JP5759914B2 - 電子制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、乗用車等の車両に装備される電子制御装置に係り、特に、プリント配線基板を樹脂製のハウジングと樹脂製のカバーで保護した電子制御装置に関する。
一般に、自動車等に装備される電子制御装置は、金属製あるいは樹脂製のハウジングに電子部品およびコネクタ等が配置されたプリント配線基板の四隅をねじにて固定している。また、カバーはプリント配線基板と共締めまたは、接着剤等で固定されている。
例えば、特許文献1に記載の電子制御装置は、ケース本体とカバーとは、内部にプリント配線基板を収容し、コネクタ設置用開口部にコネクタを受け入れ、ケース本体の開口縁部とカバーの外周縁部およびコネクタの下底面部との間に枠状の防水シール材(パッキン)を、カバーのコネクタ設置用開口部とコネクタの上面部および側面部との間に防水シール材を各々挟んで、複数個の締結ねじによって互いに締結され、図面では4個のねじで締結されている。また、特許文献2に記載の搭乗者拘束装置用のベルトリトラクタでは、プリント回路板60はスタッドボルトによりフレーム30の側脚部に取り付けられている。
特開2007−141959号公報 特開2001−187561号公報
ところで、前記構造の電子制御装置は、プリント配線基板の四隅をねじで固定しているため、ケース本体とカバーとの締結には4本のねじが必要であり、部品点数が多く、ねじ止めの組立作業が煩雑であり、作業時間が多大であった。また、前記構造のプリント回路板は、ケースやカバー等で保護されていないため、衝撃等が加わると破損や断線の危険があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、部品点数を削減でき、組立性の向上を図り、低コストで高信頼性の電子制御装置を提供することにある。また、プリント配線基板を収容するケース本体等のハウジングとカバーとの組付けが容易であり、誤組付けを防止できる電子制御装置を提供することにある。
前記目的を達成すべく、本発明に係る電子制御装置は、電子部品およびコネクタ等が実装されているプリント配線基板を搭載した電子制御装置であって、前記プリント配線基板は、一面側に位置するハウジングと、他面側に位置するカバーにより前記コネクタを露出した状態で収容されると共に、一側部は固定ねじ等の固定具により固定され、他側部は前記ハウジングと前記カバーにより位置決めされて固定される。そして、前記ハウジングの内周に凸部を設け、前記ハウジングに前記カバーを組付ける正規の組付けに対して該カバーを反転して誤組付けすると、前記凸部が前記プリント配線基板を固定したねじに干渉して組付けができないことを特徴とする
前記のごとく構成された本発明の電子制御装置は、プリント配線基板の一側部は固定ねじ等の固定具で固定され、他側部はハウジングとカバーにより位置決めされて固定されるため、固定ねじの本数を減らすことができ、ハウジングとカバーの内部にプリント配線基板を収容して組付ける作業時間を短縮することができる。また、ハウジングとカバーとの誤組付けを防止して組立状態を安定させることができる。
本発明の電子制御装置は、ハウジングへのプリント配線基板の固定をコネクタ側の片側だけねじ止めとし、もう片側をハウジングとカバーの機構をスナップフィットとしたことで、カバーとハウジングで位置決めして固定することができ、ねじ数を半分にすることができる。このため、作業時間の短縮が図れる。また、カバーの組付けにおいては、ハウジングにカバー受け部、カバーに挿入ガイドを設けることで組立性を向上できる。さらに、ハウジングに対してカバーを反対向きに取り付ける誤組付けを、ハウジングおよび、カバーに凹部や凸部を設けることで防ぐことができる。本発明は、以上のような顕著な効果を奏する。前記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明に係る電子制御装置の一実施形態の外観を示す斜視図。 図1に示す電子制御装置の分解した状態を示す斜視図。 図1に示す電子制御装置の平面図。 図3のA−A線断面図であり、(a)は組付け前、(b)は組付け後を示す。 図3のB−B線断面図。 図3のC−C線断面図。 図1に示す電子制御装置のカバーの裏面斜視図。 図1に示す電子制御装置のハウジングとカバーとの係合状態を示し、(a)は通常時の断面図、(b)はカバーの上昇時の断面図。 図1に示す電子制御装置の組立状態を示し、(a)は正規組付け時の断面図、(b)は反転組付け時の断面図。
