JP6584547B2

JP6584547B2 - 電子制御装置

Info

Publication number: JP6584547B2
Application number: JP2018020640A
Authority: JP
Inventors: 貴章田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2038-02-08
Also published as: JP2019140191A

Description

本願は、通気孔を備えた筐体内に電子回路基板が収納された電子制御装置に関するものである。

車輌などの制御に用いられる電子制御装置は、一般的に入出力回路、通信回路、マイコン、電源回路などの電子部品、および外部装置との接続用のコネクタが実装された電子回路基板であるプリント基板が筐体に収納された構造となっている。

このような電子制御装置の筐体の防水構造としては、コネクタの部分のみが露出するようにカバーとベースからなる筐体の内部にプリント基板を収納し、カバー、ベースおよびコネクタの合わせ面を防水シール材等で接着したものが知られている。

このような防水構造を有した電子制御装置においては、カバーまたはベースに設けた通気孔に、筐体内への水の侵入を防止し、空気を通過させる微細多孔質素材により製造された撥水フィルタを設けることで、筐体内外の通気を行い、筐体内外の気圧差による筐体構造の変形や気密構造の損傷を防止している（例えば、特許文献１参照）。

特許第４９６９６６１号公報

上記特許文献１においては、通気孔に撥水フィルタを設けたため、筐体内への水の侵入は抑制される。しかしながら、微細多孔質素材の撥水フィルタが汚損しないように、雨水等からの直接的な被水を防ぐためには、通気孔を雨水が降ってくる方向である天向きに設置しない、あるいは通気孔に別途蓋を設けるといった対策が必要となる。

前者の対策においては、特に複数種類の車両に搭載されることを意図した汎用的な電子制御装置の筐体の場合、通気孔が天を向く方向に筐体を設置できないため、電子制御装置の搭載方向が設置レイアウトにおいて制約事項となる課題があった。後者の対策においては、別途、天方向に対してのみ蓋を設けたとしても、天方向以外の方向、例えば横方向からの被水を効果的に抑制することが困難であるという課題があった。

本願に開示される電子制御装置は、コネクタおよび電子部品が実装された電子回路基板と、電子回路基板が内部に収納され、密閉された筐体と、筐体の内側と外側を貫通して設けられた通気孔と、筐体の内側から通気孔を覆って固定された撥水フィルタと、を備え、通気孔の上部に空間をおいて筐体の外側に伸びる蓋が設けられ、蓋と筐体とで開口部が形成され、開口部の周囲は立ち壁で囲まれ、開口部が形成された筐体の面は立ち壁が形成された筐体の面よりも高い位置に設けられ、立ち壁には切欠き部が形成され、切欠き部は開口部と対向しない位置に設けられ、通気孔、蓋、および立ち壁は筐体に一体成形されて構成され、筐体に一体成形されて構成された通気孔、蓋、および立ち壁は、筐体の面における法線方向に対してアンダーカットなく構成されたものである。

本願に開示される電子制御装置によれば、電子制御装置の搭載方向が設置レイアウトにおいて制約事項とならず、通気孔への直接的な被水を抑制できる。

実施の形態１における電子制御装置の外観を示す斜視図である。実施の形態１における電子制御装置の概略構成を示す分解斜視図である。図２のカバーと撥水フィルタを裏面から見た斜視図である。実施の形態１における電子制御装置の通気部を拡大した斜視図である。図４の通気部の平面図と断面図と裏面図である。実施の形態１における電子制御装置の搭載方向の例を示す図である。実施の形態１における電子制御装置の別の搭載方向の例を示す図である。実施の形態１における電子制御装置の別の搭載方向の例を示す図である。実施の形態１における電子制御装置の別の搭載方向の例を示す図である。実施の形態１における立ち壁の形状に対する効果を説明する図である。実施の形態１におけるカバーの一部の金型構造の例を示す断面図である。

以下、実施の形態の電子制御装置を図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
実施の形態１における電子制御装置１の概略構成について説明する。図１は電子制御装置１の外観を示す斜視図、図２は電子制御装置１の概略構成を示す分解斜視図で、図３は図２のカバー３と撥水フィルタ１０を裏面から見た斜視図である。図１に示すように、電子制御装置１は、筐体２、他の入出力装置（図示せず）と接続されるコネクタ６、および筐体２の内側と外側を通気する通気部９を備え、例えば、エンジンルームに搭載される。

