JP4164764B2 - 収納ケースの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載される制御ユニットにおいて、搭載された制御ユニットのガタツキ防止を実現する技術に関する。

車両におけるパワーステアリングの制御ユニットなどを収納する収納ケースにおいて、ガタツキやそれによる異音等を無くすための構造としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載されてものが知られている。
即ち、特許文献１の構造は、ベースに内プレートと外プレートを起設し、これら内プレートと外プレートとの間に、底なしボックス状のカバーの周壁を差し込む構造の部品収納ケースにおいて、カバーの周壁に窓を開け、この窓に嵌合する外向き凸部を内プレートに設け、外プレートに前記周壁を内方に押圧する内向き凸部を設け、前記外向き凸部は、その上下傾斜面のみが前記窓の上下辺に摺接する構成としたものである。

次に特許文献２には、箱体状のケースの開口部に嵌合する平板状のフタに、前記ケースの開口部端縁付近の内壁に当接するガイド（フランジ）を設け、該ガイドに沿って前記フタを前記ケースに嵌合させてなるケースとフタの嵌合構造において、前記ガイドの前記ケースの開口部端縁の角部に当接する面に、前記ガイドより前記平板状のフタに向けて傾斜したテーパ形状のリブを突設させ、前記ケースに対し前記リブに対応する箇所の板厚が薄く形成された薄肉部を設け、前記ケースと前記フタとの嵌合時に、前記薄肉部が前記リブに乗り上げて変形してなる構造が記載されている。

また特許文献２には、箱体状のケースの開口部に嵌合する平板状のフタに、前記ケースの開口部端縁付近の内壁に当接するガイド（フランジ）を設け、該ガイドに沿って前記フタを前記ケースに嵌合させてなるケースとフタの嵌合構造において、前記ガイドの前記ケースの開口部端縁の角部に当接する面に、前記ガイドより前記平板状のフタに向けて傾斜したテーパ形状の樹脂系材料からなるリブを突設させ、前記ケースと前記フタとの嵌合時に、前記ケースの開口部端縁の角部が前記リブを削るようにしてなる構造が記載されている。さらにこの構造において、前記フタの前記リブ周辺に凹部を設け、前記ケースの開口部端縁の角部により削られた屑を収納することも記載されている。

特開平９−１８１４６１号公報 特許第２９７８１２０号公報

ところが、上述した従来の収納ケースは、以下のような解決すべき問題点を有する。
まず、特許文献１の構造では、ガタツキを無くすためにはベース等の寸法精度を相当高める必要があり、結局ガタツキを無くすことが困難であった。
というのは、特許文献１の構造でガタツキを無くすためには、カバー周壁が内プレートと外プレートとの間にある程度の圧力で挟み付けられた挟持状態（外プレートの内向き凸部がカバー周壁を押圧し、内プレートの外向き凸部の上下傾斜面がカバー周壁の窓の上下辺に圧接した状態）、いいかえると、内プレートと外プレートにカバー周壁からの反力が加わり、これらが弾力的に内側と外側に変形した状態とする必要がある。しかし、内プレートや外プレートはベースに起設する（略直立した状態に設ける）上下方向の長さの短いもので、弾力的に変形可能な変位量は僅かである。このため、内プレートや外プレートの寸法やカバー周壁の板厚等の誤差が大きいと、場合によっては内プレートや外プレートが弾性変形可能な限界を超えて変形し、内プレートや外プレートが損傷したり、塑性変形（永久変形）を起こして上記挟持状態が崩れてガタツキが発生する不具合が生じる恐れが高い。或いは逆に、寸法誤差によってカバー周壁と各プレート間に隙間ができてしまい上記挟持状態が組立時点から実現できず、結局ガタツキによる異音やクラック等が発生する恐れもある。

特に、収納した電気回路が発生する熱を外部に効率よく逃がすなどのために、ベースがアルミ鋳物などの金属製であり、カバーが鋼板のプレス加工品よりなる場合には、内プレートや外プレート或いはカバー周壁の寸法精度を高めることが困難であり、上記問題が発生し易い。また、ベースやカバーが上述したように金属製であると、ガタツキによる大きな異音や異常な振動が発生し易いが、特許文献１の構造では、上述した理由から、このような問題を容易かつ十分に解消できない。

