JP6987006B2 - 電子制御装置のコネクタ端子形状 - Google Patents

Description

本発明は実装基板および実装基板の製造方法に関する。

車載用電子制御装置（コントロールユニット）では外部との電気的接続の手段として
コネクタを使用している。コントロールユニットの製造過程で実装基板のデータ書込みおよび機能試験が必須である。この機能試験では、コントロールユニットの雄端子を検査用雌端子に挿入して試験を行う。

このように、機能試験では、コントロールユニットの雄端子を検査用雌端子に挿入するため、試験の回数によってはその分雄端子の表面が摩耗する。このため、従来は、挿入回数を制限する等により雄端子の摩耗を防いでいた。

また、摩耗を防ぐ手段として、例えば、図５にて後術するように、端子の先端のみに試験用の端子を接触させて試験する方法があった。

特許文献１には、雄端子に高さの異なる面を設けることで挿入相手側コネクタとの接触勘合時の挿入抵抗力の低減と接触部の噛みこみ時に発生する塵埃を低減する技術が開示されている。

特開２０１３−０８９３０９号公報

図５のように、コネクタの接合部位である端子先端にプローブピンを圧着させて機能試験を実施場合、コネクタの雄端子と試験用プローブピンの接触面積が極小範囲に制限されるため機能試験時の接触不良が発生する可能性がある。

本発明では、機能試験可能な試験用コネクタと勘合させても、摩耗等、実使用時に影響がなく、また、データ書込み、機能試験等の検査信頼性が向上する検査方法および端子構造を提供することを目的とした。

底面と、前記底面から突出して設けられ、雌コネクタ端子に挿着して電気的接続を形成するコネクタ雄端子と、を有するコネクタにおいて、前記コネクタ雄端子は、対向する一対の面を有し、前記面には、前記雌コネクタと接続される雄第一接触面と、前記第一の接触面よりも前記コネクタ雄端子の端部側に設けられた雄端子第二接触面が設けられ、前記面のいずれか少なくとも一方には、前記雄第一接触面と雄端子第二接触面の間に段差が設けられ、前記雄第一接触面の方が前記対向方向の高さが高く形成されており、前記段差は、前記雌コネクタ端子が前記底面から突出する方向である軸方向と直交して前記面に沿う方向である幅方向において、前記一面の端から他端まで連続的に設けられているコネクタ。

本発明により、機能試験可能な試験用コネクタと勘合させても、摩耗等、実使用時に影響がなく、また、データ書込み、機能試験等の検査信頼性が向上する検査方法および端子構造を提供することができる。

本発明の第１の実施例で相手側コネクタと勘合するコントロールユニット側コネクタの形状を表す斜視図である。 図１に示すコネクタ端子部の形状を表す斜視図。 図１に示すコネクタ端子部の機能試験用相手端子の勘合状態を表す断面図。 図１に示すコネクタ端子部の実使用相手端子の勘合状態を表す断面図。 従来技術であるコネクタ端子での機能試験用接触プローブピンでの端子接触状態を表す断面図。 本発明の代案で第２の実施例のコネクタ端子形状を表す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（実施例１）
図１は車載コントロールユニットのコネクタ１の形状を示す図である。
車載コントロールユニットのコネクタ１は、ハウジング１１に雄コネクタ１０が設けられ、雄コネクタ１０には、ハウジングにより囲まれたコネクタ雄端子２０が設けられている。

ハウジング１１は、底面３と側壁５を有し、コネクタ雄端子２０は、底面３から突起状に複数開口２側に向かって延出している構造となっている。底面からはコネクタ雄端子２０が突出する方向に側壁５が形成されており、側壁５はコネクタ雄端子２０を囲んでいる。

複数のコネクタ雄端子２０は電気的な絶縁材料である樹脂性材料で成形されたハウジング１１に支持されている。なお、コネクタ１は、図示していないコントロールユニットの回路基板に実装されている。

図２は、コネクタ雄端子２０を示す図である。

コネクタ雄端子２０は、コネクタ１の底面３から突出して設けられ、雌コネクタの挿入方向１１０に延びた四角柱形状を有している。コネクタ雄端子２０は、四面のうちの対向する２面に実使用時の雌コネクタと接触して電気的接続を形成する雄端子第一接触面１００（および第一面接触領域１００ａ）と、検査用の雌コネクタと接触して電気的接続を形成するとなる端子第二接触面１０１（および雄第二面接触領域１０１ａ）が設けられている。実使用時の雌コネクタが接触する面と、検査用の雌コネクタが接触する面を分けることにより、検査の際に検査用の雌コネクタが接触する面は端子第二接触面１０１だけとなるため、第一接触面１００は依然として未接触の状態としておくことができる。

雄第一接触面１００と雄端子第二接触面１０１は、コネクタ雄端子２０の軸方向１１０の底面３側と端部側とに分かれて配置されており、雄端子第二接触面１０１は、第一接触面１００よりもコネクタ雄端子２０軸方向先端側に位置しており、第一接触面１００は、雄端子第二接触面１０１よりも底面２側に設けられている。

