JP2008059804A - 電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】組み付け性を損なうことなく、小型化と防水性を両立可能な電子制御装置を提供する。
【解決手段】筐体500に収容された状態で、フレキシブル基板300が曲げられ、複数のリジッド基板200a,200bがその厚さ方向に多段に重なって配置された電子制御装置100であって、コネクタ400のハウジング420を、複数の端子410を保持する保持部430a,430bと、外部コネクタ800のハウジング810との間及び筐体500との間で防水構造をそれぞれ形成する保護部440とに分け、複数のリジッド基板200a,200b上にそれぞれ配置された複数の保持部430a,430bを、1つの保護部440に対して固定することで、ハウジング420を構成するようにした。
【選択図】図1
【解決手段】筐体500に収容された状態で、フレキシブル基板300が曲げられ、複数のリジッド基板200a,200bがその厚さ方向に多段に重なって配置された電子制御装置100であって、コネクタ400のハウジング420を、複数の端子410を保持する保持部430a,430bと、外部コネクタ800のハウジング810との間及び筐体500との間で防水構造をそれぞれ形成する保護部440とに分け、複数のリジッド基板200a,200b上にそれぞれ配置された複数の保持部430a,430bを、1つの保護部440に対して固定することで、ハウジング420を構成するようにした。
【選択図】図1
Description
本発明は、フレキシブル基板によって電気的に接続された複数のリジッド基板を筐体内に収容してなる電子制御装置に関するものである。
従来、フレキシブル基板によって電気的に接続された複数のリジッド基板を筐体内に収容してなる電子制御装置が知られている(特許文献1〜4参照)。
特許文献1に示される電子制御装置においては、2つのリジッド基板(駆動回路基板と制御回路基板)がフレキシブル基板(接続ワイヤ)によって接続され、一方のリジッド基板(制御回路基板)上に外部と信号の授受を中継するコネクタが配置されている。
特許文献2に示される電子制御装置においては、2つのリジッド基板(駆動回路基板と制御回路基板)がフレキシブル基板(接続部材)によって接続され、フレキシブル基板上にコネクタが配置されている。
特許文献3に示される電子制御装置においては、3つ以上のリジッド基板がフレキシブル基板(導電部材)によって3次元的に連接され、両端のリジッド基板上にコネクタがそれぞれ配置されている。
特許文献4に示される電子制御装置においては、複数のリジッド基板とリジッド基板同士を接続するフレキシブル基板が、1つのリジッドフレキ基板として一体的に形成されている。そして、リジッド基板の外周の端部に一体に形成されたカードエッジ型のコネクタが、フレキシブル基板を曲げてリジッド基板を積層配置した状態で、その端子方向を揃えて多段に積層配置されている。
特開2001−111267号公報
特開2001−267022号公報
特開2005−317649号公報
特開2005−229092号公報
特許文献1に示される構成においては、コネクタが一方のリジッド基板上のみに配置されているため、外部の制御対象(例えば車両エンジンの動作を制御する電磁ソレノイド等のアクチュエータ)に電力を供給するに当たり、フレキシブル基板に大電流を流す場合には、発熱を考慮してフレキシブル基板の信号線を太くし、電流経路を確保する必要がある。また、外部からコネクタを介して入力された信号を処理し、同一のコネクタを介して、制御信号を外部に出力するので、フレキシブル基板を信号が往復することとなり、配線が多くなる。すなわち、フレキシブル基板が大きく(リジッド基板の平面方向及び/又は厚さ方向)なり、小型化(平面方向及び/又は厚さ方向)が困難である。
特許文献2に示される構成においては、フレキシブル基板上にコネクタが配置されているので、特許文献1に示される構成同様、フレキシブル基板に大電流を流す場合には、発熱を考慮してフレキシブル基板の配線幅を太くし、電流経路を確保する必要がある。また、フレキシブル基板を信号が往復することとなり、配線が多くなる。すなわち、フレキシブル基板が大きく(リジッド基板の平面方向及び/又は厚さ方向)なり、小型化(平面方向及び/又は厚さ方向)が困難である。
これに対し、特許文献3,4に示される構成においては、複数のリジッド基板にコネクタが配置されているので、特許文献1,2に示される構成と比べて、フレキシブル基板に大電流を流さずに外部に出力する構成とするのが容易である。また、信号の往復を低減乃至無くすことができる。しかしながら、従来の電子制御装置において、コネクタの配置としては、特許文献1,2に示されるように、筐体の一側面側に露出する配置が一般的である。また、コネクタの構造としては、特許文献1,2に示されるように、絶縁材料からなるハウジングに複数の端子を配設してなる構造が一般的である。したがって、特許文献3,4に示される構成においては、組み付け性(例えば車両に対する)が低下することとなる(電子制御装置が取り付けられる側で工夫が必要となる)。
そこで、組み付け性を損なわないために、一般的なコネクタの配置及びコネクタ構造を踏襲しつつ、複数のリジッド基板にコネクタが配置された構成とすることも考えられる。しかしながら、一般的なコネクタ構造の場合、各コネクタにおいて端子を保護するハウジングの部分が存在するため、同数の端子が同じ配置で1つのハウジングに配設された構成に比べて、電子制御装置を厚さ方向において小型化するのが困難である。また、コネクタ(ハウジング)が複数に分かれているため、防水性を確保するのが困難である。
本発明は上記問題点に鑑み、組み付け性を損なうことなく、小型化と防水性を両立可能な電子制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、電子部品が実装された複数のリジッド基板と、リジッド基板よりも可撓性を有し、複数のリジッド基板間を電気的に接続するフレキシブル基板と、リジッド基板上に配置され、リジッド基板と外部コネクタとを電気的に接続する端子がハウジングに複数配設されたコネクタと、コネクタと外部コネクタとを接続するためのコネクタ用開口部を有し、リジッド基板、フレキシブル基板、及びコネクタを収容する筐体とを備え、筐体に収容された状態で、フレキシブル基板が曲げられ、複数のリジッド基板がその厚さ方向に多段に重なって配置された電子制御装置であって、ハウジングは、複数の端子を保持する保持部と、外部コネクタのハウジングとの間及び筐体との間で防水構造をそれぞれ形成する筒状部位と保持部との固定に供せられる固定部位とを有し、外部コネクタとの接続に供せられる端子の部位を保護する保護部とにより構成され、保持部は少なくとも2つのリジッド基板上にそれぞれ配置され、複数の保持部が1つの保護部に対して固定されていることを特徴とする。
このように本発明によれば、コネクタを構成するハウジングが、端子を保持する保持部と、保持部が固定された状態で外部コネクタとの接続に供せられる端子の部位を保護するとともに、外部コネクタのハウジングとの間及び筐体との間でそれぞれ防水構造が形成される保護部とに分けられている。そして、複数のリジッド基板上にそれぞれ配置された状態の複数の保持部が、1つの保護部に対して固定されている。
したがって、コネクタとしては1つでありながら、複数のリジッド基板上に端子を含む保持部を配置しているので、電子制御装置が取り付けられる側(例えば車両)での工夫は特に不要であり、組み付け性を損なうことなない。
また、複数のリジッド基板上に端子を含む保持部をそれぞれ配置しているので、フレキシブル基板に大電流を流さずに外部に出力する構成とすることができる。また、フレキシブル基板において、信号の往復を低減乃至無くすことができる。すなわち、電子制御装置を小型化(特に平面方向)することができる。
また、ハウジングのうち、端子を保持する保持部は複数であるものの、外部コネクタのハウジングとの間及び筐体との間でそれぞれ防水構造が形成される保護部は1つであるので、コネクタと外部コネクタとの間、及び、コネクタと筐体との間に防水構造を形成しやすい。また、コネクタぜんたいでは1つであるので、コネクタが分割される構成のようにコネクタ間において防水構造を形成しなくとも良い。すなわち、外部コネクタがコネクタに嵌合された状態で、筐体の内部を防水空間とする(電子制御装置の防水性を確保する)ことができる。
なお、コネクタとしては、端子がリジッド基板の表面に形成された対応するランドと電気的に接続された表面実装型のコネクタを採用しても良いし、端子がリジッド基板に形成された貫通孔に挿通され、貫通孔壁面及びその周囲に形成されたランドと電気的に接続された挿入実装型のコネクタを採用しても良い。また、端子のうち、外部コネクタとの接続に供せられる部位が保持部から突出するオス型のコネクタを採用しても良いし、メス型のコネクタを採用しても良い。
請求項2に記載のように、リジッド基板とフレキシブル基板が、1つのリジッドフレキ基板として一体的に形成された構成としても良い。これによれば、リジッド基板とフレキシブル基板の接続工程を不要とすることができる。また、リフロー工程において、電子部品やコネクタ(保持部)を各リジッド基板に一括して実装させることも可能である。なお、上記構成以外にも、リジッド基板とフレキシブル基板が別個に形成された構成としても良い。
なお、リジッド基板の枚数としては2枚以上(上述したリジッドフレキ基板の場合には、2箇所以上に相当)であれば特に限定されるものではない。例えば、請求項3に記載のように、複数のリジッド基板として2つのリジッド基板を備え、それぞれに保持部が配置された状態で、リジッド基板が1つのフレキシブル基板によって電気的に接続された構成とすることができる。
請求項4に記載のように、リジッド基板の平面方向において、保持部は、リジッド基板のフレキシブル基板との接続部位の対向側に配置されており、厚さ方向に隣接する(向かい合う)リジッド基板間の対向間隔は、保持部の配置側の方がフレキシブル基板との接続側よりも広く設定された構成とすることが好ましい。
これによれば、フレキシブル基板の長さ(フレキシブル基板に形成された信号線の長さ)を短くすることができる。また、電子部品のうち、背の高い部品(例えばアルミ電解コンデンサ)を保持部の配置側に実装することで、電子制御装置の体格を小型化することができる。
