JP7037870B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、カードエッジコネクタを有する電子モジュールと、カードエッジコネクタを差し込み可能なエッジコネクタソケットと、から成る電子制御装置に関する。

一般的な電子制御装置のなかには、エッジコネクタソケットに差し込み可能なカードエッジコネクタを備えた、いわゆるカードエッジコネクタ型電子制御装置がある。このようなカードエッジコネクタ型電子制御装置に関しては、種々の技術が提案されてきた（例えば、特許文献１）。

特許文献１に開示されている電子制御装置は、回路基板の一端の両面にカードエッジ端子部を有している。カードエッジコネクタは、エッジコネクタソケットに差し込み可能なカードエッジ端子部（外部接続端子）を備えた回路基板の端部のことである。

特開２０１７－１８３５１９号公報

ところで、カードエッジコネクタ型電子制御装置のなかには、外部との信号伝達系統の個数を増やしたいものがある。その場合には、カードエッジ端子部の個数を増やせばよい。特許文献１に開示されているカードエッジコネクタ型電子制御装置において、カードエッジ端子部の個数を増やすには、回路基板のなかの、カードエッジ端子部を有している端部の幅を大きくすることになる。それに合わせて、エッジコネクタソケットも大型化する。これでは、電子モジュールとエッジコネクタソケットの組み合わせ構造から成る、カードエッジコネクタ型電子制御装置の小型化の観点からは不利である。このため、カードエッジ端子部の個数を増やすには、限界がある。

本発明は、カードエッジコネクタ型電子制御装置の小型化を図りつつ、カードエッジ端子部の個数を増やすことができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、
電子部品を実装した回路基板を封止樹脂によって封止した少なくとも１つの電子モジュールと、
前記回路基板の一方の面に有している第１カードエッジ端子部と、
前記回路基板の他方の面に有している第２カードエッジ端子部と、
前記電子モジュールを出し入れ可能であって、入れられた前記電子モジュールの前記回路基板の前記第１カードエッジ端子部に電気的に接触可能な第１固定側端子を備えたケースと、
このケースの開口を開閉可能であって、前記ケースに入れられた前記電子モジュールの前記回路基板の前記第２カードエッジ端子部に電気的に接触可能な第２固定側端子を内部に備えたカバーと、を含み、
前記ケースと前記カバーとによって、筐体を構成しており、
前記第１固定側端子と前記第２固定側端子とは、前記ケースの前記開口が前記カバーによって閉じられた状態で、前記ケースに入れられている前記電子モジュールの前記回路基板の前記第１カードエッジ端子部と前記第２カードエッジ端子部とを挟み込んで、保持することが可能に位置している、ことを特徴とする電子制御装置である。

さらにまた、請求項１に係る発明では、前記回路基板は矩形状の構成であり、
前記第１カードエッジ端子部及び前記第２カードエッジ端子部は、前記矩形状の回路基板のなかの、相対する両側の端部に有している、ことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、電子モジュールを入れたケースの開口をカバーによって閉じたときに、ケースに備えた第１固定側端子と、カバーに備えた第２固定側端子とが、回路基板の両面のカードエッジ端子部を挟み込んで保持しつつ、電気的に接触する。つまり、筐体そのものが、エッジコネクタソケットの役割を果たす。電子モジュールと筐体の組み合わせ構造によって、カードエッジコネクタ型電子制御装置を構成することができる。エッジコネクタソケットの役割を果たす筐体であるから、一般的なエッジコネクタソケットに比べて、各固定側端子の配置及び個数の自由度が大幅に高まる。このため、筐体の大きさを維持しつつ、回路基板のカードエッジ端子部の個数に合わせて、各固定側端子の個数を容易に増やすことができる。

