JPWO2019220718A1 - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

回路基板に生じる反力の最大値を小さくできる。電子制御装置は、中空である開口部を有するカバーと、開口部に挿入されたコネクタと、開口部の内周部の第１位置に接して配置され、開口部の内周部およびコネクタに圧縮された状態で密着する圧縮性のシール部材とを備える電子制御装置であって、開口部は、開口部の中空を貫く第１方向に厚みを有し、開口部の中空である領域である中空領域の面積は第１方向に沿って面積が減少または維持され、シール部材はコネクタの外周部に配されてコネクタとともに開口部に第１方向に挿入され、第１位置における中空領域の面積は、開口部の第１方向の入り口における中空領域の面積よりも小さい。

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

近年、自動車の電子電動化や自動運転化に伴い、車両に搭載される部品点数が増加している。一方で、他社との競争力の確保のために車両価格は更なる低減が必要な状況である。そのため、電子制御装置に対する低コスト化要求は益々厳しくなっている。他方で電子制御装置は従来は車体フレーム上に搭載されたが、近年は車載変速機に直接搭載することが求められている。これは、車載変速機と電子制御装置間のハーネス削減による車両コストおよび重量の低減、ならびに他の電子部品の搭載スペースの拡大を目的としている。このような背景から、過酷な温度環境・振動環境にも対応できる安価な電子制御装置が必要である。特許文献１には、回路基板と、回路基板上に実装されたコネクタと、回路基板を内部に収容するとともに、コネクタの一部を外部に露出させる開口部を有した筐体と、コネクタと筐体の開口部との隙間の防水性を確保するため、隙間に装着されたグロメットと、を備え、グロメットは、コネクタの外周面および筐体の開口部の周囲の表面に突き当たる環状のシール部と、開口部とコネクタとの隙間に挿入され、シール部を筐体の開口部に係止させるラッチ部と、を有し、ラッチ部は、開口部とコネクタとを結ぶ方向に弾性変形可能とされていることを特徴とする電子機器が開示されている。

特開２０１２−１２４９９２号公報

特許文献１に記載されている発明では、回路基板に生じる反力が大きい。

本発明の第１の態様による電子制御装置は、中空である開口部を有するカバーと、前記開口部に挿入されたコネクタと、前記開口部の内周部の第１位置に接して配置され、前記開口部の内周部および前記コネクタに圧縮された状態で密着する圧縮性のシール部材とを備える電子制御装置であって、前記開口部は、前記コネクタが挿入される方向である第１方向に厚みを有し、前記開口部の中空である領域である中空領域の面積は前記第１方向に沿って面積が減少または維持され、前記シール部材は前記コネクタの外周部に配されて前記コネクタとともに前記開口部に前記第１方向に挿入され、前記第１位置における前記中空領域の面積は、前記開口部の前記第１方向の入り口における前記中空領域の面積よりも小さい。

本発明によれば、回路基板に生じる反力の最大値を小さくできる。

第１の実施の形態における電子制御装置１００の斜視図 第１の実施の形態における電子制御装置１００の分解斜視図 第１の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図 図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図 図３におけるＶ−Ｖ断面図 第１の実施の形態におけるコネクタ３の開口部１ａへの挿入量と反力との概略関係を示す概念図 図７（ａ）は比較例装置１００Ｚの分解斜視図、図７（ｂ）は比較例装置１００Ｚのｂｂ断面図、図７（ｃ）は比較例装置１００Ｚのｃｃ断面図 比較例におけるコネクタ３の比較例開口部１ａＺへの挿入量と反力との概略関係を示す概念図 第２の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図 図９のＸ−Ｘ断面における断面図 斜辺部１ｂ周辺の拡大図 第２の実施の形態におけるコネクタ３の開口部１ａへの挿入量と反力との概略関係を示す概念図 第３の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図 第３の実施の形態における開口部１ａの平面図 第４の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図 図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図 第５の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図 図１８をＺ軸まわりに１８０度回転した図 第６の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図 図２０をＺ軸まわりに１８０度回転した図 第６の実施の形態における開口部１ａの平面図 第６の実施の形態におけるコネクタ３の開口部１ａへの挿入量と反力との概略関係を示す概念図

―第１の実施の形態―
以下、図１〜図１１を参照して、本発明に係る電子制御装置の第１の実施の形態を説明する。なお、各図面に示すＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は共通するものである。

図１は電子制御装置１００の斜視図であり、図２は電子制御装置１００の分解斜視図である。換言すると、図１は電子制御装置１００の完成状態を示しており、図２は電子制御装置１００の組み立て前の状態を示している。電子制御装置１００はコネクタ３を備え、コネクタ３の形状に対応する不図示のコネクタと結合する。電子制御装置１００は、たとえば、自動車に搭載されてエンジンやトランスミッションあるいはブレーキ等を制御する。電子制御装置１００は、図２に示すようにカバー１と、回路基板５と、ベース７とをＺ方向に積層して構成される。

