JP2020123698A

JP2020123698A - 電子装置

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Publication number: JP2020123698A
Application number: JP2019015908A
Authority: JP
Inventors: 聡深町; Satoshi Fukamachi; 和旨砂川; Kazuma Sunakawa; 祥子矢本; Shoko Yamoto
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-08-13

Abstract

【課題】基板の小型化を図ること。【解決手段】実施形態に係る電子装置は、電子部品を搭載する基板と、基板に接続されて外部との入力端子と出力端子が設けられるコネクタと、基板を覆う筐体とを備える電子装置であって、基板は、第１の辺の周縁部に設けられて入力端子が接続される第１接続部と、第１の辺とは異なる第２の辺の周縁部に設けられて出力端子が接続される第２接続部とを有し、コネクタは、筐体と一体的に設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、電子装置に関する。

従来、例えば、車両に搭載されたＥＣＵ(Electronic Control Unit)等の電子装置において、入力端子および出力端子をまとめて基板の一箇所に配置する構造が一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１３２２０２号公報

しかしながら、従来技術では、電子装置の小型化を図るうえで改善の余地があった。これは、電子部品を経由して入力端子から出力端子までの往復分の配線パターンを基板上に設ける必要があるためである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基板の小型化を図ることができる電子装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態に係る電子装置は、電子部品を搭載する基板と、前記基板に接続されて外部との入力端子と出力端子が設けられるコネクタと、前記基板を覆う筐体とを備える電子装置であって、前記基板は、第１の辺の周縁部に設けられて前記入力端子が接続される第１接続部と、前記第１の辺とは異なる第２の辺の周縁部に設けられて前記出力端子が接続される第２接続部とを有し、前記コネクタは、前記筐体と一体的に設けられている。

本発明によれば、基板の小型化を図ることができる。

図１は、電子装置の分解斜視図である。図２は、基板の上面模式図である。図３は、電子装置の断面模式図である。

以下に、本発明に係る電子装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、電子装置が車両に搭載されたＥＣＵ(Electronic Control Unit)である場合について説明するが、電子装置は、ＥＣＵに限られず、その他の電子装置であってもよい。また、電子装置は、車両に搭載されるものでなくてもよい。

まず、図１を用いて実施形態に係る電子装置の概要について説明する。図１は、電子装置の分解斜視図である。なお、図１では、説明を簡単にするために、鉛直方向上向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。

図１に示すように、実施形態に係る電子装置１は、基板１０と、下ケース２０と、筐体３０とを備える。基板１０は、ＩＣ(Integrated Circuit)チップをはじめとする各種電子部品が実装される板状の部材である。

本実施形態において、基板１０は、入力端子、出力端子が接続される第１接続部、第２接続部がそれぞれ異なる辺の周縁部に設けられる。すなわち、本実施形態において、基板１０には、入力端子および出力端子がそれぞれ異なる箇所に配置される。なお、かかる点の詳細については、図２以降の図面を用いて後述する。

また、図１に示す例では、基板１０が一枚である場合について示しているが、基板１０は、２枚以上で構成された積層構造であってもよい。

下ケース２０は、基板１０を保持するケースである。下ケース２０は、台座２１と、底面２２および突起２３を備える。台座２１は、底面２２の周囲に設けられ、基板１０が載置される台である。また、図１に示すように、台座２１は、底面２２よりも高い位置に設けられる。

これにより、基板１０の主面と、下ケース２０の底面２２とを離間した状態で基板１０を固定することが可能となる。したがって、基板１０の両面に電子部品を実装することができる。

また、突起２３は、下ケース２０の外側に向けて突出し、後述の係止穴３１へ挿入されることで、下ケース２０と筐体３０とを固定することができる。なお、例えば、下ケース２０と、筐体３０とは、基板１０を挟みこんだ状態で固定され、基板１０に縦方向（Ｚ軸方向）の押圧力が加わった状態で固定される。

筐体３０は、基板１０を主面側から覆うケースである。筐体３０は、係止穴３１、貫通孔３２を備える。係止穴３１は、上述のように、下ケース２０の突起２３と係合することで、筐体３０と下ケース２０とを固定することができる。