また、回路基板に対するカードエッジ端子部の配置は、回路基板の一端に限定されることなく、両端、全周囲、基板面の中央など、最適な位置に自由に設定することができる。しかも、回路基板に対するカードエッジ端子部の個数を、大幅に増やすことができる。この結果、カードエッジコネクタ型電子制御装置の小型化を図りつつ、カードエッジ端子部の個数を増やすことができる。さらには、カバーを開閉するだけで、ケースに対して電子モジュールを容易に出し入れできる。このため、電子モジュールの交換性やメンテナンス性を高めることができる。

さらにまた、請求項１に係る発明では、電子モジュールは、矩形状の回路基板のなかの、相対する両側の端部に各カードエッジ端子部を設けた、比較的シンプルな構成である。それにもかかわらず、カードエッジ端子部の個数を倍増させることができる。

本発明の実施例１による電子制御装置の筐体に電子モジュールを収納する前の構成を示す斜視図である。 図１に示される電子制御装置の各部の構成図である。 図１に示される電子制御装置の筐体に電子モジュールを収納した構成の断面を示す図である。 本発明の実施例２による電子制御装置の筐体に電子モジュールを収納する前の構成を示す斜視図である。

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。

＜実施例１＞
図１～図３を参照しつつ実施例１の電子制御装置１０を説明する。図１は、筐体３０に電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを収納する前の構成を斜視図に表している。図２（ａ）は、電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを収納する前の筐体３０を側方から見た断面構成を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示される第１固定側端子３７周りを斜視図に表している。図３（ａ）は、筐体３０に電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを収納した構成の断面を表している。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示される各カードエッジ端子部２４，２５を各固定側端子３７，４７によって挟み込んでいる構成を拡大して表している。

図１に示されるように、電子制御装置１０は、少なくとも１つ（例えば２つ）の電子モジュール２０Ａ，２０Ｂと、この電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを収納可能な筐体３０と、からなる。この実施例１では、２つの電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを筐体３０に収納する構成を例示して、説明する。但し、電子モジュール２０Ａ，２０Ｂの個数は２つに限定されるものではない。

各電子モジュール２０Ａ，２０Ｂの大きさ及び形状は、予め設定されている。例えば、各電子モジュール２０Ａ，２０Ｂの大きさ及び形状は、互いに同一に設定されている。また、各電子モジュール２０Ａ，２０Ｂは、互いに同じ種類であっても、互いに種類が異なってもよい。例えば、複数種の電子モジュール２０Ａ，２０Ｂのなかの、一方の電子モジュール２０Ａをパワー系モジュールとし、他方の電子モジュール２０Ｂを制御系モジュールとすることによって、パワー系と制御系とを分けることもできる。以下、一方の電子モジュール２０Ａのことを、適宜「パワー系モジュール２０Ａ」と言い換える。他方の電子モジュール２０Ｂのことを、適宜「制御系モジュール２０Ｂ」と言い換える。

詳しく述べると、パワー系モジュール２０Ａの電子部品２１Ａは、例えばＩＧＢＴ等のパワー半導体と、フリーホイールダイオード（環流ダイオード）との、組み合わせによって構成される。制御系モジュール２０Ｂの電子部品２１Ｂは、例えばＣＰＵ、平滑コンデンサ、リアクトル、ＤＣ－ＤＣコンバータ、放電抵抗によって構成される。各電子モジュール２０Ａ，２０Ｂは、前記電子部品２１Ａ，２１Ｂを実装した回路基板２２，２２を、封止樹脂２３，２３によって封止した構成である。

以下、パワー系モジュール２０Ａについて詳しく説明する。制御系モジュール２０Ｂは、パワー系モジュール２０Ａに対して、種類が異なる他には同様の構成なので、同一符号を付して、その説明を省略する。

パワー系モジュール２０Ａの回路基板２２（プリント基板２２）は矩形状の構成であり、両面２２ａ，２２ｂに複数のカードエッジ端子部２４，２５を有している。矩形状には、正方形と長方形を含む。詳しく述べると、回路基板２２の一方の面２２ａには、複数（例えば１２個）の第１カードエッジ端子部２４を有している。回路基板２２の他方の面２２ｂには、複数（例えば１２個）の第２カードエッジ端子部２５を有している。複数の第１カードエッジ端子部２４及び複数の第２カードエッジ端子部２５は、矩形状の回路基板２２の４つの縁部２２ｃ～２２ｆのなかの、１つの縁部２２ｃ（端子エリア２２ｃ）に、それぞれ１列に配列されている。