請求項5に記載のように、厚さ方向に隣接するリジッド基板(向かい合うリジッド基板)において、電子部品同士が接触しないように、それぞれの対向面に実装される電子部品の種類及び配置位置の少なくとも一方が調整されていることが好ましい。
これによれば、厚さ方向において電子制御装置の体格を小型化することができる。特に請求項4に記載の構成に適用すれば、電子制御装置の体格をより小型化することができる。
なお、請求項5に記載の構成において、請求項6に記載のように、向かい合うリジッド基板において、それぞれの対向面に、電子部品として高背部品が実装された構成とすると良い。
これによれば、厚さ方向において電子制御装置の体格をさらに小型化することができる。また、リジッドフレキ基板においては、対向面が同時にリフローされるので、リフロー炉の高さを低くすることができる。なお、対向面とその裏面にそれぞれ高背部品が実装される構成とすると、一方の面をリフロー時に、他方の面の高背部品が自重によって落下することも考えられるが、本発明の構成によればこの問題を解決することができる。
請求項7に記載のように、向かい合うリジッド基板において、それぞれの対向面に、保持部が配置された構成としても良い。それ以外にも、向かい合うリジッド基板において、対向面と対向面の裏面に、保持部が配置された構成としても良い。
前者の場合、請求項6に記載の発明同様、リジッドフレキ基板において、リフロー炉の高さを低くすることができる。また、対向面と対向面の裏面にそれぞれ保持部が実装される構成とすると、一方の面をリフロー時に、他方の面の保持部が自重によって落下することも考えられるが、本発明の構成によればこの問題を解決することができる。
請求項7に記載の構成においては、請求項8に記載のように、保持部が、厚さ方向において隣接するように、それぞれのリジッド基板に配置された構成(すなわち、コネクタを構成する保持部が厚さ方向に分割された構成)としても良いし、請求項9に記載のように、リジッド基板の平面方向において隣接するように、それぞれのリジッド基板に配置された構成(すなわち、コネクタを構成する保持部が平面方向に分割された構成)としても良い。
前者の場合、リフロー炉の高さを低くすることができる。また、リジッド基板において、端子の接続面積を広くとることができる。後者の場合、平面方向における保持部の長さを短くすることができるので、前者に比べて、端子とリジッド基板との接続信頼性を向上することができる。
請求項7〜9いずれかに記載の構成においては、請求項10に記載のように、保持部が互いに固定された構成とすると良い。これによれば、保持部の固定点が増加し、固定点が互いに離れた位置関係にあるので、保持部を精度良く位置決めすることができる。すなわち、外部コネクタとの嵌合時に生じる抉りによる応力を低減することができる。また、保持部同士が固定されない構成に比べて、外部コネクタとの嵌合時に、外部コネクタに保持部が押されて所定位置からずれる(場合によっては外れる)恐れを低減することができる。
具体的には、請求項11に記載のように、一方の保持部に突起が形成され、他方の保持部に溝が形成され、溝に突起が嵌合された構成としても良い。また、請求項12に記載のように、保持部が保持部とは別の補強部材によって互いに固定された構成としても良い。ここで、補強部材とは、接着剤や、保持部に設けられた貫通孔に挿通されるピン等を採用することができる。
請求項10〜12いずれかに記載の発明においては、請求項13に記載のように、保持部同士の固定部位が、保持部と保護部の固定部位よりも、外部コネクタの配置側に設けられた構成とすることが好ましい。
これによれば、外部コネクタとの嵌合時に外部コネクタによって保持部が押される力を保護部側に効率よく逃がすことができる。したがって、保持部同士の固定部位が、保持部と保護部の固定部位と同一直線上、又は、保持部と保護部の固定部位よりも筐体の内部側に設けられた構成と比べて、外部コネクタに保持部が押されて所定位置からずれる(場合によっては外れる)恐れを低減することができる。
請求項14に記載のように、保護部が隣接する保持部の対向面の間に配置される中間部位を有し、保持部が保護部の固定部位とは別に、中間部位に対してそれぞれ固定された構成としても良い。
これによれば、保護部に対する保持部の固定点が増加し、固定点が互いに離れた位置関係にあるので、保持部を精度良く位置決めすることができる。すなわち、外部コネクタとの嵌合時に生じる抉りによる応力を低減することができる。また、保持部の対向面の間に配置された保護部の中間部位に対して保持部がそれぞれ固定されているので、外部コネクタとの嵌合時に、外部コネクタに保持部が押されて所定位置からずれる(場合によっては外れる)恐れを低減することができる。
請求項7〜14いずれか1項に記載の発明において、請求項15に記載のように、保持部と保護部の固定部位として、保護部に外部コネクタの嵌合方向に対して略垂直に延びるガイド用突起又はガイド用溝が形成され、保持部にガイド用突起又はガイド用溝と嵌合する嵌合用溝又は嵌合用突起が形成された構成としても良い。
これによれば、保持部と保護部との嵌合方向が外部コネクタの嵌合方向に対して略垂直であるので、外部コネクタとの嵌合時に、外部コネクタに保持部が押されて所定位置からずれる(場合によっては外れる)恐れを低減することができる。
請求項1〜15いずれか1項に記載の発明において、請求項16に記載のように、複数の保持部のうち、1つが保護部と一体化された構成としても良い。これによれば、部品点数と組み付け工数を削減することができる。また、保護部に対する保持部の位置精度を向上することができる。
請求項17に記載のように、筐体が、厚さ方向に分割された上ケース及び下ケースにより構成されても良い。それ以外にも、平面方向に分割された構成としても良いし、1つの部材からなるものや、3つ以上の部材を組み付けることで筐体が構成されても良い。
請求項18に記載のように、上ケース及び下ケースが固定された状態で、リジッド基板を間に挟んで所定位置に支持する支持部が、上ケース及び下ケースで対をなすように上ケース及び下ケースにそれぞれ形成された構成としても良い。これによれば、上ケースと下ケースを組み付ける際に、組み付けとともに支持部によってリジッド基板を挟持し、筐体内においてリジッド基板を所定位置に支持することができる。
また、請求項19に記載のように、複数のリジッド基板において、支持部により支持される被支持部位が、フレキシブル基板との接続部位側であって、接続部位の長手に沿う方向に、互いに重ならないようにずれて設けられた構成とすることが好ましい。このように各被支持部位が接続部位の長手方向にオフセットされた構成とすると、支持部によってリジッド基板を挟持する構成において、電子制御装置の体格を小型化することができる。また、リジッドフレキ基板においては、フレキシブル基板の長さを短くすることができる。
また、請求項20に記載のように、厚さ方向において、保護部のうち、筐体との間で防水構造を形成する部位の外周が、上ケースと下ケースの分割位置を頂点とし、分割位置を挟んで線対称な六角形状とされた構成としても良い。これによれば、上ケースと下ケースの組み付け時に、防水性を確保するためのシール材のケースによるそぎ落としを低減乃至無くすことができる。また、防水構造の長さ(シール材の配置長さ)を短くすることができる。さらには、コネクタの長手に沿う方向の長さを短くすることができるので、上ケースと下ケースの組み付け代を一定とすると、電子制御装置の体格を小型化することができる。
請求項21に記載のように、複数の保持部に保持された全ての端子において、外部コネクタとの接続に供せられる部位が互いに平行とされた構成とすることが好ましい。これによれば、コネクタを外部コネクタと嵌合させやすくなる。また、嵌合時に抉りによって生じる応力を低減することができる。
請求項22に記載のように、複数のリジッド基板のうち、発熱量の大きいリジッド基板が、筐体における外部との固定部位側に配置された構成とすることが好ましい。これによれば、伝熱経路が短くなるので、リジッド基板(に実装された電子部品)から生じる熱を、外部(例えば、車両の所定部位に直接固定する場合には当該所定部位であり、取り付け用ブラケットを介して車両の所定部位に固定する場合には取り付け用ブラケット)に効率よく逃がすことができる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子制御装置の概略構成を示す断面図である。図2は、外部コネクタが接続される側から見た側面図である。図3は、電子制御装置を上ケース側から見た平面図である。図4は、電子制御装置を構成するリジッドフレキ基板の概略構成を示す、フレキシブル基板を曲げる前の状態の図であり、(a)はフレキシブル基板を曲げた際に互いに対向する面側から見た平面図、(b)はリジッド基板の短手側から見た側面図である。図5は、コネクタのハウジングのうち、端子を含む保持部の概略構成を示す図であり、(a)は図1に対応する断面図、(b)はリジッド基板への実装側から見た平面図、(c)は外部コネクタが接続される側から見た平面図、(d)は(b)のB−B線に沿う断面図である。図6は、コネクタのハウジングのうち、保護部の概略構成を示す図であり、(a)は図1に対応する断面図、(b)上ケース側から見た平面図、(c)は外部コネクタが接続される側から見た平面図である。図7は、筐体の概略構成を示す図であり、(a)は図1に対応する断面図、(b)は(a)のC−C線に沿う分解断面図、(c)は(b)に示す断面においてリジッド基板を支持した状態を示す断面図である。なお、図1は、図3のA−A線に沿う断面図である。また、図5においては、便宜上、保持部の一方のみを図示している。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子制御装置の概略構成を示す断面図である。図2は、外部コネクタが接続される側から見た側面図である。図3は、電子制御装置を上ケース側から見た平面図である。図4は、電子制御装置を構成するリジッドフレキ基板の概略構成を示す、フレキシブル基板を曲げる前の状態の図であり、(a)はフレキシブル基板を曲げた際に互いに対向する面側から見た平面図、(b)はリジッド基板の短手側から見た側面図である。図5は、コネクタのハウジングのうち、端子を含む保持部の概略構成を示す図であり、(a)は図1に対応する断面図、(b)はリジッド基板への実装側から見た平面図、(c)は外部コネクタが接続される側から見た平面図、(d)は(b)のB−B線に沿う断面図である。図6は、コネクタのハウジングのうち、保護部の概略構成を示す図であり、(a)は図1に対応する断面図、(b)上ケース側から見た平面図、(c)は外部コネクタが接続される側から見た平面図である。図7は、筐体の概略構成を示す図であり、(a)は図1に対応する断面図、(b)は(a)のC−C線に沿う分解断面図、(c)は(b)に示す断面においてリジッド基板を支持した状態を示す断面図である。なお、図1は、図3のA−A線に沿う断面図である。また、図5においては、便宜上、保持部の一方のみを図示している。