カバー１は開口部１ａを有する。図２に示すように開口部１ａは中空であり、中空を貫くＺ方向に厚みを有する。以下では、開口部１ａの中空である部分の領域、換言すると開口部１ａの内側の領域を「中空領域」と呼ぶ。回路基板５にはコネクタ３および電子部品４が実装される。コネクタ３は、回路基板５に形成される電気回路と電子制御装置１００の外部の機器とを電気的に接続する。回路基板５はまず、ベース７との間に面シール部材６が配された状態でネジ２によりベース７と固定され、その後でカバー１と結合される。回路基板５とカバー１とを結合させるためには、コネクタ３の開口部１ａへの挿入が必要である。

コネクタ３の外周部にはシール部材３ａが配される。コネクタ３およびシール部材３ａが一体となってＺ軸のプラス方向に向かって開口部１ａに挿入される。これにより、シール部材３ａを介して開口部１ａの内周面とコネクタ３の外周部が密着する。このシール部材３ａと、上述した面シール部材６とにより、電子制御装置１００の気密性が確保される。コネクタ３の開口部１への挿入は後に詳述する。後述する説明では、コネクタ３の先端からシール部材３ａの上端までの距離をＬ３と呼ぶ。

なお回路基板５には、図示した電子部品４以外にも各種電子部品が複数実装されている。シール部材３ａは、圧縮性を有する材料であり、ゴム系の材料やＣＩＰＧ（Ｃｕｒｅｄ ｉｎ Ｐｌａｃｅ Ｇａｓｋｅｔ）材料を用いることができる。具体的にはシール部材３ａは圧縮性のある固体であり、たとえばアクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、二トリルゴム、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、およびフッ素樹脂などである。本実施の形態では、シール部材３ａの初期状態、すなわち図２に示すようにカバー１と回路基板５とが分離した組み立て前の状態での厚みを「初期厚みｔ０」と呼び、シール部材３ａの完成状態での厚みを「最終厚みｔ１」と呼ぶ。

図３は、電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図である。ただし図３は、図１および図２から上下を反転している。以下では、開口部１ａの内周側のそれぞれの壁面を第１壁面Ｗ１、第２壁面Ｗ２、第３壁面Ｗ３、および第４壁面Ｗ４と呼ぶ。第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３はＸ軸に垂直な面であり、第１壁面Ｗ１は第３壁面Ｗ３よりもＸ座標の値が小さい。第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４はＹ軸に垂直な面であり、第２壁面Ｗ２は第４壁面Ｗ４よりもＹ座標の値が大きい。本実施の形態では、第１壁面Ｗ１と第３壁面Ｗ３の形状は同一であり、第２壁面Ｗ２と第４壁面Ｗ４の形状は同一である。Ｙ軸に垂直な断面であって開口部１ａのＹ方向の中心を通る断面をＩＶ−ＩＶ断面とする。Ｘ軸に垂直な断面であって開口部１ａのＸ方向の中心を通る断面をＶ−Ｖ断面とする。

図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ断面による電子制御装置１００の断面図である。ただし図３では電子制御装置１００からカバー１が分離していたが、図４ではカバー１を電子制御装置１００に結合させている。図４では図示左側に第１壁面Ｗ１、図示右側に第３壁面Ｗ３が示されている。第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３とコネクタ３の外周部との距離、換言すると第１壁面Ｗ１と第３壁面Ｗ３とのＸ方向の距離は、Ｚ方向によらずに一定である。また第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３とコネクタ３の外周部との距離は、シール部材３ａの完成状態での厚みである最終厚みｔ１と等しい。

図５は、図３におけるＶ−Ｖ断面による電子制御装置１００の断面図である。ただし図３では電子制御装置１００からカバー１が分離していたが、図５ではカバー１を電子制御装置１００に結合させている。図５に示すように、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４は、図５の断面において幅が広い幅広部１１と、図５の断面において幅が狭い幅狭部１３と、幅広部１１および幅狭部１３を接続する段差部１２とを有する。図４に示す断面の形状はＺ方向の変化に対して一定なので、開口部１ａの開口面積は図５に示す幅によりその大小は変化し、開口部１ａの開口面積は図示上部の方が広く図示下部の方が狭い。

幅広部１１および幅狭部１３ではＺ方向の変化に対して開口面積は一定であり、段差部１２においてＺ軸のプラス方向に向けて開口面積が減少する。換言すると、開口部１ａの開口面積は、Ｚ軸のプラス方向に向けて単調減少している。ただしここでいう「単調減少」とは、減少が常に継続する狭義の単調減少ではなく、減少と現状維持を含む広義の単調減少である。また以下では、幅広部１１の図示上端、すなわちＺ方向のマイナス側の端部を、開口部１ａのＺ方向の入り口とも呼ぶ。

