WO2020022242A1

WO2020022242A1 - 制御装置

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Publication number: WO2020022242A1
Application number: PCT/JP2019/028582
Authority: WO
Inventors: 拓真小黒
Original assignee: 日本精機株式会社
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2020-01-30

Abstract

コネクタに影響を及ぼす電磁ノイズを好適に除去することができる制御装置を提供する。ケース４０と、ケース４０に収容され、電子部品１１と、外部機器と接続されるコネクタ１３と、を一方の面１０ａに有する回路基板１０と、電子部品１１をシールドし、回路基板１０に接地され、電子部品側接続片３７を有する電子部品シールド部材３０と、コネクタ１３をシールドし、ケース４２と共に電子部品側接続片３７を挟み込むことにより電子部品側接続片３７と電気的に接続するコネクタ側接続片２３を有するコネクタシールド部材２０と、を備える。

Description

制御装置

　本発明は、表示装置等の外部機器を制御する制御装置に関する。

　自動車等の車両には、車両の速度や、エンジン回転数計等運転に必要な情報を表示する、液晶等の表示パネルが搭載されている。表示パネルは、例えば、ＧＤＣ（Graphics Display Controller）を搭載した回路基板とコネクタを介して接続されており、ＧＤＣの制御に基づいて、種々の画像情報を表示する（例えば、特許文献１参照）。

　特許文献２に示すように、コネクタは、表示パネルへの信号の送信に際し、電磁ノイズの影響を低減するために、シールド部材で覆われることが好ましい。シールド部材は、接地（グラウンド）に繋がる筐体に接することで、電磁ノイズを逃すことができる。

特開２００８－２６１１７号公報特開２００５－５０１４号公報

　しかし、回路基板を収容する筐体が合成樹脂からなる場合、特許文献２に示すコネクタのように、シールド部材から電磁ノイズを除去することができなかった。

　本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、コネクタに影響を及ぼす電磁ノイズを好適に除去することができる制御装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る制御装置は、上述した課題を解決するために、ケースと、前記ケースに収容され、電子部品と、外部機器と接続されるコネクタと、を一方の面に有する回路基板と、前記電子部品をシールドし、前記回路基板に接地され、電子部品側接続部を有する電子部品シールド部材と、前記コネクタをシールドし、前記ケースと共に前記電子部品側接続部を挟み込むことにより前記電子部品側接続部と電気的に接続するコネクタ側接続部を有するコネクタシールド部材と、を備える。

　本発明に係る制御装置においては、コネクタに影響を及ぼす電磁ノイズを好適に除去することができる。

本発明に係る制御装置及び制御装置に接続される周辺機器の一例を示す説明図。制御装置の上ケースを取り外した状態の斜視図。電子部品シールド部材の斜視図。図１のIV－IV線に沿う断面図。制御装置の第１の変形例としての制御装置を示す、図４に対応する断面図。制御装置の第２の変形例としての制御装置を示す、図４に対応する断面図。

　本発明に係る制御装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る制御装置は、例えば、自動車や二輪車等の車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載された、表示装置等の外部機器に接続され、この外部機器を制御する制御装置に適用することができる。本実施形態においては、制御装置が自動車に搭載され、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の液晶表示パネルを有する車両用表示装置と接続されて使用される例を用いて説明する。

　図１は、本発明に係る制御装置及び制御装置に接続される周辺機器の一例を示す説明図である。
　図２は、制御装置１の上ケース４２を取り外した状態の斜視図である。
　図３は、電子部品シールド部材３０の斜視図である。
　図４は、図１のIV－IV線に沿う断面図である。

　以下の説明において、「上」は、図１から図４における上側を意味する。「下」は、図１から図４における下側を意味する。

　制御装置１は、ケーブル２、３を介して、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４及び表示装置５の液晶表示パネル（ＴＦＴ）と接続されている。制御装置１は、車両ＥＣＵ４が取得した、車速、エンジン回転数、走行距離、ガソリン残量、ナビゲーション情報等の必要な車両情報を取得する。また、制御装置１は、車両情報に基づいて画像情報を生成し、この画像情報を表示するために必要な制御情報を表示装置５に出力する。

　制御装置１は、回路基板１０と、コネクタシールド部材２０と、電子部品シールド部材３０と、ケース４０と、を有している。

　回路基板１０は、ケース４０に収容されている。回路基板１０は、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ１１と、ＥＣＵコネクタ１２と、ＴＦＴコネクタ１３と、を一方の面としての上面１０ａに有している。

