JP4746497B2 - 配線基板収納構造 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタピンが取り付けられた配線基板を収納した配線基板収納構造に関する。

従来、配線基板収納構造としては、例えば、電子部品を搭載するプリント配線基板がケース内に収納されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この配線基板収納構造は、コネクタピンがプリント配線基板の一端側にプレスフィットで接続されるようになっている。そして、この配線基板収納構造では、プレスフィットによってプリント配線基板の配線パターンとコネクタピンとが電気的に接続されるとともに、コネクタピンがプリント配線基板をケース内で片持ち支持している。
このような配線基板収納構造によれば、プリント配線基板にコネクタピンが半田付けで接続されるものと比較して、プリント配線基板に対するコネクタピンの取り付け作業が容易になるとともに、半田を使用しないので鉛（Ｐｂ）フリーとなって環境汚染を防止することができる。
特開平１０−２０８７９８号公報（段落００２１、図１参照）

ところが、この配線基板収納構造では、プリント配線基板がコネクタピンで片持ち支持されているために、この配線基板収納構造に振動が加わった際にプリント配線基板が撓むおそれがある。特に、車載用の配線基板収納構造では、車両の振動によってこの傾向が顕著となる。そこで、このようなプリント配線基板の撓みを防止するために、ケースの底面にプリント配線基板を受け止める台を設けることも考えられるが、この台は、ケースの底面側へのプリント配線基板の撓みのみを防止する。つまり、この台からプリント配線基板が離れる方向への撓みは防止することができない。そして、プリント配線基板の配線パターンが益々微細化していく昨今の傾向を考慮すると、プリント配線基板のわずかな撓みであっても防止する必要がある。

そこで、本発明の課題は、従来の配線基板収納構造と比較して、より確実に配線基板の撓みを防止することができる配線基板収納構造を提供することにある。

前記課題を解決する本発明は、ケースに支持されたコネクタピンと、前記コネクタピンがプレスフィットによって一端側に接続された配線基板とを前記ケース内に収納した配線基板収納構造であって、前記配線基板の他端側には前記コネクタピンと同じ形状のピン部材がプレスフィットによって接続されて前記配線基板を前記ケース内で支持していることを特徴とする。
この配線基板収納構造では、ケース内に収納された配線基板の一端側が、コネクタピンを介してケースに支持される。そして、配線基板の他端側が、ピン部材を介してケースに支持される。その結果、両端で支持された配線基板は、その撓みが防止される。
また、この配線基板収納構造では、コネクタピンとピン部材とによって配線基板の両端が支持されるので、従来の配線基板収納構造（例えば、特許文献１参照）と異なって、配線基板を受け止める台をケース内に設けなくともよい。その結果、この配線基板収納構造は、ケース内のスペースを有効利用することができる。そして、この台を設けない配線基板収納構造は、ケースの構造を簡素にすることができるので、より簡素な型でケースを製造することができる。
また、この配線基板収納構造では、コネクタピンとピン部材とが同じ形状となっているので、ケース内の同一面上にコネクタピンとピン部材とを配置することによって、コネクタピンで支持される配線基板の一端側と、ピン部材で支持される配線基板の他端側との支持高さを容易に一致させることができる。具体的には、ケースの底面にコネクタピンとピン部材とを配置することによって、配線基板は、ケースの底面に対して平行となるように容易に配置することができる。
また、この配線基板収納構造では、コネクタピンおよびピン部材として、同じ部材を使用することができるので、配線基板収納構造の製造コストを低減することができるとともに生産効率を向上させることができる。

また、このような配線基板収納構造においては、前記配線基板の他端側に接続された前記ピン部材は、前記配線基板に形成された配線パターンと電気的に非接続となっているように構成することができる。
この配線基板収納構造では、ピン部材が配線基板の配線パターンと電気的に非接続となっているので、配線パターンの構成と無関係にピン部材を配置することができる。その結果、配線基板に形成する配線パターンの設計の自由度が増大する。

