JP2014023245A - 電子ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品及びコネクタがプリント基板及び平板部材に搭載された電子ユニットにおいて、プリント基板に対してコネクタの嵌合面の向きを電子部品と逆方向にすることができ、かつ高さ寸法の肥大化を抑制できる電子ユニットを提供する。
【解決手段】電子ユニット１０は、プリント基板１と、プリント基板１の第１搭載部１１の上面に搭載されたリレー３及びヒューズキャビティ４，５と、プリント基板１の第２搭載部１２の下面に搭載されたコネクタ６，７と、を有している。第２搭載部１２の上面は、第１搭載部１１の上面からヒューズキャビティ５の最上面までの間（矢印Ｅで示す範囲内）に配置されている。このような電子ユニット１０は、ワイヤハーネスを介してコネクタ６から入力された電源が、プリント基板１の配線パターン、ヒューズキャビティ４，５に装着されたヒューズ及びリレー３を通ってコネクタ７からワイヤハーネスに出力される。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリント基板と電子部品とコネクタを有する電子ユニットに関するものである。

図９は、従来の電子ユニットの分解図である。図１０は、図９に示されたプリント基板の下面を示す斜視図である。図９に示す電子ユニット２００は、自動車に搭載されて電源分配を行うものであり、複数のリレー２０３及び複数の端子２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２０７ａが搭載されたプリント基板２０１と、このプリント基板２０１を収容した合成樹脂製のケース２０２と、ケース２０２の開口部を覆うカバー２０８と、を有している（例えば、特許文献１の図６等を参照。）。

複数のリレー２０３及び複数の端子２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２０７ａは、プリント基板２０１の上面２０１ａに搭載されている。また、これらリレー２０３及び端子２０４ａ，２０５ａ，２０６ａの基板接続部２３１，２４１，２５１，２６１は、図１０に示すように、プリント基板２０１のスルーホールを通され、該プリント基板２０１の下面２０１ｂにおいてはんだ付けされている。このように、プリント基板２０１は、片面が部品配置面、反対の面がはんだ処理面となっているのが一般的である。

ケース２０２には、端子２０４ａを収容して該端子２０４ａと共にヒューズキャビティ２０４を構成する収容部２０４ｂや、端子２０５ａを収容して該端子２０５ａと共にヒューズキャビティ２０５を構成する収容部２０５ｂや、端子２０６ａを収容して該端子２０６ａと共にコネクタ２０６を構成する収容部２０６ｂや、端子２０７ａを収容して該端子２０７ａと共にコネクタ２０７を構成する収容部２０７ｂなどが設けられている。ヒューズキャビティ２０４，２０５にはヒューズが装着される。コネクタ２０６，２０７にはワイヤハーネスのコネクタが嵌合される。

このような電子ユニット２００は、ワイヤハーネスを介してコネクタ２０６から入力された電源がプリント基板２０１の配線パターン、ヒューズキャビティ２０４，２０５に装着されたヒューズ及びリレー２０３を通ってコネクタ２０７からワイヤハーネスに出力される。

図１１は、従来の他の電子ユニットの説明図である。また、同図において、前述した図９，１０の電子ユニット２００と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。図１１に示す電子ユニット３００は、前述した電子ユニット２００と同様に自動車に搭載されて電源分配を行うものであり、複数のリレー２０３及び複数の端子２０４ａ，２０７ａが搭載されたプリント基板２０１と、このプリント基板２０１を収容した合成樹脂製のケース２０９と、を有している。

複数のリレー２０３及び複数の端子２０４ａは、プリント基板２０１の上面２０１ａに搭載されている。また、これらリレー２０３及び端子２０４ａの基板接続部２３１，２４１は、プリント基板２０１のスルーホールを通され、該プリント基板２０１の下面２０１ｂにおいてはんだ付けされている。一方、複数の端子２０７ａは、プリント基板２０１の下面２０１ｂに搭載されている。また、これら複数の端子２０７ａの基板接続部２７１は、プリント基板２０１のスルーホールを通され、該プリント基板２０１の上面２０１ａにおいてはんだ付けされている。このように、電子ユニット３００に用いられるプリント基板２０１は、両面が部品配置面及びはんだ処理面となっている。

