WO2024150360A1

WO2024150360A1 - 電子制御装置

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Publication number: WO2024150360A1
Application number: PCT/JP2023/000575
Authority: WO
Inventors: 克将萩原; 慶仁渡会; 正人齋藤
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2023-01-12
Filing date: 2023-01-12
Publication date: 2024-07-18
Anticipated expiration: 2025-07-12

Abstract

電子制御装置は、電子部品が実装された回路基板と、回路基板を収容する筐体と、を備える。筐体は、回路基板を据えるための台座部を有するベースと、ベースに対向して配置されるカバーと、を有する。カバーは、回路基板を台座部に押し付ける方向で回路基板に弾性力を付与するバネ部と、バネ部の変形を弾性領域での変形に抑制するためのストッパ部と、を有する。

Description

電子制御装置

　本発明は、電子制御装置に関する。

　近年における自動車の電動化や電子制御装置の統合化などの動向により、自動車の電子制御装置に要求される機能が増加し、高機能なマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略称する。）、つまり多端子タイプのマイコンの採用が活発化している。この流行により、マイコンのパッケージは、ＱＦＰ(Quad Flat Package)タイプよりも多端子対応可能なＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプが主流となり、パッケージサイズも拡大する傾向にある。

　一方、サイズの大きいＢＧＡパッケージのマイコン（以下、「ＢＧＡマイコン」ともいう。）を自動車の電子制御装置に適用するには、多くの課題がある。例えば、構造的な課題で代表的なものとしては、車両の環境温度が変化したときに発生する熱ストレスによってＢＧＡマイコンの半田接続部の寿命が短くなることが挙げられる。ＢＧＡマイコンの半田接続部の短寿命化を引き起こす要因はいくつかある。そのなかのひとつの要因は、ＢＧＡマイコンが搭載された回路基板を筐体に固定する構造が、リジッドな固定であることが分かっている。リジッドな固定の典型例として、ネジを用いて回路基板を筐体に締結する構造が挙げられる。

　回路基板を筐体にリジッドに固定すると、回路基板は、環境温度の変化によって凹状又は凸状に湾曲するように変形する。このように回路基板が変形すると、回路基板に実装されている電子部品（ＢＧＡマイコンを含む）の半田接続部に歪み（以下、「半田歪み」ともいう。）が発生する。また、環境温度が、常温、高温（常温よりも高い温度）、低温（常温よりも低い温度）の各温度域を行き来するように変化すると、この温度変化の繰り返しによる半田歪みによって半田接続部にクラックが発生し、最終的に断線に至ることが分かっている。また、上述した半田歪みは、ＢＧＡマイコンのパッケージサイズに比例して大きくなる。このため、パッケージサイズの拡大は、半田接続部の短寿命化につながってしまう。

　これに対し、半田接続部の長寿命化を図るために、各メーカーは様々な対策を実施している。一般的な対策としては、第１に、回路基板上の電子部品の配置を最適化すること、第２に、筐体への回路基板の締結点数を削減することが挙げられる。第１の対策は、回路基板の締結部から電子部品の実装位置までの距離を長く確保することで、筐体とのリジッドな固定による影響を小さくし、半田歪みを低減させる対策となっている。第２の対策は、回路基板のリジッド固定の度合いを緩和することで、半田歪みを低減させる対策となっている。どちらの対策も、半田歪みを低減するうえでは一定の効果が見込める。ただし、第１の対策では、回路基板の締結部から電子部品の実装位置までの距離を長く確保すると、その分、回路基板のサイズ、ひいては電子制御装置全体のサイズ（以下、「製品サイズ」ともいう。）が大きくなってしまう。また、元々の製品サイズが小さい電子制御装置では、回路基板の締結部から電子部品の実装位置までの距離を長く確保することが難しいなど、第１の対策を適用できる製品サイズに制約がある。一方、第２の対策では、締結点数を減らすと電子制御装置の信頼性が低下するおそれがある。このため、締結点数を削減するにも限界がある。

　そこで、電子制御装置における半田接続部の長寿命化に関する技術として、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１には、上ケース（カバー）及び下ケース（ベース）からなる筐体と、電子部品を実装した状態で筐体内に収容された回路基板とを備える電子制御装置に関して、上ケースの内面から延びるバネ部を回路基板の上面に接触させ、このバネ部の付勢力によって回路基板を支持する技術が記載されている。

