(57)【要約】【課題】本発明は、保護部材で覆われる基板を備える基板ユニットにおいて、基板の変形を防止すること。【解決手段】電気部品が搭載された基板１０と、この基板１０に対して位置決め固定される絶縁性材料で形成された部材であって、当該基板１０の端面に接触する複数の当接部２１を有するフレーム部材２０と、このフレーム部材２０よりも低融点の材料で形成された、前記基板１０およびそれに固定された前記フレーム部材２０を覆う保護部材３０と、を備える基板ユニット１とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気部品が搭載された基板と、
この基板に対して固定される絶縁性材料で形成された部材であって、当該基板の端面に接触する複数の当接部を有するフレーム部材と、
このフレーム部材よりも低融点の材料で形成された部材であって、前記基板およびそれに固定された前記フレーム部材を覆う保護部材と、
を備えることを特徴とする基板ユニット。
【請求項２】
前記各当接部には、外側から内側に向かって凹む凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の特徴とする基板ユニット。
【請求項３】
前記基板には、貫通孔が形成されており、
前記フレーム部材には、前記基板に対して位置決めされた状態において前記基板に形成された貫通孔と連なる貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板ユニット。
【請求項４】
前記フレーム部材には、外側にコイルが設けられた磁性体が前記基板と離れた状態で支持されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板ユニット。
【請求項５】
前記フレーム部材には、前記基板に搭載または前記フレーム部材に支持された電気部品と電気的に接続される一方側端部、および外部機器に接続された電線の端部が接続される他方側端部を有する端子が前記基板と離れた状態で支持されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基板ユニット。
【請求項６】
前記基板に搭載された電気部品の少なくとも一部が、前記フレーム部材に形成された貫通部分または窪んだ部分の内側に位置していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の基板ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気部品が搭載された基板が保護部材で覆われる基板ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記特許文献１に記載されるように、電気自動車やプラグインハイブリッド車には、外部電源と電気的に接続された外部コネクタが嵌合可能な固定コネクタが設けられる。この固定コネクタ近傍には、外部コネクタと固定コネクタが嵌合しているかどうかを確認するための嵌合検出回路等が形成された基板が設けられる。この基板は、車両に浸入する水や湿気から保護するために樹脂材料（疎水性材料）からなる保護部材によって覆われる（モールドされる）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１９２８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような基板が保護部材で覆われる基板ユニットにおいて、溶融した保護部材を基板を包むように固着させる際、当該保護部材の熱で基板が変形してしまう（反り、歪みなどが発生する）という問題がある。
【０００５】
上記実情に鑑み、本発明は、保護部材で覆われる基板を備える基板ユニットにおいて、基板の変形を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかる基板ユニットは、電気部品が搭載された基板と、この基板に対して固定される絶縁性材料で形成された部材であって、当該基板の端面に接触する複数の当接部を有するフレーム部材と、このフレーム部材よりも低融点の材料で形成された部材であって、前記基板およびそれに固定された前記フレーム部材を覆う保護部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記各当接部には、外側から内側に向かって凹む凹部が形成されていればよい。
【０００８】
前記基板には、貫通孔が形成されており、前記フレーム部材には、前記基板に対して位置決めされた状態において前記基板に形成された貫通孔と連なる貫通孔が形成されていればよい。
【０００９】
前記フレーム部材には、外側にコイルが設けられた磁性体が前記基板と離れた状態で支持されていればよい。
【００１０】
前記フレーム部材には、前記基板に搭載または前記フレーム部材に支持された電気部品と電気的に接続される一方側端部、および外部機器に接続された電線の端部が接続される他方側端部を有する端子が前記基板と離れた状態で支持されていればよい。
【００１１】