幅広部１１におけるコネクタ３と開口部１ａの内周面との距離Ｌ１１は、シール部材３ａの初期状態の厚みである初期厚みｔ０よりも長い。そのため、コネクタ３を開口部１ａに挿入する際に、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４の幅広部１１はシール部材３ａと接触しない。後述する説明では、幅広部１１のＺ方向の長さをＬ１２と呼ぶ。

図６は、電子制御装置１００の製作過程におけるコネクタ３の開口部１ａへの挿入量と挿入によりコネクタ３が受ける反力との概略関係を示す概念図である。ただし図６では、コネクタ３の先端を開口部１ａの入り口に当てた状態を挿入量ゼロとしている。また図６において反力の大きさを示すＰ１〜Ｐ４は、数字が大きいほど反力が大きいことを示す。

図６に示される挿入量と反力の関係は以下のとおりである。挿入量がＬ３に達するまでは反力はゼロであり、Ｌ３で反力が一時的にＰ３となる。その後は減少してＰ１となり、挿入量がＬ３＋Ｌ１２に達するまでＰ１が継続する。挿入量がＬ３＋Ｌ１２になると、反力は図６に示す範囲で最大のＰ４となり、その後は減少してＰ３が継続する。

次に図６に示した挿入量と反力の関係を説明する。コネクタ３の先端からシール部材３ａまでの距離がＬ３なので、挿入量がＬ３未満ではシール部材３ａが開口部１ａの内周面と接触しない。そのため挿入量がＬ３未満では反力はゼロである。挿入量がＬ３の状態では、第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３とシール部材３ａとが接触する。両者が接触した状態でコネクタ３にＺ軸プラス方向に力をかけると、第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３と接触するシール部材３ａが圧縮されて潰れ、シール部材３ａが開口部１ａの内部に進む。第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３と接触するシール部材３ａの圧縮に要する力の反力がＰ３である。その後は、第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３とシール部材３ａは密着した状態となるので、摩擦により反力Ｐ１が生じる。

コネクタ３の挿入をさらに進めて挿入量がＬ３＋Ｌ１２になると、シール部材３ａは段差部１２に達する。この状態では第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３だけでなく、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４にもシール部材３ａが接触する。この状態でコネクタ３にＺ軸のプラス方向に力をかけると、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４と接触するシール部材３ａが圧縮されて潰れ、シール部材３ａがさらに開口部１ａの内部に進む。第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４と接触するシール部材３ａの圧縮に要する力の反力、ならびに第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３と接触するシール部材３ａの摩擦力の合計がＰ４である。その後は、シール部材３ａの全周が開口部１ａの内周部と密着した状態となるので、摩擦により反力Ｐ３が生じる。

このように本実施の形態では、シール部材３ａの圧縮が２段階で行われるので過大な反力が生じることを防止できる。コネクタ３が受けた反力は、コネクタ３が実装される回路基板５にダメージを与え、たとえば電子部品の剥離やハンダの割れなどを生じさせる。このような問題は反力が大きいほど顕著になるため、本実施の形態のように２段階に分散させることで影響を抑制できる。

（比較例）
比較例である比較例装置１００Ｚは、電子制御装置１００と略同一の形状、寸法を有するが、開口部の形状が異なる。また比較例装置１００Ｚの各構成部の材料は、電子制御装置１００と同一である。図７（ａ）は比較例装置１００Ｚの分解斜視図、図７（ｂ）は比較例装置１００Ｚのｂｂ断面図、図７（ｃ）は比較例装置１００Ｚのｃｃ断面図である。比較例装置１００Ｚと電子制御装置１００との対応を示すと、図７（ａ）は図３に対応し、図７（ｂ）は図４に対応し、図７（ｃ）は図５に対応する。なお図７（ｂ）は図４と同一である。

図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、比較例装置１００Ｚの比較例開口部１ａＺは電子制御装置１００のような段差部１２を有さず一様である。すなわち比較例開口部１ａＺの開口面積は、Ｚ方向によらず常に一定である。そのため比較例装置１００Ｚの組み立て工程において、コネクタを比較例開口部１ａＺに挿入すると、比較例開口部１ａＺの全ての辺において同時に非圧縮状態のシール部材３ａに接触し、シール部材３ａの全体が圧縮される。

図８は、比較例装置１００Ｚの製作過程におけるコネクタ３の比較例開口部１ａＺへの挿入量と挿入によりコネクタ３が受ける反力との概略関係を示す概念図である。ただし図８では、コネクタ３の先端を比較例開口部１ａＺの入り口に当てた状態を挿入量ゼロとしている。また図８において反力の大きさを示すＰ３は図６に示すＰ３と同一である。また図８に示す反力Ｐ５は、図６に示すＰ４よりも大きな値である。