図２に示すように、筐体２は、カバー３とベース４の２つの筐体部材で、Ｚ方向に２分割されるように構成される。カバー３は、立ち壁１５で囲まれた通気部９を有し、例えば耐熱耐久性に優れたポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：ＰｏｌｙＢｕｔｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）を成型して作製される。ベース４は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、またはＰＢＴ樹脂で作製される。

筐体２の内部に収納される電子回路基板５は、基板上に実装パターン、配線パターン（いずれも図示せず）が形成され、入出力回路、通信回路、マイコン、電源回路などの電子部品７、およびコネクタ６が実装される。コネクタ６の端子６ａの一方は実装パターンと配線パターンを介して電子部品７と接続され、端子６ａの他方は電子制御装置１の外部に露出し、他の入出力装置（図示せず）と接続される。端子６ａを取り囲むコネクタハウジング６ｂは、カバー３とベース４の合わせ面に設けられた開口から突出し、カバー３、ベース４とともに電子制御装置１の外殻を構成する。

電子部品７およびコネクタ６を実装した電子回路基板５は、ねじ８を、電子回路基板５に設けられた貫通孔５ａを介してカバー３のねじ穴３ａ（図３参照）に固定することで、カバー３に固定される。カバー３、ベース４およびコネクタ６が相互に接する接合面１９には、接着シール剤等（図示せず）を塗布し、界面を封止して、カバー３とベース４を嵌合する。この結果、電子回路基板５がＺ方向からカバー３とベース４で挟み込んで収納され、コネクタ６とともに防水密閉構造の電子制御装置１が形成される。

次に、通気部９の構成について説明する。図２、図３に示すように、通気部９は、立ち壁１５で囲まれ、通気孔１１と撥水フィルタ１０と蓋１４を備える。図４は電子制御装置１の通気部９を拡大した斜視図で、図５は通気部９の平面図（図５（ａ））と断面図（図５（ｂ））と裏面図（図５（ｃ））である。なお図５（ｂ）は、図５（ａ）の一点鎖線Ａ−Ａにおける断面図であり、図５（ｃ）において撥水フィルタ１０は省略する。通気部９は、図５（ｂ）に示すように、カバー３の外壁面３ｂと内壁面３ｃを貫通する通気孔１１を備え、この通気孔１１を通じて、筐体２の内部と外部は通気される。これにより、防水密閉構造の筐体２の内外の気圧差による筐体構造の変形や、気密構造の損傷を防止することができる。通気孔１１は、例えばカバー３の作製時に一体成形により作製される。なお本実施の形態に開示した通気孔１１は、図５（ｃ）に示すように円を３分割して３つの通気孔１１を設けた構成としたが、通気孔１１の形状、および個数はこれに限るものではない。

撥水フィルタ１０は、図３に示すように、カバー３の内壁面３ｃに設けられた撥水フィルタ位置決め突起部１３で囲まれる撥水フィルタ固定面１２に、通気孔１１を覆うように例えば、熱溶着または両面テープを用いて固定される。この撥水フィルタ１０により、通気孔１１を介した筐体２の内部への水や油の通過を阻止することができる。撥水フィルタ１０を固定する位置を示す撥水フィルタ位置決め突起部１３は、例えばカバー３の作製時に一体成形により作製される。撥水フィルタ１０の形状は、通気孔１１の形状に合わせて円形としたが、通気孔１１の形状と同様にこれに限るものではない。

通気孔１１の上部に、空間１１ａをおいてカバー３の外側に伸びる蓋１４が設けられる。通気孔１１のカバー３の外壁面３ｂの側は、筐体２の内側と連通する開口部１８を形成するように設けられた蓋１４で覆われる。蓋１４は、例えばカバー３の作製時に一体成形により作製され、蓋側壁部１４ａでカバー３に連結される。通気孔１１を蓋１４で覆うことで、Ｚ方向から撥水フィルタ１０に向けた直接的な被水を防護することができる。

