JP2014168982A - 車両用電子制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板への被水を抑制でき、車両の挙動の回路基板への伝達精度を向上させると共に、樹脂封止部材の損傷発生を防止し得るようにした車両用電子制御ユニットを提供する。
【解決手段】本発明の車両用電子制御ユニットは、締結対象と締結するための締結部１１１を有する基板部材１１と基板部材１１に配置され車両の挙動を検出する挙動検出センサ１２とを有する回路基板１と、締結部１１１を除いて回路基板１と接触し且つ回路基板１を被覆して締結部１１１を露出させる樹脂封止部材２と、車両に固定するための固定部３１と締結部１１１に当接する対基板締結部３２とを有し車両の挙動を回路基板１に伝達する伝達部材３と、締結部１１１に当接して回路基板１と伝達部材３とを締結する締結部材４と、を備える。伝達部材３は、樹脂封止部材２の露出面を覆うカバー部３３を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される車両用電子制御ユニットに関する。

車両には、車両の挙動を検出し、当該検出結果に基づいて各種制御を実行する車両用電子制御ユニットが搭載されている。この車両用電子制御ユニットとしては、例えばエアバッグＥＣＵなどが挙げられる。車両用電子制御ユニットは、エアコンからの水滴の滴下や車内洗車時の水の飛散など、被水する可能性が高く、電子部品を備える回路基板を防水することが求められている。

ここで、特開２０１０−４０９９２号公報には、回路基板が樹脂封止（樹脂モールド）により被覆された電子制御装置が開示されている。これによれば、回路基板を防水することができる。

特開２０１０−４０９９２号公報

一方で、加速度センサなど車両の挙動を検出する車両挙動センサを搭載する車両用電子制御ユニットでは、車両の挙動が精度良く回路基板に伝達されることが求められる。しかしながら、上記電子制御装置では、樹脂により一体成形された金属板（ブラケット）により車両に固定されるが、金属板と回路基板とが実質樹脂のみを介して連結されているため、車両の挙動の回路基板への伝達精度の面で改善の余地がある。また、回路基板を封止する樹脂封止部材は、表面が露出しているため、取り付け作業を行う際に工具等の衝突によって損傷を受け易いという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、回路基板への被水を抑制でき、車両の挙動の回路基板への伝達精度を向上させると共に、樹脂封止部材の損傷発生を防止し得るようにした車両用電子制御ユニットを提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、締結対象と締結するための締結部（１１１）を有すると共に電子回路が形成される基板部材（１１）と、前記基板部材に配置され車両の挙動を検出する挙動検出センサ（１２）と、を有する回路基板（１）と、前記締結部を除いて前記回路基板と接触し且つ前記回路基板を被覆して前記締結部を露出させる樹脂封止部材（２）と、前記車両に固定される固定部（３１）と前記締結部に当接する対基板締結部（３２）とを有し、前記車両の挙動を前記回路基板に伝達する伝達部材（３）と、前記締結部に当接して前記回路基板と前記伝達部材とを締結する締結部材（４）と、を備え、前記伝達部材は、前記樹脂封止部材の露出面を覆うカバー部（３３）を有することを特徴とする。

この構成によれば、締結部を除く回路基板が樹脂封止部材に接触・被覆（モールド）されており、回路基板の電子回路への被水を抑制することができる。また、本構成では、挙動検出センサを備える回路基板に対して、伝達部材が当接し、車両の挙動が回路基板に直接的に伝達される。これにより、車両の挙動の回路基板への伝達精度が向上する。さらに、本構成では、伝達部材は、樹脂封止部材の露出面を覆うカバー部を有するため、樹脂封止部材の損傷発生を防止することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。

実施形態１に係る車両用電子制御ユニットの構成を示す断面図であって図２のＩ−Ｉ線矢視断面図である。 実施形態１に係る車両用電子制御ユニットを示す斜視図である。 実施形態１に係る車両用電子制御ユニットの伝達部材を組み付ける前の上下反転した状態の分解斜視図である。 実施形態１に係る車両用電子制御ユニットの上下反転した状態の分解斜視図である。 実施形態１に係る回路基板を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、説明に用いる各図は概念図であり、各部の形状・寸法は必ずしも厳密なものではない場合がある。例えばねじ止め構造（雄ねじと雌ねじ）は、概念的に表している。以下の実施形態では、車両用電子制御ユニットとしてエアバッグＥＣＵを例に本発明を説明する。

