(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
[本発明の実施形態の説明]
最初に、本発明の実施態様を列記して説明する。
【0010】
(1)本発明の実施形態に係る基板ユニットは、
回路基板を収容するケースと、
前記回路基板と電気的に接続されると共に、前記ケースの外部に延びる延設部を有するバスバーと、
雄ねじが形成された軸部と、前記軸部の一端部に前記軸部の径方向に突出する外形が非円形の頭部とを有し、前記延設部とワイヤーハーネスの接続端子とを電気的に接続する雄ねじ部と、を備える基板ユニットであって、
前記ケースは、
前記雄ねじ部をその軸方向と交差する方向にスライドすることで前記頭部が嵌合可能であり、当該頭部が当て止めされる当止面を有する嵌合凹部と、
前記当止面の少なくとも両側に、前記頭部との間に隙間を形成する逃げ凹部と、を備える。
【0011】
ケースに嵌合凹部を備えることで、ケースに対して雄ねじ部をその軸方向と交差する方向から嵌合することができる(以下、雄ねじ部をその軸方向と交差する方向からケースに嵌合することを横嵌合型と呼ぶ)。横嵌合型の場合、嵌合凹部に嵌合した雄ねじ部にナットを螺合する際、ナットの回転力が雄ねじ部の頭部にまで及び、その回転力による回転トルクでケースの当止面には押圧力が作用することがある。ケースの当止面には雄ねじ部の頭部が当接しているため、雄ねじ部の頭部には当止面に作用した押圧力の反発力がかかる。横嵌合型の場合、雄ねじ部の頭部における当止面と反対側の面は、嵌合凹部内の空間に面し、対向する面が存在しない。そのため、雄ねじ部の頭部にかかる反発力によって、雄ねじ部が嵌合凹部内の空間内に傾いたり、更には嵌合凹部から抜け落ちたりする虞がある。
【0012】
上記構成によれば、当止面の少なくとも両側に逃げ凹部を備えることで、雄ねじ部の頭部と当止面との間に隙間が形成されるため、ナットの回転に伴う回転トルクで当止面に押圧力が作用することを抑制できる。よって、押圧力の反発力が雄ねじ部の頭部にかかることを抑制できる。そのため、横嵌合型の場合であっても、雄ねじ部が嵌合凹部(ケース)に対して位置ずれしたり脱落したりすることを抑制できる。
【0013】
なお、横嵌合型の場合、ケースに対する雄ねじ部の抜け止め部をケースに一体に成形し易い。雄ねじ部の軸方向と交差する方向への抜け止め部をケースに成形する場合、雄ねじ部の軸部に対する抜け止めとでき、円筒状の軸部であれば軸部と抜け止め部との摺動距離を短くできる。一方、雄ねじ部をその軸方向に沿ってケースに嵌合する縦嵌合型の場合、抜け止め部は外形が非円形の頭部に対して成形することになり、雄ねじ部と抜け止め部との摺動距離が長くなり易い。
【0014】
(2)上記の基板ユニットの一例として、前記頭部は、外形が四角形であり、前記逃げ凹部は、前記頭部の角部近傍に位置する形態が挙げられる。
【0015】
雄ねじ部の頭部が四角形であることで、嵌合凹部の内周面との接触で雄ねじ部の回転が制限され易い。雄ねじ部の頭部が四角形である場合、ナットの回転に伴う回転トルクは、頭部の角部近傍で当止面に押圧力を作用させ易い。そのため、逃げ凹部が頭部の角部近傍に位置することで、ナットの回転に伴う回転トルクで当止面に押圧力が作用することを効果的に抑制できる。
【0016】
(3)上記の基板ユニットの一例として、前記ケースは、前記雄ねじ部を挟んで前記当止面と反対側に、前記雄ねじ部を所定位置に保持する保持部を備える形態が挙げられる。
【0017】
上記構成によれば、保持部によって、嵌合凹部における当止面と反対側の開口部側に雄ねじ部が傾いたり、嵌合凹部から雄ねじ部が抜け落ちたりすることを抑制できる。
【0018】
(4)上記の基板ユニットの一例として、前記嵌合凹部は、前記当止面と反対側の開口部近傍に、前記当止面側よりも外方に広がる部分を有する形態が挙げられる。
【0019】
上記構成によれば、嵌合凹部の開口部近傍が広いため、嵌合凹部に雄ねじ部の頭部を入れ易い。
【0020】
[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る基板ユニットを詳細に説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。
【0021】
≪実施形態1≫
〔基板ユニット〕
図1〜8を参照して、実施形態1の基板ユニット1を説明する。実施形態1の基板ユニット1は、回路基板10(
