JP6715196B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ケースに基板を収納してなる電子制御装置に関する。

基板と、この基板を収納するケースとからなる電子制御装置が実用に供されており、電子制御装置の構造が各種提案されてきた（例えば、特許文献１（図１）参照）。

特許文献１の図１（ｂ）に示される基板（１０）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）は、コネクタ（３０、４０）を備えている。
特許文献１の図１（ａ）に示されるように、袋状のケース（５０）に基板が挿入され、コネクタ（３０、４０）が突出した状態で、ケース（５０）に樹脂モールド（Ｓ）が充填固化される。これにより電子制御装置（１）が得られる。

ケース（５０）は、上面に複数の凸部を有し形状が複雑であるため、一般に樹脂成形品とされる。樹脂成形品であれば、複雑な形状を容易に得ることができるからである。
基板（１０）に大きな容量のパワー系電子部品が実装される場合、パワー系電子部品は発熱量が大きいため、熱対策が必要になる。

樹脂は熱伝導率が低いため、発熱量が大きい電子部品を実装した基板（１０）を収納した場合に、ケース（５０）が高温になり、ケース（５０）の耐熱性を高めることが求められる。

また、特許文献１では、ケース（５０）は封筒型であって、一端にのみ開口部を備え、この開口部から２個のコネクタ（３０、４０）を突出させている。性能向上に伴って、コネクタの数が増えた場合には、開口部の開口長さ（又は開口面積）を大きくする必要がある。すると、ケース（５０）が大型になる。
電子制御装置（１）の小型化が求められる中、コネクタの数が増えてもケースが大きくならないような構造が望まれる。

特開２０１５−２１１１０９号公報

本発明は、コネクタを備える基板とこの基板を収納するケースとで構成される電子制御装置において、ケースの耐熱性を高めることができると共にコネクタの数が増えてもケースが大きくならないような構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、一端に第１コネクタが設けられている第１基板と、
一端に第２コネクタが設けられている第２基板と、
前記第１コネクタに対して前記第２コネクタが逆向きになるように配置し且つ平面視で互いに重なるようにして、前記第１基板及び第２基板を保持する左右一対のスライダと、
一端に第１開口部を有し他端に第２開口部を有する金属製筒体であって、前記第１開口部から前記第１コネクタが突出し前記第２開口部から前記第２コネクタが突出するようにして、前記左右一対のスライダと共に前記第１基板及び前記第２基板を収納するケースと、を備えてなり、
前記スライダは、前記ケースの内面に沿ってスライドする部材であって、前記第１基板及び前記第２基板と前記ケースとの間に介在させた部材であることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、第１開口部は左右一対のスライダと共に第１基板及び第２基板が通過可能な大きさの開口であり、第２開口部は、第２コネクタが通過可能な大きさの開口であり、第２開口部と第２コネクタとの間に、ゴムパッキンが設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、スライダは、第１基板を保持する第１保持部と第２基板を保持する第２保持部とを備えており、ケースとスライダの間に、ケースにスライダをロックするロック機構を備えていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、第１開口部は樹脂注入口を兼ねており、ケース内に樹脂モールドが充填されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ケースは金属製とした。金属であれば、樹脂よりも放熱性能が高まる上に耐熱温度も高くなる。放熱性能が高まるとケースの表面温度が下がる。
加えて、ケースは一端に第１開口部を備え他端に第２開口部を備えるため、第１開口部から第１コネクタを突出させ、第２開口部から第２コネクタを突出させることができる。２つの開口部を有するため、コネクタの数が増えてもケースが大型化する心配はない。
よって、本発明によれば、ケースの耐熱性を高めることができると共にコネクタの数が増えてもケースが大きくならないような電子制御装置が提供される。
加えて、本発明では、スライダを第１基板及び第２基板とケースとの間に介在させたので、第１基板及び第２基板がケースに接触する等の不具合が起こらない。

