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JP6023524B2 - 電子制御装置 - Google Patents

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JP6023524B2
JP6023524B2 JP2012202209A JP2012202209A JP6023524B2 JP 6023524 B2 JP6023524 B2 JP 6023524B2 JP 2012202209 A JP2012202209 A JP 2012202209A JP 2012202209 A JP2012202209 A JP 2012202209A JP 6023524 B2 JP6023524 B2 JP 6023524B2
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弘典 大橋
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    • HELECTRICITY
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Description

本発明は、筐体内部の保護空間に回路基板が収容された車両の電子制御装置に関する。
一般的なエンジンコントロールユニットや自動変速機用コントロールユニットなどの車両に搭載される電子制御装置は、一対の筐体部材を接合してなる筐体内部の保護空間(防水等が図られた空間)に、電子部品を実装しコネクタが取り付けられた回路基板が収容された構造となっている。
前記回路基板に取り付けられたコネクタの一部を筐体の窓部より側方へ露出させた、いわゆるコネクタ横出しタイプの電子制御装置は、コネクタと一対の筐体部材との接合部分には、防水シール剤が充填される防水シール部が形成されている。
また回路基板には、前記コネクタに設けられたコネクタピン(雄型端子)の一端が電気的に接続される。
前記コネクタピンの基板接続箇所には、フラックス、コーティング剤の塗布や基板ランドへの半田付けがなされるが、その際、塗布剤や半田ボール等がコネクタの防水シール部に付着すると、防水シール剤の硬化が阻害されて悪影響を及ぼす。
このように、塗布剤がコネクタの防水シール部へ付着するのを防止するため、従来は、例えば図11に示すようにコネクタピン1の基板2との接続箇所(フラックス塗布箇所3)と、コネクタの防水シール部4の間に充分な間隔5を設けることがなされていた。
図11において、6は接続口6aと、基板2に取り付けられる取付基部6bを備えたコネクタ、7は基板2に実装された電子部品、8はフラックス塗布ノズルである。
また、例えば特許文献1の構成を示す図12のように、コネクタ10をカバーする捨て基板11を分割基板12に設けた状態でリード脚13側から半田付けを行い、その後に切欠部12aにて捨て基板11を分割して除去する対策が採られていた。
特開平6−076872号公報
しかしながら従来の図11に示す方法は、フラックス塗布箇所3と防水シール部4の間隔5を充分に設けるため、製品サイズが大きくなってしまう。
また図12の特許文献1の方法では、捨て基板の除去にともなって基板の取り数が悪化(製品となる基板個数が減少)し、基板単価が高騰してしまうという問題点があった。
上記課題を解決するための本発明の電子制御装置は、回路基板および該回路基板の一方側に取り付けたコネクタを、コネクタが一対の筐体部材の各周縁部に対向配置される状態で、該一対の筐体部材の間に収容し、前記コネクタと前記一対の筐体部材との接合部分、および前記一対の筐体部材間の接合部分を、各々防水シール部を介して液密に接合し、前記回路基板と電気的に接続されるコネクタピンの基板接続箇所を設けた電子制御装置であって、前記コネクタは、該コネクタに設けられた回路基板取付け用の取付基部との境界部位であって、前記取付基部の下面から該下面に直交する外周方向に所定寸法突出して設けられた境界端部を有し、前記コネクタピンの基板接続箇所に対向する側の一方の筐体部材と前記コネクタの取付基部の下面との接合部分であるコネクタ側防水シール部と、前記コネクタピンの基板接続箇所との間に、該コネクタ側防水シール部から所定距離隔てて障壁部を設け、前記障壁部の、前記取付基部の下面から該下面に直交する外周方向への突出寸法は、前記境界端部の突出寸法よりも大きく、且つ前記一方の筐体部材までの寸法よりも小さいことを特徴としている。
