JP6614725B2 - 電子制御ユニット - Google Patents

Description

本発明は電子制御ユニットに関し、特に回路基板を収容するハウジングを有するタイプの電子制御ユニットに関する。

本発明の電子制御ユニットは、特に自動車の環境での使用に好適であることがわかっており、そのため特にその技術領域に関して説明するものとするが、本発明は自動車分野に限定されないということを認識されたい。

現代の自動車は、その車両の作動を管理して、事故の場合には乗員の安全性を保証する、広範囲の電子回路を備えている。例えばエアバッグの使用はいまや一般的であり、エアバッグシステムは、エアバッグが適切に展開され、かつ、いかなる事故状況においても十分な保護を提供するように適切な方法で展開されることを確実にするために、自動車の動きを監視する高度な電子工学が必要である。また、例えば車間距離自動維持運転システム、前方車接近警報ブレーキシステム、ブラインドスポットモニタリングシステムおよび車線逸脱警報システムなどの、所謂、アクティブセーフティシステムが次第に一般的になってきており、全て高度な電子工学が必要である。したがって現代の自動車は、相当な数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）を含んでいる。

自動車の環境においては、環境の影響（例えば、水、埃などの浸入）がＥＣＵ性能に影響することを防止するために、ＥＣＵは十分に封止されることが重要である。さらに、多くの設備の中で、ＥＣＵがその内部の回路基板から良好な放熱をもたらすことを確実にし、自動車作動中に通常非常に相当に発生する振動に留意して、回路基板を正しい位置にしっかりと維持することを確実にすることが有益でありうる。

さらに、自動車製造業者はその車両の構成部品を減らすことに継続して努めており、それは自動車に設置される様々な電子システムの製造元が、その製品に関与するコストを削減すること、およびその製品を簡素化することに、通常努めているということを意味する。

本発明の目的は、任意に自動車に用いて好適でありうる改良した電子制御ユニットを提供することである。

本発明によれば、回路基板を収容するハウジングを有し、上記ハウジングは間に上記回路基板が位置するベースおよびカバーを備えるものである、電子制御ユニットにおいて、該装置は、上記ベースおよび上記カバーが、上記カバーの周縁の少なくとも大部分の周囲に延びる締まり嵌めの結合を介して相互に係合することを特徴とする電子制御ユニットを提供する。