図1に示すように、電子制御装置100は、複数のリジッド基板200と、複数のリジッド基板200間を電気的に接続するフレキシブル基板300と、リジッド基板200に実装されたコネクタ400と、リジッド基板200、フレキシブル基板300、及びコネクタ400を収容する筐体500と、筐体500の内部空間を防水空間とするシール材600を有している。このように、本実施形態に係る電子制御装置100は防水構造を有しており、車両の車室外(例えばエンジンルーム内)に配置される電子制御装置(例えば車両のエンジンECU(Electric Control Unit))として好適である。
リジッド基板200は、図示されない配線パターンや、配線パターン間を接続するビアホール等を形成してなる基板に、マイコン、抵抗、コンデンサ等の電子部品210を実装してなる回路基板である。本実施形態においては、図1及び図4(a),(b)に示すように、リジッド基板200として2枚のリジッド基板200a,200bを有している。一方のリジッド基板200aには、ノイズ除去フィルタやA/D変換回路等からなり、コネクタ400を介して外部から入力された信号を処理する入力処理回路と、CPUやマイコン等の制御処理素子からなり、入力処理された信号に基づいて演算処理等を実施して制御信号を出力する制御回路が構成されている。また、リジッド基板200aには、電源も構成されている。また、他方のリジッド基板200bには、パワートランジスタやパワーIC等の駆動素子からなり、制御信号により駆動され、外部の制御対象(例えば電磁ソレノイド、ヒータ等の各種アクチュエータ)に電力を供給して、制御対象を駆動させるための駆動回路が構成されている。このように、大電流を扱い、多量の熱を生じる駆動素子と、熱の影響を受けやすい制御処理素子が互いに異なるリジッド基板200a,200bに実装されているので、制御処理素子の動作が熱的に安定化されている。
図4(a)に示すように、2つのリジッド基板200a,200bは略同一の平面矩形状を有しており、それぞれにおいて、一方の長手側端部及び/又はその近傍に、フレキシブル基板300がそれぞれ接続されている。本実施形態においては、リジッド基板200a,200b間を電気的に接続するように、長手側端部の所定範囲に渡ってリジッド基板200a,200bにフレキシブル基板300が一体化されている。すなわち、リジッド基板200a,200bとフレキシブル基板300が1つのリジッドフレキ基板として構成されている。このようなリジッドフレキ基板は、例えば熱可塑性樹脂からなるフィルムと配線パターンを交互に積層して基板を構成するにあたり、積層数を多くして硬質となった部分をリジッド基板200a,200b、リジッド基板200a,200bよりも積層数を少なくして可撓性(柔軟性)を持たせた部分をフレキシブル基板300として構成することができる。このようにリジッドフレキ基板を採用すると、リジッド基板200a,200bとフレキシブル基板300の接続工程を不要とすることができる。また、リフロー工程において、電子部品210やコネクタ400の保持部430(詳細は後述する)を各リジッド基板200に一括して実装させることも可能である。
また、リジッド基板200a,200bには、フレキシブル基板300が接続された長手側端部と対向する(反対の)長手側端部近傍に、図4(a)に示すように、保持部430(符号430aはリジッド基板200aに実装されたもの、符号430bはリジッド基板200bに実装されたもの)がそれぞれ実装されている。本実施形態において、保持部430a,430bは、リジッド基板200a,200bが筐体500に収容された状態(すなわちフレキシブル基板300が曲げられた状態)で、厚さ方向において互いに重なる(隣接する)ように、リジッド基板200a,200bの対向面にそれぞれ配置されている。より具体的には、保持部430a,430bが、リジッド基板200a,200bの長手方向に沿い、対向する短手側端部間に亘って配置されている。したがって、リジッドフレキ基板においては、図4(b)に示すようにリジッド基板200a,200bの対向面を同時に(同一流しで)リフローするので、リフロー炉の高さを低くすることができる。また、リジッド基板200a,200bのそれぞれにおいて、コネクタ400を構成する端子410の接続面積を広くとることができる。
複数のリジッド基板200は、筐体500に収容された状態で、その厚さ方向に多段に重なって配置されている。本実施形態においては、図1に示すように、リジッドフレキ基板を構成するフレキシブル基板300が曲げられて、リジッド基板200a,200bがその厚さ方向に重なって配置されている。そして、厚さ方向に隣接する(向かい合う)リジッド基板200a,200bにおいて、保持部430の実装側の間隔D1の方が、フレキシブル基板300との接続側の間隔D2よりも広くなるように、フレキシブル基板300が曲げられ、リジッド基板200a,200bが互いに所定の角度をなした状態で筐体500内に配置されている。このような構成を採用すると、間隔D1よりも間隔D2の方が広い構成に比べて、フレキシブル基板300の長さ、すなわちフレキシブル基板300に形成された信号線の長さを短くすることができる。また、リジッド基板200a,200bの各対向面において、間隔の広い保持部430の配置側に、電子部品210のうち、アルミ電解コンデンサやコイルなどの背の高い部品(以下、高背部品210a,210bと示す)を実装することができるので、電子制御装置100の体格を小型化することができる。なお、本実施形態においては、筐体500の底面(下面)と略平行に配置されたリジッド基板200bを基準とすると、リジッド基板200bに対してリジッド基板200aが鋭角をなすように配置されている。
また、筐体500に収容された状態で、リジッド基板200a,200bの各対向面に実装された電子部品210同士が接触しないように、電子部品210の種類及び配置位置の少なくとも一方が調整されている。本実施形態においては、図4(a)に示すように、リジッドフレキ基板を構成するフレキシブル基板300を曲げる前の状態で、曲げた後に電子部品210同士が接触しないように、電子部品210の種類及び配置位置が調整されている。このような構成を採用すると、厚さ方向において電子制御装置100の体格をより小型化することができる。また、リジッド基板200a,200bにそれぞれ実装される高背部品210a,210bが、図1及び図4(a)に示すように、お互いの対向面のみに、筐体500に収容された状態で互いに接触しないようにそれぞれ実装されている。このような構成を採用すると、厚さ方向において電子制御装置100の体格をさらに小型化することができる。なお、本実施形態に示すようにリジッドフレキ基板においては、図4(b)に示すようにリジッド基板200a,200bの対向面を同時に(同一流しで)リフローするので、リフロー炉の高さを低くすることができる。例えば対向面とその裏面にそれぞれ高背部品210a,210bが実装される構成とすると、一方の面をリフロー時に、他方の面に実装されるリフロー前の高背部品210a,210bが自重によって落下することも考えられるが、本実施形態に係る構成によれば、このような問題が生じる危険性を低減乃至無くすことができる。
また、リジッド基板200a,200bには、図1及び図4(a)に示すように、筐体500に収容された状態で、筐体500を構成する上ケース510及び下ケース520に設けられた支持部512,522(詳細は後述する)によって支持される被支持部位201a,201bがそれぞれ設けられている。本実施形態に係る被支持部位201a,201bは、図4に示すように、それぞれのリジッド基板200a,200bのフレキシブル基板300が接続された長手側端部であって、フレキシブル基板300が接続されない部位に、リジッド基板200a,200bの耳部として設けられている。より具体的には、リジッド基板200a(200b)において、フレキシブル基板300が接続された中央部位を挟む両端部位に、被支持部位201a(201b)が設けられている。そして、それぞれのリジッド基板200a,200bに設けられた被支持部位201a,201bは、リジッド基板200a,200bの長手方向においてオフセットされている(互いに重ならないようにずれて設けられている)。このような構成とすると、支持部512,522によってリジッド基板200a,200bを支持する構成において、電子制御装置100の体格を小型化することができる。また、リジッドフレキ基板においては、フレキシブル基板300の長さを短くすることができる。また、複数のリジッド基板200a,200bを、上ケース510及び下ケース520に設けられた支持部512,522によって支持することができる。さらには、大きな基板をカットしてリジッド基板200a,200b(又はリジッド基板200a,200bを含むリジッドフレキ基板)とする場合、取り数を向上することができる。
なお、図4(a)に示す符号202a,202bは、被支持部位201a,201bに設けられた位置決め孔である。この位置決め孔202a,202bに対して、支持部512,522の位置決め部位が挿入され、支持部512,522がリジッド基板200a,200bによって支持される。符合203は、それぞれのリジッド基板200a,200bの対向面に設けられ、コネクタ400を構成する端子410の一端が接続されるランドである。また、図1に示す符号211a,211bは、電子部品210のうち、発熱量の大きい電子部品(パワー系素子)であり、リジッド基板200a,200bが筐体500に収容された状態で、電子部品211a,211bと対向する筐体500との間には、公知の放熱部材610(本実施形態においては放熱ゲル)が配置され、放熱部材610を介して電子部品211a,211bの発する熱を筐体500に逃がすように構成されている。
