JP4517823B2 - 電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、センサやアクチュエータなどの電機部品を内蔵するケースと、ケースの一部を覆う金属製カバーと、電機部品を制御する制御回路基板をケースとカバーの間に備える、制御回路基板とセンサあるいはアクチュエータが一体となった電子部品に関する。

センサやアクチュエータなどの電機部品と制御回路基板を一体に組み付ける場合において、制御回路基板は半田付けのためのクリーン度や静電気保護対策が必要なため、通常、電機部品と制御回路基板を別々の場所で製造し、後に組み付けて一体化する。この際、電機部品を内蔵したケースの開口部に制御回路基板を組み付け、電機部品と制御回路基板を電気的に接続した後に、開口部にカバーで蓋をすることが一般的である。

また、電機部品を製造する工場と制御回路基板を製造する工場が別々の場合がある。制御回路基板は電機部品を製造する工場あるいは別の場所へ運ばれ、電機部品のケースに組みつけられる。

しかし、これらの方法であると、本来、クリーン度が要求され、静電気管理が必要な制御回路基板の一部が、その専用の工場以外の場所で組みつけられることになる。このため、制御回路基板と電機部品をコネクタ等を使って接続したり、電機部品を製造する工場に制御回路基板を半田付けするためのクリーンで静電気対策を施した専用のスペースを置くなどの工夫が必要になり、多くのコストがかかる。

そこで、特許文献１のように、電機部品と制御回路基板との間を、弾性を有する圧縮スプリングを使って接触を取り、電機部品に制御回路基板を組み付けるだけで電機部品と制御回路基板との間の接続を確立する技術がある。
特開平１０−５０１８８号公報（［００１８］、図４の圧縮スプリング４０参照）

ここで、制御回路基板に圧縮スプリングを取り付けた場合、制御回路部品を持ち運ぶ際に圧縮スプリングが突出しているので、他の部材と干渉しやすくなる。

本発明は、電機部品と制御回路基板とを別々に製造し、後に組みつけて一体化する電子部品において、容易に組み付けできるようにするとともに、制御回路部品の運搬も容易にすることを課題とする。

上記した課題を解決するために講じた技術的手段は、カバーをカップ状とし、制御回路基板のケース側の面に電極面を設け、電極面に、導電性を有し、制御回路基板に対し垂直方向に弾性を有する電極部品を固定し、制御回路基板をカバーに取り付け、ケースに、電極面と対向し、カバー取付時に電極部品が圧接する電極面を設け、更に、カバーの外周の高さを電極部品の高さよりも高くした。

また、上記構成において、カバーを制御回路基板と密着して組みつけた。

また、更に、カバーと制御回路基板の間に、絶縁シート又は金属板を介在させた。

また、上記構成において、すくなくともカバーに対向する制御回路基板の面にカバーと直接、あるいは、絶縁シートもしくは金属板のいずれか一方あるいは両方を介して間接的に接触させた。

上記構成において、制御回路基板の電極面とケースの電極面は電極部品を介して電気的に接続されて、制御回路基板により電機部品が制御可能となる。

また、カバーを制御回路基板と密着して組みつけることにより、制御回路基板の置かれる空間は、制御回路基板の発熱がカバーを介して外部に放出されるため、適度な温度に保たれる。

本発明によれば、カバー内に組み付けた制御回路基板を持ち運ぶ際、電極部品が外部に突出しないので、持ち運びやすい。また、カバー内に組み付けた制御回路基板はカバーごと、電機部品のケースの組み付けるだけで電機部品と制御回路基板が一体化できる上、外周をケースとカバーで完全に覆うことができ、簡単に製造できる。電機部品のケースをケースに組み付ける際には、半田付けや静電気保護対策は不要であり、安価に製造できる。制御回路基板とカバーを一体で持ち運びできるため、持ち運びの際の衝撃や外部の異物侵入、静電気などからの特別な梱包の必要はない。

更に、カバーを制御回路基板と密着して組みつけることにより、制御回路基板の発熱も効率よく外部に放出できる。特に、電機部品がモータコイルなどのように電機部品の発熱が大きい場合や、電機部品の制御対象がエンジンのオイル等のように電機部品側の温度が高い場合のように、制御回路基板の置かれる室内の雰囲気温度が高い場合でも、対応可能となる。