　電子部品の一例としてのＩＣチップ１１（集積回路）は、表示装置５を制御する集積回路である。すなわち、ＩＣチップ１１は、表示装置５のドライバ及び制御部としてのＧＤＣ（Graphics Display Controller）であり、表示装置５に画像を表示させる。具体的には、ＩＣチップ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有しており、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。ＩＣチップ１１は、車両ＥＣＵ４が有する車速、エンジン回転数、ナビゲーション情報等の各種車両情報を取得する。ＩＣチップ１１は、取得した情報に基づき画像情報を生成し、表示装置５に車両情報を表示させる。

　ＥＣＵコネクタ１２は、車両ＥＣＵ４と接続されたケーブル２を回路基板１０に接続するための入出力端子である。ＴＦＴコネクタ１３は、外部機器と接続されるコネクタの一例であり、表示装置５と接続されたケーブル３を回路基板１０に接続するための入出力端子である。

　また、回路基板１０は、グラウンドパターン１５を有している。グラウンドパターン１５は、電子部品シールド部材３０の各接地部３３の回路基板１０上の位置に対応する位置に設けられており、各接地部３３と電気的に接続される。

　コネクタシールド部材２０は、ＴＦＴコネクタ１３をシールドし、ＴＦＴコネクタ１３に対する電磁ノイズの影響を低減する。コネクタシールド部材２０は、金属（例えば銅合金）からなり、筒形状を有している。具体的には、コネクタシールド部材２０は、上下方向に延びたＴＦＴコネクタ１３の４つの側面を覆う、４つの面２１を有している。

　また、コネクタシールド部材２０は、面２１のうち電子部品シールド部材３０に対向する面に、コネクタ側接続片（コネクタ側接続部）２３を有している。コネクタ側接続片２３は、面２１の一部がＴＦＴコネクタ１３の外側へ立ち上がり、立ち上がり部分の根元となる一端２４から上ケース４２の押し当て部４６の方へ斜め上側に延出し、先端が分岐した二股に形成された、弾性を有する板ばねである。コネクタ側接続片２３は、先端２５が下側に向うよう折れ曲がった折り曲げ部２６を有している。

　電子部品シールド部材３０は、ＩＣチップ１１をシールドし、回路基板１０のグラウンドパターン１５に接地されることにより、ＩＣチップ１１に対する電磁ノイズの影響を低減する。電子部品シールド部材３０は、金属（例えば銅合金）からなり、ケース形状を有している。具体的には、電子部品シールド部材３０は、天井部３１と、側壁部３２と、接地部３３と、を有している。天井部３１は、回路基板１０の上面１０ａに面し回路基板１０に対して略平行に配置され、ＩＣチップ１１の上側を覆っている。側壁部３２は、天井部３１の周縁３１ａから回路基板１０に向けて延び、一端３５が回路基板１０の上面１０ａに接している。接地部３３は、側壁部３２の一端３５から回路基板１０の上面１０ａに沿って延びている。接地部３３は、グラウンドパターン１５と電気的に接続される。また、接地部３３は、回路基板１０に対してネジ６０、６１によりネジ止めされるためのネジ孔３３ａを有している。

　また、電子部品シールド部材３０は、コネクタシールド部材２０に対向する面に、電子部品側接続片（電子部品側接続部）３７を有している。電子部品側接続片３７は、天井部３１の周縁３１ａから上ケース４２の押し当て部４６へ向かい延出した、弾性を有する板ばねである。すなわち、天井部３１の大部分の周縁３１ａには側壁部３２が形成されているが、ＴＦＴコネクタ１３（コネクタシールド部材２０）に対向する一部の周縁３１ａには電子部品側接続片３７が形成されている。電子部品側接続片３７は、先端３９を回路基板１０に対して平行に形成する、折れ曲がった折り曲げ部３８を有している。

　ケース４０は、黒色等の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなり、下ケース４１と、上ケース４２と、を有している。下ケース４１及び上ケース４２は、上下方向に組み合わされることにより内部空間を形成し、この内部空間に回路基板１０を収容、保護している。上ケース４２は、開口４３、４４と、押し当て部４６と、を有している。

　開口４３、４４は、回路基板１０に搭載されたＥＣＵコネクタ１２及びＴＦＴコネクタ１３を上ケース４２から露出させ、ケーブル２、３をＥＣＵコネクタ１２及びＴＦＴコネクタ１３に対して挿抜可能にする。

