JP4973053B2 - 電子装置 - Google Patents

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Description

本発明は、コンデンサやコイルなどの大型電子部品を含む電子装置に関するものである。
従来、コイルやコンデンサなどの大型電子部品を含む電子装置として特許文献１に示すものがあった。図１１は、特許文献１における電子装置の概略構成を示す図面であり、（ａ）は平面透視図であり、（ｂ）は断面図である。
図１１に示すように、特許文献１に示す電子装置１は、被取付体への取付用穴２ａを有するベース２とこのベース２の開口部を塞ぐカバー３とからなる筐体、端子４ｂが取付けられたコネクタ４、基板実装型の電子部品５ａが実装されたセラミック基板５、コンデンサ６ａ及びコイル６ｂなどの大型電子部品が実装された樹脂ケース７などを備える。そして、コンデンサ６ａ及びコイル６ｂは、リード５ｄ、バスバー５ｃ、金属箔（リボンワイヤ）５ｂを介してセラミック基板５に電気的に接続されている。また、セラミック基板５は、ワイヤー４ａを介してコネクタ４の端子４ｂに電気的に接続されている。
このように構成された電子装置１は、図１１（ｂ）に示すように、ベース２の取付用穴２ａを通してネジを被取付体に螺入することによって被取付体に取付けられる。
特開２００４−７９５７６号公報
しかしながら、大型電子部品の搭載個数が増えた場合、特許文献１における電子装置１は、大型電子部品を同一平面に配置しているため大型電子部品の実装面積が増加することとなる。従って、電子装置１における被取付体への取付面積も増加するという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、被取付体への取付面積の増加を抑制することができる電子装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項１に記載の電子装置は、被取付体への取付部を備える筐体と、筐体内に収納される回路基板と、筐体内に収納され回路基板と電気的に接続される複数の大型電子部品と、
複数の大型電子部品に設けられたリードを介して電気的に接続されるバスバーが一体成型された樹脂で構成されるものであり、複数の大型電子部品の外形に対応する複数の保持領域を有しており、複数の大型電子部品を筐体における被取付体と対向する面に対して立体的に保持する保持部材と、を備え、
複数の大型電子部品は、保持部材の保持領域に保持された状態で筐体内に収納されるものであり、
保持部材は、一方側にのみ保持領域を有するものであり、大型電子部品としての第１大型電子部品を保持する保持領域としての第１保持領域と、第１保持領域と直交して設けられるものであり大型電子部品としての第２大型電子部品を保持する保持領域としての第２保持領域とが形成され、
第２保持領域は、第２大型電子部品を保持する保持部と、第１大型電子部品のリードが配置される溝部とを有し、
保持部に保持された第２大型電子部品は、第１大型電子部品のリードとバスバーとの接続部に対向する位置において、リードが溝部に配置された状態で第１保持領域に保持された第１大型電子部品と直交交差して配置されることを特徴とするものである。
このように、複数の大型電子部品を筐体における被取付体と対向する面に対し立体的に配置することによって、電子装置に搭載する大型電子部品の数が増えたとしても被取付体への取付面積の増加を抑制することができる。また、このようにすることによって大型電子部品の保持領域を広くとることができる。また、このようにすることによって安定性を向上させることができて好ましい。
また、請求項２に示すように、複数の大型電子部品は、バスバーを介して回路基板に電気的に接続されるものであり、立体的な配置位置に応じてバスバーの表面もしくは裏面に電気的に接続されるようにしてもよい。このように、複数の大型電子部品は、バスバーの表面もしくは裏面に電気的に接続することによって、バスバーを階層的に設けることなく同一平面に設けることができ、コストアップを抑制することができる。
また、請求項３に示すように、複数の大型電子部品は、バスバーを介して回路基板に電気的に接続されるものであり、バスバーの一方の面のみに電気的に接続されるようにしてもよい。このように、複数の大型電子部品は、バスバーの一方の面に電気的に接続することによって、大型電子部品とバスバーとの接続を容易にすることができる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における電子装置の概略構成を示す平面透視図である。図２は、本発明の第１の実施の形態における電子装置の概略構成を示す図１のＢＢ断面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態における電子装置の被取付体への取付構造を示す図面であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。なお、本実施形態に係る電子装置は、一例として、電子装置を車両のエンジンＥＣＵ（Electric Control Unit）に適用した場合を例として説明する。
