JP6720801B2 - 基板保持治具 - Google Patents

Description

本発明は、複数の信号端子が立設されるユニットに組みつけられる基板保持治具に関する。

従来、このような分野の技術として、実開昭６４−５０６４７号公報がある。この公報に記載されたコネクタの抜け止め機構は、給電用のコネクタの両側に係合抜け止め部を設けておき、コネクタを配線基盤に挿入しながら、基板側に形成されている係止部に対して、係合抜け止め部を係合させる。これにより、基板の運搬中の振動などによってコネクタが基板から外れることを防止できる。

実開昭６４−５０６４７号公報

近年、センサやアクチュエータに近い部位に基板が配置され、その基板とセンサ等を直接繋ぐコネクタが開発されている。また、基板を着脱可能にすることによって修理単位を分割することで、修理が必要となった際に、修理が必要な基板のみを輸送することが可能となり、修理負担を軽減することができる。このような基板に用いられるコネクタは、占有面積の観点から狭ピッチに基板実装される場合が多い。

前述したような従来のコネクタの抜け止め機構は、コネクタを基板上の端子に差し込まれた状態で、一対の係止部を用いて抜けを防止する機構である。ここで、作業者がコネクタを基板から脱着させる際に、工具を用いてコネクタの引き抜くときにかかる力にはバラツキがあり、斜めに力が加わることがある。より具体的には、一対のロック部により基板上にコネクタをロックしている場合に、ロック部の一方だけが先に抜けた場合などに、図６に示すように、信号端子に斜めに力が加わりやすく、コネクタや信号端子が破損するおそれがある。
したがって、本発明は、コネクタ及び信号端子の破損を防止した基板保持治具を提供するものである。

本発明にかかる基板保持治具は、ユニットに立設された複数の信号端子が貫通して延出する穴部を有し、ロック部を有するコネクタが、前記穴部を貫通した前記信号端子と当接した状態でロック状態となることで、前記信号端子と電気的に接続される基板を保持する基板保持治具であって、前記基板を保持した状態において、前記コネクタに対応する位置に形成された孔と、前記孔の周縁から、少なくとも一部の前記信号端子の前記コネクタが配置された側の延長線上まで延出するストッパーと、を備え、前記延長線上において、前記コネクタにおける前記ストッパーに対向する側の端部から、前記ストッパーまでの距離は、前記信号端子が前記基板から延出する距離より短い。
これにより、コネクタがロックから解除される際に、コネクタがストッパーに当接することにより、コネクタが端子から抜けることを防止する。

これにより、コネクタ及び信号端子の破損を防止することができる。

基板保持システムの図である。 コネクタが配置される箇所の近傍を拡大した正面図である。 コネクタの拡大図である。 係合するメスコネクタ側ロック部とオスコネクタ側ロック部の拡大図である。 コネクタが配置される箇所の近傍を拡大した側面図である。 関連するコネクタに斜めに力が加わった場合を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、基板保持システム１００は、基板保持治具１と、基板保持治具１により保持される基板２と、動作時に基板２が組みつけられるユニット３と、を備える。基板保持治具１は、ユニット３に連結された基板を把持するように、ユニット３との間に基板２を挟みこんだ状態にして、基板２の保持を行う。なお以下では、基板保持治具１と基板２とユニット３と、が並んだ方向をＺ方向とし、特に断り書きが無い場合、ユニット３が下方に配置され、基板保持治具１が上方に配置されるものとして説明する。また、Ｚ方向に対して垂直かつ水平方向で、互いに垂直な方向をＸ方向及びＹ方向として説明する。

基板保持治具１は、ＸＹ方向に延びる板状の治具本体部１１と、治具本体部１１をＺ方向に貫通する孔１２と、孔１２の上方を通過するように形成されたストッパー１３と、基板２を把持する把持部１４（図示せず）と、後述するユニット３に立設された位置決めピン３２が挿入されるカラー部１５と、作業者が基板保持治具１を持つための持ち手部１６と、カラー部１５と動方向に延在する支持部１７と、が形成されている。

基板２は、後述する信号端子３１が貫通している穴部２１を備える。なお、基板２はユニット３上に配置されているときに、ユニット３とボルトにより締結されている。

ユニット３には、筐体内に電子ユニットが搭載されている。ユニット３には信号端子３１が立設され、基板２に向けて延在している。信号端子３１は、基板２に設けられている穴部２１を貫通し、穴部２１を貫通した先端部にコネクタ４が係合することで、基板２に対して電気的に接続される。これにより、ユニット３と基板２は電気的に接続される。またユニット３には、Ｚ方向上方に延びる位置決めピン３２が立設されている。なお典型的には、ユニット３には蓋が設けられており、ユニット３に基板２が連結された状態で利用されているときには、基板２を保護するために蓋がされている。

