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JP3801054B2 - 電子装置および電子装置の組み付け方法 - Google Patents

電子装置および電子装置の組み付け方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子装置および電子装置の組み付け方法に関するものであり、例えばテレマティクスECUに使用して好適である。
【0002】
【従来の技術】
従来、2つのモジュールを結合させるときの位置決めのために、一方のモジュールに複数のピン形状を設け、他方にそれが嵌まるような複数の穴形状を設け、組み付け時にそれらを合わせて位置決めを行うという手法が用いられている。
【0003】
例えば別体となっている回路モジュールを、本体基板と筐体とから成る電子装置本体内に位置決めして組み付けし、回路モジュールと本体基板を電気的に結合させる場合においては、筐体に位置決めのためのピンを2つ設け、回路モジュールにはこのピンと嵌合するように配置された位置決めのための穴を2つ設け、これらの位置を合わすことによって位置決めを行い、その後ネジ止めあるいは蓋をして完全に固定することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように位置決めのために特別にピン形状、穴形状を設ける手法では、ピン形状、穴形状を設けるためのスペースがモジュール内に必要となり、そのスペースのために設計的に制約が発生するという問題がある。
【0005】
また位置決めのためには回路モジュールと電子装置本体の設計時に位置決めのピン形状、穴形状の位置を互いに決めておく必要があり、後に一方の設計を変更してピン形状の位置が変われば組み付け形態も変わり、他方も穴形状の位置を合わせるために部品の大きな変更が必要となるという問題がある。
【0006】
これらの問題を解決するために、回路モジュールには位置決めのための特別な形状を設けず、筐体にガイドリブのような突起物を設置することにより位置決めを行うという方法も考えられる。しかしこの方法では回路モジュールと筐体とが直接接してしまい、筐体が導電性の場合はこの接した部分において回路基板と筐体が導通して外部から電子ノイズが流入する原因になってしまう場合があるという問題がある。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑み、位置決め用に特別にピン形状、穴形状を設けることなく電子装置本体とは別体となっている回路モジュールを電子装置本体内に位置決めし、回路モジュールと筐体とが導通しないようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の電子装置では、導電性の筐体(50)と本体回路モジュール(20)とから成る電子装置本体(200)と、電子装置本体(200)内に組み付けられ電子装置本体(200)とは別体となっている別体回路モジュール(10)と、絶縁材より成るスペーサ(9)と、を備え、筐体(50)は筐体ケース(2)と筐体カバー(5)とから成り、筐体ケース(2)には凸部であるボス(12)が設けられており、別体回路モジュール(10)は無線信号を送受信する回路を有する回路基板(1)と、回路基板(1)を覆う導電性のシールドケース(4)とから成る無線モジュールであって、第1の接続手段(7a)を有しており、本体回路モジュール(20)は第1の接続手段(7a)と機械的に接続される第2の接続手段(7b)を有しておりスペーサ(9)は弾性材より成り、スペーサ(9)は別体回路モジュール(10)の端部を挟むように装着されて、ボス(12)の上に配置されることにより、別体回路モジュール(10)はスペーサ(9)によって第1の接続手段(7a)と第2の接続手段(7b)とが互いに機械的接続を成す配置となるように電子装置本体(200)内に位置決めされており、また筐体ケース(2)に設けられたボス(12)と筐体カバー(5)とでスペーサ(9)を挟むことで別体回路モジュール(10)が電子装置本体(200)内に固定され、別体回路モジュール(10)と筐体(50)との間にスペーサ(9)が介在することにより別体回路モジュール(10)と筐体(50)とが電気的に絶縁していることを特徴としている。
