電子制御装置
【課題】 回路基板の不具合の発生を抑制しながら、回路基板を筐体に容易に固定することができる電子制御装置を提供する。
【解決手段】 電子部品を実装した回路基板２と、回路基板２を保持するために回路基板２に取り付けられた基板ホルダ１０、１０と、回路基板２および基板ホルダ１０、１０を収容し、回路基板２が基板ホルダ１０、１０を介して固定されるケース２０と、を備えており、回路基板２の歪み変形を起因として回路基板２に設けられた電子部品や回路に作用する応力を、緩和する。
【解決手段】 電子部品を実装した回路基板２と、回路基板２を保持するために回路基板２に取り付けられた基板ホルダ１０、１０と、回路基板２および基板ホルダ１０、１０を収容し、回路基板２が基板ホルダ１０、１０を介して固定されるケース２０と、を備えており、回路基板２の歪み変形を起因として回路基板２に設けられた電子部品や回路に作用する応力を、緩和する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を実装したプリント基板をケースに収容した電子制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子制御装置として、樹脂製の筐体内部に回路基板を収容し、カバーで筐体の開口を塞いだ構成を有するものが知られている。このような電子制御装置では、例えば、以下のようにして回路基板を筐体に固定している。すなわち、筐体の内側の左右の壁面に沿ってレールを形成し、回路基板をレールに沿って筐体の内部に挿入するとともに、筐体の内側の奥側の壁面およびカバーに基板押さえを形成し、基板押さえとレールの間に回路基板を狭持することによって、回路基板を固定している。
【０００３】
また、従来の電子制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この電子制御装置は、複数の電子部品を実装したプリント基板と、このプリント基板を収容した袋構造のケースを備えている。このケースの内壁面の底部には、複数の突起部が、プリント基板の表面側および裏面側に交互に間隔を隔てて形成されており、表面側および裏面側の突起部の間に端部が狭持された状態で、プリント基板がケースに固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４４１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来の電子制御装置では、いずれも、レールおよび基板押さえなどで狭持することにより、回路基板自体をケースに固定しているので、回路基板に生じる応力により歪みが発生し、それにより回路基板に不具合が発生するおそれがある。例えば、車両に搭載された電子制御装置は、温度変化の大きな、比較的、過酷な環境に置かれるので、そのような環境下で回路基板に歪みが生じた状態が継続すると、電子部品を回路基板に固定するはんだにクラックが生じたり、はんだが回路基板からはがれたりすることによって、回路基板上の回路に導通不良が発生するおそれがある。このような不具合を回避するには、回路基板を狭持する力を弱める一方、回路基板と筐体の間にがたつきが発生しないように、回路基板を狭持する力の最適化を図る必要がある。しかし、そのためには、ケースやカバーの複数のサンプルを試作し、回路基板の歪みを実際に測定するなどの煩雑な評価試験を行ったり、回路基板の固定を設計どおりに行うために、筐体やカバーの形状やサイズに高い精度を確保する必要があるなど、開発・設計コストの増大を招いている。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、回路基板をケースに容易に固定できるとともに、回路基板の不具合の発生を抑制することができる電子制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、特許請求の範囲に記載の請求項１に係る電子制御装置、
電子部品を実装した回路基板２と、回路基板２を保持するために基板２に取り付けられた基板ホルダ１０、１０と、回路基板２および基板ホルダ１０、１０を収容し、回路基板２が基板ホルダ１０、１０を介して固定されるケース２０と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この電子制御装置によれば、電子部品を実装した回路基板には、これを保持するための基板ホルダが取り付けられており、この基板ホルダを取り付けた回路基板が、ケースに収容されている。回路基板は、基板ホルダを介して、ケースに固定されている。
【０００９】
このように、回路基板がケースに直接、取り付けられた従来の電子制御装置と異なり、レールおよび基板押さえなどで回路基板に応力をかけることによって固定する構造ではないため、回路基板に歪みが生じるのを抑制することができる。その結果、回路基板の歪み変形を起因として回路基板に設けられた電子部品や回路に作用する応力を、緩和することができる。したがって、一般に電子部品の実装に用いられるはんだに、回路基板の歪みを起因とするクラックや基板からの剥落が発生するのを抑制でき、回路基板上の回路に導通不良が発生するのを抑制することができる。
【００１０】
また、ケースと回路基板の間に基板ホルダが介在しており、回路基板を狭持する力の最適化を図る必要がないため、回路基板に歪みやがたつきが生じるのを防止するための精度がケースに要求されず、簡易な構成ですむので、ケースの詳細な構成を設定するための評価試験などを省略でき、電子制御装置の開発コストを抑制することができる。また、基板ホルダの取付けが可能であれば、サイズや形状の異なる回路基板を用いることができ、複数の種類の回路基板に対し、ケースを共用することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電子制御装置１において、基板ホルダ１０は、ホルダ本体１１と、ホルダ本体１１に設けられ、回路基板２の厚さ方向の移動を規制するための第１保持部１２と、回路基板２の基板平面に沿う方向の移動を規制するための第２保持部１３と、を有していることを特徴とする。
