特開2019-197696(P2019-197696A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-197696(P2019-197696A)
(43)【公開日】2019年11月14日
(54)【発明の名称】コネクタユニット
(51)【国際特許分類】
   H01R 12/71 20110101AFI20191018BHJP
【FI】
   H01R12/71
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】OL
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2018-92099(P2018-92099)
(22)【出願日】2018年5月11日
(71)【出願人】
【識別番号】000006895
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100101247
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 俊一
(74)【代理人】
【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
(74)【代理人】
【識別番号】100098327
【弁理士】
【氏名又は名称】高松 俊雄
(72)【発明者】
【氏名】山本 昇平
【テーマコード(参考)】
5E123
5E223
【Fターム(参考)】
5E123AA21
5E123AB18
5E123AB20
5E123AB21
5E123AC04
5E123AC05
5E123AC12
5E123AC21
5E123BA01
5E123BA07
5E123BB01
5E123BB12
5E123CB24
5E123CB26
5E123CB31
5E123CB92
5E123CD01
5E123DB09
5E123DB32
5E123DB38
5E123EA03
5E123EA13
5E123EA16
5E123FA10
5E223AA21
5E223AB18
5E223AB20
5E223AB21
5E223AC04
5E223AC05
5E223AC12
5E223AC21
5E223BA01
5E223BA07
5E223BB01
5E223BB12
5E223CB24
5E223CB26
5E223CB31
5E223CB92
5E223CD01
5E223DB09
5E223DB32
5E223DB38
5E223EA03
5E223EA13
5E223EA16
5E223FA10
(57)【要約】
【課題】製品コストの上昇要因となるターミナルブロックの基板に対する直接固定構造を採用しなくても、ターミナルブロックの端子と基板との接続箇所に応力が集中するのを抑制する。
【解決手段】ターミナルブロック15を実装面47に実装した回路基板5を、開口17からハウジング11の内部に収容し、ターミナルブロック15のフランジ部23をハウジング11の上側ガイドレール19に支持させる。このとき、回路基板5は、ハウジング11と接触しないので、ターミナルブロック15を介してハウジング11内に吊り下げられた状態となる。したがって、ハウジング11に振動が加わった際の応力は、上側ガイドレール19に支持されたターミナルブロック15のフランジ部23に加わる。即ち、ターミナルブロック15の雄端子39,41の基端45と回路基板5のスルーホール49との半田付け箇所には、ハウジング11に振動が加わった際の応力は直接加わらない。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングと、
前記ハウジングの開口に一端が露出する端子を保持し、前記ハウジング内のガイドレールにフランジ部を支持させた状態で前記ハウジングの内部に収容されるターミナルブロックと、
前記端子の他端が接続され、該端子を介して前記ターミナルブロックに吊り下げられた状態で前記ハウジングに収容される基板と、
を備えるコネクタユニット。
【請求項2】
前記ターミナルブロックは、前記基板の実装面に当接する当接部から前記端子の他端と平行に突設されて該他端よりも長い挿通長さで前記基板に挿通される位置決め突起と、前記当接部から延設され前記位置決め突起を前記基板に挿通した状態で前記実装面における前記当接部の当接箇所に隣接する箇所に当接する脚片とをさらに備える請求項1記載のコネクタユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コネクタの端子を保持したターミナルブロックが基板に固定されるコネクタユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
