JP6991019B2 - Vehicle control unit - Google Patents
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Description
本発明は、制御回路が搭載された回路基板と、この回路基板を収容するケースと、を備える車両用制御ユニットに関する。 The present invention relates to a vehicle control unit including a circuit board on which a control circuit is mounted and a case for accommodating the circuit board.
自動車やその他の車両には、多数のシステムや装置と、これらシステムや装置を制御するための制御ユニットと、が搭載されている。一般的な自動車には、例えば、ブレーキシステム,カーナビゲーションシステム,パワーウインドウシステム等の各種システムを個別に制御する制御ユニットや、複数のシステムや装置を統括的に制御する制御ユニット等が搭載されている。さらに、特殊な車両には、上記システムや制御ユニットに加えて、求められる機能を実現するために必要なシステムや装置と、それらシステムや装置を制御するための制御ユニットと、が搭載される。 Automobiles and other vehicles are equipped with a large number of systems and devices and control units for controlling these systems and devices. A general automobile is equipped with, for example, a control unit that individually controls various systems such as a brake system, a car navigation system, and a power window system, and a control unit that comprehensively controls a plurality of systems and devices. There is. Further, in addition to the above-mentioned system and control unit, the special vehicle is equipped with a system and a device necessary for realizing the required functions and a control unit for controlling the system and the device.
通常、車両に搭載される上記のような制御ユニットは、制御回路が搭載された回路基板と、この回路基板を収容するケースと、を備える(特許文献1)。制御ユニットのケースは、例えば、回路基板を出し入れするための開口部が設けられたケース本体と、ケース本体の開口部を塞ぐカバーと、から構成される。このようなケース本体やカバーは樹脂材料を金型に注入して成形されるのが一般的である。 Usually, a control unit as described above mounted on a vehicle includes a circuit board on which a control circuit is mounted and a case for accommodating the circuit board (Patent Document 1). The case of the control unit is composed of, for example, a case body provided with an opening for inserting and removing a circuit board, and a cover for closing the opening of the case body. Such a case body or cover is generally molded by injecting a resin material into a mold.
多くの場合、ケース本体の開口部の形状は四角形に設計される。しかし、樹脂成型品であるケース本体の開口部を完全な四角形に成形することは困難である。具体的には、ケース本体の開口部の形状は、設計上は完全な四角形であるが、成形時や成形後の熱膨張や熱収縮等の影響により完全は四角形とはなり難い。言い換えれば、開口部は4本の辺によって囲まれているが、これら4本の辺の全ては直線とはならない。また、開口部は4つの頂点を有するが、これら4つの頂点の内角は直角とはならない。 In many cases, the shape of the opening of the case body is designed to be square. However, it is difficult to form the opening of the case body, which is a resin molded product, into a perfect quadrangle. Specifically, the shape of the opening of the case body is a perfect quadrangle in design, but it is difficult to make a perfect quadrangle due to the influence of thermal expansion and heat shrinkage during and after molding. In other words, the opening is surrounded by four sides, but not all of these four sides are straight lines. Also, the opening has four vertices, but the internal angles of these four vertices are not right angles.
より具体的には、四角形の開口部は、対向する一対の辺と、対向する他の一対の辺と、を有する。この場合、それぞれの辺が開口部の内側に向かって弓なりに湾曲することがある。このような各辺の湾曲は「内反り」と呼ばれる。また、何れかの辺が内側に向かって弓なりに湾曲している開口部の状態を指して「内反り」と呼ばれることもある。一方、開口部を囲む辺が開口部の外側に向かって弓なりに湾曲することもある。このような辺の湾曲は「内反り」に対して「外反り」と呼ばれる。また、何れかの辺が外側に向かって弓なりに湾曲している開口部の状態を指して「外反り」と呼ばれることもある。本明細書では、かかる用法に従って「内反り」、「外反り」の用語を用いる。 More specifically, the rectangular opening has a pair of opposing sides and another pair of opposing sides. In this case, each side may bend in a bow toward the inside of the opening. Such curvature of each side is called "inward warp". In addition, it may be called "inward warp" to refer to the state of an opening in which any side is curved inward in a bow shape. On the other hand, the side surrounding the opening may be curved in a bow shape toward the outside of the opening. Such edge curvature is called "outward warp" as opposed to "inward warp". In addition, the state of an opening in which any side is curved in a bow shape toward the outside may be referred to as "outward warp". In the present specification, the terms "inward warp" and "outward warp" are used according to such usage.
