JP5177709B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

近年、モータによって操舵をアシストする電動パワーステアリングシステム（以下ＥＰＳという）が搭載された車両が多くなっている。このとき、車両には、モータを制御するための電子制御装置が搭載される。
この電子制御装置は、例えば、コラム軸の傍に取り付けられる。この場合、コラムの結露水や車内洗浄液などの液体が、電子制御装置に滴下することがあり、蓋部と収容部との間の隙間から電子制御装置内部にその液体が浸入し、システムダウンが発生する恐れがある。このような被水による影響を防ぐために、収容部としての筐体と蓋部としての蓋との間にシール剤を充填して密封することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２７３８０７号公報

また、防水シートを用いて電子制御装置を包むことが考えられる。
しかしながら、シール剤を充填する方法、及びシートで包む方法は、いずれもコストが高い上、作業性が悪いという問題がある。また、上記の防水方法を実施したとしても、完全な防水効果を得ることは難しい。
本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単な構成で、基板への液体の付着を抑制可能な電子制御装置を提供することにある。

請求項１に係る発明によると、電子制御装置は、収容部、蓋部、爪部、および、制御部を備える。収容部は、容器状であり、開口および底部を有する。蓋部は、板状であり、収容部の開口を閉塞することで収容部との間に収容空間を形成する。爪部は、収容部と一体形成され、蓋部に対してカシメを行う。制御部は、電子部品を基板に配置することで形成され、収容空間に設けられる。基板は、板厚方向に収容部および蓋部と離間するよう設けられ、爪部と対向するように基板の周縁に切欠凹部が形成される。切欠凹部の溝壁部および溝底部と収容部および蓋部とは、板厚方向と直交する方向に離間している。

これにより、液体が爪部と蓋部との隙間から収容部の内部に浸入したとしても、液体は爪部と対応する位置に形成された切欠凹部に落ちる。このため、液体が収容部の内部に浸入しても、液体が基板に付着することを抑制することができる。したがって、収容部の内部に浸入した液体による電子制御装置の作動不良を抑制することができる。

請求項２にかかる発明によると、電子制御装置は、収容部、蓋部、爪部、および、制御部を備える。収容部は、容器状であり、開口および底部を有する。蓋部は、板状であり、収容部の開口を閉塞することで収容部との間に収容空間を形成する。爪部は、収容部と一体形成され、蓋部に対してカシメを行う。制御部は、電子部品を基板に配置することで形成され、収容空間に設けられる。基板は、爪部と対向するように基板の周縁に切欠凹部を有する。
そして、蓋部は、収容部に嵌まる嵌合部、および、収容部の開口周縁の端面に当接する当接縁部を有する。また、当接縁部の爪部と対応する位置には収容部の内壁と対向する前記嵌合部の外壁面を含む平面まで凹む爪受面が形成される。ここで、切欠凹部の基板の周縁方向の幅は、爪受面の当接縁部の周縁方向の幅よりも大きい。
これにより、液体が爪受面に沿って収容部と蓋部の嵌合部との隙間から収容部の内部に浸入しても、液体が基板に付着しないようにすることができる。

請求項３にかかる発明によると、当接縁部は、爪受面の当接縁部の周縁方向の両側に段差面を有する。そして、段差面を含む仮想平面と、爪受面を含む仮想平面と、収容部の開口周縁の端面を含む仮想平面との交点を通る鉛直線は、切欠凹部を有する基板の鉛直方向の投影の外側に位置する。
これにより、液体が爪部の近傍の収容部と蓋部との隙間から収容部の内部に浸入し、液体が、前記鉛直線に沿って落下しても、液体が基板に付着することを抑制することができる。

請求項４にかかる発明によると、切欠凹部の基板の周縁方向の幅は、爪部の前記開口の周縁方向の幅よりも大きい。

請求項５にかかる発明によると、切欠凹部の溝底部は、嵌合部の収容部側の先端を通過する鉛直線よりも基板の中心部側に位置する
これにより、液体が爪部と蓋部との隙間から収容部の内部に浸入し、浸入した液体が蓋部の中心部側へ流れても、液体が基板に付着することを抑制することができる。

請求項６にかかる発明によると、基板は、制御対象を駆動する駆動電流が流れるパワー領域、駆動電流を制御する制御電流が流れる制御領域、および、電流の蓄積または放出を行うサブパワー領域を有する。切欠凹部は、制御領域およびサブパワー領域のうち少なくとも一方の領域の縁に形成される。ここでは、例えば、パワーモジュールが配置された領域をパワー領域とし、マイコンが配置された領域を制御領域とし、コンデンサが配置された領域をサブパワー領域とすることができる。

