WO2018221176A1

WO2018221176A1 - 基板用コネクタ装置

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Publication number: WO2018221176A1
Application number: PCT/JP2018/018479
Authority: WO
Inventors: 貢古谷
Original assignee: 住友電装株式会社
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2018-12-06
Also published as: JP2018206567A; DE112018002814T5

Abstract

複雑な金型構造を要せず、コネクタ部とケースとの間のシール構造を省略することが可能な基板用コネクタ装置を提供する。　基板用コネクタ装置（１０）は、回路基板（９０）を収容し、外側に開口して相手ハウジング（７０）と嵌合可能なフード状のコネクタ部（２２）を一体に有するとともに、コネクタ部（２２）内に連通した組付空間（２４）を区画する区画部（２５）を内側に有するケース（２０）と、基板接続部（６６）及び相手接続部（６４）を有する端子金具（６０）と、端子金具（６０）の相手接続部（６４）の一部を樹脂で包囲して保持し、組付空間（２４）に組み付けられ、区画部（２５）によって位置決め保持されるブロック部（４０）とを備えている。

Description

基板用コネクタ装置

　本発明は、基板用コネクタ装置に関する。

　特許文献１には、基板用コネクタとケース本体とを備えて電子制御ユニット（ＥＣＵ）を構成する基板用コネクタ装置が開示されている。このものは、回路基板を収容するケース本体と、ケース本体の側壁に設けられ、回路基板に接続される基板用コネクタとを備えている。基板用コネクタはフード状のコネクタ部を有し、コネクタ部の奥壁には端子金具が貫通して保持されている。コネクタ部には相手の雌コネクタが内嵌可能とされ、端子仮金具はコネクタ嵌合時に相手の雌端子金具に電気的に接続される。成形に際し、コネクタ部及び端子金具が一組の成形金型内に中子としてセットされ、その状態でケース本体がインサート成形によって形成されるようになっている。

特許第４００７１３７号公報

　上記構成によれば、基板用コネクタとケース本体との間に実質的な隙間が形成されないため、基板用コネクタとケース本体との間を液密に維持することができる。しかし、インサート成形に起因して金型構造が複雑化する懸念がある。これに対し、基板用コネクタとケース本体とを別々に成形し、ケース本体に基板用コネクタを組み付ける構造にすることも可能であるが、その場合、ケース本体と基板用コネクタとの間に別途シール構造を設ける必要があり、構造の複雑化及び部品点数の増加を招くおそれがある。

　本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、複雑な金型構造を要せず、コネクタ部とケースとの間のシール構造を省略することが可能な基板用コネクタ装置を提供することを目的とする。

　本発明の基板用コネクタ装置は、回路基板を収容するものであり、外側に開口して相手ハウジングと嵌合可能なフード状のコネクタ部を一体に有するとともに、前記コネクタ部内に連通した組付空間を区画する区画部を内側に有するケースと、前記回路基板に接続される基板接続部を有するとともに、前記コネクタ部内に突出して前記相手ハウジングに設けられた相手端子金具に接続される相手接続部を有し、且つ、前記基板接続部と前記相手接続部との間に中間部を有する端子金具と、前記中間部を樹脂で包囲して前記端子金具を保持するものであり、前記組付空間に組み付けられ、前記区画部によって位置決め保持されるブロック部とを備えているところに特徴を有する。

　コネクタ部がケースに一体に形成されているため、コネクタ部とケースとの間のシール構造を省略することができる。また、端子金具を保持するブロック部がケースの組付空間に組み付けられて区画部によって位置決め保持されるため、インサート成形を行わずとも、比較的簡単な金型構造で基板用コネクタとして機能する部分を構築することができる。

本発明の実施例１における基板用コネクタ装置の断面図である。基板用コネクタ装置の正面図である。ケースの断面図である。複数の端子金具付き分割ブロック部の断面図である。端子金具付きブロック部の断面図である。端子金具付きブロック部の正面図である。最上段の端子金具付き分割ブロック部の側面図である。最上段の端子金具付き分割ブロック部の正面図である。中段の端子金具付き分割ブロック部の側面図である。中段の端子金具付き分割ブロック部の正面図である。曲げ加工前の端子金具の正面図である。

