JP2015060959A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ネジ締め付け時の連れ回りによる他のネジの螺合不良を防止する。【解決手段】 電子部品６を実装したプリント配線板２を収容する筐体３をケース４とカバー５で構成する。ケース４に固定ネジ３４を螺合する複数のネジ螺合孔２５ａ〜２５ｄを形成し、カバー５には、固定ネジ３４の軸部を挿通させる複数のネジ挿通孔３５ａ〜３５ｄを形成し、これらネジ螺合孔とネジ挿通孔を対向させ固定ネジ３４をネジ螺合孔に螺合し、複数の固定ネジで、ケース４とカバー５締め付け固定する電子制御装置１である。最初に固定ネジを螺合するために、該固定ネジを挿通させるカバー５のネジ挿通孔に対して、他のネジ挿通孔は、カバーの連れ回り方向に、それ以外の方向よりも大きなクリアランスをもつ形状に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車に搭載されてエンジンやブレーキ等の制御に供する電子制御装置に関するものである。

自動車には電子制御装置としてエンジン制御装置が使用されている。（例えば、特許文献１）。

特許文献１において、エンジン制御装置は、段落［０００９］，［００２９］，［００３１］や図１〜図４等に開示されているように、プリント基板を構成するプリント配線板１と、このプリント配線板１を収納する筐体であるケース２と、ケース２内に固定したプリント配線板１を覆って該ケース２に装着されるカバー３と、を有している。

ケース２の四隅には、カバー取付けネジ孔（以下、ネジ螺合孔と称する）２１が形成されている。また、カバー３の四隅で、且つ前記ネジ螺合孔２１に対向する位置には、固定ネジ２８を挿通させる固定ネジ取付け孔（以下、ネジ挿通孔と称する）２９が形成されている。

そして、プリント配線板１をケース２内に取り付けた後に、ケース２上にカバー３を重ね合わせ、前記ネジ挿通孔２９とネジ螺合孔２１の位置を合わせ、固定ネジ２８の軸部を、前記ネジ挿通孔２９を介して、ネジ螺合孔２１に螺合して、ケース２にカバー３を固定ネジ２８でネジ止めする構成になっている。

特開２０１０−５６４８９号公報

ところで、上述のようにケース２とカバー３を複数の箇所で固定ネジ２８によってネジ止めする場合には、次に述べるような問題点があった。
（１）複数の箇所を順にネジ止めする場合に、最初のネジ止めの際の所謂連れ回り現象により、未だネジ止めしていない他のネジ挿通孔２９とネジ螺合孔２１との間に位置ずれが発生し、カバー３でネジ螺合孔２１の一部が塞がれて固定ネジ２８をネジ螺合孔２１に螺合できないことがある。
（２）前記連れ回りにより、前記ネジ挿通孔２９とネジ螺合孔２１との間の多少の位置ずれが発生した場合でも、固定ネジ２８をネジ螺合孔２１に螺合可能にするために、ネジ挿通孔２９の孔径を大きくすることも考えられるが、ネジ挿通孔２９の孔径を大きくすると、そのぶん、固定ネジ２８の頭部によるカバー３への締め付け有効面積が減少し、ケース２とカバー３の結合強度が弱められてしまう。

本発明は、前記従来の問題点を解決し、固定ネジによるカバー等に対する締め付け有効面積を減少させることなく、しかも前記連れ回り現象によってカバー側のネジ挿通孔とケース側のネジ螺合孔との間に位置ずれが発生した場合でもネジ螺合孔に確実に固定ネジを挿入することができるようにしたものである。

電子部品を実装する回路基板を収容する筐体を少なくとも２つの部材により構成し、そのうちの１つの部材に固定ネジを螺合する複数のネジ螺合孔を設け、他の部材に固定ネジの軸部を挿通させる複数のネジ挿通孔を、前記複数のネジ螺合孔に対向させて設け、前記固定ネジの軸部を前記ネジ挿通孔を挿通させて前記ネジ螺合孔に螺合し、複数の固定ネジで、少なくとも２つの部材を締め付け固定する電子制御装置において、
最初の締め付けを行う固定ネジを挿通させるネジ挿通孔に対して、他のネジ挿通孔は、前記最初にネジ螺合孔に螺合した固定ネジによるカバーの連れ回り方向に、それ以外の方向よりも大きなクリアランスをもって形状に形成されていることを特徴とする。