ケース２０９には、端子２０４ａを収容して該端子２０４ａと共にヒューズキャビティ２０４を構成する収容部２０４ｂや、端子２０７ａを収容して該端子２０７ａと共にコネクタ２０７を構成する収容部２０７ｂなどが設けられている。また、この電子ユニット３００においては、ケース２０９の上面側からヒューズキャビティ２０４にヒューズが装着され、ケース２０９の下面側からコネクタ２０７にワイヤハーネスのコネクタが嵌合される。

特開２００５−２１０８０４号公報

上述した電子ユニット２００においては、プリント基板２０１の下面２０１ｂのみがはんだ処理面となっているので、はんだ処理が一回で済む（片面のみで済む）という利点があるが、プリント基板２０１に対するコネクタ２０６，２０７の嵌合面の高さ位置及び向きに制約が生まれるという不利点があった。また、コネクタ２０６，２０７の嵌合面がヒューズキャビティ２０４，２０５のヒューズ装着面と同方向に向けられており、しかも、ヒューズ装着面よりも高い位置に配置されているので、ヒューズを交換する際にコネクタ２０６，２０７に接続されたワイヤハーネスの電線が邪魔になり、作業性が悪いという問題があった。

また、上述した電子ユニット３００においては、コネクタ２０７の嵌合面をヒューズキャビティ２０４のヒューズ装着面と逆方向に向けているので、上述したプリント基板２０１に対してコネクタ２０７の嵌合面の向きを電子部品２０３，２０４，２０５と逆方向にすることができ、かつヒューズ交換時の作業性については問題ないが、はんだ処理が二回になるという不利点がある上に、電子ユニット３００の高さ寸法（図１１中に矢印Ｇで示す。）が増大してしまうという問題があった。

また、ヒューズキャビティが設けられていない電子ユニットにおいても、コネクタの嵌合面の位置及び向きに制約があると、ワイヤハーネスの配索経路が複雑になってしまうなどの問題があった。

したがって、本発明は、電子部品及びコネクタがプリント基板及び平板部材に搭載された電子ユニットにおいて、プリント基板に対してコネクタの嵌合面の向きを電子部品と逆方向にすることができ、かつ高さ寸法の肥大化を抑制できる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に記載された発明は、プリント基板と、前記プリント基板の上面に搭載された電子部品と、前記プリント基板に電気接続されたコネクタと、前記コネクタが搭載された平板部材と、を有する電子ユニットにおいて、前記コネクタが平板部材の下面に搭載され、当該コネクタの嵌合面が下面側に向けられており、前記平板部材の上面が、前記プリント基板の上面から前記電子部品の最上面までの間に配置されていることを特徴とする電子ユニットである。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記平板部材が前記プリント基板の一部であり、前記プリント基板に段差が生じていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記コネクタが前記プリント基板に表面実装されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記平板部材が絶縁体で構成されており、前記コネクタと前記プリント基板とが電線又はバスバによって電気接続されていることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、電子部品がプリント基板の上面に搭載され、コネクタが平板部材の下面に搭載され、当該コネクタの嵌合面が下面側に向けられており、前記平板部材の上面が、前記プリント基板の上面から前記電子部品の最上面までの間に配置されているので、高さ寸法の肥大化を抑制することができる。また、プリント基板に対するコネクタの嵌合面の高さ位置を自由に設定することができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記平板部材が前記プリント基板の一部であり、前記プリント基板に段差が生じているので、部品点数を少なくすることができる。

請求項３に記載された発明によれば、前記コネクタが前記プリント基板に表面実装されているので、一回のはんだ処理（例えばリフローはんだ付けにより一括処理する。）で電子部品及びコネクタをプリント基板にはんだ付けすることができる。