また、貫通孔３２は、電子装置１を固定するための穴である。例えば、ネジなどの固定部材および被固定部材で、貫通孔３２を挟み込むことで車両内部に電子装置１を固定することができる。なお、図１に示す例では、電子装置１が、２つの貫通孔３２を備える場合について示しているが、貫通孔３２は、１つであっても３つ以上であってもよい。また、電子装置１は、貫通孔３２に代えて、他の固定用部材を設けることにしてもよい。

また、図１に示すように、筐体３０は、主面にコネクタ５０を備える。コネクタ５０は、入力端子５１と、入力端子５１と対となる出力端子５２が設けられ、外部装置のコネクタ（不図示）が接続される。

入力端子５１、出力端子５２は、それぞれ基板１０の第１接続部Ｃｐ１、および第２接続部Ｃｐ２（図２参照）に接続される。すなわち、入力端子５１、出力端子５２は、それぞれ基板１０と、外部装置との接続を仲介する機能を担う。

なお、図１に示す例では、電子装置１が、２つのコネクタ５０を備える場合について示しているが、コネクタ５０は、１つであってもよく、また、２つ以上（例えば、３つ）であってもよい。

また、図１に示す例では、外部装置毎に異なるコネクタ５０が設けられる場合について示したが、これに限定されるものではなく、複数の外部装置に対して１つのコネクタ５０を設けることにしてもよい。この場合、例えば、コネクタ５０から外部装置側に延びるケーブル（不図示）で枝分かれするようにしてもよい。

また、図１に示すように、本実施形態において、筐体３０とコネクタ５０とは一体的に形成される。ここで、一体的とは、筐体３０とコネクタ５０とが連結していることを意味する。なお、筐体３０とコネクタ５０とは、１つのパーツであってもよく、筐体３０とコネクタ５０とを別々のパーツで構成し、後から組み立てることにしてもよい。また、例えば、下ケース２０、筐体３０およびコネクタ５０は、それぞれＰＥＴ樹脂などを用いることができる。

次に、図２を用いて実施形態に係る基板１０の概要について説明する。図２は、基板１０の模式図である。なお、図２では、基板１０の一部を上面視した模式図を示す。なお、図２では、説明を簡単にするため、基板１０の一部を模式的に示す。

図２に示すように、基板１０は、第１接続部Ｃｐ１と、第２接続部Ｃｐ２とを備える。第１接続部Ｃｐ１および第２接続部Ｃｐ２は、それぞれ入力端子５１および出力端子５２が接続される貫通孔（いわゆるスルーホール）である。

本実施形態において、第１の辺Ｓ１の周縁部に第１接続部Ｃｐ１が設けられ、第１の辺Ｓ１と対向する第２の辺Ｓ２の周縁部に第２接続部Ｃｐ２が設けられる。なお、周縁部とは、例えば、基板１０の端部から基板長の１０％以内の範囲を示す。

すなわち、本実施形態において、基板１０には、入力端子５１および出力端子５２がそれぞれ異なる辺の周縁部に設置されることとなる。

これにより、従来技術のように、基板の１箇所に入力端子および出力端子を集約して設ける場合に比べて、配線パターンＰの実装面積を少なくすることができる。具体的には、従来技術では、基板の１つの辺に入力端子および出力端子が設けられていた。このため、入力端子から電子装置を経由し、出力端子までの往復分の電子パターンを設ける必要がある。

これに対して、実施形態に係る電子装置１では、入力端子５１および出力端子５２をそれぞれ基板１０上の異なる箇所に接続する。したがって、入力端子から電子部品Ｅｃを経由して、出力端子までの往路分の配線パターンＰを設ければよく、復路分の配線パターンＰを省略することが可能となる。

つまり、復路分の配線パターンＰを省略する分だけ、配線パターンＰの実装面積を削減することができる。これにより、従来に比べて基板１０の小型化を図ることができる。また、実施形態に係る電子装置１では、従来に比べて、配線パターンＰの配線長を短くすることが可能となる。これにより、配線パターンＰへノイズが乗りにくくなるので、例えば、コンデンサや抵抗などのノイズ対策部品を減らすことができる。

