JP5518020B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は電子制御装置に関する。

例えば特許文献１に記載されているように、ケース内に回路基板を収容した上でそのケースの開口を蓋によって閉蓋してなる電子制御装置においては、ケースの開口端縁にシール溝を形成し、そのシール溝に設けられたシール材によってケースと蓋との間をシールするようになっている。

特開２０１０−１３２１０３号公報

ところで、特許文献１に記載の技術における蓋には、当該蓋をねじ部材によってケースに固定するための貫通孔が形成されているが、このような場合には、上記貫通孔を通じたケース内への水や塵埃等の進入を防止すべく、ケースのうち上記ねじ部材が螺合するボス部の外周側を、上記シール溝の一部をもって囲繞し、その囲繞部に設けたシール材によって上記貫通孔とケースの内部空間との間をシールすることが望ましい。

しかしながら、上記ボス部を囲繞するようにシール材を設けた場合には、上記ボス部と上記シール材との間の空隙に存在する空気が温度変化によって膨張または収縮することにより、上記空隙とケースの内部空間との間で圧力差が発生し、その圧力差によって上記シール材が蓋から剥離してシール性が低下してしまう虞があった。

本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであって、上記空隙とケースの内部空間との間における圧力差を少なくとも緩和することにより、蓋からのシール材の剥離を抑制し、もってシール性低下の抑制を図った電子制御装置を提供することを目的としている。

本発明は、特に、ボス部とシール材との間の空隙と筐体の外部空間とを連通する空気通路を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、ボス部とシール材との間の空隙に存在する空気が膨張または収縮したときに、上記空気通路を通じて上記空隙に空気が給排されることになるから、上記空隙とケースの内部空間との間における圧力差が少なくとも緩和されて上記シール材の蓋体からの剥離が抑制され、もってシール性低下を抑制できるようになる。

本発明の実施の形態として、本発明にかかる電子制御装置が適用されたアクチュエータユニットを示す分解斜視図。 図１におけるアクチュエータユニットを別の角度から見た分解斜視図。 図２におけるモータ制御装置を分解して示す斜視図。 図２におけるモータ制御装置のＡ−Ａ線に沿った断面図。 図２におけるモータ制御装置からカバーを取り除いた状態を示す平面図。 図５におけるボス部の詳細を示す拡大斜視図。 図６のＢ−Ｂ断面図であって、ケースをカバーによって閉蓋した状態を示す図。

図１〜７は本発明の好適な実施の形態を示す図であって、そのうち図１は本発明にかかる電子制御装置が適用されたアクチュエータユニットを示す分解斜視図、図２は図１に示すアクチュエータユニットを別の角度から見た分解斜視図である。また、図３は電子制御装置の分解斜視図、図４は図２に示す電子制御装置のＡ−Ａ線に沿った断面図、図５はカバーを取り除いた状態の電子制御装置を示す平面図である。

図１，２に示すアクチュエータユニット１は、自動車に搭載される電動式のブレーキ倍力装置に用いられるものであって、三相交流電力によって駆動され、ブレーキ液の液圧を制御する電動アクチュエータである電動モータ２と、運転者によるブレーキ操作や自動車の運転状態に基づいて電動モータ２を駆動制御する電子制御装置としてのモータ制御装置３と、を備えている。なお、図示は省略しているが、電動モータ２は、いわゆるボールねじ機構により、ブレーキ液の液圧を制御する図示しないピストンを進退移動させることになる。

電動モータ２のうちアクチュエータハウジングであるモータハウジング４の外面には、当該電動モータ２の軸方向に延びる一対の台座部５が電動モータ２の軸直角方向で互いに所定の間隔を隔てて形成されている。両台座部５のうち長手方向の両端部にはねじ孔６ａが穿設された円形の着座面６がそれぞれ突出形成されている一方、モータ制御装置３の筐体７のうち後述するケース１２にはモータハウジング４側の各着座面６にそれぞれ着座する４つの脚部８が形成されている。そして、筐体７側の各脚部８を挿通しつつモータハウジング４側の各ねじ孔６ａに螺合する４つの制御装置取付ねじ９により、モータ制御装置３が電動モータ２に固定されることになる。

