JP2023127763A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐静電気放電性の高い電子制御装置を提供する。【解決手段】電子制御装置１００は、電子部品１及びコネクタ２が搭載された回路基板３と、回路基板３を収容するケース４と、ケース４の内部に充填された樹脂部１１とを備える。ケース４は金属製であり、コネクタ２は、複数の端子２１を有する。複数の端子２１のうち少なくとも１つはＧＮＤ用の端子２１Ａである。ＧＮＤ用の端子２１Ａは、ケース４に収容される側の端子部分が、ケース４の内面４１に向かって曲がるバネ部２１３を形成し、バネ部２１３がケース４の内面４１に接触している。【選択図】図３

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

自動車のエンジンルーム、自動二輪車等に搭載される電子制御装置は、振動、高圧水、薬品等が加わる劣悪な環境に搭載される。このため、車載用の電子制御装置には、例えば特許文献１に開示されているような、回路基板とハウジングの間を樹脂材料で充填する構造を採用しているものがある。

特開２０１２－８９６４８号公報

近年、自動車、自動二輪車等に搭載される電子制御装置は高機能化され、これに伴って、電子制御装置に対するＥＭＣ(Electro Magnetic Compatibility)対策の要求が高まっている。ＥＭＣ対策としては、電子制御装置のケース（筐体）を樹脂製から金属製に変更することにより、電磁ノイズを遮断する方法が考えられる。しかし、金属製のケースを採用した場合は、ケースに印加された静電気が電子部品にも印加され、電子部品が破損する恐れがある。

本発明の目的は、耐静電気放電性（耐ＥＳＤ性）の高い電子制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、たとえば、特許請求の範囲に記載された構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一つを挙げるならば、電子部品及びコネクタが搭載された回路基板と、コネクタが装着される側のみ開口し、回路基板を収容するケースと、ケースの内部に充填された樹脂部とを備える電子制御装置である。ケースは、金属製であり、コネクタは、複数の端子を有する。複数の端子のうち少なくとも１つはＧＮＤ用の端子である。ＧＮＤ用の端子は、ケースに収容される側の端子部分が、ケースの内面に向かって曲がるバネ部を形成し、バネ部がケースの内面に接触している。

本発明によれば、耐静電気放電性の高い電子制御装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。

第１の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す分解図である。 第１の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す斜視図である。 図２に示す電子制御装置のＡ－Ａ位置における断面構造を説明する図である。 第２の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す分解図である。 第３の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す分解図である。 第３の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す斜視図である。 図６に示す電子制御装置のＢ－Ｂ位置における断面構造を説明する図である。 第４の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す分解図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書および図面において、実質的に同一の機能または構成を有する要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す分解図である。図２は、第１の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す斜視図である。図３は、図２に示す電子制御装置のＡ－Ａ位置における断面構造を説明する図である。
図１～図３に示すように、電子制御装置１００は、電子部品１と、コネクタ２と、回路基板３と、ケース４と、シール部材５とを備えている。電子制御装置１００は、自動車、自動二輪車等に搭載される車載用の電子制御装置である。ただし、電子制御装置１００は、車載用以外の用途でも使用可能である。

コネクタ２は、回路基板３に搭載されている。コネクタ２は、回路基板３の一辺に近接した位置に搭載されている。コネクタ２は、回路基板３に形成される電気回路と外部機器（不図示）とを電気的に接続するものである。コネクタ２は、上記電気回路の配線パターンに接続される複数の端子２１と、これらの端子２１を支持する絶縁性のハウジング２２とを有している。各々の端子２１は、金属等の導電材料によって構成され、回路基板３に半田付け等によって接続される。複数の端子２１のうち少なくとも１つはＧＮＤ（グランド）用の端子２１Ａである。ＧＮＤ用の端子２１Ａは、車両のアースに電気的に接続される端子である。ハウジング２２は、樹脂等の絶縁材料によって構成され、コネクタ２の本体部を形成している。コネクタ２は、例えば、インサート成形によって製造される。また、コネクタ２は、図示しないコネクタと雄雌の関係で着脱可能に構成される。

回路基板３は、例えば、プリント配線基板等によって構成される矩形の基板である。回路基板３の４つの角部は、丸みを付けた形状、すなわちラウンド形状に形成されている。回路基板３には、上述したコネクタ２の他に、電子部品１が搭載されている。電子部品１は、例えば、ＡＤＡＳ用又はＡＤ用の電子制御装置に搭載される動作周波数の高いＣＰＵなどの半導体チップを樹脂等で封止したパッケージ構造を有する半導体部品である。なお、回路基板３には、電子部品１以外の電子部品（不図示）も複数実装される。

