JP2004319169A - 電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】短辺2a、長辺2bおよび二辺の傾斜面2cを有する略台形状のコネクタ2と、上面が開口していると共に、側面の一面が傾斜面2cと対向する二辺の傾斜面1aと短辺2aと対向する辺1cを含む凹部1dとされ、この凹部1dにコネクタ2が嵌め込まれるように構成されたケース1と、ケース1とコネクタ2との間に配置され、これらの間のシールを行うシール材3とを備えた電子制御装置において、コネクタ2のうち短辺2aと傾斜面2cとによって形成されるコネクタ斜面傾斜角度Aに対し、ケース1のうち短辺2aと対向する辺1cと傾斜面1aによって形成されるケース斜面傾斜角度Bが大きくなるようにする。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、防水構造を有する電子制御装置に関するもので、例えば、エンジンECU等に適用して好適である。
【0002】
【従来の技術】
図12に、従来の電子制御装置の正面図を示す。この図は、電子制御装置の回路基板を収容するためのケースJ1にコネクタJ2を組み付けたときの様子を示している。
【0003】
電子制御装置は、略直方体を成すケースJ1の側面の一面に形成された台形状の凹部J3に台形状のコネクタJ2を固定することで構成される。コネクタJ2とケースJ1とはシール材J4を介して接着され、このシール材J4によりコネクタJ2とケースJ1と間の防水構造が成されている。このような構造の電子制御装置では、コネクタJ2とケースJ1との接続部分に傾斜面J5、J6が形成され、各傾斜面J5、J6の角度、つまりコネクタ斜面傾斜角度Aとケース斜面傾斜角度Bとが等しくなるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の電子制御装置において、コネクタJ2が熱膨張した場合の様子を図13に示す。この図に示されるように、コネクタJ2が熱膨張すると、短辺(紙面下側の辺)J7と比べて長辺(紙面上側の辺)J8の方の寸法変化が大きくなる。このため、長辺J8側においてシール材J4が高圧縮され、亀裂が入ってしまう場合がある。このような場合、コネクタJ2とケースJ1とに囲まれた電子制御装置の気密性が保持できなくなるという問題がある。この問題は、コネクタJ2とケースJ1とが線膨張係数の異なる材質で構成されている場合、特にコネクタJ2の方がケースJ1よりも線膨張係数が大きい材質とされている場合に顕著となる。
【0005】
また、各傾斜面の角度が急峻な場合、図14(a)に示すようにコネクタJ2をケースJ1に組み付ける際に、コネクタJ2にてシール材J4を紙面下側(コネクタJ2の組み付け方向)に押込んでしまうことがある。このため、図14(b)に示すように紙面上側においてコネクタJ2とケースJ1との間のシール材充填量が不足し、気密性が確保できなくなるという問題も発生し得る。
【0006】
本発明は上記点に鑑みて、電子制御装置において、コネクタとケースとの間のシールが的確に行えるようにすることで、気密性を確保できるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、短辺(2a)、長辺(2b)および二辺の第1傾斜部(2c)を有する略台形状のコネクタ(2)と、上面が開口していると共に、側面の一面が第1傾斜部と対向する二辺の第1傾斜部(1a)と短辺と対向する辺(1c)を含む凹部(1d)とされ、この凹部にコネクタが嵌め込まれるように構成されたケース(1)と、ケースとコネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材(3)とを備え、コネクタのうち短辺と第1傾斜部とによって形成されるコネクタ斜面傾斜角度Aに対し、ケースのうち短辺と対向する辺と第2傾斜部によって形成されるケース斜面傾斜角度Bが大きくされていることを特徴としている。
【0008】
このように、コネクタ斜面傾斜角度Aに対してケース斜面傾斜角度Bを大きくすることで、シール材が押し込まれる量を低減することが可能となる。従って、コネクタの長辺側においてもシール材の充填量を十分確保することが可能となる。
【0009】
例えば、請求項2に示すように、ケース斜面傾斜角度Bとコネクタ斜面傾斜角度Aとの差は1°以上とされる。また、請求項3に示すように、コネクタのうち、長辺と第1傾斜部とによって形成される角部を面取り部(2d)とすることもできる。なお、この面取り部は、請求項4に示すように、長辺に対して略垂直を成すように構成することも可能である。