軸方向１１０の底面３側と端部側にそれぞれ分かれた第一接触面１００と雄端子第二接触面１０１の間には段差４があり、第二接触面１０１の方が、雄端子第二接触面１０１よりも低くなっている。この段差４は、幅方向１１１において、雌コネクタが接触する面の端から他端まで連続的に設けられている、つまり、雄端子第二接触面１０１は、第一接触面１００よりも全体的に低くなっている。また、この段差４は、コネクタ雄端子２０の対向する２面に設けられている。

雄第一接触面１００と雄端子第二接触面１０１が、コネクタ雄端子２０の軸方向１１０の底面３側と端部側とに分かれて配置されており、第一接触面１００の方が雄端子第二接触面１０１よりも軸方向奥側（底面３側）に配置されることで検査用の雌コネクタが第一接触面１００の上を通ることが無くなるため、雌コネクタと第一接触面１００との接触を極力防止することができる。

雄第一接触面１００と雄端子第二接触面１０１とが、コネクタ雄端子２０の軸方向にそれぞれ分かれていることで、第一接触面１００と雄端子第二接触面１０１とが軸方向と直交して対向する２面に沿う方向である幅方向１１１に分かれる場合よりも雌コネクタや検査用の雌コネクタとの接触面積を広くとることができる。

また、段差４が幅方向１１１において、雌コネクタが接触する面の端から他端まで連続的に設けられており、第二接触面１０１の方が、雄端子第二接触面１０１よりも全体的に低くなっていることで、実使用時の雌コネクタが第一接触面１００まで挿入される際の妨げとならない。

ここで、特許文献１には、目的は本発明と異なるものの高さの異なる二つの面が設けられた端子の開示がある。このような構造であっても、低い面（特許文献１において１０２）とその幅方向両脇側、または、底面側にある高い面（特許文献１において１００ｃ）とをそれぞれ雄端子第二接触面１０１、雄第一接触面１００として用いることができる可能性がある。

しかし、特許文献１において、低い面の幅方向両脇側の高い面を雄第一接触面１００として用いる場合、実使用時の雌コネクタが接触する面と、検査用の雌コネクタが接触する面を幅方向で分けることになるため、検査用の雌コネクタをコネクタ雄端子２０よりも細長い構造にする等の必要があり検査用の雌コネクタとの接触面積を広く取りにくい可能性がある。

これに対して、図２の構造の場合、雄第一接触面１００と雄端子第二接触面１０１とが、コネクタ雄端子２０の軸方向にそれぞれ分かれていることで、雄第二面接触領域としてコネクタ雄端子２０の幅方向を端から端まで用いることができるため、接触面積を比較的大きく取ることができる。

また、特許文献１において、低い面の底面側にある高い面を雄第一接触面１００として用いる場合、上記のように検査用の雌コネクタをコネクタ雄端子２０よりも細長い構造にする必要がある上に、雄端子第二接触面１０１が全体的に低くなっているわけではないので、実使用の雄コネクタの構造によっては、挿入時に妨げとなる可能性がある。

図２の構造の場合、段差４が幅方向１１１において、雌コネクタが接触する面の端から他端まで連続的に設けられており、第二接触面１０１の方が、雄端子第二接触面１０１よりも全体的に低くなっているので、接触面積を比較的大きく取ることができ、検査用雌コネクタとの接触の妨げとならない。

図３は、コネクタ雄端子２０と検査用雌コネクタの雌端子との勘合状態を表す断面図である。

コントロールユニットの製造過程で実装基板のデータ書込みおよび機能試験をする際（検査時）には、コネクタ雄端子２０の第二接触面１０１に、検査用雌コネクタの雌端子３１が接触する。検査用雌コネクタの雌端子３１は、コネクタ雄端子２０の対向する２面の第二接触面１０１を挟む形で接続される。

雄第一接触面１００の方が雄端子第二接触面１０１よりも軸方向奥側（底面３側）に配置されているため検査用の雌コネクタ３１が第一接触面１００の上を通ることが無いため、雌コネクタ３１と第一接触面１００との接触を極力防止することができる。また、雄端子第二接触面１０１と検査用のコネクタ雌端子３１の勘合接触部の位置はコネクタ挿入方向１１０の挿入深さによって第二面接触領域１０１ａに制限されるため、コネクタ雌端子３１が第一接触面１００に達しない。また、第二接触面１０１が、コネクタ雄端子２０の幅方向１１１の端から端まで形成されていることで、検査用のコネクタ雌端子３１を、コネクタ雄端子２０の幅方向よりも大きいものを用いたとしても接触の妨げにならない。

