JP2014168987A - 車両用電子制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】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、回路基板への被水を確実に抑制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】電子制御ユニットは、締結対象と締結する締結部１１１を有する基板部材１１と車両挙動検出センサ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、車両に固定する固定部３１、締結部１１１に当接する対基板締結部３２、及び固定部３１と対基板締結部３２とを接続し車両の挙動を回路基板１に伝達する本体部３０を有する伝達部材３と、締結部１１１に当接し回路基板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と対向する対向面３０ａから突出して樹脂封止部材２に圧接し、樹脂封止部材２の所定部位を囲むように設けられた防水リブ３５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。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、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、回路基板への被水を確実に抑制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、前記固定部と前記対基板締結部とを接続し前記車両の挙動を前記回路基板に伝達する本体部（３０）と、を有する伝達部材（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、前記本体部の少なくとも一部が前記樹脂封止部材と対向して配置され、前記樹脂封止部材と対向する対向面（３０ａ）から突出して前記樹脂封止部材に圧接し、前記樹脂封止部材の所定部位を囲むように設けられた防水リブ（３５）を有することを特徴とする。

この構成によれば、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。また、本構成では、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）されていることから、回路基板の電子回路への被水を抑制することができる。さらに、本構成では、伝達部材は、本体部の樹脂封止部材と対向する対向面から突出して樹脂封止部材に圧接し、樹脂封止部材の所定部位を囲むように設けられた防水リブを有する。これにより、樹脂封止部材の所定部位から回路基板への水の侵入を確実に抑制することができる。

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状態を示す分解斜視図である。 実施形態１に係る車両用電子制御ユニットの伝達部材を組み付ける前の樹脂封止部材を底面側から見た状態を示す斜視図である。 実施形態１に係る回路基板を説明するための分解斜視図である。 実施形態１に係る回路基板の平面図である。 実施形態２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る。 実施形態２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状態を示す分解斜視図である。

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６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５及び図６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（図１図４参照）。

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、図１及び図２に示すように、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。

伝達部材３は、図１〜図３及び図５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の締結部１１１に当接する対基板締結部３２と、固定部３１と対基板締結部３２とを接続する本体部３０とを有し、金属材料で一体的に形成されている。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。即ち、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。本体部３０は、樹脂封止部材２の裏面（基板部材１１の第二面１１１ｂ側の面）と同じ大きさの金属板で長方形に形成され、樹脂封止部材２の裏面と所定距離を隔てて対向するように配置されている。この本体部３０の樹脂封止部材２と対向する対向面３０ａには、対向面３０ａから突出して樹脂封止部材２に圧接する防水リブ３５が設けられている。この防水リブ３５は、本体部３０の裏面側からプレス加工を施すことにより形成されている。

本実施形態の防水リブ３５は、断面が半円形状をなし対向面３０ａの外周端部に沿って一周するように連続して設けられている。防水リブ３５の突出先端部は、樹脂封止部材２の裏面の外周端部に沿った部位に圧接しており、樹脂封止部材２の所定部位（対向面３０ａの中央部（防水リブ３５の内側）全域）を囲むようにされている。本実施形態では、樹脂封止部材２が発泡性樹脂で形成されており、容易に弾性変形可能であることから、防水リブ３５の突出先端部が樹脂封止部材２に食い込む状態となっている。これにより、樹脂封止部材２の裏面と本体部３０の対向面３０ａとの間からの水の侵入がより確実に抑制される。

固定部３１は、長方形の本体部３０の短辺側端部からそれぞれ外方に突出するようにして、本体部３０の両側に１個ずつ設けられている。一対の固定部３１は、本体部３０と同じ金属板で一体に形成されている。各固定部３１の中央部には、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５に示すように、本体部３０の対向面３０ａから突出するようにして、対向面３０ａの２箇所に１個ずつ一体的に設けられている。両対基板締結部３２は、対向面３０ａの外周端部に沿って設けられた防水リブ３５の内側に設けられている。即ち、防水リブ３５は、結果的に、対向面３０ａに設けられた２個の対基板締結部３２の両方を囲むように設けられている。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は、各締結用貫通孔２Ａにそれぞれ嵌入されて、その突出先端面が締結部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。即ち、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。

さらに、本実施形態では、伝達部材３は、本体部３０の対向面３０ａから突出して樹脂封止部材２に圧接し、樹脂封止部材２の所定部位（締結用貫通孔２Ａ）を囲むように設けられた防水リブ３５を有する。これにより、樹脂封止部材２の所定部位から回路基板１への水の侵入を確実に抑制することができる。特に、本実施形態では、樹脂封止部材２は、発泡性樹脂で形成されており、容易に弾性変形可能であることから、防水リブ３５の突出先端部が樹脂封止部材２に食い込む状態にすることができる。そのため、防水リブ３５によって、樹脂封止部材２の裏面と本体部３０の対向面３０ａとの間からの水の侵入をよき確実に抑制することができる。

