特開 2024-66925 基板対基板接続構造及び電子機器

(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】P2024066925

(43)【公開日】2024-05-16

(54)【発明の名称】基板対基板接続構造及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/533 20060101AFI20240509BHJP

   H05K 3/36 20060101ALI20240509BHJP

   H05K 1/14 20060101ALI20240509BHJP

   H01R 12/72 20110101ALN20240509BHJP

【ＦＩ】

H01R13/533 D

H05K3/36 Z

H05K1/14 E

H01R12/72

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022176726

(22)【出願日】2022-11-02

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100149249

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 達也

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 辰朗

(72)【発明者】

【氏名】志村 徹

(72)【発明者】

【氏名】堀 祐一

【テーマコード（参考）】

5E087

5E223

5E344

【Ｆターム（参考）】

5E087EE02

5E087FF06

5E087MM02

5E087RR15

5E223AA13

5E223AB45

5E223AC05

5E223BA07

5E223CD01

5E223DB08

5E223EA03

5E344AA08

5E344AA12

5E344BB02

5E344CD18

5E344DD09

5E344EE16

5E344EE30

(57)【要約】

【課題】優れた耐振動性又は耐衝撃性を実現し易い基板対基板接続構造及び電子機器を提供する。
【解決手段】第１基板２ａに実装される第１コネクタ３ａと、第２基板２ｂに実装され、第１コネクタ３ａに接続される第２コネクタ３ｂとを有し、第１コネクタ３ａと第２コネクタ３ｂの一方が、１行以上又は１列以上を含む行列をなすように配置される複数のレセプタクルを有し、前記複数のレセプタクルが、第１コネクタ３ａと第２コネクタ３ｂの他方との間で所定の信号を伝達する第１レセプタクル５ａと、第１レセプタクル５ａに隣接せず、第１コネクタ３ａと第２コネクタ３ｂの他方との間で前記所定の信号を伝達する第２レセプタクル５ｂとを有する、基板対基板接続構造１。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板に実装される第１コネクタと、第２基板に実装され、前記第１コネクタに接続される第２コネクタとを有し、
前記第１コネクタと前記第２コネクタの一方が、１行以上又は１列以上を含む行列をなすように配置される複数のレセプタクルを有し、
前記複数のレセプタクルが、前記第１コネクタと前記第２コネクタの他方との間で所定の信号を伝達する第１レセプタクルと、前記第１レセプタクルに隣接せず、前記第１コネクタと前記第２コネクタの他方との間で前記所定の信号を伝達する第２レセプタクルとを有する、基板対基板接続構造。

【請求項2】

前記第１レセプタクルと前記第２レセプタクルが行方向と列方向の何れにも互いにずらして配置される、請求項１に記載の基板対基板接続構造。

【請求項3】

行方向又は列方向において前記第１レセプタクルと前記第２レセプタクルの一方から前記第１レセプタクルと前記第２レセプタクルの他方に向かう経路上に、接続端子を有さないレセプタクルが配置される、請求項１に記載の基板対基板接続構造。

【請求項4】

請求項１～３の何れか１項に記載の基板対基板接続構造と筐体とを有し、
前記第１基板が前記筐体に固定され、
前記第２基板が前記第１基板に対して角度をなすように配置され、前記筐体に固定される、電子機器。

【請求項5】

請求項４に記載の電子機器であって、前記筐体に接続される、配管内の流量を検出する検出器を有する、流量計として構成される、電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は基板対基板接続構造及び電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

流量計などの電子機器における基板の配置については、耐振動性又は耐衝撃性を実現するために種々の対策が検討されている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－１２２３２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

基板と基板をコネクタ部を介して接続する構造、すなわち基板対基板接続構造においても、耐振動性又は耐衝撃性が所定の要件を満足しない場合がある。

【0005】

そこで本開示の目的は、優れた耐振動性又は耐衝撃性を実現し易い基板対基板接続構造及び電子機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は以下のとおりである。

【0007】

［１］
第１基板に実装される第１コネクタと、第２基板に実装され、前記第１コネクタに接続される第２コネクタとを有し、
前記第１コネクタと前記第２コネクタの一方が、１行以上又は１列以上を含む行列をなすように配置される複数のレセプタクルを有し、
前記複数のレセプタクルが、前記第１コネクタと前記第２コネクタの他方との間で所定の信号を伝達する第１レセプタクルと、前記第１レセプタクルに隣接せず、前記第１コネクタと前記第２コネクタの他方との間で前記所定の信号を伝達する第２レセプタクルとを有する、基板対基板接続構造。