請求項４に記載された発明によれば、前記平板部材が絶縁体で構成されており、前記コネクタと前記プリント基板とが電線又はバスバによって電気接続されているので、既存のプリント基板を用いることができる。

本発明の第１の実施形態にかかる電子ユニットの斜視図である。 図１に示された電子ユニットの平面図である。 図１に示された電子ユニットの側面図である。 図１に示された電子ユニットの底面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる電子ユニットの斜視図である。 図５に示された電子ユニットの平面図である。 図５に示された電子ユニットの側面図である。 図５に示された電子ユニットの底面図である。 従来の電子ユニットの分解図である。 図９に示されたプリント基板の下面を示す斜視図である。 従来の他の電子ユニットの説明図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる「電子ユニット」を図１〜４を参照して説明する。

図１〜４に示す電子ユニット（電気接続箱とも呼ばれる。）１０は、自動車に搭載されて電源分配を行うものであり、プリント基板１と、複数のリレー３と、複数のヒューズキャビティ４，５と、ヒューズキャビティ４，５の固定部材１４と、コネクタ６，７と、コネクタ６，７の固定部材１５と、を有している。さらに、電子ユニット１０は、これらを収容するケースを有していても良い。

上記プリント基板１は、図１，３に示すように、平板状の第１搭載部１１と、平板状の第２搭載部（請求項の「平板部材」に相当する。）１２と、平板状の連結部１３と、を有している。第１搭載部１１と第２搭載部１２は平行に配置されているとともに、第２搭載部１２が第１搭載部１１よりも上方に配置されている。連結部１３は、第１搭載部１１と第２搭載部１２の端部同士を連結している。第１搭載部１１と連結部１３は９０度の角をなしており、第２搭載部１２と連結部１３は９０度の角をなしている。すなわち、プリント基板１には段差が生じている。これら第１搭載部１１、第２搭載部１２及び連結部１３は、絶縁板の表面に配線パターンが印刷されて形成されている。また、本明細書中に記載した上下方向は、電子ユニット１０を実際に使用する際の方向と一致していなくても良い。

上記リレー（請求項の「電子部品」に相当する。）３は、図１，３に示すように、第１搭載部１１の上面に搭載されている。また、リレー３のリード部３１は、第１搭載部１１のスルーホールを通され、該第１搭載部１１の下面においてはんだ付けされている。

上記ヒューズキャビティ（請求項の「電子部品」に相当する。）４，５は、ヒューズが装着される部品であり、該ヒューズをプリント基板１に電気接続する部品である。このヒューズキャビティ４，５は、合成樹脂で構成されたハウジングと、該ハウジング内に収容された端子（不図示）と、を有している。ヒューズキャビティ４，５は、リレー３と同様に、第１搭載部１１の上面に搭載されている。また、ヒューズキャビティ４，５のハウジングは、固定部材１４によって第１搭載部１１の上面に固定されている。また、ヒューズキャビティ４，５の端子の端部は、第１搭載部１１のスルーホールを通され、該第１搭載部１１の下面においてはんだ付けされている。前記ヒューズは、ヒューズキャビティ４，５のハウジング内に挿入されることで、前記端子を介してプリント基板１に電気接続される。

上記コネクタ６，７は、図３，４に示すように、第２搭載部１２の下面に搭載されている。このコネクタ６，７は、合成樹脂で構成されたハウジングと、該ハウジング内に収容された端子（不図示）と、を有している。また、コネクタ６，７のハウジングは、固定部材１５によって第２搭載部１２の下面に固定されている。また、コネクタ６，７の端子の端部は、第２搭載部１２の下面に表面実装されている。また、コネクタ６，７の嵌合面６ａ，７ａは、第２搭載部１２の下面側に向けられている。すなわち、コネクタ６，７の嵌合面６ａ，７ａは、ヒューズキャビティ４，５のヒューズ装着面と逆方向に向けられている。このコネクタ６，７には、ワイヤハーネスのコネクタが嵌合される。

