JP2022153955A

JP2022153955A - 電子制御装置

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Publication number: JP2022153955A
Application number: JP2021056748A
Authority: JP
Inventors: 貴章田中; Takaaki Tanaka; 芙美乃鈴木; Fumino Suzuki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-10-13
Anticipated expiration: 2041-03-30
Also published as: US20220322541A1; JP7068521B1

Abstract

【課題】本願は、耐振性の向上が図れる電子制御装置を提供するものである。【解決手段】電子部品（５）が実装された電子回路基板（４）と、電子回路基板（４）が収納され、ケース（２）とベース（３）とにより構成された筐体（１）とを備えた電子制御装置（１００）であって、筐体（１）のケース（２）に設けられ、電子回路基板（４）を固定する複数の爪（９）と、爪（９）の背面側のケース（２）に形成され、ベース（３）の周縁部（３ａ）が嵌合される固定用溝（１０）と、筐体（１）の爪（９）の背面側に形成され、固定用溝（１０）と連通する切り欠き（１１）と、固定用溝（１０）と切り欠き（１１）を介して爪（９）の背面側に充填された接着剤（１２）とを備えたものである。【選択図】図２

Description

本願は、電子制御装置に関するものである。

車輌などの制御に用いられる電子制御装置は、一般的に入出力回路、通信回路、マイコン、電源回路などの電子部品が電子回路基板であるプリント基板上に配置されているとともに、外部装置との接続用のコネクタがプリント基板に設置され、プリント基板が筐体に収容される構造となっている。

そして、この電子制御装置として、上下に分かれたベース及びカバーを用い、プリント基板を挟み込み、ベース、カバーの合わせ面を防水シール材等で接着したものが知られている。

これら、カバー・ベース等からなる上下分割式の筐体で構成される電子制御装置においては、カバー側もしくはベース側のいずれか一方にねじ穴が形成されたボスを設け、そのねじ穴にプリント基板をねじ止めすることでプリント基板を筐体に剛結し、耐振性を確保する手法が一般的に用いられている。

また、さほど耐振性を要求されない用途に用いられる電子制御装置においては、筐体のいずれか一方に設けた爪を用いてプリント基板を筐体に固定する手法が取られることもある。

特許第６５８４５４７号公報特許第５７４４０９２号公報

上述した従来の電子制御装置は、前者であるねじ止めによる方式では、ねじによりプリント基板を筐体に剛結することで、装置として高い耐振性を確保できるものの、筐体にねじ穴を設ける必要があり、高価となる。具体的には、基板締結用のねじおよびネジ締め工程が必要となるのはもちろんのこと、筐体が金属で構成される場合はタップ工程が追加となり、筐体が樹脂の場合はインサートナットなどを挿入、同時成形するなど、何らかの方法で締結部に雌ねじを形成することが必要となるという問題点があった。

また、近年はタッピンネジなどの選択肢が豊富になったため、金属/樹脂筐体とも、必ずしも雌ねじの形成は必須ではなくなってきているが、ねじそのものは引き続き存在することから、特にねじの本数が多くなるとコスト面での影響が大きくなることは解決しがたい課題である。

後者である爪固定による方式では、ねじなどの追加の部品あるいはタップなどの工程追加の必要なく簡便にプリント基板を固定できる反面、耐振性の確保が課題となる。爪部の弾性変形によりプリント基板を嵌合させる構造上、爪部が弾性変形するほどの外力（振動・落下衝撃など）が加わると、爪が開き、プリント基板が外れてしまう可能性がある。特にエンジン近傍に搭載される電子制御装置においては耐振性の確保は大きな課題となる。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、電子回路基板を確実に固定するとともに耐振性の向上を図ることができる電子制御装置を提供するものである。

本願に開示される電子制御装置は、電子部品が実装された電子回路基板と、前記電子回路基板が収納され、ケースとベースとにより構成された筐体とを備えた電子制御装置であって、前記筐体の前記ケースに設けられ、前記電子回路基板を固定する複数の爪と、前記爪の背面側の前記ケースに形成され、前記ベースの周縁部が嵌合される固定用溝と、前記筐体の前記爪の背面側に形成され、前記固定用溝と連通する切り欠きと、前記固定用溝と前記切り欠きを介して前記爪の背面側に充填された接着剤とを備えたものである。

本願に開示される電子制御装置によれば、複数の爪により電子回路基板を確実に固定することができるとともに耐振性を向上させることができる。

実施の形態１による電子制御装置を示す斜視図である。実施の形態１による電子制御装置を示す分解斜視図である。実施の形態１による電子制御装置における図２のＡ部を示す斜視図である。実施の形態１による電子制御装置を示す要部断面図である。実施の形態２による電子制御装置を示す要部断面図である。実施の形態３による電子制御装置におけるケースを示す斜視図である。実施の形態３による電子制御装置を示す要部断面図である。

