JP5958761B2 - 車両用電子制御ユニット - Google Patents

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本発明は、車両に搭載される車両用電子制御ユニットに関する。

車両には、車両の挙動を検出し、当該検出結果に基づいて各種制御を実行する車両用電子制御ユニットが搭載されている。この車両用電子制御ユニットとしては、例えばエアバッグECUなどが挙げられる。車両用電子制御ユニットは、エアコンからの水滴の滴下や車内洗車時の水の飛散など、被水する可能性が高く、電子部品を備える回路基板を防水することが求められている。

ここで、特開2010−40992号公報には、回路基板が樹脂封止(樹脂モールド)により被覆された電子制御装置が開示されている。これによれば、回路基板を防水することができる。

特開2010−40992号公報

一方で、加速度センサなど車両の挙動を検出する車両挙動センサを搭載する車両用電子制御ユニットでは、車両の挙動が精度良く回路基板に伝達されることが求められる。しかしながら、上記電子制御装置では、樹脂により一体成形された金属板(ブラケット)により車両に固定されるが、金属板と回路基板とが実質樹脂のみを介して連結されているため、車両の挙動の回路基板への伝達精度の面で改善の余地がある。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、回路基板への被水を抑制できると共に、車両の挙動の回路基板への伝達精度を向上させることができる車両用電子制御ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、車両用電子制御ユニットであって、電子回路が形成される基板部材(11)と、前記基板部材(11)に配置され車両の挙動を検出する挙動検出センサ(12)と、を有する回路基板(1)と、前記電子回路に接続されたコネクタ(5)と、前記車両に固定するための固定部(31)を有すると共に、前記基板部材(11)に当接して前記車両の挙動を前記回路基板(1)に伝達する金属製の伝達部材(3、7)と、前記回路基板(1)及び前記伝達部材(3、7)に当接して前記回路基板(1)と前記伝達部材(3、7)とを締結する金属製の締結部材(4、8)と、前記回路基板(1)、前記伝達部材(3、7)、前記コネクタ(5)、及び前記締結部材(4)に接触しつつ、前記回路基板(1)、前記固定部を除いた前記伝達部材(3、7)の一部、前記コネクタ(5)の一部、及び前記締結部材(4)を被覆し、前記伝達部材(3、7)の他部及び前記コネクタ(5)の他部を露出させる樹脂封止部材(2)と、を備え、前記締結部材(4)は、前記回路基板(1)及び前記伝達部材(3、7)に対し、前記回路基板(1)と前記伝達部材(3、7)とが接近する方向に締結力を発生させ、前記伝達部材(3、7)は、ブラケット(3)、又は、前記基板部材(11)に当接したスペーサ(71)と前記スペーサ(71)に当接したブラケット(72)であり、前記伝達部材(3、7)の他部は、前記固定部を含む前記ブラケット(3、72)の一部であり、前記樹脂封止部材(2)の表面は、外部に露出している

この構成によれば、回路基板が樹脂封止部材に接触・被覆(モールド)されているため、回路基板の電子回路への被水を抑制することができる。また、本構成では、挙動検出センサを備える回路基板に対して、金属製の伝達部材が当接し、伝達部材を介して車両の挙動が回路基板に直接的に伝達される。さらに、締結部材が基板部材と伝達部材とを接近させる方向に締結力を加えているため、基板部材と伝達部材との密着性及び締結力が高くなり、当該両者が一体的となる。これにより、車両の挙動の回路基板への伝達精度が向上する。なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。

第一実施形態の車両用電子制御ユニットの構成を示す断面図である。 第一実施形態の車両用電子制御ユニットを示す斜視図である。 第一実施形態の車両用電子制御ユニットを説明するための分解図である。 第一実施形態の回路基板を示す平面図である。 第二実施形態の車両用電子制御ユニットの締結構造を説明するための部分断面図である。 変形態様の車両用電子制御ユニットの締結構造を説明するための部分断面図である。 変形態様の車両用電子制御ユニットの締結構造を説明するための部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、説明に用いる各図は概念図であり、各部の形状・寸法は必ずしも厳密なものではない場合がある。例えばネジ止め構造(雄ネジと雌ネジ)は、図面で概念的に表している。以下の実施形態では、車両用電子制御ユニットとしてエアバッグECUを例に本発明を説明する。

