JP6048427B2

JP6048427B2 - 電子装置

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Publication number: JP6048427B2
Application number: JP2014036702A
Authority: JP
Inventors: 達哉村田
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: EP2914073A2; CN104883838A; EP2914073B1; EP2914073A3; JP2015162567A

Description

この発明は、電子装置に関し、特に、基板を収容する筐体と、基板と電気的に接続するリード線を備えたコネクタとを備えた電子装置に関する。

コネクタが実装されたプリント基板を筐体内に収容してなる電子装置においては、感電防止等のために針金が入らないようにする構造が採用されている。
例えば、図７に示す従来の電子装置５０では、筐体５１内に収容された図示しない基板から筐体外へハーネス５２が引き出され、ハーネス５２の端部にはコネクタ５３が設けられている。ハーネス５２の複数の電線は、それぞれ基板と接続されており、筐体５１には、ハーネス５２の複数の電線を挿入する複数の孔が形成され、各孔には電線を保護するグロメット５４が装着されている。

また、例えば、図８に示す別の従来の電子装置６０では、コネクタ６１はボルト６３により筐体６２に直接ねじ止めされており、筐体６２内に収容された図示しない基板とコネクタ６１とは、リード線で接続されている。
また、例えば、図９（ａ）に示す別の従来の電子装置７０では、コネクタ７１は筐体７２に形成された矩形の開口部７３より外部に突出するように配置され、筐体７２内に収容された図示しない基板とコネクタ７１とは、リード線で接続されている。図９（ｂ）に示すように、開口部７３とコネクタ７１の外周部間の隙間Ｇは、外部より針金などの異物が侵入しないよう微小な隙間に維持されている。

また、特許文献１に開示された電子装置では、コネクタが実装されたプリント基板が筐体内に収容され、筐体を形成する上ケースと下ケースとを組付けた状態で形成されるコネクタ用開口部を介してコネクタの一部を外部に露出させた構造となっている。コネクタの周囲には、コネクタ側凹部及びコネクタ側凸部が設けられ、上ケースには、筐体側凸部が設けられ、下ケースには筐体側凹部が設けられている。コネクタ側凹部には、シール部材を介装した状態で筐体側凸部が挿入され、筐体側凹部には、シール部材を介装した状態でコネクタ側凸部が挿入される。シール部材は防水対策を目的としたものである。

特開２００９−７０８５５公報

しかし、電子装置５０に示す従来技術では、筐体５１内に収容された基板とコネクタ５３を接続するハーネス５２を設けねばならず、部品点数が増大し、製品サイズが大きくなる問題がある。また、ハーネス加工と、ハーネス５２の筐体５１への組付け工数を必要とする問題がある。
また、電子装置６０に示す従来技術では、コネクタ６１は筐体６２に直接ボルト６３によりねじ止めされているので、部品点数が増大し、ボルト締結工数が余分にかかる問題がある。
また、電子装置７０に示す従来技術では、筐体７２の開口部７３とコネクタ７１の外周部間の隙間Ｇを微小な隙間に維持させるために、部品に厳しい寸法公差を必要とする問題がある。特に、筐体７２を１部品構成とする場合には、組付け方向が規定され、設計上の制約が発生する問題がある。
また、電子装置６０に示す従来技術及び、特許文献１に開示された従来技術では、コネクタは筐体に直接取付けられており、筐体に伝達された振動がコネクタに直接伝わり、コネクタを破損する恐れがある。また、筐体とコネクタとは熱膨張係数が異なることにより、筐体に伝わった熱によってコネクタが破損する恐れがある。そのため、コネクタと筐体間に隙間を設けることが好ましい。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、部品公差を吸収しつつ、筐体とコネクタ間の隙間を介して針金の筐体内への進入を防止できる電子装置の提供にある。

