JPH077183U - プリント基板の筐体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント基板を内部に保持して、外部の構造
物にプリント基板を位置決めするプリント基板の筐体構
造に関し、コネクタ等の電子部品の高さが増した場合で
も全体の高さを低くでき、絶縁シートの使用やプリント
基板の裏面の足切り加工の追加も不要なプリント基板の
筐体構造を提供することを目的とする。 【構成】 プリント基板１２に突き当たって、プリント
基板１２の高さを位置決める突き当たり構造１５を筐体
部材１４の内側に配置し、プリント基板１２の電子部品
１１を配置した面を金属部材１３に対向させる構成とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プリント基板を内部に保持して、外部の構造物にプリント基板を位 置決めするプリント基板の筐体構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、工作機械を始めとする各種機械装置の制御に関して、広範囲のエレクト ロニクス化が進展しており、機構の各部に無数のセンサやアクチュエータが配置 される。そして、センサやアクチュエータからは、中央の演算装置（シーケンサ 等）に向かって、機構に沿わせた多数の電線ケーブルが張り巡らされる。

【０００３】 一方、機構に沿って配置される電線ケーブル本数の削減を目的として、機械構 造の各部に中継処理用の小型の電気回路を取り付け、センサの信号処理、局所的 なインターロック処理、簡単な演算操作等を割り当てる場合もある。このような 場合、プリント基板を内部に保持して、外部の構造物にプリント基板を位置決め するプリント基板の筐体構造が必要となる。

【０００４】 プリント基板の筐体構造には、(1) 振動や加速に耐えてプリント基板や配線を 保護する強度、(2) 小型軽量な構造、(3) 必要なレベルでの密封性、耐震性、防 塵性能等が要求される。

【０００５】 自動車の分野においても、また、その装備の制御に関して広範囲のエレクトロ ニクス化が進展しており、エンジン制御、スロットル制御、自動運転、無線通信 システムの装備等に関して、高度な電子制御化が進められている。

【０００６】 従って、自動車の車体構造の各部には、プリント基板の筐体構造に収納された 多数の電子回路が配置される。多数のプリント基板の筐体構造や、コンポーネン ト化された電子機器は、自動車の車体構造に沿って配置した多数の電線ケーブル （ハーネス）によって相互に連絡される。

【０００７】 自動車に装備されるプリント基板の筐体構造は、一般的に、その一方の面に電 子部品を配置したプリント基板を支持し、外部の構造物に全体を取付ける際の基 礎構造をなす金属部材と、金属部材と協働してプリント基板の周囲を囲む筐体部 材と、を有しており、金属部材に固定したブラケット構造によって、自動車の車 体の鉄板構造に対して強固に固定される。

【０００８】 自動車に搭載される電子回路のユニットの例は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit ）、ＥＦＩ（Electronic Fuel Injection ）制御装置等である。

【０００９】 図５は、従来のＥＣＵの構造の説明図である。図中、(a) は組立て構造、(b) は部分的な断面構造である。ここでは、鉄板のベース板の上にプリント基板が上 向きに支持され、プリント基板の電子部品を取付けた側から全体が板金ケースで 覆われる。

【００１０】 図５(a) 、(b) において、ＥＣＵの電子回路は、プリント基板５２の表面に多 数の電子部品５１を配置し、電子部品５１を裏面側からはんだ付けして構成され る。電子部品５１は、演算素子５１Ａ、集積回路５１Ｂ、コネクタ５１Ｃ、コン デンサ５１Ｄ等を含む。

【００１１】 プリント基板５２は、ベース板５３の四隅に接着された樹脂パッド５５の上に 載置され、樹脂パッド５５の頂部の孔に上方からタップねじ５５Ｎをねじ込んで 固定される。