以下、本発明に係る電子制御装置の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。本実施形態の電子制御装置1は、電子部品およびコネクタ等が実装されているプリント配線基板10を搭載して構成され、プリント配線基板10と、プリント配線基板の下方に位置するハウジング20と、プリント配線基板の上方に位置するカバー30とから構成され、ハウジング20でプリント配線基板10の下方を覆い、カバー30でプリント配線基板10の上方を覆っている。
プリント配線基板10はチップ部品や集積回路等の電子部品を実装する配線パターン(図示せず)が形成され、配線パターンに接続されるコネクタ11が半田付け等で固定されている。図示の例ではコネクタ11は半田付けとビス12による固定が併用されている。プリント配線基板10は長方形状に形成され、四隅に固定用の貫通孔13,14が4個形成されている。プリント配線基板10は一側部のコネクタ側の2つの貫通孔13と、他側部の2つの貫通孔14と備えている。
プリント配線基板10は、一面側に位置する樹脂製のハウジング20と、他面側に位置する樹脂製のカバー30によりコネクタ11を露出した状態で収容される。そして、プリント配線基板10の一側部は固定ねじ15等の固定具によりハウジング20に固定される。また、プリント配線基板10の他側部はハウジング20とカバー30とにより位置決めされ挟まれて固定される構成となっている。
プリント配線基板10を収容するハウジング20は樹脂等で形成され、コネクタ11や大型の電子部品を収容する凹部が形成されており、長方形状のプリント配線基板10の3辺に沿って外周壁部21a、21b、21cが立設され、これらの壁部と平行に内側に内周壁部22a、22b、22cが立設されており、1辺はコネクタ用の開口部となっている。ハウジング20の外周の3辺の壁部には、この電子制御装置1を固定するための3つのステー23が外側に向けて突設されている。また、外周壁部と内周壁部との間は溝部となっており、この溝部にカバー30の壁部が挿入される構成となっている。プリント配線基板10は内周壁部の内側に位置する大きさに設定されている。
ハウジング20の対向する外周壁部21a、21bの内側の立面には、ハウジング20にカバー30を押し込んで固定するためのスナップフィット固定手段の一方を構成するスナップフィット受け孔24が形成され、図示の例ではそれぞれの壁部に2個ずつ、合計4個のスナップフィット受け孔24が形成されている。スナップフィット受け孔24の上部には、スナップフィット手段の他方を構成する後述のカバー側のスナップフィット爪の受入を容易にするためのカバー受け部25が傾斜面として形成されている。
ハウジング20の対向する内周壁部22a、22bには、カバー30の受け用の凹部26,26が形成されている。この受け用の凹部26は内周壁部22a、22bの壁面の一部を切り欠いて形成したものである。この受け用の凹部26はカバー30に形成された後述する誤組防止凸部34と共に、ハウジング20とカバー30との反転組付けを防止する機能を有する。
プリント配線基板10に固定されたコネクタ11を受け入れるために、ハウジング20には開口部が形成され、この開口部の両脇にはプリント配線基板10の一側部を固定ねじ15で固定するための2つのボス部27が立設されている。この2つのボス部には固定ねじ15をねじ込むための2つの受け孔が形成され、受け孔の間隔はプリント配線基板10の一側部の貫通孔13の間隔と同じに設定されている。
また、ハウジング20の奥側にはプリント配線基板10の他側部を支持固定するための2つのボス部が立設されており、このボス部にはプリント配線基板10の他側部に形成された2つの貫通孔14に嵌合する位置決め突起28,28が形成されている。2つの位置決め突起28,28の間隔とプリント配線基板10の他側部の貫通孔14の間隔は同じに設定されている。
すなわち、プリント配線基板10のコネクタ側の一側部に形成された2つの貫通孔13に固定ねじ15を通してハウジング20にねじ込むことでプリント配線基板10の一側部を固定でき、他側部に形成された2つの貫通孔14にはハウジング20から上方に向けて突出する位置決め突起28,28が嵌合し、カバー30の底面と奥側のボス部で挟んでプリント配線基板10を固定する構成となっている。
カバー30は平坦な長方形の上面と、この上面の4辺から下方に延出する4つの壁部31a〜31dで下方開口の直方体に形成され、4つの壁部のうちの1つの壁部31aはプリント配線基板10に固定されたコネクタ11の受け部を覆い、他の3つの壁部31b、31c、31dはハウジング20の3つの外周壁部21a、21b、21cと、内周壁部22a、22b、22cとの間の溝部に嵌合するように構成されている。そして、3つの壁部31b、31c、31dの下端面の中央には、ハウジング20の嵌合用の溝部への挿入を容易とする3つの挿入ガイド32が突設されている。