治具本体部１１は、上面視した場合に略長方形であり、基板保持治具１により基板２を保持した場合に、基板２を覆うように配置される板である。治具本体部１１は、基板２を把持した際に、基板２上に配置される部品に接触しないように凹凸が形成されている。

孔１２は、治具本体部１１において、コネクタ４を接続させる信号端子３１に対応する位置に形成されている。

ストッパー１３は、孔１２の周縁から、少なくとも一部の信号端子３１のコネクタ４が接続される方向の延長線上に延出している。また、基板２を基板保持治具１が保持している状態で、信号端子３１の延長線上において、ストッパー１３と、コネクタ４のストッパー１３側の端部との距離は、信号端子３１が基板２から治具本体部１１側に延出する距離より短くなるように形成されている。これにより、ストッパー１３がコネクタ４の上方に配置された状態で、後述するメスコネクタ４ｂのロックを外して信号端子３１から引き抜くように上方に力を加えた場合に、メスコネクタ４ｂの上側端部がストッパー１３に当接することにより、メスコネクタ４ｂが信号端子３１の先端から引き抜かれずに停止する。

把持部１４は、治具本体部１１上において、基板２が配置される方向に延びるように形成されている。把持部１４は、先端側が基板２に当接し、作業者の操作に応じて基板２を把持する。

カラー部１５は、治具本体部１１の頂点に形成されている。カラー部１５は、中空の円筒状であり、基板２が配置される方向と逆方向に延びるように形成されている。また、カラー部１５は、ユニットに立設された位置決めピンに対応する位置に形成されている。

持ち手部１６は、上面視した場合に長方形である治具本体部１１の２つの短辺の近傍に形成されている。カラー部１５にユニット３の位置決めピンが挿入された状態で、作業者が持ち手部１６を持って基板保持治具１をＺ方向に上下動させることにより、ＸＹ方向へのずれを抑制した状態で、基板保持治具１を上下動させることができる。

支持部１７は、治具本体部１１の頂点であって、カラー部１５が配置されていない頂点の近傍に形成されている。支持部１７はカラー部１５と同方向に、略同じ長さで延在している。なお、基板保持治具１は、カラー部１５及び支持部１７の先端部を接地させることで、安定して接地した状態になる。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、穴部２１は、ユニット３に立設された信号端子３１が貫通する穴である。すなわち、基板２の下方から上方に向けて信号端子３１が挿入される。

コネクタ４は、基板２を貫通する穴部２１を通過した信号端子３１の先端部に連結される。より具体的には、ハンダ付けにより基板２にオスコネクタ４ａが固定されており、メスコネクタ４ｂが、信号端子３１を挟んでオスコネクタ４ａと係合することで、信号端子３１と基板２は電気的に接続状態となる。

より具体的には、図３（ａ）に示すように、オスコネクタ４ａは、左右及び後方側の３方向が壁状に形成された箱状であり、前方側及び上方が開口している。オスコネクタ４ａは、後方側の壁面において、内側方向に突起するオスコネクタ側ロック部４ｃと、左右の壁面において内側方向に突出して設けられたオスコネクタ側係止部４ｄと、を有する。図３（ｂ）に示すように、オスコネクタ４ａとメスコネクタ４ｂは、信号端子３１と接触しながら係合することでロック状態となる。これにより、コネクタ４を介して基板２に信号端子３１が電気的に接続された状態となる。また図３（ｃ）に示すように、メスコネクタ４ｂがオスコネクタ４ａから引き抜かれることで、ロックが解除された状態になる。

メスコネクタ４ｂは、箱状に形成されたオスコネクタ４ａ内に挿入されて係合する。メスコネクタ４ｂは、後方側の面上に形成され、後方側に突出した突起を有するメスコネクタ側ロック部４ｅと、左右方向の面から突出する突起状のメスコネクタ側係止部４ｆと、を有する。図４に示すように、メスコネクタ側ロック部４ｅは、オスコネクタ側ロック部４ｃと鍵形状に重なり合うようにして係合することで、コネクタ４をロック状態にする。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、メスコネクタ側係止部４ｆは、メスコネクタ側ロック部４ｅとオスコネクタ側ロック部４ｃのロックが外れて、メスコネクタ４ｂが上方に移動した際に、オスコネクタ側係止部４ｄに接触することにより、メスコネクタ４ｂの移動を停止させる。