【００１２】 ベース板５３の下面には、一対の取付けブラケット５３Ｂが固定される。取付 けブラケット５３Ｂは、自動車の車体を構成する鉄板構造の車室内部分に固定さ れる。自動車に取り付けられた状態で、ＥＣＵのプリント基板５２のコネクタ５ １Ｃは、車体の鉄板構造に沿って配置される電線ケーブルの束から取り出された 雌コネクタに接続される。また、ＥＣＵの全体は、電線ケーブルの束とともに車 室内の内装部品で覆われている。

【００１３】 ＥＣＵは、例えば、センターコンソールの裏、トランクの裏、ドアの裏等、雨 風の直接関与しない部分に配置される。

【００１４】 板金製の筐体５４は、ベース板５３に対して、筐体５４の下部のつめ５４Ａを ベース板５３の縁の挿入孔に挿入し、ベース板５３の裏面側でつめ５４Ａの先端 を内側に折り曲げて固定される。板金製の筐体５４をベース板５３に固定した状 態では、筐体５４の開口５４Ｃを通じて、コネクタ５１Ｃの接続部分が筐体５４ の外部に露出する。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】

図５(a) 、(b) のＥＣＵでは、筐体５４の屋根部分までの高さ５４Ｈを、プリ ント基板５２上に配置される電子部品５１のうちで最も高いもの（すなわちコネ クタ５１Ｃ）に適合させて定める必要がある。

【００１６】 一方、プリント基板５２の裏面側には、電子部品５１をはんだ付けした後に電 子部品５１の足の先端部分が突出しており、また、プリント基板５２にコネクタ ５１Ｃを取り付けるビス５２Ｎが突出する。従って、プリント基板５２とベース 板５３（導電性で接地レベル）の間に十分な隙間５３Ｈを確保して、電子部品５ １の足がベース板５３に短絡しない必要がある。そこで、樹脂パッド５５の高さ を６mmあまりに定め、プリント基板５２とベース板５３の間隔に、３mm以上の隙 間５３Ｈを確保している。

【００１７】 しかし、実際には、プリント基板５２の裏面側における電子部品５１の足の突 出高さがばらつくため、テフロン樹脂製の絶縁シート５６をベース板５３の上面 に貼り付け、電子部品５１の足の先端の突出が極端に大きい場合でも、電子部品 ５１の足がベース板５３に接触しないようにしている。

【００１８】 ところで、コネクタ５１Ｃの仕様変更によってコネクタ５１Ｃの高さ５１Ｈが 増した場合、６mmの樹脂パッド５５をそのまま用いてプリント基板５２とベース 板５３の間隔を変化させなければ、少なくともコネクタ５１Ｃの高さ５１Ｈの増 加分だけ、ＥＣＵ全体の高さ５４Ｈを増加させる必要がある。

【００１９】 一方、コネクタ５１Ｃの高さ５１Ｈが増した場合に、ＥＣＵ全体の高さ５４Ｈ を増加させないためには、樹脂パッド５５を短くして、プリント基板５２とベー ス板５３の間隔を圧縮する必要がある。そして、プリント基板５２とベース板５ ３の間隔を圧縮した場合、電子部品５１の足の先端部分とベース板５３の間に十 分な隙間５３Ｈを確保できなくなり、絶縁シート５６の配置が必須となり、プリ ント基板５２の裏面の足切り等の追加加工も必須となる。

【００２０】 ＥＣＵは、車室内の鉄板構造と内装部品の中間に配置され、取付け用のブラケ ット構造のスペースも十分に確保できるように、なるべく薄型でコンパクトに構 成されることが望ましい。

【００２１】 本考案は、コネクタ等の電子部品の高さが増した場合でもＥＣＵ全体の高さを 低くでき、絶縁シートの使用やプリント基板の裏面の足切り加工の追加も不要な プリント基板の筐体構造を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】

