JP6654199B2 - ハウジング安定化要素を有する電子制御ユニット、および電子制御ユニットのためのハウジング - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車用途に向けた、電子制御ユニットのためのハウジングと、電子制御ユニットとに関する。

背景技術
電子制御ユニットの電子コンポーネント、例えばプリント回路基板は、通常、例えば埃、水、または油のような汚染物質の存在に起因した、電子コンポーネントの正常な機能にとって危険となりうる周囲環境から保護する必要がある。この理由から、電子コンポーネントを、外部環境との接触を阻止するためにシーリングされたハウジングの内部容積の中に収容することができる。

電子制御ユニットのための従来のハウジングは、境界に沿って相互に接合された、本体およびカバーを含む。本体とカバーとが接触している境界領域に沿って、ハウジングは、例えばガスケット、Ｏ型リング、または粘性の調合材料によって構成されているシーリング要素を含む。シーリング要素は、埃、水、または油のような汚染物質が境界領域を通過してハウジングに侵入することを阻止する。

ハウジングは、通常、電子制御ユニットの自己発熱と、外部環境の気候条件の変動との両方に起因した温度変動の影響を受ける。電子制御ユニットが受ける加速試験は、さらに厳しい温度条件をもたらす。ハウジングのシーリングされた内部容積と、外部環境との間の温度差は、今度は、ハウジングの内部のガスと、ハウジングを取り囲んでいる周囲雰囲気との間に圧力差を引き起こしうる。

本体の熱膨張係数とカバーの熱膨張係数との差、および内部圧力と外部圧力（それぞれ過剰圧力または過小圧力）との間における正または負の差に起因して、ハウジングは機械的な応力を受ける。このような応力は、他の部分、とりわけ本体に比べて薄い部分、とりわけカバーの変形を引き起こす可能性がある。結果として、このことは、本体とカバーとの間に設けられたシーリング要素に対する応力を引き起こす可能性があり、これによって結果的に、接着剤または粘着性シーラントの破損を生じさせるおそれがある。

発明の概要
本発明の課題は、ハウジングのカバーと本体との間に設けられたシーリング要素に対する、機械的な応力に起因した損傷の危険性がとりわけ小さくなっている、ハウジングを有する制御ユニットを提供することである。

上記の課題は、独立請求項に記載された電子制御ユニットによって解決される。従属請求項は、制御ユニットの有利な発展形態および修正形態を記載している。

本発明の第１の態様によれば、電子制御ユニットが開示される。前記電子制御ユニットは、シーリングされたハウジングを含み、前記ハウジングは、相互に固定されている本体およびカバーと、シーリング要素とを含み、前記シーリング要素は、前記本体および前記カバーのうちの一方および／または他方に接触している。とりわけシーリング要素は、本体およびカバーの両方に接触している。シーリング要素は、好ましくは本体とカバーとの界面に配置されており、これによってこの界面をシーリングしている。本体および／またはカバーは、シーリング要素を少なくとも部分的に収容するための溝を有することができる。

前記電子制御ユニットはさらに、前記ハウジング内に回路基板装置を含む。回路基板装置は、回路基板を含む。回路基板は、例えばプリント回路基板である。

前記シーリングされたハウジングはさらに、前記回路基板装置と、前記本体および前記カバーの一方または他方とに接触している少なくとも１つのハウジング安定化要素を含む。

第２の態様によれば、回路基板装置を含む電子制御ユニットのためのハウジングが開示される。前記ハウジングは、本体と、前記本体に固定されたカバーと、前記本体および前記カバーの一方および／または他方に接触しているシーリング要素と、前記回路基板装置と、前記本体および前記カバーの一方または他方とに接触させられる少なくとも１つのハウジング安定化要素と、を含む。

ハウジングの内部の回路基板装置と、ハウジング自体との間に設けられるハウジング安定化要素によって、ハウジングアセンブリに対する追加的な固定が提供され、これによって変形が制限され、ひいては、本体とカバーとの間に設けられているシーリング要素の接着剤または粘着性シーラントの破損が阻止される。さらなる利点として、上述されたハウジングは、高度な頑強性を特徴としており、改善された振動性能を示す。