上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板と、前記基板に実装され、前記基板とコネクタ本体とを電気的に接続するリード線を備えたコネクタと、前記基板を収容すると共に、前記コネクタの一部を外部に露出させる開口部を有し、前記開口部の縁部と前記コネクタとの間に隙間が形成された筐体と、を備えた電子装置であって、前記筐体は、筐体本体と蓋体を有し、前記開口部は前記蓋体の側壁部の端部を切欠いて形成される第１開口部と、前記筐体本体の側壁部の端部を切欠いて形成される第２開口部とからなり、前記コネクタ本体に取り付けられる鍔状の外側リブと、前記コネクタ本体に取り付けられ、前記外側リブより内側に設けられる鍔状の内側リブと、前記第１開口部及び前記第２開口部に取り付けられ、前記外側リブと前記内側リブとの間の隙間に挿入される凸部と、を備え、前記外側リブは、該外側リブの外側の部位と内側の部位との間に形成された段差部を備え、前記内側リブは、該内側リブの外側の部位と内側の部位との間に形成された段差部を備え、前記蓋体の凸部と前記筐体本体の凸部は、前記外側リブの段差部と前記内側リブの段差部の間にて重なるように、前記外側リブと前記内側リブの隙間に挿入されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、コネクタ本体と、第１開口部及び第２開口部とのどちらか一方には外側リブ及び内側リブが設けられ、コネクタ本体と、第１開口部及び第２開口部とのどちらか他方には外側リブ及び内側リブ間に挿入される凸部が設けられているので、部品公差を吸収しつつ、筐体とコネクタ間の隙間を介して針金の筐体内への進入を防止できる。また、コネクタ本体に外側リブ及び内側リブを設ければ良いので、構成が簡単である。外側リブの段差部及び内側リブの段差部を設けたことにより、外側リブ及び内側リブの強度を向上することが可能である。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の電子装置において、前記外側リブ及び前記内側リブは前記コネクタ本体の周壁部全周に連続して形成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子装置において、前記外側リブのコネクタの径方向の長さが、前記内側リブのコネクタの径方向の長さより長く形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、部品公差を吸収しつつ、筐体とコネクタ間の隙間を介して針金の筐体内への進入を防止できる。

本発明の実施形態に係る電子装置の全体の概略構成を示す断面図である。本発明の実施形態に係る電子装置の要部斜視図である。図２におけるＡ−Ａ線断面図である。図２において筐体を取り外した状態のコネクタを示す斜視図である。（ａ）は組み立てた状態の電子装置を示す要部正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。（ａ）は分解した状態の電子装置を示す要部正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。従来技術を説明するための斜視図である。従来技術を説明するための斜視図である。（ａ）は従来技術を説明するための斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の正面図である。

以下、本発明の実施形態に係る電子装置を図１〜図６に基づいて説明する。
図１に示す電子装置１０は、筐体１１と、筐体１１内に収容された基板１２と、基板１２に実装され、一部が筐体１１外に露出されたコネクタ１３とを有している。
筐体１１は、開口部を有する箱状の筐体本体１４と、筐体本体１４の開口部を覆う蓋体１５とを有している。

筐体本体１４は、箱状に形成され、開口された開口部１４Ａを備えているほか、略矩形の底部１６と、底部１６の４辺に立設された側壁部１７とを備えている。筐体本体１４は、例えば、アルミダイカスト、プレス加工、樹脂成形などにより形成されている。底部１６の内面には、基板１２を載置固定するための複数の受け部２１が開口部１４Ａへ向けて立設されている。受け部２１の開口部１４Ａ側の端部には、基板１２を固定するためのねじ孔２１Ａが形成されている。側壁部１７により形成される４つの隅部には、蓋体１５を載置固定するための４つの取付部２３が立設されている。各取付部２３の上端には、蓋体１５を固定するためのねじ孔２３Ａが形成されている。
図３及び図６（ａ）に示すように、筐体本体１４の側壁部１７のうち、コネクタ１３の一部を外部に露出させる側の側壁部１８には、開口部１９が形成されている。開口部１９は、側壁部１８の上端側に形成され、上方に開口している。開口部１９は、側壁部１８の上端側を矩形に切り欠くことにより形成されており、開口部１９には、互いに平行な２辺と２辺と直角な１辺とを備えた開口部１９の縁部１９Ａが形成されている。

蓋体１５は、箱状に形成され、略矩形の蓋本体２４と、蓋本体２４の４辺に立設された側壁部２５とを備えている。蓋体１５は、例えば、プレス加工、樹脂成形などにより形成されている。
図３及び図６（ａ）に示すように、蓋体１５の側壁部２５のうち、コネクタ１３の一部を外部に露出させる側の側壁部２６には、開口部２７が形成されている。開口部２７は、側壁部２６の下端側に形成され、下方に開口している。開口部２７は、側壁部２６の下端側を矩形に切り欠くことにより形成されており、開口部２７には、互いに平行な２辺と２辺と直角な１辺とを備えた開口部２７の縁部２７Ａが形成されている。

