(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板を複数の操作用電気部品の数に分割し、プリント基板は、それぞれ独立したプリント基板にはんだ付けされる該操作用電気部品のみにより固定され、かつ、前記分割したプリント基板を電線で相互に電気的に接続すると共に、前記複数の操作用電気部品をハウジングに固定することで、前記ハウジングと前記プリント基板との熱収縮率の差により発生する応力、及び操作用電気部品の操作軸の回転操作による応力を共に操作用電気部品とプリント基板とのはんだ付け部分に生じさせないことを特徴とする複数の操作用電気部品を備えた制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のスイッチやボリューム等の操作用電気部品を備えた制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車の運転席には、室内に還流する空気の温度の設定や外気の導入、吹き出し口、風量の切り換えなどを操作する装置であるヒーターコントロールが設けられている。この装置には、運転者が各種の操作を行うためのロータリスイッチやボリュームなどの複数の操作用電気部品をハウジングの正面に備えている。図７は、２個のスイッチ１と１個のボリューム２が一枚のプリント基板３にはんだ付けされて形成されたプリント基板サブアッシーを示しており、図８に示すように、スイッチ１やボリューム２はハウジング４にナット５で締め付け固定されている。
【０００３】
スイッチ１やボリューム２の回転軸のＡ部には図示を省略したノブが取りつけられ、このノブを回動させることにより、スイッチ１やボリューム２の接点を切り替えるようになっている。このようにスイッチ１やボリューム２のノブを回動操作する際に、プリント基板３とスイッチ１やボリューム２との間に無理な力が加わると、各電気部品とプリント基板３とのはんだ付け部分がはがれてしまい、通電しなくなるという不具合が生じる恐れがある。そこで、各回転軸固定部をハウジング４に固定し、操作時などにスイッチ１やボリューム２にかかる外力をハウジング４でしっかりと受け止め、また、ボリュームの先端に取り付けたノブと化粧パネルとの隙間を確保するため、ハウジング４の化粧部分に設けた穴に回転軸のＡ部を挿入し、ナット５で固定部を固定する構造が採用されている。
【０００４】
一方、以上のようにボリューム部をメイン基板と独立させた単体の基板上に設け、フラットケーブルによりメイン基板に配線する構造にした場合、配線の取り回しや配線パターンの増加、作業性の悪化を招くなどの問題を生じる。そこで、このような問題を解消するために、図９に示すように、操作用電気部品の一種であるボリュームスイッチ２などであって、化粧面を照明するための照明用レンズ６などの付加部品を備えるものについては、個別の単体基板の使用をやめ、ボリュームスイッチ２をメイン基板３にはんだ付けして固定すると共に、付加部品である照明用レンズ６を２本のビス７を用いてハウジング化粧面４に締め付け固定し、その後ボリュームスイッチ２の操作軸２ａを照明用レンズ６の中心孔６ａに合わせるようにプリント基板３の位置を調整し、ボリュームスイッチ２をスペーサ８とナット９により照明用レンズ６に締め付け固定する構造が採用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、プリント基板のサブアッシーをハウジングに組み込んだ状態で加熱後冷却した場合、紙フェノールなどからなるプリント基板と合成樹脂製のハウジングとの熱収縮率の差により、操作用電気部品の端子部のはんだ付け部分に応力がかかり、はんだ割れを起こし、これに起因する電気回路のチャタリングや断線の不具合を生じるという問題点を有していた。
【０００６】
また、ヒーターコントロールの操作性を確保するために、複数の操作用電気部品の間隔をある程度広くする必要があるので、本来の機能である電気的配線に必要な大きさ以上に大きなプリント基板を必要とし、その分だけ幅方向の基板材料の使用量が多くなり、歩留まりを悪化させ、コストアップの要因となっていた。
【０００７】
さらに、照明用レンズをハウジング側にビスで締め付け、ボリュームスイッチをプリント基板に固定する構成では、ボリュームスイッチと照明用レンズとがプリント基板とハウジングというそれぞれ別の構造体に固定した構成になっているので、プリント基板とハウジングとの熱による膨張、収縮率の差によりボリュームスイッチのはんだ付け部分に応力がかかり、はんだ割れ不良を生じる恐れが大きかった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、ハウジングとプリント基板との熱による膨張、収縮率の差から生じる電気部品の端子部のはんだ付け部分への負荷を緩和し、はんだ割れに起因する電気回路のチャタリングや断線の不具合を解消することができ、また、分割した隙間の分だけ幅方向の基板材料の使用量を少なくすることができ、プリント基板の歩留まりを向上させ、原価低減に寄与する、複数の操作用電気部品を備えた制御装置を得ることを目的とする。
