回路基板の端子接続構造

【課題】複数のコネクタ端子を同一の回路パターンに並列に接続する構造において、各コネクタ端子に流れる電流の不均一を抑制することを課題とする。
【解決手段】コネクタ１から引き出された複数の引出端子９が接続される回路基板３の端子接続構造において、回路基板３は、回路パターン１９ａ、ｂに接続された複数の第１電極２１ａ、ｂと、第１電極ａ、ｂに対向して形成され引出端子９がそれぞれ接続される複数の第２電極２３ａ、ｂを有してなり、同一の回路パターン１９ａ、ｂに並列に接続された第1電極２１ａ、ｂを第２電極２３ａ、ｂにそれぞれ調整抵抗５を介して接続することで、各コネクタ端子の抵抗のばらつきを低減でき、各コネクタ端子に流れる電流の不均一を低減できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の端子接続構造に係り、特に、回路基板に形成された同一の回路パターンにコネクタから引き出された複数の引出端子が並列に接続される回路基板の端子接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、複数の端子を収容したコネクタを基板に取り付け、コネクタから引き出された端子の先端を、プリント基板のスルーホールにそれぞれ挿入して半田付けし、プリント基板の裏面側に形成された回路に端子を接続することが記載されている。また、コネクタの端子の後端側には、電線が圧接されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８４４８１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、コネクタ端子に大電流を流したい場合は、コネクタ端子や電線などが太くなるという問題があるから、細いコネクタ端子を複数並列に接続して大電流を流すことが考えられている。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術をそのまま適用して、回路基板に形成された同一の回路パターンにコネクタ端子を複数並列に接続すると、各コネクタ端子に係る抵抗の違いによって、各コネクタ端子に流れる電流が不均一になる場合がある。例えば、コネクタ端子と電線の加締部、又は雄型コネクタと雌形コネクタを嵌合させた場合のコネクタ端子同士の接触部の電気抵抗のばらつきに起因して、各コネクタ端子の抵抗がばらつくことがある。各コネクタ端子の抵抗がばらつくと、並列接続された各コネクタ端子に流れる電流が不均一になり、抵抗の小さなコネクタ端子に許容電流を超える電流が流れるおそれがある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、複数のコネクタ端子を同一の回路パターンに並列に接続する構造において、各コネクタ端子に流れる電流の不均一を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、コネクタから引き出された複数の引出端子が接続される回路基板の端子接続構造において、回路基板は、回路パターンに接続された複数の第１電極と、第１電極に対向して形成され引出端子がそれぞれ接続される複数の第２電極を有してなり、同一の回路パターンに並列に接続された第1電極は第２電極にそれぞれ調整抵抗を介して接続されていることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、並列接続された各コネクタ端子の抵抗を、調整抵抗の分だけ大きくできるから、各コネクタ端子の抵抗のばらつきを相対的に小さくでき、各コネクタ端子に流れる電流の不均一を抑制できる。その結果、細いコネクタ端子を複数並列に接続して大電流を流しても、各コネクタ端子に流れる電流を許容電流以下にできる。
【０００９】
すなわち、調整抵抗の抵抗値を、並列接続された各コネクタ端子に流れる電流の不均一を抑制して、各コネクタ端子に流れる電流を許容電流以下にできるように調整することが好ましい。
【００１０】
また、複数の調整抵抗を保持する取付部材を設け、取付部材を回路基板に取り付けて調整抵抗を接続することが好ましい。これによれば、回路基板に複数の調整抵抗をまとめて接続できるので、複数の調整抵抗を簡単に接続できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数のコネクタ端子を同一の回路パターンに並列に接続する構造において、各コネクタ端子に流れる電流の不均一を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１の回路基板の端子接続構造の斜視図である。
