JP4963235B2 - 制御回路内蔵ユニット - Google Patents

Description

本発明は、各種の回路素子を収容して、電線の接続等に使用される制御回路内蔵ユニットに関する。

移動体としての自動車には、エアコンやワイパー、パワーウィンドウ、パワーウィンドウなどをはじめとする多種多様な電気機器が搭載される。前記電気機器に電力や制御信号などを伝えるために、ワイヤハーネスを配索している。ワイヤハーネスは、複数の電線と、電線の端末に接続される端子金具を収容するコネクタとを備えている。電線は、導電性の芯線と、該芯線を被覆する絶縁性の被覆部と、を備えた所謂被覆電線である。

前述したワイヤハーネスのコネクタと接続して、ワイヤハーネスを介して前記電気機器を駆動制御するための電子ユニットを内蔵した制御回路内蔵ユニットとして、例えば、特許文献１に示されたコネクタ付電子ユニットが用いられる。前述した特許文献１に示されたコネクタ付電子ユニットは、各種の回路素子が実装された印刷配線板からなる伝送制御ユニット２０と、両側にコネクタ部を備えると共に、伝送制御ユニット２０を収容するユニットハウジングと、前記伝送制御ユニットを収容するためにユニットハウジングに形成された開口を覆うカバー１３ｂを備えており、前記コネクタ付電子ユニットの前記コネクタ部はそれぞれ前記伝送制御ユニットから導電性の金属で構成された端子が突出し、相手側コネクタの接続端子と接続されている。

前述した特許文献１に示されたコネクタは、コネクタ付電子ユニットに接続された端子の他端が他のコネクタや各種の電気機器と接続することで、この他のコネクタに接続した電線と電気機器とを、前述したコネクタ付電子ユニットを介して、予め定められたパターン通りに接続する。
特開２００４−２８８４２５号公報

前述した特許文献１に示されたコネクタ付電子ユニットは、伝送制御ユニットを収容したユニットハウジングにも電気機器から延長するワイヤハーネスのコネクタと嵌合接続するためのコネクタ部が形成されており、これによってユニットハウジングの体積が大きくなるとともに、ワイヤハーネスからのコネクタ及び伝送制御ユニット共に互いに導通接続する為の接続端子が必要でありその材料コスト及び夫々のコネクタに該端子を収容する分組立に時間を要していた。

したがって、本発明の目的は、小型化を図りつつコストを低減し、更に組立を容易にすることができる制御回路内蔵ユニットを提供することにある。

前述した課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の制御回路内蔵ユニットは、回路素子を実装するとともに電線接続部を有する制御回路部と、前記制御回路部を内部に収容するための開口を有するユニットハウジングと、複数の電線を保持するとともに、前記開口に組み付けられて前記ユニットハウジングを覆うとともに前記電線を前記電線接続部と接続させるカバー部と、を備えた制御回路内蔵ユニットにおいて、前記制御回路部が、前記電線接続部を一体に有するリードフレームと、前記リードフレームに実装された前記回路素子と、前記電線接続部を露出させて前記回路素子と前記リードフレームを封止した樹脂封止体と、を有する制御回路パッケージであり、前記リードフレームが、更に前記樹脂封止体から露出するコネクタ接続部を有し、前記電線接続部の先端部分が、前記電線の延長方向に対して略直交する方向に立設され、前記電線接続部の先端部には、前記電線の延長方向に対して略直交する方向に該電線と圧接接続される圧接刃が設けられ、前記コネクタ接続部が、前記電線の延長方向に延在された棒状に形成され、前記ユニットハウジングには、フード部が設けられ、前記フード部に、前記電線の延長方向に沿って前記コネクタ接続部が収容されるとともに、前記コネクタ接続部に前記電線の延長方向に沿って接続される外部端子を収容したコネクタが嵌合されることを特徴としている。

請求項１に記載の本発明の制御回路内蔵ユニットによれば、カバー部に保持された電線が、ユニットハウジングに収容された制御回路部の電線接続部と直接接続することができる。

請求項２に記載の本発明の制御回路内蔵ユニットによれば、制御回路部が電線接続部を露出させて回路素子及び電線接続部を一体に封止しているので、印刷配線板を介することなく、直接制御回路を電線接続部やコネクタ接続部に接続できる。

請求項３に記載の本発明の制御回路内蔵ユニットによれば、電線接続部として圧接刃を備えているので、電線接続部に電線を接続する際にかかる手間を減少させることができる。

請求項４に記載の本発明の制御回路内蔵ユニットによれば、さらにリードフレームがコネクタ接続部を備えているので、当該制御回路内蔵ユニットを内蔵したコネクタを構成することが出来る。

