JP4152306B2 - 電子ユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車のエンジン室に取り付けられ、ダイオードやコンデンサ等の電子部品を搭載し、自動車のワイパー、ウォッシャー液、フロントライト、フォグランプ、エアコンディショナー等の補機を通信制御する電子ユニットに関するものである。

図２に示す第１の従来例（特許文献１）は、防水シートをパッキンとして使用することで部品点数を少なくすることができ、また、製造性、組付け性、防水信頼性を向上することできるコネクタの防水構造に関するものであり、雌型のコネクタハウジング５１の嵌合部５２の外側に環状溝５３を形成し、雄型のコネクタハウジング５５の嵌合部５６の外側に環状溝５３と係合する環状突部５８を形成し、防水シートとともに環状突部５８を環状溝５３に係合させつつ、両コネクタハウジング５１，５５の嵌合を行うものである。

コネクタ５０は、雌型のコネクタハウジング５１と、雄型のコネクタハウジング５５とからなっている。雌型のコネクタハウジング５１の端面には、係止突起５８ａに係合する係止溝５３ａを有する環状溝５３が形成され、雄型のコネクタハウジング５５のフランジ面５７には、外向きに突出形成された係止突起５８ａを有する環状突部５８が下向きに突出形成されている。環状突部５８は、先端に向かうに従い肉厚が薄くなる断面くさび状に形成されている。

図示しない防水シートは、コネクタ５０を貫通させるための角形の挿通孔が形成されている。この挿通孔は、コネクタ５０の外径寸法より若干小さく形成され、その周縁の４つの辺には、挿通孔の四隅に放射状の切り込みを入れることにより、自由に変形する舌片がそれぞれ形成されている。

図３に示す第２の従来例は、リレーボックスとともに用いられる多重通信用の電子ユニット６０に関するものである。電子ユニット６０は、ユニット本体６１に電気部品や電子部品やコネクタ嵌合部６７を備えたものであり、電気部品がブスバー６５を介して電子部品に接続されて、自動車のワイパー等の補機を通信制御する制御装置である。

ユニット本体６１、ブスバー成形体６３，６４が上下２層に積層されたブスバー配線板６２と、プリント基板６９とからなっている。ブスバー成形体６３，６４は、インサート成形により、ブスバー６５と絶縁基板６６とが一体成形されたものである。ブスバー成形体６３には、電気部品としてリレー６８が複数装着されている。

ケース７０は、外壁が底壁７１及び周壁とからなっており、天壁は開口形成されていて、ユニット本体６１が収容されるようになっている（図３は、上下が逆向きに配置されている）。左右の側壁７３，７３には、電子ユニット固定用のロックアーム７３ａと、ユニット本体６１の係止爪６７ａに対する係止孔７３ｂとが設けられている。ケース７０にユニット本体６１を収容した際に、係止爪６７ａに係止孔７３ｂが係合することで、ケース７０とユニット本体６１とが合体されるようになっている。コ字状をなす前壁７２には、幅広の開口７５が形成され、ユニット本体６１の前側に設けられたコネクタ嵌合部６７が配置されるようになっている。
特開平６−２３１８２８号公報（第２頁、第４図）

しかしながら、上記従来例では、解決すべき以下の問題点がある。第１の従来例は、コネクタ５０の防水信頼性を向上することができることに加えて、少ない部品点数で両コネクタハウジング５１，５５を係止させることができるものであるが、雌型のコネクタハウジング５１の壁部の肉厚が厚い場合には、両コネクタハウジング５１，５５が一旦係止されると、環状溝５３を広げることが容易ではなく、係止を簡単に解除することができず、メンテナンスに支障を生じる心配があった。

第２の従来例は、ユニット本体６１のコネクタ嵌合部６７の壁面に突設された係止爪６７ａに、ケース７０の両側壁７３，７３に形成された係止孔７３ｂが係合することで、ユニット本体６１とケース７０とが係止されるものであるが、ケース７０の前壁７２にはコネクタ嵌合部６８に対する開口７５が形成されているため、両側壁７３，７３の強度が低下して両側壁７３，７３が外側に開き易くなり、これによって係止爪６７ａと係止孔７３ｂの係合が不用意に解除され、ロックの信頼性が損なわれる心配があった。