さらに、図３に示すように、第２搭載部１２の上面は、第１搭載部１１の上面からヒューズキャビティ５の最上面までの間（矢印Ｅで示す範囲内）に配置されている。また、請求項に記載した「電子部品の最上面」とは、電子部品が複数ある場合は、最もプリント基板から突出した電子部品の最上面と定義する。本実施形態の場合は、リレー３、ヒューズキャビティ４及びヒューズキャビティ５のうち、最も第１搭載部１１から突出したヒューズキャビティ５の最上面が、請求項の「電子部品の最上面」に該当する。

このような電子ユニット１０は、ワイヤハーネスを介してコネクタ６から入力された電源が、プリント基板１の配線パターン、ヒューズキャビティ４，５に装着されたヒューズ及びリレー３を通ってコネクタ７からワイヤハーネスに出力される。

続いて、上記電子ユニット１０の組み立て手順の一例を説明する。まず、第２搭載部１２下面のコネクタ６，７が搭載される位置にクリームはんだを乗せる。この作業の代わりにプリント基板１の製造時にクリームはんだを印刷しておいても良い。そして、クリームはんだの上にコネクタ６，７を乗せ、固定部材１５でコネクタ６，７を固定する。

次に、ヒューズキャビティ４，５を第１搭載部１１の上面に載せて、該ヒューズキャビティ４，５の端子の端部をスルーホールに通し、固定部材１４でヒューズキャビティ４，５を固定する。次に、リレー３を第１搭載部１１の上面に載せて、該リレー３のリード部３１をスルーホールに通す。そして、第１搭載部１１下面において、ヒューズキャビティ４，５の端子の端部とリレー３のリード部３１に付着するようにクリームはんだを乗せる。

次に、上述した部品が搭載されたプリント基板１をリフロー炉に通してクリームはんだを溶融させ、その後、クリームはんだを冷却固化させることにより、コネクタ６，７、ヒューズキャビティ４，５及びリレー３をプリント基板１にはんだ付けする。このような工程を経て電子ユニット１０が完成する。

このように、電子ユニット１０においては、コネクタ６，７がプリント基板１に表面実装されているので、一回のはんだ処理でコネクタ６，７、ヒューズキャビティ４，５及びリレー３をプリント基板１にはんだ付けすることができる。

また、上記コネクタ６，７は、表面実装ではなくスルーホール実装とすることもできる。その場合、例えば、コネクタ６，７をフローはんだ付け等の方法により先にプリント基板１にはんだ付けしておき、その後、ヒューズキャビティ４，５及びリレー３をプリント基板１にセットして上述したリフローはんだ付けによりプリント基板１にはんだ付けする。

以上、説明したように、電子ユニット１０においては、第２搭載部１２の上面が第１搭載部１１の上面からヒューズキャビティ５の最上面までの間（矢印Ｅで示す範囲内）に配置されているので、当該電子ユニット１０の高さ寸法の肥大化を抑制することができる。

また、電子ユニット１０においては、連結部１３の高さを調整することで、第１搭載部１１に対するコネクタ６，７の嵌合面６ａ，７ａの高さ位置を自由に設定することができる。さらに、第１搭載部１１と第２搭載部１２が一体で形成されたプリント基板１を用いているので、部品点数を少なくすることができる。

また、電子ユニット１０においては、コネクタ６，７の嵌合面６ａ，７ａをヒューズキャビティ４，５のヒューズ装着面と逆方向に向けているので、コネクタ６，７に接続されたワイヤハーネスの電線がヒューズ交換作業を妨げることがなく、メンテナンス作業の作業性を向上させることができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態にかかる「電子ユニット」を図５〜８を参照して説明する。また、図５〜８において、前述した第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

