JP2007317968A - 電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】体格を小型化し、構成を簡素化することができる電子制御装置を提供する。
【解決手段】表面にランド111aが設けられ、表面に対して垂直方向に多段に積層配置された複数の回路基板110と、平面方向の大きさが回路基板110よりも小さい基材122と、導電材料からなり、一部が積層方向に露出するように基材122に保持された複数の接続ピン121とを含み、積層方向において、回路基板110とともに積層された接続部材120と、回路基板110と外部コネクタとを電気的に接続するコネクタ130と、回路基板110、接続部材120、及びコネクタ130の一部を収容する筐体140と、を備え、筐体140内に収容された状態で、ランド111aに対し、対応する接続ピン121の露出部分が接触して固定され、隣り合う回路基板110の間に所定の間隔が確保されるようにした。
【選択図】図2
【解決手段】表面にランド111aが設けられ、表面に対して垂直方向に多段に積層配置された複数の回路基板110と、平面方向の大きさが回路基板110よりも小さい基材122と、導電材料からなり、一部が積層方向に露出するように基材122に保持された複数の接続ピン121とを含み、積層方向において、回路基板110とともに積層された接続部材120と、回路基板110と外部コネクタとを電気的に接続するコネクタ130と、回路基板110、接続部材120、及びコネクタ130の一部を収容する筐体140と、を備え、筐体140内に収容された状態で、ランド111aに対し、対応する接続ピン121の露出部分が接触して固定され、隣り合う回路基板110の間に所定の間隔が確保されるようにした。
【選択図】図2
Description
本発明は、電子制御装置の構造に関するものである。
従来、小型化を目的として、基板が多段に積層配置された構成の電子制御装置が提案されている(例えば特許文献1,2参照)。
特許文献1に示される電子制御装置は、3つ以上のリジッド基板を、フレキシブル基板により、3次元的に連接(多段に積層配置された状態で電気的に接続)してなるものである。なお、特許文献1においては、筐体内に配置された仕切り板によって、リジッド基板間の間隔を確保するようにしている。
また、特許文献2に示される電子制御装置は、電子部品が実装された複数のリジッド部と、当該リジッド部同士を電気的に接続するフレキシブル部と、を備えた多層フレキシブル基板を、フレキシブル部にて曲げて、リジッド部をその厚さ方向に多段に積層配置してなるものである。なお、特許文献2においては、隣り合うリジッド部の間にスペーサを配置することで、リジッド部間に所定の隙間を確保し、電子部品同士の干渉を防ぐようにしている。
特開2005−317649号公報
特開2005−229092号公報
ところで、特許文献1,2に示される構造の場合、基板の平面方向において、フレキシブル基板(フレキシブル部)の曲げスペースが必要である。
また、隣り合うリジッド基板(リジッド部)の間に所定の間隔を確保するために、スペーサや仕切り板といった、フレキシブル基板(フレキシブル部)とは別の部材が必要である。
本発明は上記問題点に鑑み、体格を小型化し、構成を簡素化することができる電子制御装置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に記載の電子制御装置は、表面にランドが設けられ、表面に対して垂直方向に多段に積層配置された複数の回路基板と、回路基板の平面方向の大きさが回路基板よりも小さい基材と、導電材料からなり、一部が積層方向に露出するように基材に保持された複数の接続ピンとを含み、積層方向において、回路基板とともに積層された接続部材と、回路基板と外部コネクタとを電気的に接続するコネクタと、回路基板、接続部材、及びコネクタの一部を収容する筐体と、を備え、筐体内に収容された状態で、ランドに対し、対応する接続ピンの露出部分が接触して固定され、隣り合う回路基板の間に所定の間隔が確保されていることを特徴とする。
このように本発明によれば、回路基板の平面方向の大きさが回路基板よりも小さい接続部材が、回路基板と積層され、接続部材を構成する接続ピンが対応するランドに接触して固定されている。すなわち、接続ピンにより、回路基板間が電気的に接続されている。したがって、積層された回路基板間を電気的に接続するに当たり、従来のようにフレキシブル基板の曲げスペースが不要であるので、少なくとも回路基板の平面方向における装置の体格を小型化することができる。
また、回路基板間を電気的に接続する接続部材によって、隣り合う回路基板の間に所定の間隔が確保されている。すなわち、接続部材がスペーサの機能も果たしている。したがって、構成を簡素化することができる。
請求項2に記載のように、接続ピンは、その先端が基材の表面に対して突出しており、ランドに対し、対応する接続ピンが接触して固定された状態で、基材が回路基板の表面に接触する構成とするとことが好ましい。
この場合、接続ピンと対応するランドとの位置決めが容易となる。また、このような構成においては、基材から突出する接続ピンが僅かである。また、基材が回路基板の表面に接触するので、基材によっても、上述したスペーサの機能を果たすことができる。すなわち、積層方向の応力(例えば外部コネクタとの嵌合による)に対し、接続ピンが折れ曲がりにくい構成となっている。したがって、接続ピンとランドとの接続信頼性を向上することができる。
なお、接続ピンの基材に対する露出状態とは、上記例に限定されるものではない。それ以外にも、接続ピンの先端を基材表面と面一としても良いし、先端が基材表面よりも奥にありながら、基材に設けられた孔によって、突起状のランドとの接触が可能である構成としても良い。
複数の接続ピンとして、請求項3に記載のように、接続ピンを有する接続部材と隣り合う回路基板のランドに接触して固定された接続ピンを含んでも良い。また、請求項4に記載のように、接続ピンを有する接続部材と隣り合う回路基板と異なる回路基板のランド、若しくは、異なる接続部材の接続ピンに接触して固定された接続ピンを含んでも良い。このように、複数の接続ピンは、隣接する回路基板のランドだけでなく、隣接しない回路基板に設けられた対応するランドや、異なる接続部材の接続ピンと接触して固定されても良い。後者の場合、隣接する回路基板を介さずに電気的に接続されるので、電気抵抗によるロスを低減することができる。
請求項1〜4いずれかに記載の発明において、請求項5に記載のように、接続部材は、回路基板の平面方向において少なくとも一部が重なるように、多段に積層された構成とすると良い。このように、互いに重なるように接続部材を積層すると、積層方向の応力に対し、オフセット力を低減することができるので、接続ピンとランドとの接続信頼性を向上することができる。
なお、請求項6に記載のように、接続ピンは、積層方向に沿う形状を有しており、回路基板の平面方向において、隣り合う接続部材の、少なくとも一部の接続ピンの位置が互いに一致した構成とすると、接続ピンによる応力伝達経路が一直線状となり、接続ピンとランドとの接続信頼性をより向上することができる。
また、請求項7に記載のように、接続ピンの一部が塑性変形可能に構成されても良い。この場合、接続ピンとランドとを接触して固定するに当たり、接続ピンがばねとしての機能を果たし、接続ピンとランドとの間に好ましい接触圧(密着性)を確保することができる。また、固定後には、積層方向の応力を受けて接続ピンがばねとしての機能を果たし、接続ピンとランドとの接続部に伝達される応力を緩和することができる。
接続ピンとランドとの接続構造としては、例えば請求項8に記載のように、回路基板の積層方向において、積層された回路基板と接続部材を機械的に固定する固定手段を備え、固定手段により固定された状態で、接続ピンは、少なくとも対応するランドと、圧接により電気的且つ機械的に接続された構成を採用することができる。このように固定手段による圧接を採用すると、構成を簡素とすることができる。
請求項9に記載のように、多段に積層された回路基板の表層の、隣り合う回路基板が配置された側の裏面と、対向する筐体の内面との間に、弾性部材が配置されても良い。
このように弾性部材を設けると、固定後において、積層方向の応力を弾性部材が吸収し、接続ピンとランドとの接続部に伝達される応力を緩和することができる。また、弾性部材が配置された筐体に対して回路基板と接続部材を固定手段により押し付けて圧接する際には、弾性部材の変形により、接続ピンとランドとの間に好ましい接触圧(密着性)を確保することができる。
請求項10に記載のように、筐体が、固定手段として、積層方向に分割された複数の筐体構成部材からなり、接続ピンは、複数の筐体構成部材の固定により、少なくとも対応するランドと圧接されても良い。このように筐体を固定手段とすると、別途固定手段が不要となるので、構成を簡素化することができる。
請求項11に記載のように、コネクタが、導電材料からなる複数のコネクタピンと、一部がそれぞれ露出するようにコネクタピンを保持し、少なくともコネクタピンの周囲部位が絶縁材料からなるハウジングと、を含み、コネクタが、積層された回路基板の表層の、隣り合う回路基板が配置される側の裏面上に配置され、コネクタピンと対応するランドとが、固定手段により、直接若しくは接続ピンを介して圧接された構成としても良い。このように、固定手段によって、コネクタピンと対応するランドとを電気的に接続することができる。
次に、接続ピンとランドとの別の接続構造として、請求項12に記載のように、接続ピンが、少なくとも対応するランドと、溶接により電気的且つ機械的に接続された構成を採用することもできる。このように溶接(例えばレーザ溶接)を採用すると、確実に接続ピンとランドが接続されるので、圧接に比べて、接続ピンとランドの接続信頼性を向上することができる。
請求項13に記載のように、コネクタは、外部コネクタと接続する際の嵌合方向が、積層方向と一致するように構成されおり、多段に積層された回路基板の表層の、隣り合う回路基板が配置された側の裏面と、対向する筐体の内面との間に、弾性部材が配置されても良い。
このように弾性部材を設けると、固定後において、積層方向の応力(例えば外部コネクタとの嵌合により生じる)を弾性部材が吸収し、接続ピンとランドとの接続部に伝達される応力を緩和することができる。
請求項14に記載のように、コネクタは、導電材料からなる複数のコネクタピンと、一部がそれぞれ露出するようにコネクタピンを保持し、少なくともコネクタピンの周囲部位が絶縁材料からなるハウジングと、を含み、コネクタは、積層された回路基板の表層の、隣り合う回路基板が配置される側の裏面上に配置され、コネクタピンと対応するランドとが、溶接により、直接若しくは接続ピンを介して電気的且つ機械的に接続された構成としても良い。このように、溶接により、コネクタピンと対応するランドとを電気的に接続することができる。
請求項11又は請求項14に記載の発明において、請求項15に記載のように、コネクタのハウジングと表層の回路基板の裏面との間に所定の隙間が構成され、ハウジングの回路基板側の面に、ノイズ除去用の電子部品が実装された基板が固定された構成としても良い。
このように、コネクタに近い位置にノイズ除去用の電子部品を配置すると、外部からコネクタピンを介して回路基板に伝達される外来ノイズや回路基板からコネクタピンを介して外部へ伝播されるノイズを効果的に除去することができる。
具体的には、請求項16に記載のように、ハウジングは、当該ハウジングの回路基板側の面から回路基板に向けて伸びた柱部を有し、コネクタピンは、外部コネクタの端子と接続される側の端部と、柱部の端面から露出し、回路基板のランドと電気的且つ機械的に接続される側の端部とを連結する連結部から分岐され、ハウジングの回路基板側の面から突出する分岐部を有し、ハウジングの回路基板側の面に、ノイズ除去用の電子部品が実装された基板が固定され、電子部品が、分岐部と電気的に接続された構成とすると良い。
このように、コネクタのハウジングに柱部を設けることで、ハウジングの回路基板側の面と回路基板との間に、ノイズ除去用の電子部品が実装された基板を配置する所定の隙間を確保することができる。また、コネクタピンの連結部に分岐部を設けることで、ノイズ除去用の電子部品と分岐部(コネクタピン)とを電気的に接続することができる。
