JP4735999B2 - 車載用制御装置のコネクタ固定構造 - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載される制御装置のプリント基板への垂直型コネクタの固定構造に関する。
従来、車両に搭載されるＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ、電動パワーステアリング）等の制御を行う制御装置は、プリント基板に当該基板面に対して垂直にコネクタの挿抜が行なわれるように垂直型のコネクタを固定する構造となっている。この例として図１に示すように、樹脂製の垂直型のコネクタ１１を金属製のヒートシンク１２にネジ１３で固定し、このヒートシンク１２をプリント基板１４に更にネジ１５で固定する構造がある。但し、コネクタ１１は、電源電圧や信号が通る細長い形状のターミナル１７，１８を内部から外部に突き出して備えており、それらターミナル１７，１８の先端がプリント基板の所定の貫通口に挿通されて半田１９で半田付けされるようになっている。
また、コネクタ１１の両側のネジ１３止め部分には、金属製の円筒状のカラー１１ａが垂直方向にネジ止め可能なように樹脂に埋め込まれており、そのカラー１１ａにネジ１３を螺合してコネクタ１１をヒートシンク１２に固定するようになっている。このカラー１１ａを用いるのは、樹脂製のコネクタ１１にネジを直接螺合した場合、樹脂の伸縮によってネジが緩んでコネクタ１１がヒートシンク１２から外れることを防止するためである。
この種のコネクタ固定構造として特許文献１に記載のものが有る。
しかし、上記の従来技術においては、コネクタ１１とプリント基板１４の熱膨張係数が異なるため、双方の伸縮度合いが異なり、この応力がターミナル１７，１８に掛かってターミナル１７，１８の半田付部が劣化し、最悪断線に至るという問題がある。この問題を防止するにはターミナル１７，１８の長さを長くして伸縮を吸収すればよいが、ターミナル１７，１８のプリント基板１４への組付け性に配慮した結果、コネクタ１１が固定されたヒートシンク１２とプリント基板１４との間隔Ｇ１が狭くなっている。
この他、コネクタ１１をヒートシンク１２に固定するためカラー１１ａを埋め込む構造となっているので、その分コスト高となる問題がある。
この他、コネクタ１１をヒートシンク１２に固定するためカラー１１ａを埋め込む構造となっているので、その分コスト高となる問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、垂直型のコネクタをターミナルが劣化しないように安価な構造でプリント基板に固定することができる車載用制御装置のコネクタ固定構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、外形が長方形状を成し、この長方形状の先端側の両側面に翼状に突き出た突出部分を有し、また、電源電圧及び信号が通る細長い直線状の導電性のターミナルが内部から先端側へ向かって外部に突き出す構造のコネクタと、外形が板状を成し、この板状に前記コネクタの先端側と逆の後端側部分を挿通する貫通口と、前記コネクタの各突出部分に対応する柱状の各凸部とを有する金属製のヒートシンクとを備え、前記コネクタの先端側の端面がプリント基板の一面に配設されることで当該コネクタのターミナルが当該プリント基板面に対して垂直状態とされ、このプリント基板に配設された前記コネクタの後端側部分が前記ヒートシンクの貫通口に挿通され、この挿通された前記ヒートシンクの前記凸部を前記コネクタの突出部分に対向させ、この状態で当該プリント基板の他面から前記ヒートシンクの前記凸部をネジ止めして成ることを特徴とする。
この構成によれば、プリント基板の一面に垂直に配設されたコネクタをヒートシンクの貫通口に挿通すると共にヒートシンクの凸部をコネクタの突出部分に対向させて、プリント基板の他面からヒートシンクの凸部への当接面を介して当該凸部及びコネクタの突出部分をネジ止めする構造と成っている。即ち、コネクタがプリント基板とヒートシンクとの間に介在されて固定される共締め構造となっており、また、コネクタがヒートシンクの貫通口に挿通されてコネクタの途中部分がヒートシンクで保持される構造となっているので、コネクタをプリント基板に強固に固定することができる。また、プリント基板に対して垂直に固定されたコネクタの途中部分がヒートシンクで保持される構造となっているので、コネクタの垂直に突き出る部分の長さを長くしても、この垂直部分に水平方向から応力が掛かってもコネクタが倒れないようにヒートシンクで保持することができる。