【図２】図１の回路基板の端子接続構造を反対側から見た分解図である。
【図３】（ａ）は図２の回路基板を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）における範囲Ａの拡大図である。
【図４】（ａ）は図３の回路基板に調整抵抗が接続された状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）における範囲Ｂの拡大図である。
【図５】（ａ）複数のコネクタ端子が単に並列接続された場合の等価回路図であり、（ｂ）は本発明の調整抵抗を介して複数のコネクタ端子を並列接続した場合の等価回路図である。
【図６】実施形態２の回路基板の端子接続構造の斜視図である。
【図７】図６の回路基板の端子接続構造を反対側から見た分解図である。
【図８】取付部材と調整抵抗の関係を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は取付部材の上面図であり、（ｂ）は（ａ）の線Ａ−Ａにおける断面図であり、（ｃ）は（ａ）の線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図１０】（ａ）は図７の回路基板を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）における範囲Ａの拡大図である。
【図１１】（ａ）は図１０の回路基板に取付部材が取り付けられた状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）における範囲Ｂの拡大図である。
【図１２】実施形態２の変形例を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は実施形態２の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の分解図である。
【図１４】（ａ）は３つの調整抵抗が保持される取付部材の斜視図であり、（ｂ）は４つの調整抵抗が保持される取付部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
（実施形態１）
図１乃至４に示すように、実施形態１の回路基板の端子接続構造は、複数のコネクタ端子が収容されたコネクタ１と、回路パターンが形成された回路基板３と、調整抵抗５により構成されている。
【００１４】
コネクタ１は、挿入口７を有するコネクタであり、自動車のワイヤーハーネスなどの電線が接続されたコネクタと嵌合接続できるようになっている。コネクタ１内には、図示していない複数のコネクタ端子が設けられている。コネクタ端子は雄型又は雌型であり、接続される相手方のコネクタに設けられた雌型又は雄型のコネクタ端子と電気的に接続できるようになっている。コネクタ１の挿入口７と対向する面には、コネクタ１からコネクタ端子を引き出して形成された引出端子９が設けられている。引出端子９はＬ字形に形成され、複数の長い引出端子１０の内側に複数の短い引出端子１１が平行に配置され、２段の引出端子９が形成されている。コネクタ１の挿入口７側の側面には、一対の固定部１３が設けられている。各固定部１３には、ねじ穴１５が設けられている。コネクタ１の底面には、回路基板３に当接する凸部１７が形成され、コネクタ１と回路基板３との間に隙間ができるようになっている。
【００１５】
回路基板３は、例えば、プリント基板であり、回路基板の表面には、端子接続部１８ａ、ｂが形成されている。端子接続部１８ａ、ｂには、回路パターン１９ａ、ｂが形成されている。回路パターン１９ａ、ｂは、回路基板３の表面又は裏面に形成される図示していない回路パターンに周知の手段で接続されるようになっている。回路パターン１９ａ、ｂには、それぞれ複数の第１電極２１ａ、ｂが並列に接続されている。第１電極２１ａ、ｂと対向する位置には、第１電極２１ａ、ｂと間隔を空けて第２電極２３ａ、ｂが複数形成されている。各第２電極２３ａ、ｂには、それぞれ引出端子９が接続されるスルーホール２５ａ、ｂが接続されている。回路基板３には、２つの穴２７が形成されている。
【００１６】
各第１電極ａ、ｂと各第２電極ａ、ｂに接続される各調整抵抗５は、第１電極２１ａ、ｂと第２電極２３ａ、ｂに、例えば、クリーム半田で半田付けされるようになっている。各調整抵抗５の抵抗値は、並列接続された各コネクタ端子に流れる電流の不均一を抑制して、各コネクタ端子に流れる電流を許容電流以下にできるように調整されている。なお、複数の調整抵抗５は、全て同一の抵抗値、又は、それぞれ異なる抵抗値に調整できる。
【００１７】