【0010】
請求項5に記載の発明では、コネクタの第1傾斜部とケースの第2傾斜部との間のうち凹部の底側に位置する部位の間隔をS1、凹部の入口側に位置する部位の間隔をS2とし、短辺をC1、長辺をC2、コネクタの線膨張係数をα、コネクタの温度をTとすると、((αT・C1−C1)/2)/S1≧((αT・C2−C2)/2)/S2の関係を満たしていることを特徴としている。
【0011】
このような関係を満たすように各部位のサイズを設定すれば、コネクタの短辺側におけるシール材の圧縮率≧長辺側におけるシール材の圧縮率となる。このように、コネクタが熱膨張した際に、コネクタの長辺側におけるシール材の圧縮率が短辺側における圧縮率と同等もしくはそれ以下とされている。このため、コネクタの長辺側においてシール材に亀裂が生じるという問題を防止することができる。
【0012】
請求項6に記載の発明では、二辺の第1傾斜部(2c)を有するコネクタ(2)と、上面が開口していると共に、側面の一面が第1傾斜部と対向する二辺の第1傾斜部(1a)を含む凹部(1d)とされ、この凹部にコネクタが嵌め込まれるように構成されたケース(1)と、ケースとコネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材(3)とを備え、コネクタの第1傾斜部とケースの第2傾斜部との間隔は、凹部の入口側に位置する部位の方が、凹部の底側に位置する部位よりも広くなっていることを特徴としている。
【0013】
このような構成とすれば、コネクタの長辺側の方が短辺側よりもシール材の厚みが厚くなり、シール材が厚くされた分、コネクタが熱膨張してもそれによって発生する応力を緩和することが可能となる。そして、熱膨張による寸法変化が大きくなる長辺側においてコネクタとケースとのクリアランスが短辺側よりも大きくなっていることから、コネクタが熱膨張した際においても、長辺側においてケース材の圧縮率が高くなり過ぎることを防止することができる。従って、コネクタの長辺側においてシール材に亀裂が生じるという問題を防止することができる。
【0014】
請求項7に記載の発明では、二辺の第1傾斜部(2c)を有するコネクタ(2)と、上面が開口していると共に、側面の一面が第1傾斜部と対向する二辺の第1傾斜部(1a)を含む凹部(1d)とされ、この凹部にコネクタが嵌め込まれるように構成されたケース(1)と、ケースとコネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材(3)とを備え、ケースの第2傾斜部は段形状とされていることを特徴としている。
【0015】
このように、第2傾斜部を段形状で構成すれば、段形状の部分にシール材が引っ掛かるため、コネクタをケースの凹部に嵌め込む際にシール材を押し込んでしまうことを抑制することが可能である。
【0016】
以上のような請求項1乃至請求項7に記載の構成は、請求項8に示すように、ケースとコネクタとは線膨張係数が異なる材質で構成されている場合、特に、請求項9に示すようなコネクタの線膨張係数がケースよりも大きくなっている場合に適用されると好適である。
【0017】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1に、本発明の第1実施形態にかかる電子制御装置のコネクタをケースに組み付ける際の様子を示す。また、図2に、コネクタをケースに組み付けた後における電子制御装置の正面図を示す。
【0019】
電子制御装置は、例えばケース1に対して回路基板10が取り付けられたコネクタ2を組み付け、さらに図示しないカバーでケース1およびコネクタ3を蓋締めすることで構成される。ケース1へのコネクタ2の組み付けは、シール材3を介して行われている。
【0020】
ケース1は、例えばアルミなどの金属または樹脂などで構成されている。このケース1は、略直方体を成しており、略直方体の上面が開口し、かつ、側面の一面に傾斜面(第2傾斜部)1aと底面1bと平行な面1cとで構成された逆等脚台形状の凹部1dが形成された構成となっている。このケース1の凹部1dの傾斜面1aと底面1bと平行な面1cとが成す角度、つまりケース斜面傾斜角度Bは例えば101°〜131°とされている。
【0021】
