JP2020068284A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂ケースの成形を容易にすることができる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１は、電子基板２と樹脂ケース３と金属カバー４とを備える。樹脂ケース３は、電子基板２に接続されるコネクタ端子５を保持している。金属カバー４は、樹脂ケース３と共に電子基板２を収容する。電子基板２は、金属カバー４に形成された固定部４１１に固定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置に関する。

特許文献１には、コネクタ端子、及びコネクタ端子を保持する樹脂製の制御部ケースと、を備えた制御機器が開示されている。制御部ケース内には、コネクタ端子に接続される回路基板が収容されている。

特開２０１８−１３３２５３号公報

特許文献１に記載の制御機器において、回路基板は、樹脂製の制御部ケースに設けたネジ穴にネジ止めされている。ここで、制御部ケースにおいて、樹脂でネジ穴を構成した場合、当該ネジ穴が強度的に弱くなるため、金属製のナットを制御部ケースに埋設して、このナットにボルトを締結することが考えられる。しかしながら、制御部ケースを成形する際、制御部ケースを成形するための成形型に、コネクタ端子に加え、回路基板を固定するためのナットを中子としてインサート成形をする必要がある。それゆえ、制御部ケース成形時の中子の点数が増えやすく、制御部ケースの成形が複雑になる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、樹脂ケースの成形を容易にすることができる制御装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、電子基板と、
前記電子基板に接続されるコネクタ端子を保持する樹脂ケースと、
前記樹脂ケースと共に前記電子基板を収容する金属カバーと、を備え、
前記電子基板は、前記金属カバーに形成された固定部に固定されている、制御装置にある。

本態様の制御装置において、電子基板は、金属カバーに形成された固定部に固定されている。それゆえ、樹脂ケースを成形する際、電子基板を固定するためのナットを中子としたインサート成形にする必要がない。それゆえ、樹脂ケース成形時の中子の点数を減らしやすく、樹脂ケースの成形を容易にしやすい。
また、固定部は、金属カバーに形成されているため、電子基板の取付強度を確保しやすい。

以上のごとく、前記態様によれば、樹脂ケースの成形を容易にすることができる制御装置を提供することができる。

実施形態１における、制御装置の分解斜視図。 図１の、II−II線矢視の模式的な断面図。 実施形態１における、プレスフィット端子の説明図。 図２において、樹脂ケースと金属カバーとを分解した図。

（実施形態１）
制御装置の実施形態につき、図１〜図３を用いて説明する。
本実施形態の制御装置１は、図１、図２に示すごとく、電子基板２と樹脂ケース３と金属カバー４とを備える。樹脂ケース３は、電子基板２に接続されるコネクタ端子５を保持している。金属カバー４は、樹脂ケース３と共に電子基板２を収容する。電子基板２は、金属カバー４に形成された固定部４１１に固定されている。
以後、本実施形態につき詳説する。

本実施形態において、樹脂ケース３と金属カバー４との組付方向を、Ｚ方向という。Ｚ方向において、樹脂ケース３に対する金属カバー４側をＺ１側といい、金属カバー４に対する樹脂ケース３側をＺ２側という。また、Ｚ方向から見たときの樹脂ケース３及び金属カバー４の長手方向をＸ方向、短手方向をＹ方向という。Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とは、互いに直交している。

本実施形態の制御装置１は、自動変速機等の車載装置の動作を制御するものとして用いることができる。制御装置１は、図示しない自動変速機のケース内に取り付けられている。制御装置１は、樹脂ケース３の外側（Ｚ２側）が油中環境に曝され、金属カバー４の外側（Ｚ１側）が気中環境に曝される状態で使用される。すなわち、樹脂ケース３が自動変速機のオイル（作動油）に接触し得る油中環境下に曝されており、金属カバー４が油中環境下から区画された気中環境下に曝されている。

図１、図２に示すごとく、樹脂ケース３は、底壁部３１と側壁部３２とを有する。底壁部３１は、Ｚ方向に直交する面状に形成されており、側壁部３２は、底壁部３１の周縁からＺ１側に立設している。