本発明は、部品点数を増やすことなくケースの両側の側壁の開きを防止することができ、しかもユニット本体とケースのロックの信頼性を向上することができる組立作業性に優れた電子ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、外部コネクタと勘合するコネクタ嵌合部を横向きに有するユニット本体と、前記ユニット本体が収容されるように上方が開口されている箱型のケースとを備え、該ユニット本体と該ケースとが縦方向に合体してなる電子ユニットにおいて、前記コネクタ嵌合部が、コネクタハウジングと端子部とを有し、前記コネクタハウジングの両側の外壁が前記コネクタハウジングの上下の壁に比べ厚く形成され、前記ケースが、底壁並びに該底壁を囲む前壁と後壁と該前壁および該後壁に直交する左右の側壁とからなる周壁を有し、前記前壁に下端の壁部と両端の壁部を残して前記コネクタ嵌合部に対応して上方に開いたコ字状の開口部を有し、前記ケースの前記前壁の両端の壁部に板厚方向に突出する係止リブが設けられ、前記コネクタハウジングの両側の外壁に該係止リブがスライド係合する係合溝と前記ケースの前記前壁の両端の壁部がスライド係合するガイド溝とが、水平断面でＬ字状に連なって設けられていることを特徴とする。

上記構成によれば、ユニット本体に、外部コネクタと嵌合するコネクタ嵌合部が横向きに設けられているから、ユニット本体を薄型化することが可能となり、 部品取付スペースの狭い場所にも電子ユニットを取り付けることが可能となる。ケースには、コネクタ嵌合部の嵌合空間を開放させるための開口が形成されてい るから、ケースに邪魔されることなくワイヤハーネスの端部に接続された外部コネクタを横方向からコネクタ嵌合部に嵌合させることができる。ユニット本体と ケースは、ユニット本体のブスバーの端子部が起立する方向である縦方向（上下方向）に合体して電子ユニットが組み立てられる。そして、開口を有するコ字状 の壁部には、係止部が設けられているから、この係止部がコネクタ嵌合部の壁部に設けられた係合部に係合することで、両側壁が補強される。さらに、係止リブが係止溝にガイドされつつスライド係合することで、ユニット本体の幅方向の位置決めが行われつつユニット本体とケースとをスムーズに合体させることができ、コネクタ嵌合部のガイド溝に、コ字状の壁部がスライド係合することで、ユニット本体の前後方向の位置決めが行われる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子ユニットにおいて、前記ケースの両側壁に係止孔が設けられ、前記コネクタ嵌合部の該係止孔に対応する位置に係止爪が設けられ、該係止爪が該係止孔に係合することで該ユニット本体と該ケースとが係止されることを特徴とする。

上記構成によれば、両側壁の開き等の変形が防止されることで、係止爪と係止孔との係合状態が維持され、ユニット本体とケースとが不用意に外れることが防止される。

以上の如く、請求項１記載の発明によれば、ケースのコ字状の開口の両端の壁部には、係止リブが設けられているから、この係止リブがコネクタハウジングの外壁に設けられた係止溝に係合することで、両側壁が補強され、両側壁の外方向への開きや倒れ等の変形が防止される。したがって、ケースの原形状が維持されて、電子・電気部品を有するユニット本体を保護することができる。また、係止リブが係止溝にガイドされつつスライド係合することで、ユニット本体の幅方向の位置決めが行われつつユニット本体とケースとをスムーズに合体させることができ、同時に、コネクタハウジングの外壁に設けられたガイド溝に、コ字状の両端の壁部がスライド係合することで、ユニット本体の前後方向の位置決めが行われるので、ユニット本体の前後左右の２方向を一つの動作で位置決めすることが可能となり電子ユニットの組立作業性を一層向上することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、両側壁の開き等の変形が防止されることで、係止爪と係止孔との係合状態が維持されることとなり、ユニット本体とケースとが外れることが防止される。したがって、ユニット本体とケースのロックの信頼性を向上することができる。

