JP2020077462A - 電子部品ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】誤組み付けを防止することができる電子部品ユニットを提供することを目的とする。【解決手段】電子部品ユニット１は、嵌合方向Ｘに沿って相互に嵌合することで電気的に接続可能である第１コネクタ１３及び第２コネクタ２３と、第１コネクタ１３が実装される第１基板１２と、嵌合方向Ｘに沿って延在し第２コネクタ２３が実装される第２基板２２と、第１基板１２を内蔵するカバー部材１４と、第１コネクタ１３の壁面１３ａに沿って位置してカバー部材１４と一体で形成され、当該カバー部材１４から突出して形成される突出部１７とを備え、突出部１７は、第１コネクタ１３と第２コネクタ２３とを非正規位置関係で嵌合させる場合に、第２基板２２の端面２２ａと当接し嵌合を規制し、第１コネクタ１３と第２コネクタ２３とを正規位置関係で嵌合させる場合に、端面２２ａとは当接しない。【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品ユニットに関する。

車両等に搭載される従来のワイヤハーネスに設けられる電子部品ユニットとして、例えば、特許文献１には、コネクタピンが立設された底部と、コネクタ挿入領域を形成する側壁部と、を有したコネクタハウジングを備える電子制御装置が開示されている。この電子制御装置は、コネクタハウジングが回路基板を収納するケースの役割を兼ねている。回路基板は、可撓性のあるフレキシブル部で折り曲げられることにより当該コネクタハウジングの内部の空間に合わせて収納される。

特開２００５−１９１１３０号公報

ところで、上述の特許文献１に記載の電子制御装置は、例えば、回路基板同士を、コネクタを介して組み付ける場合があるが、このような場合に誤組み付けを防止することができる構成が望まれている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、誤組み付けを防止することができる電子部品ユニット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、本発明に係る電子部品ユニットは、嵌合方向に沿って相互に嵌合することで電気的に接続可能である第１コネクタ及び第２コネクタと、前記第１コネクタが実装される第１基板と、前記嵌合方向に沿って延在し前記第２コネクタが実装される第２基板と、前記第１コネクタの一部を露出させて前記第１基板を被覆し内蔵するカバー部材と、前記第１コネクタの壁面に沿って位置して前記カバー部材と一体で形成され、当該カバー部材から前記嵌合方向に沿って突出して形成される突出部とを備え、前記突出部は、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを予め定められた正規位置関係とは異なる非正規位置関係で前記嵌合方向に沿って嵌合させる場合に、前記第２基板の前記嵌合方向の端面と当接し前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合を規制し、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを前記正規位置関係で前記嵌合方向に沿って嵌合させる場合に、前記端面とは当接しないことを特徴とする。

また、上記電子部品ユニットでは、前記突出部は、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを前記非正規位置関係で前記嵌合方向に沿って嵌合させる場合に、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが電気的に接続される位置に至る前に前記端面と当接する突出量で形成されるものとすることができる。

本発明に係る電子部品ユニットは、誤組み付けを防止することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る電子部品ユニットの概略構成を表す斜視図である。 図２は、実施形態に係る電子部品ユニットの概略構成を表す分解斜視図である。 図３は、実施形態に係る電子部品ユニットが備える第１電子部品ユニットの内部構造を表す斜視図である。 図４は、実施形態に係る電子部品ユニットの突出部を含む部分斜視図である。 図５は、実施形態に係る電子部品ユニットのコネクタが非正規位置関係にある状態を説明する斜視図である。 図６は、実施形態に係る電子部品ユニットのコネクタが非正規位置関係にある状態を説明する部分斜視図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１、図２、図３に示す電子部品ユニット１は、自動車等の車両に搭載される電気接続箱やワイヤハーネス等に組み込まれる電子部品モジュールを構成するものである。以下、電子部品ユニット１の各構成について具体的に説明する。なお、以下の説明を分かり易くするために、便宜的に互いに交差する３つの方向をそれぞれ「第１方向Ｘ」、「第２方向Ｙ」、及び、「第３方向Ｚ」という。ここでは、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚとは、相互に直交（交差）する。第１方向Ｘは、典型的には、後述する第１コネクタ及び第２コネクタの嵌合方向に相当する。また、以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、各部が相互に組み付けられた状態での方向として説明する。

