JP2003151687A - 基板間コネクタ、組み付け方法、治具及び電気回路装置 - Google Patents
基板間コネクタ、組み付け方法、治具及び電気回路装置Info
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Abstract
いて、累積公差による組み付けへの影響を最小限にす
る。 【解決手段】 (a)基板4に貫通穴を有するメスコネ
クタ1を、基板5に貫通穴を有するオスコネクタ2を装
着し、この後、基板4を筐体6に組み付ける。(b)治
具3が有する突起棒32a、32bを貫通穴に通す。
(c)メスコネクタ1とオスコネクタ2とを嵌合させ
る。(d)基板5を筐体6に組み付ける。(e)治具3
を抜く。これらによって設計時の中心位置でメスコネク
タ1とオスコネクタ2とを嵌合させる。
Description
合を媒介する基板間コネクタ、基板を結合させて筐体に
組み付ける方法、組み付け時に使用する治具、及び組み
付けられた電気回路装置に関するものである。
時の誤差がストレスとなって半田クラックや接触不良等
が生じないようにしたフローティングタイプの基板間コ
ネクタが製品化されている。
の基板間コネクタ(メスコネクタ1、オスコネクタ2)
の一具体例を示す。図12はメスコネクタ1の上面図で
あり、図13は図12を下側から見た側面図であり、図
14は図13のD−D断面図である。また図15はオス
コネクタ2の上面図であり、図16は図15を下側から
見た側面図であり、図17は図15を右側から見た側面
図である。以下これらの図を使用してフローティングコ
ネクタについて説明する。
は、基部10と可動部15とから成る。基部10は、樹
脂製の基部本体11と、基部本体11の底部にある複数
の半田付けピン12と、基部10と基板(図示せず)と
を固定する樹脂製の2つの突起棒13を有する。半田付
けピン12は、基部10と基板の配線パターンとを電気
的に接続し、かつ機械的に固定する。
複数の金属製の導体部17とから成る。可動部本体16
には、図12に示す様に上部に複数の穴が形成されてい
る。形成された穴の個数は半田付けピン12の個数と同
じであり、位置はそれぞれ半田付けピン12の直上にあ
る。メスコネクタ1を基板に装着する際には、半田付け
ピン12と基板とを半田付けで固定する。可動部本体1
6はまた、図14の様に基部本体11と3箇所で接触
し、基部本体11によって固定されないまま支持されて
いる。これにより、可動部本体16は、基部本体11に
対して、図13中左右の方向に移動することが可能とな
る。
数と同じである。それぞれの導体部17は、さらに蛇行
部17aと、導体部本体17bと、オスピン接触部17
cとから成る。蛇行部17aの一端は半田付けピン12
の一つと接続し、もう一端は導体部本体17bと接続し
ている。また、蛇行部17aは自己の形状の変形に抗し
て復元力を生む性質を持ち、これにより、上記した可動
部本体16の基部本体11に対する移動が制限される。
導体部本体17bは、可動部本体16の内側面に貼り付
けられた形で固定されている。オスピン接触部17cは
2本の細長い導体から成り、それらは上記した可動部本
体の穴の直下で、穴の縦長方向(図12における上下方
向)に平行となるよう近接して並び、両端は導体部本体
17bに固定されている。
は、樹脂製の土台部20と、金属製の複数のオスピン2
1とから成る。オスピン21の個数は、メスコネクタ1
の半田付けピン12の個数と同じであり、図15の様な
配置で土台部20の底部に固定されている。オスピン2
1は、半田付け部21aと、メスコネクタ接触部21b
とから成っている。半田付け部21aは、図16、図1
7の様に土台部20の下に突き出ており、オスコネクタ
2を基板に装着する際には、この部分と基板を半田付け
で固定する。メスコネクタ接触部21bは、半田付け部
21aと繋がっており、土台部20の底部から上方に延
びている。メスコネクタ1とオスコネクタ2とが嵌合す
る際には、このメスコネクタ接触部21bが、オスコネ
クタ2のオスピン接触部17cと接触して、メスコネク