図８に示される挿入量と反力の関係は以下のとおりである。挿入量がＬ３に達するまでは反力はゼロであり、Ｌ３で反力が一時的にＰ５となる。その後は減少してＰ３が継続する。比較例装置１００Ｚでは、挿入量がＬ３の状態において、比較例開口部１ａＺの全周とシール部材３ａが接触しシール部材３ａの全周が圧縮される。このとき圧縮に要する力の反力がＰ５であり、前述のＰ３やＰ４よりも大きな値となる。そのため比較例では反力の最大値が大きく、電子部品の剥離やハンダの割れなどの問題が生じやすい。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子制御装置１００は、中空である開口部１ａを有するカバーと、開口部１ａの内周部に挿入されたコネクタ３と、開口部１ａの内周部の図４や図５に示す完成状態の位置に接して配置され、開口部１ａの内周部およびコネクタ３に圧縮された状態で密着する圧縮性のシール部材３ａとを備える。開口部１ａは、コネクタ３が挿入される方向であるＺ方向に厚みを有する。開口部１ａの中空である領域である中空領域の面積はＺ方向に沿って面積が減少または維持される。シール部材３ａはコネクタ３の外周部に配されてコネクタとともに開口部１ａにＺ方向に挿入される。図５に示すように、完成状態の位置における中空領域の面積は、開口部１ａのＺ方向の入り口における中空領域の面積よりも小さい。そのため比較例装置１００Ｚのように、開口部１ａの入り口において、シール部材３ａが一度に圧縮されて大きな反力が生じることを防止できる。換言すると電子制御装置１００は、回路基板５に生じる反力の最大値を小さくできる。回路基板５への大きな反力は、電子部品の剥離やハンダの割れなどを生じさせるので、本実施の形態における電子制御装置１００は、比較例装置１００Ｚに比べて回路基板５への悪影響が低減され、回路基板５に使用されているハンダの接続信頼性を高めることができる。

（２）開口部１ａの内周部の形状、すなわち第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４は、Ｚ方向とＸ方向を含み、開口部１ａのＹ方向の中央を通る平面を対称面とする面対称な形状を有する。そのためコネクタ３の開口部１ａへの挿入にあわせて、両側から均等に押圧できる。

（３）開口部１ａの中空領域は、Ｘ方向と、Ｙ方向とに広がりを有する。開口部１ａのZ方向の入り口における中空領域と、コネクタ３の外周に配された圧縮されていない状態のシール部材３ａの外形の領域とを比較すると、Ｘ方向ではシール部材３ａの方が長いが、Ｙ方向では中空領域の方が長い。そのため、開口部１ａの入り口において第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３に接するシール部材３ａが先に圧縮され、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４に対応するシール部材３ａは圧縮されない。すなわち、少なくとも開口部１ａの入り口においてシール部材３ａの全てが圧縮されない。

（変形例１）
第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３に段差を設け、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４に段差を設けなくてもよい。すなわち、第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３の形状と、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４の形状とを入れ替えてもよい。

―第２の実施の形態―
図９〜図１２を参照して、電子制御装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、開口部１ａの一部の壁面が傾斜を有する点で、第１の実施の形態と異なる。

図９は、第２の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図である。すなわち図９は第１の実施の形態における図３に相当する。第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３は第１の実施の形態と同様であり、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４が第１の実施の形態と異なる。第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４の形状は次の図１０を参照して説明する。Ｘ軸に垂直な断面であって開口部１ａのＸ方向の中心を通る断面をＸ−Ｘ断面とする。

図１０は、図９のＸ−Ｘ断面における断面図である。図１０は第１の実施の形態における図５に相当する。第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４は、傾斜面１ｂを有する。傾斜面１ｂの角度θは任意であり、たとえば５度である。

図１１は斜辺部１ｂ周辺の拡大図である。斜辺面１ｂの図示上端である開口部１ａの入り口におけるコネクタ３との距離Ｌ２１は、シール部材３ａの初期厚みｔ０よりも長い。斜辺面１ｂの上端からＺ軸のプラス側に距離Ｌ２２進んだ位置におけるコネクタ３との距離が、シール部材３ａの初期厚みｔ０と等しい。そこからさらにＺ軸のプラス方向では、斜辺部１ｂとコネクタ３の間隔がさらに狭くなり、斜辺部１ｂの上端から距離Ｌ２３の位置まで間隔の減少は続き、最終的にはシール部材３ａの最終厚みｔ１と等しくなる。すなわち中空領域の面積は、開口部１ａの入り口からＺ方向に距離Ｌ２３の区間において連続的に減少する。