特開２００６－６６６２３号公報

　自動車等の車両に搭載される、いわゆる車載用の電子制御装置は、環境温度の変化だけでなく、振動や衝撃を受けやすい環境で使用される。例えば、自動車の走行中には電子制御装置に振動が加わり、自動車の衝突時には電子制御装置に衝撃が加わる。
　特許文献１に記載された技術では、筐体内で回路基板をバネ部によって押さえているが、電子制御装置に激しい振動や大きな衝撃を加わった場合に、回路基板がバネ部の付勢力に抗してバネ部を変形させ、これによってバネ部が過剰に変形してしまうおそれがある。

　本発明の目的は、筐体内で回路基板を押さえるバネ部の過剰な変形を抑制することができる電子制御装置を提供することにある。

　上記課題を解決するために、例えば、請求の範囲に記載された構成を採用する。
　本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一つを挙げるならば、電子部品が実装された回路基板と、回路基板を収容する筐体と、を備える電子制御装置である。筐体は、回路基板を据えるための台座部を有するベースと、ベースに対向して配置されるカバーと、を有する。カバーは、回路基板を台座部に押し付ける方向で回路基板に弾性力を付与するバネ部と、バネ部の変形を弾性領域での変形に抑制するためのストッパ部と、を有する。

　本発明によれば、筐体内で回路基板を押さえるバネ部の過剰な変形を抑制することができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。

第１実施形態に係る電子制御装置の外観を示す斜視図である。第１実施形態に係る電子制御装置の分解斜視図である。第１実施形態に係る電子制御装置の断面図である。第１実施形態におけるバネ部と回路基板の接触状態を示す図である。第１実施形態に係る電子制御装置が備えるカバーを斜め方向から透視した図である。第１実施形態に係る電子制御装置において、バネ部とストッパ部の位置関係を説明する図（その１）である。第１実施形態に係る電子制御装置において、バネ部とストッパ部の位置関係を説明する図（その２）である。第１実施形態に係る電子制御装置において、回路基板とバネ部の配置を示す断面図である。第２実施形態に係る電子制御装置の分解斜視図である。第２実施形態に係る電子制御装置の断面図である。第２実施形態に係る電子制御装置の要部を示す断面図である。第３実施形態に係る電子制御装置の分解斜視図である。第３実施形態に係る電子制御装置の断面図である。第３実施形態に係る電子制御装置の要部を示す断面図である。第４実施形態に係る電子制御装置の分解斜視図である。第４実施形態に係る電子制御装置の断面図である。第４実施形態に係る電子制御装置の要部を示す断面図である。第５実施形態に係る電子制御装置の要部を拡大した図である。第５実施形態におけるストッパ部の機能を説明する図である。第６実施形態に係る電子制御装置において、カバーが有するバネ部及びストッパ部と回路基板との位置関係を説明する図である。第７実施形態に係る電子制御装置において、カバーが有するバネ部の構造を説明する図である。バネ部の形状例を示す図（その１）である。バネ部の形状例を示す図（その２）である。バネ部の形状例を示す図（その３）である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

　＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態に係る電子制御装置の外観を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る電子制御装置の分解斜視図である。図３は、第１実施形態に係る電子制御装置の断面図である。本実施形態においては、電子制御装置を構成する各部の形状や位置関係などを明確にするために、電子制御装置の幅方向をＸ方向、電子制御装置の奥行き方向をＹ方向、電子制御装置の高さ方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに直交する３軸方向である。

　図１～図３に示すように、電子制御装置１は、回路基板５と、回路基板５を収容する筐体２と、を備えている。電子制御装置１は、例えば、自動運転システム用又は先進運転支援システム用として、自動車などの車両に搭載されるＥＣＵ（エレクトロニックコントロールユニット）である。車両における電子制御装置１の搭載場所は、車両室内でもよいし、エンジンルーム内でもよい。本実施形態においては、車両室内に搭載される電子制御装置１を想定する。エンジンルーム内に搭載される電子制御装置の場合は、電子制御装置の内部に水分が侵入しないよう、例えば防水接着剤を用いた防水構造を採用する必要がある。

　筐体２は、カバー３と、ベース４とを有している。カバー３は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡ（ポリアミド）等の樹脂によって構成されている。ベース４は、例えば、アルミニウムや鉄等を主成分とした金属（合金を含む）によって構成されている。筐体２は、ベース４にカバー３を組み付けることによって収容空間８（図３）を形成する。収容空間８は、回路基板５を収容するために筐体２の内部に形成される空間である。

　仮に、電子制御装置１がエンジンルームに搭載される場合は、カバー３、ベース４、コネクタ７の各部品間に存在する隙間に防水接着剤を塗布することにより、電子制御装置１の防水性能を確保するとよい。防水接着剤としては、例えば、シリコン系、エポキシ系、ウレタン系等の材料からなる接着剤を用いることができる。

