JP7105041B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品が実装されているプリント基板を筐体に収納した電子制御装置に関する。

一般に、電子制御装置の筐体は、ケースと、このケースの開口を塞ぐカバーとから成る（例えば特許文献１（図１及び図２参照））。特許文献１で知られている電子制御装置は、ケースとカバーとから成る筐体に、電子部品を実装したプリント基板を収納している。ケースとカバーは、金属板のプレス加工品やダイカスト品等からなる。ケースは、ネジ孔（雌ネジ部）を有する。カバーは、ネジ挿入孔を有する。カバー側から挿入されたビス（ネジ部材）をネジ孔にねじ込むことによって、ケースにカバーをネジ結合することができる。

ダイカスト製カバーと金属板のプレス加工製カバーとでは、厚みが異なる。このため、ダイカスト製カバーをケースに止めるビスの方が、プレス加工製カバーをケースに止めるビスよりも長い。一方、製造コストの低減化を図るためには、ダイカスト製カバーをケースに止めるビスと、プレス加工製カバーをケースに止めるビスとを、共用することが好ましい。その場合には、ダイカスト製カバーをケースに止めるための「長いビス」に統一することになる。しかし、長いビスを、そのままプレス加工製カバーの結合に用いたのでは、ビスのねじ込み距離が必要以上に大きくならざるを得ない。このままでは、ビスのねじ込み工数が過大であり、製造コストの低減化を図る上で、改良の余地がある。

そこで、ビスの共用化という手法をやめて、２種類のビスを既存のねじ込みラインに供給するという、基本的な手法に戻すことが考えられる。この場合に、互いに厚みの異なるカバー毎に、１つのねじ込みラインを用いるのでは、ライン数が増すので得策ではない。そこで、１つのねじ込みラインを用いて、２種類のカバーをネジ結合することが考えられる。しかし、１つのねじ込みラインを用いて、２種類のカバーをネジ結合する場合には、２種類のビスがねじ込みラインに混在する心配が残る。結果的に、２種類のビスを誤ってねじ込む、いわゆる誤組付けの要因を誘発する心配が残るので、更なる改良の余地がある。

特開２０１３－２０７２８９号公報

本発明は、厚みが異なる複数種のカバーをケースにネジ結合するためのネジ部材の、共用化と、ねじ込み工数の低減化と、誤組付け防止とを図る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、ケースと、このケースの開口を塞ぐように前記ケースに重ね合わせられたカバーと、前記ケースと前記カバーとによって形成された収納空間に収納されたプリント基板と、このプリント基板に実装された電子部品とを含む電子制御装置である。前記ケースは、前記カバー側から挿入されたネジ部材をネジ込み可能な雌ネジ部を有する。前記カバーは、前記ネジ部材と前記雌ネジ部とによって、前記ケースにネジ結合されている。前記ケースは、前記カバーが重ね合わせられる合わせ面に、且つ前記雌ネジ部の延長上に位置した凹部を有し、この凹部の径は、前記雌ネジ部の径よりも大径であることを特徴とする。

さらに請求項１に係る発明は、前記カバーは、金属板のプレス成型品である。前記凹部の深さは、前記カバーの前記結合部分の厚さと、予め想定したダイカスト製カバーのネジ結合部分の厚さ（予め設定されている一定の最大基準厚さ）との、差に相当する大きさに設定されている。前記凹部の前記深さにかかわらず、前記雌ネジ部の長さは一定である。前記ネジ部材の長さは一定である。前記ネジ部材のなかの、前記雌ネジ部にネジ結合する長さは一定である。

請求項２に係る発明は、前記ネジ部材は、前記ケースに前記プリント基板を結合するネジ部材と、共用可能な部材である。

請求項１に係る発明では、ケースのなかの、カバーが重ね合わせられる合わせ面に凹部を有している。厚さが異なるカバー毎に、凹部の深さを適宜設定することによって、長さが一定のネジ部材を共用することができる。長さが異なる複数種のネジ部材を選択する必要はない。組立工程において、異なるネジ部材を誤って用いる心配がない。結果的に、２種類のネジ部材を誤ってねじ込む、いわゆる誤組付けを防止することができる。組立作業の効率化を図ることができる。

また、雌ネジ部の長さを一定にすることができ、ネジ部材のなかの雌ネジ部にネジ結合する長さも一定にすることができる。このため、カバーの厚さが異なっても、雌ネジ部に対するネジ部材のネジ込み距離を一定にすることができる。ネジ部材のねじ込み工数の低減化を図ることができる。この結果、組立作業の効率化を図ることができる。