図１２は、第２の実施の形態の電子制御装置１００の製作過程における、コネクタ３の開口部１ａへの挿入量と挿入によりコネクタ３が受ける反力との概略関係を示す概念図である。図１２は第１の実施の形態の図６に相当する。挿入量がＬ３を超えるまでは第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。挿入量がＬ３＋Ｌ２２に達すると、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４の斜辺部１ｂに、初期状態のシール部材３ａが接触する。そのため、それ以降はコネクタ３の挿入量が増加するごとにシール部材３ａの圧縮量が増加するので、押しつぶすための力とその反力が継続的に発生する。またコネクタ３の挿入量が増加するごとに、シール部材３ａとコネクタ３の接触面積も増加するので摩擦力も増加する。

挿入量がＬ３＋Ｌ２３に達すると、それ以降は開口部１ａとコネクタ３の間隔は一定なのでシール部材３ａの圧縮量に変更がなく、反力は摩擦力のみとなる。したがって、挿入量がＬ３＋Ｌ２３以上では、第１の実施の形態と同様に反力はＰ２となる。なお第２の実施の形態における最大の反力は、挿入量がＬ３＋Ｌ２３となる直前のＰ３１であり、この値は第１の実施の形態における最大の反力Ｐ４よりも小さい。第１の実施の形態では第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４と接するシール部材３ａを一気に圧縮したが、本実施の形態では徐々に圧縮しているからである。

上述した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（４）開口部１ａの中空領域の面積は、開口部１ａの入り口からＺ方向に距離Ｌ２３の区間において、Ｚ方向に進むにつれて連続的に減少する。そのため、コネクタ３の開口部１ａへの挿入量の増加にあわせて、シール部材３ａの押しつぶし量を連続的に増加させられるので、反力の急激な増加を避けることができる。

―第３の実施の形態―
図１３〜図１５を参照して、電子制御装置の第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、後述する段付き面を有する点で、第１の実施の形態と異なる。

図１３は、第３の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図である。すなわち図１３は第１の実施の形態における図３に相当する。第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３は第１の実施の形態と同様であり、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４が第１の実施の形態と異なる。第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４は、いわば平面から平たい三角柱を抜き取った形状を有し、換言すると、斜辺ｆにより段差を有する段付き面となっている。段差については図１４および図１５を参照して詳述する。Ｘ軸に垂直な断面であって開口部１ａのＸ方向の中心を通る断面をＶ−Ｖ断面とする。このＶ−Ｖ断面の形状は、第１の実施の形態の図５と同様である。Ｙ軸に垂直な断面であって開口部１ａのＹ方向の中心を通る断面をＸＩＶ−ＸＩＶ断面とする。

図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ断面における断面図であり、主に第４壁面Ｗ４が示されている。なお前述のとおり、第２壁面Ｗ２も形状は第４壁面Ｗ４の形状と同一である。第４壁面Ｗ４は、斜辺ｆにより２つの領域に分割され、それぞれの領域で奥行きは一定である。斜辺ｆの上部の領域である第４−２面Ｗ４−２は、斜辺ｆの下部の領域である第４−１面Ｗ４−１よりも奥行きがある。斜辺ｆは、第４壁面Ｗ４の図示上部の左右端から図示中央の高さ方向略中央とを結ぶ直線である。なお、仮に斜辺ｆが図示中央の破線のような形状を有する場合は、開口部１ａの形状は第１の実施の形態と同一となる。なお斜辺ｆは、第４−１面Ｗ４−１と第４−２面Ｗ４−２との境界なので「境界部」とも呼べる。

図１５は、開口部１ａの平面図である。図１５では参考のためにコネクタ３の外形を破線で示している。前述のように第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４は、図１４における斜辺ｆの上部の領域と下部の領域では奥行きが異なるので、図１５の上下に示される第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４は２つの直線で表される。すなわち内側の直線が斜辺ｆの下部の領域を示し、外側の直線が斜辺ｆの上部の領域を示す。詳述すると、第４壁面Ｗ４の内側の面が第４−１面Ｗ４−１であり、外側の面が第４−２面Ｗ４−２である。

コネクタ３と第１壁面Ｗ１の距離、およびコネクタ３と第３壁面Ｗ３の距離は、シール部材３ａの最終厚みｔ１と等しい。第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４における斜辺ｆの下部の領域、たとえば第４−１面Ｗ４−１とコネクタ３との距離は、シール部材３ａの最終厚みｔ１と等しい。第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４における斜辺ｆの上部の領域、たとえば第４−２面Ｗ４−２とコネクタ３との距離は、シール部材３ａの初期厚みｔ０よりも長く、たとえば第１の実施の形態と同様のＬ１１である。