その結果として、永続的な変形を回避するため、かつ弾性分域への変位を制限するために設けられる、ハウジングのカバーと本体との間の追加的な固定を、有利には省略することが可能となる。例えば、本体から突出しており、かつハウジングの内部容積の内部でカバーを支持する、ハウジングの追加的な内壁または支柱を省略することが可能となる。追加的な内壁または支柱が存在していれば、内部容積の内部で電子回路が利用できる空間が減少することとなろう。さらには、追加的な内壁が存在することにより、ハウジングの本体がより複雑になり、ひいてはより高価になる。

ねじ、リベット等のような、カバーと本体との間の追加的な固定手段も省略することができる。ハウジングのシートメタル製のカバーと本体との間に追加的な固定が存在していれば、カバーと本体との結合は、より長寿命になる。このような追加的な固定手段は、信頼性問題の危険性を増大させる可能性もあり、例えば、このような信頼性の問題の危険性は、外部からカバーを通過して本体内に侵入する領域においてこのような追加的な固定手段が必要とされている、追加的なシーリング領域に起因している。

１つの実施形態では、前記ハウジング安定化要素は、前記回路基板の主表面の平面図において、前記回路基板に重なり合っている。このようにすると、ハウジング安定化要素が特に省スペースとなる。

１つの実施形態によれば、前記回路基板装置は、前記回路基板を前記本体または前記カバーのうちの一方に固定させるための１つまたは複数の固定要素を含む。１つの発展形態では、前記固定要素は、ねじである。前記ハウジング安定化要素または前記ハウジング安定化要素の少なくとも１つは、好ましくは前記複数の固定要素のうちの１つと、前記本体および前記カバーのうちの他方との間に、これらと機械的に接触するように挿入されている。とりわけ前記固定要素は、ねじであり、前記ハウジング安定化要素は、前記本体および前記カバーのうちの前記他方と、前記ねじのうちの１つの頭部との間に挿入されている。

固定要素は、回路基板から突出していてもよく、例えば、回路基板を固定するためのねじの頭部は、回路基板から突出しており、回路基板装置から離れた側でハウジングにコンタクトさせるためにハウジング安定化要素が橋絡しなければならない間隙が、これによって低減される。したがって、ハウジング安定化要素の厚さをとりわけ小さくすることができる。

１つの実施形態によれば、前記回路基板は、前記本体に固定されており、前記ハウジング安定化要素は、前記回路基板と、前記シーリングされたハウジングの前記カバーとの間に挿入されている。有利には、これによって電子制御ユニットの簡単な組み立てが促進される。電子制御ユニットの製造方法では、まず始めに回路基板を本体に固定させることができ、そして、回路基板装置の上に１つまたは複数のハウジング安定化要素を設けることができ、最後に、カバーを本体に固定させることができる。

１つの実施形態では、前記固定要素は、前記回路基板を前記本体に固定させ、前記ハウジング安定化要素または前記ハウジング安定化要素の少なくとも１つは、前記カバーと、前記複数の固定要素のうちの１つとの間に挿入されている。とりわけ前記固定要素は、ねじとすることができ、前記ハウジング安定化要素は、前記カバーと、前記ねじの少なくとも１つの頭部との間に挿入されている。これによって有利には、補強要素を覆うように、すなわち回路基板がハウジングの本体に固定されることを保証するために存在しなければならない固定要素を覆うように、ハウジング安定化要素を設けることが可能となる。

さらなる実施形態によれば、前記カバーは、少なくとも１つの窪み部を含む。前記ハウジング安定化要素または前記ハウジング安定化要素の少なくとも１つは、前記窪み部と前記回路基板との間に挿入されている。換言すれば、（１つまたは複数の）ハウジング安定化要素は、回路基板装置と窪み部との間に挟まれている。とりわけハウジング安定化要素の少なくとも１つは、窪み部と、それぞれのねじのそれぞれの頭部との間に挿入されており、これによって回路基板を、ハウジングの本体に固定させている。有利には、窪み部は、回路基板とハウジングのカバーとの間の間隙を特に小さくすることにおいてさらに役立ち、これによってハウジング安定化要素の厚さを特に小さくすることが達成可能である。