実施の形態１．
以下、本願の実施の形態１を図１から図４に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１は実施の形態１による電子制御装置を示す斜視図である。図２は実施の形態１による電子制御装置を示す分解斜視図である。図３は実施の形態１による電子制御装置における図２のＡ部を示す斜視図である。図４は実施の形態１による電子制御装置を示す要部断面図である。

電子制御装置１００は、例えば、エンジンルームのエンジンに搭載される。筐体１はケース２とベース３とから構成され、上下分割式となっている。筐体１のケース２はケース基体２ａとケース枠体２ｂと基板載置部２ｃとから構成されている。ケース２は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート、Poly Butylene Terephtalate）樹脂等で形成され、ベース３は、例えば、アルミニウム，ステンレス鋼，ＰＢＴ樹脂等で形成される。

電子回路基板４の一面には電子部品５が実装され、電子回路基板４の裏面には外部接続端子である複数のコネクタピン６の集合体であるピンヘッダ７が配置されている。ピンヘッダ７は、一方が電子回路基板４のスルーホールに挿入され入出力装置等の電気回路（図示せず）に接続されて固着されており、他方はケース２の開口部から突出してコネクタハウジング８に収容されている。そして、ピンヘッダ７は、他の入出力装置（図示せず）と電気的に接続されるコネクタを構成する。

電子回路基板４はケース２の基板載置部２ｃに載置されて収納される。ケース２の基板載置部２ｃ近傍に設けられた複数の爪９は電子回路基板４の周縁部４ａをケース２の基板載置部２ｃに固定するためのものである。なお、爪９を開く方向に変形させた状態において、爪９の根元に発生する応力は爪９を構成する材料の引張強度未満であることが望ましい。

また、複数の爪９の背面側のケース２のケース枠体２ｂには接着剤充填用の環状の固定用溝１０が設けられており、固定用溝１０にベース３の周縁部３ａが嵌まり込んでいる。複数の爪９の背面側にあたる部分には切り欠き１１が設けられ、固定用溝１０と連通している。この実施の形態１においては、例えば、固定用溝１０の底面と切り欠き１１の底面とが同じレベル位置にある場合を示している。

図４は電子制御装置１００の完成状態における電子回路基板４および爪９の周囲を拡大して示す要部断面図である。電子回路基板４は複数の爪９にて固定され、固定用溝１０に充填された接着剤１２が切り欠き１１を通して複数の爪９の背面側に流出して硬化し、電子制御装置１００の組立後の複数の爪９の開きを抑制する。また、固定用溝１０に残留した接着剤１２はベース３の周縁部３ａと接合し、界面を塞ぐことで電子制御装置１００の内部を封止する。

次に、図２から図４を参照しながら、実施の形態１における電子制御装置１００の組立手順について説明する。

ピンヘッダ７あるいは電子部品５などが実装された電子回路基板４をケース２のケース枠体２ｂに挿入する。このとき、電子回路基板４は複数の爪９の頂部９ａに乗り上げながら爪９を外側に開き、奥側に嵌入することによってケース２の基板載置部２ｃに載置され、外側に開いていた爪９が元の位置に閉じてケース２のケース枠体２ｂに固定される。

次に、固定用溝１０に接着剤１２を充填する。接着剤１２は例えばシリコーン接着剤などが用いられる。液性あるいは液性、もしくは室温硬化・加熱硬化の類型は問わないが、組立工程内にて、硬化するまでの間に適量が切り欠き１１より垂れて爪９の背面側に流出する程度で、かつ一般的な当該工程の組み立て時間の間に固定用溝１０から流れ去ってしまわない程度の粘度（一般的に中粘度と呼ばれる、おおよそ５～２００Ｐａ・ｓ程度の粘度範囲）であることが望ましい。

接着剤１２の充填後、ベース３をケース２に組み付ける。ベース３の周縁部３ａの接着面頂部３ａ１を接着剤１２が充填されたケース２の固定用溝１０に嵌め込むことで、接着剤１２を介し、ケース２とベース３とが接合される。

この間、接着剤１２は一部が切り欠き１１より垂れ、爪９の背面側に流れ込む。ここで接着剤１２が硬化することにより、爪９は固着される。

この結果、電子回路基板４がケース２に嵌着され、ベース３で封止された形状の電子制御装置１００が組み立てられる。

複数の爪による電子回路基板の固定手段を用いる電子制御装置において、複数の爪が固着されていない従来の電子制御装置では、爪が弾性変形するほどの外力（振動・落下衝撃など）が加わると、爪が開き、電子回路基板が外れてしまう可能性がある。

本願にかかる電子制御装置１００では、複数の爪９が接着剤１２により固着されているため、大きな外力が加わっても爪９が開くことは無い。従って、電子回路基板４が脱落することは無くなるため、従来の電子制御装置に比較して耐振性あるいは耐衝撃性に優れた電子制御装置１００を得ることができる。