図１及び図２に示すように、本実施の形態における電子装置（以下、エンジンＥＣＵとも称する）１００は、カバー１０ａ及びベース１０ｂを備える筐体１０、回路基板２０、コンデンサ３０、コイル３１、コネクタ部５５などを備える。
筐体１０は、回路基板２０、コンデンサ３０、コイル３１、コネクタ部５５などを収納するものであり、例えばアルミニウム、鉄等の金属材料や合成樹脂材料からなり、一方が開放された略四角形の箱状のベース１０ｂ（下筐体）と、ベース１０ｂの開放面を閉塞する略四角形の箱状のカバー１０ａ（上筐体）とにより構成される。この筐体１０を構成するベース１０ｂ及びカバー１０ａは、アルミダイキャスト成形や合成樹脂材料の射出成形などによって形成される。
ベース１０ｂは、図２などに示すように、後ほど説明する樹脂ケース４０を収納するために、その樹脂ケース４０に対応した形状をなすものである。また、ベース１０ｂは、図示は省略するが、コネクタ部５５の端子を外部に露出するための開口部を備える。また、ベース１０ｂは、図１に示すように、被取付体（例えば、エンジンなど）に電子装置１００をネジ止めするための取付用穴１１を有する取付部１１ａが形成されている。そして、ベース１０ｂの内部表面には、樹脂ケース４０、回路基板２０、コネクタ部５５などが接着材などの接合部材にて接合されている。
本実施の形態においては、カバー１０ａ及びベース１０ｂは、電子装置１００の体格を小さくするためにコンデンサ３０、樹脂ケース４０に対応した形状をなすようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに、カバー１０ａ及びベース１０ｂは、略四角形の箱状に限定されるものではなく、回路基板２０などを収納できればよいものである。
回路基板２０は、プリント基板に図示されないスルーホール、ランド、配線パターンや、配線パターン間を接続するビアホール等を形成し、マイコン、抵抗、コンデンサ等の電子部品が実装される。また、回路基板２０には、図１などに示すように、回路基板２０に形成されるランド（図示省略）にリード５１を介してコネクタ部５５のランド５４が電気的に接続されると共に、リード５１、バスバー５２、金属箔（リボンワイヤ）５３を介してコンデンサ３０、コイル３１が電気的に接続される。なお、回路基板２０を構成するプリント基板の材料としては、特に限定されるものではない。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、セラミック、ガラス（例えばガラス布）と樹脂との複合体等の公知材料を採用することができる。
コンデンサ３０、コイル３１（以下、単に大型電子部品とも称する）は、本発明における大型電子部品に相当するものであり、回路基板２０には実装しない基板非実装型電子部品、つまり大出力回路用の電子部品である。このコンデンサ３０、コイル３１などの大型電子部品は、図２に示すように、樹脂ケース４０（保持部材）の保持領域４０ａに保持された状態で前記筐体内に収納される。また、コンデンサ３０は、外形が略円柱形状の円柱状電子部品である。なお、コンデンサ３０、コイル３１などの大型電子部品は、接着材などの接合部財で樹脂ケース４０に接合してもよい。
この樹脂ケース４０は、コンデンサ３０、コイル３１など複数の大型電子部品の外形に対応する複数の保持領域４０ａを有する。この保持領域４０ａは、樹脂ケース４０の両側に設けられるものである。そして、樹脂ケース４０は、保持領域４０ａに大型電子部品を保持した状態でベース１０ｂに取付けられる（収納される）。従って、コンデンサ３０、コイル３１などの大型電子部品は、図２に示すように、樹脂ケース４０の保持領域４０ａに保持された状態で筐体１０における被取付体と対向する面に対して立体的に配置される。すなわち、コンデンサ３０、コイル３１などの大型電子部品は、筐体１０における被取付体と対向する面に対して階層的に配置される。なお、大型電子部品を樹脂ケース４０に保持した状態でベース１０ｂに収納することによって、耐振動性を向上させることができる。
また、外形が略円柱形状のコンデンサ３０は、図２に示すように、コンデンサ３０の両端面を繋ぐ円柱側面が対向するように隣接して配置され、少なくとも二つのコンデンサ３０を円柱側面が対向するように隣接して配置することによって構成される凹部に他のコンデンサ３０を配置することによって、電子装置１００の厚みの増加を抑制することができる。
また、樹脂ケース４０の両側に保持領域４０ａを設ける場合は、図２に示すように、樹脂ケース４０における一方側の保持領域４０ａは、樹脂ケース４０における他方側の保持領域４０ａ間に対応する位置に形成すると好ましい。このようにすることによって、両側に保持領域４０ａを有する樹脂ケース４０を備える電子装置１００の厚みの増加を抑制することができる。なお、樹脂ケース４０における一方側の保持領域４０ａは、樹脂ケース４０における他方側の保持領域４０ａ間に対応する位置に限定されるものではない。
