JP2016103382A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子制御装置において、コネクタ変位抑制機構として、コネクタハウジングの外側に出っ張るように凹部、前期凹部に所定のクリアランスをもって嵌まり込む凸部を設けると、前記凹部に高い応力が掛かり、またコネクタのサイズアップになる。【解決手段】コネクタ変位抑制機構として、コネクタハウジング部の凹部をコネクタハウジング部の内側に埋没するように設け、前記凹部に所定のクリアランスをもって嵌まり込む前記コネクタと同等以上の剛性を持つ筐体側に凸部を設ける事で、サイズアップすることなく、前記凹部は、前記凸部と剛性の大きい部位で受けることが出来、掛かる応力を低減す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、エンジンコントロールユニットや自動変速機用コントロールユニットなどの車載用電子制御装置の筐体構造に関する。

車室内及びエンジンルーム等の車両内に搭載されるエンジンコントロールユニットや自動変速機用コントロールユニットなどの電子制御装置は、電子部品を実装した回路基板、回路基板に実装し外部コネクタと接続するコネクタ、回路基板を収容する筐体、筐体内の気密性を確保するシール部材等で構成されている。前記コネクタは、外部コネクタとの嵌合するとき、もしくは離脱するときに受けるこじり力、外部コネクタから伝わる振動等により、筐体に対して変位を起こし、それに起因してシール部材に過度な応力が発生してしまい、シール性能が低下してしまう。前記コネクタの変位抑制機構として、コネクタハウジング部から外側に突き出すような凹部及びコネクタより剛性の高い相手側、例えば金属筐体側に凸部を設けて、前記凹部が、所定のクリアランスをもって前記凸部に嵌まり込むことで、前記コネクタが筐体に対して変位したときに、前記凹部と前記凸部が接触する事で過度な変位を抑制している。

特開２０１４−６３８６８号公報

しかしながら、前記コネクタ変位抑制機構は、コネクタハウジング部の外側に凹部が突き出すように設けており、前記凹部が，剛性の大きい凸部と接触すると、前記凹部に大きな応力が掛かってしまい、欠けやクラックが起こり得る。前記凹部の応力を低減するには、凹部の肉厚を上げて補強する、形状を大型化する等の対策が考えられるが、コネクタのサイズアップ、コストアップ、生産性の低下等を招いてしまう。また、コネクタ変位に起因してシール部材が圧縮、もしくは伸張することにより、シール部材に発生する応力を低減するには、シール部材の塗布エリア近傍にコネクタ変位抑制機構を設ける必要がある。

上記課題を解決するため本発明の電子制御装置は、回路基板と、前記回路基板を格納する筐体と、前記回路基板と外部コネクタとを電気的に接続するためのコネクタと、を備える車載用の電子制御装置において、前記筐体は凸部を備え、前記コネクタは接続端子を固定するコネクタハウジング部を備え、前記コネクタハウジング部は、前記コネクタハウジングの内側へ埋没する凹部を備え、前記凸部は前記凹部に嵌合していることを特徴としている。

本発明によれば、コネクタサイズ、コストを増加することなく、コネクタ変位抑制機構を設けることが可能となる。また、凸部との接触をコネクタハウジング全体で受けることができるので、発生する応力を低減することができる。また、シール部近傍にコネクタの変位抑制機構を設けることが出来るので、シール部材に掛かる応力も低減することが可能となる。

本発明を採用した電子制御装置の外観図及び展開図 実施例１のコネクタ変位抑制機構図 実施例１のコネクタ変位抑制機構図の別形状 実施例１におけるコネクタ凹部とベース凸部の外観図及び断面図 実施例１におけるコネクタ凹部とベース凸部の斜視図 実施例１におけるコネクタの変位方向図 実施例２のコネクタ変位抑制機構図 実施例２のコネクタ変位抑制機構図の別形状１ 実施例２のコネクタ変位抑制機構図の別形状２ 実施例３のコネクタ変位抑制機構図 実施例４のコネクタ変位抑制機構図