コネクタ３を開口部１ａに挿入すると、まず第１壁面Ｗ１と第３壁面Ｗ３に接するシール部材３ａが圧縮され、これと同時に第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４の両端のごくわずかな幅に接するシール部材３ａが圧縮される。その後、コネクタ３の開口部１ａへの挿入量が増加すると、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４の斜辺ｆに接するシール部材３ａが圧縮される。シール部材３ａが圧縮される位置は、挿入量が増加するにつれて、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４の両端から中央へと移動する。第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４の幅方向中央においてシール部材３ａが圧縮されると、シール部材３ａの全周が圧縮された状態になる。そこからさらに挿入量を増加させると、シール部材３ａの全周が動摩擦を生じるので、第１の実施の形態や第２の実施の形態と同様に反力Ｐ２が生じる。

上述した第３の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（５）開口部１ａの断面は多角形の一種である矩形である。この矩形の各辺に相当する開口部１ａの複数の壁面、すなわち第１壁面Ｗ１〜第４壁面Ｗ４のうち、第２壁面Ｗ２および第４壁面は段付き面である。段付き面のうち第４壁面Ｗ４は、Ｚ方向を含む第４−１面Ｗ４−１と、第４−１面Ｗ４−１と平行で第４−１面Ｗ４−１よりも開口部１ａの外周側に配される第４−２面Ｗ４−２と、第４−１面Ｗ４−１および第４−２面Ｗ４−２の境界である境界部、すなわち斜辺ｆとを含む。第４壁面Ｗ４では、Ｚ方向に進むにつれて第４−２面Ｗ４−２の割合が減少し、最終的には第４−１面Ｗ４−１のみとなる。具体的には、開口部１ａのＺ方向の入り口から距離Ｌ１２進んだ位置以降では、第４−１面Ｗ４−１のみとなる。

―第４の実施の形態―
図１６〜図１７を参照して、電子制御装置の第４の実施の形態を説明する。以下の説明では、第３の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第３の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、斜辺ｆの形状および加工されている面が第３の実施の形態と異なる。第３の実施の形態では第２壁面Ｗ２および第４壁面が段付き面であったが、本実施の形態では第４壁面Ｗ４のみが段付き面である。

図１６は、第４の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図である。すなわち図１６は第１の実施の形態における図３に相当する。第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３は第１〜第３の実施の形態と同様であり、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４が第１の実施の形態と異なる。本実施の形態における第２壁面Ｗ２は、第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３と同様に何ら加工がされていない。第４壁面Ｗ４は、第３の実施の形態とは形状が異なる斜辺ｆを有する。Ｙ軸に垂直な断面であって開口部１ａのＹ方向の中心を通る断面をＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面とする。

図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面における断面図であり、主に第４壁面Ｗ４が示されている。図１４に示した第３の実施の形態における第４壁面Ｗ４との違いは、斜辺ｆの形状である。第３の実施の形態では、斜辺ｆは、第４壁面Ｗ４の図示上部の左右端から図示中央の高さ方向略中央とを結ぶ直線であった。本実施の形態における斜辺ｆは、第４壁面Ｗ４の上部中央と左右端の高さ方向略中央とを結ぶ直線である。斜辺ｆの左右端の高さは、たとえば開口部１ａの入り口からＺ方向に距離Ｌ１２だけ進んだ位置である。斜辺ｆにより分割される第４−１面Ｗ４−１および第４−２面Ｗ４−２は、それぞれの領域で奥行きは一定である点、および第４−２面Ｗ４−２は第４−１面Ｗ４−１よりも奥行きがある点は第３の実施の形態と同様である。

コネクタ３を開口部１ａに挿入すると、まず第１壁面Ｗ１、第２壁面Ｗ２、および第３壁面Ｗ３に接するシール部材３ａが圧縮され、これと同時に第４壁面Ｗ４の幅方向中央のごくわずかな幅に接するシール部材３ａが圧縮される。その後、コネクタ３の開口部１ａへの挿入量が増加すると、第４壁面Ｗ４の斜辺ｆに接するシール部材３ａが圧縮される。シール部材３ａが圧縮される位置は、挿入量が増加するにつれて、第４壁面Ｗ４の中央から両端へと移動する。第４壁面Ｗ４の両端においてシール部材３ａが圧縮されると、シール部材３ａの全周が圧縮された状態になる。そこからさらに挿入量を増加させると、シール部材３ａの全周が動摩擦を生じるので、第１〜第３の実施の形態と同様に反力Ｐ２が生じる。

