JP2015153595A - 車載用電気機器および車載用電気機器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板およびそれに実装されるコネクタを備えた車載用電気機器において、コネクタの端子を覆う防水材料の剥離を抑制すること。このような車載用電気機器を容易に製造することができる製造方法を提供すること。
【解決手段】導電パターンが形成された基板２と、導電パターンに接続された端子２０、およびこの端子２０が固定されたハウジング１０を有するコネクタ３と、を備え、ハウジング１０には、凹部１１および凸部１２の少なくともいずれか一方である剥離防止部が形成されており、剥離防止部および端子２０におけるハウジング１０から露出した部分を覆う防水材料からなる防水部３０が形成されている車載用電気機器１とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、防水対策が施された車載用電気機器およびその製造方法に関する

このような車載用電気機器として、下記特許文献１に記載されるものが公知である。かかる機器は、基板全体を防水材料で覆うことにより、基板の防水性能を向上させたものである。

特開平８−８４２７７号公報

特許文献１に記載の車載用電気機器のように、基板全体を防水材料で覆うとコストが嵩むため、防水処理が必要な部分のみを防水材料で覆う形態とすることが望ましい。しかし、防水材料を局所的に付着させた構成とすると、温度変化や外力の作用によって接合面が剥離する可能性がある。防水材料とそれを付着させる材料の組み合わせによっては、その蓋然性がさらに高くなる。

本発明が解決しようとする課題は、基板およびそれに実装されるコネクタを備えた車載用電気機器において、コネクタの端子を覆う防水材料の剥離を抑制することにある。また、このような車載用電気機器を容易に製造することができる製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明にかかる車載用電気機器は、導電パターンが形成された基板と、前記導電パターンに接続された端子、およびこの端子が固定されたハウジングを有するコネクタと、を備え、前記ハウジングには、凹部および凸部の少なくともいずれか一方である剥離防止部が形成されており、当該剥離防止部および前記端子における前記ハウジングから露出した部分を覆う防水材料からなる防水部が形成されていることを特徴とする。

前記剥離防止部である凹部または凸部は、先端側の断面積よりも根元側の断面積の方が小さくなるように形成されているとよい。

前記ハウジングは、相手方コネクタが嵌合する嵌合空間の内底面を構成するとともに、前記端子が固定される底壁部を有し、当該底壁部の側面に、前記剥離防止部である凹部が形成されているとよい。

前記基板には貫通孔が形成されており、前記防水部は当該貫通孔を通じて前記基板の表面側および裏面側に形成されているとよい。

前記防水部を覆うカバー部材が設けられているとよい。

上記課題を解決するために本発明にかかる車載用電気機器の製造方法は、上記カバー部材が設けられた車載用電気機器の製造方法であって、前記コネクタが実装された前記基板に、前記カバー部材を取り付ける工程と、前記ハウジングと前記カバー部材の間の空間に防水材料を流し込み、前記防水部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明にかかる車載用電気機器は、ハウジングに形成された凹部および凸部の少なくともいずれか一方である剥離防止部が形成され、保護対象である端子と当該剥離防止部を覆うように防水部が形成される。そのため、防水部とハウジングとの接触面積が増加し、防水部とハウジングの接合強度が向上する。また、剥離される方向への外力に対する防水部の抵抗力が上昇するから、防水部が剥離しにくい。さらに、剥離防止部である凹部や凸部は、水等の浸入を妨げる障壁にもなる。

剥離防止部である凹部または凸部が、先端側の断面積よりも根元側の断面積の方が小さくなるように形成されていれば、接触面積の増加による接合強度の向上が見込める。また、防水部を剥離するためには、広げたり、潰したりするように防水部の一部を変形させる必要があるから、剥離に対する抵抗力がさらに上昇する。

底壁部の側面に剥離防止部である凹部が形成されていれば、凹部を形成することによるハウジングの機械的強度の低下を抑制することができる。また、凹部を形成可能にするために底壁部を厚くすることで、ハウジングに対する端子の固定強度が向上する。つまり、ハウジングの機械的強度の低下およびハウジングに対する端子の固定強度の向上という二つの利点がある。

基板に貫通孔を形成し、防水部が基板の表面側および裏面側に形成されるようにすれば、基板を挟むようにして防水部が基板の両側に形成された態様となるから、さらに防水部が剥離しにくくなる。

