JP4863954B2 - 電子ユニットおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子ユニットおよびその製造方法に関するものであり、特に電子部品を収容するケースと、該ケースの外部と電気的に接続するためのコネクタとが、樹脂を用いた多重成形によって一体的に成形される電子ユニットおよびその製造方法に関するものである。

電子ユニットの一態様が特許文献１に、電動パワーステアリングのコントロールユニットとして開示されている。当該特許文献によれば、樹脂ケースとコネクタとが金型を用いた射出形成により一体的に成形されており、詳細には特許文献の図１に示されているように、樹脂ケース６０と、該樹脂ケース６０の側壁から突出するようにコネクタの挿抜案内のための筒状の装着部６１、６２および６３とが一体的に成形されている。

筒状の装着部６１、６２および６３は、いわゆるコネクタにおける挿抜案内用の外装部材であり、その筒の奥に位置する樹脂ケースの側壁にはコネクタのための端子６４ａ、６５ａおよび６６ａが挿設されている。

樹脂ケース６０の内部には、ベース基板３０が収容されている。該ベース基板３０には電子部品を組み合わせて成る回路が成形されており、該回路は端子６４ａ、６５ａおよび６６ａを介して外部と電気的に接続される。

ところで、前記したケースとコネクタとが一体的に形成される電子ユニットでは、ケースについてのみ寸法を変更したい場合であっても、一体的に形成する電子ユニット製造のための金型を新たに製造する必要があり、その無駄が問題となっていた。

そこで、ケースとコネクタとを個別に製造し、これらを組み合わせることが考えられた。このようにすることで、例えばケースに設計変更が生じたような場合、当該ケースのみを変更すればよく、製造コストを低減することができる。

例えば特許文献２には、金属製のケース２０にコネクタ３０が取り付けられた構造が電子部品収容ハウジングとして開示されている。ケース２０から突出する角筒状突起部２２には溝が設けられており、この溝形状に応じて係合するようにコネクタ３０が射出成形される。

ところで、射出成形を用いた手法には、多重成形と称される手法が知られている。
この多重成形は、樹脂を所望形状に成形して１次部材を作成し、その後１次部材と係合するように樹脂供給を行い所望形状の２次部材を作成する。これにより１次部材と２次部材とが一体的に成形される。

この多重形成の手法を、例えば特許文献２に適用することも考えられる。この場合、ケース２０は、金属製から樹脂製に変更される。
特開２００１−１９６７７０号 特開２００３−１５１６７６号

ところで、特許文献２の図１に開示されているような構造では、ケースに係合されているコネクタに対し水平に挿抜を行なう場合には問題ないが、例えばケースに係合されているコネクタに対し斜め上方から外力が加わるような場合に問題が生じる。すなわち、従来の構造では斜めから外力が加わるような場合を考慮しておらず、１次部材と２次部材との係合が解かれやすいことが問題となっており、その改善が望まれていた。

そこで、本発明は上記した事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は挿抜時の外力に対する問題の改善を図り得る電子ユニットおよびその製造方法を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、１次部材としてのコネクタと、該コネクタの端子を介して外部と電気的に接続される電子部品を収容する２次部材としてのケースとが、樹脂を用いた多重成形によって一体的に成形される電子ユニットにおいて、ケースは、側壁にコネクタのための開口を有し、コネクタは、Ｌ字状に成形されており、その一方の壁部に端子が挿設されて開口を塞ぐように内接してケースと嵌着され、他方の壁部はケース内の底面に接して当該底面の形状に応じて延在することを特徴とする。

端子は、圧入又はインサートによって一方の壁部に挿設されることを特徴とする。
コネクタは、一方の壁部の外周側壁に突起を有しており、該突起がケースと嵌着することを特徴とする。
突起は、嵌着部位におけるケースの厚さ均一を図るべく、面取りが施されていることを特徴とする。

コネクタは、一方の壁部の延端に段状の切欠きを有しており、当該切欠きに流入するケースのための樹脂が当該切欠きにおいて係合することを特徴とする。
コネクタは、他方の壁部において底面から突出する突出部を有しており、該突出部をケースのための樹脂が取巻くように係合することを特徴とする。

