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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】P2024029244
(43)【公開日】2024-03-05
(54)【発明の名称】複数部材の接続構造
(51)【国際特許分類】
   H05K 5/02 20060101AFI20240227BHJP
   H01R 12/71 20110101ALI20240227BHJP
   H01R 12/91 20110101ALI20240227BHJP
【FI】
H05K5/02 V
H01R12/71
H01R12/91
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024004177
(22)【出願日】2024-01-15
(62)【分割の表示】P 2019174711の分割
【原出願日】2019-09-25
(71)【出願人】
【識別番号】000000309
【氏名又は名称】IDEC株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103241
【弁理士】
【氏名又は名称】高崎 健一
(72)【発明者】
【氏名】高 英夫
(72)【発明者】
【氏名】安川 謙一
(72)【発明者】
【氏名】岡本 壮平
(57)【要約】
【課題】 複数部材の接続構造において接続個所の損傷を防止する。
【解決手段】 基板S1およびS2の接続構造であって、基板S1、S2がそれぞれ筐体20、30に収容されるとともに、基板S1、S2間に延設されたコネクタCを介して接続されている。コネクタCの先端側の固定部Phが筐体20の筒状部20cの内周面20caで保持されており、基板S1と筐体20の間および基板S2と筐体30の間には、基板S1、S2が筐体20、30に対して動き得るクリアランスe、eがそれぞれ形成されるとともに、基板S1の各貫通孔S1t、S1t’とこれらに対応する各ピン状突起22、22’との間には、基板S1が各ピン状突起22、22’に対して動き得るクリアランスe、e’がそれぞれ形成されている。
【選択図】 図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1および第2の部材を含む複数部材の接続構造であって、
前記第1および第2の部材が筐体に収容されかつこれらの部材間に延設された接続部材を介して接続されており、
前記接続部材の延設方向の少なくとも一部および周方向の少なくとも一部が保持部で保持されるとともに、
前記第1または第2の部材の少なくともいずれか一方の部材と前記筐体との間には、前記一方の部材が前記筐体に対して動き得るクリアランスが形成されている、
ことを特徴とする複数部材の接続構造。
【請求項2】
請求項1において、
前記保持部が、前記接続部材の延設方向の端部を保持している、
ことを特徴とする複数部材の接続構造。
【請求項3】
請求項1において、
前記第1または第2の部材のいずれか他方の部材と前記筐体との間には、前記他方の部材が前記筐体に対して動き得るクリアランスが形成されている、
ことを特徴とする複数部材の接続構造。
【請求項4】
請求項1において、
前記第1および第2の部材の双方が基板であって、前記接続部材がこれらの基板間を電気的に接続するコネクタである、
ことを特徴とする複数部材の接続構造。
【請求項5】
請求項4において、
前記コネクタの少なくともいずれか一方の端部がこれに対応する前記基板に対して表面実装されている、
ことを特徴とする複数部材の接続構造。
【請求項6】
請求項1に記載の前記接続構造を備え、前記筐体が盤面に取付可能になっている盤面取付機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第1および第2の部材を含む複数部材の接続構造に関する。
【背景技術】
【0002】
多極の信号線を有する基板同士を接続するための手法として、以下のようなものがある。
i) 電線付きコネクタ(コネクタ付きケーブル)
ii) フレキシブルケーブル(FFC(Flexible Flat Cable)や FPC(Flexible Printed Circuits))および専用コネクタ
iii)ディスクリート型ピンコネクタ
上記i)およびii)の手法は、離隔配置された基板同士の接続に適しているが、部品費が高く、接続のための作業工程も増えることで、製造コストがアップする。これに対して、上記iii)の手法は、上記i)およびii)に比べて、製造コストを抑制することが可能である。
【0003】
特開2000-294317号公報の段落[0002]~[0005]および図8には、上記iii)による接続構造が記載されている。同公報に記載の接続構造は、一方の基板に取り付けられ、ピンを保持するピンコネクタと、他方の基板に取り付けられ、ピンが弾性係合可能なソケットを有し、ピンコネクタに嵌合し得るソケットコネクタとから構成されている。ピンおよびソケットは、基板に形成されたスルーホールを挿通して基板裏面側まで延びている。これらの基板同士を接続する際には、各基板を平行に配置し、一方の基板のピンコネクタを他方の基板のソケットコネクタに対向させた状態から、基板同士を加圧することより、ソケットコネクタがピンコネクタに嵌合し、これにより、ピンがソケットに弾性係合して、各基板が接続されるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記公報に記載の接続構造は、各基板が比較的接近して配置されるものを想定している。上記構造を離隔配置の基板同士の接続にそのまま適用して各基板を接続しようとした場合、ピンコネクタ側の基板がこれを収容する筐体に固定された状態や、ソケットコネクタ側の基板がこれを収容する筐体に固定された状態では、長尺化したピンの先端に作用する力によって、ピンが変形したり、ピンおよびピンコネクタの基板接続個所や、ソケットおよびソケットコネクタの基板接続個所に大きな力が作用することで、これらの基板接続個所が損傷したりするおそれがある。とくに、ピンやピンコネクタ、およびソケットやソケットコネクタの基端側が基板に表面実装されている場合には、外部から作用する力によって、基板上でパッド剥がれを起こすおそれがある。