〔実施形態１〕
本実施形態の車両用電子制御ユニットは、図１〜図５に示すように、回路基板１と、樹脂封止部材２と、伝達部材３と、締結部材４と、コネクタ５と、を備えている。回路基板１は、基板部材１１と、加速度センサ（「挙動検出センサ」に相当する）１２と、を有している。基板部材１１は、表面及び裏面の少なくとも一方に電子回路が形成された板状部材であって、本実施形態ではプリント配線基板である。電子回路は、配線と各種電子部品Ｚによって構成されている。

基板部材１１には、図１、図４及び図５に示すように、締結対象である伝達部材３と締結するための締結部１１１が形成されている。締結部１１１は、基板部材１１の一部であって、基板部材１１の２箇所に設けられている。締結部１１１は、それぞれリング状に形成されている。リング状の締結部１１１の中央には、締結部材（ねじ部材）４の軸部が挿通される挿通孔１１Ａが設けられている。

締結部１１１は、基板部材１１の表面（一方面）の一部である第一面１１１ａと、基板部材１１の裏面（他方面）の一部である第二面１１１ｂと、を備えている。本実施形態において、第一面１１１ａは、車両に設置した際に第二面１１１ｂの上方に配置される。少なくとも一方の第一面１１１ａには、車両接地端子（ＧＮＤ端子）１１Ｂが形成されている。車両接地端子１１Ｂは、電子回路に接続されており、配線形状に形成されている。車両接地端子１１Ｂは、表面に金属が接触することで当該金属と電子回路とを導通させる。

加速度センサ１２は、車両の挙動の１つである車両の加速度を検出するセンサ（いわゆるＧセンサ）である。加速度センサ１２は、基板部材１１の電子回路上に配置されている。本実施形態の回路基板１は、車両の加速度を検出し、当該検出結果に基づいてエアバッグの展開制御を実行するエアバッグＥＣＵの基板である。

樹脂封止部材２は、図１に示すように、締結部１１１を除いて回路基板１を樹脂封止（樹脂モールド）して形成されたものの当該樹脂部分である。つまり、樹脂封止部材２は、締結部１１１を除いて回路基板１に接触すると共に、締結部１１１を除いて回路基板１を被覆する樹脂部材である。樹脂封止部材２は、回路基板１のうち締結部１１１を露出させ、その他の部位を被覆している。回路基板１を包含する樹脂封止部材２は、外形が直方体をなしている。

樹脂封止部材２は、締結部１１１の第一面１１１ａの周囲を囲んでいる。換言すると、締結部１１１の第一面１１１ａは、基板部材１１に平行な平面方向における周囲を樹脂封止部材２によって囲まれている。つまり、樹脂封止部材２は、締結部１１１の第一面１１１ａ側を露出させる締結用貫通孔２Ａを有している。樹脂封止部材２は、締結用貫通孔２Ａを形成する筒状の貫通孔形成部２１を有しているともいえる。樹脂封止部材２は、基板部材１１において、外部に露出した締結部１１１を区画している。樹脂封止部材２は、樹脂で形成されている。なお、樹脂封止部材２は、防水の観点から第二面１１１ｂの周囲も囲むように形成されている。

車両用電子制御ユニットの設置状態における樹脂封止部材２の車両（フロア）側の端面２Ｂは、伝達部材３の固定部３１の取り付け面３１ｂよりも回路基板１側に位置している。即ち、車両平面部に設置した状態において、樹脂封止部材２の端面２Ｂは、車両から離間している。換言すると、伝達部材３を車両平面部に固定しても、樹脂封止部材２と車両とが接触せず、且つ当該伝達部材３が車両に固定されているため、車両の挙動を精度良く回路基板１に伝達することができる。

