JP2023169491A - 電子ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】構成部品点数を削減することができる電子ユニットを提供する。【解決手段】電子ユニット１は、第１基板２Ａと、第１基板２Ａと対向方向Ｚの一方側において対向する第２基板２Ｂと、第１基板２Ａから対向方向Ｚの一方側に向けて延在する第１端子５Ａと、第２基板２Ｂから対向方向Ｚの一方側に向けて延在する第２端子５Ｂとを備える。第１端子５Ａは、当該第１端子５Ａの対向方向Ｚに沿った長さが第２端子５Ｂの対向方向Ｚに沿った長さより相対的に長く形成されている。第１端子５Ａ及び第２端子５Ｂは、第１基板２Ａと第２基板２Ｂとが対向方向Ｚに対向して配置された対向状態において、第２基板２Ｂにおける直線状に形成された一辺の基板端２Ｂａを挟んで対向方向と直交する方向の一方側と他方側に位置し、１つのコネクタＣに接続可能な位置に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、電子ユニットに関する。

従来、プリント回路基板に実装された、いわゆるＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）コネクタに対して、ワイヤハーネス側のコネクタを接続して基板とワイヤハーネスとの電気的な接続が行われている。例えば、複数の基板が搭載されたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）では、基板ごとにＰＣＢコネクタが実装されている。また、Ｂｏａｒｄ ｔｏ Ｂｏａｒｄ（ＢｔｏＢ）ピンヘッダ等で電気的に接続された２枚の基板のうち、一方の基板にＰＣＢコネクタを搭載し、他方の基板から一方の基板を経由して、基板とワイヤハーネスとを電気的に接続するものもある。

また、２枚の基板を対向して配置し、一方の基板に実装された雌型コネクタに長さの異なる２本の雄端子を収容し、一方の雄端子を一方の基板に電気的に接続し、他方の雄端子を他方の基板に電気的に接続する、基板とコネクタとの接続構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－２０４１１３号公報

ところで、上記従来技術では、基板ごとにＰＣＢコネクタが必要であったり、２つの基板を電気的に接続するためにＢｔｏＢピンヘッダ等が必要であることから、構成部品点数の観点で改善の余地がある。

本発明は、構成部品点数を削減することが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、本発明に係る電子ユニットは、第１基板と、前記第１基板と対向方向の一方側において対向する第２基板と、前記第１基板から前記対向方向の前記一方側に向けて延在する少なくとも１つの第１端子と、前記第２基板から前記対向方向の前記一方側に向けて延在する少なくとも１つの第２端子と、を備え、前記第１端子は、当該第１端子の前記対向方向に沿った長さが前記第２端子の前記対向方向に沿った長さより相対的に長く形成されており、前記第１端子及び前記第２端子は、前記第１基板と前記第２基板とが前記対向方向に対向して配置された対向状態において、前記第２基板における直線状に形成された一辺の基板端を挟んで前記対向方向と直交する方向の一方側と他方側に位置し、かつ１つの相手側コネクタに接続可能な位置に配置される、ことを特徴とする。

本発明に係る電子ユニットによれば、構成部品点数を削減することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る電子ユニットの概略構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る電子ユニットの概略構成を示す平面図である。 図３は、実施形態に係る電子ユニットの概略構成を示す断面図である。

以下に、本発明に係る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、下記実施形態により本発明が限定されるものではない。すなわち、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれ、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