　カバー３及びベース４からなる筐体２を備える電子制御装置１は、平面視が略四角形状で、全体で略直方体形状に形成されている。電子制御装置１のＸ方向の寸法（幅寸法）は、電子制御装置１のＹ方向の寸法（奥行き寸法）よりも長い。カバー３とベース４は、それぞれの隅部で固定されている。具体的には、カバー３の２つの短辺には、それぞれ２つのスナップフィット３３が設けられ、これに対応してベース４の２つの短辺には、それぞれ凸状のスナップフィット係合部４３が設けられている。スナップフィット３３はカバー３に一体に形成され、スナップフィット係合部４３はベース４に一体に形成されている。カバー３とベース４は、スナップフィット３３をスナップフィット係合部４３に係合させることによって固定される。カバー３とベース４の固定方法は、スナップフィットによる固定方法に限らず、例えば図示はしないが、クラッシュリブによる固定方法でもよいし、他の固定方法でもよい。

　カバー３は、図３に示すように、バネ部３１と、ストッパ部３２と、を有している。カバー３の構成については、後段で詳しく説明する。

　ベース４は、図２及び図３に示すように、台座部４１を有している。台座部４１は、ベース４の四隅に１つずつ形成されている。台座部４１は、回路基板５を据えるためにベース４に設けられている。回路基板５は、回路基板５の４つの隅部をそれぞれに対応する台座部４１に載置した状態で、ベース４に支持される。

　回路基板５は、少なくとも片面に回路パターン（図示せず）が形成されたプリント基板である。本実施形態においては、一例として、回路基板５がガラスエポキシ基板によって構成されている。回路基板５は、平面視長方形に形成されている。回路基板５の中央には電子部品６が実装されている。電子部品６は、ＢＧＡタイプのパッケージ構造を有する高機能マイコンである。

　回路基板５には、３つのコネクタ７が実装されている。これらのコネクタ７は、電子制御装置１と外部装置（図示せず）とを、車両ハーネス（図示せず）を介して電気的に接続することにより、電子制御装置１と外部装置との間で電圧や電流、信号などの授受を行うための部品である。各々のコネクタ７は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂で構成されている。また、各々のコネクタ７は、銅を主成分とした金属からなるコネクタ端子(図示せず)を複数有している。各々のコネクタ７は、例えば、半田やプレスフィットによって回路基板５に接続されている。３つのコネクタ７は、回路基板５の端辺に沿って配置されている。回路基板５に実装されるコネクタ７の数は、必要に応じて変更可能である。

　なお、回路基板５には、電子部品６及びコネクタ７の他にも、例えば、トランジスタ、コンデンサ、抵抗、ダイオード、コイルなどの電子部品も実装されるが、図２及び図３ではそれらの電子部品を省略している。

　次に、カバー３の構成について詳しく説明する。
　カバー３は、対向壁３０１と、前壁３０２と、後壁３０３と、一対の側壁３０４と、を一体に有している。対向壁３０１は、Ｚ方向で回路基板５と対向する状態に配置される。前壁３０２は、Ｙ方向で回路基板５上のコネクタ７と同じ側に配置される。前壁３０２には切り欠き部３０２ａ（図１、図２参照）が形成されている。切り欠き部３０２ａは、コネクタ７との干渉を避けるために形成されている。後壁３０３は、Ｙ方向で回路基板５上のコネクタ７と反対側に配置される。一対の側壁３０４は、互いに対向する状態でＸ方向の一方と他方に配置される。カバー３は、対向壁３０１、前壁３０２、後壁３０３及び一対の側壁３０４の他に、前述したバネ部３１及びストッパ部３２を有する一体成形品である。言い換えると、バネ部３１及びストッパ部３２は、いずれもカバー３と一体に形成されている。その場合、バネ部３１は、Ｘ方向及びＹ方向の各方向において、カバー３の内面から２ｍｍ以上離れた位置に配置されていることが好ましい。このようにカバー３の内面から離れた位置にバネ部３１を配置することにより、カバー３の樹脂成形に使用する成形金型の内部にスライドコアを設け、このスライドコアの移動によってカバー３と一体にバネ部３１を形成することができる。カバー３と一体にバネ部３１を形成する場合は、カバー３の構成材料として、弾性領域の広い樹脂材料を選定することが好ましい。好ましい樹脂材料としては靭性の高い材料、例えば、ＰＰＳを選定するよりもＰＢＴ又はＰＡを選定することが好ましく、また、ガラス強化繊維が含まれていない材料を選定することが好ましい。