上記構成によって、コネクタ側防水シール部への塗布剤付着は障壁部により抑制される。
製品サイズが大型化することなく防水シール部への悪影響を抑制することができる。
本発明の実施形態例における電子制御装置の全体斜視図。 本発明の実施形態例における電子制御装置を上方側から見た分解斜視図。 本発明の実施形態例における電子制御装置を下方側から見た分解斜視図。 本発明の実施形態例における電子制御装置の筐体を除去した図であり、(a)は基板裏面から見た斜視図、(b)は側面図、(c)は底面図。 本発明の実施形態例における電子制御装置の筐体の固定構造の一例を示す要部構成図。 本発明の実施形態例における電子制御装置の筐体の固定構造の他の例を示す要部構成図。 本発明の実施例1における電子制御装置の側面構成を示し、(a)は図1のA−A断面矢視図、(b)は要部拡大図。 本発明の実施例2における電子制御装置の側面構成を示し、(a)は図1のA−A断面矢視図、(b)は要部拡大図。 本発明の実施例3における電子制御装置の側面構成を示し、(a)は図1のA−A断面矢視図、(b)は要部拡大図。 本発明の実施例4における電子制御装置の側面構成を示し、(a)は図1のA−A断面矢視図、(b)は要部拡大図。 従来の防水シール部へのフラックス付着防止対策の例を表し、筐体を除去した電子制御装置の側面図。 従来のコネクタへのフラックス付着防止対策の例を表し、(a)はコネクタが配設されたプリント配線基板の側面図、(b)はその平面図。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。本発明の実施形態の電子制御装置は、回路基板および該回路基板の一方側に取り付けたコネクタを、コネクタが一対の筐体部材の各周縁部に対向配置される状態で、該一対の筐体部材の間に収容し、前記コネクタと前記一対の筐体部材との接合部分、および前記一対の筐体部材間の接合部分を、各々防水シール部を介して液密に接合したものであり、前記回路基板と電気的に接続されるコネクタピンの基板接続箇所(すなわちフラックス、コーティング剤の塗布や半田付けがなされる箇所)と、前記コネクタピンの基板接続箇所に対向する側の一方の筐体部材と前記コネクタの接合部分であるコネクタ側防水シール部との間に、前記コネクタと一体に形成される障壁部を設けたものである。
前記のように、コネクタピンの基板接続箇所(すなわちフラックス、コーティング剤の塗布や半田付けがなされる箇所)とコネクタ側防水シール部との間に障壁部が設けられているため、前記基板接続箇所へ塗布された塗布剤がコネクタ側防水シール部へ付着することは障壁部によって抑制される。
また、障壁部のコネクタからの突出寸法は、コネクタピンの、前記回路基板から一方の筐体部材側への突出寸法よりも大きくする。これによって、前記防水シール部への塗布剤の付着は更に抑制される。
また、前記障壁部を前記コネクタ側防水シール部のシール溝の側壁として形成し、前記一方の筐体部材の周縁部および前記障壁部の間と、前記コネクタ側防水シール部とにシール剤を充填してもよい。
その場合、コネクタ側防水シール部のシール長は、該シール部のシール溝幅と障壁部のコネクタからの突出寸法との合計となるので、シール長が長くなって耐塩害性が向上する。さらに、必要なシール長を確保しつつコネクタ側防水シール部のシール溝幅寸法を小さくすることが可能となり、製品のサイズを縮小することができる。
また、前記障壁部は、コネクタおよび回路基板を筐体内へ組み付けるときの目標物(目安)となり得るので、塗布剤付着抑制用のみならず、組付けガイドとして兼用することができる。
また、一方の筐体部材の前記障壁部と対向する部位に、例えば障壁部の先端が嵌合される嵌合部を設けることにより、障壁部を応力対抗部材として兼用することができる。
<電子制御装置の構成例>