【0005】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、複数部材の接続構造において接続個所の損傷を防止できる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、第1および第2の部材を含む複数部材の接続構造である。第1および第2の部材は、筐体に収容されており、これらの部材間に延設された接続部材を介して接続されている。接続部材の延設方向の少なくとも一部および周方向の少なくとも一部は、保持部で保持されている。第1または第2の部材の少なくともいずれか一方の部材と筐体との間には、一方の部材が筐体に対して動き得るクリアランスが形成されている。
【0007】
本発明においては、第1、第2の部材は接続部材を介して接続されており、このとき、接続部材の延設方向および周方向のそれぞれの方向において少なくとも一部が保持部で保持されている。第1、第2の部材の接続時において、接続部材に力が作用した際には、接続部材の少なくとも一部が保持部で保持されていることで、接続部材が変形したり、接続部材の第1、第2の部材への接続個所に大きな力が作用して接続個所が損傷したりするのを防止できる。しかも、本発明によれば、第1または(および)第2の部材(すなわち、第1または第2の部材の少なくともいずれか一方の部材)と筐体との間にクリアランスが形成されているので、接続部材を介して第1、第2の部材に力が作用したとき、筐体との間のクリアランスを介して第1、第2の部材が筐体に対して動き得るようになっている。これにより、第1、第2の部材に作用する力を吸収できる。その結果、接続部材の第1、第2の部材への接続個所が損傷するのを確実に防止できる。
【0008】
本発明では、保持部が接続部材の延設方向の端部を保持している。
【0009】
本発明では、第1または第2の部材のいずれか他方の部材と筐体との間に、他方の部材が筐体に対して動き得るクリアランスが形成されている。
【0010】
本発明では、第1および第2の部材の双方が基板であって、接続部材がこれらの基板間を電気的に接続するコネクタである。
【0011】
本発明では、コネクタの少なくともいずれか一方の端部がこれに対応する基板に対して表面実装されている。
【0012】
本発明に係る盤面取付機器は、前記接続構造を備え、筐体が盤面に取付可能になっている。
【発明の効果】
【0013】
以上のように本発明によれば、第1および第2の部材を含む複数部材の接続構造において、接続部材の第1、第2の部材への接続個所が損傷するのを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明の一実施例による接続構造を備えたRFIDユニットの全体斜視図である。
図2】前記RFIDユニット(図1)の右側面図であって、図1のII矢視図である。
図3】前記RFIDユニット(図1)の左側面図であって、図1のIII矢視図である。
図4】前記RFIDユニット(図1)の平面図であって、図1のIV矢視図である。
図5】前記RFIDユニット(図1)の底面図であって、図1のV矢視図である。
図6図4のVI-VI線断面図である。
図7図2のVII-VII線断面図である。
図8図2のVIII-VIII線断面図である。
図9図4のIX-IX線断面図である。
図10図2のX-X線断面図である。
図10A】(a)、(b)は図10の一部拡大図である。
図11図10のXI-XI線断面図である。
図12図2のXII-XII線断面図である。
図13】前記RFIDユニット(図1)を構成するRFIDアンテナユニットの全体斜視図であって、図1中のRFIDアンテナユニットに対応する図である。
図14】前記RFIDアンテナユニット(図13)の右側面図であって、図2中のRFIDアンテナユニットに対応する図である。
図15】前記RFIDアンテナユニット(図13)の平面図であって、図4中のRFIDアンテナユニットに対応する図である。
図16図14のXVI矢視図である。
図17】前記RFIDユニット(図1)を構成するRFIDリーダーユニットの全体斜視図であって、図1中のRFIDリーダーユニットに対応する図である。
図18図17のXVIII矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図1ないし図18は、本発明の一実施例による接続構造を備えたRFIDユニットを説明するための図である。これらの図において、図1ないし図5はRFIDユニットの外観図、図6ないし図12はその断面図、図13ないし図16はRFIDユニットを構成するRFIDアンテナユニットの外観図、図17および図18はRFIDユニットを構成するRFIDリーダーユニットの外観図である。なお、説明の便宜上、以下の説明文において、「上下方向」、「上方」、「下方」とは、図1図6図9の上下方向、上方、下方を指し、「前後方向」、「軸方向」とは、図6ないし図9の左右方向を指し、「左右方向」とは、図7図8の上下方向を指すものとする。
【0016】