また、樹脂ケース４０は、図１に示すように、バスバー５２がインサート成形されている。そして、コンデンサ３０、コイル３１などの大型電子部品は、樹脂ケース４０（保持領域４０ａ）に保持された状態でリード５１によってバスバー５２と電気的に接続される。この場合、大型電子部品が立体的に配置されているため、バスバー５２も立体的（階層的）に配置することが考えられる。しかしながら、図２に示すように、大型電子部品は、バスバー５２に対する立体的な配置位置に応じて、バスバー５２の両面（表面もしくは裏面）に電気的に接続すると好ましい。このように、大型電子部品は、バスバー５２の表面もしくは裏面に電気的に接続することによって、バスバー５２を立体的（階層的）に設けることなく同一平面に設けることができ、コストアップを抑制することができる。
また、樹脂ケース４０は、コンデンサ３０のリード５１が接続されている側とは反対側との間にコンデンサ３０の防爆許容エリアを設けると好ましい。
なお、コネクタ部５５は、回路基板２０と外部装置（例えば、バッテリー、各種センサ、エンジン制御用アクチュエータ）とを電気的に接続するものである。コネクタ部５５は、ランド５４とこのランド５４と電気的に接続される導電性材料（例えば黄銅を金属メッキ）からなる複数の端子と、その端子の一部分が埋設された絶縁材料（例えば合成樹脂）からなるハウジングを備える。コネクタ部５５は、ハウジングの外形に対応した金型内に端子をインサートして絶縁材料によりインサート成形するなどによって形成される。
エンジンＥＣＵ１００の被取付体であるエンジン５００は、図３に示すように、発電機５１０、噴射弁５２０、コモンレール５３０、燃料高圧ポンプ５４０、エンジンマウントブッシュ５５０などを備える。そして、エンジンＥＣＵ１００は、図３に示すように、
ネジ（ボルト）をベース１０ｂの取付部１１ａにおける取付用穴１１に通して、エンジン５００の側壁に螺入することによって取付けられる。
ここで、大型電子部品を立体的に配置する場合と平面的に配置する場合とを比較する。図４及び図５は、大型電子部品を平面的に配置した場合の電子装置を示す図面である。図４は、本発明の比較例における電子装置の概略構成を示す平面透視図である。図５は、図４のＣＣ断面図である。
図４及び図５に示すように、大型電子部品を平面的に配置する場合、大型電子部品を保持する樹脂ケース４１は、一方の面に保持領域４１ａを備える。そして、その保持領域４１ａは、それぞれ同等の高さ位置に形成される。
電子装置１００，２００（筐体１０，２１０）における一方の幅は、大型電子部品を立体的に配置した場合（図１）であっても、平面的に配置した場合であっても略同（図４）じである。しかしながら、図１及び図４に示すように、電子装置１００，２００（筐体１０，２１０）における他方の幅（樹脂ケース４０、４１の長手方向）に関しては、大型電子部品を平面的に配置した場合の幅Ｘ２に比べて、立体的に配置した場合の幅Ｘ１の方が立体的に配置した大型電子部品の分（コンデンサ３０略一個分）だけ短い（Ｘ２＞Ｘ１）。
このように、複数の大型電子部品を筐体における被取付体と対向する面に対し立体的に配置することによって、電子装置に搭載する大型電子部品の数が増えたとしても被取付体への取付面積の増加を抑制することができる。
また、近年、排ガス規制（特にディーゼル車）は、年々世界中で強化されている。この規制に対応するためには、数年先には１燃焼行程あたり、５〜９回に分割して燃料を噴射する多段噴射方式が主流になると予測される。この場合、インジェクタを駆動するエネルギーを蓄電するコンデンサ３０は、従来１個で間に合っていたが、必要なエネルギーを蓄電するためには、本実施の形態に示すように単純に３個必要となる。
このように、エンジンＥＣＵは、コンデンサ３０の搭載個数が増える傾向にある。さらに、図３に示すように、エンジン５００は、発電機５１０、噴射弁５２０、コモンレール５３０、燃料高圧ポンプ５４０、エンジンマウントブッシュ５５０などを備え、エンジンＥＣＵ１００を搭載する領域は限られているので、搭載するエンジンＥＣＵとしては、薄型化よりも搭載面積の小型化の要求が高い。したがって、本実施の形態の電子装置１００は、上述のように、被取付体（エンジン５００）への取付面積の増加を抑制することができるため、エンジンＥＣＵに適用すると好ましい。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態における電子装置の概略構成を示す断面図である。図７は、本発明の第２の実施の形態における電子装置の組付け方を説明する分解図である。
第２の実施の形態における電子装置３００は、上述の第１の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
