JP2016063619A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸シール構造において液状シール材を適用できるようにして、電子制御装置の大型化を抑制し、シール溝部に対する追従性を得られ易くする。【解決手段】互いに接合可能な第１筐体部材３，第２筐体部材２を備え第１筐体部材３の接合部３２を第２筐体部材２の接合部２６に挿嵌して接合する筐体１０内に、回路基板４を収容する。接合部２６，３２のうち何れか一方の接合面には、当該接合面に沿って延在する軸シール用のシール溝部３３を形成する。第２筐体部材２の接合部２６には、その接合部２６の外周側と接合面２６ａとの間を貫通し筐体接合状態においてシール溝部３３に連通状態となる連通孔を形成する。シール溝部３３には、筐体接合状態において連通孔を介し液状シール材を注入し溝埋めする。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両の電動パワーステアリング装置，ブレーキ制御装置などに適用される電子制御装置に関するものである。

例えば電動パワーステアリング装置，ブレーキ制御装置などの車両に搭載される電子制御装置としては、複数の筐体部材（例えば後述のケース，カバー等）を組み付けて接合して成る筐体内部の空間に、各種電子部品を実装した回路基板を収容した構成のものが知られている。

各筐体部材のうち互いに接合される一対の筐体部材（例えば対向して配置および接合される一対の筐体部材）のシール構造としては、両者の接合部の接合面を面シール（例えば両者に形成された開口部の端面同士を面シール）する構造がある。また、当該両者のうち一方の筐体部材の接合部（例えば筐体部材の開口部側）を他方の筐体部材の接合部（例えば大径の開口部内）に挿嵌して接合（例えば印籠継ぎ状に嵌合して接合）し、その接合面（すなわち嵌合面）にて軸シールする構造もある（例えば特許文献１）。

一般的な面シールや軸シールする構造では、例えば両者の接合面において、当該接合面に沿って延在するシール溝部（シール材用の溝部）を予め形成（例えば両者の筐体部材のうち少なくとも何れか一方の接合部に形成）しておき、そのシール溝部に固形シール材（例えばＯリング等の固形ガスケット）または液状シール材（ＦＩＰＧ，ＣＩＰＧ等の液状ガスケット）を設けてから、両者の筐体部材を接合することにより、所望のシール性が得られるようにする手法が採られている。

特開２０１３−９０５３２

しかしながら、前述のように固形シール材や液状シール材を設けてから両者の筐体部材を接合して面シールや軸シールする構造では、例えば以下に示す課題がある。

面シール構造の場合、固形シール材および液状シール材の何れを適用することも可能であるが、接合前にシール溝部に対して固形シール材を配置したり液状シール材を流し込めるようにする必要があり、筐体部材の接合面が大きく（例えばシール溝部の溝幅方向に大きく）なる傾向があり、電子制御装置の大型化を招くことが考えられる。

軸シール構造の場合、両者の筐体部材の嵌合面の面積を大きく（篏合面において挿嵌方向の距離を大きく）することにより、接合面の面積を十分に確保し易く、前述の面シール構造のような大型化を抑制できるが、挿嵌による接合時に、シール材が筐体部材によって擦すられるため、シール材としては固形シール材に制限されてしまっていた。

固形シール材においては、シール溝部（特にコーナー部を有するシール溝部）に対する追従性（密着性等）が得られ難く、固形シール材とシール溝部において高い加工精度が要求される。また、コーナー部において強度が低くなり易く、接合後の永久歪を考慮した設計も必要となる。

液状シール材においては、コーナー部を有するシール溝部であっても当該シール溝部に流し込むことができる形状であれば、シール溝部に対する追従性が得られ易いものの、軸シール構造においては不向きとされていた。また、所望のシール性が得られるようにするためは、シール材を多量に適用（例えばシール溝から溢れ出るように適用）する傾向となり、シール材コストの上昇を招くことにもなる。

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、軸シール構造において液状シール材を適用できるようにして、電子制御装置の大型化を抑制し、シール溝部に対する追従性を得られ易くすることが可能な電子制御装置を提供することを目的としたものである。