また、特許文献１では、内プレートと外プレートの間にカバー周壁を差し込む際に、外プレートの内向き凸部とカバー周壁、及び、内プレートの外向き凸部とカバー周壁とが必ず互いに擦り合う（擦り合わないように組み立てることは不可能である）ので、これにより削り屑が発生することを避けられないという問題があった。なお、削り屑は、特に金属製である場合に、収納された電気回路を誤動作させたり、ショートさせて焼損させたりする恐れがあり、特に信頼性が要求される車載機器などでは、発生が許されない。

次に、特許文献２の構造は、ケースとフタの嵌合時に、ケースの開口部端縁（薄肉部）がフタのガイドに形成したリブに乗り上げて変形する構造、或いは、ケースの開口部端縁の角部が樹脂系材料よりなる前記リブを削る構造である。このため、削り屑が必ず発生するか、発生する可能性が極めて高く、やはり車載機器などには適用できない。なお特許文献２には、フタのリブ周辺に凹部を設け、ケースの開口部端縁の角部により削られた屑をこの凹部に収納することが記載されているが、この屑が収納ケース内部（例えば、内部の電気回路上）に混入しない保証はなく、削り屑が発生する以上、信頼性が要求される車載機器などには、適用困難である。
また、この特許文献２の後者の構造（樹脂系材料のリブを設ける構造）の場合、前述したようにケースやフタを金属製とする場合、リブの部分のみを樹脂系材料で形成する必要があり、製作コストが高くなる問題もある。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、ガタツキの発生や組立時の削れ屑の発生を防止できる収納ケースの組立方法を提供することを目的としている。

本願の組立方法における収納ケースは、板状の基板部を有するベースと、下面側が開口し、前記基板部の上面側を覆うように前記ベース上に取り付けられる箱形のカバーと、よりなる収納ケースにおいて、
前記基板部の周縁の複数箇所に、前記ベースに対する取付位置に位置決めされた前記カバーの開口側端縁に外側から当接するガタ防止用突起を設け、このガタ防止用突起の内側には、前記開口側端縁を押して前記カバーの周壁を内側に弾性変形させるとともに、前記カバーが前記基板部から離れる方向に反力を作用させる斜面を形成し、
前記カバーの開口側端縁には、前記基板部の下面側に折り曲げられて、前記カバーを前記反力に抗して前記取付位置に保持するカシメ用突出部が形成されているものである。

この収納ケースは、組立状態において、カバー周壁が内側に弾性変形し、カバーがベースから外れる方向に、ベースのガタ防止用突起（斜面）からの反力がカバー開口側端縁に加わる。その一方、基板部の下面側に折り曲げられたカシメ用突出部が、カバーを前記反力に抗して取付位置に保持する。即ち、組立状態におけるカバーは、上述したガタ防止用突起からの反力と、カシメ用突出部による抗力によって、主にその周壁が弾性変形した弾性変形状態（つっぱった状態）でベースに固定される。このため、ガタツキ（ベースに対するカバーの相対変位）が防止され、このガタツキに起因する異音、異常な振動、部材の損傷などもまた防止される。

また、この収納ケースは、ガタ防止用突起によりカバー周壁を内側に弾性変形させる構成であるため、組立時（ベースにカバーを取付ける時）に、ガタ防止用突起とカバー周壁（カバー開口側端縁）とが擦れ合うことを回避することは容易である。即ち、本願の組立方法によって組み立てれば、ガタ防止用突起とカバー周壁（カバー開口側端縁）とが擦れ合うことによる削れ屑の発生を信頼性高く回避できる。

即ち、本願の収納ケースの組立方法は、上記収納ケースの組立方法であって、
前記カバーの開口側端縁の外面を外側から押すことにより、前記カバーの周壁を内側に弾性変形させて前記カバーの開口側端縁と前記ガタ防止用突起の接触を避けながら、前記カバーを前記ベースに対する取付位置に移動させ、位置決めが終わった時点では前記開口側端縁と前記ガタ防止用突起とが接する、位置決め工程と、
前記位置決め工程によって位置決められた状態の前記カバーのカシメ用突出部を、前記基板部の下面側に折り曲げるカシメ工程と、を含むものである。