図１に示すごとく、底壁部３１は、矩形状に形成された第一部位３１１と、第一部位３１１のＸ方向の一方側（以後、この側をＸ１側といい、Ｘ方向におけるＸ１側と反対側をＸ２側という。）の端部のＹ方向の中央部からＸ１側に延設された第二部位３１２とを有する。第一部位３１１は、電子基板２とＺ方向に対向している。Ｙ方向において、第二部位３１２は、第一部位３１１よりも幅狭に形成されている。

図１、図２に示すごとく、側壁部３２は、底壁部３１の周縁からＺ１側に立設するよう形成されている。そして、側壁部３２には、外周側に突出するようケース側フランジ３２１が形成されている。ケース側フランジ３２１には、樹脂ケース３を金属カバー４に締結するためのボルト１１を挿通するカラー１２が複数埋設されている。なお、カラー１２の一部は、制御装置１を自動変速機のケースに締結するためのボルトを挿通するカラーとして用いることも可能である。この場合、後述のカバー側フランジ４２１は、制御装置１を自動変速機のケースに締結するためのボルトを挿入するカラー１２にＺ方向に重ならないよう形成される。

図１、図２に示すごとく、樹脂ケース３は、複数のコネクタ端子５を保持している。各コネクタ端子５は、導体ピンからなる。各コネクタ端子５は、両端部を露出させつつ樹脂ケース３に保持されている。

複数のコネクタ端子５は、第一コネクタ端子５１、第二コネクタ端子５２、第三コネクタ端子５３、及び第四コネクタ端子５４を有する。第一コネクタ端子５１、第二コネクタ端子５２、第三コネクタ端子５３、及び第四コネクタ端子５４は、制御装置１外部の互いに異なるコネクタ（図示略）に電気接続される。なお、第一コネクタ端子５１、第二コネクタ端子５２、第三コネクタ端子５３、及び第四コネクタ端子５４の図１の隠れた部位は、図１に示した破線の方向に沿って形成されている。

図２に示すごとく、第一コネクタ端子５１は、底壁部３１の第二部位３１２に形成された配置穴３１２ａの内側に配されたコネクタ体３０に保持されている。配置穴３１２ａは、第二部位３１２をＺ方向に貫通するよう形成されている。以後、樹脂ケース３における、コネクタ体３０を除く部位であって、底壁部３１、側壁部３２及びケース側フランジ３２１が形成された部材を、樹脂ケース本体３００ということもある。

樹脂ケース本体３００は、コネクタ体３０を中子としたインサート成形により、コネクタ体３０と一体的に形成されている。なお、コネクタ体３０は、複数の第一コネクタ端子５１を中子としてインサート成形された一次成形体と、この一次成形体を中子としてインサート成形された二次成形体と、から構成されていてもよい。しかし、樹脂ケース本体３００とコネクタ体３０とを別々に成形した後、これらを組み付けたものは、樹脂ケース本体３００とコネクタ体３０とが一体的に成形されているとはいわない。

図２に示すごとく、コネクタ体３０は、配置穴３１２ａからＺ２側に突出するコネクタ突出部３０１を有する。コネクタ突出部３０１は、Ｚ方向に長尺に形成されている。コネクタ突出部３０１のＺ１側端部には、第一装着部３０２が形成されている。

第一装着部３０２には、制御装置１外部の図示しないコネクタが装着される。図２に示すごとく、第一装着部３０２は、複数の第一コネクタ端子５１の一端部である第一外側端子部５１１の周りを包囲する筒状部３０２ａを備える。

図１、図２に示すごとく、コネクタ突出部３０１における第一装着部３０２のＺ１側の外周には、環状のシール部材１３が嵌合されている。シール部材１３は、コネクタ体３０と、制御装置１に接続される図示しない相手方機器の相手方ケースの壁部等との間をシールする。これにより、制御装置１が車載された状態において、周囲の油がコネクタ体３０及び相手方ケースの壁部との間を通って相手方ケース内部に浸入することを防ぐことができる。本実施形態の制御装置１は、シール部材１３よりもＺ２側の部位が相手方ケースの内側空間に配されることにより、気中環境下に配される。

