JP7443281B2

JP7443281B2 - 配線装置

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Publication number: JP7443281B2
Application number: JP2021047618A
Authority: JP
Inventors: 謙一阿川
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2021-03-22
Publication date: 2024-03-05
Anticipated expiration: 2041-03-22
Also published as: US20220302615A1; CN115117685A; JP2022146580A; US12119574B2

Description

本発明の実施形態は、配線装置に関する。

プリント基板等の基板への配線の接続には、例えば、はんだ等の接合材が用いられる。しかし、接合材を用いた接続が必ずしも容易に行えない場合がある。その際に、配線装置を用いた接続が行われる。

特許２９９５９６６号公報

本発明が解決しようとする課題は、配線の接続を容易に行うことが出来る配線装置を提供することである。

実施形態の配線装置は、第１面と、第１面の反対側に設けられた第２面と、を有する板部と、第２面の上に設けられ、第２面の上において、第２面に平行な第１方向に挿入可能で第１方向の反対方向である第２方向に抜去可能で表面に端子を有する第１基板を係止可能な側面と、第１方向に平行に設けられた複数の第１溝を有し、複数の第１溝のそれぞれは、導体と、導体の周囲に設けられた被覆と、を有する配線の被覆を収容可能である第１溝が表面に開口している第１上面と、を有し、第１方向及び第２方向に交差し第２面に平行な第３方向に延伸する第１凸部と、第２面の上に設けられ、挿入された第１基板の上に跨がった第２上面から第１基板を挟むように第２面に接続された複数の接続部と、第１方向に平行に設けられた複数の第２溝を有し、複数の第２溝のそれぞれは、被覆から露出した導体を収納可能である第２溝が表面に開口している第２上面と、を有する第１部材と、第２面の上に設けられ、板部に開閉回動可能に支持される支持部を有し、第１凸部と第１部材の間において、露出した導体を端子に圧接可能な第２凸部を有する第２部材と、を備える。

第１実施形態の配線装置の模式斜視図である。第１実施形態の配線装置の模式斜視図である。第１実施形態の配線装置の要部の模式図である。第１実施形態の配線の模式斜視図である。第１実施形態の板部の模式断面図である。第１実施形態の配線装置の要部の他の一例の模式断面図である。第２実施形態の配線装置の模式断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一の部材等には同一の符号を付し、一度説明した部材等については適宜その説明を省略する。

本明細書中、部品等の位置関係を示すために、図面の上方向を「上」、図面の下方向を「下」と記述する。本明細書中、「上」、「下」の概念は、必ずしも重力の向きとの関係を示す用語ではない。

（第１実施形態）
本実施形態の配線装置は、第１面と、第１面の上に設けられた第２面と、を有する板部と、第２面の上に設けられ、第２面の上において、第２面に平行な第１方向に挿入可能で第１方向の反対方向である第２方向に抜去可能で表面に端子を有する第１基板を係止可能な側面と、第１方向に平行に設けられた複数の第１溝を有し、複数の第１溝のそれぞれは、導体と、導体の周囲に設けられた被覆と、を有する電線の被覆を収容可能である第１上面と、を有し、第１方向及び第２方向に交差し第２面に平行な第３方向に延伸する第１凸部と、第２面の上に設けられ、挿入された第１基板の上に跨がり、第１基板を挟むように第２面に接続された複数の接続部と、第１方向に平行に設けられた複数の第２溝を有し、複数の第２溝のそれぞれは、被覆から露出した導体を収納可能である第２上面と、を有する第１部材と、第２面の上に設けられ、板部に開閉回動可能に支持される支持部を有し、第１凸部と第１部材の間において、露出した導体を端子に圧接可能な第２凸部を有する第２部材と、を備える。

図１は、本実施形態の配線装置１００の模式斜視図である。図２は、本実施形態の配線装置１００の模式斜視図である。図３は、本実施形態の配線装置１００の要部の模式図である。