防水部を覆うカバー部材が設けられていれば、さらに防水部が剥離しにくくなる。

上記カバー部材は、製造工程において、防水部を形成するための型機能を発揮する部材として利用することもできる。

本発明の第一実施形態にかかる車載用電気機器の外観図である。 本発明の第一実施形態にかかる車載用電気機器の断面を模式的に示した図である。 本発明の第二実施形態にかかる車載用電気機器の断面を模式的に示した図である。 本発明の第三実施形態にかかる車載用電気機器の断面を模式的に示した図である。 本発明の第四実施形態にかかる車載用電気機器の断面を模式的に示した図である。 本発明の第五実施形態にかかる車載用電気機器の断面を模式的に示した図である。 本発明の第六実施形態にかかる車載用電気機器（カバー部材が基板の表面側にのみ設けられたもの）の外観図である。 本発明の第六実施形態にかかる車載用電気機器（カバー部材が基板の表面側にのみ設けられたもの）の断面を模式的に示した図である。 本発明の第六実施形態にかかる車載用電気機器（カバー部材が基板の表面側および裏面側に設けられたもの）の断面を模式的に示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、特に明示した場合を除き、以下の説明における前後方向とは各断面図（図１および図７以外）の左右方向であって相手方コネクタ３の嵌合方向に沿う方向（相手方コネクタ３が嵌合する側を前とする）をいい、上下方向とは各断面図の上下方向（基板２側を下とする）をいい、幅方向とは前後方向および上下方向に直交する方向をいうものとする。また、平面方向とは、基板２の表面に平行な方向をいうものとする。

本発明の実施形態にかかる車載用電気機器１は、水、湿気等から電気的要素を守る防水機能を有するものである。図１および図２に示す第一実施形態にかかる車載用電気機器１ａは、基板２およびこの基板２に実装されたコネクタ３を備える。基板２には、実装された各種素子や導電パターンによって所定の回路が構築されている。

コネクタ３は、本実施形態にかかる車載用電気機器１ａと外部の機器とを電気的に接続するためのものである。コネクタ３は、ハウジング１０および端子２０を有する。ハウジング１０は、その前方に相手方コネクタのハウジング１０が嵌合可能な嵌合部を有する。かかるハウジング１０の嵌合構造については、公知の構造が適用できるから説明は省略する。

ハウジング１０には、剥離防止部として機能する凹部１１が形成されている。本実施形態における凹部１１は、ハウジング１０の内底面を構成する底壁部１３の側面に形成されている。つまり、底壁部１３の厚み（前後方向の大きさ）は凹部１１の幅（前後方向の大きさ）よりも大きい。それゆえ、凹部１１の深さが深くなっても、当該凹部１１がハウジング１０の空間に届くような貫通孔とはならない。凹部１１の幅（前後方向の大きさ）を大きくする場合には、それに合わせて底壁部１３の厚み（前後方向の大きさ）を大きくすることになる。凹部１１は、ハウジング１０の上面および幅方向両側面の全体に亘るように形成されている。

端子２０は、ハウジング１０の後方に固定されている。具体的には、端子２０は、前後方向に延びる部分２１とその後端から屈曲する上下方向に延びる部分２２を有し、前後方向に延びる部分２１がハウジング１０の内底面を構成する底壁部１３を貫くようにしてハウジング１０に固定されている。例えば、端子２０の前後方向に延びる部分２１が、ハウジング１０の底壁部１３に圧入されることによって固定される。したがって、底壁部１３が厚くなればなるほど（前後方向の大きさが大きくなればなるほど）、固定代が大きくなるため、ハウジング１０に対する端子２０の固定強度が増す。端子２０の上下方向に延びる部分２２は、その下端側が基板２に形成された導電パターン（ランド）にはんだ付け等により接続されている。つまり、かかる端子２０と導電パターンの接続により、端子２０と導電パターンの電気的接続、コネクタ３と基板２の物理的接続が図られている。なお、コネクタと基板２の物理的接続を図るその他の要素が設けられていてもよい。

基板２に対し実装されたコネクタ３の端子２０は、前後方向に延びる部分２１の一部（ハウジング１０の底壁部１３内に挿入された部分より後方の部分）および上下方向に延びる部分２２がハウジング１０から露出した状態にある。かかる端子２０の露出した部分を覆うように防水部３０が形成されている。防水部３０は、端子２０の露出した部分と、剥離防止部である凹部１１を覆うようにして形成される。より具体的には、防水材料がその粘性により、ハウジング１０、端子２０および基板２の所定部位に接合されることにより形成される。

このような防水部３０を形成することにより、端子２０におけるハウジング１０から露出した部分を保護することができる。ハウジング１０には防水部３０によって覆われる凹部１１が形成されているため、防水部３０とハウジング１０との接触面積が増加し、防水部３０とハウジング１０の接合強度が向上する。また、凹部１１により、剥離される方向への外力に対する防水部３０の抵抗力が上昇するから、防水部３０が剥離しにくい。さらに、剥離防止部である凹部１１は、水等の浸入を妨げる障壁にもなる。