さらに請求項１に係る発明では、最大基準厚さと実際の厚さとの差とによって、凹部の深さを適宜設定するだけなので、深さの設定が容易である。

さらに請求項１に係る発明では、実際のカバーは金属板のプレス成型品である。予め想定したダイカスト製カバーのネジ結合部分の厚さ（最大基準厚さ）に対して、金属板のプレス成型品から成る実際のカバーの厚さは小さい。両方の厚さの差によって、凹部の深さを設定するだけで、ダイカスト製カバー用のネジ部材を、金属板のプレス成型品から成るカバーに共用することができる。

請求項２に係る発明では、プリント基板を結合するネジ部材を、カバーを結合するネジ部材と共用化することができるので、組立作業の効率化を一層図ることができる。

本発明による電子制御装置の構成図である。 図１（ｂ）に示されるケースとカバーとのネジ結合部分の分解図である。 図１（ｂ）に示されるケースとカバーとのネジ結合部分の実施例と比較例を説明する説明図である。

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。図１（ａ）は、電子制御装置１０の平面構成を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）のｂ－ｂ線に沿った断面構成を示している。図１（ｃ）は、図１（ａ）のｃ－ｃ線に沿った断面構成を示している。

図１（ａ）～（ｃ）に示されるように、電子制御装置１０は、筐体１１と、プリント基板１２と、このプリント基板１２に実装された電子部品１３とを含む。筐体１１は、ケース２０と、このケース２０の開口を塞ぐようにケース２０に重ね合わせられた略平板状のカバー３０とから成る。ケース２０は、アルミニウムダイカスト等の鋳造品によって構成されてなる。

カバー３０は、アルミニウム合金板等の金属板のプレス成型品である。カバー３０が金属板のプレス成型品なので、ダイカスト品などの他のものに比べて、薄型化することができる。このカバー３０は、ビスやボルト等の複数のネジ部材４１と複数の雌ネジ部４２（ネジ孔４２）とによって、ケース２０に取り外し可能にネジ結合されている。以下、このネジ部材４１のことを適宜「第１ネジ部材４１」という。また、この雌ネジ部４２のことを適宜「第１雌ネジ部４２」という。

詳しく述べると、図１（ｂ）及び図２に示されるように、カバー３０は、複数の第１ネジ部材４１を挿通可能な貫通孔３１を有する。ケース２０は、開口の縁の全周にわたってフランジ２１を有する。このフランジ２１は、カバー３０が重ね合わせられる合わせ面２２（ケース２０の開口側の端面２２）を有する。この合わせ面２２のことを、以下「カバー合わせ面２２」という。フランジ２１の厚みはＦｔ１である。フランジ２１には、合わせ面２２に開口した、複数の第１雌ネジ部４２が形成されてなる。この第１雌ネジ部４２は、フランジ２１を貫通している。カバー３０の結合部分３２（ケース２０にネジ結合される部分３２）の厚さはＣｔ１である。

このように、ケース２０は、カバー３０側から挿入された複数の第１ネジ部材４１をネジ込み可能な複数の第１雌ネジ部４２を有する。第１ネジ部材４１及び第１雌ネジ部４２の径はｄ１である。第１ネジ部材４１の長さはＬｂ１である。

この第１雌ネジ部４２は、ケース２０の合わせ面２２から、カバー３０とは反対側へ深さＤｐだけ離れた位置に有している。より具体的には、ケース２０は、合わせ面２２に、且つ第１雌ネジ部４２の延長上に位置した凹部２３を有する。この凹部２３は、雌ネジ部４２にネジ込まれたネジ部材４１に対して、干渉しない形状及び大きさに設定されている。つまり、合わせ面２２に対して、凹部２３と第１雌ネジ部４２とが、この順に位置している。例えば、凹部２３は、第１雌ネジ部４２に対して同心に位置している。この凹部２３は、合わせ面２２に開口した有底円形状の窪みであって、例えば機械加工による「座ぐり」や、ケース２０を鋳造するときに同時に形成されてなる。

この凹部２３の径Ｄｄは、第１雌ネジ部４２の径ｄ１よりも大径である。このため、凹部２３は、第１雌ネジ部４２のような、いわゆる「雌ねじ」を有していない。凹部２３の深さはＤｐである。このため、第１雌ネジ部４２の長さＬｈ１は、フランジ２１の厚みＦｔ１から凹部２３の深さＤｐを差し引いた値である（Ｌｈ１＝Ｆｔ１－Ｄｐ）。