以下に、本実施形態に係る電子制御装置を、自動車のエンジンコントロールユニットに適用した一例について、図面に基づいて詳細に説明する。先ず、図1〜図6を参照して、一対の筐体部材(後述するケース22,カバー23等)を接合して成る筐体内部の空間に回路基板21を収容した電子制御装置20の基本構成について説明する。なお、ここでの説明においては、便宜上、図1〜図3の上下方向、つまり回路基板21の肉厚方向を装置20自体の上下方向として説明することがあるが、これは、車載状態での鉛直方向に必ずしも対応するものではなく、例えば車両搭載状態が縦置き姿勢の場合、図1の装置20の上下方向が自動車の前後方向に沿うものとなる。
この電子制御装置20は、車体側に取り付けられる略板状のケース22と略箱状のカバー23とを液密に接合(シール材を介して接合)してなる筐体と、この筐体内部の保護空間に収容され電子部品24a,24bを実装した回路基板21と、により大略構成されており、図示していないが、エンジンルーム等に搭載され、車体側への取付面となるケース22のブラケット25,26の底面において、車体側に取り付けられるものである。なお、車体側への取付面は、この実施形態ではケース22の底面と平行に構成されているが、車体側への取付部(ブラケット25,26)の形状等によってはケース22の底面に対して傾斜する場合もある。
また、回路基板21の周縁側の一部には、外部のコネクタとそれぞれ接続される2つの第1,第2接続口31,32を有するコネクタ30が取り付けられている。このコネクタ30は、その接続先に応じて2つに分割された各接続口31,32が取付基部30aを介して一体化されたものであって、この取付基部30aを介して回路基板21に固定(例えば複数のビス等により固定)されている。このコネクタ30は、取付基部30aによって連結された一連の接続口31,32が、ケース22とカバー23との間に形成される空間である窓部23aを介して外部へと臨むようになっていて、ここにおいて車両側のコネクタと接続される。
またコネクタ30の取付基部30aの外周側には、回路基板21に形成された位置決め孔33aに差し込まれる位置決め突起33が設けられている。
コネクタ30には、回路基板21上の配線回路パターンに電気的に接続された複数のコネクタピン(雄型端子)31a,32a,が設けられており、これらのコネクタピン31a,32aが図外のコネクタに収容される複数の雌型端子と接続されることで、当該図外のコネクタ(雌型端子)に接続されるセンサー類やポンプ等の所定の機器と電気的に接続されることとなる。
ケース22は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料によって略板状、より詳しくは周縁がわずかに立ち上がる浅い箱状に一体形成されたものである。具体的には、ほぼ矩形状の底壁27aの外周縁に正面壁27bおよび側壁27cが立設され、全体が上方へ開口するように構成されている。
回路基板21の取付固定は、ケース22の底壁27aの内壁面であって、正面壁27b寄りで且つ正面壁27bの長手方向中央に立設された基板固定部28を介して行われる。この基板固定部28には、回路基板21の固定に供する図外のビスが螺合する雌ねじ穴28aが形成されている。ビスが各雌ねじ穴28aに螺着されることによって、回路基板21が各基板固定部28に支持された状態でケース22に固定されることとなる。
また、ケース22における側壁27cの外側部には、電子制御装置20の車体(図示省略)への取付に供する一対のブラケット25,26が一体に設けられている。これらブラケット25,26には、上下方向に貫通する貫通孔25a,側方に開口する切欠溝26aがそれぞれ設けられていて、これら貫通孔25a,切欠溝26aを挿通するボルト等によって、車体側への取付が行われる。
カバー23は、金属材料に比べて軽量かつ低コストで所定の合成樹脂材料によって略箱状に一体成形されたものであり、回路基板21及びコネクタ30の上方を覆う上壁部35と、上記の窓部23aを除く上壁部35の周縁の三方を囲う側壁36と、を有している。
このカバー23は、一実施形態例としては図1〜図3に示すように、四隅に設けられた仮止爪部37が、ケース22の四隅に設けられた突起部29に弾性変形を伴って引っ掛かるように嵌合することでケース22およびコネクタ30を含む回路基板21側に堅牢に組み付けられる、いわゆるスナップフィット式の固定構造となっている。
ここで、図5、図6に筐体の固定構造の例を示す。図5はカバー23の弾性変形を利用したスナップフィット式の固定構造を表しており、図5(a),(b)は、カバー23、ケース22の四隅においてカバー23の仮止爪部37がケース22の突起部29に弾性変形を伴って引っ掛かり嵌合されている状態を示し、図5(c)はカバー23の四隅部位を示し、図5(d)はケース22の四隅部位を示している。