以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて説明する。電子ユニット５は、ユニット本体８に、ヒューズやリレー２４等の電気部品や、ダイオードや抵抗やトランジスタ２７やコイルやコンデンサや集積回路等の電子部品を備えるとともに、かつそれらの回路を外部回路と接続させるコネクタ嵌合部２０を備えたものであり、リレー２４等がブスバー１３を介してトランジスタやコンデンサ等の電子部品に接続され、自動車のワイパー、ウォッシャー液、フロントライト等の補機を制御する通信制御装置である。電気部品はブスバー配線板１０に装着され、電子部品はプリント基板２５上に実装され、ブスバー配線板１０とプリント基板２５は層構造を成して上下に配置されている。

本実施形態の電子ユニット５は、部品点数を増やすことなくケース３０の両側の側壁３７，３７の開きを防止することができ、しかもユニット本体８とケース３０のロックの信頼性を向上することができるものであり、外部コネクタ４０と嵌合する横向きのコネクタ嵌合部２０を有するユニット本体８と、コネクタ嵌合部２０に対する開口３４を有し、ユニット本体８を収容する枠状のケース３０とを備え、ユニット本体８とケース３０と上下方向（縦方向）ｚに合体してなる電子ユニットにおいて、開口３４を有する前壁３３に、この前壁３３に交差して続く両側壁３７，３７の外方向への開きを防止する係止リブ（係止部）３５が設けられ、コネクタ嵌合部２０に、係止リブ３５に係合する係合溝（係合部）２１ｂが設けられたことを特徴とし、ケース３０の両側壁３７，３７に、係止リブ３５の近傍で係止孔３７ａが設けられ、コネクタ嵌合部２０に、係合溝２１ｂの近傍で係止爪２１ａが設けられ、係止爪２１ａが係止孔３７ａに係合することでユニット本体８とケース３０とが係止されることを有効とするものである。

以下に、本実施形態の電子ユニット５について、その主要構成部分を詳細に説明する。図１には、電子ユニット５が上下逆向きに配置された状態が示されている。電子ユニット５は、ともに合成樹脂材料からなるケース３０と、ユニット本体８とから構成されている。

ケース３０は、成形性及び耐熱性に優れるＰＢＴを構成材料とし、樹脂成形されたものである。ケース３０は、外壁が底壁３１及び周壁とからなっており、天壁は開口形成されていて、ユニット本体８が収容されるようになっている。周壁は、前壁３３と、後壁３６と、前後壁３３，３６に直交する左右の側壁３７，３７とからなっている。

ここで、本明細書の説明の都合上、上下方向（高さ方向、縦方向）ｚ、前後方向（横方向）ｙ、左右方向（幅方向）ｘを以下のように定義することとする。上下方向ｚとは、ユニット本体８とケース３０とが合体する方向をいうものとし、ユニット本体８の位置する側を上、ケース３０の位置する側と下とする。前後方向ｙは、コネクタ嵌合方向をいうものとし、コネクタ嵌合部２０の位置する側を前、音叉状の端子部１３ｃの位置する側を後とする。左右方向ｘは、３つのコネクタ嵌合部２０，２０，２０の並ぶ方向をいうものとする。なお、実使用の際は、上下が逆になったり、前後が逆になったりすることもある。

前壁（コ字状の壁部）３３には、ユニット本体８のコネクタ嵌合部２０に対する幅広の開口３４が形成されている。このため、前壁３３はコ字状に形成されている。また、前壁３３の左右両側で高さ方向の中間には、前壁３３の板厚方向に突出する係止リブ３５が設けられている。ユニット本体８には、この係止リブ３５に係合する係合溝２１ｂが形成されている。係止リブ３５が、係合溝２１ｂに係合することで、曲げ剛性が低い薄肉の側壁３７の開きや倒れ等の変形が防止されるようになっている。また、ユニット本体８が左右方向ｘに位置決めされ、ユニット本体８とケース３０とをスムーズに合体させることができるようになっている。

また、前壁３３の両側の幅狭部３３ｂは、ユニット本体８のコネクタ嵌合部２０のガイド溝２１ｃにスライド係合されるようになっている。幅狭部３３ｂがガイド溝２１ｃにスライド係合することで、ユニット本体８の前後方向ｙの位置決めが行われ、これによっても、ユニット本体８とケース３０とがスムーズに合体されるようになっている。

