JP5194043B2 - 自動車用電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用電子制御装置に関する。

自動車に搭載される電子制御装置は、開口部を有する箱形のフレーム内部に基板を収容すると共に、基板との電気的接続を行う電気コネクタをその接続口がフレーム外部に突出した状態で固定し、フレームの開口部を板状カバーにより閉塞して構成される。
そして、電子制御装置のシール性を確保するため、特許文献１に記載されるように、フレーム周囲に形成されたフランジと電気コネクタとの接合面に、シール剤を塗布する技術が提案されている。

特開２２０７−２０４４２８号公報

しかしながら、板状カバーのフランジ端面を露出した状態で接合すると、板状カバーが変形した場合、その端部が電気コネクタから浮き上がってしまう。このため、この浮き上がりによって生じた隙間から水分が浸入して、フレーム内部に収容された基板を腐食してしまうおそれがある。
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、シール性能を向上させた自動車用電子制御装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係る自動車用電子制御装置は、電子部品を実装する基板と、基板と電気的に接続される電気コネクタと、基板を収容すると共に、電気コネクタがその接続口を外部に突出した状態で嵌合する切欠部を有する、一面のみが開口した箱型形状のフレームと、フレームの開口を閉塞するカバーと、フレームに対して基板及び電気コネクタを固定したとき、カバーが接合する電気コネクタの接合面に、シール剤が充填されるように形成される溝と、カバーの周縁部に、溝と嵌合するように形成される凸部と、を備える。そして、電気コネクタは、少なくとも切欠部周囲のフレーム内壁と対向するフランジ部を有し、フランジ部には、切欠部を囲むように内壁に向かって突出する凸部が設けられる。
また、本発明に係る別の自動車用電子制御装置は、電子部品を実装する基板と、基板と電気的に接続される電気コネクタと、基板を収容すると共に、電気コネクタがその接続口を外部に突出した状態で嵌合する切欠部を有する、一面のみが開口した箱型形状のフレームと、フレームの開口を閉塞するカバーと、フレームに対して基板及び電気コネクタを固定したとき、カバーが接合するフレームの接合面及びカバーが接合する電気コネクタの接合面に、シール剤が充填されるように形成される周溝と、カバーの周縁部の全周に、周溝と嵌合するように形成される凸部と、を備える。そして、電気コネクタは、少なくとも切欠部周囲のフレーム内壁と対向するフランジ部を有し、フランジ部には、切欠部を囲むように内壁に向かって突出する凸部が設けられる。

本発明の自動車用制御装置によれば、電気コネクタからのカバー端部の浮き上がりを抑制することができる。

自動車用電子制御装置の一例を示す斜視図 図１の自動車用電子制御装置の分解斜視図 周溝を説明する斜視図 ネジ締結部におけるシール状態を説明する部分断面図（図１のＡ−Ａ断面） 電気コネクタのフランジ部とその凸部、及びシール剤の流れを説明する部分断面図（図１のＢ−Ｂ断面） シール剤の流れを説明する部分断面図 シール剤の流れを説明する部分断面図 延長凸部を説明する部分断面図

以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１及び図２は、自動車用電子制御装置（以下、「電子制御装置」という）の一例を示す。
電子制御装置１０は、樹脂モールド基板１２と、樹脂モールド基板１２と電気的に接続される電気コネクタ１４と、樹脂モールド基板１２を内部に収容する筐体１６と、を含んで構成される。

樹脂モールド基板１２は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いたモールド成形により、電気的に接続された各種機能を有する回路（図示せず）を一体形成したものである。
各種機能を有する回路としては、例えば、アクチュエータの操作量を演算するマイコンや演算処理手段を備えた制御回路、バスバー（配電基板）やパワートランジスタなどの半導体素子を備えた駆動回路、コンデンサやリレーなどを備えたノイズフィルタ回路などがある。

