動作説明図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すピンヘッダ２を第一基板１１に接続した後の動作説明図であり、図６は図１においてＡ−Ａ断面で切断した電気接続箱１の斜視図であり、図７は図６におけるＢ部を拡大した拡大図である。

図５（Ａ）に示すように、作業者は、ピンヘッダ２を、支持突起部１４aに支持された第一基板１１の複数のスルーホール１１aに合わせる。

作業者は、ピンヘッダ２の接続ピン２１の一端を第一基板１１の複数のスルーホール１１aに挿入する。この際、図５（Ｂ）に示すように、突出保持部２４の一端（第一突出部２４aの端部）が第一基板１１に当接して、保持部本体２３が第一基板１１に対して所定の高さで保持される。この状態において、作業者は接続ピン２１の一端と第一基板１１とを半田付けして、ピンヘッダ２を第一基板１１に固定する。そして、作業者は、絶縁板１３を第一基板１１に載置する。

作業者は、ピンヘッダ２の接続ピン２１の他端に第二基板１２の複数のスルーホール１２aが合うようにして、絶縁板１３に第二基板１２を載置する。第二基板１２に絶縁板１３を載置した際に、接続ピン２１の他端が第二基板１２のスルーホール１２aに挿入される。作業者は、この接続ピン２１の挿入端部をはんだ付けして、一対のピンヘッダ２を第二基板１２に固定して、作業を終了する。

なお、このように第一基板１１に固定された第二基板１２をロアーカバー１４およびアッパーカバー１５で覆うように組み付けて、本実施形態のピンヘッダ２を適用した電気接続箱１を作成する。

このように、作業者は、本実施形態のピンヘッダ２を第一基板１１に固定する際に、ピンヘッダ２の挿入端部を確認せずに、複数の接続ピン２１を第一基板１１に対して一体的に固定することができるため、従来例１および２に比べて、第一基板１１に対するピンヘッダ２の接続作業を簡略化することができる。同様に、第二基板１２に対するピンヘッダ２の接続作業においても、ピンヘッダ２の挿入端部を確認せずに、複数の接続ピン２１を一体的に第二基板１２に固定することができるため、ピンヘッダ２を第二基板１２に接続する作業も簡略化することができる。

また、図６および７に示すように、本実施形態のピンヘッダ２における接続ピン２１の一端および他端をそれぞれ第一基板１１および第二基板１２にはんだ付けして固定することで、第一基板１１および第二基板１２を機械的に一体化するとともに、接続ピン２１を導電路として、第一基板１１および第二基板１２を電気的に一体化することができる。

さらに、本実施形態のピンヘッダ２を第一基板１１に挿入した際に、突出保持部２４の一端が第一基板１１に当接することで、ピン保持部２２に固定された複数の接続ピン２１がスルーホール１１a内に必要以上に挿入されることを防ぎ、かつ複数の接続ピン２１の他端を第一基板１１に対して所定の高さで保持することができる。このように複数の接続ピン２１の他端を第一基板１１に対して所定の高さで保持することで、絶縁板１３に第二基板１２を載置した際に、第二基板１２のスルーホール１２aに対して、突出保持部２４の他端を所定の長さで挿入することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態において、ピンヘッダ２を、電気接続箱１内に収容された第一基板１１および第二基板１２に適用される構成として説明したが、特にこれに限られるものではなく、第一基板１１と、この第一基板１１に対して所定の間隔をあけて位置する第二基板１２とを有する基板構造に適用される構成でも良い。また、上記実施形態のピンヘッダ２は、２枚の基板間を接続する基板構造に適用されるものに限らず、３枚以上の複数の基板間を接続する基板構造に適用されるものであっても良い。

上記実施形態のピンヘッダ２において、一対の突出保持部２４を保持部本体２３の長手方向の両端部に形成する構成として説明したが、特にこれに限られるものではなく、一対の突出保持部２４が保持部本体２３における挿入孔２３aが形成された面の中央を基準にして対称に配置されている構成であれば良い。例えば、一対の突出保持部２４を保持部本体２３における長手方向中央で短手方向の両端部に形成しても良い。この構成により、第一基板１１に対して、ピンヘッダ２における接続ピン２１のいずれの端部（接続ピン２１の一端または接続ピン２１の他端）を挿入するかに関わらず、第一基板１１および第二基板１２に対する突出保持部２４の当接位置を常に所定の位置にすることができる。同様に、複数の突出保持部２４を保持部本体２３に形成した場合においても、一対の突出保持部２４が保持部本体２３における挿入孔２３aが形成された面の中央を基準にして対称配置されていると良い。