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。即ち、加速度センサ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。

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、伝達部材３の対基板締結部３２は、本体部３０の対向面３０ａから回路基板１側に突出しており、本体部３０の対向面３０ａ全体が回路基板１に当接することがないため、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。

〔実施形態２〕
実施形態２の車両用電子制御ユニットについて図７及び図８を参照して説明する。実施形態２の車両用電子制御ユニットは、実施形態１のものと基本的構成が同じであり、伝達部材３の本体部３０に設けられる防水リブ３６の構成が実施形態１の防水リブ３５と異なる。よって、実施形態１の車両用電子制御ユニットと共通する部材や構成については詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態２と共通する部材は同じ符号を用いる。

実施形態２の伝達部材３は、本体部３０と、本体部３０の両側に設けられた一対の固定部３１と、本体部３０の樹脂封止部材２と対向する対向面３０ａに設けられた２個の対基板締結部３２と、対向面３０ａから突出して樹脂封止部材２に圧接し、樹脂封止部材２の所定部位を囲むように設けられた２個の防水リブ３６とを有する。

実施形態２では、２個の防水リブ３６は、対向面３０ａに設けられた２個の対基板締結部３２をそれぞれ囲むように設けられており、この点で、２個の対基板締結部３２の両方を１個の防水リブ３５で囲むように設けられている実施形態１と異なる。各防水リブ３６の突出先端部は、樹脂封止部材２に設けられた各締結用貫通孔２Ａの周囲の部位に圧接しており、各防水リブ３６で各締結用貫通孔２Ａ（所定部位）を囲むようにされている。

実施形態２の場合にも、樹脂封止部材２が発泡性樹脂で形成されており、容易に弾性変形可能であることから、防水リブ３６の突出先端部が樹脂封止部材２に食い込む状態となっている。これにより、樹脂封止部材２の裏面と本体部３０の対向面３０ａとの間からの水の侵入がより確実に抑制される。

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、車両の挙動の回路基板１への伝達精度を向上させると共に、回路基板１への被水をより確実に抑制することができるなど、実施形態１と同様の作用及び効果を奏する。

〔その他の変形態様〕
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。例えば、上記実施形態では、伝達部材３の本体部３０が長方形の金属板で形成され、本体部３０の全面が樹脂封止部材２と対向する対向面３０ａとなるようにされていたが、例えば本体部３０が断面コの字状に形成されている場合には、本体部３０の一部（中央部）が対向面３０ａとなる。即ち、伝達部材３は、本体部３０の少なくとも一部が樹脂封止部材２と対向するように配置される。

また、上記実施形態では、防水リブ３５，３６の断面形状が半円形状とされていたが、この他に、例えば台形や三角形にすることができる。さらに、上記実施形態の防水リブ３５，３６は、本体部３０にプレス加工を施すことにより一体に形成されたものであるが、
防水リブ３５，３６を本体部３０と別体に形成して、例えば溶接や接着剤などで本体部３０に固定するようにしてもよい。

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よい。なお、樹脂材料として、上記実施形態のように、発泡性樹脂を用いることが好ましい。このようにすれば、樹脂封止部材２の裏面と本体部３０の対向面３０ａとの間からの水の侵入をより確実に抑制することが可能となる。

また、車両接地端子１１Ｂは、第二面１１１ｂに形成されていてもよい。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よい。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。

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、 ２１：貫通孔形成部、 ３：伝達部材、 ３０：本体部、 ３０ａ：対向面、 ３１：固定部、 ３２：対基板締結部、 ３５，３６：防水リブ、 ４：締結部材、 ５：コネクタ。

Claims (9)

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、前記固定部と前記対基板締結部とを接続し前記車両の挙動を前記回路基板に伝達する本体部（３０）と、を有する伝達部材（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、前記本体部の少なくとも一部が前記樹脂封止部材と対向して配置され、前記樹脂封止部材と対向する対向面（３０ａ）から突出して前記樹脂封止部材に圧接し、前記樹脂封止部材の所定部位を囲むように設けられた防水リブ（３５）を有することを特徴とする車両用電子制御ユニット。
2. 前記対基板締結部は、前記本体部の前記対向面に設けられ、
   前記防水リブは、前記対基板締結部を囲むようにして前記本体部に設けられている請求項１に記載の車両用電子制御ユニット。
3. 前記樹脂封止部材は、発泡性樹脂で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。

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