図１（ａ）及び図１（ｃ）に示されるように、プリント基板１２と電子部品１３とは、ケース２０とカバー３０とによって形成された収納空間１４に収納されている。プリント基板１２は、ビスやボルト等の複数のネジ部材５１と複数の雌ネジ部５２（ネジ孔５２）とによって、ケース２０に取り外し可能にネジ結合されている。以下、このネジ部材５１のことを適宜「第２ネジ部材５１」という。また、この雌ネジ部５２のことを適宜「第２雌ネジ部５２」という。

詳しく述べると、ケース２０の内底部にはボス部２４が形成されてなる。このボス部２４の先端面には、第２雌ネジ部５２が形成されてなる。プリント基板１２は、ボス部２４の先端面に重ね合わされ、第２ネジ部材５１と第２雌ネジ部５２とによって、ネジ結合される。

図１（ｂ）も参照すると、第２ネジ部材５１は、前記第１ネジ部材４１と共用可能な部材である。つまり、第２ネジ部材５１の径ｄ２及び長さＬｂ２は、前記第１ネジ部材４１の径ｄ１及び長さＬｂ１と同一である（ｄ２＝ｄ１、Ｌｂ２＝Ｌｂ１）。プリント基板１２を結合する第２ネジ部材５１を、カバー３０を結合する第１ネジ部材４１と共用化することができるので、組立作業の効率化を一層図ることができる。

次に、ケース２０の合わせ面２２に凹部２３を設けた理由を、図３（ａ）～図３（ｃ）を参照しつつ説明する。
図３（ａ）は、ダイカスト製カバー３０Ａを用いた「第２の筐体１１Ａ」の断面構造を示している。
図３（ｂ）は、金属板のプレス成型品製カバー３０を用いた「比較例の筐体１１Ｂ」の断面構造を示している。
図３（ｃ）は、金属板のプレス成型品製カバー３０を用いた「第１の筐体１１」の断面構造を示しており、図１（ｂ）の筐体１１に対応している。

第１の筐体１１は、図１（ｂ）に示される筐体１１と同じ構成である。この第１の筐体１１（筐体１１）に用いている第１ネジ部材４１は、第２の筐体１１Ａ及び比較例の筐体１１Ｂでも、そのまま採用する。つまり、第１ネジ部材４１の径はｄ１であり、第１ネジ部材４１の長さはＬｂ１である。

先ず、図３（ａ）に示される第２の筐体１１Ａを説明する。第２の筐体１１Ａは、ケース２０Ａとダイカスト製カバー３０Ａとからなり、第１ネジ部材４１によって互いにネジ結合されている。ケース２０Ａのフランジ２１Ａには、第１ネジ部材４１をねじ込み可能に貫通した第１雌ネジ部４２が形成されてなる。

ケース２０Ａのフランジ２１Ａの厚みはＦｔ２である。カバー３０Ａはダイカスト品であるから、図３（ｃ）に示される金属板のプレス成型品製カバー３０に比べて、厚肉である。ダイカスト製カバー３０Ａの結合部分３２Ａ（ケース２０Ａにネジ結合される部分３２Ａ）の厚さＣｔ２は、図３（ｃ）に示される結合部分３２の厚さＣｔ１よりも大きい（Ｃｔ２＞Ｃｔ１）。

第１ネジ部材４１の先端は、フランジ２１Ａから突出長さＰｒ１だけ突出している。この突出長さＰｒ１は、最小限の大きさでよい。ネジ部材４１のなかの、雌ネジ部４２にねじ締めする長さＦｘ１は、フランジ２１Ａの厚みＦｔ２に突出長さＰｒ１を加えた大きさである（Ｆｘ１＝Ｆｔ２＋Ｐｒ１）。ここで、ねじ締めする長さＦｘ１（ねじ込み距離Ｆｘ１）とは、フランジ２１Ａに対して結合部分３２Ａを完全にネジ結合するのに必要な、ねじ込み量のことである。つまり、前記ねじ締めする長さＦｘ１は、第１ネジ部材４１の長さＬｂ１に対して、カバー３０Ａの結合部分３２Ａの厚さＣｔ２分だけ短い（Ｆｘ１＝Ｌｂ１－Ｃｔ２）。

次に、図３（ｂ）に示される比較例の筐体１１Ｂを説明する。比較例の筐体１１Ｂは、ケース２０Ｂと金属板のプレス成型品製カバー３０とからなり、第１ネジ部材４１によって互いにネジ結合されている。つまり、比較例は、図３（ａ）に示されるダイカスト製カバー３０Ａを、図３（ｃ）に示される金属板のプレス成型品製カバー３０に変更した構成である。ケース２０Ｂのフランジ２１Ｂは、図３（ａ）に示されるフランジ２１Ａに対して、実質的に（基本的に）同じ構成である。