この組立方法によれば、組立時にガタ防止用突起とカバー周壁（カバー開口側端縁）とが擦れ合うことが回避でき、前記擦れ合いによる削れ屑の発生を信頼性高く回避できる。
ここで、位置決め工程においてカバーの開口側端縁の外面を外側から押す作業は、人力によるものであってもよいが、機械や治具を使ったものでよい。例えば、カバーを把持して、ベースに対する前後左右の位置を位置決めた後に、カバーをベースに対する取付位置まで下降させる機構を持ち、下降してくるカバーの周壁（開口側端縁）を外周面で内側に所定量押す位置に、自転可能なローラが軸位置を固定した状態に配置された機械を用いることができる。このような機械であれば、カバーを相対的に下降させる方向のアクチュエータだけを持つ簡素な構成で、上記位置決め工程が自動的に実現できる。しかも、下降してくるカバーの周壁（開口側端縁）を自転するローラの外周面で押すことによって、ガタ防止用突起とカバー周壁（カバー開口側端縁）とが擦れ合うことを防止する構成であるため、カバー周壁を傷つけることもない。
なお、カバーの開口側端縁の外面を外側から押している押圧状態（例えば、上記ローラで押している状態）は、例えば前記位置決め工程終了後、又は前記カシメ工程終了後に、解除すればよい。前記カシメ工程が終了し上記押圧状態が解除されれば、カバーは前述の弾性変形状態となり、ガタツキが防止される。

本発明の収納ケースの組立方法によれば、ガタツキ（ベースに対するカバーの相対変位）が防止され、このガタツキに起因する異音や異常な振動或いは部材の損傷などの不具合も防止される。また、組立時の削れ屑の発生を信頼性高く回避できる。

以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
本例は、車両の電動パワーステアリングシステムにおける制御ユニットであり、図１〜図４により説明する。図１は、上記制御ユニット（その収納ケース含む）を示す分解斜視図（カバー取付け前の状態）である。図２（ａ），（ｂ）は、収納ケースのカシメ工程の前後状態を示す斜視図である。図３（ａ）は、ベースの要部を示す平面図である。図３（ｂ）は、収納ケースの位置決め工程を説明する側断面図である。図４（ａ）は、収納ケースの位置決め工程の開始状態を示す側面図である。図４（ｂ）は、収納ケースの組立後を説明する斜視図である。

本例の制御ユニットは、図１に示すように、ベース１０と、ベース１０に取り付けられた四角形状の回路基板２０と、ベース１０の上面に回路基板２０を覆うように取り付けられる箱形のカバー３０とよりなる。なお、パワーステアリングシステムのアシストモータをＰＷＭ駆動するスイッチング素子（通常ＦＥＴ）は、回路基板２０とは別個に回路基板２０の内側に配置されて回路基板２０と端子接続された金属基板２５に実装されている。この金属基板２５は、ベース１０上に接合させて設けられ、上記スイッチング素子で発生する熱がベース１０を介して効率よく外部に放熱される構成となっている。また、図１において符合２１，２２で示すものは、回路基板２０のコネクタである。また、ベース１０は、例えばアルミのダイキャストよりなるものであり、カバー３０は、例えば亜鉛メッキ鋼板のプレス切断加工と塑性加工（深絞りや曲げ等）により製作されたものである。またここで、ベース１０とカバー３０は、本例の収納ケースを構成している。

ベース１０は、四角形板状の基板部１１と、この基板部１１の上面の四隅位置から上方に突出状態に設けられた四つの脚部１２とを備える。
このベース１０は、基板部１１の上面側における基板部１１の周縁よりも少し内側の位置に、上下方向のガイド面（フランジ面）１３を有する。このガイド面１３は、ベース１０に対する取付位置に移動するカバー３０の開口側端縁３１の内面に僅かな隙間で対向してカバー３０を前記取付位置に案内するものである。なお、脚部１２の基端部外周は、上記ガイド面１３の一部となっている。

また、基板部１１の周縁の所定箇所（この場合、コネクタ２１，２２が配置される辺を除く３辺の各中央位置）には、前記取付位置に位置決めされたカバー３０の開口側端縁に外側から当接するガタ防止用突起１４が設けられている。そして、このガタ防止用突起１４の内側には、図３（ｂ）に示すように、カバー３０の開口側端縁３１を押してカバー３０の周壁を内側に弾性変形させるとともに、カバー３０が基板部１１から離れてベース１０から外れる方向に反力を作用させる斜面１４ａが形成されている。その形状は、図３（ｂ）にみられるように、前記基板部１１の中央付近からみて外側に傾斜している。