配線装置１００は、板部２と、第１凸部８と、第１部材１０と、第２部材１２と、を備える。

第２部材１２は、板部２に対して、支持部１２ａにより開閉回動可能に支持されている。図１は、第２部材１２が開かれた状態の、配線装置１００の模式斜視図である。図２は、第２部材１２が閉じられた状態の、配線装置１００の模式斜視図である。図３（ａ）は、第２部材１２が閉じられた状態の、配線装置１００の模式上面図である。図３（ｂ）は、第２部材１２が閉じられた状態の、配線装置１００の模式断面図である。図３（ｃ）は、第２部材１２が閉じられた状態の、配線装置１００の要部の模式断面図である。

ここで、Ｘ方向と、Ｘ方向に対して垂直に交差するＹ方向と、Ｘ方向及びＹ方向に垂直に交差するＺ方向を定義する。Ｘ方向は第２方向の一例であり、－Ｘ方向は第１方向の一例であり、Ｙ方向は第３方向の一例である。

板部２は、第１面２ａと、第１面２ａの上に設けられた第２面２ｂと、を有する。言い換えると、板部２は、第１面２ａと、第１面２ａの反対側に設けられた第２面２ｂと、を有する。第１面２ａ及び第２面２ｂは、例えばＸＹ面に平行に配置されている。

第１凸部８は、板部２の第２面２ｂの上に設けられている。第１凸部８は、側面８ａと、第１上面８ｃと、を有する。第１凸部８は、Ｙ方向に延伸している。

第１基板４は、第２面２ｂの上において、―Ｘ方向に挿入可能であり、Ｘ方向に抜去可能となっている。―Ｘ方向に挿入された第１基板４は、第１凸部８の、Ｘ方向の側に設けられた側面８ａにより、係止可能である。

第１基板４の表面４ａには、複数の端子４ｂが形成されている。本実施形態の配線装置１００は、第１基板４の複数の端子４ｂに対して、後述する配線６を接続するための装置である。ここで、第１基板４は、例えばプリント基板であるがこれに限定されるものではない。

図４は、本実施形態の配線６の模式図である。導体６ｂと、導体６ｂの周囲に設けられた被覆６ａと、を有する。なお、本実施形態の配線装置１００に用いられる配線６の態様は、図４に示したものに限定されるものではない。

第１上面８ｃは、Ｘ方向（－Ｘ方向）に平行に設けられた複数の第１溝８ｂを有する。―Ｘ方向の側からＸ方向の側に、複数の配線６が導入される。複数の第１溝８ｂのそれぞれは、配線６の被覆６ａを収容可能となっている。

第１部材１０は、板部２の第２面２ｂの上に設けられている。第１部材１０は、複数の接続部１０ａと、第２上面１０ｃと、を有する。例えば図１及び図３（ｃ）に示されるように、第１部材１０は、挿入された第１基板４の上にＹ方向で跨がるように設けられている。そして、第１部材１０は、挿入された第１基板４をＹ方向で挟むように、接続部１０ａとしての接続部１０ａ_１及び接続部１０ａ_２において、第２面２ｂに接続されている。

第２上面１０ｃは、Ｘ方向に平行に設けられた複数の第２溝１０ｂを有している。複数の第２溝１０ｂのそれぞれは、被覆６ａから露出した導体６ｂを収納可能となっている。

複数の第１溝８ｂのそれぞれと複数の第２溝１０ｂのそれぞれは、同一の仮想直線Ｌによって通過されることが好ましい。

第２部材１２は、上述の通り、支持部１２ａによって板部２に対して開閉回動可能に支持されている。第２部材１２は、第２凸部１２ｂを有している。そして、例えば図３（ｃ）に示したように、第２部材１２が閉じられた状態において、複数の導体６ｂは、端子４ｂに圧接されることが可能となっている。

