JP5776613B2 - 車載用電子機器 - Google Patents

Description

本明細書では、車載して用いる電子機器を開示する。

車載用の電子機器は、配線類に接続して使用する。配線類は束ねられてワイヤハーネスを構成しており、その先端にワイヤハーネス側コネクタが用意されている。車載用電子機器は、ワイヤハーネス側コネクタに接続して用いる。

電子機器には、ワイヤハーネス側コネクタに接続するコネクタが用意されている。特許文献１に、電子機器側のコネクタを基板に固定する技術が開示されている。電子機器は基板に実装されており、その基板に電子機器側コネクタを固定するようにすると、基板と電子機器側コネクタの接続関係が単純化される。

基板はケースに収容されている。ケース内に収容されている基板に固定されている電子機器側コネクタ（基板に固定されていることから、以下では基板側コネクタという）にワイヤハーネス側コネクタを接続可能とするために、特許文献１の技術では、ケースに開口を設け、その開口を利用して基板側コネクタとワイヤハーネス側コネクタを接続できるようにしている。

基板を収容しているケース内に雨水が浸入するのは好ましくない。そこでケースの開口とコネクタの間にシール部材を配置し、ケースの開口とコネクタの間の間隙からケース内に水が浸入しないようにしておく必要がある。

ケースの製造コストを低減するためには、ケースをプレス成形して製造するのが有利である。基板を支えるケース下部はともかく、基板に被せるケース上部は、プレス成形して製造することが可能である。プレス成形してケース上部を製造した場合、ケース上部が撓む可能性がある。例えばエンジンルームを開けて作業している際に、作業者がケース上部を下方に押し下げてしまうことがある。ケース上部が撓むと、ケースの開口とコネクタの間の間隙が変形し、間隙をシール部材でシールしきれなくなる可能性がある。

特開２００６−３３１８０３号公報

本明細書では、特に対策しなければケースの開口とコネクタの間の間隙がシール部材でシールしきれないほどに変形するケース上部を用いた場合でも防水性能を維持することができる技術を提案する。

本明細書で開示する電子機器は、車載し、ワイヤハーネス側コネクタに接続した状態で用いる。その電子機器は、ワイヤハーネス側コネクタが接続される基板側コネクタと、基板側コネクタが固定されている基板と、基板を収容しているケースを備えている。
ケースは、基板の上側を覆うケース上部と、基板の下側を覆うケース下部とを備えている。ケース上部には、基板側コネクタの上部が通過する開口が形成されている。基板側コネクタには、基板とともに基板側コネクタをケース下部に固定する固定部と、ケース上部の内面に当接するリブが形成されている。また基板側コネクタと基板の当接面と、基板とケース下部の当接面が、基板に鉛直に伸びる同一直線上に揃っている。

上記によると、基板に固定されている基板側コネクタは、基板とともにケース下部に固定され、ケース下部によって支持される。その基板側コネクタにリブが形成されており、そのリブはケース上部の内面に当接している。そのために、ケースの外部からケース上部を内側に向けて変形させる外力が作用しても、リブに当接しているためにケース上部が変形することがない。上記構造によると、外力に抗して、ケース下部と基板と基板側コネクタとケース上部の相対的位置を維持することが可能である。ケースの開口とコネクタの間の間隙が変形して防水性能が得られなくなるという事態の発生を抑制することができる。外力によって変形しやすいプレス成形品でケース上部を構成することが可能となる。また基板側コネクタと基板の当接面と、基板とケース下部の当接面が、基板に鉛直に伸びる同一直線上に揃っているために、基板側コネクタに下向きの外力を加えた場合、その力は基板を介して下部ケースで受け止められ、基板を変形させることはない。基板側コネクタに加えられた外力が基板を損傷するおそれが低い。

本明細書で開示する技術は、ケース上部が変形しやすいプレス成形品であり、ケース下部がケース上部よりも剛性が高い部品、例えば鋳造品である場合に特に有効である。
この場合、ケース上部には、開口の周囲から上方に伸びて筒状壁を構成する折り曲げ部を形成しておく。基板側コネクタの側面には、側面に沿って一周するシールリングを配置しておく。すると、シールリングが筒状壁の内面に密着して基板側コネクタの側面と筒状壁の内面との間の間隙を防水する構造が得られる。
上記によると、変形しやすいプレス成形品に形成されている開口と基板側コネクタとの間の間隙をシールリングでシールすることができる。外力によって変形しやすいプレス成形品でケース上部を構成することができ、基板側コネクタの周囲からケース内に水が浸入することを抑制できる。