【0009】
これにより、絶縁材より成るスペーサ(9)によって別体回路モジュール(10)が電子装置本体(200)内へ位置決めされるので、位置決めのための特別なピン形状や穴形状を設けずに位置決めをすることができる。また別体回路モジュール(10)と筐体(50)との間に絶縁性のスペーサ(9)が介在するので別体回路モジュール(10)と筐体(50)とが電気的に絶縁する。また、ボス(12)と筐体カバー(5)とでスペーサ(9)を挟むことでスペーサ(9)を弾性変形させて、別体回路モジュール(10)を電子装置本体(200)内に固定しているから、スペーサ(9)によって位置決めと固定を行うことができるとともに、スペーサ(9)の弾性が別体回路モジュール(10)の振動、衝撃吸収の役割を果たすことができる。
【0024】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0025】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1に、本発明の第1実施形態である車両に搭載されるテレマティクスECU100の組み付け段階の一工程における斜視図を示す。
【0026】
テレマティクスとは、GPS、無線移動体電話、インターネット等を統合的に利用して様々なサービスを提供するシステムである。テレマティクスのサービスの例としては、盗難車の現在位置を車両のGPSから取得して車の本来の所有者に通知する盗難車位置通知サービス、駐車場等で自分の車両をみつけやすくするためにリモートからの制御で車両のホーンを鳴らす遠隔ホーン発鳴サービス等がある。これらのサービスは車外のサービスセンターからの信号による指令を車内の無線機を介して受信した車載機側が、その指令に従ってGPS測位装置やホーン発鳴装置等といった車内の情報機器、制御機器と信号のやりとりをし、必要であればサービスセンター等に情報を返すことによって実現される。
【0027】
テレマティクスECU100は無線通信を行い、このテレマティクスの車載機側となって処理を行うECUモジュールである。上記したようなサービスにおいてはテレマティクスのサービスセンターからいつ通信が到着するかわからないので、テレマティクスECU100は車両のイグニッションがオフの場合でも受信可能となっていなければならない。車両のイグニッションがオフ時に可能な限り電力消費を抑えつつこの要請を満たすために、本実施形態のテレマティクスECU100は受信待ち受けを行うときに必要な部分のみを別体のモジュールとし、イグニッションオフ時には間欠的にこのモジュールのみを稼動させている。
【0028】
このテレマティクスECU100は、筐体50と制御モジュール20とから成るECU本体200と、このECU本体200とは別体となっている無線通信を行うための無線モジュール10と、無線モジュール10をECU本体200に位置決めし、かつ固定するための絶縁性のゴム製固定部品9と、ネジ6と、から構成されている。
【0029】
筐体50は金属あるいは導電性の材料、例えばアルミニウム合金からなり、筐体ケース2と筐体カバー5を有している。また筐体ケース2にはコネクタ用切り欠き11と、組み付けの位置決め時にゴム製固定部品9が乗るボス12と、が形成されている。このボス12は筐体50においてゴム製固定部品9の位置を決める凸部である。
【0030】
ネジ6は筐体ケース2と筐体カバー5とを固定するためのものである。
【0031】
制御モジュール20はテレマティクスのために各種情報機器、制御機器と制御のやりとりをするためのモジュールで、このやりとりの処理ための電子回路が搭載された車両インターフェース基板3と、この車両インターフェース基板3に取り付けられた制御側接続コネクタ7bと、車内の情報機器および制御機器と接続する制御インターフェース8a、8bと、から成る。
【0032】
無線モジュール10は、通信を行うために無線信号を送信、受信する電子回路が搭載された無線モジュール基板1と、両側から無線モジュール基板1を覆う形で無線モジュール基板1に固定された金属あるいは導電性の材料、例えばマグネシウム合金からなるるシールドケース4と、無線モジュール基板1に取り付けられた無線側接続コネクタ7aと、通信アンテナ用コネクタ16と、から成る。
【0033】