図４は、コネクタ雄端子２０と実使用時の雌コネクタの雌端子との勘合状態を表す断面図である。

実使用時には、コネクタ雄端子２０の第一接触面１００と、実使用時の雌コネクタ端子３０とが接触する。実使用時の雌コネクタ端子は、コネクタ雄端子２０の対向する面それぞれに形成された第一接触面１００を挟む形で接続される。第二接触面１０１の方が、雄端子第二接触面１０１よりも低くなっていることで、実使用時の雌コネクタが第一接触面１００まで挿入される際の妨げとならない。雄端子第一接触面１００と実使用時の雌コネクタ端子３０の勘合接触部の位置はコネクタ挿入方向１１０の挿入深さ方向の第一面接触領域１００ａになる。

図３，４のように、実使用時の雌コネクタが接触する面と、検査用の雌コネクタが接触する面を分けることにより、検査の際に検査用の雌コネクタと端子第二接触面１０１が接触するのみであり、第一接触面１００は依然として未接触の状態としておくことができる。

さらに、実使用時の雌コネクタ端子３０、検査用の雌コネクタ端子３１において雌端子先端の勘合部の開口幅３０ａ、３１ａをそれぞれ対を成すコネクタ雄端子２０の雄端子第一接触面１００、雄端子第二接触面１０１の端子幅と実使用時の雌コネクタ端子３０、検査用の雌コネクタ端子３１の開口部の寸法を一致させることにより、勘合寸法の違いから、相手側検査用雌端子３１は誤挿入などで起りえるコネクタ雄端子２０の第一面接触領域１００ａ部との接触を防止することができる。

図５は従来技術のコネクタで製造過程での機能試験を実施する場合の電気的接続状態を表した図である。

コネクタ雄端子２１の先端部２１ａに検査用のプローブピン４０を機械的に圧力を加え圧着させている。雄端子の先端部２１ａはコネクタ挿入の位置合わせ、挿入抵抗力緩和のために先端が尖っているものが一般的である。このため、プローブピン４０の接触可能な有効面積が極端に狭く製造設備である検査装置側のプローブピン保持構造部は位置精度を確保することが難しくなっている。また、コントロールユニットに使用するコネクタは図１の１０のように複数の雄端子を有しているのが一般的であるため、複数端子を同時に圧着させることが必要になる。このため、すべてのプローブピン４０を先端部２１ａには高精度の寸法公差が求められる。さらに、プローブピンは機械的に圧力をかけて接触を保つ構成になるため、繰返し使用をするとプローブピンの先端摩耗・ピン自体の歪み・曲りが発生する可能性があり、高精度の検査を保つために、プローブピン４０をある程度頻繁に交換する必要がある。

（実施例２）
図６は、実施例２のコネクタ雄端子を示す図である。

実施例１では、段差４がコネクタ雄端子２０の対向する２面に設けられていたが、図６のようにいずれか一面のみに形成されていてもよい。このような構造とすることで、より簡単な構造とすることができる。

１ 車載コントロールユニットのコネクタ
２ 開口
３ 底面
４ 段差
５ 側壁
１０ 雄コネクタ
１１ ハウジング
２０ コネクタ雄端子
２１ 従来技術コネクタ雄端子
３０ 実使用時の雌コネクタ端子
３１ 検査用の雌コネクタ端子
４０ プローブピン
１００ 雄端子第一接触面
１００ａ第一面接触領域
１０１ 雄端子第二接触面
１０１ａ第二面接触領域
１０２ 雄端子先端部
１１０ コネクタ挿入方向（軸方向）
１１１ 軸方向と交わる方向（幅方向）

Claims (3)

1. 底面と、
   前記底面から突出して設けられ、雌コネクタ端子に挿着して電気的接続を形成するコネクタ雄端子と、を有するコネクタにおいて、
   前記コネクタ雄端子は、対向する一対の面を有し、
   前記面には、前記雌コネクタと接続される雄第一接触面と、前記第一の接触面よりも前記コネクタ雄端子の端部側に設けられた雄端子第二接触面が設けられ、
   前記面のいずれか少なくとも一方には、前記雄第一接触面と雄端子第二接触面の間に段差が設けられ、前記雄第一接触面の方が前記対向方向の高さが高く形成されており、
   前記雄第一接触面の前記対向方向の端子幅は、前記雌コネクタ端子先端の開口幅と一致し、前記雄第二接触面の前記対向方向の端子幅は、前記雌コネクタ端子先端の開口幅よりも小さく、検査用雌コネクタ端子先端の開口幅と一致するように前記段差の高さが設定されており、
   前記段差は、前記雌コネクタ端子が前記底面から突出する方向である軸方向と直交して前記面に沿う方向である幅方向において、前記一面の端から他端まで連続的に設けられているコネクタ。
2. 請求項１において、
   前記段差は前記対向する一対の面両方に設けられているコネクタ。
3. 請求項２において、
   前記コネクタは前記底面から、前記コネクタ雄端子が前記底面から突出する方向である軸方向側に形成された側壁を有し、前記側壁は前記コネクタ雄端子を囲んでいるコネクタ。

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