ケース４は、電子部品１が搭載された回路基板３を保護するために、回路基板３を収容する金属製のケースである。ケース４は、回路基板３を収容するための空間を形成する５つの壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅによって直方体形状に形成されている。ケース４は、回路基板３をケース４の内部に挿入するために、コネクタ２が装着される側のみ開口している。ケース４の開口４０は、この開口４０を通してケース４内に回路基板３を挿入することにより、コネクタ２のハウジング２２によって閉じられるようになっている。ケース４の内部には樹脂部１１が充填される。樹脂部１１は、例えば熱硬化性樹脂によって構成される。樹脂部１１は、ケース４内に収容される電子部品１、回路基板３、及びコネクタ２の一部を樹脂材料によって封止する部分である。

シール部材５は、ケース４とコネクタ２との間をシールする部材である。シール部材５は、ケース４の開口形状に合わせて長方形の環状に形成されている。シール部材５は、ケース４の開口縁とこれに対応するコネクタ２のハウジング２２とによって挟み込まれることにより、シール機能を発揮する。

ここで、コネクタ２が有するＧＮＤ用の端子２１Ａの構造について詳しく説明する。
図１及び図３に示すように、ＧＮＤ用の端子（以下、単に「端子」ともいう。）２１Ａは、ケース４に収容される側の端子部分が二股に分かれている。そして、二股に分かれた一方がバネ部２１３を形成し、他方が基板接続部２１４を形成している。図３に示すように、バネ部２１３は、ケース４の内面４１に向かって曲がるとともに、ケース４の内面４１に接触している。また、図３において、バネ部２１３は、回路基板３の部品搭載面３１と対向する壁４ａの内面４１に向かって上向きに曲がるとともに、壁４ａの内面４１に接触している。電子部品１は、回路基板３の部品搭載面３１に搭載されている。

バネ部２１３は、コネクタ２の各端子２１をバネ材によって構成することにより、適度なバネ性を有している。バネ部２１３は、ケース４の内面４１に接触する接点部２１３ａを有している。バネ部２１３の接点部２１３ａは、ケース４に回路基板３を挿入するときに接点部２１３ａがケース４の開口縁に引っ掛からないよう、ケース４に回路基板３を挿入する向きと反対方向に折り返された略鍵爪状に形成されている。この接点部２１３ａは、バネ部２１３のバネ性によりケース４の内面４１に接触（圧接）されている。

一方、基板接続部２１４は、回路基板３の部品搭載面３１に向かって下向きに曲がっている。基板接続部２１４は、回路基板３の部品搭載面３１から垂直に起立する状態で配置されている。そして、基板接続部２１４は、回路基板３に形成された端子接続用孔（図示せず）に挿入され、その状態で半田付け等により回路基板３に接続されている。

第１の実施形態に係る電子制御装置１００においては、コネクタ２が有するＧＮＤ用の端子２１Ａにバネ部２１３を形成し、このバネ部２１３をケース４の内面４１に接触させた構成を採用している。これにより、ケース４に静電気が印加された場合、この静電気はＧＮＤ用の端子２１Ａを介して最終的に車両のアースに放電される。よって、ケース４に静電気が印加された場合でも、回路基板３上の電子部品１等に静電気が印加されることがない。したがって、電子部品１等の破損を防止することができる。その結果、耐静電気放電性の高い電子制御装置１００を提供することができる。

また、第１の実施形態においては、ＧＮＤ用の端子２１Ａがケース４内で二股に分かれてバネ部２１３と基板接続部２１４を形成している。これにより、ケース４と回路基板３のＧＮＤパターン（不図示）とを、１つの端子２１Ａを介して車両のアースに電気的に接続することができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す分解図である。
図４に示す第２の実施形態において、ＧＮＤ用の端子２１Ａは、ケース４に収容される側の端子部分が三分割されている。三分割された端子部分の中央部はバネ部２１３となっており、このバネ部２１３を挟む両側は基板接続部２１４（２１４ａ，２１４ｂ）となっている。そして、バネ部２１３は、上記第１実施形態の場合と同様にケース４の内面に向かって曲がっており、このバネ部２１３の接点部２１３ａがケース４の内面に接触する構成になっている。

一方、基板接続部２１４は、バネ部２１３を間に挟むように２つの端子部分２１４ａ，２１４ｂに分かれて回路基板３の部品搭載面に向かって曲がっている。２つの端子部分２１４ａ，２１４ｂの回路基板３側の端部は互いに結合し、この結合部から延在する基板接続部２１４の端部が、上記第１実施形態の場合と同様に回路基板３に接続されている。

上記構成からなる電子制御装置１００においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す分解図である。図６、第３の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す斜視図である。図７は、図６に示す電子制御装置のＢ－Ｂ位置における断面構造を説明する図である。

図５～図７に示すように、第３の実施形態において、ＧＮＤ用の端子２１Ａは、ケース４に収容される側の端子部分が、二股に分かれることなく、ケース４の内面に向かって曲がるバネ部２１３を形成し、このバネ部２１３の接点部２１３ａがケース４の内面に接触している。言い換えると、ＧＮＤ用の端子２１Ａは、基板接続部を有していない。