【0008】

［２］
前記第１レセプタクルと前記第２レセプタクルが行方向と列方向の何れにも互いにずらして配置される、［１］に記載の基板対基板接続構造。

【0009】

［３］
行方向又は列方向において前記第１レセプタクルと前記第２レセプタクルの一方から前記第１レセプタクルと前記第２レセプタクルの他方に向かう経路上に、接続端子を有さないレセプタクルが配置される、［１］又は［２］に記載の基板対基板接続構造。

【0010】

［４］
［１］～［３］の何れか１項に記載の基板対基板接続構造と筐体とを有し、
前記第１基板が前記筐体に固定され、
前記第２基板が前記第１基板に対して角度をなすように配置され、前記筐体に固定される、電子機器。

【0011】

［５］
［４］に記載の電子機器であって、接続される、配管内の流量を検出する検出器を有する、流量計として構成される、電子機器。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、優れた耐振動性又は耐衝撃性を実現し易い基板対基板接続構造及び電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施形態に係る基板対基板接続構造を示す模式図である。

【図2】図１に示す第１基板の平面図である。

【図3A】図１に示す基板対基板接続構造における第１コネクタと第２コネクタの接続状態を示す模式図である。

【図3B】図３Ａに示す状態から行方向の一方側に振動又は衝撃が加わった時の状態を示す模式図である。

【図3C】図３Ａに示す状態から行方向の他方側に振動又は衝撃が加わった時の状態を示す模式図である。

【図4】図１に示す基板対基板接続構造を有する電子機器の一例を示す模式図である。

【図5】図４に示す電子機器の一例としての流量計を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本開示の実施形態を詳細に例示説明する。

【0015】

図１～図２に示すように、一実施形態に係る基板対基板接続構造１は、第１基板２ａに実装される第１コネクタ３ａと、第２基板２ｂに実装され、第１コネクタ３ａに接続される第２コネクタ３ｂとを有する。第１コネクタ３ａは、１行以上又は１列以上を含む行列をなすように配置される複数のレセプタクル（レセプタクル群４ともいう）を有する。レセプタクル群４は、第２コネクタ３ｂとの間で所定の信号（第１信号ともいう）を伝達する第１レセプタクル５ａと、第１レセプタクル５ａに隣接せず、第２コネクタ３ｂとの間で第１信号を伝達する第２レセプタクル５ｂとを有する。

【0016】

このような構成によれば、第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂによる信号の伝達の冗長化により、振動又は衝撃によって信号の伝達不良が生じることを抑制し易くできる。また、第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂが隣接しないことにより、第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの距離を大きくし易くできるので、振動又は衝撃によって第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの両方で信号の伝達不良が生じることを抑制し易くできる。したがって、優れた耐振動性又は耐衝撃性を実現し易くできる。

【0017】

なお、上記構成に代えて、第２コネクタ３ｂが、１行以上又は１列以上を含む行列をなすように配置されるレセプタクル群４を有し、レセプタクル群４が、第１コネクタ３ａとの間で第１信号を伝達する第１レセプタクル５ａと、第１レセプタクル５ａに隣接せず、第１コネクタ３ａとの間で第１信号を伝達する第２レセプタクル５ｂとを有する構成としてもよい。

【0018】

基板対基板接続構造１は例えば、図４に示すように、電子機器６に設けられる。電子機器６は、基板対基板接続構造１と筐体７とを有する。第１基板２ａは筐体７に第１固定部８ａを介して固定され、第２基板２ｂは第１基板２ａに対して角度をなすように配置され、筐体７に第２固定部８ｂを介して固定される。このような構成によれば、筐体７を介して基板対基板接続構造１に伝達される振動又は衝撃に対し、優れた耐振動性又は耐衝撃性を実現し易くできる。第１固定部８ａは複数のネジ９を有するがこれに限らない。第２固定部８ｂは複数のネジ９とブラケット１０を有するがこれに限らない。

【0019】

第１基板２ａに実装される第１コネクタ３ａはトップアングル型であり、第２基板２ｂに実装される第２コネクタ３ｂはライトアングル型である。したがって、上記角度は直角である。なお第１コネクタ３ａと第２コネクタ３ｂはこのような型式に限らず、上記角度は直角に限らない。また、第１基板２ａと第２基板２ｂは互いに角度をなすように配置される構成に限らず、互いに平行に配置される構成としてもよい。例えば、第１コネクタ３ａと第２コネクタ３ｂをいずれもトップアングル型又はライトアングル型としてもよい。電子機器６は、２つ以上の基板対基板接続構造１を有してもよい。