樹脂モールド基板１２は、図示しないが、フレーム１８の内部に、例えばネジなどを締結部材として所定位置に固定される。
電気コネクタ１４は、モールド成形により、樹脂モールド基板１２と一体形成されるとともに、樹脂モールド基板１２内の回路と電気的に接続される。
筐体１６は、一面のみが開口した箱形形状のフレーム１８と、フレーム１８の開口部１８Ａを閉塞する平板状のカバー２０と、を含んで構成される。

フレーム１８は、平面視で略角丸四角形の外形を有し、その対向する２つの辺１８Ｂ、１８Ｃの両端部周辺から、夫々、フレーム１８の外方へ突出する２つの略半円柱状のボス部１８Ｄが形成される。
ボス部１８Ｄには、締結部材の一例としての雄ネジ２２を用いて、カバー２０を締結するための雌ネジ１８Ｅが形成される。

また、フレーム１８は、ボス部１８Ｄの無い面１８Ｆに１つの切欠部１８Ｇを有し、樹脂モールド基板１２をフレーム１８の内部の所定位置に固定すると、この切欠部１８Ｇには、電気コネクタ１４が、その接続口１４Ａをフレーム１８の外部に突出した状態で嵌合する。
カバー２０は、平面視で略角丸四角形の外形を有するとともに、その対向する２つの辺２０Ａ、２０Ｂの両端部周辺から夫々カバー２０の外方へ突出して、フレーム１８のボス部１８Ｄと対向する２つの略半円板状の耳部２０Ｃを有する。

耳部２０Ｃには、雄ネジ２２が挿通する挿通孔２０Ｄが夫々穿設される。そして、雄ネジ２２が、挿通孔２０Ｄを挿通して、フレーム１８のボス部１８Ｄに形成された雌ネジ１８Ｅに螺合することで、カバー２０はフレーム１８に締結される。
なお、ボス部１８Ｄ、切欠部１８Ｇ及び耳部２０Ｃは、図１及び図２の構成に限定されるものではない。

図示しないが、例えば、切欠部１８Ｇを有する一外面にボス部１８Ｄを設けて、切欠部１８Ｇの両側にボス部１８Ｄを位置させるとともに、切欠部１８Ｇの形成された外面の反対側の外面に２つのボス部１８Ｄを設けることができる。この場合、ボス部１８Ｄと対向するように、カバー２０からその外方へ突出する略半円板状の耳部２０Ｃを設けることができる。

また、図示しないが、例えば、ボス部１８Ｄをフレーム１８の開口部１８Ａ内に形成し、カバー２０にそのボス部１８Ｄの雌ネジ１８Ｅに螺合する雄ネジ２２が挿通する挿通孔２０Ｄを穿設し、耳部２０Ｃを設けない構成とすることもできる。
これにより、車両へ搭載される電子制御装置１０を、その周囲にある車両構成部品のレイアウトや筐体１６に収容される樹脂モールド基板１２の形状に応じた構成とすることができる。

フレーム１８及びカバー２０は、夫々、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）などを主成分とする合金を用いて、例えば、鋳造、プレス、切削加工、又はこれらを適宜組み合わせて製造される。これにより、樹脂モールド基板１２内の基板に対するノイズの抑制及び樹脂モールド基板１２からの熱伝導性の向上を図ることができる。

カバー２０と接合する電気コネクタ１４の接合面１４Ｂには、シール剤Ｓが充填される溝１４Ｃが陥凹形成される。シール剤Ｓとしては、例えば、加熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、嫌気硬化型樹脂、湿気硬化型樹脂などのシール性を有する粘着性樹脂が用いられる。ただし、カバー２０と電気コネクタ１４との接合は、樹脂モールド基板１２をフレーム１８の内部の所定位置に固定した状態（以下、「固定状態」という）、かつ、カバー２０でフレーム１８の開口部１８Ａを閉塞した状態（以下、「閉塞状態」という）における接合である。