［実施形態］
本実施形態に係る電子ユニット１は、例えば、自動車等の車両に搭載される。電子ユニット１は、図１に示すように、外部からワイヤハーネスＷＨが接続される。

ワイヤハーネスＷＨは、例えば、車両に搭載される電源と各種電子機器（不図示）との接続のために、電源供給や信号通信に用いられる複数の配索材Ｗを束にして集合部品とし、コネクタ等で複数の配索材Ｗを電源または各電子部品に接続するようにしたものである。ワイヤハーネスＷＨは、図１、図３に示すように、例えば、配索材Ｗと、コネクタＣとを含んで構成される。配索材Ｗは、例えば、導電性を有する複数の金属素線を束ねた芯線を、絶縁被覆部によって被覆した絶縁電線である。コネクタＣは、配索材Ｗの端末に取付けられ、例えば、接続相手とコネクタ嵌合することで当該接続相手との間に電気的な接続部位を形成し配索材Ｗと接続相手とを導通接続するものである。コネクタＣは、ハウジングの内部に配索材Ｗの端末に設けられた複数のコネクタ端子Ｐを収容し保持する。ここでは、コネクタ端子Ｐは、メス端子である。コネクタ端子Ｐは、接続相手の嵌合部に収容された接続相手のコネクタ端子に接続可能である。ワイヤハーネスＷＨは、複数の配索材Ｗを束ねて集約すると共に、束ねられた配索材Ｗの端末に設けられたコネクタＣを介して電子ユニット１が電気的に接続される。ワイヤハーネスＷＨは、この他、さらに、グロメット、プロテクタ、外装材、固定具等を含んで構成されてもよい。

電子ユニット１は、図１、図２に示すように、電子部品３Ａが実装された第１基板２Ａと、電子部品３Ｂが実装された第２基板２Ｂとを含んで構成される。電子部品は、例えば、ヒューズ、コンデンサ、リレー、抵抗、トランジスタ、トランス、コイル、ＩＰＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｓｗｉｔｃｈ）、マイコン等を含むＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；電子制御ユニット）、各種センサ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、スピーカ等であるが、これらに限られない。また、図示例には、第１基板２Ａには、１つの電子部品３Ａが実装されているが、これに限定されず、複数の電子部品３Ａが実装されていてもよい。同様に、第２基板２Ｂには、１つの電子部品３Ｂが実装されているが、これに限定されず、複数の電子部品３Ｂが実装されていてもよい。

なお、以下の説明では、図示のＸ方向は、本実施形態における電子ユニット１の幅方向である。Ｙ方向は、本実施形態における電子ユニット１の奥行き方向であり、幅方向と直交する方向である。Ｚ方向は、本実施形態における電子ユニット１の対向方向であり、幅方向及び奥行き方向と直交する方向である。上記各方向は、それぞれ「幅方向Ｘ」、「奥行き方向Ｙ」、「対向方向Ｚ」と表記する。特に、幅方向Ｘの一方をＸ１方向、他方をＸ２方向とする。また、対向方向Ｚの一方をＺ１方向、他方をＺ２方向とする。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、電子ユニット１が当該電子ユニット１の取付け対象となる装置または機器に適正な位置関係で組み付けられた状態での方向として説明する。また、対向方向Ｚは、電子ユニット１の上下方向に沿う方向であるが、鉛直方向に沿うものであってもよい。

第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂは、上述した電子部品３Ａ，３Ｂが実装され、これらを電気的に接続する電気回路を構成するものである。第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂは、図１及び図２に示すように、例えば、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）から見た場合、矩形状に形成され、各辺が幅方向Ｘ及び奥行き方向Ｙに沿って延在する。第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂは、いわゆるプリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）である。第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂは、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁性の材料からなる絶縁層に、銅等の導電性の材料によって配線パターン（プリントパターン）が印刷されることで当該配線パターンによって回路が構成される。第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂは、各第１基板２Ａ，第２基板２Ｂの板厚方向に沿って貫通して形成される複数のスルーホール（不図示）及び／または非スルーホールを有する。各ホールには、電子部品３Ａ，３Ｂのリード線（不図示）や後述する第１端子５Ａ、第２端子５Ｂが挿入され半田付け等によって回路に電気的に接続される。

第１基板２Ａは、第１回路６Ａを構成する（図２参照）。第１回路６Ａは、例えば、パワーモジュールを含むものである。パワーモジュールは、電源と各種電子機器との間に介在して電源分配するモジュールであり、例えば、トランジスタ、ダイオード、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、サイリスタなどの素子が組み合わされて構成されるものである。第１基板２Ａは、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）側に実装面４Ａが形成され、当該実装面４Ａに電子部品３Ａ等が実装される。つまり、第１回路６Ａは、電子部品３Ａを含んで構成される。第１基板２Ａは、２つの第１端子５Ａを有する。