１次部材としてのコネクタと、該コネクタの端子を介して外部と電気的に接続される電子部品を収容する２次部材としてのケースとが、樹脂を用いた多重成形によって一体的に成形される電子ユニットの製造方法において、端子が挿設される一方の側壁と、ケース内の底面に接して当該底面の形状に応じて延在する他方の側壁と、から成るＬ字状のコネクタを成形する工程と、コネクタを成形した後、内接する一方の壁部によって塞がれる開口を側壁に有し、コネクタと嵌着するケースを形成する工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、コネクタをＬ字状に成形し、その一方の壁部によって開口を塞ぐように内接してケースと嵌着し、他方の壁部がケース内の底面に接して当該底面の形状に応じて延在することから、ケースの側壁に対する垂直方向の外力に対してはコネクタの一方の壁部によるケースとの嵌着で、斜め上方からの外力に対してはコネクタの他方の壁部によるケース内の底面接触による延在でもって、外力による摺動を抑制することができる。これにより本発明によれば、挿抜時の摺動を抑制することができ、挿抜時に加わる外力による問題を改善することができる。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明するが、以下の説明では、実施の形態に用いる図面について同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。

本発明の電子ユニット１０は、図１に示すように、１次部材としてのコネクタ２０と、該コネクタ２０の端子を介して外部と電気的に接続される電子部品（図１において図示省略）を収容する２次部材としてのケース３０とを備えており、これらは樹脂を用いた多重成形によって一体的に成形されている。

ところで、従来から知られている一般的なコネクタは、インナーハウジングとアウターハウジングの組合せでもって構成されているが、本発明ではアウターハウジングがケース３０に一体形成されている。

このようにアウターハウジングおよびケースを一体形成することで、アウターハウジングに外力が加わった際、その応力をケースへ分散させることができる。従ってアウターハウジングおよびケースをそれぞれ個別に製造し、これらを組合せた構造よりも外力による影響を低減することができる。

ところで、本明細書ではケースにアウターハウジングが一体形成された構成をケース３０と称し、インナーハウジングとこれに係わる各種構成をコネクタ２０と称して以降の説明を行なう。

本発明のケース３０は、上方に開口を有しており、この開口より電子部品がケース３０内に収容される。

ケース３０に収容する各電子部品は、基板５０の表面および裏面に実装されて回路を構成しており、該基板５０上に実装される大型の電子部品４２がケースの底面３１と対向するように、収容される（図３参照）。

ケース３０の底面３１は、収容する電子部品の形状に応じて形成されており、基板５０上に実装される電子部品の高さ寸法に応じて複数の段差が設けられている。

また、ケース３０の底面３１は、後述するＬ字形状のコネクタ２０の形状に応じて形成されており、ケース３０の底面３１とコネクタ２０との密着が図られている。

ケース３０の一方の側壁には、図１に示すようにコネクタ２０のための開口が設けられておりこの開口を囲うように側壁から外側に向かって延在するアウターハウジング３２が設けられている。アウターハウジング３２が設けられている側壁の内壁側およびこれと対向する内壁側には、台座３４、４１が設けられており、該各台座の表面高が統一されている。

ケース３０内に収容される基板５０は台座３４、４１上に配置される。これにより、基板５０が、ケース３０内において所定の高さ位置で水平に保持される。

台座３４上には、該台座３４上に基板５０を案内して挟持するためのガイド３５が設けられており、その縁部は台座３４およびガイド３５間に配置される基板５０を容易に挿嵌し易いように面取りが施されている。

更に、ケース３０の内壁には、別のガイド３６が複数適宜設けられており、これらのガイド３６により、ケース３０内に収容される基板５０を容易に所定の位置に案内することができる。

尚、前記したケース３０における各構成は、金型を用いた樹脂形成により一体形成される。

次にコネクタ２０について詳細に説明を行う。
コネクタ２０は、図４および図５に示すように、基本的にはＬ字状の形状を有している。このＬ字状の一方の壁部２１は、図１および図２に示すように、ケース３０の側壁に設けた開口を塞ぐように配置され、他方の壁部２６はケース３０の底面３１（底面の一部）の形状に応じて形成され、ケース３０の底面３１と密着するように配置される。