また、底壁部１３の側面に剥離防止部である凹部１１が形成されているため、凹部１１を形成することによるハウジング１０の機械的強度の低下が抑制される。しかも、凹部１１を形成可能にするために底壁部１３の厚みは比較的大きく設定されるから、底壁部１３に固定される端子２０の固定強度が向上する。つまり、底壁部１３を凹部１１が形成可能な程度に厚みを大きくすることは、凹部１１を形成することによるハウジング１０の機械的強度の低下の抑制につながるだけでなく、ハウジング１０に対する端子２０の固定強度の向上にもつながる。

図３に示す第二実施形態にかかる車載用電気機器１ｂは、剥離防止部として凸部１２が形成されたものである。防水部３０は、端子２０の露出した部分と、剥離防止部である凸部１２を覆うようにして形成される。かかる構造としても、防水部３０とハウジング１０との接触面積が増加するから、防水部３０とハウジング１０の接合強度が向上する。また、凸部１２により、剥離される方向への外力に対する防水部３０の抵抗力が上昇するから、防水部３０が剥離しにくい。さらに、剥離防止部である凸部１２は、水等の浸入を妨げる障壁にもなる。

第三実施形態にかかる車載用電気機器１ｃは、ハウジング１０に形成された剥離防止部としての凹部１１が、先端側の断面積よりも根元側の断面積の方が小さくなるように形成されたものである。かかる条件を満たす凹部１１の形状としては図４（ａ）〜（ｃ）に示すように種々考えられる（凹部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）。防水部３０は、端子２０の露出した部分と、当該凹部１１ａ、１１ｂ、１１ｃを覆うようにして形成される。凹部１１ａ、１１ｂ、１１ｃをこのような形状とすれば、接触面積の増加による接合強度の向上が見込める。また、剥離する方向の力が防水部３０に作用したとき、凹部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ内に入り込んだ防水材料が凹部１１ａ、１１ｂ、１１ｃの狭い入口によって潰れるように変形したり、当該入口に引っ掛かったりすることになるから、剥離に対する抵抗力がさらに上昇する。

第四実施形態にかかる車載用電気機器１ｄは、ハウジング１０に形成された剥離防止部としての凸部１２が、先端側の断面積よりも根元側の断面積の方が小さくなるように形成されたものである。かかる条件を満たす凸部１２の形状としては図５（ａ）〜（ｃ）に示すように種々考えられる（凸部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）。防水部３０は、端子２０の露出した部分と、当該凸部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを覆うようにして形成される。凸部１２ａ、１２ｂ、１２ｃをこのような形状とすれば、接触面積の増加による接合強度の向上が見込める。また、剥離する方向の力が防水部３０に作用したとき、凸部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを挟む防水材料が、断面積が大きい凸部１２ａ、１２ｂ、１２ｃの先端側の部位によって広がるように変形したり、当該先端側の部位に引っ掛かったりすることになるから、剥離に対する抵抗力がさらに上昇する。

上記第一実施形態〜第四実施形態は、ハウジング１０に凹部１１または凸部１２が形成されたものであるが、一のハウジング１０に凹部１１や凸部１２が複数形成された構成としてもよい（凹部１１と凸部１２が混在した構成としてもよい）。

図６に示す第五実施形態にかかる車載用電気機器１ｅは、防水部３０が基板２の表面側（コネクタ３が実装される側）だけでなく、裏面側（コネクタ３が実装されない側）にも形成されているものである。基板２には、防水材料が基板２の一方側から他方側に行き渡るようにするための一または複数の貫通孔２ａが形成されている。端子２０における露出した部分全体を確実に覆うのでれば、図６に示されるように端子２０（上下方向に延びる部分２２）を前後方向に挟むように複数の貫通孔２ａが形成されているとよい。この貫通孔２ａを通じて表側の防水部３０と裏側の防水部３０は繋がっている。かかる構造とすれば、基板２を挟むようにして防水部３０が基板２の両側に形成された態様となるから、さらに防水部３０が剥離しにくくなる。端子２０が基板２の裏面ではんだ付けされる態様であれば、当該はんだ付けされた部分も防水部３０で覆われることとなる。

本実施形態において、ハウジング１０に形成される凹部１１または凸部１２はどのような形状であってもよい。つまり、上記第一〜第四実施形態における凹部１１または凸部１２を、一または複数個所ハウジング１０に形成した態様であればよい。