本明細書で開示する車載用電子機器によると、変形しやすい材質でケース上部を構成しても、基板側コネクタとケース開口との間の間隙からケース内に水が浸入することを防止できる。変形しやすい材質でケース上部を構成することが可能となり、車載用電子機器の製造コストを低減することができる。

実施例の車載用電子機器の分解斜視図を模式的に示す。 基板側コネクタの斜視図を拡大して示す。 ケース下部と基板と基板側コネクタとケース上部の関係を示す。

下記に示す実施例の主要な特徴を列記する。
（特徴１）ケース上部は、プレス成形品であり、筒状壁がバーリング加工されている。
（特徴２）ケース下部は、鋳造品である。

図１は、車載用電子機器９０を分解した斜視図を模式的にしており、下部ケース１０、基板２０、基板側コネクタ３０、上部ケース６０を備えている。電子機器９０は車載し、ワイヤハーネス側コネクタ７０に接続して用いる。

基板側コネクタ３０は基板２０に固定されている。基板２０と基板側コネクタ３０は下部ケース１０に固定されている。下部ケース１０に上部ケース６０が固定されている。下部ケース１０に上部ケース６０が固定されるとケースが完成し、そのケース内に基板２０が収容されている状態が得られる。上部ケース６０には開口６４が設けられており、開口６４から基板側コネクタ３０の上部が突出している。ケース外に露出している基板側コネクタ３０に、ワイヤハーネス側コネクタ７０が接続される。

図１では、下部ケース１０と上部ケース６０の形状が単純化されているが、実際には複雑な形状をしている。基板２０を電磁シールドする必要があり、下部ケース１０と上部ケース６０は金属製である。下部ケース１０は高い強度が必要とされることから、アルミダイキャストで製造されている。上部ケース６０は、安価に製造するために、金属板をプレス形成したプレス成形品で構成されている。

基板２０には、基板側コネクタ３０が固定されている。図１〜図３に示すように、基板側コネクタ３０の下面から複数本のピン５０が伸びている。図１と図３に示すように、基板２０には、それらのピン５０を受け入れる貫通孔２６が形成されている。基板２０の裏面には配線パターンが形成されており、その配線パターンの端部にランドが形成されており、そのランド内に貫通孔２６が形成されている。図３に示すように、基板２０の貫通孔２６に基板側コネクタ３０の下側ピン５０が挿入されると、ピン５０の先端は基板２０の下面から突出する。その突出部とランドがはんだで接続されている。はんだによって、基板側コネクタ３０は基板２０に機械的に固定されている。またはんだによって基板側コネクタ３０の下側ピン５０と基板２０に形成されている配線パターンが電気的に接続されている。

図２に示すように、基板側コネクタ３０が基板２０に接する位置に、固定部３２が形成されている。固定部３２は、基板側コネクタ３０を取り囲む４箇所に形成されている。基板側コネクタ３０の下面から伸びるピン５０の先端が基板２０にはんだで固定された状態では、固定部３２の下面が基板２０の上面に密着している。固定部３２には、ねじが通過する開口３２ａが形成されている。

図１に示すように、下部ケース１０には、基板２０を支えるボス１２，１４が形成されている。ボス１２，１４の上面にはねじ穴が開口しており、ねじ穴がボス１２，１４に沿って伸びている。ボス１４は、基板２０の周辺を支持する。ボス１２は、基板側コネクタ３０の固定部３２に対応する位置に形成されている。基板２０のボス１２に対応する位置には、ねじが通過する開口２２が形成されている。基板２０のボス１４に対応する位置には、ねじが通過する開口２４が形成されている。

