JP6759615B2

JP6759615B2 - 回路基板組立体、インサート成形品及びインサート成形品の製造方法

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Publication number: JP6759615B2
Application number: JP2016024740A
Authority: JP
Inventors: 祐一外山
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2020-09-23
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Description

本発明は、回路基板組立体、インサート成形品及びインサート成形品の製造方法に関する。

従来、電子部品を有する回路基板をカバーで覆う回路基板組立体は、特許文献１で公知である。特許文献１では、回路基板の周縁が一対のカバーの縁部にそれぞれ設けられた波型変形部にて挟持されている。

特開２０１５−１９１９９５号公報、図９

特許文献１のカバーは回路基板に配置された電子部品に対しては離間して配置されているが、カバーが外部圧力によって変形して電子部品に当たると、電子部品自体や、回路基板の回路との電気的接続に悪影響が出る虞がある。なお、特許文献１では、カバーの縁部に設けられた波型変形部は、カバー及び電子部品とは離間した位置に形成されているため、このカバーの外部圧力による変形を防止するための剛性向上には寄与していない。

本発明の目的は、カバー体に外部圧力が加わった際に、外部圧力によるカバー体の変形を抑制して回路基板の電子部品に悪影響を与えることがない回路基板組立体、インサート成形品及びインサート成形品の製造方法を提供することにある。

上記問題点を解決するために、本発明の回路基板組立体は、電子部品が配置された領域を有する回路基板と、前記回路基板を取り囲むとともにこれを支持するカバー体であって、前記回路基板の前記領域を有する部分とは間隙を介在させて覆うカバー体と、を有する回路基板組立体において、前記カバー体の内面には、外部圧力が前記カバー体に印加された際に該内面の前記領域への進出を抑制する抑制部を有するものである。

上記構成により、カバー体の内面に設けられた抑制部にて、外部圧力よるカバー体の変形が抑制されている。
また、回路基板組立体は、前記回路基板の一方の面を覆う第１カバーと、前記回路基板の他方の面を覆う第２カバーとを含み、前記抑制部が、少なくともいずれか一方のカバーから突出していてもよい。

上記構成により、カバー体が、回路基板の一方の面を覆う第１カバーと、前記回路基板の他方の面を覆う第２カバーを含むものであっても、上記のようにカバー体の内面に設けられた抑制部にて、外部圧力よるカバー体の変形が抑制されている。

また、前記抑制部は、前記カバー体の内面の一部から突出して前記回路基板を貫通した突部であり、該突部の先端が、対向するカバー体の内面の他部に当接し、または当接可能に配置されていてもよい。

上記構成により、外部圧力によりカバー体が電子部品に向かって変形しようとする際、回路基板を貫通した突部の先端が対向する内面の一部に当接することにより、外部圧力よるカバー体の変形が抑制されている。

また、前記抑制部は、前記カバー体の相互に対向する内面の部位からそれぞれ突出した突部であって、一方の突部が前記回路基板を貫通して他方の突部の先端に当接し、或いは当接可能に配置されていてもよい。

上記構成により、外部圧力によりカバー体が電子部品に向かって変形しようとする際、相互に対向する内面からそれぞれ突出した突部であって、一方の突部が前記回路基板を貫通して他方の突部の先端に当接することにより、外部圧力よるカバー体の変形が抑制されている。

また、本発明のインサート成形品は、前記回路基板組立体をインサート部とし、前記回路基板組立体における前記カバー体の外面に合成樹脂製の型成形部材を有するインサート成形品において、前記カバー体の内面には、該内面の前記領域への進出を抑制している抑制部を有するものである。