ここで、開口部が対向する一対の短辺と、対向する一対の長辺と、を有する長方形である場合、短辺よりも長辺に内反りが発生し易い傾向がある。つまり、正方形の開口部よりも長方形の開口部に内反りが発生し易い傾向がある。 Here, in the case of a rectangle having a pair of short sides facing each other and a pair of long sides facing each other, the long side tends to have an inward warp more easily than the short side. That is, inward warpage tends to occur more easily in the rectangular opening than in the square opening.
一方、ケース本体に比べて小さく、また、大きな開口部分を有さないカバーは、ケース本体に比べて成形時や成形後の熱膨張や熱収縮等の影響が少なく、設計通りの形状に成形し易い。そこで従来は、ケース本体の開口部にカバーを嵌め込んで開口部を塞ぐと共に、開口部の内反りを矯正していた。 On the other hand, the cover, which is smaller than the case body and does not have a large opening, is less affected by thermal expansion and contraction during and after molding compared to the case body, and is molded into the shape as designed. easy. Therefore, conventionally, a cover is fitted into the opening of the case body to close the opening and correct the inward warp of the opening.
しかし、カバーによって内反りが矯正されたケース本体の開口部に外反りが発生することがあった。例えば、制御ユニットのケースを高温状態と低温状態とに繰り返し晒す熱衝撃試験後に、ケース本体の開口部に外反りが発生することがあった。 However, eccentric warpage may occur in the opening of the case body in which the inward warp is corrected by the cover. For example, after a thermal shock test in which the case of the control unit is repeatedly exposed to a high temperature state and a low temperature state, eccentric warpage may occur in the opening of the case body.
本件発明者らは、外反りの発生原因について鋭意研究した結果、カバーによって変形(内反り)が矯正されているケース本体の開口部やその周辺にはストレス(応力)が生じており、かかるストレスが事後的な外反りの発生原因の一つであるとの知見を得た。 As a result of diligent research on the cause of the occurrence of valgus, the inventors of the present invention have generated stress (stress) in and around the opening of the case body in which the deformation (inward warp) is corrected by the cover. It was found that is one of the causes of ex post facto warpage.
尚、ケース本体の内反りや外反りを防止する方法の一つにアニール処理がある。しかし、アニール処理の実施はケース本体の成形を含む制御ユニットの製造工程数を増加させ、製造コストを上昇させる。 Annealing is one of the methods for preventing the case body from warping inward or outward. However, the implementation of the annealing process increases the number of manufacturing steps of the control unit including the molding of the case body, and raises the manufacturing cost.
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、その目的は、温度変化によってケースが変形することがない車両用制御ユニットを提供することである。 The present invention has been made based on the above findings, and an object of the present invention is to provide a vehicle control unit in which the case is not deformed by a temperature change.