前記基板に搭載された電気部品の少なくとも一部が、前記フレーム部材に形成された貫通部分または窪んだ部分の内側に位置していればよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる基板ユニットは、基板の端面に接触する複数の当接部を有する保護部材よりも高融点のフレーム部材を備えるため、基板を覆う際の保護部材の熱により基板が変形してしまうことを抑制することができる。
【００１３】
保護部材による基板の被覆は、基板を金型のキャビティ内に位置させた状態で当該キャビティに溶融させた保護部材の材料を注入することにより行われることが考えられる。そのため、基板の端面に接触する上記各当接部に外側から内側に向かって凹む凹部が形成されていれば、当該凹部を用いて基板をキャビティ内で位置決めすることができる。つまり、フレーム部材を、基板の変形を防止する部材としてだけでなく、基板を位置決めするための部材としても機能させることができる。
【００１４】
基板およびフレーム部材の両方に上記のような貫通孔が形成されていれば、基板を保護部材で覆う際に溶融した保護部材の材料が基板の一方側に流れ込んだとき、上記貫通孔を通じて他方側にも流れ込むことになるから、基板の被覆（保護部材の成形）が容易になる。
【００１５】
フレーム部材は、外側にコイルが設けられた磁性体を基板と離れた状態で支持する部材としても機能させることができる。
【００１６】
フレーム部材は、基板に搭載またはフレーム部材に支持された電気部品と、外部機器とを繋ぐための端子（中継端子）を支持する部材としても機能させることができる。
【００１７】
基板に搭載された電気部品の少なくとも一部が、フレーム部に形成された貫通部分または窪んだ部分の内側に位置するようにすれば、ユニット全体をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板ユニットの外観図である。
【図２】図１に示した基板ユニットから保護部材を除いたもの（保護部材が成形される前の状態）の外観図である。
【図３】図２に示した構成から電線を除いたもの（電線が各端子に接続前の状態）の外観図である。
【図４】図３に示した構成を基板の裏側から見た外観図である。
【図５】基板に接触する側の反対側から見たフレーム部材の外観図である。
【図６】基板に接触する側から見たフレーム部材の外観図である。
【図７】保護部材を成形する様子を模式的に示した図である（保護部材の内側の構造については、基板やフレーム部材についてのみ外形を簡略化して示している）。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について各図を参照して説明する。なお、以下の説明において単に平面方向とは基板１０に沿う方向（図示したＸＹ平面に沿う方向）をいい、軸方向とは平面方向に直交する方向（図示したＺ軸方向）をいうものとする。
【００２０】
図１〜図３等に示すように、本実施形態にかかる基板ユニット１は、基板１０、フレーム部材２０、および保護部材３０を備える。基板１０における少なくとも一方側の面には詳細を後述する変圧器４０などの電気部品が搭載されている。また、これらの電気部品を電気的に接続する導電パターン（図示せず）が形成されている。さらに、電線７０や変圧器４０のコイルの端末が接続される端子６０、６１が搭載されている。以下、当該電気部品が搭載された面を基板１０の表面と称し、その反対側を裏面と称することもある。本実施形態における基板１０は、相対的にＹ軸方向に短い第一領域１１と、相対的にＹ軸方向に長い第二領域１２と、を有する。本実施形態では、基板１０の第一領域１１に貫通孔１３が形成されている。
【００２１】
フレーム部材２０は、基板１０に対して位置決め固定される、絶縁性材料（合成樹脂材料）で一体的に成形された部材である。このフレーム部材２０は複数の当接部２１を有する。本実施形態では、一のフレーム部材２０は四つの当接部２１を有する。当接部２１は基板１０の端面（基板１０の厚み方向の面）に接触する部分である。具体的には、当接部２１は、フレーム部材２０の下面（基板１０の表面に接触する面をいう。以下同じ）よりも基板１０の裏面側に軸方向に突出した部分２１１を有する。当該突出した部分２１１の内側の面が基板１０の端面に接触している。本実施形態のフレーム部材２０は、Ｘ軸方向に沿う基板１０の二つ側縁（第一領域１１のＸ軸方向に沿う側縁）に接触する二つの当接部２１と、Ｙ軸方向に沿う基板１０の一つの側縁（第二領域１２のＹ軸方向に沿う側縁）に接触する二つの当接部２１と、を有する。つまり、二つの当接部２１はＹ軸方向で基板１０を挟み込み、別の二つの当接部２１はＹ軸方向に沿って並ぶ。
【００２２】
各当接部２１の外側の面には、外側から内側に向かって窪む凹部２１２が形成されている。本実施形態における凹部２１２は、外側から内側に向かうにつれて細くなる断面三角形状に形成されている。また、開口の形状は四角形である。この凹部２１２が形成された各当接部２１は、詳細を後述する保護部材３０を形成する際に、金型ＭのキャビティＣ内に基板１０とそれに固定されたフレーム部材２０との部組を位置決めするための要素として機能する。
【００２３】