コネクタ400は、図1、図2、図4、図5(a)〜(d)、及び図6(a)〜(c)に示すように、導電性材料(本実施形態においては黄銅を金属メッキ)からなる複数の端子410を、絶縁材料(本実施形態においては合成樹脂)からなるハウジング420に配設した表面実装型のコネクタであり、外部との入出力部としてリジッド基板200に実装されている。ハウジング420は、複数の端子410の一部分がそれぞれ埋設された保持部430と、保持部430との固定に供せられる部位と筐体500及び外部コネクタとの間でそれぞれ防水構造を形成する筒状部位とを有し、端子410のうち、外部コネクタとの接続に供せられる部位を保護する保護部440とにより構成される。
本実施形態においては、複数のリジッド基板200a,200bに対応して、端子410を含む保持部430が複数設けられ、複数の保持部430a,430bは対応するリジッド基板200a,200bにそれぞれ実装されている。また、保持部430(430a,430b)と保護部440とは互いに独立して構成されており、端子410が、リジッド基板200の表面に設けられた対応するランド203とはんだを介して接合された状態で、複数の保持部430a,430bが1つの保護部440に対して固定されている。
端子410は、図5(a)に示すように、保持部430(図5(a)においては保持部430bを例示)から露出し、リジッド基板200との接続に供せられる(ランド203と接合する)側の第1端部410aと、保持部430bから露出し、外部コネクタとの接続に供せられる側の第2端部410bと、第1端部410a及び第2端部410bとを繋ぐ連結部410cとにより構成される。本実施形態においては、複数の端子410として、第1端部410aと第2端部410bが保持部410cに対して反対方向に延出された構成の端子を採用している。
また、図1に示すように、複数の保持部430a,430bに保持された全ての端子410において、第2端部410bが互いに平行とされている。したがって、コネクタ400を外部コネクタと嵌合させやすくなり、嵌合時に抉りによって生じる応力を低減することができる。このような構成を実現するために、第1端部410aと連結部410cのなす角θ1と、第2端部410bと連結部410cのなす角θ2が調整されている。その際、θ1を90度以上となるようにすると、リフロー時の熱が第1端部410aと対応するランド203との接合部に当たりやすくなり、接続信頼性を向上することができる。
なお、図2及び図4(a)に示す符号411は、端子410のうち、パワー系端子である。図4(a)に示すように、駆動回路が構成されたリジッド基板200bにおいては、制御処理回路が構成されたリジッド基板200aに比べて、より多くのパワー系端子411が配置されている。
保持部430は、上述したように、2つの保持部430a,430bからなり、保持部430aがリジッド基板200aに実装され、保持部430bがリジッド基板200bに実装されている。それぞれの保持部430a,430bにおいて、対応するリジッド基板200のコネクタ実装面に対して略垂直な面のうち、長手側の一側面から端子410の第1端部410aが延出され、第1端部410aが延出された面の裏面から第2端部410bが延出されている。そして、複数の端子410は、図2に示すように保持部430a,430bの長手方向に沿ってそれぞれ配列されている。
保持部430のうち、保護部440との固定に供せられる部位431には、保護部440と固定するための嵌合突起431aが一体的に設けられている。この嵌合突起431aの形成位置は特に限定されるものではない。なお、本実施形態においては、固定に供せられる部位431が、図5(c)に示すように、保護部440の内周形状(六角形)の一部に対応した台形状を有しており、台形の上面に複数の嵌合突起431aが互いに離間して形成されている。
保持部430のうち、保護部440との固定に供せられない部位432には、第1端部410aが延出された面から裏面方向に、連結部410cが挿入固定される所定深さの溝部432aが設けられている。そして、溝部432aに端子410の連結部410cが挿入されて保持部430に端子410が固定されている。端子410の固定方法は上記例に限定されるものではない。例えば、インサート成形や接着固定等を採用することもできる。また、対応するリジッド基板200に保持部430を固定するための螺子450が螺合される螺子孔(図示略)が設けられている。そして、リジッド基板200上に保持部430の一部432が接触配置された状態で、螺子450がリジッド基板200に形成された貫通孔(図示略)を介して螺子孔と螺合されている。保持部430の固定方法は上記例に限定されるものではない。例えば、嵌合や接着固定等を採用することもできる。なお、図5(a)〜(d)においては、保持部430b側を例示したが、保持部430aも同様である。
保護部440は、図6(a)に示すように、外部コネクタとの間で防水構造を形成する外部防水部位441と、筐体500との間で防水構造を形成する筐体防水部位442、及び保持部430との固定に供せられる固定部位443を有している。本実施形態においては、保持部440が筒状に形成され、一端側が外部防水部位441、他端側が固定部位443、外部防水部位441と固定部位443の間に筐体防水部位442が構成されている。なお、外部防水部位441と筐体防水部位442が、保持部430から露出し、外部コネクタと接続される第2端部410bを保護する部位である。
外部防水部位441は、筒状の外周面に外部コネクタと嵌合するための突起441aを有し、突起441aを介して外部コネクタがコネクタ400と電気的に接続された状態で、筒状の内周面が外部コネクタのハウジングに直接若しくは防水部材を介して接触し、防水構造を形成するように構成されている。本実施形態においては、図2、図3、及び図6(b),(c)に示すように、外部防水部位441が、コネクタ400の長手方向(端子410の配列方向)において2つに分割され、2つの筒状の外部防水部位441が、1つの筒状の筐体防水部位442と一体化されている。このように、外部防水部位441をコネクタ400の長手方向において分割すると、分割されない構成に比べて、ハウジング420(保護部440)の線膨張係数に基づいて長手方向に生じる歪を低減することができる。しかしながら、外部防水部位441をコネクタ400の長手方向において分割しない構成(1つの筒状)としても良い。
筐体防水部位442は、筒状の保護部440のうち、筒状の外周面に、防水構造を形成するためのシール材600が配置されるシール溝が構成された部位である。本実施形態においては、外周面から突起する突起442aと固定部位443とによって環状のシール溝が構成されている。また、図2及び図6(c)に示すように、筐体防水部位442は、筐体500との間で防水構造を形成する部位の外周(シール用溝の底面)が、筐体500を構成する上ケース510と下ケース520の分割位置を頂点とし、分割位置を挟んで線対称な六角形状とされている。このように構成すると、上ケース510と下ケース520の組み付け時に、筐体防水部位442に配置された防水性を確保するためのシール材600の筐体500によるそぎ落としを低減乃至無くすことができる。また、シール材600の配置長さを短くすることができる。さらには、コネクタ400の長手に沿う方向の長さを短くすることができるので、上ケース510と下ケース520の組み付け代を一定とすると、平面方向であってコネクタ400の長手に沿う方向の電子制御装置100の体格を小型化することができる。なお、本実施形態においては、筐体防水部位442だけでなく、外部防水部位441、固定部位443、保持部430の一部431、及び外部コネクタのハウジングも、筐体防水部位442に対応した形状とされている。なお、上述した筐体防水部位442以外を、六角形に対応した形状以外の形状(例えば矩形状)とすることもできるし、筐体防水部位442を六角形以外の形状とすることもできる。例えば、外部コネクタが嵌合される外部防水部位441は、略矩形状としたほうが嵌合しやすい。しかしながら、本実施形態に示すように、六角形に対応した形状(二分割しているのでそれぞれ五角形)とし、保持部430の少なくとも一部を対応する形状とすると、矩形状に比べて、配置できる端子410の数を増やすことができる。
固定部位443は、保持部430が固定される部位である。本実施形態においては、筒状の内周面に、保持部430の嵌合突起431aに対応して、嵌合溝443aが形成されている。なお、固定部位443は筒状でなくとも良い。例えば、筒状の筐体防水部位442から部分的に突出し、当該突出部位に嵌合溝443aが形成された構成としても良い。また、保持部430の固定方法は嵌合に限定されるものではないが、嵌合を採用すると組み付けを簡素化することができる。
筐体500は、例えばアルミニウム、鉄等の金属材料や合成樹脂材料(本実施形態においては、アルミニウム)を用いて箱状に設けられ、コネクタ400を外部コネクタと接続させるためのコネクタ用開口部501を有している。本実施形態においては、リジッド基板200の重なる方向に分割された複数の部材から構成されている。具体的には、図1〜図3、及び図7(a)〜(c)に示すように、リジッド基板200a,200bが互いに重なる方向(上下方向)に分割された、リジッド基板200a側の上ケース510とリジッド基板200b側の下ケース520からなり、上ケース510及び下ケース520は、互いに組み付ける(本実施形態においては螺子540により締結する)ことによって、リジッド基板200等を収容する内部空間を形成するとともに、コネクタ用開口部501を形成するように構成されている。そして、コネクタ用開口部501を介して端子410の第2端部410bが筐体500外に露出され、リジッド基板200と外部コネクタとの電気的な接続が可能となっている。また、コネクタ用開口部501を構成する端部を含む上ケース510の端部511と下ケース520の端部521にはシール材600が配置されている。そして、筐体500とコネクタ400のハウジング420(保護部440)との間に防水構造が形成され、上ケース510と下ケース520との間に防水構造が形成されている。
