JP6075613B2 - 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。

また、上記電子制御装置では、回路基板と金属板が樹脂封止により一体成形されているため、樹脂部分を破壊せずに金属板を取替えることができず、車両又は車両の取り付け箇所に応じて固定具を変更することが困難である。

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、車両の挙動の回路基板への伝達精度を向上させ、且つ、車両に対する固定具の取替えが可能な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、締結対象と締結するための締結部（１１１）を有すると共に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、前記締結部（１１１）を除いて前記回路基板（１）と接触し且つ前記回路基板（１）を被覆して前記締結部（１１１）を露出させる樹脂封止部材（２）と、前記車両に固定するための固定部（３１）を有すると共に、前記締結部（１１１）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、前記締結部（１１１）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、を備え、前記締結部（１１１）は、前記基板部材（１１）の一方面の一部であって前記締結部材（４、８）に当接する第一面（１１１ａ）と、前記基板部材（１１）の他方面の一部であって伝達部材（３、７）に当接する第二面（１１１ｂ）と、を備え、前記樹脂封止部材（２）は、前記第二面（１１１ｂ）を露出させる貫通孔を有し、前記伝達部材（３、７）は、ブラケット（３）、又はスペーサ（７１）とブラケット（７２）であり、前記ブラケット（３、７２）は、直接前記第二面（１１１ｂ）に当接し、又は前記貫通孔に挿通された前記スペーサ（７１）を介して前記第二面（１１１ｂ）に当接し、前記樹脂封止部材（２）の表面は、前記ブラケット（３、７２）と当接している場合は当該当接部分を除き、外部に露出している。

この構成によれば、締結部を除く回路基板が樹脂封止部材に接触・被覆（モールド）されており、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、車両の挙動が回路基板に直接的に伝達される。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。また、回路基板と伝達部材とが、樹脂封止部材から露出した締結部と締結部材によって締結されているため、樹脂封止部材を破壊することなく、回路基板から伝達部材を取り外して別の伝達部材に取り替えることができる。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の締結前の状態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を示す斜視図である。 第二実施形態の被覆部材を説明するための部分断面図である。 第三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を示す平面図である。 変形態様の車両用電子制御ユニットを示す斜視図である。

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５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、締結部１１１を除いて回路基板１を樹脂封止（樹脂モールド）して形成されたものの当該樹脂部分である。つまり、樹脂封止部材２は、締結部１１１を除いて回路基板１に接触すると共に、締結部１１１を除いて回路基板１を被覆する樹脂部材である。樹脂封止部材２は、回路基板１のうち締結部１１１を露出させ、その他の部位を被覆している。

樹脂封止部材２は、締結部１１１の第一面１１１ａの周囲を囲んでいる。換言すると、締結部１１１の第一面１１１ａは、基板部材１１に平行な平面方向における周囲を樹脂封止部材２によって囲まれている。つまり、樹脂封止部材２は、締結部１１１の第一面１１１ａ側を露出させる締結用貫通孔２Ａを有している。樹脂封止部材２は、締結用貫通孔２Ａを形成する筒状の貫通孔形成部２１を有しているともいえる。樹脂封止部材２は、基板部材１１において、外部に露出した締結部１１１を区画している。樹脂封止部材２は、樹脂で形成されている。なお、樹脂封止部材２は、防水の観点から第二面１１１ｂの周囲も囲むように形成されている。

伝達部材３は、金属製の固定部材であって、本体部３０と、自身と車両（フロア）（図示せず）とを固定するために本体部３０に設けられた固定部３１と、自身と回路基板１を締結するために本体部３０に設けられた対基板締結部３２と、を有している。伝達部材３は、車両に固定されて車両の挙動を回路基板１に伝達する。すなわち、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。

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。本体部３０は、両端が平板状で中央がコの字状（凸状）に突起したブラケット本体である。固定部３１は、本体部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、本体部３０の上段部から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、締結部１１１の第二面１１１ｂに当接している。

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部材である。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の裏面側に突出している。すなわち、回路基板１と伝達部材３は、露出した締結部１１１を介して、締結部材４と対基板締結部３２がネジ止めされることにより締結されている。

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に配置されると共に、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から突出して露出している。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。

第一実施形態の車両用電子制御ユニットによれば、締結部１１１を除く回路基板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。締結部１１１には、車両接地端子１１Ｂを除いて電子回路がほとんど形成されておらず、且つ締結部材４により大部分が被覆されているため、電子回路が被水することは抑制される。