図1は、本実施例を採用したRFID(Radio Frequency Identification)ユニットの全体斜視図である。同図に示すように、RFIDユニット1は、RFIDアンテナユニット(以下、単に「アンテナユニット」という)2と、後述するコネクタ(接続部材)Cを介してアンテナユニット2に連結されるRFIDリーダーユニット(以下、単に「リーダーユニット」という)3とを備えている。アンテナユニット2は、図示しないRFタグに書き込まれたデータを無線で受信するためのものであり、リーダーユニット3は、アンテナユニット2で受信されたデータを読み取るためのものである。アンテナユニット2は筐体20を有し、リーダーユニット3は筐体30を有しており、アンテナユニット2にリーダーユニット3を連結したとき、筐体20、30は一体化して全体として一つの筐体を構成している。筐体20、30は、たとえば樹脂製である。
【0017】
図1のII矢視図である図2に示すように、RFIDユニット1は、ロックナット4により、たとえば制御盤やパネル等の盤面Paに取り付け可能になっている。アンテナユニット2の筐体20は、ねじ部20sを有しており、ロックナット4はねじ部20sに螺合している(図3ないし図5参照)。リーダーユニット3の筐体30は、たとえばイーサーネット等の有線LAN用のメスコネクタ(メスジャック)30aを有している(図1図2参照)。
【0018】
図4図1のIV矢視図)のVI-VI線断面図である図6、および図2のVII-VII線断面図である図7に示すように、筐体20は基板(第1の部材)S1を収容している。基板S1の実装面(図示右側面)S1aには、アンテナユニット2を機能させるための電子部品やデバイスが表面実装されている。筐体20は、筐体20の一端側に配置され、基板S1を収容するための凹部空間を有する筐体20と、筐体20の他端側に配置され、筐体20にねじ止め固定される筐体20とから構成されている。
【0019】
筐体20の内部には、たとえば発泡材等の軟質弾性部材からなるパッキン21が配置されている。パッキン21は、基板S1の実装面S1a上の外周寄りの位置において外周に沿って配設される枠状の部材である。筐体20の筐体20への取付時には、パッキン21は、筐体20と基板S1の間で圧縮変形していてパッキン21からの弾性反発力が基板S1に作用しており、これにより、基板S1は、パッキン21と筐体20の底面20aとの間で挟持されている。すなわち、基板S1は、筐体20に対してねじ止めや接着等で固着されておらず、パッキン21からの押付力に起因した摩擦力により、筐体20の底面20a上に保持されている。
【0020】
筐体20は、筐体20の他端側から軸方向に延びる筒状部20cを有しており、筒状部20cの外周面の一部にねじ部20sが形成されている。筒状部20cの内部空間には、軸方向に延びる複数(ここでは8本)のピンPが配設されている。各ピンPの基端側にはオスコネクタCmが取り付けられており、オスコネクタCmは基板S1に表面実装されている。各ピンPの先端側には、各ピンPを所定のピン間隔を維持した状態で固定する樹脂製の固定部Phが取り付けられている。オスコネクタCmおよび固定部Phは、この例では、いずれも箱形状(直方体形状)を有している。固定部Phの外周面は、全周にわたって(つまり箱形状の各側面において)筒状部20cの内周面(保持部)20caで保持されている。また、この例では、オスコネクタCmの外周面と筒状部20cの内周面20caとの間には間隙が形成されており、オスコネクタCmの外周面は筒状部20cの内周面20caで保持されていない。
【0021】
図2のX-X線断面図である図10に示すように、筐体20の内部において、基板S1の外周端面S1cと筐体20の内周壁面20cとの間には、遊びであるクリアランスeが形成されている。クリアランスeは、たとえばコンマ数ミリ~数ミリ程度の大きさである。この例では、四隅に切欠きが形成された概略矩形状の基板S1の四辺すべての端面S1cと筐体20の内周壁面20cとの間にクリアランスeが形成されている。また、基板S1には、板厚方向(同図紙面垂直方向)に貫通する2つの貫通孔S1t、S1t’が形成されている。この例では、各貫通孔S1t、S1t’はいずれも円形状であって、貫通孔S1tは貫通孔S1t’よりも大径になっている。また、貫通孔S1t、S1t’は、概略矩形状の基板S1の対角線上に配置されるとともに、それぞれ基板S1の角部寄りの位置に配置されている。
【0022】
図10のXI-XI線断面である図11に示すように、筐体20の筒状部20cにおいて、筐体20と対向する側の一端には、筐体20に向かって突出する2つのピン状突起22、22’が設けられている。各ピン状突起22、22’は、この例では、いずれも円柱状の突起であって、円形状の横断面を有している。各ピン状突起22、22’は、基板S1の各貫通孔S1t、S1t’にそれぞれ対応する位置に配置されており、筐体20を筐体20に取り付けたとき、各ピン状突起22、22’が基板S1側の対応する各貫通孔S1t、S1t’に挿入されるようになっている。
【0023】
各ピン状突起22、22’の各貫通孔S1t、S1t’への挿入時には、ピン状突起と貫通孔との間に、遊びであるクリアランスが形成されるように、貫通孔S1tの内径は対応するピン状突起22の外径よりも大きく、貫通孔S1t’の内径は対応するピン状突起22’の外径よりも大きくなっている。すなわち、図10の一部拡大図である図10A(a)、(b)に示すように、貫通孔S1tの内径とピン状突起22の外径との間には、遊びであるクリアランスeが形成されており、貫通孔S1t’の内径とピン状突起22’の外径との間には、遊びであるクリアランスe’が形成されている。これにより、基板S1は、筐体20の内部において、筐体20に対して動き得る状態におかれている。なお、図11中には、筐体20を筐体20に取り付けるための複数のねじnが示されており、図10中には、これらのねじnが螺合する複数のねじ穴nhが示されている。