また、筐体500には、内部空間の所定位置にリジッド基板200を支持するための支持部を有している。本実施形態においては、支持部として、上ケース510と一体的に設けられ、その内面から突起する支持部512と、下ケース520と一体的に設けられ、支持部512と対をなし、間に対応するリジッド基板200を挟持するように下ケース520の内面から突起する支持部522を有している。より具体的には、図7(b)、(c)に示すように、支持部512,522として、リジッド基板200aの被支持部位201aを挟持して、所定位置にリジッド基板200aを支持する対をなす支持部512a,522aを2組と、リジッド基板200bの被支持部位201b挟持して、所定位置にリジッド基板200bを支持する対をなす支持部512b,522bを2組有している。そして、支持部512,522の対向面、すなわちリジッド基板200と接触する先端面は、図7(a)に示すように、筐体500内に収容されたリジッド基板200の配置に応じて面接触する形状とされている。これにより、リジッド基板200を安定して支持することができる。このように、上ケース510と下ケース520に設けられた支持部512,522によってリジッド基板200を支持する構成とすると、上ケース510と下ケース520の組み付けととともに、リジッド基板200を支持することができる。そして、当該支持部位と、保持部430を介して保護部440(筐体防水部位442)と接続する部位とによって、リジッド基板200は、筐体500の内部空間の所定位置に保持される。
なお、図7(b),(c)に示す符号530は、対をなす支持部512,522の少なくとも一方(本実施形態においては一方)に設けられ、被支持部位201a,201bに設けられた位置決め孔202a,202bに挿入される位置決め突起である。したがって、上ケース510と下ケース520の組み付け時に、支持部512,522によってリジッド基板200を挟持しやすくなる。しかしながら、位置決め孔202a,202bと位置決め突起530のない構成としても良い。また、符号531は、上ケース510と下ケース520の組み付け方向に生じる応力を緩和するための応力緩和部(例えばゴムからなる)である。これにより、外部から応力や、リジッド基板200の温度変化による変形に伴う応力を緩和することができる。しかしながら、応力緩和部530をもたない構成としても良い。
また、図7(a)に示す符号513は、リジッド基板200a,200bが互いになす角に応じて、上ケース510に設けられた傾斜部であり、この傾斜部513に、吸気フィルタ514が取り付けられている。このように構成すると、凸部品が筐体500の外面に取り付けられる構成であっても、電子制御装置100の体格を小型化することができる。また、図7(a)に示す符号515,523は、上ケース510及び下ケース520の内面に、発熱量の大きい電子部品211a,211bに応じてそれぞれ形成された突起部であり、当該突起部515,523と対応する電子部品211a,211bが放熱部材610を介して熱的に接続されている。
なお、筐体500は、電子制御装置100が構成された状態で、図1〜図3に示すように、電子制御装置100が固定される車両取り付け用のブラケット700に対して、下ケース520の下面を接触面として取り付けられる。したがって、ブラケット700に対する伝熱経路がリジッド基板200aの位置よりも短いので、駆動回路が構成され、発熱量の大きいリジッド基板200bからの熱を、筐体500(下ケース520)を介して、電子制御装置100の外部(ブラケット700)に効率よく逃がすことができる。なお、図2及び図3において、符号701は、ブラケット700と電子制御装置100(筐体500の下ケース520)とを固定するための固定部位であり、符号710はブラケット700の固定部位701と下ケース520とを締結固定するための螺子である。なお、本実施形態においては、ブラケット700を介して車両の所定部位に電子制御装置100が取り付けられる例を示した。しかしながら、例えばブラケットに相当する構成が筐体500に一体化された構成のように、ブラケット700を介さずに電子制御装置100を車両の所定部位に固定される構成としても良い。このような構成においても、外部(車両の所定部位)に固定される固定部位を備えた筐体500側に発熱量の大きいリジッド基板200を配置することで、熱を外部に効率よく逃がすことができる。
シール材600は、反発力(弾性力)と粘着力を兼ね備えた材料であり、コネクタ400に外部コネクタ(外部コネクタ)が嵌合された状態で、コネクタ400と筐体500との間、及び、筐体500を構成する上ケース510と下ケース520との間で防水構造を形成することのできる材料(シール効果を発揮できるもの)であれば採用することができる。本実施形態においては、硬化前の状態で150〜200Pa・sである湿気硬化型のシリコン接着剤を採用している。それ以外にも、例えば本出願人による特開2005−93602号公報に記載の材料を採用することができる。
次に、このように構成される電子制御装置100の組み付け手順を説明する。図8は、電子制御装置100の組み付け手順の一例を示す工程別断面図であり、(a)は曲げ工程、(b)はハウジング420の組み付け工程、(c)は、筐体500への収容工程を示している。
先ず、図示しないが、リジッド基板200(200a,200b)とフレキシブル基板300が一体的に構成されたリジッドフレキ基板においてリフローを実施する。そして、電子部品210及び端子410を含む保持部430(430a,430b)を対応するリジッド基板200a,200bに実装する。本実施形態においては、リジッドフレキ基板を採用しているので、図4(b)に示すように、2つのリジッド基板200a,200bの対向面を一括してリフローすることができる。また、本実施形態においては、リフロー時の状態で、リジッド基板200a,200bの被支持部位201,201bの先端が、他方のリジッド基板200a,200bの長手側端部と一体化されており、リフロー後に切り離すようにしている。このような構成を採用すると、リフロー時にリジッドフレキ基板を安定させる(フレキシブル基板300に掛かる負荷を低減する)ことができる。また、フレキシブル基板300の長さをより短くすることができる。
次に、図8(a)に示すように、リジッド基板200a,200bとフレキシブル基板300が一体的に構成されたリジッドフレキ基板において、リジッド基板200a,200bの対向面を向き合わせて厚さ方向に重なり、互いに略所定角度をなすように、フレキシブル基板300を曲げる。本実施形態においては、リジッドフレキ基板を採用しているので、曲げ工程の前に、リジッド基板200a,200bとフレキシブル基板を接続する工程を不要とすることができる。なお、この曲げ状態で、各リジッド基板200a,200bに実装された保持部430a,430bも重なって配置され、全ての端子410のうち、外部コネクタと接続される第2端部410bが略平行となる。相対する保持部430a,430bの重なり状態としては、接触、非接触のいずれでも良い。本実施形態においては非接触となっている。
そして、この曲げ状態で、ハウジング420を構成する保持部430と保護部440を固定する。具体的には、図8(b)に示すように、保護部440を構成する筒状の固定部位443に対し、保持部430a,430bを端子410の第2端部410b側から挿入し、嵌合突起431aと嵌合溝443aを嵌合させる。これにより、保持部430と保護部440が固定され、リジッド基板200a,200bがフレキシブル基板300との接続端の対向側で固定されるため、リジッド基板200a,200bが互いに所定角度をなし、対向間隔D1,D2が所定間隔となった状態、及び全ての端子410が略平行となった状態を保持することができる。以上により、コネクタ400が構成され、コネクタ400がリジッド基板200に実装された状態が構成される。
コネクタ400が実装されたリジッド基板200を筐体500内に収容する。具体的には、保護部440の筐体防水部位442のシール溝、及び/又は、筐体防水部位442と対向する上ケース510の下ケース520のコネクタ用開口部501を構成する端部511,521と、互いに対向する端部511,521の少なくとも一方と、にシール材600を配置する。また、電子部品210のうち、発熱量の大きい電子部品211a,211bの表面、及び/又は、当該電子部品211a,211bと対向する上ケース510及び下ケース520の突起部515,523の表面に、放熱部材610を配置する。そして、別途準備された上ケース510及び下ケース520を組み付ける。そして、上ケース510及び下ケース520を締結固定することにより、コネクタ400と筐体500との間、及び、上ケース510と下ケース520との間に防水構造が形成される。また、支持部512,522によってリジッド基板200a,200bがそれぞれ支持され、筐体500の内部空間の所定位置に保持される。以上により、電子制御装置100が完成となる。
次に、電子制御装置100と外部コネクタとの関係について説明する。図9は、外部コネクタが接続された状態を示す概略断面図である。先ず外部コネクタについて説明する。図9に示すように、外部コネクタ800は、絶縁材料(例えば合成樹脂)からなる外部ハウジング810と、当該外部ハウジング810に保持され、コネクタ400の端子410と電気的に接続される外部端子820(ハーネス)とを有している。
外部ハウジング810には、コネクタ400を構成する保護部440の外部防水部位441に設けられた嵌合用の突起441a対応して、凹状の嵌合部811が形成されている。そして、嵌合部811に突起441aが嵌合し、外部コネクタ800が電子制御装置100に安定的に固定されている。また、外部ハウジング810の、外部防水部位441の内周面と接触する部位に凹部812が形成され、当該凹部812にゴムパッキン等の防水部材813(本実施形態においては環状のゴムパッキン)が配置されている。そして、外部コネクタ800を外部防水部位441の筒内に挿入した状態で、外部防水部位441の筒状部位の内面に外部ハウジング810が接触し、防水部材813が潰れて、保護部440と外部ハウジング810との間で防水構造が形成される。すなわち、外部コネクタ800がコネクタ400に嵌合された状態で、筐体500の内部を完全な防水空間とする(電子制御装置100の防水性を確保する)ことができる。そして、外部コネクタ800が電子制御装置100に固定された状態で、外部端子820に接続されたソケット821にコネクタ400の端子410(第2端部410b)が挿入され、端子410と外部端子820が電気的に接続されている。
このように本実施形態に係る電子制御装置100によれば、コネクタ400を構成するハウジング420を、端子410を保持する保持部430と、保持部430が固定された状態で外部コネクタ800との接続に供せられる端子410の第2端部410bを保護するとともに、外部コネクタ800の外部ハウジング810との間及び筐体500との間でそれぞれ防水構造が形成される保護部440とに分けている。そして、複数のリジッド基板200a,200b上にそれぞれ配置された保持部430a,430bが、1つの保護部440に対して固定される構成としている。