なお、第２凸部１２ｂにより、複数の導体６ｂは、第１基板４の方に折り曲げられて圧接されることが好ましい。

支持部１２ａと挿入された第１基板４の上の端子４ｂの間の上に第１部材１０が設けられるように、支持部１２ａが設けられることが好ましい。しかし、支持部１２ａが板部２の上において設けられる場所は特に限定されない。

コネクタ２０は、例えば、第１基板４のＸ方向側の端部に設けられている。コネクタ２０の内部にはコネクタ配線２２が設けられている。コネクタ配線２２は、図示しない配線により端子４ｂと接続されている。コネクタ２０には、他の図示しないコネクタが接続される。そして、かかる図示しないコネクタは、他の図示しない基板と接続される。このようにして、配線６は、他の図示しない基板上の配線と接続される。

板部２、第１凸部８及び第１部材１０は、例えば、エポキシ樹脂を含む材料、ガラス繊維を含むエポキシ樹脂を含む材料、またはシリコーンゴムを含む材料等で形成される。しかし、板部２、第１凸部８及び第１部材１０に含まれる材料はこれに限定されるものではない。

図５を用いて、板部２、第１凸部８及び第１部材１０に含まれる材料について、板部２を例として説明する。板部２は、金属部材３ａと、金属部材３ａの表面に設けられた絶縁部材３ｂ_１及び絶縁部材３ｂ_２と、を含む材料で好ましく形成される。図５では、第１面２ａの側に絶縁部材３ｂ_１が設けられ、第２面２ｂの側に絶縁部材３ｂ_２が設けられている。ここで金属部材３ａは、例えばＣｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）等の金属を含むが、特にこれに限定されるものではない。また、絶縁部材３ｂ_１及び絶縁部材３ｂ_２は、例えばポリテトラフルオロエチレンやポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂であるが、特にこれに限定されるものではない。なお、第１凸部８及び第１部材１０に含まれる材料も、板部２と同様とすることが出来る。

例えば、板部２、第１凸部８及び第１部材１０は、一体として形成されている。しかし、板部２、第１凸部８及び第１部材１０は、別個に形成され、その後に接合されていてもかまわない。

図６は、本実施形態の配線装置１００の要部の他の一例の模式断面図である。図６は、第２凸部１２ｂの他の一例を示すものである。図６（ａ）における第２凸部１２ｂは、第２凸部１２ｂの上（第２凸部１２ｂの上面）に設けられ、第２凸部１２ｂよりも小さい第３凸部１２ｂ_１を有している。図６（ｂ）における第２凸部１２ｂは、第２凸部１２ｂの上（第２凸部１２ｂの上面）に曲面部１２ｂ_２を有している。図６（ｃ）における第２凸部１２ｃは、第２凸部１２ｂの上（第２凸部１２ｂの上面）に、第１基板４の表面４ａに対して平行に配置可能な平面１２ｂ_３を有している。

次に、本実施形態の配線装置１００の作用効果を記載する。

第１基板４の表面４ａに設けられた複数の端子４ｂに対して、複数の配線６を接続する場合を考える。たとえばはんだ等の接合材を用いることにより、複数の端子４ｂと複数の配線６の間で良好な電気的接続を得ることができる。しかし、全ての人が、かかる電気的接続を得るためのはんだ作業を行えるわけではない。さらに、特に小型化のため端子４ｂ間の間隔が狭い場合には、緻密なはんだ作業が必要となるため、ますます全ての人がかかるはんだ作業を行うことは困難となる。また、配線６は容易にねじれるため、複数の配線６を複数の端子４ｂの上に配置すること自体が容易なことではない。

はんだ作業を行わずにかかる電気的接続を得る方法として、例えば、第１基板４に貫通孔を設け、かかる貫通孔の内壁に金属材料を配置させ、貫通孔に配線６を通して巻き付けて上記の金属材料との電気的接続を行うということが考えられる。しかし、特に貫通孔の径が小さい場合には、配線６を貫通孔に通す等の作業を行う事が困難である。そのため、はんだの作業を行わずに複数の端子４ｂと複数の配線６の間の良好な電気的接続を得ることは困難であるという問題があった。