図3)を収容するケース40と、回路基板10に電気的に接続されるバスバー60と、バスバー60とワイヤーハーネス100の接続端子110とを電気的に接続する雄ねじ部80とを備える。バスバー60は、ケース40の外部に延びる延設部62を有し、この延設部62と接続端子110(
図1)とが電気的に接続される。雄ねじ部80は、ケース40に取り付けられる。実施形態1の基板ユニット1の主たる特徴とするところは、ケース40が、雄ねじ部80をその軸方向と交差する方向にスライドすることで雄ねじ部80の頭部84が嵌合可能な嵌合凹部421と、雄ねじ部80にナット90を締結する際に、ナット90の回転に伴って雄ねじ部80が位置ずれすることを防止する位置ずれ防止構造とを備える点にある。以下、まず各構成を詳細に説明し、その後にケースへの雄ねじ部の取付方法及び雄ねじ部にナットを締結する際の雄ねじ部の挙動を説明する。
【0022】
(雄ねじ部)
雄ねじ部80は、
図3に示すように、雄ねじ(図示せず)が形成された軸部82と、軸部82の一端部に軸部82の径方向に突出する頭部84とを備える。頭部84の外形は、非円形であり、後述する嵌合凹部421の内周面との接触で雄ねじ部80の回転が制限される形状であれば、特に問わない。雄ねじ部80の軸方向から見た頭部84の外形形状としては、例えば、四角形を含む多角形状が挙げられる。また、本例では、雄ねじ部80は、軸部82の外周であって、頭部84に連続して、中間部86を備える。中間部86は、軸部82よりも若干大きい径を有する。
【0023】
(ケース)
ケース40は、
図1,3に示すように、上方に開口する下部ケース42と、下部ケース42の開口を覆う上部カバー44とで構成される。下部ケース42と上部カバー44とを組み合わせて形成される内部空間に、回路基板10と、回路基板10に実装されるコネクタ部20と、回路基板10と電気的に接続されるバスバー60(詳細は後述する)とが収容される。バスバー60は、ケース40の外部に延びる延設部62を有し、ケース40は、この延設部62を載置する載置面420mを有する土台部420を備える。実施形態1の基板ユニット1は、ケース40に備わる土台部420に、雄ねじ部80が取り付けられる嵌合凹部421と、雄ねじ部80の位置ずれ防止構造として逃げ凹部422(
図4,5)とを備える点を特徴の一つとする。以下の説明では、基板ユニット1において、ケース40の下部ケース42側を下側、上部カバー44側を上側とする。また、ケース40の上下方向と直交する方向であって、コネクタ部20が配置される側を前側、その反対側を後側とする。上下方向及び前後方向の両方向に直交する方向を左右とする。
【0024】
・下部ケース
下部ケース42は、
図3に示すように、回路基板10及びバスバー60の一部が載置される平板状の底部42aと、底部42aの周縁から浅く立設される略矩形枠状の側壁部42bとで構成され、底部42aと反対側(上側)が開口した略矩形箱状である。底部42aと側壁部42bとは、一体に成形された部材であってもよいし、一体に成形されておらず、それぞれ独立した部材であり、ボルト等の固定部材により一体化されていてもよい。
【0025】
底部42aは、回路基板10よりも一回り大きな矩形状であり、回路基板10に実装された電子部品から発生した熱を放熱するヒートシンクで構成される。底部42aは、例えばアルミニウムや銅等の高熱伝導性の金属板に絶縁塗装されたものを用いることができる。
【0026】
側壁部42bは、
図3に示すように、底部42aの全周に亘って連続した枠体であり、コネクタ部20を含む回路基板10の外周の四方を覆う。側壁部42bは、枠部分を構成する一部にバスバー60の延設部62が載置される載置面420mを有する土台部420を備える。
【0027】
・・土台部
土台部420は、ケース40の左右側方に設けられており、雄ねじ部80が取り付けられる取付部であり、嵌合凹部421及び逃げ凹部422を備える。土台部420は、上面がバスバー60の延設部62よりも一回り大きな矩形状の載置面420mであり、中央部分に雄ねじ部80が上方に向かって突設されるように側方と上方に開口した嵌合凹部421が形成されている。雄ねじ部80は、その軸方向と直交する方向にケース40の側方から嵌合凹部421内にスライドして配置される。
【0028】
・・・嵌合凹部
嵌合凹部421は、