伝達部材３は、図１〜図４に示すように、車両フロア（図示せず）に固定される固定部３１と、回路基板１に締結される対基板締結部３２と、樹脂封止部材２の露出面を覆うカバー部３３とを有し、金属材料で一体に形成されている。この伝達部材３は、車両に固定されて車両の挙動を回路基板１に伝達する。すなわち、伝達部材３は、車両及び回路基板１に対して取り付け可能であって、車両の挙動を回路基板１に伝達可能な剛性を有している。

具体的に、本実施形態の伝達部材３は、金属製のブラケットである。カバー部３３は、伝達部材３が車両に取り付けられた際に（図１及び図２参照）、樹脂封止部材２の上方及び両側方の露出面の全域を覆うように断面コの字状に形成されている。即ち、カバー部３３は、樹脂封止部材２の上面を覆う上方部３３ａと、樹脂封止部材２の両側面を覆う一対の側方部３３ｂ，３３ｃとからなり、金属板に曲げ加工を施すことにより断面コの字状に形成されている。一対の側方部３３ｂ，３３ｃは、本実施形態の場合、コネクタ５が配置される側の側面、及びこの側面と背向する側面以外の両側面を覆うようにされている。よって、一対の側方部３３ｂ，３３ｃは、コネクタ５の開口部を閉塞しない位置に配置されている。

固定部３１は、各側方部３３ｂ，３３ｃの下端部にそれぞれ設けられている。この固定部３１は、各側方部３３ｂ，３３ｃの下端部をそれぞれ外方に向けて折り曲げる曲げ加工を施すことにより形成されている。各固定部３１の中央には、取付ボルト（図示せず）が挿通される挿通孔３１ａが設けられている。

対基板締結部３２は、図１、図３及び図４に示すように、カバー部３３の上方部３３ａ内面から突出するようにして、上方部３３ａ内面の２箇所に設けられている。各対基板締結部３２は、有底筒状に形成されており、その内周面には雌ねじ部が形成されている。各対基板締結部３２の突出先端面は、締結部１１１の第二面１１１ｂに当接している。

締結部材４は、回路基板１と伝達部材３とを締結させる金属製の部材である。本実施形態では、締結部材４としてねじ部材（雄ねじ）が採用されている。締結部材４は、頭部が締結部１１１の第一面１１１ａに当接し、基板部材１１の挿通孔１１Ａに挿通された軸部の先端部が対基板締結部３２の雌ねじ部に螺合されている。すなわち、回路基板１と伝達部材３は、露出した締結部１１１を介して、締結部材４と対基板締結部３２がねじ止めされることにより締結されている。

締結部材４は、第一面１１１ａに形成された車両接地端子１１Ｂに接触している。したがって、回路基板１の電子回路は、車両接地端子１１Ｂ、締結部材４、及び伝達部材３を介して車両（フロア）と接続され、ボディアースされる。

コネクタ５は、回路基板１に配置されると共に、一端部が樹脂封止部材２に覆われて固定され、他端部が樹脂封止部材２から突出して露出している。コネクタ５には、例えば車両ハーネス等の車両内配線が接続される。

以上のように構成された本実施形態の車両用電子制御ユニットによれば、締結部１１１を除く回路基板１が樹脂封止部材２により被覆されているため、回路基板１の被水は抑制される。締結部１１１には、車両接地端子１１Ｂを除いて電子回路がほとんど形成されておらず、且つ締結部材４により大部分が被覆されているため、電子回路が被水することは抑制される。本実施形態では、締結部１１１の第一面１１１ａ及び第二面１１１ｂの両方が樹脂封止部材２により囲まれているため、より被水を抑制することが可能となる。

また、本実施形態によれば、回路基板１が樹脂等を介さず直接金属製の伝達部材３に当接し、且つ当該伝達部材３が車両に固定されているため、車両の挙動を精度良く回路基板１に伝達することができる。すなわち、加速度センサ１２の検出精度は向上する。エアバッグＥＣＵにおいて加速度センサ１２の検出精度は重要であり、車両の挙動を精度良く伝達する本構成はエアバッグＥＣＵにおいて特に有効である。