【００１２】
この電子制御装置によれば、基板ホルダが取り付けられた回路基板は、基板ホルダの第１保持部によって、基板の厚さ方向の移動が規制されるとともに、第２保持部によって、基板平面に沿う方向の移動が規制される。したがって、基板ホルダにより、回路基板を確実に固定した状態で保持することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の電子制御装置１において、第１保持部１２は、回路基板２の一方の面側に配置された基板支持部１２ａおよび他方の面側に配置された基板押さえ部１２ｄを有し、回路基板２は、基板支持部１２ａおよび基板押さえ部１２ｄに狭持された状態で保持されることを特徴とする。
【００１４】
この電子制御装置によれば、回路基板は、その裏面側および表面側にそれぞれ設けられた基板支持部および基板押さえ部によって狭持されるので、回路基板の厚さ方向の移動を確実に規制でき、回路基板の基板ホルダへの固定、ひいてはケースへの固定を確実に行うことができる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の電子制御装置において、前記回路基板を間に存して当該回路基板の外縁に接するように、複数の前記第２保持部が配置されていることを特徴とする。
【００１６】
この電子制御装置によれば、回路基板の外縁に接するように配置された複数の第２保持部の間に、回路基板が配置されている。それにより、回路基板の基板平面に沿う方向の移動を確実に規制でき、回路基板の基板ホルダへの固定、ひいてはケースへの固定を確実に行うことができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車載用電子制御装置１において、ケース２０を閉鎖するために、回路基板２および基板ホルダ１０、１０を収容した状態でケース２０に取り付けられたカバー３０をさらに備え、ケース２０およびカバー３０は、基板ホルダ１０をケース２０に固定するためのホルダ押さえ部（実施形態におけるホルダガイド２５およびホルダ固定部３３）をそれぞれ有していることを特徴とする。
【００１８】
この電子制御装置によれば、回路基板および基板ホルダがケースに収容されたた状態で、ケースにカバーが取り付けられることによって、ケースが閉鎖される。この状態では、回路基板に取り付けられた基板ホルダが、ケースおよびカバーにそれぞれ設けられたホルダ押さえ部によってケースに固定されるので、基板ホルダを取り付けた回路基板は、基板ホルダを介してケースに固定される。
【００１９】
このように、ケース側およびこれを閉鎖するカバー側の双方のホルダ押さえ部によって、回路基板および基板ホルダを、ケースに確実に固定することができる。また、ホルダ押さえ部は、基板ホルダをケースに固定し、回路基板に直接の影響を及ぼさないので、回路基板の歪みの発生をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子制御装置を示す斜視図である。
【図２】図１の電子制御装置を分解した状態で示す斜視図である。
【図３】基板ホルダを示す斜視図である。
【図４】基板ホルダに回路基板を取り付けた状態を示す（Ａ）正面図および（Ｂ）平面図である。
【図５】（Ａ）回路基板と基板ホルダの第１保持部との接続部を示す部分拡大断面図、および（Ｂ）回路基板と基板ホルダの第２保持部との接続部を示す部分拡大平面図である。
【図６】図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図７】図６に示す電子制御装置の（Ａ）ホルダガイド付近、および（Ｂ）ホルダ固定部付近をそれぞれ部分的に拡大して示す図である。
【図８】変形例に係る電子制御装置を、（Ａ）後方から示す断面図、および（Ｂ）上方から示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る電子制御装置１について、図面を参照しながら説明する。この電子制御装置１は、例えば、車両のダッシュボード（図示せず）に配置され、運転者による運転操作などに応じ、各種のアクチュエータ（図示せず）に制御信号を送信して車両の制御を実行するためのものである。
【００２２】
図１および図２に示すように、電子制御装置１は、回路基板２、基板ホルダ１０および両者２、１０を収容するためのケース２０、およびカバー３０を備えている。なお、以下の説明では、便宜上、図１の右側、上側および奥側を、それぞれ電子制御装置１の右側、上側、および前側として説明する。
【００２３】
回路基板２は、矩形の板状に形成されたプリント基板などで構成されており、その両面には、多数の電子部品（図示せず）がはんだ付けされることにより実装されている。また、回路基板２の後端部には、コネクタ３が取り付けられている。このコネクタ３は、回路基板２の各種の電子部品や回路を駆動させるための電力を供給するとともに、各種の信号の送受信を行うために、外部コネクタ（図示せず）を接続するためのものである。また、図４に示すように、回路基板２の前後の外縁部の左右の端部には、切欠き２ａがそれぞれ形成されている。
【００２４】
基板ホルダ１０は、樹脂で構成され、回路基板２の左端部および右端部にそれぞれ取り付けられている。図３に示すように、各基板ホルダ１０は、ホルダ本体１１と、このホルダ本体１１に設けられた基板ホールド部１２（第１保持部）および２つの基板ストッパ１３、１３（第２保持部）を有している。ホルダ本体１１は、前後方向および上下方向にそれぞれ所定の幅を有する矩形の板状に形成されている。また、ホルダ本体１１の上面および前面の間の角部と、上面および後面の間の角部には、斜面１１ａがそれぞれ形成されている。
【００２５】