【0024】
ここで、RFIDユニット1(図1)からリーダーユニット3を取り外して、アンテナユニット2単体を取り出したものを図13ないし図16に示す。図13図14図15はそれぞれ図1図2図4に対応しており、図16図14のXVI矢視図である。
【0025】
図14ないし図16に示すように、アンテナユニット2のピンPは、この例では、上下2本のピンPが左右方向に4列設けられており、上述したように8本のピンPから構成されている。各ピンPの先端は、この例では、筐体20の筒状部20cの端面から突出して延びている。筐体20の筒状部20cのねじ部20sは、筒状部20cの基端側外周面に形成されている。
【0026】
図6図13図15および図16に示すように、筐体20の筒状部20cの軸方向中央部から先端部にかけての領域において筒状部20cの外周面上には、軸方向に延びる上下一対の切欠き20cb、20cb’が形成されている。切欠き20cbは、切欠き20cb’よりも左右方向に長くなっており幅広に形成されている。各切欠き20cb、20cb’は、筒状部20cの端面に近い領域では、軸方向に平行に延びかつ所定の深さを有する平坦面となっており、筒状部20cの端面から離れた領域では、平坦面と連続しつつ徐々に深さが浅くなる平坦状の傾斜面20ccとなっている。筒状部20cの外周面上において、傾斜面20ccから若干離れた軸方向奥側(つまり筒状部20ccの基端側)には、筒状部20cを半径方向に貫通する上下一対の貫通孔(または凹部)20cdが形成されている(図6図15参照)。貫通孔20cdは、筒状部20cの半径方向に延びる立壁面を有している。
【0027】
図13ないし図16に示すように、筐体20の筒状部20cの軸方向中央部から先端部にかけての領域において筒状部20cの外周面上には、軸方向に延びる左右一対の凸条部23、23’が形成されている。凸条部23、23’はそれぞれ2つの凸条部から構成されている。図16に示すように、凸条部23を構成する2つの凸条部の間隔は、凸条部23’を構成する2つの凸条部の間隔よりも小さくなっている。
【0028】
リーダーユニット3の筐体30は、図6図7図2のVIII-VII線断面図である図8、および図4のIX-IX線断面図である図9に示すように、基板S2(第2の部材)および基板S3を収容している。基板S2は基板S1と接近する側に配置されており、基板S3は基板S1から離隔した側に配置されている。各基板S2、S3は筐体30の内部で所定間隔を隔てて対向配置されている。各基板S2、S3の実装面(図示左側面)には、リーダーユニット3を機能させるための電子部品やデバイスが表面実装されている。また、各基板S2、S3はフレキシブルケーブルFC(図8)を介して接続されている。基板S2の実装面(図示左側面)には、メスコネクタCfが表面実装されている。リーダーユニット3をアンテナユニット2に連結したとき、リーダーユニット3側のメスコネクタCfがアンテナユニット2側の筒状部20cの内周面20caに嵌合するようになっており、これにより、各ユニット2、3の連結時には、メスコネクタCfの外周面がアンテナユニット2側の筒状部20cの内周面20caで保持されるようになっている。
【0029】
また、各ユニット2、3の連結時には、図11に示すように、アンテナユニット2の筒状部20cの内部に延びる複数のピンPの先端部が、メスコネクタCfのそれぞれ対応する接続孔Cfa内に挿入されて、各接続孔Cfa内で接点に弾性係合するようになっている。
【0030】
このように、各ユニット2、3の連結時において基板S1、S2を接続する接続構造は、オスコネクタCm、ピンP、固定部PhおよびメスコネクタCfからなるコネクタCによって構成されており、基板S1、S2はこれらの間に延びる(つまり延設された)コネクタCを介して接続されている。
【0031】
図2のXII-XII線断面図である図12に示すように、筐体30の内部において、基板S2の外周端面S2cと筐体30の内周壁面30cとの間には、遊びであるクリアランスeが形成されている。クリアランスeは、たとえばコンマ数ミリ~数ミリ程度の大きさである。この例では、概略矩形状の基板S2の四辺すべての端面S2cと筐体30の内周壁面30cとの間にクリアランスeが形成されている。一方、基板S3の外周端面と筐体30の内周壁面30cとの間には、図6および図7に示すように、遊びとなるクリアランスは形成されていない。
【0032】
ここで、RFIDユニット1(図1)からアンテナユニット2を取り外して、リーダーユニット3単体を取り出したものを図17および図18に示す。図17図1に対応しており、図18図17のXVIII矢視図である。
【0033】
図17図18図1ないし図6図8図9に示すように、リーダーユニット3の筐体30において、アンテナユニット2の筐体20と対向する側の側面には、筐体20の側に向かって前後方向に張り出しかつ左右方向に延びる上下一対の弾性板部31、31’が設けられている。図17図18中、上側の弾性板部31は上方に湾曲しつつ形成(つまり上凸状に湾曲形成)されており、下側の弾性板部31’は下方に湾曲しつつ形成(つまり下凸状に湾曲形成)されている。各弾性板部31、31’は、左右方向の中央部31a、31’aに向かうほど徐々に前後方向幅狭になっており、中央部31a、31’aにおいて前後方向幅が最小になっている。各弾性板部31、31’は上下方向に弾性変形可能になっている。各弾性板部31、31’の左右両側部には、これらを上下に連結する左右一対の側板部32が配設されている。各弾性板部31、31’および各側板部32は、図17および図18に示すように、互いに連結されて枠形状に一体に形成されている。
【0034】