上述した第４の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（６）境界部である斜辺ｆは、開口部１ａのＺ方向の入り口における第４壁面Ｗ４の幅方向中央と、入り口からＺ方向に距離Ｌ１２だけ進んだ位置での第４壁面Ｗ４の幅方向端部とを結ぶ直線である。そのため第４壁面Ｗ４ではまず幅方向の中央において応力が生じる。一般に、回路基板５を固定する際には両端を固定することが多く、本実施の形態でもネジ２によりベース７と固定される。そのためネジ２により回路基板５の両端にはすでにひずみが発生しており、その両端にさらなるひずみを生じさせることは好ましくない。本実施の形態の構成によれば、第４壁面Ｗ４の幅方向中央にひずみを生じさせることで、回路基板５の両端に生じさせるひずみを減少させることができる。

―第５の実施の形態―
図１８〜図１９を参照して、電子制御装置の第５の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、斜辺ｆの形状が第３の実施の形態と異なり、第２壁面Ｗ２も第４壁面Ｗ４と同様の形状を有する点が第４の実施の形態と異なる。

図１８および図１９は、第４の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図である。図１８は第１の実施の形態における図３に相当する。図１９は図１８をＺ軸まわりに１８０度回転させた図である。図１８では開口部１ａの手前側の壁面である第２壁面Ｗ２が陰となりその形状が示されていないが、１８０度回転させた図１９では第２壁面Ｗ２の形状が明示される。本実施の形態では、コネクタ３に加わる反力が左右対称となるため、第４の実施の形態に比べてコネクタ３がカバー１に対して斜めに挿入され難くなり、電子制御装置１００の組立が容易となる。

上述した第５の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（７）開口部１ａの断面は平行な２組の辺から構成され、Ｘ軸に平行な１組の辺に対応する壁面、すなわち第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４が段付き面である。そのためコネクタ３の開口部１ａへの挿入にあわせて、両側から均等に押圧できる。

―第６の実施の形態―
図２０〜図２３を参照して、電子制御装置の第６の実施の形態を説明する。以下の説明では、第５の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第５の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、第１壁面Ｗ１および第３壁面Ｗ３も、第２壁面Ｗ２および第４壁面Ｗ４と同様に加工されている点で、第１の実施の形態と異なる。

図２０および図２１は、第６の実施の形態における電子制御装置１００のカバー１のみを分離した斜視図である。図２０は第１の実施の形態における図３に相当する。図２１は図２０をＺ軸まわりに１８０度回転させた図である。図２０では開口部１ａの手前側の壁面である第２壁面Ｗ２および第３壁面Ｗ３が陰となりその形状が示されていないが、１８０度回転させた図２１では第２壁面Ｗ２および第３壁面Ｗ３の形状が明示される。図２０および図２１に示すように、本実施の形態では第１壁面Ｗ１〜第４壁面Ｗ４の全ての壁面に斜辺ｆが形成される。

第１壁面Ｗ１〜第４壁面Ｗ４の全ての壁面において、斜辺ｆは、各壁面の上部中央と左右端の高さ方向略中央とを結ぶ直線である。斜辺ｆの左右端の高さは、たとえば開口部１ａの入り口からＺ方向に距離Ｌ１２だけ進んだ位置である。なお、斜辺ｆの左右端の高さは４つの壁面全てで共通していなくてもよいが、向かい合う２面では共通していることが望ましい。４つの壁面のそれぞれにおいて、斜辺ｆにより分割される２つの領域は、それぞれの領域で奥行きは一定である。また斜辺ｆの上部の領域、すなわち斜辺ｆで分割される領域の内Ｚ軸の値が小さい方の領域は、斜辺ｆの下部の領域よりも奥行きがある。

図２２は、開口部１ａの平面図である。図２２では参考のためにコネクタ３の外形を破線で示している。また、非圧縮状態におけるシール部材３ａの外周部を符号３Ａとして破線で示している。第１壁面Ｗ１は、斜辺ｆにより第１−１面Ｗ１−１と第１−２面Ｗ１−２とに分けられる。第２壁面Ｗ１は、斜辺ｆにより第２−１面Ｗ２−１と第２−２面Ｗ２−２とに分けられる。第３壁面Ｗ１は、斜辺ｆにより第３−１面Ｗ３−１と第３−２面Ｗ３−２とに分けられる。第１−２面Ｗ１−２、第２−２面Ｗ２−２、第３−２面Ｗ３−２、および第４−２面Ｗ４−２のそれぞれは、第１−１面Ｗ１−１、第２−１面Ｗ２−１、第３−１面Ｗ３−１、および第４−１面Ｗ４−１のそれぞれよりもコネクタ３の外側に存在する。

図２２に示すように、第１−２面Ｗ１−２と、第２−２面Ｗ２−２と、第３−２面Ｗ３−２と、第４−２面Ｗ４−２と、で構成されるもっとも外側の矩形は、非圧縮状態におけるシール部材３ａの外周部を示す符号３Ａの矩形よりも大きい。すなわち、開口部１ａのＺ方向の入り口において、開口部１ａの中空領域は非圧縮状態におけるシール部材３ａの外形よりも大きく、開口部１ａの入り口では接触しない。