したがって、コネクタ400としては1つでありながら、複数のリジッド基板200a,200b上に端子410を含む保持部430を配置しているので、電子制御装置100が取り付けられる側(例えば車両)での工夫は特に不要であり、組み付け性を損なうことなない。
また、複数のリジッド基板200a,200b上に端子410を含む保持部430を配置しているので、フレキシブル基板300に大電流を流さずに外部に出力することができるとともに、フレキシブル基板300において、信号の往復を低減乃至無くすことができる。すなわち、フレキシブル基板300を小さくできるので、電子制御装置100を小型化(特に平面方向)することができる。
また、ハウジング420のうち、端子410を保持する保持部430は複数であるものの、外部コネクタ800の外部ハウジング810との間及び筐体500との間でそれぞれ防水構造が形成される保護部440は1つである。したがって、コネクタ400と外部コネクタ800との間、及び、コネクタ400と筐体500との間に防水構造を形成しやすい。また、コネクタ400(保護部440)間で防水構造を形成しなくとも良い。すなわち、筐体500の内部空間を防水空間とすることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を、図10に基づいて説明する。図10は、本発明の第2実施形態に係る電子制御装置100のうち、リジッドフレキ基板の概略構成を示す平面図である。
次に、本発明の第2実施形態を、図10に基づいて説明する。図10は、本発明の第2実施形態に係る電子制御装置100のうち、リジッドフレキ基板の概略構成を示す平面図である。
第1実施形態においては、コネクタ400を構成する保持部430a,430bが、筐体500内に収容された状態で互いに重なるように(図1及び図2参照)、それぞれのリジッド200a,200bにおいて、フレキシブル基板300にて接続される側と反対の長手側端部近傍に配置される例を示した(図4(a)参照)。
これに対し、本実施形態においては、保持部430a,430bが、筐体500内に収容された状態でリジッド基板200の厚さ方向において互いに重ならず、コネクタ400の長手方向において隣り合って配置されるように、それぞれのリジッド200a,200bに実装されていることを特徴とする。より具体的には、図10に示すように、それぞれのリジッド200a,200bにおいて、フレキシブル基板300にて接続される側と反対の長手側端部近傍に、端子410を含む保持部430a,430bが、それぞれ部分的に配置されている。
このように本実施形態に係るリジッドフレキ基板を採用した電子制御装置100によれば、コネクタ400の長手方向における保持部430(430a,430b)の長さを第1実施形態に示す構成よりも短くすることができるので、温度変化に伴う保持部430の変形を低減することができる。すなわち、端子410とリジッド基板200との接続信頼性を向上することができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を、図11(a)〜(c)に基づいて説明する。図11(a)〜(c)は、本発明の第3実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。
次に、本発明の第3実施形態を、図11(a)〜(c)に基づいて説明する。図11(a)〜(c)は、本発明の第3実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。
第1実施形態においては、対応するリジッド基板200a,200bに実装された保持部430a,430bは、筐体500に収容された状態で、それぞれ保護部440の固定部位443に固定される例を示した。
これに対し、本実施形態においては、保持部430a,430bが保護部440の固定部位443に固定されるとともに、保持部430a,430bが互いに固定されている点を特徴とする。このような構成とすると、保持部430a,430bの固定点がそれぞれ増加する。また、複数の固定点が互いに離れた位置関係にあるので、保持部430a,430bをそれぞれ精度良く位置決めすることができる。すなわち、外部コネクタ800との嵌合時に生じる抉りによる応力を低減することができる。また、保持部430a,430b同士が固定されない構成(第1実施形態、図1参照)に比べて、外部コネクタ800との嵌合時に、外部コネクタ800に保持部部430a,430bが押されて所定位置からずれる(場合によっては外れる)恐れを低減することができる。
具体的には、図11(a)に示すように、筐体500に収容された状態で、リジッド基板200a,200bの間において互いに隣接する保持部430a,430bのうち、一方の保持部(図11(a)において保持部430a)に突起433aが形成され、他方の保持部(図11(a)において保持部430b)に溝433bが形成され、溝433bに突起433aが嵌合される構成としても良い。この場合、部品点数を増やすことなく、保持部430a,430bを固定することができる。なお、図11(a)においては、保護部440の固定部位443の内面が、外部防水部位441側に向けて縮径するテーパ状とされている。したがって、保持部430(430a,430b)を保護部440に固定する際に、挿入とともに突起444aと溝436の嵌合状態を解除されにくくすることができる。
それ以外にも、保持部430a,430bが保持部430a,430bとは別の補強部材によって互いに固定された構成としても良い。ここで、補強部材とは、接着剤や、保持部430a,430bに設けられた貫通孔に挿通されるピン等を採用することができる。例えば、図11(b)においては、補強部材として、端子410と干渉せずに保持部430a,430bを貫通し、保持部430a,430b同士を固定する貫通ピン434を採用している。なお、図11(b)においては、保護部440の固定部位443を介して貫通ピン434が保持部430a,430bを固定する構成としている。このような構成とすると、固定部位443を介さない構成に比べて、固定状態が安定化される。また、図11(c)においては、補強部材として、板部材435を保持部430a,430bに亘って接着固定することで、保持部430a,430b同士を固定する構成としている。なお、図11(a)〜(c)中の白抜き矢印は、外部コネクタ800の嵌合方向を示している。
また、本実施形態に示す態様は、第1実施形態に示した構成のみならず、第2実施形態に示した構成にも採用することができる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を、図12に基づいて説明する。図12は、本発明の第4実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。
次に、本発明の第4実施形態を、図12に基づいて説明する。図12は、本発明の第4実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。
第3実施形態においては、保持部430a,430b同士の固定点と、保持部430a,430bと保護部440の固定部位443との固定点との位置関係については特に言及しなかった。例えば図11(a)〜(c)においては、外部コネクタ800の嵌合方向において、保持部430a,430b同士の固定点が保持部430a,430bと保護部440の固定部位443との固定点と略同一若しくは筐体500の内部空間側としている。
これに対して、本実施形態においては、外部コネクタ800の嵌合方向において、保持部430a,430b同士の固定点が、保持部430a,430bと保護部440の固定部位443との固定点よりも、外部コネクタ800の配置側に設けられた構成とする点を特徴とする。具体的には、図12に示すように、保持部430a,430bをそれぞれ外部防水部位441側に傾斜させて、突起433aと溝433bと嵌合点を、第3実施形態において図11(a)に示した構成よりも、外部防水部位441側(外部コネクタ800の配置側)としている。
このような構成を採用すると、外部コネクタ800との嵌合時に外部コネクタ800によって保持部430a,430bが押される力を、保護部440との固定点を介して保護部440側に効率よく逃がすことができる。したがって、外部コネクタ800の嵌合方向において、保持部430a,430b同士の固定点が、保持部430a,430bと保護部440の固定部位443との固定点と同一直線上、又は、保持部430a,430bと保護部440の固定部位443との固定点よりも筐体500の内部空間側に設けられた構成と比べて、外部コネクタ800に保持部430a,430bが押されて所定位置からずれる(場合によっては外れる)恐れをより低減することができる。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態を、図13(a),(b)に基づいて説明する。図13は、本発明の第5実施形態を示す図であり、(a)は保護部440の模式的な斜視図、(b)は電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。
次に、本発明の第5実施形態を、図13(a),(b)に基づいて説明する。図13は、本発明の第5実施形態を示す図であり、(a)は保護部440の模式的な斜視図、(b)は電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。
第3実施形態及び第4実施形態においては、保持部430a,430b同士を固定することで、保持部430a,430bの固定点と増やし、筐体500に収容された状態での位置精度を向上させるとともに、外部コネクタ800嵌合時の応力に対する耐久性を向上させる例を示した。