また、このような配線基板収納構造においては、前記ケースの内壁面には、前記配線基板を位置決めするリブが形成されているとともに、前記配線基板の周縁には、前記リブの横断面の形状に対応して嵌まり込む凹部が形成されていることが望ましい。
この配線基板収納構造では、ケース側のリブに配線基板側の凹部が嵌まり込むことによって、ケースに対する配線基板の位置決めが行われる。その結果、コネクタピンおよびピン部材に対する配線基板の位置決めが行われるので、配線基板に対するコネクタピンおよびピン部材のプレスフィットによる接続が容易となる。

本発明の配線基板収納構造は、従来の配線基板収納構造と比較して、より確実に配線基板の撓みを防止することができる。

次に、本発明の実施形態に係る配線基板収納構造について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、実施形態に係る配線基板収納構造の構成を説明するための斜視図である。図２は、実施形態に係る配線基板収納構造からケースの蓋体を取り外した際の様子を示す上面図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。図４の（ａ）は、図１のＢ−Ｂ断面図、図４の（ｂ）は、図１のＣ−Ｃ断面図、図４の（ｃ）は、コネクタピンまたはピン部材がプリント配線基板に取り付けられた様子を示す部分断面図である。

図１に示すように、配線基板収納構造Ｓは、ケース本体１ａと蓋体１ｂとからなるケース１と、ケース本体１ａに支持されたコネクタピン２と、図示しない電子部品を搭載して所定の配線パターンが形成されたプリント配線基板３と、ケース本体１ａに支持されたピン部材２ａとを備えている。なお、プリント配線基板３は、特許請求の範囲にいう「配線基板」に相当する。

図１および図２に示すように、ケース本体１ａは、その平面形状が長方形となるように形成され、一つの短辺側の外側壁には、図示しないハーネスコネクタを接続する筒形状のコネクタ１１が設けられている。このケース本体１ａの上側（図１の紙面上側）には、蓋体１ｂ（図１参照）で閉じられる開口部１２を有しており、その蓋体１ｂで閉じられてケース本体１ａの内側に形成される略直方体の空間には、プリント配線基板３、コネクタピン２、およびピン部材２ａが収納されるようになっている。
ケース本体１ａの長辺側の内側壁には、リブ１３が形成されている。このリブ１３は、ケース本体１ａの底面１４（図１参照）から開口部１２（図１参照）まで延びており、リブ１３の断面形状は半円形状を呈している。ちなみに、一方の長辺側の内側壁には、その中央部に一つのリブ１３が形成されており、他方の長辺側の内側壁には、二つのリブ１３が並ぶように形成されている。なお、リブ１３の断面形状は、半円形状に限定されるものではなく、適宜に変更することができる。また、リブ１３は、開口部１２から底面１４まで連続して延びていなくともよい。

ケース本体１ａの底面１４（図１参照）には、コネクタピン２をケース本体１ａに支持するための支持部１５ａと、ピン部材２ａをケース本体１ａの底面１４に支持するための支持部１５ｂとが形成されている。これらの支持部１５ａおよび支持部１５ｂは、ケース本体１ａの底面１４に沿って延びる条形状を呈している。そして、支持部１５ａは、図２に示すように、コネクタ１１が設けられる短辺側の内壁面に沿って延びるように形成されている。また、支持部１５ｂは、ケース本体１ａの平面視でその長手方向の中心線Ｘに沿って形成されており、コネクタ１１が設けられていない短辺側から中央に向かって延びている。

