JP2008235473A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増やすことなく、回路基板とコネクタとの保持強度を向上させることができる電子装置を提供すること。
【解決手段】カバー１０とベース２０とがネジ６０ａ〜６０ｄにて互いに固定され、カバー１０とベース２０とによって構成される内部空間にプリント基板にコネクタ４０が実装された回路基板３０を収納してなる電子装置であって、コネクタ４０は、ハウジング４１に複数の端子４２が配設され回路基板３０に対する固定部材５０を有し、固定部材５０と回路基板３０は、固定部材側貫通孔５１と基板側貫通孔３１にネジ６０ａ〜６０ｄが挿通され、カバー１０とベース２０とによって挟持される。
【選択図】図４

Description

本発明は、ベースとカバーとによって構成される内部空間にプリント基板にコネクタなどの電子部品が実装された回路基板を収納してなる電子装置に関するものである。

従来、回路基板と回路基板に実装されたコネクタとの保持強度を向上する電子装置の一例として、特許文献１に示すものがあった。

特許文献１は、コネクタ、回路基板、ロアハウジング、保護カバーなどを備える計器の電気的接続構造に関するものである。コネクタは、コネクタハウジングと、コネクタハウジングに配列固定される端子とを備える。そして、コネクタハウジングには、相手コネクタハウジングを嵌合するコネクタ嵌合凹部と、ネジが挿通される貫通孔が設けられた左右一対の鍔部が形成されている。回路基板は、コネクタの端子が挿通されるスルーホール（端子挿通孔）、回路パターンや回路素子などの回路部材が設けられている。そして、コネクタハウジングを回路基板の回路パターン形成面に取付け、コネクタ固定用のネジによって回路基板とコネクタハウジングをロアハウジングに共締めし、ロアハウジングの裏側に回路基板を挟んで保護カバーが取り付けるものである。
特開２０００−５５６９９号公報

しかしながら、特許文献１においては、回路基板とコネクタとの保持強度を向上させるために、ネジが必要となり部品点数が増えることとなる。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、部品点数を増やすことなく、回路基板とコネクタとの保持強度を向上させることができる電子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に記載の電子装置は、ベースとカバーとが固定機構にて互いに固定され、ベースとカバーとによって構成される内部空間にプリント基板に電子部品が実装された回路基板を収納してなる電子装置であって、電子部品は、ハウジングに複数の端子が配設され、回路基板に対する固定部を有するコネクタを含み、固定部と回路基板は、固定機構の少なくとも一部が挿通される貫通孔を有し、ベースとカバーとが固定された状態において、貫通孔に固定機構の少なくとも一部が挿通され、固定機構にて互いに固定されるベースとカバーとによって挟持されることを特徴とするものである。

このようにすることによって、コネクタの固定部と回路基板とは、貫通孔に挿通される固定機構によって平面方向への移動が低減されると共に、固定機構にて互いに固定されるベースとカバーとから挟持される力によって保持強度が向上する。

また、通常、プリント基板に電子部品が実装された回路基板は、プリント基板や電子部品を保護するために、固定機構によって互いに固定されたベースとカバーとによって構成される内部空間に配置されるものである。したがって、請求項１に示すようにベースとカバーとを固定する固定機構を用いてコネクタと回路基板との保持強度を向上させることによって、別途、コネクタ固定用のネジを用いる必要がない。

また、請求項２に示すように、固定機構は、ネジとベース又はカバーに設けられるネジに対応するネジ穴とを含み、ベースとカバーとは、ネジとネジ穴によるネジ止めによって互いに固定されるものであり、固定部と回路基板は、貫通孔にネジが挿通され、ネジとネジ穴によるネジ止めによってベースとカバーとに共締めされることによって挟持されるようにしてもよい。

このようにすることによって、ベースとカバーとをネジ止めするだけで、ネジによってコネクタの固定部と回路基板の平面方向への移動が低減されると共に、コネクタの固定部と回路基板とをベースとカバーとによって挟持することができ、簡単な構成でコネクタと回路基板との保持強度を向上させることができるので好ましい。

また、請求項３に示すように、固定機構は、ネジとネジに対応するナットとを含み、ベースとカバーとは、ネジとナットによるネジ止めによって互いに固定されるものであり、固定部と回路基板は、貫通孔にネジが挿通され、ネジとナットによるネジ止めによってベースとカバーとに共締めされることによって挟持されるようにしてもよい。

このようにすることによっても、ベースとカバーとをネジ止めするだけで、ネジによってコネクタの固定部と回路基板の平面方向への移動が低減されると共に、コネクタの固定部と回路基板とをベースとカバーとによって挟持することができ、簡単な構成でコネクタと回路基板との保持強度を向上させることができるので好ましい。

