JP2004207497A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新規な構成による密閉構造タイプの電子制御装置を提供する。
【解決手段】放熱板１とカバー２により筐体が構成され、密閉された筐体内に電子部品４が配置されている。カバー２の中央部にダイヤフラム部１０が設けられ、外面が外部空間と接するとともに内面が内部空間Ｓ１と接している。ダイヤフラム部１０は、カバー２と一体の部材で構成され、受圧部１１の周囲の可撓部１２が波板状になっているとともにカバー２よりも薄くなっている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン、トランスミッション等を制御するための車載用電子制御装置（ＥＣＵ）は、従来、車室内において搭載するのが主流であったが、近年、エンジンルームあるいはエンジン、トランスミッション上に直接搭載したいとの要求が高まっている。電子制御装置（ＥＣＵ）をエンジンルームあるいはエンジン、トランスミッション上に直接搭載する場合においては防水性確保のために筐体を密閉構造とし、その内部に電子部品を配置している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
密閉構造を有するＥＣＵにおける密閉性を確認する方法として、例えばヘリウムリーク検査が行われている。これは次のようにして行われる。第１工程として、密閉構造を有するＥＣＵを高圧のヘリウムガス雰囲気下に配置する。その後の第２工程として、当該ＥＣＵを真空雰囲気下（減圧雰囲気下）に置き、この状態でＥＣＵ筐体内からのヘリウムガスの排出の有無を検出する。
【０００４】
ところが、ヘリウムリーク検査は大型の装置を必要とするとともに手間がかかり面倒なものであった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２６１１５９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、新規な構成による密閉構造タイプの電子制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、筐体における外部に露出する部分での一部領域に、外面が筐体の外部空間と接するとともに内面が筐体の内部空間と接する可動部を設けたことを特徴としている。これにより、筐体の内部圧力と筐体の外部圧力の差により可動部が変形する。これによって、例えば、視覚的に筐体の密閉性を簡単に確認することができたり、筐体の内部圧力と筐体の外部圧力の差を緩和することができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、可動部は、その周辺の筐体と一体の部材で構成されていると、部品点数を少なくすることができる。また、請求項３に記載のように、可動部は、その周辺の筐体とは別の部材で構成されていると、選択性が増す。
【０００９】
請求項４に記載のように、可動部は、受圧部の周囲の部材が波板状になっていると変形しやすい。また、請求項５に記載のように、可動部は、受圧部の周囲の部材が周辺の筐体よりも薄くなっていると、変形しやすい。
【００１０】
請求項６に記載のように、可動部は、受圧部の周囲の部材が波板状になっているとともに周辺の筐体よりも薄くなっていると、より変形しやすい。
請求項７に記載のように、可動部は、受圧部の周囲の部材の材質として、周辺の筐体の材質より圧力による変形量が大きいものを用いることもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、この発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１２】
図１には、本実施形態における車載用電子制御装置（ＥＣＵ）の平面図を示す。図１のＡ−Ａ線での縦断面図を図２に示す。
本ＥＣＵはエンジン制御を行うためのＥＣＵであり、自動車（車両）のエンジンルーム内に配置され、防水対策が講じられている。
【００１３】
図２に示すように、ＥＣＵは放熱板１を具備しており、放熱板１は四角板状をなしている。放熱板１には、例えば鉄の板材が用いられる。放熱板１の上面にはカバー２が設けられ、カバー２は鉄の板材が用いられている。本実施形態においては放熱板１とカバー２により筐体が構成されている。
【００１４】
