(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板および前記第１の基板に装着された第１の基板間コネクタを有する組み付け物であって、
前記第１の基板間コネクタに嵌合する相手である第２の基板間コネクタとの、前記第１の基板間コネクタにおける接点が前記第１の基板に対して可動となっており、
前記第１の基板間コネクタには、第１の貫通穴が形成された第１の貫通穴形成部が設けられ、
前記第１の貫通穴は、前記第１の基板間コネクタと前記第２の基板間コネクタとの嵌合時に、位置決めのために前記第２の基板間コネクタに設けられた第２の貫通穴形成部の第２の貫通穴と棒状物で貫通されるように、前記第１の基板の外部に形成されている組み付け物。
【請求項２】
第２の基板および前記第２の基板に装着された第２の基板間コネクタを有する組み付け物であって、
前記第２の基板間コネクタには、請求項１に記載の前記第２の貫通穴形成部が、前記第２の基板の外部に設けられ、
前記第２の基板間コネクタは、請求項１に記載の第１の基板間コネクタと嵌合されることを特徴とする組み付け物。
【請求項３】
請求項１に記載の第１の基板間コネクタと請求項２に記載の第２の基板間コネクタとを嵌合させて、請求項１に記載の第１の基板と請求項２に記載の第２の基板とを筐体に組み付ける方法であって、
（ａ）  前記第１の基板に前記第１の基板間コネクタを、請求項１に記載の第１の貫通穴が前記第１の基板の外部に出るように装着し、前記第２の基板に前記第２の基板間コネクタを、請求項２に記載の第２の貫通穴が前記第２の基板の外部に出るように装着する第１の工程と、
（ｂ）  前記第１の基板を、前記筐体に組み付ける第２の工程と、
（ｃ）  前記第１の貫通穴と前記第２の貫通穴とに請求項１に記載の棒状物を貫通させる第３の工程と、
（ｄ）  前記第１の基板間コネクタと前記第２の基板間コネクタとを嵌合させる第４の工程と、
（ｅ）  前記第２の基板を前記筐体に組み付ける第５の工程と、
（ｆ）  前記棒状物を抜く第６の工程と、を有する組み付け方法。
【請求項４】
請求項１に記載の第１の貫通穴形成部および第２の貫通穴形成部は、それぞれ少なくとも２つの貫通穴を有するものであって、前記第３の工程において、それぞれの貫通穴同士を前記棒状物で貫通させることを特徴とする請求項３に記載の組み付け方法。
【請求項５】
請求項１に記載の組み付け物と、請求項２に記載の組み付け物と、請求項３または４に記載の筐体とを備え、請求項３または４に記載の方法によって組み付けられた電気回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板と基板との結合を媒介する基板間コネクタ、基板を結合させて筐体に組み付ける方法、組み付け時に使用する治具、及び組み付けられた電気回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板間コネクタとして、組み付け時の誤差がストレスとなって半田クラックや接触不良等が生じないようにしたフローティングタイプの基板間コネクタが製品化されている。
【０００３】
図１２〜図１７に、フローティングタイプの基板間コネクタ（メスコネクタ１、オスコネクタ２）の一具体例を示す。図１２はメスコネクタ１の上面図であり、図１３は図１２を下側から見た側面図であり、図１４は図１３のＤ−Ｄ断面図である。また図１５はオスコネクタ２の上面図であり、図１６は図１５を下側から見た側面図であり、図１７は図１５を右側から見た側面図である。以下これらの図を使用してフローティングコネクタについて説明する。
【０００４】
図１２〜図１４に示したメスコネクタ１は、基部１０と可動部１５とから成る。基部１０は、樹脂製の基部本体１１と、基部本体１１の底部にある複数の半田付けピン１２と、基部１０と基板（図示せず）とを固定する樹脂製の２つの突起棒１３を有する。半田付けピン１２は、基部１０と基板の配線パターンとを電気的に接続し、かつ機械的に固定する。
【０００５】
可動部１５は、樹脂製の可動部本体１６と複数の金属製の導体部１７とから成る。可動部本体１６には、図１２に示す様に上部に複数の穴が形成されている。形成された穴の個数は半田付けピン１２の個数と同じであり、位置はそれぞれ半田付けピン１２の直上にある。メスコネクタ１を基板に装着する際には、半田付けピン１２と基板とを半田付けで固定する。可動部本体１６はまた、図１４の様に基部本体１１と３箇所で接触し、基部本体１１によって固定されないまま支持されている。これにより、可動部本体１６は、基部本体１１に対して、図１３中左右の方向に移動することが可能となる。
