(57)【要約】【課題】基板同士をコネクタで接続すること。【解決手段】ＤＣ−ＤＣコンバータは、配線板１１に複数の電子部品が実装されることで構成されている。ベース１２には、第１の基板２１が載置されている。ベース１２のボス１３には、第２の基板４１が支持されている。第１の基板２１と、第２の基板４１とは対向している。第１の基板２１には、第１のコネクタ３１が設けられている。第２の基板４１には、第２のコネクタ６１が設けられている。第１の基板２１と、第２の基板４１とは、第１のコネクタ３１と第２のコネクタ６１によって接続されている。第２のコネクタ６１は、第１のコネクタ３１の挿入端子３４が挿入されるハウジング６３を第２の基板４１の電子部品搭載面に対して沿う方向に移動させる水平方向移動機構を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコネクタを有する第１の基板と、
第２のコネクタを有する第２の基板と、を備え、
前記第１の基板と前記第２の基板とが厚み方向に対向配置されるとともに前記第１のコネクタと前記第２のコネクタによって前記第１の基板と前記第２の基板とが接続されている車載用電子部品であって、
前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタのうち少なくとも一方には、各コネクタを各基板の面に沿う方向に移動させる水平方向移動機構が設けられている車載用電子部品。
【請求項２】
前記第２の基板を支持する支持部を有するベースを備え、
前記第２の基板には、前記第２の基板を前記支持部に固定するネジが挿通される複数のネジ孔が設けられている請求項１に記載の車載用電子部品。
【請求項３】
前記第２のコネクタは、前記複数のネジ孔を結ぶ線上、又は前記複数のネジ孔を結ぶ領域内に設けられている請求項２に記載の車載用電子部品。
【請求項４】
前記第２のコネクタは、前記ネジ孔の近傍に設けられている請求項２又は請求項３に記載の車載用電子部品。
【請求項５】
前記第２のコネクタよりも前記第２の基板からの突出量が多い電子部品は、前記第２のコネクタと同一面に前記第１の基板と接触しない状態で設けられている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の車載用電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１のコネクタと第２のコネクタによって、第１の基板と第２の基板とを接続した車載用電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用電子部品が有する複数の基板をハーネスで接続する場合、車載用電子部品の大型化を招くおそれがある。このため、特許文献１では、上ケースに固定された基板と、下ケースに固定された基板のそれぞれにコネクタを設けて、コネクタによって基板同士を接続している。上ケースと、下ケースとは連結されることで一つのケースを構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−７３６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、各部材の公差によって、各基板のコネクタ同士の位置は若干ずれているおそれがある。ハーネスであれば、多少のたわみを持たせた状態で基板同士を接続するため、たわみによって公差を吸収することができるが、コネクタの場合には、公差を吸収することが困難であり、基板同士をコネクタで接続できない場合があった。
【０００５】
本発明の目的は、基板同士をコネクタで接続することができる車載用電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する車載用電子部品は、第１のコネクタを有する第１の基板と、第２のコネクタを有する第２の基板と、を備え、前記第１の基板と前記第２の基板とが厚み方向に対向配置されるとともに前記第１のコネクタと前記第２のコネクタによって前記第１の基板と前記第２の基板とが接続されている車載用電子部品であって、前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタのうち少なくとも一方には、各コネクタを各基板の面に沿う方向に移動させる水平方向移動機構が設けられている。
【０００７】
これによれば、各部材の公差によって、第１のコネクタと、第２のコネクタに各基板の面に沿う方向への若干の位置ずれが生じていても、水平方向移動機構によってコネクタが基板の面に沿う方向に移動することで、第１のコネクタと第２のコネクタとを接続することができる。
【０００８】
上記車載用電子部品について、前記第２の基板を支持する支持部を有するベースを備え、前記第２の基板には、前記第２の基板を前記支持部に固定するネジが挿通される複数のネジ孔が設けられていることが好ましい。
【０００９】
これによれば、第２の基板をベースに固定することができる。
上記車載用電子部品について、前記第２のコネクタは、前記複数のネジ孔を結ぶ線上、又は前記複数のネジ孔を結ぶ領域内に設けられていることが好ましい。