図4に示すように、載置面420mと平行な底面421bと、底面421bと載置面420mとを繋ぐ側面421n,421n及び当止面421mと、当止面421mと対向する側に雄ねじ部80の頭部84の差込口421oとを備える。雄ねじ部80の頭部84を差込口421oから差し込み、嵌合凹部421内をスライドさせると、頭部84の端面が当止面421mに当て止めされる。つまり、雄ねじ部80は、頭部84が当止面421mに当て止めされるまで押し込むことで、雄ねじ部80を土台部420の所定位置に配置することができる。
【0029】
本例では、嵌合凹部421の側面421nは、底面421b側の下部側面421naと、載置面420m側の上部側面421nbと、下部側面421naと上部側面421nbとの間に段差面421ncとを備える。下部側面421na間の幅は、上部側面421nb間の幅よりも広くなっている。同様に、嵌合凹部421の当止面421mは、底面421b側の下部当止面421maと、載置面420m側の上部当止面421mbと、下部当止面421maと上部当止面421mbとの間に段差面(図示せず)とを備える。
【0030】
下部側面421naと下部当止面421maと底面421bとで形成される空間が、雄ねじ部80の頭部84のスライド路となる。つまり、雄ねじ部80の頭部84は、下部当止面421maに当て止めされる。対向する下部側面421na,421na間の幅は、雄ねじ部80の頭部84がスライド可能な程度である(
図8を参照)。嵌合凹部421は、差込口421o近傍に、外方に広がる部分を有すると、差込口421oに雄ねじ部80を差し込み易い。本例では、底面421bのうち差込口421o近傍は、差込口421oに向かって下方に下がる傾斜面421bsとなっている。傾斜面421bsの他に、下部側面421naのうち差込口421o近傍は、下部側面421na間の幅が差込口421oに向かって広がるようにしてもよい。
【0031】
一方、上部側面421nbと上部当止面421mbとで形成される空間は、雄ねじ部80の中間部86のスライド路となる。上部当止面421mbは、雄ねじ部80の中間部86の外周に対応した円弧状となっている。雄ねじ部80の中間部86は、上部当止面421mbに当て止めされる。上部側面421nb間の幅は、雄ねじ部80の中間部86がスライド可能な程度である(
図7を参照)。本例では、上部側面421nbのうち差込口421o近傍は、差込口421oに向かって上部側面421nb間の幅が大きくなるように外方に広がっている。
【0032】
下部側面421naと上部側面421nbとの間の段差面421nc、及び下部当止面421maと上部当止面421mbとの間の段差面は、雄ねじ部80の頭部84の上面に接触する。
【0033】
・・・逃げ凹部
当止面421m(下部当止面421ma)の少なくとも両側に、雄ねじ部80の頭部84との間に隙間を形成する逃げ凹部422を備える(
図4,5,8を参照)。逃げ凹部422は、雄ねじ部80の頭部84の角部近傍に配置される。本例では、当止面421mの中央部分を残して、それ以外に逃げ凹部422,422を形成している。
【0034】
逃げ凹部422は、雄ねじ部80の頭部84と当止面421m(下部当止面421ma)とを非接触状態とし、頭部84の回転トルクで当止面421mに押圧力が作用することを抑制できる程度の深さを有する。雄ねじ部80の回転トルクに伴う雄ねじ部80の挙動については後で詳述する。雄ねじ部80の頭部84を嵌合凹部421内でスライド可能とするために、嵌合凹部421の内周面(側面421n)と雄ねじ部80の頭部84との間に隙間(側面421nとの間の隙間は両側の隙間の合計とする)を設けている。
【0035】
・・・保持部
上部側面421nbに、
図4,6に示すように、雄ねじ部80を当止面421m側の所定位置に保持する保持部423を備える。保持部423は、雄ねじ部80を挟んで当止面421mと反対側の開口部(差込口421o)との間に、上部側面421nb間の幅が雄ねじ部80の中間部86の外径よりも局所的に小さくなるような突出部で構成される(
図6を参照)。雄ねじ部80が金属製であるのに対して、土台部420(ケース40)が樹脂製である場合、雄ねじ部80を嵌合凹部421にスライドさせて押し込むと、雄ねじ部80の中間部86は、保持部423を乗り越えて所定位置に保持される。
【0036】
・・その他の構成
側壁部42bは、雄ねじ部80の土台部420以外に、ケース40の前側中央部分に下側凹部425(
図3)を備える。下側凹部425は、後述する上部カバー44の上側凹部445とで内部にコネクタ部20が配置される開口部46(
