JP2016189442A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で、回路基板をケースに強固に固定することができる電子制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】電子部品を実装した回路基板２０と、回路基板２０を収納保持するケース３０と、ケース３０に装着されるカバー４０と、ケース３０にカバー４０を固定する固定部材６０とを備えた電子制御装置１０である。ケース３０及びカバー４０は、回路基板２０を挟持する回路基板接触部３６、４６と、回路基板接触部３６、４６から延設し、回路基板２０の端部２４を解放した状態で収容する回路基板解放部３７、４７とを備える。固定部材６０は、回路基板解放部３７、４７の外周縁３３、４３に備えられている。【効果】、固定部材で回路基板解放部の外周縁を締結しケースにカバーを組み付ける際に、回路基板接触部で回路基板を挟持する力を大きくでき、強固に回路基板を固定することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、回路基板を備える電子制御装置に関する。

乗用車や自動二輪車に代表される車両には、回路基板を備える電子制御装置が搭載されている。この回路基板をケースに収納した電子制御装置が知られている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。

特許文献１の図２に示すように、電子制御装置は、少なくとも２つのケーシング部分（２、３）（括弧付き数字は特許文献１に記載されている符号を示す。以下同じ。）から成るケーシングと、このケーシング内に配置されたプリント配線板（回路基板）（１１）を備えている。ケーシング部分（３）の端部には、プリント配線板（１１）と接する下側平面部が形成され、この下側平面部の縁から垂下するように継ぎ縁（４）が形成されている。また、ケーシング部分（２）の端部にはプリント配線板（１１）に接する上側平面部が形成され、この上側平面部の縁から垂下して継ぎ縁（４）に重なるオーバーラップ部が形成されている。

プリント配線板（１１）を、ケーシング部分（２、３）の上側平面部と下側平面部とで挟み込み、オーバーラップ部を継ぎ縁（４）にレーザー溶接することで、プリント配線板（１１）がケーシングに挟持される。プリント配線板（１１）をケーシングにしっかりと挟持した状態で固定するには、プリント配線板（１１）と上側平面部及び下側平面部との接触面積が所定の面積であることが好ましい。

しかし、ケーシング部材（２、３）をレーザー溶接によって繋ぎ合わせているため、レーザー溶接時にケーシング部分（２、３）が変形し、厚みを有するプリント配線板（１１）の端部（角）にしかケーシング部分（２、３）が接触しない虞がある。このため、プリント配線板（１１）と上側平面部及び下側平面部との接触面積を所定の面積に保つことができず、プリント配線板をケーシングにしっかりと挟持した状態で固定できない。また、対策として、固定用の部品を別途設ければ電子制御装置の構造が複雑になる。そのため、簡易な構造で、回路基板をケースに強固に固定することができる電子制御装置が求められる。

特表２００３−５００８４０号公報

本発明は、簡易な構造で、回路基板をケースに強固に固定することができる電子制御装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、電子部品を実装した回路基板と、前記回路基板を収納保持するケースと、前記ケースに装着されるカバーと、前記ケースに前記カバーを固定する固定部材と、を備えた電子制御装置において、前記ケース及び前記カバーは、前記回路基板を挟持する回路基板接触部と、前記回路基板接触部から延設し、前記回路基板の端部を解放した状態で収容する回路基板解放部と、を備え、前記固定部材は、前記回路基板解放部の外周縁に備えられていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、ケース及びカバーは、プレス成形品であることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、回路基板接触部は凸形状であり、且つ、回路基板解放部は曲面凹形状であることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、回路基板接触部と回路基板解放部は、回路基板の四隅に設けられていることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、固定部材は、回路基板の四隅の外方に設けられ、回路基板接触部は、固定部材の対角線上に配置されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ケース及びカバーは、回路基板を挟持する回路基板接触部と、回路基板接触部から延設し回路基板の端部を解放した状態で収容する回路基板解放部と、を備える。この構成とすることで、固定部材で回路基板解放部の外周縁を締結しケースにカバーを組み付ける際に、回路基板接触部が支点となり撓んでバネ構造となるので、回路基板接触部で回路基板を挟持する力を大きくでき、強固に回路基板を固定することができる。

また、ケースにカバーを組み付ける際に、固定部材で回路基板解放部の外周縁を締結することで、ケースとカバーの外周縁同士が接近し変形する。しかし、回路基板解放部によって、ケースとカバーが変形しても回路基板の端部（角）に接触しないため、回路基板接触部全体が回路基板から浮き上がらず、回路基板接触部と回路基板の接触面積に影響を与えずに回路基板を固定することができる。結果、簡易な構造で、回路基板をケース及びカバーに強固に固定することができる。

