JP2017084480A - 電子ユニットおよびそれを用いた車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】配線部材の可撓部を電子回路と不離一体に設け、配線作業を容易にし、車両用灯具などの設計自由度を高め、部品点数を減らして電子ユニットを安価に製作する。
【解決手段】車両用灯具のＥＣＵ１１は、ケーシング１５と、ケーシング１５の内側に収容された電子回路１９と、電子回路１９を光源装置やアクチュエータ等のの外部機器に接続するための配線部材とを含む。配線部材にはＦＰＣ２２が用いられ、ＦＰＣ２２が電子回路１９に接続される端子部２４と、ケーシング１５の外側に露出する可撓部２５と、端子部２４と可撓部２５の間でケーシング１５の封止部２７によって封止される入出線部２６とを備える。封止部２７は、ＦＰＣ２２の可撓部２５と電子回路１９を不離一体化するとともに、入出線部２６の水密性能を高めるように機能する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ケーシング内部の電子回路を外部機器に接続する配線部材を備えた電子ユニット、およびこの電子ユニットを装備した車両用灯具に関する。

従来、ケーシングの内部に収容した電子回路を配線部材で外部の電気機器に接続する技術が知られている。例えば、特許文献１の電子ユニットは、車両用灯具のハウジングに取り付けられるケーシングを備え、ケーシングの内部に光源装置を制御するための電子回路を設け、電子回路の入力側端子部を灯具外側のハーネスで車両用電源に接続し、電子回路の出力側端子部を灯具内側のハーネスによって光源装置に接続するように構成されている。

特開２０１４−８２１４７号公報

ところが、従来の電子ユニットによると、電源や光源等の外部機器に接続するための配線部材として、複数本の電線を束ねたワイヤーハーネスを使用しているため、剛性の高いハーネスを灯具内外の狭いスペースで引き回すのに手間がかかるという問題点があった。また、ハーネスの引き回しを容易にするために、各部電気機器のレイアウトや灯具ハウジングの形状が制限されるなど、総じて車両用灯具の設計自由度が低下するという課題もあった。そのうえ、ハーネス側の多芯コネクタが接続されるソケットを電子ユニット側に設ける必要があり、電子ユニットの部品点数が増え、製作コストが高くつくという不都合もあった。

そこで、本発明の目的は、配線作業を容易に行うことができ、車両用灯具等の設計自由度を高めることができるとともに、部品点数を減らして安価に製作できる電子ユニット、および、この電子ユニットを用いた車両用灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の電子ユニットは、ケーシングと、ケーシングの内側に収容された電子回路と、電子回路をケーシング外側の外部機器に接続するための配線部材とを含み、配線部材はケーシングの外側に露出する可撓部を電子回路と不離一体に備えることを特徴とする。

ここで、配線部材の可撓部を電子回路と不離一体に備えるとは、電子ユニットの使用に際して、配線部材と電子回路の接続作業が不要になる構成、例えば、ハーネスやコネクタなどの中継部品を用いた結線作業が不要になる構成を意味する。本発明の一実施形態では、配線部材がケーシングの内側で電子回路に接続された端子部を備え、ケーシングが端子部と可撓部の間で配線部材の周囲を密封する封止部を備える。封止部は、可撓部を電子回路と不離一体化する機能に加え、配線部材の入出線部においてケーシングの水密性能を高める機能を備える。

また、配線部材の引き回しに際し、可撓部の屈曲に伴って配線部材が塑性変形したり、ケーシングの封止部が欠けたりしないように、封止部は可撓部の幅寸法よりも長い距離で配線部材に密着する封止ラインを備えているのが好ましい。

具体的には、ケーシングの封止部を凸形または凹形曲面を含む形状に形成することで、封止ラインを可撓部の幅寸法よりも長い曲線とすることができる。あるいは、封止部を可撓部の延びる方向に対して斜めに交差する傾斜面を含む形状に形成することで、封止ラインを可撓部の幅寸法よりも長い直線とすることもできる。

