JP2013165107A

JP2013165107A - 電子制御装置

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Publication number: JP2013165107A
Application number: JP2012026248A
Authority: JP
Inventors: Shiro Ouchi; 四郎大内; Masaru Kamoshita; 勝鴨志田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2032-02-09
Also published as: JP5759914B2

Abstract

【課題】部品点数を削減でき、組立性の向上を図り、低コストで高信頼性の電子制御装置を提供する。
【解決手段】電子部品およびコネクタ１１等が実装されているプリント配線基板１０を搭載した電子制御装置１では、プリント配線基板１０は、一面側に位置する樹脂製のハウジング２０と、他面側に位置する樹脂製のカバー３０によりコネクタ１１を露出した状態で収容されると共に、一側部は固定ねじ１５，１５により固定され、他側部はハウジング２０とカバー３０により位置決め突起２８で位置決めされて固定され、ハウジング２０及びカバー３０は、スナップフィット受け孔２４にスナップフィット爪３３を嵌合させることにより連結固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、乗用車等の車両に装備される電子制御装置に係り、特に、プリント配線基板を樹脂製のハウジングと樹脂製のカバーで保護した電子制御装置に関する。

一般に、自動車等に装備される電子制御装置は、金属製あるいは樹脂製のハウジングに電子部品およびコネクタ等が配置されたプリント配線基板の四隅をねじにて固定している。また、カバーはプリント配線基板と共締めまたは、接着剤等で固定されている。

例えば、特許文献１に記載の電子制御装置は、ケース本体とカバーとは、内部にプリント配線基板を収容し、コネクタ設置用開口部にコネクタを受け入れ、ケース本体の開口縁部とカバーの外周縁部およびコネクタの下底面部との間に枠状の防水シール材（パッキン）を、カバーのコネクタ設置用開口部とコネクタの上面部および側面部との間に防水シール材を各々挟んで、複数個の締結ねじによって互いに締結され、図面では４個のねじで締結されている。また、特許文献２に記載の搭乗者拘束装置用のベルトリトラクタでは、プリント回路板６０はスタッドボルトによりフレーム３０の側脚部に取り付けられている。

特開２００７−１４１９５９号公報特開２００１−１８７５６１号公報

ところで、前記構造の電子制御装置は、プリント配線基板の四隅をねじで固定しているため、ケース本体とカバーとの締結には４本のねじが必要であり、部品点数が多く、ねじ止めの組立作業が煩雑であり、作業時間が多大であった。また、前記構造のプリント回路板は、ケースやカバー等で保護されていないため、衝撃等が加わると破損や断線の危険があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、部品点数を削減でき、組立性の向上を図り、低コストで高信頼性の電子制御装置を提供することにある。また、プリント配線基板を収容するケース本体等のハウジングとカバーとの組付けが容易であり、誤組付けを防止できる電子制御装置を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明に係る電子制御装置は、電子部品およびコネクタ等が実装されているプリント配線基板を搭載した電子制御装置であって、前記プリント配線基板は、一面側に位置するハウジングと、他面側に位置するカバーにより前記コネクタを露出した状態で収容されると共に、一側部は固定ねじ等の固定具により固定され、他側部は前記ハウジングと前記カバーにより位置決めされて固定される。前記ハウジング及び前記カバーは、スナップフィット部により連結固定され、前記ハウジングは、前記カバーの受け用凹部を備えており、前記カバーは、前記ハウジングへの組付け位置ずれを防止するため前記凹部に嵌合する凸部が設けられている。

前記のごとく構成された本発明の電子制御装置は、プリント配線基板の一側部は固定ねじ等の固定具で固定され、他側部はハウジングとカバーにより位置決めされて固定されるため、固定ねじの本数を減らすことができ、ハウジングとカバーの内部にプリント配線基板を収容して組付ける作業時間を短縮することができる。また、ハウジングとカバーとの誤組付けを防止して組立状態を安定させることができる。

本発明の電子制御装置は、ハウジングへのプリント配線基板の固定をコネクタ側の片側だけねじ止めとし、もう片側をハウジングとカバーの機構をスナップフィットとしたことで、カバーとハウジングで位置決めして固定することができ、ねじ数を半分にすることができる。このため、作業時間の短縮が図れる。また、カバーの組付けにおいては、ハウジングにカバー受け部、カバーに挿入ガイドを設けることで組立性を向上できる。さらに、ハウジングに対してカバーを反対向きに取り付ける誤組付けを、ハウジングおよび、カバーに凹部や凸部を設けることで防ぐことができる。本発明は、以上のような顕著な効果を奏する。前記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る電子制御装置の一実施形態の外観を示す斜視図。図１に示す電子制御装置の分解した状態を示す斜視図。図１に示す電子制御装置の平面図。図３のＡ−Ａ線断面図であり、（ａ）は組付け前、（ｂ）は組付け後を示す。図３のＢ−Ｂ線断面図。図３のＣ−Ｃ線断面図。図１に示す電子制御装置のカバーの裏面斜視図。図１に示す電子制御装置のハウジングとカバーとの係合状態を示し、（ａ）は通常時の断面図、（ｂ）はカバーの上昇時の断面図。図１に示す電子制御装置の組立状態を示し、（ａ）は正規組付け時の断面図、（ｂ）は反転組付け時の断面図。