以下、本発明に係る電子制御装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。図１は本発明の実施形態の電子制御装置の一例を示す、
電子制御装置は、電子部品４ａ及び外部機器との電気接続用のコネクタ１が実装された回路基板４と、回路基板４を内部に収容する金属ベース２及び樹脂カバー３と、を含んで構成される。金属ベース２は、例えばアルミや鉄等の放熱性に優れた金属材料で成形される。コネクタ１及び樹脂カバー３は、例えば、ＰＢＴやＰＰＳ等の強度、耐熱性に優れたプラスチック材で成形される。回路基板４の外周４隅は、金属ベース２と回路基板固定用ネジ６を用いて固定される。前記電子部品４ａの内、特に高発熱電子部品からの発熱は、熱伝導剤８を介して、効率よく金属ベース２に伝熱される。熱伝導剤８としては、例えば、放熱接着剤や放熱グリス等が用いられる。電子制御装置の気密性を確保するシール部材５が、金属ベース２と樹脂カバー３、金属ベース２とコネクタ１及び樹脂カバー３とコネクタ１の間を充填している。シール部材５は、電子制御装置の気密性を満足できれば良く、例えば、硬化前に流動性を有する液状接着剤、Ｏリングでも良い。樹脂カバー３には、通気孔３ａが設けられ、電子制御装置の内部と外部環境を通気する呼吸フィルタ７が熱溶着されている。前記呼吸フィルタ７は、水やコンタミ等は通さず、空気のみを通す機能を有する。前記金属ベース２と樹脂カバー３は、樹脂カバー３外周部４隅から突出したボスを熱成形した熱かしめ３ｂにて固定される。

図２及び図３は、本発明の第一の実施例を示すものである。

本実施例では、コネクタ凹部１ａが、コネクタ１に設けられたコネクタ斜面部に埋没した溝構造を形成している。ベース２に設けられたベース凸部２ａは、コネクタ凹部１ａと所定のクリアランスをもって嵌まり込むような構造となっている。ベース２の材料は、コネクタ１と同等以上の剛性があれば良く、コネクタ１と同材料の、例えば樹脂材料でも良い。コネクタ凹部１ａ及びベース凸部２ａは、電子部品４ａ及びコネクタ１を実装した回路基板４をベース２に搭載する際の位置決め機構の役割も併せて果たすこともできるが、位置決め機構を別に設けて、コネクタ変位抑制機構のみとして役割を果たしても良い。
図３の実施例は、図２の実施例と同様に、コネクタ凹部１ａが、コネクタ斜面部に埋没した溝構造を形成している。ベース２に設けられたベース凸部２ａは、コネクタ斜面部と対向するベース斜面上に設けられており、図２同様、所定のクリアランスをもって嵌まり込むような構造となっている。

図４、図５は、コネクタ変位抑制機構の詳細を示したものである。

コネクタ凹部横幅１ｂは、ベース凸部横幅２ｂよりも大きく設定されており、電子部品４ａ及びコネクタ１が実装された回路基板４をベース２上に搭載し、回路基板固定用ネジ６をもって組み付けた際に、クリアランスＩ９ａ、クリアランスII９ｂが確保できる様な構造である。クリアランスＩ９ａは、凹部側面Ｉ１ｄと、前記凹部側面Ｉ１ｄに対向する凸部側面Ｉ２ｄで形成され、クリアランスII９ｂは、凹部側面II１ｅと、前記凹部側面II１ｅに対向する凸部側面II２ｅで形成される。前記凹部側面Ｉ１ｄ及び凹部側面II１ｅは、コネクタ斜面部より内側、すなわち、前記コネクタ斜面部より外側に突き出さないように設けられている。

