JP4089493B2

JP4089493B2 - 電子制御装置

Info

Publication number: JP4089493B2
Application number: JP2003108963A
Authority: JP
Inventors: 彰宏水谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2023-04-14
Also published as: DE102004017867B4; JP2004319169A; DE102004017867A1; US7227757B2; US20050020141A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防水構造を有する電子制御装置に関するもので、例えば、エンジンＥＣＵ等に適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に、従来の電子制御装置の正面図を示す。この図は、電子制御装置の回路基板を収容するためのケースＪ１にコネクタＪ２を組み付けたときの様子を示している。
【０００３】
電子制御装置は、略直方体を成すケースＪ１の側面の一面に形成された台形状の凹部Ｊ３に台形状のコネクタＪ２を固定することで構成される。コネクタＪ２とケースＪ１とはシール材Ｊ４を介して接着され、このシール材Ｊ４によりコネクタＪ２とケースＪ１と間の防水構造が成されている。このような構造の電子制御装置では、コネクタＪ２とケースＪ１との接続部分に傾斜面Ｊ５、Ｊ６が形成され、各傾斜面Ｊ５、Ｊ６の角度、つまりコネクタ斜面傾斜角度Ａとケース斜面傾斜角度Ｂとが等しくなるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の電子制御装置において、コネクタＪ２が熱膨張した場合の様子を図１３に示す。この図に示されるように、コネクタＪ２が熱膨張すると、短辺（紙面下側の辺）Ｊ７と比べて長辺（紙面上側の辺）Ｊ８の方の寸法変化が大きくなる。このため、長辺Ｊ８側においてシール材Ｊ４が高圧縮され、亀裂が入ってしまう場合がある。このような場合、コネクタＪ２とケースＪ１とに囲まれた電子制御装置の気密性が保持できなくなるという問題がある。この問題は、コネクタＪ２とケースＪ１とが線膨張係数の異なる材質で構成されている場合、特にコネクタＪ２の方がケースＪ１よりも線膨張係数が大きい材質とされている場合に顕著となる。
【０００５】
また、各傾斜面の角度が急峻な場合、図１４（ａ）に示すようにコネクタＪ２をケースＪ１に組み付ける際に、コネクタＪ２にてシール材Ｊ４を紙面下側（コネクタＪ２の組み付け方向）に押込んでしまうことがある。このため、図１４（ｂ）に示すように紙面上側においてコネクタＪ２とケースＪ１との間のシール材充填量が不足し、気密性が確保できなくなるという問題も発生し得る。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、電子制御装置において、コネクタとケースとの間のシールが的確に行えるようにすることで、気密性を確保できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、短辺（２ａ）、長辺（２ｂ）および二辺の第１傾斜部（２ｃ）を有する略台形状のコネクタ（２）と、上面が開口していると共に、側面の一面が第１傾斜部と対向する二辺の第２傾斜部（１ａ）と短辺と対向する辺（１ｃ）を含む凹部（１ｄ）とされ、この凹部にコネクタが嵌め込まれるように構成されたケース（１）と、ケースとコネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材（３）とを備え、コネクタのうち短辺と第１傾斜部とによって形成されるコネクタ斜面傾斜角度Ａに対し、ケースのうち短辺と対向する辺と第２傾斜部によって形成されるケース斜面傾斜角度Ｂが大きくされていることを特徴としている。
【０００８】
このように、コネクタ斜面傾斜角度Ａに対してケース斜面傾斜角度Ｂを大きくすることで、シール材が押し込まれる量を低減することが可能となる。従って、コネクタの長辺側においてもシール材の充填量を十分確保することが可能となる。
【０００９】
例えば、請求項２に示すように、ケース斜面傾斜角度Ｂとコネクタ斜面傾斜角度Ａとの差は１°以上とされる。また、請求項３に示すように、コネクタのうち、長辺と第１傾斜部とによって形成される角部を面取り部（２ｄ）とすることもできる。なお、この面取り部は、請求項４に示すように、長辺に対して略垂直を成すように構成することも可能である。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、コネクタの第１傾斜部とケースの第２傾斜部との間のうち凹部の底側に位置する部位の間隔をＳ１、凹部の入口側に位置する部位の間隔をＳ２とし、短辺をＣ１、長辺をＣ２、コネクタの線膨張係数をα、コネクタの温度をＴとすると、（（αＴ・Ｃ１−Ｃ１）／２）／Ｓ１≧（（αＴ・Ｃ２−Ｃ２）／２）／Ｓ２の関係を満たしていることを特徴としている。