【０００９】
また、ハウジングとプリント基板との熱による膨張、収縮率の差とボリュームスイッチなどの操作用電気部品の操作軸を操作する際操作用電気部品に加わる力により、プリント基板と操作用電気部品とのはんだ付け部分に働く応力をなくし、はんだ割れなどの不良の発生を解消すると共に、付加部品をハウジングに取り付けるためのビスの使用を廃止し、コストダウンに寄与することができる複数の操作用電気部品を備えた制御装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る複数の操作用電気部品を備えた制御装置は、プリント基板を複数の操作用電気部品の数に分割し、プリント基板は、それぞれ独立したプリント基板にはんだ付けされる該操作用電気部品のみにより固定され、かつ、前記分割したプリント基板を電線で相互に電気的に接続すると共に、前記複数の操作用電気部品をハウジングに固定することで、前記ハウジングと前記プリント基板との熱収縮率の差により発生する応力、及び操作用電気部品の操作軸の回転操作による応力を共に操作用電気部品とプリント基板とのはんだ付け部分に生じさせないものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態１〜５について説明するが、実施形態２〜５は特許請求の範囲の具体例ではない。
実施の形態１．
図１はこの発明に係る複数の操作用電気部品を備えた制御装置の実施の形態１であるヒーターコントロールのプリント基板サブアッシーの正面図である。図において、３分割されそれぞれ独立した３枚のプリント基板１０，１１，１２は複数の電線を平面状に束ねて形成したフラットケーブル１３により相互に電気的に接続されている。プリント基板１０，１１，１２上には、従来の制御装置のプリント基板サブアッシーと同様の操作用電気部品である２個のロータリスイッチ１がプリント基板１０と１１に、また、一個のボリューム２がプリント基板１２にはんだ付け固定されている。
【００１７】
また、図２に示すように、スイッチ１やボリューム２をハウジング４にナット５で締め付け固定することにより、プリント基板サブアッシー１４がハウジング４に固定されている。つまり、プリント基板１０，１１，１２はハウジング４に直接には固定されず、操作用電気部品を介して固定されている。従って、この状態でプリント基板サブアッシー１４に熱が加わったとしても、プリント基板１０，１１，１２がそれぞれ伸縮するので、合成樹脂製のハウジング４と紙フェノール製のプリント基板１０，１１，１２との熱収縮率の違いによる熱応力を生じることがなく、加熱の影響を受けない。従って、操作用電気部品の端子部はんだ付け部分への応力負荷を緩和し、はんだ割れに起因する電気回路のチャタリングや断線の不具合を解消することができる。
【００１８】
また、分割した隙間の分だけ幅方向の基板材料の使用量を少なくすることができ、プリント基板の歩留まりを向上させ、原価低減に寄与することができる。
【００１９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、プリント基板を複数の操作用電気部品の数に等しく分割し、該複数の操作用電気部品をそれぞれ独立したプリント基板にはんだ付けしたが、操作用電気部品の取り付け位置が近接している場合には、それらの操作用電気部品を同一のプリント基板に取り付けるようにしてもよい。
【００２０】
この場合、プリント基板とハウジングとの熱収縮率の差の影響を受けることなく部品点数を少なくすることができ、コスト的に有利である。
【００２１】
実施の形態３．
また、プリント基板をハウジングに対して多少動く程度に取り付けるようにしてもよい。
【００２２】
この場合、プリント基板とハウジングとの熱収縮率の差の影響を受けることがないと共に、大きな衝撃をハウジングで受け止めることができるので、耐衝撃性が向上する。
【００２３】
実施の形態４．
さらに、上記実施の形態１においては、ハウジングに取り付ける電気部品はスイッチ１やボリューム２等の操作用電気部品であったが、これらに限らず、ＬＥＤ等の表示用電気部品等、ハウジングに対して位置決め固定されるものであればどのような電気部品に対しても適用可能であり、実施の形態１の場合と同様の効果を有する。
【００２４】
実施の形態５．
図３はこの発明の実施の形態５の要部の構成部品を分解して示す斜視図、図４は同じく平面図、図５は同じく図４のＡ−Ａ断面図である。ハウジングの化粧面を照明する等の機能を有する付加部品の一つである照明用レンズ２０はブラケット部２１を一体に成形し、その底部に一対のボス（突起部）２２を設けると共に、照明用レンズ２０の中心部に嵌合孔部２３が設けられている。照明用レンズ２０の嵌合孔部２３には、操作用電気部品であるボリュームスイッチ２４のねじ部２５が嵌合し、ナット２６を用いて照明用レンズ２０に締め付け固定可能な構成となっている。
