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

Description

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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