本実施形態の電子部品ユニット１は、第１電子部品ユニット１０と、第２電子部品ユニット２０とを備える。第１電子部品ユニット１０、第２電子部品ユニット２０は、共に基板１２、２２を含む基板ユニットを構成する。第１電子部品ユニット１０は、電子部品１１と、第１基板としての基板１２と、第１コネクタとしてのコネクタ１３と、カバー部材１４とを備える（特に図３等参照）。第２電子部品ユニット２０は、電子部品２１と、第２基板としての基板２２と、第２コネクタとしてのコネクタ２３と備える。第１電子部品ユニット１０と第２電子部品ユニット２０とは、コネクタ１３、２３を介して相互に組み付けられ電気的に接続される。電子部品ユニット１は、第１電子部品ユニット１０と第２電子部品ユニット２０とによる基板ユニット組立体を構成する。

電子部品１１、２１は、それぞれ基板１２、２２に実装されるものであり、種々の機能を発揮する素子である。電子部品１１、２１は、例えば、コンデンサ、リレー、抵抗、トランジスタ、ＩＰＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｓｗｉｔｃｈ）、マイコンを含む電子制御ユニット等である。

基板１２、２２は、それぞれ種々の電子部品１１、２１、コネクタ１３、２３等が実装され、これらを電気的に接続する電子回路を構成するものである。基板１２、２２は、例えば、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁性の材料からなる絶縁層に銅等の導電性の材料によって配線パターン（プリントパターン）が印刷されている。基板１２は、配線パターンが印刷された絶縁層を複数枚積層させ多層化されたもの（すなわち、多層基板）であってもよい。

本実施形態の基板１２は、いわゆるリジッドフレキシブルプリント回路基板（Ｒｉｇｉｄ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）である。基板１２は、複数のリジッド部１５、及び、フレキシブル部１６を有し、当該複数のリジッド部１５と当該フレキシブル部１６とが一体化されたものである（特に図３等参照）。

リジッド部１５は、電子部品１１、コネクタ１３が実装される実装部を構成する部分である。リジッド部１５は、フレキシブル部１６より屈曲しにくい程度に高い剛性を有している。リジッド部１５は、電子部品１１のリード線やコネクタ１３の端子がハンダ付け等によって配線パターンに電気的に接続される。

フレキシブル部１６は、リジッド部１５より可撓性が高く複数のリジッド部１５を電気的に接続する屈曲部を構成する部分である。フレキシブル部１６は、リジッド部１５より屈曲しやすい程度に高い可撓性を有している。フレキシブル部１６は、複数のリジッド部１５のうち隣接するリジッド部１５の間に設けられ、これらを相互に電気的に接続する。フレキシブル部１６は、銅等の導電性の材料によって構成される配線パターンを介して複数のリジッド部１５を電気的に接続する。基板１２は、例えば、フレキシブル部１６に相当する部分の絶縁層の一部を切削、除去しリジッド部１５より厚みを薄くすることで、リジッド部１５より相対的に高い可撓性を有するフレキシブル部１６を形成することができる。また、基板１２は、例えば、リジッド部１５とフレキシブル部１６とで絶縁層の材料を異ならせることで、リジッド部１５より相対的に高い可撓性を有するフレキシブル部１６を形成してもよい。また、基板１２は、例えば、フレキシブル部１６に相当する部分の絶縁層の積層枚数を少なくすることで、リジッド部１５より相対的に高い可撓性を有するフレキシブル部１６を形成してもよい。フレキシブル部１６は、例えば、絶縁層を含む層構成全体に占める配線パターン（銅等）の割合（残銅率）を調整することで可撓性の度合いを調整することができる。

