JP2015216061A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで耐振動性に優れる電子制御装置を提供する。【解決手段】マイクロコンピュータ等の電子部品、及びコネクタが搭載された制御基板と、制御基板の厚さ方向の両側に配置されるハウジングカバー、ハウジングベースとを有する電子制御装置において、コネクタのハウジング部に形成されたピンが、ハウジングベースの対向部に設けられた貫通孔に挿入され、コネクタハウジング部のピンがハウジングベースに熱かしめ固定されることを特徴とする電子制御装置。【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用に用いられるエンジンコントロールユニットや自動変速機コントロールユニットなどの電子制御装置に関わり、特に、コネクタの固定構造に関する。

エンジンコントロールユニットや自動変速機コントロールユニットなどの電子制御装置はワイヤーハーネスを用いて、それぞれ、エンジン、自動変速機に接続されているが、近年、小スペース化、低コスト化のためワイヤーハーネス長は低減される傾向にある。

これに伴い、例えばエンジンコントロールユニットは、よりエンジンに近い位置に搭載されることとなり、エンジンの振動がエンジンコントロールユニットに及ぼす影響の増大が懸念される。よってエンジンコントロールユニットの耐振動性を向上させる必要がある。エンジンから伸びるワイヤーハーネスは、エンジンコントロールユニットの外部インターフェースであるコネクタと接続されるため、コネクタが最もエンジンの振動の影響を受ける。コネクタの固定方法として、例えば、接着剤を用いてハウジングに固定する方式が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の電子制御装置はコネクタと筐体のシール部において、コネクタを凹形状、筐体を凸形状とし、コネクタと筐体間のシール幅を増すことで、コネクタの固定力を向上させている。

特開2009-123558号公報

しかしながら、エンジンやトランスミッションの振動の影響をより受ける環境においては、電子制御装置の更なる耐振動性の向上が求められる。さらに、電子制御装置の低コスト化も求められており、低コストで耐振動性に優れる電子制御装置を提供することが課題である。

マイクロコンピュータ等の電子部品、及びコネクタが搭載された制御基板と、制御基板の厚さ方向の両側に配置されるハウジングカバー、ハウジングベースとを有する電子制御装置において、コネクタのハウジング部に形成されたピンが、ハウジングベースの対向部に設けられた貫通孔に挿入され、コネクタハウジング部のピンがハウジングベースに熱かしめ固定されることを特徴とする電子制御装置。

本発明によれば、低コストと高い耐振動性とを両立した電子制御装置を提供することができる。

制御装置の全体斜視図 図１に示す制御装置の分解斜視図 コネクタハウジングのピンをハウジングベースに挿入した拡大斜視図 コネクタハウジングのピンをハウジングベースに熱かしめ固定した拡大斜視図 コネクタハウジングのピンをハウジングベースに熱かしめ固定した拡大断面図 実施例２のコネクタハウジングのピンをハウジングベースに挿入した拡大斜視図 実施例２のコネクタハウジングのピンの拡大斜視図 実施例２のコネクタハウジングのピンをハウジングベースに熱かしめ固定した拡大断面図

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、電子制御装置の構成と組立て手順を添付図面に基づいて説明する。

図１は、第１の本実施形態の制御装置を示す斜視図である。図２は、図１の制御装置の分解斜視図である。

図１から図２に示すように、本発明の制御装置はマイクロコンピュータ等の電子部品５や外部インターフェースであるコネクタ３を実装した制御基板４と、ハウジングカバー２と、ハウジングベース１と、ハウジングカバー２、ハウジングベース１、及びコネクタ３間を接着するシール材７とから構成される。

制御基板４は、ガラスエポキシ樹脂等をベースとしたプリント配線板を用いるとよい。制御基板４にマイクロコンピュータ等の電子部品５を接続する際は、Ｓｎ−Ｃｕはんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉはんだ等の鉛フリーはんだを用いて接続した。外部インターフェースであるコネクタ３と制御基板４との接続は、コネクタ３のリード１６を制御基板４のスルーホールに挿入し、Ｓｎ−Ｃｕはんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉはんだ等の鉛フリーはんだを用いて接続した。尚、コネクタ３は、面実装タイプ、プレスフィットタイプであってもよい。