コネクタ2は、ケース1とは線膨張係数が異なる部材、具体的にはケース1よりも線膨張係数が大きな部材で形成され、例えば樹脂などで構成されている。このコネクタ2は、上底に相当する短辺2a、下底に相当する長辺2bおよび2つの傾斜面(第1傾斜部)2cとを有する略等脚台形を成しており、ケース1における凹部1dと対応した形状となっている。そして、コネクタ2が上下逆向きとされて(逆台形状とされて)ケース1の凹部1dに嵌め込まれるようになっている。コネクタ2のうち短辺2aと両傾斜面2cとが成す角度、つまりコネクタ斜面傾斜角度Aは例えば100°〜130°とされ、ケース斜面傾斜角度Bよりも小さく設計されている。具体的には、コネクタ斜面傾斜角度Bとケース斜面傾斜角度Aとの差が1°以上となるように設定されている。このため、コネクタ2をケース1の凹部1dに嵌め入れると、室温時には、図1に示されるように、コネクタ2の長辺2b側におけるコネクタ2とケース1との間隔がコネクタ2の短辺2a側におけるコネクタ2とケース1との間隔よりも広くなる。
【0022】
シール材3は、例えばシリコーン等の液状材料又は弾性材料で構成されている。このシール材3は、コネクタ2とケース1との間に隙間なく充填されており、これによりケース1内への水の浸入を防止する防水構造が成される。
【0023】
さらに、本実施形態における電子制御装置では、シール材3のうち、コネクタ2の短辺2a側(紙面下側)に位置する部位の圧縮率に対して、長辺2b側(紙面上側)に位置する部位それぞれの圧縮率が同等もしくはそれ以下となるように設定されている。具体的には、これら各圧縮率は、コネクタ2を構成する材質(例えば樹脂)の線膨張係数をα、電子制御装置の使用温度(コネクタ2の温度)をTとし、図3に示されるように、短辺2aの長さをC1、長辺2bの長さをC2、ケース1とコネクタ2との間のクリアランスをS1、S2とすれば、以下の式で表される。
【0024】
【数1】
短辺2a側の圧縮率=((αT・C1−C1)/2)/S1
【0025】
【数2】
長辺2b側の圧縮率=((αT・C2−C2)/2)/S2
これらの数式において、短辺2a側の圧縮率≧長辺2b側の圧縮率となるように、すなわち((αT・C1−C1)/2)/S1≧((αT・C2−C2)/2)/S2の関係を満たすように各部位の値が設定されている。
【0026】
以上のように構成された電子制御装置は、ケース1またはコネクタ2の一方にシール材3を塗布したのち、シール材3を介してコネクタ2をケース1の凹部1d内に接着することで完成する。このときの様子を図4に示す。図4(a)は、コネクタ2をケース1の凹部1dに嵌め込んでいる途中の図、図4(b)は、コネクタ2をケース1の凹部1dに嵌め込み終えた時の図である。
【0027】
コネクタ2をケース1の凹部1dに嵌め込む際、シール材3がコネクタ2の短辺2aおよび両傾斜面2cによって押されるが、図4に示されるように、コネクタ斜面傾斜角度Aがケース斜面傾斜角度Bよりも小さくされているため、シール材3が押し込まれる量を低減することが可能となる。従って、コネクタ2の長辺2b側においてもシール材3の充填量を十分確保することが可能となる。
【0028】
このように、本実施形態における電子制御装置においては、コネクタ斜面傾斜角度Aがケース斜面傾斜角度Bよりも小さく設定されている。このため、コネクタ2の長辺2b側においてもシール材3の充填量を確保することができ、シール材3により電子制御装置の気密性を確保することが可能である。
【0029】
また、このような角度設定により、コネクタ2の長辺2b側の方が短辺2a側よりもシール材3の厚みが厚くなり、シール材3が厚くされた分、コネクタ2が熱膨張してもそれによって発生する応力を緩和することが可能となる。そして、熱膨張による寸法変化が大きくなる長辺2b側においてコネクタ2とケース1とのクリアランスが短辺2a側よりも大きくなっていることから、コネクタ2が熱膨張した際においても、図5に示されるように長辺2b側においてケース材3の圧縮率が高くなり過ぎることを防止することができる。従って、コネクタ2の長辺2b側においてシール材3に亀裂が生じるという問題を防止することができる。
【0030】
さらに、本実施形態では、コネクタ2が熱膨張した際に、コネクタ2の長辺2b側におけるシール材3の圧縮率が短辺2a側における圧縮率と同等もしくはそれ以下とされている。このため、コネクタ2の長辺2b側におけるシール材3の圧縮率が短辺2a側における圧縮率よりも高くなって、コネクタ2の長辺2b側においてシール材3に亀裂が生じるという問題をより効果的に防止することができる。
【0031】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。図6に、本実施形態における電子制御装置の正面図を示す。本実施形態の電子制御装置は、コネクタ2の形状を第1実施形態に対して変更したものであり、その他の構成については第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【0032】