本実施形態の基板１２は、複数のリジッド部１５として、第１リジッド部１５Ａ、及び、第２リジッド部１５Ｂの合計２つを含んで構成される。第１リジッド部１５Ａ、第２リジッド部１５Ｂは、共に略長方形板状に形成される。第１リジッド部１５Ａ、第２リジッド部１５Ｂは、ほぼ同等の形状、大きさに形成される。ここでは、第１リジッド部１５Ａ、第２リジッド部１５Ｂは、共に表裏両側の主面が電子部品１１、コネクタ１３等を実装するための実装面を構成するがこれに限らない。電子部品１１、コネクタ１３は、それぞれ各実装面に対してハンダ付け等によって固定され、各実装面の配線パターンと電気的に接続される。

そして、本実施形態のフレキシブル部１６は、複数のリジッド部１５のうちの第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとを電気的に接続する。本実施形態の基板１２は、第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとが互いの一方の長辺が対向する位置関係で長辺と直交する方向に間隔をあけて並んで位置すると共に、第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとの間にフレキシブル部１６が介在する。つまり、フレキシブル部１６は、第１リジッド部１５Ａの一方の長辺と第２リジッド部１５Ｂの一方の長辺とを、長辺と直交する方向に沿って接続する。ここでは、フレキシブル部１６は、複数の部位に分断された状態で、第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとを接続する構成として図示しているがこれに限らない。フレキシブル部１６は、上述したように高い可撓性を有しており、長辺方向に沿った屈曲軸周りに第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとが折り重ねられる方向に屈曲可能である。基板１２は、後述するように、フレキシブル部１６が屈曲した状態、より詳細には、第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとがほぼ垂直となるようにフレキシブル部１６で折り曲げられた状態でカバー部材１４の内部に埋設、内蔵される。

なお、以下の説明では、第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとを特に区別して説明する必要がない場合には単に「リジッド部１５」という場合がある。

一方、本実施形態の基板２２は、リジッドプリント回路基板（Ｒｉｇｉｄ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）である。基板２２は、上述したフレキシブル部１６のような相対的に高い可撓性を有する部位を含まずに構成される。基板２２は、上述したリジッド部１５と同様に、フレキシブル部１６より屈曲しにくい程度に高い剛性を有している。基板２２は、電子部品２１のリード線やコネクタ２３の端子がハンダ付け等によって配線パターンに電気的に接続される。本実施形態の基板２２は、第３方向Ｚが板厚方向となる略正方形板状に形成され、第１方向Ｘ、及び、第２方向Ｙに沿って延在する。基板２２は、表裏両側の主面が電子部品２１、コネクタ２３等を実装するための実装面を構成するがこれに限らない。電子部品２１、コネクタ２３は、それぞれ各実装面に対してハンダ付け等によって固定され、各実装面の配線パターンと電気的に接続される。

なおここでは、基板１２は、リジッドフレキシブルプリント回路基板であるものとして説明するが、基板２２と同様にリジッドプリント回路基板であってもよい。同様に、基板２２は、リジッドプリント回路基板であるものとして説明するが、基板１２と同様にリジッドフレキシブルプリント回路基板であってもよい。

コネクタ１３とコネクタ２３とは、相互に嵌合することで電気的に接続可能なコネクタ機構を構成するものである。コネクタ１３とコネクタ２３とは、共に基板１２、２２の実装面に実装され、基板１２と基板２２とを電気的に接続する基板対基板用の基板実装コネクタである。ここでは、コネクタ１３は、基板１２の第２リジッド部１５Ｂの実装面の略中央部に実装される。コネクタ１３は、第１方向Ｘの一方側を向くように実装される。一方、コネクタ２３は、基板２２の実装面の第１方向Ｘの端部に実装される。コネクタ２３は、第１方向Ｘの他方側を向くように実装される。この構成により、コネクタ１３とコネクタ２３とは、第１方向Ｘを嵌合方向とし、当該第１方向Ｘに沿って相互に嵌合する。