以下、本発明に係る電子制御装置の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。本実施形態の電子制御装置１は、電子部品およびコネクタ等が実装されているプリント配線基板１０を搭載して構成され、プリント配線基板１０と、プリント配線基板の下方に位置するハウジング２０と、プリント配線基板の上方に位置するカバー３０とから構成され、ハウジング２０でプリント配線基板１０の下方を覆い、カバー３０でプリント配線基板１０の上方を覆っている。

プリント配線基板１０はチップ部品や集積回路等の電子部品を実装する配線パターン（図示せず）が形成され、配線パターンに接続されるコネクタ１１が半田付け等で固定されている。図示の例ではコネクタ１１は半田付けとビス１２による固定が併用されている。プリント配線基板１０は長方形状に形成され、四隅に固定用の貫通孔１３，１４が４個形成されている。プリント配線基板１０は一側部のコネクタ側の２つの貫通孔１３と、他側部の２つの貫通孔１４と備えている。

プリント配線基板１０は、一面側に位置する樹脂製のハウジング２０と、他面側に位置する樹脂製のカバー３０によりコネクタ１１を露出した状態で収容される。そして、プリント配線基板１０の一側部は固定ねじ１５等の固定具によりハウジング２０に固定される。また、プリント配線基板１０の他側部はハウジング２０とカバー３０とにより位置決めされ挟まれて固定される構成となっている。

プリント配線基板１０を収容するハウジング２０は樹脂等で形成され、コネクタ１１や大型の電子部品を収容する凹部が形成されており、長方形状のプリント配線基板１０の３辺に沿って外周壁部２１ａ、２１ｂ、２１ｃが立設され、これらの壁部と平行に内側に内周壁部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが立設されており、１辺はコネクタ用の開口部となっている。ハウジング２０の外周の３辺の壁部には、この電子制御装置１を固定するための３つのステー２３が外側に向けて突設されている。また、外周壁部と内周壁部との間は溝部となっており、この溝部にカバー３０の壁部が挿入される構成となっている。プリント配線基板１０は内周壁部の内側に位置する大きさに設定されている。

ハウジング２０の対向する外周壁部２１ａ、２１ｂの内側の立面には、ハウジング２０にカバー３０を押し込んで固定するためのスナップフィット固定手段の一方を構成するスナップフィット受け孔２４が形成され、図示の例ではそれぞれの壁部に２個ずつ、合計４個のスナップフィット受け孔２４が形成されている。スナップフィット受け孔２４の上部には、スナップフィット手段の他方を構成する後述のカバー側のスナップフィット爪の受入を容易にするためのカバー受け部２５が傾斜面として形成されている。

ハウジング２０の対向する内周壁部２２ａ、２２ｂには、カバー３０の受け用の凹部２６，２６が形成されている。この受け用の凹部２６は内周壁部２２ａ、２２ｂの壁面の一部を切り欠いて形成したものである。この受け用の凹部２６はカバー３０に形成された後述する誤組防止凸部３４と共に、ハウジング２０とカバー３０との反転組付けを防止する機能を有する。

プリント配線基板１０に固定されたコネクタ１１を受け入れるために、ハウジング２０には開口部が形成され、この開口部の両脇にはプリント配線基板１０の一側部を固定ねじ１５で固定するための２つのボス部２７が立設されている。この２つのボス部には固定ねじ１５をねじ込むための２つの受け孔が形成され、受け孔の間隔はプリント配線基板１０の一側部の貫通孔１３の間隔と同じに設定されている。

また、ハウジング２０の奥側にはプリント配線基板１０の他側部を支持固定するための２つのボス部が立設されており、このボス部にはプリント配線基板１０の他側部に形成された２つの貫通孔１４に嵌合する位置決め突起２８，２８が形成されている。２つの位置決め突起２８，２８の間隔とプリント配線基板１０の他側部の貫通孔１４の間隔は同じに設定されている。