なお、上述の構成以外にも、例えば接続部材を回路基板とコネクタとの間に配置することで、所定の隙間を確保することもできる。
また、請求項17に記載のように、積層方向において、回路基板の間にノイズ除去板が配置された構成としても良い。これによれば、多段に積層された回路基板において、回路基板から隣接する回路基板へ伝播する放射ノイズを除去することができる。
請求項1〜17いずれかに記載の発明においては、請求項18に記載のように、回路基板の平面方向において、回路基板に対する接続部材の位置を決定する位置決め手段を備えることが好ましい。このように位置決め手段を備えると、接続ピンと対応するランドとの位置決めが容易となる。また、接続ピンとランドとの接続信頼性を向上することができる。
一例として請求項19に記載のように、位置決め手段として、接続部材を構成する基材と回路基板に、積層方向に沿って貫通する位置決め孔が設けられ、位置決め孔に、位置決め手段として、位置決めピンが挿入された構成を採用することができる。
その際、請求項20に記載のように、積層方向において、位置決めピンが1本の部材から構成されても良い。この場合、位置決めが容易である。また、請求項21に記載のように、位置決めピンが、筐体又はコネクタと一体化された構成とすると、筐体又はコネクタを含めて位置決めすることができる。なお、位置決め状態で、例えば位置決めピンの先端をコネクタ及び筐体の少なくとも一方に設けられた孔に挿入することにより、筐体に対し、接続部材、回路基板、及びコネクタを位置決めすることもできる。また、請求項22に記載のように、位置決めピンが、先端から所定範囲に静的結合部を有する構成としても良い。この場合、例えばネジやリベットといった静的結合部によって、回路基板の平面方向における、接続ピンと対応するランドとの位置を接続ピンとランドとの接続部の近傍でリジッドに固定することができる。したがって、平面方向の応力(例えば振動)に対して、接続ピンと対応するランドの接続信頼性を向上することができる。
請求項23に記載のように、積層方向において、位置決めピンが、複数に分割されても良い。例えば、要求仕様の変更等により回路基板を増やす場合、それに合わせて分割された位置決めピンを増やすことで対応することができる。
請求項24に記載のように、コネクタは、外部コネクタと接続する際の嵌合方向が、積層方向と一致するように構成されおり、積層方向において、位置決めピンは、その一部がコネクタ及び筐体にそれぞれ接触し、コネクタにかかる積層方向の応力を、当該位置決めピンを通じて筐体へ逃がすように構成されることが好ましい。
このように構成すると、接続ピンとランドとの接続部の近傍に配置された位置決めピンによって、コネクタにかかる積層方向の応力(例えば外部コネクタ嵌合による応力)を、筐体へ逃がすことができる。したがって、接続ピンとランドとの接続信頼性を向上することができる。
請求項25に記載のように、回路基板の平面方向において、位置決め孔が、コネクタの外部コネクタとの接続部位の範囲内に設けられた構成としても良い。この場合、コネクタにかかる積層方向の応力(例えば外部コネクタ嵌合による応力)を、位置決めピンを通じて効率よく筐体へ逃がすことができる。なお、請求項26に記載のように、位置決め孔が、コネクタの外部コネクタとの接続部位の中心と一致するように設けられた構成とすると、積層方向の応力を、さらに効率よく位置決めピンを通じて筐体へ逃がすことができる。
請求項19〜24いずれかに記載の発明において、請求項27に記載のように、回路基板の平面方向において、位置決め孔が、回路基板の端部近傍であって、電子部品実装禁止領域に設けられた構成としても良い。この場合、回路基板における電子部品実装禁止領域を有効活用することができる。
なお、請求項19〜27いずれかに記載の発明においては、請求項28に記載のように、基材と回路基板において、位置決め孔の周縁部位が、少なくとも位置決めピンが挿入される側の表面から遠ざかるにつれて孔径が縮小されたガイド部位を含む構成とすると良い。このように構成すると、位置決めピンを位置決め孔に挿入しやすくすることができる。
請求項1〜28いずれかに記載の発明においては、請求項29に記載のように、複数の回路基板が、表面に実装された電子部品の高さに応じて、積層状態が決定されても良い。具体的には、請求項30に記載のように、積層方向において隣り合う回路基板において、高さの高い電子部品が実装されている側の実装面同士が互いに向き合うように積層された構成を採用することができる。このように、表面に実装された電子部品の高さに応じて、多段に積層される回路基板の積層状態(積層位置、表面の向き)を決定することで、電子制御装置の積層方向における体格を小型化することができる。
請求項1〜30いずれかに記載の発明においては、請求項31に記載のように、複数の回路基板が、処理機能に応じて、積層位置が決定されても良い。具体的には、請求項32に記載のように、1つの処理機能が、1つの回路基板に集約された構成を採用することができる。この場合、不良時の回路基板交換が容易となる。また、1つの処理機能が、1つの回路基板に集約されている場合、接続ピンを通じて伝播されるノイズを低減することができる。なお、請求項34に記載のように、少なくともアナログ信号系の入力処理用電子部品が、コネクタと接続される側の表層の回路基板に実装された構成とすると良い。コネクタを通じて入力された信号は先ず入力処理されるので、上述の構成とすると、接続ピンによる配線を簡素化することができる。また、アナログ信号系の電子部品は、デジタル信号系の電子部品と比べて、配線長による接触インピーダンスの影響が大きいので、上述の構成とすると、接触インピーダンスを小さくすることができる。
請求項1〜33いずれかに記載の発明においては、請求項34に記載のように、複数の回路基板が、発熱量に応じて、積層位置が決定されても良い。具体的には、請求項36に記載のように、発熱量の大きい回路基板が、多段に積層された回路基板の表層とされた構成を採用することができる。このように、発熱量に応じて、多段に積層される回路基板の積層位置を決定することで、効率よく放熱することができる。
請求項1〜35いずれかに記載の発明においては、コネクタにかかる応力を筐体に逃がす応力分散機構として、コネクタ及び筐体の一方に設けられた爪部と、コネクタ及び筐体の他方に設けられ、爪部が係合する溝部とを備える構成としても良い。
このように、爪部と溝部とにより、コネクタと筐体が強固に固定されると、外部コネクタがコネクタに嵌合された際に生じる応力を筐体に効率よく逃がすことができる。したがって、接続ピンとランドとの接続信頼性を向上することができる。
また、請求項37に記載のように、筐体は積層方向に分割され、一方が開放された箱状のケースと当該筐体を蓋するカバーとにより構成され、カバーは、コネクタと一体化された構成としても良い。
このように、筐体を構成するカバーとコネクタを一体化すると、外部コネクタとの嵌合時に生じる応力を、筐体に効率よく逃がすことができる。したがって、接続ピンとランドとの接続信頼性を向上することができる。また、カバーとコネクタとを一体化すると、要求仕様の変更等により回路基板と接続部材からなる積層体の積層高さを変更しなければならない場合であっても、コネクタが一体化されていない筐体側の仕様を変更すれば良い。したがって、箱状のケースとコネクタを一体化する場合に比べて、積層体の積層高さ変更が容易である。
請求項38に記載のように、筐体は外部コネクタ(のハウジング)が嵌合される嵌合部を有し、嵌合部に外部コネクタが嵌合された状態で、外部コネクタとコネクタが電気的に接続された構成としても良い。この場合、外部コネクタとコネクタとを接続する際に生じる応力を筐体が受けるので、接続ピンとランドとの接続信頼性を向上することができる。
請求項39に記載のように、コネクタ及び筐体の少なくとも一方が、外部コネクタ(のハウジング)が嵌合される嵌合部を有し、回路基板の平面方向において、嵌合部が複数の嵌合ブロックに分割された構成としても良い。この場合、外部コネクタとの嵌合時に生じる応力を小さくすることができる。また、回路基板の平面方向において、嵌合ブロック間の領域を、コネクタとは電気的に接続されない、回路基板間を電気的に接続する接続ピンの配置に適用することができる。
請求項40に記載のように、接続部材を構成する基材が、積層方向における接続ピンの周囲に設けられた絶縁材料からなる保護部と、絶縁材料よりも熱伝導の良い材料からなり、保護部を保持する基部と、を有する構成としても良い。このように、接続部材を構成する基材を、接続ピンの周囲のみに絶縁材料を用い、残りの部分に熱伝導の良い材料を用いて構成すると、回路基板の熱を、接続部材を通じて回路基板から効率よく放熱することができる。
また、請求項41に記載のように、基材が絶縁材料からなり、接続ピンとともに、接続ピンと接触しないように、絶縁材料よりも熱伝導の良い材料からなる熱伝導部材が基材に保持された構成としても良い。このように、絶縁材料からなる基材に、接続ピン以外にも、熱伝導の良い材料からなる熱伝導部材を保持させることでも、回路基板の熱を、接続部材を通じて回路基板から効率よく放熱することができる。
請求項42に記載のように、積層方向において、隣り合う回路基板と基材の各対向面の少なくとも一方が、粗化処理された構成としても良い。このように構成すると、回路基板と基材(接続部材)との摩擦力が増し、回路基板の平面方向における位置ずれが生じにくくなる。したがって、平面方向の応力(例えば振動)に対して、接続ピンと対応するランドの接続信頼性を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、以下の実施形態に示す電子制御装置は、例えば車両のエンジン制御用の電子制御装置に適用される。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子制御装置の外観を示す斜視図である。図2は、図1のA−A線に沿う断面図であり、図3は、図1のB−B線に沿う断面図である。図4は、回路基板の概略構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は積層方向から見た平面図である。図5は、配線構造を示す図であり、(a)は図4(a)のC1−C1線に沿う断面図、(b)は図4(a)のC2−C2線に沿う断面図、(c)は図4(a)のC3−C3線に沿う断面図である。図6は、接続部材の概略構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は積層方向から見た平面図である。図7は、接続部材の表面を示す拡大断面図である。図8は、コネクタの概略構成を示す図であり、(a)は図2の拡大断面図、(b)は位置決めピンを示す図である。図9はコネクタから筐体への応力分散機構を示す概略断面図である。図10は、圧接による回路基板と接続部材の接続構造を説明するための図であり、(a)は固定前、(b)は固定後の状態を示している。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子制御装置の外観を示す斜視図である。図2は、図1のA−A線に沿う断面図であり、図3は、図1のB−B線に沿う断面図である。図4は、回路基板の概略構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は積層方向から見た平面図である。図5は、配線構造を示す図であり、(a)は図4(a)のC1−C1線に沿う断面図、(b)は図4(a)のC2−C2線に沿う断面図、(c)は図4(a)のC3−C3線に沿う断面図である。図6は、接続部材の概略構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は積層方向から見た平面図である。図7は、接続部材の表面を示す拡大断面図である。図8は、コネクタの概略構成を示す図であり、(a)は図2の拡大断面図、(b)は位置決めピンを示す図である。図9はコネクタから筐体への応力分散機構を示す概略断面図である。図10は、圧接による回路基板と接続部材の接続構造を説明するための図であり、(a)は固定前、(b)は固定後の状態を示している。
図1〜図3に示すように、電子制御装置100は、複数の回路基板110と、回路基板110間を電気的に接続する接続部材120と、回路基板110と外部コネクタとの間を電気的に接続するコネクタ130と、回路基板110、接続部材120、及びコネクタ130の一部を収容する筐体140と、を含むものである。