また、本実施形態におけるフレーム部材２０には、下面から突出する複数の位置決め突起２２が形成されている。各位置決め突起２２は基板１０に形成された貫通孔である位置決め孔１４を通る（図４参照）。具体的には、上記当接部２１の突出した部分２１１を基板１０の端面に接触させるようにして基板１０に対してフレーム部材２０を位置決めすると、当該各位置決め突起２２が基板１０に形成された位置決め孔１４を通る。つまり、フレーム部材２０は、基板１０の端面に接触する複数の当接部２１および基板１０に形成された位置決め孔１４を通る位置決め突起２２により、基板１０に対して位置決めされる。位置決め突起２２は位置決め孔１４と略同じ大きさに（位置決め突起２２の外周面と位置決め孔１４の内周面との間の隙間ができるだけ小さくなるように）形成されている。位置決め突起２２と位置決め孔１４が係合している箇所は、当接部２１と基板１０が接触している箇所より内側である。
【００２４】
このような位置決め突起２２が形成されている場合には、位置決め突起２２を位置決め孔１４に通した後、当該位置決め突起２２における基板１０の裏面から突出した部分２１１を溶融させて位置決め孔１４より大きくすることにより、基板１０に対して位置決めされたフレーム部材２０が基板１０から外れないようにすることができる。
【００２５】
フレーム部材２０には貫通孔２３が形成されている（図５参照）。このように基板１０に対してフレーム部材２０が位置決めされると、フレーム部材２０に形成された当該貫通孔２３は基板１０に形成された貫通孔１３（図４参照）と連なる。具体的には、フレーム部材２０に形成された貫通孔２３と基板１０に形成された貫通孔１３は少なくとも一部が重なり、当該重なった部分が基板１０およびそれに固定されたフレーム部材２０を軸方向に貫く部分となる。
【００２６】
また、図６に示すように、フレーム部材２０の下面には、上面（下面の反対側の面）に向かって窪んだ部分２４が形成されている。当該窪んだ部分２４の内側には、基板１０に搭載された電気部品が位置する。つまり、基板１０表面から突出する電気部品を、フレーム部材２０の窪んだ部分２４の内側に位置させている。なお、窪みではなくフレーム部材２０を軸方向に貫く貫通部分を形成し、当該貫通部分の内側に電気部品を位置させてもよい。
【００２７】
また、フレーム部材２０には変圧器４０が支持されている。変圧器４０は、円環状の磁性体４１（フェライトコア）の外側に電線が巻き付けられてなる。つまり、磁性体４１の外側にコイルが形成されたものである。コイルは、入力側コイルと出力側コイルの二つが設けられている。フレーム部材２０における基板１０の第二領域１２の上側に位置する部分には、変圧器４０が収容可能な領域２５が形成されており、当該領域に変圧器４０が収容される。当該領域の周囲には複数の支柱２５１が形成されており、変圧器４０が収容されると、これらの支柱２５１が磁性体４１の外側に接触する。この支柱２５１と磁性体４１の接触面に生ずる摩擦力により、上記領域に一旦収容された磁性体４１が抜け落ちてしまうことが防止される。
【００２８】
さらに、フレーム部材２０には端子が支持されている。フレーム部材２０は絶縁性材料で形成されているため、この端子は基板１０に形成された導電パターン（回路）と直接電気的に接続されていない。以下、この端子を基板１０に直接搭載された端子と区別するために中継端子５０と称する。本実施形態では二つの中継端子５０が設けられており、各中継端子５０は上記変圧器４０の入力側コイルを構成する電線の端部が接続される一方側端部５１と、外部機器に接続された電線７０の端部が接続される他方側端部５２と、を有する。これにより外部機器（例えば電源）から中継端子５０を介して変圧器４０の入力側コイルに電力が供給される。
【００２９】
なお、変圧器４０の出力側コイルの両端部は、基板１０に直接搭載された（基板１０の導電パターンに接続された）端子６０に接続されている。つまり、外部機器から供給された電力（電源電圧）が所定の変圧比で変圧されて基板１０に形成された回路に供給（印加）される。基板１０に直接搭載された端子であって出力側コイルの両端部が接続される以外の端子６１には、基板１０に形成された回路と電気的に接続される各種電線７０が接続される。この各種電線７０の機能や用途は特定のものに限定されない。
【００３０】
保護部材３０は、基板１０およびそれに固定されたフレーム部材２０を覆う絶縁性材料（合成樹脂材料）からなる部材である。本実施形態にかかる基板ユニット１は、電気自動車やプラグインハイブリッド車において、外部電源と電気的に接続された外部コネクタと車両に搭載される固定コネクタが嵌合しているかどうかを確認するための嵌合検出回路等を有するものである。すなわち、水や湿気の多い環境に耐えうる必要があるから、水による腐食、短絡などを防止するために基板１０が当該保護部材３０に保護される。後述するように保護部材３０は溶融させた状態でフレーム部材２０に密着することになるため、保護部材３０の融点はフレーム部材２０の融点よりも低く設定されている。
【００３１】