【０００６】
導体部１７の個数は半田付けピン１２の個数と同じである。それぞれの導体部１７は、さらに蛇行部１７ａと、導体部本体１７ｂと、オスピン接触部１７ｃとから成る。蛇行部１７ａの一端は半田付けピン１２の一つと接続し、もう一端は導体部本体１７ｂと接続している。また、蛇行部１７ａは自己の形状の変形に抗して復元力を生む性質を持ち、これにより、上記した可動部本体１６の基部本体１１に対する移動が制限される。導体部本体１７ｂは、可動部本体１６の内側面に貼り付けられた形で固定されている。オスピン接触部１７ｃは２本の細長い導体から成り、それらは上記した可動部本体の穴の直下で、穴の縦長方向（図１２における上下方向）に平行となるよう近接して並び、両端は導体部本体１７ｂに固定されている。
【０００７】
図１５〜図１７に示したオスコネクタ２は、樹脂製の土台部２０と、金属製の複数のオスピン２１とから成る。オスピン２１の個数は、メスコネクタ１の半田付けピン１２の個数と同じであり、図１５の様な配置で土台部２０の底部に固定されている。オスピン２１は、半田付け部２１ａと、メスコネクタ接触部２１ｂとから成っている。半田付け部２１ａは、図１６、図１７の様に土台部２０の下に突き出ており、オスコネクタ２を基板に装着する際には、この部分と基板を半田付けで固定する。メスコネクタ接触部２１ｂは、半田付け部２１ａと繋がっており、土台部２０の底部から上方に延びている。メスコネクタ１とオスコネクタ２とが嵌合する際には、このメスコネクタ接触部２１ｂが、オスコネクタ２のオスピン接触部１７ｃと接触して、メスコネクタ１とオスコネクタ２との接点を形成し、それにより各々のコネクタが装着された基板間の導通が実現される。基板間の導通を確実なものとするため、メスコネクタ接触部２１ｂは、オスピン接触部１７ｃの２本の導体間の隙間のサイズより僅かに太くなっているが、嵌合が容易となるように、その先端部は先細り形状となっている。
【０００８】
メスコネクタ１とオスコネクタ２とは、メスコネクタ１の上部の各々の穴にメスコネクタ接触部２１ｂの一つが嵌まる様に、それぞれのコネクタの上面（図１２および図１４で正面に見える面）が対面する方向に押し込まれることにより、嵌合が実現する。嵌合が実現すると、オスコネクタ２はメスコネクタ１の可動部１５に対して固定された状態となる。
【０００９】
嵌合時において、上記したようにメスコネクタ１の可動部１５は、基部１０および基部１０が装着された基板５に対して、図１３中左右の方向に可動である。従って、オスコネクタ２も基部１０および基部１０が装着された基板５に対して可動となり、この方向の、ねじ締めによる基板間のずれや、コネクタの装着ずれ等は、半田付けをした部分やコネクタ同士の接点にストレスを及ぼさなくなる。
【００１０】
また、オスピン接触部１７ｃは、図１２から見ると穴の縦方向に走る２本の線として見える。メスコネクタ接触部２１ｂはこの２本の線の間にある限り、図１２中上下の方向にずれても導通は実現する。したがって、嵌合時において図１２中上下の方向の、ねじ締めによる基板間のずれや、コネクタの装着ずれ等は、半田付けをした部分やコネクタ同士の接点にストレスを及ぼさなくなる。
【００１１】
さらに、オスピン接触部１７ｃは、メスコネクタ接触部２１ｂのどの部分と接触しても構わないので、嵌合時において図１３中上下の方向の、ねじ締めによる基板間のずれや、コネクタの装着ずれ等は、半田付けをした部分やコネクタ同士の接点にストレスを及ぼさなくなる。
【００１２】
このようにフローティングコネクタは、いずれの方向への組み付けに際するコネクタ間の誤差も、半田付け部や接点に悪影響を及ぼさない様な構成となっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フローティングコネクタを使用しても、組み付けの際、両コネクタの形状公差、両コネクタの基板への実装誤差、筐体のボス位置公差といった具合に公差が累積し、その累積公差が上記したコネクタ間誤差の許容量を上回り、組み付けが非常に困難となるという問題がある。
【００１４】