回路基板110は、図2〜図4に示すように、配線パターン111やビアホール112等からなる配線部が形成されたプリント基板113に、マイコン、抵抗、コンデンサ等の電子部品114を実装してなるものである。なお、図2及び図3においては、便宜上、配線パターン111の一部であり、接続部材120やコネクタ130との接続に供せられる部分であるランド111aと電子部品114のみを図示している。なお、プリント基板113の構成材料としては、特に限定されるものではない。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、セラミック、ガラス(例えばガラス布)と樹脂との複合体、金属板の表面に絶縁部材を配置したもの等の公知材料を採用することができる。また、配線パターン111の層数も特に限定されるものではない。
本実施形態においては、図4(a)に示すように、プリント基板113の表層に設けられた配線パターン111のうち、ソルダレジスト115から露出し、接続部材120やコネクタ130との接続に供せられる部分であるランド111aが、図4(b)に示すように、回路基板110の矩形状の実装面を構成する対向する2辺の端部に、当該辺に沿って、それぞれ一列に設けられている。そして、ランド111aを間に挟むように、角部近傍に、積層方向に沿って貫通する位置決め孔116が設けられている。なお、位置決め孔116は、後述する接続部材120の位置決め孔及び位置決めピンとともに、特許請求の範囲に記載の位置決め手段を構成するものであり、これらによって、平面方向における回路基板110と接続部材120の位置が決定される。このように、所謂電子部品実装禁止領域に位置決め孔116を設けると、位置決め孔116を設けながらも、平面方向における回路基板110の面積増大を防ぐことができる。また、接続部材120が対向する2辺の近傍にそれぞれ配置されるので、積層方向の応力を、分散させることができる。なお、回路基板110は、位置決め孔116を構成する周縁部位として、少なくとも位置決めピンが挿入される側の表面から遠ざかるにつれて孔径が縮小されたテーパ状のガイド部位116aを含んでいる。このように構成すると、位置決めピンを位置決め孔116に挿入しやすくすることができる。
なお、配線構造としては、図5(a)に示すように、ランド111a間をビアホール112により直接接続する構成としても良いし、図5(b)に示すように、図5(a)同様、ランド111a間をビアホール112により直接接続しつつ、ランド111aに接続された配線パターン111により、電子部品114と電気的に接続された構成としても良い。また、図5(c)に示すように、ランド111a間が直接接続されず、一方のランド111aが、ビアホール112、配線パターン111を介して、電子部品114の一方の端子に接続され、他方のランド111aが、ビアホール112、配線パターン111を介して、電子部品114の他方の端子に接続された構成としても良い。本実施形態においては、図5(a)〜(c)に示すように、プリント基板113の表裏のランド111aの位置を、回路基板110の平面方向で一致するようにしている。このように、回路基板110の平面方向において、少なくとも一部のプリント基板113の表裏のランド111aの位置が一致する構成すると、積層方向の応力が作用しても、一致部分については直線的に応力が伝達されることとなるので、ずれて配置された部位で生じるオフセット力を低減することができる。すなわち、接続ピン121とランド111aとの接続信頼性を向上することができる。
また、本実施形態においては、上述した回路基板110として、両表面に電子部品114が実装された回路基板110a〜110cを有しており、3つの回路基板110a〜110cは、その厚さ方向に多段に積層配置されている。なお、回路基板110a〜110cは、コネクタ130が配置される側(接続される側)から、回路基板110a、回路基板110b、回路基板110cの順で積層されている。
このように、複数の回路基板110(110a〜110c)を多段に積層配置するに当たっては、処理機能に応じて、積層位置(多段に積層された回路基板110の何層目(何段目)に配置されるか)が決定されても良い。具体的には、1つの処理機能(例えば入力処理等)が1つの回路基板110に集約された構成とすると、不良時の回路基板交換が容易となる。また、1つの処理機能が、1つの回路基板110に集約されると、接続部材120を通じて伝播されるノイズをなくすことができる。例えば回路基板110aに入力処理部を集約すると、接続部材120による配線を簡素化することができる。なお、回路基板110aに入力処理部を集約しなくとも、配線長による接触インピーダンスの影響が大きいアナログ信号系の入力処理用電子部品を、少なくとも回路基板110aに実装することが好ましい。本実施形態においては、コネクタ130への配線長が短い回路基板110aに、入力処理部と制御部(マイコン)が集約されている。
また、発熱量に応じて、積層位置が決定されても良い。具体的には、発熱量の大きい電子部品114a(パワー系の電子部品114a)が実装された回路基板110を、多段に積層された回路基板110(110a〜110c)の表層とすると、効率よく放熱することができる。本実施形態においては、コネクタ130が配置されない側(換言すれば筐体140と対向する側)の表層の回路基板110cに出力処理部が集約され、例えば放熱ゲル117を介して、パワー系の電子部品114aから筐体140に直接放熱するように構成されている。
さらには、表面に実装された電子部品114の高さに応じて、積層状態(積層位置、表面の上下向き)が決定されても良い。具体的には、積層方向において隣り合う回路基板110において、アルミ電解コンデンサ等の高さの高い電子部品114bが実装されている側の実装面同士が互いに向き合うように積層された構成とすると、電子制御装置100の積層方向における体格を小型化することができる。本実施形態においては、回路基板110bと回路基板110cにおいて、高さの高い電子部品114bが実装された面同士が向き合うように積層されている。
このように、本実施形態においては、処理機能及び発熱量を考慮して、コネクタ130が配置される側の表層である回路基板110aに入力処理部及び制御部が構成され、真ん中の回路基板110bに電源部が構成され、筐体140と対向する回路基板110cに、出力処理部が構成されている。また、表面に実装された電子部品114の高さを考慮して、それぞれの回路基板110a〜110cの積層向きが決定されている。なお、上記以外にも、例えば回路基板110aに入力処理部と出力処理部の一部(非パワー系)、回路基板110bに制御部(マイコン)、回路基板110cに出力処理部の一部(パワー系)と電源部が構成されても良い。
接続部材120は、図2,3,6(a),(b)に示すように、導電材料からなる複数の接続ピン121と、平面方向の大きさが回路基板110よりも小さく、接続ピン121を保持する基材122とを含むものである。そして、回路基板110とともに積層された状態で、回路基板110のランド111aに対し、対応する接続ピン121の露出部分が接触して固定されることで、回路基板110間を電気的に接続する。また、隣り合う回路基板110の間に所定の間隔を確保する。その固定構造の詳細については、後述する。このような基材122による接続ピン121の保持構造は、例えば射出成形、基材122に設けた溝への接続ピン121の嵌めこみ、等により実現することができる。
本実施形態においては、図6(a)に示すように、黄銅の表面をメッキ処理してなる棒状の接続ピン121が、積層方向に沿い、且つ、先端が基材122の表面に対して突出するように、樹脂(例えばPBT)からなる基材122に保持されている。したがって、接続ピン121と対応するランド111aとの位置決めが容易である。また、基材122から突出する接続ピン121が僅かであり、後述する回路基板110と接続部材120との固定状態(接続ピン121を対応するランド111aに押し付けた状態)で、基材122が回路基板110の表面に接触するように構成されている。すなわち、接続ピン121だけでなく、基材122も、所謂スペーサとしての機能を果たす(隣り合う回路基板110の間に所定の間隔を確保する)ことができる。したがって、積層方向の応力(例えばコネクタ130と外部コネクタとの嵌合による)に対し、接続ピン121が折れ曲がりにくい構成となっており、これにより接続ピン121とランド111aとの接続信頼性を向上することができる。
また、図6(b)に示すように、複数の接続ピン121は、対応するランド111aの配置に応じ、基材122の長手方向に沿って一列で配置されている。そして、接続ピン121を間に挟むように、両端部に、積層方向に沿って貫通する位置決め孔123が設けられている。このように、位置決め孔123を基材122の長手方向の両端部に設けると、回路基板110と基材122との線膨張係数が異なる場合でも、回路基板110の平面方向における変形を位置決めピンが効果的に抑制することができる。すなわち、ランド111aと接続ピン121の接続信頼性を向上することができる。なお、位置決め孔123は、特許請求の範囲に記載の位置決め手段を構成するものであり、これらによって、平面方向における回路基板110と接続部材120の位置が決定される。また、基材122は、位置決め孔123を構成する周縁部位として、少なくとも位置決めピンが挿入される側の表面から遠ざかるにつれて孔径が縮小されたテーパ状のガイド部位123aを含んでいる。このように構成すると、位置決めピンを位置決め孔123に挿入しやすくすることができる。
また、本実施形態においては、上述した接続部材120として、図2及び図3に示すように、回路基板110aと回路基板110bとの間に配置される接続部材120aと、回路基板110bと回路基板110cとの間に配置される接続部材120bを有している。そして、それぞれの接続部材120a,120bは、対応する回路基板110a及び回路基板110b、回路基板110b及び回路基板110cの間に所望の間隔を確保すべく、積層方向における接続ピン121及び基材122の長さが決定されている。なお、上述したように、高さの高い電子部品114bが実装されている側の実装面同士が互いに向き合うように積層されている回路基板110bと回路基板110cとの間に配置された接続部材120bの方が、接続部材120aよりも積層方向の長さが長く設定されている。
また、本実施形態においては、接続部材120a,120bを構成する基材122が、回路基板110の平面方向において同一形状を有しており、図2に示すように、固定状態で、互いに一致するように多段に積層されている。このように、少なくとも一部が重なるように、複数の接続部材120a,120bを積層すると、積層方向の応力が作用しても、それによるオフセット力を低減することができる。すなわち、接続ピン121とランド111aとの接続信頼性を向上することができる。さらに、本実施形態においては、図2及び図3に示すように、固定状態で、回路基板110の平面方向において、隣り合う接続部材120a,120bの、全ての接続ピン121の位置が互いに一致するように構成されている。このように、少なくとも一部の接続ピン121の位置が互いに一致した構成とすると、接続ピン121による応力伝達経路が一直線状となり、接続ピン121とランド111aとの接続信頼性をより向上することができる。
また、本実施形態においては、接続ピン121が露出する基材122の表面が、図7に示すように粗化処理されている。このように、積層方向において、隣り合う回路基板110と基材122の各対向面の少なくとも一方が、粗化処理された構成とすると、回路基板110と基材122(接続部材120)との摩擦力が増し、回路基板110の平面方向の位置ずれが生じにくくなる。したがって、固定状態で、平面方向の応力(例えば振動)が作用したとしても、接続ピン121と対応するランド111aの接続信頼性を向上することができる。なお、粗化処理は、例えばレーザ光の照射、プラズマ照射、機械的処理、薬液の塗布等により可能である。