次に、ハウジングベース１の外周部にシール材７を塗布する。ハウジングベース１は、外面に放熱フィン１７が配置されるように、ダイカストにより製造された鋳造品である。もしくは、切削加工によるハウジングベースであってもよい。ハウジングベース１の材料は、高い熱伝導性を有した金属材料であることが好ましく、量産性、軽量化、放熱性、コストの観点から、アルミニウム、またはアルミニウム合金であるとよい。シール材７は、耐熱性、耐塩害性の観点からシリコーン接着剤、またはエポキシ接着剤であるとよい。

次に、制御基板４をハウジングベース１に搭載する。その際、図３に示すように、コネクタハウジング８に設けたピン９をハウジングベース１の対向する貫通孔１１に挿入する。これにより制御基板４とハウジングベース１の位置決めが容易となる。続いて、ネジ６を用いて制御基板４をハウジングベース１に固定する。

本実施例では、制御基板４とハウジングベース１の固定点数は、１点または、２点とする。後述するコネクタハウジング８のピン９とハウジングベース１の熱かしめ部が３点目の固定なり、制御基板４、及びコネクタ３の固定平面を形成する。コネクタハウジング８のピン９とハウジングベース１の熱かしめ部を３点目の固定とすることで、制御基板４とハウジングベース１の固定点数を、１点または、２点に低減することができ、固定するのに必要な面積を削減できるため、制御基板４の小型化が可能となる。また、制御基板４とハウジングベース１の固定部材の数量を低減できるため、低コストな電子制御装置を提供できる。

次に、コネクタ３の上部にシール材７を塗布する。その際、塗布するシール材７の始点と終点を、予めハウジングベースに塗布したシール材７と接触させる。

次に、制御装置を閉塞するためにハウジングベース１の開口部をハウジングカバー２にて覆う。ハウジングカバー２は、軽量で耐熱性に優れた点から、ＰＢＴ（Polybutylene Terephthalate）樹脂、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）樹脂、ＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）樹脂を用いるとよい。また、耐電波障害性の観点から、プレス加工によるめっき鋼板や、アルミ合金製ハウジングカバーであってもよい。図１、図２に示した樹脂製ハウジングカバー２の場合、図３に示すようにハウジングカバー３のピン１４をハウジングベース１の対向する貫通孔に挿入する。これによりハウジングカバー２とハウジングベース１の位置決めが容易となる。

次に、コネクタハウジング８のピン９と、ハウジングカバー３のピン１４を一括でハウジングベース１を熱かしめにより固定する。熱かしめする際は、電子制御装置の上下を反転させ、コネクタハウジング８のピン９と、ハウジングカバー３のピン１４が上向きになるように設備台上に設置し、予め加熱した熱かしめジグをコネクタハウジング８のピン９の先端と、ハウジングカバー３のピン１４の先端に押し当て、ピン先端を熱変形させることで、図４に示すように熱かしめ部を形成する。熱かしめ部の断面を図５に示すが、熱かしめ部のピン直径（Ｄｐ）はハウジングベース貫通孔の直径（Ｄｈ）よりも大きくするとよい。これにより固定力が増し、耐振動性に優れる電子制御装置が提供できる。続いて、ハウジングカバー２のピン１４とハウジングベースを同様にして、熱かしめにより固定する。
ハウジングカバー２の材料が金属の場合は、ネジを用いて、ハウジングベース１に固定するとよい。

最後に、シール材７を硬化させ、ハウジングベース１、ハウジングカバー２、及びコネクタ３を接着固定する。シール材７の硬化タイプは、熱硬化または湿度硬化どちらでもよい。

実施例２の形態を実施例１と比較し説明する。実施例１では、制御基板４とハウジングベース１の固定点数は、１点または、２点とした。実施例２では、制御基板４とハウジングベース１の固定点数が３点以上の場合について、電子制御装置の構成と組立て手順を添付図面に基づいて説明する。