基板ホールド部１２は、基板支持部１２ａおよび２つのストッパ１２ｂ、１２ｂを有しており、これらは、ホルダ本体１１と一体に設けられている。基板支持部１２ａは、ホルダ本体１１の一方の側面の下端部に設けられており、前後方向に延びている。２つのストッパ１２ｂ、１２ｂは、基板支持部１２ａのすぐ上方において、前後方向に間隔を隔てて並ぶように配置されている。図５（Ａ）に示すように、各ストッパ１２ｂは、ホルダ本体１１から突出する基部１２ｃと、この基部１２ｃよりも上下方向の厚さの大きな基板押さえ部１２ｄとを有しており、基板押さえ部１２ｄは、基部１２ｃよりも下側に凸に形成されていて、基板押さえ部１２ｄと基板支持部１２ａの間の間隔は、上述した回路基板２の厚さとほぼ同じに設定されている。
【００２６】
２つの基板ストッパ１３、１３は、基板支持部１２ａの前方および後方に、すなわちホルダ本体１１の一方の側面の前端部および後端部にそれぞれ配置されており、両者１３、１３間の間隔は、回路基板２の前後方向の幅とほぼ同じに設定されている。図５（Ｂ）に示すように、各基板ストッパ１３は、ホルダ本体１１から突出する基部１３ａと、この基部１３ａよりも前後方向の厚さの大きな基板係合部１３ｂとを有しており、基板係合部１３ｂは、基部１３ａよりも基板ホールド部１２側に凸に形成されている。
【００２７】
回路基板２には、左右１対の基板ホルダ１０、１０が取り付けられている。回路基板２に基板ホルダ１０を取り付ける際には、回路基板２の左右のいずれか一方の端部の上下方向の位置を、一方の基板ホルダ１０の基板支持部１２ａと基板押さえ部１２ｄ、１２ｄの間に合わせるとともに、前後方向の位置を、前後の基板ストッパ１３、１３の間に合わせて、回路基板２をホルダ本体１１側に押し込む。それにより、回路基板２は、前後の第２保持部１３、１３の弾性に抗してこれらを押し広げながら、基板支持部１２ａと基板押さえ部１２ｄ、１２ｄとの間に挿入され、基板ストッパ１３の基板係合部１３ｂが、回路基板の切欠き２ａに係合する。また、他方の基板ホルダ１０にも、プリント基板２の左右の他方の端部が、一方の端部側と同様に取り付けられる。
【００２８】
ケース２０は、後方に開口するボックス状に形成されており、天板２１、底板２２，左右の側壁２３、２３、および前壁２４を有している。このケース２０は、例えば射出成形により樹脂で一体に構成されており、天板２１の上面後端部には、左右方向に間隔を隔てて爪部２１ａ、２１ａが形成されている。また、底板２２の下面後端部にも、天板２１側と同様の爪部２２ａ、２２ａが形成されている。また、天板２１の下面左端部にはレール２１ｂが形成されており、このレール２１ｂは、天板２１の後端部から前端部まで延びていて、左側の側壁２３との間に所定の幅の溝が構成されている。この溝の幅は、前述した基板ホルダ１０のホルダ本体１１の厚さとほぼ同じに設定されている。また、底板２２の上面左端部にも、天板２１側のレール２１ｂと同様のレール２２ｂが設けられている。
【００２９】
また、図６および図７（Ａ）に示すように、天板２１と前壁２４の間の角部には、ホルダガイド２５（ホルダ押さえ部）が形成されている。このホルダガイド２５は、ケース２０の左右方向の全体にわたって延びており、天板２１の他の部分よりも大きな厚さを有している。また、ホルダガイド２５の後端部には、天板２１の下面から連続して延びる斜面２５ａが形成されている。
【００３０】
基板ホルダ１０、１０を取り付けた回路基板２をケース２０に収容するときには、まず、上下のレール２１ｂ、２２ｂと左側の側壁２３の間の溝に、左側のホルダ本体１１を挿入し、回路基板２および基板ホルダ１０、１０の全体をケース２の奥にスライドさせる。プリント基板２などは、上下のレール２１ｂ、２２ｂによって案内されながら前方にスライドし、ホルダ本体１１の前端部の斜面１１ａが、ホルダガイド２５の斜面２５ａに当接すると、基板ホルダ１０は、斜面２５ａに沿って移動し、ホルダガイド２５の下方に案内される。それにより、プリント基板２などは、ケース２０の内部空間の所定の位置に配置された状態で、ケース２０に収容される。
【００３１】
このように、ケース２０内に収容された状態では、回路基板２は、左右の基板ホルダ１０、１０によって保持されており、回路基板２の裏面側の左右の基板支持部１２ａ、１２ａと、表面側の計４つの基板押さえ部１２ｄによって、上下方向（回路基板の厚さ方向）の移動が規制される。また、計４つの基板ストッパ１３は、回路基板２の前後の外縁部の左右の端部にそれぞれ配置され、回路基板２の切欠き２ａにそれぞれ係合するように接していて、これら計４つの基板ストッパ１３によって、回路基板２の水平方向（回路基板の基板平面に沿う方向）の移動が規制されるとともに、基板ホルダ１０の回路基板２からの脱落が防止される。
【００３２】
カバー３０は、ケース２０に取り付けてその開口を塞ぐためのものであり、ケース２０と同じく樹脂で一体に構成されており、後壁３０、および計４つのカバー固定部３２を有している。後壁３１は、ケース２１の開口を塞ぐことができるように、前壁２４とほぼ同じ形状およびサイズを有している。また、後壁３１には、後壁３１を貫通する孔３１ａが形成されている。この孔３１ａは、カバー３０をケース２１に取り付けたときに、回路基板２のコネクタ３を通すためのものであり、コネクタ３の鉛直方向の断面よりも若干、大きな形状およびサイズに形成されている。
【００３３】
カバー固定部３２は、後壁２０の上端および下端に２つずつ設けられており、上側のカバー固定部３２、３２は、左右方向に所定の間隔を隔てて設けられていて、前方のケース２０側に突出するように延びている。下側のカバー固定部３２、３２もまた、上側のカバー固定部３２、３２と同様に設けられている。また、各カバー固定部３２の中央には係合孔３２ａが形成されており、この係合孔３２ａは、カバー固定部３２を上下方向に貫通している。
【００３４】
また、後壁３１の前面上端部には、ホルダ固定部３３（ホルダ押さえ部）が設けられてる。このホルダ固定部３３は、後壁３１と一体に設けられ、後壁３１から前方に突出して延びるとともに、後壁３１の左右方向の全体にわたって延びている。このホルダ固定部３３の前端部には、ホルダ固定部の上面との間が鋭角になるように斜めに延びる斜面３３ａが形成されている。また、このホルダ固定部３３と上側のカバー固定部３２との間の間隔は、ケース２０の天板２１の厚さとほぼ同じになるように設定されている。
【００３５】