なお、本実施形態の第２電子部品ユニット２０は、コネクタ２３の他、コネクタ２４も有している。コネクタ２４は、基板２２の実装面に実装され、基板２２と配索材とを電気的に接続する基板対配索材用の基板実装コネクタである。

カバー部材１４は、絶縁性を有する樹脂材料によって形成され、電子部品１１、基板１２等を被覆し内蔵する部材である。カバー部材１４は、典型的には、コネクタ１３の一部を露出させて基板１２を被覆し内蔵するモールド部材である。言い換えれば、基板１２は、カバー部材１４の内部に、コネクタ１３の一部を露出させて埋設される。基板１２は、例えば、インサート成形等によりカバー部材１４の内部に埋設される。本実施形態のカバー部材１４は、第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとがフレキシブル部１６で屈曲した状態で、当該基板１２がインサート成形されることで全体が形成される。基板１２は、第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとがフレキシブル部１６で屈曲した状態でカバー部材１４にインサート成形され内蔵されることで、当該屈曲した姿勢が維持される。本実施形態の基板１２は、第１リジッド部１５Ａの板厚方向が第３方向Ｚに沿い、第２リジッド部１５Ｂの板厚方向が第１方向Ｘに沿い、かつ、コネクタ１３が第１方向Ｘの一方側を向く位置関係となるように、上記屈曲した姿勢でカバー部材１４に内蔵される。基板１２は、カバー部材１４に内蔵された状態で、上述したように第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとがほぼ垂直となるようにフレキシブル部１６で折り曲げられた状態となる。つまり、基板１２は、カバー部材１４に内蔵された状態で、第１リジッド部１５Ａが第１方向Ｘ、及び、第２方向Ｙに沿って延在し、第２リジッド部１５Ｂが第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚに沿って延在する。

上記のように構成される電子部品ユニット１は、コネクタ１３とコネクタ２３とを第１方向Ｘに沿って相互に嵌合することで、第１電子部品ユニット１０と第２電子部品ユニット２０とが相互に組み付けられて電気的に接続される。なお、電子部品ユニット１は、さらに、第１電子部品ユニット１０と第２電子部品ユニット２０とがコネクタ１３、２３を介して組み付けられた状態で、これらを収容する筐体等を備えていてもよい。

ここで、上記のように第１電子部品ユニット１０と第２電子部品ユニット２０とを組み付ける本実施形態のコネクタ１３、２３は、例えば、汎用品が用いられる。ここでは、コネクタ１３、２３は、第１方向Ｘに沿った中心軸線Ｃ（図１参照）を中心として対称形状に形成されている。このため、コネクタ１３とコネクタ２３とは、図１、図２に示すような予め定められた正規位置関係に対して、相対的な位置関係を第１方向Ｘに沿った中心軸線Ｃ周りに１８０°反転させた場合であっても相互に嵌合可能な形状となっている。

これに対して、本実施形態の電子部品ユニット１は、第１電子部品ユニット１０と第２電子部品ユニット２０との誤組み付け防止のための突出部１７を備えており、これにより、コネクタ１３とコネクタ２３とが正規位置関係でのみ嵌合できるようにしている。

具体的には、突出部１７は、図１、図２、図３、図４に示すように、第１電子部品ユニット１０の一部として構成される。突出部１７は、コネクタ１３の壁面１３ａに沿って位置してカバー部材１４と一体で形成される。