この発明に係る電子制御装置は、前記の課題を解決できる創作であり、その一態様は、互いに接合可能な第１，第２筐体部材を備えた筐体内に、電子部品が実装された回路基板を収容する電子制御装置であって、第１，第２筐体部材は、第１筐体部材の接合部が第２筐体部材の接合部に挿嵌されて接合し、第１，第２筐体部材のうち何れか一方の接合部の接合面には、当該接合面に沿って延在する軸シール用のシール溝部が形成され、第２筐体部材の接合部には、その接合部の外周側と接合面との間を貫通しシール溝部に連通する連通孔が少なくとも一つ形成され、シール溝部は、第２筐体部材の接合部の外周側から連通孔を介して注入される液状シール材により溝埋めされたことを特徴とする。

前記シール溝部は、接合面に沿って螺旋状に延在したものでも良い。また、前記シール溝部をバイパスするバイパス溝が形成されたものでも良い。また、前記連通孔は、シール溝部の両端のうち少なくとも一方に連通するものでも良い。また、前記液状シール材は、ＦＩＰＧから成るものでも良い。

本発明によれば、軸シール構造において液状シール材を適用できるようにして、電子制御装置の大型化を抑制し、シール溝部に対する追従性を得られ易くすることが可能となる。

本実施形態に係る電子制御装置を車両用電動パワーステアリング装置に適用した一例の概略斜視図（モータケース１側から臨んだ分解斜視図）。 本実施形態に係る電子制御装置を車両用電動パワーステアリング装置に適用した一例の概略斜視図（基板カバー３側から臨んだ分解斜視図）。 図１，図２の部分拡大図（基板ケース２および基板カバー３）。 基板ケース２と基板カバー３との接続構造を示す概略側面図。 図４においてシール溝部３３が溝埋めされた状態の一例を示す部分断面図。

本発明の実施形態の電子制御装置は、互いに接合可能な第１，第２の筐体部材（例えば後述の基板ケース，基板カバー）を備えた筐体において、従来のようにシール溝部に対し固形シール材や液状シール材を設けてから接合して面シールや軸シールする構造とは異なるものであり、第１筐体部材の接合部を第２筐体部材の接合部に挿嵌して接合（印籠継ぎ状に嵌合）してから、その接合面（篏合面）に沿って延在して形成された軸シール用のシール溝部に対して、第２筐体部材の接合部の外周側と接合面との間を貫通しシール溝部に連通する連通孔を介し、液状シール材を注入して溝埋めすることにより、軸シールできるものである。

本実施形態のように、第２筐体部材の接合部の外周側と接合面を貫通しシール溝部に連通する連通孔を形成したことにより、軸シール構造であっても液状シール材を適用することができ、また、第１筐体部材の接合部を第２筐体部材の接合部に挿嵌し接合した状態で、シール溝部に対して液状シール材を注入することが可能となる。これにより、電子制御装置の大型化を抑制でき、シール溝部（特にコーナー部を有するシール溝部）に対する追従性（密着性等）も得られ易くなり、第１，第２筐体部材の互いの密着性を得ることも可能となる。さらに、液状シール材の注入量においては、例えば第１，第２筐体部材を接合した後のシール溝部を溝埋めできる量に設定すれば良く、シール材コストの上昇を招かないようにすることが可能となる。

本実施形態による電子制御装置は、以上示したように第１，第２筐体部材が互いに接合する接合面に形成されたシール溝部に対し連通孔を介して液状シール材を注入できる構成であれば、例えば電子制御装置，成型，シール材，プリント基板等に係る分野の周知技術を適宜適用して種々の形態に変更することができ、それぞれ有用な作用効果を奏することが可能である。

例えば、前記シール溝部は、液状シール材を注入して溝埋めすることにより第１，第２筐体部材の接合面において軸シールできる形状であれば良く、その一例として当該接合面に沿って環状に延在した形状のものが挙げられるが、当該接合面に沿って螺旋状に延在した形状のものでも良い。

前記のように接合面に螺旋状のシール溝部を形成した場合、そのシール溝部間において螺旋状の非シール面（シール溝部に沿って延在しシール材が設けられない非シール面）が形成されるが、例えばシール溝部の延在方向の寸法を十分長く設定したり、シール溝部間の寸法を短く設定することにより、第１，第２筐体部材において所望のシール性が得られれば良い。