このようなカバー３０は、回路基板２などをケース２０に収容した後、ケース２０に取り付けられ、その開口を塞ぐ。具体的には、後壁３１の孔３１ａに、プリント基板２のコネクタ３を挿入し、そのままカバー３０をケース２０側に近づける。それにより、上側のカバー固定部３２、３２とホルダ固定部３３の間に、天板２１の後端部が挿入され、また、ホルダ本体１１の後側の斜面１１ａにホルダ固定部３３の斜面３３ａが当接し、ホルダ本体１１がホルダ固定部３３の下側に案内される。そして、各カバー固定部３２の係合孔３２ａに、ケース２０の爪部２１ａ、２２ａがそれぞれ係合することによって、カバー３０はケース２０に固定される。また、ケース２０に収容された回路基板２および基板ホルダ１０、１０は、ホルダガイド２５およびホルダ固定部３３と底板２２の間に位置決めされた状態で、ケース２０に固定される。
【００３６】
以上のように、本実施形態による電子制御装置１によれば、回路基板２とケース２０の間に基板ホルダ１０、１０が介在しているので、ケース２０と回路基板２の間の力の伝達が緩和され、また、回路基板２は、これに加わる力に偏りが生じないように、左右の基板ホルダ１０、１０によってバランスよく保持される。したがって、回路基板２に歪みが生じるのを抑制することができる。その結果、回路基板２の歪み変形を起因として、回路基板２に設けられた電子部品や回路に作用する応力を緩和でき、電子部品の実装に用いられるはんだに、回路基板２の歪みを起因とするクラックや回路基板２からの剥落が発生するのを抑制できるので、回路基板２上の回路に導通不良が発生するのを抑制することができる。
【００３７】
また、ケース２０と回路基板２の間に基板ホルダ１０、１０が介在しており、回路基板２に歪みやがたつきが生じるのを防止するための精度がケース２０に要求されず、簡易な構成ですむので、ケース２０の詳細な構成を設定するための評価試験などを省略でき、電子制御装置１の開発コストを抑制することができる。また、基板ホルダ１０の取付けが可能であれば、サイズや形状の異なる回路基板を用いることができ、複数の種類の回路基板に対し、ケース２０を共用することができる。
【００３８】
また、回路基板２は、その裏面側および表面側にそれぞれ設けられた基板支持部１２ａおよび基板押さえ部１２ｄ、１２ｄによって狭持されるので、回路基板２の厚さ方向の移動を確実に規制でき、回路基板２の基板ホルダ１０への固定、ひいてはケース２０への固定を確実に行うことができる。
【００３９】
また、回路基板２の外縁に接して配置された計４つの基板ストッパ１３の間に、回路基板２が配置されており、それにより、回路基板２の基板平面に沿う方向の移動を確実に規制でき、回路基板２の基板ホルダ１０への固定、ひいてはケース２０への固定を確実に行うことができる。
【００４０】
また、ケース２０側のホルダガイド２５およびこれを閉鎖するカバー３０側のホルダ固定部３３と、上下のレール２１ｂ、２２ｂによって、回路基板２および基板ホルダ１０、１０を、ケース２０に位置決めした状態で確実に固定することができる。ホルダガイド２５およびホルダ固定部３３は、基板ホルダ１０、１０をケース２０に固定し、回路基板２に直接の影響を及ぼさないので、回路基板２の歪みの発生をより確実に抑制することができる。
【００４１】
図８は、上述した電子制御装置１の変形例を示している。この変形例の電子制御装置１ａは、実施形態に係る電子制御装置１とほぼ同じ構成を有している。以下、変形例に係る電子制御装置１ａについて、実施形態に係る電子制御装置１と同じ構成要素については同じ符号を用いて、電子制御装置１との差異を中心として説明する。
【００４２】
実施形態の電子制御装置１では、プリント基板２および基板ホルダ１０、１０をケース２０に収容した状態において、これらは、ケース２０の内部のほぼ全体を占めるサイズを有していたのに対し、本変形例では、実施形態の回路基板２よりも左右方向の幅が小さい回路基板４を用いている。これにより、回路基板４などをケース２０に収容した状態においては、右側の基板ホルダ１０と側壁２３との間に、回路基板４の幅を小さくした分、隙間が生じている。
【００４３】
また、幅のより小さな回路基板４に応じて、幅のより小さなコネクタ５が用いられている。さらに、このコネクタ５の形状、サイズおよび配置に適合するように、カバー３０の孔３１ａが形成されている。
【００４４】
以上のように、左右方向の幅のより小さな回路基板４を用いても、基板ホルダ１０およびケース２０の構成を変更することなく、回路基板４などをケース２０に収容することができ、サイズの異なる回路基板に対し、共通の基板ホルダ１０およびケース２０を用いることができる。
【００４５】
なお、上述した実施形態および変形例では、基板ホルダ１０、ケース２０およびカバー３０を、樹脂で構成されたものとして説明したが、これに限定されることなく、これらのうちの少なくとも１つを、例えばアルミダイカストや鋼板などの金属で構成してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 電子制御装置
１ａ 電子制御装置
２ 回路基板
４ 回路基板
１０ 基板ホルダ
１１ ホルダ本体
１２ 基板ホールド部（第１保持部）
１２ｄ 基板押さえ部
１３ 基板ストッパ（第２保持部）
２０ ケース
２５ ホルダガイド（ホルダ押さえ部）
３０ カバー
３３ ホルダ固定部（ホルダ押さえ部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を実装したプリント基板をケースに収容した電子制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子制御装置として、樹脂製の筐体内部に回路基板を収容し、カバーで筐体の開口を塞いだ構成を有するものが知られている。このような電子制御装置では、例えば、以下のようにして回路基板を筐体に固定している。すなわち、筐体の内側の左右の壁面に沿ってレールを形成し、回路基板をレールに沿って筐体の内部に挿入するとともに、筐体の内側の奥側の壁面およびカバーに基板押さえを形成し、基板押さえとレールの間に回路基板を狭持することによって、回路基板を固定している。