尚図5の固定構造において、金属材料によってカバー23を作製し、弾性を用いて爪の機能を持たせた仮止爪部37をケース22の突起部29に引っ掛けて嵌合させるように構成してもよい。
図6は、カバー23およびケース22の四隅に形成した仮焼き止め部90によって筐体を固定する構造を表しており、図6(a)〜(d)は図5(a)〜(d)に各々対応する部位を示している。
図6において、カバー23の四隅に立設した熱カシメ本体91(図6(c))をケース22の四隅を厚み方向に貫通させた熱カシメ用穴部92(図6(d))に挿入し、図6(b)のように熱カシメ頭部93を熱形成することによって仮焼き止め部90(図6(a))が形成される。
このように本実施形態例では、筐体の固定構造として、カバー23の弾性変形を利用したスナップフィット式および熱カシメ方式による簡素な固定構造を採用しているが、これに限らずビスやボルト等を用いた他の固定構造を用いることもできる。
この装置20においては、回路基板21の一端に、側方へ開口するコネクタ30が取り付けられた構造となっている。この関係で、カバー23は、基板の肉厚方向の寸法(高さ)が異なる回路基板21とコネクタ30のそれぞれに応じた段付形状をなしている。具体的には、回路基板21及びコネクタ30を挟んでケース22と対向するカバーの上壁部35には、ケース22の取付面に平行な上段部38と下段部39とが設けられている。
コネクタ30の上方を覆う上段部38は、回路基板21の上方を覆う下段部39に対して、基板厚さ方向の寸法が大きく設定されている。そして、このように高さの異なる上段部38と下段部39とを滑らかに繋ぐ傾斜壁部40が設けられている。
この傾斜壁部40は、ケース22の底壁27aに対して所定の傾斜角度、具体的にはほぼ45度の傾斜角度で平坦に傾斜しており、従って、上段部38や下段部39に対しても同じ傾斜角度で傾斜している。また、傾斜壁部40には、肉厚方向に貫通して形成される通気孔(図示省略)を保護するための防護壁41が設けられる。通気孔は、防水性及び通気性の双方を併せ持つゴアテックス(登録商標)などの薄膜状の通気防水膜が取り付けられたものであって、防護壁41により、例えば洗車時等に高温・高圧の水が通気防水膜へ直接吹き付けられないように保護される。
ケース22の上面側の周縁部とカバー23の下面側の周縁部との合わせ面部である接合面部には、シール剤が充填された筐体シール部51が全周にわたって設けられるとともに、コネクタ30の外周面と筐体の窓部23aの内周面との接合面にも、シール剤が充填されたコネクタシール部52が全周にわたって設けられている。
これら筐体シール部51とコネクタシール部52はコネクタ30の取付基部30aの両側の下部で接続され、この部位では両方のシール部を兼用する形となっている。
尚本実施形態例では、コネクタ30の取付基部30aの下面とケース22の正面壁27b間の接合面部のシール部をコネクタ側筐体シール部51a(本発明のコネクタ側防水シール部)としている。
上記シール剤としては、流動性を有するシール剤であれば特に具体的な構成は限定されるものではなく、例えばエポキシ系やシリコーン系、アクリル系など、電子制御装置20の仕様や要求に応じて適宜選択することができる。
尚、筐体シール部51、コネクタシール部52は、充填したシール剤が固化したときの形状を表している。また図中では、便宜上筐体シール部51とコネクタシール部52を別個に表しているが、両者は固化後一体に構成されるものである。
前記コネクタピン31a,32aとコネクタ側筐体シール部51aの間に位置する、コネクタ30の取付基部30aの下面30ab全域には、ケース22側に突出する本発明の障壁部70がコネクタ30(の取付基部30a)と一体に形成されている。
この障壁部70は、コネクタピン31a,32aの基板接続箇所にフラックス、コーティング剤の塗布や基板ランドへの半田付けがなされる際に、塗布剤、半田ボール、異物等がコネクタ30のシール構成部、特にコネクタ側筐体シール部51aに付着することを抑制する。
61は回路基板21とケース22間に配設される放熱材である。
