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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-07
(45)【発行日】2024-10-16
(54)【発明の名称】基板モジュール及び電気接続箱
(51)【国際特許分類】
   H01R 12/71 20110101AFI20241008BHJP
   H02G 3/16 20060101ALI20241008BHJP
   H05K 7/20 20060101ALI20241008BHJP
【FI】
H01R12/71
H02G3/16
H05K7/20 F
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2021111425
(22)【出願日】2021-07-05
(65)【公開番号】P2023008124
(43)【公開日】2023-01-19
【審査請求日】2023-11-28
(73)【特許権者】
【識別番号】395011665
【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所
(73)【特許権者】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(74)【代理人】
【識別番号】100117662
【弁理士】
【氏名又は名称】竹下 明男
(74)【代理人】
【氏名又は名称】福市 朋弘
(72)【発明者】
【氏名】高見澤 駿
【審査官】石田 佳久
(56)【参考文献】
【文献】特開平11-144823(JP,A)
【文献】特開2017-010807(JP,A)
【文献】実開平07-022476(JP,U)
【文献】特開2015-005401(JP,A)
【文献】特開2000-251989(JP,A)
【文献】特開2018-206623(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01R 12/71
H02G 3/16
H05K 7/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1回路を有する第1基板と、
前記第1基板に設けられた第1コネクタと、
を備え、
前記第1コネクタが第2コネクタに接続され、
前記第1基板に貫通孔が形成され、
前記第1コネクタが、前記貫通孔に配置されたコネクタハウジングと、第1端子とを含み、
前記第1端子は、前記第1回路に電気的及び機械的に接続された第1基板側端部と、前記コネクタハウジングに保持された第1端子部と、前記第1基板側端部と前記第1端子部との間に設けられ、前記コネクタハウジングから前記第2コネクタとは反対側から視て露出する放熱部とを含み、
前記第1コネクタと前記第2コネクタとの接続方向において、前記第1コネクタとは反対側から前記放熱部に接する受部をさらに備え、
前記第1端子は、前記第1端子部の基端部から前記受部側に向って延びる垂下部と、前記垂下部の端部から当該垂下部と交差する方向に延びる横延在部と、前記第1基板側端部と前記横延在部との間に設けられ、前記第1端子部よりも変形容易な応力吸収部を有し、
前記第1端子部の基端側に向う力が前記受部で受止められるように、前記垂下部の端部側で前記横延在部が前記受部に接している、基板モジュール。
【請求項2】
請求項1に記載の基板モジュールであって、
前記第1基板に対して間隔をあけて設けられる第2回路を有する第2基板に設けられた前記第2コネクタをさらに備え、
前記第2コネクタは、前記第2回路に電気的及び機械的に接続された第2基板側端部と、前記第1基板と前記第2基板との接近により前記第1端子部に接続される第2端子部とを含む第2端子を有する、基板モジュール。
【請求項3】
請求項2に記載の基板モジュールであって、
前記第2基板側端部は、前記第2基板に対して前記第1基板側で前記第2回路に電気的及び機械的に接続されている、基板モジュール。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の基板モジュールであって、
前記放熱部は、前記コネクタハウジングに対して前記第2コネクタとは反対側に出ている、基板モジュール。
【請求項5】
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の基板モジュールであって、
前記放熱部は、放熱促進部材に伝熱可能な状態で接触している、基板モジュール。
【請求項6】
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の基板モジュールであって、
前記第1基板側端部は、前記第1コネクタと前記第2コネクタとの接続方向に対して交差する方向に延在しており、
前記第1基板側端部は、前記第1基板に対して前記第2コネクタ側で前記第1回路に電気的及び機械的に接続されている、基板モジュール。
【請求項7】
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の基板モジュールであって、
前記コネクタハウジングに保持され、前記第1基板に対して前記第2コネクタ側から接するペグ部材を含む、基板モジュール。
【請求項8】
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の基板モジュールと、
前記基板モジュールを覆うケースと、