これにより、切欠凹部をパワー領域に形成しないことで、パワー領域の基板のヒートマスを確保することができる。したがって、パワー領域の基板の放熱性を維持することができる。

請求項７にかかる発明によると、嵌合部は、爪部と対応する位置の両側に滴下誘導部が形成される。滴下誘導部の鉛直方向の投影は、切欠凹部を有する基板の鉛直方向の投影の水平方向の外側に位置する。

これにより、液体が爪部と蓋部との隙間から収容部の内部に浸入しても、液体は嵌合部の滴下誘導部から切欠凹部が形成された凹部空間を通過するか、基板の外側に落ちる。このため、液体は基板に落下することなく滴下誘導部に沿って切欠凹部が形成された凹部空間を通過するか、基板の外側に落ちる。したがって、液体が基板に付着することによる電子制御装置の作動不良を抑制することができる。

本発明の第１実施形態による電子制御装置の実装状態を示す模式図。 本発明の第１実施形態による電子制御装置の斜視図。 本発明の第１実施形態による電子制御装置の蓋部側平面図。 本発明の第１実施形態による電子制御装置の収容部側平面図。 本発明の第１実施形態による電子制御装置の蓋部の表面を示す平面図。 本発明の第１実施形態による電子制御装置の制御部を示す平面図。 図６のＶＩＩ方向矢視図。 本発明の第１実施形態による電子制御装置の収容部を取り外した状態を示す斜視図。 本発明の第１実施形態による電子制御装置の要部拡大図。 本発明の第１実施形態による電子制御装置において、（ａ）は収容部を取り外した状態を示す要部拡大図、（ｂ）は（ａ）のｂ方向矢視図。 本発明の第２実施形態による電子制御装置の要部側面図。 本発明の第２実施形態による電子制御装置の要部模式図。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本実施形態の電子制御装置を図１〜１０に示す。本実施形態の電子制御装置１は、例えば車両のＥＰＳに用いられ、操舵トルク信号及び車速信号に基づいて、操舵のアシスト力を発生するモータを駆動制御するものである。
電子制御装置１は、図１に示すように、ハンドル９２に繋がるコラム９１の下側に、コラム９１に対して傾斜した状態で設けられる。電子制御装置１は、操舵のアシスト力を発生するモーターを駆動および制御する。

電子制御装置１は、図２に示すように、収容部１０、蓋部２０、制御部３０、および爪部１１を備える。本実施形態の場合、電子制御装置１は略矩形状に形成され、四つの辺のうちいずれも、鉛直方向に垂直な平面に対し傾斜した状態となるよう配置される。

収容部１０は、例えば亜鉛メッキ処理を施したステンレス等の金属によって形成され、底部１３および側壁１２を有する容器状である。側壁１２は、底部１３とは反対側の開口周縁に爪部１１を有する。図３に示すように、爪部１１は、蓋部２０に対してカシメを行うことで蓋部２０を収容部１０に固定する。

蓋部２０は、略矩形の板状であり、例えばアルミニウムによって形成される。蓋部２０は、収容部１０の開口を閉塞することによって制御部３０を収容する収容空間１５を形成する。ここで、蓋部２０の収容部１０側の面を裏面とし、その反対側の面を表面とする。また、蓋部２０の表面または裏面を含む平面方向において、蓋部２０の中心側を内側とし、その反対側を外側とする。

蓋部２０は、収容部１０の開口周縁と当接する当接縁部２１、および、収容部１０に嵌まる嵌合部２２を有する（図６参照）。当接縁部２１は、蓋部２０の周縁に沿って外側に延出するよう形成される。嵌合部２２は、当接縁部２１の内側に、蓋部２０の裏面と垂直となるよう立設される。蓋部２０が収容部１０の開口を閉塞すると、収容部１０の開口周縁の端面１２１と当接縁部２１とが当接し、嵌合部２２の外壁面２２１と側壁１２の内壁面１２２とが対向する（図９参照）。

当接縁部２１の爪部１１と対応する位置には爪受面２１１が形成されている。爪受面２１１は、当接縁部２１の一部が当接縁部２１の周縁方向に沿って凹んで形成される。ここで、爪受面２１１を含む平面と嵌合部２２の外壁面２２１を含む平面とは概ね一致する（図９参照）。爪受面２１１の当接縁部２１の周縁方向の両側には段差面２１２が形成される。

制御部３０は、図６に示すように、マイコン３２、電界効果トランジスタ３３、コンデンサ３４、およびリレー３５等の電子部品を基板３１に配置することで形成される。本実施形態の場合、マイコン３２が配置されている基板３１の一部を制御領域３２０とし、電界効果トランジスタ３３が配置されている基板３１の一部をパワー領域３３０とし、コンデンサ３４およびリレー３５が配置されている基板３１の一部をサブパワー領域３４０とする。基板３１は、電子部品がない箇所にネジを通して、ネジ組付け部２９に組付けることによって、蓋部２０に固定される。