請求項１のプリント基板の筐体構造は、その一方の面に電子部品（１１）を配 置したプリント基板（１２）を支持し、外部の構造物に全体を取付ける際の基礎 構造をなす金属部材（１３）と、前記金属部材（１３）と協働して前記プリント 基板（１２）の周囲を囲む絶縁性樹脂の筐体部材（１４）と、を有するプリント 基板の筐体構造において、前記プリント基板（１２）に突き当たって、前記プリ ント基板（１２）の高さを位置決める突き当たり構造（１５）、を前記筐体部材 （１４）の内側に配置し、かつ、前記プリント基板（１２）の前記一方の面を前 記金属部材（１３）に対向させる形式で、前記プリント基板（１２）を前記筐体 部材（１４）に収納し、前記プリント基板（１２）が、前記筐体部材（１４）に 対して位置決めされるものである。

【００２３】 請求項２のプリント基板の筐体構造は、請求項１のプリント基板の筐体構造に おいて、前記金属部材（１３Ｈ）から前記筐体部材（１４Ｈ）側に向かって立ち 上がり、前記突き当たり構造（１５Ｈ）と協働して前記プリント基板（１２）を 挟み込む突起部（１３Ｋ）、を前記金属部材（１３Ｈ）に形成したものである。

【００２４】

【作用】

図１は、請求項１のプリント基板の筐体構造を応用した第１実施例のＥＣＵの 構造の説明図である。ここでは、図１を参照して請求項１のプリント基板の筐体 構造の作用を説明する。

【００２５】 請求項１のプリント基板の筐体構造では、プリント基板１２の裏面に突出する 電子部品１１の足を絶縁性樹脂の筐体部材１４に対向させるから、プリント基板 １２と筐体部材１４の間隔が狭過ぎて、電子部品１１の足の先端が筐体部材１４ に接触しても、プリント基板１２の電子回路は誤動作しないで済む。

【００２６】 金属部材１３は、好ましくはやや厚手の金属板で構成され、筐体構造の全体を 外部の機構に取り付ける際の土台的な役割を占める。金属部材１３には、取付け 用の雌ねじ、取付け孔、アングル構造、ブラケット構造等が、外部の機構に取付 ける形式に適合させて準備される。

【００２７】 プリント基板１２は、金属部材１３に筐体部材１４を組み合わせた箱状の構造 の中に収納される。金属部材１３と筐体部材１４とは、相互に、ワンタッチ式の 引っ掛け構造、タップねじ、挿入スロットルと折り曲げ可能な足の組合せ等を利 用して箱状の構造に組み立てられる。

【００２８】 箱状の構造の中で、プリント基板１２は、基本的には、筐体部材１４を介して 金属部材１３に間接的に位置決めされる。ただし、後述する図３、図４の実施例 のように、金属部材１３から延長された部分がプリント基板１２に接触して、プ リント基板１２の固定に関与する場合、金属部材１３は、プリント基板１２を補 助的に位置決めする役割を担う。

【００２９】 プリント基板１２の高さ位置は、原則的には、筐体部材１４側の突き当たり構 造１５によって定められる。プリント基板１２は、突き当たり構造１５に対して 接着、ねじ止め、ばね式の押圧機構、割りピン等によって固定される。

【００３０】 筐体部材１４の高さは、プリント基板１２に配置した電子部品１１のうちで最 も背が高いものに適合させて定めるべきである。しかし、プリント基板１２の裏 面側の隙間の制約が無い分、従来の「電子部品１１の足を金属部材１３側に突出 させた筐体構造」に比較して、筐体部材１４の高さを低く設計できる。

【００３１】 なお、プリント基板１２は、筐体部材１４の中に固定した後に、シリコン樹脂 等でモールドして、電子部品１１ごと筐体部材１４内に沈めてもよい。これによ り、単に収納するだけに比較して、防水性、防塵性等を向上できる。

【００３２】 図３は、請求項１のプリント基板の筐体構造を応用した変形例のＥＣＵの構造 の説明図である。ここでは、図３を参照して請求項２のプリント基板の筐体構造 の作用を説明する。