以上説明したように、請求項１記載の本発明は、電線を直接制御回路と接続できるので、ハウジング即ち制御回路内蔵ユニット自体の小型化を図ることができる。

また、制御回路内蔵ユニット及び相手コネクタのうち制御回路内蔵ユニットのみに端子を設ければよいので端子数を減少できると共に接続信頼性を向上することが出来る。

請求項２記載の本発明は、回路素子をリードフレーム上に実装して一体に樹脂封止しているので、接続信頼性を向上することが出来る。また、リードフレームに集積回路を実装することにより、集積回路と電線接続部やコネクタ接続部とを接続できるので、組立にかかる手間を減少させることができ、容易に組み立てることができる。

請求項３記載の本発明は、電線接続部として圧接刃を備えて、電線接続部に電線を接続する際にかかる手間を減少させることができるので、容易に電線と接続することができる。

請求項４記載の本発明は、ユニットがコネクタ接続部を備えているので、制御回路内蔵コネクタ付ユニットを容易に作成できる。

本発明の一実施形態にかかる制御回路内蔵ユニットを、図１乃至図６を参照して説明する。

制御回路内蔵ユニット１は、図１及び図２に示すように、相手方のコネクタ２と嵌合する。相手方のコネクタ２は、コネクタハウジング３と、図示しない外部端子としての端子金具とを備えている。コネクタハウジング３は、絶縁性の合成樹脂で構成され、扁平な箱状に形成されている。コネクタハウジング３は、端子金具を収容する。端子金具は、複数設けられ、それぞれが芯線と該芯線を被覆した被覆部とを有した電線４が取り付けられる。端子金具は、取り付けられた電線４の芯線と電気的に接続する。

制御回路内蔵ユニット１は、図３及び図４に示すように、アウタハウジング５と、制御回路部としての制御回路パッケージ６とを備えている。アウタハウジング５は、扁平な箱状に形成され、かつユニットハウジング７と、カバー部８と、電線保持部９（図５に示す）とを備えている。

ユニットハウジング７は、絶縁性の合成樹脂で構成され、筒状のフード部１０と、該フード部１０に連なった制御回路パッケージ収容室１１とを一体に備えている。フード部１０は、内側に相手方のコネクタ２のコネクタハウジング３が進入して、当該相手方のコネクタ２と嵌合する。制御回路パッケージ収容室１１は、断面コ字形に形成されて、図３中の上方に開口１２が設けられている。

カバー部８は、絶縁性の合成樹脂で構成され、平板状に形成されている。カバー部８は、ユニットハウジング７に取り付けられる。カバー部８は、ユニットハウジング７に取り付けられると、前述した開口１２を塞ぐ。

電線保持部９は、図５に示すように、カバー部８に設けられた複数の電線収容溝１４を備えている。電線収容溝１４は、間隔をあけて複数設けられている。電線収容溝１４は、内側に電線１５を通して、当該電線１５を保持する。電線を保持する手段として、電線収容溝の径を電線の径によりも若干小さく形成する他、電線収容溝に電線の抜け止めをする為の係止突起を設ける等が用いられる。

アウタハウジング５は、ユニットハウジング７とカバー部８との間に制御回路パッケージ６を位置付けて、当該制御回路パッケージ６を収容する。

なお、図示例では、電線保持部９は、複数の電線収容溝１４のうち、カバー部８の両端に位置する二つの電線収容溝１４に夫々一本の電線１５を保持して、当該電線１５をアウタハウジング５内でＵターンさせ、かつ前記一本の電線１５を保持した電線収容溝１４以外の二つの電線収容溝１４に前記電線１５を保持しているとともに、残りの電線収容溝１４に各々電線１５を一本ずつ保持させているが、端子を配列及びＵターンさせるなどの取り回しについては回路構成によって適宜設定される。

制御回路パッケージ６は、図６に示すように、リードフレーム１６と、回路素子としてのＩＣチップ１７と、樹脂封止体１８とを備えている。リードフレーム１６は、導電性の金属で構成され、かつチップ保持部１９と、複数の圧接端子（電線接続部に相当する）２０と、複数の雄タブ（コネクタ接続部に相当する）２１と、複数の連結部２２とを一体に備えている。

チップ保持部１９は、平板状に形成されている。チップ保持部１９は、表面上にＩＣチップ１７をエポキシ、Ａｇペースト、半田等で接合し位置付ける。圧接端子２０は、互いに間隔をあけて配置されている。圧接端子２０は、電線保持部９の電線収容溝１４と同数設けられている。