さらなる実施形態によれば、それぞれのハウジング安定化要素に接触している前記固定要素または少なくとも１つの固定要素は、前記シーリングされたハウジングの、最も高い変形性を有する部分に一致するように配置されている。例えば、固定要素は、機械的な固定が不十分な領域に、例えば回路基板の主表面の平面図におけるカバーの中央領域に一致するように配置することができ、これによって頑強性および振動性能が改善される。

さらなる実施形態によれば、それぞれのハウジング安定化要素に接触している前記固定要素または少なくとも１つの固定要素は、前記シーリングされたハウジングの境界部分に近接した位置に配置されている。例えば、回路基板の縁部領域に隣接して配置される。これによって有利には、落下した場合におけるアセンブリの抵抗が改善される。

図面の簡単な説明
本発明の上述した態様、およびさらなる態様は、以下に説明される例示的な実施形態から明らかであり、これらの例示的な実施形態を参照しながら説明される。以下では、本発明について例示的な実施形態を参照しながらより詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されているわけではない。むしろ、本発明は、複数の異なる実施形態の各要素の任意の組み合わせを含む。本発明はさらに、各請求項の任意の組み合わせ、および各請求項によって開示される各特徴の任意の組み合わせを含む。

本発明の第１の例示的な実施形態による電子制御ユニットの断面図である。 本発明の第２の例示的な実施形態による電子制御ユニットの断面図である。

詳細な説明
図１は、本発明の第１の例示的な実施形態による電子制御ユニット１を示す。電子制御ユニット１は、ハウジング１０と、ハウジング１０の内部の回路基板装置とを含む。

図２は、本発明の第２の例示的な実施形態による電子制御ユニット１を示す。第２の実施形態による電子制御ユニット１は、第１の実施形態による電子制御ユニット１に概ね一致している。以下では、２つの実施形態の相違点について説明する。

回路基板装置は、回路基板２０と、回路基板２０をハウジング１０に固定させる複数の固定要素２３とを含む。

ハウジング１０は、相互に接合された本体１１およびカバー１２を含む。本体１１は、プラスチックまたは金属材料から形成されている。本体１１は、モールド部品であってもよい。カバー１２は、典型的にはメタルシートから、本体１１と同じ材料から、または本体１１とは異なる材料から形成されている。ハウジング１０は、ハウジング１０の内部のプリント回路基板２０を、電力供給用および／またはデータ交換用の−ワイヤハーネスのような−外部接続源に接続させるためのコネクタ（図示せず）を含む。

本体１１は、ベース１５と、ベース１５から突出する周壁１８とを有する。図１および２の断面図に対して直交する平面図または下面図（図示せず）から見たときのベース１５は、矩形、円形、または他の形状とすることができる。周壁１８は、ベース１５に対して直交している。本発明の別の実施形態（図示せず）によれば、周壁１８を、別の方法でベース１５に対して傾斜および／または湾曲させてもよい。

カバー１２は、頂面１６と、頂面１６から突出する周壁１７とを有する。周壁１７は、頂面１６に対して直交している。本発明の別の実施形態（図示せず）によれば、カバー１２の周壁１７を、別の方法で頂面１６に対して傾斜および／または湾曲させてもよい。本発明の別の実施形態（図示せず）によれば、カバー１２の周壁１７は、存在していなくてもよい。

周壁１８の上には、カバー１２が支持および固定されており、これによって、ベース１５と周壁１８とカバー１２との間に延在する、内部容積３０を有する中空構造が形成される。内部容積３０は、プリント回路基板２０を収容することができる。内部容積３０は、さらなる複数の電子コンポーネント（図示せず）を収容することができる。

周壁１８の上には、カバー１２の周壁１７の端部の対応する平面状の境界部分２１ｂに結合されるように、平面状の境界部分２１ａが画定されている。カバー１２の周壁１７が存在しない実施形態では、平面状の境界部分２１ｂは、カバー１２の頂面１６の境界に沿って一直線に設けられている。

非平面状の境界部分２１ａ，２１ｂも考えられる。しかしながら、非平面状の境界部分２１ａ，２１ｂもまた、好ましくは本体１１とカバー１２との間に形状結合による接続が確立されるように構成することができる。