本発明の車両用制御ユニットは、樹脂材料によって形成された多面体であって、かつ、一面に開口部が設けられたケース本体と、前記ケース本体に収容された回路基板と、前記開口部に嵌め込まれて、前記開口部を塞ぐカバーと、を有する。前記カバーは、前記開口部の第1の辺と対向する第1端面と、前記開口部の前記第1の辺と対向する第2の辺と対向する第2端面と、を備えている。また、前記第1端面および前記第2端面は、それぞれの長手方向中間部同士が、前記第1の辺と前記第2の辺との対向方向において最も近接するように湾曲している。 The vehicle control unit of the present invention is a polyhedron formed of a resin material, and is fitted into a case body having an opening on one surface, a circuit board housed in the case body, and the opening. It has a cover that closes the opening. The cover includes a first end face facing the first side of the opening and a second end face facing the second side facing the first side of the opening. Further, the first end surface and the second end surface are curved so that their respective intermediate portions in the longitudinal direction are closest to each other in the opposite direction between the first side and the second side.
本発明の一態様では、前記ケース本体の前記開口部は、前記第1の辺を一方の長辺とし、前記第2の辺を他方の長辺とする略長方形である。 In one aspect of the present invention, the opening of the case body is a substantially rectangular shape having the first side as one long side and the second side as the other long side.
本発明の他の態様では、前記ケース本体は、互いに対向する上面および下面と、これら上面および下面にそれぞれ隣接する4つの側面と、から構成される6面体であり、前記4つの側面の一つに前記開口部が設けられている。 In another aspect of the present invention, the case body is a hexahedron composed of an upper surface and a lower surface facing each other and four side surfaces adjacent to the upper surface and the lower surface, respectively, and is one of the four side surfaces. Is provided with the opening.
本発明によれば、温度変化によってケースが変形することがない車両用制御ユニットが実現される。 According to the present invention, a vehicle control unit in which the case is not deformed by a temperature change is realized.
以下、本発明の車両用制御ユニット(以下「制御ユニット」と略称する。)の実施形態の一例について説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the vehicle control unit (hereinafter abbreviated as “control unit”) of the present invention will be described.
図1,図2に示されるように、制御ユニット1は、ケース2と、ケース2に収容された回路基板3と、を有する。ケース2は、多面体のケース本体10と、ケース本体10の一面に設けられている開口部11を塞ぐカバー30と、から構成される。図示は省略するが、図2に示される回路基板3には、車両に搭載される各種システムを個別に制御するための制御回路が搭載されている。また、回路基板3には、制御回路に入出力される電気信号を伝送するケーブルの端部に設けられている雄型のコネクタが接続(挿入)される雌型のコネクタ3a(図1)が設けられている。尚、図2では、コネクタ3aの図示は省略されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ケース本体10およびカバー30は、樹脂材料の一種であるPBT樹脂(ポリブチレンテレフタレート樹脂)によって射出成形されている。本実施形態におけるケース本体10およびカバー30の材料であるPBT樹脂にはガラス繊維が含まれている。
The