【００１０】
これによれば、ネジ孔にはネジが挿通され、ネジによってベースに固定されている固定点は、衝撃や振動などが加わったときに振幅が小さいため、ネジ孔を結ぶ線上及びネジ孔を結ぶ領域内は、第２の基板の振幅が小さい。このため、第２のコネクタが第１のコネクタから外れにくく、第１のコネクタと第２のコネクタとの接続が維持されやすい。
【００１１】
上記車載用電子部品について、前記第２のコネクタは、前記ネジ孔の近傍に設けられていることが好ましい。
これによれば、ネジ孔の近傍は、第２の基板の振幅が小さい。このため、第２のコネクタが第１のコネクタから外れにくく、第１のコネクタと第２のコネクタとの接続が維持されやすい。
【００１２】
上記車載用電子部品について、前記第２のコネクタは、前記ネジ孔の近傍に設けられていることが好ましい。
これによれば、ネジ孔の近傍は、第２の基板の振幅が小さい。このため、第２のコネクタが第１のコネクタから外れにくく、第１のコネクタと第２のコネクタとの接続が維持されやすい。
【００１３】
上記車載用電子部品について、前記第２のコネクタよりも前記第２の基板からの突出量が多い電子部品は、前記第２のコネクタと同一面に前記第１の基板と接触しない状態で設けられていることが好ましい。
【００１４】
これによれば、第２のコネクタよりも第２の基板からの突出量が多い電子部品を第２の基板の同一面に集約することができる。第２のコネクタが設けられる面は、第１の基板と対向する面なので、第２の基板における第１の基板と対向する面とは反対側の面から電子部品が突出せず、車載用電子部品の小型化が図られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板同士をコネクタで接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＤＣ−ＤＣコンバータを示す分解斜視図。
【図２】第１のコネクタを示す斜視図。
【図３】第１のコネクタと第２のコネクタとの接続態様を示す断面図。
【図４】第２の基板の斜視図。
【図５】電子部品と第２の基板との接続態様を示す断面図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は電子部品を第２の基板に実装する工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、車載用電子部品の一実施形態について説明する。
図１に示すように、車載用電子部品としてのＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、配線板１１に複数の電子部品が実装されている。配線板１１はベース１２、第１の基板２１および第２の基板４１を備えている。第１の基板２１はＤＣ−ＤＣコンバータ１０におけるパワー素子を備えるパワー基板である。第２の基板４１は第１の基板２１に実装されているパワー素子を制御する制御素子を備える制御基板である。
【００１８】
配線板１１は、平板状のベース１２を備えている。ベース１２には、ベース１２を覆う図示しないカバーが固定され、これによりベース１２とカバーとでケースが構成される。したがって、ベース１２はケースの一部として機能する。ベース１２には、第１の基板２１が載置されている。ベース１２の周縁には、ベース１２から立設する柱状のボス１３が複数（本実施形態では７個）設けられている。
【００１９】
また、ベース１２には、位置決め用のピン１５が立設されている。本実施形態の位置決め用のピン１５は、ベース１２の端に寄っている。また、位置決め用のピン１５よりもベース１２の中央に寄った位置には、回転抑止用のピン１６が立設されている。
【００２０】
第１の基板２１は、両面（図では片面のみ図示）に導体パターン２２を有しており、この導体パターン２２によって複数の電子部品２３，２４（コイル、コンデンサ、ダイオードなど）が接続されている。また、導体パターン２２は、所定の形状にパターニングされることでトランスや、コイルを構成している。導体パターン２２は銅板を打ち抜いて形成されたものであり、厚さが５００μｍである。
【００２１】
図２及び図３に示すように、第１の基板２１には、第１のコネクタ３１が設けられている。第１のコネクタ３１は、導体パターン２２と電気的に接続されている。第１のコネクタ３１は、端子３２を有している。端子３２は、金属製であり、平板状の基部３３と、基部３３から立設する平板状の挿入端子３４とを有している。挿入端子３４は、２箇所に設けられている。
【００２２】
図１に示すように、配線板１１は、第２の基板４１を備えている。第２の基板４１は、その一部が第１の基板２１と厚み方向に対向して配置されている。第２の基板４１は、ベース１２のボス１３に支持されている。第２の基板４１の周縁には、厚み方向に貫通するネジ孔４２が複数（本実施形態では、６個）設けられている。また、第２の基板４１の中央に寄った位置にも、１個のネジ孔４２が設けられている。各ネジ孔４２は、ベース１２のボス１３に対応した位置に設けられている。そして、第２の基板４１のネジ孔４２に挿通されたネジ４３が、ベース１２のボス１３に螺合されることで、第２の基板４１は、ベース１２に固定されている。したがって、本実施形態において、ベース１２のボス１３が、第２の基板４１を支持する支持部となる。