コネクタの端子が基板に接続されるコネクタユニットとして、端子を保持したターミナルブロックを基板にねじ止めし、端子を基板のスルーホールに挿入して半田付けした後に基板をハウジングに収容するものが知られている。この種のコネクタユニットでは、ハウジングに基板を収容することで、相手方のコネクタが挿入されるハウジングの開口部に端子が配置される(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2018−33196号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような構成のコネクタユニットを組み付ける際、ハウジングに基板を収容した状態ではターミナルブロックの基板に対するねじ止めを行えない。そこで、ハウジングに収容する前の基板に、異形マウンタを用いてターミナルブロックをその他の部品と共に実装し、ねじ締め後にターミナルブロックの端子やその他の部品を局所フローにより基板に半田付けする工程が必要になる。
【0005】
しかし、ターミナルブロックを基板にねじ止めするにはねじの部品代が必要となる。また、ねじを避けて端子やその他の部品を局所フローする必要が生じる。これらは、部品コストや製造工程、製造設備の増加を招き、製品コストを上昇させる要因となる。そこで、これらの上昇を避けるために、ターミナルブロックの基板に対するねじ止めをなくすことが考えられる。
【0006】
ところが、ターミナルブロックを基板に直接固定しないと、端子が半田付けで固定される前の基板に外力が加わった際に、ターミナルブロックが倒れて端子がハウジングの開口部に配置されなくなる可能性がある。また、半田の表面張力によりターミナルブロックが基板から浮いた状態で半田が固化し、基板に対するターミナルブロックの固定が不十分になる可能性がある。
【0007】
さらに、基板に対する端子の半田付けのみによってターミナルブロックが基板に固定されるので、組み付け後のコネクタユニットに相手方のコネクタを嵌合する際に、応力が端子の半田付け箇所に集中する構成となる。また、コネクタユニットに嵌合した相手方のコネクタに連なるワイヤハーネスが振動により撓んだときにも、応力が端子の半田付け箇所に集中する構成となる。したがって、半田付け箇所に加わる応力により、半田にクラックが発生したり、半田付け箇所における基板と端子との導通状態が不良となる可能性がある。
【0008】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、製品コストの上昇要因となるターミナルブロックの基板に対する直接固定構造を採用しなくても、ターミナルブロックの端子と基板との接続箇所に応力が集中するのを抑制することができるコネクタユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するため、本発明の第1の態様によるコネクタユニットは、
ハウジングと、
前記ハウジングの開口に一端が露出する端子を保持し、前記ハウジング内のガイドレールにフランジ部を支持させた状態で前記ハウジングの内部に収容されるターミナルブロックと、
前記端子の他端が接続され、該端子を介して前記ターミナルブロックに吊り下げられた状態で前記ハウジングに収容される基板と、
を備える。
【0010】
本発明の第1の態様によるコネクタユニットによれば、ターミナルブロックによって保持された端子の他端を接続した基板を、ターミナルブロックと共にハウジング内に収容すると、ハウジング内のガイドレールに、ターミナルブロックのフランジ部が支持される。
【0011】
これにより、ハウジング内でターミナルブロックがハウジングに対して位置決めされる。また、基板は、ハウジングとの直接の接触関係を持たず、ターミナルブロックの端子を介してハウジング内に吊り下げられた状態となる。
【0012】
したがって、相手側のコネクタをコネクタユニットに嵌合する際にターミナルブロックに加わる応力は、ガイドレールに支持されたターミナルブロックのフランジ部に加わり、ターミナルブロックの端子の他端と基板との接続箇所には直接加わらない。
【0013】
コネクタユニットに嵌合した相手方のコネクタに連なるワイヤハーネスが振動により撓んだときにターミナルブロックに加わる応力も、ターミナルブロックの端子の他端と基板との接続箇所には直接加わらない。
【0014】
このため、ターミナルブロックに加わる応力が基板を通じて端子の他端の接続箇所に集中して加わることがない構成を、実現することができる。
【0015】
また、ターミナルブロックはフランジ部及びガイドレールを介してハウジングに対する結合関係を有するのに対し、ターミナルブロックの端子の他端が接続された基板はハウジングに対する結合関係を有しない。
【0016】
したがって、端子と基板とを半田付けにより接続した場合に、半田の表面張力によりターミナルブロックが基板から浮いた状態で半田が固化して、ターミナルブロックを基板に固定できなくなっても、コネクタユニットとしての組み付け状態に問題は生じない。
【0017】
よって、ターミナルブロックを基板に直接固定する必要がなくなり、基板とターミナルブロックとの締結部材が不要となる。締結部材が不要となることで、締結部材を避けて端子の他端を基板に局所フローする必要がなくなる。また、基板に対するターミナルブロックやその他の部品の実装をマウンタで一括して行えるようになる。
【0018】
