JP4152190B2 - 印刷回路用電力コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電力コネクタ、例えば電気的始動機、特に電磁気的始動機の制御用の印刷回路基板と共に使用できる、電力コネクタに関する。

自動制御の分野においては、大電力電気始動機の使用数が増え続けている。現在、この様な始動機に対しては、始動機へ繋がる電力導体配線を有する基板に結合された、パワー・モジュールによって電力が供給される。このような型の電力供給に伴う問題点は、始動機の電源導線に対する前記電力配線の接続であって、故障した場合に電源基板を取り替えられるようにするため、このような接続は取り外し可能でなければならない。加えて、寸法に対する厳しい制限が、印刷回路に平行で且つ近接させて電源導線を引き出すという必要条件に導く。

多くのコネクタ構造が、現在、存在している。しかしながら、上述した制限を満足するのに適した構造のものはない。

本発明は、以下の構成から成る印刷回路用の電力コネクタを提供する：

・印刷回路上に搭載される搭載面と、横向きに配置された開口を伴う収納部とを備えた絶縁ソケット；
・それ自身に対して垂直な搭載面を貫通しており、収納部内に突き出て延伸し且つ開口に垂直な面に対して平行な二面を呈する接続部を具備している、少なくとも一つのピン；
・開口を通して、収納部内へ少なくとも部分的に挿入されるように配列された絶縁支持体；及び
・絶縁支持体に固定され、且つピンの接続部の該面に対して押圧するための
二つの可撓性タブを備えた、少なくとも一つのプラグ。

このコネクタの構造は、この様にして、比較的に小型化されている一方、比較的大電力電流の輸送を可能にし、支持体によって搭載面に平行にソケット中へ挿入することが容易である。それ故このコネクタは、印刷回路に対して平行に引き出すために、導線を曲げるということを必要としない。このことは、接続目的に占有される体積を極小化するのに寄与する。
ピンは、印刷回路を形成する導体板から切り出され、且つ該板に対して垂直に延伸するように折り曲げられた、タブから構成されるのが好ましい。
ピンは、次いで特に簡単な方法で、印刷回路を形成する導体板と一体化して作製される。
本発明の特徴及び利点は、本発明の特殊で非制限的な実施形態についての以下の記述を読めば直ちに見えてくる。

本発明は、此処で、従来型のパワー・モジュール（図示せず）を収納するためのものであって、コネクタを介してパワー・モジュールに接続される電気的始動機（図示せず）への電力供給用電力コネクタが結合された、印刷回路基板に関して記述される。

図１から５ａに関して、全体を通じて参照番号１を与えた基板は、制御回路５並びに全体を通して参照番号６及び７を与えた二つの電力回路が搭載されており、対向する二つの面３及び４を有する絶縁板２から構成される。

制御回路５は、絶縁板２の面３に印刷された導体配線の形で提供されている。制御回路５は、パワー・モジュールから出る及び入る小電力信号を伝達するためにパワー・モジュールに接続され、且つ電力回路６及び７に損傷を与えるかもしれない加熱に曝すことなく、大電力信号を伝達することのできる短い切片を介してそれらをパワー・モジュールへ接続するためのものである。

電力回路６及び７は、リード・フレーム型のものであり、それぞれ、絶縁板２の面４に固定された導体板８及び導体板８に固定された導体板６から構成されている。導体板８及び９は、電力を伝達するのに十分な厚さを持つ銅からなり、導体配線をかたちづくる。導体板８及び９は、パワー・モジュール及び基板上に搭載される、図２にその一つが見られる、コイル１２など他の部品の接続ピンを通すための、孔４０、４１を備えている。孔４０、４１は、接続ピンが板８及び９と接触しないように、接続ピンのそれよりも大きな断面のものである。

導体板８、９のそれぞれは、絶縁層１０、１１（図１には示されていないが図２には見られる）に包まれている。絶縁層１０及び１１は、この場合、導体板８及び９上に保持できるようにする接着面を持つ絶縁材料の可撓性薄板から形成されている。導体板８及び９の間に挟まれた絶縁層１０及び１１によって、電力回路６及び７は、それぞれ重ねて置くことが出来、従って占有する体積を制限することができる。絶縁層１０及び１１は、孔４０及び４１と整合した開口部を有する。

導体板８の配線は、導体板８に実質的に垂直に延伸しており、絶縁層１０から突き出ている、末端部３８を具備している。同様に、導体板９の配線は、導体板９に実質的に垂直に延伸しており、絶縁層１１から突き出ている、末端部３９を備えている。電力回路は、このようにして印刷回路上に直ちに搭載可能な半組立部品を形成できることが認められる。

末端部３８は、絶縁板２に形成された孔４２に収納され、それぞれ制御回路５から突き出てその切片に固定される自由端を有する。類似した方法で、末端部３９は、電力回路６に形成された孔４３並びに絶縁板２の対応する孔４２に収納され、それぞれ制御回路５から突き出てその切片に固定される自由端を有する。末端部３８及び３９の自由端は、半田付により制御回路５に固定される。