コネクタ130は、図1〜3に示すように、回路基板110と外部コネクタとを電気的に接続するものである。本実施形態に係るコネクタ130は、接続ピン121と同様の材料からなる複数のコネクタピン131と、一部がそれぞれ露出するようにコネクタピン131を保持し、少なくともコネクタピン131の周囲部位が絶縁材料からなるハウジング132と、を含む表面実装型のオスコネクタとして構成されている。より具体的には、ハウジング132は、コネクタピン131が保持され、回路基板110と平行に配置された平板状の基部132aと、基部132aの回路基板側の面の裏面から積層方向に沿って筐体140の外部へ突出し、外部コネクタが嵌合される嵌合部132bと、基部132aの回路基板側の面から積層方向に沿って伸びた柱部132cを有する。また、コネクタピン131は、基部132aから積層方向に沿って筐体140の外部へ突出し、外部コネクタの端子と接続される側の端部131aと、柱部132cの端面から露出し、回路基板110のランド111aと電気的且つ機械的に接続される側の端部131bと、端部131a,131bを連結する連結部131cを有している。すなわち、本実施形態に係るコネクタ130は、外部コネクタとの嵌合方向が積層方向と一致するように構成されている。また、柱部132cの端面から露出するコネクタピン131の端部131bが、対応する回路基板110aのランド111aと接触して固定されている。その固定構造の詳細については、後述する。
コネクタ130のハウジング132に柱部132cを設けると、柱部132cの長さを調整することで、ハウジング132(基部132a)の回路基板側の面と表層の回路基板110との間に、所定の隙間を確保することができる。本実施形態においては、この隙間を利用して、ハウジング132(基部132a)の回路基板側の面に、ノイズ除去用のコンデンサ、静電気保護用抵抗といったノイズ除去用の電子部品151が実装された基板150が固定されている。このように、コネクタ130に近い位置にノイズ除去用の電子部品151を配置すると、外部コネクタからコネクタピン131を介して回路基板110に伝達される外来ノイズや回路基板110からコネクタピン131を介して外部コネクタへ伝播されるノイズを効果的に除去することができる。より具体的には、図8(a)に示すように、コネクタピン131に、連結部131cから分岐し、基部132aの回路基板側の面から突出する分岐部131dが設けられ、基部132aの回路基板側の面に、基板150が積層方向に沿うネジ締結(図示略)によって固定された状態で、基板150のランド152と分岐部131dの先端が接触し、電子部品151とコネクタピン131が電気的に接続されている。このように、コネクタピン131の連結部131cに分岐部131dを設けることで、別途配線を設けることなく、ノイズ除去用の電子部品151と分岐部131d(コネクタピン131)とを電気的に接続し、効率よくノイズを除去することができる。
また、本実施形態においては、図8(b)に示すように、コネクタ130のハウジング132に、特許請求の範囲に記載の位置決め手段を構成する位置決めピン160が一体化されている。位置決めピン160の構成材料は特に限定されるものではない。本実施形態においては、ハウジング132から露出する部分が積層方向に沿うように、金属材料からなる位置決めピン160の一端がハウジング132に埋設固定されている。そして、積層された回路基板110の位置決め孔116及び接続部材120の位置決め孔123を挿通した状態で、回路基板110cの筐体側の面から位置決めピン160の先端が突出し、回路基板110cの筐体側の面に対向する筐体140の部位に、直接若しくは筐体140上に接触配置された部材を介して、接触するように長さが調整されている。このような構成とすると、コネクタ130に外部コネクタが嵌合された際の応力(積層方向に沿う嵌合応力)を、コネクタ130のハウジング132から位置決めピン160を通じて、筐体140に逃がすことができる。すなわち、接続ピン121とランド111aとの接続信頼性を向上することができる。なお、位置決めピン160の先端から所定範囲の部分が、位置決め孔116,123に挿入しやすいように、先端からコネクタ130に向けて拡径するテーパ状となっている。
また、本実施形態においては、図9に示すように、コネクタ130にかかる応力を筐体140に逃がす応力分散機構として、コネクタ130を構成するハウジング132の嵌合部132bに、固定状態において筐体140に設けられた溝部141cに係合するように構成された爪部133が形成されている。具体的には、爪部133は、所謂スナップフィット構造を有しており、筐体140へのコネクタ130の固定時には、爪部が変形して筐体140に設けられた対応する溝部141cに挿入しやすく、挿入後に爪が開いて溝部141cに係合し、外部コネクタとの嵌合時の応力が印加されても抜けにくい構造となっている。したがって、爪部133と溝部141cとにより、コネクタ130と筐体140が強固に固定され、外部コネクタがコネクタ130に嵌合された際に生じる応力を筐体140に効率よく逃がすことができる。すなわち、接続ピン121とランド111aとの接続信頼性を向上することができる。
なお、図1に示す符号134は、ハウジング132の嵌合部132bに設けられた、外部コネクタとの嵌合用突起であり、図2及び図8(b)に示す符号135は、筐体140に設けられたシール用凹部に対し、反発力と粘着力を兼ね備えた公知のシール材(図示略)を介して挿入固定されるシール用凸部である。
筐体140は、図1〜3に示すように、回路基板110、接続部材120、及びコネクタ130の一部を収容するものである。構成材料としては、例えばアルミニウム、鉄等の金属材料や合成樹脂材料を採用することができる。本実施形態においては、一方が開放された箱状のケース141と、ケース141の開放面を閉塞する略矩形板状の底の浅いカバー142とにより構成される。そして、ケース141とカバー142が、積層された回路基板110と接続部材120の固定手段として、積層方向に分割されており、ケース141とカバー142とを組み付ける(例えば締結部材143による)ことで、回路基板110、接続部材120、及びコネクタ130を電気的に接続することができるように構成されている。なお、筐体140はケース141とカバー142の2つの部材から構成されるものに限定されない。1つの部材から構成されても良いし、3つ以上の部材から構成されても良い。
また、ケース141にはコネクタ用開口部が設けられている。これにより、回路基板110、接続部材120、及びコネクタ130の一部を筐体140内に収容した状態で、コネクタピン131のうち、外部コネクタの端子と接続される側の端部131aと、ハウジング132のうち、嵌合部132bとが筐体140外に露出され、コネクタ130を介して、回路基板110と外部コネクタとの電気的な接続が可能となっている。
また、本実施形態においては、図2及び図3に示すように、多段に積層された回路基板110の、外部コネクタと接続された側と反対の表層の、隣り合う回路基板110が配置された側の裏面と、対向するカバー142の内面との間に、弾性部材170(例えばゴム)が配置されている。このように弾性部材170を設けると、固定後において、積層方向の応力を弾性部材170が吸収し、接続ピン121とランド111aとの接続部に伝達される応力を緩和することができる。また、本実施形態に示すように、弾性部材170が配置された状態で、ケース141とカバー142により、少なくとも回路基板110と接続部材120(本実施形態においては、さらにコネクタ130)を挟持する際に、弾性部材170の変形により、接続ピン121とランド111aとの間に好ましい接触圧(密着性)を確保することができる。なお、本実施形態においては、回路基板110の平面方向において、接続部材120と重なるように、弾性部材170を配置している。したがって、積層方向の応力を効果的に緩和し、より好ましい接触圧を確保することができる。
なお、図2及び図3に示す符号141aは、ケース141のカバー側の開口縁部(フランジ部)に設けられたシール用凸部であり、符号142aは、シール用凸部141aに応じてカバー142に設けられたシール用凹部である。また、符号141bは、コネクタ130のハウジング132に設けられたシール用凸部135に応じてケース141に設けられたシール用凹部である。シール用凸部141aは、反発力と粘着力を兼ね備えた公知のシール材(図示略)を介して、シール用凹部142aに挿入固定されている。すなわち、筐体140内の空間が防水空間とされている。また、図9に示す符号141cは、コネクタ130の爪部133に応じてケース141に設けられた溝部である。
次に、回路基板110と接続部材120との接続構造について説明する。先ず、電子部品114の実装された回路基板110、接続部材120、コネクタ130、及び筐体140を準備する。なお、回路基板110を準備する際に、ランド111aにはんだが付着しないように、耐熱性の保護フィルムを貼着しておき、リフロー実装後、保護フィルムを除去するようにすることが好ましい。準備完了後、先ず、ケース141の箱内にコネクタ130を配置する。そして、ハウジング132から露出する位置決めピン160に対し、位置決め孔116,123がそれぞれ挿通されるように、回路基板110a、接続部材120a、回路基板110b、接続部材120b、回路基板110cの順にケース141の箱内に積層配置する。この状態で、接続ピン121は、図10(a)に示すように、対応するランド111aと接触した状態にある。しかしながら、基材122と回路基板110の表面(ソルダレジスト115)との間には、僅かながら隙間がある。次に、コネクタ130配置側と反対側の表層である回路基板110cにおいて、筐体140(カバー142)との対向面に実装された発熱量の大きい電子部品114aの表面に、放熱用のゲルを塗布し、予め弾性部材170が固定されたカバー142を被せて、締結部材143により、ケース141とカバー142とを固定する。この締結により、ケース141とカバー142との間で、コネクタ130、回路基板110、及び接続部材120が挟持され、接続ピン121は、積層方向の押圧力を受けて、図10(b)に示すように、対応するランド111aに押し付けられる。また、基材122が、回路基板110の表面(ソルダレジスト115)に接触する。同様に、コネクタピン131の端部131bは、積層方向の押圧力を受けて、対応するランド111aに押し付けられ、ハウジング132の柱部132cの端面が、回路基板110の表面(ソルダレジスト115)に接触する。また、位置決めピン160の先端は、弾性部材170に押し付けられて沈み込んでいる。
このように本実施形態に係る電子制御装置100によれば、平面方向の大きさが回路基板110よりも小さい接続部材120が、複数の回路基板110とともに積層され、接続部材120を構成する接続ピン121が対応するランド111aに接触して固定されている。すなわち、接続ピン121により、回路基板110間が電気的に接続されている。したがって、積層された回路基板110間を電気的に接続するに当たり、従来のようにフレキシブル基板の曲げスペースが不要であるので、少なくとも回路基板110の平面方向における電子制御装置100の体格を小型化することができる。
また、回路基板110間を電気的に接続する接続部材120によって、隣り合う回路基板110の間に所定の間隔が確保されている。すなわち、接続部材120がスペーサの機能も果たしている。したがって、電子制御装置100の構成を簡素化することができる。
また、回路基板110を多段に積層する構成を採用しているので、1枚あたりの回路基板110の面積を小さくすることができる。したがって、車両の振動よりも、回路基板110の共振周波数を高くすることができる。
また、本実施形態においては、接続ピン121と対応するランド111aとを、圧接により電気的且つ機械的に接続している。したがって、電子制御装置100の構成を簡素化することができる。特に本実施形態においては、電子制御装置100を構成する筐体140の固定を利用して(筐体140を固定手段として)、圧接するようにしている。したがって、別途固定手段が不要であるので、電子制御装置100の構成をより簡素化することができる。