次に、実施形態１の回路基板の端子接続構造を説明する。回路基板３の穴２７に挿入されたねじ２９と、コネクタ１のねじ穴１５を螺合してコネクタ１は回路基板３に固定されている。コネクタ１と回路基板３の間に凸部１７の分だけ隙間が形成されている。複数の引出端子１０は、端子接続部１８ａのスルーホール２５ａに挿入され、それぞれ半田付けされている。複数の引出端子１１は、端子接続部１８ｂのスルーホール２５ｂに挿入され、それぞれ半田付けされている。調整抵抗５は、各第１電極２１ａ、ｂと各第２電極２３ａ、ｂにわたして半田付けにより接続されている。これにより、複数の引出端子１０、１１が、調整抵抗５を介して回路パターン１９ａ、ｂにそれぞれ並列に接続されている。
【００１８】
ここで、実施形態１の作用を図５を用いて説明する。図５は３つのコネクタ端子を並列に接続した例であり、（ａ）は３つのコネクタ端子を単に並列接続した等価回路図であり、（ｂ）は３つのコネクタ端子を調整抵抗５を介して並列接続した等価回路図である。図中のＲｏ１、Ｒｏ２Ｒｏ３はコネクタ端子の抵抗であり、Ｒｆは調整抵抗５であり、Ｉｏｒ１、Ｉｏｒ２、Ｉｏｒ３はコネクタ端子に流れる電流である。
【００１９】
コネクタ端子と電線の加締部やコネクタ端子同士の接触部に起因して、コネクタ端子の抵抗がばらつくことがある。例えば、コネクタ端子と電線の接触面積が大きいと抵抗は小さくなり、接触面積が小さいと抵抗は大きくなる。この抵抗のばらつきにより、各コネクタ端子に流れる電流が不均一になり、抵抗の小さなコネクタ端子に許容電流を超える電流が流れることがある。
【００２０】
例えば、コネクタ端子の抵抗がＲｏ１＝０．１Ω、Ｒｏ２＝０．２Ω、Ｒｏ３＝０．３Ωの場合に、電圧を一定にして回路全体に１１Ａの電流を流すと、Ｉ（電流）＝Ｖ（電圧）／Ｒ（抵抗）により、各コネクタ端子に流れる電流は、Ｉｏｒ１＝６Ａ、Ｉｏｒ２＝３Ａ、Ｉｏｒ３＝２Ａとなる。コネクタ端子の許容電流が５Ａの場合、コネクタ端子Ｒｏ１に許容電流を超える電流が流れることになる。
【００２１】
しかし、図５（ｂ）のように、抵抗が０．５Ωの調整抵抗Ｒｆを各コネクタ端子に直列に接続すると、各コネクタ端子における抵抗に調整抵抗Ｒｆの抵抗が加わり、各コネクタ端子における抵抗は、Ｒｏ１＝０．６Ω、Ｒｏ２＝０．７Ω、Ｒｏ３＝０．８Ωになる。この場合、各コネクタ端子に流れる電流は、Ｉｏｒ１＝４．２２Ａ、Ｉｏｒ２＝３．６１Ａ、Ｉｏｒ３＝３．１６Ａとなり、全てのコネクタ端子は許容電流以下となる。
【００２２】
この原理を説明すると、並列回路における各回路の電流値は、各回路の抵抗比に相関するから、各回路の抵抗比が小さくなれば、各回路に流れる電流の不均一を低減できる。ここで、調整抵抗Ｒｆを全ての回路に直列に接続すると、調整抵抗Ｒｆの分だけ各回路の抵抗値が大きくなる。調整抵抗Ｒｆの抵抗値がコネクタ端子の抵抗比に比べて大きければ、各回路の抵抗比は調整抵抗Ｒｆの抵抗比に近づく。つまり、並列接続された各コネクタ端子に同じ抵抗値の調整抵抗Ｒｆを接続すると、各コネクタ端子の抵抗比が小さくなり、各コネクタ端子に流れる電流の差が小さくなる。
【００２３】
これによれば、並列接続された各コネクタ端子の抵抗のばらつきを、調整抵抗５で相対的に小さくできるから、各コネクタ端子に流れる電流の不均一を抑制できる。その結果、細いコネクタ端子を並列に接続して大電流を流しても、各コネクタ端子に流れる電流を許容電流以下にできる。
【００２４】
すなわち、調整抵抗５の抵抗値を、並列接続された各コネクタ端子に流れる電流の不均一を抑制して、各コネクタ端子に流れる電流を許容電流以下にできるように調整する。例えば、各コネクタ端子の抵抗値を実測し、全てのコネクタ端子の抵抗値より大きくなるように、調整抵抗５の抵抗値を調整する。
【００２５】
なお、第１電極２１ａ、ｂ及び第２電極２３ａ、ｂを介して全てのコネクタ端子が回路パターン１９ａ、ｂに並列接続されているが、これに限定されるものではない。回路パターン１９ａ、ｂを分断して、コネクタ端子の並列接続の数を適宜選択できる。
【００２６】
また、実施形態１は、全てのコネクタ端子に調整抵抗５を接続したが、一部のコネクタ端子のみに調整抵抗５を接続することができる。要は、各コネクタ端子に流れる電流が許容電流以下になるように、調整抵抗５の抵抗値を調整すればよい。
【００２７】
また、各コネクタ端子の抵抗のばらつきが小さい場合は、第１電極２１ａ、ｂと第２電極２３ａ、ｂを調整抵抗５に代えて抵抗の小さな配線でそれぞれ直接接続することができる。
【００２８】
また、各コネクタ端子の材質を抵抗値の大きなものに変更することで、各コネクタ端子の抵抗のばらつきを低減することができる。この場合、調整抵抗５は不要であり、第１電極２１ａ、ｂと第２電極ａ、ｂを直接接続、又は、一体に形成することができる。
【００２９】
（実施形態２）