これに対して、本実施形態においては、筐体500に収容され、厚さ方向において重なったリジッド基板200a,200bの間で、互いに隣接する保持部430a,430bの対向面間に保護部440の一部が配置され、保持部430a,430bが保護部440の固定部位443とは別に、上述した保護部440の一部ともそれぞれ固定される点を特徴とする。具体的には、図13(a),(b)に示すように、筒状の保護部440において、固定部位443の領域に、保持部430a,430bの対向面間に配置される中間部位444が設けられている。また、中間部位444と保持部430a,430bとの対向面の一方(図13(b)においては中間部位444)に突起444a、他方(図13(b)においては保持部430a,430bの対向面)に溝436がそれぞれ設けられ、突起444aと溝436を嵌合させて、中間部位444と保持部430a,430bが固定される構成としている。なお、図13(b)においても、図11(a)に示した構成同様、保護部440の固定部位443の内面が、外部防水部位441側に向けて縮径するテーパ状とされている。したがって、保持部430(430a,430b)を保護部440に固定する際に、挿入とともに突起444aと溝436の嵌合状態を解除されにくくすることができる。
このような構成を採用すると、保護部440に対する保持部430a,430bの固定点が増加する。また、固定点が互いに離れた位置関係にあるので、保持部430,430bを精度良く位置決めすることができる。すなわち、外部コネクタ800との嵌合時に生じる抉りによる応力を低減することができる。また、保持部430a,430bの対向面の間に配置された保護部440の中間部位444に対して保持部430a,430bがそれぞれ固定されているので、外部コネクタ800との嵌合時に、外部コネクタ800に保持部430a,430bが押されて所定位置からずれる(場合によっては外れる)恐れを低減することができる。
また、保護部440に中間部位444を設けることで、保護部440の剛性が増し、温度変化や外部からの応力によるハウジング420の変形を低減し、端子410のランド203の接続信頼性を向上することもできる。
なお、本実施形態においては、突起444aと溝436を嵌合させることで、保護部440の中間部位444に対して保持部430a,430bが固定される例を示した。しかしながら、嵌合以外の固定方法(例えば接着)を採用することもできる。
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態を、図14(a),(b)に基づいて説明する。図14は、本発明の第6実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す図であり、(a)は分解断面図、(b)は電子制御装置100の概略構成を示す断面図で(a)のD−D線に沿う断面図である。
次に、本発明の第6実施形態を、図14(a),(b)に基づいて説明する。図14は、本発明の第6実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す図であり、(a)は分解断面図、(b)は電子制御装置100の概略構成を示す断面図で(a)のD−D線に沿う断面図である。
第3〜第5実施形態においては、保持部430a,430bの固定点を増やす(特に保持部430a,430bの対向面側を固定する)ことで、外部コネクタ800の嵌合時に、保持部430a,430bが押されて所定位置からずれる恐れを低減する例を示した。これに対し、本実施形態においては、固定点を増やすのではなく、保護部440の固定部位443と保持部430a,430bの固定構造を、外部コネクタ800の嵌合方向に対して耐久性の高い構造とする点を特徴とする。具体的には、図14(a),(b)に示すように、保護部440の固定部位443に、嵌合溝443aに代えて、外部コネクタ800の嵌合方向に対して略垂直に延びるガイド用突起又はガイド用溝(図14(a),(b)においてガイド用溝443b)を設け、固定部位443に固定される保持部の部位に、嵌合突起431aに代えて、ガイド用溝又はガイド用突起と嵌合する嵌合用溝又は嵌合用突起(本実施形態においては嵌合用突起(図示略))が設けられた構成としている。そして、保持部430a,430bにそれぞれ設けられた嵌合用突起をガイド用溝443bと嵌合させ、所定位置(図14(a)においてはストッパ443cに保持部430a,430bが当たる位置)まで上下方向(リジッド基板200の厚さ方向)からそれぞれ押し込むことにより、保持部430a,430bを保護部440に固定しつつ、所定位置に配置することができる。
このような構成とすると、保持部430a,430bと保護部440との嵌合方向が外部コネクタ800の嵌合方向に対して略垂直であるので、外部コネクタ800との嵌合時に、外部コネクタ800に保持部430a,430bが押されて所定位置からずれる(場合によっては外れる)恐れを低減することができる。
なお、本実施形態に示す態様は、第1実施形態に示した構成のみならず、第2実施形態に示した構成にも採用することができる。
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態を、図15に基づいて説明する。図15は、本発明の第7実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。
次に、本発明の第7実施形態を、図15に基づいて説明する。図15は、本発明の第7実施形態に係る電子制御装置100の概略構成を示す断面図である。
第1〜第6実施形態においては、端子410を含む保持部430a,430bが、それぞれ保護部440とは独立して構成される例と示した。
これに対して、本実施形態においては、複数の保持部430のうち、1つが保護部440と一体化されている点を特徴とする。具体的には、図15に示すように、保持部430a,430bのうち、一方の保持部430bが保護部440と一体的に形成され、保護部440の一部として構成されている。なお、符号445は、保護部440における保持部430bに相当する部位であり、符号446は、保護部440における保持部430aの突起433aと嵌合する保持部430bの溝433bに相当する部位である。
このような構成とすると、部品点数と組み付け工数を削減することができる。また、保護部440に対する保持部430a,430bの位置精度を向上することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。なお、本発明の主旨は、複数のリジッド基板200はフレキシブル基板300により電気的に接続され、筐体500内に収容された状態で、フレキシブル基板300が曲げられて、厚さ方向にリジッド基板200が多段に重なって配置された防水構造を有する電子制御装置100であって、コネクタ400のハウジング420を、端子410を保持する保持部430と、筐体500及び外部コネクタ800との間で防水構造を形成する保護部440とに分け、さらに保持部430を複数のリジッド基板200に実装されるように複数に分けつつ1つの保護部440に対して固定される構成とした点にある。
本実施形態においては、複数のリジッド基板200として2つのリジッド基板200a,200bを含む例を示した。しかしながら、リジッド基板200の枚数は上記例に限定されるものではない。リジッド基板は2枚以上であれば良く、フレキシブル基板も1枚に限定されるものではない。また、全てのリジッド基板200に対して保持部430が配置されなくとも良い。例えば3枚のリジッド基板200を含む構成において、2枚のリジッド基板200のみに保持部430を配置するようにしても良い。
本実施形態においては、筐体500が、リジッド基板200の厚さ方向に分割された2つの部材(上ケース510及び下ケース520)によって構成される例を示した。しかしながら、筐体500の構成は上記例に限定されるものではない。少なくとも、コネクタ用開口部501を有し、リジッド基板200、フレキシブル基板300、及びコネクタ400を収容するものであれば良い。例えば、図16に示すように、筐体500が所謂袋構造として1つの部材から構成されても良いし、3つ以上の部材から構成されても良い。図16は、電子制御装置100のその他変形例を示す分解断面図である。なお、図16において、符号460は、保護部440と筐体500を締結固定するための螺子である。符号502a,502bは、それぞれリジッド基板200a,200bの挿入先端(被支持部位201a,201b)を支持する嵌合用の溝である。また、平面方向に分割された構成のものでも良い。放熱部材610の配置を考えると、リジッド基板200の厚さ方向に分割された構成とすることが好ましい。
本実施形態においては、リジッド基板200とフレキシブル基板300がリジッドフレキ基板として一体化された例を示した。しかしながら、リジッド基板200とフレキシブル基板300が独立して構成されても良い。この場合、基板構成は簡素となるが、それ以後の製造工程が複雑となる。
本実施形態においては、複数の端子410として、第1端部410aと第2端部410bが、保持部430の異なる面から互いに反対側に延出された構成の端子を含む例を示した。しかしながら、第1端部410aと第2端部410bが、保持部430の同一面から同一側(外部コネクタ800の嵌合側)に延出された構成の端子を含む構成としても良い。このように、第1端部410aが外部コネクタ800の嵌合側に延出された構成であっても、保持部430と保護部440が分離されているので、端子410を含む保持部430をリジッド基板200にリフロー実装後、保持部430と保護部440を固定することができる。
本実施形態においては、リジッド基板200に保持部430が実装された状態で、リジッド基板200が保護部440の筒状内に収容されない構成を示した。しかしながら、一部が収容される構成としても良い。
また、本発明においては防水構造を有する電子制御装置について述べた。しかしながら、防水性の有無に関係ない特徴的な構造を下記に述べる。例えば図1に示すように、フレキシブル基板300と保持部430が相対するように、リジッド基板200の対向する端部及び/又はその近傍にそれぞれが実装され、フレキシブル基板300が曲げられて、リジッド基板200a,200bがその厚さ方向に重なって配置された構成においては、保持部430の実装側の間隔D1の方が、フレキシブル基板300との接続側の間隔D2よりも広くなるように、フレキシブル基板300が曲げられ、リジッド基板200a,200bが互いに所定の角度をなした状態で筐体500内に配置された構成とすると良い。このような構成を採用すると、間隔D1よりも間隔D2の方が広い構成に比べて、フレキシブル基板300の長さ、すなわちフレキシブル基板300に形成された信号線の長さを短くすることができる。また、リジッド基板200a,200bの各対向面において、間隔の広い保持部430の配置側に、電子部品210のうち、アルミ電解コンデンサやコイルなどの背の高い部品(以下、高背部品210a,210bと示す)や、それぞれのリジッド基板200a,200bに実装される保持部430a,430bを配置することができる。すなわち、電子制御装置100の体格を小型化することができる。また、このような構成を採用した電子制御装置100においては、筐体500の形状を、リジッド基板200a,200bが互いになす角に合わせて、筐体500の上面及び下面(リジッド基板200の平面と略平行な面)のいずれか(例えば図1においては上面)を、他方の面(例えば図1においては下面)を基準として傾斜部513を有する面とすると良い。これにより、電子制御装置100の体格を小型化することができる。