このように、Ｌ字状に形成されたコネクタ２０の一方の壁部２１がケース３０の開口を塞ぐように配置され、他方の壁部２６がケース３０の底面３１と密着するように配置されることで、ケース３０開口が軸となるようにコネクタ２０に斜め上方から外力が加わっても、その外力を他方の壁部２６の密着によって、ケース３０の底面３１に分散させることができ、もって外力による摺動を抑制することができる。

コネクタ２０は、図２および図５に示すようにＬ字状の内角がトラス状に補強されており、これによってＬ字形状の安定化が図られている。

コネクタ２０の一方の壁部２１には、複数の端子２２が圧入によって挿設されており、所定の間隔で整列している。端子２２は従来から知られた導電性の部材を用いて形成されており、コネクタ２０に対する挿抜に耐え得る強度を有している。

端子２２は、Ｌ字に形成されており、その一方端２２１が一方の壁部２１に圧入され、他方端２２２が他方の壁部２６に対向する方向（上方）を向くように挿設される。

尚、端子２２の他方端２２２は基板に設けられた孔に挿嵌され、該基板５０に半田接続される（図３（ａ）、（ｂ）参照）。このとき、半田接続は基板５０の裏面側で行なわれる。すなわち、基板５０の表面には各種電子部品が実装されており、該基板５０の表面側から端子２２の他方端２２２が嵌入され、裏面側において突き出た端子端２２２が半田接続される。

端子２２が圧入されている一方の壁部２１には、その一方の壁部２１から突出するように柱状のシール部２５が設けられており、該シール部２５に端子２２が圧入される。

端子２２の周囲は、シール部２５によって取囲まれている。これにより、端子２２を伝う水の浸入をシール部２５で防止することができ、いわゆる防水機能が確保されている。

コネクタ２０の一方の壁部２１において、その外周側壁には突起２３が設けられている（図３（ｃ）、図４、図５参照）。この突起２３がケース３０を形成するための樹脂と嵌着される。

つまり、コネクタ２０の一方の壁部２１はケース３０側壁の開口を塞ぐように配置されており、一方の壁部２１の外周がケース３０開口における側壁と係合され、その際に一方の壁部２１の外周に設けた突起が、図３（ｃ）に示すようにケース３０側壁の壁厚でもって覆われる。これにより、コネクタ２０とケース３０とを強固に係合させることができる。

突起２３は、図３（ｃ）に示すように、その突端においてケース３０との嵌着部位２４において、面取りが施されている。面取りにより、ケース３０の肉厚を嵌着部位２４において所望の厚さ以上にすることができる。すなわち、ケース３０を形成するための樹脂がアウターハウジング側から供給される際、樹脂供給の阻害を低減することができる。

コネクタ２０の他方の壁部２６には、その延端に段状の切欠き２７を有している（図５参照）。この切欠き２７には、ケース３０を形成する際、該ケース３０のための樹脂が流入する。これにより、流入する樹脂との係合によって、切欠き２７とケース３０とを強固に係合させることができる（図２参照）。

またコネクタ２０の他方の壁部２６は、図４（ａ）に示すようにその底面に所定の間隔を置いて配列する円柱状の突出部２８が複数設けられている。突出部２８を設けたことにより、ケース３０を形成する際に供給する樹脂が突出部２８の周囲を取り囲み、その後樹脂の硬化によってケース３０底面とコネクタ（他方の側壁２１）とが強固に係合される。

コネクタ２０の他方の壁部２６には、図４および図５に示すようにスナップフィットと称される係合部２９が設けられている。係合部２９は、他方の壁部２６の上面から突出するように設けられており、その先端が基板５０と係合可能に鉤状に形成されている。また、係合部２９は、弾性を利用しており、ケース３０内に収容される基板５０による外力に応じて変形可能であり、基板５０が所定の位置に配置された後は、その基板５０を鉤状の先端によって掛止する（図２および図３参照）。