詳しく述べると、フランジ２１Ｂの厚みはＦｔ２である。カバー３０の結合部分３２（ケース２０にネジ結合される部分３２）の厚さはＣｔ１である。第１ネジ部材４１の長さＬｂ１は変わらない。このため、第１ネジ部材４１の先端がフランジ２１Ｂから突出する突出長さＰｒ２は、図３（ａ）に示される突出長さＰｒ１よりも大きい（Ｐｒ２＞Ｐｒ１）。その分だけ、ネジ部材４１のなかの、雌ネジ部４２にねじ締めする長さＦｘ２は大きい。ここで、ねじ締めする長さＦｘ２（ねじ込み距離Ｆｘ２）とは、フランジ２１Ｂに対して結合部分３２を完全にネジ結合するのに必要な、ねじ込み量のことである。つまり、前記ねじ締めする長さＦｘ２は、第１ネジ部材４１の長さＬｂ１に対して、カバー３０の結合部分３２の厚さＣｔ１分だけ小さい（Ｆｘ２＝Ｌｂ１－Ｃｔ１）。

このままでは、ケース２０Ｂにカバー３０を取り付けるのに、ネジ部材４１のねじ締めする長さＦｘ２が必要以上に大きくならざるを得ない。ネジ部材４１のねじ込み工数が過大であり、製造コストの低減化を図る上で改良の余地がある。

ここで、厚さが異なる２種類のカバー３０Ａ，３０同士を、再び対比してみる。図３（ａ）に示されるカバー３０Ａはダイカスト製品であるから、結合部分３２Ａの厚さＣｔ２が比較的大きい。一方、図３（ｃ）に示されるカバー３０は金属板のプレス成型品であるから、結合部分３２の厚さＣｔ１が比較的小さい。双方の厚さＣｔ２，Ｃｔ１同士を比べた場合に、カバー３０Ａの結合部分３２Ａの厚さＣｔ２を、最大値と捉えることができる。そこで、ダイカスト製カバー３０Ａの結合部分３２Ａの厚さＣｔ２を、「最大基準厚さＣｔ２」とすることにした。つまり、この最大基準厚さＣｔ２は、ダイカスト製カバー３０Ａの結合部分３２Ａの厚さＣｔ２に相当し、予め設定されている一定の値とすることができる。

本発明者等は、ダイカスト製カバー３０Ａを用いた場合と、金属板のプレス成型品製カバー３０を用いた場合とで、次の２つの点を同時に達成するためには、合わせ面２２に凹部２３（図３（ｃ）参照）を設ければよい、ということに想到した。第１の点は、ネジ部材４１の長さＬｂ１を同一にすることである。第２の点は、ネジ部材４１のなかの、雌ネジ部４２にねじ締めする長さＦｘ１を、同一にすることである。

そこで、図３（ｃ）に示される第１の筐体１１では、ケース２０の合わせ面２２に凹部２３を設けた。この凹部２３には、第１雌ネジ部４２が無い。フランジ２１には、合わせ面２２に連なる凹部２３と、この凹部２３の底面２３ａに連なる雌ネジ部４２とが、形成されてなる。凹部２３と雌ネジ部４２とは、同心に位置している。この雌ネジ部４２の長さＬｈ１は、予め設定された一定長さであって、図３（ａ）に示されるフランジ２１Ａの厚みＦｔ２と、同じ大きさである（Ｌｈ１＝Ｆｔ２）。上述のように、突出長さＰｒ１は、図３（ａ）に示される場合と同じである。

凹部２３の深さＤｐは、最大基準厚さＣｔ２と、カバー３０の結合部分３２の厚さＣｔ１（実際の厚さＣｔ１）との、差に相当する大きさに設定されている（Ｄｐ＝Ｃｔ２－Ｃｔ１）。このように、２種類のカバー３０Ａ，３０の厚さＣｔ２，Ｃｔ１の差を考慮した深さＤｐの、凹部２３をケース２０の合わせ面２２に設けることによって、上記２つの点を同時に達成することができる。しかも、最大基準厚さＣｔ２と実際の厚さＣｔ１との差とによって、凹部２３の深さＤｐを適宜設定するだけなので、深さＤｐの設定が容易である。

