(57)【要約】【課題】作業時のプラグ抜けを低減する。【解決手段】回路基板アセンブリ１００は、第一の基板４００に設けられた第一のレセプタクル３００に接続可能な第一のプラグが設けられた第一の端部２００１と第二の基板４１０に設けられた第二のレセプタクル３１０に接続可能な第二のプラグ２１０が設けられた第二の端部２００２を有するケーブルユニット２０００を備え、第一のプラグを第一のレセプタクルへ挿入する挿入方向Ｖに対して第一のレセプタクルの第一の側３０１に傾いた方向に第一のプラグを第一のレセプタクルから引き抜くために必要な力は、挿入方向に対して第二の側３０２に傾いた方向に第一のプラグを第一のレセプタクルから引き抜くために必要な力より小さくなるように第一のレセプタクルが構成されており、第一のレセプタクルは、第二の側が第二の基板に向くように第一の基板に設けられている。【選択図】図４
2020098756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の基板と、
前記第一の基板に設けられた第一のレセプタクルと、
第二の基板と、
前記第二の基板に設けられた第二のレセプタクルと、
前記第一のレセプタクルに接続可能な第一のプラグと、
前記第二のレセプタクルに接続可能な第二のプラグと、
前記第一のプラグが設けられた第一の端部と前記第二のプラグが設けられた第二の端部を有するケーブルユニットと、
を備え、
前記第一のレセプタクルに前記第一のプラグが挿入され、前記第二のレセプタクルに前記第二のプラグが挿入されることによって、前記第一の基板と前記第二の基板が前記ケーブルユニットによって電気的に接続され、
前記第一のプラグを前記第一のレセプタクルへ挿入する第一の挿入方向に対して前記第一のレセプタクルの第一の側に傾いた方向に前記第一のプラグを前記第一のレセプタクルから引き抜くために必要な力は、前記第一の挿入方向に対して前記第一の側と反対の第二の側に傾いた方向に前記第一のプラグを前記第一のレセプタクルから引き抜くために必要な力より小さくなるように前記第一のレセプタクルが構成されており、
前記第一のレセプタクルは、前記第二の側が前記第二の基板に向くように前記第一の基板に設けられていることを特徴とする回路基板アセンブリ。
【請求項２】
前記第一のレセプタクルから前記第一のプラグを引き抜きやすくするために、前記第一のレセプタクルの前記第一の側に切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板アセンブリ。
【請求項３】
前記第一のレセプタクルは、前記第一の挿入方向に開口する開口部が設けられており、前記切り欠き部は、前記開口部と連通していることを特徴とする請求項２に記載の回路基板アセンブリ。
【請求項４】
前記第一のプラグに設けられた係止部と、
前記第一のレセプタクルに設けられた係止部と、
を更に備え、
前記第一のプラグが前記第一のレセプタクルに接続された時に前記第一のプラグの前記係止部が前記第一のレセプタクルの前記係止部に係止されることによって作業者にクリック感を与えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回路基板アセンブリ。
【請求項５】
前記第二のプラグを前記第二のレセプタクルへ挿入する第二の挿入方向に対して前記第二のレセプタクルの第一の側に傾いた方向に前記第二のプラグを前記第二のレセプタクルから引き抜くために必要な力は、前記第二の挿入方向に対して前記第一の側と反対の第二の側に傾いた方向に前記第二のプラグを前記第二のレセプタクルから引き抜くために必要な力より小さくなるように前記第二のレセプタクルが構成されており、
前記第二のレセプタクルは、前記第二の側が前記第一の基板に向くように前記第二の基板に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回路基板アセンブリ。
【請求項６】
前記第二のレセプタクルから前記第二のプラグを引き抜きやすくするために、前記第二のレセプタクルの前記第一の側に切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の回路基板アセンブリ。
【請求項７】
前記第二のレセプタクルは、前記第二の挿入方向に開口する開口部が設けられており、前記切り欠き部は、前記開口部と連通していることを特徴とする請求項６に記載の回路基板アセンブリ。
【請求項８】
前記第二のプラグに設けられた係止部と、
前記第二のレセプタクルに設けられた係止部と、
を更に備え、
前記第二のプラグが前記第二のレセプタクルに接続された時に前記第二のプラグの前記係止部が前記第二のレセプタクルの前記係止部に係止されることによって作業者にクリック感を与えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の回路基板アセンブリ。