他方、モータハウジング４のうち両台座部５同士の間の位置には略偏平角筒状の筒状壁１０が突出形成され、モータ制御装置３の筐体７をモータハウジング４に固定したときに、モータ制御装置３側の後記のステータ接続部２０およびセンサ接続部２１が、筒状壁１０の内周側に開口する開口部１１を通じてモータハウジング４内に臨むようになっている。そして、ステータ接続部２０がモータハウジング４内のステータ（図示せず）に、センサ接続部２１がモータハウジング４内の回転位置センサ（図示せず）にそれぞれ接続されることになる。なお、上記回転位置センサとは、周知のように、モータハウジング４内に設けられたロータ（図示せず）の回転位置を検出するものであって、当該回転位置センサの出力信号はモータ制御装置３による電動モータ２の駆動制御に供されることになる。また、筒状壁１０の先端には閉ループ状の溝部１０ａが形成されており、この溝部１０ａに配置されるシール部材（図示せず）がケース１２の底壁１３に圧接することにより、モータハウジング４の内外をシールするようになっている。

図１，２のほか図３に示すように、モータ制御装置３の筐体７は、底壁１３と周壁１４を有し、上方に向けて開口する平面視略矩形状の金属製のケース１２と、そのケース１２の開口を閉蓋する蓋である平面視略矩形状の金属製のカバー１５と、を備えていて、当該筐体７の内部に形成された基板収容空間Ｓ１には、カバー１５側から制御モジュール１７，パワーモジュール１６の順で両者１６，１７が所定の間隔を隔てて回路基板として積層配置されている。そして、筐体７は、ケース１２の底壁１３をモータハウジング４側に向けた姿勢でモータハウジング４に固定されるようになっている。

図３，４に示すように、パワーモジュール１６は、樹脂材料をもって略平板状に形成され、金属製のバスバー（図示せず）が多数埋設された板状基部１８と、その板状基部１８のうちケース１２の底壁１３側を向く部品実装面１８ａに実装された種々の電子部品と、板状基部１８の一端縁に一体に形成されているとともに、ケース１２側の後記の開口部３１を通じて外部に臨んでいて（図２参照）、外部の電子機器と信号および電力を授受する外部接続コネクタ１９と、板状基部１８の部品実装面１８ａから突設され、電動モータ２のステータ（図示せず）と電気的に接続されるステータ接続部２０と、同じく板状基部１８の部品実装面１８ａから突設され、上述した回転位置センサ（図示せず）と電気的に接続されるセンサ接続部２１（図１参照）と、を備えている。

そして、パワーモジュール１６は、図１に示すように、ケース１２の底壁１３に形成された電力供給端子挿通孔３３にステータ接続部２０を、ケース１２の底壁１３に形成されたコネクタ挿通孔３４にセンサ接続部２１をそれぞれ挿通させた状態で、図３に示すように、板状基部１８に貫通形成された複数の取付孔２２をそれぞれ挿通する複数のパワーモジュール取付ねじ２３により、ケース１２に対して締結固定されている。なお、図３の符号２４は、パワーモジュール取付ねじ２３が螺合するケース１２側のねじ孔を示している。

また、図３，４に示すように、板状基部１８のうち部品実装面１８ａとは反対側の制御モジュール対向面１８ｂには、当該制御モジュール対向面１８ｂの外周縁部から面直角方向に突出して制御モジュール１７をいわゆるスナップフィット方式で係合保持するスナップフィット部２５と、パワーモジュール１６と制御モジュール１７とを電気的に接続するための接続端子２６とがそれぞれ複数突設されている。

一方、制御モジュール１７は、ガラスエポキシ樹脂に代表されるような非導電性樹脂材料からなる基板の表裏両面にそれぞれ導体パターン（図示せず）を形成し、その上に多数の電子部品（図示せず）を実装することで構成されたものであって、パワーモジュール１６側の各スナップフィット部２５により、パワーモジュール１６側の板状基部１８に対して面直角方向で所定の間隔を隔てた位置、具体的にはケース１２の開口端よりもカバー１５側の位置で位置決め保持されている。

また、図３，５に示すように、制御モジュール１７のうちパワーモジュール１６側の各接続端子２６に対応する位置には、それらの各接続端子２６が挿通するスルーホール２７がそれぞれ貫通形成されている。そして、パワーモジュール１６側の各接続端子２６は、各スルーホール２７を挿通して制御モジュール１７からカバー１５側へ突出し、図示外の半田をもって各スルーホール２７にそれぞれ電気的に接続されている。