上記構成により、型成形部材のインサート成形時に外部圧力、すなわち、成型圧がカバー体に印加された際にカバー体の内面の前記領域への進出が抑制部により抑制されている。

また、本発明のインサート成形品の製造方法は、電子部品が配置された領域を有する回路基板と、前記回路基板を取り囲むとともにこれを支持するカバー体であって、前記回路基板の前記領域を有する部分とは間隙を介在させて覆う合成樹脂製のカバー体と、を有する回路基板組立体を、インサート部とし、前記回路基板組立体における前記カバー体の外面に合成樹脂製の型成形部材をインサート成形するインサート成形品の製造方法において、前記カバー体の内面には前記回路基板を介して、対向する内面の一部に向かって突出する抑制部を配置し、前記カバー体の外面に合成樹脂製の型成形部材をインサート成形する際に、前記内面の一部における成型圧による前記回路基板側に向かう進出を前記抑制部にて抑制するものである。

上記構成により、型成形部材のインサート成形時に外部圧力、すなわち、成型圧がカバー体に印加された際にカバー体の内面の前記領域への進出を抑制部により抑制する。

本発明によれば、カバー体に外部圧力が加わった際に、外部圧力によるカバー体の変形を抑制して回路基板の電子部品に悪影響を与えることがない効果を奏する。

一実施形態の回路基板組立体の斜視図。一実施形態の回路基板組立体の分解斜視図。一実施形態の回路基板組立体の要部の簡略断面図。一実施形態のインサート成形品の斜視図。一実施形態のインサート成形品の要部の簡略断面図。他の実施形態のインサート成形品の要部の簡略断面図。他の実施形態のインサート成形品の要部の簡略断面図。比較例のインサート成形品の要部の簡略断面図。

以下、本発明を具体化した回路基板組立体、インサート成形品、及びインサート成形品の製造方法について、図１〜図５を参照して説明する。
図１、図２に示すように、回路基板組立体１０は、回路基板２０と、回路基板２０の一部を覆うカバー体３０とから構成されている。

図２に示すように、回路基板２０は、略四角板状をなしていて、先端には、複数のセンサ素子２２が固定されている。また、回路基板２０の一面において、先端と基端間の略中央部には、図示しないＩＣ（集積回路）を含む検出信号処理回路２４が配置された領域Ａを有するとともに基端側にはケーブル１５（図１参照）に接続するための図示しない接続端子が配置された領域Ｂが設けられている。検出信号処理回路２４はセンサ素子２２が検出した信号を所定の処理を行い、前記接続端子及びケーブル１５を介して処理後の信号を図示しない制御部に出力する。前記センサ素子２２は、例えばホール素子であるが、限定するものではなく、他の素子であってもよい。

図２に示すように、回路基板２０には、前記領域Ａ、Ｂを回避する部位において、複数の貫通孔２６及び複数の取付孔２８が透設されている。
本実施形態では、複数の貫通孔２６は２個となっているが、貫通孔２６及の個数は、後述する突部４５の個数と同一であればよい。また、貫通孔２６の配置は、領域Ａ、Ｂの近傍が好ましい。

図１及び図２に示すようにカバー体３０は、第１カバー４０と、第２カバー５０とにより構成されている。
第１カバー４０は、合成樹脂製であって、回路基板取付部４１と、回路基板取付部４１の基端に一体に連結されたケーブル端末カバー部４２を有する。

回路基板取付部４１は、肉厚の略四角板状をなしていて、その内面において先端から基端には、凹部４６ａ、４６ｂを有し、凹部４６ａ、４６ｂ間は区画壁４８にて区画されている。凹部４６ｂは、ケーブル端末カバー部４２の内面に設けられたケーブル端末収納凹部４２ａに連通している。凹部４６ａは、回路基板取付部４１の先端面において開口されている。

また、回路基板取付部４１は、幅方向の両側外面、及びケーブル端末カバー部４２が連結された部位を除いた基端面には係合段部４７を有する。なお、本明細書では、図１に示すように、ケーブル１５が延びる方向を長さ方向といい、長さ方向及び回路基板２０の厚み方向にそれぞれ直交する方向を幅方向という。