図７〜図９に示す第六実施形態にかかる車載用電気機器１ｆは、防水部３０を覆うカバー部材４０が取り付けられたものである。カバー部材４０はねじ等によって基板２に固定することができる構成であるとよい。基板２の表面側にのみ防水部３０が形成される構成とするのであれば、基板２の表面側にのみカバー部材４０を設ければよい（図７および図８参照）。具体的には、防水部３０の上面、後面、および幅方向両側面を覆うカバー部材４０とする。基板２の両側に防水部３０が形成される構成とするのであれば、防水部３０を挟み込むようにしてカバー部材４０が取り付けられていればよい（図９参照）。具体的には、防水部３０の上面（基板２表面側）および下面（基板２裏面側）、後面（基板２表面側、裏面側両方）、および幅方向両側（基板２表面側、裏面側両方）を覆うカバー部材４０とする。カバー部材４０の基板２表面側の部分と、基板２裏面側の部分とは、直接連結されていることが好ましい。

このような構成とすれば、防水部３０がさらに剥離しにくくなる。なお、カバー部材４０は防水部３０の全体を覆う形状であることが好ましいが、一部防水部３０が露出するような形状であっても、防水部３０の剥離抑制機能を発揮する。具体的には、カバー部材４０は、基板２との間に防水部３０の少なくとも一部を挟み込むような形状であればよい。

上記第六実施形態にかかる車載用電気機器１ｆの好適な製造方法は次の通りである。まず、コネクタ３が実装された基板２に、カバー部材４０を取り付ける（カバー部材４０取付工程）。防水部３０を基板２の表面側にのみ形成するのであれば基板２の表面側にのみ、防水部３０を基板２の両側に形成するのであれば基板２の両側にカバー部材４０を取り付ける。カバー部材４０は、前方が開口し、それ以外の箇所が封鎖された形状であることが望ましい。

カバー部材４０を基板２に取り付けた後、ハウジング１０とカバー部材４０の間の空間に防水材料を流し込み、防水部３０を形成する（防水部３０形成工程）。空気だまりが生じないように防水材料を流し込めば、流し込まれた防水材料は、カバー部材４０とハウジング１０の間の空間形状に形成される。

防水部３０を基板２の表面側にのみ形成するのであれば、予め基板２やカバー部材４０に空気逃がし用の孔を形成しておくとよい。つまり、防水材料が勢いよく流れ出てしまわない程度の小さい孔を形成しておくことで、防水材料を注ぎ込む際に空気だまりができてしまうことを防止できる。空気逃がし用の孔は、防水材料を注ぎ込む入口からできるだけ離れた箇所（できるだけ奥側）に形成するとよい。

防水部３０を基板２の両側に形成する場合には、防水材料を基板２の一方側におけるハウジング１０とカバーの間の開口から注ぎ込む。そうすると、基板２に形成された貫通孔２ａを通じて、基板２の他方側にも防水材料が行き渡ることとなる。防水材料を基板２の一方側から注ぎ込む際、空気は基板２の他方側におけるハウジング１０とカバーの間の開口から逃げていくことになるから、空気だまりが生じてしまうことがない。

このような製造方法によれば、防水部３０の剥離を抑制するためのカバー部材４０を、防水部３０を成形するための部材として利用することができる。つまり、カバー部材４０を、防水部３０の剥離を抑制する部材としてだけでなく、防水部３０を形成するための型機能を発揮する部材として利用することもできる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ） 車載用電気機器
２ 基板
２ａ 貫通孔
３ コネクタ
１０ ハウジング
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ） 凹部
１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ） 凸部
１３ 底壁部
２０ 端子
３０ 防水部

Claims (6)

1. 導電パターンが形成された基板と、
   前記導電パターンに接続された端子、およびこの端子が固定されたハウジングを有するコネクタと、
   を備え、
   前記ハウジングには、凹部および凸部の少なくともいずれか一方である剥離防止部が形成されており、
   当該剥離防止部および前記端子における前記ハウジングから露出した部分を覆う防水材料からなる防水部が形成されていることを特徴とする車載用電気機器。
2. 前記剥離防止部である凹部または凸部は、先端側の断面積よりも根元側の断面積の方が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車載用電気機器。
3. 前記ハウジングは、相手方コネクタが嵌合する嵌合空間の内底面を構成するとともに、前記端子が固定される底壁部を有し、
   当該底壁部の側面に、前記剥離防止部である凹部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載用電気機器。
4. 前記基板には貫通孔が形成されており、
   前記防水部は当該貫通孔を通じて前記基板の表面側および裏面側に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用電気機器。
5. 前記防水部を覆うカバー部材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車載用電気機器。
6. 請求項５に記載の車載用電気機器の製造方法であって、
   前記コネクタが実装された前記基板に、前記カバー部材を取り付ける工程と、
   前記ハウジングと前記カバー部材の間の空間に防水材料を流し込み、前記防水部を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする車載用電気機器の製造方法。
   
   

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