封止樹脂２３（モールド樹脂２３）は、回路基板２２と電子部品２１Ａを封止する外装樹脂体である。回路基板２２のなかの、複数のカードエッジ端子部２４，２５が配列されている端子エリア２２ｃは、封止樹脂２３によって封止されていない。この封止樹脂２３は、弾性を有している。このため、外部から筐体３０へ加わった振動や衝撃が、筐体３０から回路基板２２へ伝わらないように、弾性を有した封止樹脂２３によって、抑制することができる。この結果、パワー系モジュール２０Ａの耐久性を高めることができる。

次に、筐体３０について説明する。筐体３０の大きさ及び形状は、予め設定されている大きさ及び形状の複数種の電子モジュール（パワー系モジュール２０Ａと制御系モジュール２０Ｂを含む）に交換可能に設定されている。

複数の第１固定側端子３７及び複数の第２固定側端子４７は、複数種の電子モジュール、例えば電子モジュール２０Ａ，２０Ｂの第１カードエッジ端子部２４と第２カードエッジ端子部２５に電気的に接触可能であって、且つ、第１カードエッジ端子部２４と第２カードエッジ端子部２５とを挟み込んで、保持することが可能に位置している。

従って、筐体３０に対して、複数種の電子モジュール（パワー系モジュール２０Ａと制御系モジュール２０Ｂを含む）を交換することができる。このため、複数種の電子モジュール、例えば電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを任意に選択して、筐体３０に容易に入れ替えることができる。例えば、筐体３０に収納されているパワー系モジュール２０Ａと制御系モジュール２０Ｂを取り出し、２つのパワー系モジュール２０Ａを選択して入れ替え、又は、２つの制御系モジュール２０Ｂを選択して入れ替えることができる。

カードエッジコネクタ型電子制御装置１０を用いる多種多様のシステムの用途に従って、対応する電子モジュールを筐体３０に入れるだけの作業ですむ。つまり、電子モジュールの組み合わせの自由度が高まる。各システムに対するカードエッジコネクタ型電子制御装置１０の互換性を、高めることができる。

さらに、筐体３０の大きさ及び形状は、ケース３１を開口３２側から見て、複数種の電子モジュール（パワー系モジュール２０Ａと制御系モジュール２０Ｂを含む）を並べることが可能に設定されている。このため、複数種の電子モジュールを、筐体３０に並べてセットすることができる。例えば、２つの電子モジュールを、パワー系モジュール２０Ａと制御系モジュール２０Ｂとに分けて、筐体３０に並べてセットすることができる。

より具体的に述べると、筐体３０は、電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを出し入れ可能なケース３１と、このケース３１の開口３２を開閉可能なカバー４１と、によって構成されている。ケース３１とカバー４１とは、有底の角箱状の部材であって、互いに開口３２，４２同士を向かい合わせにして開閉可能である。なお、閉じた状態の、ケース３１とカバー４１との間は、図示せぬシール部材によってシールされる。

カバー４１は、ケース３１に対してヒンジ５１によってスイング可能に取り付けられている。カバー４１がヒンジ構造なので、ケース３１に対するカバー４１の開閉作業が容易である。また、ケース３１に備えている被掛け止め部５２に対して、カバー４１に備えている掛け止めフック５３を、スナップフィットで掛け止めることによって、ケース３１にカバー４１を閉じた状態を保持することができる。

ケース３１は、矩形（正方形と長方形を含む）を呈した平板状の底板３３と、この底板３３の周縁近傍から起立した環状の縦枠３４とからなる、一体成形品である。縦枠３４は、底板３３の周縁に沿った環状の縦板からなる。