無線側接続コネクタ7aは、組み付け時に制御モジュール20の制御側接続コネクタ7bと嵌合して無線モジュール基板1と車両インターフェース基板3とを電気的に接続するようになっている。すなわち制御側コネクタ7bは無線側接続コネクタ7aと機械的に接続されるものである。
【0034】
また通信アンテナ用コネクタ16は、組み付け時に筐体ケース2に設けられたコネクタ用切り欠き11に嵌まるようになっている。
【0035】
また、シールドケース4は無線モジュール基板1の回路と導通することで、無線モジュール10の導通部となっている。
【0036】
またゴム製固定部品9は、組み込み時に無線モジュール10の端部を挟むように装着するようになっており、コンパクトでかつ容易に取り外しが可能なようになっている。また、このゴム製固定部品9の底部にはボス12の頭頂部と嵌合して位置決めされるように窪みが形成されている(図示せず)。
【0037】
このような構成のテレマティクスECU100を、無線モジュール10とECU本体200との位置決めを行って組み付ける方法を以下に説明する。
【0038】
まず無線モジュール10の端部4カ所を挟むように4個のゴム製固定部品9を無線モジュール10に装着する。次にゴム製固定部品9の装着された無線モジュール10を、ゴム製固定部品9の底部の窪みがボス12に嵌まる様に筐体ケース2に位置を決めて置く。これによって無線側コネクタ7aと制御側コネクタ7bとが互いに嵌合する、すなわち機械的接続を成す配置となるように位置決めが成される。その後筐体カバー5を筐体ケース2に被せて、ゴム製固定部品9の位置が決まる凸部となっているボス12と筐体カバー5とでゴム製固定部品9を挟むことで無線モジュール10を固定し、筐体カバー5をネジ6で固定する。
【0039】
図2に組付けが完了した段階のテレマティクスECU100を図1に記載のS−S切断面で切った切り口の一部を示す。
【0040】
このように組み付けを行うことで、無線モジュール10はゴム製固定部品9によって無線側コネクタ7aと制御側コネクタ7bとが互いに機械的接続を成す配置となるようにECU本体200内に位置決めされ、また無線モジュール10と筐体50との間には絶縁性のゴム製固定部品9が介在するようになり、これによって無線モジュール10のシールドケース4と筐体50とが離れており、これらの間の電気的絶縁が実現される。また、この組み付けにおいて位置決めのための特別なピン形状や穴形状を設ける必要がない。
【0041】
また、ゴム製固定部品9をボス12と筐体カバー5とで挟んで固定することにより、位置決めに加えて固定もゴム製固定部品9を使用して行うことができる。
【0042】
また、このようなゴム製固定部品9を位置決めに使うことで、設計変更等に起因する組み付け位置の変更、ボス12の形状変更等、組み付け形態の変更があってもゴム製固定部品9の位置、形状等を変えるだけで対応することができる。
【0043】
また、このように組み付けにゴム製固定部品を使用することで、ゴムの弾性により組み付け時に無理な力が加わらず、さらに特別な工具を使用することなく組み付けることができるという効果もある。また組み付け後も、ゴムの弾性が無線モジュール10の振動、衝撃吸収の役割を果たすという効果もある。
【0044】
なおこれら効果を実現するためにはゴム製固定部品9は必ずしもゴム製である必要はなく、他の弾性体であってもよい。また、容易に組み付け形態を変更できるという効果のためには、ゴム製固定部品9は弾性体である必要もなく、無線モジュール10と筐体50との間に介在する固体であってもよい。
【0045】
(第2実施形態)
図3に、本発明の第2実施形態である車載テレマティクスECU100の組み付け段階の一工程における斜視図を示す。本実施形態においては、無線モジュール基板1の端部の三辺に絶縁材より成る突起形状部13を設けた点が特徴的である。この突起形状部は無線モジュール10の構成要素となっていれば、無線モジュール基板1の一部として形成されていても、あるいは無線モジュール基板1とは別体となるように形成されていてもよいが、本実施形態においては後者である。すなわち、突起形状部13は無線モジュール基板1に付加されるように設けられている。
【0046】