なお典型的には、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すようにメスコネクタ側ロック部４ｅが工具により挟み込まれた際に、オスコネクタ側ロック部４ｃと係合している突起の箇所が前後方向に動作することで、ロックが外れやすくなるように形成されている。

次に、基板保持治具１を利用して、基板２をユニット３から脱着して輸送する際の手順について説明する。
手順について説明する。

最初に、ユニット３の蓋を取り除き、作業者によって基板２を目視できる状態にする。

筐体に位置決めピン３２を立設する。位置決めピン３２を立設する箇所は、使用する基板保持治具１のカラー部１５の配置によって決定する。

作業者は、基板保持治具１の持ち手部１６を持ち、位置決めピン３２が、基板保持治具１のカラー部１５に挿入された状態する。

作業者は、把持部１４を操作し、基板保持治具１が基板２を把持した状態にする。

基板２とユニット３のボルトによる締結を解除する。

図２（ａ），図２（ｂ）及び図５（ａ），図５（ｂ）に示すように、作業者は、工具を用い、孔１２を介してメスコネクタ４ｂを基板保持治具１の上部から挟み、引き抜き動作を行う。例えば、工具によりメスコネクタ側ロック部４ｅを挟むことで、オスコネクタ側ロック部４ｃとのロックを外すための操作を行いながら、メスコネクタ４ｂを上昇させる。

このとき、上昇したメスコネクタ４ｂの上面がストッパー１３に当接する。したがって、メスコネクタ４ｂは、所定の距離だけ上昇した状態で停止する。なお典型的には、オスコネクタ側ロック部４ｃとメスコネクタ側ロック部４ｅとが外れており、且つオスコネクタ側係止部４ｄとメスコネクタ側係止部４ｆとが接触しない距離にて停止する。

作業者は、基板保持治具１の持ち手部１６を持って基板保持治具１を引き上げることにより、基板保持治具１に把持された基板２を、ユニット３から離間させる。

その後、基板保持治具１に基板２が保持された状態のまま、梱包を行い、基板２の修理や解析等が行うことができる環境下まで搬送する。なお、基板２において基板保持治具１がカバーしている面以外の箇所は、異物及び静電気対策をして梱包した状態で搬送する。

これにより、信号端子３１からコネクタ４を引き抜く際に、斜めに力が加わった場合であっても、コネクタ４はロック部４ｃ，４ｅによるロックが外れた後に、所定の距離だけ引き抜かれた状態でストッパー１３に当接して停止するため、信号端子３１から抜け切らない状態となる。これにより、信号端子３１の先端からコネクタ４が斜めに引き抜かれることを防止し、コネクタ４のロック部４ｃ，４ｅが外れた勢いで、信号端子３１の一部が斜めに折れ曲がることや、コネクタ４自身が破損することを防止することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、コネクタ４は、オスコネクタ４ａが信号端子３１の近傍にあらかじめ固定され、メスコネクタ４ｂが挿入されるものとして説明したが、この構成に限られず、信号端子３１の上方に引き抜くことで接続の解除が行われるコネクタであればよい。

把持部１４を用いて、基板保持治具１が基板２を保持するものとして説明したが、基板２を基板保持治具１により保持できるものであればよい。

１ 基板保持治具
２ 基板
３ ユニット
４ コネクタ
４ａ オスコネクタ
４ｂ メスコネクタ
４ｃ オスコネクタ側ロック部
４ｄ オスコネクタ側係止部
４ｅ メスコネクタ側ロック部
４ｆ メスコネクタ側係止部
１１ 治具本体部
１２ 孔
１３ ストッパー
１４ 把持部
１５ カラー部
１６ 手部
１７ 支持部
２１ 穴部
３１ 信号端子
３２ 位置決めピン
１００ 基板保持システム

Claims (1)

1. ユニットに立設された複数の信号端子が貫通して延出する穴部を有し、ロック部を有するコネクタが、前記穴部を貫通した前記信号端子と当接した状態でロック状態となることで、前記信号端子と電気的に接続される基板を保持する基板保持治具であって、
   前記基板を保持した状態において、前記コネクタに対応する位置に形成された孔と、
   前記孔の周縁から、少なくとも一部の前記信号端子の前記コネクタが配置された側の延長線上まで延出するストッパーと、を備え、
   前記延長線上において、前記コネクタにおける前記ストッパーに対向する側の端部から、前記ストッパーまでの距離は、前記信号端子が前記基板から延出する距離より短い、
   基板保持治具。

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