【００１１】
このような関係を満たすように各部位のサイズを設定すれば、コネクタの短辺側におけるシール材の圧縮率≧長辺側におけるシール材の圧縮率となる。このように、コネクタが熱膨張した際に、コネクタの長辺側におけるシール材の圧縮率が短辺側における圧縮率と同等もしくはそれ以下とされている。このため、コネクタの長辺側においてシール材に亀裂が生じるという問題を防止することができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、二辺の第１傾斜部（２ｃ）を有するコネクタ（２）と、上面が開口していると共に、側面の一面が第１傾斜部と対向する二辺の第２傾斜部（１ａ）を含む凹部（１ｄ）とされ、この凹部にコネクタが嵌め込まれるように構成されたケース（１）と、ケースとコネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材（３）とを備え、コネクタの第１傾斜部とケースの第２傾斜部との間隔は、凹部の入口側に位置する部位の方が、凹部の底側に位置する部位よりも広くなっていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成とすれば、コネクタの長辺側の方が短辺側よりもシール材の厚みが厚くなり、シール材が厚くされた分、コネクタが熱膨張してもそれによって発生する応力を緩和することが可能となる。そして、熱膨張による寸法変化が大きくなる長辺側においてコネクタとケースとのクリアランスが短辺側よりも大きくなっていることから、コネクタが熱膨張した際においても、長辺側においてケース材の圧縮率が高くなり過ぎることを防止することができる。従って、コネクタの長辺側においてシール材に亀裂が生じるという問題を防止することができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明では、二辺の第１傾斜部（２ｃ）を有するコネクタ（２）と、上面が開口していると共に、側面の一面が第１傾斜部と対向する二辺の第２傾斜部（１ａ）を含む凹部（１ｄ）とされ、この凹部にコネクタが嵌め込まれるように構成されたケース（１）と、ケースとコネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材（３）とを備え、ケースの第２傾斜部は段形状とされていることを特徴としている。
【００１５】
このように、第２傾斜部を段形状で構成すれば、段形状の部分にシール材が引っ掛かるため、コネクタをケースの凹部に嵌め込む際にシール材を押し込んでしまうことを抑制することが可能である。
【００１６】
以上のような請求項１乃至請求項７に記載の構成は、請求項８に示すように、ケースとコネクタとは線膨張係数が異なる材質で構成されている場合、特に、請求項９に示すようなコネクタの線膨張係数がケースよりも大きくなっている場合に適用されると好適である。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態にかかる電子制御装置のコネクタをケースに組み付ける際の様子を示す。また、図２に、コネクタをケースに組み付けた後における電子制御装置の正面図を示す。
【００１９】
電子制御装置は、例えばケース１に対して回路基板１０が取り付けられたコネクタ２を組み付け、さらに図示しないカバーでケース１およびコネクタ３を蓋締めすることで構成される。ケース１へのコネクタ２の組み付けは、シール材３を介して行われている。
【００２０】
ケース１は、例えばアルミなどの金属または樹脂などで構成されている。このケース１は、略直方体を成しており、略直方体の上面が開口し、かつ、側面の一面に傾斜面（第２傾斜部）１ａと底面１ｂと平行な面１ｃとで構成された逆等脚台形状の凹部１ｄが形成された構成となっている。このケース１の凹部１ｄの傾斜面１ａと底面１ｂと平行な面１ｃとが成す角度、つまりケース斜面傾斜角度Ｂは例えば１０１°〜１３１°とされている。
【００２１】