このため、コネクタの垂直部分の内部に同様に垂直に配設されるターミナルも長くすることができる。従って、樹脂製等のコネクタとプリント基板の熱膨張係数の違いによる双方の伸縮度合いの違いで生じる応力がターミナルに掛かっても、ターミナルの長さが長いのでその応力を吸収することができ、ターミナルの半田付部劣化を防止することができる。また、本発明の構造では、従来のようなカラーを用いた高コストの構造ではなく、コネクタの樹脂の成型並びにヒートシンクの金属の成型によって形成することができるので、低コストで車載用制御装置のコネクタ固定構造を実現することができる。
請求項２に記載の発明は、前記コネクタは、前記突出部分に先端側と逆側の一面が開口した凹部を有し、前記ヒートシンクの前記凸部を前記コネクタの前記凹部に嵌合させ、この状態で当該プリント基板の他面から前記コネクタの前記凹部に嵌合された前記ヒートシンクの前記凸部をネジ止めして成ることを特徴とする。
この構成によれば、プリント基板の一面に垂直に配設されたコネクタをヒートシンクの貫通口に挿通すると共にヒートシンクの凸部をコネクタの凹部に嵌合して、プリント基板の他面からコネクタの凹部におけるヒートシンクの凸部への当接面を介して当該凸部をネジ止めする構造と成っている。即ち、コネクタがプリント基板とヒートシンクとの間に介在されて固定される共締め構造において、ヒートシンクの凸部がコネクタの凹部に嵌合されてネジ止めされるので、共締め構造をより強固にすることができる。
請求項３に記載の発明は、前記コネクタは、前記プリント基板の一面に当該プリント基板の他面からネジ止めされていることを特徴とする。
この構成によれば、コネクタ固定構造を実現する際に、まず、コネクタをプリント基板に直接ネジ止めで直接固定することができるので、その後のヒートシンクとの組み合わせを容易に行うことができる。従って、コネクタが直接固定と共締め固定との双方の固定構造でプリント基板に固定されるので、より強固に固定することができる。
この構成によれば、コネクタ固定構造を実現する際に、まず、コネクタをプリント基板に直接ネジ止めで直接固定することができるので、その後のヒートシンクとの組み合わせを容易に行うことができる。従って、コネクタが直接固定と共締め固定との双方の固定構造でプリント基板に固定されるので、より強固に固定することができる。
請求項４に記載の発明は、前記プリント基板の他面からコネクタの凹部に嵌合されたヒートシンクの凸部がネジ止めされた後、又は前記コネクタが前記プリント基板の一面に当該プリント基板の他面からネジ止めされた後に、当該ネジ止めしているネジをプリント基板に半田付けすることを特徴とする。この構成によれば、ネジ止め部分のネジがプリント基板に半田付けされるので、コネクタの樹脂が伸縮してネジが緩むクリープを防止することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
図２は、本発明の実施形態に係る車載用制御装置のコネクタ固定構造の構成を示す側面図、図３は車載用制御装置のコネクタ固定構造の主要部品の構造を示す分解斜視図である。
本実施形態の車載用制御装置のコネクタ固定構造は、例えば車両のＥＰＳ等の制御装置において、図２に示すようにプリント基板３１の面に対して垂直にコネクタの挿抜が行なわれるように樹脂製で垂直型のコネクタ３２を、プリント基板３１とヒートシンク３３との間に介挿して固定する構造となっている。
図３に示すように、コネクタ３２は、外観が長方形の板状で先端側の両側面に翼状に突出部分３２ａを備え、これら突出部分３２ａに一面が開口した凹部３２ｂを備え、これら凹部３２ｂのプリント基板３１への設置面にネジを挿通する貫通口３２ｃを備える。更に、コネクタ３２は、プリント基板３１への設置面に両側の貫通口３２ｃの内側にネジ穴３２ｄを備え、また、電源電圧や信号が通る細長い直線状の導電性のターミナル３２ｅが垂直方向に内部から外部に突き出す構造となっている。ターミナル３２ｅは、図２に示すように、コネクタ３２の内部に形成された水平板３２ｆの貫通口に挿通されて垂直状態に保持されている。
図３に示すように、プリント基板３１は、コネクタ３２の貫通口３２ｃに対応する位置に基板を貫通したねじ穴３１ｃ、ネジ穴３２ｄに対応する位置に基板を貫通したネジ穴３１ｄ、ターミナル３２ｅに対応する位置に貫通口３１ｅを有する。