さらに、本実施形態では、樹脂封止部材２の車両（フロア）側の端面２Ｂは、伝達部材３の固定部３１の取り付け面３１ｂよりも回路基板１側に位置するようにされており、これによっても、車両の挙動を伝達部材３を介して精度良く回路基板１に伝達することができる。すなわち、樹脂封止部材２と車両とが離間していることで、車両から伝達部材３への挙動伝達に樹脂が介在せず、車両から回路基板１への挙動伝達精度が向上する。なお、樹脂封止部材２の端面２Ｂが、伝達部材３の固定部３１の取り付け面３１ｂよりも車両側に突出していると、樹脂封止部材２が車両の挙動を吸収してしまい、加速度センサ１２へ挙動が十分に伝達されない恐れがある。

また、本実施形態によれば、伝達部材３は、樹脂封止部材２の露出面を覆うカバー部３３を有するため、樹脂封止部材２の損傷発生を防止することができる。特に、伝達部材３は、車両に取り付けられた際に、カバー部３３が樹脂封止部材２の少なくとも上方の露出面を覆うように構成されているので、取り付け作業を行う際に工具等の衝突によって損傷を受け易い上方の露出面を有効に保護することができる。さらに、カバー部３３は、断面コの字状に形成されているので、樹脂封止部材２の少なくとも上方の露出面を覆う構造を容易に実現することができる。

また、本実施形態によれば、締結部１１１が樹脂封止部材２から露出し、締結部１１１と締結部材４によって樹脂封止部材２の外部で回路基板１と伝達部材３とが締結される構成である。このため、樹脂封止部材２を破壊することなく、防水構造を保ったまま、回路基板１から伝達部材３を取り外すことができる。したがって、車両の取り付け箇所（例えばフロア）の形状に合わせて伝達部材３を取り替えることができる。伝達部材３を取り替えることで多種の車両に取り付け可能となるため、製品の汎用性は向上する。

また、本実施形態によれば、伝達部材３と締結部材４が回路基板１の車両接地端子１１Ｂと車両のフロアとを接続するため、別途ボディアース用の配線等を準備する必要がなく、部品点数の削減及び製造コストの低減が可能となる。

また、伝達部材３としてブラケットを用いていること、又は締結部材４としてねじを用いていることから、部品に汎用品を用いることができ、製造コストの低減が可能となる。さらに、回路基板１の締結部１１１は、基板部材１１に挿通孔１１Ａを設けてリング状に形成されているため、例えば基板部材１１に雄ねじを設けるよりも製造が容易となる。また、回路基板１と伝達部材３とがねじ止めされているため、密着性及び締結力が高く、より精度良く回路基板１に車両の挙動が伝達される。

また、対基板締結部３２がカバー部３３の上方部３３ａ内面から回路基板１側に突出しているため、伝達部材３表面全体が回路基板１に当接することがなく、基板部材１１の第二面１１１ｂ側にも電子回路を形成することができる。また、対基板締結部３２により回路基板１の第二面１１１ｂ側も樹脂封止部材２で接触・被覆（モールド）することができ、防水性能を向上させることができる。

また、本実施形態では、図１に示すように、締結部材４（雄ねじ）の頭部が締結部１１１の第一面１１１ａの大部分を覆っている。つまり、締結部材４（雄ねじ）の頭部の最大径が締結用貫通孔２Ａの内径（締結部１１１の径）と概ね等しくなっている。これにより、基板部材１１の露出面積が小さくなり、基板部材１１の被水が抑制される。

〔その他の変形態様〕
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、伝達部材３のカバー部３３は、樹脂封止部材２の上面の他に、４側面のうちの２側面の全域を覆うように構成されていたが、樹脂封止部材２の少なくとも上方の露出面の全域を覆うように構成されていればよい。したがって、樹脂封止部材２の４側面に関しては、露出面の少なくとも一部を覆うように構成することができる。なお、樹脂封止部材２のコネクタ５が設置されている側面にカバー部３３を設ける場合には、カバー部３３をコネクタ５と干渉しない位置に設けるようにする。