好ましくは、前記締まり嵌めの結合は、前記カバーの周縁の周囲に前記カバーの弾性ひずみを伴う。

有利に、前記カバーは弾性的に変形可能である。

好都合に、上記カバーの前記周縁は、上記ベースの内側表面に係合する。

有利に、上記カバーの前記周縁は、スナップフィットとして、上記ベースの周囲に形成される溝の範囲内に受け入れられる。

任意に、前記溝は、前記内側表面の周囲に形成される。

好ましくは、前記回路基板は、前記ベースと前記カバーとの間に狭持される。

好都合に、前記回路基板の第１の側は前記ベースと接触し、上記回路基板の反対の第２の側は前記カバーと接触する。

有利に、上記回路基板の前記第１の側および前記第２の側は、上記回路基板の外周領域の周囲で、上記ベース、上記カバーにそれぞれ接触する。

好ましくは、上記回路基板の前記第２の側は、上記ベースの内側に落ち込んだ上記カバーのくぼみ領域に接触する。

好都合に、前記カバーの前記くぼみ領域は、上記カバーの前記周縁の内側に離間される。

有利に、上記装置は、前記締まり嵌めの相互の係合に隣接する周辺シールをさらに備える。

好ましくは、前記シールは、上記回路基板の周囲に延び、かつ、上記カバーの上記周縁と上記カバーの上記くぼみ領域との間に位置する。

好都合に、前記ベースおよび前記カバーはいずれも、熱伝導性材料より形成される。

有利に、上記カバーの前記周縁の少なくとも大部分は、丸みがある。

任意に、上記カバーの前記周縁は、丸みのある角を備えた形状を有する。

この発明をより容易に理解できるように、そのさらなる特徴を認識できるように、ここで以下の添付の図面を参照しながら、この発明の実施形態を例として説明することとする。

図１は、本発明に係る電子制御ユニットの下から見た斜視図である。 図２は、図１に示す上記装置の上から見た斜視図である。 図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った上記装置全体の断面図である。 図４は、拡大断面図であり、図３と同様であるが上記装置の一部のみを示しており、上記装置の組立における最初の工程を示す。 図５は、図４に相当する図であるが、上記装置の組立における後続工程を示す。 図６は、図４および５に相当する別の図であるが、上記装置の組立における最終工程を示す。 図７は、図４と同様の図であり、組み立てた装置の放熱機能を概略的に示す。

ここで、図面をより詳細に検討すると、図１および２は、本発明の実施形態に係る電子制御ユニット（ＥＣＵ）１を示す。ＥＣＵは、相互に係合してハウジング２を形成するベース３およびカバー４を備えるハウジング２を有する。図３に最も明瞭に示すように、ＥＣＵ１のハウジング２は、例えば従来の方式のプリント回路基板でありうる回路基板５を収容する。

ハウジング２のベース３およびカバー４はいずれも、良好な熱伝導性をもつ材料より形成される。いくつかの実施形態は、ベース３およびカバー４が金属で形成されるように構成されるが、金属の代わりに他の熱伝導性材料が用いられることもありうるということを認識されたい。ベース３およびカバー４は、いずれも同一の材料より形成されてよい。しかしながら、ベース３が、実質的に剛性であるように構成される一方で、カバー４は、弾性的に変形可能であるように構成されるため、これらの特性を達成するために、ベース３およびカバー４は異なる材料により形成されてよい。

図２に最も明瞭に示すように、ベース３の外側には、カバー４とは反対の側に、回路基板５により発生した熱の周辺空気への放散を向上するために、一体的に形成されて間隔をあけた複数のヒートシンクフィン６を設けている。ベース３はまた、複数の取付け孔８をもつ外周取付けフランジ７を有し、例えば自動車内の好適な取付け構造へのその結合を容易にする。

図３に示すように、ベース３は、凹状開口９を介して、回路基板５を、ベース３とカバー４とが相互に係合したときに形成されるハウジング２の内部空間内に位置するようにして挿入できるように凹状開口９を規定する。より詳細には、ベースが、凹状開口９の内側の内部空間の概ね周囲に延びる、直立する（図３に示した向きで）支持リング１０を与え、支持リング１０上で回路基板５がその外周領域の周囲を支持される、ということに留意されたい。そのため、認識されたいこととして、回路基板５の下方側表面１１は、支持リング１０周辺のベース３に接触するが、それ以外は、支持リング１０の範囲内で大部分の回路基板５とベース３との間に空間１２が形成されるように、ベース３の内側表面から離間される。しかしながらベース３は、図３に示すように、回路基板５の中央領域に対して、または回路基板に搭載される電気的構成要素５ａに対して追加的な支持を提供するために、直立する中央形成体１３を含みうる。

図３および図４から６に最も明瞭に示すように、ベース３の開口９は、内側表面１５を規定する周辺側壁１４によって規定される。周辺溝１６は、好ましくは、図４から６に示すように側壁１４の上端１７からわずかに下方へ離間した位置に、側壁１４内で側壁１４の周囲に形成される。さらに、ＥＣＵ１は、例えばエラストロマー系のＯリング型シールである周辺シール１８を含みうるものであり、ベース３内に側壁１４に隣接して設けられるが上端１７および溝１６から下方へ離間されるシール凹部１９内に固定される。そのため上記シール１８は、回路基板５の周縁外側の周囲に、回路基板５に対して間隔をあけて延びる。