　本発明の好ましい形態を以下に示す。
　前記端子金具は、前記基板接続部が前記回路基板に設けられたスルーホールに挿入されて前記回路基板に弾性的に接続されるプレスフィット端子であって、前記中間部と前記基板接続部との間に屈曲部を有し、前記ブロック部は、前記回路基板が位置する側とは反対側から前記屈曲部を覆う押さえ部を有しているとよい。端子金具がプレスフィット端子である場合、基板接続部がスルーホールに挿入される際に、屈曲部が回路基板側からの挿入反力を受けて変形する可能性があるものの、上記構成によれば、ブロック部の押さえ部が回路基板側とは反対側から屈曲部を覆うため、屈曲部が変形するのを防止することができる。特に、上記構成は、多極化によって端子金具が細径になり、端子金具の強度を確保するのが困難な場合にメリットが大きい。

　前記端子金具は、前記中間部と前記基板接続部との間に屈曲部を有し、前記ブロック部に、前記基板接続部の延出方向となる高さ方向に複数段に配置されており、前記ブロック部は、一段又は複数段の前記端子金具を一組として複数に分割され、それぞれ前記高さ方向に積み重ねられる分割ブロック部からなるとよい。端子金具が屈曲部を有し、基板接続部の延出方向となる高さ方向に複数段に配置されている場合、各端子金具を一体のブロック部に保持させるのが困難になる。その点、上記構成によれば、ブロック部が一段又は複数段の端子金具を一組として複数に分割される分割ブロック部からなるため、分割ブロック部毎に各端子金具を保持させることができ、多極化に対応することができる。特に、多極の場合でも、各端子金具を分割ブロック部に保持させた後、曲げ加工することによって屈曲部を形成することができる。

　前記端子金具は、前記基板接続部が前記回路基板に設けられたスルーホールに挿入されて前記回路基板に弾性的に保持されるプレスフィット端子であり、前記高さ方向に隣接する分割ブロック部のうちの一方が他方よりも前記回路基板から離れて位置するとした場合に、前記一方の分割ブロック部は、前記回路基板側に突出する突部を有し、前記突部の突出先端面は、前記回路基板が位置する側とは反対側から前記他方のブロック部の前記屈曲部を覆う押さえ部となり、前記突部の前記高さ方向にほぼ沿った一側面は、前記他方のブロック部の端面に沿って配置され、前記一方及び前記他方の分割ブロック部が互いに位置ずれするのを規制する位置ずれ規制部となるとよい。これによれば、分割ブロック部に設けられた突部が、プレスフィット端子の挿入反力を受けた際に屈曲部が変形するのを防止する機能と、積層状態にある分割ブロック部の相互の位置ずれを規制する機能とを兼備するため、それぞれの機能に対応した専用部位を設ける必要がなく、構造の簡略化を図ることができる。また、突部自体を回路基板側に突出するだけの簡単な構造で済ませることができる。

　＜実施例１＞
　以下、本発明の実施例１を図１～図１１によって説明する。本実施例１の基板用コネクタ装置１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）を例示するものであって、合成樹脂製のケース２０を備えている。

　ケース２０は、図示下面が開放された箱状に形成されている。図１に示すように、ケース２０内には、コンデンサ８０等の電子部品や回路基板９０（プリント回路基板）が収容され、下面開口には図示しないカバーが被せられる。

　図１及び図３に示すように、ケース２０の側壁２１（詳細には四方を包囲する壁のうちの一側壁）には、前方（図１及び図３の右方）に突出するフード状のコネクタ部２２が一体に設けられている。コネクタ部２２内は、前方に開口する嵌合空間２３とされている。コネクタ部２２の嵌合空間２３には前方から相手ハウジング７０が嵌合される。相手ハウジング７０は合成樹脂製であって、図１に示すように、コネクタ部２２の嵌合空間２３に内嵌可能なブロック状に形成されている。相手ハウジング７０には複数の相手端子金具７５が収容される。各相手端子金具７５は、雌型端子金具であって、電線Ｗの端末部に接続されている。