請求項２に係る発明では、ケース及びカバーは、プレス成形品であるので、成形が容易である。

請求項３に係る発明では、回路基板接触部は凸形状であり、且つ、回路基板解放部は曲面凹形状であるので、ケースにカバーを組み付ける際にケースとカバーの外周縁同士が接近するように変形しても、曲面凹形状の回路基板解放部によって、ケース及びカバーは回路基板の端部（角）に接触しない。さらに、曲面凹形状の回路基板解放部が回路基板側に接近することに伴い、回路基板接触部が撓んで凸形状の曲面が新たに回路基板に接触することで、回路基板を回路基板接触部との接触面積を確保することができる。

請求項４に係る発明では、回路基板接触部と回路基板解放部は回路基板の四隅に設けられているので、固定部材でケースにカバーを固定する際、回路基板の四隅を挟持でき、確実に回路基板を固定することができる。

請求項５に係る発明では、固定部材は回路基板の四隅の外方に設けられ、回路基板接触部は固定部材の対角線上に配置されているので、回路基板の四隅を均一に挟持した状態で固定することができる。

本発明の実施例における電子制御装置の分解斜視図である。 実施例の電子制御装置の平面図である。 図２の３−３線断面図である。 比較例の電子制御装置と実施例の電子制御装置の作用図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

先ず、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、電子制御装置１０は、電子部品を実装した回路基板２０と、この回路基板２０を収納保持するケース３０と、このケース３０に装着されるカバー４０と、回路基板２０の外方でケース３０にカバー４０を接着する接着剤５０と、ケース３０にカバー４０を固定する固定部材６０とを備えている。

回路基板２０は、矩形状の板材であり、図示しない電子部品が実装されている。回路基板２０の一端にはコネクタ部２１が設けられ、このコネクタ部２１から２つのコネクタ２２、２３が突出し、並んで配置されている。それぞれのコネクタ２２、２３には、外部機器から延びるハーネスが接続可能である。

ケース３０は、箱状に形成されている。ケース３０は、回路基板２０及び実装される電子部品を収納するケース本体３１と、ケース本体３１の四隅に内方へ窪む窪み部３２と、この窪み部３２及びケース本体３１の外周にフランジ状に形成される外周縁３３と、ケース本体３１の前面に形成されコネクタ部２１が嵌る開口部３４とを備える。

また、ケース３０は、窪み部３２に形成されカバー４０側へ突出し回路基板２０の一方の面に接触する回路基板接触部３６と、窪み部３２に形成され回路基板２０の端部を解放する回路基板解放部３７と、を備えている（詳細後述）。

ケース本体３１の中央には呼吸穴３１ａが形成され、この呼吸穴３１ａに呼吸弁７１が嵌められる。ケース２０の開口部３４には、接着剤５０を介してコネクタ部２１が嵌められ、開口部３４から２つのコネクタ２２、２３が突出する形態となる。接着剤５０は、回路基板２０の外方を囲うとともに、ケース３０とカバー４０の間を接着する第１接着部５１と、コネクタ部２１を囲うとともに、コネクタ部２１とケース３０及びカバー４０の間を接着する第２接着部５２とを備える。接着剤５０は弾性を有し、シール材としての役割も果たす。

カバー４０は、浅い箱状に形成されている。カバー４０は、回路基板２０を収納するカバー本体４１と、カバー本体４１の外周にフランジ状に形成される外周縁４３と、この外周縁４３に膨出する膨出部４５とを備える。カバー４０をケース３０に組み付けた際、膨出部４５は、ケース３０の凹部３５に嵌る。

また、カバー４０は、カバー本体４１の四隅に形成されケース３０側へ突出し回路基板２０の他方の面に接触する回路基板接触部４６と、カバー本体４１の四隅に形成され回路基板２０の端部を解放する回路基板解放部４７と、を備えている（詳細後述）。

カバー４０をケース３０に組み付けた際、カバー４０の回路基板接触部４６は、ケース３０の回路基板接触部３６に対向する位置に形成されている。また、カバー４０の回路基板接触部４６及びケース３０の回路基板接触部３６は、回路基板２０の略四隅に接触する。

固定部材６０は、ケース３０の四隅に設けられたナット６１と、カバー４０の貫通穴４４から通されナット６１に締結されるボルト６２とからなる。なお、実施例では、ナット６１をかしめナットとしたが、ケース３０に溶接されているナットでもよく、ケース３０にカバー４０を固定できれば固定部材６０は、一般的な締結部材であっても差し支えない。

図２に示すように、ケース３０及びカバー４０は、平面視で略矩形状に形成されている。回路基板接触部３６と回路基板解放部３７は、回路基板２０（図１参照）の四隅に設けられている。このため、固定部材６０（６１、６２）でケース３０にカバー４０を固定する際、回路基板２０の四隅を挟持でき、確実に回路基板２０を固定することができる。