ここでカバー４をより詳細に検討して、カバー４は、ベース３の凹状開口９の範囲内に受け入れられる大きさおよび形状になされることによって、ハウジング２内かつベース３およびカバー４間に位置する回路基板５をもつハウジング２の内部空間を閉じる、ということに直ちに留意されたい。この点においてカバー４は、略長方形であるが丸みのある角をもつ、その周縁２０によって規定される形状を有する、ということに留意されたい。他の実施形態では、カバー４は略楕円形状を有することができ、ゆえにそれもまた丸みをもつこととなるということが予想される。このように、ベース３の周辺側壁１４は、カバー４の周縁２０の長さの少なくとも大部分の周囲で、カバー４の周縁２０との密接な接触を確実にするために、対応する形状を有する。

上記に示したように、カバー４は例えば金属である熱伝導性材料で形成される。さらに、カバーは、弾性的に変形可能であるように構成されることに留意されたい。したがって、カバー４は金属板からプレスできるということが予想される。

図１および２に最も明瞭に示すように、カバーは、実質的に平面でありうる相対的に大きい中央領域２１を有する。中央領域２１の周囲には、図１および３に示すように、カバー４がベース３に嵌まるときにベース３の内側に落ち込むくぼみ領域２２が設けられ、以下により詳細に説明することとする。留意されたいこととして、カバーのくぼみ領域２２は、カバー４の周縁２０の内側に離間される。

くぼみ領域２２の最も外側の部分は、くぼみ領域２２およびくぼみ領域の外側周辺の平面領域２４間の小肩部２３を規定する、カバーの金属の上向きの曲げによって規定される。カバー４の外周領域には、カバー４の周縁２０を末端とする上向き縁部２５が規定される。

図１および２に示すように、ベース３の側壁１４は、ＥＣＵの他の回路への電気接続を容易にするために、回路基板５に接続される電気コネクタ２７を受け入れる開口２６を含みうる。

ここで図４から６を検討して、ベース３およびカバー４が相互に係合する方法を、以下に詳細に説明することとする。これらの図面は全て、回路基板５の下方側表面１１が支持リング１０と接触するように、ベース３の支持リング１０によってその外周の周囲を支持される回路基板５を示す。

図４は、ベース３と係合する前のベース３より上に位置しているカバー４を示すものであり、そのため自然の、緩んだ、変形していない状態のカバーを示す。留意されたいこととして、カバー４は、ベースの周辺側壁１４によって規定されるため、この状態では、大きすぎてベースの開口９の内側に嵌まらない。そのため、カバー４の上向きフランジ２５は、ベース側壁１４の上端で止まる。さらに、ベース３は、支持ツール２８内に受け入れられるように示している、ということに留意されたい。

ベース３およびカバー４を相互に係合するために、カバー４が、ベースに向けて下方に押圧される。これは、カバーの平面領域２４の、好ましくはカバー４の全範囲の周囲の、上面に耐えるように構成された押圧ツールを介して、図５の矢印Ｆで示すような下方への力Ｆをカバーに加えるようにして下方への圧力を加えることによって達成できる。しかしながら、あるいは代わりにカバーのくぼみ領域２２、好ましくはくぼみ領域の全範囲の周囲に、耐えるように構成された押圧ツールを介して、図５の矢印Ｆ’で示すような下方への力をカバーに加えるようにして下方への圧力を加えることによって、カバー４をベース３に向けて下方に押圧できる。いずれの場合においても、下方への圧力を加えることは、このようにカバー４をベース３の方へ促すのに効果的である。より詳細に図５に示すように、カバー４の本来の変形性とベース３が比較的剛性であることとを理由に、カバー４の外周領域はこのように、上向きフランジ２５が側壁１４の上端１７を過ぎて押さえ付けられる間、弾性的かつ可塑的に変形されることとなる。これは図示するように、上端１７の内側に、面取りした面を備えることでさらに容易になりうる。