　ケース２０内には、側壁２１を挟んでコネクタ部２２とは反対側に、組付空間２４が設けられている。組付空間２４は、区画部２５によって区画されている。区画部２５は、嵌合空間２３より小さい開口径をもってケース２０の側壁２１に開口する開口枠部２６と、開口枠部２６の上部２７から後方に離れた位置にてケース２０の上壁２８の内面に左右方向（図３の紙面厚さ方向）に延出してなるリブ状の止め部２９とを有している。開口枠部２６は、コネクタ部２２の周壁部分と段付き状に連なり、上部２７が下部３１よりも厚肉に構成されている。なお、開口枠部２６の下部３１は、側壁２１の周辺領域と同じ厚さになっている。組付空間２４は、開口枠部２６内を通してコネクタ部２２の嵌合空間２３と連通している。

　図１に示すように、ケース２０の上壁２８の内面におけるコネクタ部２２とは反対側の端部には、コンデンサ８０を組み付けるための装着部３２が設けられている。回路基板９０は、組付空間２４より下方となるケース２０内の下部空間に収容され、コンデンサ８０の端子８１が接続される。

　ケース２０の組付空間２４には合成樹脂製のブロック部４０が挿入される。ブロック部４０は、組付空間２４に挿入された状態で区画部２５により位置決め保持される。本実施例１の場合、図４～図６に示すように、ブロック部４０は、上下方向（高さ方向）に積層される複数の分割ブロック部４１によって構成される。具体的には、ブロック部４０は、装着される各端子金具６０の一段毎に、上下５段の分割ブロック部４１で構成される。

　各分割ブロック部４１は、それぞれの共通構造として、左右方向に長く延出する扁平ブロック状のブロック本体部４２を有している。

　各分割ブロック部４１のブロック本体部４２の前面を前後同一位置に揃えた場合に、上下方向に隣接する分割ブロック部４１のうち、相対的に上段に位置するもの（回路基板９０から遠い側であって、以下、一方の分割ブロック部４１と呼称）は、相対的に下段に位置するもの（回路基板９０に近い側であって、以下、他方の分割ブロック部４１と呼称）よりも後方に突出するように、各分割ブロック部４１が段差状に積み上げられるようになっている。

　図６に示すように、各分割ブロック部４１は、ブロック本体部４２の左右両端部に張り出す一対の積層嵌合部４３を有している。積層嵌合部４３は、ブロック本体部４２の前端寄りの位置から後端にかけて延出するリブ状をなし（図７及び図９を参照）、下面（回路基板９０と対向する面）に、前後方向に延出する断面弧状（詳細には断面半円弧状）の嵌合溝４４を有している。また、積層嵌合部４３は、最上段の分割ブロック部４１Ｕを除いて、上面に、前後方向に延出する断面弧状（詳細には断面半円弧状）の嵌合リブ４５を有している。積層状態にある各分割ブロック部４１は、他方の分割ブロック部４１の嵌合リブ４５が一方の分割ブロック部４１の嵌合溝４４に嵌合されることにより、左右方向に互いに位置ずれするのが規制されるようになっている。

　さらに、図４に示すように、各分割ブロック部４１は、最下段の分割ブロック部４１Ｌを除いて、ブロック本体部４２の後端から下方（回路基板９０側）に突出する突部４６を有している。突部４６は、左右方向に延出する角柱状をなし、下面（突出先端面）が前後方向に沿って平坦な押さえ部４７とされ、前面（高さ方向に沿った一側面）が上下方向に沿って切り立つ位置ずれ規制部４８とされている。一方の分割ブロック部４１に設けられた突部４６は、他方の分割ブロック部４１のブロック本体部４２の後面のうち、後述する端子装着孔４９の開口より上部領域の高さ寸法に相当する突出寸法を有している。また、突部４６は、図８及び図１０に示すように、ブロック本体部４２の下面に沿うように左右方向の全幅にわたって延出している。なお、押さえ部４７及び位置ずれ規制部４８の機能については、後に詳述する。

　最上段の分割ブロック部４１Ｕは、図７及び図８に示すように、ブロック本体部４２の上面に、左右方向の全幅にわたって延出するリブ状の係合突部５１を有している。図１に示すように、係合突部５１の前面は、開口枠部２６の上部２７に対面して係合可能とされている。

