JP2010251520A - 電子モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】汎用性が向上された電子モジュールを提供する。
【解決手段】物理量を測定するセンサ素子と、該センサ素子が実装された配線基板と、該配線基板に設けられた第１コネクタと、を有するセンサ部と、電子部品が実装され、センサ部の出力信号を処理する回路が構成された回路基板と、該回路基板に設けられた第２コネクタと、を有する信号処理部と、第１コネクタ、及び第２コネクタと着脱自在の内部コネクタと、該内部コネクタ間を電気的に接続する第１配線と、外部装置のコネクタと着脱自在の外部コネクタと、該外部コネクタと内部コネクタとを接続する第２配線と、を有する中継部材と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両のアクチュエータとワイヤハーネスを介して接続される電子モジュールに関するものである。

従来、例えば、特許文献１に示されるように、電子部品が搭載された基板と、該基板を内部に収納する筐体と、電子部品と外部とを電気的に接続する一対のコネクタと、を有する電子制御装置（電子モジュール）が提案されている。

特開２００７−２９０５２６号公報

ところで、特許文献１の図８に示される従来の電子モジュールでは、大気圧センサ（センサ部）が回路基板に実装された構成となっている。このような構成の場合、センサ部と回路基板との接続が半永久的な接続構成となっているために、センサ部のみを取り換える、ということは実質的にできない。したがって、センサ部を取り換えるためには、センサ部が実装された回路基板ごと取り換えなくてはならないため、汎用性に乏しい構成となっている。

また、特許文献１の図１に示される電子モジュールでは、センサ部と回路基板とがリードによって電気的に接続され、リードと回路基板との接続部位が半田付けによって接続された構成となっている。この構成においても、センサ部と回路基板との接続が半永久的な接続構成となっているため、センサ部のみを取り換える、ということは困難である。したがって、特許文献１に示される電子モジュールも、汎用性に乏しい構成となっている。

以上、示したように、センサ部が回路基板に実装された構成、センサ部と回路基板とがリードを介して電気的に接続された構成、いずれの構成のおいても、センサ部と回路基板との接続が、半永久的な接続構成となっているため、汎用性に乏しい構成となっている。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、汎用性が向上された電子モジュールを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、物理量を測定するセンサ素子と、該センサ素子が実装された配線基板と、該配線基板に設けられた第１コネクタと、を有するセンサ部と、電子部品が実装され、センサ部の出力信号を処理する回路が構成された回路基板と、該回路基板に設けられた第２コネクタと、を有する信号処理部と、第１コネクタ、及び第２コネクタと着脱自在の内部コネクタと、該内部コネクタ間を電気的に接続する第１配線と、外部装置のコネクタと着脱自在の外部コネクタと、該外部コネクタと内部コネクタとを接続する第２配線と、を有する中継部材と、を備えることを特徴する。

このように本発明によれば、センサ部、及び信号処理部が、コネクタによって、センサ部と信号処理部とを電気的に接続（中継）する中継部材と着脱自在の構成となっている。すなわち、センサ部と、信号処理部との接続が、分離可能な接続構成となっている。これにより、センサ部、及び信号処理部いずれか一方を中継部材から取り外して、新たなセンサ部、及び信号処理部のいずれか一方を中継部材に装着することができる。例えば、センサ部が壊れた場合、壊れたセンサ部を取り外して、新たなセンサ部を装着することで、センサ部のみを取り換えることができる。また、必要とするセンサ部や信号処理部を取り換えることで、電子モジュールをカスタマイズすることができる。以上により、本発明に係る電子モジュールは、センサ部と信号処理部との接続が、半永久的な接続構成となっている電子モジュールと比べて、汎用性が向上された電子モジュールとなっている。

回路基板としては、例えば請求項２に記載のように、導体層と絶縁層とが交互に積層され、その表面、及び内部に電子部品が実装された多層基板が良い。これにより、電子部品の実装領域が表面のみである回路基板と比べて、電子部品が実装される領域が増えるので、回路基板の体格、すなわち電子モジュールの体格を小さくすることができる。

請求項３に記載のように、中継部材は、センサ部、及び信号処理部を挿入するための開口部を有する箱状の基部と、該基部の開口部を閉塞する蓋部と、を有し、第１コネクタは、基部の底部内面に設けられ、外部コネクタは、基部の底部外面に設けられた構成が良い。これにより、基部と蓋部とによって構成される内部空間に、センサ部と、外部コネクタとが収容される。したがって、センサ部と外部コネクタとを保護することができる。

外部装置としては、例えば請求項４に記載のように、車両のアクチュエータを対象とすることができる。この場合、外部装置のコネクタは、ワイヤハーネスの端子に相当する。

第１実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す分解斜視図である。 電子モジュールの変形例を説明するための分解斜視図である。

以下、本発明を、車両のアクチュエータとワイヤハーネスを介して接続される電子モジュールに適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す分解斜視図である。