回路基板取付部４１の第２カバー５０と対向する面であって、先端部寄りの部位及び中央部側の部位には、複数の基板載置部４３が幅方向にそれぞれ並設されている。本実施形態では、幅方向に並設された個数は２箇所であるがこの個数に限定するものではない。

前記基板載置部４３には、回路基板２０が載置されている。回路基板取付部４１の中央部側の部位に設けられた複数の基板載置部４３には、取付突起４４が第２カバー５０の対向する内面に向けて突出され、回路基板２０の取付孔２８にそれぞれ貫通されている。

図示はしないが貫通した取付突起４４の先端は、回路基板２０から突出した状態で加熱されることによって取付孔２８及びその周縁部を覆うように溶融し、その後、固化することにより回路基板２０の第２カバー５０に対向する面に溶着されている。この溶着により、回路基板２０は、回路基板取付部４１に対して取付け固定されている。

また、回路基板２０は、上記のように回路基板取付部４１に取付けられた状態で、図１に示すようにその長さ方向の略半分が回路基板取付部４１から突出して配置され、すなわち、回路基板２０の領域Ａのうち先端側の一部が回路基板取付部４１から露出して配置されている。また、残りの領域Ａ、及び領域Ｂを含む回路基板２０の残りの半分は、回路基板取付部４１の内面と相対配置されている。

また、回路基板取付部４１には、抑制部としての複数の突部４５が突出されていて、回路基板２０の貫通孔２６を貫通して後述する第２カバー５０の内壁面に当接（図３参照）、または、該内壁面の直近まで突出されている。本実施形態では、突部４５は、凹部４６ａの内面から突出したものと、区画壁４８から突出したものを有していて、回路基板取付部４１に固定された回路基板２０の貫通孔２６に相対する部位に設けられている。

なお、突部４５の個数は複数に限定するものではなく、単一であってもよい。また、突部４５の配置は、第２カバー５０の壁部が後述する成型圧による変形があった際に、変形する壁部に突部４５が当接することにより回路基板２０に設けられる電子部品に干渉しない位置であることが好ましい。

第２カバー５０は、合成樹脂製であって、回路基板カバー部５１と、回路基板カバー部５１の基端に一体に連結されたケーブル端末カバー部５２を有する。
回路基板カバー部５１は、四角板状の天板壁５３と、天板壁５３の周縁部に設けられた側壁５４とを有する。側壁５４は天板壁５３の周縁部において、先端周縁部及び回路基板カバー部５１の連結された部位を除いた残りの部位から回路基板取付部４１側に向かって突出していて、回路基板取付部４１に嵌合されており、側壁５４先端は、回路基板取付部４１の係合段部４７に当接されている。

図１、図３に示すように、天板壁５３の内面において先端から基端には、一対の凹部５３ａが設けられている。なお、図２においては、先端側の凹部５３ａのみ図示されている。一対の凹部５３ａ間は図示しない区画壁にて区画されている。基端側に設けられた図示しない凹部は、ケーブル端末カバー部５２の内面に設けられた図示しないケーブル端末収納凹部に連通している。図２に示すように先端側の凹部５３ａは、回路基板カバー部５１の先端面において開口されているとともに、回路基板取付部４１の凹部４６ａに相対して配置されている。凹部５３ａは、回路基板２０の検出信号処理回路２４において、天板壁５３にて覆われる部位（すなわち、本実施形態では、長さ方向において、中央部から基端側の部位）の天板壁５３に対する間隙となっている。

図１、図３に示すように、回路基板取付部４１の内面（但し、係合段部４７を除く）と、天板壁５３の内面（但し、係合段部４７と係合する側壁５４の端面を除く）が相対した状態で形成される空間は、凹部４６ａ、５３ａと、天板壁５３において、前記基板載置部４３と対向する部位５３ｂと基板載置部４３との間に形成される空間を含む。