を備える電気接続箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板モジュール及び電気接続箱に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1は、第1基板及び第2基板の回路を電気的に相互接続する基板間接続構造において、前記第1基板において前記第2基板と反対側を向く面に配置される第1メス端子と、前記第2基板において前記第1基板と反対側を向く面に配置される第2メス端子と、一端に第1オス端子を有するとともに他端に第2オス端子を有するオス部材と、を備える構成を開示している。オス部材は、第1基板、第2基板を貫通して第1メス端子及び第2メス端子に接続される。
【0003】
特許文献2は、基板と外部端子とを接続するコネクタであって、前記基板と前記外部端子とに接続されるコネクタ端子部と、前記コネクタ端子部を保持するハウジング部と、を備え、前記ハウジング部は、その高さ方向において前記基板を貫通して前記基板の両側から突出した状態で、前記基板に対して設置される構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2009-129858号公報
【文献】特開2019-8872号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ここにおいて、基板に設けられたコネクタに他のコネクタを接続する際に、接続のための構造部分のサイズを小型化すること、及び、放熱性を向上させることが望まれている。特許文献1及び2では、放熱性に関する検討はなんらなされていない。
【0006】
そこで、本開示は、基板に設けられたコネクタに他のコネクタを接続する際に、接続のための構造部分のサイズを小型化しつつ、放熱性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の基板モジュールは、第1回路を有する第1基板と、前記第1基板に設けられた第1コネクタと、を備え、前記第1コネクタが第2コネクタに接続され、前記第1基板に貫通孔が形成され、前記第1コネクタが、前記貫通孔に配置されたコネクタハウジングと、第1端子とを含み、前記第1端子は、前記第1回路に電気的及び機械的に接続された第1基板側端部と、前記コネクタハウジングに保持された第1端子部と、前記第1基板側端部と前記第1端子部との間に設けられ、前記コネクタハウジングから前記第2コネクタとは反対側から視て露出する放熱部とを含む、基板モジュールである。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、基板に設けられたコネクタに他のコネクタを接続する際に、接続のための構造部分のサイズを小型化しつつ、放熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1図1は実施形態に係る基板モジュールを備える電気接続箱を示す概略斜視図である。
図2図1図1のII-II線における断面図である。
図3図3はコネクタ接続途中の状態を示す断面図である。
図4図4は第1コネクタを示す斜視図である。
図5図5は第1端子を示す斜視図である。
図6図6はペグ部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【0011】
本開示の基板モジュールは、次の通りである。
【0012】
(1)第1回路を有する第1基板と、前記第1基板に設けられた第1コネクタと、を備え、前記第1コネクタが第2コネクタに接続され、前記第1基板に貫通孔が形成され、前記第1コネクタが、前記貫通孔に配置されたコネクタハウジングと、第1端子とを含み、前記第1端子は、前記第1回路に電気的及び機械的に接続された第1基板側端部と、前記コネクタハウジングに保持された第1端子部と、前記第1基板側端部と前記第1端子部との間に設けられ、前記コネクタハウジングから前記第2コネクタとは反対側から視て露出する放熱部とを含む、基板モジュールである。
【0013】
この基板モジュールによると、第1基板に形成された貫通孔にコネクタハウジングが配置され、このコネクタハウジングに第1端子部が保持される。そして、第1コネクタと第2コネクタとの接近により、第1端子部と第2コネクタの第2端子部とが接続される。第1端子部を保持するコネクタハウジングが貫通孔に配置されている分、第1コネクタと第2コネクタとの接続のための構造部分のサイズを小さくすることができる。また、第1端子は、第1基板側端部と第1端子部との間に設けられ、前記第2コネクタとは反対側から視て露出する放熱部とを含むため、放熱性を向上させることができる。
【0014】
(2)(1)の基板モジュールであって、前記第1基板に対して間隔をあけて設けられる第2回路を有する第2基板に設けられた前記第2コネクタをさらに備え、前記第2コネクタは、前記第2回路に電気的及び機械的に接続された第2基板側端部と、前記第1基板と前記第2基板との接近により前記第1端子部に接続される第2端子部とを含む第2端子を有していてもよい。
【0015】
(3)(2)の基板モジュールであって、前記第2基板側端部は、前記第2基板に対して前記第1基板側で前記第2回路に電気的及び機械的に接続されていてもよい。
【0016】
(4)(1)から(3)のいずれか1つの基板モジュールであって、前記放熱部は、前記コネクタハウジングに対して前記第2コネクタとは反対側に出ていてもよい。これにより、良好な放熱がなされ得る。
【0017】
(5)(1)から(4)のいずれか1つの基板モジュールであって、前記放熱部は、放熱促進部材に伝熱可能な状態で接触していてもよい。これにより、第1端子の熱が放熱促進部材を介して効率的に放たれる。
【0018】