図２に示すごとく、コネクタ体３０における、配置穴３１２ａからＺ２側に露出する部位は、配置穴３１２ａの内側の部位からＸ２側に延設された延設部３０３を備える。延設部３０３のＸ２側端部から、Ｚ１側に第一コネクタ端子５１の第一内側端子部５１２が突出している。第一内側端子部５１２は、第一コネクタ端子５１の第一外側端子部５１１と反対側の端部であり、電子基板２に接続される部位である。図１、図２に示すごとく、底壁部３１には、Ｚ１側に立設するとともに、延設部３０３及び第一内側端子部５１２のＺ２側部位を包囲する第一包囲壁３１ａが形成されている。

図１に示すごとく、第二コネクタ端子５２は、樹脂ケース３及び金属カバー４の外側空間に配される第二外側端子部（図示略）と、樹脂ケース３及び金属カバー４の内側空間に配される第二内側端子部５２２とを有する。第三コネクタ端子５３は、樹脂ケース３及び金属カバー４の外側空間に配される第三外側端子部（図示略）と、樹脂ケース３及び金属カバー４の内側空間に配される第三内側端子部５３２とを有する。第四コネクタ端子５４は、樹脂ケース３及び金属カバー４の外側空間に配される第四外側端子部（図示略）と、樹脂ケース３及び金属カバー４の内側空間に配される第四内側端子部５４２とを有する。

第二コネクタ端子５２は、図示しない第二中子に保持されており、第三コネクタ端子５３は、図示しない第三中子に保持されており、第四コネクタ端子５４は、図示しない第四中子に保持されている。第二中子、第三中子、及び第四中子は、樹脂ケース本体３００に埋設されている。樹脂ケース本体３００は、コネクタ体３０、カラー１２に加え、第二コネクタ端子５２を保持した第二中子、第三コネクタ端子５３を保持した第三中子、及び第四コネクタ端子５４を保持した第四中子を中子としたインサート成形により形成されている。

第二コネクタ端子５２の第二外側端子部は、図１に示すごとく、ケース側フランジ３２１からＺ１側に突出するよう形成された第二装着部３２２の内側に配されている。第二装着部３２２は、樹脂ケース３の底壁部３１のＹ方向の一方側に形成されている。第二装着部３２２は、Ｙ方向における樹脂ケース３の外側に向かって開口しており、制御装置１外部の図示しないコネクタが、Ｙ方向に嵌合するよう形成されている。

第三コネクタ端子５３の第三外側端子部は、図１に示すごとく、ケース側フランジ３２１からＺ１側に突出するよう形成された第三装着部３２３の内側に配されている。第三装着部３２３は、樹脂ケース３の底壁部３１のＸ２側に形成されている。第三装着部３２３は、Ｘ２側に向かって開口しており、制御装置１外部の図示しないコネクタが、Ｘ方向に嵌合するよう形成されている。

第四コネクタ端子５４の第四外側端子部は、図１に示すごとく、ケース側フランジ３２１からＺ１側に突出するよう形成された第四装着部３２４の内側に配されている。第四装着部３２４は、第三装着部３２３にＹ方向に隣接するよう形成されている。また、第四装着部３２４は、Ｘ２側に向かって開口しており、制御装置１外部の図示しないコネクタが、Ｘ方向に嵌合するよう形成されている。制御装置１が車両に取り付けられた状態において、第二〜第四装着部３２２、３２３、３２４は、気中に配される。

図１に示すごとく、第二コネクタ端子５２の第二内側端子部５２２と、第三コネクタ端子５３の第三内側端子部５３２と、第四コネクタ端子５４の第四内側端子部５４２とは、底壁部３１の第一部位３１１からＺ１側に突出している。

底壁部３１には、第二包囲壁３１ｂ及び第三包囲壁３１ｃが形成されている。第二包囲壁３１ｂ及び第三包囲壁３１ｃは、底壁部３１からＺ１側に立設するよう形成されている。第二包囲壁３１ｂは、第二内側端子部５２２のＺ２側部を包囲しており、第三包囲壁３１ｂは、第三内側端子部５２３のＺ２側部及び第四内側端子部５２４を包囲している。第一〜第三包囲壁３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、底壁部３１と一体的に形成されている。第一〜第四内側端子部５１２、５２２、５３２、５４２は、電子基板２のスルーホール２０に接続されている。

