JP6378265B2 - プリント基板接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板接続構造に関し、特に複数のプリント基板を接続するプリント基板接続構造に関する。

複数のプリント基板を接続するプリント基板接続方式には、例えばバックプレーンによる接続方式や、直接配線による接続方式がある。また、複数のプリント基板を接触型コネクタにより接続する接続方式がある。

接触型コネクタにより接続する接続方式を採用したプリント基板接続構造が、例えば特許文献１に開示されている。図７は、特許文献１に開示されているプリント基板接続構造を示す斜視図である。特許文献１の接続構造においては、接触型コネクタ５３のコンタクトが互いに並行して鉛直に配置され、コンタクトの接触部が、上部配線基板５１及び下部配線基板５２の表面に並んで形成された電極部５４と弾性的に接触している。

特開２００８−０６６０２９号公報

上述のバックプレーンによる接続方式では、バックプレーンのプリント基板上の配線パタンで各基板間を接続することから、プリント基板コネクタのピン間配線数の制約などにより、任意のピン間対応で接続することが難しい。

また、直接配線による接続方式では、任意の接続は可能なものの、線材の占有する体積のために機器が増大する傾向があり、小型化を阻害する。

また接触型コネクタによる接続構造を開示する特許文献１には、上下のプリント基板を接触型コネクタにより接続することについては開示されているが、プリント基板を接触型コネクタによりどのような構造で安定に接続するかは開示されていない。

本発明は、実装面積を極小にしつつプリント基板間を任意のトポロジーで安定に接続できるプリント基板接続構造を提供することを目的とする。

本発明のプリント基板接続構造は、接触型コネクタと、前記接触型コネクタを挟んで配置され前記接触型コネクタに接続される第１及び第２のプリント基板と、前記接触型コネクタが挿入され前記接触型コネクタの高さに対応する厚みを有するフレームと、を有する。

本発明によれば、実装面積を極小にしつつプリント基板間を任意のトポロジーで安定に接続することができる。

図１は、本発明の実施形態の概要を示す断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態の構成を示す断面図である。 図３は、図２のフレームの構成の一例を示す上面図である。 図４は、図２のプリント基板接続構造の組み立て方法を示す断面図である。 図５は、図２のプリント基板接続構造の組み立て方法を示す断面図である。 図６は、図２のプリント基板接続構造の組み立て方法を示す断面図である。 図７は、関連するプリント基板接続構造を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の概要を示す図である。なお本実施形態は３枚のプリント基板を接続する接続構造の例について説明する。図１に示すように、本実施形態のプリント基板接続構造は、接触型コネクタ１１と、接触型コネクタ１１を挟んで配置され接触型コネクタ１１に接続されるプリント基板２１、２２、２３と、接触型コネクタ１１が挿入され接触型コネクタ１１の高さに対応する厚みを有するフレーム３１と、を備えている。

接触型コネクタ１１は、図１で上側の上端及び図１で下側の下端に、プリント基板２１、２２、２３に弾性的に接触する接触部を備えている。接触型コネクタ１１には、接触部を上端及び下端に有する金属性のコンタクトが、複数、配置されている。

プリント基板２１、２２、２３は、接触型コネクタ１１の接触部を接続するためのパタンを備えている。中間のプリント基板２２は上面及び下面に接触型コネクタ１１の接触部を接続するためのパタンを備えている。プリント基板２２の上面に接続される接触型コネクタ１１の各接触部に接続されるパタンは、プリント基板２２の下面に接続される接触型コネクタ１１の各接触部のいずれかと接続されるが、同じ位置の接触部同士が接続されていなくてもよい。プリント基板２２の上面に接続される接触型コネクタ１１の接触部と下面に接続される接触型コネクタ１１の接触部とのピン間対応は、任意のトポロジーとしてよい。

フレーム３１には図１に示すように接触型コネクタ１１が挿入される。またフレーム３１の、図の上下方向の厚みは、接触型コネクタ１１の高さに対応する厚みとなっている。フレーム３１の上面及び下面は、略平行な平面であり、フレーム３１を挟む上下のプリント基板の周縁部にぴったり接して固定され、２枚のプリント基板と接触型コネクタ１１を支持する。

本実施形態によれば、接触型コネクタ１１が挿入され接触型コネクタ１１の高さに対応する厚みを有するフレーム３１を備えることによって、接触型コネクタ１１が安定に上下のプリント基板に接続され、接触型コネクタ１１及び上下のプリント基板が支持される。したがって複数の基板を接続する接続部品の実装面積を極小にしつつ、プリント基板間を任意のトポロジーで安定に接続することができる。