本実施形態においては、コネクタ400として、保持部430から端子410の第2端部410bが延出され、第1端部410aはリジッド基板200表面とランド203と接合されたオス型の表面実装コネクタを採用する例を示した。しかしながら、端子410がリジッド基板200に形成された貫通孔に挿通され、貫通孔壁面及びその周囲に形成されたランドと電気的に接続される挿入実装型のコネクタを採用することもできる。また、端子410のうち、外部コネクタ800との接続に供せられる部位(第2端部410bに相当)が保持部430から延出されない構成であるメス型のコネクタを採用しても良い。
100・・・電子制御装置
200,200a,200b・・・リジッド基板
300・・・フレキシブル基板
400・・・コネクタ
410・・・端子
420・・・ハウジング
430,430a,430b・・・保持部
440・・・保護部
441・・・外部防水部位
442・・・筐体防水部位
443・・・固定部位
500・・・筐体
600・・・シール材
200,200a,200b・・・リジッド基板
300・・・フレキシブル基板
400・・・コネクタ
410・・・端子
420・・・ハウジング
430,430a,430b・・・保持部
440・・・保護部
441・・・外部防水部位
442・・・筐体防水部位
443・・・固定部位
500・・・筐体
600・・・シール材
Claims (22)
- 電子部品が実装された複数のリジッド基板と、
前記リジッド基板よりも可撓性を有し、複数の前記リジッド基板間を電気的に接続するフレキシブル基板と、
前記リジッド基板上に配置され、前記リジッド基板と外部コネクタとを電気的に接続する端子がハウジングに複数配設されたコネクタと、
前記コネクタと前記外部コネクタとを接続するためのコネクタ用開口部を有し、前記リジッド基板、前記フレキシブル基板、及び前記コネクタを収容する筐体とを備え、
前記筐体に収容された状態で、前記フレキシブル基板が曲げられて複数の前記リジッド基板がその厚さ方向に多段に重なって配置された電子制御装置であって、
前記ハウジングは、複数の前記端子を保持する保持部と、前記外部コネクタのハウジングとの間及び前記筐体との間で防水構造をそれぞれ形成する筒状部位と前記保持部との固定に供せられる固定部位とを有し、前記外部コネクタとの接続に供せられる前記端子の部位を保護する保護部とにより構成され、
前記保持部は少なくとも2つの前記リジッド基板上にそれぞれ配置され、複数の前記保持部が1つの前記保護部に対して固定されていることを特徴とする電子制御装置。 - 前記リジッド基板と前記フレキシブル基板が、1つのリジッドフレキ基板として一体的に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 複数の前記リジッド基板として2つの前記リジッド基板を備え、
2つの前記リジッド基板は、それぞれに前記保持部が配置され、1つの前記フレキシブル基板によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子制御装置。 - 前記リジッド基板の平面方向において、前記保持部は、前記リジッド基板の前記フレキシブル基板との接続部位の対向側に配置されており、
前記厚さ方向に隣接する前記リジッド基板間の対向間隔は、前記保持部の配置側の方が前記フレキシブル基板との接続側よりも広く設定されていることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記厚さ方向に隣接する前記リジッド基板において、前記電子部品同士が接触しないように、それぞれの対向面に実装される前記電子部品の種類及び配置位置の少なくとも一方が調整されていることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記厚さ方向に隣接する前記リジッド基板において、それぞれの対向面に、前記電子部品として高背部品が実装されていることを特徴とする請求項5に記載の電子制御装置。
- 前記厚さ方向に隣接する前記リジッド基板において、それぞれの対向面に、前記保持部が配置されていることを特徴とする請求項1〜6いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記保持部は、前記厚さ方向において隣接するように、それぞれの前記リジッド基板に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の電子制御装置。
- 前記保持部は、前記リジッド基板の平面方向において隣接するように、それぞれの前記リジッド基板に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の電子制御装置。
- 前記保持部は、互いに固定されていることを特徴とする請求項7〜9いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 一方の前記保持部に突起が形成され、他方の前記保持部に溝が形成され、前記溝に前記突起が嵌合されていることを特徴とする請求項10に記載の電子制御装置。
- 前記保持部は、補強部材によって、互いに固定されていることを特徴とする請求項10に記載の電子制御装置。
- 前記保持部同士の固定部位が、前記保持部と前記保護部の固定部位よりも、前記外部コネクタの配置側に設けられていることを特徴とする請求項10〜12いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記保護部は、隣接する前記保持部の対向面の間に配置される中間部位を有し、
前記保持部は、前記保護部の固定部位とは別に、前記中間部位に対してそれぞれ固定されていることを特徴とする請求項7〜9いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記保持部と前記保護部の固定部位として、前記保護部に前記外部コネクタの嵌合方向に対して略垂直に延びるガイド用突起又はガイド用溝が形成され、前記保持部に前記ガイド用突起又は前記ガイド用溝と嵌合する嵌合用溝又は嵌合用突起が形成されていることを特徴とする請求項7〜14いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 複数の前記保持部のうち、1つが前記保護部と一体化されていることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項に記載の電子制御装置
- 前記筐体は、前記厚さ方向に分割された上ケース及び下ケースにより構成されることを特徴とする請求項1〜16いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記上ケース及び前記下ケースの固定状態において、前記リジッド基板を間に挟んで所定位置に支持する支持部が、前記上ケース及び前記下ケースで対をなすように前記上ケース及び前記下ケースにそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項17に記載の電子制御装置。
- 複数の前記リジッド基板において、前記支持部により支持される被支持部位は、前記フレキシブル基板との接続部位側であって、前記接続部位の長手に沿う方向に、互いに重ならないようにずれて設けられていることを特徴とする請求項18に記載の電子制御装置。
- 前記厚さ方向において、前記保護部のうち、前記筐体との間で防水構造を形成する部位の外周が、前記上ケースと前記下ケースの分割位置を頂点とし、前記分割位置を挟んで線対称な六角形状とされていることを特徴とする請求項17〜19いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 複数の保持部に保持された全ての前記端子において、前記外部コネクタとの接続に供せられる部位が互いに平行とされていることを特徴とする請求項1〜20いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 複数の前記リジッド基板のうち、発熱量の大きい前記リジッド基板が、前記筐体における外部との固定部位側に配置されていることを特徴とする請求項1〜21いずれか1項に記載の電子制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006232602A JP2008059804A (ja) | 2006-08-29 | 2006-08-29 | 電子制御装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013516030A (ja) * | 2009-12-23 | 2013-05-09 | ヴァレオ システム テルミク | 電気回路基板コネクタならびに対応する電気回路基板および電気暖房装置 |
JP2016103382A (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電子制御装置 |
JP2019075351A (ja) * | 2017-10-19 | 2019-05-16 | 日本航空電子工業株式会社 | コネクタ |
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2006
- 2006-08-29 JP JP2006232602A patent/JP2008059804A/ja active Pending
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