図1)を形成する。下側凹部425は、上側凹部445とで形成される開口部46にコネクタ部20が配置可能で、コネクタ部20のケース40に対して位置決め可能な大きさを適宜選択できる。
【0037】
また、側壁部42bは、
図3に示すように、上面の周方向の一部に上部カバー44の側壁部44bが差し込まれる差込み溝428と、差込み溝428に差し込まれた上部カバー44の側壁部44bを固定する係合部(係合突起429)とを備える。差込み溝428は、上部カバー44の側壁部44bの形状に応じて形成される。係合突起429は、側壁部42bの周方向の適所に設けられ、前側の側壁部42bや左右両側の側壁部42bに設けられている。
【0038】
下部ケース42は、例えばポリプロピレン(PP)やポリアミド(PA)等の合成樹脂で構成される。
【0039】
・上部カバー
上部カバー44は、
図3に示すように、下部ケース42の開口を覆い、ケース40の上面を形成する平板状の天井部44aと、天井部44aの周縁から浅く立設される略矩形枠状の側壁部44bとで構成された一体物である。上部カバー44は、側壁部44bが下部ケース42の差込み溝428に差し込まれると共に、側壁部44bに設けられた係合孔449に下部ケース42の係合突起429が係合することで、下部ケース42に固定され一体化される。
【0040】
上部カバー44は、下部ケース42の土台部420を露出させた状態で下部ケース42の上方を覆うような形状に形成されており、外壁の一部に切欠き部44cを有する。この切欠き部44cにより、下部ケース42に上部カバー44が固定された状態においても、バスバー60の延設部62を通すことができる隙間が確保される。この隙間によって、土台部420の載置面420mにバスバー60の延設部62を載置できる。
【0041】
側壁部44bは、ケース40の前側中央部分に上側凹部445を備える。上側凹部445は、下部ケース42の下側凹部425とで内部にコネクタ部20が配置される開口部46を形成する。本例では、コネクタ部20は、先端側がケース40の外方に露出されるように配置される。側壁部44bは、コネクタ部20の露出された部分を覆って外方に突出する突出部446を備える。突出部446は、コネクタ部20の上方及び両側方を囲む端面が逆U字状である。
【0042】
上部カバー44は、下部ケース42と同様に、例えばポリプロピレン(PP)やポリアミド(PA)等の合成樹脂で構成される。
【0043】
ケース40内に収容される回路基板10は、
図3に示すように、後述するバスバー60上に配置され、バスバー60の配置面と反対側の面に、導電パターン(図示せず)が形成された略矩形状のプリント基板である。導電パターンが構成する導電路は、制御用の導電路(回路の一部)である。回路基板10には、スイッチング素子等の電子部品(図示せず)やコネクタ部20が実装されている。コネクタ部20には、図示しない外部の制御装置等の相手側コネクタ部が接続される。
【0044】
(バスバー)
バスバー60は、電力回路を構成する板状部材である。バスバー60は、複数のバスバー片で構成され、所定のレイアウトで配列されている。バスバー60は、回路基板10が配置される本体部と、本体部と一体に成形されると共に、本体部から突出して階段状に屈曲し、ケース40の外部に延びる延設部62とを備える。この延設部62は、下部ケース42における土台部420の載置面420m上に配置される(
図1,2を参照)。延設部62には、雄ねじ部80が挿通される貫通孔62hが形成されている。雄ねじ部80が貫通孔62hに挿通され、雄ねじ部80にワイヤーハーネス100の接続端子110が取り付けられることで、バスバー60が雄ねじ部80を介してワイヤーハーネス100に電気的に接続される。
【0045】
〔ケースへの雄ねじ部の取付方法〕
上記構成を備える基板ユニット1において、ケース40への雄ねじ部80の取付方法を、
図7,8を参照して説明する。嵌合凹部421の差込口421oに雄ねじ部80をその軸方向と直交する方向から差し込み、嵌合凹部421内をスライドさせる。具体的には、嵌合凹部421の下部側面421na、下部当止面421ma、底面421bで形成される空間内を雄ねじ部80の頭部84がスライドし(
図8の左図を参照)、上部側面421nbと上部当止面421mbとで形成される空間内を雄ねじ部80の中間部86がスライドする(
図7の左図を参照)。雄ねじ部80の頭部84が下部当止面421maに当て止めされ(
図8の右図を参照)、雄ねじ部80の中間部86が上部当止面421mbに当て止めされて(