【0020】

電子機器６は例えば、図５に示すような流量計１１として構成される。流量計１１は、筐体７に接続される、配管１２内の流量を検出する検出器１３を有する。このような構成によれば、配管１２から検出器１３と筐体７をこの順に介して基板対基板接続構造１に伝達される（例えば、配管１２に接続されたポンプ、配管固有の振動、ウォーターハンマーなどに起因する）振動又は衝撃に対し、優れた耐振動性又は耐衝撃性を実現し易くできる。検出器１３は、配管１２の第１部分１２ａと第２部分１２ｂとの間に接続される型式であるが、これに限らない。流量計１１の種類は特に限定されず、例えば電磁流量計、コリオリ式流量計、渦流量計などである。

【0021】

なお、電子機器６は流量計１１以外のフィールド機器であってもよい。フィールド機器は、プラントなどにおいて、一般的に振動又は衝撃に晒されることが多いフィールド環境下で使用される計測機器などの機器である。なおプラントは特に限定されず、例えば、化学等の工業プラント、ガス田、油田等の井戸元又はその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光、風力等の環境発電を管理制御するプラント、上下水、ダム等を管理制御するプラントなどである。このような構成によれば、フィールド環境から基板対基板接続構造１に伝達される振動又は衝撃に対し、優れた耐振動性又は耐衝撃性を実現し易くできる。

【0022】

第１信号は特に限定されないが例えば、外部機器との間の通信信号（例えば、第２基板２ｂで処理され、第１基板２ａを介して外部機器との間で伝達される信号）、検出器からの入力信号、検出値出力信号（例えば、検出器からの入力信号を処理して得られた信号）、接点入出力信号などである。

【0023】

図２に示すように、第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂは、行方向Ｄｒと列方向Ｄｃの何れにも互いにずらして配置される。このような構成によれば、第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの距離をより一層大きくし易くできるので、振動又は衝撃によって第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの両方で信号の伝達不良が生じることをより一層抑制し易くできる。

【0024】

なお、第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの配置はこれに限らず、同じ行に互いに隣接しないように（例えば、レセプタクル群４が１行３列のレセプタクルを有する構成の場合に２列目を飛ばして１列目と３列目に）配置してもよいし、同じ列に互いに隣接しないように（例えば、レセプタクル群４が３行１列のレセプタクルを有する構成の場合に２行目を飛ばして１行目と３行目に）配置してもよい。

【0025】

列方向Ｄｃにおいて第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの一方から第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの他方に向かう経路上に、接続端子を有さないレセプタクルが配置される。より具体的には、列方向Ｄｃにおいて第１レセプタクル５ａから第２レセプタクル５ｂに向かう経路上に、接続端子を有さない第３レセプタクル１４ａが配置され、列方向Ｄｃにおいて第２レセプタクル５ｂから第１レセプタクル５ａに向かう経路上に、接続端子を有さない第４レセプタクル１４ｂが配置される。

【0026】

このような構成によれば、第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの距離をより一層大きくし易くできるので、振動又は衝撃によって第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの両方で信号の伝達不良が生じることをより一層抑制し易くできる。また、第１信号のための、防爆規格、安全規格などに規定される離隔距離（つまり、第１レセプタクル及び第２レセプタクルと他のレセプタクルとの間の離隔距離）の要件を満足し易くできる。

【0027】

レセプタクル群４は、第２コネクタ３ｂとの間で第１信号と対をなす第２信号を伝達する第５レセプタクル１５ａと、第５レセプタクル１５ａに隣接せず、第２コネクタ３ｂとの間で第２信号を伝達する第６レセプタクル１５ｂとを有する。第１信号と第２信号は所定の差動伝送やシングルエンド伝送などによる通信信号（所定の通信信号ともいう）を構成する。このような構成によれば、優れた耐ノイズ性を実現し易くできる。

【0028】

第５レセプタクル１５ａと第６レセプタクル１５ｂは、行方向Ｄｒと列方向Ｄｃの何れにも互いにずらして配置される。また、列方向Ｄｃにおいて第５レセプタクル１５ａから第６レセプタクル１５ｂに向かう経路上に、接続端子を有さない第４レセプタクル１４ｂが配置され、列方向Ｄｃにおいて第６レセプタクル１５ｂから第５レセプタクル１５ａに向かう経路上に、接続端子を有さない第３レセプタクル１４ａが配置される。