コネクタ２は、ケース１とは線膨張係数が異なる部材、具体的にはケース１よりも線膨張係数が大きな部材で形成され、例えば樹脂などで構成されている。このコネクタ２は、上底に相当する短辺２ａ、下底に相当する長辺２ｂおよび２つの傾斜面（第１傾斜部）２ｃとを有する略等脚台形を成しており、ケース１における凹部１ｄと対応した形状となっている。そして、コネクタ２が上下逆向きとされて（逆台形状とされて）ケース１の凹部１ｄに嵌め込まれるようになっている。コネクタ２のうち短辺２ａと両傾斜面２ｃとが成す角度、つまりコネクタ斜面傾斜角度Ａは例えば１００°〜１３０°とされ、ケース斜面傾斜角度Ｂよりも小さく設計されている。具体的には、コネクタ斜面傾斜角度Ｂとケース斜面傾斜角度Ａとの差が１°以上となるように設定されている。このため、コネクタ２をケース１の凹部１ｄに嵌め入れると、室温時には、図１に示されるように、コネクタ２の長辺２ｂ側におけるコネクタ２とケース１との間隔がコネクタ２の短辺２ａ側におけるコネクタ２とケース１との間隔よりも広くなる。
【００２２】
シール材３は、例えばシリコーン等の液状材料又は弾性材料で構成されている。このシール材３は、コネクタ２とケース１との間に隙間なく充填されており、これによりケース１内への水の浸入を防止する防水構造が成される。
【００２３】
さらに、本実施形態における電子制御装置では、シール材３のうち、コネクタ２の短辺２ａ側（紙面下側）に位置する部位の圧縮率に対して、長辺２ｂ側（紙面上側）に位置する部位それぞれの圧縮率が同等もしくはそれ以下となるように設定されている。具体的には、これら各圧縮率は、コネクタ２を構成する材質（例えば樹脂）の線膨張係数をα、電子制御装置の使用温度（コネクタ２の温度）をＴとし、図３に示されるように、短辺２ａの長さをＣ１、長辺２ｂの長さをＣ２、ケース１とコネクタ２との間のクリアランスをＳ１、Ｓ２とすれば、以下の式で表される。
【００２４】
【数１】
短辺２ａ側の圧縮率＝（（αＴ・Ｃ１−Ｃ１）／２）／Ｓ１
【００２５】
【数２】
長辺２ｂ側の圧縮率＝（（αＴ・Ｃ２−Ｃ２）／２）／Ｓ２
これらの数式において、短辺２ａ側の圧縮率≧長辺２ｂ側の圧縮率となるように、すなわち（（αＴ・Ｃ１−Ｃ１）／２）／Ｓ１≧（（αＴ・Ｃ２−Ｃ２）／２）／Ｓ２の関係を満たすように各部位の値が設定されている。
【００２６】
以上のように構成された電子制御装置は、ケース１またはコネクタ２の一方にシール材３を塗布したのち、シール材３を介してコネクタ２をケース１の凹部１ｄ内に接着することで完成する。このときの様子を図４に示す。図４（ａ）は、コネクタ２をケース１の凹部１ｄに嵌め込んでいる途中の図、図４（ｂ）は、コネクタ２をケース１の凹部１ｄに嵌め込み終えた時の図である。
【００２７】
コネクタ２をケース１の凹部１ｄに嵌め込む際、シール材３がコネクタ２の短辺２ａおよび両傾斜面２ｃによって押されるが、図４に示されるように、コネクタ斜面傾斜角度Ａがケース斜面傾斜角度Ｂよりも小さくされているため、シール材３が押し込まれる量を低減することが可能となる。従って、コネクタ２の長辺２ｂ側においてもシール材３の充填量を十分確保することが可能となる。
【００２８】
このように、本実施形態における電子制御装置においては、コネクタ斜面傾斜角度Ａがケース斜面傾斜角度Ｂよりも小さく設定されている。このため、コネクタ２の長辺２ｂ側においてもシール材３の充填量を確保することができ、シール材３により電子制御装置の気密性を確保することが可能である。
【００２９】
また、このような角度設定により、コネクタ２の長辺２ｂ側の方が短辺２ａ側よりもシール材３の厚みが厚くなり、シール材３が厚くされた分、コネクタ２が熱膨張してもそれによって発生する応力を緩和することが可能となる。そして、熱膨張による寸法変化が大きくなる長辺２ｂ側においてコネクタ２とケース１とのクリアランスが短辺２ａ側よりも大きくなっていることから、コネクタ２が熱膨張した際においても、図５に示されるように長辺２ｂ側においてケース材３の圧縮率が高くなり過ぎることを防止することができる。従って、コネクタ２の長辺２ｂ側においてシール材３に亀裂が生じるという問題を防止することができる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、コネクタ２が熱膨張した際に、コネクタ２の長辺２ｂ側におけるシール材３の圧縮率が短辺２ａ側における圧縮率と同等もしくはそれ以下とされている。このため、コネクタ２の長辺２ｂ側におけるシール材３の圧縮率が短辺２ａ側における圧縮率よりも高くなって、コネクタ２の長辺２ｂ側においてシール材３に亀裂が生じるという問題をより効果的に防止することができる。
【００３１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図６に、本実施形態における電子制御装置の正面図を示す。本実施形態の電子制御装置は、コネクタ２の形状を第１実施形態に対して変更したものであり、その他の構成については第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００３２】