基板１２には、マイコン、パワートランジスター、抵抗、コンデンサー等の電子部品（図示せず）が実装されている。本実施形態では、基板１２と外部とを電気的に接続するコネクタ１３が、基板１２に実装されている。
図１、図３及び図４に示すように、コネクタ１３は、絶縁材料からなるコネクタ本体３０と、コネクタ本体３０の周囲に形成された外側リブ３１及び内側リブ３２を備えている。

コネクタ本体３０は、有底角筒状の形状を有し、周壁部３０Ａと底部３０Ｂとを備えている。コネクタ本体３０において底部３０Ｂの反対側の開口側端部を外側に向け、底部３０Ｂを内側に向けて配置される。底部３０Ｂには、リード線３３を挿通するための複数の孔（図示せず）が形成されている。リード線３３の一方の端部は、底部３０Ｂに形成された複数の孔に内側より外側にむけてコネクタ本体３０内に挿入される。リード線３３の他方の端部は、基板１２に形成されたランド（図示せず）に下方より挿入されはんだを介して接続される。
コネクタ１３は基板１２に、ねじ３４により例えばねじ止めされている。なおはんだにより固定されていても良い。

図４及び図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、外側リブ３１は、コネクタ本体３０の周壁部３０Ａの開口側端部寄りにおいて鍔状となるように周壁部３０Ａの周囲へ延在しつつ周壁部３０Ａと一体形成されている。図５（ａ）に示すように、外側リブ３１は、コネクタ本体３０における開口側端部から見た正面視では矩形の形状を有しており、また、所定の厚みを有している。外側リブ３１は、周壁部３０Ａに対して蓋体１５側となる部位３１Ａと、筐体本体１４側となる部位３１Ｂと、を有している。外側リブ３１は、部位３１Ｂが部位３１Ａよりも内側に位置するように、部位３１Ａと部位３１Ｂとの間に段差部３１Ｅが形成されている。
外側リブ３１のコネクタ１３の径方向の長さは、部位３１Ａと比較して、部位３１Ｂの方が長く形成されている。外側リブ３１のコネクタ１３の径方向の長さとは、外側リブ３１の周壁部３０Ａ側の基部から外周側の先端部までの長さに相当し、図５（ｂ）に示すように、部位３１Ａの長さＬ１とし部位３１Ｂの長さＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２となるように形成されている。

図４及び図５（ｂ）に示すように、内側リブ３２は、コネクタ本体３０の周壁部３０Ａの底部３０Ｂ寄りにおいて鍔状となるように周壁部３０Ａの周囲へ延在しつつ周壁部３０Ａと一体形成されている。内側リブ３２は、コネクタ本体３０における開口側端部から見た正面視では矩形の形状を有しており、また、所定の厚みを有している。内側リブ３２は、周壁部３０Ａに対して蓋体１５側となる部位３２Ａと、筐体本体１４側となる部位３２Ｂとを有している。内側リブ３２は、部位３２Ｂが部位３２Ａよりも内側に位置するように、部位３２Ａと部位３２Ｂとの間に段差部３２Ｅが形成されている。
内側リブ３２のコネクタ１３の径方向の長さは、部位３２Ａと部位３２Ｂとで同等の長さに形成されている。内側リブ３２のコネクタ１３の径方向の長さとは、内側リブ３２の周壁部３０Ａ側の基部から外周側の先端部までの長さに相当し、図５（ｂ）に示すように、部位３２Ａの長さＬ３とし部位３２Ｂの長さＬ４とすると、Ｌ３≒Ｌ４となるように形成されている。また、Ｌ１とＬ３とは同等の長さに形成されている。よって、コネクタ本体３０に対して上部側では、部位３１Ａの長さＬ１と部位３２Ａの長さＬ３とは同等の長さに形成されているが、コネクタ本体３０に対して下部側では、部位３１Ｂの長さＬ２の方が部位３２Ｂの長さＬ４よりも長くなるように形成されている。
図４及び図５（ｂ）に示すように、段差部３１Ｅ、３２Ｅの上下方向の形成位置は、段差部３２Ｅの方が上部に形成され、段差部３１Ｅの方が下部に形成されている。

図３及び図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、外側リブ３１の部位３１Ｂと内側リブ３２の部位３２Ｂとの間の隙間には、筐体本体１４の側壁部１８が位置する。側壁部１８の開口部１９の縁部１９Ａと周壁部３０Ａとの間には、所定の隙間を維持した状態にある。また、側壁部１８と外側リブ３１間の隙間ｂ及び、側壁部１８と内側リブ３２間の隙間ｄは、外部より針金などの筐体１１内への進入を防止するのに充分小さく設定されている。このように、コネクタ１３は、側壁部１８と非接触状態にある。