また、請求項４に示すように、固定機構は、ベースとカバーのいずれか一方に設けられる突部と、ベースとカバーの突部が設けられていない方に設けられる突部と嵌合する嵌合部とを含み、ベースとカバーとは、突部と嵌合部による嵌合によって互いに固定されるものであり、固定部と回路基板は、貫通孔に突部が挿通され、突部と嵌合部による嵌合によってベースとカバーとに共締めされることによって挟持されるようにしてもよい。

ベースとカバーとは、突部と嵌合部とを設け、それら（突部と嵌合部）の嵌合によっても互いに固定することができる。したがって、請求項４に示すようにすることによって、貫通孔に挿通される突部によってコネクタの固定部と回路基板の平面方向への移動が低減されると共に、コネクタの固定部と回路基板とをベースとカバーとによって挟持することができ、ネジなどを用いることなくコネクタと回路基板との保持強度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態における電子装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態における電子装置の概略構成を示す分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態における回路基板とコネクタの概略構成を示す斜視図である。図４は、図１のIV−IV断面図である。

図１及び図２に示すように、電子装置１００は、カバー１０とベース２０とがネジ６０ａ〜６０ｄにて互いに固定され、カバー１０とベース２０とによって構成される内部空間にプリント基板にコネクタ４０などの電子部品が実装された回路基板３０を収納してなるものである。なお、このような電子装置１００は、例えば車両のエンジンＥＣＵ（Electric Control Unit）などを構成する制御装置として採用される。

カバー１０とベース２０は、例えばアルミニウム、鉄等の金属材料や合成樹脂材料からなる。そして、カバー１０とベース２０とを組み付ける（固定する）ことで、すなわち、ネジ６０ａ〜６０ｄによってネジ止めすることで、回路基板３０を収容する内部空間を有した筐体を構成する。

カバー１０は、一方が開放された箱状部材であり、側壁の一部にコネクタ４０用の開口部１３が設けられる。また、カバー１０は、四隅にベース２０と組み付けられた状態でコネクタ４０（固定部材５０）と接触する部位であり、回路基板３０と略平行なカバー側固定部１１が設けられる。そして、このカバー側固定部１１には、ネジ６０ａ〜６０ｄが挿通されるカバー側貫通孔１２が設けられる。

ベース２０は、回路基板３０が搭載されるものであり、カバー１０の開放面を閉塞する略矩形状を有するものである。ベース２０は、四隅（カバー側固定部１１に対応する位置）にカバー１０と組み付けられた状態で回路基板３０と接触する部位であり、回路基板１０と略平行なベース側固定部２１を有する。そして、このベース側固定部２１には、ネジ６０ａ〜６０ｄに対応するネジ穴２２が設けられる。また、ベース２０は、搭載される回路基板３０を位置決めするための位置決め突部２３が設けられる。

回路基板３０は、配線パターン（図示省略）や配線パターン間を接続するビアホール（図示省略）等を形成してなるプリント基板に、マイコン（図示省略）、抵抗（図示省略）、コンデンサ（図示省略）、コネクタ４０等の電子部品を実装してなる回路基板である。また、回路基板３０は、四隅にネジ６０ａ〜６０ｄが挿通される基板側貫通孔３１が設けられる。更に、回路基板３０は、ベース２０に設けられた位置決め突部２３に対応する位置決め凹部３２が設けられる。この位置決め凹部３２とベース２０に設けられた位置決め突部２３によって、回路基板３０とベース２０とが位置決めされ、回路基板３０とベース２０との位置ズレを抑制することができる。

なお、プリント基板を構成する基材の材料は、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）と樹脂との複合体等の公知材料を採用することができる。

コネクタ４０は、図３などに示すように、導電性材料（本実施形態においては黄銅を金メッキ）からなり、一端が回路基板３０との接続に供せられ、他端が相手コネクタとの接続に供せられる端子４２を、絶縁材料（本実施形態においては合成樹脂）からなるハウジング４１に複数配設してなる表面実装型のコネクタである。具体的には、コネクタ４０は、回路基板３０を収容するようにカバー１０とベース２０とをネジ止めした状態で、コネクタ４０の一部（相手コネクタとの接続に供せられる部位）がカバー１０に設けられた開口部１３から外に露出される。

複数の端子４２は、互いに干渉しないように、ハウジング４１に一部が固定されている。端子４２のうち、回路基板３０に実装される側の端部は、ハウジング４１の一側面から延びてその先端部位が回路基板３０と略平行となるように折曲されており、折曲された先端部位が、回路基板３０に設けられたランド３３との接続部４３として構成されている。