このように、カバー４は、上向きフランジ２５および平面領域２４間の連結辺りの曲げによって、ならびに、平面領域２４およびくぼみ領域２２間の肩２３辺りの曲げによって変形されている。

ベース３の凹状開口９へ入り、カバーの周縁２０が側壁１４の溝１６を通りすぎるまで、カバー４を下方へ押す下方への押圧力Ｆを加え続けると、その結果、図６に示すようにカバー４の本来の復元力が周縁２０を外側にはね返らせ、スナップフィットとして溝と係合状態になる。このようにカバーの周縁２０が溝１６と係合した場合であっても、それでもベース３の小さい開口９に押し込められていることに起因して、カバーは弾性的にさらに変形することとなる。このようにベース３およびカバー４は、周縁２０が溝１６との密接な係合に押し込められるように、カバー４の周縁２０の周囲に延びる締まり嵌め結合を介して相互に係合する。したがってこの結合は、その全範囲の周囲で実質的に水を通さない。

それでも図６に示すように、カバー４の周縁２０が溝１６に受け入れられるとき、カバーの平面領域２４は、シール１８に係合し、かつ、シール１８に耐え、シール１８のわずかな変形を引き起こす。このことが、カバー４の周縁２０および溝１６間の締まり嵌め結合によってもたらされる実質的に水を通さない封止を補完する。

さらに、図６にも示すように、上述のようにカバー４がベース３と完全に係合するとき、カバーのくぼみ領域２２の下方側表面が、回路基板５の外周領域の周囲で回路基板５の上面２７と接触して押し下げ、それによって回路基板の外周領域をベース３の支持リング１０とカバー４のくぼみ領域２２との間にしっかりと狭持する。

そのため、本発明のＥＣＵは、ハウジング２のベース３およびカバー４間において非常に簡単かつ好都合な相互の係合をもたらし、それがさらにベース３およびカバー４間におけるハウジング２への水の浸入からの良好な保護を提供する一方で、回路基板５をハウジング２内の正しい位置にしっかりと保持することを確実にもする。

しかしながら、本発明のＥＣＵはまた、放熱の点でさらなる利益を提供する。図７を参照すると、回路基板５がベース３およびカバー４の両方と直接接触することと、ベース３およびカバー４がいずれも熱伝導性材料より製造されるという事実との利点による、回路基板５からカバー４およびベース３の両方への放熱を、矢印で概略的に示している。

特定の実施形態を参照しながら、上記でこの発明を説明したが、主張する発明の範囲から逸脱することなく様々な変更をなすことが可能であるということを認識されたい。例えばいくつかの変形例においては、カバー４の周縁２０およびベース３の側壁１４における周辺溝１６間の相互の係合は、ベースの側壁１４の上端１７が、上端１７の外周の周囲の間隔をあけた複数の場所で押しつぶされるか、そうでなければ変形されるものである、機械的なかしめ加工によりさらに固定されることが可能であるということが予想される。これらの間隔をあけた変形は、例えば、ベース３の材料をカバーの周縁２０との局所的に一層密接な機械的な係合と置換えるために、側壁１４の上端１７に向けて鋭利でないツールを下方へ素早く動かすことによって作られ、それによってカバー４の周縁２０を、ベース３の側壁１４周囲に形成される溝１６との隙間のない係合に効果的に固定することが可能である。

いくつかの実施形態では、上記したような単一の完全な周辺溝ではなく、側壁１４の周囲の間隔をあけた一連の分離した溝の部分を含むように、ベース３の側壁１４の周囲に形成される溝１６は、断続的であることもありうるということもまた提案される。

上記で示したように、好ましい実施形態においては、ベース３およびカバー４はいずれも金属製であるが、代わりに他の熱伝導性材料が用いられることもありうる。例えば、ベース３および／またはカバー４は、適切な熱伝導性を提供するためにその中に分散される複数の金属粒子（アルミニウム粒子など）を有するプラスチック材料（繊維強化プラスチックなど）より形成されることもありうる。いくつかの実施形態においては、カバー４が金属より形成されることもありうる一方で、ベース３は、このタイプの伝導性のプラスチック材料より形成されることもありうるということが予想される。