前壁３３の幅広部３３ａは、コネクタ嵌合部２０の下側の壁部に当接し、ユニット本体８の上下方向ｚの位置決めが行われるようになっている。ユニット本体８が上下方向ｚに位置決めされることで、ユニット本体８とケース３０とが後述する係止手段で強く係止されるようになっている。

左右の側壁３７，３７には、電子ユニット固定用のロックアーム３８と、コネクタ嵌合部２０の係止爪２１ａに対する係止孔３７ａとが設けられている（一側の側壁３７のみ図示する）。ロックアーム３８は側壁３７の後側に設けられ、係止孔３７ａは側壁３７の前側で係止リブ３５の近傍に設けられている。ケース３０にユニット本体８を収容した際に、係止爪２１ａと係止孔３７ａとが係合することで、ケース３０とユニット本体８とが合体されるようになっている。係止孔３７ａと係止リブ３５とが直交する壁部である側壁３７と前壁３３とに隣接して設けられたことで、薄肉壁である側壁３７の開きや倒れや変形が効果的に防止されるようになっている。

底壁３１には、プリント基板２５やブスバー配線板１０から発生する熱を逃がすための放熱性を有するアルミ板３１ａがはめ込まれている。矩形状をなすアルミ板３１ａの四隅には図示しない小孔が設けられ、底壁３１にはピンが設けられ、小孔がピンに係合することで、アルミ板３１ａが底壁３１に固定されるようになっている。底壁３１の後側には、複数のヒューズ保持部３２が設けられている。図示しないヒューズは、ヒューズ保持部３２にセットされ、セット方向に延出するタブ状のリード端子が音叉状の端子部１３ｃに接続されるようになっている。

また、底壁３１には、リレー２４と対応する位置でスリット３１ｂが形成されている。スリット３１ｂを流入・流出する外気により、発熱性の電気部品であるリレー２４及びヒューズや、プリント基板２５上の熱に弱い電子部品が効果的に冷却されるようになっている。なお、スリット３１ｂが形成されたことにより、外気とともにケース３０内に湿気や水も浸入する心配があるが、電子部品を含むプリント基板２５全体が防湿性を有するポッティング材中に埋没されることにより、プリント基板２５を防水保護することが可能である。ポッティング材によるプリント基板２５の防水保護については、他で出願予定があるため、本明細書での説明は省略することとする。

次に、ユニット本体８について説明する。ユニット本体８は、ブスバー成形体１１，１２が上下２層に積層されたブスバー配線板１０と、プリント基板２５とからなっている。ブスバー成形体１１，１２は、インサート成形により、ブスバー１３と絶縁基板１７とが一体成形されたものである。ブスバー成形体１２には、電気部品としてリレー２４が複数装着されている。

絶縁基板１７は、インサート成形に好適するＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）を構成材料としている。この絶縁基板１７は、ブスバー１３を絶縁保護するためのものであり、ブスバー１３の端部に形成された端子部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを除くブスバー主体部に一体形成されている。ブスバー主体部は、絶縁基板１７に埋設されているため、図示されていない。

絶縁基板１７の前側には、横向きに連結されたコネクタ嵌合部２０が設けられている。雌型コネクタとしてのコネクタ嵌合部２０の内側には、コネクタ接続用のタブ状の端子部１３ｂが突出している。コネクタ嵌合部２０は、コネクタハウジング（壁部）２１と端子部１３ｂとで構成されている。コネクタ嵌合部２０には、雌型端子を有する雄型の外部コネクタ４０が嵌合されるようになっている。図には、一例として中央のコネクタハウジング２１に嵌合される外部コネクタ４０が示されている。

左右両側の大きなコネクタ嵌合部２０の外壁には、ケース３０の係止リブ３５にスライド係合する係合溝２１ｂと、ケース３０の幅狭部３３ｂにスライド係合するガイド溝２１ｃとがＬ字状に連なって設けられている。言い換えると、係合溝２１ｂとガイド溝２１ｃは、互いに直交しており、コネクタ嵌合部２０の両側の外壁にそれぞれ設けられている。また、係合溝２１ｂとガイド溝２１ｃは、ともに上下方向ｚに延長している。