基板３１には、制御領域３２０およびサブパワー領域３４０の縁に切欠凹部３１１が形成されている。切欠凹部３１１は、基板３１の板厚方向において、爪部１１および爪受面２１１と対向する位置に形成されている（図９参照）。ここで、図６、７、および８に示すように、切欠凹部３１１の基板３１の周縁方向の幅は、爪受面２１１の当接縁部２１の周縁方向の幅よりも大きい。

図７および８に示すように、切欠凹部３１１の二つの溝壁部３１２間の最短距離は、二つの段差面２１２間の最大距離よりも大きい。よって、図９に示すように、段差面２１２を含む仮想平面と、爪受面２１１を含む仮想平面と、収容部１０の開口周縁の端面１２１を含む仮想平面との交点Ａを通る鉛直線Ｌ１は、切欠凹部３１１を有する基板３１の鉛直方向の投影の外側に位置する。
さらに、図１０に示すように、切欠凹部３１１の溝底部３１３は、嵌合部２２の収容部１０側の先端部２２２を通過する鉛直線Ｌ２よりも基板３１の中心部側に位置する。

本実施形態では、基板３１の周縁の爪受面２１１と対応する位置に切欠凹部３１１が形成されている。このため、コラム９１に形成される結露水、または、ダッシュボード９０とコラム９１との隙間から流れ込んだ水等が、爪部１１と蓋部２０との隙間から収容部１０の内部に浸入したとしても、水は、爪部１１と対応する位置において、切欠凹部３１１との間に形成された凹部空間を通過する。よって、水が収容部１０の内部に浸入しても、水が基板３１に付着することを抑制することができる。
また、切欠凹部３１１は制御領域３２０およびサブパワー領域３４０の縁に形成されている。言い換えると、パワー領域３３０の縁には切欠凹部３１１が形成されていない。そのため、基板３１のヒートマスを確保することができる。これにより、熱が溜まりやすいパワー領域３３０の放熱性を維持しながら、水が基板３１に付着するのを抑制することができる。

本実施形態では、切欠凹部３１１の基板３１の周縁方向の幅は、爪受面２１１の当接縁部２１の周縁方向の幅よりも大きい。このため、収容部１０の内部に浸入した水は、収容部１０の開口周縁の爪部１１の端部から収容部１０の内部に浸入しても、切欠凹部３１１、または、基板３１の外側に導かれる。よって、水が基板３１に付着することを抑制することができる。
また、段差面２１２を含む仮想平面と、爪受面２１１を含む仮想平面と、収容部１０の開口周縁の端面１２１を含む仮想平面との交点Ａを通る鉛直線Ｌ１は、切欠凹部３１１を有する基板３１の鉛直方向の投影の外側に位置する。このため、水が、段差面２１２を含む仮想平面と、爪受面２１１を含む仮想平面と、収容部１０の開口周縁の端面１２１を含む仮想平面との交点Ａを通る鉛直線Ｌ１に沿って落下しても、水が基板３１に付着することを抑制することができる。したがって、水が収容部１０の内部に浸入しても、水を基板３１に落下させないようにすることができ、電子制御装置１の作動不良を抑制することができる。

本実施形態では、溝底部３１３は、嵌合部２２の収容部１０側の先端部２２２を通過する鉛直線Ｌ２よりも基板３１の中心部側に位置する。これにより、水が爪部１１と蓋部２０との隙間から収容部１０の内部に浸入し、浸入した水が先端部２２２を通過する鉛直線Ｌ２に沿って滴下しても、水が基板３１に付着することを抑制することができる。

（第２実施形態）
本実施形態の電子制御装置２を図１１及び１２に示す。上記形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。図１１は、収容部１０とコネクタ４０とを取り外した状態の電子制御装置２の一部を示す側面図である。図１１に示すように、蓋部２０は、爪部１１に対応する位置に爪嵌合部２５を有する。収容部１０の爪部１１が爪嵌合部２５に嵌合することによって、蓋部２０は収容部１０に固定される。

本実施形態の場合、切欠凹部３１１は、基板３１上において、爪嵌合部２５に対応付けられているエリアに形成される。切欠凹部３１１は、例えば、幅が１３〜１５ｍｍ、深さが２〜３ｍｍである切欠口を形成することが好ましい。

