JP2010507910A - 組立体 - Google Patents

Abstract

記載されるのはハウジング（２）とプリント基板（３）と電気端子（５）を有する個別電子部品（４）とを備えた組立体（１）であって、部品（４）の前記各端子（５）がブレード接点（２５）によってプリント基板（３）の印刷導体と電気的に接続されており、部品（４）が弾性支承要素（１８）を介してハウジング（２）内で固定されている。その際、部品（４）は簡単かつ確実に固定されている。叩き音が防止されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハウジングとプリント基板と電気端子を有する個別電子部品とを備えた組立体に関する。本発明は、プリント基板に個別に接続されるべき電子部品の問題を改善する。

冒頭に指摘した一般的な種類の組立体は、電気的および電子的な装置、システムまたは制御装置においてしばしば使用される。ハウジングが含むプリント基板は所望の電子回路を製造するために公知の半田付技術によって部材が実装されている。公知の半田付技術は例えばウェーブ半田付方法であり、この方法では個々の部材がそれらの端子を実装面の方からプリント基板の穴に差し込まれ、溶融半田ウェーブを通過時に裏面または半田付面で、プリント基板上に予め印刷された印刷導体と半田付される。選択的にいわゆるリフロー半田付が知られており、そこでは部材の端子がプリント基板の穴に差し通し後に半田ペーストを備えられ、引き続き半田ペーストの加熱によってプリント基板の印刷導体と半田付される。

電子部材の寸法が恒常的に小さくなるので、当然に大きく寸法設計される例えばバリスタまたは電解コンデンサ等の電子部品用に実装空間はプリント基板上に残っておらず、または進展する小型化に適合された大規模半田付設備のゆえにこのような部品を小さな寸法の他の部品と一緒に半田付することはもはや可能でない。こうしてこのような部品は、プリント基板の実装および半田付後、プリント基板の印刷導体に個別に電気的に結合されねばならない。

仕上がったプリント基板に個々の電子部品を個別に半田付することは、一部を手で行わねばならないので手間と費用がかかる。それに加えて、このように製造された結合部は個別電子部品の寸法のゆえに衝撃に敏感である。半田結合部のひび割れによって全体として組立体のロスを帰結することがある。

本発明の課題は、個別電子部品がプリント基板と極力確実かつ持続的に結合された冒頭に指摘した種類の組立体を明示することである。また、個別電子部品とプリント基板の印刷導体との間に電気結合部が極力簡単かつ安価に製造されねばならない。

この課題は、ハウジングとプリント基板と若干数の電気端子を有する個別電子部品とを備えた組立体において本発明によれば、部品の前記各端子がブレード接点によってプリント基板の印刷導体と電気的に結合されており、部品が若干数の弾性支承要素を介してハウジング内で固定されていることによって解決される。

電子部品を接続するための機械的に確実かつ負荷可能なオーム接点がブレード接点を介して実現される。前記単数または複数のブレード接点は次にそれ自体がプリント基板の相応する印刷導体と電気的に結合される。この結合は半田付、差込み、圧着または螺着によって行うことができる。ブレード接点を機械的に安定させるためにブレード接点は好ましくはハウジング内で安定保持することができる。

ブレード接点の機械的に安定した接触を介して電子部品の端子は確実かつ強固に保持される。このためブレード接点が切刃を有し、切刃はブレード接点に圧力を受けながら部品の端子に切り込む。

組立中および組立後に部品を位置合せするために部品は若干数の弾性支承要素を介してハウジング内で固定されている。弾性支承要素を介したこのような固定は、震動時に部品がもはやハウジングを叩くことがないので、付加的利点として組立体用叩き防止を提供する。他方で、大きなハウジング多様性にもかかわらず部品の確実な安定化もしくは固定は弾性支承要素を介して可能となる。例えばバリスタの絶縁体は平均直径が１０ｍｍのとき２〜４ｍｍの直径多様性を有する。電子部品の寸法におけるこの多様性が弾性支承要素を介して捕捉され、部品の公差にかかわりなく確実な固定が可能である。その際本発明はさらに、前記感圧性のゆえに個別電子部品の嵌着または係止がそれ自体問題であることを考慮する。

有利な一構成において部品は若干数の弾性支承要素を介してハウジングの受容シェル内で固定されている。その際、ハウジングシェルが電子部品のハウジング形状の少なくとも一部に倣い、部品は弾性支承要素を介して支承要素の弾性変形によってハウジングシェル内で確実に固定されている。部品の絶縁体が例えば実質円形の形状を有する場合、ハウジングシェルは部分円弧として形成しておくことができ、部品は弾性支承要素を介してこの部分円弧で支えられる。支承要素の弾性によって部品に復帰力が加わり、これにより固定がもたらされる。