尚、前記したコネクタ２０の各構成（端子２２を除く）は、金型を用いた樹脂形成により、一体形成されている。

ここで、コネクタ２０およびケース３０が樹脂を用いた多重成形によって一体的に成形される本発明の電子ユニット１０の製造方法を説明する。

先ず、１次部材としてのコネクタ２０が樹脂を原料とする金型形成により形成される。コネクタ２０の形成に用いる樹脂は、従来から知られているＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）と称されているものであり、ＰＢＴにおいて特に、防水性、コネクタの挿抜に耐え得る強度および寸法精度を得ることができる特性のものが好ましい。

その後、金型を用いて形成された一方の壁部２１に、複数の端子２２を圧入によって挿設する。このようにして、図４および図５に示すように、コネクタ２０が多重形成における１次部材として形成される。

次に、金型の所定位置に形成したコネクタ２０を配置する。この金型は、ケース３０を金型形成するためのものである。金型に配置されるコネクタ２０は、Ｌ字状の一方の壁部２１が、形成するケース３０側壁の開口に嵌合され、他方の壁部２６がケース内の底面３１と係合されるべく、配置位置の調整が図られている。この状態でＰＢＴと称される樹脂が金型に供給され、多重形成における２次部材としてのケース３０が形成される。

これにより、多重形成によってケース３０にコネクタ２０が嵌着される。すなわちコネクタ２０は一方の壁部２１がケース３０側壁の開口を塞ぐように内接してケース３０と嵌着され、他方の壁部２６がケース３０の底面３１の形状に応じて延在して密着した状態になる（図１および図２参照）。

尚、ケース３０の形成に用いる樹脂は、防水性、外力による変形および油脂等に対する耐性等を有する特性のものが好ましい。

ケース３０にコネクタ２０が嵌着されると、図３に示すように各種電子部品が実装された基板がケース３０内に収容され、該基板とコネクタ２０の端子２２とが半田接続される。

その後、ケース３０内に収容した基板を埋設するようにケース３０内に樹脂が充填される（図示省略）。以上のようにして、本発明の電子ユニット１０が形成される。

本発明の電子ユニット１０は、Ｌ字状に形成されたコネクタ２０により、該コネクタの一方の壁部２１がケース３０と嵌着され、他方の壁部２６がケース３０の底面３１に沿って延在するように密着する。

これにより、ケース３０の側壁に対する垂直方向の外力に対しては、一方の壁部２１によるケースとの嵌着で外力による摺動を抑制することができ、斜め上方からの外力に対してはコネクタ２０の他方の壁部２６によるケース内の底面接触による延在で外力による摺動を抑制することができ、もって挿抜時に加わる外力による不具合を改善することができる。

また本発明の電子ユニット１０は、コネクタ２０の一方の壁部２１が、その外周側壁に設けられた突起２３を覆うようにケース３０のための樹脂が供給され、該樹脂の硬化によってケース３０とコネクタ２０を強固に係合することができる。

更に、本発明の電子ユニット１０は、コネクタ２０の他方の壁部２６の延端に設けた段状の切欠き２７にケース３０を形成する際に流入する樹脂が硬化することによって、コネクタ２０とケース３０とを強固に係合することができる。

加えて、コネクタ２０の他方の壁部２６に設けられた突出部２８の周囲をケース３０のための樹脂が取巻き、樹脂の硬化によってケース３０とコネクタ２０とを強固に係合することができる。

以上の係合の補強により、本発明の電子ユニット１０は、挿抜時に加わる外力による不具合をより改善することができる。

前記した実施例では、係合部（スナップフィット）２９をコネクタ２０側に設ける例で説明を行なったが、これに代えて係合部２９をケース３０側に設けてもよい。

前記した実施例では、コネクタ２０の端子２２を圧入で挿設する例で説明を行なったが、本発明はこれに限ることなく、例えば予め端子２２を配列した状態で樹脂形成のための金型に配置し、その後樹脂を供給して硬化させた後、金型を取り外してコネクタ２０を作成する、いわゆるインサートと称されている方法でもって、端子２２を挿設するようにしてもよい。

実施例では発明の一態様を例に説明を行なったが、本発明はこれに限定されるべきではない。本発明と同様の効果を得ることができる形状変更であって、当事者によって容易に想到可能な形状変更については本発明の技術的範囲に属するものと解する。