また、閉塞状態においてカバー２０と接合するフレーム１８の接合面１８Ｈには、シール剤Ｓが充填される溝１８Ｉが陥凹形成される。
フレーム１８の雌ネジ１８Ｅ近傍においては、雌ネジ１８Ｅとボス部１８Ｄの周縁との間に形成される溝１８Ｉに加えて、一端が溝１８Ｉから分岐してフレーム１８の開口１８Ｊと雌ネジ１８Ｅとの間を通り、他端が再び溝１８Ｉに合流して、溝１８Ｉとの間で雌ネジ１８Ｅを囲む補助溝１８Ｋが形成される。なお、図示しないが、ボス部１８Ｄがフレーム１８の開口部１８Ａ内に形成される場合には、前記の構成と異なる。すなわち、フレーム１８の雌ネジ１８Ｅ近傍においては、溝１８Ｉは、フレーム１８周縁と雌ネジ１８Ｅとの間に形成される一方、補助溝１８Ｋは、一端が溝１８Ｉから分岐してボス部１８Ｄ周縁と雌ネジ１８Ｅとの間を通り、他端が再び溝１８Ｉに合流して、溝１８Ｉとの間で雌ネジ１８Ｅを囲んで形成される。

図３に示すように、溝１４Ｃ及び溝１８Ｉは連なって周溝２４を構成する。
カバー２０は、その周縁部の全周に、シール剤Ｓが充填された周溝２４に対して閉塞状態で嵌合するリブ状の凸部２０Ｅを有する。
ここで、「周溝」には、フレーム１８の溝１８Ｉと電気コネクタ１４の溝１４Ｃとの境界部において、溝内面に段差がある、又は隙間がある場合であっても次のような溝であればよい。すなわち、シール剤Ｓの充填された溝１４Ｃ及び溝１８Ｉにカバー２０の凸部２０Ｅが嵌合可能であって、フレーム１８及び電気コネクタ１４とカバー２０との間でシール性を確保することができる程度に各溝が連結して形成される溝であればよい。

図４（図１のＡ−Ａ断面）に示すように、固定状態かつ閉塞状態において、カバー２０のうち樹脂モールド基板１２に対向する面である裏面２０Ｆには、補助溝１８Ｋに充填されたシール剤Ｓが当接する。これにより、雄ネジ２２と挿通孔２０Ｄとの間隙からフレーム１８の開口部１８Ａへ浸入する水分などを低減し、カバー２０とフレーム１８との間のシール性をさらに向上することができる。なお、図示しないが、カバー２０は、さらに補助溝１８Ｋに嵌合する凸部２０Ｅを有してもよく、この場合、カバー２０は、例えば鋳造により製造されることが好ましい。

図５（図１のＢ−Ｂ断面）に示すように、電気コネクタ１４は、固定状態において切欠部１８Ｇ周囲のフレーム１８の内壁１８Ｌと対向するフランジ部１４Ｄを有する。
フランジ部１４Ｄは、接合面１４Ｂからカバー２０方向へ突出せずに、フランジ部１４Ｄのカバー２０に対向する対向面１４Ｅと電気コネクタ１４の接合面１４Ｂとが面一に形成される。そして、接合面１４Ｂ及び対向面１４Ｅは、カバー２０の裏面２０Ｆと当接する。

フランジ部１４Ｄには、切欠部１８Ｇを囲むようにフレーム１８の内壁１８Ｌに向かって突出する凸部１４Ｆが設けられる。固定状態において、凸部１４Ｆの先端は、内壁１８Ｌと当接又は間隔を空けて位置する。
シール剤Ｓは、電気コネクタ１４とフレーム１８との間のシール性を確保すべく、電気コネクタ１４と切欠部１８Ｇ端面との間隙２６へも充填される。

間隙２６に充填されるシール剤Ｓは、その一部が、矢印のようにフランジ部１４Ｄに突き当たった後、フランジ部１４Ｄと内壁１８Ｌとの間の流路を流れて凸部１４Ｆで堰き止められる。接合面１８Ｈを含む平面で図１の電子制御装置１０を切断した部分断面図（図６）で見ると、このシール剤Ｓの流れは矢印のようになる。
また、図７（図１のＢ−Ｂ断面）に示すように、シール剤Ｓの他の一部は、フランジ部１４Ｄに突き当たった後、カバー２０の裏面２０Ｆで堰き止められる。