(6)(1)から(5)のいずれか1つの基板モジュールであって、前記第1コネクタと前記第2コネクタとの接続方向において、前記第1コネクタとは反対側から前記放熱部に接する受部を備えてもよい。これにより、コネクタとコネクタとを接続する際に、第1端子部に作用する力が受部によって受止められる。
【0019】
(7)(1)から(6)のいずれか1つの基板モジュールであって、前記第1端子は、前記第1基板側端部と前記第1端子部との間に、前記第1端子部よりも変形容易な応力吸収部を有してもよい。これにより、コネクタとコネクタとを接続する際に、第1端子部に作用する力が応力吸収部の変形によって緩和され、第1基板側端部に伝わり難くなる。これにより、第1基板側端部と第1回路との接続状態が保たれる。
【0020】
(8)(1)から(7)のいずれか1つの基板モジュールであって、前記第1基板側端部は、前記第1コネクタと前記第2コネクタとの接続方向に対して交差する方向に延在しており、前記第1基板側端部は、前記第1基板に対して前記第2コネクタ側で前記第1回路に電気的及び機械的に接続されていてもよい。第1コネクタと第2コネクタとを接続すると、第1端子は、第2コネクタから遠ざかる方向に押される。接続方向に対して交差する方向に延在する第1基板側端部が、第1基板に対して第2コネクタ側で第1回路に電気的及び機械的に接続されていると、第1端子が押される力が第1基板によって受止められる。これにより、第1基板側端部と第1回路との接続状態が保たれる。
【0021】
(9)(1)から(8)のいずれか1つの基板モジュールであって、前記コネクタハウジングに保持され、前記第1基板に対して前記第2コネクタ側から接するペグ部材を含んでもよい。これにより、第1コネクタと第2コネクタとを接続する際の力が、第1端子部からコネクタハウジングを介してペグ部材によって受止められる。
【0022】
本開示の電気接続箱は、次の通りである。
【0023】
(10)(1)から(9)のいずれか1つの基板モジュールと、前記基板モジュールを覆うケースと、を備える電気接続箱である。これにより、電気接続箱において、基板の回路同士を電気的に接続する際に、基板間の距離を小さくしつつ、放熱性を向上させることができる。これにより、電気接続箱の小型化に貢献する。
【0024】
[本開示の実施形態の詳細]
本開示の基板モジュール及び電気接続箱の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0025】
[実施形態]
以下、実施形態に係る基板モジュール及び電気接続箱について説明する。図1は基板モジュール20を備える電気接続箱10を示す概略斜視図である。図2図1のII-II線における断面図である。図3はコネクタ接続途中の状態を示す断面図である。
【0026】
<全体構成について>
電気接続箱10は、電気部品間に接続され、電気部品間での電気的な接続を行う部品である。例えば、電気接続箱10は、車両においてバッテリ等の電源と、ランプ、ワイパー等の車載電装品等の負荷との間の電力供給経路に配される。電気接続箱10は、電力供給経路における電力の分配、オンオフ等を行ってもよい。
【0027】
電気接続箱10は、基板モジュール20と、ケース12とを備える。
【0028】
ケース12は、基板モジュール20を覆う部材である。ケース12は、例えば、樹脂等によって形成されており、基板モジュールの上方及び周囲4方を覆う箱状に形成される。ケース12の底側開口は放熱促進部材90によって塞がれていてもよい。この場合、放熱促進部材90は、ケース12外に露出することができ、外部に熱を容易に放つことができる。ケース12の底側開口は、放熱促進部材90とは別の底板によって塞がれていてもよい。
【0029】
基板モジュール20は、第1基板30と、第1コネクタ40と、第2基板60と、第2コネクタ70とを備える。
【0030】
第1基板30は第1回路32を有している。第2基板60は第2回路62を有している。第2基板60は、第1基板30に対して間隔をあけて、当該第1基板30に対して平行に設けられる。第1基板30に第1コネクタ40が設けられており、第2基板60に第2コネクタ70が設けられている。第1コネクタ40と第2コネクタ70との接続によって、第1回路32と第2回路62とが電気的に接続される。
【0031】
より具体的には、第1基板30及び第2基板60には、例えば、電力回路のオンオフ制御を行うための回路が形成されている。
【0032】
例えば、第1基板30は、電力回路、当該電力回路の途中に介挿されるスイッチング素子、当該スイッチング素子をオンオフ制御する信号が流れる信号回路を有する。電力回路は、例えば、金属板等によって形成されるバスバによって形成される。スイッチング素子は、例えば、電界効果トランジスタ(FET:Field effect transistor)である。信号回路は、例えば、銅箔をエッチングすること等によって形成された回路パターンである。スイッチング素子は、電力回路及び信号回路にはんだ付等されることによって、第1基板30に実装される。
【0033】
また、例えば、第2基板60は、半導体チップ及び信号回路を有する。半導体チップは、例えば、スイッチング素子をオンオフ制御する電子回路が形成されたIC(integrated circuit)である。信号回路は、例えば、銅箔をエッチングすること等によって形成された回路パターンである。
【0034】
第1基板30が有する第1回路32及び第2基板60が有する第2回路62は、電力回路又は信号回路である。例えば、第1回路32は第1基板30の信号回路であり、第2回路62は第2基板60の信号回路である。この場合、第1回路32と第2回路62とが第1コネクタ40と第2コネクタ70とを介して接続されることによって、第2基板60に実装された半導体チップによって、第1基板30に実装されたスイッチング素子をオンオフ制御することができる。