【0029】

上記所定の通信信号を伝達するための第１レセプタクル５ａ、第２レセプタクル５ｂ、第５レセプタクル１５ａ及び第６レセプタクル１５ｂと、他のレセプタクルとの間には、接続端子を有さないレセプタクルが配置される。より具体的には、第２レセプタクル５ｂと第７レセプタクル１６ａとの間に、接続端子を有さない第８レセプタクル１７ａが配置され、第６レセプタクル１５ｂと第９レセプタクル１６ｂとの間に、接続端子を有さない第１０レセプタクル１７ｂが配置される。このような構成によれば、上記所定の通信信号のための、防爆規格、安全規格などに規定される離隔距離の要件を満足し易くできる。

【0030】

なおレセプタクル群４は、第５レセプタクル１５ａと第６レセプタクル１５ｂを有する構成に限らない。レセプタクル群４は、２つ以上の通信信号を伝達可能に構成してもよい。

【0031】

レセプタクル群４は、図２、図３Ａに示すように、第１レセプタクル列１８ａと第２レセプタクル列１８ｂを有し、第１レセプタクル列１８ａの接続端子の接点１９ａは（当該接続端子から見て）行方向Ｄｒの一方側に配置され、第２レセプタクル列１８ｂの接続端子の接点１９ｂは（当該接続端子から見て）行方向Ｄｒの他方側に配置される。このような構成によれば、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、振動又は衝撃が行方向Ｄｒの一方側と他方側の何れに加わった場合でも、第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの何れか一方の接点での接触状態を維持し易くできるので、第１信号の伝達不良（例えば、接点での電気抵抗上昇による信号の微弱化又は瞬断）が生じることをより一層抑制し易くできる。なお、この効果は第２信号（第５レセプタクル１５ａと第６レセプタクル１５ｂ）についても同様である。しかし、レセプタクル群４はこのような構成に限らない。

【0032】

なおレセプタクル群４は、１つのみのレセプタクル列を有する構成としてもよい。またこの場合、第１レセプタクル５ａと第２レセプタクル５ｂの間に、接続端子を有さないレセプタクルが配置される構成としてもよい。レセプタクル群４は、３つ以上のレセプタクル列を有する構成としてもよい。

【0033】

レセプタクル群４は、前述した各構成において行と列を入れ替えた構成としてもよい。

【0034】

本開示は前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【0035】

したがって、前述した実施形態に係る基板対基板接続構造１は、第１基板２ａに実装される第１コネクタ３ａと、第２基板２ｂに実装され、第１コネクタ３ａに接続される第２コネクタ３ｂとを有し、第１コネクタ３ａと第２コネクタ３ｂの一方が、１行以上又は１列以上を含む行列をなすように配置される複数のレセプタクルを有し、前記複数のレセプタクルが、第１コネクタ３ａと第２コネクタ３ｂの他方との間で所定の信号を伝達する第１レセプタクル５ａと、第１レセプタクル５ａに隣接せず、第１コネクタ３ａと第２コネクタ３ｂの他方との間で前記所定の信号を伝達する第２レセプタクル５ｂとを有する、基板対基板接続構造１である限り、種々変更可能である。

【符号の説明】

【0036】

１ 基板対基板接続構造
２ａ 第１基板
２ｂ 第２基板
３ａ 第１コネクタ
３ｂ 第２コネクタ
４ レセプタクル群
５ａ 第１レセプタクル
５ｂ 第２レセプタクル
６ 電子機器
７ 筐体
８ａ 第１固定部
８ｂ 第２固定部
９ ネジ
１０ ブラケット
１１ 流量計
１２ 配管
１２ａ 第１部分
１２ｂ 第２部分
１３ 検出器
１４ａ 第３レセプタクル
１４ｂ 第４レセプタクル
１５ａ 第５レセプタクル
１５ｂ 第６レセプタクル
１６ａ 第７レセプタクル
１６ｂ 第９レセプタクル
１７ａ 第８レセプタクル
１７ｂ 第１０レセプタクル
１８ａ 第１レセプタクル列
１８ｂ 第２レセプタクル列
１９ａ 第１レセプタクル列の接続端子の接点
１９ｂ 第２レセプタクル列の接続端子の接点
Ｄｃ 列方向
Ｄｒ 行方向

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】