このため、コネクタユニットの製品コストの上昇要因となる部品コストや製造工程、製造設備の増加が抑制される構成を実現することができる。
【0019】
したがって、製品コストの上昇要因となるターミナルブロックの基板に対する直接固定構造を採用しなくても、ターミナルブロックの端子と基板との接続箇所に応力が集中するのを抑制することができる。
【0020】
また、本発明の第2の態様によるコネクタユニットは、本発明の第1の態様によるコネクタユニットにおいて、前記ターミナルブロックは、前記基板の実装面に当接する当接部から前記端子の他端と平行に突設されて該他端よりも長い挿通長さで前記基板に挿通される位置決め突起と、前記当接部から延設され前記位置決め突起を前記基板に挿通した状態で前記実装面における前記当接部の当接箇所に隣接する箇所に当接する脚片とをさらに備える。
【0021】
本発明の第2の態様によるコネクタユニットによれば、本発明の第1の態様によるコネクタユニットのターミナルブロックを基板に組み付ける際、ターミナルブロックの端子の他端よりも先に位置決め突起が基板に挿通されて、ターミナルブロックが基板の実装面に対して位置決めされる。このため、端子の他端が基板のスルーホールに精度良く挿通される。
【0022】
また、位置決め突起の基板への挿通後は、ターミナルブロックの脚片が当接部と共に基板の実装面に当接して基板上でのターミナルブロックの倒れを防止する。このため、ターミナルブロックが倒れた状態で端子が異常な位置で基板に接続(例えば、半田付け)されることがない。
【0023】
さらに、端子他端の基板に対する接続(例えば、半田付け)後は、基板の実装面内でのターミナルブロックの移動が、基板の位置決め突起が挿通される箇所と位置決め突起とのクリアランスの範囲内で規制される。
【0024】
このため、ターミナルブロックの端子他端の基板に対する接続の前後を通じて、ターミナルブロックを基板の実装面上の正しい実装箇所に位置決めすることができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、製品コストの上昇要因となるターミナルブロックの基板に対する直接固定構造を採用しなくても、ターミナルブロックの端子と基板との接続箇所に応力が集中するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
図1】本発明の一実施形態に係るコネクタユニットの概略構成を示す分解斜視図である。
図2図1のターミナルブロックの拡大斜視図である。
図3図1のターミナルブロックの実装状態を示す回路基板の要部の側面図である。
図4図1の回路基板を収容したハウジングの内部におけるターミナルブロックの支持状態を示すハウジングの開口側から見た正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態に係るコネクタユニットの概略構成を示す分解斜視図である。
【0028】
図1に示す本実施形態のコネクタユニット1は、不図示の車両に設置される。このコネクタユニット1は、不図示の上位のコントローラから出力された負荷(図示せず)の制御信号の入力と、制御信号から内部で生成した負荷の駆動信号の出力とを、共用のコネクタを介して行うものである。
【0029】
そして、コネクタユニット1は、雄コネクタ3、回路基板5(請求項中の基板に相当)及びコントローラ7を有している。
【0030】
雄コネクタ3は、ハウジング11、フロントカバー13、及び、ハウジング11の内部に収容されるターミナルブロック15を有している。
【0031】
ハウジング11は、前面に開口17を有する中空の箱体によって構成されている。ハウジング11の内部には、ターミナルブロック15等を実装した回路基板5が収容される。ハウジング11内の両側壁には、上側ガイドレール19及び下側ガイドレール21がそれぞれ突設されている。
【0032】
各上側ガイドレール19(請求項中のガイドレールに相当)は、ハウジング11に収容した回路基板5上のターミナルブロック15に設けた後述のフランジ部23を案内する。各下側ガイドレール21は、ハウジング11に収容した回路基板5の両側部を案内する。ハウジング11の両側面の開口17寄りには、係止孔25がそれぞれ形成されている。
【0033】
フロントカバー13は、ハウジング11の開口17に取り付けられる。フロントカバー13は、フロントカバー13を貫通する挿入孔27を有している。フロントカバー13をハウジング11の開口17に取り付けた状態で、挿入孔27には、コネクタユニット1の相手方の雌コネクタ(図示せず)が挿抜される。フロントカバー13は、挿入孔27に対する相手方の雌コネクタの挿抜方向に沿ってハウジング11の開口17から内部に挿入される。
【0034】
フロントカバー13の両側面には、係止片29がそれぞれ設けられている。フロントカバー13をハウジング11の内部に挿入すると、ハウジング11の係止孔25に係止片29が係止され、ハウジング11の開口17にフロントカバー13が取り付けられる。
【0035】