<第一実施形態>
第一実施形態の車両用電子制御ユニットは、図1、図2、図3、及び図4に示すように、回路基板1と、樹脂封止部材2と、伝達部材3と、締結部材4と、コネクタ5と、を備えている。回路基板1は、基板部材11と、加速度センサ(「挙動検出センサ」に相当する)12と、を有している。基板部材11は、表面及び裏面の少なくとも一方に電子回路が形成された板状部材であって、第一実施形態ではプリント配線基板である。電子回路は、配線(図示せず)と各種電子部品Zによって構成されている。

基板部材11には、締結対象である伝達部材3と締結するための締結部111が形成されている。締結部111は、基板部材11の一部であって、基板部材11の2箇所に設けられている。締結部111は、それぞれリング状に形成されている。リング状の締結部111は、貫通孔であるネジ穴11Aを形成している。つまり、基板部材11には、ネジ穴11Aが設けられている。締結部111は、基板部材11のうち伝達部材3及び締結部材4と当接する部分ともいえる。

締結部111は、基板部材11の表面(一方面)の一部である第一面111aと、基板部材11の裏面(他方面)の一部である第二面111bと、を備えている。第一実施形態において、第一面111aは、車両に設置した際に第二面111bの上方に配置される。少なくとも一方の第一面111aには、車両接地端子(GND端子)11Bが形成されている。車両接地端子11Bは、電子回路に接続されており、配線形状に形成されている。車両接地端子11Bは、表面に金属が接触することで当該金属と電子回路とを導通させる。

加速度センサ12は、車両の挙動の1つである車両の加速度を検出するセンサ(いわゆるGセンサ)である。加速度センサ12は、基板部材11の電子回路上に配置されている。第一実施形態の回路基板1は、車両の加速度を検出し、当該検出結果に基づいてエアバッグの展開制御を実行するエアバッグECUの基板である。

樹脂封止部材2は、回路基板1、伝達部材3の一部、及び締結部材4の少なくとも一部に対して、接触しつつ被覆(モールド)する部材である。樹脂封止部材2の詳細については後述する。

伝達部材3は、金属製の固定部材であって、車両に固定されて車両の挙動を回路基板1に伝達する。伝達部材3は、車両及び回路基板1に対して取り付け可能であって、車両の挙動を回路基板1に伝達可能な剛性を有している。伝達部材3は、中央段差部30と、自身と車両(フロア)(図示せず)とを固定するために中央段差部30に設けられた固定部31と、自身と回路基板1を締結するために中央段差部30に設けられた対基板締結部32と、を有している。

具体的に、第一実施形態の伝達部材3は、ブラケットである。中央段差部30は、両端に対して中央が回路基板1側に突出した略コの字状(凸状)の部位である。固定部31は、中央段差部30の両端部に形成されたネジ穴である。対基板締結部32は、中央段差部30の上段面から回路基板1側に筒状に突出し且つ内面にねじ山が形成された2つのネジ穴(雌ネジ)である。対基板締結部32の端面は、基板部材11の裏面(締結部111の第二面111b)に当接している。中央段差部30と基板部材11の間には、対基板締結部32によりスペースが形成され、基板部材1の裏面にも電子回路を形成することができる。

締結部材4は、回路基板1と伝達部材3とを締結させる金属製の締結具である。第一実施形態の締結部材4は、ネジ(雄ネジ)である。締結部材4は、頭部分が基板部材11の表面(締結部111の第一面111a)に当接し、軸部分が対基板締結部32に締結され、ねじ先が伝達部材3の裏面から突出している。すなわち、回路基板1と伝達部材3は、締結部材4及び対基板締結部32によりネジ止めされている。