突出部１７が設けられる壁面１３ａは、コネクタ１３において第３方向Ｚの一方側の側面を構成する壁面である。本実施形態のコネクタ１３は、長辺方向が第２方向Ｙに沿う略直方体形状に形成され、当該長辺方向に沿った側面が上記壁面１３ａを構成する。当該壁面１３ａは、図１、図２に示すように、コネクタ１３とコネクタ２３とが正規位置関係で嵌合した状態で、第３方向Ｚに対して基板２２側とは反対側に位置する。

突出部１７は、上述したように基板１２を内蔵するカバー部材１４をインサート成形する際に、当該カバー部材１４と一体となって一括で成形される。ここでは、突出部１７は、壁面１３ａにおいて、第２方向Ｙに沿って間隔をあけて２つ形成される。コネクタ１３は、例えば、カバー部材１４、突出部１７より硬質であり、相対的に高い剛性を有するいわゆるエンジニアリンク・プラスチックによって形成される。これに対して、カバー部材１４、突出部１７は、エンジニアリンク・プラスチックより柔らかく相対的に高い弾性を有するゴム／ウレタン系樹脂等によって形成される。

突出部１７は、カバー部材１４と一体で形成された状態で、壁面１３ａに密着し、かつ、カバー部材１４から第１方向Ｘに沿って突出するように形成される。当該突出部１７の突出方向である第１方向Ｘは、コネクタ１３とコネクタ２３との嵌合方向に相当する。突出部１７は、当該第１方向Ｘに沿って柱状に形成される。ここでは、突出部１７は、コネクタ１３の第１方向Ｘの先端面１３ｂよりさらに突出した位置まで延在して形成される。

そして、本実施形態の突出部１７は、図５、図６に示すように、コネクタ１３とコネクタ２３とを正規位置関係（図１、図２参照）とは異なる非正規位置関係で第１方向Ｘに沿って嵌合させる場合に、基板２２の第１方向Ｘの端面２２ａと当接する位置に形成される。この構成により、突出部１７は、非正規位置関係にあるコネクタ１３とコネクタ２３との嵌合を規制する。ここで、コネクタ１３とコネクタ２３との非正規位置関係とは、典型的には、上述したように、正規位置関係に対して、相対的な位置関係を第１方向Ｘに沿った中心軸線Ｃ周りに１８０°反転させた位置関係である。コネクタ１３とコネクタ２３とは、それぞれが実装された基板１２と基板２２とが、正規位置関係に対して、中心軸線Ｃ周りに１８０°反転させた位置関係とされることで非正規位置関係となる。突出部１７は、コネクタ１３とコネクタ２３とを当該非正規位置関係で第１方向Ｘに沿って嵌合させる場合に、コネクタ１３とコネクタ２３との互いの端子が電気的に接続される位置に至る前に端面２２ａと当接する突出量Ｄ（図４参照）で形成される。

一方、本実施形態の突出部１７は、図１、図２に示すように、コネクタ１３とコネクタ２３とを正規位置関係で第１方向Ｘに沿って嵌合させる場合、コネクタ１３において基板２２側とは反対側に位置することとなる。この結果、突出部１７は、コネクタ１３とコネクタ２３とを正規位置関係で第１方向Ｘに沿って嵌合させる場合には、端面２２ａとは当接せず、コネクタ１３とコネクタ２３とのコネクタ嵌合を許容する。

以上で説明した電子部品ユニット１は、コネクタ１３とコネクタ２３とを、図１、図２に示す正規位置関係で第１方向Ｘに沿って相互に嵌合することで、第１電子部品ユニット１０と第２電子部品ユニット２０とが相互に組み付けられて電気的に接続される。一方、電子部品ユニット１は、コネクタ１３とコネクタ２３とを、図５、図６に示す非正規位置関係で第１方向Ｘに沿って嵌合しようとすると、突出部１７が基板２２の第１方向Ｘの端面２２ａと当接しコネクタ１３とコネクタ２３との嵌合を規制する。つまり、電子部品ユニット１は、コネクタ１３、２３の嵌合方向と基板２２の延在方向とが上記のような関係にある場合であっても、非正規位置関係でコネクタ１３、２３が嵌合される際には、基板２２の端面２２ａに突出部１７を当接させることで、確実にコネクタ１３、２３の嵌合を規制することができる。この結果、電子部品ユニット１は、第１電子部品ユニット１０と第２電子部品ユニット２０との誤組み付けを防止することができる。