カバー２は四角箱状をなし、かつ下面が開口し、さらに、外周部には鍔部２ａが全周にわたり形成されている。そして、放熱板１の上面においてカバー２の鍔部２ａが接し、この部分は溶接にて密着状態で固定されている。この筐体（１，２）内、即ち、内部空間Ｓ１において放熱板１の上面には回路基板３が固定され、回路基板３には各種の電子部品４が搭載されている。
【００１５】
放熱板１には貫通孔５が多数形成され、この各貫通孔５には接続端子（リードピン）６が貫通する状態で配置されている。貫通孔５の内部はガラス７にてハーメチックシールされている。筐体（１，２）内において接続端子（リードピン）６の上端面はボンディングワイヤ８にて回路基板３と電気的に接続されている。筐体（１，２）の外部において接続端子（リードピン）６の下端面には外部回路導体（リード部材）９が溶接またはロウ付けされ、接続端子（リードピン）６と外部回路導体（リード部材）９とが電気的に接続されている。
【００１６】
このように、本ＥＣＵは、放熱板１とカバー２により筐体が構成され、密閉された筐体内に電子部品４が配置されている。
外部回路導体（リード部材）９はコネクタを介してワイヤと連結される。このワイヤにはバッテリー、各種センサ、エンジン制御用アクチュエータが接続される。そして、ＥＣＵはセンサ信号にてエンジンの運転状態を検知し各種の演算を実行してインジェクタやイグナイタといったアクチュエータを駆動してエンジンを最適な状態で運転させる。
【００１７】
カバー２の中央部にはダイヤフラム部１０が形成されている。ダイヤフラム部１０は、カバー２と一体の部材で構成されている。ダイヤフラム部１０は中央部の受圧部１１とその周囲の可撓部１２とからなる。受圧部１１は円板状をなしている。可撓部１２は波板状をなすとともに、その厚みｔ２がカバー２の板厚ｔ１よりも薄くなっている（ｔ２＜ｔ１）。つまり、ダイヤフラム部１０は、板材をプレスしてできるカバー２の一部に、カバー２の他の部分より板厚を薄くして波板部（可撓部１２）として構成することで、カバー２のプレス加工と同時に形成することができる。
【００１８】
可動部としてのダイヤフラム部１０は、外面が筐体の外部空間と接するとともに内面が筐体の内部空間Ｓ１と接している。ダイヤフラム部１０の受圧部１１は、筐体（放熱板１、カバー２）の内外の圧力差により変位可能であり、ダイヤフラム部１０は内外圧力差観察部として機能する。
【００１９】
ＥＣＵの製造工程において、カバー２の鍔部２ａを大気圧中で放熱板１の上面に溶接して組付ける。なお、雰囲気は不活性ガス充填のためのガスでも空気でもよい。
【００２０】
組付け後のＥＣＵを検査装置（チャンバー内）に配置し、ＥＣＵを減圧下（例えば０．８気圧）で一定時間放置する。この時、図３に示すように、ダイヤフラム部１０が筐体（１，２）の外方に膨らんでいれば、ＥＣＵの気密性に欠陥がないことを確認できる。即ち、カバー２の一部にダイヤフラム部１０を形成したことにより、圧力変化に対する受圧部１１の変位量、具体的には放熱板１の上面と受圧部１１の上面との距離Ｌ１が大きくなる。これにより、視覚的に密閉性を確認することができる。
【００２１】
また、検査の際にダイヤフラム部１０の受圧部１１の位置、即ち、放熱板１の上面と受圧部１１の上面との距離Ｌ１を測定するようにしてもよい。このようにして気密検査をすることにより、簡単かつ正確に気密検査を行うことができるようになる。
【００２２】
あるいは、ＥＣＵを例えば１．２気圧のチャンバー（検査装置）内に一定時間入れておいたとき、図４に示すように、ダイヤフラム部１０が筐体（１，２）の内方に窪んでいれば、ＥＣＵの気密性に欠陥がないことを確認できる。
【００２３】
他にも、ＥＣＵの回路機能検査のために高低温雰囲気中でＥＣＵを動作させるが、このときに、筐体の内部気体の膨張・収縮でダイヤフラム部１０の受圧部１１が変位していることを検出すれば（形状変化していることを検出すれば）、特別に気密検査工程を設けずに確認することが可能である。詳しくは、温度が低下した時（低温時）に筐体の内部圧力が降下した場合、図４に示すように、ダイヤフラム部１０が筐体の内部にへこむ。また、温度が上昇した時（高温時）に筐体の内部圧力が上昇した場合、図３に示すように、ダイヤフラム部１０が筐体の外部に膨らむ。
【００２４】
また、ダイヤフラム部１０を密閉検査のためだけでなく、応力緩和（内外圧力差の吸収）のために用いることもできる。つまり、温度低下などにより筐体の内部圧力が降下した場合、ダイヤフラム部１０が内部にへこむことで容積が低減し、内圧降下の割合が小さくなる。そのため、接続端子６とガラス７との接合部や、カバー２と放熱板１との溶接部へのストレスが小さくなり、気密信頼性が向上する。同様に、温度が上昇した場合においても、ダイヤフラム部１０が筐体の外側に膨らむことで、筐体の内部圧力が上昇する割合を緩和することができる。