請求項２に係る発明では、第２開口部は、第２コネクタが通過可能な大きさの開口であり、第２開口部と第２コネクタとの間に、ゴムパッキンが設けられている。スライダで第２コネクタを第２開口部側へ付勢することができ、このことにより、第２開口部と第２コネクタの間のゴムパッキンを圧縮することができ、第２開口部と第２コネクタの間のシール性を高めることができる。

請求項３に係る発明では、ケースとスライダの間に、ケースにスライダをロックするロック機構を備えている。第２開口部と第２コネクタの間のゴムパッキンを配置した場合には、ロック機構によりゴムパッキンを圧縮した状態で第２コネクタをその位置に留めることができる。また、後工程でケース内部に樹脂モールドを施す場合には、樹脂モール（樹脂材料）を充填する際に、ロック機構により第１・第２基板が浮き上がること防止することができる。
ロック機構は、一般に爪が凹部に嵌る構造が採用され、爪が凹部に嵌る際にクリック感が得られる。クリック感により、スライダの挿入位置が適正に定まる。

請求項４に係る発明では、第１開口部は樹脂注入口を兼ねており、ケース内に樹脂モールドが充填される。樹脂モールドにより、ケースに第１・第２基板が固定される。
第１開口部と樹脂注入口を各々設ける場合に比較して、第１開口部のみを設けることにより、ケースの構造が簡単になる

本発明に係る第１・第２基板及びスライダの斜視図である。 本発明に係る電子制御装置の分解斜視図である。 樹脂モールド工程を説明する図である。 本発明に係る電子制御装置の斜視図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１（ａ）に示すように、第１基板２０は、第１コネクタ２１から延びる第１脚部２２に対応する第１脚挿入穴２３と、電子部品２４から延びる端子２５に対応するスルーホール２６とを有する。スルーホール２６に端子２５を挿入し半田固定すると共に第１脚部２２を第１脚挿入穴２３に挿入することで、一端に第１コネクタ２１が設けられ電子部品２４が実装されている第１基板２０が得られる。

図１（ｂ）に示すように、第２基板３０は、第２コネクタ３１及び第３コネクタ３２から第２基板３０側へ延びる第２脚部３３に対応する第２脚挿入穴３４を有する。第２脚部３３を第２脚挿入穴３４に挿入することで第２基板３０が得られる。

第２コネクタ３１及び第３コネクタ３２は、第２基板３０から離れる方向へ延びる第３脚部３５を更に備えている。
図１（ａ）にて、第１基板２０は、第１脚挿入穴２３から最も離れた部位に第３脚挿入穴２７を更に有している。図１（ｂ）に示す第２基板３０を反転し、更に矢印（１）の如く第３脚部３５を第３脚挿入穴２７へ挿入する。
結果、図１（ｃ）に示すように、第１コネクタ２１に対して第２コネクタ３１及び第３コネクタ３２が逆向きになるように配置し且つ平面視で第１基板２０に第２基板３０が重なったような仮組み体が得られる。

図１（ｃ）で、更に左右一対のスライダ４０Ｌ、４０Ｒ（Ｌは左、Ｒは右を示す添え字である。以下同様）を準備する。
図１（ｄ）に示すように、スライダ４０Ｒは、基部４１の下部に第１基板２０を差し込むことができる溝状の第１保持部４２を有し、基部４１の上部に第２基板３０を差し込むことができる溝状の第２保持部４４を有し、この第２保持部４４の上に上下方向に揺動する腕部４５を一体的に有し、先端部４６に第２・第３コネクタの背面（図１（ｂ）、符号３６）に当接する押圧片４７を一体的に有している。
腕部４５は、コ字切欠き４８を備えている。コ字切欠き４８は凹部でもよい。

なお、スライダ４０Ｒは、基部４１に対して先端部４６の高さ寸法が小さくなるようなテーパー形状にした。また、他方のスライダ４０Ｌはスライダ４０Ｒに対して、いわゆる勝手反対の形状とされ、その他の構成はスライダ４０Ｒと同じであるため、他方のスライダ４０Ｌの詳細な説明は省略する。