　押し当て部４６は、上ケース４２の回路基板１０の上面１０ａに面する面である挟持面（挟持部）４５から下側（回路基板１０の方向、及び折り曲げ部２６の方向）に突出した凸部である。

　また、ケース４０は、下ケース４１及び上ケース４２を回路基板１０及び電子部品シールド部材３０と共にネジ６０でネジ止めするためのネジ孔４８を有している。

　ここで、コネクタシールド部材２０は、導電性の周囲部品と電気的に接続することにより、ノイズを逃すことができる。しかし、本実施形態における制御装置１においては、コネクタシールド部材２０の周囲部品であるケース４０は合成樹脂からなる。このため、コネクタシールド部材２０のノイズの逃し先として、ケース４０を用いることができない。これに対し、制御装置１は、電子部品シールド部材３０を利用することにより、コネクタシールド部材２０のノイズを好適に逃すことができる。

　すなわち、制御装置１においては、電子部品シールド部材３０に電子部品側接続片３７を設け、この電子部品側接続片３７をコネクタ側接続片２３と電気的に接続させた。具体的には、コネクタ側接続片２３の折り曲げ部２６が、上ケース４２の押し当て部４６（ケース４０）と共に電子部品側接続片３７の先端３９を挟み込むことにより、コネクタ側接続片２３（コネクタシールド部材２０）は、電子部品側接続片３７（電子部品シールド部材３０）と電気的に接続することができる。

　また、この接続を確実にするため、板ばねであるコネクタ側接続片２３及び電子部品側接続片３７は、コネクタ側接続片２３及び電子部品側接続片３７が互いに接触する方向への復元力を有するように配置されている。すなわち、コネクタ側接続片２３は、上側に戻ろうとする復元力を有するよう、下側に負荷が加えられた状態で配置されている。また、電子部品側接続片３７は、下側に戻ろうとする復元力を有するよう、上側に負荷が加えられた状態で配置されている。

　これにより、制御装置１が合成樹脂等の非導電性部材からなるケース４０を有する場合であっても、コネクタシールド部材２０のノイズを確実に逃すことができる。また、車両の振動が制御装置１にも影響するような環境下であっても、コネクタ側接続片２３及び電子部品側接続片３７の復元力を利用することにより、コネクタ側接続片２３及び電子部品側接続片３７を確実に接触させることができる。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

　例えば、電子部品シールド部材３０は、ＩＣチップ１１を電磁ノイズから確実にシールドし、かつコネクタ側接続片２３と確実に接触できれば、上述した形状以外の形状であってもよい。

　例えば、図５は、制御装置１の第１の変形例としての制御装置１００を示す、図４に対応する断面図である。

　図５に示す制御装置１００が制御装置１と異なる点は、電子部品シールド部材１３０の天井部１３１が、回路基板１０の上面１０ａに面しつつ、上ケース４２の押し当て部４６（挟持面４５）及びＴＦＴコネクタ１３に向って傾斜している点である。すなわち、天井部１３１は、ＴＦＴコネクタ１３に向って面方向が斜め上側に傾斜している。

　電子部品側接続片（電子部品側接続部）１３７は、挟持面４５に最も近い天井部１３１の周縁１３１ａ（最も上側に位置する周縁１３１ａ）から、天井部１３１の面方向に沿って延びている。すなわち、電子部品側接続片１３７は、天井部１３１の周縁１３１ａにおいて天井部１３１に対して傾斜を有することなく、連続的に形成されている。電子部品側接続片１３７は、先端１３９を回路基板１０に対して平行に形成する、折れ曲がった折り曲げ部１３８を有している。

　このような電子部品シールド部材１３０を有する制御装置１００は、天井部１３１が回路基板１０に対して平行に形成された電子部品シールド部材３０に比べて、電子部品側接続片１３７の長さを短くできる。このため、電子部品側接続片１３７の復元力を大きくでき、振動した場合であってもコネクタ側接続片２３及び電子部品側接続片１３７を確実に接触することができる。

　また、図６は、制御装置１の第２の変形例としての制御装置２００を示す、図４に対応する断面図である。

　図６に示す制御装置２００が制御装置１と異なる点は、電子部品側接続片（電子部品側接続部）２３７が側壁部２３２の一端２３５から延び、上ケース４２の押し当て部４６へ向かい立ち上がっている点である。なお、図６においては、電子部品側接続片２３７は、側壁部２３２の一端２３５から接地部２３３を経て延びているが、少なくとも一端２３５が回路基板１０の上面１０ａに接していれば、接地部２３３は省略してもよい。電子部品側接続片２３７は、先端２３９を回路基板１０に対して平行に形成する、折れ曲がった折り曲げ部２３８を有している。