【０００３】
また、従来の電子制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この電子制御装置は、複数の電子部品を実装したプリント基板と、このプリント基板を収容した袋構造のケースを備えている。このケースの内壁面の底部には、複数の突起部が、プリント基板の表面側および裏面側に交互に間隔を隔てて形成されており、表面側および裏面側の突起部の間に端部が狭持された状態で、プリント基板がケースに固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４４１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来の電子制御装置では、いずれも、レールおよび基板押さえなどで狭持することにより、回路基板自体をケースに固定しているので、回路基板に生じる応力により歪みが発生し、それにより回路基板に不具合が発生するおそれがある。例えば、車両に搭載された電子制御装置は、温度変化の大きな、比較的、過酷な環境に置かれるので、そのような環境下で回路基板に歪みが生じた状態が継続すると、電子部品を回路基板に固定するはんだにクラックが生じたり、はんだが回路基板からはがれたりすることによって、回路基板上の回路に導通不良が発生するおそれがある。このような不具合を回避するには、回路基板を狭持する力を弱める一方、回路基板と筐体の間にがたつきが発生しないように、回路基板を狭持する力の最適化を図る必要がある。しかし、そのためには、ケースやカバーの複数のサンプルを試作し、回路基板の歪みを実際に測定するなどの煩雑な評価試験を行ったり、回路基板の固定を設計どおりに行うために、筐体やカバーの形状やサイズに高い精度を確保する必要があるなど、開発・設計コストの増大を招いている。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、回路基板をケースに容易に固定できるとともに、回路基板の不具合の発生を抑制することができる電子制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、特許請求の範囲に記載の請求項１に係る電子制御装置、
電子部品を実装した回路基板２と、回路基板２を保持するために基板２に取り付けられた基板ホルダ１０、１０と、回路基板２および基板ホルダ１０、１０を収容し、回路基板２が基板ホルダ１０、１０を介して固定されるケース２０と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この電子制御装置によれば、電子部品を実装した回路基板には、これを保持するための基板ホルダが取り付けられており、この基板ホルダを取り付けた回路基板が、ケースに収容されている。回路基板は、基板ホルダを介して、ケースに固定されている。
【０００９】
このように、回路基板がケースに直接、取り付けられた従来の電子制御装置と異なり、レールおよび基板押さえなどで回路基板に応力をかけることによって固定する構造ではないため、回路基板に歪みが生じるのを抑制することができる。その結果、回路基板の歪み変形を起因として回路基板に設けられた電子部品や回路に作用する応力を、緩和することができる。したがって、一般に電子部品の実装に用いられるはんだに、回路基板の歪みを起因とするクラックや基板からの剥落が発生するのを抑制でき、回路基板上の回路に導通不良が発生するのを抑制することができる。
【００１０】
また、ケースと回路基板の間に基板ホルダが介在しており、回路基板を狭持する力の最適化を図る必要がないため、回路基板に歪みやがたつきが生じるのを防止するための精度がケースに要求されず、簡易な構成ですむので、ケースの詳細な構成を設定するための評価試験などを省略でき、電子制御装置の開発コストを抑制することができる。また、基板ホルダの取付けが可能であれば、サイズや形状の異なる回路基板を用いることができ、複数の種類の回路基板に対し、ケースを共用することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電子制御装置１において、基板ホルダ１０は、ホルダ本体１１と、ホルダ本体１１に設けられ、回路基板２の厚さ方向の移動を規制するための第１保持部１２と、回路基板２の基板平面に沿う方向の移動を規制するための第２保持部１３と、を有していることを特徴とする。
【００１２】
この電子制御装置によれば、基板ホルダが取り付けられた回路基板は、基板ホルダの第１保持部によって、基板の厚さ方向の移動が規制されるとともに、第２保持部によって、基板平面に沿う方向の移動が規制される。したがって、基板ホルダにより、回路基板を確実に固定した状態で保持することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の電子制御装置１において、第１保持部１２は、回路基板２の一方の面側に配置された基板支持部１２ａおよび他方の面側に配置された基板押さえ部１２ｄを有し、回路基板２は、基板支持部１２ａおよび基板押さえ部１２ｄに狭持された状態で保持されることを特徴とする。
【００１４】
この電子制御装置によれば、回路基板は、その裏面側および表面側にそれぞれ設けられた基板支持部および基板押さえ部によって狭持されるので、回路基板の厚さ方向の移動を確実に規制でき、回路基板の基板ホルダへの固定、ひいてはケースへの固定を確実に行うことができる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の電子制御装置において、前記回路基板を間に存して当該回路基板の外縁に接するように、複数の前記第２保持部が配置されていることを特徴とする。
【００１６】