【請求項９】
前記第一のレセプタクルと前記第二のレセプタクルは、同じ構造を有し、
前記第一のプラグと前記第二のプラグは、同じ構造を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路基板アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の基板と第二の基板を電気的に接続するケーブルユニットを有する回路基板アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、制御基板、電源基板、駆動基板等の基板を互いに電気的に接続するために、挿抜可能なコネクタとケーブルが用いられる（特許文献１）。コネクタは、基板上に設けられたレセプタクルとケーブルの端部に設けられたプラグとからなる。プラグは、レセプタクルに対して挿抜可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７９４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レセプタクルとプラグは、一対になっている。レセプタクルへのプラグの挿入が不確実であると電気的に未接続となるため、挿入が確実に実行されることが重要である。そのため、挿入が確実に行われた時、操作感を作業者へ伝えるコネクタが求められる。また、回路基板アセンブリを構成する基板の枚数が増えると、複数の基板間を接続するコネクタの数も増える。そのため、コネクタの低コスト化が重要である。複雑な構造のコネクタは、金型の複雑化及び量産時の歩留まりの低下により高コスト化につながるため、簡易な構造のコネクタが求められている。したがって、簡易な構造でかつ操作感のあるコネクタが求められている。
【０００５】
また、第一の基板と第二の基板をケーブルユニットで接続する回路基板アセンブリにおいては、第一の基板上に設けられたレセプタクルにケーブルユニットの一端部に設けられたプラグが挿入される。第二の基板上に設けられたレセプタクルにケーブルユニットの他端部に設けられたプラグが挿入される。例えば、第二の基板が故障したときには、ケーブルユニットの他端部に設けられたプラグを第二の基板のレセプタクルから引き抜き、第二の基板を交換することができる。
【０００６】
しかし、故障した第二の基板を交換する際に、第一の基板とケーブルユニットを接続するコネクタが意図せずに外れてしまうことがある。例えば、故障した第二の基板を交換するために、作業者は、まず、故障した第二の基板のレセプタクルに挿入されているプラグを引き抜く。次に、作業者は、故障した第二の基板を新たな基板と交換する。そして、作業者は、新たな基板のレセプタクルにケーブルユニットの他端部のプラグを挿入する。しかし、新たな基板のレセプタクルにプラグを挿入するときに、作業者がケーブルユニットを引っ張ってしまうことがある。ケーブルユニットが引っ張られると、ケーブルユニットの一端部に設けられたプラグが第一の基板のレセプタクルから抜けてしまうことがある。
【０００７】
そこで、本発明は、基板に設けられるレセプタクルの向きを定めることによって作業時のプラグ抜けを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例による回路基板アセンブリは、
第一の基板と、
前記第一の基板に設けられた第一のレセプタクルと、
第二の基板と、
前記第二の基板に設けられた第二のレセプタクルと、
前記第一のレセプタクルに接続可能な第一のプラグと、
前記第二のレセプタクルに接続可能な第二のプラグと、
前記第一のプラグが設けられた第一の端部と前記第二のプラグが設けられた第二の端部を有するケーブルユニットと、
を備え、
前記第一のレセプタクルに前記第一のプラグが挿入され、前記第二のレセプタクルに前記第二のプラグが挿入されることによって、前記第一の基板と前記第二の基板が前記ケーブルユニットによって電気的に接続され、
前記第一のプラグを前記第一のレセプタクルへ挿入する第一の挿入方向に対して前記第一のレセプタクルの第一の側に傾いた方向に前記第一のプラグを前記第一のレセプタクルから引き抜くために必要な力は、前記第一の挿入方向に対して前記第一の側と反対の第二の側に傾いた方向に前記第一のプラグを前記第一のレセプタクルから引き抜くために必要な力より小さくなるように前記第一のレセプタクルが構成されており、