また、接合面においては、シール溝部をバイパスするバイパス溝を形成しても良い。例えば前記のような螺旋状のシール溝部間において、シール溝部をバイパスするバイパス溝を形成し、それらシール溝部およびバイパス溝を液状シール材によって溝埋めした場合には、前記の非シール面もシールされるため、所望のシール性が得られ易くなる。

前記の連通孔においては、第２筐体部材の接合部の外周側と接合面とを貫通してシール溝部に連通し、そのシール溝部に対して液状シール材を注入することにより溝埋めできる形状であれば良く、また個数においては１個に限定されるものではなく、複数個形成しても良い。

例えば螺旋状のシール溝部が形成され、そのシール溝部の一端側と他端側とに連通する連通孔をそれぞれ形成してきおき、一方の連通孔を介してシール溝部に液状シール材を注入し続けていくと、シール溝部が液状シール材で満たされた後に例えば他方の連通孔から液状シール材が溢出する。したがって、前記の溢出状態を溝埋め状態とみなすこともでき、当該溝埋め状態の確認も容易となる。

また、前記のように連通孔が複数個形成された構成であれば、例えば一つの連通孔から液状シール材を注入した場合に、当該シール溝部内に残存する気体が他の連通孔を介して放出され、当該注入圧の上昇が抑制されるため、注入作業の容易化に貢献できる。

液状シール材は、前記のように連通孔を介してシール溝部に注入されて硬化し軸シールできるものであれば、種々のものを適用することができ、例えばＦＩＰＧ，ＣＩＰＧ等の液状ガスケットのように流動性を有するものが挙げられる。また、ＦＩＰＧのように接着性を有する液状シール材を適用した場合には、第１，第２筐体部材の接合面での密着力が得られ、所望のシール性や接合強度を得るために貢献することが可能となる。

≪本実施形態の電子制御装置の適用例≫
以下、本発明の実施形態に係る電子制御装置を、図１，図２（および図３〜図５；詳細を後述する）に示す車両用の電動パワーステアリング装置１０Ａに適用した一例に基づき説明する。電動パワーステアリング装置１０Ａは、図外のステアリング機構（例えばステアリングホイール，ステアリングコラム，歯車機構，ラック軸等を備えた機構）による操舵トルクに対してアシストトルクを付与する電動モータ（例えば三相交流型ブラシレスモータ）１１と、その電動モータ１１を駆動制御する多層構造の回路基板４（後述する制御回路基板４１，インバータ回路基板４２，電源供給回路基板４３）と、を複数個の筐体部材（後述のモータケース１，基板ケース２，基板カバー３）を組み付けて成る略円柱状の筐体１０内に収容したものである。

筐体１０は、例えば電動モータ１１を収容する有底筒状のモータケース１と、回路基板４を支持しモータケース１の開口部１ａを閉塞するように組み付けられて接合する有底筒状の基板ケース２と、電源接続コネクタ（例えば図外の外部電源と接続されるコネクタ）３１ａおよび外部信号接続コネクタ（例えば電動パワーステアリング装置の駆動状況を外部に送信したり当該外部からの指令信号等を受信する外部信号配線用のコネクタ）３１ｂが形成され基板ケース２の開口部（モータケース１の反対側に位置する開口部）２ａを閉塞するように組み付けられて接合する有底筒状の基板カバー３と、を備えている。

モータケース１内に収容される電動モータ１１は、モータケース１内の軸心方向に延在して軸支された回転子１２と、その回転子１２の外周側に配置される固定子（図示省略）と、を備えている。回転子１２の一端側１２ａは、モータケース１の底壁１ｂの中央部を貫通して突出し、歯車手段１２ｃ等を介して図外のステアリング機構（ラック軸等）に連結して、電動モータ１１によるアシストトルクを付与できるように構成されている。