プリント配線基板３は、図１に示すように、長方形の板状体であって、図２に示すように、プリント配線基板３の周縁、具体的にはその長辺側にケース本体１ａに形成されたリブ１３の横断面の形状に対応して嵌まり込む凹部３１が形成されている。つまり、一方の長辺には、その中央部に一つの凹部３１が形成されており、他方の長辺には、二つの凹部３１が並ぶように形成されている。このように凹部３１がリブ１３に嵌まり込むことによって、プリント配線基板３は、ケース本体１ａに対して位置決めされることとなる。ちなみに、本実施形態では、中心線Ｘを挟んで、凹部３１（リブ１３）の数と、凹部３１（リブ１３）の形成位置とが非対称となっており、プリント配線基板３をケース本体１ａに配置する際に、配置すべきプリント配線基板３の表裏左右の判別が可能になっている。

そして、プリント配線基板３には、図２および図３に示すように、スルーホール３２が形成されている。このスルーホール３２には、後記するように、コネクタピン２およびピン部材２ａの圧入部２１（図４（ｃ）参照）が挿通されることによって、コネクタピン２およびピン部材２ａがプレスフィットでプリント配線基板３に接続されるようになっている。

コネクタピン２は、金属板から打ち抜かれた棒状部材をＬ字状に屈曲させて形成した導電性部材である。本実施形態の配線基板収納構造Ｓは、図１に示すように、４つのコネクタピン２を備えている。なお、このコネクタピン２の数は、４つに限定されるものではなく適宜に設計変更することができる。このコネクタピン２は、図３に示すように、コネクタピン２の肘部分が支持部１５ａに埋設されることによってケース本体１ａの底面１４に支持されている。そして、コネクタピン２は、Ｌ字に屈曲する一方の片がケース本体１ａの底面１４に沿って延びるとともに、コネクタ１１内に突き出ている。ちなみに、このコネクタピン２の一方の片は、前記したようにハーネスコネクタ（図示せず）がコネクタ１１に接続された際に、ハーネスコネクタ側の端子ピン（図示せず）と電気的に接続されることとなる。また、コネクタピン２の他方の片は、図４（ａ）に示すように、ケース本体１ａの底面１４から開口部１２に向かって延びている。そして、このコネクタピン２の他方の片の先端部近傍には、圧入部２１が形成されており、この圧入部２１は、図４（ｃ）に示すように、プリント配線基板３のスルーホール３２に挿通されている。この圧入部２１は、スルーホール３２の内径よりも細く形成された軸部２２よりも太く、しかもスルーホール３２の内径よりも太くなるように形成されており、この圧入部２１には、楕円形の貫通穴２３が形成されている。そして、圧入部２１がスルーホール３２に挿通された際に、貫通穴２３がより扁平となるとともに、圧入部２１がばね性を発揮してその周囲はスルーホール３２の内壁面を押圧する。

その一方で、スルーホール３２の内壁面には銅メッキ３２ａが施されており、この銅メッキ３２ａ部分は、プリント配線基板３の配線パターン（図示せず）と電気的に接続されている。その結果、コネクタピン２の圧入部２１がスルーホール３２に挿通されることで、コネクタピン２に対するプリント配線基板３のプレスフィットによる接続が行われることとなる。つまり、ケース本体１ａ内でプリント配線基板３がコネクタピン２によって支持されるとともに、プリント配線基板３に形成された配線パターン（図示せず）とコネクタピン２とが電気的に接続されることとなる。

ピン部材２ａは、コネクタピン２と同じ形状を呈しており、本実施形態ではコネクタピン２と同一の部材が使用されている。そして、本実施形態の配線基板収納構造Ｓは、図１に示すように、１つのピン部材２ａを備えている。なお、このピン部材２ａの数は、１つに限定されるものではなく適宜に設計変更することができる。