【００２５】
以上のように本実施形態は下記の特徴を有する。
（イ）カバー２の一部領域に、広義には、筐体（１，２）における外部に露出する部分での一部領域に、外面が筐体の外部空間と接するとともに内面が筐体の内部空間Ｓ１と接するダイヤフラム部（可動部）１０を設けた。よって、筐体（１，２）の内部圧力と筐体（１，２）の外部圧力の差によりダイヤフラム部（可動部）１０が変形する。これによって、例えば、視覚的に筐体の密閉性を簡単に確認することができたり、筐体（１，２）の内部圧力と筐体（１，２）の外部圧力の差を緩和する（内外気圧力差を吸収する）ことができる。
（ロ）ダイヤフラム部（可動部）１０は、その周辺の筐体であるカバー２と一体の部材で構成されているので、部品点数を少なくすることができる。
（ハ）ダイヤフラム部（可動部）１０は、受圧部１１の周囲の部材である可撓部１２が波板状になっているので、変形しやすい。
（ニ）ダイヤフラム部（可動部）１０は、受圧部１１の周囲の部材である可撓部１２が、周辺の筐体であるカバー２よりも薄くなっているので、変形しやすい。
（ホ）ダイヤフラム部（可動部）１０は、受圧部１１の周囲の部材である可撓部１２が波板状になっているとともに周辺の筐体であるカバー２よりも薄くなっているので、より変形しやすい。
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００２６】
図５には、本実施形態における車載用電子制御装置（ＥＣＵ）の平面図を示す。図５のＢ−Ｂ線での縦断面図を図６に示す。
図６に示すように、本実施形態においては、放熱板２０と樹脂ケース２１とカバー２２とにより筐体を構成している。放熱板２０は四角板状をなし、金属材料、例えばアルミの板材よりなる。樹脂ケース２１は、四角枠状をなしている。カバー２２は四角板状をなし、樹脂よりなる。また、図５に示すように、四角板状のカバー２２における四隅には突部２２ａがそれぞれ形成されている。同様に、四角板状の放熱板２０における四隅にも突部２０ａ（図６参照）がそれぞれ形成されているとともに、四角枠状の樹脂ケース２１における四隅にも突部２１ａ（図６参照）がそれぞれ形成されている。
【００２７】
放熱板２０の上面にＯリング２３を介して樹脂ケース２１が配置されるとともに、樹脂ケース２１の上面にＯリング２４を介してカバー２２が配置されている。つまり、四角枠状の樹脂ケース２１の下側開口部を塞ぐように放熱板２０が配置されるとともに、四角枠状の樹脂ケース２１の上側開口部を塞ぐようにカバー２２が配置されている。そして、放熱板２０と樹脂ケース２１とカバー２２とを重ねて配置した状態において、放熱板２０の突部２０ａと樹脂ケース２１の突部２１ａとカバー２２の突部２２ａとを貫通するリベット２５により３つの部材（２０，２１，２２）が連結支持されている。この状態においては、放熱板２０と樹脂ケース２１との間はＯリング２３にて気密が保持されているとともに、樹脂ケース２１とカバー２２との間はＯリング２４にて気密が保持されている。
【００２８】
この密閉された筐体内（内部空間Ｓ１）において、放熱板２０の上面には回路基板２６が固定され、回路基板２６には各種の電子部品２７が搭載されている。
樹脂ケース２１には多数の接続端子２８が埋設され、その接続端子２８の一端は筐体内に位置し、他端は筐体の外部に位置している。筐体の内部において接続端子２８はボンディングワイヤ２９にて回路基板２６と電気的に接続されている。筐体の外部において接続端子２８は外部回路導体３０と溶接され、接続端子２８と外部回路導体３０とが電気的に接続されている。
【００２９】
カバー２２の中央部には透孔３１が形成され、この透孔３１は図５に示すように円形をなしている。カバー２２の上面にはダイヤフラム構造体３２が透孔３１を塞ぐように配置されている。ダイヤフラム構造体３２は金属の薄い板材よりなる。具体的には鋼板材を挙げることができる。ダイヤフラム構造体３２は図５に示すように円形をなしている。ダイヤフラム構造体３２は、中央部の受圧部３３と、その周囲の可撓部３４と、その外周の平坦部３５からなる。受圧部３３は円形をなしている。可撓部３４は波板形状をなしている。ダイヤフラム構造体３２の平坦部３５はカバー２２の上面に密着した状態で接着され、カバー２２の透孔３１の内方に可撓部３４と受圧部３３が位置している。