境界部分２１ａにおいて本体１１の周壁１８は、シーラント材料からなる周状のシーリング要素４０のための収容部１９を含む。例えば、シーリング要素４０は、Ｏ型リングによって形成することができるか、または流体状のシーリングコンパウンドからなる流し込みガスケットによって形成することができる。収容部１９およびシーリング要素４０は、台形の断面形状であるが、他の形状、例えば扇型または矩形のような形状も一般に可能である。

本体１１とカバー１２とが相互に接合されているときには、シーリング要素４０は、周壁１８の頂部とカバー１２との間に配置されており、これによって外部環境から内部容積３０への汚染、例えば埃または他の汚染物質を阻止している。

本体１１は、プリント回路基板２０を支持するための、ベース１５から突出する複数の支持部１３を有する。それぞれの支持部１３の中には、複数の固定要素２３のうちの１つのための結合要素１４が設けられている。プリント回路基板２０が支持部１３の上で支持されているときには、固定要素２３をそれぞれの結合要素１４に結合させることにより、プリント回路基板２０がハウジング１０の本体１１に固定されることが保証される。

図１および２の実施形態では、固定要素２３はねじであり、結合要素１４はねじ孔である。それぞれのねじ２３は、頭部２４を含み、頭部２４は、プリント回路基板２０がハウジング１０の本体１１に固定されているときには、支持部１３から離れる方向にプリント回路基板２０から突出している。換言すれば、支持部１３と回路基板２０と頭部２４とは、回路基板２０の主表面に対して法線方向にカバー１２に向かってこの順番で相互に連続している。

図１には、境界部分２１ａ，２１ｂに横方向に隣接している２つの支持部１３が示されている。より頑強な図２の実施形態では、３つの支持部１３が示されている。−図１に示された支持部１３に対する−追加的な支持部１３は、カバー１２の頂面１６の中央領域１６ａに配置されており、この中央領域１６ａには、その他の機械的な固定部は存在しておらず、すなわち頂面１６の、最も高い変形性を有する部分である。追加的な支持部１３は、剛性および振動応答性の改善を、それが望ましいとされうる用途のために提供する。一般に、本発明の他の実施形態によれば、所望の水準の頑強性に到達させるために任意の数の支持部を設けることができる。

プリント回路基板２０は、支持部１３に接触する主底面２０ｂの反対側に、主頂面２０ａを含む。主頂面２０ａとカバー１２との間では、プリント回路基板２０とシーリングされたハウジング１０のカバー１２との間に、１つまたは複数のハウジング安定化要素５０が挿入されている。

図１および２の実施形態に示されているように、それぞれのハウジング安定化要素５０は、カバー１２と、複数の固定要素２３のうちの１つとの間に挿入されており、とりわけカバー１２と、それぞれのねじ２３のそれぞれの頭部２４との間に挿入されている。具体的に言えば、ハウジング安定化要素５０の相対する両側は、それぞれカバー１２と、対応する頭部２４とに直接的に機械的に接触している。ハウジング安定化要素５０は、接着グルーから形成されているか、または流体状のシーリングコンパウンドからなるシーラント材料の流し込みガスケットから形成されている。ハウジング安定化要素５０−ならびに頭部２４−は、主頂面２０ａの平面図において、回路基板２０および支持部１３に横方向に重なり合っている。

カバー１２は、電子制御ユニット１が組み立てられているときには、プリント回路基板２０に向かって突出する１つまたは複数の窪み部２２を含む。本発明の可能な実施形態によれば、それぞれのハウジング安定化要素５０は、それぞれの窪み部２２と、回路基板２０との間に挿入されている。とりわけ図１および２の実施形態では、それぞれのハウジング安定化要素５０は、それぞれの窪み部２２と、それぞれのねじ２３のそれぞれの頭部２４との間に、これらと機械的に接触するように挿入されている。それぞれの窪み部２２は、主頂面２０ａの平面図において、対応するハウジング安定化要素５０と、対応するねじ頭部２４と、回路基板２０と、対応する支持部１３とに横方向に重なり合っている。