モータケース１におけるモータカバー１ｄ（詳細を後述する）と開口部１ａとの間に位置し基板ケース２の接合部２１（詳細を後述する）と接合する接合部１３は、円環状の内壁面（接合部２１との接合面）１３ａを有し、基板ケース２の接合部２１を受容して被嵌（後述する制御基板４１，インバータ基板４２を収容し印籠継ぎ状に嵌合）できる形状をなしている。回転子１２の他端側１２ｂは、モータケース１内において開口部１ａから距離を隔てて設けられたモータカバー１ｄの中央部の貫通孔（図示省略）を介して突出している。

モータケース１における底壁１ｂ側の周縁部には、固定穴１４ａを有したフランジ部１４が形成され、例えば車両の所定位置（例えばステアリング機構）に対し図外の固定手段（例えば固定穴１４ａを貫通可能なボルトやナット等による締結手段）を介して取り付け可能な形状をなしている。また、モータケース１における開口部１ａ側の周縁部には、固定穴１５ａを有したフランジ部１５が形成され、基板ケース２の外周面の中央部に形成されたフランジ部２２の固定穴２２ａに対して、図外の固定手段（例えば固定穴１４ａを貫通し固定穴２２ａに螺合可能なボルト等による締結手段）を介して取り付け可能な形状をなしている。

基板ケース２の底壁をなしモータケース１の接合部１３と接合する接合部２１は、円環状の外壁面（接合部１３との接合面、すなわち嵌合面）２１ａを有し、当該接合部１３の内壁面１３ａ側に挿嵌（印籠継ぎ状に嵌合）して接合できる形状をなしている。外壁面２１ａには、当該外壁面２１ａの周方向に沿って延在する円環状のシール溝部２１ｂが形成され、そのシール溝部２１ｂに固形シール材（図１，図２中では例えば２つシール溝部２１ｂそれぞれにＯリング）２１ｃを設けることにより軸シールできる構造となっている。

接合部２１のモータケース１側には、制御回路基板（以下、制御基板）４１，インバータ回路基板（以下、インバータ基板）４２を積層構造で互いに所定距離を隔てて支持する平面状の支持部２３ａが形成され、当該接合部２１の基板カバー３側（基板ケース２内側）には、電源供給回路基板（以下、電源基板）４３を支持する平面状の支持部２３ｂが形成されている。接合部２１の周縁側には、制御基板４１と外部信号接続コネクタ３１ｂとを接続する制御信号用配線（図示省略）を配設できるように、貫通孔２１ｄが形成されている。

制御基板４１，インバータ基板４２，電源基板４３は、それぞれ図外の基板間配線（例えば、制御基板４１とインバータとの間に配置される配線や、接合部２１に埋設されたバスバー等；それぞれ図示省略）を介して適宜接続され、電動モータ１１を駆動できるように構成されている。

制御基板４１においては、平板状基板から成り、当該基板の両端面のうち少なくとも一方側面に所望の導体パターン（図示省略）が形成され、その導体パターン上に多数の電子部品を実装、例えば電動モータ１１の駆動状況を検出するセンサ手段１６が実装される。このセンサ手段１６としては、例えばＭＲセンサ１６ａを備えたものであって、回転子１２の他端側１２ｂに設けられたセンサマグネット１６ｂの回転を磁気式（非接触式）に検出してパルス信号を発生させ、そのパルス信号をマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１６ｃに伝送し電動モータ１１の回転数を算出させる構成が挙げられる。図１，図２における制御基板４１は、支持部２３ａの周縁部に立設し固定穴２４ａを有した複数個の支柱２４に支持され、制御基板４１の周縁側を肉厚方向に貫通する取付螺子２４ｂを固定穴２４ａに螺合させて固定できる構造となっている。

インバータ基板４２においては、平板状基板の両端面のうち少なくとも一方側面にスイッチング素子等の多数の電子部品（図示省略）が実装され、それら電子部品により所望のインバータ回路（図示省略）が形成されたものが適用される。図１，図２におけるインバータ基板４２は、制御基板４１と干渉しないように、支持部２３ａと制御基板４１との間に配置され、当該インバータ基板４２の周縁側を肉厚方向に貫通する取付螺子２５ａを、支持部２３ａに形成された固定穴２５ｂに螺合させて固定できる構造となっている。また、インバータ基板４２の周縁側には、支柱２４や前記制御信号用配線（図示省略）との干渉を回避するように、切り欠き部２５ｃが適宜形成されている。