固定部材６０（６１、６２）は、回路基板２０の四隅の外方に設けられており、回路基板接触部３６は、固定部材６０（６１、６２）の対角線Ｌ１、Ｌ２上に配置されている。このため、回路基板２０の四隅を均一に挟持した状態で固定することができる。なお、カバー４０の回路基板接触部４６（図１参照）及び回路基板解放部４７（図１参照）は、回路基板２０の四隅に設けられており、回路基板接触部４６は、固定部材６０（６１、６２）の対角線上に配置されている。

図３に示すように、固定部材６０によって、ケース３０にカバー４０が固定されていない状態である。ケース３０には、回路基板２０が収納され、さらにカバー４０が装着されている。回路基板２０の端部２４の外方で、ケース３０にカバー４０を接着する接着剤５０が設けられる。接着剤５０の外方で、ケース３０にカバー４０を固定する固定部材６０が設けられる。

ケース３０は、上面３０ａが略平面状に形成されている。ケース３０は、窪み部３２に形成され回路基板２０を挟持する回路基板接触部３６と、回路基板接触部３６から延設し、回路基板２０の端部を解放した状態で収容する回路基板解放部３７と、を備えている。回路基板接触部３６は、回路基板２０に向かって凸形状であり、凸状曲面部３６ａを有する。回路基板解放部３７は、曲面凹形状であり、凸状曲面部３６ａに連続している。回路基板解放部３７に連続するように、平面状の外周縁３３が形成されている。

同様に、カバー４０は、下面４０ａが略平面状に形成されている。カバー４０は、カバー本体４１の端部に形成され回路基板２０を挟持する回路基板接触部４６と、回路基板接触部４６から延設し、回路基板２０の端部を解放した状態で収容する回路基板解放部４７と、を備えている。回路基板接触部４６は、回路基板２０に向かって凸形状であり、凸状曲面部４６ａを有する。回路基板解放部４７は、曲面凹形状であり、凸状曲面部４６ａに連続している。回路基板解放部４７に連続するように、平面状の外周縁４３が形成されている。

接着剤５０及び固定部材６０は、外周縁３３、４３に設けられる。固定部材６０は、ボルト６２がナット６１に締結されていない状態であるため、ケース３０の外周縁３３と、カバー４０の外周縁４３との間には、接着剤５０の厚みによって隙間７２が生じる。ケース３０の外周縁３３と、カバー４０の外周縁４３とは、隙間７２を介して略平行に配置される。

ケース３０及びカバー４０は、プレス成形品である。プレス成形品は、板金加工を含むものとする。ケース３０及びカバー４０は弾性変形可能であり、ボルト６２をナット６１に締結すると、ケース３０及びカバー４０が撓み、ボルト６２近傍の外周縁３３、４３同士が当接する。

以上に述べた電子制御装置１０の作用を次ぎに説明する。
図４（ａ）は比較例における電子制御装置１００のカバー１０１の要部斜視図であり、比較例のカバー１０１は、底の浅い箱状のカバー本体１０２と、このカバー本体１０２からフランジ状に形成される外周縁１０３と、この外周縁１０３の一部に形成される回路基板支持面１０４とを備える。外周縁１０３と回路基板支持面１０４は、連続した平面に形成されている。

図４（ｂ）は比較例における電子制御装置１００の固定部材１０５を締結する前の状態を示す図である。ケース１０６は、カバー１０１と同様に、箱状のケース本体１０７と、このケース本体１０７からフランジ状に形成される外周縁１０８と、この外周縁１０８の一部に形成される回路基板支持面１０９とを備え、外周縁１０８と回路基板支持面１０９は連続した平面に形成されている。

ケース１０６に回路基板１１０を収容し、カバー１０１を装着する。外周縁１０３、１０８間には、接着剤１１１が設けられている。固定部材１０５を締結していないため、外周縁１０３、１０８との間には、接着剤１１１の厚みによって隙間１１２が生じる。外周縁１０３、１０８同士は平行に配置され、回路基板１１０の端部は、回路基板支持面１０４、１０９に挟持される。この状態における回路基板１１０と回路基板支持面１０４、１０９との接触面積をＳ１とする。

図４（ｃ）は比較例における電子制御装置１００の固定部材１０５を締結した後の状態を示す図である。固定部材１０５を締結すると、ケース１０６及びカバー１０１が撓み、固定部材１０５近傍の外周縁１０３、１０８同士が当接する。これに伴い、接着剤１１１が変形し、回路基板１１０の端部（角）１１０ａを支点に回路基板支持面１０４、１０９が移動する。結果、回路基板支持面１０４、１０９は、回路基板１１０の端部（角）１１０ａにのみ接触する線接触状態となり、接触面積が小さく、回路基板１１０を確実に固定できない。