上記実施形態において、ピンヘッダ２の突出保持部２４を一対形成する構成として説明したが、接続ピン２１を所定の間隔で第一基板１１から離間して固定することができれば、特にこれに限られるものではない。例えば、保持部本体２３の略中央に上下方向に延びる第一突出部２４aおよび第二突出部２４ｂを有する突出保持部２４を１カ所形成する構成であっても良い。

上記実施形態において、接続ピン２１を断面視四角形状をした直線上に延びる棒状の部材として説明したが特にこれに限られるものではなく、接続ピン２１を断面視丸形状または断面視多角形状とした直線上に延びる棒状の部材であっても良い。

また、上記実施形態において、接続ピン２１を保持部本体２３の挿入孔２３aに圧入して、保持部本体２３に対して接続ピン２１を固定するものとして説明したが、特にこれに限られるものではなく、保持部本体２３を成形する際に接続ピン２１を所定の位置に置いて保持部本体２３の成形を行うインサート成形としても良い。このようなインサート成形により、保持部本体２３と接続ピン２１を一体的に形成することで、接続ピン２１を挿入する作業を省略して、作業を簡略化することができる。

さらに、上記実施形態において、第一基板１１のスルーホール１１aおよび第二基板１２のスルーホール１２aに挿入した接続ピン２１の各挿入端部をはんだ付けして、第一基板１１および第二基板１２に対して固定するものとして説明したが、特にこれに限られるものではない。例えば、接続ピン２１の各挿入端部を、外側へ膨出し、内側方向に繰り返し押圧可能な中空形状を有する、いわゆるプレスフィットピンとする構成や、接続ピン２１を締結可能な導電性の筒状部材、いわゆるピンソケットを第一基板１１、第二基板１２に形成する構成としても良い。このように、接続ピン２１の挿入端部をプレスフィットピンとすることや、第一基板１１、第二基板１２にピンソケットを設けることにより、第一基板１１、第二基板１２に対して接続ピンを固定する際に、特にはんだ付けする必要がないため、作業を簡略化することができる。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。

１…電気接続箱
１１…第一基板１１a…スルーホール１２…第二基板１２a…スルーホール１２ｂ…基板端子１２ｃ…基板端子１２ｄ…基板端子１２e…端子搭載板１３…絶縁板１３a…切欠き部１４…ロアーカバー１４a…支持突起部１４b…被係止部１５…アッパーカバー１５a…コネクタ収容部１５b…ヒューズ収容部１５c…リレー収容部１５d…係止部
２…ピンヘッダ
２１…接続ピン２２…ピン保持部２３…保持部本体２３a…挿入孔２４…突出保持部２４a…第一突出部２４b…第二突出部

Claims

第一基板に一端を接続し、前記第一基板から所定の間隔をあけて位置する第二基板に他端を接続する複数の接続ピンと,
前記複数の接続ピンの側面中央を保持する保持部本体と、前記保持部本体から前記接続ピンの一端側へ突出する第一突出部、および前記第一突出部の突出長さと同じ長さで、前記保持部本体から前記接続ピンの他端側へ突出する第二突出部と、を有する突出保持部と、を有するピン保持部と,
を備えることを特徴とするピンヘッダ。
請求項１に記載のピンヘッダにおいて、
前記ピン保持部は、複数の前記突出保持部を有し、
前記保持部本体は、前記接続ピンが挿入する挿入孔を有し、
前記複数の突出保持部は、前記保持部本体における前記挿入孔が形成された面の中央を基準にして対称に配置されていることを特徴とするピンヘッダ。
請求項１または２に記載のピンヘッダにおいて、
前記第一突出部および前記第二突出部の各端部は、球状に形成されていることを特徴とするピンヘッダ。