図１に示すように、電子モジュール１００は、要部として、センサ部１０と、信号処理部２０と、該信号処理部２０、及びセンサ部１０が装着される中継部材３０と、を備えている。

センサ部１０は、複数のセンサ素子（図示略）と、該センサ素子が実装された配線基板１１と、を有する。上記したセンサ素子は、シリコン基板に物理量を測定する素子が形成されたものであり、センサ素子と配線基板１１に設けられた配線パターン（図示略）とは、ワイヤを介して電気的に接続されている。センサ素子と配線基板１１との電気的な接続部位は、封止樹脂（図示略）によって被覆・保護され、センサ素子と配線基板１１とは、ダイボンド材によって接着固定されている。上記した配線パターンの端末端子１１ａは封止樹脂から露出され、配線基板１１の端部１２に配置されている。端末端子１１ａと、端部１２とによって、カードエッジコネクタ式の第１コネクタ４０が構成されている。

信号処理部２０は、電子部品が実装され、センサ部１０の出力信号を処理する回路が形成された多層基板２１を有する。該多層基板２１は、導体層と絶縁層とが交互に積層され、内部、及びその表面に、上記した電子部品と、電子部品間を接続する配線パターン（図示略）と、が形成されている。多層基板２１の表面に形成された配線パターンの端末端子２１ａは、多層基板２１の端部２２に配置されており、端末端子２１ａと、端部２２とによって、カードエッジコネクタ式の第２コネクタ４１が構成されている。なお、上記した多層基板２１が、特許請求の範囲に記載の回路基板に相当する。また、多層基板２１は、特開２００８−１３０６１２号公報に詳説されているので、本実施形態では詳しい説明を割愛する。

中継部材３０は、センサ部１０と信号処理部２０とを電気的に接続（中継）するとともに、センサ部１０及び信号処理部２０を、外部装置と電気的に接続（中継）するものである。中継部材３０は、センサ部１０の第１コネクタ４０、及び信号処理部２０の第２コネクタ４１と着脱自在の内部コネクタ４２と、該内部コネクタ４２間を電気的に接続する第１配線（図示略）と、電線が束ねられてなり、車両のアクチュエータ（図示略）と電気的に接続されたワイヤハーネス（図示略）の端子と着脱自在の外部コネクタ４３と、該外部コネクタ４３と内部コネクタ４２とを電気的に接続する第２配線（図示略）と、を有する。本実施形態に係る中継部材３０は、センサ部１０、及び信号処理部２０を挿入するための開口部が形成された箱状と基部３１と、該基部３１の開口部を閉塞する蓋部（図示略）と、を有する。基部３１と蓋部とによって内部空間が構成され、該内部空間にセンサ部１０と信号処理部２０とが収容される。基部３１の内面には、センサ部１０、及び信号処理部２０の内部空間への挿入を導くガイド溝が形成されており、該ガイド溝によって、センサ部１０、及び信号処理部２０が、基部３１に支持される。なお、内部コネクタ４２は、基部３１における、開口部との対向面に相当する底部３２の底部内面３２ａが設けられ、外部コネクタ４３は、底部内面３２ａの裏面に相当する底部外面３２ｂに設けられている。また、上記した第１配線、及び第２配線が、底部３２に内蔵されている。

内部コネクタ４２は、バネ状の端子（図示略）と、該端子が設けられたハウジング４２ａと、を有する。ハウジング４２ａは、配線基板１１の端部１２（第１コネクタ４０）、及び多層基板２１の端部２２（第２コネクタ４１）のいずれかが挿入される開口部を有している。ハウジング４２ａにおける、開口部を構成する内面には、該内面に対して垂直な方向に撓むように、上記したバネ状の端子が設けられている。ハウジング４２ａの開口部に第１コネクタ４０、及び第２コネクタ４１のいずれかが挿入されると、バネ状の端子が撓み、第１コネクタ４０、若しくは第２コネクタ４１が、バネ状の端子によって挟持される。これにより、センサ部１０、及び信号処理部２０が、中継部材３０に、機械的、及び電気的に接続されるようになっている。センサ部１０の第１コネクタ４０、及び信号処理部２０の第２コネクタ４１が内部コネクタ４２に嵌合されると、センサ部１０と信号処理部２０とが、コネクタ４０〜４２、及び第１配線を介して電気的に接続される。これにより、センサ部１０で検出された物理量を含む出力信号が信号処理部２０に入力され、信号処理部２０の制御信号がセンサ部１０に入力される。