弾性支承要素はその形状をその都度の要求およびそれぞれ所定のハウジング形状に特別に適合させておくことができる。好ましくは支承要素がウェブ状に形成されている。部品を基準に対向する２つの位置にウェブまたは肋材を配置することによって簡単確実な固定を達成することができる。特に、容易な組立を可能とするためにウェブ状または肋材状支承要素は部品導入方向に傾斜をつけられている。望ましくは、ウェブ状支承要素は部品の方向で先細に、特に鋭利に形成されている。そのことからも簡単な組立が可能となり、嵌挿された部品の確実な座着がもたらされる。

望ましい一構成において、前記各端子を整列させて受容するためにハウジングは、導入方向で先細となった切欠き部とこの切欠き部に垂直な縦条溝とを備えた各１つの突出部を有し、この縦条溝にそれぞれブレード接点が嵌挿されている。

組立時、電子部品は端子が先細切欠き部に嵌挿され、これにより正確な位置決めが達成される。弾性支承要素による部品の固定は端子の導入と平行して起きる。部品が端子と一緒に固定されたなら、ブレード接点は突出部の垂直縦条溝に沿って端子の方向に案内され、この端子にブレード接点が切刃で切り込む。縦条溝が同時にブレード接点と摩擦接合または力接合するように形成されていると、ブレード接点を強固に保持するうえで有利である。

有利には、部品が弾性支承要素を介して少なくとも突出部の１つで支えられる。こうして突出部及び例えばハウジングシェルは、部品を支えかつ固定するのに利用される。弾性支承要素を介して部品は所望の位置で固定されている。

印刷導体とブレード接点が、互いに加圧され電気的に接続されていると、組立体の組立に関して有利である。プリント基板が相応する箇所に加圧接触部を有し、持続的結合のために相応に形成されたブレード接点先端がこの加圧接触部に加圧下に突き刺さり、ブレード接点とプリント基板の相応する印刷導体との電気接触が実現される。その場合、予め作製されたプリント基板は電子部品と接触させて組み立てるために圧力または力の作用下にブレード接点の先端または肩部に載置する必要があるだけである。次にプリント基板はそれ自身ハウジングと係止され、または螺着もしくは接着することもできる。

他の好ましい一構成において、電源装置および／または制御装置と結合するためにハウジングは若干数の接点要素を備えた端子台を有し、接点要素はプリント基板の印刷導体と電気的に結合されている。このような端子台は、プリント基板の電子回路を作動させもしくは評価または制御するのに必要である。その限りで、端子台の接点要素は電子回路の給電にも情報および／または制御信号の交換にも役立つ。その際、端子台の接点要素も、加圧力によりプリント基板の印刷導体と半田なしに接触していると特に有利である。そのことから、予め作製したプリント基板は部品を嵌挿したハウジングに単一の組立ステップで載置することが可能となり、端子台の接点要素との電気接触も、個別電子部品の端子との電気接触も、支出を要する半田付プロセスなしに持続的に実現される。

個別電子部品として考慮の対象となるのは基本的に、ハウジング寸法の点で比較的大きな寸法または比較的大きな偏差を有するあらゆる部品である。特にバリスタまたは電解コンデンサがこのような個別電子部品である。

弾性支承要素の材料として好ましくはエラストマープラスチックまたはゴムが適している。エラストマープラスチックとして考慮に値するのは特に熱可塑性エラストマーである。というのも熱可塑性エラストマーは噴霧によって容易にハウジングに付け加えることができるからである。プラスチックハウジングの場合、ハウジングと熱可塑性エラストマーは特に二液噴霧によって製造することができ、噴霧されたハウジングは第２工程において部分的にエラストマー用噴霧型として働く。相応する賦形またはプラスチック配合物の調整によってエラストマーとハウジングプラスチックとの間に持続的もしくは脱離不能な結合を達成することができる。熱可塑性エラストマーとして考慮に値するのは特に、例えば、ＡＥＳ／エクソンモービル社のＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ（登録商標）を商標名とするエラストマー等のエラストマーアロイである。このようなエラストマーもしくはこのようなエラストマーアロイは異なる混合比と混和材とによってその都度の応用事例に合わせて製造することができる。特に弾性支承要素の硬さは、部品のハウジングの寸法公差に適合させることができる。弾性支承要素の特殊な成形を考慮して、部品の寸法公差が大きければ大きいほどエラストマーの硬さが一層小さく選択されるという経験則が妥当する。