　上述した制御装置１の電子部品側接続片３７は、天井部３１の一部の周縁３１ａに電子部品側接続片３７が形成されることにより側壁部３２の一部が切り欠かれ、ＩＣチップ１１が覆われない領域が生じる。しかし、電子部品シールド部材２３０は、天井部２３１の全ての周縁２３１ａから側壁部２３２が形成されている。このため、ＩＣチップ１１の四面が側壁部２３２により覆われることにより、電子部品シールド部材３０に比べて、ＴＦＴコネクタ１３からの輻射ノイズを確実に遮蔽できる。また、制御装置２００は、四面を覆う側壁部２３２により、電子部品シールド部材２３０内への塵埃の侵入を防止できる。

　また、上記図１から図６に示す制御装置１、１００、２００においては、コネクタシールド部材２０がコネクタ側接続片２３を介して電子部品シールド部材３０、１３０、２３０と電気的に接続し、電磁ノイズを逃す例を説明したが、これに限らず他の導電性部材（例えばヒートシンク）と接続させてもよい。

　さらに、二股又は二股以上に分かれたコネクタ側接続片２３の各片が、異なる導電性部材（例えば電子部品シールド部材３０、１３０、２３０とヒートシンク）に接続されていてもよい。

　さらにまた、コネクタ側接続片２３は、上ケース４２の押し当て部４６を利用して電子部品側接続片３７、１３７、２３７を挟み込む例を説明したが、コネクタ側接続片２３が電子部品側接続片３７、１３７、２３７に確実に接触できれば押し当て部４６を省略してもよいし、ケース４０以外の構造物を利用してもよい。

１、１００、２００　制御装置
２、３　ケーブル
４　車両ＥＣＵ
５　表示装置
１０　回路基板
１０ａ　上面
１１　ＩＣチップ
１２　ＥＣＵコネクタ
１３　ＴＦＴコネクタ
１５　グラウンドパターン
２０　コネクタシールド部材
２１　面
２３　コネクタ側接続片（コネクタ側接続部）
２４　一端
２５　先端
２６　折り曲げ部
３０、１３０、２３０　電子部品シールド部材
３１、１３１、２３１　天井部
３１ａ、１３１ａ、２３１ａ　周縁
３２、２３２　側壁部
３３、２３３　接地部
３３ａ、４８　ネジ孔
３５、２３５　一端
３７、１３７、２３７　電子部品側接続片（コネクタ側接続部）
３８、１３８、２３８　折り曲げ部
３９、１３９、２３９　先端
４０　ケース
４１　下ケース
４２　上ケース
４３、４４　開口
４５　挟持面（挟持部）
４６　押し当て部
６０、６１　ネジ

Claims

　ケースと、
　前記ケースに収容され、電子部品と、外部機器と接続されるコネクタと、を一方の面に有する回路基板と、
　前記電子部品をシールドし、前記回路基板に接地され、電子部品側接続部を有する電子部品シールド部材と、
　前記コネクタをシールドし、前記ケースと共に前記電子部品側接続部を挟み込むことにより前記電子部品側接続部と電気的に接続するコネクタ側接続部を有するコネクタシールド部材と、を備える、制御装置。
　前記電子部品側接続部及び前記コネクタ側接続部は、弾性を有し、互いに接触する方向への復元力を有する、請求項１記載の制御装置。
　前記ケースは、前記回路基板の前記一方の面に面し、前記コネクタ側接続部と共に前記電子部品側接続部を挟み込む挟持部を有する、請求項１又は２記載の制御装置。
　前記電子部品シールド部材は、前記一方の面に面し前記挟持面及び前記コネクタに向って傾斜する天井部と、前記天井部の周縁から前記回路基板に向けて延び一端が前記一方の面に接する側壁部と、を有し、
　前記電子部品側接続部は、前記挟持面に最も近い前記天井部の前記周縁から前記天井部の面方向に沿って延びる、請求項３記載の制御装置。
　前記電子部品シールド部材は、前記一方の面に面する天井部と、前記天井部の周縁から前記回路基板に向けて延び一端が前記一方の面に接する側壁部と、を有し、
　前記電子部品側接続部は、前記側壁部の前記一端から延びる、請求項３記載の制御装置。
　前記外部機器は、車両用表示装置であり、
　前記電子部品は、前記車両用表示装置を制御する集積回路である、請求項１から５の何れか一項に記載の制御装置。