これらの凹部４６ａ、５３ａと前記空間とにより回路基板２０の一部を収納する収納室Ｃが構成されている。本実施形態では、回路基板カバー部５１の天板壁５３、側壁５４、及び回路基板取付部４１の外面を構成する部位とにより、収納室Ｃが囲まれたものとなっている。

図１に示すように、ケーブル端末カバー部４２とケーブル端末カバー部５２とは、互いに相対して重ねられている。すなわち、図２に示すように、ケーブル端末カバー部４２の幅方向の両側部には、係合孔４９ａを有する係合部４９が複数個設けられているとともに、ケーブル端末カバー部５２の幅方向の両側部には複数の係止爪５５が設けられている。図１に示すように係止爪５５が、係合孔４９ａに係合されていることにより、ケーブル端末カバー部５２とケーブル端末収納凹部４２ａとは、相互に離脱不能となっている。

ケーブル端末収納凹部４２ａとケーブル端末カバー部５２と備えるケーブル端末収納凹部４２ａ等内にケーブル１５端末が収納されている。前記ケーブル１５端末の裸線は前記領域Ｂに設けられた接続端子に接続されている。

（インサート成形品の製造について）
次に、上記のようにして組立てられた回路基板組立体１０をインサート部とするインサー成形品の製造方法について説明する。

回路基板組立体１０を、図示しない金型内に収納し、型締め状態とする。この型締め状態では、回路基板組立体１０において、図１に示すようにカバー体３０から露出した回路基板２０の部分は、後述する充填樹脂（合成樹脂）に晒されないように金型に設けられた図示しない覆い部材にて覆われる。

そして、前記金型のキャビティに加熱されて溶融した状態の合成樹脂を金型内に図示しない射出ユニットから充填して保圧することにより、インサート成形する。この合成樹脂の充填時に成型圧が回路基板組立体１０の外面に印加される。この成型圧（外部圧力）によって、図５に示すように、天板壁５３、及び回路基板取付部４１が内方へ、すなわち、回路基板２０に向かって変形する。このように変形があると、回路基板取付部４１の突部４５が、天板壁５３の内面に当接することにより、天板壁５３の回路基板２０側への変形を抑制する。このことにより、回路基板２０上の電子部品（図示しない）に、変形した天板壁５３が干渉することはない。

充填された合成樹脂を冷却した後、金型を型開きすることにより、図４に示すインサート成形品６０を得る。図４の例では、回路基板組立体１０におけるカバー体３０全体に、フランジ６２を有する成形体６４が形成されている。また、成形体６４は回路基板組立体１０から露出していた回路基板２０の部位を覆う断面長円形の筒部６６が形成されていて、筒部６６の先端は開口されている。成形体６４は、型成形部材に相当する。

（実施形態の作用）
上記のように構成された回路基板組立体１０をインサート部として、インサート成形品６０を製造する場合、突部４５が天板壁５３の回路基板２０側への変形を抑制することにより、回路基板２０上の電子部品（図示しない）に、変形した天板壁５３の干渉が抑制される。

ここで、比較例を図８を参照して説明する。従来例は、上記実施形態の回路基板組立体１０の構成中、突部４５を省略した構成である。
このような構成の場合、金型のキャビティに加熱されて溶融した状態の合成樹脂を金型内に図示しない射出ユニットから充填して保圧することにより、インサート成形する際、成型圧（外部圧力）によって、図５に示すように、天板壁５３、及び回路基板取付部４１が内方へ、すなわち、回路基板２０に向かって変形する。この変形があると、突部４５がないため、天板壁５３の回路基板２０側への変形が抑制されず、回路基板２０上の電子部品（図示しない）に、変形した天板壁５３が干渉することになる。

本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）本実施形態の回路基板組立体１０は、カバー体３０の内面には、外部圧力がカバー体３０に印加された際に電子部品が配置された領域へのカバー体３０の内面の進出を抑制する突部４５（抑制部）を有する。この結果、回路基板の電子部品に悪影響を与えることがない。