　バネ部３１及びストッパ部３２は、カバー３の内面から突出する状態で設けられている。具体的には、図３及び図５に示すように、バネ部３１は、カバー３の対向壁３０１の内面から局所的に突出する状態で設けられている。また、ストッパ部３２は、カバー３の全周ではなく、カバー３の対向壁３０１及び側壁３０４の内面から局所的に突出する状態で設けられている。これにより、樹脂成形時に起こりうるカバー３の反りの影響を小さくし、ストッパ部３２の寸法安定性を向上させることができる。

　カバー３には、図３及び図５に示すように、複数のバネ部３１が設けられている。本実施形態においては、一例として、カバー３に２つのバネ部３１が設けられている。バネ部３１は、Ｘ方向では回路基板５の端部に位置し、Ｙ方向では回路基板５の中間部に位置するように設けられている。バネ部３１は、図３に示すように、基端部３１ａと、自由端３１ｂとを有している。バネ部３１の基端部３１ａは、カバー３の対向壁３０１に接続されている。つまり、バネ部３１は、カバー３の内面に１点で支持された、いわゆる片持ちのバネ形状になっている。バネ部３１の自由端３１ｂは、バネ部３１自身の弾性力によって回路基板５に接触している。

　バネ部３１を片持ちのバネ形状とした場合は、樹脂成形時にバネ部３１にウェルドラインが発生しにくくなるという利点がある。ウェルドラインは、成形時に複数の経路から回り込んだ樹脂が合流することにより、線状の跡となって発生する成形不良である。一般に、ウェルドラインが発生した箇所では、樹脂の強度が低下する。よって、ウェルドラインの発生を抑制することで、安定した強度の樹脂バネを実現することができる。

　また、バネ部３１は、基端部３１ａと自由端３１ｂとの間に１つの変曲部３１ｄ（図６参照）を有している。一般に、樹脂バネに発生する応力の緩和や耐クリープ性を向上させる方策としては、本実施形態のように樹脂バネのアーム形状に変曲部３１ｄを設けることが効果的である。また、バネ部３１に変曲部３１ｄを設けることにより、バネ部３１の弾性領域を広げて設計自由度を向上させることができる。

　バネ部３１は、成形時に樹脂が流れる方向に沿って延出していることが好ましい。成形金型を用いてカバー３を成形する場合は、図５に示すように、カバー３の対向壁３０１の中央部に対応する位置に成形ゲート３４を形成し、この成形ゲート３４からキャビティ（カバー３を形作る空洞）に樹脂を流し込む。このとき、一部の樹脂は、カバー３の長手方向ｘ１，ｘ２と短手方向ｙ１，ｙ２に沿って流れるのに対し、バネ部３１は、カバー３の長手方向ｘ１，ｘ２に延出する状態で形成されている。このため、成形ゲート３４からキャビティに流れ込んだ樹脂は、バネ部３１を形作るキャビティの部分で、バネ部３１の基端部３１ａから自由端３１ｂに向かってスムーズに流れる。これにより、バネ部３１にウェルドラインが発生することを効果的に抑制し、バネ部３１に求められる強度を確保することができる。

　バネ部３１は、ベース４の台座部４１に据えられた回路基板５に対して、図４に示すように、回路基板５を台座部４１に押し付ける方向で回路基板５に弾性力（以下、「押し付け力」ともいう。）Ｆ１を付与する。これにより、バネ部３１は、筐体２内で回路基板５を押さえている。その場合、ベース４の台座部４１と回路基板５との接触界面には、バネ部３１の押し付け力Ｆ１によって摩擦力Ｆ２が発生する。そうすると、Ｘ方向及びＹ方向を含む平面方向（以下、単に「平面方向」という。）への回路基板５の移動が規制される。また、Ｚ方向における回路基板５の変位は、バネ部３１の押し付け力Ｆ１によって抑制される。このため、回路基板５は、バネ部３１によって弾性的に固定される。このような固定構造は、バネ部３１の押し付け力Ｆ１に抗してバネ部３１を変形させることで、ベース４の台座部４１から回路基板５を浮かせることができるため、フローティング固定と言うことができる。これに対して、図示はしないが、回路基板５をネジによってベース４に締結した固定構造は、リジッド固定と言うことができる。