本実施形態では、図6に示すように、第1実施形態において台形に形成されたコネクタ2の長辺2b側の両角部を面取りした面取り部2dとすることで、長辺2bをさらに短くしたものである。具体的には、面取り部2dは、長辺2bに対して略垂直を成すような角度で形成されている。このような構成により、コネクタ2の長辺2b側においてコネクタ2とケース1との間のクリアランスがより大きくなり、第1実施形態よりもシール材3の厚みを厚くすることが可能となる。
【0033】
従って、コネクタ2の長辺2b側におけるシール材3での応力緩和がより効果的に行われ、よりコネクタ2の長辺2b側においてシール材3に亀裂が生じるという問題を防止することができる。
【0034】
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。図7に、本実施形態における電子制御装置の正面図を示す。本実施形態の電子制御装置は、ケース1の形状を第2実施形態に対して変更したものであり、その他の構成については第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【0035】
本実施形態では、図7に示すように、第2実施形態に対してさらにケース1の傾斜面1aの上部(ケース1の上面側)1eがコネクタ2の面取り部2dと略平行を成すように、凹部1dの形状を変更している。つまり、傾斜面1aの上部1eがケース1の上面と略垂直を成すようにしている。
【0036】
このような構成としても、コネクタ斜面傾斜角度Aがケース斜面傾斜角度Bよりも小さくなる。このため、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0037】
なお、本実施形態では、図7に示すように、ケース1の傾斜面1aの上部1eとコネクタ2の面取り部2dとが略平行となるようにし、かつ、ケース1の上面やコネクタ2の長辺2bと垂直となるようにしているが、必ずしもそのようにする必要はない。例えば、図8に示す変形例のように、傾斜面1aの上部1eと面取り部2dとが平行とならず、かつ、それらがケース1の上面やコネクタ2の長辺2bと垂直とならなくてもよい。
【0038】
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について説明する。図9に、本実施形態における電子制御装置のケース1の斜視図を示す。本実施形態の電子制御装置は、ケース1の形状を第1実施形態に対して変更したものであり、その他の構成については第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【0039】
本実施形態では、ケース1における凹部1dの傾斜面1aを複数の段形状で形成している。このように、傾斜面1aを段形状で構成すれば、段形状の部分にシール材3が引っ掛かるため、コネクタ2をケース1の凹部1dに嵌め込む際にシール材3を押し込んでしまうことを抑制することが可能である。
【0040】
なお、本実施形態では、段形状の各段がそれぞれ略90°となるような階段状としているが、図10に示すように、各段を鈍角で形成しても良い。また、傾斜面1aの一部、例えば、図11に示すように、傾斜面1aの中央部分のみ段形状とすることも可能である。
【0041】
また、ここでは、第1実施形態に対して傾斜面1aを段形状としたものとして本実施形態にかかる電子制御装置を説明したが、従来のようにケース斜面傾斜角度とコネクタ斜面傾斜角度とが等しいものに対しても傾斜面を段形状とすれば、シール材3の押し込まれを防止することが可能である。
【0042】
(他の実施形態)
上記実施形態では、電子制御装置としてエンジンECUを例に挙げて説明したが、その他の電子制御装置に関しても上記各実施形態の構成を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における電子制御装置の組み付けの様子を示した図である。
【図2】図1に示す電子制御装置の正面図である。
【図3】図1に示すケース1、コネクタ2およびシール材3のサイズを示した図である。
【図4】(a)は、コネクタ2をケース1に嵌め込む途中を示した図であり、(b)は、コネクタ2をケース1に嵌め込んだ後を示した図である。
【図5】コネクタ2が熱膨張した時の様子を示した図である。
【図6】本発明の第2実施形態における電子制御装置の正面図である。