（２）本実施形態の回路基板組立体１０のカバー体３０は、回路基板組立体１０の一方の面を覆う第１カバー４０と、他方の面を覆う第２カバー５０とを含む。そして、突部４５（抑制部）が、一方の第１カバー４０から突出している。このようにカバー体３０は第１カバー４０と第２カバー５０とを含み、一方のカバーから突部４５を突出したものにおいて、上記（１）の効果を享受できる。

（３）本実施形態のインサート成形品６０は、カバー体３０の内面には、成形体６４（型成形部材）のインサート成形時に外部圧力がカバー体３０に印加された際に電子部品が配置された領域への前記内面の進出を抑制した突部４５（抑制部）を有する。

また、回路基板組立体１０をインサート部としてインサート成形品６０の製造する際、前記内面には回路基板組立体１０を介して、対向するカバー体３０の内面に向かって突出する突部４５（抑制部）を配置する。そして、カバー体３０の外面に合成樹脂製の成形体６４（型成形部材）をインサート成形する際に、成型圧による回路基板２０側に向かうカバー体３０の内面の進出を突部（抑制部）にて抑制する。この結果、回路基板の電子部品に悪影響を与えることがない。

なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態は、回路基板組立体１０をインサート成形品６０のインサート部としたが、インサート部としない、組立体として使用してもよい。この場合においても、カバー体３０に外部圧力が印加された際、突部４５を有するため、天板壁５３、及び回路基板取付部４１の回路基板２０側への変形を抑制できる。

・前記実施形態において、抑制部としての突部を天板壁５３側に設けてもよい。
・前記実施形態の貫通孔２６の代りに、切欠、或いは側部から凹設した溝を形成してもよい。

・前記実施形態では、回路基板２０を単一のもので構成したが、複数の回路基板を並設してもよい。
・前記実施形態の回路基板組立体１０の収納室Ｃは、回路基板２０の一部を収納するようにしたが、回路基板２０の全体を収納する収納室としてもよい。

・図６に示すように、突部４５に係止段部４５ａを形成して、天板壁５３、及び回路基板取付部４１の回路基板２０側への変形時に、回路基板２０に係止段部４５ａが係止するようにしてもよい。この場合、係止段部４５ａにより、回路基板取付部４１の回路基板２０側への変形を抑制できる。すなわち、このような構成にすれば、回路基板２０において、回路基板取付部４１側に電子部品を有する回路が設けられる場合、変形した回路基板取付部４１と該電子部品との干渉を抑制できる。

・図７に示すように、天板壁５３に抑制部としての突部５９を設けて、回路基板取付部４１側に設けた突部４５と当接するようにしてもよい。図７では、回路基板２０の貫通孔２６内において突部５９と突部４５とが、当接した構成が図示されている。なお、両突部の当接位置は、回路基板２０の貫通孔２６内に限定するものではなく、貫通孔２６外であってもよい。

・なお、本明細書での電子部品は、代表例として下記のものを挙げるが、これらに限定するものではない。
能動素子としては、例えば、半導体、トランジスタ、集積回路、ダイオード等を含む。また、受動素子としては、例えば、抵抗器、コンデンサ、コイル、トランス、リレー、圧電素子、振動子等を含む。また、機構部品としては、例えば、コネクタ、ソケット、プラグ、スイッチ、ヒューズ、ヒートシンク、アンテナ等を含む。

・また、回路には、例えば、制御回路、センサ回路、接続回路（接続端子）等があるが、これらに限定するものではない。

１０…回路基板組立体、１５…ケーブル、
２０…回路基板、２２…センサ素子、２４…検出信号処理回路、
２６…貫通孔、２８…取付孔、３０…カバー体、４０…第１カバー、
４１…回路基板取付部、４２…ケーブル端末カバー部、
４２ａ…ケーブル端末収納凹部、４３…基板載置部、４４…取付突起、
４５…突部（抑制部）、４６…凹部、４６ａ、４６ｂ…凹部、４７…係合段部、
４８…区画壁、４９…係合部４９、４９ａ…係合孔、
５０…第２カバー、５１…回路基板カバー部、
５２…ケーブル端末カバー部、５３…天板壁、５３ａ…凹部、
５３ｂ…部位、５４…側壁、５５…係止爪、５９…突部（抑制部）
６０…インサート成形品、６２…フランジ、６４…成形体（型成形部材）、
６６…筒部、Ａ，Ｂ…領域、Ｃ…収納室。