　ストッパ部３２は、バネ部３１の変形を弾性領域での変形に抑制するために設けられた部分であり、ストッパ面３２ａを有している。弾性領域は、バネ部３１自身の弾性領域である。具体的には、弾性領域は、バネ部３１が外力によって変形しても、外力を取り除くとバネ部３１が元に戻る領域、すなわちバネ部３１が塑性変形しない領域である。ストッパ部３２は、バネ部３１が弾性領域を超えて変形しないようにバネ部３１の変形量を制限する。ストッパ部３２は、バネ部３１が弾性領域で変形している状態でバネ部３１がストッパ部３２に接触するように設けられている。具体的には、ストッパ部３２は、ストッパ部３２の押し付け力Ｆ１に抗して回路基板５がバネ部３１を変形させた場合に、図６に示すように、バネ部３１の自由端３１ｂ側の端部（以下、「先端」ともいう。）３１ｃがストッパ部３２のストッパ面３２ａに接触することにより、バネ部３１の変形を抑制する。これにより、バネ部３１の変形を弾性領域内に抑制することができる。バネ部３１の先端３１ｃは、回路基板５との接触によって基板表面にダメージを与えないよう、回路基板５から離間する方向を向いて配置されている。

　図７に示すように、バネ部３１の自由端３１ｂは、ベース４にカバー３を組み付ける前後において、ストッパ部３２よりも図７の下方に突出する状態に配置される。これにより、バネ部３１の弾性変形を許容しつつ、バネ部３１の変形量をストッパ部３２で制限することができる。また、ベース４にカバー３を組み付けた状態で、ストッパ部３２とバネ部３１の先端３１ｃとの間のクリアランスＣ１は、好ましくは１ｍｍ以内（ただし、ゼロを除く）である。これにより、バネ部３１を弾性領域内で安定して使用することができる。

　図８は、第１実施形態に係る電子制御装置において、回路基板とバネ部の配置を示す断面図である。
　図８に示すように、回路基板５は、電気回路を形成する回路パターン５２と、回路パターン５２を保護する絶縁膜５３と、を有している。回路パターン５２は、例えば、銅のパターンであり、絶縁膜５３は、例えば、レジスト膜である。バネ部３１は、回路パターン５２と異なる位置で回路基板５に接触している。具体的には、バネ部３１の自由端３１ｂは、回路パターン５２からずれた位置で絶縁膜５３に接触している。このため、バネ部３１の自由端３１ｂが接触している絶縁膜５３の下には、回路パターン５２が存在していない。したがって、回路基板５の表層部がバネ部３１との擦れ等によって削られた場合でも、回路パターン５２の断線を避けることができる。また、バネ部３１と回路パターン５２との摺動に起因するコンタミネーションの発生を抑制することができる。また、バネ部３１を絶縁膜５３に接触させることで、回路基板５の基材を保護することができる。

　第１実施形態に係る電子制御装置１において、例えば、回路基板５が環境温度の変化によって膨張又は収縮すると、バネ部３１は、回路基板５をベース４の台座部４１に押し付けつつ、回路基板５の膨張又は収縮に追従して変形する。これにより、回路基板５をベース４にリジッドに固定する場合に比べて、電子部品６の半田接続部に生じる歪みを低減することができる。したがって、電子部品６の半田接続部の寿命を延ばすことができる。

　また、自動車に搭載される環境で電子制御装置１に要求される代表的な試験に衝撃試験がある。この衝撃試験において、例えば、Ｚ方向に大きな衝撃力が加わった場合に、回路基板５がバネ部３１の押し付け力Ｆ１に抗してバネ部３１を変形させることが想定される。その場合、バネ部３１の変形量が一定量に達すると、図６に示すようにバネ部３１の先端３１ｃがストッパ部３２のストッパ面３２ａに突き当たる。これにより、バネ部３１の変形は、弾性領域での変形に抑制される。このため、バネ部３１の過剰な変形を抑制することができる。
　したがって、第１実施形態に係る電子制御装置１によれば、電子部品６の半田接続部の長寿命化、並びに、バネ部３１の塑性変形の抑制を同時に実現することができる。

　＜第２実施形態＞
　図９は、第２実施形態に係る電子制御装置の分解斜視図である。図１０は、第２実施形態に係る電子制御装置の断面図である。図１１は、第２実施形態に係る電子制御装置の要部を示す断面図である。

　第２実施形態に係る電子制御装置１Ａは、第１実施形態に係る電子制御装置１と比較して、バネ部３１による回路基板５の固定構造が異なる。具体的には、回路基板５の４つの隅部には、貫通孔５１が１つずつ設けられている。言い換えると、回路基板５には４つの貫通孔５１が設けられている。貫通孔５１は、第１の孔に相当する。これに対して、カバー３の対向壁３０１の４つのコーナー部には、バネ部３１が１つずつ設けられている。言い換えると、カバー３には、４つのバネ部３１が設けられている。バネ部３１の自由端３１ｂは回路基板５の貫通孔５１に嵌まり合い、この状態でバネ部３１の押し付け力Ｆ１が回路基板５に付与されている。