一方、電子ユニットのケーシングは、特定の構成に限定されないが、例えば、内側に電子回路を収容する部屋を備えた中空形状としてもよく、電子回路を樹脂で密封する中実構造とすることもできる。中実構造は、電子回路の耐水性能が向上する点で車両用灯具等に好ましく適用できる。具体的には、ケーシングが樹脂により電子回路を埋め込んで成形される。

ケーシングを中実構造とする場合、電子回路は、樹脂製の回路基板上に複数の電子部品を装備していることで、ケーシングとの熱膨張差を小さくすることができる。また、電子部品を回路基板の片面に実装し、回路基板の反対面に放熱板を接合することによって、電子部品の発熱による性能低下を未然に抑えることもできる。

また、電子回路は、配線部材とは別部材である回路基板上に形成することができるほか、配線部材と一体的に形成することもできる。前者の場合は、電子ユニットの製作に際して、例えば、回路基板上の配線パターンに配線部材の端子部をはんだ接続することができる。後者の場合は、電子回路と配線部材を同一のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）に形成することで、電子ユニットの製作工程からはんだ接続を省くことができる。

本発明の車両用灯具は、上述した特徴的な構成のうち少なくとも一つを含む電子ユニットが光源装置の電子制御ユニット(ＥＣＵ)に使用されていることを特徴とする。

本発明の電子ユニットおよび車両用灯具によれば、配線部材の可撓部がケーシング内側の電子回路と不離一体に設けられているので、狭い場所でも配線作業を容易に行うことができ、車両用灯具等の設計自由度を高めることができるうえ、部品点数を減らして安価に製作できるという効果がある。

本発明による車両用灯具の一実施形態を示す断面図である。 図１の車両用灯具のＥＣＵを示す斜視図である。 図２のＥＣＵの平面図である。 ＥＣＵの内部構造を示す図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 電子回路と配線部材が同一のＦＰＣに形成されたＥＣＵの断面および平面図である。 ケーシングの封止部を示すＥＣＵの斜視図である。 封止部の変更例を示すＥＣＵの平面図である。 封止部の別の変更例を示すＥＣＵの平面図である。 放熱板を省いたＥＣＵを示す断面図である。 中空形状のケーシングを備えたＥＣＵの断面図である。 回路基板の一部がケーシング外側に露出するＥＣＵの断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す車両用灯具１は、車両前方を照明するヘッドランプであって、灯具ハウジング２と透光カバー３との間に形成された灯室４に光源装置５を装備している。光源装置５は、光源６、リフレクタ７および投影レンズ８を備え、全体がアクチュエータ９によって水平方向に旋回される。なお、光源装置５を別のアクチュエータによって垂直方向へ傾動可能に設けることもできる。

灯具ハウジング２の適宜箇所、例えば、ハウジング２の下面には、光源６およびアクチュエータ９を電気的に制御するためのＥＣＵ１１が設置されている。ＥＣＵ１１は入力および出力側の配線部材１２，１３を一体的に備え、入力側の配線部材１２が受電コネクタ１４を介して図示しない外部電源(例えば、車両用バッテリー)に接続され、出力側の配線部材１３が外部機器である光源装置５とアクチュエータ９に接続されている。

図２、図３に示すように、ＥＣＵ１１は一つの曲面１５ａを含む六面体形状のケーシング１５を備え、配線部材１２，１３が曲面１５ａからケーシング１５の外側に露出している。図４に示すように、ケーシング１５の内側には、フェノールやエポキシ等の熱硬化性樹脂からなる回路基板（リジッド基板）１６が収容され、回路基板１６の片面に複数の電子部品１７と配線パターン１８を含む電子回路１９が実装され、回路基板１６の反対面に金属製の放熱板２０が接合されている。そして、放熱板２０が電子部品１７の発熱を電子ユニット１１の外部に放散し、電子部品１７の性能低下を未然に防止できるようになっている。