締結部材4は、頭部分が基板部材11を伝達部材3側に押圧し、軸部分が対基板締結部32を基板部材11側に引き寄せている。つまり、締結部材4は、基板部材11と伝達部材3を接近させる方向に締結力を発生させている。締結部材4は、締結状態の基板部材11が伝達部材3から離れることを禁止すると共に、締結状態の伝達部材3が基板部材11から離れることを禁止する。このように、締結部材4は、基板部材11と伝達部材3が近づく方向に両者の外側から力を加えて両者を締結している。

締結部材4は、第一面111aに形成された車両接地端子11Bに接触している。したがって、回路基板1の電子回路は、車両接地端子11B、締結部材4、及び伝達部材3を介して車両(フロア)と接続され、ボディアースされる。

コネクタ5は、回路基板1に設置されて電子回路に接続されると共に、一端部が樹脂封止部材2に覆われて固定され、他端部が樹脂封止部材2から露出している。コネクタ5には、例えば車両ハーネス等の車両内配線が接続される。

ここで樹脂封止部材2の詳細を説明する。樹脂封止部材2は、樹脂からなり、直方体形状に形成されている。樹脂封止部材2は、回路基板1、伝達部材3の中央段差部30の上端部位と対基板締結部32、締結部材4、及びコネクタ5の一部を樹脂モールドしたものの当該樹脂部分である。樹脂封止部材2は、回路基板1全体を被覆している。したがって、回路基板1は、外部に露出していない。

車両用電子制御ユニットの設置状態における樹脂封止部材2の車両(フロア)側の端面2Aは、伝達部材3の固定部31よりも回路基板1側に位置している。すなわち、車両平面部分に設置した状態において、樹脂封止部材2の端面2Aは、車両から離間している。換言すると、伝達部材3を車両平面に固定しても、樹脂封止部材2と車両とが接触せず、両者間に間隔が空いていることとなる。

第一実施形態の車両用電子制御ユニットによれば、回路基板1が樹脂封止部材2により被覆されているため、回路基板1の被水は抑制される。また、第一実施形態によれば、回路基板1が樹脂等を介さず直接金属製の伝達部材3に当接し、且つ当該伝達部材3が車両に固定されているため、車両の挙動を精度良く回路基板1に伝達することができる。

さらに、第一実施形態では、締結部材4が外側から基板部材11と伝達部材3とを接近させるように両者を締結しているため、締結力が強く、基板部材11と伝達部材3とがより一体的となる。これにより、伝達部材3は、より精度良く、車両の挙動を基板部材11及び加速度センサ12に伝達することができる。車両の挙動が伝達部材3及び基板部材11により精度良く加速度センサ12に伝達されることで、加速度センサ12の検出精度は向上する。エアバッグECUにおいて加速度センサの検出精度は重要であり、車両の挙動を精度良く伝達する本構成はエアバッグECUにおいて特に有効である。また、締結方法としてネジ止めを採用しているため、他の締結方法よりも密着性及び締結力が高くなり、両者はより一体的となる。

また、第一実施形態では、樹脂封止部材2の車両側(固定部31側)の端面2Aが固定部31よりも回路基板1側に位置しているため、設置状態において車両平面と樹脂封止部材2との間に空間が形成される。これにより、樹脂封止部材2の端面2Aを車両に押し付けながら固定する必要がなく、取り付け作業が容易となる。また、この構成により、車両の様々な設置面形状(例えば凹凸形状)に対応でき、車両の設置場所の自由度が向上する。また、樹脂封止部材2と車両とが離間していることで、車両から伝達部材3への挙動伝達に樹脂が介在せず、車両から回路基板への挙動伝達精度が向上し得る。つまり、加速度センサ12の検出精度をさらに向上させることも可能となる。

また、第一実施形態によれば、伝達部材3と締結部材4が回路基板1の車両接地端子11Bと車両のフロアとを接続するため、別途ボディアース用の配線等を準備する必要がなく、部品点数の削減及び製造コストの低減が可能となる。