図17および図18に示すように、弾性板部31の中央部31aには、下方に突出する係合爪部31bが一体に設けられており、同様に、弾性板部31’の中央部には、上方に突出する係合爪部31’bが一体に設けられている。係合爪部31bは係合爪部31’bよりも左右方向に長くなっていて幅広に形成されており、係合爪部31bは、筐体20の筒状部20cの切欠き20cb(図16)に係合し得る幅寸法を有しており、係合爪部31’bは、筒状部20cの切欠き20cb’(同図)に係合し得る幅寸法を有している。また、アンテナユニット2をリーダーユニット3に連結したとき、図6に示すように、係合爪部31bは、筒状部20cの上側の貫通孔20cdに係合しており、係合爪部31’bは、筒状部20cの下側の貫通孔20cdに係合している。各係合爪部31b、31’bは、それぞれ対応する貫通孔20cdの立壁面と係合している。
【0035】
図17図18に示すように、各弾性板部31、31’および各側板部32から構成される枠体の内部には、各々円弧状に延びる左右一対の円弧状板部33が設けられている。各円弧状板部33の円弧状面33aは、筐体20の筒状部20cの外周面が係合し得る曲率を有している。各円弧状板部33の円弧状面33aには、軸方向に延びる左右一対の係合溝34、34’が設けられている。各係合溝34、34’はそれぞれ2つの係合溝から構成されている。係合溝34’の間隔は係合溝34の間隔よりも広くなっている。各係合溝34、34’は、アンテナユニット2の筒状部20cの各凸条部23、23’が係合し得る大きさを有している。
【0036】
上述のように構成されるRFIDユニット1において、アンテナユニット2をリーダーユニット3に組み付ける際には、各ユニット2、3の向きを揃えた状態で対向配置させる。このとき、リーダーユニット3の筐体30の係合爪部31b、31’bが、アンテナユニット2の筐体20の切欠き20cb、20cb’にそれぞれ対向し、アンテナユニット2の筐体20の凸条部23、23’がリーダーユニット3の筐体30の係合溝34、34’に対向している(図16図18参照)。
【0037】
アンテナユニット2をリーダーユニット3に組み付けるためには、各ユニット2、3の向きは上述した向きに限定されており、上述した向き以外では、アンテナユニット2をリーダーユニット3に組み付けることができないようになっている。これにより、アンテナユニット2側の各ピンPが、リーダーユニット3側のメスコネクタCfのそれぞれ対応する接続孔Cfaに挿入されるようになっている。
【0038】
各ユニット2、3を対向配置させた状態から、アンテナユニット2をリーダーユニット3に接近させ、アンテナユニット2の筐体20の筒状部20cの先端部をリーダーユニット3の筐体30の円弧状板部33の各円弧状面33aに沿って摺動させつつ、アンテナユニット2をリーダーユニット3の内部に向かって進入させる。
【0039】
このとき、リーダーユニット3の筐体30の係合爪部31b、31’bがアンテナユニット2の筐体20の切欠き20cb、20cb’と係合しつつ、筐体20の筒状部20cが筐体30の内部に進入する。また、このとき、アンテナユニット2の筐体20の筒状部20cの各凸条部23、23’がリーダーユニット3の筐体30の各係合溝34、34’と係合しつつ、筐体20の筒状部20cが筐体30の内部に進入する。
【0040】
係合爪部31b、31’bが切欠き20cb、20cb’に沿って進む際には、係合爪部31bが切欠き20cbの傾斜面20ccに沿って移動するが、このとき、弾性板部31は、傾斜面20ccにより徐々に持ち上げられて、上方に弾性変形する。同様に、係合爪部31’bが切欠き20cb’の傾斜面20ccに沿って移動するとき、弾性板部31’は、傾斜面20ccにより徐々に押し下げられて、下方に弾性変形する。そして、筐体20の筒状部20cが筐体30の内部にさらに進入すると、弾性板部31、31’が元の状態に戻ろうとする力により、筐体30の各係合爪部31b、31’bが筐体20の各貫通孔20cdに挿入されて、各貫通孔20cdの各立壁面に係合する。また、このとき、筐体20の筒状部20c内の各ピンPは、筐体30のメスコネクタCfの各接続孔Cfaに挿入されて、各接続孔Cfa内で接点に弾性係合する。
【0041】
このようにして、RFIDユニット1が組み立てられる。組立後は、リーダーユニット3のメスコネクタ30aにLANケーブルを接続し、電源配線を行う。
【0042】
なお、RFIDユニット1を盤面Pa(図2)に取り付ける場合には、ロックナット4を外した状態でアンテナユニット2を盤面Paに形成した取付孔に挿入し、裏面側からロックナット4を締め付けることでアンテナユニット2を盤面Paに締付固定した後、アンテナユニット2にリーダーユニット3を連結させるようにすればよい。
【0043】
次に、リーダーユニット3をアンテナユニット2から取り外す際には、図18中に矢印で示すように、リーダーユニット3の筐体30の各側板部32に左右から押付力Fを作用させる。この操作は、たとえば作業者が各側板部32を左右から指で挟み込むことにより可能である。押付力Fが作用すると、図18中の一点鎖線で示すように、弾性板部31が上方に向かって湾曲変形するとともに、弾性板部31’が下方に向かって湾曲変形する。このような湾曲変形は、各弾性板部31、31’の中央部31a、31’aが幅狭になっていることで、曲げ剛性が小さく曲がりやすくなっているので、容易に行われる。各弾性板部31、31’が互いに離れる側に向かって上下に移動することで、弾性板部31の中央部31aの係合爪部31bが筐体20の筒状部20cの貫通孔20cdから離れ、同様に、弾性板部31’の中央部31’aの係合爪部31’bが筐体20の筒状部20cの貫通孔20cdから離れる。この状態から、アンテナユニット2およびリーダーユニット3を互いに離反させる方向に移動させることにより、リーダーユニット3がアンテナユニット2から取り外される。