本実施形態のテレマティクスECU100の構成が第1実施形態のそれと異なる部分は、上記した突起形状部13が存在することと、ゴム製固定部品9が無く、無線モジュール10のそのゴム製固定部品9があった位置にネジ穴17が形成されており、ボス12内側にもネジ穴が形成されていることである。なお、無線モジュール10側のネジ穴17には回路パターンが延びておらず、ここでネジ締めを行っても無線モジュール基板1と筐体50とは導通しないようになっている。また、絶縁材より成る突起形状部13には回路パターンは設けられていない。
【0047】
テレマティクスECU100の他の構成については第1実施形態と同等であるので、ここでは説明を省略する。なお、図3おいては筐体カバー5とそれを締めるためのネジ6は省略している。
【0048】
このような構成のテレマティクスECU100を、無線モジュール10とECU本体200との位置決めを行って組み付ける方法を以下に説明する。
【0049】
まず無線モジュール10の突起形状部13の先端が筐体ケース2の内面に一致するように筐体ケース2上方の水平面内で位置合わせを行い、その後無線モジュール10を筐体ケース2内に入れる。これによって無線側コネクタ7aと制御側コネクタ7bとが互いに嵌合する、すなわち機械的接続を成す配置となるように位置決めが成される。
【0050】
本実施形態の無線モジュール10がECU本体200に位置決めされた状態を上から見たときの図の一部を図4に示す。突起形状部13は筐体ケース2の内面と接触し、それによって無線モジュール基板1の突起形状部13を除く本体部と筐体ケース2との間の隙間に介在することとなり、無線モジュール基板1と筐体50とが電気的に絶縁する。
【0051】
この図4のように無線モジュール10と筐体ケース2との位置決めを行った後、ネジによって無線モジュール10のネジ穴17と、対応するボス12のネジ穴とにネジを締め付けて固定を完了する。
【0052】
このように組み付けを行うことで、無線モジュール10は無線側コネクタ7aと制御側コネクタ7bとが互いに機械的接続を成す配置となるようにECU本体200内に位置決めされ、無線モジュール10と筐体50との間には絶縁性の突起形状部13が介在するようになり、これによって無線モジュール10の導通部であるシールドケース4と筐体50とが空間的に離れており、これらの間の絶縁が実現される形で位置決めを行うことができる。また、この組み付けにおいて位置決めのための特別なピン形状や穴形状を設ける必要がない。
【0053】
また、このような突起形状部13を位置決めに使うことで、組み付け位置の変更等の設計変更に起因する組み付けの形態の変更があっても、突起形状部13の大きさや形状を変えるだけで対応することができる。
【0054】
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態では、治具を用いて別体の回路モジュールを電子装置本体に位置決めし、電子装置を組み付ける例について説明する。
【0055】
図5に本実施形態におけるテレマティクスECU100の組み付けに使用する掴み治具14を無線モジュール10に取り付けた状態を斜視図で示す。
【0056】
掴み治具14は絶縁材から成る3本の足を有する治具であり、この3本の足の先端にある先端部14aと、取っ手部14bとを有している。この掴み治具14は上から無線モジュール10の3つの端部を先端部14aで掴むように支持することができ、3つの先端部14aがちょうど筐体ケース2の3つの内面に接触して収まることができるように構成されている。
【0057】
なお本実施形態のテレマティクスECU100の構成は、掴み治具14を位置決めに使用することと突起形状部13が無いことを除いて、第2実施形態のテレマティクスECU100のそれと同等である。ここではそれら同等の部分については説明を省略する。
【0058】
このような掴み治具14を使って位置決めをして組み付けを行う方法の手順は以下の通りである。まず掴み治具14で無線モジュール10を挟む。次に掴み治具14と無線モジュール10とを先端部14aが筐体50の内面に接触するように装着する。これによって無線側コネクタ7aと制御側コネクタ7bとが互いに嵌合する、すなわち機械的接続を成す配置となるように位置決めが成される。
【0059】