本発明は上記問題に鑑みて、上記累積公差による組み付けへの影響を最小限にすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の組み付け物（１、４）では、第１の基板（４）および前記第１の基板（４）に装着された第１の基板間コネクタ（１）を有する組み付け物であって、当該第１の基板間コネクタに嵌合する相手である第２の基板間コネクタ（２）との、前記第１の基板間コネクタにおける接点が前記第１の基板に対して可動となっており、当該第１の基板間コネクタには、第１の貫通穴が形成された第１の貫通穴形成部（１４ａ、１４ｂ）が設けられ、前記第１の貫通穴は、前記第１の基板間コネクタと前記第２の基板間コネクタとの嵌合時に、位置決めのために前記第２の基板間コネクタに設けられた第２の貫通穴形成部（２２ａ、２２ｂ）の第２の貫通穴と棒状物（３２ａ、３２ｂ）で貫通されるように、前記第１の基板の外部に形成されていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項２に記載の組み付け物（２、５）では、第２の基板（５）および前記第２の基板（５）に装着された第２の基板間コネクタ（２）を有する組み付け物であって、
前記第２の基板間コネクタには、請求項１に記載の前記第２の貫通穴形成部が、前記第２の基板の外部に設けられ、前記第２の基板間コネクタは、請求項１に記載の第１の基板間コネクタと嵌合されることを特徴としている。
【００１７】
請求項１、２に記載の基板間コネクタによれば、フローティングコネクタとしての２つの基板間コネクタの嵌合時に、棒状物で第１の貫通穴と第２の貫通穴とを貫くことにより、双方の基板間コネクタの嵌合位置が固定され、これらの基板間コネクタが設計上の中心位置で嵌合することが可能となる。その結果、コネクタ自身のフローティング特性を十分に発揮することができるので、上記した累積公差による組み付けへの影響を最小限にすることができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の第１の基板間コネクタと請求項２に記載の第２の基板間コネクタとを嵌合させて、請求項１に記載の第１の基板と請求項２に記載の第２の基板とを筐体に組み付ける方法は、
（ａ）  前記第１の基板に前記第１の基板間コネクタを、請求項１に記載の第１の貫通穴が前記第１の基板の外部に出るように装着し、前記第２の基板に前記第２の基板間コネクタを、請求項２に記載の第２の貫通穴が前記第２の基板の外部に出るように装着する第１の工程と、
（ｂ）  前記第１の基板を、前記筐体に組み付ける第２の工程と、
（ｃ）  前記第１の貫通穴と前記第２の貫通穴とに請求項１に記載の棒状物を貫通させる第３の工程と、
（ｄ）  前記第１の基板間コネクタと前記第２の基板間コネクタとを嵌合させる第４の工程と、
（ｅ）  前記第２の基板を前記筐体に組み付ける第５の工程と、
（ｆ）  前記棒状物を抜く第６の工程と、を有していることを特徴としている。
【００１９】
このような方法によって、フローティングコネクタとしての２つの基板間コネクタの嵌合時に、棒状物で第１の貫通穴と第２の貫通穴とを貫くことにより、双方の基板間コネクタの嵌合位置が固定され、これらの基板間コネクタが設計上の中心位置で嵌合することが可能となる。その結果、コネクタ自身のフローティング特性を十分に発揮することができるので、上記した累積公差による組み付けへの影響を最小限にすることができる。
【００２０】
なお、これらの工程は、必ずしも工程番号順に行われる必要はなく、例えば第２の工程は第５の工程と同時に行ってもよいし、第３の工程を第２の工程の前に行ってもよい。
【００２３】
また請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の組み付け方法において、請求項１に記載の第１の貫通穴形成部および第２の貫通穴形成部は、それぞれ少なくとも２つの貫通穴を有するものであって、前記第３の工程において、それぞれの貫通穴同士を前記棒状物で貫通させることを特徴としている。
【００２４】
これにより、コネクタの嵌合時において少なくとも２つの貫通穴の組を棒状物が貫通するので、双方の基板間コネクタの嵌合位置が少なくとも２箇所で固定され、これらの基板間コネクタが設計上の中心位置で嵌合することが可能となる。その結果、コネクタ自身のフローティング特性を十分に発揮することができるので、上記した累積公差による組み付けへの影響を最小限にすることができる。
【００２７】