開口部１８は、通気孔１１が筐体２の外部と通じる開口面であり、蓋１４とカバー３とで囲まれて形成される。開口部１８が形成されたカバー３の面（図５（ｂ）における一点鎖線Ｃを含む面）は、立ち壁１５が形成されたカバー３の面（図５（ｂ）における二点鎖線Ｄを含む面）よりもＺ方向に高い位置に設けられ、開口部１８が形成されたカバー３の面から立ち壁１５が形成されたカバー３の面に向けて斜面１７が形成される。このような構造とすることで、Ｚ方向から通気孔１１および撥水フィルタ１０に向けた直接的な被水は、斜面１７を伝って、開口部１８の下部１８ａから離れていく方向に流れるため、開口部１８を介した通気孔１１および撥水フィルタ１０への水の浸入を抑制することができる。なお本実施の形態に開示した通気孔１１は３つの通気孔１１とし、これに連通させた３つの開口部１８を設けた構成としたが、開口部１８の個数、および構成はこれに限るものではなく、例えば１つの通気孔１１から複数の開口部１８を設ける構成であっても構わない。

開口部１８の周囲は、外壁面３ｂに設けられた立ち壁１５で囲まれる。立ち壁１５は、例えばカバー３の作製時に一体成形により作製され、円弧状に形成される。また、図５（ａ）に示すように、立ち壁１５が設けられた外側と内側の外壁面３ｂが連通する切欠き部１６が、開口部１８と対向しない位置、つまりは蓋側壁部１４ａと対向する位置に設けられる。切欠き部１６は、開口部１８と同数となるようここでは３つ設けられ、立ち壁１５の切欠き部１６が設けられた両端部を結ぶ線（図５（ａ）二点鎖線Ｂ）と開口部１８が接しない位置に立ち壁１５は設けられる。立ち壁１５の上部１５ａは、図５（ｂ）に示すように、開口部１８の上部１８ｂよりも高い位置で、蓋１４の上部１４ｂよりも低い位置に設けられる。

ここまでは、図１に示すように、通気部９が天を向く方向（Ｚ方向）に電子制御装置１を搭載する場合について説明した。しかしながら、電子制御装置１は内部の電子回路基板５、あるいはマイコンプログラム等の変更によって複数種類の車両に同一構造の筐体２を用いることが一般的であり、電子制御装置１の車両に対する搭載方向は、Ｚ方向が天を向く方向（図６（ａ）参照）には限られない。Ｙ方向が天を向く方向（図７（ａ）参照）、−Ｘ方向が天を向く方向（図８（ａ）参照）、Ｘ方向が天を向く方向（図９（ａ）参照）など、電子制御装置１の搭載方向は、様々な方向と成り得る。なお、図６（ｂ）から図９（ｂ）には、通気部９の拡大図も合わせて示す。
しかし、立ち壁１５の形状を上述した構成としたことで、電子制御装置１の搭載方向が、設置レイアウトにおいて制約事項とならない５つのポイントを、以下に説明する。図１０（ａ）には第４のポイントを説明する通気部９の断面図、図１０（ｂ）には第５のポイントを説明する通気部９の側面図を示す。

（第１のポイント）
立ち壁１５に切欠き部１６を設けることで、Ｚ方向が天を向く方向（図６（ａ））に電子制御装置１を搭載しても、Ｚ方向からの直接的な被水（図６（ｂ）矢印Ａ参照）は、立ち壁１５の内側に溜まることがなく切欠き部１６を介して排出されるため、開口部１８を介した水の浸入を抑制することができる。

（第２のポイント）
開口部１８を取り囲むように、開口部１８に対向して立ち壁１５を円弧状に設けることで、開口部１８が天を向く方向（例えば図７（ａ）、図８（ａ））に電子制御装置１を搭載しても、開口部１８に向けた直接的な被水（図７（ｂ）、図８（ｂ）矢印Ａ参照）は、立ち壁１５が被水をそらすため、開口部１８を介した水の浸入を抑制することができる。ただし、コネクタ６が天を向くような搭載方向（図８（ａ））は、コネクタ６を介して電子制御装置１の内部へ水が侵入するおそれがあるため、一般的には望ましくない方向とされる。