この掴み治具14を使って無線モジュール10を筐体ケース2に位置決めした状態のテレマティクスECU100を上から見た図の一部を図6に示す。掴み治具14の3つの先端部が無線モジュール10と筐体50との間に介在して隙間を形成している。
【0060】
この図6のような状態の後、無線モジュール10のネジ穴17と、対応するボス12のネジ穴とにネジを締め付けて無線モジュール10と筐体ケース2とを固定し、その後に掴み治具14を取り除き、筐体ケース2を付けてネジ締めすることで、無線モジュール10と筐体ケース2との間に隙間が残る形での組み付けが完了する。
【0061】
このような組み付け方法を採用することで、無線モジュール10は無線側コネクタ7aと制御側コネクタ7bとが互いに機械的接続を成す配置となるようにECU本体200内に位置決めされ、また無線モジュール10のシールドケース4と筐体50との間には隙間ができることで無線モジュール10とECU本体200の間の絶縁が実現される。また、この組み付けにおいて位置決めのための特別なピン形状や穴形状を設ける必要がない。
【0062】
また、このような掴み治具14を位置決めに使うことで、設計変更等に起因する組み付け位置の変更等の組み付けの形態の変更があっても、掴み治具14の形状等を変えるだけで対応することができる。
【0063】
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態では、治具を用いて別体の回路モジュールを電子装置本体に位置決めし、電子装置を組み付けるもう1つの例について説明する。
【0064】
図7に本実施形態においてテレマティクスECU100の組み付けに使用する差し込み治具15を無線モジュール10に取り付けたものを斜視図で示す。
【0065】
差し込み治具15は絶縁材から成り、無線モジュール10のネジ穴17を貫通してボス12内に形成されたネジ穴に挿入することのできる棒状先端部15bと、これらを貫通できない取っ手部15bからなる。ここで、ネジ穴17とボス12のネジ穴とは共に無線モジュール10と筐体50とに設けられた互いを固定するためのネジ穴である。
【0066】
なお本実施形態のテレマティクスECU100の構成は、差し込み治具15の構成以外は第3実施形態のテレマティクスECU100のそれと同等である。ここではそれら同等の部分については説明を省略する。
【0067】
このような差し込み治具15を使って位置決めをして組み付けを行う方法の手順は以下の通りである。
【0068】
まず、2個の差し込み治具15をそれぞれ無線モジュール10のネジ穴17に貫通させる。そしてこれらの差し込み治具15の棒状先端部15bが筐体ケース2の対応するボス12に挿入されるように無線モジュール10の位置決めをする。これによって無線側コネクタ7aと制御側コネクタ7bとが互いに嵌合する、すなわち機械的接続を成す配置となるように位置決めが成される。
【0069】
その後無線モジュール基板1の差し込み治具15が貫通していないネジ穴にネジを締め付け、筐体ケース2と無線モジュール10とを固定する。そして差し込み治具15を2個とも抜き取り、空いたネジ穴にネジを締め付け、さらに固定する。その後筐体カバー5を被せてネジ締めすることで組み付けが完了する。
【0070】
このような組み付け方法を採用することで、無線モジュール10は無線側コネクタ7aと制御側コネクタ7bとが互いに機械的接続を成す配置となるようにECU本体200内に位置決めされ、また無線モジュール10のシールドケース4と筐体50との間には隙間ができることで無線モジュール10とECU本体200の間の絶縁が実現される。また、この組み付けにおいて位置決めのための特別なピン形状や穴形状を設ける必要がない。
【0071】
また、このような差し込み治具15を位置決めに使うことで、設計変更等に起因する組み付け位置の変更、ボス12の形状変更等、組み付けの形態の変更があっても、差し込み治具15の形状を変えるだけで対応することができる。
【0072】
なお、上記した第1〜第4実施形態において、無線モジュール基板1は回路基板であり、無線側接続コネクタ7aは第1の接続手段であり、制御側接続コネクタ7bは第2の接続手段であり、ゴム製固定部品9はスペーサであり、無線モジュール10は別体回路モジュールであり、掴み治具14は治具であり、先端部14aは隙間埋め部位であり、差し込み治具15は治具であり、棒状先端部15aは棒状部位であり、制御モジュール20は本体回路モジュールであり、ECU本体200は電子装置本体である。