なお、本実施形態においては、位置決めピン160がコネクタ130に固定された例を示した。しかしながら、位置決めピン160は、図11(a)に示すように、筐体140(本実施形態においてはカバー142)に、直接、或いは、弾性部材170を介して、固定された構成としても良い。この場合、例えば、カバー142の発熱量の大きい電子部品114aに対応する部位に放熱用のゲルを塗布し、カバー142に位置決めピン160を固定(例えば孔に挿入固定)する。そして、位置決めピン160に対し、位置決め孔116,123がそれぞれ挿通されるように、回路基板110c、接続部材120b、回路基板110b、接続部材120a、回路基板110aの順に積層配置する。次に、コネクタ130に設けられた位置決め溝(図示略)に位置決めピン160を挿入し、ケース141を被せて、締結部材143により、ケース141とカバー142とを固定すれば良い。
また、本実施形態においては、位置決めピン160の先端から所定範囲の部分が、位置決め孔116,123に挿入しやすいように、先端からコネクタ130に向けて拡径するテーパ状とされた例を示した。しかしながら、図11(b)に示すように、位置決めピン160が、先端から所定範囲の部分に静的結合部161を有する構成としても良い。このように構成すると、例えばネジやリベットといった静的結合部(図11(b)においてはネジ)によって、回路基板110の平面方向における、接続ピン121と対応するランド111aとの位置を接続ピン121とランド111aとの接続部の近傍でリジッドに固定することができる。したがって、平面方向の応力(例えば振動)に対して、接続ピン121と対応するランド111aの接続信頼性を向上することができる。図11は、(a),(b)ともに、位置決めピン160の変形例を示す平面図である。なお、図11(b)においては、静的結合部161として、位置決めピン160の先端部分の外周にネジ(外ネジ)が切られた構成を示したが、位置決めピン160が、先端からコネクタ130に向けて拡径するテーパ状の部分を有しつつ、先端から伸延方向に孔部を設け、当該孔部に内ネジを切った構成としても良い。このような構成とすると、回路基板110や接続部材120に対して位置決めピン160を挿入しやすく、且つ、リジッドに固定することができる。
また、本実施形態においては、回路基板110及び接続部材120が、それぞれ位置決め孔116,123の周縁部位としてテーパ状のガイド部位116a,123aを含み、位置決めピン160の先端から所定範囲の部分がテーパ状とされた例を示した。しかしながら、位置決めピン160の先端から所定範囲の部分がテーパ状とされていれば、回路基板110及び接続部材120が、位置決め孔116,123の周縁部位として、テーパ状のガイド部位116a,123aを含まない構成としても良い。また、回路基板110及び接続部材120が、位置決め孔116,123の周縁部位として、テーパ状のガイド部位116a,123aを含むのであれば、位置決めピン160の先端から所定範囲の部分がテーパ状でなくとも良い。
また、本実施形態においては、接続部材120を構成する基材122の表面が粗化処理された例を示した。しかしながら、基材122でなく、回路基板110の表面が粗化処理された構成としても良い。回路基板110と接続部材120の対向面のうち、少なくとも一方を粗化処理された構成とすると、固定後の状態において、回路基板110の平面方向における位置ずれを低減することができる。
また、本実施形態において、積層方向に分割されたケース141とカバー142との締結固定により、積層配置された、コネクタ130、回路基板110、及び接続部材120が、圧接されて、電気的且つ機械的に固定される例を示した。しかしながら、少なくとも回路基板110及び接続部材120の圧接構造(回路基板110間の電気的な接続構造)を実現するための固定手段としては、ケース141及びカバー142(筐体140)に限定されるものではない。別途用意された固定手段(例えばクランプや、ボルトとナット)によって、回路基板110及び接続部材120の圧接構造を実現しても良い。なお、本実施形態においては、固定状態で、基材122が回路基板110の表面に接する例を示した。しかしながら、固定状態で、基材122が回路基板110の表面に接しない構成としても良い。このような構成においても、固定状態で、基材122と回路基板110の表面都内だの隙間をできる限り狭くすると、積層方向の応力が作用したとしても、応力を受けて接続部材120及び/又は回路基板110が変形したさいに、基材122が回路基板110の表面に接触しやすく、接続ピン121とランド111aの接続信頼性を向上することができる。
また、接続ピン121とランド111aとの接続構造として、圧接構造以外にも、接続ピン121が、少なくとも対応するランド111aと、溶接により電気的且つ機械的に接続された構成を採用することもできる。なお、溶接の場合、ケース141内に収容した状態で溶接を行うことは困難である。したがって、ケース141の箱内に収容する前に、予め、コネクタ130、回路基板110、及び接続部材120を積層し、一括、或いは、積層される順に、例えばレーザ光を用いて溶接することが好ましい。なお、溶接の場合には、例えばレーザ溶接しやすいように、積層した状態で、図12(a)に示すように、基材122と回路基板110の表面との間の隙間Dが、圧接時よりも広く設定されることが好ましい。そして、図12(a)に示す状態で、レーザ光を、隙間に露出する接続ピン121とランド111aとの接続部に照射することにより、図12(b)に示すように、接続ピン121及びランド111aが、金属結合により一体化し、強固に接続される。このように溶接(例えばレーザ溶接)を採用すると、確実に接続ピン121とランド111aを接続することができるので、圧接に比べて、接続ピン121とランド111aとの接続信頼性を向上することができる。なお、溶接により、コネクタピン131と対応するランド111aも、溶接により電気的に接続することができる。なお、図12は、溶接による回路基板110と接続部材120の接続構造の変形例を示す図であり、(a)は固定前、(b)は固定後の状態を示している。
また、本実施形態においては、複数の接続ピン121が、基材122の長手方向に沿って、1列で配置された例を示した。しかしながら、例えば図13(a)に示すように、複数列(図13(a)においては3列)で配置されても良い。なお、複数列で配置される場合には、例えば図13(b)に示すように、千鳥状に配置することが好ましい。これにより、短手方向の接続部材120の大きさを小さくすることができる。なお、図13は、(a),(b)ともに、接続部材120の変形例を示す平面図である。
また、本実施形態においては、接続ピン121が、積層方向に沿い、且つ、先端が基材122の表面に対して突出するように、基材122に保持された例を示した。しかしながら、接続ピン121の基材122に対する露出状態とは、上記例に限定されるものではない。それ以外にも、接続ピン121の先端を基材122の表面と面一としても良いし、先端が基材122の表面よりも奥にありながら、基材122に設けられた孔によって、突起状に設けられたランド111aとの接触が可能である構成としても良い。また、接続ピン121の形状も、積層方向に沿う形状に限定されるものではない。例えば、一直線状の接続ピン121が積層方向に対して、傾いて配置されても良いし、屈曲された接続ピン121を採用しても良い。図14(a),(b)に示すように、接続ピン121の、基材122に保持されない部分121aが、塑性変形可能に構成されても良い。この場合、接続ピン121とランド111aとを接触して固定するに当たり、接続ピン121がばねとしての機能を果たし、少なくとも接続ピン121とランド111a、及び、コネクタピン131とランド111a(構成によっては、接続ピン121と接続ピン121、接続ピン121とコネクタピン131)との間に好ましい接触圧(密着性)を確保することができる。また、固定後には、積層方向の応力を受けて、接続ピン121がばねとしての機能を果たし、少なくとも接続ピン121とランド111aとの接続部、及び、コネクタピン131とランド111aの接続部(構成によっては、接続ピン121と接続ピン121との接続部、接続ピン121とコネクタピン131との接続部)に伝達される応力を緩和することができる。なお、図14は、(a),(b)ともに接続ピン121の変形例を示す断面図である。図14(a)においては、例えば射出成形等により、基材122内に接続ピン121の周囲に基材122が配置された状態で保持する構造においての例、図14(b)においては、例えば基材122に設けた溝へ接続ピン121を嵌め込んでなる保持構造においての例を示している。
また、接続ピン121同様、ハウジング132から露出するコネクタピン131の端部131bを、塑性変形可能に構成しても良い。これによっても、上述した接続ピン121と同様の効果乃至それに準ずる効果を期待することができる。
また、本実施形態においては、接続部材120a,120bを構成する基材122が、回路基板110の平面方向において同一形状を有しており、図2に示すように、固定状態で、互いに一致するように多段に積層されるとともに、隣り合う接続部材120a,120bの、全ての接続ピン121の位置が、平面方向において互いに一致するように構成された例を示した。しかしながら、接続部材120(接続ピン121,基材122)の配置は上記例に限定されるものではない。接続部材120が多段に積層される場合には、例えば図15に示すように、回路基板110の平面方向において、接続ピン121が一致せず、基材122が重ならないように配置された構成としても良い。すなわち、図15においては、一方の接続部材120aと接続部材120bが、重ならないように配置されている。このように、多段に積層された接続部材120において、少なくとも接続ピン121の位置が一致しないように構成、より好ましくは、基材122の位置が重ならない構成とすると、積層方向に応力が印加された際に、回路基板110に応力を伝達する側の接続部材120と、回路基板110にオフセット力が作用する。したがって、回路基板110を構成するプリント基板113を変形可能に構成することで、積層方向の応力を回路基板110にて緩和させることも可能である。なお、図15においては、一方の接続部材120aと重なるように、例えば基材122だけからなるダミー部材124を配置しており、これにより、積層方向の応力を、筐体140に逃がして緩和するようにしている。図15は、接続部材120の配置の変形例を示す断面図である。図15は、図2に対応している。
また、本実施形態においては、箱状のケース141の内面にコネクタ130が接触して固定された例を示した。しかしながら、カバー142にコネクタ130が接触して固定された構成としても良い。また、本実施形態においては、筐体140とコネクタ130が別体として構成された例を示した。しかしながら、筐体140とコネクタ130が一体化された構成を採用することもできる。このような構成とすると、外部コネクタとの嵌合時に生じる応力を、筐体140に効率よく逃がすことができる。なお、一体化させる場合には、図16に示すように、カバー142とコネクタ130とを一体化させることが好ましい。このように構成すると、要求仕様の変更等により回路基板110と接続部材120からなる積層体の積層高さを変更しなければならない場合であっても、コネクタ130が一体化されていないケース141の仕様を変更すれば良い。したがって、箱状のケース141とコネクタ130を一体化する場合に比べて、積層体の積層高さ変更が容易である。図16は、筐体140の変形例を示す断面図である。図16は、図2に対応している。
また、本実施形態においては、弾性部材170が、回路基板110cと筐体140(カバー142)とにそれぞれ接触する形で、回路基板110cとカバー142との間に配置された例を示した。しかしながら、少なくとも回路基板110cとカバー142との間に配置されれば良く、接触しなくても良い。また、配置位置も、回路基板110cとカバー142との間に限定されるものではない。多段に積層された回路基板110の表層110a,110cの少なくとも一方と、対向する筐体140の内面との間に配置されれば良い。例えば、積層方向における回路基板110aとケース141と間に、コネクタ130のハウジング132(基部132a)とケース141に接触する形で配置されても良い。