　第２実施形態に係る電子制御装置１Ａにおいては、回路基板５に設けられた貫通孔５１にバネ部３１が嵌まり合っているため、第１実施形態に比較して、平面方向への回路基板５の移動がより強固に規制される。したがって、振動等に起因する回路基板５の位置ズレを効果的に抑制することができる。

　なお、本第２実施形態においては、回路基板５に貫通孔５１を設けているが、これに限らず、図示はしないが、回路基板５に窪み（第１の窪み）を設け、この窪みにバネ部３１の自由端３１ｂを嵌合させた構成を採用してもよい。

　＜第３実施形態＞
　図１２は、第３実施形態に係る電子制御装置の分解斜視図である。図１３は、第３実施形態に係る電子制御装置の断面図である。図１４は、第３実施形態に係る電子制御装置の要部を示す断面図である。

　第３実施形態に係る電子制御装置１Ｂは、第２実施形態に係る電子制御装置１Ａと比較して、バネ部３１に突起３１１を設け、この突起３１１を回路基板５の貫通孔５１に嵌合させた点が異なる。突起３１１は、第１の突起に相当する。突起３１１は、バネ部３１の自由端３１ｂに形成されている。バネ部３１の突起３１１は回路基板５の貫通孔５１に嵌合し、この状態でバネ部３１の押し付け力Ｆ１が回路基板５に付与されている。

　第３実施形態に係る電子制御装置１Ｂにおいては、バネ部３１の自由端３１ｂに形成された突起３１１が回路基板５の貫通孔５１に嵌合しているため、第２実施形態に比較して、平面方向への回路基板５の移動がより強固に規制される。したがって、振動等に起因する回路基板５の位置ズレをより効果的に抑制することができる。

　なお、本第３実施形態においては、回路基板５に貫通孔５１を設けているが、これに限らず、図示はしないが、回路基板５に窪み（第１の窪み）を設け、この窪みにバネ部３１の突起３１１を嵌合させた構成を採用してもよい。

　＜第４実施形態＞
　図１５は、第４実施形態に係る電子制御装置の分解斜視図である。図１６は、第４実施形態に係る電子制御装置の断面図である。図１７は、第４実施形態に係る電子制御装置の要部を示す断面図である。

　第４実施形態に係る電子制御装置１Ｃは、第１実施形態に係る電子制御装置１と比較して、ベース４の構成材料と、ベース４による回路基板５の支持構造が異なる。具体的には、ベース４は、カバー３と同様の樹脂、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡ（ポリアミド）等の樹脂によって構成されている。また、ベース４の台座部４１には突起４１１が形成されている。突起４１１は、第２の突起に相当する。一方、回路基板５には、貫通孔５４が設けられている。貫通孔５４は、第２の孔に相当する。ベース４に設けられた突起４１１は、これに対応する回路基板５の貫通孔５４に嵌まり合い、この状態でバネ部３１の押し付け力Ｆ１が回路基板５に付与されている。

　第４実施形態に係る電子制御装置１Ｃにおいては、ベース４の台座部４１に形成された突起４１１が回路基板５の貫通孔５４に嵌合しているため、第１実施形態に比較して、平面方向への回路基板５の移動がより強固に規制される。したがって、振動等に起因する回路基板５の位置ズレを効果的に抑制することができる。また、ベース４は樹脂によって構成されているため、ベース４と回路基板５との熱膨張差を小さく抑えることができる。したがって、回路基板５をベース４にネジ等で固定する場合に比べて、電子部品６の半田接続部に生じる歪みを低減することができる。

　なお、本第４実施形態においては、回路基板５に貫通孔５４を設けているが、これに限らず、図示はしないが、回路基板５に窪み（第２の窪み）を設け、この窪みにベース４の突起４１１を嵌合させた構成を採用してもよい。

　＜第５実施形態＞
　図１８は、第５実施形態に係る電子制御装置の要部を拡大した図である。
　第５実施形態に係る電子制御装置は、第１実施形態に係る電子制御装置１と比較して、ストッパ部３２によるバネ部３１の変形抑制構造が異なる。具体的には、第１実施形態におけるストッパ部３２は、バネ部３１が弾性領域で変形している状態でバネ部３１がストッパ部３２に接触するように設けられている。これに対して、第５実施形態におけるストッパ部３２は、バネ部３１が弾性領域で変形している状態で回路基板５がストッパ部３２に接触するように設けられている。