図６は、コネクタがこじり力や振動等を受けることによる変位方向を示すものである。
コネクタ１は、外部コネクタ１０との嵌合時や離脱時に受けるこじり力、前記外部コネクタ１０を介して受ける振動等により、上方向の変位１１ａ、下方向の変位１１ｂを起こす。コネクタ１に上方向の変位１１ａが発生した際は、クリアランスＩ９ａが０となること、即ち、凹部側面Ｉ１ｄと、前記凹部側面Ｉ１ｄに対向する凸部側面Ｉ２ｄが接触することでコネクタ１の変位は抑制される。同様に、コネクタ１に下方向の変位１１ｂが発生した際は、クリアランスII９ｂが０となること、即ち、凹部側面II１ｅと、前記凹部側面II１ｅに対向する凸部側面II２ｅが接触することでコネクタ１の変位は抑制される。

コネクタ斜面部の外側に突き出すような凹部構造の場合は、突き出した部位に局所的に大きな応力が掛かってしまう。掛かる応力を低減するには、凹部を肉厚にして補強する、形状を大型化する等があるが、コストアップ、サイズアップ、生産性低下に繋がる。コネクタ斜面部の内側に埋没するようにコネクタ凹部１ａを設けた場合、コネクタ１が受ける上方向の変位１１ａにより、凹部側面Ｉ１ｄは、凸部側面Ｉ２ｄと接触して応力を受けるが、前記凹部側面Ｉ１ｄはコネクタ斜面部に埋没しているために、ハウジングが肉厚な部位で応力を受けている。同様に、コネクタ１が受ける下方向の変位１１ｂにより、凹部側面II１ｅは、凸部側面II２ｅと接触して応力を受けるが、前記凹部側面II１ｅは、コネクタ斜面シール部１ｃに埋没しているために、ハウジングが肉厚な部位で応力を受けている。いずれの場合も、掛かる応力を低減することが出来る。

クリアランスＩ９ａ及びクリアランスII９ｂは、小さい方がコネクタ１の変位をより抑制することができるが、寸法ばらつき、組み付けばらつき及び使用するコネクタ材料を考慮した最適なクリアランス設計を行う必要がある。

図７、図８及び図９は本発明の第二の実施例を示すものである。

前記の実施例に対して、コネクタ凹部１ａをコネクタ斜面シール部１ｃに設け、前記コネクタ斜面シール部１ｃ上に塗布されるシール部材５の直近にコネクタ変位抑制機構を設置している。コネクタ１の変位が起因となり、シール部材５は圧縮方向、または伸張方向の力を受ける。シール部材-コネクタ変位抑制機構間距離１２を小さくすることで、即ち、シール部材５のすぐ近傍でコネクタの変位を抑制することで、シール部材５の圧縮量と伸張量を低減する事が出来、掛かる応力を低減することが出来る。コネクタ凹部１ａは、コネクタ斜面シール部１ｃと同一平面上に埋没するように溝構造を形成しているので、シール部材５のすぐ近傍にコネクタ変位抑制機構を設けることができ、シール部材-コネクタ変位抑制機構間距離１２は０となっても良い。

図８は、シール部材５が塗布されるコネクタ斜面シール部１ｃの直下にコネクタ変位抑制機構がある、即ち、コネクタ変位抑制機構がシールエリアの一部を形成しており、シール部材５の塗布エリアとなっている。コネクタ斜面シール部１ｃに埋没するような溝形状であり、斜面より外側に突き出すことがないので、シール部塗布エリア上に前記コネクタ変位抑制機構を設ける事が出来る。但し、前記コネクタ変位抑制機構上にシール部材５を塗布する場合は、クリアランスＩ９ａ及びクリアランスII９ｂや、その他クリアランス部にシール部材５が入り込む可能性があるので、これらを考慮してシール部材５を塗布する必要がある。図９は、コネクタ変位抑制機構を、コネクタ斜面シール部１ｃ上のシール部材５の両側に２箇所設けた形状である。特にコネクタ1が受けるこじり力や外部コネクタからの振動が大きい場合、複数個コネクタ変位抑制機構を設けることで、複数箇所で分散して応力を受けるので、コネクタが受ける応力の低減に繋がる。