なお、上記ガイド面１３は、図３（ａ）に示すように、ガタ防止用突起１４の背面側において内側に凹んでおり、これにより凹部１５が形成されている。この凹部１５は、カバー３０の周壁の内側への弾性変形を可能とする逃がしとして機能するものである。
また、基板部１１の周縁におけるガタ防止用突起１４の両側の位置には、カバー３０の後述するカシメ用突出部３３を配置する（挿通する）ための切欠き１６が設けられている。
また、回路基板２０は、四隅の位置で各脚部１２に対してそれぞれネジ止めされている（図示省略）。

次に、カバー３０は、下面が開口した箱形直方体状のものであり、その周壁におけるコネクタ２１，２２が配置される箇所には、コネクタ２１，２２との干渉を避けるための切欠き３２が形成されたものである。そして、このカバー３０の開口側端縁における所定箇所（前記ガタ防止用突起１４の両側に相当する位置）には、先端が半円形の舌状のカシメ用突出部３３が、開口側端縁から突出した状態に形成されている。このカシメ用突出部３３は、カバー３０の取付け状態において、前記基板部１１の下面側（裏面側）に折り曲げられて、カバー３０を前記反力に抗して取付位置に保持するものである。

以上説明した収納ケースは、組立状態において、カバー周壁が内側に弾性変形し、カバー３０がベース１０から外れる方向に、ベース１０のガタ防止用突起１４（斜面１４ａ）からの反力がカバー開口側端縁３１に加わる。その一方、基板部１１の下面側に折り曲げられたカシメ用突出部３３が、カバー３０を前記反力に抗して取付位置に保持する。即ち、組立状態におけるカバー３０は、図４（ｂ）に示すように、上述したガタ防止用突起１４からの反力と、カシメ用突出部３３による抗力によって、主にその周壁が弾性変形した弾性変形状態（つっぱった状態）でベース１０に固定される。このため、ガタツキ（ベース１０に対するカバー３０の相対変位）が防止され、このガタツキに起因する異音、異常な振動、部材の損傷などもまた防止される。

また、本収納ケースは、ガタ防止用突起１４によりカバー周壁を内側に弾性変形させる構成であるため、組立時（ベース１０にカバー３０を取付ける時）に、ガタ防止用突起１４とカバー周壁（カバー開口側端縁３１）とが擦れ合うことを回避することは容易である。即ち、後述する組立方法によって組み立てれば、ガタ防止用突起とカバー周壁（カバー開口側端縁３１）とが擦れ合うことによる削れ屑の発生を信頼性高く回避できる。

次に、本例の収納ケースの組立方法を説明する。
本例の収納ケースの組立方法は、位置決め工程とカシメ工程よりなる。
位置決め工程は、前述のガイド面１３の外側にカバー３０の周壁が位置し、かつ前述のカシメ用突出部３３が切欠き１６の真上に位置するように、カバー３０の前後左右位置をベース１０に対して位置決めた状態で、図４（ａ）のようにカバー３０をベース１０に対して下降させ、カバー３０をベース１０に対する取付位置に移動させて位置決める工程である。この位置決め工程では、カバー３０の開口側端縁３１の外面を外側から押すことにより、カバー３０の開口側端縁３１を図３（ａ）に鎖線で示す如く内側に弾性変形させて、カバー３０の開口側端縁３１とガタ防止用突起１４の接触（擦れ合い）を避けながら、カバー３０をベース１０に対する取付位置に移動させて位置決める。

なお、取付位置とは、上述したようにカバー３０をベース１０に対して移動させ、カバー３０の開口側端縁３１をベース１０の基板部１１に対して接合させた状態（図２（ａ）に示す）を意味する。
次にカシメ工程は、前記位置決め工程によって位置決められた状態のカバー３０のカシメ用突出部３３を、図２（ｂ）の如く基板部１１の下面側（裏面側）に折り曲げる工程である。