また、請求項５に記載の電気回路装置では、請求項１に記載の組み付け物と、請求項２に記載の組み付け物と、請求項３または４に記載の筐体とを備え、請求項３または４に記載の方法によって組み付けられたことを特徴としている。
【００２８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態において、図１２〜図１７で示した従来のものと同一もしくは均等の部分には、同一符号を付して説明する。
【００３０】
図１は、治具３を使用して請求項１に記載の基板間コネクタに対応するメスコネクタ１と、この基板間コネクタと嵌合する相手側の基板間コネクタであり、請求項２に記載の基板間コネクタであるオスコネクタ２とを嵌合させ、第１の基板である基板４と、第２の基板である基板５とを筐体６に組み付ける作業を概念的に示した斜視図である。
【００３１】
筐体６の底部に置かれた基板４上にメスコネクタ１が装着され、その直上にある基板５下にはオスコネクタ２が装着されている。これらは、図１中でオスコネクタ２上にある治具３を後述する方法で使用することによって、この位置関係で組み付けられる。治具３は、グリップ部３１と、棒状物である２本の突起棒３２ａ、３２ｂとを有し、組み付け時にかかるストレスに対して十分な剛性を持つ材質から成っている。また、筐体６の側面に付いているコネクタ７は外部とのインターフェースである。
【００３２】
図２にメスコネクタ１の上面図を、図３に図２の下側にあたる側面図を、図４に図３のＡ−Ａ断面図を示す。このメスコネクタ１が従来技術の一例として図１２〜図１４で示したメスコネクタ１と異なっている部分は、図２の下部、図４の左側部に見られるような、第１の貫通穴が形成された第１の貫通穴形成部である樹脂製のメス側穴形成部１４ａ、１４ｂを有していることである。この貫通穴は、治具３の突起棒３２ａ、３２ｂがちょうど隙間無く貫通できる程度の大きさとなっている。２つの貫通穴の間隔は治具３の２つの突起棒３２ａと３２ｂとの間隔と同じであり、貫通方向はメスコネクタ１とオスコネクタ２とが嵌合する方向と同じである。
【００３３】
また、図５にオスコネクタ２の上面図を、図６に図５の下側にあたる側面図を、図７に図５の右側にあたる側面図を示す。このオスコネクタ２についても、図１５〜図１７で従来技術の一例として図示した従来のオスコネクタ２と異なっている部分は、図５の下部、図７の左側部に見られるように、第２の貫通穴が形成された第２の貫通穴形成部である樹脂製のオス側穴形成部２２ａ、２２ｂを有していることである。これら２つの貫通穴の間隔及び貫通方向は上記したメスコネクタ１の２つの貫通穴と同じであり、これらのコネクタの嵌合時においては、第１の貫通穴の１つと第２の貫通穴の１つとは、これらの貫通穴の貫通方向を向いた直線上に並び、第１の貫通穴のもう１つと第２の貫通穴のもう１つとも、これらの貫通穴の貫通方向を向いた別の直線上に並ぶ。
【００３４】
以下、治具３を使い、メスコネクタ１とオスコネクタ２とを嵌合させて、基板４と基板５とを筐体６に組み付ける方法について説明する。図８は、組み付け作業の代表的な工程を、作業順に模式的に示したものである。最初に基板４にメスコネクタ１を、基板５にオスコネクタ２を装着する（第１の工程。ただしこの工程は図示せず）。次に図８ａでメスコネクタ１の装着された基板４を筐体６上に置き、基板４と筐体６とを４カ所でねじ留めして組み付ける（第２の工程）。そして、図８ｂに示すように、基板５下に装着されたオスコネクタ２を、両コネクタ１、２に形成されたそれぞれの貫通穴の位置が１対１で対応し、上下に一致して並ぶようにメスコネクタ１の上方に配置し、そして治具３の２本の突起棒３２ａ、３２ｂを、それぞれ２つの穴に貫通させる（第３の工程）。
【００３５】
次に、図８ｃに示すように、基板５とオスコネクタ２を、穴を貫通している突起棒３２ａ、３２ｂのガイドに従って下におろし、メスコネクタ１とオスコネクタ２を嵌合させる（第４の工程）。これらが完全に嵌合したら、図８ｄに示すように基板５をねじで締めて組み付ける（第５の工程）。そして最後に、図８ｅに示すように治具３を引き抜き（第６の工程）、作業が完了する。
【００３６】
上記のような工程による組み付けにおいて、治具３によってメスコネクタ１とオスコネクタ２との相対位置が上下方向を除いて固定されるので、製造時に想定していた通りの位置関係でメスコネクタ１とオスコネクタ２とが嵌合することになる。この結果、コネクタ自身の持つ可動性が十分に発揮できるようになり、組み付けの際の両コネクタ１、２の形状公差、両コネクタの基板への実装誤差、筐体のボス位置公差等からなる累積公差の影響を最小限にすることができる。