そこで、本実施形態の配線装置１００は、第１面と、第１面の上に設けられた第２面と、を有する板部と、第２面の上に設けられ、第２面の上において、第２面に平行な第１方向に挿入可能で第１方向の反対方向である第２方向に抜去可能で表面に端子を有する第１基板を係止可能な側面と、第１方向に平行に設けられた複数の第１溝を有し、複数の第１溝のそれぞれは、導体と、導体の周囲に設けられた被覆と、を有する配線の被覆を収容可能である第１上面と、を有し、第１方向及び第２方向に交差し第２面に平行な第３方向に延伸する第１凸部と、第２面の上に設けられ、挿入された第１基板の上に跨がり、第１基板を挟むように第２面に接続された複数の接続部と、第１方向に平行に設けられた複数の第２溝を有し、複数の第２溝のそれぞれは、被覆から露出した導体を収納可能である第２上面と、を有する第１部材と、第２面の上に設けられ、板部に開閉回動可能に支持される支持部を有し、第１凸部と第１部材の間において、露出した導体を端子に圧接可能な第２凸部を有する第２部材と、を備える。

本実施形態の配線装置１００によれば、第１凸部８の第１上面８ｃに設けられた複数の第１溝８ｂにより、配線６の被覆６ａを収容可能である。また、第１部材１０の第２上面１０ｃに設けられた複数の第２溝１０ｂにより、被覆６ａから露出した導体６ｂを収容可能である。このような収納が可能であるため、配線６がねじれずに、またそれぞれの導体６ｂが互いにショートすることが発生しづらくなる。

そして、第２凸部１２ｂにより、複数の導体６ｂを、端子４ｂに対して一度に圧接することが可能である。これにより、導体６ｂと端子４ｂの良好な電気的接続を得ることが可能である。また、配線６が複数であっても、高い作業性を維持できる。さらに、それぞれの導体６ｂに対して第２凸部１２ｂを用いて均一に力を加えることが可能である。そのため、導体６ｂと端子４ｂの間の電気的接続の程度のバラツキが低減される。

第２凸部１２ｂにより、導体６ｂは第１基板４の方に折り曲げられる。折り曲げられることにより、接続強度が増加し、配線６が配線装置１００から抜けにくくなる。

第１凸部８、第１部材１０又は第２部材１２は、金属部材と、金属部材の表面に設けられた絶縁部材と、を有することが好ましい。例えばシリコーンゴムが用いられた場合は、温度増減に伴う伸び縮みが大きいため導体６ｂと端子４ｂの間の接触状態が変化しやすい。また、シリコーンゴムは比較的劣化が大きい。これに対して、金属部材と絶縁部材を用いる場合には、温度増減に伴う伸び縮みが小さいため導体６ｂと端子４ｂの間の接触状態が変化しにくい。さらに、金属部材と絶縁部材を用いる場合には、劣化が発生しにくい。

第２凸部１２ｂの上（第２凸部１２ｂの表面）に設けられ、第２凸部１２ｂよりも小さい第３凸部１２ｂ_１を有するもの、表面に曲面部１２ｂ_２を有するもの、第１基板４の表面４ａに対して平行に配置可能な平面１２ｂ_３を有するものは、いずれも導体６ｂと端子４ｂを良好に接触させることが出来る。

支持部１２ａと挿入された第１基板４の端子４ｂの間の上に第１部材１０が設けられるように、支持部１２ａが設けられることは好ましい。第２部材１２が開閉回動可能となる部分を、できるだけＸ方向の側に配置する。すると、―Ｘ方向の側からの、第１溝８ｂ及び第２溝１０ｂへの配線６（導体６ｂ）の挿入が容易となる。