　最下段の分割ブロック部４１Ｌは、図４及び図６に示すように、ブロック本体部４２の下面前端に、左右方向の全幅にわたって延出する溝状の係合凹部５２を有している。係合凹部５２は、ブロック本体部４２の前下角部に断面Ｌ字形に切り欠き形成されている。図１に示すように、係合凹部５２には、開口枠部２６の下部３１が嵌合可能とされている。

　また、中段の分割ブロック部４１Ｍは、図９及び図１０に示すように、ブロック本体部４２の前面から前方に大きく突出するこじり防止部５３を有している。こじり防止部５３は、板片状をなし、ブロック本体部４２の左右両側に異なるサイズで並んで配置される。図１に示すように、こじり防止部５３は、ブロック部４０のケース２０への組み付け時に、コネクタ部２２の嵌合空間２３に突出して配置される。相手ハウジング７０がコネクタ部２２の嵌合空間２３に斜め姿勢をとって嵌合されようとすると、こじり防止部５３が相手ハウジング７０の壁面に当接してそれ以上の嵌合動作を停止させ、各端子金具６０がこじられるのを防止できるようになっている。一方、相手ハウジング７０が正規の嵌合姿勢をとっている場合には、こじり防止部５３が相手ハウジング７０に設けられた受容部７６に嵌合状態で挿入されるようになっている。

　各分割ブロック部４１のブロック本体部４２には、複数の端子装着孔４９が横一列に一定ピッチで並んで開設されている。各端子装着孔４９には、図４に示すように、端子金具６０が圧入して装着される。

　端子金具６０は、導電金属製であって所謂プレスフィット端子と称されるものであり、全体として細長く延出する角棒状の形態になっている。図４に示すように、端子金具６０は、側面視でＬ字形をなし、ほぼ前後方向に延出する水平部６１と、ほぼ上下方向に延出する垂直部６２と、水平部６１と垂直部６２との間に位置する屈曲部６３とを有している。屈曲部６３は、導電性の金属板を打ち抜いた後、曲げ加工されてなる。このため、端子金具６０は、曲げ加工される前、図１１に示す直線状の形態をとる。

　図１１に示すように、端子金具６０の一端側には、相手接続部６４が設けられている。相手接続部６４は、曲げ加工後、水平部６１の前部に配置され、コネクタ部２２内に突出して相手端子金具７５に接続される。端子金具６０の他端側には、左右両側へ弧状に膨出する弾性当接部６５を有する基板接続部６６が設けられている。基板接続部６６は、垂直部６２を構成し、弾性当接部６５が回路基板９０に設けられたスルーホール９１に弾性的に挿入される。弾性当接部６５は、その弾発力によりスルーホール９１の内周に押し付けられ、スルーホール９１の接点部分に電気的に接続される。

　端子金具６０の一端寄りの位置で且つ相手接続部６４と基板接続部６６（屈曲部６３）との間には、左右両側に突出する圧入突起６７を有する中間部６８が設けられている。図４に示すように、中間部６８は、ブロック本体部４２の樹脂に包囲される部分であって、水平部６１の後部に配置され、圧入突起６７がブロック本体部４２の端子装着孔４９の内壁に食い込むことで端子装着孔４９に貫通状態で係止される。端子金具６０の水平部６１のうち、ブロック本体部４２の後面から後方に少し露出する部分は、屈曲部６３に連なる肩部６９とされている。

　次に、本実施例１の基板用コネクタ装置１０の組み付け方法及び作用効果について説明する。
　各端子金具６０は、それぞれに対応する分割ブロック部４１の端子装着孔４９に後方から圧入により装着される。この場合、一方の分割ブロック部４１には他方の分割ブロック部４１に対して相対的に長寸の端子金具６０が装着される。各端子金具６０の中間部６８は、圧入突起６７が端子装着孔４９の内壁に食い込み係止されることで、ブロック本体部４２の樹脂に包囲された状態で保持される。続いて、各端子金具６０のうち、ブロック本体部４２の後面から後方に突出する部分を下向きに折り曲げて屈曲部６３及び垂直部６２を形成する（図４を参照）。このとき、各端子金具６０の肩部６９に図示しない屈曲部形成用の治具を支持させることになるが、各分割ブロック部４１には各端子金具６０が横並びに一段装着されるに過ぎないため、前記治具を支障なく設置することが可能となる。