また、車両接地端子１１Ｂは、第二面１１１ｂに形成されていても良い。この場合、第二面１１１ｂに当接する伝達部材３を介してボディアースが為される。また、車両用電子制御ユニットに搭載されるセンサとしては、加速度センサ１２に限らず、例えばヨーレートセンサやロールセンサやジャイロセンサのように車両の挙動を検出するセンサであれば良い。ただし、本発明は、例えばエアバッグＥＣＵのように、検出精度の必要性から加速度センサ１２が設けられた回路基板１に対して特に有効である。

樹脂封止部材２の材料は、一般に樹脂モールド成形が可能な樹脂材料であれば良い。また、上記実施形態のように、締結部材４は、基板部材１１の複数箇所に配置されることが好ましい。また、上記実施形態のように、樹脂封止部材２の車両側の端面が固定部３１よりも回路基板１側に位置していることが好ましい。これにより、樹脂封止部材２と車両が接触せず、車両への取り付け作業が容易となる。また、樹脂封止部材２と車両が離間していることで、車両から伝達部材３への挙動伝達に樹脂が介在せず、車両から回路基板１への挙動伝達精度が向上し得る。つまり、加速度センサ１２の検出精度をさらに向上させることも可能となる。

１：回路基板、 １１：基板部材、 １２：加速度センサ（挙動検出センサ）、 １１１：締結部、 １１１ａ：第一面、 １１１ｂ：第二面、 １１Ａ：挿通孔、 １１Ｂ：車両接地端子、 ２：樹脂封止部材、 ２Ａ：締結用貫通孔、 ２Ｂ：端面、 ２１：貫通孔形成部、 ３：伝達部材、 ３１：固定部、 ３１ｂ：取り付け面、 ３２：対基板締結部、 ３３：カバー部、 ４：締結部材、 ５：コネクタ。

Claims (10)

1. 締結対象と締結するための締結部（１１１）を有すると共に電子回路が形成される基板部材（１１）と、前記基板部材に配置され車両の挙動を検出する挙動検出センサ（１２）と、を有する回路基板（１）と、
   前記締結部を除いて前記回路基板と接触し且つ前記回路基板を被覆して前記締結部を露出させる樹脂封止部材（２）と、
   前記車両に固定される固定部（３１）と前記締結部に当接する対基板締結部（３２）とを有し、前記車両の挙動を前記回路基板に伝達する伝達部材（３）と、
   前記締結部に当接して前記回路基板と前記伝達部材とを締結する締結部材（４）と、を備え、
   前記伝達部材は、前記樹脂封止部材の露出面の少なくとも一部を覆うカバー部（３３）を有することを特徴とする車両用電子制御ユニット。
2. 前記伝達部材は、車両に取り付けられた際に、前記カバー部が前記樹脂封止部材の少なくとも反車両側の露出面を覆うように構成されている請求項１に記載の車両用電子制御ユニット。
3. 前記カバー部は、断面コの字状に形成されている請求項１又は２に記載の車両用電子制御ユニット。
4. 前記締結部は、前記基板部材の一方面の一部である第一面（１１１ａ）と、前記基板部材の他方面の一部である第二面（１１１ｂ）と、を備え、
   前記第二面は、前記伝達部材に当接し、
   前記第一面は、前記締結部材に当接している請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用電子制御ユニット。
5. 前記挙動検出センサは、加速度センサである請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用電子制御ユニット。
6. 前記締結部材は、前記回路基板と前記伝達部材とをねじ止めするねじ部材である請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用電子制御ユニット。
7. 前記締結部は、前記電子回路における車両接地端子（１１Ｂ）を備え、
   前記伝達部材又は前記締結部材は、前記車両のボディアースと電気的に導通している請求項１〜６の何れか一項に記載の車両用電子制御ユニット。
8. 前記伝達部材は、ブラケットである請求項１〜７の何れか一項に記載の車両用電子制御ユニット。
9. 前記締結部には、前記ねじ部材の軸部が挿通される挿通孔（１１Ａ）が設けられている請求項６に記載の車両用電子制御ユニット。
10. 前記樹脂封止部材の前記車両側の端面（２Ｂ）は、前記伝達部材の前記固定部の取り付け面（３１ｂ）と同じ、若しくは前記取り付け面よりも反車両側に位置している請求項１〜９の何れか一項に記載の車両用電子制御ユニット。

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