電源基板４３においては、平板状基板から成り、当該基板の両端面のうち少なくとも一方側面にアルミニウム電解コンデンサ４３ａ等の多数の電子部品（図示省略）が実装され、それら電子部品により所望の電源供給回路（図示省略）が形成されたものが適用される。図１，図２における電源基板４３は、当該電源基板４３の周縁側を肉厚方向に貫通する取付螺子４３ｂを、支持部２３ｂに形成された固定穴４３ｃに螺合させて固定できる構造となっている。また、電源基板４３の周縁側には、前記制御信号用配線（図示省略）との干渉を回避するように、切り欠き部４３ｄが形成されている。さらに、電源基板４３は、電源用配線（図示省略）を介して電源接続コネクタ３１ａと接続する。

基板ケース２の開口部２ａ側で基板カバー３の接合部３２（詳細を後述する）と接合する接合部２６は、円環状の内壁面２６ａを有し、当該接合部３２を受容して被嵌（電源基板４３を収容した状態で印籠継ぎ状に嵌合）できる形状をなしている。

基板カバー３の開口部３ａ側で基板ケース２の接合部２６と接合する接合部３２は、円環状の外壁面３２ａを有し、当該内壁面２６ａ側に挿嵌（印籠継ぎ状に嵌合）して接合できる形状をなしている。外壁面３２ａには、当該外壁面３２ａの周方向に沿って螺旋状に延在するシール溝部３３が形成され、基板ケース２の接合部２６の内壁面２６ａと外壁面２６ｂとの間を貫通した連通孔５（詳細を後述する）を介して注入される液状シール材６（詳細を後述する）により、溝埋めされて軸シールできる構造となっている。

基板カバー３における開口部３ａ側の周縁部は、固定穴３７ａを有しボルト等の締結手段３７ｂが挿通できるフランジ部３７が形成され、前記の固定穴３７ａに挿通された締結手段３７ｂを、基板ケース２の外周面の中央部に形成されたフランジ部２７の固定穴２７ａに対して螺合させることにより、取り付け可能な形状となっている。

≪軸シール構造の一例≫
以下、電動パワーステアリング装置１０Ａの軸シール構造の一例（シール溝部３３，連通孔５等）を説明する。なお、図１，図２と同様のものには同一符号を付する等により、その詳細な説明を省略する。

図３〜図５（電源基板４３等について適宜省略した図）に示すように、基板カバー３の接合部３２には、横断面コ字状の溝内壁面３３ａを有した螺旋状のシール溝部３３が、基板カバー３の外壁面３２ａの周方向に沿って旋回（図３〜図５では外壁面３２ａを２周旋回）しながら延在して形成されている。また、基板ケース２の接合部２６においては、接合部２６の内壁面２６ａと外壁面２６ｂとの間を貫通した連通孔５が形成されている。

連通孔５（図３〜図５では２つの連通孔；以下、連通孔５と適宜称する）は、図４，図５に示すように基板ケース２と基板カバー３とが接合した状態（以下、筐体接合状態と称する）においてシール溝部３３が対向する位置に形成することにより、当該筐体接合状態において連通孔５をシール溝部３３に連通させた状態（以下、連通状態と称する）にすることができる。

前記のような筐体接合状態において連通状態となる連通孔５を形成したことにより、当該筐体接合状態でシール溝部３３が筐体１０（図３〜図５では内壁面２６ａ）によって覆われていても、例えば図外の注入ノズルを連通状態の連通孔５に挿入し、その注入ノズルを介して液状シール材６をシール溝部３３に注入することができ、この注入された液状シール材６により、図５に示すようにシール溝部３３が溝埋めされ軸シールされることになる。

図３〜図５の接合部２６の場合、２つの連通孔５ａ，５ｂが、筐体接合状態におけるシール溝部３３の一端側３４ａ，他端側３４ｂと対向する位置に各々形成され、それぞれ当該筐体接合状態において連通状態となる。連通孔５ａ，５ｂのうち何れか一方から液状シール材６を注入し、例えば他方から液状シール材６が溢れる直前まで当該注入を続けることにより、シール溝部３３を溝埋めすることが可能となる。