【００３０】
可動部としてのダイヤフラム構造体３２は、外面が筐体の外部空間と接するとともに内面が筐体の内部空間Ｓ１と接している。ダイヤフラム構造体３２の受圧部３３は、筐体（放熱板２０、樹脂ケース２１、カバー２２）の内外の圧力差により変位可能であり、ダイヤフラム構造体３２は内外圧力差観察部材や内外圧力差緩和部材として機能する。
【００３１】
このようにダイヤフラム構造体３２は、カバー２２とは別の部材で構成されているとともに、受圧部３３の周囲の可撓部３４が波板形状をなし、かつ、材質はカバー２２の材質より圧力による変形量が大きいものを用いている。つまり、ダイヤフラム構造体３２の板厚を部分的に変える必要は無く、材質として、圧力を加えたときの変形量がカバー２２の材質より大きければよい。
【００３２】
以上のごとく、ダイヤフラム構造体（可動部）３２は、その周辺の筐体であるカバー２２とは別の部材で構成されているので、選択性が増す。
また、ダイヤフラム構造体（可動部）３２は、受圧部３３の周囲の部材である可撓部３４の材質として、周辺の筐体であるカバー２２の材質より圧力による変形量が大きいものを用いているので、実用上好ましいものとなる。
【００３３】
なお、ダイヤフラム構造体３２のカバー２２への固定方法として、接着以外にも樹脂製カバー２２に対し一体成形（射出成形）で構成することにより固定してもよい。あるいは、カバー２２およびダイヤフラム構造体３２が金属材料である場合にはダイヤフラム構造体３２の平坦部３５をカバー２２に溶接してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における車載用電子制御装置（ＥＣＵ）の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図３】作用を説明するための車載用電子制御装置（ＥＣＵ）の縦断面図。
【図４】作用を説明するための車載用電子制御装置（ＥＣＵ）の縦断面図。
【図５】第２の実の施形態における車載用電子制御装置（ＥＣＵ）の平面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ線での縦断面図。
【符号の説明】
１…放熱板、２…カバー、３…回路基板、４…電子部品、１０…ダイヤフラム部、１１…受圧部、１２…可撓部、２０…放熱板、２１…樹脂ケース、２２…カバー、２６…回路基板、２７…電子部品、３２…ダイヤフラム構造体、３３…受圧部、３４…可撓部。

Claims (7)

1. 密閉された筐体（１，２，２０，２１，２２）内に電子部品（４，２７）を配置した電子制御装置であって、
   前記筐体（１，２，２０，２１，２２）における外部に露出する部分での一部領域に、外面が筐体の外部空間と接するとともに内面が筐体の内部空間（Ｓ１）と接する可動部（１０，３２）を設けたことを特徴とする電子制御装置。
2. 前記可動部（１０）は、その周辺の筐体（２）と一体の部材で構成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. 前記可動部（３２）は、その周辺の筐体（２２）とは別の部材で構成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。
4. 前記可動部（１０，３２）は、受圧部（１１，３３）の周囲の部材（１２，３４）が波板状になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子制御装置。
5. 前記可動部（１０）は、受圧部（１１）の周囲の部材（１２）が周辺の筐体（２）よりも薄くなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子制御装置。
6. 前記可動部（１０）は、受圧部（１１）の周囲の部材（１２）が波板状になっているとともに周辺の筐体（２）よりも薄くなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子制御装置。
7. 前記可動部（３２）は、受圧部（３３）の周囲の部材（３４）の材質として、周辺の筐体（２２）の材質より圧力による変形量が大きいものを用いたことを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。

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