保護部材３０は次のように成形される。基板１０に対してフレーム部材２０、変圧器４０、および各種電線７０が固定、接続された部組を作成した上で、図７に示すように、当該部組における少なくとも基板１０およびフレーム部材２０が金型ＭのキャビティＣ内に位置するように設置される。なお、金型Ｍには各種電線７０を逃がす溝が形成されている。金型ＭにはキャビティＣ内に進出、かつ、キャビティＣ外に退避することができる複数の位置決めピンＰが設けられている。基板１０およびフレーム部材２０を金型ＭのキャビティＣ内に位置するように設置した後、複数の位置決めピンＰのそれぞれの先端が上記各当接部２１に形成された凹部２１２に嵌り込むように各位置決めピンＰをキャビティＣ内に進出させる。本実施形態では、各位置決めピンＰの先端は、先端に向かって細くなる断面三角形状に形成されるとともに、各凹部２１２も同じく断面三角形状に形成されているため、各位置決めピンＰの先端と凹部２１２の位置が多少ずれたとしても、進出する位置決めピンＰの力により三角形の頂点が一致する状態にフレーム部材２０および基板１０が位置決めされる。
【００３２】
このようにして、金型Ｍ（キャビティＣ）に対してフレーム部材２０およびフレーム部材２０が固定される基板１０が位置決めされるとともにキャビティＣ内で保持される。なお、当該位置決め機能およびキャビティＣ内での保持機能を発揮するためには、所定の方向で基板１０を挟み込む最低二つの当接部２１が設けられていればよい。本実施形態では、基板１０をＹ軸方向で挟み込む二つの当接部２１に形成された凹部２１２に位置決めピンＰが嵌り込むことにより、基板１０はＹ軸方向で位置決めピンＰにも挟み込まれたような状態となり、金型ＭのキャビティＣ内で位置決め保持される。ただし、当該基板１０を挟む当接部２１が接触する基板１０の側縁とは別の方向に延びる基板１０の側縁に接触する当接部２１、すなわち凹部２１２の方向（窪む方向）が異なる当接部２１が設けられていれば、上記位置決め機能をさらに向上させることができる。本実施形態では、当該当接部２１に相当するものとしてＹ軸方向に沿って並ぶ二つの当接部２１が設けられている。
【００３３】
また、上述したように、フレーム部材２０には、基板１０に対して位置決めされた状態において基板１０に形成された貫通孔１３と連なる貫通孔２３が形成されている（基板１０に形成された貫通孔１３とフレーム部材２０に形成された貫通孔２３が軸方向に連なる）。したがって、金型ＭのキャビティＣ内において溶融した保護部材３０の材料が注入される注入孔が形成された位置が基板１０の一方の面側であったとしても、当該一方の面側に流れ込んだ溶融材料が上記軸方向に連なる貫通孔１３、２３を通じて他方の面側に流れ込むことになる。
【００３４】
以上説明した本実施形態にかかる基板ユニット１によれば、次のような作用効果が奏される。
【００３５】
上記基板ユニット１では、基板１０の端面に接触する複数の当接部２１を有するフレーム部材２０を備えるため、保護部材３０を成形する際の溶融した保護部材３０の材料の熱により基板１０が変形してしまうことを抑制することができる。特に、本実施形態では、基板１０に形成された位置決め孔１４に通される位置決め突起２２が形成されており、この位置決め孔１４と位置決め突起２２は当接部２１と基板１０が接触する箇所よりも内側で係合しているため、上記基板１０の変形の防止効果がさらに優れたものとなる。
【００３６】
そして、本実施形態では、保護部材３０による基板１０の被覆は、基板１０を金型ＭのキャビティＣ内に位置させた状態で当該キャビティＣに溶融させた保護部材３０の材料を注入することにより行われるところ、上記各当接部２１には外側から内側に向かって凹む凹部２１２が形成されており、当該凹部２１２を用いて基板１０をキャビティＣ内で位置決めすることができる。つまり、フレーム部材２０を、基板１０の変形を防止する部材としてだけでなく、キャビティＣ内で基板１０を位置決めするための部材としても機能させることができる。
【００３７】
基板１０およびフレーム部材２０の両方には軸方向で連なる貫通孔１３、２３が形成されているため、基板１０を保護部材３０で覆う際に溶融した保護部材３０の材料が基板１０の一方側に流れ込んだとき、上記貫通孔１３、２３を通じて他方側にも流れ込むことになるから、基板１０の被覆（保護部材３０の成形）が容易になる。
【００３８】
フレーム部材２０は、変圧器４０を基板１０と離れた状態で支持する部材としても機能する。また、フレーム部材２０は、基板１０に搭載またはフレーム部材２０に支持された電気部品と、外部機器とを繋ぐための中継端子５０を支持する部材としても機能させることができる。
【００３９】
基板１０に搭載された電気部品の一部は、フレーム部に形成された窪んだ部分２４の内側に位置するように構成されているため、ユニット全体をコンパクトにすることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  基板ユニット
１０  基板
１３  （基板に形成された）貫通孔
１４  位置決め孔
２０  フレーム部材
２１  当接部
２１１  突出した部分
２１２  凹部
２２  位置決め突起
２３  （フレーム部材に形成された）貫通孔
２４  窪んだ部分
２５  変圧器（磁性体およびコイル）を収容可能な領域
３０  保護部材
４０  変圧器
４１  磁性体
４２  コイル
５０  中継端子
７０  各種電線
Ｍ  金型
Ｃ  キャビティ
Ｐ  位置決めピン
【図１】
2014132614.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014132614.tif 000009