図６は、上述の第１の実施の形態における図２に対応する図面である。この図６に示すように、本実施の形態における電子装置３００は、一方側にのみ保持領域４２ａを有する樹脂ケース４２を備える。
この樹脂ケース４２は、図６に示すように、隣り合う保持領域４２ａは、互いに段差をもって形成される。すなわち、隣り合う保持領域４２ａを互いに段差をもって形成することによって、少なくとも二つのコンデンサ３０を円柱側面が対向するように隣接して配置することによって構成される凹部に他のコンデンサ３０を配置することができる。したがって、一方側に保持領域４２ａを有する樹脂ケース４２を備える電子装置３００の厚みの増加を抑制することができる。
また、上述の実施の形態においては、樹脂ケース４０にコンデンサ３０を取付ける場合、樹脂ケース４０の片側にコンデンサ３０を取り付け、天地逆転させて残りのコンデンサ３０を他方側に取付けるか、樹脂ケース４０の両側からコンデンサ３０を取り付ける必要があった。しかし、図７に示すように、一方側にのみ保持領域４２ａを形成することによって、一方側からのみ大型電子部品（コンデンサ３０、コイル３１）を取付ければよいので、大型電子部品（コンデンサ３０、コイル３１）を樹脂ケース４０に取付けやすくなる。
また、コンデンサ３０とバスバー５２とをリード５１で電気的に取付けたりする場合に関しても、片側でリード５１とバスバー５２とを接続した後、天地逆転させて残り他方側を接続するか、上下両方向から溶接電極やはんだコテ等を接続部に接触させる必要があった。しかし、図６に示すように、大型電子部品は、バスバー５２の一方の面のみにリード５１を介して電気的に接続される。このようにすることによって、全ての大型電子部品とバスバー５２とを同一方向から接続でき、大型電子部品とバスバー５２との接続を容易にすることができる。
このように、樹脂ケース４２は、一方側にのみ保持領域４２ａを有するようにしてもよい。この場合であっても、上述の実施の形態における電子装置１００の幅Ｘ１に対応する電子装置３００の幅Ｘ３は、電子装置２００の幅Ｘ２に比べて、立体的に配置した大型電子部品の分（コンデンサ３０略一個分）だけ短い（Ｘ２＞Ｘ３）。
従って、複数の大型電子部品を筐体１０における被取付体と対向する面に対し立体的に配置することによって、電子装置３００に搭載する大型電子部品の数が増えたとしても被取付体への取付面積の増加を抑制することができる。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図８は、本発明の第３の実施の形態における電子装置の概略構成を示す平面透視図である。図９は、本発明の第３の実施の形態における電子装置の概略構成を示す図８のＤＤ断面図である。図１０は、本発明の第３の実施の形態における電子装置の組付け方を説明する分解図である。
第３の実施の形態における電子装置４００は、上述の第１及び第２の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
図８は、上述の第１の実施の形態における図１に対応する図面である。図９は、上述の第１の実施の形態における図２に対応する図面である。この図８及び図９に示すように、本実施の形態における電子装置４００は、一方側にのみ保持領域４３ａ１、４３ａ２を有する樹脂ケース４３を備える。
この樹脂ケース４３は、互いに略直交し、互いに段差をもって形成される保持領域４３ａ１と４３ａ２とを備える。そして、第２保持領域は、バスバー５２に対応する位置、すなわち、バスバー５２と対向する位置に形成される。
本実施の形態においては、２つのコンデンサ３０が第１保持領域４３ａ１に保持され、この第１保持領域４３ａ１に直行して形成される第２保持領域４３ａ２に１つのコンデンサ３０が保持される。さらに、第２保持領域４３ａ２に保持されるコンデンサ３０は、バスバー５２に対応する位置、すなわち、バスバー５２と対向する位置に設けられる。このように、バスバー５２と対向する位置にコンデンサ３０を設けるため、デッドスペースを有効利用することができる。さらに、上述の第２の実施の形態と比べて、第２保持領域４３ａ２に保持されるコンデンサの搭載部位を広く確保することができる。
また、図８に示すように、第２保持領域４３ａ２に保持されるコンデンサ３０は、第１保持領域４３ａ１に保持されるコンデンサ３０の電極（リード５１が接続されている部位）上にオフセットさせて取付けると好ましい。このようにすることによって、安定性を向上させることができる。
また、本実施の形態における電子装置４００に関しても、図１０に示すように、一方側にのみ保持領域４３ａ１，４３ａ２を形成することによって、一方側からのみ大型電子部品（コンデンサ３０、コイル３１）を取付ければよいので、大型電子部品（コンデンサ３０、３１）を樹脂ケース４０に取付けやすくなる。
また、本実施の形態における電子装置４００に関しても、図１０に示すように、大型電子部品は、バスバー５２の一方の面のみにリード５１を介して電気的に接続される。このようにすることによって、全ての大型電子部品とバスバー５２とを同一方向から接続でき、大型電子部品とバスバー５２との接続を容易にすることができる。