ＧＮＤ用の端子２１Ａは、これとは別の端子２１Ｂに電気的に接続されている。具体的には、ＧＮＤ用の端子２１Ａは、ケース４の外側でハーネス１３を介して端子２１Ｂに電気的に接続されている。端子２１Ｂは、車両のアースと接続される端子である。端子２１Ｂは、バネ部２１３を有しない端子である。端子２１Ｂは、ケース４に収容される側の端子部分に基板接続部２１５を有している。基板接続部２１５は、回路基板３の部品搭載面に向かって曲がるとともに、回路基板３に半田付け等によって接続されている。

上記構成からなる第３の実施形態においては、上記第１の実施形態と同様の効果に加えて、バネ部２１３を有する端子２１Ａの形状を簡素化できるという効果が得られる。

（第４の実施形態）
図８は、第４の実施形態に係る電子制御装置の構成を示す分解図である。
図８に示す第４の実施形態においては、コネクタ２が有する複数の端子２１が、２つのＧＮＤ用の端子２１Ｃを含んでいる。つまり、コネクタ２は、ＧＮＤ用の端子（以下、単に「端子」ともいう。）２１Ｃを２つ有している。ただし、コネクタ２は、ＧＮＤ用の端子を３つ以上有してもよい。

各々の端子２１Ｃは、ケース４の内面に向かって曲がるバネ部２１６と、回路基板３の部品搭載面に向かって曲がる基板接続部２１７とを一体に有している。バネ部２１６は、鋸歯状に屈曲して形成されている。バネ部２１６を鋸歯状に形成すると、上記第１～第３の実施形態に比べて、端子２１Ｃのバネ部２１６が変形しやすくなる。このため、電子制御装置１００が設置される環境の温度が変化した場合でも、ケース４とバネ部２１６との接触状態を良好に維持することができる。また、バネ部２１６を有する端子２１Ｃをコネクタ２の２か所に分けて設けることにより、仮に一方の端子２１Ｃのバネ部２１６がケース４から離れた場合でも、もう一方の端子２１Ｃのバネ部２１６がケース４に接触し、この接触部分を通して静電気を放電させることができる。このため、信頼性の高い電子制御装置を実現することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。たとえば、上述した実施形態では、本発明の内容を理解しやすいように詳細に説明しているが、本発明は、上述した実施形態で説明したすべての構成を必ずしも備えるものに限定されない。また、ある実施形態の構成の一部を、他の実施形態の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、これを削除し、または他の構成を追加し、あるいは他の構成に置換することも可能である。

例えば、第１の実施形態においては、ＧＮＤ用の端子２１Ａを１つ設けているが、ＧＮＤ用の端子２１Ａの数は２つ以上であってもよい。この点は、第２の実施形態及び第３の実施形態についても同様である。

また、第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態のうち、少なくともいずれか１つの実施形態において、端子２１Ａのバネ部２１３の形状を、第４の実施形態におけるバネ部２１６の形状である鋸歯状に変更してもよい。

また、第４の実施形態における基板接続部２１７の形状を、第１の実施形態における基板接続部２１４の形状に変更してもよい。

１…電子部品、２…コネクタ、３…回路基板、４…ケース、５…シール部材、２１…端子、２１Ａ，２１Ｃ…ＧＮＤ用の端子、２１ｂ…端子、４１…内面、１００…電子制御装置、２１３，２１６…バネ部、２１３ａ…接点部、２１４，２１７…基板接続部

Claims (6)

1. 電子部品及びコネクタが搭載された回路基板と、
   前記コネクタが装着される側のみ開口し、前記回路基板を収容するケースと、
   前記ケースの内部に充填された樹脂部と
   を備える電子制御装置であって、
   前記ケースは、金属製であり、
   前記コネクタは、複数の端子を有し、
   前記複数の端子のうち少なくとも１つはＧＮＤ用の端子であり、
   前記ＧＮＤ用の端子は、前記ケースに収容される側の端子部分が、前記ケースの内面に向かって曲がるバネ部を形成し、前記バネ部が前記ケースの内面に接触している
   電子制御装置。
2. 前記ＧＮＤ用の端子は、前記ケースに収容される側の端子部分が二股に分かれ、前記二股に分かれた一方が前記バネ部を形成し、他方が基板接続部を形成している
   請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記ＧＮＤ用の端子は、車両のアースと接続された他の端子と前記ケースの外側で電気的に接続されている
   請求項１に記載の電子制御装置。
4. 前記バネ部は、前記ケースの内面に接触する接点部を有し、
   前記接点部は、前記ケースに前記回路基板を挿入する向きと反対方向に折り返された略鍵爪状である
   請求項１～３のいずれか一項に記載の電子制御装置。
5. 前記バネ部は、鋸歯状に形成されている
   請求項１～３のいずれか一項に記載の電子制御装置。
6. 前記コネクタは、前記ＧＮＤ用の端子を２つ以上有する
   請求項１～５のいずれか一項に記載の電子制御装置。

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