【００２３】
第２の基板４１は、第２の基板４１の厚み方向及び周縁に開口する切欠４４を有している。また、第２の基板４１には、厚み方向に貫通する挿入孔４５が設けられている。切欠４４は、第２の基板４１の角に寄って設けられており、挿入孔４５は、切欠４４よりも第２の基板４１の中央に寄って設けられている。切欠４４は、位置決め用のピン１５に対応した位置に設けられている。挿入孔４５は、回転抑止用のピン１６に対応した位置に設けられている。切欠４４には、位置決め用のピン１５が挿入されている。挿入孔４５には、回転抑止用のピン１６が挿入されている。
【００２４】
図１及び図４に示すように、第２の基板４１の両面には、複数の電子部品５１〜５４が実装されている。第２の基板４１の両面のうち、一方の面には、第２のコネクタ６１が設けられている。第２の基板４１において、第２のコネクタ６１が設けられた面と同一面には、大型の電子部品５２〜５４が設けられている。大型の電子部品５２〜５４は、第２の基板４１から厚み方向に向けた突出量が第２のコネクタ６１よりも多い電子部品であり、例えば、フィルムコンデンサ、コモンコイル、ヒューズなどであり、第１の基板２１と対向しない箇所に配置されている。これにより、大型の電子部品５２〜５４は、第１の基板２１と接触しない状態で、第２の基板４１に設けられている。
【００２５】
第２のコネクタ６１及び電子部品５２〜５４は、第２の基板４１の周縁に設けられたネジ孔４２に囲まれる領域内に設けられている。また、第２のコネクタ６１及び電子部品５２〜５４は、ネジ孔４２の近傍に位置している。第２の基板４１の両面のうち、第２のコネクタ６１が設けられた面とは反対側の面には、電子部品５２〜５４に比べて小型の電子部品５１が設けられている。
【００２６】
図３及び図４に示すように、第２のコネクタ６１は、矩形平板状の基部６２を有している。また、第２のコネクタ６１は、基部６２の中央に設けられたハウジング６３と、ハウジング６３を挟んで基部６２から立設する二つの壁部６４とを有している。ハウジング６３と、基部６２とは分離されている。基部６２、ハウジング６３及び壁部６４は樹脂製である。壁部６４は、ハウジング６３から間隔を空けて設けられている。ハウジング６３は、有底矩形箱状をなしており、矩形平板状の先端部６５と、先端部６５の周縁から厚み方向に延びる４つの側壁６６とを有している。先端部６５には、２箇所にスリット６７が設けられており、ハウジング６３の内外を連通している。対向する二つの側壁６６の基端には、側壁６６の厚み方向に対して直交する方向に貫通する溝６８が複数設けられている。また、各壁部６４の基端には、各壁部６４の厚み方向に対して直交する方向に貫通する挿入溝６９が設けられている。
【００２７】
また、第２のコネクタ６１は、図示しないパターンを介して電子部品５１〜５４と電気的に接続される金属製の端子７０を複数有している。端子７０は、第２の基板４１に固定される固定部７１を有している。固定部７１の一端には、固定部７１から直角に屈曲された屈曲部７２が設けられている。屈曲部７２において、固定部７１が設けられた端部とは反対側の端部には、固定部７１側とは反対側に向けて屈曲された第１連結部７７が設けられている。第１連結部７７において、屈曲部７２が設けられた端部とは反対側の端部には、屈曲部７２側に向けて折り返すように屈曲された第１折り返し部７３が設けられている。第１折り返し部７３からは、第１連結部７７に沿って延びる第２連結部７８が延びている。第２連結部７８において、第１折り返し部７３が設けられた端部とは反対側の端部には、第１折り返し部７３側に向けて折り返された第２折り返し部７９が設けられている。第２折り返し部７９において、第２連結部７８が設けられた端部とは反対側の端部には、第１折り返し部７３側に向けて折り返されるとともに、第２折り返し部７９から離れる程第２連結部７８に対して離れる方向に傾斜する挟持部７５が設けられている。挟持部７５において、第２折り返し部７９とは反対側の端部には、第２連結部７８に近付くように屈曲する返し部７６が設けられている。
【００２８】
第１連結部７７と第２連結部７８との間には空隙が形成されている。第２連結部７８と挟持部７５との間には空隙が形成されている。第２連結部７８と返し部７６との間には空隙が形成されている。
【００２９】
端子７０は、互いの挟持部７５が向かい合うように壁部６４の対向方向に二つ並んで設けられている。また、端子７０は、壁部６４に沿って複数設けられている。各端子７０は、屈曲部７２が壁部６４の挿入溝６９に挿入されている。第１連結部７７、第２連結部７８及び第１折り返し部７３は、壁部６４とハウジング６３との間に突出しており、挟持部７５はハウジング６３の溝６８を介してハウジング６３内に挿入されている。挟持部７５及び返し部７６は、ハウジング６３内を先端部６５に向けて延びている。そして、壁部６４の対向方向に並んで設けられた各端子７０の挟持部７５には、互いに近付く方向に弾性力が働いている。