最初にネジ螺合孔に螺合した固定ネジによるカバーの連れ回りによって、他のネジ挿通孔とネジ螺合孔の位置がずれが発生した場合でも、他のネジ挿通孔とネジ螺合孔は、前記クリアランスにより互いに完全に重なり合った状態を維持し、２番目以降の固定ネジのネジ螺合孔への固定ネジの螺合を確実に行なうことを可能にする。

自動制御装置の分解斜視図。 筐体の位置決め機構を示す斜視図。 カバーの平面図。 カバーをケースに取り付けた状態の平面図。 位置決め機構で位置決めされた状態の第１ネジ螺合孔と第１ネジ挿通孔の関係を示す説明図。 位置決め機構で位置決めされた状態の第３ネジ螺合孔と第３ネジ挿通孔の関係を示す説明図。 連れ回りが発生した状態の第３ネジ螺合孔と第３ネジ挿通孔の関係を示す説明図。

以下、本発明の電子制御装置の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、電子制御装置１の分解斜視図である。電子制御装置１は、回路基板を構成するプリント配線板２と、プリント配線板２を収納している筐体３とからなっている。

筐体３は、プリント配線板２を取り付けたケース４と、ケース４に取り付けたプリント配線板２を覆ってケース４に取り付けられるカバー５とからなっている。

プリント配線板２は、例えばガラスエポキシ樹脂等の絶縁樹脂材料をベースとし、その表裏面に配線回路パターンを形成すると共に電子部品６を実装させることで電気回路部を構成する。

プリント配線板２に実装される電子部品６には、エンジン制御ユニットではそのユニットを構成するための各種電子部品、例えばコンデンサ、コイル、トランジスタ、半導体ＩＣ等が用いられる。

プリント配線板２の裏面側（ケース４への取付け面側）には、外部コネクタと接続されるコネクタ７が設けられている。プリント配線板２は、四隅に、ケース４への取付けネジ８を挿入するネジ受孔９が形成され、そのうちの２つのネジ受孔９の近傍には位置決め孔１０が形成されている。

プリント配線板２は、前記位置決め孔１０にケース４に設けた位置決めピン１１を挿入してケース４に対する装着位置が定められる。

前記位置決め孔１０と位置決めピン１１により位置決めされたプリント配線板２は、ケース４に設けた基板固定部１３上に載置されて前記取付けネジ８により基板固定部１３上に固定される。

次に、ケース４について説明する。
ケース４は、上向きに開口した略四角形状の有底箱状体に形成されている。ケース４は、電気回路部で発生した熱を外部に放熱するために、放熱性に優れたアルミニウム、鉄、ステンレススチール等の金属材料で形成されている。

ケース４の底部４ａには、前記コネクタ７の接続部をケース４外に突出させるためのコネクタ突出孔１２が形成されている。

前記プリント配線板２を載置する基板固定部１３は、ケース４内の四隅および前記コネクタ突出孔１２と反対位置のケース長手方向中央部に設けられている。これら基板固定部１３の天面にはネジ螺合孔１４が形成されていて、前述したように、プリント配線板２は、基板固定部１３上に載置されて取付けネジ８により基板固定部１３上に固定される。

ケース４の底部４ａには、前記電子部品６で発生した熱をケース４外に放熱させるための放熱用台座１５が設けられている。放熱用台座１５は、プリント配線板２に実装された電子部品６のうちの特に発熱量の多い電子部品の近傍に配置されている。放熱用台座１５の上面の前記発熱量の多い電子部品に対応する位置には放熱材１６が取り付けられている。また、放熱用台座１５の上面には突起部１７が設けられていて、該突起部１７によりケース４とプリント配線板２の配線回路パターンが接触するのを防止している。また、ケース４には、冷却効果を高めるための放熱フィン１８が設けられているとともに、この電子制御装置１を車体に固定するための固定用ブラケット１９，２０が設けられている。