【0044】
このように本実施例によれば、図6図7に示すように、ピンPの先端側で各ピンPを固定する固定部Phがアンテナユニット2の筐体20の筒状部20cの内周面で保持されているので、アンテナユニット2をリーダーユニット3に取り付ける際にアンテナユニット2側のピンPの先端に外力が作用したとき、ピンPの先端が変形するのを防止でき、これにより、ピンPおよびオスコネクタCmの基板S1への接続個所が損傷したり、パッド剥がれを起こしたりするのを防止できる。
【0045】
しかも、この場合には、図10図10Aおよび図11に示すように、筐体20側のピン状突起22、22’が基板S1の貫通孔S1t、S1t’に対して遊びとなるクリアランスe、e’を介して挿入されているので、ピンPを介して基板S1に力が作用した際に、基板S1が筐体20に対して動くことができ、これにより、基板S1に作用する力を吸収して、基板S1の実装面に大きな力が作用するのを防止し、その結果、ピンPおよびオスコネクタCmの基板S1への接続個所が損傷したり、パッド剥がれを起こしたりするのを確実に防止できる。
【0046】
さらに、この場合、図6図7図11および図12に示すように、筐体30の内部において、基板S2の外周端面S2cと筐体30の内周壁面30cとの間に遊びとなるクリアランスeが形成されているので、アンテナユニット2をリーダーユニット3に取り付ける際にアンテナユニット2側のピンPの先端からメスコネクタCfに外力が作用したとき、基板S2が筐体30に対して動くことができ、これにより、基板S2に作用する力を吸収して、基板S2の実装面に大きな力が作用するのを防止し、その結果、メスコネクタCfの基板S2への接続個所が損傷したり、パッド剥がれを起こしたりするのを防止できる。
【0047】
また、アンテナユニット2をリーダーユニット3に取り付けてRFIDユニット1を組み立てた後、リーダーユニット3のメスコネクタ30aにLANケーブルを接続したり、メスコネクタ30aからLANケーブルを引き抜いたりする際には、筐体30を介して基板S2に力が作用する。ところが、この場合には、基板S2の外周端面S2cと筐体30の内周壁面30cとの間にクリアランスeが形成されているので、筐体30に作用した力がそのまま基板S2に作用するのを防止でき、これにより、メスコネクタCfを介して基板S2の実装面に大きな力が作用するのを防止できる。その結果、メスコネクタCfの基板S2への接続個所が損傷したり、パッド剥がれが生じたりするのを防止できる。
【0048】
〔第1の変形例〕
前記実施例では、コネクタCにより2つの基板S1、S2が接続される接続構造について説明したが、本発明は、3つ以上の基板が接続される接続構造にも適用できる。たとえば、前記実施例において、基板S2、S3間の接続をフレキシブルケーブルFCではなく、基板S1、S2間の接続と同様に、コネクタCにより接続するようにしてもよい。このような接続は、各基板S2、S3が離隔配置されているようなアプリケーションに好適である。
【0049】
〔第2の変形例〕
前記実施例では、ピンPの先端側に配置された固定部Phの外周面の全周にわたって、筒状部20cの内周面20caで保持された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。固定部Phは、外周面の一部において(すなわち、箱形状の4つの側面のうちの一部の側面において)筒状部20cの内周面20caで保持されるようにしてもよい。
【0050】
〔第3の変形例〕
前記実施例では、ピンPの基端側のオスコネクタCmが筒状部20cの内周面20caで保持されていない例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。ピンPの基端側のオスコネクタCmの外周面についても、筒状部20cの内周面20caで保持されるようにしてもよい。なお、前記実施例およびこの第3の変形例のいずれの例においても、筒状部20cの内周面(保持部)20caは、コネクタ(接続部材)Cの長手方向の端部(つまり延設方向の一部)を保持しているといえる。
【0051】
〔第4の変形例〕
前記実施例では、ピンPの長手方向の一部が筒状部20cの内周面20caで保持されるようにした例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。オスコネクタCmおよび固定部Phを長手方向に延長して連結し一体化することにより、すなわち、各ピンPに沿って長手方向に延びる長尺のオスコネクタを設け、オスコネクタを筒状部20cの内周面20caで保持するようにしてもよい。この場合、内周面20caによる保持領域は、オスコネクタの長手方向の全長でも一部でもよく、また周方向の全周でも一部でもよい。
【0052】
〔第5の変形例〕
前記実施例では、ピンPのオスコネクタCmが基板S1に表面実装されるとともに、メスコネクタCfが基板S2に表面実装された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。オスコネクタCmまたはメスコネクタCfのいずれか一方(つまり、コネクタCのいずれか一方の端部)は、対応する各基板S1、S2に対して表面実装されずに、スルーホールを介して接続されるディスクリート型の接続構造を採用してもよい。
【0053】
〔第6の変形例〕
前記実施例では、基板S1にオスコネクタCmを配置し、基板S2にメスコネクタCfを配置した例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。これらのコネクタCm、Cfの少なくともいずれか一方は省略してもよい。その場合、コネクタが省略された側の基板では、ピンの基端または先端が直接基板に取り付けられることになる。
【0054】