この組立方法によれば、組立時にガタ防止用突起１４とカバー周壁（カバー開口側端縁３１）とが擦れ合うことが回避でき、前記擦れ合いによる削れ屑の発生を信頼性高く回避できる。
また、基板部１１のガイド面１３とカバー周壁（カバー開口側端縁３１）との間には、僅かな隙間が設けられているため、これらが擦れ合うこともない。特に本例では、先端の丸いカシメ用突出部３３が、最初にガイド面１３と対向する位置に移動して案内として機能するので、カバー開口側端縁３１の先端が基板部１１のガイド面１３を削ることは起こり難い。
したがって、本例によれば、組立時に削れ屑が発生する可能性は極めて低い。

ここで、位置決め工程においてカバー３０の開口側端縁３１の外面を外側から押す作業は、人力によるものであってもよいが、機械や治具を使ったものでよい。例えば、カバー３０を把持して、ベース１０に対する前後左右の位置を位置決めた後に、カバー３０をベース１０に対する取付位置まで下降させる機構を持ち、下降してくるカバー３０の周壁（開口側端縁）を外周面で内側に所定量押す位置に、自転可能なローラ（図３（ｂ）に符合４０で示す）がその軸（図３（ｂ）に符合４１で示す）の位置を固定した状態に配置された機械を用いることができる。このような機械であれば、カバー３０を相対的に下降させる方向のアクチュエータだけを持つ簡素な構成で、上記位置決め工程が自動的に実現できる。しかも、下降してくるカバー周壁（開口側端縁３１）を自転するローラ４０の外周面で押すことによって、ガタ防止用突起１４とカバー周壁（カバー開口側端縁３１）とが擦れ合うことを防止する構成であるため、カバー周壁を傷つけることもない。
なお、カバー３０の開口側端縁３１の外面を外側から押している押圧状態（例えば、上記ローラ４０で押している状態）は、例えば前記位置決め工程終了後、又は前記カシメ工程終了後に、解除すればよい。前記カシメ工程が終了し上記押圧状態が解除されれば、カバーは前述の弾性変形状態となり、ガタツキが防止される。

なお、本発明は上述した形態例に限られず、各種の変形や応用があり得る。
例えば、収納ケースのサイズが大きい場合などには、ガタ防止用突起やカシメ用突出部をさらに多数設けてもよい。
また本願では、ベースのカバーが取り付けられる側を上面側として説明しているが、この上下関係が逆であってもよいし、実際の取付け状態は、ベースの上面が水平に対して斜めでもよいことはいうまでもない。

制御ユニット（収納ケース含む）を示す斜視図（カバー取付け前の状態）である。 収納ケースのカシメ工程の前後状態を示す斜視図である。 （ａ）はベースの要部を示す平面図であり、（ｂ）は収納ケースの位置決め工程を説明する側断面図である。 （ａ）は収納ケースの位置決め工程の開始状態を示す側面図であり、（ｂ）は収納ケースの組立後を説明する斜視図である。

符号の説明

１０ ベース
１１ 基板部
１４ ガタ防止用突起
２０ 回路基板
３０ カバー
３１ 開口側端縁
３３ カシメ用突出部

Claims (1)

1. 板状の基板部を有するベースと、下面側が開口し、前記基板部の上面側を覆うように前記ベース上に取り付けられる箱形のカバーと、よりなる収納ケースの組立方法であって、
   前記基板部の周縁の複数箇所に、前記ベースに対する取付位置に位置決めされた前記カバーの開口側端縁に外側から当接するガタ防止用突起を設け、このガタ防止用突起の内側には、前記開口側端縁を押して前記カバーの周壁を内側に弾性変形させるとともに、前記カバーが前記基板部から離れる方向に反力を作用させる斜面を形成し、
   前記カバーの開口側端縁には、前記基板部の下面側に折り曲げられて、前記カバーを前記反力に抗して前記取付位置に保持するカシメ用突出部を形成し、
   前記カバーの開口側端縁の外面を外側から押すことにより、前記カバーの周壁を内側に弾性変形させて前記カバーの開口側端縁と前記ガタ防止用突起の接触を避けながら、前記カバーを前記ベースに対する取付位置に移動させ、位置決めが終わった時点では前記開口側端縁と前記ガタ防止用突起とが接する、位置決め工程と、
   前記位置決め工程によって位置決められた状態の前記カバーのカシメ用突出部を、前記基板部の下面側に折り曲げるカシメ工程と、
   を含むことを特徴とする収納ケースの組立方法。

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