図１０は、本発明の第三の実施例を示すものである。

前記の実施例に対して、コネクタ凹部１ａが、コネクタ斜面シール部１ｃに完全に埋没していない構造である。少なくともベース凸部２ａが接触する凹部側面Ｉ１ｄ及び図面上には記載していないが、凹部側面II１ｅが、コネクタ斜面シール部１ｃの内側に埋没していれば良い。コネクタ凹部１ａは、完全にコネクタシール部１ｃに埋没する必要はなく、コネクタ凹部１ａを形成する際に、変位抑制に寄与しないコネクタ凹部壁１３を設けても良い。

図１１は、本発明の第四の実施例を示すものである。

前記の実施例に対して、コネクタ凹部１ａを、コネクタ斜面シール部１ｃとコネクタ下面シール部１ｆの交差エリアに設けた構造である。コネクタ凹部１ａは、コネクタハウジング内側に埋没するように形成されていれば良く、図１１の通り、コネクタ凹部１ａは、コネクタ斜面シール部１ｃのみでなく、コネクタ下面シール部１ｆに拡げて設けても良い。コネクタ１の変位が大きい場合は、コネクタ下部シール部１ｆに設けたコネクタ凹部１ａを、コネクタシール部１ｆの長さ方向に伸ばすことで、それに嵌まり込むベース凸部２ａも伸び、より広範囲でコネクタ凹部１ａとベース凸部２ａが接触することで掛かる応力を低減することが出来る。

以上のように、本発明を具体的な形態で説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形、変更を含むものである。例えば、変形抑制機構の凹部及び凸部は、上記実施例に限定されず、様々な形状を採用することができる。

１ コネクタ
１ａ コネクタ凹部
１ｂ コネクタ凹部横幅
１ｃ コネクタ斜面シール部
１ｄ 凹部側面Ｉ
１ｅ 凹部側面II
２ ベース
２ａ ベース凸部
２ｂ ベース凸部横幅
２ｄ 凸部側面Ｉ
２ｅ 凸部側面II
３ 樹脂カバー
３ａ 通気孔
３ｂ 熱かしめ
４ 回路基板
４ａ 電子部品
５ シール部材
６ 回路基板固定用ネジ
７ 呼吸フィルタ
８ 熱伝導剤
９ａ クリアランスＩ
９ｂ クリアランスII
１０ 外部コネクタ
１１ａ 上方向の変位
１１ｂ 下方向の変位
１２ シール部材-コネクタ変位抑制機構間距離
１３ コネクタ凹部壁

Claims (5)

1. 回路基板と、
   前記回路基板を格納する筐体と、
   前記回路基板と外部コネクタとを電気的に接続するためのコネクタと、を備える車載用の電子制御装置において、
   前記筐体は凸部を備え、
   前記コネクタは接続端子を固定するコネクタハウジング部を備え、
   前記コネクタハウジング部は、前記コネクタハウジングの内側へ埋没する凹部を備え、
   前記凸部は前記凹部に嵌合していることを特徴とする電子制御装置。
2. 前記凹部は、少なくとも一部が前記コネクタハウジング内側へ埋没していることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
3. 前記凹部は、前記コネクタハウジングの斜面シール部に塗布されるシール部材の近傍に配置される請求項１または２いずれか一項に記載の電子制御装置。
4. 前記凹部が前記コネクタハウジングの斜面シール部に塗布されるシール部材よりも、前記回路基板上の電子部品側に設けられる請求項１または２いずれか一項に記載の電子制御装置。
5. 前記凹部が、前記コネクタハウジングの斜面シール部に塗布されるシール部材の塗布エリア上に配置される請求項１または２いずれか一項に記載の電子制御装置。