また、カバーと制御回路基板の間に、絶縁シートを介在させることで、制御回路基板の裏面に電極が露出する場合でもショートが防止できる。

また、カバーと制御回路基板の間に、金属板を介在させることで、基板の強度を確保できる。

また、すくなくともカバーに対向する制御回路基板の面にカバーと直接、あるいは、絶縁シートもしくは金属板のいずれか一方あるいは両方を介して間接的に接触させることで、電極部品が挟まれるときに発生する反発力がカバーにより抑えられ、制御回路基板に無理な力が加わることはない。

本発明に従った実施の形態を図面に基づいて説明する。

制御回路基板３０上に弾性を有する電極部品４０ａ，４０ｂをあらかじめ面実装する。また、他の面実装部品３２ａ、３２ｂなども同じ工程で面実装する。次に、リフロー炉を用いて制御回路基板３０上に形成されたパターンと半田接合させておく。

電極部品４０は図２に示すように、Ｚ字状の金属板からなる。他の例としては、スプリング、網目状のワイヤのリングや、導電性を有するゴム材などとしてもよい。

次に、制御回路基板３０をカップ状のカバー３５の内側に固定し、カバーアッセンブリを作成する。カバー３５は金属製でアルミのダイカストにより製造するとよい。制御回路基板３０とカバー３５との固定方法は、ネジ、接着剤、両面テープなどがある。電極部品４０を実装した制御回路基板３０の裏面（図示上方向の面）では、制御回路基板３０とカバー３５との間を密着させる。また、トランジスタなどの発熱部品がある場合は、発熱部品の裏側も、制御回路基板３０とカバー３５との間を密着させることが好ましい。図１の例では、制御回路基板３０の裏面全体とカバー３５との間を密着させている。

制御回路基板３０とカバー３５との間で絶縁性を確保したい場合には間に絶縁シート（図示せず）を挟む。また、制御回路基板３０とカバー３５との間に金属板３０ｂを介挿してある。金属板３０ｂは制御回路基板３０の補強に役立っている。また、金属板３０ｂをアルミ板とすると、制御回路基板３０からの放熱性を更に向上させることができる。

上記のカバーアッセンブリとは別に、内部に電機部品を内蔵したケース２１を製造する。図１では、モータの例を示す。積層した固定子コア４１と、このコアに巻かれたコイル４２を備え、コイルの一端部４２ａが端子２３に固定されている。コイルの他端部４２ｂは端子２４に固定されている。固定子コア４１の内側の空間に図示しない回転子が置かれる。固定子コア４１の外周は樹脂成型によりケース２１が成型される。この樹脂成型時にコネクタ端子２２及び端子２３，２４を一体成型し、コネクタ部２１ａも同時成型される。コネクタ端子２２及び端子２３の図示上方は電極面２２ａおよび２３ａとして外部に露出している。コネクタ端子２２の電極面２２ａ及び端子２３の電極面２３ａは前述のカバーアッセンブリの制御回路基板３０上に実装した電極部品４０と対向する位置に設けられている。

このように製造したケース２１にカバーアッセンブリを被せ、ネジやカシメ等の方法で固定する。この際、制御回路基板３０上の電極部品４０ａとコネクタ端子２２の電極面２２ａ、及び、制御回路基板３０上の電極部品４０ｂと端子２３の電極面２３ａが、電極部品４０ａ，４０ｂの弾性力により、強固に接触する。

回路図は図３に示すようになっている。コネクタ部２１ａにはバッテリＶが接続される。制御回路基板上の発熱部品としてトランジスタＱを用いている。図１には図示されていないが、制御回路基板３０の接地端子も電極部品を介して接続する。このほかに、制御回路基板３０にて制御を行うための入力端子の同様に電極部品を介してコネクタ部２１ａに接続するようにしてもよい。

尚、図１において、電極部品は２つ図示されているが、電極部品の数は制御対象の電機部品や制御の内容など必要に応じて増減すればよい。

上記実施態様においては、あらかじめケース２１の電極面と電気接続する弾性のある電極部品４０を制御回路基板３０上に、他の部品と同じ工程で実装することにより、端子を基板に挿入したり、局所的な半田付けをする工程が不要となる。また、ケース２１とカバー３５を組み付ける際にも、特殊な装置や治具を必要としない。