すなわち、制御モジュール１７は、運転者によるブレーキ操作や自動車の運転状態にかかる情報を外部接続コネクタ１９および各接続端子２６を介して入力するとともに、その情報に基づいて生成した駆動指令信号を各接続端子２６を介してパワーモジュール１６へ出力することになる。そして、パワーモジュール１６は、制御モジュール１７から入力した駆動指令信号に基づいて電動モータ２へ電力を供給し、その電動モータ２を駆動させることになる。

図３，４に示すように、筐体７のカバー１５は、金属板を略皿状にプレス成形してなるものであって、制御モジュール１７を収容すべくケース１２とは反対側に向けて膨出した膨出部２８と、その膨出部２８の外周縁から外周側に向けて延出するフランジ部２９と、そのフランジ部２９の外周縁を下向き（ケース１２側）に曲折してなる突縁部３０と、を備えている。

他方、図３，５に示すように、ケース１２はいわゆるアルミダイカスト法をもって型成形されたものであって、当該ケース１２のうち平面視略矩形状の周壁１４の一辺には、パワーモジュール１６側の外部接続コネクタ１９を受容する開口部３１が上方側から切欠形成されている。開口部３１は外部接続コネクタ１９の根元部に形成されたフランジ部１９ａに合致する形状を呈しており、当該開口部３１の開口縁には、シール性を有する接着材（図示せず）によってフランジ部１９ａが接着固定されている。なお、図３の符号１２ａは、ケース１２の外面に形成された冷却用のフィンを示しており、図５の符号３２は、周壁１４に取り付けられ、空気は通すが水は通さない呼吸フィルタを示している。

また、ケース１２のうちフランジ部１９ａの上端を含む周壁１４の開口端には、閉ループ状に連続したシール溝３５が平面視略矩形状に形成されている。シール溝３５は、当該シール溝３５の外周側を囲繞する外周側の側壁３６と、シール溝３５の内周側を囲繞する内周側の側壁３７との間に形成されている。

また、当該シール溝３５のうち長手方向の所定位置、具体的にはシール溝２５の四隅近傍の位置には、両側壁３６，３７のうちの一方が他方から離間する方向へ向けて凸となるように湾曲した膨出部３６ａ，３７ａがそれぞれ形成されており、ケース１２の開口端のうち各膨出部３６ａ，３７ａの内周側となる位置に、カバー１５を固定するためのボス部３９がそれぞれ突出形成されている。その結果、シール溝３５のうち各ボス部３９に対応する位置に、シール溝３５の外周側の側壁３６に沿った外周側溝部３８ａと、シール溝３５の内周側の側壁３７に沿った内周側溝部３８ｂとをもって閉ループ状をなす囲繞部３８がそれぞれ形成され、それらの各囲繞部３８により、各ボス部３９の外周側がそれぞれ囲繞されている。

図６は、図５におけるボス部３９の詳細を示す拡大斜視図であり、図７は図６のＢ−Ｂ断面図であってケース１２をカバー１５によって閉蓋した状態を示す図である。なお、図６，７では、各ボス部３９のうちの一つのみを図示しているが、他のボス部３９も略同様に構成されている。

図６に示すように、ボス部３９は、後記のカバー取付ねじ４５（図７参照）が螺合することになるねじ孔４１を有する略円筒状のボス部本体４０と、そのボス部本体４０の根元部から外周側に向けて突出する一対のランド部４３と、を備えていて、両ランド部４３を含むボス部３９全体としての平面視における外縁形状が、囲繞部３８の平面視における外縁形状と相似形となるように設定されている。

すなわち、側壁３６のうち膨出部３６ａの長手方向両端部３６ｃ，３６ｄと一般部３６ｅとのなすコーナー部３６ｂが略直角に形成され、囲繞部３８の平面視における外縁形状が略半円状または略Ｄ字状を呈しているのに対し、ボス部本体４０の平面視における外縁形状が略円形状を呈しているため、囲繞部３８の幅寸法となるべきボス部本体４０と両側壁３６，３７との間の間隙Ｃが、外周側溝部３８ａと内周側溝部３８ｂとの接続部に相当する位置で他の部位と比較して幅広となってしまうことから、ボス部本体４０と両側壁３６，３７との間の間隙Ｃが比較的幅広となる位置に平面視略三角形状のランド部４３をそれぞれ形成することにより、それらの両ランド部４３を含むボス部３９全体としての平面視における外縁形状を略Ｄ字状としている。その結果、囲繞部３８の幅寸法Ｗは、当該囲繞部３８の長手方向で略均一となり、且つシール溝３５のうち囲繞部３８を除く一般部３５ａと略同一となっている。