圧接端子２０は、平行部２３と、立設部２４とを一体に備えている。平行部２３は、帯板状に形成され、かつ両表面がチップ保持部１９の両表面と同一平面上に設けられている。複数の圧接端子２０の平行部２３は、互いに平行に配置されている。また、複数の圧接端子２０の平行部２３は、チップ保持部１９と間隔をあけて配置されている。

立設部２４は、圧接端子２０の平行部２３のチップ保持部１９から離れた側の端から立設している。図示例では、立設部２４の両表面は、平行部２３の両表面に対して直交している。立設部２４の両表面即ち後述する圧接刃２５の両表面は、ユニットハウジング７にカバー部８を取り付ける際に、当該カバー部８をユニットハウジング７に近づける方向と平行である。

また、複数の圧接端子２０の立設部２４は、平行部２３から互いに同方向に立設している。立設部２４は、圧接端子２０の幅方向即ち複数の圧接端子２０同士が並ぶ方向に沿って互いに間隔をあけた一対の圧接刃２５を備えている。圧接刃２５は、互いの間に電線１５を挟みこむとともに、当該電線１５の被覆部を切り込んで、該電線１５の芯線と接触する。

雄タブ２１は、直線状に延在した棒状に形成されている。複数の雄タブ２１は、互いに間隔をあけて平行に配置されている。これら複数の雄タブ２１は、複数の圧接端子２０との間にチップ保持部１９を位置付けている。

雄タブ２１は、制御回路パッケージ６がアウタハウジング５に収容されると、フード部１０に嵌合した相手方のコネクタ２の端子金具と接続する。

連結部２２は、それぞれ、圧接端子２０及び雄タブ２１よりチップ保持部１９へ向かうように屈曲して形成されている。一部の連結部２２は、チップ保持部１９と圧接端子２０とを接続し、他の残りの連結部２２は、チップ保持部１９と雄タブ２１とを接続している。

ＩＣチップ１７は、チップ保持部１９上に配置されて、リードフレーム１６に取り付けられている。ＩＣチップ１７は、周知のボンディングワイヤによって、各連結部２２と接続されている。ＩＣチップ１７は、連結部２２を介して、圧接端子２０と雄タブ２１とを予め定められたパターンにしたがって電気的に接続している。このように、ＩＣチップ１７は、リードフレーム１６に実装されている。

樹脂封止体１８は、合成樹脂で構成され、かつ扁平な箱状に形成されている。樹脂封止体１８は、チップ保持部１９と、各圧接端子２０の平行部２３と、各雄タブ２１のチップ保持部１９寄りの基端部と、各連結部２２とを成形金型内に収容してモールド成型することで封止している。即ち、樹脂封止体１８は、ＩＣチップ１７とリードフレーム１６の中央部分を被覆収容している。樹脂封止体１８は、圧接端子２０と雄タブ２１を露出させてＩＣチップ１７及びリードフレーム１６を封止している。

前述した構成のコネクタ１は、以下のように組み立てられる。まず、カバー部８に設けられた電線保持部９に電線１５を保持し、開口１２を通して、制御回路パッケージ６をユニットハウジング７内に挿入する。このとき、勿論、雄タブ２１をフード部１０内に位置付け、立設部２４即ち圧接刃２５を制御回路パッケージ収容室１１の底面から立設した位置に位置付ける。そして、カバー部８を開口１２に徐々に近づける。すると、電線保持部９の電線収容溝１４内に保持された電線１５が、対応する圧接端子２０の立設部２４の圧接刃２５間に徐々に挿入される。そして、カバー部８が、開口１２を完全に塞いで、ユニットハウジング７に取り付けられると、電線１５が圧接刃２５間に圧入されて、圧接刃２５は、電線１５の被覆部を切り込んで、芯線と接触する。

こうして、前述した構成のコネクタ１が組み立てられる。こうして組み立てられたコネクタ１は、相手方のコネクタ２と嵌合する。そして、コネクタ１は、ＩＣチップ１７が、相手方のコネクタ２に取り付けられた電線４と、圧接端子２０に圧接された電線１５とを予め定められたパターン通りに接続する。

本実施形態によれば、圧接端子２０が圧接刃２５を備えているので、圧接刃２５間に電線１５を圧入するだけで、当該電線１５を圧接端子２０に取り付けることができ、圧接端子２０に電線１５を接続する際にかかる手間を減少させることができる。したがって、コネクタ１を容易に電線１５と接続することができる。

また、圧接端子２０の立設部２４即ち圧接刃２５が、カバー部８をユニットハウジング７に近づける方向に沿って延在しているので、カバー部８をユニットハウジング７に近づけることで、該圧接端子２０に電線１５を取り付けることができる。