図３に示すごとく、第一〜第四内側端子部５１２、５２２、５３２、５４２は、樹脂ケース３と金属カバー４とが合わさることによって、金属カバー４に固定された電子基板２のスルーホール２０の内壁２１に弾性的に接触するよう構成されている。図３に示すごとく、第一〜第四内側端子部５１２、５２２、５３２、５４２は、プレスフィット端子である。本実施形態において、第一〜第四内側端子部５１２、５２２、５３２、５４２のＺ１側に形成されたプレスフィット部５０は、ニードルアイ形状に形成されている。なお、図１、図２、図４においては、プレスフィット部５０の詳細形状は省略している。

図３に示すごとく、プレスフィット部５０は、Ｚ方向に長尺な貫通孔５０１を有するとともに、貫通孔５０１に隣接する部位に、Ｙ方向の両側に膨出した膨出部５０２を有する。第一〜第四内側端子部５１２、５２２、５３２、５４２は、プレスフィット部５０の膨出部５０２が、電子基板２のスルーホール２０内に挿入されている。

プレスフィット部５０の膨出部５０２は、スルーホール２０に挿入されていない状態（すなわち弾性変形していない自由状態）において、スルーホール２０の内壁２１よりも大きい外径を有する。プレスフィット部５０をスルーホール２０に挿入するに当たって、プレスフィット部５０は、膨出部５０２を圧縮させながら、スルーホール２０に挿入される。そして、プレスフィット部５０は、膨出部５０２の弾性的な復元力により、スルーホール２０の導電性の内壁２１に圧接される。

本実施形態において、制御装置１を組み立てるに当たっては、図４に示すごとく、電子基板２を固定部４１１で固定した金属カバー４を、コネクタ端子５を保持した樹脂ケース３にＺ方向に近付ける。このとき、第一〜第四内側端子部５１２、５２２、５３２、５４２を電子基板２のスルーホール２０に挿入させるよう、金属カバー４を樹脂ケース３に組み付けることにより、各コネクタ端子５と電子基板２とが接続される。

図３に示すごとく、プレスフィット部５０のＺ２側には、Ｙ方向の両側に突出した規制部５０３が形成されている。規制部５０３は、電子基板２に当接することにより、スルーホール２０に対する第一〜第四内側端子部５１２、５２２、５３２、５４２の挿入量を規制し、第一〜第四内側端子部５１２、５２２、５３２、５４２を電子基板２に差し込みすぎることを防止する。

図１に示すごとく、電子基板２は、電子基板２を金属カバー４に固定するためのボルトを挿通するボルト挿通孔２２を有する。図２に示すごとく、電子基板２は、ボルト１１をボルト挿通孔２２に挿入するとともに金属カバー４の固定部４１１に螺合することで、金属カバー４に締結されている。

金属カバー４は、アルミニウム等の金属からなる。図２に示すごとく、金属カバー４は、Ｚ方向に直交する面方向に形成された天壁部４１と、天壁部４１の周縁部からＺ２側に延設されたカバー側壁部４２とを有する。天壁部４１は、Ｚ２側に向かって突出する複数の固定部４１１を、電子基板２のボルト挿通孔２２にＺ方向に対向する位置に有する。固定部４１１に、電子基板２を固定するためのボルト１４を螺合するための雌ネジ穴４１１ａが形成されている。ここで、固定部４１１の雌ネジ穴４１１ａの補強のため、雌ネジ穴４１１ａにヘリサート部品を嵌合し、このヘリサート部品にボルトを締結するようにしてもよい。

図１、図２に示すごとく、金属カバー４のカバー側壁部４２は、Ｚ方向に直交する方向における金属カバー４の外側に向かって突出するカバー側フランジ４２１を有する。カバー側フランジ４２１は、ケース側フランジ３２１にＺ方向に面接触している。