係合溝２１ｂの深さ方向は前後方向ｙであり、溝深さは係止リブ３５の突出量より深く形成されている。係合溝２１ｂの溝幅方向は左右方向ｘであり、溝幅は係止リブ３５の幅と同程度ないしはそれよりやや大きい幅に形成されている。このため、係合溝２１ｂが係止リブ３５に係合すると、係止リブ３５の左右の面が係合溝２１ｂの溝内壁面に拘束され、ユニット本体８が左右方向ｘに位置決めされるとともに、ケース３０の側壁３７の開きや倒れが防止されるようになっている。

ガイド溝２１ｃの深さ方向は左右方向ｘであり、溝深さは幅狭部３３ｂの端部が拘束される程度の深さに形成されている。ガイド溝２１ｃの溝幅方向は前後方向ｙであり、溝幅は幅狭部３３ｂの板厚と同程度ないしはそれよりやや大きい幅に形成されている。このため、ガイド溝２１ｃが幅狭部３３ｂに係合すると、幅狭部３３ｂの前後の面がガイド溝２１ｃの溝内壁面に拘束され、ユニット本体８が前後方向ｙに位置決めされるようになっている。

したがって、ユニット本体８は、左右方向ｘ及び前後方向ｙの２方向に位置決めされつつケース３０に収容されるから、ユニット本体８の組立作業性が向上する。また、ケース３０の左右の側壁３７，３７の開き等が防止されるから、ケース３０の原形状が維持されてユニット本体８が保護されるとともに、係止孔３７ａと係止爪２１ａの係合が不用意に解除されることが回避されてロックの信頼性が向上する。

外部コネクタ４０は、コネクタハウジング４１と、図示しない雌型端子とから構成されている。コネクタハウジング２１は、外壁と隔壁とにより仕切られた端子収容室４１ａを有しており、この端子収容室４１ａに雌型端子が収容されている。コネクタハウジング４１の天井壁には、コネクタ嵌合部２０に係止されるＬ字状のロックアーム４２が突設されている。ロックアーム４２には、係止突起４２ａが突設されていて、係止突起４２ａがコネクタ嵌合部２０の係止孔２１ｄに係合することで、外部コネクタ４０が係止されるようになっている。

絶縁基板１７の後側には、複数のリレー２４が装着されるリレー保持部２３が設けられている。リレー保持部２３は、５箇所に設けられていて、大きさの異なるリレー２４がそれぞれ保持されるようになっている。リレー保持部２３の底面には、リレー２４のリード端子を挿通させるための複数のタブ孔が貫通形成されている。リレー２４がリレー保持部２３にセットされることで、リード端子がタブ孔を挿通し、絶縁基板１７の裏側に突出するブスバー１３の図示しない端子部に接続されるようになっている。

ブスバー１３は、銅又は銅合金等を構成材料とし、プレス機により所定の回路パターンにしたがって打ち抜かれた回路導体であり、水平なブスバー主体部と、ブスバー主体部の端部において形成された端子群１３ａ，１３ｂ，１３ｃとからなっている。ブスバー主体部は、絶縁基板１７に埋設されているため、絶縁保護され、外部との短絡が防止されるようになっている。

端子群１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、基板接続用の端子部１３ａと、コネクタ接続用の端子部１３ｂと、ヒューズ接続用の端子部１３ｄとからなっている。基板接続用の端子部１３ａは、タブ状をなし、ブスバー配線板１０の左右両側と中央部にそれぞれ起立形成されている。基板接続用の複数の端子部１３ａは、インサート成形により形成されたアライメント矯正用の樹脂帯１５により横一列に整列された状態で連結されているため、倒れ等のぶれが防止され、ブスバー配線板１０の下側に位置するプリント基板２５に形成された端子孔２６ｂに正確に挿入され、回路パターンに半田付けにて直接接続されるようになっている。プリント基板２５の裏面には、端子部と回路パターンとが接続された半田付け部２６ａが複数形成されている。