ケーシング１５は、回路基板１６との熱膨張差が小さくなるように、回路基板１６と同程度の熱膨張率を有する樹脂材料を用いてトランスファー成形され、内部に配線部材１２，１３の一部、電子回路１９および放熱板２０が埋め込まれている。配線部材１２，１３にはテープ状のＦＰＣ２２が用いられ、ＥＣＵ１１の製作時に、ケーシング１５の内側でＦＰＣ２２の内部導体２３が電子回路１９の配線パターン１８に予め電気接続されている。したがって、ＥＣＵ１１を車両用灯具１に組み付ける際に、ＦＰＣ２２と電子回路１９の接続を不要にし、配線作業を迅速に行うことができる。

図３、図４に示すように、ＦＰＣ２２は、電子回路１９に接続される端子部２４と、ケーシング１５の外側に露出する可撓部２５と、端子部２４と可撓部２５の間でケーシング１５の樹脂中に封入される入出線部２６とを備え、可撓部２５が電子回路１９と不離一体に設けられている。ケーシング１５の曲面１５ａには、入出線部２６の周囲を密封するための凸形封止部２７が含まれ、凸形封止部２７の封止ライン２８が可撓部２５と入出線部２６の境界線位置でＦＰＣ２２に密着されている。そして、封止ライン２８は封止部２５の曲率により定まる長さの曲線を含み、この曲線に沿って封止ライン２８が可撓部２５の幅寸法（Ｗ）よりも長い距離（Ｌ）でＦＰＣ２２をシールするようになっている。

したがって、上記のように構成されたＥＣＵ１１によれば、配線部材１２，１３にＦＰＣ２２を使用し、ＦＰＣ２２の可撓部２５を電子回路１９と不離一体に設けたので、灯具内外の比較的狭いスペースでＦＰＣ２２を容易に引き回すことができるとともに、配線作業を考慮した灯具ハウジング２の形状や電気機器のレイアウトに関する制限を緩和して、車両用灯具１の設計自由度を高めることができる。また、ＦＰＣ２２を接続するためのコネクタやネジが不要になるため、ＥＣＵ１１の部品点数を減らし、その全体を安価に製作することもできる。

特に、この実施形態のＥＣＵ１１では、ケーシング１５の封止部２７が端子部２４と可撓部２５の間でＦＰＣ２２の周囲を密封しているので、ＦＰＣ２２の入出線部２６におけるケーシング１５の水密性能を高め、電子回路１９の浸水を確実に防止することができる。また、封止部２７の封止ライン２８が可撓部２５の幅よりも長い距離でＦＰＣ２２に密着しているため、ＦＰＣ２２が付け根部分で屈曲しにくくなり、屈曲に伴う内部導体２３の断線やケーシング１５の樹脂割れまたは欠損を未然に防止することもできる。

次に、図５〜図１１に従って本発明の別の実施形態について説明する。なお、各図において、上記実施形態と同一または類似する構成要素については、図面に同一の符号が付されている。

図５に示す電子ユニット(ＥＣＵ１１）では、入力側および出力側の配線部材１２，１３が電子回路１９と同一のＦＰＣ３１に形成されている。配線部材１２，１３には、上記実施形態と同様の可撓部２５と入出線部２６が設けられているが、端子部は設けられておらず、可撓部２５の内部導体２３が電子回路１９の配線パターン(図示略)と連続的に形成されている。そして、電子回路１９が形成される領域のＦＰＣ３１は、電子部品１７と一緒にケーシング１５を成形する樹脂中に埋設されている。したがって、この実施形態の電子ユニットによれば、ＥＣＵ１１の製作工程から配線部材１２，１３および電子回路１９のはんだ接続を省略できる利点がある。その他の作用効果は上記実施形態と同じである。

図６に示す電子ユニット(ＥＣＵ１１）では、ケーシング１５の一側面の一部に封止部３３が突出形成され、封止部３３に弧状の封止ライン２８がＦＰＣ（配線部材）２２と密着するように形成されている。したがって、この実施形態によっても、封止ライン２８を可撓部２５の幅よりも長い距離でＦＰＣ２２に密着させ、配線引き回し作業に伴うＦＰＣ２２の屈曲を効果的に抑えることができる。