ケース４の対角には、後記するカバー５の第1被挟着部（被位置決め部）３１を挟着して、カバー５の取付け位置を規制する第1位置決め機構２１と、カバー５の第２被挟着部（被位置決め部）３２を挟着して、カバー５の取付け位置を規制する第２位置決め機構２２が設けられている。

図２に示すように、第1位置決め機構２１及び第２位置決め機構２２（図２においては第２位置決め機構２２は図示省略）は、一対のカバー位置決め片２３，２４で構成されていて、これらカバー位置決め片２３，２４で後記するカバー５の第1被挟着部３１およびカバー５の第２被挟着部３２を挟着して、ケース４とカバー５の位置決めを行う。

図1に示すように、ケース４の四隅には、カバー５をケース４にネジ止めするための第1ネジ螺合孔２５ａ〜第４ネジ螺合孔２５ｄが形成されている。第1ネジ螺合孔２５ａは、第1位置決め機構２１の一対のカバー位置決め片２３，２４間に形成され、第３ネジ螺合孔２５ｃは、第２位置決め機構２２の一対のカバー位置決め片２３，２４間に形成されている。第２ネジ螺合孔２５ｂは、第1ネジ螺合孔２５ａと第３ネジ螺合孔２５ｃとの間の隅部（角部）に形成され、第４ネジ螺合孔２５ｄは、第３ネジ螺合孔２５ｃと第1ネジ螺合孔２５ａとの間の隅部（角部）に形成されている。また、ケース４の開口部外周縁部には、次に説明するカバー５とケース４の間をシールすると共に、両者を接着、固定するためのシール材を注入するシール溝２６が全周に亘って形成されている。

前記第1位置決め機構２１と第２位置決め機構２２は、一対のカバー位置決め片２３，２４間に、前記第1被挟着部３１、第２被挟着部３２を嵌合することにより、ケース４に形成した第1ネジ螺合孔２５ａ〜第４ネジ螺合孔２５ｄと、後記するカバー５に形成した第１ネジ挿通孔３５ａ〜第４ネジ挿通孔３５ｄの位置を合わせると共に、前記シール溝２６と後記するカバー５に形成した環状突条部３３の位置を合わせて、該環状突条部３３を前記シール溝２６の幅方向の中央部への挿入をガイドする。

前記第1位置決め機構２１と第２位置決め機構２２は、ケース４とカバー５の位置ずれ量を規制し、環状突条部３３がシール溝２６内で大きく幅方向に変位して、シール溝２６内に注入されているシール材が環状突条部３３によりシール溝２６外に押し出されたりして、シール溝２６内においてシール材の分布にムラが発生し、シール材のシール効果、接着効果が減殺されるのを防止する。

次に、カバー５について説明する。
図１，図３，図４等に示すように、カバー５は、ケース４と同様に、放熱性に優れたアルミニウム、鉄、ステンレススチール等の金属材料により平面視矩形の平板状に形成されている。このカバー５は、ケース４に固定したプリント配線板２を覆ってケース４に取り付けられる。

カバー５にはケース４内の圧力を調整する呼吸フィルター（圧力調整フィルター）２７を取り付けるフィルター取付け孔２８が形成されている。フィルター取付け孔２８の周囲には、ケース４内への水の浸入を防止する防護壁２９が設けられている。

また、カバー５の対角には、前記第1位置決め機構２１の一対のカバー位置決め片２３，２４間に挟まれて位置決めされる第1被挟着部３１と、前記第２位置決め機構２２の一対のカバー位置決め片２３，２４間に挟まれて位置決めされる第２被挟着部３２が設けられている。

カバー５の底面（ケース４に対向する面）の周縁部には、前記ケース４に形成したシール溝２６に接着剤等のシール材（図示省略）と共に挿入される環状突条部３３が形成されている。また、カバー５の四隅で、且つ前記第1ネジ螺合孔２５ａ〜第４ネジ螺合孔２５ｄに対向する位置には、カバー５をケース４に締め付け固定する固定ネジ３４の軸部を挿入する第1ネジ挿通孔３５ａ〜第４ネジ挿通孔３５ｄが形成されている。