【００３０】
ハウジング６３は、端子７０に固定されている。そして、各端子７０の弾性変形に合わせてハウジング６３は一体となって移動する。ハウジング６３は、各端子７０の第１連結部７７と第２連結部７８とがハウジング６３と壁部６４との対向方向に弾性変形することで、ハウジング６３と壁部６４との対向方向に移動する。また、ハウジング６３は、各端子７０がハウジング６３と壁部６４との対向方向に直交する方向に弾性変形することで、ハウジング６３と壁部６４との対向方向に直交する方向に移動する。したがって、端子７０の弾性変形によってハウジング６３が第２の基板４１における電子部品搭載面に対して沿う方向に移動可能となっている。本実施形態では、基部６２から独立して移動可能なハウジング６３と、弾性変形可能な端子７０が水平方向移動機構として機能している。なお、水平方向とは基板の電子部品搭載面に対して沿う方向を意味する。
【００３１】
第１の基板２１と、第２の基板４１とは、第１のコネクタ３１と、第２のコネクタ６１によって電気的に接続されている。第１のコネクタ３１の挿入端子３４はスリット６７を介して第２のコネクタ６１のハウジング６３内に挿入されている。ハウジング６３内に挿入された第１のコネクタ３１の挿入端子３４は、各端子７０の挟持部７５に挟持されている。これにより、第１のコネクタ３１の挿入端子３４と、挟持部７５とが接触することで、第１のコネクタ３１と、第２のコネクタ６１とが電気的に接続されている。
【００３２】
第２のコネクタ６１は、端子７０の固定部７１を第２の基板４１に半田付けすることで固定されている。第２の基板４１には、端子７０が挿入されるスルーホール４６が設けられており、このスルーホール４６に挿入された固定部７１が半田付けされている。なお、図４では、パターンの図示を省略しているが、スルーホール４６の内周面及び第２の基板４１の両面には、パターンが設けられている。
【００３３】
図５に示すように、電子部品５２〜５４は、端子５５が第２の基板４１に半田付けされることで固定されている。電子部品５２〜５４の端子５５は、第２の基板４１に設けられたスルーホール４６に挿入されており、このスルーホール４６に挿入された端子５５がパターン４７に半田付けされている。スルーホール４６の内周面及び第２の基板４１の両面には、パターン４７が設けられており、このパターン４７と端子５５が電気的に接続されることで、電子部品５１〜５４や、第２のコネクタ６１は電気的に接続されている。
【００３４】
次に、電子部品５２〜５４の実装方法について説明する。
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、まず、第２の基板４１にメタルマスク８１を配置し、半田ペースト８２をスキージ８３によって塗布する。
【００３５】
そして、図６（ｃ）に示すように、スルーホール４６に電子部品５２〜５４の端子５５を挿入する。電子部品５２〜５４は、汎用のＳＭＤ(surface mount device)実装機を用いて配置することが可能である。そして、電子部品５２〜５４が配置された第２の基板４１をリフロー槽で加熱して、半田ペースト８２を溶融させ、その後、溶融した半田を凝固させることで電子部品５２〜５４が第２の基板４１に実装される。また、第２のコネクタ６１も同様の方法で第２の基板４１に実装される。
【００３６】
次に、本実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ１０の作用について説明する。
第１のコネクタ３１と、第２のコネクタ６１とを接続するときには、まず、第２の基板４１をベース１２に対して位置決めする。第２の基板４１をベース１２に対して位置決めするときには、第２の基板４１の切欠４４に位置決め用のピン１５を挿入する。第２の基板４１の位置決めを行ったあとには、第２の基板４１を水平にする。このとき、回転抑止用のピン１６が、挿入孔４５に挿入される。第２の基板４１が水平になることで、第２のコネクタ６１の挟持部７５の間に、第１のコネクタ３１の挿入端子３４が挿入されて、第１のコネクタ３１と第２のコネクタ６１とが接続される。
【００３７】
このとき、各部材の公差によって、第１のコネクタ３１と、第２のコネクタ６１に位置ずれが生じている場合があるが、第２のコネクタ６１のハウジング６３が第２の基板４１における電子部品搭載面に対して沿う方向に移動することができる。このため、第２のコネクタ６１のハウジング６３の移動によって公差を吸収して、第１のコネクタ３１の挿入端子３４を第２のコネクタ６１のスリット６７に挿入することができる。
【００３８】