同様に、カバー４１も、矩形（正方形と長方形を含む）の平板状の底板４３と、この底板４３の周縁から起立した環状の縦枠４４とからなる、一体成形品である。この縦枠４４は、底板４３の周縁に沿った環状の縦板からなる。

ケース３１は、機械的強度特性が大きい外側材３５と、弾性及び防水性を有している内側材３６との、二重構造に構成されている。つまり、底板３３と縦枠３４は、外側材３５と内側材３６とからなる複合材によって、構成されている。同様に、カバー４１も、機械的強度特性が大きい外側材４５と、弾性及び防水性を有している内側材４６との、二重構造に構成されている。つまり、底板４３と縦枠４４は、外側材４５と内側材４６とからなる複合材によって、構成されている。外側材３５，４５は、例えばポリブチレンテレフタレート樹脂によって構成されている。内側材３６，４６は、例えばスチレン・ブタジエンゴムによって構成されている。

外側材３５，４５の機械的強度特性が大きいので、外部から加わった衝撃に対する筐体３０の耐久性を、高めることができる。また、内側材３６，４６が弾性を有しているので、外部から筐体３０へ加わった振動が、筐体３０から回路基板２２，２２へ伝わらないように抑制することができる。さらに、内側材３６，４６が防水性を有しているので、外部から筐体３０の中への水漏れを抑制することができる。このように、ケース３１とカバー４１の適材適所を、互いの物性を補う複数の部材３５，３６，４５，４６によって、安価に且つ高耐性を有して構成することができる。

ケース３１は、内部に複数（例えば２４個）の第１固定側端子３７を備える。複数の第１固定側端子３７は、ケース３１に入れられた電子モジュール２０Ａ，２０Ｂの回路基板２２，２２の、複数の第１カードエッジ端子部２４，２４に、電気的に接触可能である。

カバー４１は、内部に複数（例えば２４個）の第２固定側端子４７を備える。複数の第２固定側端子４７は、ケース３１に入れられた電子モジュール２０Ａ，２０Ｂの回路基板２２，２２の、複数の第２カードエッジ端子部２５，２５に電気的に接触可能である。

第１カードエッジ端子部２４から第２カードエッジ端子部２５までの厚さＴ１は、各電子モジュール２０Ａ，２０Ｂの厚さＴ２に比べて小さい。これに合わせて、第１固定側端子３７と第２固定側端子４７との間の間隔も、小さく設定されている。つまり、ケース３１の底板３３は、第１固定側端子３７が配置される部位を、段差面３３ａに構成されている。また、カバー４１の底板４３は、第２固定側端子４７が配置される部位を、段差面４３ａに構成されている。従って、電子モジュール２０Ａ，２０Ｂがケース３１の底板３３とカバー４１の底板４３との間に挟み込まれて保持された状態では、第１及び第２カードエッジ端子部２５，２６は、第１固定側端子３７と第２固定側端子４７との間に挟み込まれて保持されるとともに、電気的に接触することが可能である。

複数の第１固定側端子３７と複数の第２固定側端子４７とは、ケース３１の開口３２がカバー４１によって閉じられた状態で、ケース３１に入れられている電子モジュール２０Ａ，２０Ｂの回路基板２２，２２の第１カードエッジ端子部２４と第２カードエッジ端子部２５とを挟み込んで、保持することが可能に位置している。

ケース３１と複数の第１固定側端子３７との間と、カバー４１と複数の第２固定側端子４７との間との、少なくとも一方には、エラストマーバネ６１が介在している。このエラストマーバネ６１は、エラストマー製のバネであって、シート状の構成である。