【0035】
第1基板30及び第2基板60に形成される回路例は上記例に限られない。例えば、第1基板30及び第2基板60の両方に電力回路が形成されており、第1基板30の電力回路が第1回路32であり、第2基板60の電力回路が第2回路62であってもよい。この場合、第1コネクタ40と第2コネクタ70とが第1基板30に形成された電力回路と第2基板60に形成された電力回路とを接続してもよい。第1基板30は、第1回路32以外の回路を含む基板、例えば、両面回路基板又は多層回路基板であってもよい。第2基板60についても同様に、第2回路62以外の回路を含む基板、例えば、両面回路基板又は多層回路基板であってもよい。
【0036】
以下、第1基板30の基板本体31のうち第2基板60側の面に第1回路32が設けられ、第2基板60の基板本体61のうち第1基板30側に第2回路62が設けられるとして、第1コネクタ40及び第2コネクタ70についてより具体的に説明する。
【0037】
<第1コネクタについて>
第1コネクタ40は、第1基板30に実装されるコネクタである。第1基板30における基板本体31には貫通孔31hが形成されている。ここでは、貫通孔31hは方形状に形成されている。基板本体31のうち第2基板60側の面であって貫通孔31hの周りの少なくとも一部に第1回路32が形成されている。
【0038】
第1コネクタ40は、コネクタハウジング42と、第1端子50とを含む。
【0039】
コネクタハウジング42は、樹脂等の絶縁材料によって形成されている。コネクタハウジング42は、第1端子50を保持した状態で、貫通孔31hに配置されて、第1基板30に保持される。これにより、第1端子50が第1基板30に対して一定の位置及び姿勢で保持される。
【0040】
第1端子50は、金属板をプレス加工等することによって形成された部材であり、第1基板側端部52と、第1端子部54と、中間部56とを含む。
【0041】
第1基板側端部52は、第1回路32に電気的及び機械的に接続されている。ここで、第1基板側端部52が第1回路32に電気的及び機械的に接続されるとは、第1基板側端部52と第1回路32との間で電気的な導通が可能なように接続されると共に、第1基板側端部52と第1回路32とが一定の位置関係を保つように保持されることをいう。例えば、第1基板側端部52が第1回路32にはんだ付けされれば、第1基板側端部52は第1回路32に電気的及び機械的に接続された状態となる。後述する第2基板側接続部73と第2回路62との関係についても同様である。
【0042】
第1端子部54は、コネクタハウジング42に保持されている。コネクタハウジング42における第1端子部54の保持姿勢は、第2コネクタ70における第2端子部74との接続に適した姿勢、ここでは、第1基板30に対して垂直な姿勢である。
【0043】
中間部56は、第1基板側端部52と第1端子部54との間に設けられている。中間部56は、第1基板側端部52と第1端子部54とを繋ぐ部分である。中間部56は、第2基板60とは反対側に露出する放熱部57を含む。放熱部57は、コネクタハウジング42から第2基板60とは反対側から視て露出する部分である。なお、放熱部57がコネクタハウジング42から第2基板60とは反対側から視て露出するとは、第2基板60とは反対側から視たときに、放熱部57の少なくとも一部がコネクタハウジング42によって隠れずに観察され得ることをいう。
【0044】
第1コネクタ40についてより具体的に説明する。図4は第1コネクタ40を示す斜視図である。図5は第1端子50を示す斜視図である。図1から図5に示すように、第1コネクタ40は、コネクタハウジング42に第1端子50が保持された構成とされている。
【0045】
コネクタハウジング42は、例えば、樹脂によって金型成型された部品である。コネクタハウジング42は、有底筒状に形成されたハウジング本体部43を含む。ここでは、ハウジング本体部43は、方形状の底部44と、当該底部44の周囲から一方側に立上がる周壁部45とを有する有底四角筒状に形成されている。
【0046】
便宜上、底部44の1つの辺の方向を幅方向、当該幅方向に対して直交する方向を前後方向とする(図4参照)。ハウジング本体部43の幅方向寸法は、貫通孔31hの同方向における幅寸法と同程度に設定されている。これにより、ハウジング本体部43は、貫通孔31h内において幅方向において位置決めされる。ハウジング本体部43の前後方向寸法は、貫通孔31hの同方向における寸法よりも小さく設定されている。ハウジング本体部43が貫通孔31h内に配置された状態で、前後方向一方側で、ハウジング本体部43と貫通孔31hとの間に隙間Sが形成される。この隙間Sを、後述する第1端子50の中間部56が通過することができる。
【0047】
本実施形態では、ハウジング本体部43の周壁部45のうち前後両側の部分に、ハウジング本体部43の開口から底部44側に向うスリットが形成されている。このスリットは無くてもよい。
【0048】
コネクタハウジング42は、一対の保持片47を含む。一対の保持片47は、ハウジング本体部43の周壁部45のうち開口寄りの部分から外方に突出するように形成されている。ここでは、周壁部45のうち前後方向一方側の壁部分の両側縁部から外方に突出するように一対の保持片47が形成されている。一対の保持片47のうち互いに対向する部分に一対の保持溝48が形成されている。一対の保持溝48は、ハウジング本体部43の開口側から底部44側に向う溝形状に形成されている。一対の保持溝48のうち底部44寄りの部分は、開口寄りの部分よりも突出している。このため、一対の保持溝48の底部間の距離は、開口寄りの領域よりも底部44寄りの領域で小さくなっている。