さらに、シール剤Ｓの他の一部は、周溝２４に充填されたシール剤Ｓと連結する。
したがって、間隙２６から充填されたシール剤Ｓは、フランジ部１４Ｄ、凸部１４Ｆ、内壁１８Ｌ、フランジ部１４Ｄの基部及びカバー２０で形成されるシール剤保持空間（以下、「保持空間」という）２８において保持される。
このような電子制御装置１０によれば、カバー２０の凸部２０Ｅがシール剤Ｓの充填された周溝２４に嵌合して、カバー２０の端面がシール剤Ｓ中に埋没するので、次の場合においても、カバー２０の浮き上がりを抑制することができる。すなわち、例えば電子制御装置１０をエンジンルーム等に搭載して走行する場合に、海水や融雪剤（例えば塩化カルシウム）を含んだ水分が電子制御装置１０に付着することがあるが、カバー端面が露出していると、カバー端部と電気コネクタ又はフレームとの隙間において前述のような塩分などを含んだ水分が侵入乾燥して徐々に成分が結晶化し、侵入乾燥の繰り返しにより、結晶が次第に堆積してカバー端部が浮き上がってしまうおそれがある。また、例えば車両整備作業などでカバーの端部に何らかの外力が加えられた場合にも、カバー端部が浮き上がってしまうおそれがある。

しかし、電子制御装置１０によれば、カバー２０の凸部２０Ｅがシール剤Ｓの充填された周溝２４に嵌合して、カバー２０の端面がシール剤Ｓ中に埋没するので、カバー２０の浮き上がりを抑制することができ、電子制御装置１０の防水性が確保される。そして、このような浮き上がりを抑制するために、カバー２０をフレーム１８に締結する雄ネジ２２の使用本数を低減することができるので、製品コストの低廉化を図ることが可能となる。

さらに、電気コネクタ１４のフランジ部１４Ｄや凸部１４Ｆなどによって保持空間２８が形成されて、間隙２６から充填されたシール剤Ｓを凸部１４Ｆで堰き止めて保持するので、シール剤Ｓが硬化するまでにフレーム１８内へ漏出することを抑制することができる。
前述の電子制御装置１０において、カバー２０は、接合面１４Ｂ及び対向面１４Ｅと当接していれば、全体が平板状に形成されていなくてもよい。

例えば、カバー２０は、接合面１４Ｂ及び対向面１４Ｅを除き、フレーム１８の開口方向へ膨出させることができる。
前述の電子制御装置１０において、プリント基板上に制御回路を実装する一方、駆動回路、ノイズフィルタ回路などの制御回路以外の回路を、樹脂モールド基板１２として一体形成してもよい。この場合、プリント基板は、樹脂モールド基板１２とカバー２０との間に配置されてもよい。ここで、カバー２０が保持空間２８を形成する保持空間形成面の１つとして利用されることを考慮し、シール剤Ｓのカバー２０方向への漏出を低減するために、プリント基板は以下のように配置するとよい。すなわち、カバー２０を、少なくとも接合面１４Ｂ及び対向面１４Ｅに当接する部分を除いて、フレーム１８の開口方向へ膨出させる。これに加え、又は別の方法として、樹脂モールド基板１２のうちカバー２０に対向する面を、電気コネクタ１４のうちカバー２０に対向する面よりも、カバー２０から離隔させた、段違い形状に形成する。これにより、樹脂モールド基板１２とカバー２０との間に空間を形成して、この空間にプリント基板を配置するとよい。

プリント基板は、樹脂モールド基板１２内の駆動回路から延出するバスバーと、溶接や半田付けなどにより電気的に接続される。
電気コネクタ１４は、樹脂モールド基板１２と一体成形される必要はなく、別体の部品として、基板又はバスバーに半田付けや溶接等されてもよい。あるいは、電気コネクタ１４は、別体の部品として、基板又はバスバーにリード線で接続されてもよい。リード線で接続される場合、電気コネクタ１４は、別途、その接続口１４Ａがフレーム１８の外部に突出した状態で、切欠部１８Ｇに嵌合してフレーム１８に固定される。