　続いて、各分割ブロック部４１が上下方向に積み上げられる（図５を参照）。このとき、隣接する分割ブロック部４１のうち、一方の分割ブロック部４１に設けられた突部４６の位置ずれ規制部４８が他方の分割ブロック部４１のブロック本体部４２の後面に沿って当接可能に配置される。これにより、一方の分割ブロック部４１が他方の分割ブロック部４１に対して前方に位置ずれするのが規制される。また、一方の分割ブロック部４１に設けられた突部４６の押さえ部４７が他方の分割ブロック部４１に装着された各端子金具６０の肩部６９に沿って配置されるとともに屈曲部６３を上方（回路基板９０が位置する側とは反対側）から覆うように配置される。

　上記によって、作業者は、各分割ブロック部４１を一体のブロック部４０として離脱規制状態で取り扱うことが可能となり、ブロック部４０を持ちながらケース２０の組付空間２４に組み付けることが可能となる。具体的には、ブロック部４０は、ケース２０の下面開口を通して組付空間２４に挿入され、挿入動作の過程で斜め上向きの姿勢から水平姿勢へと少しずつ回動させられる。かくして組付空間２４に正規に組み付けられたブロック部４０は、係合突部５１が開口枠部２６の上部２７に当接するとともに、係合凹部５２が開口枠部２６の下部３１に当接し、且つ、最上段の分割ブロック部４１Ｕの後面が止め部２９に当接することで、装着部３２に実質的に圧入状態で保持される（図１を参照）。また、ブロック部４０の前端部が開口枠部２６内に密嵌状態で挿入され、その前面が側壁２１の外面に略面一になって、嵌合空間２３に臨むように配置される。

　さらに、ブロック部４０が組付空間２４に正規に組み付けられると、各端子金具６０の相手接続部６４が嵌合空間２３にて前方に突出して配置されるとともに、各端子金具６０の基板接続部６６がケース２０内にて下向きに突出して配置される。

　続いて、回路基板９０がケース２０の下面開口を通してケース２０内に挿入され、各端子金具６０の基板接続部６６の弾性当接部６５がスルーホール９１に挿入される。このとき、屈曲部６３には弾性当接部６５からの挿入反力が作用するものの、突部４６の押さえ部４７が屈曲部６３を当接することで、屈曲部６３が変形する事態に至ることはない。

　また、最上段の分割ブロック部４１Ｕに装着された各端子金具６０については、止め部２９の平坦な下面（突出先端面）が押さえ部４７と同様の機能を発揮する。つまり、止め部２９の下面が各端子金具６０の屈曲部６３を当接可能に覆うことで、屈曲部６３が変形するのを防止することができる（図１を参照）。その後、コネクタ部２２の嵌合空間２３に相手ハウジング７０が嵌合され、各端子金具６０が対応する相手端子金具７５と電気的に接続されることになる。

　以上説明したように、本実施例１によれば、コネクタ部２２がケース２０に一体に形成されているため、コネクタ部２２とケース２０との間のシール構造を省略することができる。また、端子金具６０を保持するブロック部４０がケース２０の組付空間２４に組み付けられて区画部２５によって位置決め保持されるため、インサート成形を行わずとも、比較的簡単な金型構造で基板用コネクタとして機能する部分を構築することができる。

　また、各端子金具６０が基板接続部６６の延出方向となる上下方向（高さ方向）に複数段に配置されており、ブロック部４０が複数段に配置される端子金具６０のうち、一段毎の端子金具６０を一組として複数に分割され、それぞれ上下方向に積み重ねられる分割ブロック部４１によって構成されるため、分割ブロック部４１に各端子金具６０を一段毎に装着することができ、多極化、狭ピッチ化等に起因して、ブロック部４０に各端子金具６０を装着するのが困難な状況下であっても対応することができる。しかも、本実施例１の場合、各端子金具６０を分割ブロック部４１に保持させた後、曲げ加工することによって屈曲部６３を形成することができる。

　さらに、端子金具６０は基板接続部６６が回路基板９０に設けられたスルーホール９１に挿入されて回路基板９０に弾性的に接続されるプレスフィット端子とされ、中間部６８と基板接続部６６との間に屈曲部６３を有し、ブロック部４０は回路基板９０が位置する側とは反対側（図示上方）から屈曲部６３を覆う押さえ部４７を有しているため、押さえ部４７の押さえ付けによって屈曲部６３が変形するのを防止することができる。