アウタハウジング５に電線保持部９を設けているので、該電線保持部９に電線１５を保持させた後、アウタハウジング５に樹脂封止体１８を収容することで、電線保持部９に保持された電線１５を圧接刃２５に圧接することができる。したがって、圧接端子２０に電線１５を接続する際にかかる手間を確実に減少させることができ、より容易に電線１５と接続することができる。

リードフレーム１６が、端子接続部としての雄タブ２１を備えているので、従来技術の電子ユニット内蔵コネクタの如き中継ユニットを介す必要がなく、電子ユニットを内蔵した当該コネクタ１に直接相手方のコネクタ２を接続することができる。

前述した実施形態では、リードフレーム１６が、電線接続部としての圧接端子２０と、端子接続部としての雄タブ２１との双方を備えている。しかしながら、本発明では、リードフレーム１６が、電線接続部のみを備えてもよい。つまり、相手コネクタ２も、電線を備えたカバー部８と同様にし、制御回路部の両方に圧接端子を備えるようにしてもよい。

また、前述した実施形態では、リードフレーム１６が、電線接続部としての圧接端子２０を備えている。しかしながら、本発明では、電線としてフラットケーブルを用い、電線接続部として、前記フラットケーブルの芯線部を貫通するピアッシング端子などを用いても良い。要するに、本発明では、電線接続部として、電線１５を接続可能なものであれば種々の構成のものを用いても良い。

さらに、前述した実施形態では、リードフレーム１６が、端子接続部としての雄タブ２１を備えている。しかしながら、本発明では、コネクタ接続部として、雌型の端子金具などを用いても良い。要するに、本発明では、コネクタ接続部として、相手方のコネクタ２の端子金具と接続可能なものであれば種々の構成のものを用いても良い。

また、前述した実施形態では、制御回路パッケージ６の樹脂封止体１８を扁平な箱状に形成している。しかしながら、本発明では、リードフレーム１６やＩＣチップ１７などを覆う箱状に成形して、樹脂封止体１８を中空に形成しても良い。

また、前述した実施形態では、制御回路パッケージをリードフレーム及びリードフレーム上に実装されたＩＣチップをはじめとした電子素子から形成している。しかしながら、制御回路パッケージを、従来技術の電子ユニットの如く、印刷配線板と、印刷配線板上に実装された電子素子としてもよい。この場合は印刷配線板に設けられた端子の少なくとも一部を圧接端子とすることで本願の目的を達することが出来る。

本発明の一実施形態にかかる制御回路内蔵ユニットと相手方のコネクタとを示す斜視図である。 図１に示されたコネクタ同士を嵌合した状態を示す斜視図である。 図１に示された制御回路内蔵ユニットの分解斜視図である。 図３に示された制御回路内蔵ユニットの透視図である。 図３中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図３に示された制御回路内蔵ユニットの制御回路パッケージの透視図である。

符号の説明

１ 制御回路内蔵ユニット
５ アウタハウジング
６ 制御回路パッケージ（制御回路部）
７ ユニットハウジング
８ カバー部
９ 電線保持部
１０ フード部
１１ 制御回路パッケージ収容室
１２ 開口
１５ 電線
１６ リードフレーム
１７ ＩＣチップ（回路素子）
１８ 樹脂封止体
２０ 圧接端子（電線接続部）
２１ 雄タブ（コネクタ接続部）
２５ 圧接刃

Claims (1)

1. 回路素子を実装するとともに電線接続部を有する制御回路部と、前記制御回路部を内部に収容するための開口を有するユニットハウジングと、複数の電線を保持するとともに、前記開口に組み付けられて前記ユニットハウジングを覆うとともに前記電線を前記電線接続部と接続させるカバー部と、を備えた制御回路内蔵ユニットにおいて、
   前記制御回路部が、前記電線接続部を一体に有するリードフレームと、前記リードフレームに実装された前記回路素子と、前記電線接続部を露出させて前記回路素子と前記リードフレームを封止した樹脂封止体と、を有する制御回路パッケージであり、
   前記リードフレームが、更に前記樹脂封止体から露出するコネクタ接続部を有し、
   前記電線接続部の先端部分が、前記電線の延長方向に対して略直交する方向に立設され、
   前記電線接続部の先端部には、前記電線の延長方向に対して略直交する方向に該電線と圧接接続される圧接刃が設けられ、
   前記コネクタ接続部が、前記電線の延長方向に延在された棒状に形成され、
   前記ユニットハウジングには、フード部が設けられ、
   前記フード部に、前記電線の延長方向に沿って前記コネクタ接続部が収容されるとともに、前記コネクタ接続部に前記電線の延長方向に沿って接続される外部端子を収容したコネクタが嵌合される
   ことを特徴とする制御回路内蔵ユニット。

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