図１（ｅ）に示すように、腕部４５は上下に揺動可能な構造とされる。そして、第１保持部４２に第１基板２０を差し込み、第２保持部４４に第２基板３０を差し込むことができる。
図１（ｅ）の要領で、図１（ｃ）にて、第１・第２基板２０、３０に一対のスライダ４０Ｌ、４０Ｒを取付ける。

図２にて、ケース５０の構造を説明する。
図２（ａ）に示すように、ケース５０は、一端に第１開口部５１を有し他端に第２開口部５２を有する金属製筒体である。
第１開口部５１は左右一対のスライダ４０Ｌ、４０Ｒと共に第１基板２０及び第２基板３０が通過可能な大きさの開口である。

対して、第２開口部５２は、第２コネクタ３１及び第３コネクタ３２だけが通過可能な大きさの開口である。
すなわち、ケース５０の他端に底部５３が設けられ、この底部５３に第２開口部５２が設けられている。

金属製のケース５０は、アルミダイカスト品が好適である。アルミダイカスト品は鋳物の一種であるため、鋳型から容易に外すことができるように抜き勾配を設ける必要がある。
そこで、第２開口部５２から第１開口部５１へ広がるように、ケース５０の天井、底、側壁をテーパー構造にした。

先に述べたようにスライダ４０Ｌ、４０Ｒは先端部４６が狭くなるようにテーパー形状とされているため、このテーパーを利用して、第１開口部５１側からケース５０に左右一対のスライダ４０Ｌ、４０Ｒと共に第１基板２０及び第２基板３０を挿入することができる。

また、第２コネクタ３１及び第３コネクタ３２は共通のフランジ３７を一体的に備えており、このフランジ３７に環状のゴムパッキン３８が取付けられている。フランジ３７の外径は第２開口部５２の大きさよりは十分に大きい。
底部５３の背面にゴムパッキン３８が当接する。第２・第３コネクタ３１、３２は、押圧片（図１（ｂ）、符号４７）で押され、ゴムパッキン３８を適度に圧縮する。結果、第２開口部５２と第２・第３コネクタ３２との間が良好にシールされる。

ケース５０には、第１開口部５１の上方位置に、下方へ窪む段部５５と、この段部５５の途中に上方へ突出するロック爪５６とを備えている。
図２（ｂ）に示すように、腕部４５が段部５５に収納され、コ字切欠き４８にロック爪５６が収納される。詳細には、腕部４５がロック爪５６に乗り上がった状態で移動し、コ字切欠き４８にロック爪５６に合致した時点で腕部４５が下がる。この下がるときに、いわゆるクリック感（クリック音を含む。）が発生する。クリック感により、スライダ４０Ｌ、４０Ｒ等の挿入が完了したことを知ることができる。

ケース５０側のロック爪５６と、スライダ４０Ｌ側の腕部４５と、腕部４５に設けたコ字切欠き４８とで、ロック機構６０が構成される。

なお、ロック機構６０は、ケース５０とスライダ４０Ｌ、４０Ｒの間に設けられ、ケース５０にスライダ４０Ｌ、４０Ｒをロックする機構であれば、実施例の構造に限定されるものではない。ロック機構６０は、スライダ４０Ｌとスライダ４０Ｒの一方のみに設けてもよい。

次に、図３に示すように、第１開口部５１が上になるようにケース５０を立てる。ケース５０は、底が第２・第３コネクタ３１、３２で塞がれているため、見かけ上、上部のみが開口する袋体となる。そこで、注入器６２により、樹脂材料６３を第１開口部５１（正しくは、第１コネクタ２１の側方）を通じてケース５０内部へ注入する。固まると樹脂モールド（図４、符号６４）になる。

樹脂材料６３は、二液タイプ（ウレタン系樹脂又はエポキシ系樹脂）が推奨される。一液タイプは低温保管が必要であり、粘度が高く流動性に難がある。この点、二液タイプであれば常温保管が可能であり、流動性に富み、細部まで浸透する。

樹脂材料６３を注入する際に、第１基板２０や第２基板３０に樹脂圧力が加わる。しかし、図１（ｅ）に示す第１保持部４２で第１基板２０が保持され、第２保持部４４で第２基板３０が保持されると共に、図２に示すロック機構６０でスライダ４０Ｌ、４０Ｒがロックされているため、第１基板２０や第２基板３０が浮き上がる心配はない。結果、電子制御装置１０の仕上がり精度を高めることができる。