ヒートシンク３３は、厚い板状を成し、この板にコネクタ３２を挿通する貫通口３３ａと、挿通されたコネクタ３２の各凹部３２ｂに嵌合される長尺の柱状の各凸部３３ｂとを備え、これら凸部３３ｂの凹部３２ｂへの挿通面に、凹部３２ｂの貫通口３２ｃと対応した位置にネジ穴３３ｃが形成された構造となっている。
このようなコネクタ３２をヒートシンク３３を介してプリント基板３１に垂直に固定する場合、図４に示すように、プリント基板３１の一面の所定位置にコネクタ３２を配置する。つまり、コネクタ３２の貫通口３２ｃにプリント基板３１のねじ穴３１ｃが一致し、コネクタ３２のネジ穴３２ｄにプリント基板３１のネジ穴３１ｄが一致し、更にターミナル３２ｅがプリント基板３１の貫通口３１ｅに挿通された状態とする。そして、プリント基板３１の他面からネジ穴３１ｄ及び３２ｄを介してネジ３５でコネクタ３２を垂直状態に直接固定する。以降このようにプリント基板３１にコネクタ３２をネジ３５で固定した状態を直接締めと称す。
次に、図５に示すように、ヒートシンク３３の貫通口３３ａにコネクタ３２を挿通し、ヒートシンク３３の凸部３３ｂをコネクタ３２の凹部３２ｂに挿入して嵌合する。この状態でプリント基板３１の他面からネジ穴３２ｃ、貫通口３２ｃ及びネジ穴３３ｃを介してネジ３７でヒートシンク３３を固定する。この場合、プリント基板３１とヒートシンク３３との間にコネクタ３２が介在して固定される状態となるので、以降これを共締めと称す。つまり、コネクタ３２は直接締めと共締めとの双方の固定構造でプリント基板３１に固定されることに成る。
次に、図２に示すように、各ネジ３５，３７及びターミナル３２ｅを半田３９で半田付けする。このように半田付けすることによって、樹脂が伸縮してネジが緩むクリープが防止される。また、その半田付けは、プリント基板３１へ他の部品を半田付けする際にこれと同時に行う。
このように本実施形態の車載用制御装置のコネクタ固定構造は、外形が長方形状を成し、この長方形状の先端側の両側面に翼状に突き出た突出部分３２ａと、これら突出部分３２ａに先端側と逆側の一面が開口した凹部３２ｂを有し、また、電源電圧及び信号が通る細長い直線状の導電性のターミナル３２ｅが内部から先端側へ向かって外部に突き出す構造のコネクタ３２と、外形が板状を成し、この板状にコネクタ３２の先端側と逆の後端側部分を挿通する貫通口３２ｂと、コネクタ３２の各凹部３２ｂに嵌合される柱状の各凸部３３ｂとを有する金属製のヒートシンク３３とを備えて次のように実現した。
即ち、コネクタ３２の先端側の端面がプリント基板３１の一面に配設されることでコネクタ３２のターミナル３２ｅがプリント基板３１面に対して垂直状態とされ、このプリント基板３１に配設されたコネクタ３２の後端側部分がヒートシンク３３の貫通口３２ｂに挿通され、この挿通されたヒートシンク３３の凸部３３ｂがコネクタ３２の凹部３２ｂに嵌合され、この状態でプリント基板３１の他面からコネクタ３２の凹部３２ｂに嵌合されたヒートシンク３３の凸部３３ｂをネジ止めしてコネクタ固定構造を実現した。
これによって、プリント基板３１の一面に垂直に配設されたコネクタ３２をヒートシンク３３の貫通口３２ｂに挿通すると共にヒートシンク３３の凸部３３ｂをコネクタ３２の凹部３２ｂに嵌合して、プリント基板３１の他面からコネクタ３２の凹部３２ｂにおけるヒートシンク３３の凸部３３ｂへの当接面を介して凸部３３ｂをネジ止めする構造と成っている。即ち、コネクタ３２がプリント基板３１とヒートシンク３３との間に介在されて固定される共締め構造となっており、また、コネクタ３２がヒートシンク３３の貫通口３２ｂに挿通されてコネクタ３２の途中部分がヒートシンク３３で保持される構造となっているので、コネクタ３２をプリント基板３１に強固に固定することができる。
また、プリント基板３１に対して垂直に固定されたコネクタ３２の途中部分がヒートシンク３３で保持される構造となっているので、コネクタ３２の垂直に突き出る部分の長さを長くしても、この垂直部分に水平方向から応力が掛かってもコネクタ３２が倒れないようにヒートシンク３３で保持することができる。このため、コネクタ３２の垂直部分の内部に同様に垂直に配設されるターミナル３２ｅも長くすることができる。従って、樹脂製等のコネクタ３２とプリント基板３１の熱膨張係数の違いによる双方の伸縮度合いの違いで生じる応力がターミナル３２ｅに掛かっても、ターミナル３２ｅの長さが長いのでその応力を吸収することができ、ターミナル３２ｅの半田付部劣化を防止することができる。