図５に示すように、第１ネジ挿通孔３５ａは、前記ケース４に形成した第1ネジ螺合孔２５ａの径よりも僅かに大径（前記第1位置決め機構２1、第２位置決め機構２２の許容誤差の範囲内）に形成されていて、ケース４にカバー５を重ね合わせると、前記第1位置決め機構２1、第２位置決め機構２２及び前記第1被挟着部３１、第２被挟着部３２によって、ケース４とカバー５は、位置決めされて、第１ネジ挿通孔３５ａと第1ネジ螺合孔２５ａは、完全に重なり合った状態（オーバーラップした状態）になる。

前記第1ネジ螺合孔２５ａに対して、第２ネジ挿通孔３５ｂ〜第４ネジ挿通孔３５ｄは、図６に示すように、最初にネジ止めする際に発生するカバー５の連れ回りを考慮した形状および大きさに形成されている。図６は、第２ネジ挿通孔３５ｂ〜第４ネジ挿通孔３５ｄを代表して、第３ネジ挿通孔３５ｃを例にとって説明している。

具体的には、図３に示すように、第２ネジ挿通孔３５ｂは、第1ネジ螺合孔２５ａに螺合した固定ネジ３４（図示省略）の軸部を中心とする半径Ｒ１の円周方向（固定ネジ３４の締め付け方向）Ｌ１へのカバー５の移動量を考慮して形成されていて、カバー５の連れ回りが発生した場合でも、第２ネジ挿通孔３５ｂと第２ネジ螺合孔２５ｂは、互いに完全に重なり合うようになっている。

また、第３ネジ挿通孔３５ｃは、第1ネジ螺合孔２５ａに螺合した固定ネジ３４の軸部を中心とする半径Ｒ２の円周方向Ｌ２へのカバー５の移動量を考慮して形成されていて、カバー５の連れ回りが発生した場合でも、第３ネジ挿通孔３５ｃと第３ネジ螺合孔２５ｃは、互いに完全に重なり合うようになっている。同様に、第４ネジ挿通孔３５ｄは、第1ネジ螺合孔２５ａに螺合した固定ネジ３４の軸部を中心とする半径Ｒ３の円周方向Ｌ３へのカバー５の移動量を考慮して形成されていて、カバー５の連れ回りが発生した場合でも、第４ネジ挿通孔３５ｄと第４ネジ螺合孔２５ｄは、互いに完全に重なり合うようになっている。

図６に示すように、第２ネジ挿通孔３５ｂ〜第４ネジ挿通孔３５ｄの連れ回り方向以外の幅Ｗ１は、第１ネジ挿通孔３５ａの直径と略同じ幅に形成されていて、連れ回り方向の幅Ｗ２は、カバー５の連れ回り量を考慮して広げられている。

従って、カバー５が連れ回された場合でも、第２ネジ螺合孔２５ｂ〜第４ネジ螺合孔２５ｄに螺合された固定ネジ３４の軸部の周面と第２ネジ挿通孔３５ｂ〜第４ネジ挿通孔３５ｄの内周面とのクリアランスＣは、図７に示すように、専らカバー５の連れ回り方向にのみ発生し、連れ回り方向以外に、クリアランスＣの発生を抑制している。これによって、２点鎖線で示す固定ネジ３４の頭部３４ａによるカバー５の締め付け力の低下を抑制している。

次に、前記電子制御装置１の組立手順と効果について説明する。
先ず、放熱用台座１５の上面の放熱伝達面に放熱材１６を取り付ける。次に、ケース４のシール溝２６にシール材を注入する。次いで、プリント配線板２をケース４に取り付けた後に、ケース４にカバー５を取り付ける。ケース４にカバー５を取り付けるのに際しては、カバー５に設けた第1被挟着部３１、第２被挟着部３２を、ケース４に設けた第１位置決め機構２１及び第２位置決め機構２２の一対のカバー位置決め片２３，２４間に挿入する。これによって、ケース４に設けた第1ネジ螺合孔２５ａ〜第４ネジ螺合孔２５ｄ上にカバー５に設けた第1ネジ挿通孔３５ａ〜第４ネジ挿通孔３５ｄが重ね合わされると共に、ケース４とカバー５が位置決めされて、ケース４に設けたシール溝２６に、カバー５に設けた環状突条部３３が挿入される。