特別な実施においてプリント基板は駆動モータを制御するための、特に自動車の操作要素用の制御回路を含む。まさにこのような構成の場合、ハウジング寸法の公差が大きいにもかかわらず個別電子部品の確実な固定は、頻繁な震動および振動のゆえにプリント基板との電気結合部が故障するのを避けるために必要である。さらに、まさに自動車工学では叩き音が望ましくなく、叩き音は本構成によって確実に防止されている。

以上述べた組立体は、特に自動車の操作要素用駆動ユニットの一部として特に利用される。組立体は例えば駆動モータと歯車装置ユニットとを含む駆動ユニットに載置され、プリント基板が含む制御回路は駆動モータへの給電も情報の利用、検出および／または転送も行うように形成されている。制御回路は、例えば、駆動モータまたは歯車装置ユニットの回転軸に付設されたホールセンサの信号を処理または加工して外部制御ユニットに転送する電子評価装置を含むことができる。また制御回路は、駆動モータを定回転数に調節するためにそれ自身例えば前記ホールセンサによって回転数を検出するように形成しておくことができる。

本発明の一実施例が図面に基づいて詳しく説明される。

ウインドレギュレータシステム用駆動モータを制御するためのプリント基板と個別電子部品とを備えた組立体を分解図で示す。 図１による組立体の詳細図である。 図１による組立体を載置したウインドレギュレータシステム用駆動ユニットを示す。

図１に展開図で自動車ウインドレギュレータシステム用駆動モータを制御するための組立体１が示してある。この組立体１はプラスチック製のハウジング２と、予め作製されたプリント基板３と、個別電子部品４として２つの電気端子５を備えたバリスタとを含む。プリント基板３のうち半田付面を見ることができる。実装面に設けられている他の部品７は、プリント基板３の印刷導体と一緒に、駆動モータを制御するための制御回路８を形成する。

電気駆動モータを制御するためにプリント基板３に係止要素１０が載置されており、この係止要素は駆動モータに給電するための２つの導体バー１１を含む。さらに、ハウジング２に成形された端子台１３の扁平末端に若干数の接点要素１４が配置されている。端子台１３は、電源電圧と制御信号を提供する外部制御装置に組立体１を接続するのに役立つ。外部制御装置の接続プラグと端子台１３との間の結合部を汚れまたは湿気から保護するためにゴムシール１５が設けられている。これにより特に車両ドアの湿り空間と乾燥空間との間の確実な分離が保証されており、ゴムシール１５が乾燥空間を湿り空間から密封する。

端子台１３の裏面、すなわちプラグ面は、図１の左下隅に個別に示してある。そこにはっきりと貫通した接点要素１４を認めることができる。電気的接触のために接点要素は端子台１３に導入されたプラグのブシュによって包み込まれる。

電子部品４を確実に固定するためにハウジング２はほぼ４分の３円を形成するハウジングシェル１７を有する。ハウジングシェル１７の半径は電子部品４の絶縁ハウジングの外側半径よりも大きい。ハウジングシェル１７の内面に合計４つのウェブ状弾性支承要素１８が熱可塑性エラストマーから射出成形されている。支承要素１８の１つを認めることができる。

部品４を組み立てるために部品はその端子５が２つの突出部２０の下向きに先細となった切欠き部２２に沿って案内され、部品４は弾性支承要素１８を介して同時に、固定を強めながらハウジングシェル１７に導入される。突出部２０は切欠き部２２に加えてこれに垂直な縦条溝２３をそれぞれ有し、この縦条溝にブレード接点２５が導入される。ブレード接点２５はその下面にそれぞれＵ形切刃を有し、切刃は縦条溝２３に導入時に部品４の端子５とかしめられる。かしめられたブレード接点２５は摩擦接合を介して縦条溝２３内で保持される。こうして部品４は弾性支承要素１８を介してハウジングシェル１７内で確実に固定され、端子５は付加的にブレード接点２５を介して保持されている。

接点要素１４もブレード接点２５も（図２に認められる）特別に成形された先端を有し、プリント基板３を押し付けるとそこに配置された加圧接触部２７で先端は電気的に確実かつ持続的な加圧結合部を形成する。このため加圧接触部２７はそれぞれ穴としてプリント基板３に形成されており、これらの穴は銅で内張りされている。ブレード接点２５の先端は加圧載置するとき各加圧接触部２７の銅と機械的、電気的に接触している。プリント基板３の印刷導体を端子台１３の接点要素１４およびブレード接点２５と半田付することはもはや必要でない。電気接触は、プリント基板３を押し付けるだけで、接点要素１４およびブレード接点２５に加えられる圧力によって実現される。押し付けられたプリント基板３は、加圧されることによって、ハウジング２と機械的にも結合されている。