【0049】
一対の保持片47のうち底部44側の外向き面47fは、周壁部45の軸方向中間部に位置して、底部44側を向いている。そして、ハウジング本体部43が貫通孔31hに配置された状態で、当該外向き面47fが第1基板30に対して第2基板60側から接触することができる。一対の保持片47は、ペグ部材80を保持しないでも、ハウジング本体部43から外方に突出して第1基板30に対して第2基板60側から接触し、第1コネクタ40に対する第2コネクタ70の挿入力を受ける役割を果すことができる。
【0050】
第1端子50は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の帯状の金属板をプレス加工等することによって形成される。第1端子50の一端部は第1基板側端部52であり、第1端子50の他端部は第1端子部54である。第1端子50のうち第1基板側端部52と第1端子部54との間の部分は、中間部56である。
【0051】
第1端子部54の基端部が底部44によって立設状態に支持されている。第1端子部54は、底部44から周壁部45内を通り、ハウジング本体部43の開口に向って延びている。ここでは、第1端子部54は、プレス加工前の板形状部分の両側部を重ね合せるように折返すことによって形成されている。つまり、第1端子部54は、母材となる板材の厚み寸法の2倍の厚み寸法に形成されている。これにより、第1端子部54が曲り難くなっている。第1端子部54が折返し等による2枚重ね構造とされていることは必須ではない。第1端子部54に第2端子部74が接続される。第1端子部54の延在方向は、第1端子部54と第2端子部74との接続方向と同じである。また、第1端子部54と第2端子部74との接続方向は、第1コネクタ40と第2コネクタ70との接続方向と同じである。
【0052】
なお、底部44によって第1端子部54を支持するための構成は任意である。例えば、底部44に形成された貫通孔31hに、第1端子部54が圧入されることによって、第1端子部54が底部44に保持されてもよい。また、第1端子部54をインサート部品として、コネクタハウジング42が金型成型されることによって、第1端子部54が底部44に保持される構成であってもよい。
【0053】
中間部56は、第1端子部54の基端部から底部44の外側及び周壁部45の外側を通って、周壁部45の軸方向中間位置に達する。より具体的には、中間部56は、垂下部56aと、横延在部56bと、曲げ部56cと、孔配置部56dとを含む。
【0054】
垂下部56aは、第1端子部54の基端部から底部44の外側に向けて底部44と交差する方向(ここでは直交する方向)に延びている。横延在部56bは、垂下部56aの端部から当該垂下部56aと交差する方向(ここでは直交する方向)に延びている。横延在部56bは、前後方向において、上記一対の保持片47とは逆側に延び出ている。曲げ部56cは、横延在部56bの端部からカーブを描きつつコネクタハウジング42の開口側に向かうように曲っている。孔配置部56dは、曲げ部56cの端部からコネクタハウジング42の軸方向に沿って当該コネクタハウジング42の軸方向中間部に向うように延在している。中間部56とコネクタハウジング42の外面との間には隙間が設けられている。本実施形態において、第1端子50のうち、前記第2基板とは反対側から視て露出する放熱部57は、垂下部56aと、横延在部56bと、曲げ部56cとを含む。放熱部57の一例である垂下部56aと、横延在部56bと、曲げ部56cは、コネクタハウジング42に対して第2基板60とは反対側に出ている部分であるとも把握され得る。
【0055】
また、上記曲げ部56cは、コネクタハウジング42及び第1基板30によって保持されていない。また、第1端子部54が2枚重ね合せ構成とされているのに対し、曲げ部56cは、1枚の板構造であり、第1端子部54よりも薄い。しかも、曲げ部56cは湾曲するように形成されているため、全体を変形させるように容易に変形することができる。このため、曲げ部56cは、第1端子50において変形容易な応力吸収部である。また、第1端子50における応力吸収部は、第1端子部54の中で薄いこと、及び、第1端子部54の中で曲げ容易な形状に形成されることの少なくとも一方によって実現され得る。
【0056】
第1基板側端部52は、中間部56のうち第1端子部54とは反対側の端部から第1端子部54の延在方向に対して交差する方向、ここでは、当該延在方向に対して直交する方向に延在している。第1基板側端部52が延出する向きは、上記一対の保持片47とは逆向きである。コネクタハウジング42の軸方向において、第1基板側端部52が延在する位置は、後述するペグ部材80の脚部84の端部と同じとされている。この第1基板側端部52が、第1基板30における第1回路32に電気的及び機械的に接続される。
【0057】
本第1コネクタ40は、ペグ部材80を含む。図6はペグ部材80を示す斜視図である。図2から図4図6に示すように、ペグ部材80は、コネクタハウジング42に保持され、第1基板30に対して第2基板60側から接する部材である。
【0058】
より具体的には、ペグ部材80は、第1端子50と同様に、金属板をプレス加工等することによって形成される。ペグ部材80は、樹脂によって形成されてもよい。
【0059】