そして、第1ネジ螺合孔２５ａ〜第４ネジ螺合孔２５ｄの順に固定ネジ３４を螺合して、これら固定ネジ３４によりカバー５をケース４に取り付け固定する。

第１ネジ螺合孔２５ａに螺合した固定ネジ３４によりカバー５の締付を行なう際に、カバー５の連れ回りが発生した場合でも、第２ネジ挿通孔３５ｂ〜第４ネジ挿通孔３５ｄと第２ネジ螺合孔２５ｂ〜第４ネジ螺合孔２５ｄは互いに重なり合った状態に維持されるので、２番目以降の第２ネジ螺合孔２５ｂ〜第４ネジ螺合孔２５ｄへの固定ネジ３４の螺合を確実に行なうことができる。

なお、前記実施形態においては、前記第1ネジ螺合孔２５ａ〜第４ネジ螺合孔２５ｄの４つのネジ螺合孔のうち、第１位置決め機構２１を構成する一対のカバー位置決め片２３，２４の間に設けた第１ネジ螺合孔２５ａに最初に固定ネジ３４を螺合する構成にしたが、他のネジ螺合孔、例えば第２位置決め機構２２を構成する一対のカバー位置決め片２３，２４の間に設けた第３ネジ螺合孔２５ｃに最初に固定ネジ３４を螺合する構成としてもよい。この場合には、最初に固定ネジ３４を螺合する第３ネジ螺合孔２５ｃに対向するカバー５の第３ネジ挿通孔３５ｃを前記最初に固定ネジ３４を螺合する第３ネジ螺合孔２５ｃと略同径に形成し、他のネジ挿通孔は、前記第３ネジ螺合孔２５ｃに最初に固定ネジ３４によるカバー５の連れ回りを考慮して形成される。また、前記実施形態においては、ケース４とカバー５を４箇所においてネジ止めする場合を示したが、これはケース４とカバー５の形状を考慮したものであって、ケース４とカバー５が５角形の場合には、５箇所をネジ止めしても良い。ネジ止めする箇所や数は、ケース４やカバー５の大きさや形状によって適宜決定される。また、前記実施形態においては、ケース４とカバー５の２つの部材を結合して筐体を形成する場合を示した、３部材以上を結合して筐体を形成してもよい。

１…電子制御装置
２…プリント配線板
３…筐体
４…筐体を構成する部材（ケース）
５…筐体を構成する部材（カバー）
２１，２２…第１、第２位置決め機構
２５ａ〜２５ｄ…第１〜第４ネジ螺合孔
３４…固定ネジ
３５ａ〜３５ｄ…第１〜第４ネジ挿通孔

Claims (3)

1. 電子部品を実装する回路基板を収容する筐体を少なくとも２つの部材により構成し、そのうちの１つの部材に固定ネジを螺合する複数のネジ螺合孔を設け、他の部材に固定ネジの軸部を挿通させる複数のネジ挿通孔を前記複数のネジ螺合孔に対向させて設け、前記固定ネジの軸部を、前記ネジ挿通孔を挿通させて前記ネジ螺合孔に螺合し、複数の固定ネジで、前記部材を締め付け固定する電子制御装置において、
   最初の締め付けを行う固定ネジを挿通させるネジ挿通孔に対して、他のネジ挿通孔は、前記最初に螺合した固定ネジによる連れ回り方向に、それ以外の方向よりも大きなクリアランスをもって形成されている電子制御装置。
2. 前記筐体は、前記部材相互の位置決めを行う位置決め機構を備え、前記クリアランスは、前記位置決め機構の許容誤差内に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
3. 前記クリアランスは、ネジ螺合孔に対するネジ挿通孔の移動量に応じて設定されていることを特徴とする請求項1または２に記載の電子制御装置。

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