また、本実施形態の車載用制御装置のコネクタ固定構造では、従来のようなカラーを用いた高コストの構造ではなく、コネクタ３２の樹脂の成型並びにヒートシンク３３の金属の成型によって形成することができるので、低コストで車載用制御装置のコネクタ３２固定構造を実現することができる。
更に、上記のコネクタ３２は、プリント基板３１の一面にプリント基板３１の他面からネジ止めされている。つまり、コネクタ３２固定構造を実現する際に、まず、コネクタ３２をプリント基板３１に直接ネジ止めで直接固定することができるので、その後のヒートシンク３３との組み合わせを容易に行うことができる。従って、コネクタ３２が直接固定と共締め固定との双方の固定構造でプリント基板３１に固定されるので、より強固に固定することができる。
更には、コネクタ３２にプリント基板３１の他面からコネクタ３２の凹部３２ｂに嵌合されたヒートシンク３３の凸部３３ｂがネジ３７でネジ止めされた後、又はコネクタ３２がプリント基板３１の一面にプリント基板３１の他面からネジ３５でネジ止めされた後に、当該ネジ止めしているネジ３７，３５をプリント基板３１に半田付けした。これによって、ネジ止め部分のネジ３５，３７がプリント基板３１に半田付けされるので、コネクタ３２の樹脂が伸縮してネジが緩むクリープを防止することができる。
この他、コネクタ３２の突出部分３２ａに凹部３２ｂが形成されない構造で、突出部分３２ａのプリント基板３１への当接面とこの反対側の面が平行に形成されており、突出部分３２ａのその反対側面にヒートシンク３３の凸部３３ｂの先端面を当接させ、プリント基板３１の他面から凸部３３ｂ及び突出部分３２ａをネジ３７でネジ止めする構造としてもよい。この場合も共締め構造を形成することができる。
３１ プリント基板
３１ｃ，３１ｄ ねじ穴
３１ｅ 貫通口
３２ コネクタ
３２ａ 突出部分
３２ｂ 凹部
３２ｃ 貫通口
３２ｄ ネジ穴
３２ｅ ターミナル
３３ ヒートシンク
３３ａ 貫通口
３３ｂ 凸部
３３ｃ ネジ穴
３５，３７ ネジ
３９ 半田
３１ｃ，３１ｄ ねじ穴
３１ｅ 貫通口
３２ コネクタ
３２ａ 突出部分
３２ｂ 凹部
３２ｃ 貫通口
３２ｄ ネジ穴
３２ｅ ターミナル
３３ ヒートシンク
３３ａ 貫通口
３３ｂ 凸部
３３ｃ ネジ穴
３５，３７ ネジ
３９ 半田
Claims (4)
- 外形が長方形状を成し、この長方形状の先端側の両側面に翼状に突き出た突出部分を有し、また、電源電圧及び信号が通る細長い直線状の導電性のターミナルが内部から先端側へ向かって外部に突き出す構造のコネクタと、外形が板状を成し、この板状に前記コネクタの先端側と逆の後端側部分を挿通する貫通口と、前記コネクタの各突出部分に対応する柱状の各凸部とを有する金属製のヒートシンクとを備え、
前記コネクタの先端側の端面がプリント基板の一面に配設されることで当該コネクタのターミナルが当該プリント基板面に対して垂直状態とされ、このプリント基板に配設された前記コネクタの後端側部分が前記ヒートシンクの貫通口に挿通され、この挿通された前記ヒートシンクの前記凸部を前記コネクタの突出部分に対向させ、この状態で当該プリント基板の他面から前記ヒートシンクの前記凸部をネジ止めして成ることを特徴とする車載用制御装置のコネクタ固定構造。 - 前記コネクタは、前記突出部分に先端側と逆側の一面が開口した凹部を有し、前記ヒートシンクの前記凸部を前記コネクタの前記凹部に嵌合させ、この状態で当該プリント基板の他面から前記コネクタの前記凹部に嵌合された前記ヒートシンクの前記凸部をネジ止めして成ることを特徴とする請求項１に記載の車載用制御装置のコネクタ固定構造。
- 前記コネクタは、前記プリント基板の一面に当該プリント基板の他面からネジ止めされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用制御装置のコネクタ固定構造。
- 前記プリント基板の他面からコネクタの凹部に嵌合されたヒートシンクの凸部がネジ止めされた後、又は前記コネクタが前記プリント基板の一面に当該プリント基板の他面からネジ止めされた後に、当該ネジ止めしているネジをプリント基板に半田付けすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載用制御装置のコネクタ固定構造。
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