【００３３】 請求項２のプリント基板の筐体構造では、金属部材１３Ｈから立ち上がった突 起部１３Ｋが筐体部材１４Ｈの内側に伸ばされ、筐体部材１４Ｈ側の突き当たり 構造１５Ｈと協働してプリント基板１２を挟み込み、金属部材１３Ｈに筐体部材 １４Ｈを組み合わせた箱状の構造の中でプリント基板１２を固定する。

【００３４】 従って、金属部材１３Ｈと筐体部材１４Ｈの固定の程度が十分であれば、筐体 部材１４Ｈにプリント基板１２を固定する仕組みは特に必要がない。

【００３５】

【実施例】

図１は第１実施例のＥＣＵの構造の説明図、図２は第１実施例のＥＣＵの断面 構造の説明図である。ここでは、コネクタの高さに適合させて筐体構造の全体の 高さが定めてあり、金属部材と筐体部材は、ワンタッチ式の引っ掛け構造によっ て一体に固定される。

【００３６】 図１、図２において、ＥＣＵの筐体の箱状部分の大きさは、ほぼ、１００mm× ９０mm×３２mmである。ＥＣＵの電子回路は、プリント基板１２の表面に多数の 電子部品１１を配置し、電子部品１１を裏面側からはんだ付けして構成される。 電子部品１１のうちで最も背が高いのは、コネクタ１１Ｃである。樹脂シャーシ １４をベース板１３に固定した状態では、樹脂シャーシ１４の開口１４Ｃを通じ て、コネクタ１１Ｃの接続部分が樹脂シャーシ１４の外部に露出する。

【００３７】 プリント基板１２は、樹脂シャーシ１４の内側の四隅に一体形成されたパッド １５の上に載置され、パッド１５の頂部の孔に上方からタップねじ１５Ｎをねじ 込んで固定される。

【００３８】 ベース板１３の上面には、一対の取付けブラケット１３Ｂが固定される。取付 けブラケット１３Ｂは、自動車の車体を構成する鉄板構造の車室内部分に固定さ れる。自動車に取り付けられた状態で、ＥＣＵのプリント基板１２のコネクタ１ １Ｃは、車体の鉄板構造に沿って配置される電線ケーブルの束から取り出された 雌コネクタに接続される。また、ＥＣＵの全体は、電線ケーブルの束とともに車 室内の内装部品で覆われている。

【００３９】 樹脂製の樹脂シャーシ１４は、周囲の３面に合計６組のスライド溝１４Ａを一 体に形成しており、スライド溝１４Ａの内側の中間高さには、周囲の３面から隆 起した引っ掛け突起１４Ｂが形成される。

【００４０】 一方、ベース板１３の周囲の３辺には、樹脂シャーシ１４側のスライド溝１４ Ａに適合させて、合計６本の起立部１３Ｄが立ち上げられ、起立部１３Ｄの中間 高さ位置には、樹脂シャーシ１４側の引っ掛け突起１４Ｂに適合させて、角孔１ ３Ｅが形成されている。

【００４１】 樹脂製の樹脂シャーシ１４は、ベース板１３に対して相互に固定されて、プリ ント基板１２を収納する箱構造を形成する。このとき、樹脂シャーシ１４のスラ イド溝１４Ａにベース板１３の起立部１３Ｄが挿入されて押し下げられ、ベース 板１３の起立部１３Ｄが引っ掛け突起１４Ｂを越えて、角孔１３Ｅが引っ掛け突 起１４Ｂに引っ掛かる。

【００４２】 図２において、ベース板１３に樹脂シャーシ１４を組み合わせて、その内側空 間にプリント基板１２を収納したとき、プリント基板１２の裏面側と樹脂シャー シ１４の間の隙間はごくわずかでよい。すなわち、樹脂シャーシ１４はもともと 絶縁性であるから、プリント基板１２の裏面側における電子部品１５の足の突出 量を許容できるだけの隙間があればよく、電子部品１５の足の先端部分が樹脂シ ャーシ１４に接触していてもよい。