コネクタ接続用の複数の端子部１３ｂは、タブ状をなし、ブスバー配線板１０の前側に並設されている。端子部１３ｂには、上述したように外部コネクタ４０の雌型端子が端子接続されるようになっている。ユニット本体８に外部コネクタ４０がコネクタ接続されることで、内部回路と外部回路とが導通され、電源の供給や信号の送受信が行われ、電子ユニット５が多重通信可能な制御装置として機能するようになっている。

ヒューズ接続用の端子部１３ｃは、音叉状をなし、ブスバー配線板１０の後側に沿うように並設されている。端子部１３ｃは、弾性を有する一対の腕部を有しており、各腕部の先端側に形成された凸状の電気接触部の間でヒューズのリード端子が挟持されるようになっている。

プリント基板２５は、配線導体を有する絶縁基板２６と、基板２６上に実装されたトランジスタ２７やコンデンサ等の電子部品から構成されている。絶縁基板２６には、熱膨張係数が低く、硬化時に反り等の変形を生じがたいガラスエポキシ樹脂等が用いられている。トランジスタ２７等の電子部品は、回路パターンを介してブスバー１３の端子部１３ａに接続されている。

このように本実施形態によれば、両側壁３７，３７に直交して連なるケース３０の前壁３３には、係止リブ３５が設けられているから、この係止リブ３５がコネクタ嵌合部２０の係合溝２１ｂに係合することで、両側壁３７，３７の外方向への開き等の変形が防止され、係止爪２１ａと係止孔３７ａとの係合状態が維持されて、ロックの信頼性が向上する。また、係止リブ３５がコネクタ嵌合部２０の係合溝２１ｂにスライド係合し、前壁３３の幅狭部３３ｂがコネクタ嵌合部２０のガイド溝２１ｃにスライド係合することで、ユニット本体８が前後方向ｙ及び左右方向ｘの２方向に位置決めされ、ユニット本体８とケース３０の組立作業性がする。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように変形して実施することができる。
（１）係止リブ３５を前壁３３の外面に設ける代わりに、前壁３３の内面に設けることも可能である。
（２）前壁３３に係止リブ３５を設ける代わりに係止孔を設け、コネクタ嵌合部２０に係止孔に係合する係止突起を形成することも可能である。このような構成によっても、本実施形態と同様にして両側壁３７の開きや倒れ等の変形を防止することができ、ロックの信頼性を向上することができる。

本発明に係る電子ユニットの一実施形態を示す斜視図である。 従来の電気部品の係止構造の一例を示す断面図である。 従来の電子ユニットの一例を示す斜視図である。

符号の説明

５ 電子ユニット
８ ユニット本体
２０ コネクタ嵌合部
２１ コネクタハウジング
２１ａ 係止爪
２１ｂ 係合溝（係合部）
２１ｃ ガイド溝
３０ ケース
３３ 前壁（コ字状の壁部）
３４ 開口
３５ 係止リブ（係止部）
３７ 側壁
３７ａ 係止孔

Claims (2)

1. 外部コネクタと勘合するコネクタ嵌合部を横向きに有するユニット本体と、前記ユニット本体が収容されるように上方が開口されている箱型のケースとを備え、該ユニット本体と該ケースとが縦方向に合体してなる電子ユニットにおいて、
   前記コネクタ嵌合部が、コネクタハウジングと端子部とを有し、前記コネクタハウジングの両側の外壁が前記コネクタハウジングの上下の壁に比べ厚く形成され、
   前記ケースが、底壁並びに該底壁を囲む前壁と後壁と該前壁および該後壁に直交する左右の側壁とからなる周壁を有し、前記前壁に下端の壁部と両端の壁部を残して前記コネクタ嵌合部に対応して上方に開いたコ字状の開口部を有し、
   前記ケースの前記前壁の両端の壁部に板厚方向に突出する係止リブが設けられ、前記コネクタハウジングの両側の外壁に該係止リブがスライド係合する係合溝と前記ケースの前記前壁の両端の壁部がスライド係合するガイド溝とが、水平断面でＬ字状に連なって設けられていることを特徴とする電子ユニット。
2. 前記ケースの両側壁に係止孔が設けられ、前記コネクタ嵌合部の該係止孔に対応する位置に係止爪が設けられ、該係止爪が該係止孔に係合することで該ユニット本体と該ケースとが係止されることを特徴とする請求項１記載の電子ユニット。

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