この電子制御装置によれば、回路基板の外縁に接するように配置された複数の第２保持部の間に、回路基板が配置されている。それにより、回路基板の基板平面に沿う方向の移動を確実に規制でき、回路基板の基板ホルダへの固定、ひいてはケースへの固定を確実に行うことができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車載用電子制御装置１において、ケース２０を閉鎖するために、回路基板２および基板ホルダ１０、１０を収容した状態でケース２０に取り付けられたカバー３０をさらに備え、ケース２０およびカバー３０は、基板ホルダ１０をケース２０に固定するためのホルダ押さえ部（実施形態におけるホルダガイド２５およびホルダ固定部３３）をそれぞれ有していることを特徴とする。
【００１８】
この電子制御装置によれば、回路基板および基板ホルダがケースに収容されたた状態で、ケースにカバーが取り付けられることによって、ケースが閉鎖される。この状態では、回路基板に取り付けられた基板ホルダが、ケースおよびカバーにそれぞれ設けられたホルダ押さえ部によってケースに固定されるので、基板ホルダを取り付けた回路基板は、基板ホルダを介してケースに固定される。
【００１９】
このように、ケース側およびこれを閉鎖するカバー側の双方のホルダ押さえ部によって、回路基板および基板ホルダを、ケースに確実に固定することができる。また、ホルダ押さえ部は、基板ホルダをケースに固定し、回路基板に直接の影響を及ぼさないので、回路基板の歪みの発生をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子制御装置を示す斜視図である。
【図２】図１の電子制御装置を分解した状態で示す斜視図である。
【図３】基板ホルダを示す斜視図である。
【図４】基板ホルダに回路基板を取り付けた状態を示す（Ａ）正面図および（Ｂ）平面図である。
【図５】（Ａ）回路基板と基板ホルダの第１保持部との接続部を示す部分拡大断面図、および（Ｂ）回路基板と基板ホルダの第２保持部との接続部を示す部分拡大平面図である。
【図６】図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図７】図６に示す電子制御装置の（Ａ）ホルダガイド付近、および（Ｂ）ホルダ固定部付近をそれぞれ部分的に拡大して示す図である。
【図８】変形例に係る電子制御装置を、（Ａ）後方から示す断面図、および（Ｂ）上方から示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る電子制御装置１について、図面を参照しながら説明する。この電子制御装置１は、例えば、車両のダッシュボード（図示せず）に配置され、運転者による運転操作などに応じ、各種のアクチュエータ（図示せず）に制御信号を送信して車両の制御を実行するためのものである。
【００２２】
図１および図２に示すように、電子制御装置１は、回路基板２、基板ホルダ１０および両者２、１０を収容するためのケース２０、およびカバー３０を備えている。なお、以下の説明では、便宜上、図１の右側、上側および奥側を、それぞれ電子制御装置１の右側、上側、および前側として説明する。
【００２３】
回路基板２は、矩形の板状に形成されたプリント基板などで構成されており、その両面には、多数の電子部品（図示せず）がはんだ付けされることにより実装されている。また、回路基板２の後端部には、コネクタ３が取り付けられている。このコネクタ３は、回路基板２の各種の電子部品や回路を駆動させるための電力を供給するとともに、各種の信号の送受信を行うために、外部コネクタ（図示せず）を接続するためのものである。また、図４に示すように、回路基板２の前後の外縁部の左右の端部には、切欠き２ａがそれぞれ形成されている。
【００２４】
基板ホルダ１０は、樹脂で構成され、回路基板２の左端部および右端部にそれぞれ取り付けられている。図３に示すように、各基板ホルダ１０は、ホルダ本体１１と、このホルダ本体１１に設けられた基板ホールド部１２（第１保持部）および２つの基板ストッパ１３、１３（第２保持部）を有している。ホルダ本体１１は、前後方向および上下方向にそれぞれ所定の幅を有する矩形の板状に形成されている。また、ホルダ本体１１の上面および前面の間の角部と、上面および後面の間の角部には、斜面１１ａがそれぞれ形成されている。
【００２５】
基板ホールド部１２は、基板支持部１２ａおよび２つのストッパ１２ｂ、１２ｂを有しており、これらは、ホルダ本体１１と一体に設けられている。基板支持部１２ａは、ホルダ本体１１の一方の側面の下端部に設けられており、前後方向に延びている。２つのストッパ１２ｂ、１２ｂは、基板支持部１２ａのすぐ上方において、前後方向に間隔を隔てて並ぶように配置されている。図５（Ａ）に示すように、各ストッパ１２ｂは、ホルダ本体１１から突出する基部１２ｃと、この基部１２ｃよりも上下方向の厚さの大きな基板押さえ部１２ｄとを有しており、基板押さえ部１２ｄは、基部１２ｃよりも下側に凸に形成されていて、基板押さえ部１２ｄと基板支持部１２ａの間の間隔は、上述した回路基板２の厚さとほぼ同じに設定されている。
【００２６】
２つの基板ストッパ１３、１３は、基板支持部１２ａの前方および後方に、すなわちホルダ本体１１の一方の側面の前端部および後端部にそれぞれ配置されており、両者１３、１３間の間隔は、回路基板２の前後方向の幅とほぼ同じに設定されている。図５（Ｂ）に示すように、各基板ストッパ１３は、ホルダ本体１１から突出する基部１３ａと、この基部１３ａよりも前後方向の厚さの大きな基板係合部１３ｂとを有しており、基板係合部１３ｂは、基部１３ａよりも基板ホールド部１２側に凸に形成されている。
【００２７】
回路基板２には、左右１対の基板ホルダ１０、１０が取り付けられている。回路基板２に基板ホルダ１０を取り付ける際には、回路基板２の左右のいずれか一方の端部の上下方向の位置を、一方の基板ホルダ１０の基板支持部１２ａと基板押さえ部１２ｄ、１２ｄの間に合わせるとともに、前後方向の位置を、前後の基板ストッパ１３、１３の間に合わせて、回路基板２をホルダ本体１１側に押し込む。それにより、回路基板２は、前後の第２保持部１３、１３の弾性に抗してこれらを押し広げながら、基板支持部１２ａと基板押さえ部１２ｄ、１２ｄとの間に挿入され、基板ストッパ１３の基板係合部１３ｂが、回路基板の切欠き２ａに係合する。また、他方の基板ホルダ１０にも、プリント基板２の左右の他方の端部が、一方の端部側と同様に取り付けられる。