ペグ部材80は、ベース部82と、脚部84とを含む。ベース部82は、板状に形成されている。ベース部82の各側部は、底部44側の端部から徐々に幅広となり、その延在方向中間部で最も幅広になるように形成されている。ベース部82の幅方向における最大寸法は、一対の保持溝48のうち開口側の間隔よりも小さく、一対の保持溝48のうちの底部44側の間隔よりも大きい。
【0060】
脚部84は、ベース部82のうち底部44側の端部から外方に延びると共に、その外方に延びる部分から底部44側に向けて延び、その底部44側の部分からさらにコネクタハウジング42の軸方向に対して直交する方向に沿って外方に延びるように形成されている。
【0061】
上記ベース部82が一対の保持溝48内に押込まれ、ベース部82の両側部が一対の保持溝48のうち底部44寄りの底部分に食込むことで、ペグ部材80がコネクタハウジング42に保持される。この状態で、脚部84の先端部は、コネクタハウジング42の軸方向において、上記第1基板側端部52と同じ位置に延在している。
【0062】
本第1コネクタ40は、第1基板30に対して次のように実装される。すなわち、コネクタハウジング42が貫通孔31h内に配置される。この状態で、中間部56がコネクタハウジング42のうち底部44の外側から、ハウジング本体部43の外周面と貫通孔31hの内周面との間の隙間Sを通って、第1基板30のうち第2基板60側に達することができる。中間部56の先端部に連なる第1基板側端部52は、第1基板30のうち第2基板60側の第1回路32に接することができる。この状態で、ペグ部材80の脚部84の先端部が第1基板30のうち第2基板60側の面に接することができる。また、一対の保持片47のうち外向き面47fも第1基板30のうち第2基板60側の面に接してもよい。外向き面47fは、第1基板30から離れていてもよい。
【0063】
この状態で、第1基板側端部52が第1回路32に電気的及び機械的に接続される。例えば、第1基板側端部52は第1回路32にはんだ付けされる。これにより、第1コネクタ40が第1基板30に実装固定される。なお、ペグ部材80の脚部84も、第1基板30にはんだ付けされてもよい。この場合、第1基板30に他の回路に接続されないダミーパターンが形成され、ペグ部材80が当該ダミーパターンにはんだ付けされてもよい。
【0064】
<放熱促進部材について>
上記放熱部57は、放熱促進部材90に伝熱可能な状態で接触していてもよい。放熱促進部材90は、第1端子50の放熱を促進するための部材である。放熱促進部材90は、例えば、第1端子50よりも厚く形成されたり、熱伝導率の高い材料で形成されたりすることで、第1端子50の熱が容易に伝わるように構成された部材である。放熱促進部材90は、ケース12の外面に露出したり、表面積を大きくするのに適した形状部分(例えば、フィン構造、櫛歯構造)を有したりしており、外部に熱を放つのに適した構成を有していてもよい。
【0065】
放熱促進部材90は、第1基板30に対して第2基板60とは反対側に、第1基板30に対して間隔をあけて設けられている。放熱促進部材90と、第1基板30と、第2基板60とは、間隔をあけて並列状態に支持されることになる。例えば、放熱促進部材90に対して第1基板30と第2基板60とをねじ止によって固定し、この際、放熱促進部材90と第1基板30との間に筒状のボス部98を介在させ、さらに、第1基板30と第2基板60との間にもボス部98を介在させるようにしてもよい。
【0066】
放熱促進部材90の内向き面は、放熱部57に対向して位置する。放熱促進部材90に対して第1基板30が一定位置に支持された状態で、放熱部57が放熱促進部材90に対して伝熱可能な状態で接触可能な位置に配置される。放熱部57が放熱促進部材90に対して伝熱可能な状態で接触するとは、放熱部57が放熱促進部材90に直接接するか、放熱部57が固体又は液体により構成される熱伝導部材を介して放熱促進部材90に接触している場合をいう。熱伝導部材としては、放熱部57又は放熱促進部材90に対する密着性を向上させたり、含有する熱伝導フィラー(金属粉等)によって熱伝導率を向上させたりしたものが用いられる。かかる熱伝導部材としては、周知の熱伝導シート、熱伝導性グリス、熱伝導性接着剤が用いられてもよい。ここでは、放熱部57における横延在部56bが放熱促進部材90に対して熱伝導部材96aを介して接触している例が示される。
【0067】
放熱促進部材90のうち垂下部56aと隣の部分に突出部92が形成されている。垂下部56aは、突出部92に対しても伝熱可能な状態で接触している。本実施形態では、垂下部56aは、熱伝導部材96bを介して突出部92に接触している。
【0068】
垂下部56aを突出部92に対しても伝熱可能な状態で接触させることによって、放熱部57から放熱促進部材90に熱が伝わり易くなる。なお、突出部92は必須ではない。
【0069】
上記放熱促進部材90は、第1端子50と第2端子部74との接続方向において、第2基板60とは反対側から放熱部57に接する受部の一例である。放熱促進部材90が第2基板60とは反対側から放熱部57に接することで、第1端子50と第2基板60とを接続する際に、第1端子50が放熱促進部材90側に押されても、その力が放熱促進部材90によって受止められる。かかる役割に着目した場合、放熱部57は、放熱促進部材90に直接接触するか、熱伝導部材96aとして変形し難い熱伝導シートを用いてもよい。また、放熱部57に作用する力を受止める点に着目した場合、放熱促進部材90は外部へ放熱するのに適した部材である必要は無い。
【0070】
<第2コネクタについて>
第2コネクタ70は、第2端子72と、コネクタハウジング78とを含む。
【0071】
第2端子72は、第1端子50と同様に金属板をプレス加工等することによって形成されており、第2基板側接続部73と、第2端子部74とを含む。