ターミナルブロック15は、図2の拡大斜視図に示すように、端子保持部31、当接部33、位置決めピン35、脚片37の他、上述したフランジ部23を有している。
【0036】
端子保持部31は、矩形の平板状に形成されており、複数の雄端子39,41(請求項中の端子に相当)の先端43(請求項中の端子の一端に相当)側を前後に貫通させて保持する。各雄端子39は、負荷の制御信号を入力するための端子であり、各雄端子41は、負荷の駆動信号を出力するための端子である。
【0037】
各雄端子39,41の基端45(請求項中の端子の他端に相当)側は、端子保持部31を介して各雄端子39,41の先端43側とは反対側の箇所において折曲されている。折曲された各雄端子39,41の基端45は、図3の側面図に示すように、回路基板5をターミナルブロック15等の実装面47側から貫通するスルーホール49に挿通され、回路基板5の裏面51に半田付けされている。
【0038】
回路基板5をハウジング11に収容すると、各雄端子39,41の先端43は、図1に示すハウジング11の開口17に取り付けたフロントカバー13の挿入孔27の内部に延出する。そして、各雄端子39,41の先端43は、挿入孔27に挿入されて雄コネクタ3と結合された相手方の雌コネクタの雌端子(図示せず)に接続される。
【0039】
雄コネクタ3の各雄端子39,41の基端45は、回路基板5の不図示の配線パターンを介して、回路基板5上の後述するコントローラ7(図2参照)に接続されている。
【0040】
当接部33は、端子保持部31の左右の下隅にそれぞれ形成されている。各当接部33は、回路基板5の実装面47に当接する当接面53を下端に有している。
【0041】
位置決めピン35(請求項中の位置決め突起に相当)は、各当接部33の当接面53から突設されている。位置決めピン35の先端は、図3に示すように、雄端子39,41の基端45よりも下方に位置している。即ち、位置決めピン35は、各雄端子39,41の基端45側と平行に突設されており、各雄端子39,41の基端45よりも長い挿通長さで回路基板5の位置決め孔55に挿通されている。
【0042】
脚片37は、各当接部33の下端から前後にそれぞれ延設されており、当接部33の当接面53の前後に連なる当接面57を有している。各脚片37の当接面57は、回路基板5の実装面47における当接部33の当接面53が当接する箇所の前後に連なる箇所にそれぞれ当接する。
【0043】
フランジ部23は、端子保持部31の左右の上隅から側方にそれぞれ突設されている。各フランジ部23は、ターミナルブロック15を実装面47に実装した回路基板5ごとハウジング11の内部に開口17側から収容することで、図4の正面図に示すように、ハウジング11の天板と上側ガイドレール19との間に挿入される。また、回路基板5の両側部が、ハウジング11の下側ガイドレール21の下方に挿入される。
【0044】
ハウジング11の天板と両側壁の上側ガイドレール19との間に挿入された各フランジ部23は、各上側ガイドレール19によってそれぞれ支持される。この状態で、ターミナルブロック15及び回路基板5のハウジング11に対する許容範囲を超える上動が、回路基板5の両側部の上方に配置された下側ガイドレール21によって規制される。
【0045】
図1に示すコントローラ7は、回路基板5に実装されたIC59等で構成されており、CPU、ROM、RAM等を有している。コントローラ7は、不図示の上位のコントローラから雄コネクタ3を経て入力される負荷の制御信号から、負荷を動作させるための駆動信号を生成する。また、コントローラ7は、生成した駆動信号を、雄コネクタ3の雄端子41に出力する。
【0046】
このように構成された本実施形態のコネクタユニット1を組み付ける際には、まず、ターミナルブロック15の雄端子39,41の基端45がスルーホール49に挿通されるよりも先に、位置決めピン35が回路基板5の位置決め孔55に挿通される。
【0047】
位置決めピン35の位置決め孔55への挿通により、ターミナルブロック15が回路基板5の実装面47に対して位置決めされる。このため、雄端子39,41の基端45を回路基板5のスルーホール49に精度良く挿通させることができる。
【0048】
また、位置決めピン35の位置決め孔55への挿通後は、ターミナルブロック15の脚片37の当接面57が当接部33の当接面53と共に回路基板5の実装面47に当接して、回路基板5上でのターミナルブロック15の倒れを防止する。このため、ターミナルブロック15が倒れた状態で、雄端子39,41の基端45が異常な位置で回路基板5のスルーホール49に半田付けされずに済む。
【0049】
さらに、回路基板5のスルーホール49に対する雄端子39,41の基端45の半田付けの後は、回路基板5の実装面47に対するターミナルブロック15の移動が、回路基板5の位置決め孔55と位置決めピン35とのクリアランスの範囲内で規制される。
【0050】
このため、回路基板5のスルーホール49に対する雄端子39,41の基端45の半田付けの前後を通じて、ターミナルブロック15を回路基板5の実装面47上の正しい箇所に位置決めすることができる。
【0051】