【図7】本発明の第3実施形態における電子制御装置の正面図である。
【図8】本発明の第3実施形態の変形例における電子制御装置の正面図である。
【図9】本発明の第4実施形態における電子制御装置のケース1の斜視図である。
【図10】本発明の第4実施形態の変形例における電子制御装置のケース1の斜視図である。
【図11】本発明の第4実施形態の変形例における電子制御装置のケース1の斜視図である。
【図12】従来の電子制御装置の正面図である。
【図13】従来の電子制御装置におけるコネクタが熱膨張した時の様子を示した図である。
【図14】(a)は、コネクタをケースに嵌め込む途中を示した図であり、(b)は、コネクタをケースに嵌め込んだ後を示した図である。
【符号の説明】
1…ケース、1a…傾斜面、1d…凹部、1e…上部、2…コネクタ、2a…短辺(上底)、2b…長辺(下底)、2c…傾斜面、2d…面取り部、3…シール材、A…コネクタ斜面傾斜角度、B…ケース斜面傾斜角度。
Claims (9)
- 短辺(2a)、長辺(2b)および二辺の第1傾斜部(2c)を有する略台形状のコネクタ(2)と、
上面が開口していると共に、側面の一面が前記第1傾斜部と対向する二辺の第1傾斜部(1a)と前記短辺と対向する辺(1c)を含む凹部(1d)とされ、この凹部に前記コネクタが嵌め込まれるように構成されたケース(1)と、
前記ケースと前記コネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材(3)とを備え、
前記コネクタのうち前記短辺と前記第1傾斜部とによって形成されるコネクタ斜面傾斜角度Aに対し、前記ケースのうち前記短辺と対向する辺と前記第2傾斜部によって形成されるケース斜面傾斜角度Bが大きくされていることを特徴とする電子制御装置。 - 前記ケース斜面傾斜角度Bと前記コネクタ斜面傾斜角度Aとの差が1°以上になっ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。
- 前記コネクタは、前記長辺と前記第1傾斜部とによって形成される角部が面取りされた面取り部(2d)とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子制御装置。
- 前記面取り部は、前記長辺に対して略垂直を成していることを特徴とする請求項3に記載の電子制御装置。
- 前記コネクタの前記第1傾斜部と前記ケースの前記第2傾斜部との間のうち前記凹部の底側に位置する部位の間隔をS1、前記凹部の入口側に位置する部位の間隔をS2とし、前記短辺をC1、前記長辺をC2、前記コネクタの線膨張係数をα、前記コネクタの温度をTとすると、((αT・C1−C1)/2)/S1≧((αT・C2−C2)/2)/S2の関係を満たしていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の電子制御装置。
- 二辺の第1傾斜部(2c)を有するコネクタ(2)と、
上面が開口していると共に、側面の一面が前記第1傾斜部と対向する二辺の第1傾斜部(1a)を含む凹部(1d)とされ、この凹部に前記コネクタが嵌め込まれるように構成されたケース(1)と、
前記ケースと前記コネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材(3)とを備え、
前記コネクタの前記第1傾斜部と前記ケースの前記第2傾斜部との間隔は、前記凹部の入口側に位置する部位の方が、前記凹部の底側に位置する部位よりも広くなっていることを特徴とする電子制御装置。 - 二辺の第1傾斜部(2c)を有するコネクタ(2)と、
上面が開口していると共に、側面の一面が前記第1傾斜部と対向する二辺の第1傾斜部(1a)を含む凹部(1d)とされ、この凹部に前記コネクタが嵌め込まれるように構成されたケース(1)と、
前記ケースと前記コネクタとの間に配置され、これらの間のシールを行うシール材(3)とを備え、
前記ケースの前記第2傾斜部は段形状とされていることを特徴とする電子制御装置。 - 前記ケースと前記コネクタとは線膨張係数が異なる材質で構成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1つに記載の電子制御装置。
- 前記コネクタは、前記ケースよりも線膨張係数が大きな材質で構成されていることを特徴とする請求項8に記載の電子制御装置。
Priority Applications (3)
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