（第３のポイント）
開口部１８に対向しない位置に切欠き部１６を設けることで、切欠き部１６は蓋側壁部１４ａと対向するため、切欠き部１６が天を向く方向（例えば図９（ａ））に電子制御装置１を搭載しても、Ｘ方向からの直接的な被水（図９（ｂ）矢印Ａ参照）は、蓋側壁部１４ａが被水をそらすため、開口部１８を介した水の浸入を抑制することができる。

（第４のポイント）
図１０（ａ）の通気部９の断面図に示すように、切欠き部１６が天を向く方向（例えば図９（ａ））からＹＺ面側に傾斜して電子制御装置１が搭載され、Ｘ方向からの直接的な被水（図１０（ａ）矢印Ａ参照）が蓋側壁部１４ａでそらされた場合、立ち壁１５の内側部分１５ｂに被水が溜まることになる。立ち壁１５の切欠き部１６が設けられた両端部を結ぶ線（図９（ｂ）二点鎖線）と開口部１８が接しない位置に立ち壁１５を設けることで、被水の上面は開口部１８に達することなく切欠き部１６から流出する（図９（ｂ）矢印Ｂ参照）ため、開口部１８を介した水の浸入を抑制することができる。

（第５のポイント）
立ち壁１５の上部１５ａを、開口部１８の上部１８ｂよりも高い位置で、蓋１４の上部１４ｂよりも低い位置に設けることで、切欠き部１６が天を向く方向（例えば図９（ａ））に電子制御装置１が搭載され、図１０（ｂ）の通気部９の側面図に示すように、蓋１４の上部１４ｂと接触して電子制御装置１とは異なる部材２０が設置されても、立ち壁１５の上部１５ａと部材２０の間の隙間部２１を、Ｘ方向からの直接的な被水（図１０（ｂ）矢印Ａ参照）は流れ落ちるため、開口部１８を介した水の浸入を抑制することができる。
なお、部材２０が柔らかい材質で構成されるなど、部材２０と立ち壁１５が接触することで隙間部２１が形成されない場合もあり得るが、第４のポイントに記載したように、立ち壁１５の切欠き部１６が設けられた両端部を結ぶ線（図９（ｂ）二点鎖線）と開口部１８が接しない位置に立ち壁１５が設けられるため、部材２０に覆われた立ち壁１５の内側部分１５ｂに被水が溜まっても、溜まった被水の上面は開口部１８に達することなく切欠き部１６から流出し、開口部１８を介した水の浸入を抑制することができる。

次に、カバー３を一体成形で作製する場合の金型構造について説明する。図１１は、カバー３の通気部９と、通気部９の近傍の一部の金型２２を示す断面図である。通気部９は、Ｚ方向に２つに分割される上金型２２ａと下金型２２ｂの２つの金型２２のみで作製される。通気孔１１と蓋１４と立ち壁１５は、カバー３の外壁面３ｂの法線方向、すなわちＺ方向から見てアンダーカットされた構造を有さず、開口部１８は押し切り構造で構成されるため、金型に複雑なスライドコアは不要である。このように本実施の形態で開示した通気部９を備えるカバー３は、製造工程を複雑化することなく、簡易な２つの金型２２のみで作製される。