さらに、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。すなわち、加速度センサ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、第一実施形態によれば、締結部１１１が樹脂封止部材２から露出し、締結部１１１と締結部材４によって樹脂封止部材２の外部で回路基板１と伝達部材３とが締結される構成である。このため、樹脂封止部材２を破壊することなく、防水構造を保ったまま、回路基板１から伝達部材３を取外すことができる。したがって、車両の取り付け箇所（例えばフロア）の形状に合わせて伝達部材３を取り替えることができる。伝達部材３を取り替えることで多種の車両に取り付け可能となるため、製品の汎用性は向上する。

また、第一実施形態によれば、締結部１１１の第一面１１１ａが樹脂封止部材２（貫通孔形成部２１）により囲まれているため、外部から第一面１１１ａへの被水は樹脂封止部材２により抑制される。第二面１１１ｂは、伝達部材３が当接する側、すなわち車両に設置される側であるため、第一面１１１ａに比べて被水の可能性は小さくなる。つまり、設置面側の第二面１１１ｂより第一面１１１ａのほうが被水の可能性が高く、第一実施形態の構成が好ましい。第一実施形態では、第一面１１１ａ及び第二面１１１ｂの両方が樹脂封止部材２により囲まれているため、より被水を抑制することができる。

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。また、回路基板１と伝達部材３とがネジ止めされているため、密着性及び締結力が高く、より精度良く回路基板１に車両の挙動が伝達される。

また、対基板締結部３２が本体部３０から回路基板１側に突出しているため、伝達部材３表面全体が回路基板１に当接することがなく、基板部材１１の裏面（第二面１１１ｂ側）にも電子回路を形成することができる。また、対基板締結部３２により回路基板１の裏面側も樹脂封止部材２で接触・被覆（モールド）することができ、防水性能を向上させることができる。

また、第一実施形態では、図１に示すように、締結部材４（雄ネジ）の頭部が締結部１１１の第一面１１１ａをほぼ覆っている。つまり、締結部材４（雄ネジ）の頭部の最大径が締結用貫通孔２Ａの内径（締結部１１１の径）とほぼ等しくなっている。これにより、基板部材１１の露出面積が小さくなり、基板部材１１の被水が抑制される。

＜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６及び図７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。

第二実施形態の車両用電子制御ユニットは、第一実施形態の構成に加えて、さらに被覆部材６を備えている。被覆部材６は、樹脂製で且つ樹脂封止部材２と同じ樹脂材料からなり、樹脂封止部材２と一体的に形成されている。被覆部材６は、締結用貫通孔２Ａを塞ぐように締結用貫通孔２Ａに挿入可能な栓部６１と、栓部６１と樹脂封止部材２とを接続する弾性変形可能な接続部６２と、で構成されている。栓部６１は、挿入側（先端）ほど径が小さくなる円柱形状に形成されている。接続部６２は、栓部６１が上下反転して締結用貫通孔２Ａに挿入できる程度に長さを有する直方体形状に形成されている。

作業者は、図７に示すように、接続部６２を弾性変形させつつ、栓部６１を締結用貫通孔２Ａに挿入し、圧入により樹脂封止部材２に固定することができる。つまり、栓部６１は、締結用貫通孔２Ａを塞いで被覆可能に形成されている。また、作業者は、栓部６１を締結用貫通孔２Ａから引き抜いて締結部１１１の第一面１１１ａ側を露出させることができる。つまり、栓部６１は、締結用貫通孔２Ａに対して着脱可能となっている。

第二実施形態の車両用電子制御ユニットによれば、第一実施形態と同様の効果が発揮される。さらに第二実施形態によれば、回路基板１と伝達部材３とを締結した後に、被覆部材６により締結用貫通孔２Ａを被覆することができるため、締結用貫通孔２Ａ内への水の進入を抑制することができる。これにより、第一面１１１ａが車両上方となるように車両用電子制御ユニットが配置された場合でも、締結用貫通孔２Ａ内に水が溜まることが抑制されて、締結部材４の錆びつきが抑制される。

＜第三実施形態＞
第三実施形態の車両用電子制御ユニットについて図８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。第三実施形態は、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。

第三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、第三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の一端部は回路基板１の第二面１１１ｂに当接し、スペーサ７１の他端部はブラケット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。また、スペーサ７１により、回路基板１の裏面側も樹脂封止部材２で接触・被覆（モールド）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、締結部１１１の第一面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。