本実施形態では、図６に示すように、第１実施形態において台形に形成されたコネクタ２の長辺２ｂ側の両角部を面取りした面取り部２ｄとすることで、長辺２ｂをさらに短くしたものである。具体的には、面取り部２ｄは、長辺２ｂに対して略垂直を成すような角度で形成されている。このような構成により、コネクタ２の長辺２ｂ側においてコネクタ２とケース１との間のクリアランスがより大きくなり、第１実施形態よりもシール材３の厚みを厚くすることが可能となる。
【００３３】
従って、コネクタ２の長辺２ｂ側におけるシール材３での応力緩和がより効果的に行われ、よりコネクタ２の長辺２ｂ側においてシール材３に亀裂が生じるという問題を防止することができる。
【００３４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図７に、本実施形態における電子制御装置の正面図を示す。本実施形態の電子制御装置は、ケース１の形状を第２実施形態に対して変更したものであり、その他の構成については第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００３５】
本実施形態では、図７に示すように、第２実施形態に対してさらにケース１の傾斜面１ａの上部（ケース１の上面側）１ｅがコネクタ２の面取り部２ｄと略平行を成すように、凹部１ｄの形状を変更している。つまり、傾斜面１ａの上部１ｅがケース１の上面と略垂直を成すようにしている。
【００３６】
このような構成としても、コネクタ斜面傾斜角度Ａがケース斜面傾斜角度Ｂよりも小さくなる。このため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、図７に示すように、ケース１の傾斜面１ａの上部１ｅとコネクタ２の面取り部２ｄとが略平行となるようにし、かつ、ケース１の上面やコネクタ２の長辺２ｂと垂直となるようにしているが、必ずしもそのようにする必要はない。例えば、図８に示す変形例のように、傾斜面１ａの上部１ｅと面取り部２ｄとが平行とならず、かつ、それらがケース１の上面やコネクタ２の長辺２ｂと垂直とならなくてもよい。
【００３８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図９に、本実施形態における電子制御装置のケース１の斜視図を示す。本実施形態の電子制御装置は、ケース１の形状を第１実施形態に対して変更したものであり、その他の構成については第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００３９】
本実施形態では、ケース１における凹部１ｄの傾斜面１ａを複数の段形状で形成している。このように、傾斜面１ａを段形状で構成すれば、段形状の部分にシール材３が引っ掛かるため、コネクタ２をケース１の凹部１ｄに嵌め込む際にシール材３を押し込んでしまうことを抑制することが可能である。
【００４０】
なお、本実施形態では、段形状の各段がそれぞれ略９０°となるような階段状としているが、図１０に示すように、各段を鈍角で形成しても良い。また、傾斜面１ａの一部、例えば、図１１に示すように、傾斜面１ａの中央部分のみ段形状とすることも可能である。
【００４１】
また、ここでは、第１実施形態に対して傾斜面１ａを段形状としたものとして本実施形態にかかる電子制御装置を説明したが、従来のようにケース斜面傾斜角度とコネクタ斜面傾斜角度とが等しいものに対しても傾斜面を段形状とすれば、シール材３の押し込まれを防止することが可能である。
【００４２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、電子制御装置としてエンジンＥＣＵを例に挙げて説明したが、その他の電子制御装置に関しても上記各実施形態の構成を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における電子制御装置の組み付けの様子を示した図である。
【図２】図１に示す電子制御装置の正面図である。
【図３】図１に示すケース１、コネクタ２およびシール材３のサイズを示した図である。
【図４】（ａ）は、コネクタ２をケース１に嵌め込む途中を示した図であり、（ｂ）は、コネクタ２をケース１に嵌め込んだ後を示した図である。
【図５】コネクタ２が熱膨張した時の様子を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態における電子制御装置の正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態における電子制御装置の正面図である。
【図８】本発明の第３実施形態の変形例における電子制御装置の正面図である。