すなわち、プリント配線基板１０のコネクタ側の一側部に形成された２つの貫通孔１３に固定ねじ１５を通してハウジング２０にねじ込むことでプリント配線基板１０の一側部を固定でき、他側部に形成された２つの貫通孔１４にはハウジング２０から上方に向けて突出する位置決め突起２８，２８が嵌合し、カバー３０の底面と奥側のボス部で挟んでプリント配線基板１０を固定する構成となっている。

カバー３０は平坦な長方形の上面と、この上面の４辺から下方に延出する４つの壁部３１ａ〜３１ｄで下方開口の直方体に形成され、４つの壁部のうちの１つの壁部３１ａはプリント配線基板１０に固定されたコネクタ１１の受け部を覆い、他の３つの壁部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄはハウジング２０の３つの外周壁部２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、内周壁部２２ａ、２２ｂ、２２ｃとの間の溝部に嵌合するように構成されている。そして、３つの壁部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの下端面の中央には、ハウジング２０の嵌合用の溝部への挿入を容易とする３つの挿入ガイド３２が突設されている。

カバー３０の３つの壁部のうちの対向する２つの壁部３１ｂ、３１ｃにはハウジング２０のスナップフィット受け孔２４に対応してスナップフィット爪３３が４個形成されている。このスナップフィット爪３３は２つの対向する壁部３１ｂ、３１ｃが内側に湾曲することでハウジングの壁部を通過してスナップフィット受け孔２４に係合することができる構成となっている。スナップフィット爪３３の下方の端面は、ハウジング２０のカバー受け部２５の傾斜面にあわせて同様な傾斜面で形成されている。

また、カバー３０の対向する壁部３１ｂ、３１ｃの内周側には、ハウジング２０に形成された受け用の凹部２６，２６に嵌合する誤組防止凸部３４，３４が突設されている。この誤組防止凸部３４はカバー３０の中心位置からずれた位置に形成されているため、カバー３０を反転した状態では、凹部２６，２６と誤組防止凸部３４，３４とが嵌合しないため、組付けられないように構成されている。

さらに、ハウジング２０に固定されるカバー３０には、プリント配線基板１０に対向する上面の裏側面に、プリント配線基板１０を固定する固定ねじ１５の頭部に相当する位置、すなわち、カバー３０の長手方向の一方の端面から所定の距離Ａの位置に円柱状の２つの凹部３５，３５が形成され、また、他方の端面から同じ距離Ａの位置に２つの円柱状の凸部３６，３６が形成されている。この凸部３６も、カバー３０を反転した状態で組付けられないようにした誤組防止凸部として機能する。

ハウジング２０は上方開口の容器状に形成され、カバー３０はハウジング２０の上方開口を覆う下方開口の四隅が円弧に形成された直方体状であり、ハウジング２０とカバー３０でプリント配線基板１０を収容する形状となっている。カバー３０は概略形状が直方体であり、壁面外周に凸設されたスナップフィット爪３３は対称位置に形成されているため、平面的に１８０度回転させた状態でもハウジング２０に嵌合できる形状となっているが、誤組防止凸部３４と、凸部３６により反転して組付けられない構成となっている。

前記の如く構成された本実施形態の電子制御装置１の組立動作について以下に説明する。電子制御装置１を組立てるときには、先ずハウジング２０の上部開口に合わせてプリント配線基板１０を載置する。このとき、コネクタ１１をハウジングの凹部の開口に合わせ、奥側の貫通孔１４，１４をハウジング奥側のボス部の位置決め突起２８，２８に合わせて載置し、前側のボス部２７に貫通孔１３，１３を合わせて２本の固定ねじ１５，１５をねじ込み、プリント配線基板１０を固定する。

固定ねじ１５をプリント配線基板１０のコネクタ１１側に配置したので、相手コネクタの抜き差し時に、あるいはハーネスが引っ張られたときにコネクタ１１に応力が発生しても、プリント配線基板１０は、しっかりと２本の固定ねじ１５，１５にて固定されているため、コネクタ１１やプリント配線基板１０等の変形を防止することができる。このように、ハウジング２０にプリント配線基板１０を載置して、一側部を固定ねじ１５，１５で固定したあと、ハウジング２０にカバー３０を被せる。

下方が開口している直方体状のカバー３０をハウジング２０上に位置させ、カバー３０の壁部３１ａがコネクタ１１側になるようにしてハウジング側に押し込むと、カバーの３つの壁部から下方に突出する挿入ガイド３２がハウジングの溝部に導かれる。また、カバー３０の誤組防止凸部３４，３４が、ハウジングの受け用の凹部２６，２６に嵌合し、位置ずれを防止する。そして、カバー３０のスナップフィット爪３３は、ハウジング２０のカバー受け部２５に当接し、傾斜面に沿って内側に湾曲され、溝内に押し込まれる。カバー３０の上面を押圧すると、カバー２０はハウジング２０の溝内に押し込まれ、スナップフィット爪３３がスナップフィット受け孔２４内に嵌合してカバー３０はハウジング２０に固定される。