図２に示すごとく、カバー側フランジ４２１には、樹脂ケース本体３００に埋設されたカラー１２にＺ方向に対向する位置に、雌ネジ穴４２１ａが形成されている。樹脂ケース３は、ボルト１１を樹脂ケース３のカラー１２に挿通させるとともに、カバー側フランジ４２１の雌ネジ穴４２１ａに螺合させることで、金属カバー４に固定されている。なお、図示は省略するが、樹脂ケース３と金属カバー４とは、ボルト１１よりも内周側において、互いにシールされている。また、図１において、樹脂ケース３と金属カバー４とを締結するボルトの図示は省略している。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本実施形態の制御装置１において、電子基板２は、金属カバー４に形成された固定部４１１に固定されている。それゆえ、樹脂ケース３を成形する際、電子基板２を固定するためのナットを中子としたインサート成形にする必要がない。それゆえ、樹脂ケース３成形時の中子の点数を減らしやすく、樹脂ケース３の成形を容易にしやすい。
また、固定部４１１は、金属カバー４に形成されているため、電子基板２の取付強度を確保しやすい。

また、樹脂ケース３におけるコネクタ端子５は、樹脂ケース３と金属カバー４とが合わさることによって金属カバー４に固定された電子基板２のスルーホール２０の内壁２１に弾性的に接触する。それゆえ、制御装置１を製造する際、はんだ付け等することなく、電子基板２とコネクタ端子５とを容易に接続することができる。

また、制御装置１は、樹脂ケース３の外側は油中環境下に曝され、金属カバー４の外側は気中環境下に曝される状態で使用される。そして、かかる制御装置１の取付構造において、固定部４１１は金属カバー４に形成されている。それゆえ、樹脂ケース３に固定部４１１を形成した場合よりも、樹脂ケース３及び金属カバー４内への油の浸入を防止しやすい。ここで、樹脂ケース３に固定部４１１を形成した場合、電子基板２を固定部４１１にボルト１４で締結する際に生じる応力で、樹脂ケース３における固定部４１１周辺にクラックが生じ、このクラックを介して樹脂ケース３内に油が浸入するおそれが考えられる。一方、本実施形態においては、油中環境下に曝される樹脂ケース３に固定部４１１を形成せず、気中環境下に配された金属カバー４に固定部４１１を形成しているため、樹脂ケース３及び金属カバー４の内側空間への油の浸入を防ぎやすい。

また、樹脂ケース３は、制御装置１外部のコネクタを接続するための装着部（第一〜第四装着部３０２、３２２、３２３、３２４）を複数有する。また、樹脂ケース３は、コネクタ端子５を包囲する包囲壁（第一〜第三包囲壁３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）を複数有する。さらに、樹脂ケース３は、Ｚ方向に長尺なコネクタ体３０を中子としたインサート成形で形成される。それゆえ、樹脂ケース３の成形が複雑になりやすいが、本実施形態においては、前述のごとく電子基板２締結用の固定部４１１を金属カバー４に形成しているため、樹脂ケース３の成形を容易にしやすい。

以上のごとく、本実施形態によれば、樹脂ケースの成形を容易にすることができる制御装置を提供することができる。

本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１ 制御装置
２ 電子基板
２０ スルーホール
２１ スルーホールの内壁
３ 樹脂ケース
４ 金属カバー
４１１ 固定部

Claims (3)

1. 電子基板と、
   前記電子基板に接続されるコネクタ端子を保持する樹脂ケースと、
   前記樹脂ケースと共に前記電子基板を収容する金属カバーと、を備え、
   前記電子基板は、前記金属カバーに形成された固定部に固定されている、制御装置。
2. 前記樹脂ケースにおける前記コネクタ端子は、前記樹脂ケースと前記金属カバーとが合わさることによって前記金属カバーに固定された前記電子基板のスルーホールの内壁に弾性的に接触する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記樹脂ケースの外側は油中環境下に曝され、前記金属カバーの外側は気中環境下に曝される状態で使用される、請求項１又は２に記載の制御装置。

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