【図９】本発明の第４実施形態における電子制御装置のケース１の斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の変形例における電子制御装置のケース１の斜視図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の変形例における電子制御装置のケース１の斜視図である。
【図１２】従来の電子制御装置の正面図である。
【図１３】従来の電子制御装置におけるコネクタが熱膨張した時の様子を示した図である。
【図１４】（ａ）は、コネクタをケースに嵌め込む途中を示した図であり、（ｂ）は、コネクタをケースに嵌め込んだ後を示した図である。
【符号の説明】
１…ケース、１ａ…傾斜面、１ｄ…凹部、１ｅ…上部、２…コネクタ、
２ａ…短辺（上底）、２ｂ…長辺（下底）、２ｃ…傾斜面、２ｄ…面取り部、
３…シール材、Ａ…コネクタ斜面傾斜角度、Ｂ…ケース斜面傾斜角度。

Claims

短辺（２ａ）、長辺（２ｂ）および二辺の第１傾斜部（２ｃ）を有する略台形状のコネクタ（２）と、
上面が開口していると共に、側面の一面が前記第１傾斜部と対向する二辺の第２傾斜部（１ａ）と前記短辺と対向する辺（１ｃ）を含む凹部（１ｄ）とされ、この凹部に前記コネクタが嵌め込まれるように構成されたケース（１）と、
前記ケースと前記コネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材（３）とを備え、
前記コネクタのうち前記短辺と前記第１傾斜部とによって形成されるコネクタ斜面傾斜角度Ａに対し、前記ケースのうち前記短辺と対向する辺と前記第２傾斜部によって形成されるケース斜面傾斜角度Ｂが大きくされていることを特徴とする電子制御装置。
前記ケース斜面傾斜角度Ｂと前記コネクタ斜面傾斜角度Ａとの差が１°以上になっていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
前記コネクタは、前記長辺と前記第１傾斜部とによって形成される角部が面取りされた面取り部（２ｄ）とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子制御装置。
前記面取り部は、前記長辺に対して略垂直を成していることを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
前記コネクタの前記第１傾斜部と前記ケースの前記第２傾斜部との間のうち前記凹部の底側に位置する部位の間隔をＳ１、前記凹部の入口側に位置する部位の間隔をＳ２とし、前記短辺をＣ１、前記長辺をＣ２、前記コネクタの線膨張係数をα、前記コネクタの温度をＴとすると、（（αＴ・Ｃ１−Ｃ１）／２）／Ｓ１≧（（αＴ・Ｃ２−Ｃ２）／２）／Ｓ２の関係を満たしていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電子制御装置。
二辺の第１傾斜部（２ｃ）を有するコネクタ（２）と、
上面が開口していると共に、側面の一面が前記第１傾斜部と対向する二辺の第２傾斜部（１ａ）を含む凹部（１ｄ）とされ、この凹部に前記コネクタが嵌め込まれるように構成されたケース（１）と、
前記ケースと前記コネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材（３）とを備え、
前記コネクタの前記第１傾斜部と前記ケースの前記第２傾斜部との間隔は、前記凹部の入口側に位置する部位の方が、前記凹部の底側に位置する部位よりも広くなっていることを特徴とする電子制御装置。
二辺の第１傾斜部（２ｃ）を有するコネクタ（２）と、
上面が開口していると共に、側面の一面が前記第１傾斜部と対向する二辺の第２傾斜部（１ａ）を含む凹部（１ｄ）とされ、この凹部に前記コネクタが嵌め込まれるように構成されたケース（１）と、
前記ケースと前記コネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材（３）とを備え、
前記ケースの前記第２傾斜部は段形状とされていることを特徴とする電子制御装置。
前記ケースと前記コネクタとは線膨張係数が異なる材質で構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の電子制御装置。
前記コネクタは、前記ケースよりも線膨張係数が大きな材質で構成されていることを特徴とする請求項８に記載の電子制御装置。
前記コネクタの前記第１傾斜部と前記ケースの前記第２傾斜部との間隔は、前記凹部の入口側に位置する部位の方が、前記凹部の底側に位置する部位よりも広くなっていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。