この状態では、カバー３０の内面に形成された２つの凹部３５，３５はプリント配線基板１０をハウジング２０に固定している固定ねじ１５，１５の上部に位置しているため、図９（ａ）に示すように、ねじの頭部が凹部３５内に位置して干渉することがなく、カバー３０がハウジング２０の溝部に入り込み、スナップフィット爪３３がスナップフィット受け孔２４に確実に嵌合し（図８ａ）、ハウジング２０にカバー３０を正規の位置で組付けて固定することができる。そして、この正規の組付けでは、カバー３０のハウジング２０からの突出量Ｌは小さく、凸部３６，３６はプリント配線基板１０の上面に当接するため、位置決め突起２８，２８上でプリント配線基板１０をハウジング２０側に押し付け、基板自体を外周の４点で確実に固定することができる。

しかしながら、カバー３０を反転した状態で組付けた場合、図９（ｂ）に示されるように、固定ねじ１５，１５の頭部の位置に凸部３６，３６が位置するため、ねじの頭部と凸部３６とが干渉してカバー３０はハウジング２０の溝内の所定の位置まで押し込むことができず、カバー３０がハウジング２０から盛り上がった位置で、突出量Ｌは大きくなり、スナップフィット爪３３がスナップフィット受け孔２４に確実に嵌合せず（図８ｂ）、また位置決め突起２８側の基板の押し付けも不完全で組付け状態が不安定となる。このため、カバー３０のハウジング２０への誤組付けを確実に防止することができる。しかし、組付け圧力が大きい場合には、カバー３０やハウジング２０は破損する恐れがあるため、組付け力の管理をすることが好ましい。

このように、ハウジング２０にカバー３０を組付けるときに、誤組防止凸部３４，３４が凹部２６，２６に嵌合することで誤組付けを防止でき、また、誤って組付けた後でも、固定ねじ１５，１５の頭部がカバー３０の内面の凸部３６，３６に当接し、ハウジング２０からのカバー３０の突出量Ｌを確認することで、容易に誤組付けを見つけることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

本発明に係る電子制御装置では、ハウジングやカバーは樹脂製に限られるものでない。また、ハウジングにプリント配線基板を固定する固定手段は固定ねじに限られるものでなく、タッピングねじや他の固定具を用いることができる。

本発明の活用例として、この電子制御装置を用いて車両のエンジン制御装置や、シートベルトリトラクタ等の制御装置へ使用することができ、車両以外の家電製品等の用途にも適用できる。

１：電子制御装置
１０：プリント配線基板
１１：コネクタ
１３、１４：貫通孔
１５：固定ねじ
２０：ハウジング
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ：外周壁部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ：内周壁部
２３：ステー
２４：スナップフィット受け孔（ハウジング側スナップフィット部）
２５：カバー受け部
２６：受け用の凹部
２７：ボス部
２８：位置決め突起
３０：カバー
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ：壁部
３２：挿入ガイド
３３：スナップフィット爪（カバー側スナップフィット部）
３４：誤組防止凸部
３５：凹部（誤組防止凸部）
３６：凸部（誤組防止凸部）

Claims

電子部品およびコネクタ等が実装されているプリント配線基板を搭載した電子制御装置であって、
前記プリント配線基板は、一面側に位置するハウジングと、他面側に位置するカバーにより前記コネクタを露出した状態で収容されると共に、一側部は固定ねじ等の固定具により固定され、他側部は前記ハウジングと前記カバーにより位置決めされて固定されることを特徴とする電子制御装置。
前記ハウジング及び前記カバーは、樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
前記ハウジング及び前記カバーは、スナップフィット部により連結固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子制御装置。
前記プリント配線基板の一側部の固定は、前記プリント配線基板のコネクタ側とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子制御装置。
前記ハウジングは、前記プリント配線基板の位置決め用の突起を前記他側部に有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子制御装置。
前記ハウジングは、前記カバーの受け用凹部を備えており、前記カバーは、前記ハウジングへの組付け位置ずれを防止するため前記凹部に嵌合する凸部が設けられていることを特徴とする請求項1から５のいずれかに記載の電子制御装置。
前記カバーおよび前記ハウジングは、誤組防止するために前記カバー及び前記ハウジングの一方には凹部が、その他方には凸部が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電子制御装置。
前記カバーは、誤組防止するために該カバーを反転して組付けると前記ハウジングに前記プリント配線基板を固定したねじに干渉して組付けができないよう凸部を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電子制御装置。