カバー30の3つの壁部のうちの対向する2つの壁部31b、31cにはハウジング20のスナップフィット受け孔24に対応してスナップフィット爪33が4個形成されている。このスナップフィット爪33は2つの対向する壁部31b、31cが内側に湾曲することでハウジングの壁部を通過してスナップフィット受け孔24に係合することができる構成となっている。スナップフィット爪33の下方の端面は、ハウジング20のカバー受け部25の傾斜面にあわせて同様な傾斜面で形成されている。
また、カバー30の対向する壁部31b、31cの内周側には、ハウジング20に形成された受け用の凹部26,26に嵌合する誤組防止凸部34,34が突設されている。この誤組防止凸部34はカバー30の中心位置からずれた位置に形成されているため、カバー30を反転した状態では、凹部26,26と誤組防止凸部34,34とが嵌合しないため、組付けられないように構成されている。
さらに、ハウジング20に固定されるカバー30には、プリント配線基板10に対向する上面の裏側面に、プリント配線基板10を固定する固定ねじ15の頭部に相当する位置、すなわち、カバー30の長手方向の一方の端面から所定の距離Aの位置に円柱状の2つの凹部35,35が形成され、また、他方の端面から同じ距離Aの位置に2つの円柱状の凸部36,36が形成されている。この凸部36も、カバー30を反転した状態で組付けられないようにした誤組防止凸部として機能する。
ハウジング20は上方開口の容器状に形成され、カバー30はハウジング20の上方開口を覆う下方開口の四隅が円弧に形成された直方体状であり、ハウジング20とカバー30でプリント配線基板10を収容する形状となっている。カバー30は概略形状が直方体であり、壁面外周に凸設されたスナップフィット爪33は対称位置に形成されているため、平面的に180度回転させた状態でもハウジング20に嵌合できる形状となっているが、誤組防止凸部34と、凸部36により反転して組付けられない構成となっている。
前記の如く構成された本実施形態の電子制御装置1の組立動作について以下に説明する。電子制御装置1を組立てるときには、先ずハウジング20の上部開口に合わせてプリント配線基板10を載置する。このとき、コネクタ11をハウジングの凹部の開口に合わせ、奥側の貫通孔14,14をハウジング奥側のボス部の位置決め突起28,28に合わせて載置し、前側のボス部27に貫通孔13,13を合わせて2本の固定ねじ15,15をねじ込み、プリント配線基板10を固定する。
固定ねじ15をプリント配線基板10のコネクタ11側に配置したので、相手コネクタの抜き差し時に、あるいはハーネスが引っ張られたときにコネクタ11に応力が発生しても、プリント配線基板10は、しっかりと2本の固定ねじ15,15にて固定されているため、コネクタ11やプリント配線基板10等の変形を防止することができる。このように、ハウジング20にプリント配線基板10を載置して、一側部を固定ねじ15,15で固定したあと、ハウジング20にカバー30を被せる。
下方が開口している直方体状のカバー30をハウジング20上に位置させ、カバー30の壁部31aがコネクタ11側になるようにしてハウジング側に押し込むと、カバーの3つの壁部から下方に突出する挿入ガイド32がハウジングの溝部に導かれる。また、カバー30の誤組防止凸部34,34が、ハウジングの受け用の凹部26,26に嵌合し、位置ずれを防止する。そして、カバー30のスナップフィット爪33は、ハウジング20のカバー受け部25に当接し、傾斜面に沿って内側に湾曲され、溝内に押し込まれる。カバー30の上面を押圧すると、カバー20はハウジング20の溝内に押し込まれ、スナップフィット爪33がスナップフィット受け孔24内に嵌合してカバー30はハウジング20に固定される。
この状態では、カバー30の内面に形成された2つの凹部35,35はプリント配線基板10をハウジング20に固定している固定ねじ15,15の上部に位置しているため、図9(a)に示すように、ねじの頭部が凹部35内に位置して干渉することがなく、カバー30がハウジング20の溝部に入り込み、スナップフィット爪33がスナップフィット受け孔24に確実に嵌合し(図8a)、ハウジング20にカバー30を正規の位置で組付けて固定することができる。そして、この正規の組付けでは、カバー30のハウジング20からの突出量Lは小さく、凸部36,36はプリント配線基板10の上面に当接するため、位置決め突起28,28上でプリント配線基板10をハウジング20側に押し付け、基板自体を外周の4点で確実に固定することができる。