また、本実施形態においては、ランド111aが、回路基板110の表面において、矩形状の当該表面を構成し、互いに対向する2辺の近傍に、それぞれの辺に沿って設けられた例を示した。しかしながら、4辺の近傍に、それぞれの辺に沿って設けられても良い。少なくとも1辺の近傍に設けられれば良い。また、接続部材120も、ランド111aに対応して、配置されれば良い。例えば、ランド111aが隣接する辺(角部をなす辺)にそれぞれ設けられた場合、各辺ごとに接続部材120を配置しても良いし、1つの接続部材120によって、両辺のランド111aと接するようにしても良い。ランド111aが4辺の近傍に、それぞれの辺に沿って設けられ場合、環状に設けられた1つの接続部材120によって、4辺のランド111aと接するようにすることもできる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を、図17に基づいて説明する。図17は、本発明の第2実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。図17は、図2に対応している。
次に、本発明の第2実施形態を、図17に基づいて説明する。図17は、本発明の第2実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。図17は、図2に対応している。
第2実施形態に係る電子制御装置100は、第1実施形態に示した電子制御装置100と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
本実施形態においては、コネクタ130と回路基板110との間に、接続部材120が配置された点を特徴とする。具体的には、図17に示すように、コネクタ130は、第1実施形態に示したように基部132aから回路基板110aに向けて伸びる柱部132cを有しておらず、コネクタピン131の回路基板110と接続される側の端部131bが、基部132aの回路基板側の面から露出している。そして、第1実施形態で示した構成と同様の接続部材120cが、コネクタ130と回路基板110aの間に配置され、接続ピン121が、基部132aから露出するコネクタピン131の端部131bと回路基板110aの表面に設けられたランド111aと、接触して固定されている。
また、第1実施形態同様、回路基板110aとコネクタ130との間の隙間を利用して、基部132aの回路基板側の面に、ノイズ除去用の電子部品151が実装された基板150が固定されている。
このように、接続部材120によって、コネクタ130と回路基板110aとを電気的に接続することも可能である。また、接続部材120の積層方向の長さを調整することにより、回路基板110aとコネクタ130との間の隙間を調整することができるので、第1実施形態に示した構成よりも、回路基板110aとコネクタ130との間の隙間の調整(例えば要求仕様の変更等による)が容易である。
なお、接続ピン121とコネクタピン131の接続構造としては、第1実施形態に示した接続ピン121とランド111aの接続構造同様、圧接や溶接を採用することができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を、図18及び図19に基づいて説明する。図18は、本発明の第3実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。図18は、図3に対応している。図19は、接続部材120の構成を示す断面図である、図19は、図6(a)に対応している。
次に、本発明の第3実施形態を、図18及び図19に基づいて説明する。図18は、本発明の第3実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。図18は、図3に対応している。図19は、接続部材120の構成を示す断面図である、図19は、図6(a)に対応している。
第3実施形態に係る電子制御装置100は、第1実施形態に示した電子制御装置100と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
本実施形態においては、積層方向において、位置決めピン160が、複数に分割された点を特徴とする。例えば図18に示すように、第1実施形態に示した1本の位置決めピン160aが、2本の位置決めピン160a,160bに分割され、コネクタ130、回路基板110a,110b、及び接続部材120aに対して位置決めピン160が配置され、接続部材120b及び回路基板110cに対して位置決めピン160bが配置された構成を採用することができる。すなわち、1つの接続部材120につき、1つの位置決めピン160が配置されている。なお、本実施形態においては、位置決めしやすくするために、位置決めピン160(160a,160b)の一部に、径方向に延びたフランジ部162を設け、当該フランジ部162に対応する接続部材120の位置決め孔123の一部123bを、図19に示すように、フランジ部162が係止される係止構造としている。また、コネクタ130のハウジング132に、位置決めピン160aが挿入される位置決め孔136が設けられている。
このように、本実施形態に係る電子制御装置100によれば、要求仕様の変更等により回路基板110を増やしたり、減らしたりする場合に、それに合わせて分割された位置決めピン160を増やすことで対応することができる。
また、本実施形態においても、分割された位置決めピン160a,160bが、回路基板110の平面方向において、互いに重なるように配置されている。このような構成を採用すると、分割された構成であっても、積層方向の応力(例えばコネクタ130に外部コネクタが嵌合された際の応力)を、分割された位置決めピン160a,160bを通じて、筐体140(カバー142)に逃がすことができる。したがって、接続ピン121とランド111aとの接続信頼性を向上することができる。また、位置決めピン160a,160bが金属材料からなる場合には、位置決めピン160a,160bを通じて、筐体140へ放熱することもできる。
なお、本実施形態においては、位置決めピン160a,160bが独立して構成された例を示した。しかしながら、位置決めピン160は、接続部材120と一体的に構成することもできる。例えば図20(a)に示すように、位置決めピン160bが接着や嵌合等により一体化された構成としても良いし、図20(b)に示すように、基材122と同一材料を用いることで、基材122の一部として、位置決めピン160bに対応する位置決め部125が一体的に構成されても良い。図20は、(a),(b)ともに、位置決めピン160の変形例を示す断面図である。図20(a),(b)においては、接続部材120b側のみを示したが、接続部材120aも同様の構成とすることができる。
また、本実施形態に記載の構成を、第1実施形態に記載の構成だけでなく、第1実施形態及び第2実施形態に記載の少なくとも1つの構成と組み合わせることも可能である。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を、図21及び図22に基づいて説明する。図21は、本発明の第4実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。図21は、図2に対応している。図22は、接続部材120における位置決め孔123の形成位置を示す平面図である。
次に、本発明の第4実施形態を、図21及び図22に基づいて説明する。図21は、本発明の第4実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。図21は、図2に対応している。図22は、接続部材120における位置決め孔123の形成位置を示す平面図である。
第4実施形態に係る電子制御装置100は、第1実施形態に示した電子制御装置100と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
本実施形態においては、接続部材120が、回路基板110の実装面を構成する対向する2辺の端部近傍ではなく、当該2辺の略中央に配置された点を第1の特徴とする。また、位置決め孔116,123が、コネクタ130の外部コネクタとの嵌合部位(嵌合部132bで囲まれる範囲内)の範囲内に設けられた点を第2の特徴とする。
具体的には、接続部材120やコネクタ130との接続に供せられる部分であるランド111aが、図21に示すように、回路基板110の実装面を構成する対向する2辺の端部近傍ではなく、当該2辺の略中央に、これらの辺に沿って一列で設けられている。また、ランド111aに対応して、接続ピン121を備える接続部材120(120a,120b)が、多段に積層配置されている。すなわち、回路基板110の平面方向において、コネクタ130の外部コネクタとの嵌合部位(嵌合部132bで囲まれる範囲内)の範囲内に、第1実施形態に示した構成よりも、接続部材120を大きく含んでいる。そして、回路基板110の平面方向において、接続部材120a,120bが一致するように積層されている。したがって、コネクタ130に外部コネクタが嵌合された際に生じる積層方向の応力を、接続部材120を通じて、筐体140(カバー142)に効率よく逃がすことができる。すなわち、接続ピン121とランド111aの接続信頼性を向上することができる。
また、本実施形態においては、回路基板110の平面方向において、位置決め孔116,123が、コネクタ130の外部コネクタとの嵌合部位(嵌合部132bで囲まれる範囲内)の範囲内に設けられている。また、位置決めピン160が、第1実施形態同様、積層方向に沿って伸び、回路基板110と接続部材120を貫通した状態で、コネクタ130と筐体140(カバー142)に接するように構成されている。したがって、コネクタ130に外部コネクタが嵌合された際に生じる積層方向の応力を、位置決めピン160を通じて、筐体140(カバー142)に効率よく逃がすことができる。すなわち、接続ピン121とランド111aの接続信頼性を向上することができる。なお、本実施形態においては、例えば図22に示すように、接続部材120の位置決め孔123が、コネクタ130の外部コネクタとの嵌合部位(嵌合部132bで囲まれる範囲内)の中心と一致するように設けられている。したがって、さらに効率よく、積層方向の応力を、位置決めピン160を通じて筐体140へ逃がすことができる。なお、回路基板110に設けられた位置決め孔116についても同様である。
また、本実施形態に記載の構成を、第1実施形態に記載の構成だけでなく、第1〜第3実施形態に記載の少なくとも1つの構成と組み合わせることも可能である。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態を、図23に基づいて説明する。図23は、本発明の第5実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。図23は、図2に対応している。
次に、本発明の第5実施形態を、図23に基づいて説明する。図23は、本発明の第5実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。図23は、図2に対応している。
第5実施形態に係る電子制御装置100は、第1実施形態に示した電子制御装置100と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
本実施形態においては、外部コネクタとの嵌合部をコネクタ130のハウジング132ではなく、筐体140に設けた点を特徴とする。具体的には、図23に示すように、ケース141のコネクタ用開口部の周縁部位に、ハウジング132の嵌合部132bに代わって、積層方向に沿って延びる嵌合部141dが設けられている。なお、符号132dは、ケース141との間に防水用のリングが嵌められる防水用突起である。したがって、外部コネクタとコネクタ130とを接続する際に生じる応力を筐体140が受ける、すなわち、応力を直接筐体140に逃がすことができるので、接続ピン121とランド111aとの接続信頼性を向上することができる。
なお、本実施形態に記載の構成を、第1実施形態に記載の構成だけでなく、第1〜第4実施形態に記載の少なくとも1つの構成と組み合わせることも可能である。