　特に、押さえ部４７が突部４６の下面（突出先端面）に構成され、突部４６の前面（高さ方向に沿った一側面）が隣接する分割ブロック部４１の相互の位置ずれを規制する位置ずれ規制部４８として機能するため、比較的簡単に形成される突部４６に、位置ずれ防止機能と変形防止機能とを集約することができ、構造の簡略化を図ることができる。

　＜他の実施例＞
　本発明の他の実施例を簡単に説明する。
　（１）ブロック部は、分割されず全体が一体に成形された状態で、ケースの組付空間に組み付けられ、且つ、区画部によって位置決め保持される構成であってもよい。
　（２）分割ブロック部は、複数段の端子金具を一組として形成されるものであってもよい。
　（３）端子金具は、対応する分割ブロック部にインサートにより装着されるものであってもよい。
　（４）端子金具の屈曲部は、分割ブロック部に装着される前に予め曲げ加工されていてもよい。
　（５）隣接する分割ブロック部に互いに係止し合うロック構造が設けられ、各分割ブロック部が組付空間への組み付け前に確実に離脱規制状態に保持されるものであってもよい。

　１０…基板用コネクタ装置
　２０…ケース
　２２…コネクタ部
　２３…嵌合空間
　２４…組付空間
　２５…区画部
　４０…ブロック部
　４１…分割ブロック部
　４６…突部
　４７…押さえ部
　４８…位置ずれ規制部
　６０…端子金具
　６３…屈曲部
　６４…相手接続部
　６６…基板接続部
　６８…中間部
　７０…相手ハウジング
　７５…相手端子金具
　９０…回路基板
　９１…スルーホール

Claims

　回路基板を収容するものであり、外側に開口して相手ハウジングと嵌合可能なフード状のコネクタ部を一体に有するとともに、前記コネクタ部内に連通した組付空間を区画する区画部を内側に有するケースと、
　前記回路基板に接続される基板接続部を有するとともに、前記コネクタ部内に突出して前記相手ハウジングに設けられた相手端子金具に接続される相手接続部を有し、且つ、前記基板接続部と前記相手接続部との間に中間部を有する端子金具と、
　前記中間部を樹脂で包囲して前記端子金具を保持するものであり、前記組付空間に組み付けられ、前記区画部によって位置決め保持されるブロック部とを備えていることを特徴とする基板用コネクタ装置。
　前記端子金具は、前記基板接続部が前記回路基板に設けられたスルーホールに挿入されて前記回路基板に弾性的に接続されるプレスフィット端子であって、前記中間部と前記基板接続部との間に屈曲部を有し、
　前記ブロック部は、前記回路基板が位置する側とは反対側から前記屈曲部を覆う押さえ部を有している請求項１記載の基板用コネクタ装置。
　前記端子金具は、前記中間部と前記基板接続部との間に屈曲部を有し、前記ブロック部に、前記基板接続部の延出方向となる高さ方向に複数段に配置されており、
　前記ブロック部は、一段又は複数段の前記端子金具を一組として複数に分割され、それぞれ前記高さ方向に積み重ねられる分割ブロック部からなることを特徴とする請求項１又は２記載の基板用コネクタ装置。
　前記端子金具は、前記基板接続部が前記回路基板に設けられたスルーホールに挿入されて前記回路基板に弾性的に保持されるプレスフィット端子であり、
　前記高さ方向に隣接する分割ブロック部のうちの一方が他方よりも前記回路基板から離れて位置するとした場合に、
　前記一方の分割ブロック部は、前記回路基板側に突出する突部を有し、
　前記突部の突出先端面は、前記回路基板が位置する側とは反対側から前記他方のブロック部の前記屈曲部を覆う押さえ部となり、
　前記突部の前記高さ方向にほぼ沿った一側面は、前記他方のブロック部の端面に沿って配置され、前記一方及び前記他方の分割ブロック部が互いに位置ずれするのを規制する位置ずれ規制部となる請求項３記載の基板用コネクタ装置。