次に、本実施形態の具体的な構成例について図面を参照して詳細に説明する。なお本実施形態は３枚のプリント基板を接続する接続構造であり、プリント基板の周縁部の２辺に接触型コネクタを複数配置した例について説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態のフレームの構成を示す上面図である。本実施形態のフレーム３１は、図２に示すように例えば、プリント基板２１、２２、２３と略同じ外形で、内側がくりぬかれた四角の枠状の形状としてよい。フレーム３１は、剛性が高い材料、例えばアルミなどの金属で作成されてよい。またフレーム３１には、内部に接触型コネクタ１１が挿入されるコネクタ挿入用貫通穴３１１が備えられている。例えば、図２に示すように、コネクタ挿入用貫通穴３１１は、フレーム３１の外形の四角形の辺に沿って配置される。コネクタ挿入用貫通穴３１１は、フレーム３１の１辺に複数配列してもよく、また１辺のみではなく、複数の辺に配列してもよい。またコネクタ挿入用貫通穴３１１は、１列でもよいが、並列に２列で配置されることで、実装できるコネクタが１列のみの場合の２倍になり、基板間で通信できる信号を１列のみの場合の２倍にすることができる。またフレーム３１は、プリント基板２１、２２、２３をフレームに押さえつけて固定するためのネジを挿入するネジ用貫通穴３１２を備えている。図２に示すように、ネジ用貫通穴３１２は、コネクタ挿入用貫通穴３１１の間及びフレームの角部にも設けられてよい。

図３は、本発明の第１の実施形態の構成を示す断面図である。図３は、図１と９０度異なる方向、すなわち接触型コネクタの長手方向に切断した断面の断面図を示す。本実施形態のプリント基板接続構造１は、接触型コネクタ１１と、プリント基板２１、２２、２３と、フレーム３１、３２と、カバー４１と、ベース４２と、ネジ４３を備えている。

接触型コネクタ１１は、上述のように上側の上端及び図１で下側の下端に、プリント基板２１、２２、２３に弾性的に接触する接触部（図示せず）を備えている。接触型コネクタ１１には、接触部を上端及び下端に有する金属性のコンタクト（図示せず）が、複数、配置されている。

プリント基板２１、２２、２３は、上述のように接触型コネクタ１１のピンを接続するためのパタン（図示せず）を備えている。中間のプリント基板２２は上面及び下面に接触型コネクタ１１の接触部を接続するためのパタンを備えている。プリント基板２２の上側の接触型コネクタ１１の下端のピンは、下側の接触型コネクタ１１の上端のピンのいずれかと接続されるが、同じ位置のピン同士が接続されていなくてよい。すなわちピン間対応は任意のトポロジーとしてよい。

またプリント基板２１、２２、２３は、上面及び下面に配置されるフレーム３１、３２のネジ用貫通穴３１２に対応する位置にネジを通す穴が設けられている。プリント基板２２の上面及び下面に接触型コネクタ１１を接続するパタンは、図３に示すようにパタンに接続される２つの接触型コネクタ１１がプリント基板２２を挟んで縦に並ぶよう配置される。すなわち、プリント基板２２の上面及び下面に配置される２つのフレーム３１に設けられたネジ用貫通穴３１２の位置が合うよう配置される。

フレーム３１の、図の上下方向の厚みは、図３に示すように接触型コネクタ１１の高さに対応する厚みとなっている。フレーム３１の上面及び下面は、略平行な平面である。フレーム３１を挟む上下のプリント基板がネジ４３によりフレーム３１に押さえつけられると、フレーム３１は、上下のプリント基板の周縁部に接して２枚のプリント基板及び接触型コネクタ１１を支持する。接触型コネクタ１１が挿入されるコネクタ挿入用貫通穴３１１は、接触型コネクタ１１の外形に、がたがなく嵌合するサイズに加工されている。

図３に示すようにカバー４１は、プリント基板２１の、プリント基板２２と反対側を覆う。またベース４２は、プリント基板２３の、プリント基板２２と反対側を覆う。フレーム３２は、プリント基板２１とカバー４１の間、及びプリント基板２３とベース４２の間に積載される。フレーム３２は、フレーム３１及びプリント基板２１、２２、２３と略同じ外形で、内側がくりぬかれた四角の枠状の形状としてよい。

またフレーム３２には、フレーム３１のネジ用貫通穴と同じ位置に、ネジ用貫通穴が設けられている。フレーム３２にこのようにネジ用貫通穴が設けられることにより、フレーム３１、３２及びプリント基板２１、２２、２３を貫通する穴が形成される。複数のネジ４３が、フレーム３１、３２とプリント基板２１、２２、２３とを貫通し、フレーム３１、３２とプリント基板２１、２２、２３とをカバー４１とベース４２の間に固定する。