本明細書および請求項で用いる場合、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅおよびｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」やその変形は、特定の特徴、工程または整数を含むという意味である。この用語は、他の特徴、工程または整数の存在を除外するものと解釈されるべきではない。

それらの特定の形態で、もしくは、開示した機能を実行するための手段または開示した結果を得るための方法や処理の観点から表現された、先述の明細書または以下の特許請求の範囲または添付の図面で開示した特徴は、必要に応じて、個々でまたはそうした特徴を任意に組み合わせて、この発明をその多様な形態で実現するために利用されてよい。

この発明は、上述した例示的な実施形態に関連して説明したが、当業者には、この開示があれば、多くの均等な変更および変形が明らかであるだろう。したがって、上記に記載したこの発明の例示的な実施形態は、説明的なものであって、限定するものではないものと考えられる。この発明の精神および範囲から逸脱することなく、記載した実施形態に対して様々な変更がなされてよい。

Claims (11)

1. 回路基板（５）を収容するハウジング（２）を有する電子制御ユニット（１）において、
   前記ハウジング（２）はベース（３）およびカバー（４）を備え、これらのベース及びカバーの間に前記回路基板（５）が配置され、
   前記ベース（３）および前記カバー（４）が、前記カバー（４）の周縁（２０）における締まり嵌めの結合を介して相互に係合される構造であり、
   前記回路基板（５）の第１の側（１１）は前記ベース（３）と接触し、前記回路基板（５）の反対の第２の側（２７）は前記ベース（３）の内側に落ち込んだ前記カバー（４）のくぼみ領域（２２）と接触するように構成され、
   前記カバー（４）の前記くぼみ領域（２２）は、前記カバー（４）の前記周縁（２０）から内側に離れて成形され、
   前記回路基板（５）は、前記ベース（３）と前記カバー（４）との間に狭持されるように構成されたことを特徴とする電子制御ユニット。
2. 前記回路基板（５）の前記第１の側（１１）および前記第２の側（２７）は、前記回路基板（５）の外周領域の周囲で、前記ベース（３）、前記カバー（４）にそれぞれ接触する、請求項１記載の電子制御ユニット。
3. 前記締まり嵌めの相互の係合に隣接する弾性変形可能な周辺シール手段（１８）をさらに備える、請求項１又は２に記載の電子制御ユニット。
4. 前記シール手段（１８）は、前記回路基板（５）の周囲に延び、かつ、前記カバー（４）の前記周縁（２０）と前記カバー（４）の前記くぼみ領域（２２）との間に位置する、請求項３に記載の電子制御ユニット。
5. 前記締まり嵌めの結合は、前記カバー（４）の周縁（２０）の弾性ひずみを伴う、請求項１乃至４の何れか１項に記載の電子制御ユニット。
6. 前記カバー（４）の前記周縁（２０）は、前記ベース（３）の内側表面（１５）に係合する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の電子制御ユニット。
7. 前記カバー（４）の前記周縁（２０）は、スナップフィットとして、前記ベース（３）の周囲に形成される溝（１６）内に受け入れられる、請求項６に記載の電子制御ユニット。
8. 前記溝（１６）は、前記内側表面（１５）の周囲に形成される、請求項３に従属する請求項７に記載の電子制御ユニット。
9. 前記ベース（３）および前記カバー（４）はいずれも、熱伝導性材料より形成される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電子制御ユニット。
10. 前記カバー（４）の前記周縁（２０）の少なくとも大部分は、丸みがある、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電子制御ユニット。
11. 前記カバー（４）の前記周縁（２０）は、丸みのある角を備えた形状を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電子制御ユニット。

Images