【0072】
第2端子部74は、第1基板30と第2基板60との接近により、第1端子部54に接続される部分である。本実施形態では、第2端子部74は、筒部75内に接触片76が形成された構成とされている。筒部75は、第1端子部54を挿入可能な筒形状、ここでは、方形筒状に形成されている。接触片76は、筒部75内において弾性変形可能な形状に形成されている。筒部75内に第1端子部54が挿入されると、接触片76が第1端子部54に押退けられるように弾性変形し、接触片76が元の形状に戻ろうとする弾性復元力によって接触片76が第1端子部54に押付けられる。
【0073】
第2基板側接続部73は、第2回路62に電気的及び機械的に接続されている。本実施形態では、第2基板側接続部73は、筒部75の基端部から当該筒部75の軸方向に対して交差する(ここでは直交する)方向に沿って延在している。第2基板側接続部73は、第2基板60に対して第1基板30側で第2回路62に電気的に接続される。例えば、第2基板側接続部73は、第2回路62に対してはんだ付等される。これにより、第2端子部74が第2基板60から第1基板30側に突出する姿勢で、第2基板60に実装固定される。
【0074】
コネクタハウジング78は、樹脂等によって形成された筒状の部材である。コネクタハウジング78内に上記第2端子部74が収容配置される。第2端子部74がコネクタハウジング42内に挿入されることで、第2端子部74内に第1端子部54が円滑に挿入接続されるように、当該第2端子部74を案内することができる。コネクタハウジング78は省略されてもよい。
【0075】
<接続作業について>
第1端子部54と第2端子部74との接続作業の一例について説明する。
【0076】
まず、第1コネクタ40が実装された第1基板30を、放熱促進部材90に固定する。この状態では、放熱部57における横延在部56bが熱伝導部材96aを介して放熱促進部材90に接した状態となっている。また、垂下部56aの外向き面が熱伝導部材96bを介して放熱促進部材90の突出部92に接した状態となっている。
【0077】
上記状態で、第1基板30に対して平行な姿勢を保った第2基板60を、第1基板30に向けて近づける。すると、第2コネクタ70が第1コネクタ40に向って接近し、コネクタハウジング78がコネクタハウジング42内に挿入される。すると、第1端子部54が第2端子部74内に挿入される。第1端子部54は、第2端子部74の接触片76を押退けつつ第2端子部74内に挿入される。このため、第1端子部54にも基端側に向う力F1が作用する。第1端子部54が基端側に向う力F1は、コネクタハウジング42に伝わる。コネクタハウジング42は、ペグ部材80を介して第1基板30のうち第2基板60側の面に接している。このため、第1端子部54が基端側に向う力F1は、第1基板30に接するペグ部材80によって受止められる(F2参照)。
【0078】
また、第1端子50の中間部56は、受部としての放熱促進部材90に接している。このため、第1基板30が基端側に向う力は、受部としての放熱促進部材90によっても受止められる(F3参照)。
【0079】
第1端子部54に作用する力F1が中間部56に伝わったとしても、曲げ部56cは力F1に応じて変形する応力吸収部として機能する。このため、力F1がそのままの力として第1基板側端部52に伝わり難くなる。これにより、第1基板側端部52と第1回路32との電気的及び機械的な接続状態が良好に保たれ易い。
【0080】
また、第1基板側端部52は、第2基板60側から第1基板30の第1回路32に接続されているため、上記力F1が第1基板側端部52に伝わったとしても、当該力を第1基板30が効果的に受止めることができる(F4参照)。
【0081】
また、第1基板側端部52は第1回路32に対して接近方向に押されるため、第2端子72と第2回路62との電気的及び機械的な接続状態も良好に保たれる。
【0082】
<効果等>
このように構成された基板モジュール20又は電気接続箱10によると、第1基板30に形成された貫通孔31hにコネクタハウジング42が配置され、このコネクタハウジング42に第1端子部54が保持されている。そして、第1基板30と第2基板60との接近により、第1端子部54と第2端子部74とが接続される。ここで、第1端子部54と第2端子部74との接続を成立させるためには、ある程度の挿入長さが必要となる。従って、第1端子部54及び第2端子部74は、その挿入長さ以上の長さに設定される。本実施形態では、第1端子部54を保持するコネクタハウジング42の少なくとも一部が貫通孔31h内に配置されている分、第1コネクタ40と第2コネクタ70との接続構造部分の一部を第1基板30内に配置してその接続構造部分を小さくすることができる。また、第1基板30と第2基板60との距離を小さくすることができる。第1基板30と第2基板60とを接近して配置できる分、基板モジュール20の厚み方向寸法の小型化、さらには、電気接続箱10の小型化が可能となる。これによる、基板モジュール20及び電気接続箱10の低コスト化も可能となる。
【0083】
また、第1端子50は、第1基板側端部52と第1端子部54との間に設けられ、第2基板60とは反対側から視て露出する放熱部57を含むため、第1端子50で生じた熱又他は第1端子50に伝わる熱が効率的に放熱され、基板モジュール20の放熱性を向上させることができる。
【0084】
また、第1端子50からの放熱性を向上させることができる結果、第1端子部54を小型化することができる。また、第1端子50の材料の選定自由度を向上させることができる。例えば、第1端子50として、アルミニウム又はアルミニウム合金等によって形成することも可能となる。