ボス１２，１４の上方に基板２０を配置すると、基板２０の開口２４とボス１４のねじ穴が同一直線上に揃う。その状態で、ねじを締め付けると、下部ケース１０と基板２０の周辺が固定される。また、固定部３２の開口３２ａと、基板２０の開口２２と、ボス１２のねじ穴が同一直線上に揃う。その状態で、ねじ５２（図３参照）を締め付けると、下部ケース１０と基板２０と基板側コネクタ３０が固定される。
基板側コネクタ３０は、基板２０とともに下部ケース１０によって支持される。基板側コネクタ３０に下向きの外力を加えた場合、その力は下部ケース１０で受け止められる。基板側コネクタ３０に加えられた外力が基板２０を変形させることはない。基板側コネクタ３０に加えられた外力が基板２０を損傷するおそれは低い。

上部ケース６０には、開口６４が形成されており、その開口６４の周囲を一巡する筒状壁６２が形成されている。筒状壁６２は、バーリング加工で形成されており、ケースの外側に向けて伸びている。上部ケース６０は、プレス成形品で構成されており、安価に製造できる。ただし、板厚が薄く、外力が加わると変形しやすい。上部ケース６０が変形すると、筒状壁６２と基板側コネクタ３０の間の間隙が変形し、その間隙からケース内に水が浸入しやすい。プレス成形品で上部ケース６０を構成するためには、それに対する対策が必要とされる。

基板２０と基板側コネクタ３０が固定された下部ケース１０に、上部ケース６０を被せると、下部ケース１０のねじ穴１６と上部ケース６０のねじ穴６６が同一直線上に揃う。その状態で、ねじを締め付けると、下部ケース１０と上部ケース６０が固定され、ケースが完成する。ケース内に基板２０が収容される。図３に示すように、その際に、基板側コネクタ３０の下方部分はケース内に収容され、中間部分は筒状壁６２で取り囲まれた範囲に位置し、上部部分はケース外に露出する。

図２は基板側コネクタ３０の斜視図を示し、ケース内に留まる部分にリブ３４が形成されている。リブ３４の上面３４ａは、下部ケース１０に上部ケース６０を被せて固定したときに、上部ケース６０の内面に接する高さに設けられている。基板側コネクタ３０に、上部ケース６０の内面に接するリブ３４が形成されているために、上部ケース６０の外側から上部ケース６０に外力が作用しても、上部ケース６０が内側に変形することが抑制される。上部ケース６０自体は、板厚が薄くて変形しやすいけれども、内側からリブ３４で支えられるために、容易に変形することはない。

リブ３４は固定部３２に連なっており、リブ３４に作用する力は下部ケース１０で受け止められる。リブ３４に加えられた外力が基板２０を変形させることはない。リブ３４に加えられた外力が基板２０を損傷させるおそれは低い。

基板側コネクタ３０の中間部分３６は、筒状壁６２で取り囲まれた高さ範囲内に位置する。中間部分３６の横断面形状は、筒状壁６２の内面にほぼ沿っている。基板側コネクタ３０の中間部分３６の側壁には、シールリングを受け入れる２本の溝が切られており、その溝を使ってシールリング３８，４０がセットされている。下部ケース１０に上部ケース６０を被せて固定すると、シールリング３８，４０は筒状壁６２の内面に密着する。シールリング３８，４０は、基板側コネクタ３０と筒状壁６２の間の間隙からケース内に水が浸入するのを防止する。

下部ケース１０に上部ケース６０を被せて固定したときにケース外に露出する基板側コネクタ３０の上部部分には、ワイヤハーネス側コネクタ７０と接続する部分が形成されている。本実施例では、ワイヤハーネス側コネクタ７０が、ワイヤハーネス側コネクタ７２と７４に分割されている。それに対応して、基板側コネクタ３０の上部部分には、ワイヤハーネス側コネクタ７２を受け入れる壁４２と、ワイヤハーネス側コネクタ７４を受け入れる壁４４が形成されている。

基板側コネクタ３０の上面から、図示しない複数本のピンが上方に伸びている。それらのピンは、ワイヤハーネス側コネクタ７０に差し込まれて導通を確保するための接触用ピンである。壁４２は、ワイヤハーネス側コネクタ７２に差し込まれるピン群を一巡している。壁４４は、ワイヤハーネス側コネクタ７４に差し込まれるピン群を一巡している。基板側コネクタ３０の上面から上方に伸びているピンの各々は、基板側コネクタ３０の内部において、基板側コネクタ３０の下面から下方に伸びているピン５０に導通している。基板側コネクタ３０の上面から上方に伸びているピンの各々は、基板２０に形成されている配線パターンに導通している。