【００４３】 図３は、第１実施例の変形例のＥＣＵの説明図である。図中、(a) は部分的な 断面図、(b) はベース板である。ここでは、樹脂シャーシ側に設けた突き当たり 部分と、ベース板から折り曲げて起立させた突起部との間にプリント基板を挟み 込む。

【００４４】 図３(a) において、樹脂シャーシ１４Ｈは、ベース板１３Ｈに対して相互に固 定されて、プリント基板１２を収納する箱構造を形成する。樹脂シャーシ１４Ｈ の内側の四隅には、第１実施例のパッド１５の代わりに、突き当たり部１５Ｈが 形成される。プリント基板１２は、突き当たり部１５Ｈによって、箱構造の中で 高さ位置を位置決めされる。

【００４５】 プリント基板１２は、ベース板１３Ｈの四隅から、樹脂シャーシ１４Ｈの突き 当たり部１５Ｈに向かって起立させた突起部１３Ｋによって、突き当たり部１５ Ｈに押し付けられる。

【００４６】 樹脂シャーシ１４Ｈにベース板１３Ｈを組付けるとき、樹脂シャーシ１４Ｈの スライド溝１４Ａにベース板１３Ｈの起立部１３Ｄが挿入されて押し下げられる と、同時に、ベース板１３Ｈの突起部１３Ｋが樹脂シャーシ１４Ｈの内側に挿入 される。そして、ベース板１３Ｈの角孔１３Ｅが樹脂シャーシ１４Ｈの引っ掛け 突起１４Ｂに引っ掛かると、同時に、プリント基板１２は、突起部１３Ｋによっ て押圧されて突き当たり部１５Ｈに押し付けられる。

【００４７】 図３(b) において、ベース板１３の対向する２辺には、第１実施例の場合と同 様な起立部１３Ｄが合計４本立ち上げられている。それぞれの起立部１３Ｄの中 間の高さ位置には、角孔１３Ｅが形成されている。そして、起立部１３Ｄの外側 のベース板１３Ｈの四隅位置には、樹脂シャーシ１４Ｈの突き当たり部１５Ｈに 向かって起立させた合計４本の突起部１３Ｋが形成される。

【００４８】 図４は、第２実施例のＥＣＵの構造の説明図である。ここでは、プリント基板 を固定するタップねじが、同時に、樹脂シャーシとベース板を結合する。

【００４９】 図４において、プリント基板４２は、第１実施例のプリント基板１２と同一の ものであるが、裏面側を上にして図示される。ＥＣＵの電子回路は、プリント基 板４２の表面に多数の電子部品とコネクタ４１Ｃを配置して構成される。樹脂シ ャーシ４４をベース板４３に固定した状態では、樹脂シャーシ４４の開口４４Ｃ を通じて、コネクタ４１Ｃの接続部分が樹脂シャーシ４４の外部に露出する。

【００５０】 プリント基板４２は、樹脂シャーシ４４の内側の四隅に一体形成された突き当 たり部（凹所４４Ａの裏側に相当）と、アルミダイカスト製のベース板４３の四 隅に配置した押し上げ突起４５Ｂとで挟み込まれる。ベース板４３の押し上げ突 起４５Ｂの側から、４本のタップねじ４５Ｎを樹脂シャーシ４４の四隅の凹所４ ４Ａの孔にねじ込んで、ベース板４３と樹脂シャーシ４４とを強固に一体化させ たとき、同時に、プリント基板４２は、ベース板４３と樹脂シャーシ４４が構成 する箱体の中で強固に位置決めされる。

【００５１】 樹脂シャーシ４４は、四隅に凹所４４Ａを形成しており、凹所４４Ａの裏側に 相当する樹脂シャーシ４４の内側の底（天井）部分には、プリント基板４２に突 き当たってベース板４３の押し上げ突起４５Ｂに対向する突き当たり部が形成さ れている。樹脂シャーシ４４の内側の四隅を除いた部分には、図２の場合と同様 に、プリント基板４２の裏面の突起を許容する空間が形成されている。