【0085】
また、放熱部57は、コネクタハウジング42に対して第2基板60とは反対側に出ているため、良好な放熱がなされ得る。なお、放熱部57がコネクタハウジング42に対して第2基板60とは反対側に出ているとは、コネクタ40に対する接続方向に直交する方向から視て放熱部57の少なくとも一部がコネクタハウジング42から第2基板60と反対側にはみ出て観察できることと把握されてもよい。
【0086】
また、放熱部57が、放熱促進部材90に伝熱可能な状態で接触していると、第1端子50の熱が放熱促進部材90を介して効率的に放熱される。
【0087】
また、第1端子部54と第2端子部74との接続方向において、第2基板60とは反対側から、受部としての放熱促進部材90が放熱部57に接していると、第1端子部54と第2端子部74とを接続する際に、第1端子部54に作用する力が放熱促進部材90によって受止められる。これにより、第1基板側端部52と第1回路32との接続部に無理な力が加わり難く、第1端子50と第1回路32との接続状態が良好に保たれる。
【0088】
また、第1基板側端部52と第1端子部54との間に、応力吸収部としての曲げ部56cが設けられているため、第1端子部54と第2端子部74とを接続する際に、第1端子部54に作用する力が曲げ部56cの変形によって緩和され、第1基板側端部52側に伝わり難い。これにより、第1基板側端部52と第1回路32との接続部に無理な力が加わり難く、第1端子50と第1回路32との接続状態が良好に保たれる。また、温度変化に伴う膨張と収縮によって、第1基板側端部52と第1端子部54との間に位置ずれが生じたとしても、そのずれが曲げ部56cによって吸収される。これにより、例えば、第1基板側端部52と第1回路32とのはんだ付が剥がれ難くなり、耐冷熱性が向上する。
【0089】
また、第1端子部54と第2端子部74とを接続すると、第1端子50は第2基板60から遠ざかる方向に押される。第1基板側端部52は、第2基板60側から第1基板30の第1回路32に電気的及び機械的に接続されているため、第1基板30に接する第1基板側端部52が、第1端子50が押される力を効果的に受止めることができる。また、第1基板側端部52は、第1回路32から離れる方向ではなく、むしろ接近する方向に押される。これにより、第1端子50と第1回路32との接続状態が良好に保たれる。
【0090】
また、コネクタハウジング42に保持されたペグ部材80が、第1基板30に対して第2基板60側から接するため、第1端子部54と第2端子部74とを接続する際の力が、第1端子部54からコネクタハウジング42、ペグ部材80を介して第1基板30によって受止められる。ペグ部材80が金属によって形成されていると、樹脂によって形成されたコネクタハウジング42の剛性を補強して、第1コネクタ40を第1基板30上でしっかりと位置決めすることができる。
【0091】
また、第2基板側接続部73は、第2基板60に対して第1基板30側で第2回路62に電気的及び機械的に接続されている。このため、第1端子部54と第2端子部74とを接続する際に、第2端子部74に作用する力が第2基板60によって受止められる。これにより、第2基板側接続部73と第2回路62との接続状態が良好に保たれる。
【0092】
[変形例]
本実施形態では、第1コネクタ40に、第2基板60に設けられた第2コネクタ70が接続される例が説明された。しかしながら、第1コネクタ40に接続される第2コネクタは、基板に設けられるコネクタでなくてもよい。例えば、第2コネクタは、複数の電線を含むワイヤーハーネスの端部に設けられたコネクタであってもよい。
【0093】
第1基板側端部52が第1回路32に接続される構成、及び、第2基板側接続部73が第2回路62に接続される構成例は、上記例に限られない。例えば、第1基板側端部52がピン状に形成されており、第1基板30に形成されたスルーホールを貫通した状態で、第1回路32にはんだ付けされていてもよい。また、第2基板側接続部73がピン状に形成されており、第2基板60に形成されたスルーホールを貫通した状態で、第2基板60に対して貫通先の面に形成された第2回路にはんだ付けされていてもよい。
【0094】
また、本実施形態では、第1端子部54が第2端子部74に挿入接続される例が説明された。しかしながら、第2端子部が第1端子部に挿入接続される構成であってもよい。例えば、第2端子部がタブ状のオス端子形状に形成され、第1端子部が筒状のメス端子形状に形成されてもよい。
【0095】
なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。
【符号の説明】
【0096】
10 電気接続箱
12 ケース
20 基板モジュール
30 第1基板
31 基板本体
31h 貫通孔
32 第1回路
40 第1コネクタ
42 コネクタハウジング
43 ハウジング本体部
44 底部
45 周壁部
47 保持片
47f 外向き面
48 保持溝
50 第1端子
52 第1基板側端部
54 第1端子部
56 中間部
56a 垂下部
56b 横延在部
56c 曲げ部(応力吸収部)
56d 孔配置部
57 放熱部
60 第2基板
61 基板本体
62 第2回路
70 第2コネクタ
72 第2端子
73 第2基板側接続部
74 第2端子部
75 筒部
76 接触片
78 コネクタハウジング
80 ペグ部材
82 ベース部
84 脚部
90 放熱促進部材
92 突出部
96a、96b 熱伝導部材
98 ボス部
図1
図2
図3
図4
図5
図6