次に、上記のような本実施形態の電子制御装置20における障壁部の実施例を図7〜図10とともに説明する。尚図7〜図10において図1〜図6と同一部分は同一符号をもって示している。また、図7〜図10は図1のA−A断面矢視図を示している。
<実施例1>
本実施例1では図7に示すように、障壁部70の回路基板21の下面からの突出高さaを、コネクタピン31a,32aの回路基板21の下面からの突出高さbと同一以上に形成した。
このように障壁部70の突出高さaを設定することにより、コネクタピン31a,32aの基板接続箇所(図4(b)に示す塗布剤塗布箇所80)にフラックス、コーティング剤の塗布や基板ランドへの半田付けがなされる際に、塗布剤、半田ボール、異物等がコネクタ側筐体シール部51aに付着することを更に防ぐことができる。
<実施例2>
本実施例2では図8に示すように、コネクタピン31a,32aとコネクタ側筐体シール部51aの間に設ける障壁部70の外周形状をテーパー部70aのようにテーパー状に形成した。
このようにテーパー状に形成することにより、コネクタピン31a,32aの基板接続箇所へ塗布剤を塗布するための塗布ノズルは障壁部70と接触しにくくなる。またテーパー状とすることで、障壁部70の成型が容易となる。
<実施例3>
本実施例3では図9に示すように、テーパー部70aを有した障壁部70の先端部を円形先端部70bのように円形状に形成した。
このように外周がテーパー状で、かつ先端部を円形状に形成することにより、コネクタピン31a,32aの基板接続箇所へ塗布剤を塗布するための塗布ノズルは、より一層障壁部70と接触しにくくなる。また、障壁部70の成型がより一層容易となる。
<実施例4>
本実施例4では図10に示すように、前記障壁部70を前記コネクタ側防水シール部51aのシール溝の側壁として使用し、ケース22の正面壁27bの障壁部70側の壁面27bbと障壁部70の前記壁面27bb側の壁面70cの間の空間51bと、コネクタ側筐体シール部51aとにシール剤を充填している。
このように実施することにより、コネクタ側防水シール部のシール長は、コネクタ側筐体シール部51aのシール溝幅と障壁部70のコネクタの取付基部30aの下面30abからの突出寸法との合計となるので、シール長が長くなって耐塩害性が向上する。さらに、必要なシール長を確保しつつコネクタ側筐体シール部51aのシール溝幅寸法を小さくすることが可能となり、製品のサイズを縮小することができる。
<その他の実施例>
また、前記障壁部70は、コネクタ30および回路基板21を筐体内へ組み付けるときの目標物(目安)となり得るので、塗布剤付着抑制用のみならず、組付けガイドとして兼用することができる。
また、ケース22の前記障壁部70と対向する部位に、例えば障壁部70の先端が嵌合される嵌合部を設けることにより、障壁部70を応力対抗部材として兼用することができる。
20…電子制御装置
21…回路基板
22…ケース
23…カバー
24a,24b…電子部品
25,26…ブラケット
27a…底壁
27b…正面壁
27c…側壁
29…突起部
30…コネクタ
30a…取付基部
30ab…下面
31,32…接続口
31a,32a…コネクタピン
33…位置決め突起
33a…位置決め孔
35…上壁部
36…側壁
37…仮止爪部
38…上段部
39…下段部
40…傾斜壁部
41…防護壁
51…筐体シール部
51a…コネクタ側筐体シール部
51b…空間
52…コネクタシール部
61…放熱材
70…障壁部
70a…テーパー部
70b…円形先端部
70c…壁面
80…塗布剤塗布箇所
90…仮焼き止め部
91…熱カシメ本体
92…熱カシメ用穴部
93…熱カシメ頭部

Claims (5)

  1. 回路基板および該回路基板の一方側に取り付けたコネクタを、コネクタが一対の筐体部材の各周縁部に対向配置される状態で、該一対の筐体部材の間に収容し、
    前記コネクタと前記一対の筐体部材との接合部分、および前記一対の筐体部材間の接合部分を、各々防水シール部を介して液密に接合し、
    前記回路基板と電気的に接続されるコネクタピンの基板接続箇所を設けた電子制御装置であって、
    前記コネクタは、該コネクタに設けられた回路基板取付け用の取付基部との境界部位であって、前記取付基部の下面から該下面に直交する外周方向に所定寸法突出して設けられた境界端部を有し、