また、伝達部材3としてブラケットを用いていること、又は締結部材4としてネジを用いていることから、部品に汎用品を用いることができ、製造コストの低減が可能となる。また、回路基板1の締結部111は、基板部材11にネジ穴(貫通孔)11Aを設けてリング状に形成されているため、例えば基板部材11に雄ネジを設けるよりも製造が容易となる。

<第二実施形態>
第二実施形態の車両用電子制御ユニットについて図5を参照して説明する。なお、第一実施形態と同じ符号は、第一実施形態と同様の構成を示すものであって、先行する説明が参照される。第二実施形態は、第一実施形態と比較して伝達部材及び締結部材が異なっている。

第二実施形態の伝達部材7は、スペーサ71と、ブラケット72と、で構成されている。また、第二実施形態の締結部材8は、ボルト81と、ナット82と、で構成されている。

スペーサ71は、中央に貫通孔が形成された筒状の金属部材であって、回路基板1とブラケット72の間に介在されている。スペーサ71の一端面は基板部材11の裏面(第二面111b)に当接し、スペーサ71の他端面はブラケット72の表面に当接している。スペーサ71の貫通孔にはボルト81が挿通されている。スペーサ71によりブラケット72と基板部材11との間にスペースを設けることができ、基板部材11の裏面にも電子回路を形成することができる。

ブラケット72は、第一実施形態とほぼ同様、段差を持つ凸形状の金属部材である。ブラケット72の上段部には、ネジ穴11Aに対応する貫通孔72aが形成されている。ブラケット72の下段部(両端部)には、車両に取り付けるための貫通孔(固定部)72bが形成されている。貫通孔72aにはボルト81が挿通されている。

ボルト81の頭部は、基板部材11の表面(第一面111a)に当接している。ナット82は、ボルト81に対応し、内面にねじ山が形成されている。ナット82は、スペーサ71とでブラケット72を挟むように、ブラケット72の裏面に当接している。ボルト81とナット82により、回路基板1と伝達部材7(スペーサ71及びブラケット72)とが締結されている。つまり、回路基板1と伝達部材7は、ボルト81とナット82により、外側から内側(両者1、7が接近する側)に向けて締結されている。

第二実施形態の車両用電子制御ユニットによれば、第一実施形態同様の効果が発揮される。また、第二実施形態によれば、ブラケット72にねじ山をもつ雌ネジを設ける必要がなく貫通孔72aで足り、ボルト81とナット82により締結できるため、製造が容易である上、伝達部材7及び締結部材8に汎用品を用いることで製造コストを削減できる。

<その他の変形態様>
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、締結部材4は、ネジやボルト以外のものでも良く、図6に示すように、金属製のクリップ40であっても良い。この場合、クリップ40は、基板部材11と伝達部材3とを挟み込み、基板部材11と伝達部材3とが接近する方向に締結力を発揮する。換言すると、クリップ40は、基板部材11の表面及び中央段差部30の裏面に当接し、それぞれ当接面を内側に押圧している。基板部材11(締結部111)と対基板締結部32とが当接している。クリップ40は、例えば、基板部材11の四隅に配置される。この構成によっても上記実施形態同様の効果が発揮される。なお、この場合、対基板締結部32は、中央段差部30から回路基板1側に突出していれば良く、そこに貫通孔やねじ穴を設ける必要はない。また、図7に示すように、締結部材が金属製のリベット400であっても良く、これによっても上記実施形態同様の効果が発揮される。ただし、締結力の観点、すなわち挙動伝達精度の点において、上記実施形態のようにネジ止めであることが好ましい。

また、第二実施形態において、ボルト81の頭部がブラケット72の裏面に当接し、ナット82が基板部材11の表面(第一面111a)に当接するように締結部材8が配置されても良い。また、車両接地端子11Bは、第二面111bに形成されていても良い。この場合、第二面111bに当接する伝達部材3、7を介してボディアースが為される。また、車両用電子制御ユニットに搭載されるセンサとしては、加速度センサ12に限らず、例えばヨーレートセンサやロールセンサやジャイロセンサのように車両の挙動を検出するセンサであれば良い。樹脂封止部材2の材料は、一般に樹脂モールド成形が可能な樹脂材料であれば良い。また、上記実施形態のように、締結部材4は、基板部材11の複数箇所に配置されることが好ましい。また、樹脂封止部材2の端面2Aの位置は、固定部31より車両側の位置でも、固定部31と面一の位置でも良い。