図示されているように、ケース本体10は多面体である。具体的には、ケース本体10は、互いに対向する上面12および下面13と、これら上面12および下面13に隣接する4つの側面14,15,16,17と、から構成される6面体である。上面12および下面13の面積は同一であって、かつ、6面のうちで最大である。また、開口部11は、側面14に設けられている。以下の説明では、開口部11が設けられている側面14を「前面14」と呼び、前面14と対向する側面15を「背面15」と呼ぶ。また、前面14および背面15に隣接する2つの側面16,17のうち、一方の側面16を「左側面16」、他方の側面17を「右側面17」と呼ぶ。もっとも、上記呼称による区別は、説明の便宜上の区別に過ぎない。
As shown, the
図2に示されるように、開口部11は、対向する第1の辺11aおよび第2の辺11bと、対向する第3の辺11cおよび第4の辺11dと、によって囲まれた略四角形である。より具体的には、開口部11は略長方形であり、第1の辺11aは長辺の1つであり、第2の辺11bは長辺の他の1つである。また、第3の辺11cは短辺の1つであり、第4の辺11dは短辺の他の1つである。つまり、開口部11は、対向する一対の長辺11a,11bと、対向する一対の短辺11c,11dと、によって囲まれた略長方形である。
As shown in FIG. 2, the opening 11 is a substantially quadrangle surrounded by the opposing
ケース本体10と共にケース2を構成するカバー30は、ケース本体10に回路基板3が収容された後に、ケース本体10の開口部11の内側に嵌め込まれる。よって、カバー30は、開口部11の形状に対応した形状(外形)を有する。図3,図4にカバー30を拡大して示す。カバー30は、開口部11(図2)を覆う略長方形の主面31と、主面31の各辺から主面31と直交する方向に延びる4つの端面32と、を有する。
The
カバー30の主面31には、コネクタ3a(図2)に対応した位置に窓33が設けられている。図1,図2に示されるように、回路基板3が収容されたケース本体10の開口部11にカバー30が嵌め込まれると、回路基板3に設けられているコネクタ3aの一部が窓33を通して外部に突出する。
A
再び図3,図4を参照する。カバー30の主面31の一方の長辺には、これに連接する第1端面32aが設けられ、他方の長辺には、これに連接する第2端面32bが設けられている。また、主面31の一方の短辺には、これに連接する第3端面32cが設けられ、他方の短辺には、これに連接する第4端面32dが設けられている。
Refer to FIGS. 3 and 4 again. One long side of the
図1,図2から理解できるように、ケース本体10にカバー30が装着される際、カバー30の各端面32は、開口部11からケース本体10の内側に差し入れられる。具体的には、カバー30の第1端面32aは、ケース本体10の上面内側に差し入れられる。同様に、第2端面32bは下面内側に、第3端面32cは左側面内側に、第4端面32dは右側面内側に、それぞれ差し入れられる。そこで、以下の説明では、カバー30の第1端面32aを「上側端面32a」、第2端面32bを「下側端面32b」、第3端面32cを「左側端面32c」、第4端面32dを「右側端面32d」と、呼んで区別する場合がある。もっとも、かかる区別も説明の便宜上の区別に過ぎない。
As can be understood from FIGS. 1 and 2, when the
上記のようにしてカバー30が開口部11に嵌め込まれると、カバー30の上側端面32aは、開口部11の長辺11aと対向する。また、カバー30の下側端面32bは開口部11の長辺11bと対向し、カバー30の左側端面32cは開口部11の短辺11cと対向し、カバー30の右側端面32dは開口部11の短辺11dと対向する。
When the
ここで、図5に示されるように、カバー30の上側端面32aおよび下側端面32bは平坦ではなく、それぞれ内側に向かって弓なりに湾曲している。具体的には、上側端面32aおよび下側端面32bは、それぞれの長手方向中間部同士が、開口部11の長辺11a,11b(図2)の対向方向において最も近接するように湾曲している。
Here, as shown in FIG. 5, the
以下の説明では、図5に示される直線Xを第1基準線と定義し、直線Yを第2基準線と定義する。第1基準線である直線Xは、上側端面32aの長手方向両端部を結ぶ直線であり、第2基準線である直線Yは、下側端面32bの長手方向両端部を結ぶ直線である。図示されているように、カバー30の上側端面32aは、その長手方向中央部が第1基準線から最も離反し、その長手方向両端部が第1基準線に最も近接するように湾曲している。また、カバー30の下側端面32bは、その長手方向中央部が第2基準線から最も離反し、その長手方向両端部が第2基準線に最も近接するように湾曲している。言い換えれば、第1基準線と上側端面32aとの間には隙間が存在しており、この隙間は、上側端面32aの長手方向中央部(以下「上側端面中央部」と呼ぶ。)において最大となり、上側端面32aの長手方向両端部(以下「上側端面両端部」と呼ぶ。)において最少となる。同様に、第2基準線と下側端面32bとの間には隙間が存在しており、この隙間は、下側端面32bの長手方向中央部(以下「下側端面中央部」と呼ぶ。)において最大となり、下側端面32bの長手方向両端部(以下「下側端面両端部」と呼ぶ。)において最少となる。