この場合、電子部品ユニット１は、フレキシブル部１６で屈曲した状態の基板を当該屈曲した姿勢で保持するためのカバー部材１４と一体で突出部１７を一括成形することができるので、製造効率の低下を抑制することができる。また、電子部品ユニット１は、突出部１７がコネクタ１３の壁面１３ａに密着して設けられることで、コネクタ１３の壁面１３ａが当該突出部１７の支持部として機能し、当該突出部１７において適正な強度を確保することがきる。さらには、電子部品ユニット１は、突出部１７がコネクタ１３の壁面１３ａに密着して設けられることで、突出部１７を設けることによる成形金型の形状の複雑化を抑制することができる。これらの点でも、電子部品ユニット１は、第１電子部品ユニット１０と第２電子部品ユニット２０との誤組み付けを適正に防止することができる。

また、以上で説明した電子部品ユニット１は、コネクタ１３とコネクタ２３とを非正規位置関係で第１方向Ｘに沿って嵌合させる場合に、コネクタ１３とコネクタ２３とが電気的に接続される位置に至る前に突出部１７が端面２２ａと当接する。この結果、電子部品ユニット１は、コネクタ１３とコネクタ２３とが導通する前の適正な位置で第１電子部品ユニット１０と第２電子部品ユニット２０との誤組み付けを防止することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る電子部品ユニットは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上の説明では、基板１２は、複数のリジッド部１５として、第１リジッド部１５Ａと、第２リジッド部１５Ｂの２つを含んで構成されるものとして説明したがこれ限らず、３つ以上を含んで構成されてもよい。

また、以上の説明では、基板１２は、第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとがほぼ垂直となるようにフレキシブル部１６で屈曲するものとして説明したがこれに限らない。基板１２は、第１リジッド部１５Ａと第２リジッド部１５Ｂとがなす角度が鈍角であってもよいし鋭角であってもよい。

１ 電子部品ユニット
１０ 第１電子部品ユニット
１１ 電子部品
１２ 基板（第１基板）
１３ コネクタ（第１コネクタ）
１３ａ 壁面
１４ カバー部材
１７ 突出部
２０ 第２電子部品ユニット
２１ 電子部品
２２ 基板（第２基板）
２２ａ 端面
２３ コネクタ（第２コネクタ）
Ｄ 突出量
Ｘ 第１方向（嵌合方向）

Claims (2)

1. 嵌合方向に沿って相互に嵌合することで電気的に接続可能である第１コネクタ及び第２コネクタと、
   前記第１コネクタが実装される第１基板と、
   前記嵌合方向に沿って延在し前記第２コネクタが実装される第２基板と、
   前記第１コネクタの一部を露出させて前記第１基板を被覆し内蔵するカバー部材と、
   前記第１コネクタの壁面に沿って位置して前記カバー部材と一体で形成され、当該カバー部材から前記嵌合方向に沿って突出して形成される突出部とを備え、
   前記突出部は、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを予め定められた正規位置関係とは異なる非正規位置関係で前記嵌合方向に沿って嵌合させる場合に、前記第２基板の前記嵌合方向の端面と当接し前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合を規制し、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを前記正規位置関係で前記嵌合方向に沿って嵌合させる場合に、前記端面とは当接しないことを特徴とする、
   電子部品ユニット。
2. 前記突出部は、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを前記非正規位置関係で前記嵌合方向に沿って嵌合させる場合に、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが電気的に接続される位置に至る前に前記端面と当接する突出量で形成される、
   請求項１に記載の電子部品ユニット。

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