【００５２】 一方、ベース板４３は、アルミダイカスト製であって、四隅に配置した押し上 げ突起４５Ｂを含めて全体を一体に成形されている。ただし、ベース板４３の裏 面側に配置された一対の取付けブラケット４３Ｂは、鉄板製の別部材であり、ベ ース板４３の裏面にねじ止めされている。

【００５３】

【考案の効果】

請求項１のプリント基板の筐体構造によれば、筐体部材がもともと絶縁性であ るから、プリント基板の裏面側の突起が接触しても短絡を起こす心配がなく、従 って、プリント基板と筐体部材の間隔を圧縮して、全体の高さを低くすることが できる。

【００５４】 これにより、例えば、規格変更によってコネクタ高さが増した場合でも、全体 の高さを高くする必要がなくなり、自動車側、プリント基板側の双方で、従来ど おりのブラケット構造、取付け構造、内装部材による保護構造等をそのまま利用 できる。

【００５５】 また、プリント基板の裏面側の空間が筐体部材に覆われるから、空気の出入り に伴うごみやほこりがプリント基板の裏面側に到達しにくくなり、ごみやほこり に起因する電子回路の誤動作の可能性も低くなる。

【００５６】 さらに、全体が薄型でコンパクトに形成されるとともに、プリント基板の裏面 側に対向させて絶縁シートを配置する必要がなくなり、組立て工数、材料費がと もに削減され、合計の製作コストが低くて済む。

【００５７】 請求項２の電気回路のシールド構造によれば、金属部材と筐体部材の固定の程 度が十分であれば、筐体部材にプリント基板を固定する仕組みは特に必要がない から、筐体部材にプリント基板を固定するための部品点数（ねじ等）や構造が削 減される。従って、金属部材や筐体部材の構造が単純化され、部品の製作費、組 立て工数がともに削減され、合計の製作コストが低くて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のＥＣＵの構造の説明図である。

【図２】第１実施例のＥＣＵの断面構造の説明図であ
る。

【図３】変形例のＥＣＵの説明図である。

【図４】第２実施例のＥＣＵの構造の説明図である。

【図５】従来のＥＣＵの構造の説明図である。

【符号の説明】

１１ 電子部品 １２ プリント基板 １３ ベース板 １４ 樹脂シャーシ １５ パッド １１Ｃ コネクタ １３Ｂ 取付けブラケット １３Ｄ 起立部 １３Ｅ 角孔 １４Ａ スライド溝 １４Ｂ 引っ掛け突起 １４Ｃ 開口

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 その一方の面に電子部品（１１）を配置
   したプリント基板（１２）を支持し、外部の構造物に全
   体を取付ける際の基礎構造をなす金属部材（１３）と、 前記金属部材（１３）と協働して前記プリント基板（１
   ２）の周囲を囲む絶縁性樹脂の筐体部材（１４）と、を
   有するプリント基板の筐体構造において、 前記プリント基板（１２）に突き当たって、前記プリン
   ト基板（１２）の高さを位置決める突き当たり構造（１
   ５）、を前記筐体部材（１４）の内側に配置し、かつ、 前記プリント基板（１２）の前記一方の面を前記金属部
   材（１３）に対向させる形式で、前記プリント基板（１
   ２）を前記筐体部材（１４）に収納し、 前記プリント基板（１２）が、前記筐体部材（１４）に
   対して位置決めされることを特徴とするプリント基板の
   筐体構造。
2. 【請求項２】 請求項１のプリント基板の筐体構造にお
   いて、 前記金属部材から前記筐体部材側に向かって立ち上が
   り、前記突き当たり構造と協働して前記プリント基板を
   挟み込む突起部、を前記金属部材に形成したことを特徴
   とするプリント基板の筐体構造。