In the following description, the straight line X shown in FIG. 5 is defined as the first reference line, and the straight line Y is defined as the second reference line. The straight line X, which is the first reference line, is a straight line connecting both ends in the longitudinal direction of the
本実施形態では、第1基準線に対する上側端面中央部の離反距離(D1)、第2基準線に対する下側端面中央部の離反距離(D2)は、それぞれ1mmである。つまり、第1基準線と上側端面32aとの間の隙間は最大で1mmであり、第2基準線と下側端面32bとの間の隙間も最大で1mmである。
In the present embodiment, the separation distance (D1) of the central portion of the upper end surface with respect to the first reference line and the separation distance (D2) of the central portion of the lower end surface with respect to the second reference line are 1 mm, respectively. That is, the maximum gap between the first reference line and the
尚、図5に示されているカバー30の長さ(L)は144mm、幅(W1)は30mm、窓33の幅(W2)は24mmである。
The length (L) of the
上記のように、カバー30の上側端面32aおよび下側端面32bは、それぞれ内側に向かって湾曲している。よって、内反りしている開口部11の内側にカバー30が嵌め込まれても開口部11の内反りは矯正されないが、カバー30の上側端面32aと開口部11の長辺11aとの間に隙間が生じることはなく、また、カバー30の下側端面32bと開口部11の長辺11bとの間に隙間が生じることもない。つまり、カバー30の上側端面32aおよび下側端面32bは、開口部11の内反りしている長辺11a,11bに倣うように湾曲している。
As described above, the
以上のように、本実施形態に係る制御ユニット1のケース2は、開口部11が設けられているケース本体10と、開口部11に嵌め込まれるカバー30と、から構成されている。そして、カバー30の上側端面32aおよび下側端面32bは、内反りしている開口部11の長辺11a,11bに倣うように湾曲している。言い換えれば、カバー30の湾曲した上側端面32aおよび下側端面32bによって開口部11の内反りが吸収されている。従って、ケース本体10の開口部11およびその周辺にストレス(応力)が掛かっていないか、掛かっていたとしてもそのストレスは非常に小さいので、温度変化によって開口部11に外反りが発生することがない。
As described above, the
本件発明者らは、本実施形態に係る制御ユニット1を構成するケース2(アニール処理不実施)について熱衝撃試験を実施し、ケース本体10の開口部11に外反りが発生しないことを確認している。この試験では、ケース2を-40℃の環境下に1時間放置した後、数分以内に+80℃の環境下に移して1時間放置することを1サイクルとし、これを1000サイクル繰り返した。
The inventors of the present invention conducted a thermal shock test on the case 2 (not annealed) constituting the
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、ケース本体10やカバー30の材料は上記樹脂材料(PBT樹脂)に限られない。また、ケース本体10とカバー30とに異種材料を用いることもできる。カバー30の上側端面32aおよび下側端面32bの湾曲度合は適宜変更することができる。具体的には、図5に示される離反距離D1,D2は適宜変更することができる。もっとも、カバー30は、ケース本体10の開口部11の内反りを矯正しない。従って、図5に示される離反距離D1,D2の拡大は、カバー30が嵌め込まれた後の開口部11やその近傍の幅が狭くなることを意味する。言い換えれば、カバー30が装着された後のケース本体10の内部空間の高さが低くなることを意味する。よって、離反距離D1,D2を決定する際には、ケース本体10の内面とケース本体10に収容される回路基板3との間に必要とされるクリアランスを考慮することが好ましい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. For example, the material of the
本発明は、特定のシステムや装置を制御するための制御ユニットのみを対象とするものではなく、車両に搭載される凡そ全ての制御ユニットを対象とする。 The present invention is not intended only for a control unit for controlling a specific system or device, but is intended for almost all control units mounted on a vehicle.