Claims

電子部品が配置された領域を中央部の周囲に有する回路基板と、前記回路基板を取り囲むとともにこれを支持するカバー体であって、前記回路基板の前記領域を有する部分とは間隙を介在させて覆うカバー体と、を有する回路基板組立体において、
前記カバー体は、前記回路基板の一方の面を覆う第１カバーと、前記回路基板の他方の面を覆う第２カバーとを含み、
前記カバー体の内面には、外部圧力が前記カバー体に印加された際に該内面の前記領域への進出を抑制する抑制部を有し、
前記抑制部は、各カバーの相互に対向する内面の部位からそれぞれ突出した先端に端面を有する円柱状の突部であるとともに、前記回路基板の中央部で前記回路基板を貫通して延びており、外部圧力が前記カバー体に印加された際に前記各カバーの各突部の先端の前記端面同士が面接触で当接するように配置されている回路基板組立体。
電子部品が配置された領域を中央部の周囲に有する回路基板と、前記回路基板を取り囲むとともにこれを支持するカバー体であって、前記回路基板の前記領域を有する部分とは間隙を介在させて覆うカバー体と、を有する回路基板組立体において、
前記カバー体は、前記回路基板の一方の面を覆う第１カバーと、前記回路基板の他方の面を覆う第２カバーとを含み、
前記カバー体の内面には、外部圧力が前記カバー体に印加された際に該内面の前記領域への進出を抑制する抑制部を有し、
前記抑制部は、各カバーの一方のカバーの内面の一部から突出して前記回路基板を貫通した先端に端面を有する円柱状の突部であるとともに、前記回路基板の中央部で前記回路基板を貫通して延びており、外部圧力が前記カバー体に印加された際に前記突部の先端の前記端面が前記一方のカバーに対向するカバーの内面の他部に面接触で当接するように配置されている回路基板組立体。
請求項１又は請求項２に記載の回路基板組立体をインサート部とし、前記回路基板組立体における前記カバー体の外面に合成樹脂製の型成形部材を有するインサート成形品において、
前記カバー体の内面には、該内面の前記領域への進出を抑制している抑制部を有するインサート成形品。
電子部品が配置された領域を中央部の周囲に有する回路基板と、前記回路基板を取り囲むとともにこれを支持するカバー体であって、前記回路基板の前記領域を有する部分とは間隙を介在させて覆う合成樹脂製のカバー体と、を有する回路基板組立体を、インサート部とし、前記回路基板組立体における前記カバー体の外面に合成樹脂製の型成形部材をインサート成形するインサート成形品の製造方法において、
前記カバー体は、前記回路基板の一方の面を覆う第１カバーと、前記回路基板の他方の面を覆う第２カバーとを含み、
前記カバー体の内面には前記回路基板を介して、対向する内面の一部に向かって突出する抑制部を配置し、
前記抑制部は、各カバーの相互に対向する内面の部位からそれぞれ突出した先端に端面を有する円柱状の突部であるとともに、前記回路基板の中央部で前記回路基板を貫通して延びており、外部圧力が前記カバー体に印加された際に前記各カバーの各突部の先端の前記端面同士が面接触で当接するように配置されているものであり、
前記カバー体の外面に合成樹脂製の型成形部材をインサート成形する際に、前記内面の一部における成型圧による前記回路基板側に向かう進出を前記抑制部にて抑制するインサート成形品の製造方法。