このピン部材２ａは、Ｌ字に屈曲する一方の片が支持部１５ｂに埋設されることによってケース本体１ａの底面１４に支持されている。ちなみに、このピン部材２ａの一方の片は、図２に示すように、コネクタ１１が設けられていない短辺側から中央に向かって中心線Ｘに沿うように配置されている。また、ピン部材２ａの他方の片は、図３に示すように、コネクタ１１が設けられていない短辺側のケース本体１ａの内壁面に沿うように、ケース本体１ａの底面１４から開口部１２に向かって延びている。そして、図４（ｂ）に示すように、このピン部材２ａの他方の片の先端部近傍には、コネクタピン２と同様に、圧入部２１ａが形成されており、この圧入部２１ａは、図４（ｃ）に示すように、プリント配線基板３のスルーホール３２に挿通されている。つまり、圧入部２１ａがスルーホール３２に挿通された際に、圧入部２１ａの周囲がスルーホール３２の内壁面を押圧することによって、ケース本体１ａ内でプリント配線基板３がピン部材２ａによって支持されることとなる。ちなみに、本実施形態では、ピン部材２ａが挿通される側のスルーホール３２に施された銅メッキ３２ａは、プリント配線基板３の配線パターン（図示せず）と電気的に接続されていない。つまり、ピン部材２ａは、プレスフィットによってプリント配線基板３と接続されるものの、コネクタピン２と異なってプリント配線基板３を支持するためだけのダミーピンとなっている。

次に、実施形態に係る配線基板収納構造Ｓの作用効果について適宜図面を参照しながら説明する。参照する図面において、図５の（ａ）は、実施形態に係る配線基板収納構造において、プリント配線基板にコネクタピンおよびピン部材が取り付けられている様子を示す斜視図、図５の（ｂ）は、比較例に係る従来の配線基板収納構造において、プリント配線基板にコネクタピンが取り付けられている様子を示す斜視図、図５の（ｃ）は、他の比較例に係る配線基板収納構造において、プリント配線基板にコネクタピンが取り付けられている様子を示す斜視図である。

この配線基板収納構造Ｓでは、図５（ａ）に示すように、ケース本体１ａ（図１参照）内に収納されたプリント配線基板３の一端側が、コネクタピン２を介してケース本体１ａに支持される。そして、プリント配線基板３の他端側が、ピン部材２ａを介してケース本体１ａに支持される。その結果、両端で支持されたプリント配線基板３は、その撓みが防止される。

その一方で、図５（ｂ）に示すように、比較例に係る従来の配線基板収納構造Ｓａは、プリント配線基板３がコネクタピン２で片持ち支持されている。そのため、この配線基板収納構造Ｓａでは、プリント配線基板３の撓みを防止するために、例えば、これを収納するケース（図示せず）の底面にプリント配線基板３を受け止める台（図示せず）を設ける必要がある。また、この配線基板収納構造Ｓａは、台を有していたとしても、台から離れる方向へのプリント配線基板３の撓みを防止することはできない。
これに対し、図５(ａ)に示す実施形態に係る配線基板収納構造Ｓでは、プリント配線基板３の両端がコネクタピン２とピン部材２ａとによって支持されているので、図５（ｂ）に示す従来の配線基板収納構造Ｓａと異なって、台をケース内に設けなくともプリント配線基板３の撓みを効果的に防止することができる。その結果、この配線基板収納構造Ｓは、台を設ける必要がないので、ケース本体１ａ（図１参照）内の空間（スペース）を有効利用することができる。そして、この台を設けない配線基板収納構造Ｓは、ケース本体１ａの構造を簡素にすることができるので、配線基板収納構造Ｓａと比較してより簡素な型でケース本体１ａを製造することができる。

また、プリント配線基板３の両端を支持する構造を有するものとしては、図５（ｃ）に示すように、プリント配線基板３の両端のそれぞれをコネクタピン２とコネクタピン２ｂとで支持する配線基板収納構造Ｓｂが考えられる。しかしながら、この比較例としての配線基板収納構造Ｓｂでは、１つのコネクタ１１（図１参照）内にコネクタピン２およびコネクタピン２ｂの端部を配置しようとすると、プリント配線基板３からコネクタ１１までの接続距離が相違するので、コネクタピン２の形状とコネクタピン２ｂの形状とが異なってしまう。その結果、配線基板収納構造Ｓｂを構成する部品の種類が増加して配線基板収納構造Ｓｂの製造コストがかさむとともに生産効率が低下する。これに対し、図５(ａ)に示す実施形態に係る配線基板収納構造Ｓでは、プリント配線基板３を支持するコネクタピン２とピン部材２ａとが同じ形状となっており、同じ部材を使用することができるので、配線基板収納構造Ｓの製造コストを低減することができるとともに生産効率を向上させることができ、また、実装エリアを大きく確保することができる。