【００２５】
ボリュームスイッチ２４には回転操作可能な操作軸２７と、プリント基板３０にはんだ付け固定し電気的導通を図るための３本のリード端子２８が設けられている。また、プリント基板３０には、照明用レンズ２０のブラケット２１の裏面に設けたボス２２と嵌合する孔部３１とボリュームスイッチ２４のリード端子２８を嵌合させはんだ付けする小孔部３２とが設けられている。プリント基板３０の孔部３１に照明用レンズ２０のボス２２を嵌合させることにより、図６に斜線を施して示したブラケット２１の裏面と、ボス２２との働きで照明用レンズ２０が左右上下および回転方向に位置決めされ、この付加部品である照明用レンズ２０を介して、ボリュームスイッチ２４がプリント基板３０にしっかりと固定される。
【００２６】
以上に説明したように、本実施の形態の構造によれば、操作用電気部品の操作軸の回転操作に伴い操作用電気部品のはんだ付け部分にかかる力を、回転方向の力は照明用レンズに設けた突起部で、また、上下左右方向の力は照明用レンズのブラケットの部分でそれぞれ受け止めることにより、回転方向および上下左右方向から操作用電気部品に作用する力の影響をほぼ完全に取り除くことができる。従って、ハウジングとプリント基板との熱による膨張、収縮率の差と、ボリュームスイッチの操作軸の回転操作に伴う力が働いても、ボリュームスイッチとプリント基板とのはんだ付け部分に応力が働かないようにし、はんだ割れを防止することができる。
【００２７】
また、照明用レンズをハウジングに固定するためのビスを使用する必要がなくなるので、コスト削減に寄与することができる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明は、以上述べたように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２９】
１）プリント基板を分割し、複数の操作用電気部品を分割したプリント基板に分散させて取り付けることにより、ハウジングとプリント基板との熱収縮率の差から生じる、操作用電気部品の端子部のはんだ付け部分にかかる応力負荷を緩和し、はんだ割れに起因する電気回路のチャタリングや断線の不具合を解消し、品質を安定化することができる。
【００３０】
２）プリント基板を分割した隙間の分だけ幅方向の基板材料の使用量を少なくすることができ、プリント基板の歩留まりを向上させ、原価低減に寄与することができる。
【００３１】
３）プリント基板をハウジングに対して多少動く程度に取り付けるようにすることにより、大きな衝撃をハウジングで受け止めることができるので、耐衝撃性を向上することができる。
【００３２】
４）操作用電気部品のはんだ付け部分にかかる力を操作用電気部品に付設する付加部品の突起部とブラケット部で受け止めることにより、ハウジングと基板との熱による膨張、収縮の差と、ボリュームスイッチなどの操作用電気部品の操作軸の回転操作による力が働いても、操作用電気部品のプリント基板とのはんだ付け部分に応力が働かないようにし、はんだ割れの発生を解消して品質を向上させることができる。
【００３３】
５）照明用レンズなどの付加部品をハウジングに固定するためのビスの使用を廃止し、コスト削減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る複数の操作用電気部品を備えた制御装置の実施の形態１であるヒーターコントロールのプリント基板サブアッシーを示す正面図である。
【図２】  図１におけるプリント基板サブアッシーをハウジングに組み込んだ状態を示す（Ａ）正面図、および（Ｂ）断面図である。
【図３】  この発明に係る複数の操作用電気部品を備えた制御装置の実施の形態５の要部の構成を分解して示す斜視図である。
【図４】  図３に示す部品を組み込んだ状態の正面図である。
【図５】  図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】  図３に示す照明用レンズの底面図である。
【図７】  従来のヒーターコントロールのプリント基板サブアッシーの一例を示す正面図である。
【図８】  同じくハウジングに組み込んだ状態を示す（Ａ）正面図、および（Ｂ）断面図である。
【図９】  従来の制御装置の他の実例の要部を分解して示す斜視説明図である。
【符号の説明】
１  スイッチ、２  ボリューム、４  ハウジング、５  ナット、１０，１１，１２，３０  プリント基板、１３  フラットケーブル、１４  プリント基板サブアッシー、２０  照明用レンズ（付加部品）、２１  ブラケット部、２２  ボス（突起部）、２３  嵌合孔部、２４  ボリュームスイッチ、２５  ねじ部、２６ナット、２７  操作軸。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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