以上のように、この電子制御装置１では、通気孔１１の上部に空間１１ａをおいてカバー３の外側に伸びる蓋１４が設けられ、蓋１４とカバー３とで開口部１８が形成され、かつ開口部１８の周囲は円弧状の切欠き部１６を備えた立ち壁１５で囲まれているため、電子制御装置１の搭載方向が設置レイアウトにおいて制約事項とならず、通気孔１１への直接的な被水を抑制することができる。また、カバー３が備える通気孔１１、立ち壁１５、開口部１８は、製造工程を複雑化することなく、簡易な２つの金型２２のみで作製することができる。また、開口部１８が形成されたカバー３の面は、立ち壁１５が形成されたカバー３の面よりもＺ方向に高い位置に設けられるため、外壁面３ｂを伝った通気孔１１への被水を抑制することができる。また、立ち壁１５が形成された通気部９の周囲の外壁面３ｂに向けて斜面１７が形成されているため、被水は斜面１７を伝って開口部１８から離れていく方向に流れ、通気孔１１への被水を抑制することができる。また、立ち壁１５は切欠き部１６を備えているため、被水は立ち壁１５の内側に溜まることがなく切欠き部１６を介して排出され、通気孔１１への被水を抑制することができる。また、開口部１８に対向しない位置に切欠き部１６は設けられるため、切欠き部１６が天を向く方向であっても、切欠き部１６に対向する蓋側壁部１４ａが被水をそらし、通気孔１１への被水を抑制することができる。また、立ち壁１５の切欠き部１６が設けられた両端部を結ぶ線と開口部１８が接しない位置に立ち壁１５は設けられるため、切欠き部１６が天の方向を向き電子制御装置１が傾斜して搭載されても、立ち壁１５の内側部分１５ｂに溜まった被水は切欠き部１６から流出し、通気孔１１への被水を抑制することができる。

なお本実施の形態に開示した電子制御装置１の筐体２は、２つの筐体部材から構成され、カバー３にのみ通気孔１１を有した組立容易な構成としたがこれに限るものではなく、１つの筐体部材、もしくはさらに複数の筐体部材から筐体２が構成され、カバー３とは異なる筐体部材に通気孔１１を有した構成であっても構わない。また、通気部９が備える通気孔１１、蓋１４、立ち壁１５を一体成形によりカバー３に設ける構成としたがこれに限るものではなく、蓋１４、立ち壁１５を別途作製して、例えば嵌合により、カバー３に設ける構成であっても構わない。

以上の実施の形態１に示した構成は、本願の構成の一例であり、本願の要旨を逸脱しない範囲で、実施の形態の一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。

１電子制御装置、２筐体、３カバー、３ａねじ穴、３ｂ外壁面、３ｃ内壁面、４ベース、５電子回路基板、６コネクタ、７電子部品、８ねじ、９通気部、１０撥水フィルタ、１１通気孔、１２撥水フィルタ固定面、１３撥水フィルタ位置決め突起部、１４蓋、１４ａ蓋側壁部、１５立ち壁、１６切欠き部、１７斜面、１８開口部、１９接合面、２０部材、２１隙間部、２２金型

Claims

コネクタおよび電子部品が実装された電子回路基板と、
前記電子回路基板が内部に収納され、密閉された筐体と、
前記筐体の内側と外側を貫通して設けられた通気孔と、
前記筐体の内側から前記通気孔を覆って固定された撥水フィルタと、を備え、
前記通気孔の上部に空間をおいて前記筐体の外側に伸びる蓋が設けられ、
前記蓋と前記筐体とで開口部が形成され、
前記開口部の周囲は立ち壁で囲まれ、
前記開口部が形成された前記筐体の面は前記立ち壁が形成された前記筐体の面よりも高い位置に設けられ、
前記立ち壁には切欠き部が形成され、
前記切欠き部は前記開口部と対向しない位置に設けられ、
前記通気孔、前記蓋、および前記立ち壁は前記筐体に一体成形されて構成され、
前記筐体に一体成形されて構成された前記通気孔、前記蓋、および前記立ち壁は、前記筐体の面における法線方向に対してアンダーカットなく構成されたことを特徴とする電子制御装置。
前記筐体は、前記通気孔、前記蓋、および前記立ち壁が一体成形されて構成された筐体部材と、他の筐体部材とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
前記開口部が形成された前記筐体の面から前記立ち壁が形成された前記筐体の面に斜面が形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子制御装置。
前記立ち壁は円弧状に設けられたことを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
前記開口部は、前記通気孔に対応して複数設けられ、
前記切欠き部は、前記開口部と同数設けられ、
前記立ち壁の前記切欠き部が設けられた両端部を結ぶ線と前記開口部が接しない位置に前記立ち壁が設けられたことを特徴とする請求項４に記載の電子制御装置。
前記立ち壁の上部は、前記開口部の上部よりも高い位置で、
前記蓋の上部よりも低い位置に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子制御装置。