なお、この実施の形態１では、一例として、電子回路基板４側にピンヘッダ７、ケース２側に端子の突出する開口部を備えたコネクタハウジング８が設けられ、各々一体化することによりコネクタを構成する構造の電子制御装置１００について述べたが、コネクタ全体が電子回路基板４側に構成されるもの、あるいはケース側に構成されるものいずれにおいても本願の構成を適用することができることは言うまでもなく、同様の効果を奏する。

実施の形態２．
図５は実施の形態２による電子制御装置を示す要部断面図であり、電子回路基板４および爪９の周囲を拡大して示している。

上述した実施の形態１では、固定用溝１０に充填された接着剤１２が切り欠き１１を通して爪９の背面側に流出して硬化し、電子制御装置１００の組立後の爪９の開きを抑制する構造を示したが、充填する接着剤１２の粘度によっては、特に接着剤１２の粘度が低い場合に、ケース２とベース３との接合の前に接着剤１２が流出してしまい、接着・シールがうまくできない可能性がある。

そこで、この実施の形態２では、固定用溝１０と連通する切り欠き１１に突出部１３を設けている。突出部１３の高さは、ベース３がケース２に接合された状態での位置において、ベース３の周縁部３ａの接着面頂部３ａ１に対し、図５での表示方向に対して、寸法ばらつきを考慮したうえで、ベース３の周縁部３ａの接着面頂部３ａ１の位置よりも同等以上の高さであることを特徴とする。

これにより、固定用溝１０に充填された接着剤１２は切り欠き１１から爪９の背面側に最大量流出しても、突出部１３の高さより低い部分の接着剤１２は固定用溝１０内に残留し、ここにベース３の周縁部３ａの接着面頂部３ａ１が接触することによって確実に接着・シールすることができる。

実施の形態３．
図６は実施の形態３による電子制御装置におけるケースを示す斜視図である。図７は実施の形態３による電子制御装置を示す要部断面図である。
上述した各実施の形態にて示した電子回路基板４の固定はいずれも電子回路基板４の外周を保持することを企図したものであるが、特に電子回路基板４のサイズが大きい場合は、電子回路基板４の中央部付近についても固定構造を設けることが、電子回路基板４の共振点の向上、すなわち耐振性の向上に有効であることは言うまでもない。

そこで、この実施の形態３では、上述した各実施の形態で示した電子回路基板４の外周の固定構造のほかに、電子回路基板４の中央部付近に固定構造を設けている。ケース２のケース基体２ａの中央部付近に電子回路基板４側に向けて突設されたフック構造体１４を設け、電子回路基板４のフック構造体１４が交差して貫挿する位置に係合穴１５を設け、フック構造体１４に電子回路基板４の係合穴１５を嵌合させることで、電子回路基板４の中央部付近を固定する。

フック構造体１４と係合穴１５との係合は、図７に示すように、電子回路基板４の係合穴１５をフック構造体１４の一対のフック１４ａ，１４ａに嵌合させていくと、一対のフック１４ａ，１４ａの頂部１４ａ１，１４ａ１が内方向に撓んで嵌り込み、電子回路基板４の係合穴１５が完全に嵌り込むと一対のフック１４ａ，１４ａの頂部１４ａ１，１４ａ１が元の状態に開いて復帰して電子回路基板４を固定する。

これにより、電子回路基板４の共振点を向上することができ、ひいては電子制御装置の更なる耐振性の向上を図ることができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

本願は、耐振性の向上を図ることができる電子制御装置の実現に好適である。

１筐体、２ケース、２ａケース基体、２ｂケース枠体、２ｃ基板載置部、３ベース、３ａ周縁部、３ａ１接着面頂部、４電子回路基板、４ａ周縁部、５電子部品、６コネクタピン、７ピンヘッダ、９爪、１０固定用溝、１１切り欠き、１２接着剤、１３突出部、１４フック構造体、１４ａフック、１４ａ１頂部、１５係合穴、１００電子制御装置

Claims

電子部品が実装された電子回路基板と、前記電子回路基板が収納され、ケースとベースとにより構成された筐体とを備えた電子制御装置であって、前記筐体の前記ケースに設けられ、前記電子回路基板を固定する複数の爪と、前記爪の背面側の前記ケースに形成され、前記ベースの周縁部が嵌合される固定用溝と、前記筐体の前記爪の背面側に形成され、前記固定用溝と連通する切り欠きと、前記固定用溝と前記切り欠きを介して前記爪の背面側に充填された接着剤とを備えたことを特徴とする電子制御装置。
前記切り欠きに、前記ベースの前記周縁部が前記ケースの前記固定用溝に嵌合された状態において前記ベースの前記周縁部の接着面頂部の位置と同じ高さまたはそれ以上の高さとなる突出部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
前記接着剤は５～２００Ｐａ・ｓの粘性で充填され硬化されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子制御装置。
前記爪を開く方向に変形させた状態において、前記爪の根元に発生する応力は前記爪を構成する材料の引張強度未満であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子制御装置。
前記筐体の前記ケースの中央部付近にフック構造体を設け、前記電子回路基板に前記フック構造体と嵌合する係合穴を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子制御装置。