ハウジング４１は、相手コネクタが挿入されて嵌合される凹部である相手コネクタ嵌合部４４を有する。つまり、コネクタ４０は、相手コネクタ嵌合部４４内に溝などを設け、この溝と相手コネクタに設けられた嵌合突起とが嵌合することで、相手コネクタが固定される。また、相手コネクタ嵌合部４４内には、複数の端子４２における相手コネクタとの接続に供せられる側が配置されるものである（図示省略）。

また、ハウジング４１には、長手方向の端部に回路基板３０との固定部である固定部材５０（本発明の請求項における固定部に相当する）が設けられる。この固定部材５０は、ハウジング４１の側面に対して略平行な部位と、その部位からのびる回路基板３０に対して略平行な部位とからなる。換言すると、固定部材５０は、略Ｌ字状の部材である。また、固定部材５０は、ネジ６０ａ〜６０ｄが挿通される固定部材側貫通孔５１が設けられる。

なお、上述したカバー側貫通孔１２、基板側貫通孔３１、固定部材側貫通孔５１、及びネジ穴２２は、互いに対応する位置に設けられるものである。すなわち、コネクタ４０が設けられる側においては、カバー側貫通孔１２、基板側貫通孔３１、固定部材側貫通孔５１、及びネジ穴２２が互いに対応する位置に設けられ、コネクタ４０が設けられない側においては、カバー側貫通孔１２、基板側貫通孔３１、及びネジ穴２２が互いに対応する位置に設けられる。

ここで、これらのカバー１０、ベース２０、回路基板３０、コネクタ４０（固定部材５０）、ネジ６０ａ〜６０ｄを備える電子装置１００の製造方法に関して説明する。

まず、回路基板３０には、固定部材５０が取り付けられたコネクタ４０が実装される。ランド３３及び固定部材５０に対応する位置に半田が形成された回路基板３０にコネクタ４０を搭載した状態でリフロー工程を実施する。これにより、ランド３３上及び固定部材５０に対応する位置の半田が溶融される。そして冷却・固化を経て、端子４２（接続部４３）とランド３３とが半田を介して電気的に接続されると共に、固定部材５０における回路基板３０に対して略平行な部位の半田接続部５２と回路基板３０とが半田を介して機械的に接続される。これにより、回路基板３０にコネクタ４０が実装される。なお、固定部材５０は、ハウジング４１の側面に対して略平行な部位を半田付け、ネジ止め、嵌合などによってハウジング４１に固定される。

次に、コネクタ４０が実装された回路基板３０をベース２０に搭載する。このとき、回路基板３０は、位置決め凹部３２とベース２０の位置決め突部２３とによって位置決めされた状態でベース２０に搭載される。そして、ベース２０に搭載された回路基板３０を覆うように、ベース２０に対してカバー１０を被せる。これによって、回路基板３０と固定部材５０とは、カバー１０のカバー側固定部１１とベース２０のベース側固定部２１とによって挟まれた状態となる。このとき、各領域（四隅）におけるカバー１０のカバー側貫通孔１２、ベース２０のネジ穴２２、回路基板３０の基板側貫通孔３１、及び、カバー１０のカバー側貫通孔１２、ベース２０のネジ穴２２、回路基板３０の基板側貫通孔３１、固定部材５０の固定部材側貫通孔５１は、ネジ穴２２を底とする穴となる。

そして、回路基板３０を収納した状態のカバー１０とベース２０とを互いに固定する。つまり、ネジ６０ａ〜６０ｄを各領域（四隅）におけるカバー側貫通孔１２から基板側貫通孔３１と固定部材側貫通孔５１、または基板側貫通孔３１に挿通して、ネジ穴２２に螺合する。このようにして、カバー１０とベース２０とは、カバー１０とベース２０とによって構成される内部空間にプリント基板にコネクタ４０などの電子部品が実装された回路基板３０を収納した状態でネジ止めによって互いに固定される。

このときコネクタ４０（固定部材５０）と回路基板３０は、図４に示すように、カバー１０とベース２０とが固定された状態において、基板側貫通孔３１（貫通孔）、固定部材側貫通孔５１（貫通孔）にネジ６０ｂ（６０ａ）が挿通される。なお、図４においては、ネジ６０ｂで固定される固定部位のみを図示しているが、ネジ６０ａで固定される固定部位に関しても同様である。