なお、前記のような螺旋状のシール溝部３３に対し１個の連通孔５（連通孔５ａ，５ｂのうち何れか一方）だけが形成された構造であっても、当該一方の連通孔５からシール溝部３３に液状シール材６を注入して溝埋め出来れば良い。また、その溝埋め後に当該一方の連通孔５から溢れ出る液状シール材６を確認できる構造、例えば、連通孔５と当該連通孔５に挿入される図外の注入ノズルとの間に隙間が形成され、その隙間から当該溝埋め後に液状シール材６が溢れ出る構造であれば、シール溝部３３の溝埋め状態を確認することが可能となる。

外壁面３２ａのシール溝部３３間においては、螺旋状の非シール面（シール溝部３３に沿って延在し液状シール材６が設けられない非シール面）３６が形成されるが、例えばシール溝部３３の延在方向の寸法を十分長く（例えば外壁面３２ａの周方向に沿って旋回させる回数を増加）したり、シール溝部３３間の寸法を短く（非シール面３６の面積を縮小）することにより、所望のシール性が得られ易くなる。また、外壁面３２ａのシール溝部３３間において、例えば図４の仮想線で示すようにシール溝部３３をバイパスするバイパス溝３５を形成（図４では２個形成、図３，図５では図示省略）しても良い。このバイパス溝３５を形成することにより、前述のように連通孔５からシール溝部３３に液状シール材６を注入しいた場合には、シール溝部３３の他にバイパス溝３５を溝埋めすることができ、非シール面３６もシールされるため、所望のシール性がより得られ易くなる。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

例えば、図１〜図５のように基板カバー３の外壁面３２ａにシール溝部３３やバイパス溝３５を形成する替わりに、それらシール溝部３３やバイパス溝３５を基板ケースの内壁面２６ａに形成した場合であっても、筐体接合状態において連通孔５が連通状態となる構成であれば、本願発明と同様の作用効果を奏することになる。

また、シール溝部３３の形状はスパイラル状に限定されるものではなく、例えば円環状等の形状であっても、前述のように筐体接合状態において連通孔５が連通状態となる構成であれば、本願発明と同様の作用効果を奏することになる。

さらに、モータケース１と基板ケース２の接合面においては、当該接合面に形成されたシール溝部２１ｂに固形シール材２１ｃを設けて軸シールした一例を説明したが、例えばモータケース１の接合部１３に対し連通孔５を形成し、その連通孔５がモータケース１と基板ケース２の筐体接合状態において連通状態となる構造であれば、当該筐体接合状態においてシール溝部２１ｂに液状シール材６を注入して溝埋めすることができ、本願発明と同様の作用効果を奏することになる。

１…モータケース
２…基板ケース（第２筐体部材に相当）
３…基板カバー（第１筐体部材に相当）
４…回路基板
５…連通孔
６…液状シール材
２６，３２…接合部
３５…バイパス溝

Claims (5)

1. 互いに接合可能な第１，第２筐体部材を備えた筐体内に、電子部品が実装された回路基板を収容する電子制御装置であって、
   第１，第２筐体部材は、第１筐体部材の接合部が第２筐体部材の接合部に挿嵌されて接合し、
   第１，第２筐体部材のうち何れか一方の接合部の接合面には、当該接合面に沿って延在する軸シール用のシール溝部が形成され、
   第２筐体部材の接合部には、その接合部の外周側と接合面との間を貫通しシール溝部に連通する連通孔が少なくとも一つ形成され、
   シール溝部は、第２筐体部材の接合部の外周側から連通孔を介して注入される液状シール材により溝埋めされたことを特徴とする電子制御装置。
2. 前記シール溝部は、接合面に沿って螺旋状に延在したことを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
3. 前記シール溝部をバイパスするバイパス溝が形成されたことを特徴とする請求項２記載の電子制御装置。
4. 前記連通孔は、シール溝部の両端に位置する一端部および他端部のうち、少なくとも一方に連通することを特徴とする請求項２または３記載の電子制御装置。
5. 前記液状シール材は、ＦＩＰＧから成ることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電子制御装置。

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