ワイヤハーネス側コネクタ７２は、一巡壁４２の内面に密着する側面を持っているブロックと、一巡壁４２の外側に被さる外壁を備えている。ブロック７２には、内壁に金属が配置されている複数の受け入れ口と、その金属に導通している複数の配線が配置されている。複数の配線が束ねられてワイヤハーネス８２となっている。複数の受け入れ口は、基板側コネクタ３０の複数本の上面側ピンに対応する位置に形成されている。
ワイヤハーネス側コネクタ７２を基板側コネクタ３０の一巡壁４２の内側に挿入すると次の事象が生じる。
（１）ワイヤハーネス側コネクタ７２のブロックの側面が一巡壁４２の内面に密着し、ワイヤハーネス側コネクタ７２と基板側コネクタ３０の相対的位置関係が所望の関係に調整される。
（２）基板側コネクタ３０の複数本の上面側ピンがワイヤハーネス側コネクタ７２の複数の受け入れ口に挿入され、ワイヤハーネス８２と基板２０に形成されている配線パターンが導通する。
（３）ワイヤハーネス側コネクタ７２の外壁が一巡壁４２の外側に被さる。
前記（１）の位置調整機能によって、ワイヤハーネス側コネクタ７２を一巡壁４２の内側に挿入すると、ワイヤハーネス側コネクタ７２と基板側コネクタ３０に相対的位置関係が所望の位置関係に調整され、両者が無理なく接続される。
また前記（１）の位置固定機能によって、基板側コネクタ３０に接続されたワイヤハーネス側コネクタ７２が基板側コネクタ３０（ひいてはケース）に対して固定され、ワイヤハーネス８２に外力が加わっても、基板側コネクタ３０と基板２０の間に力が働くことを防止できる。基板側コネクタ３０と基板２０を固定するはんだ等が損傷することを防止する。
また前記（３）によって、ワイヤハーネス側コネクタ７２のブロックの側面と一巡壁４２の内面との間の間隙に、雨水が直接にかかることを防止できる。ブロックの側面には、ブロックの周囲を一巡するシールリングが配置されており、ブロックの側面と一巡壁４２の内面の間からコネクタ７２とコネクタ３０の接続部分に水が浸入することを防止する。ワイヤハーネス側コネクタ７２の外壁がブロックの側面と一巡壁４２の内面の間の間隙に雨水が直接的に吹付けることを防止する現象も得られることから、高い防水性能が得られる。
第２のワイヤハーネス側コネクタ７４と一巡壁４４ならびに基板側コネクタ３０の関係も同様であり、重複説明を省略する。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：下部ケース
１２：ボス
１４：ボス
１６：ねじ穴
２０：基板
２２：ねじ穴
２４：ねじ穴
２６：貫通孔
３０：基板側コネクタ
３２：固定部
３４：リブ
３６：中間部分
３８：シールリング
４０：シールリング
４２：一巡壁
４４：一巡壁
５０：ピン
６０：上部ケース
６２：筒状壁
６４：開口
６６：ねじ穴
７０，７２，７４：ワイヤハーネス側コネクタ
８０，８２，８４：ワイヤハーネス
９０：電子機器

Claims (2)

1. ワイヤハーネス側コネクタが接続される車載用電子機器であり、
   ワイヤハーネス側コネクタが接続される基板側コネクタと、
   基板側コネクタが固定されている基板と、
   基板を収容しているケースを備えており、
   ケース上部に、基板側コネクタの上部が通過する開口が形成されており、
   基板側コネクタには、基板とともに基板側コネクタをケース下部に固定する固定部と、ケース上部の内面に当接するリブが形成されており、
   基板側コネクタと基板の当接面と、基板とケース下部の当接面が、基板に鉛直に伸びる同一直線上に揃っていることを特徴とする車載用電子機器。
2. ケース上部は、開口の周囲から上方に伸びて筒状壁を構成する折り曲げ部が形成されているプレス成形品であり、
   ケース下部は、ケース上部よりも剛性が高く、
   基板側コネクタの側面に、側面に沿って一周するシールリングが配置されており、
   そのシールリングが筒状壁の内面に密着して基板側コネクタの側面と筒状壁の内面との間の間隙を防水していることを特徴とする請求項１の車載用電子機器。

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