実施形態２の回路基板の端子接続構造を図６乃至図９を用いて説明する。実施形態実施形態２が実施形態１と相違する点は、複数の調整抵抗５を保持する取付部材３５を設け、取付部材３５を回路基板３に取り付けて調整抵抗５を接続している点である。その他の構成は、実施形態１と同一であるから同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
取付部材３５には、調整抵抗５を収容して保持できる複数の空洞３７と、取付部材３５を回路基板３の取付部４５ａ、ｂに取り付けできる一対の固定部材３９が形成されている。取付部材３５の上面には、各空洞３７に連通する穴４１が形成されている。これにより、各空洞３７に調整抵抗５が実装されたか否かを検知できる。各空洞３７の外面には凹部４３が形成され、凹部４３に引出端子９が位置するようになっている。
【００３１】
空洞３７の奥行きは、調整抵抗５の高さより小さく形成され、空洞３７の下端から調整抵抗５の下部が突出するようになっている。これにより、取付部材３５を回路基板３に取り付けた際に、調整抵抗５が第１電極２１ａ、ｂと第２電極２３ａ、ｂに当接して接続できるようになっている。固定部材３９は、取付部材３５の図示していない取付穴などに挿入固定され、先端を取付部材３５の外側に延在させて形成されている。
【００３２】
次に、実施形態２の回路基板の端子接続構造を説明する。回路基板３の各端子接続部１８ａ、ｂの両端には、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように固定部材３９が取り付けられる取付部４５ａ、ｂが形成されている。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように固定部材３９と取付部４５ａ、ｂは、例えば、リフロー半田処理で半田付けされ、回路基板３に取付部材３５が取り付けられる。この際、各調整抵抗５も第１電極２１ａ、ｂと第２電極２３ａ、ｂに、それぞれ半田付けされる。回路基板３に固定されたコネクタ１の、複数の引出端子９は、スルーホール２５ａ、ｂに挿入され、例えば、フロー半田処理でそれぞれ半田付けされている。
【００３３】
これによれば、取付部材３５を回路基板３に取り付けることで、複数の調整抵抗５をまとめて接続できるので、各第１電極２１ａ、ｂ及び各第２電極２３ａ、ｂに各調整抵抗５を簡単に接続できる。
【００３４】
なお、実施形態２は、端子接続部１８ａ、ｂそれぞれに取付部材３５を設けているが、図１２に示すように、一方の端子接続部１８ａのみに取付部材３５を設けて、他方の端子接続部１８ｂは調整抵抗５を個別に接続することができる。
【００３５】
また、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、１つの回路基板３に複数のコネクタ１を接続する場合は、各コネクタ１の引出端子９の数に合わせた空洞３７を有する取付部材３５を設けて、調整抵抗５を接続することができる。例えば、引出端子９が３本のコネクタ５１側には、図１４（ａ）に示す３つの調整抵抗５が保持される取付部材５３を取り付け、引出端子９が４本のコネクタ５５側には、図１４（ｂ）に示す４つの調整抵抗５が保持される取付部材５７を取り付けることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１コネクタ
３回路基板
５調整抵抗
９引出端子
１９ａ、１９ｂ回路パターン
２１ａ、２１ｂ第１電極
２３ａ、２３ｂ第２電極
３５取付部材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクタから引き出された複数の引出端子が接続される回路基板の端子接続構造において、
前記回路基板は、回路パターンに接続された複数の第１電極と、該第１電極に対向して形成され前記引出端子がそれぞれ接続される複数の第２電極を有してなり、同一の回路パターンに並列に接続された前記第1電極は前記第２電極にそれぞれ調整抵抗を介して接続されてなることを特徴とする回路基板の端子接続構造。
【請求項２】
請求項１に記載の回路基板の端子接続構造において、
前記第１及び第２電極を介して前記同一の回路パターンに並列接続された前記各引出端子に流れる電流が設定値以下になるように、前記調整抵抗の抵抗値が調整されてなることを特徴とする回路基板の端子接続構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回路基板の端子接続構造において、
複数の前記調整抵抗を保持する取付部材を設け、該取付部材を前記回路基板に取り付けてなることを特徴とする回路基板の端子接続構造。

【図１】