JP6785261B2 - コネクタユニット - Google Patents

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Description

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。
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）。
特開２０１８−３３１９６号公報
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
また、本発明の第１の態様によるコネクタユニットは、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の位置決め孔に挿通され、前記位置決め孔への挿通方向と直交する方向において前記位置決め孔との間にクリアランスが維持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。
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。
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。
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。
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。
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。
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１のターミナルブロックの拡大斜視図である。 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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

Claims (1)

  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、
    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の位置決め孔に挿通され、前記位置決め孔への挿通方向と直交する方向において前記位置決め孔との間にクリアランスが維持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、
    コネクタユニット。
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