第１固定側端子３７と第２固定側端子４７と間の間隔や、第１カードエッジ端子部２４と第２カードエッジ端子部２５との間の大きさＴ１（厚さＴ１）には、生産上の寸法公差がある。電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを入れたケース３１の開口３２をカバー４１によって閉じたときに、弾性を有しているエラストマーバネ６１によって、寸法公差を吸収することができる。また、外部から筐体３０へ振動や衝撃が加わったときであっても、各固定側端子３７，４７と各カードエッジ端子部２４，２５との良好な接触状態を、エラストマーバネ６１によって安定的に維持することができる。

筐体３０は、各固定側端子３７，４７に接続された外部接続用ハーネス６２を有している。このため、外部への配線が容易である。この外部接続用ハーネス６２は、例えばフラットフレキシブルケーブルによって構成される。

実施例１の説明をまとめると、次の通りである。
電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを入れたケース３１の開口３２をカバー４１によって閉じたときに、ケース３１に備えた第１固定側端子３７と、カバー４１に備えた第２固定側端子４７とが、回路基板２２，２２の各両面２２ａ，２２ｂのカードエッジ端子部２４，２５を挟み込んで保持しつつ、電気的に接触する。つまり、筐体３０そのものが、エッジコネクタソケットの役割を果たす。電子モジュール２０Ａ，２０Ｂと筐体３０の組み合わせ構造によって、カードエッジコネクタ型電子制御装置１０を構成することができる。

エッジコネクタソケットの役割を果たす筐体３０であるから、一般的なエッジコネクタソケットに比べて、各固定側端子３７，４７の配置及び個数の自由度が大幅に高まる。このため、筐体３０の大きさを維持しつつ、回路基板２２，２２の各カードエッジ端子部２４，２５の個数に合わせて、各固定側端子３７，４７の個数を容易に増やすことができる。

加えて、電子モジュール２０Ａ，２０Ｂと、エッジコネクタソケットの役割を果たす筐体３０とを、一体的に組み合わせることによって、安価なカードエッジコネクタ型電子制御装置１０を提供することができる。

また、回路基板２２，２２に対するカードエッジ端子部２４，２５の配置は、回路基板２２，２２の一端２２ｃに限定されることなく、両端、全周囲、基板面の中央など、最適な位置に自由に設定することができる。しかも、回路基板２２，２２に対する各カードエッジ端子部２４，２５の個数を、大幅に増やすことができる。この結果、カードエッジコネクタ型電子制御装置１０の小型化を図りつつ、カードエッジ端子部２４，２５の個数を増やすことができる。

さらには、カバー４１を開閉するだけで、ケース３１に対して電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを容易に出し入れできる。このため、電子モジュール２０Ａ，２０Ｂの交換性やメンテナンス性を高めることができる。

さらには、用途に応じて、種類の異なる小さい電子モジュール（電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを含む）を、複数用いることができる。このため、電子制御装置１０の自由度が高く、汎用性に優れる。

なお、ケース３１の内部には、複数の電子モジュール２０Ａ，２０Ｂを区分けして収納するための区分け壁７１が、設けられている。但し、この区分け壁７１の有無は任意である。

＜実施例２＞
次に、図４を参照しつつ実施例２の電子制御装置１００を説明する。なお、上記実施例１の電子制御装置１０の基本構成については、変更がないので、これらの説明を省略する。また、上記実施例１と同じ構成については同一符号を付し、その説明を省略する。

図４は上記図１に示される電子制御装置１０に対応させて表してある。実施例２の電子制御装置１００は、図１～図３に示された実施例１の電子制御装置１０を、図４に示された電子制御装置１００に変更したことを特徴とする。

詳しく述べると、電子制御装置１００の電子モジュール１２０は、筐体３０に収納される。電子モジュール１２０は、電子部品１２１を実装した矩形状の回路基板２２を、封止樹脂２３によって封止した構成である。この電子モジュール１２０の大きさ及び形状は、予め設定されている。電子部品１２１は、例えば、上記図１に示される電子部品２１Ａ，２１Ｂの、いずれか一方または両方に相当する。

上記図２（ａ）も参照すると、実施例１と同様に、回路基板２２の一方の面２２ａには、複数の第１カードエッジ端子部２４を有している。回路基板２２の他方の面２２ｂには、複数の第２カードエッジ端子部２５を有している。