第１端子５Ａは、第１基板２Ａから対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）に向けて延在する。第１端子５Ａは、第１基板２Ａの実装面４ＡからＺ１方向側に向けて突出するように配置される。第１端子５Ａは、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）側の端部が、ワイヤハーネスＷＨのコネクタＣに接続される。つまり、第１端子５Ａは、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）側の端部が、１つの相手側コネクタであるコネクタＣの内部に収容されたコネクタ端子Ｐに接続され、当該コネクタ端子Ｐを介して配索材Ｗに電気的に接続される。

第１端子５Ａは、対向方向Ｚの他方（Ｚ２方向）側の端部が、実装面４Ａに設けられたスルーホールまたは非スルーホールに挿入され、例えば半田付け等によって固定される。つまり、第１端子５Ａは、対向方向Ｚの他方（Ｚ２方向）側の端部が、第１基板２Ａの実装面４Ａに固定され、かつ第１回路６Ａに電気的に接続される。第１端子５Ａは、当該第１端子５Ａの対向方向Ｚに沿った長さが第２端子５Ｂの対向方向Ｚに沿った長さより相対的に長く形成されている。より具体的には、第１端子５Ａは、当該第１端子５Ａが第１基板２Ａに固定された状態において、第１基板２Ａから露出する部分の長さが、第２端子５Ｂが第２基板２Ｂに固定された状態における第２基板２Ｂから露出する部分の長さより相対的に長く形成される。

第２基板２Ｂは、第１回路６Ａと異なる第２回路６Ｂを構成する。第２回路６Ｂは、例えば、制御回路を含むものである。つまり、第２回路６Ｂは、第１回路６Ａとは異なる回路構成を有する。第２基板２Ｂは、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）側に実装面４Ａが形成され、当該実装面４Ａに電子部品３Ａ等が実装される。つまり、第２回路６Ｂは、電子部品３Ｂを含んで構成される。第２基板２Ｂは、第１基板２Ａと第２基板２Ｂとが対向方向Ｚに対向して配置された対向状態において、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）から見た場合、第１基板２Ａより相対的に小さい。第２基板は、２つの第２端子５Ｂを有する。

第２端子５Ｂは、第１基板２Ａから対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）に向けて延在する。第２端子５Ｂは、第２基板２Ｂの実装面４ＢからＺ１方向側に向けて突出するように配置される。第２端子５Ｂは、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）側の端部が、ワイヤハーネスＷＨのコネクタＣに接続される。つまり、第２端子５Ｂは、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）側の端部が、コネクタＣの内部に収容された他のコネクタ端子Ｐに接続され、当該他のコネクタ端子Ｐを介して他の配索材Ｗに電気的に接続される。ここで、他のコネクタ端子Ｐは、第１端子５Ａに接続されるコネクタ端子Ｐと異なるコネクタ端子である。他の配索材Ｗは、第１端子５Ａにコネクタ端子Ｐを介して接続された配索材Ｗと異なる配索材である。

第２端子５Ｂは、対向方向Ｚの他方（Ｚ２方向）側の端部が、実装面４Ｂに設けられたスルーホールまたは非スルーホールに挿入され、例えば半田付け等によって固定される。つまり、第２端子５Ｂは、対向方向Ｚの他方（Ｚ２方向）側の端部が、第２基板２Ｂの実装面４Ｂに固定され、かつ第２回路６Ｂに電気的に接続される。第２端子５Ｂは、当該第２端子５Ｂの対向方向Ｚに沿った長さが第１端子５Ａの対向方向Ｚに沿った長さより相対的に短く形成されている。より具体的には、第２端子５Ｂは、当該第２端子５Ｂが第２基板２Ｂに固定された状態において、第２基板２Ｂから露出する部分の長さが、第１端子５Ａが第１基板２Ａに固定された状態における第１基板２Ａから露出する部分の長さより相対的に短く形成される。