また、嵌合部２２には、図１１に示すように、誘導凹部２２３が形成されている。誘導凹部２２３は、その鉛直方向の投影が、爪部１１の鉛直方向の投影と切欠凹部３１１を有する基板３１の鉛直方向の投影との間にくるように形成されている。本実施形態の場合、二つの誘導凹部２２３間の最短距離は、切欠凹部３１１の幅よりも小さい。また、図１１に示すように、誘導凹部２２３は、嵌合部２２において、爪部１１の端部を通る垂直線と切欠凹部３１１の端部を通る垂直線との間で形成することが好ましい。

図１２は、基板３１の切欠凹部３１１の周囲を示す立体模式図である。図１２に示すように、本実施形態の電子制御装置２の基板３１には、切欠凹部３１１を有することによって、爪嵌合部２５と爪部１１との間から浸入した水が基板３１に落ちることを抑制し、シンプルな構成で高い防水効果を果たすことができる。また、爪部１１の端部を通る縦方向直線と切欠凹部３１１の端部を通る縦方向直線との間に誘導凹部２２３を形成することによって、水が基板３１に落ちることをさらに抑制することができる。ここで、誘導凹部２２３は、特許請求の範囲における「滴下誘導部」に相当する。

（他の実施形態）
上記実施では、滴下誘導部が誘導凹部であるが、他の実施形態では誘導凹部の替わりに誘導凸部を形成してもよい。この場合、誘導凸部の収容部側の先端部を通る延直線は、切欠凹部を有する基板の鉛直方向の投影の外側に位置する。
このように、本発明は、上記実施形態に限られることなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の実施形態とすることが可能である。

１、２・・・電子制御装置
１０ ・・・収容部
１１ ・・・爪部
１２ ・・・側壁
１３ ・・・底部
２０ ・・・蓋部
３０ ・・・制御部
３１ ・・・基板
３２ ・・・マイコン
３３ ・・・電界効果トランジスタ
３４ ・・・コンデンサ
３５ ・・・リレー

Claims (7)

1. 開口および底部を有する容器状の収容部と、
   前記収容部の前記開口を閉塞することで前記収容部との間に収容空間を形成する板状の蓋部と、
   前記収容部と一体形成され、前記蓋部に対してカシメを行う爪部と、
   前記収容空間に設けられ、電子部品を基板に配置することで形成される制御部とを備え、
   前記基板は、板厚方向に前記収容部および前記蓋部と離間するよう設けられ、前記爪部と対向するように前記基板の周縁に切欠凹部が形成され、
   前記切欠凹部の溝壁部および溝底部と前記収容部および前記蓋部とは、前記板厚方向と直交する方向に離間していることを特徴とする電子制御装置。
2. 開口および底部を有する容器状の収容部と、
   前記収容部の前記開口を閉塞することで前記収容部との間に収容空間を形成する板状の蓋部と、
   前記収容部と一体形成され、前記蓋部に対してカシメを行う爪部と、
   前記収容空間に設けられ、電子部品を基板に配置することで形成される制御部とを備え、
   前記基板は、前記爪部と対向するように前記基板の周縁に切欠凹部を有し、
   前記蓋部は、前記収容部に嵌まる嵌合部、および、前記収容部の開口周縁の端面に当接する当接縁部を有し、
   前記当接縁部の前記爪部と対応する位置に、前記収容部の内壁と対向する前記嵌合部の外壁面を含む平面まで凹む爪受面が形成され、
   前記切欠凹部の前記基板の周縁方向の幅は、前記爪受面の前記当接縁部の周縁方向の幅よりも大きいことを特徴とする電子制御装置。
3. 前記当接縁部は、前記爪受面の前記当接縁部の周縁方向の両側に段差面を有し、
   前記段差面を含む仮想平面と、前記爪受面を含む仮想平面と、前記収容部の開口周縁の端面を含む仮想平面との交点を通る鉛直線は、前記切欠凹部を有する前記基板の鉛直方向の投影の外側に位置することを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
4. 前記切欠凹部の前記基板の周縁方向の幅は、前記爪部の前記開口の周縁方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子制御装置。
5. 前記切欠凹部の前記溝底部は、前記嵌合部の前記収容部側の先端を通過する鉛直線よりも前記基板の中心部側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子制御装置。
6. 前記基板は、前記制御対象を駆動する駆動電流が流れるパワー領域、前記駆動電流を制御する制御電流が流れる制御領域、および、電流の蓄積または放出を行うサブパワー領域を有し、
   前記切欠凹部は、前記制御領域および前記サブパワー領域のうち少なくとも一方の領域の縁に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子制御装置。
7. 前記嵌合部は、前記爪部と対応する位置の両側に滴下誘導部が形成され、
   当該滴下誘導部の鉛直方向の投影は、前記切欠凹部を有する前記基板の鉛直方向の投影の水平方向の外側に位置することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子制御装置。

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