複数の第１溝８ｂのそれぞれと複数の第２溝１０ｂのそれぞれは、同一の仮想直線Ｌによって通過されることが好ましい。同一の仮想直線Ｌによって通過されない場合、被覆６ａと導体６ｂが、例えばＹ方向においてずれて、第１溝８ｂ及び第２溝１０ｂに収納されることになる。この場合、同じ配線６の被覆６ａと導体６ｂが、それぞれ第１溝８ｂ及び第２溝１０ｂに収納されるのかが、容易に判別しづらくなる。また、同一の仮想直線Ｌによって通過される方が、配線６の収納が容易になるためである。

本実施形態の配線装置１００によれば、配線の接続を容易に行うことが出来る配線装置の提供が可能となる。

（第２実施形態）
本実施形態の配線装置は、第１基板の上に設けられ、第１基板より第１方向の長さが短い第２基板と、第２基板の上に設けられ、第１基板より第１方向の長さが短く、第２基板と第１基板との間の距離より第２基板との間の距離が長い第３基板と、をさらに備える点で、第１実施形態の配線装置と異なっている。ここで、第１実施形態と重複する内容の記載は省略する。

図７は、本実施形態の配線装置２００の模式断面図である。第１基板４の上にコネクタ２４が設けられている。コネクタ２４の上に、第２基板４０が、ＸＹ面に対して平行に設けられている。コネクタ２４は、第１基板４と第２基板４０を接続している。第２基板４０の上にコネクタ２６が設けられている。コネクタ２６の上に、第３基板４２が、ＸＹ面に対して平行に設けられている。コネクタ２６は、第２基板４０と第３基板４２を接続している。第３基板４２の上にコネクタ２８が設けられている。コネクタ２８の上に、第４基板４４が、ＸＹ面に対して平行に設けられている。コネクタ２８は、第３基板４２と第４基板４４を接続している。コネクタ２４、コネクタ２６及びコネクタ２８の内部には図示しないコネクタ配線が設けられている。そして、第１基板４に設けられた図示しない配線、第２基板４０に設けられた図示しない配線、第３基板４２に設けられた図示しない配線及び第４基板４４に設けられた図示しない配線は、かかるコネクタ配線により互いに電気的に接続されることが可能である。

そして、Ｘ方向の第１基板４の長さをＬ_１、Ｘ方向の第２基板４０、第３基板４２及び第４基板４４の長さをＬ_２としたときに、Ｌ_１＞Ｌ_２である。すなわち、Ｘ方向の第１基板４の長さよりも、Ｘ方向の第２基板４０、第３基板４２及び第４基板４４の長さは短い。

また、Ｚ方向における第１基板４と第２基板４０の距離をｈ_１、Ｚ方向における第２基板４０と第３基板４２の距離をｈ_２、Ｚ方向における第３基板４２と第４基板４４の距離をｈ_２としたときに、ｈ_１＞ｈ_２である。すなわち、Ｚ方向における第１基板４と第２基板４０の距離より、Ｚ方向における第２基板４０と第３基板４２の距離及び第３基板４２と第４基板４４の距離は短い。

上記の態様は、第２部材１２を開閉回動可能とする空間を確保し、かつ配線装置２００を小型化しつつ多くの基板を設けるために、好ましい。例えばＬ_２＞Ｌ_１である場合、第２部材１２が第２基板４０にぶつかってしまうため、第２部材１２が開閉可動できなくなってしまう。そこで、Ｌ_１＞Ｌ_２とすることにより、第２部材１２の開閉稼働を容易なものとしている。また、ｈ_２＞ｈ_１としてしまうと、配線装置２００が全体に大型となってしまう。そこで、ｈ_１＞ｈ_２として、小さな領域に出来るだけ多くの基板を設けられるようにして、配線装置２００の小型化を可能としている。