制御基板４とハウジングベース１の固定点数が３点以上の場合、制御基板４とハウジングベース１間で既に固定平面が形成されているため、ワーストケースの場合、図６に示すように、制御基板４に接続されたコネクタのハウジング部のピン根元部１２とそのピン根元部を受けるハウジングベース貫通孔部の受け部１３に、隙間が生じる。これは、ハウジングベース１、基板４、及びコネクタ３の寸法ばらつきによるものである。当該部に隙間があると、振動環境下における熱かしめ固定部の信頼性が低下する懸念がある。そこで図７に示すように、コネクタハウジング８のピン根元の外周に、複数の小突起１５を設けるとよい。これにより、図８に示すように、当該部の隙間発生を防止でき、振動環境下における熱かしめ固定部の信頼性が確保可能である。

実施例２ではコネクタハウジング８のピン根元外周の小突起１５を設けたが、小突起１５を設ける代わりにコネクタハウジング８のピン根元とハウジングベースの間にハウジングカバー、及びハウジングベースよりも柔らかいゴム状のシートまたはリングを設けるとよい。コネクタ３をハウジングベース１に搭載する際に、予めゴム状シートまたはリングをコネクタハウジングのピン根元１２とハウジングベース１の間に設置し、熱かしめ固定する際に、熱かしめジグでハウジングベース1を押えて固定することで、ゴム状シートまたはリングが圧縮され、当該部の隙間発生を防止できる。

以上、本発明に係る制御装置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。

１ ハウジングベース
２ ハウジングカバー
３ コネクタ
４ 制御基板
５ 電子部品
６ 制御基板固定用ネジ
７ シール材
８ コネクタハウジング
９ コネクタハウジングのピン
１０ 熱かしめ固定後のコネクタハウジングのピン
１１ ハウジングベースの貫通孔
１２ コネクタハウジングのピン根元部
１３ ハウジングベース貫通孔部の受け部
１４ ハウジングカバーのピン
１５ コネクタハウジングのピン根元外周の小突起
１６ コネクタのリード
１７ 放熱フィン

Claims (8)

1. マイクロコンピュータ等の電子部品及びコネクタが搭載された制御基板と、
   前記制御基板の厚さ方向の両側に配置され、前記制御基板の外形よりも大きいハウジングカバー及びハウジングベースと、
   前記ハウジングカバーの外周と前記コネクタ間、前記ハウジングベースの外周と前記コネクタ間、及び前記ハウジングカバーの外周と前記ハウジングベースの外周間を接着するシール材とを有する電子制御装置において、
   前記コネクタが前記ハウジングベースに固定される手段を持つことを特徴とする電子制御装置。
   
2. 前記コネクタのハウジング部に前記ハウジングベースに向かって伸びるようにピンが形成され、前記ピンが前記ハウジングベースの対向部に設けられた貫通孔に挿入され、前記ピンが前記ハウジングベースに熱かしめ固定されることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
   
3. 前記ハウジングカバー、前記ハウジングベース間の外周を前記シール材にて接着固定する構造において、前記コネクタの熱かしめ固定部は前記シール材で閉じられた空間の外側に位置することを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
   
4. 前記ハウジングカバーに前記ハウジングベースに向かって伸びるようにピンが形成され、前記ハウジングカバーのピンが前記ハウジングベースの対向部に設けられた貫通孔に挿入され、前記ハウジングカバーのピンが、前記コネクタハウジングのピンと共に、一括で前記ハウジングベースに熱かしめ固定されることを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
   
5. 前記コネクタの熱かしめ固定部は少なくとも２箇所設けられていることを特徴とする請求項３、または４に記載の電子制御装置。
   
6. 前記コネクタハウジングのピン根元の外周に、複数の小突起が設けら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。
   
7. 熱かしめ後の前記ピンの先端は前記ハウジングベースの貫通孔から突出し、ピン先端径はハウジングベースの穴径よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の電子制御装置。
   
8. 前記ピン先端の突出部には前記ハウジングベースの防護壁が設けら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。