図２３は、第６の実施の形態の電子制御装置１００の製作過程における、コネクタ３の開口部１ａへの挿入量と挿入によりコネクタ３が受ける反力との概略関係を示す概念図である。ただし図２３に示す例では、全ての壁面において斜辺ｆの左右端の高さは、開口部１ａの入り口からＺ方向に距離Ｌ１２だけ進んだ位置とする。以下、図２３の説明をする。

コネクタ３の先端からシール部材３ａまでの距離がＬ３なので、挿入量がＬ３未満ではシール部材３ａが開口部１ａの内周面と接触しない。そのため挿入量がＬ３未満では反力はゼロである。挿入量がＬ３の状態では、第１壁面Ｗ１〜第４壁面Ｗ４の全ての壁面の幅方向中央において、斜辺ｆの頂部とシール部材３ａとが接触する。この状態でコネクタ３にＺ軸プラス方向に力をかけると、斜辺ｆの頂部である各壁面の中央部と接触するシール部材３ａが圧縮されて潰れる。

この後しばらくは、挿入量を増やしても斜辺ｆとシール部材３ａが接触するのは各壁面で２点ずつであり、シール部材３ａを圧縮するために要する力は一定である。しかしシール部材３ａと各壁面との接触面積は増加するので、反力は増加を続ける。その後、挿入量がＬ３＋Ｌ１２に達すると、シール部材３ａの全周が押しつぶされて開口部１ａと接触し、これ以上はシール部材３ａは圧縮されないので、反力は摩擦力のみとなる。このときの反力は第１の実施の形態と同様のＰ２である。

上述した第６の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（８）第１壁面Ｗ１〜第４壁面Ｗ４の全ての壁面が段付き面である。そのため、コネクタ３の開口部１ａへの挿入により生じる最大の反力を最大限に小さくすることができる。

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１ａ…開口部
３…コネクタ
４…電子部品
５…回路基板
１００…電子制御装置
ｆ…斜辺
Ｗ１…第１壁面
Ｗ２…第２壁面
Ｗ３…第３壁面
Ｗ４…第４壁面

Claims (7)

1. 中空である開口部を有するカバーと、
   前記開口部に挿入されたコネクタと、
   前記開口部の内周部の第１位置に接して配置され、前記開口部の内周部および前記コネクタに圧縮された状態で密着する圧縮性のシール部材とを備える電子制御装置であって、
   前記開口部は、前記コネクタが挿入される方向である第１方向に厚みを有し、
   前記開口部の中空である領域である中空領域の面積は前記第１方向に沿って面積が減少または維持され、
   前記シール部材は前記コネクタの外周部に配されて前記コネクタとともに前記開口部に前記第１方向に挿入され、
   前記第１位置における前記中空領域の面積は、前記開口部の前記第１方向の入り口における前記中空領域の面積よりも小さい電子制御装置。
2. 請求項１に記載の電子制御装置において、
   前記開口部の内周部の形状は、前記第１方向を含む平面を対称面とする面対称な形状を有する電子制御装置。
3. 請求項１に記載の電子制御装置において、
   前記中空領域は、前記第１方向に垂直な第２方向と、前記第１方向および前記第２方向に垂直な第３方向とに広がりを有し、
   前記開口部の前記第１方向の入り口における前記中空領域と、前記コネクタの外周に配された圧縮されていない状態の前記シール部材の外形の領域とを比較すると、前記第２方向の大小関係と、前記第３方向の大小関係とが異なる電子制御装置。
4. 請求項１に記載の電子制御装置において、
   前記中空領域の面積は、前記第１方向の所定の区間において、前記第１方向に進むにつれて連続的に減少する電子制御装置。
5. 請求項４に記載の電子制御装置において、
   前記開口部の断面は多角形であり、前記多角形の各辺に相当する前記開口部の複数の内壁面の少なくとも１つは段付き面であり、
   前記段付き面は、前記第１方向を含む第１面と、前記第１面と平行で前記第１面よりも前記開口部の外周側に配される第２面と、前記第１面および前記第２面の境界である境界部とを含み、前記第１方向に進むにつれて前記第２面の割合が減少する、電子制御装置。
6. 請求項５に記載の電子制御装置において、
   前記境界部は、前記第１方向の入り口における当該内壁面の幅方向中央と、前記第１方向に所定距離進んだ当該内壁面の幅方向端部とを結ぶ直線である電子制御装置。
7. 請求項５に記載の電子制御装置において、
   前記開口部の断面は平行な複数組の辺から構成され、前記複数組のうち少なくとも１組の辺に対応する前記内壁面が前記段付き面である電子制御装置。
   

Images