本発明の電子ユニットを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は平面図において示されているＡ−Ａ間の断面図、（ｄ）は平面図において示されているＢ−Ｂ間の断面図、（ｅ）は背面図（コネクタの挿抜側から見た図）である。 本発明の電子ユニットを示す斜視図である。 本発明の電子ユニットに基板が装着された様子を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ｂ）に示す部分Ｂの拡大断面図である。 本発明のコネクタを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 本発明のコネクタを示す斜視図である。

符号の説明

１０ 電子ユニット
２０ コネクタ
２１ コネクタの一方の壁部
２２ 端子
２２１ 端子の一方端
２２２ 端子の他方端
２３ 突起
２４ 嵌着部位
２５ シール部
２６ コネクタの他方の壁部
２７ 切欠き
２８ 突出部
２９ 係合部
３０ ケース
３１ 底面
３２ アウターハウジング
３４、４１ 台座
３５、３６ ガイド
４２ 大型の電子部品
５０ 基板

Claims (12)

1. １次部材としてのコネクタと、該コネクタの端子を介して外部と電気的に接続される電子部品を収容する２次部材としてのケースとが、樹脂を用いた多重成形によって一体的に成形される電子ユニットにおいて、
   前記ケースは、側壁に前記コネクタのための開口を有し、
   前記コネクタは、Ｌ字状に成形されており、その一方の壁部に前記端子が挿設されて前記開口を塞ぐように内接して前記ケースと嵌着され、他方の壁部は前記ケース内の底面に接して当該底面の形状に応じて延在することを特徴とする電子ユニット。
2. 前記端子は、圧入又はインサートによって前記一方の壁部に挿設されることを特徴とする請求項１記載の電子ユニット。
3. 前記コネクタは、前記一方の壁部の外周側壁に突起を有しており、該突起が前記ケースと嵌着することを特徴とする請求項１記載の電子ユニット。
4. 前記突起は、嵌着部位における前記ケースの厚さ均一を図るべく、面取りが施されていることを特徴とする請求項３記載の電子ユニット。
5. 前記コネクタは、前記一方の壁部の延端に段状の切欠きを有しており、当該切欠きに流入する前記ケースのための樹脂が当該切欠きにおいて係合することを特徴とする請求項１記載の電子ユニット。
6. 前記コネクタは、前記他方の壁部において底面から突出する突出部を有しており、該突出部を前記ケースのための樹脂が取巻くように係合することを特徴とする請求項１記載の電子ユニット。
7. １次部材としてのコネクタと、該コネクタの端子を介して外部と電気的に接続される電子部品を収容する２次部材としてのケースとが、樹脂を用いた多重成形によって一体的に成形される電子ユニットの製造方法において、
   前記端子が挿設される一方の側壁と、前記ケース内の底面に接して当該底面の形状に応じて延在する他方の側壁と、から成るＬ字状の前記コネクタを成形する工程と、
   前記コネクタを成形した後、内接する前記一方の壁部によって塞がれる開口を側壁に有し、前記コネクタと嵌着する前記ケースを形成する工程とを備えることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
8. 前記端子は、圧入又はインサートによって挿設されることを特徴とする請求項７記載の電子ユニットの製造方法。
9. 前記コネクタは、前記一方の壁部の外周側壁に突起を有しており、該突起が前記ケースと嵌着することを特徴とする請求項８記載の電子ユニットの製造方法。
10. 前記突起は、嵌着部位における前記ケースの厚さ均一を図るべく、面取りが施されていることを特徴とする請求項９記載の電子ユニットの製造方法。
11. 前記コネクタは、前記一方の壁部の延端に段状の切欠きを有しており、当該切欠きに流入する前記ケースのための樹脂が当該切欠きにおいて係合することを特徴とする請求項７記載の電子ユニットの製造方法。
12. 前記コネクタは、前記他方の壁部において底面から突出する突出部を有しており、該突出部を前記ケースのための樹脂が取巻くように係合することを特徴とする請求項７記載の電子ユニットの製造方法。