窪み部２２は、台形の断面形状を有しており、この台形の断面形状は、３つの連続した線形の線分２５と４つの角部２６とを含む。これらの角部２６は、線分２５同士を相互に連結しており、かつ線分２５とカバー１２の他の部分とを、例えば図１の実施形態では頂面１６の中央領域１６ａとを連結している。それぞれの窪み部２２の台形部分は、
・頂面１６に対して内部容積３０に向かって傾斜しており、かつ第１の角部２６によって頂面１６と連結されている、第１の線分２５（すなわち側壁）と、
・頂面１６に対して平行であり、かつ第２の角部２６によって第１の線分２５と連結されている、第２の線分２５（すなわち底壁）と、
・第３の角部２６によって第２の線分２５と連結されており、かつ第４の角部２６によって頂面１６と連結されている、第３の線分２５（すなわちさらなる側壁）と、
を含む。それぞれの窪み部２２の底壁２５は、それぞれのハウジング安定化要素５０と直接的に接触している。

一般に、電子制御ユニット１が組み立てられた状態においてプリント回路基板２０により近接した領域を得るために、カバー１２の窪み部２２に任意の他の形状、例えば湾曲した形状を使用することができ、これによって、カバー１２とプリント回路基板２０との間の間隙、ひいてはハウジング安定化要素５０の厚さを制御することが可能となる。

Claims (6)

1. 電子制御ユニット（１）において、
   ・前記電子制御ユニット（１）は、シーリングされたハウジング（１０）を含み、前記ハウジング（１０）は、相互に固定されている本体（１１）およびカバー（１２）と、シーリング要素（４０）とを含み、前記シーリング要素（４０）は、前記本体（１１）および前記カバー（１２）のうちの一方および／または他方に接触しており、
   ・前記電子制御ユニット（１）は、前記ハウジング（１０）内に、回路基板（２０）を含む回路基板装置を含み、前記回路基板（２０）は、前記本体（１１）に固定されており、
   前記シーリングされたハウジング（１０）はさらに、前記回路基板装置と、前記カバー（１２）とに接触している少なくとも１つのハウジング安定化要素（５０）を含み、前記ハウジング安定化要素（５０）は、前記回路基板（２０）と前記シーリングされたハウジング（１０）の前記カバー（１２）との間に挿入されており、
   前記回路基板装置は、前記回路基板（２０）を前記本体（１１）に固定させるための１つまたは複数の固定要素（２３）を含み、
   前記ハウジング安定化要素（５０）は、前記複数の固定要素（２３）のうちの１つと、前記カバー（１２）との間に、これらと機械的に接触するが、前記回路基板（２０）とは接触しないように挿入されており、
   前記固定要素（２３）は、前記回路基板（２０）を前記本体（１１）に固定させ、前記ハウジング安定化要素（５０）は、前記本体（１１）に対する前記カバー（１２）の変位を制限して固定するように、前記カバー（１２）と、前記複数の固定要素（２３）のうちの１つとの間に挿入されており、
   前記固定要素（２３）は、ねじ（２３）であり、前記カバー（１２）は、少なくとも１つの窪み部（２２）を含み、前記ハウジング安定化要素（５０）の少なくとも１つは、前記窪み部（２２）と、前記ねじ（２３）の頭部（２４）との間に挿入されている、
   電子制御ユニット（１）。
2. 前記ハウジング安定化要素（５０）は、前記カバー（１２）と、前記ねじ（２３）の少なくとも１つの頭部（２４）との間に挿入されている、
   請求項１記載の電子制御ユニット（１）。
3. 前記ハウジング安定化要素（５０）の少なくとも１つは、前記窪み部（２２）と前記回路基板（２０）との間に挿入されている、
   請求項２記載の電子制御ユニット（１）。
4. 前記ハウジング安定化要素（５０）に接触している前記固定要素（２３）は、前記シーリングされたハウジング（１０）の、最も高い変形性を有する部分に一致するように配置されている、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の電子制御ユニット（１）。
5. 前記ハウジング安定化要素（５０）に接触している前記固定要素（２３）は、前記シーリングされたハウジング（１０）の境界部分（２１ａ，２１ｂ）に近接した位置に配置されている、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の電子制御ユニット（１）。
6. 前記ハウジング安定化要素（５０）は、接着グルーまたはシーラント材料から形成されている、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の電子制御ユニット（１）。

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