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態を、図24〜図26に基づいて説明する。図24は、本発明の第6実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。図24は、図2に対応している。図25は、多段に積層される接続部材120のうち、ノイズ除去板を通過する側の接続部材の概略構成を示す断面図である。図25は、図6(a)に対応している。図26は、ノイズ除去板の概略構成を示す斜視図である。
次に、本発明の第6実施形態を、図24〜図26に基づいて説明する。図24は、本発明の第6実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。図24は、図2に対応している。図25は、多段に積層される接続部材120のうち、ノイズ除去板を通過する側の接続部材の概略構成を示す断面図である。図25は、図6(a)に対応している。図26は、ノイズ除去板の概略構成を示す斜視図である。
第6実施形態に係る電子制御装置100は、第1実施形態に示した電子制御装置100と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
本実施形態においては、積層方向において、回路基板110の間に、ノイズ除去板が配置された点を第1の特徴とする。また、接続ピン121が、隣接する回路基板110のランド111aでなく、異なる接続部材120の接続ピン121と接触して固定された点を第2の特徴とする。
具体的には、図24に示すように、鉄等の金属からなるノイズ除去板180を間に挟む形で、回路基板110d,110eが積層配置されている。したがって、回路基板110d,110e間で伝播する放射ノイズを除去することができる。なお、回路基板110d,110eの構成は、第1実施形態に記載の回路基板110の構成と同様である。また、ノイズ除去板180は、その端部が金属からなる筐体140(図24においてはケース141)に接触した状態で固定されている。より具体的には、ケース141に、内面から突出し、変形可能に構成された突出部141eが設けられ、ケース141とカバー142とを締結固定した状態で、ノイズ除去板180の端部がケース141の突出部141eに接触するように構成されている。したがって、ノイズを筐体140に逃がすことができる。
また、図25に示すように、一方の接続部材120dは、基材122が、回路基板110cとノイズ除去板180の間に配置される高さ決定部122aと、高さ決定部122aから延設され、図26に示すように、ノイズ除去板180に設けられた、積層方向に沿って貫通する貫通孔181に挿入される延設部122bとにより構成される。そして、延設部122bの端面から露出する接続ピン121が、固定された状態で、隣り合う接続部材120eの接続ピン121と接触して固定(例えば圧接)されるように構成されている。したがって、例えばケース141とカバー142とを締結固定することにより、異なる接続部材120d,120eの接続ピン121同士を、電気的且つ機械的に接続することができる。なお、図26に示す符号182は、位置決めピン160が挿通される位置決め孔である。
なお、延設部122bは必ずしも必要ではない。しかしながら、基材122から露出する接続ピン121の部分が長いと、応力が印加された際に、接続ピン121が折れ曲がりやすくなる。したがって、図25に示すように、延設部122bを設け、接続ピン121を保持するようにすることが好ましい。
また、本実施形態においては、異なる接続部材120d,120eの接続ピン121同士が、接触して固定された例を示した。これに対し、接続部材120の接続ピン121と、当該接続部材120に隣接しない回路基板110のランド111aとが、接触して固定された構成とすることもできる。例えば、図24において、接続部材120dと接続部材120eを一体化し、1つの接続部材120として構成しても良い。
なお、本実施形態に記載の構成を、第1実施形態に記載の構成だけでなく、第1〜第5実施形態に記載の少なくとも1つの構成と組み合わせることも可能である。
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態を、図27に基づいて説明する。図27は、本発明の第7実施形態に係る電子制御装置100のうち、接続部材120の概略構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。図27は図6に対応している。
次に、本発明の第7実施形態を、図27に基づいて説明する。図27は、本発明の第7実施形態に係る電子制御装置100のうち、接続部材120の概略構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。図27は図6に対応している。
第7実施形態に係る電子制御装置100は、第1実施形態に示した電子制御装置100と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
本実施形態においては、接続部材120が放熱性を考慮して構成されている点を特徴とする。具体的には、図27(a),(b)に示すように、接続部材120を構成する基材122が、積層方向における接続ピン121の周囲に設けられた絶縁材料からなる保護部122cと、絶縁材料よりも熱伝導の良い材料からなり、保護部122cを保持する基部122dとにより構成されている。したがって、接続部材120を通じて、回路基板110の熱を、当該回路基板110から効率よく放熱することができる。なお、このような接続部材120の構成としては、例えば金属材料からなる基部122dに貫通孔を設け、例えばゴムからなる保護部122cを嵌めた状態で接続ピン121を貫通孔に挿入固定することで構成することができる。
なお、上記例以外にも、例えば、図28(a),(b)に示すように、接続部材120を構成する基材122が絶縁材料からなり、接続ピン121とともに、接続ピン121と接触しないように、絶縁材料よりも熱伝導の良い材料からなる熱伝導部材126が基材122に保持された構成としても良い。このように構成しても、接続部材120を通じて、回路基板110の熱を、当該回路基板110から効率よく放熱することができる。図28は接続部材120の変形例を示す図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。なお、このような接続部材120の構成としては、接続ピン121と金属からなる熱伝導部材126に周囲に溶融された樹脂を配置し、固めることにより、構成することができる。
また、本実施形態に記載の構成を、第1実施形態に記載の構成だけでなく、第1〜第7実施形態に記載の少なくとも1つの構成と組み合わせることも可能である。
(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態を、図29及び図30に基づいて説明する。図29は、本発明の第8実施形態に係る電子制御装置100の概観を示す斜視図である。図30は、回路基板110と接続部材120の接続構造の特徴部分を示す断面図である。
次に、本発明の第8実施形態を、図29及び図30に基づいて説明する。図29は、本発明の第8実施形態に係る電子制御装置100の概観を示す斜視図である。図30は、回路基板110と接続部材120の接続構造の特徴部分を示す断面図である。
第8実施形態に係る電子制御装置100は、第1実施形態に示した電子制御装置100と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
本実施形態においては、外部コネクタのハウジング部分と嵌合される嵌合部が複数のブロックに分割された点を第1の特徴とする。そして、嵌合部間の領域に、コネクタ130とは接続されない、回路基板110間を電気的に接続する接続ピン121を設けた点を第2の特徴とする。
具体的には、図29に示すように、コネクタ130のハウジング132のうち、外部コネクタが嵌合される嵌合部132bが、回路基板110の平面方向において、複数の嵌合ブロックに分割されている。したがって、嵌合ブロックごとに、外部コネクタと嵌合させるので、嵌合時に生じる応力を小さくすることができる。また、図30に示すように、回路基板110の平面方向において、嵌合ブロック間領域に、接続ピン121として、コネクタ130とは電気的に接続されず、回路基板110間を電気的に接続する接続ピン121bが配置されている。したがって、嵌合部132bを複数の嵌合ブロックに分割すると、嵌合ブロック間の領域を有効活用することができる。なお、図30において、嵌合ブロック間領域外に配置された接続ピン121は、コネクタ130のコネクタピン130と電気的に接続される接続ピン121である。図30においては、接続部材120(120c)を介して回路基板110aとコネクタ130が接続される例を示したが、回路基板110aとコネクタ130が接触する構成においても、同様である。
また、第5実施形態(図23)に示したように、筐体140に嵌合部141dが設けられる場合には、嵌合部141dが複数の嵌合ブロックに分割され、嵌合ブロック間の領域に、コネクタ130とは電気的に接続されず、回路基板110間を電気的に接続する接続ピン121bが配置されれば良い。また、コネクタ130と筐体140に嵌合部が設けられる場合でも同様である。
また、本実施形態に記載の構成を、第1実施形態に記載の構成だけでなく、第1〜第7実施形態に記載の少なくとも1つの構成と組み合わせることも可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。本発明の第1の特徴部分は、回路基板110と基材122に接続ピン121を保持してなる接続部材120とが積層配置され、接続ピン121が対応するランド111aに接触されて固定されている。そして、接続ピン121により、回路基板110間が電気的に接続されるとともに、接続部材120により、回路基板110間が所定の間隔とされている点にある。
本実施形態においては、コネクタ130の外部コネクタとの嵌合方向が積層方向と一致する例を示した。しかしながら、嵌合方向と積層方向が一致しない構成としても良い。また、コネクタ130の構成は、コネクタピン131とハウジング132とにより構成されるものに限定されるものではない。
本実施形態においては、回路基板110の平面方向において、少なくとも回路基板110と接続部材120を位置決めする位置決め手段として、位置決めピン160と位置決め孔116,123の例を示した。しかしながら、位置決め手段は上記例に限定されるものではない。また、位置決め手段のない構成としても良い。
本実施形態においては、電子制御装置100が防水構造を有している例を示した。しかしながら、非防水構造でも同様の効果を期待することができる。
本実施形態においては、回路基板110として、プリント基板113の表面に電子部品114が実装されたものを採用する例を示した。しかしながら、電子部品114の少なくとも一部が、プリント基板113に内蔵された構成のものを採用することもできる。
本実施形態においては、積層方向の応力を緩和するために、弾性部材170や、接続ピン121のばね構造の例を示した。しかしながら、上記以外にも、接続部材120を構成する基材122を、ゴムのような弾性部材により構成することで、積層方向の応力を緩和するようにしても良い。
100・・・電子制御装置
110・・・回路基板
111a・・・ランド
120・・・接続部材
121・・・接続ピン
122・・・基材
130・・・コネクタ
131・・・コネクタピン
132・・・ハウジング
140・・・筐体
141・・・ケース
142・・・カバー
110・・・回路基板
111a・・・ランド
120・・・接続部材
121・・・接続ピン
122・・・基材
130・・・コネクタ
131・・・コネクタピン
132・・・ハウジング
140・・・筐体
141・・・ケース
142・・・カバー
Claims (42)
- 表面にランドが設けられ、前記表面に対して垂直方向に多段に積層配置された複数の回路基板と、
前記回路基板の平面方向の大きさが前記回路基板よりも小さい基材と、導電材料からなり、一部が前記積層方向に露出するように前記基材に保持された複数の接続ピンとを含み、前記積層方向において、前記回路基板とともに積層された接続部材と、
前記回路基板と外部コネクタとを電気的に接続するコネクタと、