図7の右図を参照)、雄ねじ部80が所定位置に配置される。このとき、雄ねじ部80の中間部86が、上部側面421nbに形成された保持部423を乗り越えることで、雄ねじ部80は、当止面421m側の所定位置に保持される。
【0046】
その後、嵌合凹部421に嵌合した雄ねじ部80に対して、バスバー60の延設部62に形成された貫通孔62hを通し、載置面420m上に延設部62を載置する。下部ケース42内に回路基板10、コネクタ部20、バスバー60を収容したら、下部ケース42の下側凹部425と上部カバー44の上側凹部445とでコネクタ部20を挟み込んで、下部ケース42と上部カバー44とを係合することで、基板ユニット1が得られる。
【0047】
基板ユニット1へのワイヤーハーネス100の接続は、ワイヤーハーネス100の端部に接続された接続端子110の貫通孔を雄ねじ部80に通し、ナット90を雄ねじ部80に螺合することで行える(
図1を参照)。
【0048】
〔雄ねじ部にナットを螺合する際の雄ねじ部の挙動〕
逃げ凹部422を備える嵌合凹部421に嵌合した雄ねじ部80にナット90を螺合した際の雄ねじ部80の挙動を、
図8を参照して説明する。嵌合凹部421に嵌合した雄ねじ部80にナット90(
図1)を螺合すると、ナット90の回転力が雄ねじ部80の頭部84にまで及ぶ。
図8の右図に示す時計回りの白抜き矢印は、ナット90の回転方向を示す。その回転力による回転トルクは、頭部84の角部近傍で当止面421mに対する押圧力を作用させ易い。
図8の右図に示す点線矢印のうち、雄ねじ部80の頭部84側から当止面421m側に向かう矢印が、頭部84の回転力により当止面421m側に作用する押圧力の方向を示す。頭部84に対向する当止面421mの領域に逃げ凹部422を備えると、上記押圧力が当止面421mにかかることはない。よって、当止面421mにかかる押圧力の反発力(
図8の右図に示す点線矢印のうち、当止面421m側から雄ねじ部80の頭部84側に向かう矢印方向)が頭部84にかかることもない。そのため、雄ねじ部80にナット90の回転力以外の力がかからないため、雄ねじ部80が所定位置からずれることを抑制できる。雄ねじ部80の頭部84に回転力が及んだとしても、頭部84が非円形であるため、嵌合凹部421の内周面との接触で頭部84の回転が制限され、ナット90の回転に伴って雄ねじ部80が供回りすることはない。
【0049】
一方、逃げ凹部を備えない当止面421mを備える嵌合凹部421に嵌合した雄ねじ部80にナット90を螺合した際の雄ねじ部80の挙動を、
図9を参照して説明する。逃げ凹部422を備えないと、頭部84と当止面421mとは当接するため、頭部84の角部近傍で当止面421mに押圧力が作用する(
図9の右図に示す黒矢印のうち、雄ねじ部80の頭部84側から当止面421m側に向かう矢印方向)。当止面421mと頭部84とは当接しているため、頭部84には当止面421mにかかる押圧力の反発力が作用する(
図9の右図に示す黒矢印のうち、当止面421m側から雄ねじ部80の頭部84側に向かう矢印方向)。頭部84に上記反発力が作用すると、雄ねじ部80、特に頭部84が当止面421mと反対側の差込口421o側に傾く。雄ねじ部80は保持部423によって所定位置に保持されようとするが(
図7の右図を参照)、雄ねじ部80が金属製であるのに対して、保持部423が樹脂製である場合、雄ねじ部80の中間部86が保持部423を差込口421o側に向かって乗り越えて、雄ねじ部80が嵌合凹部421から抜けたりする。
【0050】
〔効果〕
上記基板ユニット1は、当止面421mのうち雄ねじ部80の頭部84が当接する両側に逃げ凹部422を備えることで、ナット90の回転に伴う回転トルクが、頭部84の角部近傍で当止面421mに押圧力を作用させることを抑制でき、押圧力の反発力が頭部84にかかることを抑制できる。よって、ケース40の土台部(取付部)420に対して、雄ねじ部80をその軸方向と直交する方向から嵌合する横嵌合型の場合であっても、雄ねじ部80が位置ずれしたり抜けたりすることを抑制できる。
【0051】
上記基板ユニット1は、回転トルクによる押圧力が及ぶ領域に逃げ凹部422を形成しているため、ケース40とは別部材の位置ずれ防止部材を別途設けることなく簡易な構成で雄ねじ部80の位置ずれを抑制できる。
【0052】
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、雄ねじ部の仕様(大きさ、形状等)、嵌合凹部や逃げ凹部の大きさや形状等を変更することができる。