【００３７】
（他の実施形態）
上記した実施形態では、メスコネクタ１、オスコネクタ２の貫通穴の数、および突起棒３２ａ、３２ｂの数は２個としたが、これは必ずしも２個である必要はない。２個以上何個であってもよく、また、貫通穴の形状や突起棒３２ａ、３２ｂの構造によって、治具３をメスコネクタ１とオスコネクタ２に突起棒３２ａ、３２ｂを貫通させたときに、貫通穴のまわりの回転が禁止されるようになっていれば、貫通穴や突起棒３２ａ、３２ｂの数は１個であっても構わない。
【００３８】
また、貫通穴が２個の場合であっても、上記した実施形態の様にコネクタの一方の辺に２個の貫通穴が形成される必要は必ずしも無く、対面する辺、あるいは隣接する辺に１個づつ形成されていてもよい。
【００３９】
また、上記した実施形態では貫通穴の位置が基板４、５の外部に突き出る形となっているが、必ずしも貫通穴が基板の外に出ていなくともよく、貫通穴の貫通方向に基板が重なるような配置になっていても、貫通穴が貫通穴のある位置で基板４と、基板５との両方、あるいはどちらか一方にノンスルーホール（基板の両面間で電気的な導通がとられていない穴）を設けることで、組み付け時に治具３を使用することが可能となる。なお、このときノンスルーホールは突起棒３２ａ、３２ｂよりも大きければよく、突起棒３２ａ、３２ｂがちょうど嵌まる大きさである必要はない。
【００４０】
また、治具３のグリップ部３１については、上記した実施形態では図１のような形状をしているが、かならずしもこのような形状である必要はなく、人間の手で持てるような形状であればよい。例えば、図９や図１０のような形状をしていても構わないし、上記したような貫通穴が一個の場合は図１１のような形状をしていてもよい。またコネクタが小さい場合は、突起棒３２ａ、３２ｂの間隔に比べてグリップ部３１が非常に大きくても構わない。
【００４１】
また、上記した実施形態の組み付け作業において、第２の工程は第５の工程と同時に行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における、基板４、５を筐体６に固定する作業の概要を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態における、メスコネクタ１の上面図である。
【図３】図２を下側から見た側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の一実施形態における、オスコネクタ２の上面図である。
【図６】図５を下側から見た側面図である。
【図７】図５を右側から見た側面図である。
【図８】本発明の一実施形態における、基板４、５を筐体６に組み付ける作業の工程を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に用いる治具の他の例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に用いる治具のさらに他の例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態に用いる治具のさらに他の例を示す斜視図である。
【図１２】従来のフローティングコネクタにおける、メスコネクタ１の上面図である。
【図１３】図１２を下側から見た側面図である。
【図１４】図１２のＤ−Ｄ断面図である。
【図１５】従来のフローティングコネクタにおける、オスコネクタ２の上面図である。
【図１６】図１５を下側から見た側面図である。
【図１７】図１５を右側から見た側面図である。
【符号の説明】
１…メスコネクタ、２…オスコネクタ、３…治具、４、５…基板、
６…筐体、１０…基部、１１…基部本体、１２…半田付けピン、
１４ａ、１４ｂ…メス側穴形成部、１５…可動部、１６…可動部本体、
１７…導体部、１７ａ…蛇行部、１７ｂ…導体部本体、
１７ｃ…オスピン接触部、２０…土台部、２１…オスピン、
２１ａ…半田付け部、２１ｂ…メスコネクタ接触部、
２２ａ、２２ｂ…オス側穴形成部、３１…グリップ部、
３２ａ、３２ｂ…突起棒。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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