また、ボス部本体４０は、当該ボス部本体４０の突出方向でシール溝３５の両側壁３６，３７よりも高く形成されているとともに、ボス部本体４０の先端に形成された環状の着座面４２には、当該着座面４２の内周縁から両ランド部４３側に向かって延びる一対の連通溝４２ａがそれぞれ形成されている。

そして、図７に示すように、シール性を有する熱硬化性の接着剤４４をシール溝３５内にシール材として塗布した上で、カバー１５側の突縁部３０をシール溝３５内に挿入しつつカバー１５のフランジ部２９を各ボス部３９の着座面４２に着座させることにより、ケース１２がカバー１５によって閉蓋されている。さらにその上で、カバー１５のフランジ部２９のうちボス部３９に対応する位置に貫通形成された貫通孔２９ａにねじ部材であるカバー取付ねじ４５の軸部４５ａを挿入し、そのカバー取付ねじ４５をボス部３９に螺合させることでカバー１５がケース１２に対して締結固定されている。なお、カバー取付ねじ４５の頭部４５ｂとカバー１５のフランジ部２９との間には、ばね座金４６および平座金４７がそれぞれ介装されている。

つまり、液状またはペースト状の接着剤４４を外周側溝部３８ａ及び内周側溝部３８ｂを含む一連のシール溝３５内に塗布した後、その接着剤３５を硬化させる前に、カバー１５側の突縁部３０を接着剤４４に没入させるとともにカバー取付ねじ４５をもってカバー１５をケース１２に対して締結固定し、その状態で接着剤５４に熱を加えて硬化させることにより、カバー１５とケース１２とを接着固定しつつ両者１２，１５の間を液密にシールしている。

より詳細には、接着剤４４のうちシール溝３５の一般部３５ａと各囲繞部３８の外周側溝部３８ａとに相当する部分は、カバー１５側の突縁部３０の先端側をその全周に亘って被覆している一方、接着剤４４のうち各囲繞部３８の内周側溝部３８ｂに相当する部分は、カバー１５のうちフランジ部２９の内面に隙間なく密着している。その結果、ボス部本体４０とランド部４３とのなす段状面４３ａとカバー１５側のフランジ部２９との間であって、且つボス部本体４０と接着剤４４との間の位置には、筐体７の基板収容空間Ｓ１から隔離された空隙Ｓ２が形成されている。なお、この空隙Ｓ２は、囲繞部３８の幅寸法Ｗが当該囲繞部３８の長手方向で略均一に、且つ当該囲繞部３８を除いた一般部３５ａと略同一となるように構成されていることで、後述するシール材４４の塗布量のばらつきが低減され、上記段状面４３ａ上に良好に確保される。

そして、その空隙Ｓ２と筐体７の外部空間とは、連通溝４２ａと、カバー取付ねじ４５の軸部４５ａと貫通孔２９ａとの間に形成された径方向隙間Ｇ１と、カバー取付ねじ４５の軸部４５ａと平座金４７との間に形成された径方向隙間Ｇ２と、ばね座金４６の周方向両端部間に形成された周方向隙間Ｇ３とをもって構成された空気通路４８を通じて互いに連通している。

したがって、本実施の形態によれば、接着剤４４を硬化させるべく当該接着剤４４に熱を加えたときに、空隙Ｓ２に存在する空気も熱せられてその空気が膨張することになるが、膨張した空気は空気通路４８を通じて筐体７の外部に排出されることになるから、空隙Ｓ２内の空気の圧力によってカバー１５のフランジ部２９から接着剤４４が剥離するようなことがなく、シール性の低下を防止できる。