    前記コネクタピンの基板接続箇所に対向する側の一方の筐体部材と前記コネクタの取付基部の下面との接合部分であるコネクタ側防水シール部と、前記コネクタピンの基板接続箇所との間に、該コネクタ側防水シール部から所定距離隔てて障壁部を設け、
    前記障壁部の、前記取付基部の下面から該下面に直交する外周方向への突出寸法は、前記境界端部の突出寸法よりも大きく、且つ前記一方の筐体部材までの寸法よりも小さいことを特徴とする電子制御装置。
  2. 前記コネクタの取付基部の下面は、前記回路基板の前記一方の筐体部材に対向する面を前記障壁部側へ延長した延長線よりも、他方の筐体部材側に位置し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. 回路基板および該回路基板の一方側に取り付けたコネクタを、コネクタが一対の筐体部材の各周縁部に対向配置される状態で、該一対の筐体部材の間に収容し、
    前記コネクタと前記一対の筐体部材との接合部分、および前記一対の筐体部材間の接合部分を、各々防水シール部を介して液密に接合し、
    前記回路基板と電気的に接続されるコネクタピンの基板接続箇所を設けた電子制御装置であって、
    前記コネクタピンの基板接続箇所に対向する側の一方の筐体部材と前記コネクタに設けられた回路基板取付け用の取付基部の下面との接合部分であるコネクタ側防水シール部と、前記コネクタピンの基板接続箇所との間に、該コネクタ側防水シール部から所定距離隔てて障壁部を設け、
    前記障壁部の、前記取付基部の下面から該下面に直交する外周方向への突出寸法は、前記一方の筐体部材までの寸法よりも小さく、且つ突出側先端は、前記回路基板の前記一方の筐体部材に対向する面の位置よりも一方の筐体部材側に位置し、
    前記コネクタの取付基部の下面は、前記回路基板の前記一方の筐体部材に対向する面を前記障壁部側へ延長した延長線よりも、他方の筐体部材側に位置していることを特徴とする電子制御装置。
  4. 回路基板および該回路基板の一方側に取り付けたコネクタを、コネクタが一対の筐体部材の各周縁部に対向配置される状態で、該一対の筐体部材の間に収容し、
    前記コネクタと前記一対の筐体部材との接合部分、および前記一対の筐体部材間の接合部分を、各々防水シール部を介して液密に接合し、
    前記回路基板と電気的に接続されるコネクタピンの基板接続箇所を設けた電子制御装置であって、
    前記コネクタの外周には、コネクタシール部が全周に亘って形成され、
    前記コネクタシール部における前記コネクタおよび回路基板の取付け部側の防水シール部と、前記コネクタピンの基板接続箇所の間に、該防水シール部から所定距離隔てて障壁部を設け、
    前記コネクタシール部における前記コネクタおよび回路基板の取付け部側の防水シール部は、前記コネクタピンの基板接続箇所に対向する側の一方の筐体部材に対向する回路基板の面を、前記障壁部側へ延長した延長線上に位置し、かつ前記障壁部の突出寸法は、前記コネクタピンの前記回路基板からの一方の筐体部材側への突出寸法よりも大きく、且つ前記一方の筐体部材までの寸法よりも小さいことを特徴とする電子制御装置。
  5. 回路基板および該回路基板の一方側に取り付けたコネクタを、コネクタが一対の筐体部材の各周縁部に対向配置される状態で、該一対の筐体部材の間に収容し、
    前記コネクタと前記一対の筐体部材との接合部分、および前記一対の筐体部材間の接合部分を、各々防水シール部を介して液密に接合し、
    前記回路基板と電気的に接続されるコネクタピンの基板接続箇所を設けた電子制御装置であって、
    前記コネクタピンの基板接続箇所に対向する側の一方の筐体部材と前記コネクタに設けられた回路基板取付け用の取付基部の下面との接合部分であるコネクタ側防水シール部と、前記コネクタピンの基板接続箇所との間に、該コネクタ側防水シール部から所定距離隔てて障壁部を設け、
    前記障壁部の、前記取付基板の下面から該下面に直交する外周方向への突出寸法は前記一方の筐体部材までの寸法よりも小さく、前記障壁部は、前記コネクタピンの基板接続箇所へのフラックス、コーティング剤塗布時の、フラックス、コーティング剤が付着される位置に配置されることを特徴とする電子制御装置。
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