タ1とオスコネクタ2との接点を形成し、それにより各
々のコネクタが装着された基板間の導通が実現される。
基板間の導通を確実なものとするため、メスコネクタ接
触部21bは、オスピン接触部17cの2本の導体間の
隙間のサイズより僅かに太くなっているが、嵌合が容易
となるように、その先端部は先細り形状となっている。
スコネクタ1の上部の各々の穴にメスコネクタ接触部2
1bの一つが嵌まる様に、それぞれのコネクタの上面
(図12および図14で正面に見える面)が対面する方
向に押し込まれることにより、嵌合が実現する。嵌合が
実現すると、オスコネクタ2はメスコネクタ1の可動部
15に対して固定された状態となる。
クタ1の可動部15は、基部10および基部10が装着
された基板5に対して、図13中左右の方向に可動であ
る。従って、オスコネクタ2も基部10および基部10
が装着された基板5に対して可動となり、この方向の、
ねじ締めによる基板間のずれや、コネクタの装着ずれ等
は、半田付けをした部分やコネクタ同士の接点にストレ
スを及ぼさなくなる。
ら見ると穴の縦方向に走る2本の線として見える。メス
コネクタ接触部21bはこの2本の線の間にある限り、
図12中上下の方向にずれても導通は実現する。したが
って、嵌合時において図12中上下の方向の、ねじ締め
による基板間のずれや、コネクタの装着ずれ等は、半田
付けをした部分やコネクタ同士の接点にストレスを及ぼ
さなくなる。
ネクタ接触部21bのどの部分と接触しても構わないの
で、嵌合時において図13中上下の方向の、ねじ締めに
よる基板間のずれや、コネクタの装着ずれ等は、半田付
けをした部分やコネクタ同士の接点にストレスを及ぼさ
なくなる。
ずれの方向への組み付けに際するコネクタ間の誤差も、
半田付け部や接点に悪影響を及ぼさない様な構成となっ
ている。
グコネクタを使用しても、組み付けの際、両コネクタの
形状公差、両コネクタの基板への実装誤差、筐体のボス
位置公差といった具合に公差が累積し、その累積公差が
上記したコネクタ間誤差の許容量を上回り、組み付けが
非常に困難となるという問題がある。
による組み付けへの影響を最小限にすることを目的とす
る。
め、請求項1に記載の基板間コネクタ(1)では、第1
の基板(4)に装着されるものであって、嵌合する相手
である相手側の基板間コネクタ(2)との接点が前記第
1の基板に対して可動となっており、第1の貫通穴が形
成された第1の貫通穴形成部(14a、14b)が設け
られ、前記第1の貫通穴は、前記相手側の基板間コネク
タとの嵌合時に、位置決めのために前記相手側の基板間
コネクタに設けられた第2の貫通穴形成部(22a、2
2b)の第2の貫通穴と棒状物(32a、32b)で貫
通されるように形成されていることを特徴としている。
(2)では、第2の基板(5)に装着されるものであっ
て、前記第2の貫通穴が形成された前記第2の貫通穴形
成部が設けられ、請求項1に記載の基板間コネクタと嵌
合される基板間コネクタを特徴としている。
れば、フローティングコネクタとしての2つの基板間コ
ネクタの嵌合時に、棒状物で第1の貫通穴と第2の貫通
穴とを貫くことにより、双方の基板間コネクタの嵌合位
置が固定され、これらの基板間コネクタが設計上の中心
位置で嵌合することが可能となる。その結果、コネクタ
自身のフローティング特性を十分に発揮することができ
るので、上記した累積公差による組み付けへの影響を最
小限にすることができる。
1に記載の基板間コネクタと請求項2に記載の基板間コ
ネクタとを嵌合させて、前記第1の基板と前記第2の基
板とを筐体に組み付ける方法は、(a) 前記第1の基
板に請求項1に記載の基板間コネクタを、前記第2の基
板に請求項2に記載の基板間コネクタを装着する第1の
工程と、(b) 前記第1の基板を前記筐体に組み付け
る第2の工程と、(c) 前記第1の貫通穴と前記第2
の貫通穴とに前記棒状物を貫通させる第3の工程と、
(d) 請求項1に記載の基板間コネクタと請求項2に
記載の基板間コネクタとを嵌合させる第4の工程と、
(e) 前記第2の基板を前記筐体に組み付ける第5の