上述したように、制御回路５の当該切片は非常に長さが短いので、それらに損害を与える可能性のある過熱に曝されることなく、比較的大きな電流（約２０アンペア）を伝達することができる。

末端部３８及び３９は、第一に、パワー・モジュールと始動機との間で電力信号を伝達するために、導体板８及び９を制御回路５へ接続する役を果たし、第二に、電力回路６及び７を絶縁板２に取り付ける役を果たす。

この取付けを改善するために、パワー・モジュールには接続されておらず、且つ当該電力回路を取り付ける役だけを果たすような制御回路の切片に半田付される、追加末端部３８’及び３９’が備え付けられる。

特に図５ｂにおいて、絶縁層１０及び１１の可撓性が、末端部３８の曲げ領域の形状に絶縁層が整合するのを可能にしていることが認められるが、前記曲げ領域は板８から導体板９の開口部内へ突き出ている。このことは、積み重ねられた電力回路の全体としての寸法を、更に制限するのを可能にしている。

基板１の電力回路６及び７は、全体を通して参照番号１３を与えたコネクタを介して、両者が協力して動作する、電気的始動機へ接続される。

コネクタ１３は、絶縁材料から成り、電力回路７上に搭載される搭載面１５及び横向に配置された開口１７と結合した収納部１６の両者から構成される、全体を通して参照番号１４を与えたソケットを備えている。全般に通ずる参照番号１８及び１９を与えたピンは、搭載面１５を垂直に貫通し、ソケット１４の孔２０内に延伸する。

ピン１８は、電力回路７の開口部内に延伸し、それぞれが、導体板８に接続された一方の端部２１と、収納部１６内に突き出た接続部２２を形成する対向した端部とを具備している。端部２１は、パワー・モジュールに接続されていない制御回路５の切片へ半田付された、追加末端部３８’の一つによって、接続部２２から離れる方向に延伸している。接続部２２は、開口１７に垂直な面（図２の紙面）に平行な二つの面２３と、開口１７に向き合う面取りした刃部２４とを有する。ピン１８は、絶縁ソケット１４に嵌合する固着用逆刺２５を有している。

ピン１９は、ピン１８の背後に配置されており、それぞれが、導体板９に接続された一方の端部２６と、収納部１６内に突き出た接続部２７を形成する対向した端部とを具備している。端部２６は、孔４２に収納され、且つパワー・モジュールに接続されていない制御回路５の切片へ半田付された、追加末端部３９’の一つによって、接続部２７から離れる方向に延伸している。接続部２７は、開口１７に垂直な面（図２の紙面）に平行な二つの面２８と、開口１７に向き合う面取りした刃部２９とを有する。ピン１９は、絶縁ソケット１４に嵌合する固着用逆刺３０を有している。

この場合、ピン１８及び１９は、対応する導体板８及び９から切り出し、且つ対応する絶縁層１０又は１１を貫通して垂直に延伸するように曲げられた、タブから形成されている。ピン１８及び１９は、互いに中心線がずれた二つの行に配置されている。ピン１９は、開口１７に近接しており、ピン１８より収納部ｌ６内で背丈が低くなっている。この配列が、コネクタ１３によって占められる体積を制限することができる。

ソケット１４は、ソケット１４、電力回路６及び７、並びに絶縁板２に整合して形成された孔内に延伸している接続ピン、制御回路５に突き出し、且つ制御回路に半田付けされた自由端を有する接続ピンによって搭載された、コイル１２の支持体としても役立っている。

コネクタは、全体を通して参照番号３１が与えられた、絶縁材料で作られ、開口１７を介して収納部１６内に少なくとも部分的に挿入されるように配列された、支持体を備えている。

支持体３１は、ピン１８又は１９を収納するための縦方向の細溝３３をそれぞれ提供し、且つ収納孔３２内に固定されたプラグ３４をそれぞれ収納する、収納孔３２を具備している。各プラグ３４は、電気的始動機に接続するための導線４４（図１では、二本の導線だけが示されている）に接続された一方の端部と、細溝３３に面した二枚の可撓性タブ３４を支持している反対側の端部とを有し、タブ３５は、二枚の可撓性タブ３５が互いに押し付けられたそれぞれの面３６を提供する第一の状態と、面３６が互いに離れている第二の状態（特に図４を見よ）との間で、弾性的に変形することができる。可撓性タブ３５は、先端が広がる自由端３７を有している。ピン１８へ接続するためのプラグ３４は、ピン１９へ接続するためのプラグ３４から全体的に突き出ている（図１を見よ）。

基板を作製するために、ソケット１４はピン１８及び１９へ強制的に嵌合される。逆刺２５及び３０は、次いで孔２０の壁に固着され、搭載面１５を介して電力回路７に押し付けられたソケット１４を保持する。制御回路５は、支持板２の面３上に形成され、一方電力回路６及び７次いでパワー・モジュール及びコイル１２は、絶縁板２上に面４を介して搭載される。末端部３８、３９、３８’、及び３９’の自由端、並びにパワー・モジュール及びコイル１２の接続ピンが、次いで制御回路５に、半田付される。半田付は、この場合フロー・ソルダリング技術で行なわれるのが好ましい。電力回路６及び７を含む基板の全部品は、この方法で絶縁基板２に取り付けられ、特に容易な方法で且つ一回の操作により制御回路５へ接続される、ということが認められるはずである。