外側リブ３１の部位３１Ａと内側リブ３２の部位３２Ａとの間の隙間には、蓋体１５の側壁部２６が位置する。側壁部２６の開口部２７の縁部２７Ａと周壁部３０Ａとの間には、所定の隙間を維持した状態にある。また、側壁部２６と外側リブ３１間の隙間ａ及び、側壁部２６と内側リブ３２間の隙間ｃは、外部より針金などの筐体１１内への進入を防止するのに充分小さく設定されている。このように、コネクタ１３は、側壁部２６と非接触状態にある。

なお、側壁部１８及び側壁部２６が、外側リブ３１と内側リブ３２との間に挿入される凸部に相当する。
図５（ｂ）に示すように、側壁部１８及び側壁部２６が、外側リブ３１と内側リブ３２との間に挿入された状態で、側壁部２６が側壁部１８よりも外側に配置され、側壁部１８が側壁部２６よりも内側に配置される。なお、図２に示すように、蓋体１５の側壁部２５は、全周に渡り筐体本体１４の側壁部１７より外側に配置される。これは、蓋体１５を筐体本体１４に装着するときに、装着し易くするためである。また上面からの水等に対して内部への浸水防止になる。
また、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、コネクタ本体３０の側方において、側壁部１８の上端部と側壁部２６の下端部とは、重なった状態にある。なお、図２に示すように、筐体本体１４の側壁部１７と蓋体１５の側壁部２５とは、コネクタ本体３０の周囲を除き、全周に渡り重なった状態にある。これは、重なった状態にすることにより、外部より異物などの進入を防止するためである。

次に、電子装置１０の組み付け手順について説明する。
先ず、筐体本体１４を準備する。
次に、コネクタ１３を実装した基板１２を準備し、筐体本体１４の開口部１４Ａよりコネクタ１３の外側リブ３１及び内側リブ３２間に、側壁部１８の開口部１９が位置するように配置し位置決めをした上で、基板１２を受け部２１にねじ２２により固定する。
次に、蓋体１５を準備し、コネクタ１３の外側リブ３１及び内側リブ３２間に、側壁部２６の開口部２７が位置するように位置決めをした上で、蓋体１５を取付部２３にねじ２９により固定する。

上記構成を有する電子装置１０の作用効果について説明を行う。
コネクタ本体３０の周囲には外側リブ３１及び内側リブ３２が設けられ、外側リブ３１と内側リブ３２との間に、筐体本体１４の側壁部１８及び蓋体１５の側壁部２６が位置する状態にある。
すなわち、側壁部１８の開口部１９の縁部１９Ａと周壁部３０Ａとの間には、所定の隙間を維持した状態にある。また、側壁部１８と外側リブ３１間の隙間ｂ及び、側壁部１８と内側リブ３２間の隙間ｄは、外部より針金などの筐体１１内への進入を防止するのに充分小さく設定されていることにより、針金の筐体１１内への進入を防止することが可能である。

また、側壁部２６の開口部２７の縁部２７Ａと周壁部３０Ａとの間には、所定の隙間を維持した状態にある。また、側壁部２６と外側リブ３１間の隙間ａ及び、側壁部２６と内側リブ３２間の隙間ｃは、外部より針金などの筐体１１内への進入を防止するのに充分小さく設定されていることにより、針金の筐体１１内への進入を防止することが可能である。

なお、図３に示すように、コネクタ１３がＡ方向にずれると、隙間ａ、ｂは拡大するが、隙間ｃ、ｄは縮小する。このことにより、針金等の筐体１１内への進入を防止することが可能である。一方、コネクタ１３がＢ方向にずれると、隙間ｃ、ｄは拡大するが、隙間ａ、ｂは縮小する。このことにより、針金等の筐体１１内への進入を防止することが可能である。外側と内側両方に、外側リブ３１及び内側リブ３２を設けることにより、コネクタ１３がＡ方向又はＢ方向にずれたとしても、隙間ａ〜ｄが相反する大きさとなるため、針金等の筐体１１内への進入を防止することが可能である。

コネクタ本体３０の周囲に鍔状の外側リブ３１及び内側リブ３２を一体形成し、外側リブ３１と内側リブ３２間の隙間に筐体本体１４の側壁部１８及び蓋体１５の側壁部２６を挿入した簡単な構成なので、従来技術と比較して、部品公差吸収による設計自由度の向上を図れる。また、部品点数及び組付け工数の削減を図れる。