工程と、(f) 前記棒状物を抜く第6の工程と、を有
していることを特徴としている。
コネクタとしての2つの基板間コネクタの嵌合時に、棒
状物で第1の貫通穴と第2の貫通穴とを貫くことによ
り、双方の基板間コネクタの嵌合位置が固定され、これ
らの基板間コネクタが設計上の中心位置で嵌合すること
が可能となる。その結果、コネクタ自身のフローティン
グ特性を十分に発揮することができるので、上記した累
積公差による組み付けへの影響を最小限にすることがで
きる。
順に行われる必要はなく、例えば第2の工程は第5の工
程と同時に行ってもよいし、第3の工程を第2の工程の
前に行ってもよい。
3に記載の組み付け方法において、前記第1の基板は、
ノンスルーホールを有し、前記第3の工程において、前
記第1の基板のノンスルーホールを介して前記第1の貫
通穴と前記第2の貫通穴とに前記棒状物を貫通させるこ
とを特徴としている。そして、請求項5に記載の発明で
は、請求項3または4に記載の組み付け方法において、
前記第2の基板は、ノンスルーホールを有し、前記第3
の工程において、前記第2の基板のノンスルーホールを
介して前記第1の貫通穴と前記第2の貫通穴とに前記棒
状物を貫通させることを特徴としている。
どの位置にあろうとも、貫通穴を基板が覆う形となって
棒状物の貫通を妨げることがなくなり、貫通穴形成部の
設置場所の自由度が増す。
ないし5のいずれか1つに記載の組み付け方法におい
て、前記第1の貫通穴形成部および前記第2の貫通穴形
成部は、それぞれ少なくとも2つの貫通穴を有するもの
であって、前記第3の工程において、それぞれの貫通穴
同士を前記棒状物で貫通させることを特徴としている。
なくとも2つの貫通穴の組を棒状物が貫通するので、双
方の基板間コネクタの嵌合位置が少なくとも2箇所で固
定され、これらの基板間コネクタが設計上の中心位置で
嵌合することが可能となる。その結果、コネクタ自身の
フローティング特性を十分に発揮することができるの
で、上記した累積公差による組み付けへの影響を最小限
にすることができる。
請求項3ないし6のいずれか1つに記載の組み付け方法
で用いるものであって、手で保持することのできるグリ
ップ部(31)と、このグリップ部に設けられた棒状物
とを有することを特徴としている。
より、グリップ部を手で持つことができるようになり、
組み付けが容易となる。
は、前記第1の基板と、前記第2の基板と、請求項1に
記載の基板間コネクタと、請求項2に記載の基板間コネ
クタと、前記筐体とを備え、請求項3ないし6のいずれ
か1つに記載の方法によって組み付けられたことを特徴
としている。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
て説明する。なお、以下に示す実施形態において、図1
2〜図17で示した従来のものと同一もしくは均等の部
分には、同一符号を付して説明する。
の基板間コネクタに対応するメスコネクタ1と、この基
板間コネクタと嵌合する相手側の基板間コネクタであ
り、請求項2に記載の基板間コネクタであるオスコネク
タ2とを嵌合させ、第1の基板である基板4と、第2の
基板である基板5とを筐体6に組み付ける作業を概念的
に示した斜視図である。
ネクタ1が装着され、その直上にある基板5下にはオス
コネクタ2が装着されている。これらは、図1中でオス
コネクタ2上にある治具3を後述する方法で使用するこ
とによって、この位置関係で組み付けられる。治具3
は、グリップ部31と、棒状物である2本の突起棒32
a、32bとを有し、組み付け時にかかるストレスに対
して十分な剛性を持つ材質から成っている。また、筐体
6の側面に付いているコネクタ7は外部とのインターフ
ェースである。
図2の下側にあたる側面図を、図4に図3のA−A断面
図を示す。このメスコネクタ1が従来技術の一例として
図12〜図14で示したメスコネクタ1と異なっている
部分は、図2の下部、図4の左側部に見られるような、
第1の貫通穴が形成された第1の貫通穴形成部である樹
脂製のメス側穴形成部14a、14bを有していること