前記第一のレセプタクルは、前記第二の側が前記第二の基板に向くように前記第一の基板に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板に設けられるレセプタクルの向きを定めることによって作業時のプラグ抜けを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一のプラグと第一のレセプタクルを示す図。
【図２】回路基板アセンブリの一例を示すブロック図。
【図３】第一のコネクタの引抜力の角度依存特性を示す図。
【図４】回路基板アセンブリの側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（回路基板アセンブリ）
図２は、回路基板アセンブリ１００の一例を示すブロック図である。回路基板アセンブリ１００は、第一の基板４００、第二の基板４１０及びケーブルユニット２０００を有する。第一の基板４００及び第二の基板４１０は、電気素子が配置された電気回路基板である。ケーブルユニット２０００は、第一の基板４００と第二の基板４１０を電気的に接続する。第一の基板４００は、第一のコネクタ１によってケーブルユニット２０００の一端部（以下、第一の端部という）２００１に電気的に接続される。第二の基板４１０は、第二のコネクタ２によってケーブルユニット２０００の第一の端部２００１と反対の他端部（以下、第二の端部という）２００２に電気的に接続される。第一のコネクタ１は、第一のプラグ２００と第一のレセプタクル３００を有する。第一のプラグ２００は、第一のレセプタクル３００に接続可能（挿抜可能）に接続される。第二のコネクタ２は、第二のプラグ２１０と第二のレセプタクル３１０を有する。第二のプラグ２１０は、第二のレセプタクル３１０に接続可能（挿抜可能）に接続される。
【００１２】
第一のレセプタクル３００は、第一の基板４００上に設けられている。第一のレセプタクル３００は、第一の基板４００上の電気回路に電気的に接続されている。第二のレセプタクル３１０は、第二の基板４１０上に設けられている。第二のレセプタクル３１０は、第二の基板４１０上の電気回路に電気的に接続されている。ケーブルユニット２０００は、第一のプラグ２００、第二のプラグ２１０及びケーブル２３０からなる。第一のプラグ２００は、ケーブルユニット２０００の第一の端部２００１に設けられている。第二のプラグ２１０は、ケーブルユニット２０００の第二の端部２００２に設けられている。第一のプラグ２００と第二のプラグ２１０は、ケーブル２３０によって電気的に接続されている。第一のプラグ２００が第一のレセプタクル３００に接続され、第二のプラグ２１０が第二のレセプタクル３１０に接続されることによって、第一の基板４００上の電気回路は、第二の基板４１０上の電気回路とケーブル２３０を介して電気的に接続される。
【００１３】
回路基板アセンブリ１００を組み立てる時、作業者（操作者）は、第一のレセプタクル３００に第一のプラグ２００を挿入し、第二のレセプタクル３１０に第二のプラグ２１０を挿入する。これによって、第一の基板４００と第二の基板４１０は、第一のコネクタ１、ケーブルユニット２０００及び第二のコネクタ２を介して電気的に接続される。本実施例において、第一のコネクタ１は、第二のコネクタ２と同じ構造を有する。しかし、第一のコネクタ１と第二のコネクタ２は、異なる構造を有していてもよい。すなわち、第一のプラグ２００と第二のプラグ２１０は、同じ構造であっても、異なる構造であってもよい。同様に、第一のレセプタクル３００と第二のレセプタクル３１０も、同じ構造であっても、異なる構造であってもよい。本実施例の回路基板アセンブリ１００は、二つの基板と一つのケーブルユニットを有する。しかし、回路基板アセンブリ１００は、三つ以上の基板とそれらの基板を接続する複数のケーブルユニットを有していてもよい。
【００１４】
（第一のプラグと第一のレセプタクル）
図１は、第一のプラグ２００と第一のレセプタクル３００を示す図である。図１（Ａ）は、第一のコネクタ１の第一のプラグ２００と第一のレセプタクル３００を示す斜視図である。図１（Ｂ）は、第一のプラグ２００と第一のレセプタクル３００の正面図である。図１（Ｃ）は、第一のプラグ２００と第一のレセプタ３００の背面図である。図１（Ｄ）は、第一のプラグ２００と第一のレセプタクル３００の側面図である。図１（Ｅ）は、第一のプラグ２００の底面図と第一のレセプタクル３００の上面図である。図１（Ａ）〜図１（Ｅ）において、第一のコネクタ１の奥行方向を矢印ｘで、幅方向を矢印ｙで、縦方向を矢印ｚで示している。
【００１５】
第一のプラグ２００は、プラグ本体２００ａを有する。プラグ本体２００ａは、凸部（係止部）２００ｂ、ケーブル格納孔２００ｃ及び導入孔２００ｅが設けられている。ケーブル格納孔２００ｃ内には、ケーブルかしめ部２００ｄが設けられている。ケーブル２３０は、ケーブル格納孔２００ｃ内のケーブルかしめ部２００ｄに工具によって圧接される。ケーブルかしめ部２００ｄの爪（不図示）は、ケーブル２３０の外周の絶縁体（不図示）に食い込み、ケーブル２３０内の導線（不図示）に接触する。