また、当然のことながら、接着剤４４を硬化させた後においても、基板収容空間Ｓ１および空隙Ｓ２内の空気が温度変化によって膨張または収縮することが有り得るが、空隙Ｓ２は空気通路４８を通じて筐体７の外部空間との間で空気を給排する一方、基板収容空間Ｓ１は呼吸フィルタ３２を通じて筐体７の外部空間との間で空気を給排することから、基板収容空間Ｓ１と空隙Ｓ２との間における圧力差が少なくとも緩和されることになる。これにより、接着剤４４の硬化後においても上記シール材の蓋体からの剥離が抑制され、シール性の低下を抑制できる。

しかも、シール溝３５の囲繞部３８とボス部３９の連通溝４２ａとの間にランド部４３を形成することにより、連通溝４２ａとシール溝３５とをボス部３９の径方向で離間させているため、接着剤４４の付着によって連通溝４２ａが閉塞されてしまうことを防止し、空隙Ｓ２内への空気の給排をより確実に行えるようになる。

また、シール溝３５について、囲繞部３８の幅寸法Ｗを、当該囲繞部３８の長手方向で略均一とすると共に、当該囲繞部３８を除いた一般部３５ａと略同一となるように構成したことで、外周側溝部３８ａと内周側溝部３８ｂとの間にて、また、これら囲繞部３８と一般部３５ａとの間にてシール材４４の塗布量を積極的に変更する必要がなくなる。これにより、上記両部３５ａ，３８へのシール材４４の塗布作業について、当該シール材４４の塗布量を一定とすることが可能となり、この結果、当該シール材４４の塗布作業性の向上が図れると共に、塗布量（塗布厚）のばらつきが低減されることによる当該シール材４４のシール性の向上にも供される。換言すれば、上記両部３５ａ，３８へのシール材４４の塗布量を一定化することで、当該塗布作業を例えば図示外の塗布機などを用いて自動化することができ、作業工数の低減化による生産性の向上や製造コストの低廉化に寄与することができる。

さらには、上述のように、シール材４４の塗布作業に塗布機を用いることで、シール溝３５に沿ってほぼ確実にシール材４４を塗布することができ、この結果、シール材４４がシール溝３５を若干外れて例えば段状面４３ａに付着してしまうおそれもなく、上記空隙Ｓ２の形成の妨げとなる不都合の抑制にも供される。

以上、上記実施形態では、本発明に係る電子制御装置をブレーキ倍力装置に適用したものを例示しているが、本発明は当該実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば内燃機関やパワーステアリング装置、自動変速機など、種々のものに適用することができる。

３…モータ制御装置（電子制御装置）
７…筐体
１２…ケース
１５…カバー（蓋）
１６…パワーモジュール（回路基板）
１７…制御モジュール（回路基板）
２９ａ…貫通孔
３５…シール溝
３８…囲繞部
３９…ボス部
４１…ねじ孔
４２…着座面
４２ａ…連通溝
４３ａ…段状面
４４…接着剤（シール材）
４５…カバー取付ねじ（ねじ部材）
４８…空気通路
Ｓ２…ボス部と接着剤との間の空隙

Claims (3)

1. 一方に向けて開口するケースとそのケースの開口を閉蓋する蓋とからなる筐体に回路基板を収容してなる電子制御装置において、
   上記ケースの開口縁から上記蓋側へ向けて突設されたボス部と、
   上記蓋のうち上記ボス部に対応する位置に貫通形成された貫通孔と、
   上記貫通孔を挿通しつつ上記ボス部に螺合し、上記ケースと上記蓋とを締結固定するねじ部材と、
   上記ケースの開口縁に沿って形成されているとともに、上記ボス部の外周側を閉ループ状に囲う囲繞部を有するシール溝と、
   上記シール溝に設けられ、上記ケースの開口縁と上記蓋との間をシールするシール材と、
   上記ボス部と上記シール材との間の空隙と上記筐体の外部空間とを連通する空気通路と、
   を備えていることを特徴とする電子制御装置。
2. 上記ボス部は、上記ねじ部材が螺合するねじ孔が穿設され、上記蓋が着座する着座面と、上記蓋との間に所定の間隔を隔てて形成された段状面と、を備えていて、上記段状面と上記蓋との間に上記空隙が形成され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。
3. 上記貫通孔と上記ねじ部材との間に径方向隙間が形成されている一方、その径方向隙間と上記空隙とを連通する連通溝が上記ボス部の着座面に形成されていて、上記径方向隙間および上記連通溝がそれぞれ上記空気通路の一部として機能するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御装置。

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