そして、コネクタ４０（固定部材５０）と回路基板３０は、ネジ６０ｂ（６０ｂ）とネジ穴２２によるネジ止めによって、カバー１０とベース２０とに共締めされることによってカバー１０とベース２０に挟持される。より具体的には、コネクタ４０の固定部材５０と回路基板３０とは、カバー１０とベース２０とが固定された状態において、カバー１０のカバー側固定部１１とベース２０のベース側固定部２１によって押圧された状態となる。

すなわち、コネクタ４０（固定部材５０）と回路基板３０とは、固定部材５０と回路基板３０とを半田付けすることによって固定されると共に、カバー１０とベース２０に挟持されることによってより一層強固に固定（補強）されている。

このようにすることによって、コネクタ４０の固定部材５０と回路基板３０とは、基板側貫通孔３１（貫通孔）、固定部材側貫通孔５１（貫通孔）に挿通されるネジ６０ｂ（６０ａ）によって平面方向への移動が低減されると共に、ネジ止めにて互いに固定されるカバー１０とベース２０とから挟持される力によって保持強度が向上する。

また、通常、プリント基板にコネクタ４０などの電子部品が実装された回路基板３０は、プリント基板や電子部品を保護するために、ネジ止めなどによって互いに固定されたカバー１０とベース２０とによって構成される内部空間に配置されるものである。本実施の形態におけるコネクタ４０（固定部材５０）と回路基板３０とは、このカバー１０とベース２０とを固定するためのネジ止め（ネジ６０ａ、６０ｂとネジ穴２２）を利用して保持強度を向上させているため、別途、コネクタ固定用のネジ（コネクタと回路基板とを固定するためだけのネジ）を用いる必要がない。

また、本実施の形態においては、上述ように、カバー１０とベース２０とをネジ止めするだけで、挿通されたネジ６０によってコネクタ４０の固定部材５０と回路基板３０の平面方向への移動を低減できると共に、コネクタ４０の固定部材５０と回路基板３０とをカバー１０とベース２０とによって挟持することができ、簡単な構成でコネクタ４０と回路基板３０との保持強度を向上させることができるので好ましい。

なお、本実の施形態においては、ハウジング４１に対し、その長手方向に沿って端子４２が１列配置され、回路基板３０に実装される側の端部と相手コネクタと接続される側の端部が、ハウジング４１の対向する側面からそれぞれ延出された態様の表面実装型のコネクタ４０を採用している。しかしながら、コネクタ４０の態様は上記例に限定されるものではない。ハウジング４１に複数の端子４２が配列されていれば良い。

例えば、ハウジング４１に対し、その長手方向に沿って端子４２が複数列配置されるコネクタを用いてもよい。また、回路基板にスルーホールを設け、そのスルーホールにコネクタの端子を挿入した状態で半田付けする挿入型のコネクタを用いてもよい。しかしながら、本実施の形態に示すような表面実装型のコネクタは、挿入型のコネクタに比べて回路基板との保持強度が低いため本発明を適用すると好ましい。

また、本実施の形態においては、カバー１０側にネジ６０ａ〜６０ｄを挿通する貫通孔を設け、ベース２０にネジ６０ａ〜６０ｄに対応するネジ穴２２を設ける例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、カバー１０側にネジ６０ａ〜６０ｄに
対応したネジ穴を設け、ベース２０にネジ６０ａ〜６０ｄを挿通する貫通孔を設けるようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、コネクタ４０の回路基板３０に対する固定部としてハウジング４１とは別部材からなる固定部材５０を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ハウジング４１に一体に設けられたものであってもよい。例えば、ハウジング４１の端部から回路基板３０の平面方向にのびる鍔部のようなものであってもよい。

（変形例１）
次に、変形例１に関して説明する。図５は、本発明の変形例１における電子装置の固定部位の概略構成を示す拡大断面図である。この図５は、上述の実施の形態における図４に対応する図面である。

電子装置は、図５に示すように、カバー１０とベース２０ａとをネジ６１ｂとナット７０によって固定するようにしてもよい。この場合、ベース２０ａには、カバー１０のカバー側貫通孔１２などに対応する位置（四隅）にベース側貫通穴２２ａが設けられる。そして、コネクタ４０の固定部材５０と回路基板３０は、固定部材側貫通孔５１と基板側貫通孔３１にネジ６１ｂが挿通され、ネジ６１ｂとナット７０によるネジ止めによってカバー１０とベース２０ａとに共締めされることによって挟持される。

このようにすることによっても、カバー１０とベース２０ａとをネジ止めするだけで、挿通されたネジ６１ｂによってコネクタ４０の固定部材５０と回路基板３０の平面方向への移動を低減できると共に、コネクタ４０の固定部材５０と回路基板３０とをカバー１０とベース２０ａとによって挟持することができ、簡単な構成でコネクタ４０と回路基板３０との保持強度を向上させることができる。