図５〜８に示す電子ユニット（電気接続箱とも呼ばれる。）２０は、自動車に搭載されて電源分配を行うものであり、プリント基板２と、プリント基板２の上面に搭載された複数のリレー３及び複数のヒューズキャビティ４，５と、ヒューズキャビティ４，５の固定部材１４と、プリント基板２に連結された平板部材８と、平板部材８の下面に搭載されたコネクタ６，７と、コネクタ６，７の端子とプリント基板２とを電気接続した複数の電線９と、を有している。さらに、電子ユニット２０は、これらを収容するケースを有していても良い。

上記プリント基板２は、前述したプリント基板１の第１搭載部１１と同一構成である。複数のリレー３及び複数のヒューズキャビティ４，５は、このプリント基板２にスルーホール実装されている。

上記平板部材８は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。平板部材８は、プリント基板２と平行に配置されているとともに、プリント基板２よりも上方に配置されている。また、平板部材８は、ネジ等が用いられてプリント基板２の端部に連結されている。

上記コネクタ６，７は、端子の端部が平板部材８の上面から突出しており、該突出部分に電線９が電気接続されている。また、コネクタ６，７は、その嵌合面６ａ，７ａが平板部材８の下面側、すなわちプリント基板２の下面側、に向けられている。すなわち、コネクタ６，７の嵌合面６ａ，７ａは、ヒューズキャビティ４，５のヒューズ装着面と逆方向に向けられている。このコネクタ６，７には、ワイヤハーネスのコネクタが嵌合される。

さらに、図７に示すように、平板部材８の上面は、プリント基板２の上面からヒューズキャビティ５の最上面までの間（矢印Ｆで示す範囲内）に配置されている。

このような電子ユニット２０は、ワイヤハーネスを介してコネクタ６から入力された電源が、電線９、プリント基板２の配線パターン、ヒューズキャビティ４，５に装着されたヒューズ及びリレー３を通ってコネクタ７からワイヤハーネスに出力される。

以上、説明したように、電子ユニット２０においては、平板部材８の上面がプリント基板２の上面からヒューズキャビティ５の最上面までの間（矢印Ｆで示す範囲内）に配置されているので、当該電子ユニット２０の高さ寸法の肥大化を抑制することができる。

また、電子ユニット２０においては、コネクタ６，７が搭載された平板部材８をプリント基板２に連結し、コネクタ６，７とプリント基板２とを電線９によって電気接続する構成とすることで、既存のプリント基板２を用いることができる。すなわちプリント基板２に段差を形成する必要がない。また、平板部材８の厚みを調整することで、プリント基板２に対するコネクタ６，７の嵌合面６ａ，７ａの高さ位置を自由に設定することができる。また、電線９の代わりに、コネクタ６，７とプリント基板２とをバスバによって電気接続する構成とすることも可能である。

また、電子ユニット２０においては、コネクタ６，７の嵌合面６ａ，７ａをヒューズキャビティ４，５のヒューズ装着面と逆方向に向けているので、コネクタ６，７に接続されたワイヤハーネスの電線がヒューズ交換作業を妨げることがなく、メンテナンス作業の作業性を向上させることができる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１，２ プリント基板
３ リレー（電子部品）
４，５ ヒューズキャビティ（電子部品）
６，７ コネクタ
６ａ，７ａ 嵌合面
８ 平板部材
１２ 第２搭載部（平板部材）
１０，２０ 電子ユニット

Claims (4)

1. プリント基板と、前記プリント基板の上面に搭載された電子部品と、前記プリント基板に電気接続されたコネクタと、前記コネクタが搭載された平板部材と、を有する電子ユニットにおいて、
   前記コネクタが平板部材の下面に搭載され、当該コネクタの嵌合面が下面側に向けられており、
   前記平板部材の上面が、前記プリント基板の上面から前記電子部品の最上面までの間に配置されている
   ことを特徴とする電子ユニット。
2. 前記平板部材が前記プリント基板の一部であり、前記プリント基板に段差が生じている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ユニット。
3. 前記コネクタが前記プリント基板に表面実装されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子ユニット。
4. 前記平板部材が絶縁体で構成されており、
   前記コネクタと前記プリント基板とが電線又はバスバによって電気接続されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ユニット。

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