このように、樹脂ケース４３は、一方側にのみ保持領域４３ａ１を有し、互いに略直交し、互いに段差をもって形成される保持領域４３ａ２を備えるようにしてもよい。この場合であっても、上述の実施の形態における電子装置１００の幅Ｘ１に対応する電子装置４００の幅Ｘ４は、電子装置２００の幅Ｘ２に比べて、立体的に配置した大型電子部品の分（コンデンサ３０略一個分）だけ短い（Ｘ２＞Ｘ４）。
従って、複数の大型電子部品を筐体１０における被取付体と対向する面に対し立体的に配置することによって、電子装置４００に搭載する大型電子部品の数が増えたとしても被取付体への取付面積の増加を抑制することができる。
なお、上述の第１乃至第３の実施の形態においては、電子装置１００〜４００をエンジンＥＣＵに適用した例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の第１の実施の形態における電子装置の概略構成を示す平面透視図である。 本発明の第１の実施の形態における電子装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における電子装置の被取付体への取付構造を示す図面であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。 本発明の比較例における電子装置の概略構成を示す平面透視図である。 本発明の比較例における電子装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態における電子装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態における電子装置の組付け方を説明する分解図である。 本発明の第３の実施の形態における電子装置の概略構成を示す平面透視図である。 本発明の第３の実施の形態における電子装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態における電子装置の組付け方を説明する分解図である。 特許文献１における電子装置の概略構成を示す図面であり、（ａ）は平面透視図であり、（ｂ）は断面図である。断面図である。
符号の説明
１０，２１０ 筐体、１０ａ カバー、１０ｂ ベース、１１ 取付用穴、２０ 回路基板、３０ コンデンサ、３１ コイル、４０，４１，４２，４３ 樹脂ケース、５１ リード、５２ バスバー、５３ 金属箔、５４ ランド、５５ コネクタ部、１，１００，２００，３００，４００ 電子装置、５００ エンジン、５１０ 発電機、５２０ 噴射弁、５３０ コモンレール、５４０ 燃料高圧ポンプ、５５０ エンジンマウントブッシュ

Claims (3)

  1. 被取付体への取付部を備える筐体と、
    前記筐体内に収納される回路基板と、
    前記筐体内に収納され、前記回路基板と電気的に接続される複数の大型電子部品と、
    複数の前記大型電子部品に設けられたリードを介して電気的に接続されるバスバーが一体成型された樹脂で構成されるものであり、前記複数の大型電子部品の外形に対応する複数の保持領域を有しており、複数の前記大型電子部品を前記筐体における前記被取付体と対向する面に対して立体的に保持する保持部材と、を備え、
    前記複数の大型電子部品は、前記保持部材の前記保持領域に保持された状態で前記筐体内に収納されるものであり、
    前記保持部材は、一方側にのみ前記保持領域を有するものであり、前記大型電子部品としての第１大型電子部品を保持する前記保持領域としての第１保持領域と、当該第１保持領域と直交して設けられるものであり前記大型電子部品としての第２大型電子部品を保持する前記保持領域としての第２保持領域とが形成され、
    前記第２保持領域は、前記第２大型電子部品を保持する保持部と、前記第１大型電子部品のリードが配置される溝部とを有し、
    前記保持部に保持された前記第２大型電子部品は、前記第１大型電子部品のリードと前記バスバーとの接続部に対向する位置において、リードが前記溝部に配置された状態で前記第１保持領域に保持された前記第１大型電子部品と直交交差して配置されることを特徴とする電子装置。
  2. 前記複数の大型電子部品は、前記バスバーを介して前記回路基板に電気的に接続されるものであり、立体的な配置位置に応じて当該バスバーの表面もしくは裏面に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
  3. 前記複数の大型電子部品は、前記バスバーを介して前記回路基板に電気的に接続されるものであり、当該バスバーの一方の面のみに電気的に接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子装置。
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