である。この貫通穴は、治具3の突起棒32a、32b
がちょうど隙間無く貫通できる程度の大きさとなってい
る。2つの貫通穴の間隔は治具3の2つの突起棒32a
と32bとの間隔と同じであり、貫通方向はメスコネク
タ1とオスコネクタ2とが嵌合する方向と同じである。
図6に図5の下側にあたる側面図を、図7に図5の右側
にあたる側面図を示す。このオスコネクタ2について
も、図15〜図17で従来技術の一例として図示した従
来のオスコネクタ2と異なっている部分は、図5の下
部、図7の左側部に見られるように、第2の貫通穴が形
成された第2の貫通穴形成部である樹脂製のオス側穴形
成部22a、22bを有していることである。これら2
つの貫通穴の間隔及び貫通方向は上記したメスコネクタ
1の2つの貫通穴と同じであり、これらのコネクタの嵌
合時においては、第1の貫通穴の1つと第2の貫通穴の
1つとは、これらの貫通穴の貫通方向を向いた直線上に
並び、第1の貫通穴のもう1つと第2の貫通穴のもう1
つとも、これらの貫通穴の貫通方向を向いた別の直線上
に並ぶ。
スコネクタ2とを嵌合させて、基板4と基板5とを筐体
6に組み付ける方法について説明する。図8は、組み付
け作業の代表的な工程を、作業順に模式的に示したもの
である。最初に基板4にメスコネクタ1を、基板5にオ
スコネクタ2を装着する(第1の工程。ただしこの工程
は図示せず)。次に図8aでメスコネクタ1の装着され
た基板4を筐体6上に置き、基板4と筐体6とを4カ所
でねじ留めして組み付ける(第2の工程)。そして、図
8bに示すように、基板5下に装着されたオスコネクタ
2を、両コネクタ1、2に形成されたそれぞれの貫通穴
の位置が1対1で対応し、上下に一致して並ぶようにメ
スコネクタ1の上方に配置し、そして治具3の2本の突
起棒32a、32bを、それぞれ2つの穴に貫通させる
(第3の工程)。
コネクタ2を、穴を貫通している突起棒32a、32b
のガイドに従って下におろし、メスコネクタ1とオスコ
ネクタ2を嵌合させる(第4の工程)。これらが完全に
嵌合したら、図8dに示すように基板5をねじで締めて
組み付ける(第5の工程)。そして最後に、図8eに示
すように治具3を引き抜き(第6の工程)、作業が完了
する。
て、治具3によってメスコネクタ1とオスコネクタ2と
の相対位置が上下方向を除いて固定されるので、製造時
に想定していた通りの位置関係でメスコネクタ1とオス
コネクタ2とが嵌合することになる。この結果、コネク
タ自身の持つ可動性が十分に発揮できるようになり、組
み付けの際の両コネクタ1、2の形状公差、両コネクタ
の基板への実装誤差、筐体のボス位置公差等からなる累
積公差の影響を最小限にすることができる。
メスコネクタ1、オスコネクタ2の貫通穴の数、および
突起棒32a、32bの数は2個としたが、これは必ず
しも2個である必要はない。2個以上何個であってもよ
く、また、貫通穴の形状や突起棒32a、32bの構造
によって、治具3をメスコネクタ1とオスコネクタ2に
突起棒32a、32bを貫通させたときに、貫通穴のま
わりの回転が禁止されるようになっていれば、貫通穴や
突起棒32a、32bの数は1個であっても構わない。
記した実施形態の様にコネクタの一方の辺に2個の貫通
穴が形成される必要は必ずしも無く、対面する辺、ある
いは隣接する辺に1個づつ形成されていてもよい。
が基板4、5の外部に突き出る形となっているが、必ず
しも貫通穴が基板の外に出ていなくともよく、貫通穴の
貫通方向に基板が重なるような配置になっていても、貫
通穴が貫通穴のある位置で基板4と、基板5との両方、
あるいはどちらか一方にノンスルーホール(基板の両面
間で電気的な導通がとられていない穴)を設けること
で、組み付け時に治具3を使用することが可能となる。
なお、このときノンスルーホールは突起棒32a、32
bよりも大きければよく、突起棒32a、32bがちょ
うど嵌まる大きさである必要はない。
は、上記した実施形態では図1のような形状をしている
が、かならずしもこのような形状である必要はなく、人
間の手で持てるような形状であればよい。例えば、図9