また、実施形態に係る配線基板収納構造Ｓでは、プリント配線基板３を支持するコネクタピン２とピン部材２ａとが同じ形状となっているので、ケース本体１ａの底面１４（図１参照）にコネクタピン２とピン部材２ａとを配置することによって、プリント配線基板３は、底面１４に対して平行となるように簡単に配置することができる。
また、この配線基板収納構造Ｓでは、ピン部材２ａがプリント配線基板３の配線パターンと電気的に非接続となっているので、配線パターンの構成と無関係にピン部材２ａを配置することができる。その結果、プリント配線基板３に形成する配線パターンの設計の自由度が増大する。

また、この配線基板収納構造Ｓでは、図２に示すように、ケース本体１ａ側のリブ１３にプリント配線基板３側の凹部３１が嵌まり込むことによって、ケース本体１ａに対するプリント配線基板３の位置決めが行われる。その結果、コネクタピン２およびピン部材２ａに対するプリント配線基板３の位置決めが行われるので、プリント配線基板３に対するコネクタピン２およびピン部材２ａのプレスフィットによる接続が容易となる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
前記実施形態では、ケース本体１ａの底面１４に、プリント配線基板３を受け止める台（受け止め台）を設けていないが、本発明はこのような受け止め台を備えたものであってもよい。この受け止め台の配置位置、配置数、および受け止め台の形状は特に制限はなく適宜に設計することができる。

また、前記実施形態では、ピン部材２ａとプリント配線基板３の配線パターンとが電気的に接続されていないが、本発明はピン部材２ａと配線パターンとが電気的に接続されていてもよい。

また、前記実施形態では、樹脂モールドが施されていないプリント配線基板３を想定して配線基板収納構造Ｓについて説明したが、本発明はプリント配線基板３に樹脂モールドが施されたものであってもよい。

実施形態に係る配線基板収納構造の構成を説明するための斜視図である。 実施形態に係る配線基板収納構造からケースの蓋体を取り外した際の様子を示す上面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、図１のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は、図１のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は、コネクタピンまたはピン部材がプリント配線基板に取り付けられた様子を示す部分断面図である。 （ａ）は、実施形態に係る配線基板収納構造において、プリント配線基板にコネクタピンおよびピン部材が取り付けられている様子を示す斜視図、（ｂ）は、比較例に係る従来の配線基板収納構造において、プリント配線基板にコネクタピンが取り付けられている様子を示す斜視図、（ｃ）は、他の比較例に係る配線基板収納構造において、プリント配線基板にコネクタピンが取り付けられている様子を示す斜視図である。

符号の説明

１ ケース
２ コネクタピン
３ プリント配線基板
２ａ ピン部材
１３ リブ
３１ 凹部
Ｓ 配線基板収納構造

Claims (3)

1. ケースに支持されたコネクタピンと、
   前記コネクタピンがプレスフィットによって一端側に接続された配線基板と、
   を前記ケース内に収納した配線基板収納構造であって、
   前記配線基板の他端側には前記コネクタピンと同じ形状のピン部材がプレスフィットによって接続されて前記配線基板を前記ケース内で支持していることを特徴とする配線基板収納構造。
2. 前記ピン部材は、前記配線基板に形成された配線パターンと電気的に非接続となっていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板収納構造。
3. 前記ケースの内壁面には、前記配線基板を位置決めするリブが形成されているとともに、前記配線基板の周縁には、前記リブの横断面の形状に対応して嵌まり込む凹部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板収納構造。

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