ケース側の端子の電極面と電極部品間を半田付けのように完全に固定していないので、ケース２１とカバー３５の線膨張係数差によって生じる熱的な端子間の位置ずれに対して、弾性のある電極部品４０が自由に動くため、半田割れ等に見られる接触不良も発生しない。

更に、カバー３５の高さを弾性のある電極部品４０の高さよりも高くすることで、カバーアッセンブリ搬送中の外力や衝撃による端子の変形を保護することができる。これは、基板実装工程と、電機部品組み付け工程が遠隔地にある場合の輸送に、保護蓋以外の特殊な外力付加防止手段を施さなくても済む利点がある。

本発明の実施態様の電子部品を示す断面図である。 図１の電極部品を示す正面図である。 図１の電子部品の回路図である。

符号の説明

２１ ケース
２１ａ コネクタ部
２２ コネクタ端子
２２ａ，２３ａ 電極面
２３，２４ 端子
３０ 制御回路基板
３０ｂ 金属板
３２ａ、３２ｂ 面実装部品
３５ カバー
４０ 電極部品
４１ 固定子コア
４２ コイル

Claims (8)

1. 電機部品を内蔵するとともに該電機部品の電極面を備えるケース；
   該ケースの一部を覆う金属製のカップ状のカバー；及び
   前記ケースとカバーの間に設けられ、前記カバーに取り付けられ、前記電機部品を制御する制御回路基板を備える電子部品であって、
   前記制御回路基板は、前記ケースの電極面に対向する位置に設けられた電極面と、前記カバーに対向する面と、該電極面に固定される導電性を有し、前記制御回路基板に対し垂直方向に弾性を有する電極部品とを有し、
   前記カバーの外周の高さを前記電極部品の高さよりも高くしたことを特徴とする電子部品。
2. 請求項１記載の電子部品において、前記カバーは前記制御回路基板と密着して組みつけられることを特徴とする電子部品。
3. 請求項２記載の電子部品において、前記カバーと前記制御回路基板の間に絶縁シートを介在させたことを特徴とする電子部品。
4. 請求項２記載の電子部品において、前記カバーと前記制御回路基板の間に金属板を介在させたことを特徴とする電子部品。
5. 請求項１記載の電子部品において、すくなくとも前記カバーに対向する前記制御回路基板の面を前記カバーと直接、あるいは、絶縁シートもしくは金属板のいずれか一方あるいは両方を介して間接的に接触させることを特徴とする電子部品。
6. 請求項１記載の電子部品において、前記ケースにコネクタを設け、前記電極部品を介してコネクタの端子と前記制御回路基板とを電気的に接続することを特徴とする電子部品。
7. 電機部品を内蔵するケースと、該ケースの一部を覆う金属製カバーと、前記電機部品を制御する制御回路基板を前記ケースとカバーの間に備える電子部品であって、
   前記カバーをカップ状とし、
   前記制御回路基板の前記ケース側の面に電極面を設け、
   該電極面に、導電性を有し、前記制御回路基板に対し垂直方向に弾性を有する電極部品を固定し、
   前記制御回路基板を前記カバーに取り付け、
   前記ケースに、前記電極面と対向し、前記カバー取付時に前記電極部品が圧接する電極面を設けることにより、前記制御回路基板の電極面と前記ケースの電極面が電気的に接続されて、前記制御回路基板により前記電機部品が制御可能となり、
   更に、前記カバーの外周の高さを前記電極部品の高さよりも高くしたことを特徴とする電子部品。
8. 電機部品を内蔵し、上部に電気部品を動作させるための電極面を備えるケース；
   前記ケースの上部を覆う金属製のカップ状カバー；及び
   前記カバーの内側底面に取り付けられ、前記電機部品を制御する制御回路基板を備える電子部品であって、
   前記ケースに備えた電極面に対向する位置の前記制御回路基板上に垂直方向に弾性を有する電極部品を備えることで前記ケース内の電機部品と前記制御回路基板とを電気的に接続し、
   前記カバーの外周高さを前記電極部品の高さよりも高くしたことを特徴とする電子部品。

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