図７に示す電子ユニット(ＥＣＵ１１）では、ケーシング１５の一側面に２つの凹形封止部３５が形成され、各封止部３５からＦＰＣ２２の可撓部２５がケーシング１５の外側に露出している。この実施形態によっても、凹形封止部３５に曲線状の封止ライン２８を形成することができ、封止ライン２８を可撓部２５の幅寸法（Ｗ）よりも長い距離（Ｌ）でＦＰＣ２２に密着させることができる。

図８に示す電子ユニット(ＥＣＵ１１）では、ケーシング１５の一側面が可撓部２５の延びる方向に対して斜めに交差する２つの傾斜面１５ｂを含み、傾斜面１５ｂの一部がＦＰＣ２２の封止部３７となっている。この形状によれば、封止部３７に直線状の封止ライン２８を形成し、これを可撓部２５の幅寸法（Ｗ）よりも長い距離（Ｌ）でＦＰＣ２２に密着させることができる。また、内部導体２３の導線方向が封止ライン２８と直角に交わらないため、可撓部２５が折り曲げられた場合の応力集中を緩和し、内部導体２３の切断を未然に防止することもできる。

図９に示す電子ユニット(ＥＣＵ１１）は、放熱板を備えず、回路基板１６および電子回路１９がケーシング１５を成形する樹脂材料中に埋設されている。さらに、回路基板１６を省き、電子回路１９と配線部材を同一のＦＰＣに形成することもできる。また、複数の電子部品１７を振り分けて回路基板１６の両面に実装してもよい。

図１０に示す電子ユニット(ＥＣＵ１１）は、ケーシング１５が２つのケース片３９，４０によって中空状に形成され、中空部４１に回路基板１６と電子回路１９が収められている。そして、ケーシング１５の一つの側壁において、ケース片３９，４０の接合部によって封止部４２が形成され、封止部４２に封止ライン２８が曲線状または斜状に形成されている。

図１１に示す電子ユニット(ＥＣＵ１１）では、回路基板１６の一部がケーシング１５の一側面から突出し、その突出部よりも先方に配線部材（ＦＰＣ２２）の可撓部２５が設けられている。この構成によれば、リジッドな回路基板１６の剛性を利用して配線部材の付け根部分を補強することができる。

その他、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、電子ユニット各部の形状や構成を適宜に変更して実施したり、本発明の電子ユニットを車両用灯具以外の各種電動装置に適用したりすることも可能である。

１ 車両用灯具
５ 光源装置
９ アクチュエータ
１１ ＥＣＵ
１２ 入力側配線部材
１３ 出力側配線部材
１５ ケーシング
１６ 回路基板
１７ 電子部品
１９ 電子回路
２０ 放熱板
２２ ＦＰＣ
２４ 端子部
２５ 可撓部
２６ 入出線部
２７ 封止部
２８ 封止ライン
３１ ＦＰＣ

Claims (8)

1. ケーシングと、ケーシングの内側に収容された電子回路と、電子回路をケーシング外側の外部機器に接続するための配線部材とを含み、配線部材はケーシングの外側に露出する可撓部を電子回路と不離一体に備えることを特徴とする電子ユニット。
2. 前記配線部材は、ケーシングの内側で電子回路に接続される端子部を備え、前記ケーシングが、端子部と前記可撓部の間で配線部材の周囲を密封する封止部を備えた請求項１記載の電子ユニット。
3. 前記封止部が、可撓部の幅寸法よりも長い距離で配線部材に密着する封止ラインを備えた請求項２記載の電子ユニット。
4. 前記ケーシングが、樹脂により電子回路を埋め込んで成形されている請求項１〜３の何れか一項に記載の電子ユニット。
5. 前記電子回路が、樹脂製の回路基板上に複数の電子部品を装備している請求項４記載の電子ユニット。
6. 前記電子部品が回路基板の片面に実装され、回路基板の反対面に放熱板が接合されている請求項５記載の電子ユニット。
7. 前記電子回路と前記配線部材は、同一のフレキシブルプリント基板に形成されている請求項１〜６の何れか一項に記載の電子ユニット。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載された電子ユニットが光源装置の電子制御ユニットに使用されていることを特徴とする車両用灯具。

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