ところで、第１のコネクタ３１と、第２のコネクタ６１とを接続するために、第２の基板４１全体を移動させて、第１のコネクタ３１と第２のコネクタ６１とを接続することも考えられる。しかしながら、本実施形態のように、位置決め用のピン１５によって第２の基板４１の位置決めを行う場合は、位置決め用のピン１５によって第２の基板４１の位置が定まり、第２の基板４１の全体を移動させることができないおそれがある。また、特許文献１のように、上ケースと下ケースのそれぞれに固定された基板を接続する場合、基板の全体を移動させると、上ケース（あるいは下ケース）も一体となって移動することになり、上ケースと下ケースの連結を阻害するおそれがある。
【００３９】
本実施形態のように、第２のコネクタ６１に水平方向移動機構を設けることで、第２の基板４１自体を移動させることなく第１のコネクタ３１と第２のコネクタ６１とを接続することができる。
【００４０】
また、第２の基板４１が振動すると、電子部品５２〜５４の重量によってパターン４７には荷重が加わり、電子部品５２〜５４が半田付けされたパターン４７が第２の基板４１から剥がれるおそれがある。特に、大型の電子部品５２〜５４は重量も重く、パターン４７が剥がれやすい。本実施形態では、大型の電子部品５２〜５４の端子５５がスルーホール４６に挿入されて、半田付けされている。パターン４７は、スルーホール４６の内周面を介して第２の基板４１の両面に設けられているため、大型の電子部品５２〜５４の重量が加わってもパターン４７が第２の基板４１から剥がれにくい。
【００４１】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第２のコネクタ６１は、水平方向移動機構を有している。このため、第１のコネクタ３１と第２のコネクタ６１に公差によって位置ずれが生じていても、第１のコネクタ３１と第２のコネクタ６１とを接続することができる。
【００４２】
（２）第２の基板４１は、ベース１２に支持されているため、振動しにくい。
（３）第２のコネクタ６１は、複数のネジ孔４２に囲まれる領域内に設けられている。すなわち、ベース１２との固定点に囲まれる領域内に設けられているため、第２の基板４１に振動が加わったときに、振幅が小さく、第２のコネクタ６１が第１のコネクタ３１から外れにくい。このため、第２のコネクタ６１と、第１のコネクタ３１との接続が維持されやすい。
【００４３】
（４）第２のコネクタ６１の近傍には、ネジ孔４２が設けられている。このため、第２の基板４１に振動が加わったときの振幅が更に小さくなり、第２のコネクタ６１と、第１のコネクタ３１との接続が更に維持されやすくなる。
【００４４】
（５）大型の電子部品５２〜５４は、第２のコネクタ６１と同一面に設けられている。このため、電子部品５２〜５４を、第１の基板２１と、第２の基板４１との間に集約することができ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の小型化が図られる。
【００４５】
（６）電子部品５２〜５４の端子５５は、スルーホール４６に挿入された状態で半田付けされている。パターン４７は、スルーホール４６を介して、第２の基板４１の両面に設けられているため、パターン４７が電子部品５２〜５４の重量によって剥がれにくい。したがって、電子部品５２〜５４を支持するための支持部材を設けることなく、電子部品５２〜５４を第２の基板４１に実装することができる。
【００４６】
（７）更に、電子部品５２〜５４の端子５５は、スルーホール４６に挿入されているため、端子５５とパターン４７との接触面積を大きくすることができる。
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
【００４７】
○第２のコネクタ６１に加えて、第１のコネクタ３１に水平方向移動機構を設けてもよい。また、第２のコネクタ６１に水平方向移動機構を設けず、第１のコネクタ３１に水平方向移動機構を設けてもよい。
【００４８】
○第１のコネクタ３１と、第２のコネクタ６１とは、第１の基板２１と、第２の基板４１とを接続することができれば、形状を変更してもよい。
○第２のコネクタ６１は、ネジ孔４２を結ぶ線上に設けられていてもよい。
【００４９】
○第２のコネクタ６１は、振幅が小さい部分に設けられていれば、ネジ孔４２に囲まれる領域外に設けられていてもよい。
○電子部品５２〜５４と、第２のコネクタ６１とは第２の基板４１の異なる面に設けられていてもよい。
【００５０】
○電子部品５２〜５４は、ネジ孔４２に囲まれる領域外に設けられていてもよい。
○車載用電子部品は、複数の基板同士をコネクタで接続しているものであれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０以外であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０…ＤＣ−ＤＣコンバータ、１２…ベース、２１…第１の基板２１…第１のコネクタ、４１…第２の基板、４２…ネジ孔、４３…ネジ、５２〜５４電子部品、６１…第２のコネクタ、６３…ハウジング、７０…端子。
【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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