1 車両用制御ユニット(制御ユニット)
2 ケース
3 回路基板
3a コネクタ
10 ケース本体
11 開口部
11a 第1の辺(長辺)
11b 第2の辺(長辺)
11c 第3の辺(短辺)
11d 第4の辺(短辺)
12 上面
13 下面
14 側面(前面)
15 側面(背面)
16 側面(左側面)
17 側面(右側面)
30 カバー
31 主面
32 端面
32a 第1端面(上側端面)
32b 第2端面(下側端面)
32c 第3端面(左側端面)
32d 第4端面(右側端面)
33 窓
D1,D2 離反距離
1 Vehicle control unit (control unit)
2
11b Second side (long side)
11c Third side (short side)
11d 4th side (short side)
12
15 Side (back)
16 Side (left side)
17 Side (right side)
30
32b 2nd end face (lower end face)
32c 3rd end face (left end face)
32d 4th end face (right end face)
33 Window D1, D2 Separation distance
Claims (2)
前記ケース本体に収容された回路基板と、
前記開口部に嵌め込まれて、前記開口部を塞ぐカバーと、を有する車両用制御ユニットであって、
前記カバーは、前記開口部を覆う主面を形成する板状部分と、前記主面の一方の長辺に連接して設けられ、前記開口部の第1の長辺と対向する第1端面および当該第1端面の裏側の端面を形成する板状部分と、前記主面の他方の長辺に連接して設けられ、前記開口部の前記第1の長辺と対向する第2の長辺と対向する第2端面および当該第2端面の裏側の端面を形成する板状部分と、前記主面の一方の短辺に連接して設けられ、前記開口部の第1の短辺と対向する第3端面および当該第3端面の裏側の端面を形成する板状部分と、前記主面の他方の短辺に連接して設けられ、前記開口部の前記第1の短辺と対向する第2の短辺と対向する第4端面および当該第4端面の裏側の端面を形成する板状部分と、が一体成形された樹脂部材であり、
前記第1端面,前記第2端面,前記第3端面及び前記第4端面は、前記開口部の内側に差し入れられており、
前記第1端面および前記第2端面は、それぞれの長手方向中間部同士の間隔が、前記第1の長辺と前記第2の長辺との対向方向において最も近接するように湾曲している、
車両用制御ユニット。 A case body that is a polyhedron formed of a resin material and has a substantially rectangular opening on one side.
The circuit board housed in the case body and
A vehicle control unit having a cover that is fitted into the opening and closes the opening.
The cover is provided with a plate-shaped portion forming a main surface covering the opening, and a first end surface facing the first long side of the opening and connected to one long side of the main surface. A plate-shaped portion forming an end surface on the back side of the first end surface and a second long side which is provided in contact with the other long side of the main surface and faces the first long side of the opening. A plate-shaped portion forming an opposing second end surface and an end surface on the back side of the second end surface, and a second end surface that is connected to one short side of the main surface and faces the first short side of the opening. A second short side facing the first short side of the opening, which is provided in contact with the other short side of the main surface and the plate-shaped portion forming the three end faces and the end face on the back side of the third end face. It is a resin member integrally molded with a fourth end face facing the short side and a plate-shaped portion forming the end face on the back side of the fourth end face .
The first end face, the second end face, the third end face, and the fourth end face are inserted inside the opening.
The first end face and the second end face are curved so that the distance between the intermediate portions in the longitudinal direction is closest to each other in the opposite direction between the first long side and the second long side .
Vehicle control unit.
前記ケース本体は、互いに対向する上面および下面と、これら上面および下面にそれぞれ隣接する4つの側面と、から構成される6面体であり、
前記4つの側面の一つに前記開口部が設けられている、
車両用制御ユニット。 In the vehicle control unit according to claim 1 ,
The case body is a hexahedron composed of upper and lower surfaces facing each other and four side surfaces adjacent to the upper and lower surfaces, respectively.
The opening is provided on one of the four side surfaces.
Vehicle control unit.
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JP2019047052A (en) | 2019-03-22 |
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