【００１６】
第一のレセプタクル３００は、レセプタクル本体３００ａを有する。レセプタクル本体３００ａは、コネクタ端子３００ｂ、ロック部（係止部）３００ｃ及び切り欠き部（解放部）３００ｄが設けられている。コネクタ端子３００ｂは、第一の基板４００に設けられたランドパターン（不図示）に半田によって接合されている。第一のレセプタクル３００のレセプタクル本体３００ａは、第一のプラグ２００を第一のレセプタクル３００へ挿入する挿入方向Ｖに開口する開口部３００ｆが設けられている。切り欠き部３００ｄは、開口部３００ｆと連通している。挿入方向Ｖは、開口部３００ｆの開口方向ｚに沿う方向である。
【００１７】
ケーブル２３０が圧接された第一のプラグ２００は、作業者によって第一のレセプタクル３００へ挿入される。この時、第一のプラグ２００のプラグ本体２００ａは、第一のレセプタクル３００のレセプタクル本体３００ａへ挿入される。プラグ本体２００ａがレセプタクル本体３００ａへ所定量挿入されると、第一のプラグ２００に設けられた導入孔２００ｅに、第一のレセプタクル３００に設けられたコネクタ端子３００ｂが導かれながら挿入される。プラグ本体２００ａが更にレセプタクル本体３００ａへ挿入されると、第一のプラグ２００の凸部２００ｂが第一のレセプタクル３００のロック部３００ｃを乗り越え、導入孔２００ｅ内へ挿入されたコネクタ端子３００ｂがケーブルかしめ部２００ｄに接触する。その結果、第一のプラグ２００と第一のレセプタクル３００は、確実に接続される。第一のプラグ２００が第一のレセプタクル３００に確実に挿入されたときに凸部２００ｂがロック部３００ｃを乗り越えることによって、作業者は挿入感を得ることができる。すなわち、第一のプラグ２００が第一のレセプタクル３００に接続された時に第一のプラグ２００の凸部２００ｂが第一のレセプタクル３００のロック部３００ｃに係止（ロック）されることによって作業者に操作感（クリック感）が与えられる。このように、第一のコネクタ１は、簡易な構造で且つ操作感を与える特性を有する。
【００１８】
第一のプラグ２００及び第一のレセプタクル３００と同様に、ケーブルユニット２０００の第二の端部２００２に設けられた第二のプラグ２１０は、第二の基板４１０に設けられた第二のレセプタクル３１０に接続される。これによって、第一の基板４００は、ケーブルユニット２０００を介して第二の基板４１０に電気的に接続される。
【００１９】
（コネクタの引抜力の角度依存特性）
図３を参照して、第一のコネクタ１の引抜力の角度依存特性の一例を説明する。図３は、第一のコネクタ１の引抜力の角度依存特性を示す図である。第一のコネクタ１の引抜力は、第一のプラグ２００を第一のレセプタクル３００から抜くために必要な力である。第一のコネクタ１の引抜力は、第一のレセプタクル３００の開口部３００ｆの開口方向ｚ（挿入方向Ｖ）に垂直な方向ｘに対する引抜力の引抜方向Ｐの角度（以下、引抜角度という）θに依存している（図３（Ａ））。なぜならば、第一のプラグ２００の凸部２００ｂが第一のレセプタクル３００のロック部３００ｃによって係止されているからである。凸部２００ｂがロック部３００ｃによって係止されているので、引抜角度θが０°〜９０°である場合、第一のプラグ２００を第一のレセプタクル３００から抜くために必要な引抜力はとても大きい。引抜角度θと引抜力の大きさによっては、第一のコネクタ１が故障することがある。
【００２０】
凸部２００ｂがロック部３００ｃに係止されることによって引抜力が大きくなることを防止するために、第一のレセプタクル３００のロック部３００ｃが設けられた第二の側３０２と反対の第一の側３０１に開放部としての切り欠き部３００ｄが設けられている。第一のレセプタクル３００の第一の側３０１に設けられた切り欠き部３００ｄによって、第一のプラグ２００を第一のレセプタクル３００から引き抜くために必要な力が軽減される。具体的には、引抜角度θが９０°より大きい場合、第一のプラグ２００の引抜力は、切り欠き部３００ｄによって低減される（図３（Ｂ））。第一の挿入方向Ｖに対して第一のレセプタクル３００の第一の側３０１に傾いた方向に第一のプラグ２００を引き抜く引抜力は、挿入方向Ｖに対して第一の側３０１と反対の第二の側３０２に傾いた方向に第一のプラグ２００を引き抜く引抜力より小さい。第一の側３０１に傾いた方向は、引抜角度θが９０°より大きい引抜方向Ｐである。第二の側３０２に傾いた方向は、引抜角度θが９０°より小さい引抜方向Ｐである。
【００２１】