第１端子５Ａ及び第２端子５Ｂは、当該第１基板２Ａと当該第２基板２Ｂとが対向方向Ｚに対向して配置された対向状態において、第２基板２Ｂにおける直線状に形成された一辺の基板端２Ｂａを挟んで対向方向と直交する方向の一方側と他方側に位置する。基板端Ｂａは、矩形状に形成された第２基板２Ｂの四辺のうちの一辺である。基板端Ｂａは、第２基板２Ｂに設けられた２つの第２端子５Ｂの配列方向（幅方向Ｘ）に沿って直線状に形成される。基板端Ｂａは、第１基板２Ａと当該第２基板２Ｂとが対向方向に対向して配置された対向状態において、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）から見た場合、第１基板２Ａの実装面４Ａ上に位置する。また、基板端Ｂａは、上記対向状態において、２つの第１端子５Ａに対して幅方向Ｘにそれぞれ対向する。そして、第１端子５Ａ及び第２端子５Ｂは、第１基板２Ａと第２基板２Ｂとが対向方向Ｚに対向して配置された対向状態において、第２基板２Ｂにおける基板端２Ｂａを挟んで対向方向Ｚと直交する幅方向Ｘの一方（Ｘ１方向）と他方（Ｘ２方向）に位置し、１つのコネクタＣに接続可能な位置に配置される。

本実施形態に係る電子ユニット１は、図３に示すように、例えば筐体本体２０の内部に収容される。この場合、電子ユニット１は、第１基板２Ａと、第２基板２Ｂと、第１端子５Ａと、第２端子５Ｂと、筐体本体２０と、蓋体２１とを含んで構成される。

筐体本体２０は、例えば絶縁性の合成樹脂等を用いて形成される。筐体本体２０は、内部に第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂを収容する。筐体本体２０は、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）側に開口する開口部２０ａを有する。開口部２０ａは、蓋体２１により閉塞される。

蓋体２１は、筐体本体２０と同様に、例えば絶縁性の合成樹脂等を用いて形成される。蓋体２１は、筐体本体２０に対して対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）に積層し、開口部２０ａを閉塞するものである。蓋体２１は、ワイヤハーネスＷＨのコネクタＣが嵌合されるコネクタ部２２を有する。コネクタ部２２は、内部に第１端子５Ａ及び第２端子５Ｂを収容している。コネクタ部２２は、蓋体２１の上面部２１ａに形成される。コネクタ部２２は、ワイヤハーネスＷＨにおけるコネクタＣの接続相手である。コネクタ部２２は、蓋体２１において、第１端子５Ａ及び第２端子５ＢをコネクタＣと接続可能に挿通し、かつコネクタＣが嵌合される部分である。

上記のように構成される電子ユニット１は、上記対向状態において、ワイヤハーネスＷＨのコネクタＣがコネクタ部２２に嵌合され、各コネクタ端子Ｐが第１端子５Ａ及び第２端子５Ｂに接続することにより、当該電子ユニット１とワイヤハーネスＷＨとが導通接続する。これにより、第１基板２Ａにおける第１回路６Ａ及び第２基板２Ｂにおける第２回路６Ｂは、車両に搭載される電源や各種電子機器との間でワイヤハーネスＷＨが介して電気的に接続される。この結果、第１基板２Ａと第２基板２ＢとをＢｔｏＢピンヘッダ等を利用して電気的に接続することなく、１つのコネクタＣでワイヤハーネスＷＨと電気的に接続することが可能となる。また、第１回路６Ａ及び第２回路６Ｂは、一方がパワーモジュールを含む回路であり、他方が制御回路を含む回路であることから、電子ユニット１にワイヤハーネスＷＨを接続することで、これらを電気的に接続することが可能となる。つまり、ワイヤハーネスＷＨにおいて、第１端子５Ａに接続される配索材Ｗと第２端子５Ｂに接続される他の配索材Ｗとを結線することで、第１回路６Ａと第２回路６Ｂとを電気的に接続することができる。

以上で説明した本実施形態に係る電子ユニット１は、第１端子５Ａ及び第２端子５Ｂが、第１基板２Ａと第２基板２Ｂとが対向方向Ｚに対向して配置された対向状態において、第２基板２Ｂにおける基板端２Ｂａを挟んで対向方向Ｚと直交する幅方向Ｘの一方（Ｘ１方向）と他方（Ｘ２方向）に位置し、１つのコネクタＣに接続可能な位置に配置される。

上記構成により、本実施形態に係る電子ユニット１は、サイズの異なる２枚の基板が対向方向Ｚに配置された従来の電子ユニットに比して、基板ごとに必要であったＰＣＢコネクタを削減することができる。また、電子ユニット１は、第１基板２Ａと第２基板２Ｂとを電気的に接続するためのＢｔｏＢピンヘッダ等が不要となるので、電子ユニットを構成する部品点数を削減することができる。この結果、電子ユニット１は、構成部品点数を減らすことで、低コスト化を図ると共に、ユニットの小型化を図ることができる。