なお、Ｘ方向の第２基板４０、第３基板４２及び第４基板４４の長さは互いに等しくなくてもかまわない。また、Ｚ方向における第２基板４０と第３基板４２の距離と第３基板４２と第４基板４４の距離は、等しくなくてもかまわない。

本実施形態の配線装置２００によっても、配線の接続を容易に行うことが出来る配線装置の提供が可能となる。

本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、これらの実施形態及び実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２板部
２ａ第１面
２ｂ第２面
３ａ金属部材
３ｂ絶縁部材
４第１基板
４ａ第１基板の表面
４ｂ端子
６配線
６ａ被覆
６ｂ導体
８第１凸部
８ａ側面
８ｂ第１溝
８ｃ第１上面
１０第１部材
１０ａ接続部
１０ｂ第２溝
１０ｃ第２上面
１２第２部材
１２ａ支持部
１２ｂ第２凸部
１２ｂ_１第３凸部
１２ｂ_２曲面
１２ｂ_３平面
２０コネクタ
２２コネクタ内配線
４０第２基板
４２第３基板
４４第４基板
１００配線装置
２００配線装置
Ｌ仮想直線

Claims

第１面と、前記第１面の反対側に設けられた第２面と、を有する板部と、
前記第２面の上に設けられ、
前記第２面の上において、前記第２面に平行な第１方向に挿入可能で前記第１方向の反対方向である第２方向に抜去可能で表面に端子を有する第１基板を係止可能な側面と、
前記第１方向に平行に設けられた複数の第１溝を有し、前記複数の第１溝のそれぞれは、導体と、前記導体の周囲に設けられた被覆と、を有する配線の前記被覆を収容可能である前記第１溝が表面に開口している第１上面と、
を有し、前記第１方向及び前記第２方向に交差し前記第２面に平行な第３方向に延伸する第１凸部と、
前記第２面の上に設けられ、
挿入された前記第１基板の上に跨がった第２上面から前記第１基板を挟むように前記第２面に接続された複数の接続部と、
前記第１方向に平行に設けられた複数の第２溝を有し、前記複数の第２溝のそれぞれは、前記被覆から露出した前記導体を収納可能である前記第２溝が表面に開口している第２上面と、
を有する第１部材と、
前記第２面の上に設けられ、前記板部に開閉回動可能に支持される支持部を有し、前記第１凸部と前記第１部材の間において、露出した前記導体を前記端子に圧接可能な第２凸部を有する第２部材と、
を備える配線装置。
前記第２凸部により、前記導体は前記第１基板の方に折り曲げられる、
請求項１記載の配線装置。
前記第１凸部、前記第１部材又は前記第２部材は、金属部材と、前記金属部材の表面に設けられた絶縁部材と、を有する、
請求項１又は請求項２記載の配線装置。
前記第２凸部は、前記第２凸部の上に設けられ前記第２凸部より小さい第３凸部を有する、
請求項１乃至請求項３いずれか一項記載の配線装置。
前記第２凸部は、曲面部を有する、
請求項１乃至請求項３いずれか一項記載の配線装置。
前記第２凸部は、前記第１基板の前記表面に対して平行に配置可能な平面を有する、
請求項１乃至請求項３いずれか一項記載の配線装置。
前記支持部と挿入された前記第１基板の前記端子の間の上に、前記第１部材は設けられている、
請求項１乃至請求項６いずれか一項記載の配線装置。
前記第１溝と前記第２溝は、同一の仮想直線によって通過される、
請求項１乃至請求項７いずれか一項記載の配線装置。
前記第１基板の上に設けられ、前記第１基板より前記第１方向の長さが短い第２基板と、
前記第２基板の上に設けられ、前記第１基板より前記第１方向の長さが短く、前記第２基板と前記第１基板との間の距離より前記第２基板との間の距離が短い第３基板と、
をさらに備える請求項１乃至請求項８いずれか一項記載の配線装置。