【００２８】
ケース２０は、後方に開口するボックス状に形成されており、天板２１、底板２２，左右の側壁２３、２３、および前壁２４を有している。このケース２０は、例えば射出成形により樹脂で一体に構成されており、天板２１の上面後端部には、左右方向に間隔を隔てて爪部２１ａ、２１ａが形成されている。また、底板２２の下面後端部にも、天板２１側と同様の爪部２２ａ、２２ａが形成されている。また、天板２１の下面左端部にはレール２１ｂが形成されており、このレール２１ｂは、天板２１の後端部から前端部まで延びていて、左側の側壁２３との間に所定の幅の溝が構成されている。この溝の幅は、前述した基板ホルダ１０のホルダ本体１１の厚さとほぼ同じに設定されている。また、底板２２の上面左端部にも、天板２１側のレール２１ｂと同様のレール２２ｂが設けられている。
【００２９】
また、図６および図７（Ａ）に示すように、天板２１と前壁２４の間の角部には、ホルダガイド２５（ホルダ押さえ部）が形成されている。このホルダガイド２５は、ケース２０の左右方向の全体にわたって延びており、天板２１の他の部分よりも大きな厚さを有している。また、ホルダガイド２５の後端部には、天板２１の下面から連続して延びる斜面２５ａが形成されている。
【００３０】
基板ホルダ１０、１０を取り付けた回路基板２をケース２０に収容するときには、まず、上下のレール２１ｂ、２２ｂと左側の側壁２３の間の溝に、左側のホルダ本体１１を挿入し、回路基板２および基板ホルダ１０、１０の全体をケース２の奥にスライドさせる。プリント基板２などは、上下のレール２１ｂ、２２ｂによって案内されながら前方にスライドし、ホルダ本体１１の前端部の斜面１１ａが、ホルダガイド２５の斜面２５ａに当接すると、基板ホルダ１０は、斜面２５ａに沿って移動し、ホルダガイド２５の下方に案内される。それにより、プリント基板２などは、ケース２０の内部空間の所定の位置に配置された状態で、ケース２０に収容される。
【００３１】
このように、ケース２０内に収容された状態では、回路基板２は、左右の基板ホルダ１０、１０によって保持されており、回路基板２の裏面側の左右の基板支持部１２ａ、１２ａと、表面側の計４つの基板押さえ部１２ｄによって、上下方向（回路基板の厚さ方向）の移動が規制される。また、計４つの基板ストッパ１３は、回路基板２の前後の外縁部の左右の端部にそれぞれ配置され、回路基板２の切欠き２ａにそれぞれ係合するように接していて、これら計４つの基板ストッパ１３によって、回路基板２の水平方向（回路基板の基板平面に沿う方向）の移動が規制されるとともに、基板ホルダ１０の回路基板２からの脱落が防止される。
【００３２】
カバー３０は、ケース２０に取り付けてその開口を塞ぐためのものであり、ケース２０と同じく樹脂で一体に構成されており、後壁３０、および計４つのカバー固定部３２を有している。後壁３１は、ケース２１の開口を塞ぐことができるように、前壁２４とほぼ同じ形状およびサイズを有している。また、後壁３１には、後壁３１を貫通する孔３１ａが形成されている。この孔３１ａは、カバー３０をケース２１に取り付けたときに、回路基板２のコネクタ３を通すためのものであり、コネクタ３の鉛直方向の断面よりも若干、大きな形状およびサイズに形成されている。
【００３３】
カバー固定部３２は、後壁２０の上端および下端に２つずつ設けられており、上側のカバー固定部３２、３２は、左右方向に所定の間隔を隔てて設けられていて、前方のケース２０側に突出するように延びている。下側のカバー固定部３２、３２もまた、上側のカバー固定部３２、３２と同様に設けられている。また、各カバー固定部３２の中央には係合孔３２ａが形成されており、この係合孔３２ａは、カバー固定部３２を上下方向に貫通している。
【００３４】
また、後壁３１の前面上端部には、ホルダ固定部３３（ホルダ押さえ部）が設けられてる。このホルダ固定部３３は、後壁３１と一体に設けられ、後壁３１から前方に突出して延びるとともに、後壁３１の左右方向の全体にわたって延びている。このホルダ固定部３３の前端部には、ホルダ固定部の上面との間が鋭角になるように斜めに延びる斜面３３ａが形成されている。また、このホルダ固定部３３と上側のカバー固定部３２との間の間隔は、ケース２０の天板２１の厚さとほぼ同じになるように設定されている。
【００３５】
このようなカバー３０は、回路基板２などをケース２０に収容した後、ケース２０に取り付けられ、その開口を塞ぐ。具体的には、後壁３１の孔３１ａに、プリント基板２のコネクタ３を挿入し、そのままカバー３０をケース２０側に近づける。それにより、上側のカバー固定部３２、３２とホルダ固定部３３の間に、天板２１の後端部が挿入され、また、ホルダ本体１１の後側の斜面１１ａにホルダ固定部３３の斜面３３ａが当接し、ホルダ本体１１がホルダ固定部３３の下側に案内される。そして、各カバー固定部３２の係合孔３２ａに、ケース２０の爪部２１ａ、２２ａがそれぞれ係合することによって、カバー３０はケース２０に固定される。また、ケース２０に収容された回路基板２および基板ホルダ１０、１０は、ホルダガイド２５およびホルダ固定部３３と底板２２の間に位置決めされた状態で、ケース２０に固定される。
【００３６】
以上のように、本実施形態による電子制御装置１によれば、回路基板２とケース２０の間に基板ホルダ１０、１０が介在しているので、ケース２０と回路基板２の間の力の伝達が緩和され、また、回路基板２は、これに加わる力に偏りが生じないように、左右の基板ホルダ１０、１０によってバランスよく保持される。したがって、回路基板２に歪みが生じるのを抑制することができる。その結果、回路基板２の歪み変形を起因として、回路基板２に設けられた電子部品や回路に作用する応力を緩和でき、電子部品の実装に用いられるはんだに、回路基板２の歪みを起因とするクラックや回路基板２からの剥落が発生するのを抑制できるので、回路基板２上の回路に導通不良が発生するのを抑制することができる。
【００３７】