【0073】
なお本明細書の第1〜第4実施形態において無線モジュール10に設けられたネジ穴17、および筐体ケースに設けられたボス12は位置決めの後に固定を行うための形状であって、位置決めをするための特別な形状ではない。
【0074】
(他の実施形態)
上述した第1〜第4実施形態におけるテレマティクスECU100においては、第1の接続手段および第2の接続手段は機械的かつ電気的に接続する無線側コネクタ7aおよび制御側コネクタ7bであったが、これは必ずしも電気的に接続する必要はなく、例えば機械的に接続して熱を伝えるような接続手段であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態におけるテレマティクスECU100の斜視図である。
【図2】図1に示したテレマティクスECU100のS−S断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態におけるテレマティクスECU100の斜視図である。
【図4】本発明の第2実施形態におけるテレマティクスECU100の上面部分図である。
【図5】本発明の第3実施形態における無線モジュール10と掴み治具14の斜視図である。
【図6】本発明の第3実施形態におけるテレマティクスECU100の上面部分図である。
【図7】本発明の第4実施形態における無線モジュール10と差し込み治具15の斜視図である。
【符号の説明】
1…無線モジュール基板、2…筐体ケース、3…車両インターフェース基板、
4…シールドケース、5…筐体カバー、6…ネジ、
7a…無線側接続コネクタ、7b…制御側接続コネクタ、
8a、8b…制御インターフェース、9…ゴム製固定部品、
10…無線モジュール、11…コネクタ用切り欠き、12…ボス、
13…突起形状部、14…掴み治具、14a…先端部、14b…取っ手部、
15…差し込み治具、15a…棒状先端部、15b…取っ手部、
16…通信アンテナ用コネクタ、17…ネジ穴、20…制御モジュール、
50…筐体、100…テレマティクスECU、200…ECU本体。

Claims (2)

  1. 導電性の筐体(50)と本体回路モジュール(20)とから成る電子装置本体(200)と、前記電子装置本体(200)内に組み付けられ前記電子装置本体(200)とは別体となっている別体回路モジュール(10)と、絶縁材より成るスペーサ(9)と、を備え、
    前記筐体(50)は筐体ケース(2)と筐体カバー(5)とから成り、前記筐体ケース(2)には凸部であるボス(12)が設けられており、
    前記別体回路モジュール(10)は無線信号を送受信する回路を有する回路基板(1)と、前記回路基板(1)を覆う導電性のシールドケース(4)とから成る無線モジュールであって、第1の接続手段(7a)を有しており
    前記本体回路モジュール(20)は前記第1の接続手段(7a)と機械的に接続される第2の接続手段(7b)を有しており
    前記スペーサ(9)は弾性材より成り、前記スペーサ(9)は前記別体回路モジュール(10)の端部を挟むように装着されて、前記ボス(12)の上に配置されることにより、前記別体回路モジュール(10)は前記スペーサ(9)によって前記第1の接続手段(7a)と第2の接続手段(7b)とが互いに機械的接続を成す配置となるように前記電子装置本体(200)内に位置決めされており、
    また前記筐体ケース(2)に設けられた前記ボス(12)と前記筐体カバー(5)とで前記スペーサ(9)を挟むことで前記別体回路モジュール(10)が前記電子装置本体(200)内に固定され、前記別体回路モジュール(10)と前記筐体(50)との間に前記スペーサ(9)が介在することにより前記別体回路モジュール(10)と前記筐体(50)とが電気的に絶縁していることを特徴とする電子装置。
  2. 前記スペーサ(9)の底部には窪みが形成されており、この窪みが前記筐体ケース(2)に設けられた前記ボス(12)と嵌合していることを特徴とする請求項記載の電子装置。
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