〔第7の変形例〕
前記実施例では、各ピン状突起22、22’が筐体20の側に設けられた例を示したが、各ピン状突起22、22’は筐体20の側に設けられていてもよい。この場合には、たとえば、筐体20の底面20aから軸方向に突出するように形成した突起から各ピン状突起22、22’が構成される。
【0055】
〔第8の変形例〕
前記実施例では、基板S1と筐体20の間および基板S2と筐体30の間の双方に、各基板S1、S2がそれぞれ筐体20、30に対して動き得るクリアランスが形成された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。これらのクリアランスは基板S1またはS2のいずれか一方にのみ設けるようにしてもよい。
【0056】
〔第9の変形例〕
前記実施例では、接続部材として、基板S1、S2間を電気的に接続するコネクタCを例にとって説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。接続対象は基板に限定されるものではなく、本発明は、2つの部材を機械的に連結する接続部材全般に適用可能である。
【0057】
〔その他の変形例〕
上述した実施例および各変形例はあらゆる点で本発明の単なる例示としてのみみなされるべきものであって、限定的なものではない。本発明が関連する分野の当業者は、本明細書中に明示の記載はなくても、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施例を構築し得る。
【0058】
〔他の適用例〕
本発明の適用は、上述したRFIDユニットの接続構造には限定されない。本発明は、たとえば生体認証(例:指紋認証、顔認証、虹彩認証、網膜認証、静脈認証等)のための生体データや外部情報を取得するセンサと、センサで取得されたデータや情報を処理する処理ユニットとの間の接続構造にも同様に適用可能であり、データ量や情報量が多く、信号線が多い、すなわち、ピン数やコネクタ数等の極数が多い接続構造に好適である。これは、極数が増えるほど、ピンやコネクタの抜き差し時に基板に対して大きな力が作用することになるからである。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明は、複数部材の接続構造に有用である。
【符号の説明】
【0060】
1: RFIDユニット(盤面取付機器)

2: RFIDアンテナユニット
20: 筐体
20ca: 内周面(保持部)

3: RFIDリーダーユニット
30: 筐体

S1: 基板(第1の部材)
S2: 基板(第2の部材)

C: コネクタ(接続部材)
P: ピン
Cm: オスコネクタ
Ph: 固定部
Cf: メスコネクタ

Pa: 盤面

、e、e’、e: クリアランス
【先行技術文献】
【特許文献】
【0061】
【特許文献1】特開2000-294317号公報(段落[0002]~[0005]、図8参照)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図10A
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
【手続補正書】
【提出日】2024-02-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1および第2の基板の接続構造であって、
前記第1の基板が長手方向に延びる第1のコネクタを有し、前記第2の基板が前記第1のコネクタに接続可能な第2のコネクタを有しており、
前記第1の基板が第1の筐体に収容され、前記第2の基板が第2の筐体に収容されており、
前記第1の筐体が、前記第1の基板を収容する第1の収容空間を内部に有するとともに、軸方向外方に突出しつつ延びる筒状部を有し、前記第1の収容空間に収容された前記第1の基板が間隔を隔てて前記筒状部に対向配置されており、前記筒状部が、前記第1のコネクタを収容する第1’の収容空間を有し、前記第1’の収容空間が前記第1の収容空間に連通しており、
前記第2の筐体が、前記第2の基板を収容する第2の収容空間を内部に有し、前記第1の筐体の前記筒状部が係合可能な係合部を有するとともに、前記第2のコネクタが前記筒状部の前記第1’の収容空間に挿入可能になっており、
前記第1の基板が、前記第1の筐体の前記第1の収容空間において、前記筒状部の軸方向に直交する方向に移動し得るクリアランスを有するとともに、前記第1の収容空間に配設された軟質弾性部材により、軸方向に弾性支持されており、
前記第1の筐体の前記筒状部が前記第2の筐体の前記係合部に係合した状態において、前記第1の筐体が前記第2の筐体に連結されるとともに、前記第1の基板が前記筒状部との間に間隔を隔てて配置され、前記第2のコネクタが前記第1’の収容空間に挿入されて前記筒状部の保持部により保持されており、前記第1のコネクタが前記第2のコネクタに接続されることで前記第1および第2の基板が前記第1および第2のコネクタを介して接続されている
ことを特徴とする接続構造。
【請求項2】
請求項1において、
前記第2の筐体は、外部からのケーブルが抜き差し可能なメスコネクタを有している
ことを特徴とする接続構造。
【請求項3】
請求項1において、
前記第1の筐体の前記筒状部が軸方向内方に突出する突起を有し、前記突起が、前記第1の基板に形成された貫通孔に対して、前記第1の基板が動き得るように挿入されている
ことを特徴とする接続構造。
【請求項4】
請求項1において、
前記第1の筐体の前記筒状部の外周には、軸方向に延びる凸条部が設けられ、前記第2の筐体の前記係合部には、軸方向に延びかつ前記凸条部が係脱可能に係合し得る係合溝が形成されている
ことを特徴とする接続構造。
【請求項5】
請求項において、