しかしながら、カバー30を反転した状態で組付けた場合、図9(b)に示されるように、固定ねじ15,15の頭部の位置に凸部36,36が位置するため、ねじの頭部と凸部36とが干渉してカバー30はハウジング20の溝内の所定の位置まで押し込むことができず、カバー30がハウジング20から盛り上がった位置で、突出量Lは大きくなり、スナップフィット爪33がスナップフィット受け孔24に確実に嵌合せず(図8b)、また位置決め突起28側の基板の押し付けも不完全で組付け状態が不安定となる。このため、カバー30のハウジング20への誤組付けを確実に防止することができる。しかし、組付け圧力が大きい場合には、カバー30やハウジング20は破損する恐れがあるため、組付け力の管理をすることが好ましい。
このように、ハウジング20にカバー30を組付けるときに、誤組防止凸部34,34が凹部26,26に嵌合することで誤組付けを防止でき、また、誤って組付けた後でも、固定ねじ15,15の頭部がカバー30の内面の凸部36,36に当接し、ハウジング20からのカバー30の突出量Lを確認することで、容易に誤組付けを見つけることができる。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
本発明に係る電子制御装置では、ハウジングやカバーは樹脂製に限られるものでない。また、ハウジングにプリント配線基板を固定する固定手段は固定ねじに限られるものでなく、タッピングねじや他の固定具を用いることができる。
本発明の活用例として、この電子制御装置を用いて車両のエンジン制御装置や、シートベルトリトラクタ等の制御装置へ使用することができ、車両以外の家電製品等の用途にも適用できる。
1 :電子制御装置
10:プリント配線基板
11:コネクタ
13、14:貫通孔
15:固定ねじ
20:ハウジング
21a、21b、21c:外周壁部
22a、22b、22c:内周壁部
23:ステー
24:スナップフィット受け孔(ハウジング側スナップフィット部)
25:カバー受け部
26:受け用の凹部
27:ボス部
28:位置決め突起
30:カバー
31a、31b、31c、31d:壁部
32:挿入ガイド
33:スナップフィット爪(カバー側スナップフィット部)
34:誤組防止凸部
35:凹部(誤組防止凸部)
36:凸部(誤組防止凸部)

Claims (7)

  1. 電子部品およびコネクタ等が実装されているプリント配線基板を搭載した電子制御装置であって、
    前記プリント配線基板は、一面側に位置するハウジングと、他面側に位置するカバーにより前記コネクタを露出した状態で収容されると共に、一側部は固定ねじ等の固定具により固定され、他側部は前記ハウジングと前記カバーにより位置決めされて固定され
    前記ハウジングの内周に凸部を設け、前記ハウジングに前記カバーを組付ける正規の組付けに対して該カバーを反転して誤組付けすると、前記凸部が前記プリント配線基板を固定したねじに干渉して組付けができないことを特徴とする電子制御装置。
  2. 前記ハウジング及び前記カバーは、樹脂製であることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
  3. 前記ハウジング及び前記カバーは、スナップフィット部により連結固定され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。
  4. 前記プリント配線基板の一側部の固定は、前記プリント配線基板のコネクタ側とすることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電子制御装置。
  5. 前記ハウジングは、前記プリント配線基板の位置決め用の突起を前記他側部に有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電子制御装置。
  6. 前記ハウジングは、前記カバーの受け用凹部を備えており、前記カバーは、前記ハウジングへの組付け位置ずれを防止するため前記凹部に嵌合する凸部が設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電子制御装置。
  7. 前記カバーおよび前記ハウジングは、誤組防止するために前記カバー及び前記ハウジングの一方には凹部が、その他方には凸部が設けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の電子制御装置。
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