　図１８に示すように、バネ部３１の自由端３１ｂは、ベース４にカバー３を組み付ける前後において、ストッパ部３２よりも図１８の下方に突出する状態に配置される。これにより、バネ部３１の弾性変形を許容しつつ、バネ部３１の変形量をストッパ部３２で制限することができる。また、ベース４にカバー３を組み付けた状態で、ストッパ部３２と回路基板５との間のクリアランスＣ２は、好ましくは１ｍｍ以内（ただし、ゼロを除く）である。これにより、バネ部３１を弾性領域内で安定して使用することができる。

　第５実施形態に係る電子制御装置において、例えば外部から加わる衝撃力によって回路基板５がバネ部３１を変形させ、これによってバネ部３１の変形量が一定量に達すると、図１９に示すように回路基板５の主面がストッパ部３２のストッパ面３２ａに突き当たる。これにより、バネ部３１の変形は、弾性領域での変形に制限される。このため、バネ部３１の塑性変形を抑制することができる。

　＜第６実施形態＞
　図２０は、第６実施形態に係る電子制御装置において、カバーが有するバネ部及びストッパ部と回路基板との位置関係を説明する図である。なお、第６実施形態においては、上記第５実施形態と同様に、回路基板５がストッパ部３２に接触することでバネ部３１の変形が抑制される構成を採用している。

　図２０に示すように、ストッパ部３２は、バネ部３１の近傍に配置されている。本実施形態においては、一例として、バネ部３１とストッパ部３２がＹ方向で隣接するように配置されている。この場合、Ｙ方向で隣り合うバネ部３１とストッパ部３２の中心間距離をＬ１（ｍｍ）とし、回路基板５の短手寸法をＬ２（ｍｍ）すると、Ｌ１は、好ましくは、Ｌ２の１／３以下であり、より好ましくは、Ｌ２の１／４以下であり、さらに好ましくは、Ｌ２の１／５以下である。このようにバネ部３１の近傍にストッパ部３２を配置することにより、ストッパ部３２によって抑制されるバネ部３１の変形量が想定しやくなる。よって、電子制御装置の設計が容易になる。

　また、第６実施形態において、バネ部３１及びストッパ部３２は、回路基板５の端辺に対応する複数の箇所（図例では４箇所）に配置されている。本実施形態においては、一例として、回路基板５の四隅に対応する位置にストッパ部３２が配置され、このストッパ部３２の近傍にバネ部３１が配置されている。このようにバネ部３１及びストッパ部３２を配置することにより、複数のバネ部３１の弾性力によって回路基板５をバランス良く固定することができる。また、回路基板５における部品実装効率を高めて、電子制御装置の小型化に寄与することができる。

　また、第６実施形態において、回路基板５にコネクタ７や電解コンデンサ９のような質量の大きい電子部品が実装されている場合、バネ部３１及びストッパ部３２が配置されている複数の箇所のうち少なくともいずれか１つの箇所は、回路基板５における部品実装位置の近傍であることが望ましい。本実施形態において、回路基板５における部品実装位置は、コネクタ７が実装されている位置や、電解コンデンサ９が実装されている位置である。このようにバネ部３１及びストッパ部３２を配置することにより、Ｚ方向に大きな衝撃力が加わった場合に、コネクタ７や電解コンデンサ９の重さによる回路基板５の変位や、これにともなうバネ部３１の変形を、ストッパ部３２によって効果的に抑制することができる。

　なお、本第６実施形態においては、回路基板５における部品実装位置の近傍にバネ部３１及びストッパ部３２を配置しているが、これに限らず、回路基板５の重心位置の近傍にバネ部３１及びストッパ部３２を配置してもよい。

　＜第７実施形態＞
　図２１は、第７実施形態に係る電子制御装置において、カバーが有するバネ部の構造を説明する図である。
　図２１に示すように、バネ部３１は、カバー３の対向壁３０１に接続された２つの基端部３１ａと、回路基板５に押し当てられる自由端３１ｂと、２つの変曲部３１ｄとを有している。バネ部３１は、カバー３の内面に２点で支持された、いわゆる両持ちのバネ形状になっている。樹脂バネは、材料の特性上、一定の荷重を継続的に付与することにより、徐々に変形が進んでいく特性、すなわちクリープ特性を有する。一般的にクリープ耐性は、材料特性や樹脂部品の形状に依存する。本実施形態のように両持ちのバネ形状を採用すると、片持ちのバネ形状に比べて、耐クリープ性を向上させることができる。