図４（ｄ）は実施例における電子制御装置１０のカバー４０の要部斜視図であり、カバー４０は、回路基板接触部４６と、回路基板解放部４７とを備えている。

図４（ｅ）は実施例における電子制御装置１０の固定部材６０を締結する前の状態を示す図である。ケース３０に回路基板２０を収容し、カバー４０を装着する。外周縁３３、４３間には、接着剤５０が設けられている。固定部材６０を締結していないため、外周縁３３、４３の間には、接着剤５０の厚みによって隙間７２が生じる。外周縁３３、４３同士は平行に配置され、回路基板２０は回路基板接触部３６、４６に挟持され、回路基板２０の端部２４は、回路基板４６に解放した状態で収容されてる。この状態における回路基板２０と回路基板接触部３６、４６との接触面積をＳ２とする。

図４（ｆ）は実施例における電子制御装置１０の固定部材６０を締結した後の状態を示す図である。固定部材６０を締結すると、ケース３０及びカバー４０が撓み、固定部材６０近傍の外周縁３３、４３同士が当接する。接着剤５０が変形し、回路基板解放部３７、４７が回路基板２０に接近する。回路基板解放部３７、４７によって、回路基板２０の端部（角）に外周縁３３、４３が接触することを防止できる。

回路基板解放部３７、４７同士の接近に伴い、回路基板接触部３６、４６の凸状曲面部３６ａ、４６ａが新たに回路基板２０に接触し、回路基板接触部３６、４６の回路基板中心側に若干の浮きが生じることで、接触面が固定部材６０側に移動する。この状態における回路基板２０と回路基板接触部３６、４６との接触面積はＳ３となる。接触面積Ｓ３は、固定部材６０締結前の接触面積Ｓ２と同等もしくは若干減少する。
仮に、回路基板接触部３６、４６が回路基板２０に接触せず、凸状曲面部３６ａ、４６ａのみ回路基板２０に接触した場合でも、図４（ｃ）のような線接触ではなく、面接触を維持することが出来るため、回路基板２０を強固に固定するための接触面積を十分に確保することができる。
なお、凸状曲面部３６ａ、４６ａの新たな接触面はヘルツの接触式（曲面の最小接触面積Ａ）で求めることが出来る。
Ａ＝２×（８ＷＲ／πＥ’Ｌ）^１／２×Ｌ
Ｗ：最大押付荷重（Ｎ）、Ｒ：基板固定Ｒサイズ（凸状曲面部３６ａ、４６ａの半径）（ｍｍ）、Ｅ’：等価ヤング率（ＧＰａ）、Ｌ：接触長さ（図表裏方向の接触長さ）（ｍｍ）とする。
そのため、接触圧と接触面積の算出・管理が可能である。

このため、簡易な構造で、回路基板２０をケース３０及びカバー４０に強固に固定することができる。また、回路基板接触部３６、４６が支点となり撓んでバネ構造となるので、回路基板接触部３６、４６で回路基板２０を挟持する力を大きくでき、強固に回路基板２０を固定することができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。また、実施例では、ケース３０及びカバー４０をプレス成形品としたが、これに限定されず、樹脂成形品や、一方を鋳造品としても差し支えない。また、実施例では、接着剤５０を使用したが、ケース３０とカバー４０との間をシールできれば、接着剤５０を使用しなくても良い。

本発明は、ケースとカバーで回路基板を支持する電子制御装置に好適である。

１０…電子制御装置、２０…回路基板、３０…ケース、３３、４３…外周縁、３６、４６…回路基板接触部、３７、４７…回路基板解放部、４０…カバー、６０…固定部材、Ｌ１、Ｌ２…対角線。

Claims (5)

1. 電子部品を実装した回路基板と、前記回路基板を収納保持するケースと、前記ケースに装着されるカバーと、前記ケースに前記カバーを固定する固定部材と、を備えた電子制御装置において、
   前記ケース及び前記カバーは、
   前記回路基板を挟持する回路基板接触部と、
   前記回路基板接触部から延設し、前記回路基板の端部を解放した状態で収容する回路基板解放部と、を備え、
   前記固定部材は、前記回路基板解放部の外周縁に備えられていることを特徴とする電子制御装置。
2. 前記ケース及び前記カバーは、プレス成形品であることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
3. 前記回路基板接触部は凸形状であり、且つ、前記回路基板解放部は曲面凹形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子制御装置。
4. 前記回路基板接触部と前記回路基板解放部は、前記回路基板の四隅に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電子制御装置。
5. 前記固定部材は、前記回路基板の四隅の外方に設けられ、
   前記回路基板接触部は、前記固定部材の対角線上に配置されていることを特徴とする請求項４記載の電子制御装置。

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