前述の電子制御装置１０では、カバー２０を、保持空間２８を形成する保持空間形成面の１つとして利用していた。
しかし、カバー２０を、保持空間形成面として利用することができない場合（例えば、プリント基板をカバー２０と樹脂モールド基板１２との間に配置した場合）には、以下のようにすればよい。すなわち、図８に示すように、フランジ１４Ｄにおいて、凸部１４Ｆからフレーム１８の開口１８Ｊ又はその近傍と略同一平面上に延びる、延長凸部１４Ｇを形成するようにしてもよい。これにより、カバー２０を利用せずに保持空間２８を形成することができ、間隙２６から充填されるシール剤Ｓが、カバー２０と電気コネクタ１４との間に漏出することを抑制することができる。

前述の電子制御装置１０は、電動モータをアクチュエータとするブレーキ制御装置やパワーステアリング装置の制御ユニットとして適用することもできる。
なお、電気コネクタ１４は、電子制御装置１０のフレーム１８に限らず、例えば、車載電装品などの固定対象物の一面に形成された開口部又は切欠部から、その接続口が突出して固定される場合にも適用することができる。この場合、電気コネクタ１４は、固定対象物のうち接続口が突出しない非突出側において、開口部又は切欠部の周囲の周囲面と対向するフランジ部を有し、このフランジ部に、開口部又は切欠部を囲むように非突出側の周囲面に向かって突出する凸部が設けられた構成とすることができる。これにより、前述の保持空間２８と同様の空間が形成される。このような電気コネクタ１４によれば、凸部においてシール剤Ｓを堰き止めて、シール剤Ｓが硬化するまでに、保持空間２８と同様の空間から周囲にシール剤Ｓが漏出することを抑制することができる。

１０ 電子制御装置
１２ 樹脂モールド基板
１４ 電気コネクタ
１４Ａ 接続口
１４Ｂ 接合面
１４Ｃ 溝
１４Ｄ フランジ部
１４Ｆ 凸部
１８ フレーム
１８Ａ 開口部
１８Ｇ 切欠部
１８Ｈ 接合面
１８Ｉ 溝
１８Ｌ 切欠部周囲のフレーム内壁
２０ カバー
２０Ｅ 凸部
２４ 周溝

Claims (2)

1. 電子部品を実装する基板と、
   該基板と電気的に接続される電気コネクタと、
   前記基板を収容すると共に、前記電気コネクタがその接続口を外部に突出した状態で嵌合する切欠部を有する、一面のみが開口した箱型形状のフレームと、
   該フレームの開口を閉塞するカバーと、
   前記フレームに対して前記基板及び前記電気コネクタを固定したとき、前記カバーが接合する前記電気コネクタの接合面に、シール剤が充填されるように形成される溝と、
   前記カバーの周縁部に前記溝と嵌合するように形成される凸部と、
   を含んで構成され、
   前記電気コネクタは、少なくとも前記切欠部周囲の前記フレーム内壁と対向するフランジ部を有し、該フランジ部に、前記切欠部を囲むように前記内壁に向かって突出する凸部を設けたことを特徴とする自動車用電子制御装置。
2. 電子部品を実装する基板と、
   該基板と電気的に接続される電気コネクタと、
   前記基板を収容すると共に、前記電気コネクタがその接続口を外部に突出した状態で嵌合する切欠部を有する、一面のみが開口した箱型形状のフレームと、
   該フレームの開口を閉塞するカバーと、
   前記フレームに対して前記基板及び前記電気コネクタを固定したとき、前記カバーが接合する前記フレームの接合面及び前記カバーが接合する前記電気コネクタの接合面に、シール剤が充填されるように形成される周溝と、
   前記カバーの周縁部の全周に、前記周溝と嵌合するように形成される凸部と、
   を含んで構成され、
   前記電気コネクタは、少なくとも前記切欠部周囲の前記フレーム内壁と対向するフランジ部を有し、該フランジ部に、前記切欠部を囲むように前記内壁に向かって突出する凸部を設けたことを特徴とする自動車用電子制御装置。