　＜変形例等＞
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上述した実施形態では、本発明の内容を理解しやすいように詳細に説明しているが、本発明は、上述した実施形態で説明したすべての構成を必ずしも備えるものに限定されない。また、ある実施形態の構成の一部を、他の実施形態の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、これを削除し、又は他の構成を追加し、あるいは他の構成に置換することも可能である。

　また、上記実施形態においては、バネ部３１を一体に有する樹脂製のカバー３を備えた構成を採用しているが、本発明はこれに限らず、例えば、ステンレス等の金属製のバネ部を、樹脂製のカバーにネジ止め等によって取り付けた構成を採用してもよい。

　また、上記実施形態において、バネ部３１は、基端部３１ａと自由端３１ｂとの間に１つの変曲部３１ｄ（図６参照）を有しているが、これに限らず、例えば図２２に示すように、バネ部３１は、基端部３１ａと自由端３１ｂとの間に複数（図例では２つ）の変曲部３１ｄを有していてもよい。変曲部３１ｄの数を増やすことで、バネ部３１の弾性領域を更に広げることができる。また、バネ部３１の形状は、例えば図２３及び図２４に示すように、種々の変更が可能である。

　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…電子制御装置、２…筐体、３…カバー、４…ベース、５…回路基板、６…電子部品、３１…バネ部、３１ａ…基端部、３１ｂ…自由端、３１ｄ…変曲部、３２…ストッパ部、４１…台座部、５１…貫通孔（第１の孔）、５２…回路パターン、５４…貫通孔（第２の孔）、３１１…突起（第１の突起）、４１１…突起（第２の突起）

Claims

　電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板を収容する筐体と、を備え、
　前記筐体は、前記回路基板を据えるための台座部を有するベースと、前記ベースに対向して配置されるカバーと、を有し、
　前記カバーは、前記回路基板を前記台座部に押し付ける方向で前記回路基板に弾性力を付与するバネ部と、前記バネ部の変形を弾性領域での変形に抑制するためのストッパ部と、を有する
　電子制御装置。
　前記ストッパ部は、前記バネ部が弾性領域で変形している状態で前記バネ部が前記ストッパ部に接触するように設けられている
　請求項１に記載の電子制御装置。
　前記ストッパ部は、前記バネ部が弾性領域で変形している状態で前記回路基板が前記ストッパ部に接触するように設けられている
　請求項１に記載の電子制御装置。
　前記バネ部の自由端は、前記ベースに前記カバーを組み付ける前後において、前記ストッパ部よりも突出する状態に配置される
　請求項２又は３に記載の電子制御装置。
　前記ベースに前記カバーを組み付けた状態で、前記ストッパ部と前記回路基板との間のクリアランス、又は、前記ストッパ部と前記バネ部の先端との間のクリアランスが１ｍｍ以内である
　請求項４に記載の電子制御装置。
　前記ストッパ部は、前記バネ部の近傍に配置されている
　請求項１に記載の電子制御装置。
　前記ストッパ部は、前記カバーの内面から局所的に突出する状態で設けられている
　請求項１に記載の電子制御装置。
　前記バネ部及び前記ストッパ部は、前記回路基板の端辺に対応する複数の箇所に配置されている
　請求項１に記載の電子制御装置。
　前記複数の箇所のうち少なくともいずれか１つの箇所は、前記回路基板における部品実装位置又は前記回路基板の重心位置の近傍である
　請求項８に記載の電子制御装置。
　前記回路基板は、前記バネ部と嵌まり合う第１の孔又は第１の窪みを有する
　請求項１に記載の電子制御装置。
　前記バネ部は、前記第１の孔又は前記第１の窪みに嵌合する第１の突起を有する
　請求項１０に記載の電子制御装置。
　前記ベースは、樹脂製のベースであるとともに、前記台座部に第２の突起を有し、
　前記回路基板は、前記第２の突起に嵌まり合う第２の孔又は第２の窪みを有する
　請求項１に記載の電子制御装置。
　前記バネ部は、前記バネ部の基端部と自由端との間に、少なくとも１つの変曲部を有する
　請求項１に記載の電子制御装置。
　前記バネ部は、前記カバーの内面に１点又は２点で支持されている
　請求項７に記載の電子制御装置。
　前記カバーは、前記バネ部を有する樹脂の一体成形品であり、
　前記バネ部は、成形時に樹脂が流れる方向に沿って延出している
　請求項１に記載の電子制御装置。
　前記バネ部は、前記カバーの内面から２ｍｍ以上離れた位置に配置されている
　請求項１５に記載の電子制御装置。
　前記回路基板は、回路パターンを有し、
　前記バネ部は、前記回路パターンと異なる位置で前記回路基板に接触している
　請求項１に記載の電子制御装置。