複数の第１カードエッジ端子部２４及び複数の第２カードエッジ端子部２５は、矩形状の回路基板２２の４つの縁部２２ｃ～２２ｆのなかの、相対する両側の端部２２ｄ，２２ｆ（縁部２２ｄ，２２ｆ）に、それぞれ１列に配列されている。従って、複数の第１カードエッジ端子部２４及び複数の第２カードエッジ端子部２５は、回路基板２２の、２つの端部２２ｄ，２２ｆに且つ両面２２ａ，２２ｂに配置されることになる。この結果、複数の第１カードエッジ端子部２４及び複数の第２カードエッジ端子部２５の個数は、上記実施例１に比べて倍増する。

例えば、回路基板２２の一方の面２２ａの、相対する両側の端部２２ｄ，２２ｆには、第１カードエッジ端子部２４が１２個ずつ配置される。また、回路基板２２の他方の面２２ｂの、相対する両側の端部２２ｄ，２２ｆには、第２カードエッジ端子部２５が１２個ずつ配置される。

ケース３１に設けられる各第１固定側端子３７と、カバー４１に設けられる各第２固定側端子４７の位置及び個数は、複数の第１カードエッジ端子部２４及び複数の第２カードエッジ端子部２５の位置及び個数に合わせて設定されている。

このように、実施例２の電子モジュール１２０は、矩形状の回路基板２２のなかの、相対する両側の端部２２ｄ，２２ｆに各カードエッジ端子部２４，２５を設けた、比較的シンプルな構成である。それにもかかわらず、カードエッジ端子部２４，２５の個数を倍増させることができる。他の効果は、上記実施例１の電子制御装置１０の効果と同じなので、説明を省略する。

なお、本発明による電子制御装置１０，１００は、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例１の電子制御装置１０と、実施例２の電子制御装置１００とを組み合わせることは任意である。

本発明の電子制御装置１０，１００は、車両に搭載されるのに好適である。

１０，１００…電子制御装置、２０Ａ，２０Ｂ…電子モジュール、２１Ａ，２１Ｂ…電子部品、２２…回路基板、２２ａ…回路基板の一方の面、２２ｂ…回路基板の他方の面、２２ｄ，２２ｆ…回路基板の両側の端部、２３…封止樹脂、２４…第１カードエッジ端子部、２５…第２カードエッジ端子部、３０…筐体、３１…ケース、３２…ケースの開口、３７…第１固定側端子、４１…カバー、４７…第２固定側端子、６１…エラストマーバネ。

Claims (1)

1. 電子部品を実装した回路基板を封止樹脂によって封止した少なくとも１つの電子モジュールと、
   前記回路基板の一方の面に有している第１カードエッジ端子部と、
   前記回路基板の他方の面に有している第２カードエッジ端子部と、
   前記電子モジュールを出し入れ可能であって、入れられた前記電子モジュールの前記回路基板の前記第１カードエッジ端子部に電気的に接触可能な第１固定側端子を備えたケースと、
   このケースの開口を開閉可能であって、前記ケースに入れられた前記電子モジュールの前記回路基板の前記第２カードエッジ端子部に電気的に接触可能な第２固定側端子を内部に備えたカバーと、を含み、
   前記ケースと前記カバーとによって、筐体を構成しており、
   前記第１固定側端子と前記第２固定側端子とは、前記ケースの前記開口が前記カバーによって閉じられた状態で、前記ケースに入れられている前記電子モジュールの前記回路基板の前記第１カードエッジ端子部と前記第２カードエッジ端子部とを挟み込んで、保持することが可能に位置しており、
   前記回路基板は矩形状の構成であり、
   前記第１カードエッジ端子部及び前記第２カードエッジ端子部は、前記矩形状の回路基板のなかの、相対する両側の端部に有している、ことを特徴とする電子制御装置。

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