（変形例２）
次に、変形例２に関して説明する。図６は、本発明の変形例２における電子装置の固定部位の概略構成を示す拡大断面図である。この図６は、上述の実施の形態における図４に対応する図面である。

電子装置は、図６に示すように、カバー１０ｂとベース２０ｂとを嵌合によって固定するようにしてもよい。この場合、ベース２０ｂには、基板側貫通孔３１、固定部材側貫通孔５１に対応する位置（四隅）に突部２４ｂが設けられる。そして、カバー１０ｂには、突部２４ｂと対応する位置（四隅）に、突部２４ｂと嵌合する嵌合凹部１２ｂが設けられる。そして、コネクタ４０の固定部材５０と回路基板３０は、固定部材側貫通孔５１と基板側貫通孔３１に突部２４ｂが挿通され、突部２４ｂと嵌合凹部１２ｂによる嵌合によってカバー１０ｂとベース２０ｂとに共締めされることによって挟持される。なお、カバーに突部を設け、ベースに嵌合凹部を設けるようにしてもよい。

このように、突部２４ｂを固定部材側貫通孔５１と基板側貫通孔３１に挿通することによってコネクタ４０の固定部材５０と回路基板３０の平面方向への移動を低減できると共に、突部２４ｂと嵌合凹部１２ｂとの嵌合によってコネクタ４０の固定部材５０と回路基板３０とをカバー１０ｂとベース２０ｂとによって挟持することができる。したがって、ネジなどを用いることなくコネクタ４０と回路基板３０との保持強度を向上させることができる。

本発明の実施の形態における電子装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における電子装置の概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態における回路基板とコネクタの概略構成を示す斜視図である。 図１のIV−IV断面図である。 本発明の変形例１における電子装置の固定部位の概略構成を示す拡大断面図である。 本発明の変形例２における電子装置の固定部位の概略構成を示す拡大断面図である。

符号の説明

１０ カバー、１１ カバー側固定部、１２ カバー側貫通孔、１３ 開口部、２０ ベース、２１ ベース側固定部、２２ ネジ穴、２３ 位置決め突部、３０ 回路基板、３１ 基板側貫通孔、３２ 位置決め凹部、３３ ランド、４０ コネクタ、４１ ハウジング、４２ 端子、５０ 固定部材、５１ 固定部材側貫通孔、５２ 半田接続部、６０ａ〜６０ｄ ネジ

Claims (4)

1. ベースとカバーとが固定機構にて互いに固定され、当該ベースと当該カバーとによって構成される内部空間にプリント基板に電子部品が実装された回路基板を収納してなる電子装置であって、
   前記電子部品は、ハウジングに複数の端子が配設され、前記回路基板に対する固定部を有するコネクタを含み、
   前記固定部と前記回路基板は、前記固定機構の少なくとも一部が挿通される貫通孔を有し、前記ベースと前記カバーとが固定された状態において、前記貫通孔に前記固定機構の少なくとも一部が挿通され、前記固定機構にて互いに固定される前記ベースと前記カバーとによって挟持されることを特徴とする電子装置。
2. 前記固定機構は、ネジと前記ベース又は前記カバーに設けられる前記ネジに対応するネジ穴とを含み、
   前記ベースと前記カバーとは、前記ネジと前記ネジ穴によるネジ止めによって互いに固定されるものであり、
   前記固定部と前記回路基板は、前記貫通孔に前記ネジが挿通され、前記ネジと前記ネジ穴によるネジ止めによって前記ベースと前記カバーとに共締めされることによって挟持されることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記固定機構は、ネジと前記ネジに対応するナットとを含み、
   前記ベースと前記カバーとは、前記ネジと前記ナットによるネジ止めによって互いに固定されるものであり、
   前記固定部と前記回路基板は、前記貫通孔に前記ネジが挿通され、前記ネジと前記ナットによるネジ止めによって前記ベースと前記カバーとに共締めされることによって挟持されることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
4. 前記固定機構は、前記ベースと前記カバーのいずれか一方に設けられる突部と、前記ベースと前記カバーの前記突部が設けられていない方に設けられる前記突部と嵌合する嵌合部とを含み、
   前記ベースと前記カバーとは、前記突部と前記嵌合部による嵌合によって互いに固定されるものであり、
   前記固定部と前記回路基板は、前記貫通孔に前記突部が挿通され、前記突部と前記嵌合部による嵌合によって前記ベースと前記カバーとに共締めされることによって挟持されることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

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