第１雌ネジ部４２の長さＬｈ１が一定であるから、フランジ２１の厚みＦｔ１は、凹部２３の深さＤｐに従って変動することになる（Ｆｔ１＝Ｌｈ１＋Ｄｐ）。つまり、フランジ２１の厚みＦｔ１は、第１雌ネジ部４２の長さＬｈ１相当分の厚みを基準としており、２種類のカバー３０Ａ，３０の厚さＣｔ２，Ｃｔ１の差の分（凹部２３の深さＤｐ相当分）だけ増す。凹部２３の深さＤｐにかかわらず、第１雌ネジ部４２の長さＬｈ１を一定とすることによって、第１ネジ部材４１と第１雌ネジ部４２との、ネジ結合強度を十分に確保することができる。

以上の説明をまとめると、次の通りである。図３（ｃ）に示されるように、ケース２０のなかの、カバー３０が重ね合わせられる合わせ面２２に、凹部２３を有している。この結果、第１雌ネジ部４２は、カバー３０を重ね合わせる合わせ面２２から、このカバー３０とは反対側へ深さＤｐだけ離れた位置に有している。

図３（ａ），（ｃ）に示されるように、厚さＣｔ２，Ｃｔ１が異なるカバー３０Ａ，３０毎に、凹部２３の深さＤｐを適宜設定することによって、長さＬｂ１が一定のネジ部材４１を共用することができる。長さが異なる複数種のネジ部材を選択する必要はない。組立工程において、異なるネジ部材を誤って用いる心配がない。結果的に、２種類のネジ部材を誤ってねじ込む、いわゆる誤組付けを防止することができる。電子制御装置１０の組立作業の効率化を図ることができる。

また、雌ネジ部４２の長さＬｈ１を一定にすることができ、ネジ部材４１のなかの雌ネジ部４２にネジ結合する長さＦｘ１も一定にすることができる。このため、カバー３０Ａ，３０の厚さＣｔ２，Ｃｔ１が異なっても、雌ネジ部４２に対するネジ部材４１のネジ込み距離Ｆｘ１を一定にすることができる。ネジ部材４１のねじ込み工数の低減化を図ることができる。この結果、組立作業の効率化を図ることができる。

なお、本発明では、凹部２３は、雌ネジ部４２にネジ込まれたネジ部材４１に対して、干渉しない形状及び大きさに設定されていればよい。例えば、凹部２３は、合わせ面２２に開口すると共に、フランジ２１の外周面などの他の面に、開口してもよい。凹部２３の底面２３ａは、平坦面に限定されるものではなく、テーパ面であってもよい。

本発明の電子制御装置１０は、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載するのに好適である。

１０…電子制御装置、１２…プリント基板、１３…電子部品、１４…収納空間、２０…ケース、２２…合わせ面、２３…凹部、３０…カバー、３０Ａ…ダイカスト製カバー、
４１…ネジ部材（第１ネジ部材）、４２…雌ネジ部（第１雌ネジ部）、５１…ケースにプリント基板を結合するネジ部材、Ｄｄ…凹部の径、Ｄｐ…凹部の深さ、Ｃｔ１…カバーの結合部分の厚さ、Ｃｔ２…最大基準厚さ（ダイカスト製カバーのネジ結合部分の厚さ）。

Claims (2)

1. ケースと、このケースの開口を塞ぐように前記ケースに重ね合わせられたカバーと、前記ケースと前記カバーとによって形成された収納空間に収納されたプリント基板と、このプリント基板に実装された電子部品とを含み、
   前記ケースは、前記カバー側から挿入されたネジ部材をネジ込み可能な雌ネジ部を有し、
   前記カバーは、前記ネジ部材と前記雌ネジ部とによって、前記ケースにネジ結合されている電子制御装置において、
   前記カバーは、金属板のプレス成型品であり、
   前記ケースは、前記カバーが重ね合わせられる合わせ面に、且つ前記雌ネジ部の延長上に位置した凹部を有し、
   この凹部の径は、前記雌ネジ部の径よりも大径であり、
   前記凹部の深さは、前記カバーの前記結合部分の厚さと、予め想定したダイカスト製カバーのネジ結合部分の厚さとの、差に相当する大きさに設定されており、
   前記凹部の前記深さにかかわらず、前記雌ネジ部の長さは一定であり、
   前記ネジ部材の長さは一定であり、
   前記ネジ部材のなかの、前記雌ネジ部にネジ結合する長さは一定である、ことを特徴とする電子制御装置。
2. 前記ネジ部材は、前記ケースに前記プリント基板を結合するネジ部材と、共用可能な部材であることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。

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