1:回路基板、 11:基板部材、 12:加速度センサ(挙動検出センサ)、
111:締結部、 111a:第一面、 111b:第二面、
11A:ネジ穴、 11B:車両接地端子、
2:樹脂封止部材、 2A:端面、
3、7:伝達部材、 30:中央段差部、 31:固定部、
32:対基板締結部、 71:スペーサ、 72:ブラケット、
4、8:締結部材、 81:ボルト、 82:ナット、
5:コネクタ、

Claims (8)

  1. 電子回路が形成される基板部材(11)と、前記基板部材(11)に配置され車両の挙動を検出する挙動検出センサ(12)と、を有する回路基板(1)と、
    前記電子回路に接続されたコネクタ(5)と、
    前記車両に固定するための固定部(31)を有すると共に、前記基板部材(11)に当接して前記車両の挙動を前記回路基板(1)に伝達する金属製の伝達部材(3、7)と、
    前記回路基板(1)及び前記伝達部材(3、7)に当接して前記回路基板(1)と前記伝達部材(3、7)とを締結する金属製の締結部材(4、8)と、
    前記回路基板(1)、前記伝達部材(3、7)、前記コネクタ(5)、及び前記締結部材(4)に接触しつつ、前記回路基板(1)、前記固定部を除いた前記伝達部材(3、7)の一部、前記コネクタ(5)の一部、及び前記締結部材(4)を被覆し、前記伝達部材(3、7)の他部及び前記コネクタ(5)の他部を露出させる樹脂封止部材(2)と、
    を備え、
    前記締結部材(4)は、前記回路基板(1)及び前記伝達部材(3、7)に対し、前記回路基板(1)と前記伝達部材(3、7)とが接近する方向に締結力を発生させ
    前記伝達部材(3、7)は、ブラケット(3)、又は、前記基板部材(11)に当接したスペーサ(71)と前記スペーサ(71)に当接したブラケット(72)であり、
    前記伝達部材(3、7)の他部は、前記固定部を含む前記ブラケット(3、72)の一部であり、
    前記樹脂封止部材(2)の表面は、外部に露出している車両用電子制御ユニット。
  2. 前記樹脂封止部材(2)の車両側の端面(2A)は、前記固定部(31)よりも前記回路基板(1)側に形成されている請求項1に記載の車両用電子制御ユニット。
  3. 前記挙動検出センサ(12)は、加速度センサである請求項1又は2に記載の車両用電子制御ユニット。
  4. 前記締結部材(4、8)は、前記回路基板(1)と前記伝達部材(3、7)とをネジ止めする請求項1〜3の何れか一項に記載の車両用電子制御ユニット。
  5. 前記基板部材(11)は、前記電子回路における車両接地端子(11B)を備え、
    前記伝達部材(3、7)又は前記締結部材(4、8)は、前記車両接地端子(11B)に当接している請求項1〜4の何れか一項に記載の車両用電子制御ユニット。
  6. 前記基板部材(11)には、ネジ穴(11A)が設けられている請求項4に記載の車両用電子制御ユニット。
  7. 前記伝達部材(3)は、前記固定部(31)と、前記固定部(31)が両端に接続され前記固定部(31)に対して前記回路基板(1)側に突出した中央段差部(30)と、中央段差部(30)から前記回路基板(1)側に突出し前記回路基板(1)と当接する対基板締結部(32)と、を備え、
    前記締結部材(4)と前記対基板締結部(32)とにより前記基板部材(11)と前記伝達部材(3)とが締結される請求項1〜5の何れか一項に記載の車両用電子制御ユニット。
  8. 前記伝達部材(3、7)の他部は、前記樹脂封止部材(2)の前記車両側の端面から突出している請求項1〜7の何れか一項に記載の車両用電子制御ユニット。
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