前記回路基板、前記接続部材、及び前記コネクタの一部を収容する筐体と、を備え、
前記筐体内に収容された状態で、前記ランドに対し、対応する前記接続ピンの露出部分が接触して固定され、隣り合う前記回路基板の間に所定の間隔が確保されていることを特徴とする電子制御装置。 - 前記接続ピンは、その先端が前記基材の表面に対して突出しており、
前記ランドに対し、対応する前記接続ピンが接触して固定された状態で、前記基材が前記回路基板の表面に接触していることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。 - 複数の前記接続ピンとして、当該接続ピンを有する前記接続部材と隣り合う前記回路基板のランド、若しくは、当該接続ピンを有する前記接続部材と隣り合う前記回路基板と異なる前記回路基板のランドに接触して固定された接続ピンを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子制御装置。
- 複数の前記接続ピンとして、当該接続ピンを有する前記接続部材と隣り合う前記回路基板と異なる前記回路基板のランド、若しくは、異なる前記接続部材の接続ピンに接触して固定された接続ピンを含むことを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記接続部材は、前記回路基板の平面方向において少なくとも一部が重なるように、多段に積層されていることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記接続ピンは、前記積層方向に沿う形状を有しており、
前記回路基板の平面方向において、隣り合う前記接続部材の、少なくとも一部の前記接続ピンの位置が互いに一致していることを特徴とする請求項5に記載の電子制御装置。 - 前記接続ピンは、その一部が塑性変形可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜6いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記回路基板の積層方向において、積層された前記回路基板と前記接続部材を機械的に固定する固定手段を備え、
前記固定手段により固定された状態で、前記接続ピンは、少なくとも対応する前記ランドと、圧接により電気的且つ機械的に接続されていることを特徴とする請求項1〜7いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 多段に積層された前記回路基板の表層の、隣り合う前記回路基板が配置された側の裏面と、対向する前記筐体の内面との間に、弾性部材が配置されていることを特徴とする請求項8に記載の電子制御装置。
- 前記筐体は、前記固定手段として、前記積層方向に分割された複数の筐体構成部材からなり、
前記接続ピンは、複数の前記筐体構成部材の固定により、少なくとも対応する前記ランドと圧接されていることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の電子制御装置。 - 前記コネクタは、導電材料からなる複数のコネクタピンと、一部がそれぞれ露出するように前記コネクタピンを保持し、少なくとも前記コネクタピンの周囲部位が絶縁材料からなるハウジングと、を含み、
前記コネクタは、積層された前記回路基板の表層の、隣り合う前記回路基板が配置される側の裏面上に配置され、前記コネクタピンと対応する前記ランドとが、前記固定手段により、直接若しくは前記接続ピンを介して圧接されていることを特徴とする請求項8〜10いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記接続ピンは、少なくとも対応する前記ランドと、溶接により電気的且つ機械的に接続されていることを特徴とする請求項1〜7いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記コネクタは、前記外部コネクタと接続する際の嵌合方向が、前記積層方向と一致するように構成されおり、
多段に積層された前記回路基板の表層の、隣り合う前記回路基板が配置された側の裏面と、対向する前記筐体の内面との間に、弾性部材が配置されていることを特徴とする請求項12に記載の電子制御装置。 - 前記コネクタは、導電材料からなる複数のコネクタピンと、一部がそれぞれ露出するように前記コネクタピンを保持し、少なくとも前記コネクタピンの周囲部位が絶縁材料からなるハウジングと、を含み、
前記コネクタは、積層された前記回路基板の表層の、隣り合う前記回路基板が配置される側の裏面上に配置され、前記コネクタピンと対応する前記ランドとが、溶接により、直接若しくは前記接続ピンを介して電気的且つ機械的に接続されていることを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の電子制御装置。 - 前記コネクタのハウジングと前記回路基板の裏面との間に、所定の隙間が構成され、前記ハウジングの回路基板側の面に、ノイズ除去用の電子部品が実装された基板が固定されていることを特徴とする請求項11又は請求項14に記載の電子制御装置。
- 前記ハウジングは、前記回路基板側の面から伸びた柱部を有し、
前記コネクタピンは、前記外部コネクタの端子と接続される側の端部と、前記柱部の端面から露出し、前記回路基板のランドと電気的且つ機械的に接続される側の端部とを連結する連結部から分岐され、前記ハウジングの前記回路基板側の面から突出する分岐部を有し、
前記ハウジングの前記回路基板側の面に、ノイズ除去用の電子部品が実装された基板が固定され、前記電子部品が、前記分岐部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項15に記載の電子制御装置。 - 前記積層方向において、前記回路基板の間に、ノイズ除去板が配置されていることを特徴とする請求項1〜16いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記回路基板の平面方向において、前記回路基板に対する前記接続部材の位置を決定する位置決め手段を備えることを特徴とする請求項1〜17いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記位置決め手段として、前記接続部材を構成する前記基材と前記回路基板に、前記積層方向に沿って貫通する位置決め孔が設けられ、
前記位置決め孔に、前記位置決め手段として、位置決めピンが挿入されていることを特徴とする請求項18に記載の電子制御装置。 - 前記積層方向において、前記位置決めピンは、1本の部材からなることを特徴とする請求項19に記載の電子制御装置。
- 前記位置決めピンは、前記筐体又は前記コネクタと一体化されていることを特徴とする請求項20に記載の電子制御装置。
- 前記位置決めピンは、先端から所定範囲に静的結合部を有することを特徴とする請求項20又は請求項21に記載の電子制御装置。
- 前記積層方向において、前記位置決めピンは、複数に分割されていることを特徴とする請求項19に記載の電子制御装置。
- 前記コネクタは、前記外部コネクタと接続する際の嵌合方向が、前記積層方向と一致するように構成されおり、
前記積層方向において、前記位置決めピンは、その一部が前記コネクタ及び前記筐体にそれぞれ接触し、前記コネクタにかかる前記積層方向の応力を、当該位置決めピンを通じて前記筐体へ逃がすように構成されていることを特徴とする請求項19〜23いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記回路基板の平面方向において、前記位置決め孔は、前記コネクタの前記外部コネクタとの接続部位の範囲内に設けられていることを特徴とする請求項24に記載の電子制御装置。
- 前記位置決め孔は、前記コネクタの前記外部コネクタとの接続部位の中心と一致するように設けられていることを特徴とする請求項25に記載の電子制御装置。
- 前記回路基板の平面方向において、前記位置決め孔は、前記回路基板の端部近傍であって、電子部品実装禁止領域に設けられていることを特徴とする請求項19〜24いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記基材と前記回路基板において、前記位置決め孔の周縁部位が、少なくとも前記位置決めピンが挿入される側の表面から遠ざかるにつれて孔径が縮小されたガイド部位を含むことを特徴とする請求項19〜27いずれか1項に記載のコネクタの実装構造。
- 複数の前記回路基板は、表面に実装された電子部品の高さに応じて、積層状態が決定されていることを特徴とする請求項1〜28いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記積層方向において隣り合う前記回路基板は、高さの高い前記電子部品が実装されている側の実装面同士が互いに向き合うように積層されていることを特徴とする請求項29に記載の電子制御装置。
- 複数の前記回路基板は、処理機能に応じて、積層位置が決定されていることを特徴とする請求項1〜30いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 1つの前記処理機能は、1つの前記回路基板に集約されていることを特徴とする請求項31に記載の電子制御装置。
- 少なくともアナログ信号系の入力処理用電子部品が、前記コネクタと接続される側の表層の前記回路基板に実装されていることを特徴とする請求項31又は請求項32に記載の電子制御装置。
- 複数の前記回路基板は、発熱量に応じて、積層位置が決定されていることを特徴とする請求項1〜33いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 発熱量の大きい前記回路基板が、多段に積層された前記回路基板の表層とされていることを特徴とする請求項34に記載の電子制御装置。
- 前記コネクタにかかる応力を前記筐体に逃がす応力分散機構として、前記コネクタ及び前記筐体の一方に設けられた爪部と、前記コネクタ及び前記筐体の他方に設けられ、前記爪部が係合する溝部とを備えることを特徴とする請求項1〜35いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記筐体は、前記積層方向に分割され、一方が開放された箱状のケースと当該筐体を蓋するカバーとにより構成され、
前記カバーは、前記コネクタと一体化されていることを特徴とする請求項1〜35いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記筐体は、前記外部コネクタが嵌合される嵌合部を有し、
前記嵌合部に前記外部コネクタが嵌合された状態で、前記外部コネクタと前記コネクタが電気的に接続されていることを特徴とする請求項1〜37いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記コネクタ及び前記筐体の少なくとも一方が、前記外部コネクタが嵌合される嵌合部を有し、
前記回路基板の平面方向において、前記嵌合部は複数の嵌合ブロックに分割されていることを特徴とする請求項1〜38いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記基材は、前記積層方向における前記接続ピンの周囲に設けられた絶縁材料からなる保護部と、前記絶縁材料よりも熱伝導の良い材料からなり、前記保護部を保持する基部と、を有することを特徴とする請求項1〜39いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記基材は絶縁材料からなり、前記接続ピンとともに、前記接続ピンと接触しないように、前記絶縁材料よりも熱伝導の良い材料からなる熱伝導部材が保持されていることを特徴とする請求項1〜39いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記積層方向において、隣り合う前記回路基板と前記基材の各対向面の少なくとも一方が、粗化処理されていることを特徴とする請求項1〜41いずれか1項に記載の電子制御装置。
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