次に図２のプリント基板接続構造の組み立て方法について説明する。図４から図６は、図２のプリント基板接続構造の組み立て方法を示す断面図である。

まず、図４に示すように、ベース４２にフレーム３２が積載され、フレーム３２の上に最も底面のプリント基板２３が積載され、接触型コネクタ１１に設けられた位置決めピン（図示せず）とプリント基板２３に設けられた位置決め穴（図示せず）が嵌合するよう、プリント基板２３の上面に接触型コネクタ１１が配置される。

次に、図５に示すように、接触型コネクタ１１がコネクタ挿入用貫通穴３１１に嵌合するようプリント基板２３の上面にフレーム３１が配置される。

そして、図６に示すように、プリント基板２２が、接触型コネクタ１１に設けられた位置決めピン（図示せず）とプリント基板２２に設けられた位置決め穴（図示せず）が嵌合するよう、フレーム３１の上に積載され、その上に、接触型コネクタ１１がコネクタ挿入用貫通穴３１１に嵌合するようプリント基板２２の上面に配置される。さらに、フレーム３１が、接触型コネクタ１１とコネクタ挿入用貫通穴３１１とが嵌合するようプリント基板２２の上面に配置され、その上に、プリント基板２１が、接触型コネクタ１１に設けられた位置決めピン（図示せず）とプリント基板２１に設けられた位置決め穴（図示せず）が嵌合するよう、フレーム３１の上に積載される。さらにプリント基板２１の上にフレーム３２及びカバー４１が積載される。図６に示すように、カバー４１、フレーム３１、３２及びプリント基板２１、２２、２３、ベース４２まで貫通する穴が形成される。

そしてカバー４１からベース４２まで貫通する穴にネジ４３を挿入し、ネジ４３により、フレーム３１、３２及びプリント基板２１、２２、２３が図の上下方向に押し付けられ、これらがカバー４１とベース４２の間に固定される。

このように接触型コネクタ１１を複数のプリント基板１１、１２、１３で挟み込む構造の組み立てが実現できる。この構造により、基板の間を接続する接触型コネクタの実装面積を極小にしつつ、プリント基板間を任意のトポロジーで安定に接続することができる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１ プリント基板接続構造
１１ 接触型コネクタ
２１、２２、２３ プリント基板
３１、３２ フレーム
３１１ コネクタ挿入用貫通穴
３１２ ネジ用貫通穴
４１ カバー
４２ ベース
４３ ネジ
５１ 上部配線基板
５２ 下部配線基板
５３ 接触型コネクタ
５４ 電極部

Claims (4)

1. 接触型コネクタと、
   前記接触型コネクタを挟んで配置され前記接触型コネクタに接続される第１及び第２のプリント基板と、
   前記第１及び第２のプリント基板と略同じ外形で内側がくりぬかれた四角の枠状の形状をもち、内部に前記接触型コネクタを支持する貫通穴を有し、前記接触型コネクタの高さに対応する厚みを有し前記第１及び第２のプリント基板の周縁部に挟まれて前記第１及び第２のプリント基板とともにベースに固定される第１のフレームと、
   を有し、
   前記第１及び第２のプリント基板は、前記接触型コネクタに接続されるパタンを有し、第１の面及び第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ前記接触型コネクタが接続される場合、２つの前記接触型コネクタが前記第１及び第２のプリント基板を挟んで縦に並ぶよう前記パタンが配置され、
   前記第１の面に接続される前記接触型コネクタの各接触部に接続される前記パタンは、前記第２の面に接続される前記接触型コネクタの各接触部のいずれかと接続されるが、同じ位置の接触部同士が接続されていない、
   プリント基板接続構造。
2. 前記接触型コネクタを支持する貫通穴は、前記接触型コネクタの外形に嵌合する、請求項１に記載のプリント基板接続構造。
3. 前記貫通穴は、前記第１のフレームの辺に沿って並列に２列で配置される、請求項１又は２に記載のプリント基板接続構造。
4. 前記第１のプリント基板の前記第２のプリント基板と反対側を覆うカバーと、
   前記第１のプリント基板と前記カバーの間、及び前記第２のプリント基板と前記ベースの間に積載される第２のフレームと、
   前記第１及び第２のフレームと前記第１及び第２のプリント基板とを一括して貫通し前記第１及び第２のフレームと前記第１及び第２のプリント基板とを前記カバー及び前記ベースの間に固定するネジと、
   を有する請求項１から３のいずれかに記載のプリント基板接続構造。

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