前記第1の筐体の前記筒状部の外周面が、前記第1の筐体を盤面にねじ止め固定するためのねじ部を有している
ことを特徴とする接続構造。
【請求項6】
請求項1において、
前記筒状部の前記第1’の収容空間が、前記筒状部の基端側から先端近傍まで徐々に小径となるテーパー状面を有している、
ことを特徴とする接続構造。
【請求項7】
請求項1において、
前記第1および第2のコネクタの少なくともいずれか一方の端部がこれらに対応する前記第1および第2の基板に対して表面実装されている、
ことを特徴とする接続構造。
【請求項8】
請求項1に記載の前記接続構造を備え、前記第1および第2の筐体が盤面に取付可能になっている盤面取付機器。
【請求項9】
請求項8において、
前記盤面取付機器がRFIDユニットであって、
前記第1の基板およびこれを収容する前記第1の筐体がRFIDアンテナユニットを構成し、前記第2の基板およびこれを収容する前記第2の筐体がRFIDリーダーユニットを構成している、
ことを特徴とする盤面取付機器。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明は、第1および第2の基板の接続構造である。第1の基板は長手方向に延びる第1のコネクタを有し、第2の基板は第1のコネクタに接続可能な第2のコネクタを有している。第1の基板は第1の筐体に収容され、第2の基板は第2の筐体に収容されている。第1の筐体は、第1の基板を収容する第1の収容空間を内部に有するとともに、軸方向外方に突出しつつ延びる筒状部を有し、第1の収容空間に収容された第1の基板が間隔を隔てて筒状部に対向配置されている。筒状部は、第1のコネクタを収容する第1’の収容空間を有し、第1’の収容空間が第1の収容空間に連通している。第2の筐体は、第2の基板を収容する第2の収容空間を内部に有し、第1の筐体の筒状部が係合可能な係合部を有するとともに、第2のコネクタが筒状部の第1’の収容空間に挿入可能になっている。第1の基板は、第1の筐体の第1の収容空間において、筒状部の軸方向に直交する方向に移動し得るクリアランスを有するとともに、第1の収容空間に配設された軟質弾性部材により、軸方向に弾性支持されている。第1の筐体の筒状部が第2の筐体の係合部に係合した状態において、第1の筐体が第2の筐体に連結されるとともに、第1の基板が筒状部との間に間隔を隔てて配置され、第2のコネクタが第1’の収容空間に挿入されて筒状部の保持部により保持されており、第1のコネクタが第2のコネクタに接続されることで第1および第2の基板が第1および第2のコネクタを介して接続されている
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本発明においては、第1、第2の基板第1および第2のコネクタを介して接続されており、このとき、第2のコネクタが保持部で保持されている。第1および第2のコネクタの接続時において、第2のコネクタに力が作用した際には、第2のコネクタが保持部で保持されていることで、第1および第2のコネクタが変形したり、第1および第2のコネクタの第1、第2の基板への接続個所に大きな力が作用して接続個所が損傷したりするのを防止できる。しかも、本発明によれば、第1の基板第1の筐体との間に軸方向と直交する方向のクリアランスが形成されているので、第1および第2のコネクタを介して第1の基板に力が作用したとき、第1の筐体との間のクリアランスを介して第1の基板第1の筐体に対して動き得るようになっている。これにより、第1の基板に作用する力を吸収できる。その結果、第1および第2のコネクタの第1、第2の基板への接続個所が損傷するのを確実に防止できる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
本発明では、第2の筐体が、外部からのケーブルが抜き差し可能なメスコネクタを有している
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
本発明では、第1の筐体の筒状部が軸方向内方に突出する突起を有し、突起が、第1の基板に形成された貫通孔に対して、第1の基板が動き得るように挿入されている。また、本発明では、第1の筐体の筒状部の外周には、軸方向に延びる凸条部が設けられ、第2の筐体の係合部には、軸方向に延びかつ凸条部が係脱可能に係合し得る係合溝が形成されている
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
本発明では、第1の筐体の筒状部の外周面が、第1の筐体を盤面にねじ止め固定するためのねじ部を有している。また、本発明では、筒状部の第1’の収容空間が、筒状部の基端側から先端近傍まで徐々に小径となるテーパー状面を有している
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
本発明では、第1および第2のコネクタの少なくともいずれか一方の端部がこれらに対応する第1および第2の基板に対して表面実装されている
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
本発明に係る盤面取付機器は、前記接続構造を備え、第1および第2の筐体が盤面に取付可能になっている。また、本発明では、盤面取付機器がRFIDユニットであって、第1の基板およびこれを収容する第1の筐体がRFIDアンテナユニットを構成し、第2の基板およびこれを収容する第2の筐体がRFIDリーダーユニットを構成している。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0013】
以上のように本発明によれば、第1および第2の基板の接続構造において、第1および第2のコネクタの第1、第2の基板への接続個所が損傷するのを確実に防止できる。