第三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、第三実施形態によれば、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、汎用品を用いることで製造コストを削減できる。また、ブラケット７２だけを別形状のブラケットに取り替えることも可能となる。また、第三実施形態は、第二実施形態と組み合わせることもできる。

＜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、第三実施形態において、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が締結部１１１の第一面１１１ａに当接するように締結部材８が配置されても良い。締結部材４、８は、ネジ止め可能なネジ部材ともいえる。

また、第一又は第三実施形態において、締結部１１１の第一面１１１ａ又は第二面１１１ｂの周囲が樹脂封止部材２により囲まれていなくても良い。例えば、図９に示すように、第一面１１１ａの周囲の一部に樹脂封止部材２が配置されていなくても良い。この場合でも締結部１１１は、樹脂封止部材２から突出しておらず、樹脂封止部材２の窪んだ部分に位置し、周囲の半分以上が樹脂封止部材２に囲まれている。ただし、回路基板１への被水抑制作用の点では、上記実施形態のように締結部１１１の周囲全周が樹脂封止部材２に囲まれているほうが、回路基板１の被覆面積が大きくまた周囲からの被水も抑制できるため優れている。

また、被覆部材６は、図１０に示すように、締結用貫通孔２Ａを覆う板状部材であっても良い。この場合、被覆部材６は、締結部材４で回路基板１と伝達部材３が締結されている状態で、締結用貫通孔２Ａを覆うように樹脂封止部材２に接着される。これにより、締結用貫通孔２Ａでの水溜りを抑制できる。また、被覆部材６として、例えばネームプレートを採用することで、別途専用部品を製造する必要がなくなる。ただし、第二実施形態のように着脱可能であるほうが、伝達部材３の取替えが容易である。

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。ただし、本発明は、例えばエアバッグＥＣＵのように、検出精度の必要性から加速度センサ１２が設けられた回路基板１に対して特に有効である。

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、上記実施形態のように、樹脂封止部材２の車両側の端面が固定部３１よりも回路基板１側に位置していることが好ましい。これにより、樹脂封止部材２と車両が接触せず、車両への取り付け作業が容易となる。また、樹脂封止部材２と車両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。

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：締結用貫通孔、 ２１：貫通孔形成部、
３、７：伝達部材、 ３０：本体部、 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、 ６：被覆部材、 ６１：栓部、 ６２：接続部

Claims (7)

1. 締結対象と締結するための締結部（１１１）を有すると共に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、
   前記締結部（１１１）を除いて前記回路基板（１）と接触し且つ前記回路基板（１）を被覆して前記締結部（１１１）を露出させる樹脂封止部材（２）と、
   前記車両に固定するための固定部（３１）を有すると共に、前記締結部（１１１）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、
   前記締結部（１１１）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、
   を備え、
   前記締結部（１１１）は、前記基板部材（１１）の一方面の一部であって前記締結部材（４、８）に当接する第一面（１１１ａ）と、前記基板部材（１１）の他方面の一部であって伝達部材（３、７）に当接する第二面（１１１ｂ）と、を備え、
   前記樹脂封止部材（２）は、前記第二面（１１１ｂ）を露出させる貫通孔を有し、
   前記伝達部材（３、７）は、ブラケット（３）、又はスペーサ（７１）とブラケット（７２）であり、
   前記ブラケット（３、７２）は、直接前記第二面（１１１ｂ）に当接し、又は前記貫通孔に挿通された前記スペーサ（７１）を介して前記第二面（１１１ｂ）に当接し、
   前記樹脂封止部材（２）の表面は、前記ブラケット（３、７２）と当接している場合は当該当接部分を除き、外部に露出している車両用電子制御ユニット。
2. 前記第一面（１１１ａ）は、前記基板部材（１１）に平行な平面方向における周囲を前記樹脂封止部材（２）に囲まれている請求項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. 前記締結部（１１１）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. 前記締結部（１１１）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. 前記第一面（１１１ａ）を被覆可能な被覆部材（６）をさらに備え、
   前記樹脂封止部材（２）は、前記第一面（１１１ａ）を露出させる締結用貫通孔（２Ａ）を有し、
   前記被覆部材（６）は、樹脂製であり、前記締結用貫通孔（２Ａ）に対して着脱可能に且つ前記樹脂封止部材（２）と一体的に形成されている請求項２に記載の車両用電子制御ユニット。

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