したがって、ノイズ対策部品を減らす分だけ、コストダウンを図ることができるとともに、基板１０の小型化を図ることができる。

また、図２に示すように、基板１０には、第１接続部Ｃｐ１および第２接続部Ｃｐ２を結ぶ線上に電子部品Ｅｃが配置されるとともに、第１接続部Ｃｐ１から第２接続部Ｃｐ２へ向かって１方向の配線パターンＰが設けられる。

つまり、基板１０には、第１接続部Ｃｐ１から第２接続部Ｃｐ２まで、最短距離で配線パターンＰが実装される。これにより、配線パターンＰの実装面積を最小に抑えることができるので、基板１０の小型化を図ることができる。

なお、図２に示す例では、第１の辺Ｓ１と、第２の辺Ｓ２とが対向する辺である場合について示したが、第１の辺Ｓ１と、第２の辺Ｓ２とは、互いに隣りある辺であってもよい。

また、第１接続部Ｃｐ１と第２接続部Ｃｐ２とを結ぶように、できる限り配線方向が逆戻りしないように配線パターンＰが設けられるが、第１接続部Ｃｐ１と第２接続部Ｃｐ２との間には、実際には、多数の電子部品が配置される場合が多いため、複雑な回路構成となり、若干の配線パターンＰの配線方向が逆戻りしたりすることもある。

次に、図３を用いて電子装置１における基板１０と入力端子５１および出力端子５２との接続例について説明する。図３は、電子装置１の断面模式図である。なお、図３は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面模式図に対応する。

図３に示すように、入力端子５１は、コネクタ５０側から外部装置へ接続する第１ピン５１ａ、筐体３０に内蔵される第１導線部５１ｂ、第２導線部５１ｃ、基板１０と接続する第２ピン５１ｅを備える。

同様に、出力端子５２は、コネクタ５０側から外部装置へ接続する第１ピン５２ａ、筐体３０に内蔵される第１導線部５２ｂ、第２導線部５２ｃ、基板１０と接続する第２ピン５２ｅを備える。

すなわち、入力端子５１および出力端子５２は、第１ピン５１ａ、５２ａから筐体３０の主面３３に沿って折り曲がり後に、筐体３０の側壁３４に沿って折り曲がったクランク形状である。

このように、入力端子５１および出力端子５２を折り曲構造とし、筐体３０の内部に内蔵して設けることで、入力端子５１および出力端子５２を効率よく収容することが可能となる。

これにより、従来の横方向（Ｙ方向）にＬ字型に端子が折れ曲がったコネクタを基板１０上に接続する場合に比べて、基板１０の主面上のスペースを確保することができるので、基板１０の主面上のスペースを有効に活用することができる。つまり、上記のスペースに様々な位置に電子部品Ｅｃ（図２参照）を搭載することができる。したがって、電子装置１の小型化を図ることができる。

なお、入力端子５１および出力端子５２が内包される筐体３０は、例えば、入力端子５１および出力端子５２をそれぞれ金型へ固定した状態で、金型へプラスチックなどの樹脂を流し込むことで製造することができる。

なお、入力端子５１および出力端子５２を筐体３０内部に内包する構成は、必須ではなく、入力端子５１および出力端子５２を筐体３０の内壁に添わせるように設けることにしてもよい。その際、入力端子５１および出力端子５２は樹脂等で絶縁被覆していることが望ましい。

また、図３に示す例では、筐体３０と、コネクタ５０の接続部５５が一体で設けられる場合について示しているが、これに限定されるものではなく、筐体３０と接続部５５を別々に設けることにしてもよい。また、入力端子５１および出力端子５２を各部位ごとにそれぞれ別々に形成し、製造段階で、接着させることにしてもよい。

また、図３に示すように、入力端子５１および出力端子５２は、例えば、接続コネクタ５１ｄ、５２ｄによって、第２導線部５１ｃ、５２ｃと第２ピン５１ｅ、５２ｅとが接続される。