このようにして、ターミナルブロック15を実装面47に実装した回路基板5を、開口17からハウジング11の内部に収容すると、ターミナルブロック15の端子保持部31の左右の上隅に突設されたフランジ部23が、ハウジング11の両側壁の上側ガイドレール19にそれぞれ支持される。
【0052】
これにより、ターミナルブロック15がハウジング11内で位置決めされる。このとき、回路基板5は、ハウジング11の下側ガイドレール21と接触しないので、ターミナルブロック15の雄端子39,41を介してハウジング11内に吊り下げられた状態となる。
【0053】
したがって、ハウジング11に振動が加わった際の応力は、上側ガイドレール19に支持されたターミナルブロック15のフランジ部23に加わる。即ち、ターミナルブロック15の雄端子39,41の基端45と回路基板5のスルーホール49との半田付け箇所には、ハウジング11に振動が加わった際の応力は直接加わらない。
【0054】
このため、ハウジング11に振動が加わった際の応力が、回路基板5を通じて雄端子39,41の基端45の半田付け箇所に集中して加わることがない構成を実現することができる。
【0055】
また、ターミナルブロック15は、フランジ部23及び上側ガイドレール19を介してハウジング11に対する機械的な結合関係を有する。これに対し、ターミナルブロック15の雄端子39,41の基端45がスルーホール49に半田付けされる回路基板5は、ハウジング11に対する機械的な結合関係を有していない。
【0056】
したがって、雄端子39,41と回路基板5とを半田付けにより接続する際に、半田の表面張力によりターミナルブロック15が回路基板5の実装面47から浮いた状態で半田が固化して、ターミナルブロック15を半田付けで回路基板5に固定できなくなっても、コネクタユニット1としての組み付け状態に問題は生じない。
【0057】
また、半田の表面張力によりターミナルブロック15が回路基板5の実装面47に対して浮いて、両者の位置関係が正しい位置関係からずれても、そのずれを、ハウジング11の内壁や下側ガイドレール21と回路基板5とのクリアランスの範囲内で許容して、ターミナルブロック15を実装した回路基板5をハウジング11に収容することができる。
【0058】
よって、ターミナルブロック15を回路基板5に直接固定する必要がなくなり、回路基板5とターミナルブロック15との締結部材(ねじ等)が不要となる。締結部材が不要となることで、締結部材を避けて雄端子39,41の基端45を回路基板5のスルーホール49に局所フローする必要がなくなる。また、回路基板5に対するターミナルブロック15やコントローラ7等の部品の実装面47に対する実装を、マウンタで一括して行えるようになる。
【0059】
したがって、コネクタユニット1の製品コストの上昇要因となる部品コストや製造工程、製造設備の増加が抑制される構成を実現することができる。
【0060】
このため、本実施形態のコネクタユニット1によれば、製品コストの上昇要因となるターミナルブロック15の回路基板5に対する直接固定構造を採用しなくても、ハウジング11に振動が加わったときの応力が、雄端子39,41の基端45と回路基板5のスルーホール49との半田付け箇所に集中して加わるのを、抑制することができる。
【0061】
なお、本実施形態では、ハウジング11の下側ガイドレール21が、ハウジング11内に収容した回路基板5の両側部の上方に配置されるものとした。しかし、ハウジング11内に収容した回路基板5の両側部の下方に下側ガイドレール21が配置されるように構成してもよい。
【0062】
そのように構成した場合は、ターミナルブロック15及び回路基板5がハウジング11に対して許容範囲を超えて下動するのを、下側ガイドレール21によって規制することができる。また、ハウジング11の下側ガイドレール21は省略してもよい。
【0063】
さらに、本実施形態では、車両に設置されるコネクタユニット1を例に取って説明したが、本発明は、コネクタの端子を保持したターミナルブロックが基板に固定されるコネクタユニットに広く適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【0064】
本発明は、コネクタの端子を保持したターミナルブロックが基板に固定されるコネクタユニットに適用して、極めて有用である。
【符号の説明】
【0065】
1 コネクタユニット
3 雄コネクタ
5 回路基板(基板)
7 コントローラ
11 ハウジング
13 フロントカバー
15 ターミナルブロック
17 開口
19 上側ガイドレール(ガイドレール)
21 下側ガイドレール
23 フランジ部
25 係止孔
27 挿入孔
29 係止片
31 端子保持部
33 当接部
35 位置決めピン(位置決め突起)
37 脚片
39 制御信号用の雄端子(端子)
41 駆動信号用の雄端子(端子)
43 雄端子先端(端子の一端)
45 雄端子基端(端子の他端)
47 回路基板実装面
49 スルーホール
51 回路基板裏面
53 当接部当接面
55 位置決め孔
57 脚片当接面
59 IC
図1
図2
図3
図4