本実施例の第一のコネクタ１における作業者による仕様上の推奨引抜角度は、９０°〜１０５°である。図３（Ｂ）に示すように、作業者が９０°の方向に第一のプラグ２００を引き抜くために必要な力は、Ｆ（Ｎ）である。作業者が１０５°の方向に第一のプラグ２００を引き抜くために必要な力は、２／３Ｆ（Ｎ）である。また、仕様上の推奨引抜角度ではないが、１２０°〜１５０°の方向では、引抜力は、１／２Ｆ（Ｎ）である。１６５°以上の引抜角度の方向では、コネクタ端子３００ｂに対して水平方向にかかる力の割合が大きくなるので、第一のプラグ２００の引抜力はとても大きくなる。１６５°以上の引抜角度θと引抜力の大きさによっては、第一のコネクタ１が故障することがある。１０５°以上〜１６５°未満の引抜角度θの方向は、仕様上の推奨引抜角度ではないが、回路基板アセンブリ１００の組立作業やメンテナンス作業時に、第一のコネクタ１に間接的にかかるストレスとして想定される。
【００２２】
図４は、回路基板アセンブリ１００の側面図である。図４（Ａ）は、第一の基板４００上のレセプタクル本体３００ａに設けられた切り欠き部３００ｄが第二の基板４１０の側に配置されている回路基板アセンブリ１００を示す図である。すなわち、第一のレセプタクル３００は、第二の側３０２が第二の基板４１０と反対の方向に向くように第一の基板４００に設けられている。図４（Ｂ）は、第一の基板４００上のレセプタクル本体３００ａに設けられた切り欠き部３００ｄが第二の基板４１０と反対の側に配置されている回路基板アセンブリ１００を示す図である。すなわち、第一のレセプタクル３００は、第二の側３０２が第二の基板４１０に向くように第一の基板４００に設けられている。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、メンテナンス時に作業者が回路基板アセンブリ１００の第二の基板４１０の交換を行った後で第二のプラグ２１０を第二のレセプタクル３１０へ挿入する時の説明図である。
【００２３】
作業者が第二の基板４１０の第二のレセプタクル３１０へ第二のプラグ２１０を挿入する時に、第一の基板４００の第一のコネクタ１に矢印Ｇで示す方向にストレスがかかることがある。図４（Ａ）に示すように、第一のプラグ２００を引き抜きやすくするための切り欠き部３００ｄが第二の基板４１０に向かって開口していると、矢印Ｇで示す方向のストレスによって第一のレセプタクル３００から第一のプラグ２００が抜け易い。
【００２４】
これに対して、図４（Ｂ）において、レセプタクル本体３００ａの切り欠き部３００ｄは、第二の基板４１０と反対の方向を向くように配置されている。図４（Ｂ）において、第一の基板４００の第一のコネクタ１に矢印Ｇで示す方向にストレスがかかったとしても、第一のレセプタクル３００から第一のプラグ２００が抜けてしまうことはない。このように、切り欠き部３００ｄが設けられた第一の側３０１が第二の基板４１０に向かないように第一のレセプタクル３００を第一の基板４００に配置することによって作業時の第一のプラグ２００の抜けを低減することができる。
【００２５】
なお、本実施例においては、第二のコネクタ２は、第一のコネクタ１と同様の構造を有する。第二の挿入方向に対して第二のレセプタクル３１０の第一の側３１１に傾いた方向に第二のプラグ２１０を引き抜く引抜力は、挿入方向に対して第一の側３１１と反対の第二の側３１２に傾いた方向に第二のプラグ２１０を引き抜く引抜力より小さい。第二のコネクタ２の第二のレセプタクル３１０は、切り欠き部が設けられている第一の側３１１が第一のコネクタ１が設けられた第一の基板４００に向かないように配置されている。すなわち、第二のレセプタクル３１０は、切り欠き部が設けられていない第二の側３１２が第一の基板４００に向くように配置されている。これによって、第一のコネクタ１が挿抜されるときに、第二のコネクタ２が抜けることを低減することができる。
【００２６】
本実施例によれば、基板に設けられるレセプタクルの向きを定めることによって作業時のプラグ抜けを低減することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１００・・・回路基板アセンブリ
２００・・・第一のプラグ
２１０・・・第二のプラグ
３００・・・第一のレセプタクル
３０１・・・第一の側
３０２・・・第二の側
３１０・・・第二のレセプタクル
４００・・・第一の基板
４１０・・・第二の基板
２０００・・・ケーブルユニット
２００１・・・第一の端部
２００２・・・第二の端部
Ｖ・・・第一の挿入方向
【図１】
2020098756.tif 000003
【図２】
2020098756.tif 000004
【図３】
2020098756.tif 000005
【図４】
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