接続は、搭載面５及び絶縁板２に平行な方向に、開口１７を通して収納部１６内へ支持体３１を嵌合させることにより確立される。このような挿入は、導線４４が平行な基板から離れるように曲げられることは必要とせず、従って最少寸法の接続を提供することが可能となる。

ピン１８及び１９の接続部２２及び２７は細溝３３の中に嵌合され、プラグ３４の自由端３７は、ピン１８及び１９の面取りした刃部２４及び２９と接触し、その面３６を面２３及び２８と接触させるように、前記面取りした刃部により一定の間隔を置いて広げられる。各プラグ３４を構成する材料の弾性は、それらの面３６を対応するピン１８又は１９の面２３又は２８と接触状態に保持するのに役立つ。細溝３３の深さは、最大挿入深さにおいて面３６と面２３及び２８とが整合するように、ピン１８、１９がプラグ３４内に挿入される深さを決定する。

コネクタ１３の構造は、この様に相対的に小型化されており、比較的大きな電力の電流を良好に伝達し、支持体３１を搭載面１５に平行なソケット１４中へ容易に挿入出来るようにする、ということが認められるであろう。

図６に示すような変形物において、絶縁層１０及び１１は、板８及び９の周囲に成形された剛性絶縁材料から成り、ソケット１４は、絶縁層１０及び１１と一緒に一体で構成されるように、全体を通して参照番号４５を与えた、同じ材料から形成される。導体板８及び９は、その場合、部品４５を構成する材料が射出される金型内への挿入物として用いられる。

勿論、本発明は、説明した実施形態に制約されず、変形物が請求項により規定される発明の範囲を逸脱しないで適合され得るものである。特に、ピン１８及び１９は、導体板８及び９から切り出され、且つその板に垂直に延伸するように曲げられており、従って電力回路６及び７の構造を簡略化していると説明されているが、ピン１８及び１９は、電力回路に取り付けられた別の構成要素であってもよい。

加えて、支持板２は、アルミニウム（その場合、板と回路の間に挿入された絶縁層を有する）のような熱伝導性の材料から作製されることもあり、それにより回路を冷却するのに寄与することがある。絶縁層１０、１１は、各導体板８、９の一面のみを被覆すればよい。

更に、基板は、一つだけ電力回路を具備してもよいし、二つ以上の電力回路を具備してもよい。ピン１８及び１９は、別の配列をされてもよく、例えば、それらの位置を相互に入れ替えてもよい。

本発明の特定実施形態を構成するコネクタを伴った印刷回路板の、一部を切開した部分的斜視図である。 該板及びコネクタを貫通する、部分的断面図である。 コネクタの部分的分解図である。 コネクタの部分的切開平面図である。 互いに接続された回路を示す該板の断面図である。 本発明の変形実施形態を示す、図２に類似した図である。

Claims (4)

1. 複数の導体配線を有し絶縁板の面に固定されている導体板を有する印刷回路用電力コネクタ（１３）において：
   印刷回路上に搭載される搭載面（１５）と、側方向きに配置された開口（１７）を伴う収納部（１６）とを備えた絶縁ソケット（１４）；
   搭載面に対して垂直に貫通するように、該導体板の該導体配線の一つに形成されている複数のピン（１８，１９）であって、各ピンは、前記収納部に進入し、側方向きに配置された該開口に対して垂直で、互いに平行な二面を有する接続部（２２，２７）を具備しており、さらに該ピン（１８，１９）は、該導体板に垂直に延伸するように折り曲げられた、導体板（８，９）から切り出されたタブを有している複数のピン（１８，１９）；
   側方向きに配置された該開口を通して、前記収納部内へ少なくとも部分的に挿入されるように配列された絶縁支持体（３１）；及び
   該絶縁支持体に固定され、且つ該ピンの接続部の該面に対して押圧するための二つの可撓性タブ（３５）を備えた、少なくとも一つのプラグ（３４）；
   から構成されることを特徴とするコネクタ。
2. ピン（１８、１９）が、絶縁ソケット（１４）に固着される少なくとも一つの固着用逆刺（２５、３０）を備えていることを特徴とする、請求項１の電力コネクタ。
3. 互いに対して位置がずれた少なくとも第一及び第二の行に並んで絶縁ソケット（１４）内に配置されている複数のピン（１８、１９）と、絶縁支持体（３１）内に対応する形で配置された複数のプラグ（３４）とを一緒に具備していることを特徴とする、請求項１による電力コネクタ。
4. 第一行が該開口（１７）に近接しており、この行のピン（１９）は第二行のピン（１８）のそれよりも背丈が短いことを特徴とする、請求項３による電力コネクタ。

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