コネクタ本体３０に対して下部側では、外側リブ３１における部位３１Ｂの長さＬ２の方が内側リブ３２における部位３２Ｂの長さＬ４よりも長くなるように形成されている。よって、部品公差や組立ばらつき等により外側リブ３１及び内側リブ３２と側壁部１８との間の隙間、或いは、開口部１９の縁部１９Ａと周壁部３０Ａとの間の隙間にばらつきが生じても、針金の筐体１１内への進入が確実に防止される。

外側リブ３１には、部位３１Ａと部位３１Ｂとの間に段差部３１Ｅが形成されており、内側リブ３２には、部位３２Ａと部位３２Ｂとの間に段差部３２Ｅが形成されている。段差部３１Ｅ、３２Ｅが設けられていることにより、外側リブ３１及び内側リブ３２の強度アップを図れる。

側壁部１８及び側壁部２６が、外側リブ３１及び内側リブ３２間に挿入された状態で、側壁部２６が側壁部１８に対して外側に配置され、側壁部１８が側壁部２６に対して内側に配置される。なお、蓋体１５の側壁部２５は、全周に渡り筐体本体１４の側壁部１７より外側に配置される。このため、蓋体１５を筐体本体１４の開口部１４Ａ側より装着するときに、装着し易い。
また、コネクタ本体３０の側方において、側壁部１８の先端部と側壁部２６の下端部とは、重なった状態にある。なお、筐体本体１４の側壁部１７と蓋体１５の側壁部２５とは、コネクタ本体３０の周囲を除き、全周に渡り重なった状態にある。このため、外部より異物などの進入を防止することが可能である。

コネクタ本体３０の周囲に設けられた外側リブ３１及び内側リブ３２間に、筐体本体１４の側壁部１８及び蓋体１５の側壁部２６が挿入され、コネクタ１３と筐体本体１４及びコネクタ１３と蓋体１５とは非接触状態で配置されている。よって、コネクタ１３への振動及び熱伝達を抑制することが可能であり、コネクタ１３の破損を防止することが可能である。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
○ 上記の実施形態においては、外側リブ３１及び内側リブ３２はコネクタ本体３０に一体形成されているとして説明したが、外側リブ３１及び内側リブ３２をコネクタ本体３０とは別体で形成し、別体で形成した外側リブ３１及び内側リブ３２をコネクタ本体３０に接着剤などで取り付け一体化しても良い。

１０電子装置
１１筐体
１２基板
１３コネクタ
１４筐体本体
１５蓋体
１８側壁部
１９開口部
１９Ａ開口部の縁部
２６側壁部
２７開口部
２７Ａ開口部の縁部
３０コネクタ本体
３０Ａ周壁部
３１外側リブ
３１Ｅ段差部
３２内側リブ
３２Ｅ段差部
３３リード線

Claims

基板と、
前記基板に実装され、前記基板とコネクタ本体とを電気的に接続するリード線を備えたコネクタと、
前記基板を収容すると共に、前記コネクタの一部を外部に露出させる開口部を有し、前記開口部の縁部と前記コネクタとの間に隙間が形成された筐体と、を備えた電子装置であって、
前記筐体は、筐体本体と蓋体を有し、
前記開口部は前記蓋体の側壁部の端部を切欠いて形成される第１開口部と、前記筐体本体の側壁部の端部を切欠いて形成される第２開口部とからなり、
前記コネクタ本体に取り付けられる鍔状の外側リブと、
前記コネクタ本体に取り付けられ、前記外側リブより内側に設けられる鍔状の内側リブと、
前記第１開口部及び前記第２開口部に取り付けられ、前記外側リブと前記内側リブとの間の隙間に挿入される凸部と、を備え、
前記外側リブは、該外側リブの外側の部位と内側の部位との間に形成された段差部を備え、
前記内側リブは、該内側リブの外側の部位と内側の部位との間に形成された段差部を備え、
前記蓋体の凸部と前記筐体本体の凸部は、前記外側リブの段差部と前記内側リブの段差部の間にて重なるように、前記外側リブと前記内側リブの隙間に挿入されていることを特徴とする電子装置。
前記外側リブ及び前記内側リブは前記コネクタ本体の周壁部全周に連続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記外側リブのコネクタの径方向の長さが、前記内側リブのコネクタの径方向の長さより長く形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子装置。