第２ピン５１ｅ、５２ｅは、基板１０の第１接続部Ｃｐ１および第２接続部Ｃｐ２それぞれに貫通する。本実施形態においては、第２ピン５１ｅ、５２ｅとして、プレスフィット端子を用いることで、さらに基板１０の小型化を図ることが可能である。ここで、プレスフィット端子とは、鉛直方向に加わる押圧力によって水平方向へ広がる端子である。

かかるプレスフィット端子を用いることで、第２ピン５１ｅ、５２ｅを基板１０へ接着させる際のはんだ付けが不要となる。また、はんだ付けを行う際には、パレットを基板１０に乗せた状態ではんだ付けを行う必要があり、パレットに覆われるスペース（以下、禁止領域と記載する）を確保しておく必要がある。

これに対して、プレスフィット端子を用いることで、はんだ付けが不要となり、上記の禁止領域を確保する必要がなくなる。つまり、禁止領域を省略する分だけ、基板１０の有効面積を増やすことができる。

特に、筐体３０と一体成形された端子を基板１０とはんだ付けする場合には、基板１０に筐体３０が接続された状態ではんだ付けを行う必要があり、はんだ付けが行い難い可能性があるが、プレスフィット端子の場合には容易に接続することが可能である。

また、図３に示したように、筐体３０に、入力端子５１および出力端子５２を内包することで、第２ピン５１ｅ、５２ｅを基板１０に上面から押し付けた状態で固定することができる。

これにより、プレスフィット端子である第２ピン５１ｅ、５２ｅに対して、常に所定値以上の挿入荷重を与えることができる。したがって、基板１０に対して入力端子５１および出力端子５２を強固に固定することが可能となる。

実施形態に係る電子装置１は、電子部品Ｅｃを搭載する基板１０と、基板１０に接続されて外部との入力端子５１と出力端子５２が設けられるコネクタ５０と、基板１０を覆う筐体３０とを備える電子装置１であって、基板１０は、第１の辺Ｓ１の周縁部に設けられて入力端子５１が接続される第１接続部Ｃｐ１と、第１の辺Ｓ１とは異なる第２の辺Ｓ２の周縁部に設けられて出力端子５２が接続される第２接続部Ｃｐ２とを有し、コネクタ５０は、筐体３０と一体的に設けられている。

したがって、実施形態に係る電子装置１によれば、配線パターンＰの実装面積を抑えることができるので、基板１０の小型化を図ることができる。

ところで、上述した実施形態では、コネクタ５０がそれぞれ筐体３０の主面３３に対して鉛直方向を向いて設けられる場合について示したが、これに限定されるものではない。すなわち、コネクタ５０を筐体３０の側壁３４に対して鉛直方向を向いて設けられることにしてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な様態は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲および、その均等物によって定義される統括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変化が可能である。

１電子装置
１０基板
２０下ケース
３０筐体
５０コネクタ
５１入力端子
５２出力端子
Ｃｐ１第１接続部
Ｃｐ２第２接続部
Ｓ１第１の辺
Ｓ２第２の辺

Claims

電子部品を搭載する基板と、前記基板に接続されて外部との入力端子と出力端子が設けられるコネクタと、前記基板を覆う筐体とを備える電子装置であって、
前記基板は、
第１の辺の周縁部に設けられて前記入力端子が接続される第１接続部と、前記第１の辺とは異なる第２の辺の周縁部に設けられて前記出力端子が接続される第２接続部とを有し、
前記コネクタは、
前記筐体と一体的に設けられている
ことを特徴とする電子装置。
前記基板は、
前記第１の辺と前記第２の辺とが対向する辺であること
を特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記筐体は、
前記基板の側面と対向する位置に前記コネクタが設けられ、前記筐体の壁内部に、前記コネクタの前記入力端子および前記出力端子と前記基板とを接続する導体が内蔵されること
を特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
前記入力端子および前記出力端子の少なくとも一方がプレスフィット端子であること
を特徴とする請求項１、２または３に記載の電子装置。