図４に示すように、電子制御装置１０では、ケース５０の第１開口部５１から第１コネクタ２１が突出し、ケース５０の第２開口部５２から第２コネクタ３１及び第３コネクタ３２が突出するようにした。ケース５０は一端及び他端に各々開口部５１、５２を有するため、コネクタ２１、３１、３２の数が増えてもケース５０が大型化する心配はない。

また、ケース５０はアルミダイカストなどによる金属製とした。金属であれば、樹脂より熱伝導率が高い。熱伝導率が高いと、ケース５０内部の熱が盛んに大気に放出される。すなわち。放熱性能が高まると、ケース５０の温度が下がり、内部の電子部品が適度に保護される。

また、仮にケース５０が樹脂製である場合には、耐熱性能が低いために放熱面積を増やしてケース自体の温度を下げる必要がある。放熱面積はケースを大型化することで達成できる。しかし、ケース５０の大型化は好ましくない。
この点、本実施例のようにケース５０が金属製であれば、耐熱性能が高いため、放熱面積を増やす必要が無く、ケース５０の小型化が容易に達成できる。

よって、ケース５０を金属製にすることの利点は大きい。ただし、金属製ケースは樹脂製ケースより、大きな角度の抜き勾配を設ける必要がある。勾配が大きいと基板がケースの内面に接触しやすくなる。接触すると基板は振動の影響を受ける。
この点、本実施例では、テーパーが付いたスライダ４０Ｌ、４０Ｒを介在させて、接触等の不具合が起こらないようにした。スライダ４０Ｌ、４０Ｒは樹脂製で差し支えない。

尚、図４において、第３コネクタ３２は省いてもよい。この場合は、コネクタの総数は２となる。
又は、第１開口部５１から第１コネクタ２１に加えて第４コネクタを突出させてもよい。この場合は、コネクタの総数は４となる。

また、本発明の電子制御装置１０は、小型化が求められる車載装置に好適であるが、他の用途に適用することは差し支えない。

本発明は車両に搭載される電子制御装置に好適である。

１０…電子制御装置、２０…第１基板、２１…第１コネクタ、３０…第２基板、３１…第２コネクタ、３８…ゴムパッキン、４０Ｌ、４０Ｒ……スライダ、４２、４４…保持部、５０…ケース、５１…第１開口部、５２…第２開口部、６０…ロック機構、６４…樹脂モールド。

Claims (4)

1. 一端に第１コネクタが設けられている第１基板と、
   一端に第２コネクタが設けられている第２基板と、
   前記第１コネクタに対して前記第２コネクタが逆向きになるように配置し且つ平面視で互いに重なるようにして、前記第１基板及び第２基板を保持する左右一対のスライダと、
   一端に第１開口部を有し他端に第２開口部を有する金属製筒体であって、前記第１開口部から前記第１コネクタが突出し前記第２開口部から前記第２コネクタが突出するようにして、前記左右一対のスライダと共に前記第１基板及び前記第２基板を収納するケースと、を備えてなり、
   前記スライダは、前記ケースの内面に沿ってスライドする部材であって、前記第１基板及び前記第２基板と前記ケースとの間に介在させた部材であることを特徴とする電子制御装置。
   
2. 前記第１開口部は前記左右一対のスライダと共に前記第１基板及び前記第２基板が通過可能な大きさの開口であり、
   前記第２開口部は、前記第２コネクタが通過可能な大きさの開口であり、
   前記第２開口部と前記第２コネクタとの間に、ゴムパッキンが設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
   
3. 前記スライダは、前記第１基板を保持する第１保持部と前記第２基板を保持する第２保持部とを備えており、
   前記ケースと前記スライダの間に、前記ケースに前記スライダをロックするロック機構を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子制御装置。
4. 前記第１開口部は樹脂注入口を兼ねており、前記ケース内に樹脂モールドが充填されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１記載の電子制御装置。

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