外部コネクタ４３は、ワイヤハーネスの端子と嵌合関係となっており、ワイヤハーネスを中継部材３０に、機械的、及び電気的に接続する機能を果たす。センサ部１０の第１コネクタ４０、及び信号処理部２０の第２コネクタ４１が内部コネクタ４２に装着され、ワイヤハーネスの端子が外部コネクタ４３に装着されると、センサ部１０、及び信号処理部２０が、コネクタ４０〜４３、第２配線、ワイヤハーネスの端子、及びワイヤハーネスを介して、車両のアクチュエータと電気的に接続される。これにより、信号処理部２０の制御信号がアクチュエータに入力され、アクチュエータの出力信号が信号処理部２０に入力される。なお、上記した車両のアクチュエータが、特許請求の範囲に記載の外部装置に相当し、ワイヤハーネスの端子が、特許請求の範囲に記載の外部装置のコネクタに相当する。

次に、本実施形態に係る電子モジュール１００の作用効果を説明する。上記したように、センサ部１０及び信号処理部２０が、コネクタ４０〜４２を介して、中継部材３０と着脱自在の構成となっている。すなわち、センサ部１０と、信号処理部２０との接続が、分離可能な接続構成となっている。これにより、センサ部１０、及び信号処理部２０のいずれか一方を中継部材３０から取り外して、新たなセンサ部１０、及び信号処理部２０のいずれか一方を中継部材３０に装着することができる。例えば、センサ部１０が壊れた場合、壊れたセンサ部１０を取り外して、新たなセンサ部１０を装着することで、センサ部１０のみを取り換えることができる。また、必要とするセンサ部１０や信号処理部２０を取り換えることで、電子モジュール１００をカスタマイズすることができる。以上により、本実施形態に係る電子モジュール１００は、センサ部と信号処理部との接続が、半永久的な接続構成となっている電子モジュールと比べて、汎用性が向上された電子モジュールとなっている。

本実施形態では、特許請求の範囲に記載の回路基板として、導体層と絶縁層とが交互に積層され、内部、及び表面に、電子部品が実装された多層基板２１を採用している。これにより、回路基板として、電子部品の実装領域が表面のみである回路基板を採用した場合と比べて、電子部品を実装する領域が増えるので、信号処理部２０の体格、すなわち、電子モジュール１００の体格を小さくすることができる。

本実施形態では、基部３１と、蓋部とによって構成される内部空間に、センサ部１０と信号処理部２０とが収容される構成となっている。これにより、センサ部１０と、信号処理部２０とを保護することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記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。

本実施形態では、電子モジュール１００を、車両のアクチュエータとワイヤハーネスを介して接続される電子モジュールに適用した場合を示した。しかしながら、本実施形態に係る電子モジュール１００は、車両以外のものにも適用することができる。

本実施形態では、中継部材３０が、開口部を有する箱状の基部３１を有する例を示した。しかしながら、基部３１の形状としては上記例に限定されず、例えば図２に示すように、平板状を採用することもできる。この場合、基部３１の表面３１ａに内部コネクタ４２が設けられ、裏面３１ｂに外部コネクタ４３が設けられる。図２は、電子モジュールの変形例を説明するための分解斜視図である。

なお、中継部材３０としては、例えば車両のインストルメントパネルを採用することができる。この場合、上記した内部コネクタ４２は、インストルメントパネルに形成された凹部の底部内面に設けられ、外部コネクタ４３は、上記した凹部の底部外面に設けられる。

なお、図１及び図２に示すように、中継部材３０に、内部コネクタ４２、及び外部コネクタ４３が３つ設けられた例を示した。しかしながら、内部コネクタ４２、及び外部コネクタ４３の個数が上記例に限定されないことは言うまでもない。

１０・・・センサ部
２０・・・信号処理部
３０・・・中継部材
４０・・・第１コネクタ
４１・・・第２コネクタ
４２・・・内部コネクタ
４３・・・外部コネクタ
１００・・・電子モジュール

Claims (4)

1. 物理量を測定するセンサ素子と、該センサ素子が実装された配線基板と、該配線基板に設けられた第１コネクタと、を有するセンサ部と、
   電子部品が実装され、前記センサ部の出力信号を処理する回路が構成された回路基板と、該回路基板に設けられた第２コネクタと、を有する信号処理部と、
   前記第１コネクタ、及び前記第２コネクタと着脱自在の内部コネクタと、該内部コネクタ間を電気的に接続する第１配線と、外部装置のコネクタと着脱自在の外部コネクタと、該外部コネクタと前記内部コネクタとを接続する第２配線と、を有する中継部材と、を備えることを特徴とする電子モジュール。
2. 前記回路基板は、導体層と絶縁層とが交互に積層され、その表面、及び内部に前記電子部品が実装された多層基板であることを特徴とする請求項１に記載の電子モジュール。
3. 前記中継部材は、前記センサ部、及び前記信号処理部を挿入するための開口部を有する箱状の基部と、該基部の開口部を閉塞する蓋部と、を有し、
   前記内部コネクタは、前記基部の底部内面に設けられ、
   前記外部コネクタは、前記基部の底部外面に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子モジュール。
4. 前記外部装置は、車両のアクチュエータであり、
   前記外部装置のコネクタは、ワイヤハーネスの端子であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の電子モジュール。

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