や図10のような形状をしていても構わないし、上記し
たような貫通穴が一個の場合は図11のような形状をし
ていてもよい。またコネクタが小さい場合は、突起棒3
2a、32bの間隔に比べてグリップ部31が非常に大
きくても構わない。
おいて、第2の工程は第5の工程と同時に行っても良
い。
体6に固定する作業の概要を示す斜視図である。
の上面図である。
の上面図である。
体6に組み付ける作業の工程を示す斜視図である。
斜視図である。
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
スコネクタ1の上面図である。
スコネクタ2の上面図である。
5…基板、6…筐体、10…基部、11…基部本体、1
2…半田付けピン、14a、14b…メス側穴形成部、
15…可動部、16…可動部本体、17…導体部、17
a…蛇行部、17b…導体部本体、17c…オスピン接
触部、20…土台部、21…オスピン、21a…半田付
け部、21b…メスコネクタ接触部、22a、22b…
オス側穴形成部、31…グリップ部、32a、32b…
突起棒。
Claims (8)
- 【請求項1】 第1の基板に装着されるものであって、
嵌合する相手である相手側の基板間コネクタとの接点が
前記第1の基板に対して可動となっており、 第1の貫通穴が形成された第1の貫通穴形成部が設けら
れ、 前記第1の貫通穴は、前記相手側の基板間コネクタとの
嵌合時に、位置決めのために前記相手側の基板間コネク
タに設けられた第2の貫通穴形成部の第2の貫通穴と棒
状物で貫通されるように形成されている基板間コネク
タ。 - 【請求項2】 第2の基板に装着されるものであって、
前記第2の貫通穴が形成された前記第2の貫通穴形成部
が設けられ、請求項1に記載の基板間コネクタと嵌合さ
れる基板間コネクタ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の基板間コネクタと請求
項2に記載の基板間コネクタとを嵌合させて、前記第1
の基板と前記第2の基板とを筐体に組み付ける方法であ
って、(a) 前記第1の基板に請求項1に記載の基板
間コネクタを、前記第2の基板に請求項2に記載の基板
間コネクタを装着する第1の工程と、(b) 前記第1
の基板を前記筐体に組み付ける第2の工程と、(c)
前記第1の貫通穴と前記第2の貫通穴とに前記棒状物を
貫通させる第3の工程と、(d) 請求項1に記載の基
板間コネクタと請求項2に記載の基板間コネクタとを嵌
合させる第4の工程と、(e) 前記第2の基板を前記
筐体に組み付ける第5の工程と、(f) 前記棒状物を
抜く第6の工程と、を有する組み付け方法。 - 【請求項4】 前記第1の基板は、ノンスルーホールを
有し、前記第3の工程において、前記第1の基板のノン
スルーホールを介して前記第1の貫通穴と前記第2の貫
通穴とに前記棒状物を貫通させることを特徴とする請求
項3に記載の組み付け方法。 - 【請求項5】 前記第2の基板は、ノンスルーホールを
有し、前記第3の工程において、前記第2の基板のノン
スルーホールを介して前記第1の貫通穴と前記第2の貫
通穴とに前記棒状物を貫通させることを特徴とする請求
項3または4に記載の組み付け方法。 - 【請求項6】 前記第1の貫通穴形成部および前記第2
の貫通穴形成部は、それぞれ少なくとも2つの貫通穴を
有するものであって、前記第3の工程において、それぞ
れの貫通穴同士を前記棒状物で貫通させることを特徴と
する請求項3ないし5のいずれか1つに記載の組み付け
方法。 - 【請求項7】 請求項3ないし6のいずれか1つに記載
の組み付け方法で用いる治具であって、 手で保持することのできるグリップ部と、 このグリップ部に設けられた棒状物と、を有する治具。 - 【請求項8】 前記第1の基板と、前記第2の基板と、
請求項1に記載の基板間コネクタと、請求項2に記載の
基板間コネクタと、前記筐体とを備え、請求項3ないし
6のいずれか1つに記載の方法によって組み付けられた
電気回路装置。
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