図２は端子台１３を上から見た詳細図で再度示す。ここには接点要素１４と、まさに突出部２０の縦条溝２３に導入されるブレード接点２５が認められる。先細切欠き部２２内に位置決めされた部品４の端子５を突出部２０の底に認めることができる。端子５の接触は、ブレード接点２５の嵌挿時にその切刃による切込みを介して行われる。

図２の詳細図に認めることができるように、部品４は突出部２０に対して他の弾性支承要素１８によって支えられる。また、ハウジングシェル１７の出口側末端に配置される付加的弾性支承要素１８が認められる。こうして全体として４つの弾性支承要素１８によってハウジング２内で部品４の確実な固定が達成される。ウェブ状支承要素１８は実質三角形に形成されており、三角形の頂点はそれぞれ部品４のハウジングに位置合せされている。こうして、ハウジングの寸法公差が大きい場合でも部品４の確実な固定および位置決めは達成することができる。

図３には組立体１が自動車の電気ウインドレギュレータの駆動ユニットの一部として示してある。ここでは組立体１が駆動ユニットのハウジングに載置され、駆動モータ３０の制御と給電とに役立つ。外部制御ユニットのプラグを導入可能なゴムシール１５が明確に認められる。

図示した駆動ユニットは駆動モータ３０の他にウォームギヤ３１を含み、このウォームギヤを介して歯車装置３２が駆動される。歯車装置３２を介してウインドレギュレータが駆動され、窓ガラスを案内するための駆動子がこのウインドレギュレータに固着されている。

１ 組立体
２ ハウジング
３ プリント基板
４ 電子部品
５ 端子
７ 他の部品
８ 制御回路
１０ 係止要素
１１ 導体バー
１３ 端子台
１４ 接点要素
１５ ゴムシール
１７ ハウジングシェル
１８ 弾性支承要素
２０ 突出部
２２ 切欠き部
Ｐ２３ 縦条溝
２５ ブレード接点
２７ 加圧接触部
２９ 先端
３０ 駆動モータ
３１ ウォームギヤ
３２ 歯車装置

Claims (12)

1. ハウジング（２）と、プリント基板（３）と、電気端子（５）を有する個別電子部品（４）とを備えた組立体（１）であって、部品（４）の前記各端子（５）がブレード接点（２５）によってプリント基板（３）の印刷導体と電気的に結合されており、部品（４）が若干数の弾性支承要素（１８）を介してハウジング（２）内で固定されている組立体。
2. 部品（４）が、弾性支承要素（１８）を介してハウジング（２）の受容シェル内で固定されている請求項１記載の組立体（１）。
3. 弾性支承要素（１８）が、ウェブ状に形成されている請求項１または２記載の組立体（１）。
4. 前記各端子（５）を整列させて受容するためにハウジング（２）が、先細形状の切欠き部（２２）とこの切欠き部（２２）に垂直な縦条溝（２３）とを備えた各１つの突出部（２０）を有し、この縦条溝にそれぞれブレード接点（２５）が嵌挿されている請求項１から３のいずれか１つに記載の組立体（１）。
5. 部品（４）が弾性支承要素（１８）を介して少なくとも突出部（２０）の１つで支えられる請求項４記載の組立体（１）。
6. 印刷導体とブレード接点（２５）が、互いに加圧され電気的に接続されている請求項１から５のいずれか１つに記載の組立体（１）。
7. 電源装置および／または制御装置と結合するためにハウジング（２）が若干数の接点要素（１４）を備えた端子台を有し、加圧力により接点要素（１４）がプリント基板（３）の印刷導体と電気的に接続されている請求項１から６のいずれか１つに記載の組立体（１）。
8. 個別部品（４）が、バリスタまたは電解コンデンサである請求項１から７のいずれか１つに記載の組立体（１）。
9. 弾性支承要素（１８）が、ゴムまたはエラストマープラスチックから成る請求項１から８のいずれか１つに記載の組立体（１）。
10. エラストマープラスチックが、部品（４）のハウジング（２）の寸法公差に適合した硬さを有する請求項９記載の組立体（１）。
11. プリント基板（３）が、自動車の操作要素用駆動モータ（３０）を制御するための制御回路を含む請求項１から１０のいずれか１つに記載の組立体（１）。
12. 自動車の操作要素用駆動ユニットの一部としての請求項１から１１のいずれか１つに記載の組立体（１）。

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