また、本実施形態に係る電子ユニット１は、内部に第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂを収容する筐体本体２０と、筐体本体２０の開口部２０ａを閉塞する蓋体２１とを有する。蓋体２１は、第１端子５Ａ及び第２端子５ＢをコネクタＣと接続可能に挿通し、コネクタＣが嵌合されるコネクタ部２２を有する。これにより、例えば、蓋体２１と、コネクタＣに嵌合されるコネクタブロックを別個に用意する必要がなくなり、構成部品点数を削減することができる。

なお、上記実施形態では、電子ユニット１は、コネクタＣと嵌合するコネクタ部２２が、蓋体２１に設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、コネクタＣと嵌合可能なコネクタブロックを第１基板２Ａ及び／または第２基板２Ｂ上に設ける構成であってもよい。

また、上記実施形態では、第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂは、対向方向Ｚの一方（Ｚ１方向）側に実装面４Ａ，４Ｂが形成されているが、これに限定されるものではない。この場合、第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂは、対向方向Ｚの他方（Ｚ２方向）側に実装面が形成されていてもよいし、対向方向Ｚの両面に実装面が形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、第１端子５Ａ及び第２端子５Ｂは、第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂに対してそれぞれ２つずつ配置されているが、この数に限定されるものではない。この場合、第１端子５Ａ及び第２端子５Ｂは、第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂに対してそれぞれ１つずつ配置されていてもよいし、幅方向Ｘ及び／または奥行き方向Ｙにそって３つ以上ずつ配置されていてもよい。また、第１端子５Ａ及び第２端子５Ｂは、第１基板２Ａ及び第２基板２Ｂに対してそれぞれ同数配置されているが、同数に限定されるものではない。

また、上実施形態では、第１端子５Ａは、第２基板２Ｂの基板端Ｂａに対して離間して配置されているが、これに限定されず、基板端Ｂａの絶縁部分に接触して配置されていてもよい。

１ 電子ユニット
２Ａ 第１基板
２Ｂ 第２基板
３Ａ，３Ｂ 電子部品
５Ａ 第１端子
５Ｂ 第２端子
６Ａ 第１回路
６Ｂ 第２回路
２０ 筐体本体
２０ａ 開口部
２１ 蓋体
２２ コネクタ部
Ｃ コネクタ（相手側コネクタ）
Ｐ コネクタ端子
Ｗ 配索材
ＷＨ ワイヤハーネス

Claims (3)

1. 第１基板と、
   前記第１基板と対向方向の一方側において対向する第２基板と、
   前記第１基板から前記対向方向の前記一方側に向けて延在する少なくとも１つの第１端子と、
   前記第２基板から前記対向方向の前記一方側に向けて延在する少なくとも１つの第２端子と、を備え、
   前記第１端子は、
   当該第１端子の前記対向方向に沿った長さが前記第２端子の前記対向方向に沿った長さより相対的に長く形成されており、
   前記第１端子及び前記第２端子は、
   前記第１基板と前記第２基板とが前記対向方向に対向して配置された対向状態において、前記第２基板における直線状に形成された一辺の基板端を挟んで前記対向方向と直交する方向の一方側と他方側に位置し、かつ１つの相手側コネクタに接続可能な位置に配置される、
   ことを特徴とする電子ユニット。
2. 前記対向方向の前記一方側に開口する開口部を有し、内部に前記第１基板及び前記第２基板を収容する筐体本体と、
   前記筐体本体に対して前記対向方向の他方へ積層し、前記開口部を閉塞する蓋体と、をさらに備え、
   前記蓋体は、
   前記第１端子及び前記第２端子を前記相手側コネクタと接続可能に挿通し、前記相手側コネクタが嵌合されるコネクタ部を有する、
   請求項１に記載の電子ユニット。
3. 前記第１基板は、
   パワーモジュールを含む第１回路を構成し、
   前記第２基板は、
   制御回路を含む第２回路を構成し、
   前記第２基板は、
   前記対向状態において、前記対向方向の前記一方側から見た場合、前記第１基板より相対的に小さい、
   請求項１または２に記載の電子ユニット。

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