また、ケース２０と回路基板２の間に基板ホルダ１０、１０が介在しており、回路基板２に歪みやがたつきが生じるのを防止するための精度がケース２０に要求されず、簡易な構成ですむので、ケース２０の詳細な構成を設定するための評価試験などを省略でき、電子制御装置１の開発コストを抑制することができる。また、基板ホルダ１０の取付けが可能であれば、サイズや形状の異なる回路基板を用いることができ、複数の種類の回路基板に対し、ケース２０を共用することができる。
【００３８】
また、回路基板２は、その裏面側および表面側にそれぞれ設けられた基板支持部１２ａおよび基板押さえ部１２ｄ、１２ｄによって狭持されるので、回路基板２の厚さ方向の移動を確実に規制でき、回路基板２の基板ホルダ１０への固定、ひいてはケース２０への固定を確実に行うことができる。
【００３９】
また、回路基板２の外縁に接して配置された計４つの基板ストッパ１３の間に、回路基板２が配置されており、それにより、回路基板２の基板平面に沿う方向の移動を確実に規制でき、回路基板２の基板ホルダ１０への固定、ひいてはケース２０への固定を確実に行うことができる。
【００４０】
また、ケース２０側のホルダガイド２５およびこれを閉鎖するカバー３０側のホルダ固定部３３と、上下のレール２１ｂ、２２ｂによって、回路基板２および基板ホルダ１０、１０を、ケース２０に位置決めした状態で確実に固定することができる。ホルダガイド２５およびホルダ固定部３３は、基板ホルダ１０、１０をケース２０に固定し、回路基板２に直接の影響を及ぼさないので、回路基板２の歪みの発生をより確実に抑制することができる。
【００４１】
図８は、上述した電子制御装置１の変形例を示している。この変形例の電子制御装置１ａは、実施形態に係る電子制御装置１とほぼ同じ構成を有している。以下、変形例に係る電子制御装置１ａについて、実施形態に係る電子制御装置１と同じ構成要素については同じ符号を用いて、電子制御装置１との差異を中心として説明する。
【００４２】
実施形態の電子制御装置１では、プリント基板２および基板ホルダ１０、１０をケース２０に収容した状態において、これらは、ケース２０の内部のほぼ全体を占めるサイズを有していたのに対し、本変形例では、実施形態の回路基板２よりも左右方向の幅が小さい回路基板４を用いている。これにより、回路基板４などをケース２０に収容した状態においては、右側の基板ホルダ１０と側壁２３との間に、回路基板４の幅を小さくした分、隙間が生じている。
【００４３】
また、幅のより小さな回路基板４に応じて、幅のより小さなコネクタ５が用いられている。さらに、このコネクタ５の形状、サイズおよび配置に適合するように、カバー３０の孔３１ａが形成されている。
【００４４】
以上のように、左右方向の幅のより小さな回路基板４を用いても、基板ホルダ１０およびケース２０の構成を変更することなく、回路基板４などをケース２０に収容することができ、サイズの異なる回路基板に対し、共通の基板ホルダ１０およびケース２０を用いることができる。
【００４５】
なお、上述した実施形態および変形例では、基板ホルダ１０、ケース２０およびカバー３０を、樹脂で構成されたものとして説明したが、これに限定されることなく、これらのうちの少なくとも１つを、例えばアルミダイカストや鋼板などの金属で構成してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 電子制御装置
１ａ 電子制御装置
２ 回路基板
４ 回路基板
１０ 基板ホルダ
１１ ホルダ本体
１２ 基板ホールド部（第１保持部）
１２ｄ 基板押さえ部
１３ 基板ストッパ（第２保持部）
２０ ケース
２５ ホルダガイド（ホルダ押さえ部）
３０ カバー
３３ ホルダ固定部（ホルダ押さえ部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を実装した回路基板と、
当該回路基板を保持するために当該回路基板に取り付けられた基板ホルダと、
前記回路基板および前記基板ホルダを収容し、前記回路基板が前記基板ホルダを介して固定されるケースと、
を備えていることを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記基板ホルダは、
ホルダ本体と、
当該ホルダ本体に設けられ、前記回路基板の厚さ方向の移動を規制するための第１保持部と、
前記回路基板の基板平面に沿う方向の移動を規制するための第２保持部と、
を有し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。
【請求項３】
前記第１保持部は、前記回路基板の一方の面側に配置された基板支持部および他方の面側に配置された基板押さえ部を有し、
前記回路基板は、前記基板支持部および前記基板押さえ部に狭持された状態で保持されることを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記回路基板を間に存して当該回路基板の外縁に接するように、複数の前記第２保持部が配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記ケースを閉鎖するために、前記回路基板および前記基板ホルダを収容した状態で前記ケースに取り付けられたカバーをさらに備え、
前記ケースおよびカバーは、前記基板ホルダを前記ケースに固定するためのホルダ押さえ部をそれぞれ有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子制御装置。
【請求項１】
電子部品を実装した回路基板と、
当該回路基板を保持するために当該回路基板に取り付けられた基板ホルダと、
前記回路基板および前記基板ホルダを収容し、前記回路基板が前記基板ホルダを介して固定されるケースと、
を備えていることを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記基板ホルダは、
ホルダ本体と、
当該ホルダ本体に設けられ、前記回路基板の厚さ方向の移動を規制するための第１保持部と、
前記回路基板の基板平面に沿う方向の移動を規制するための第２保持部と、
を有し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。
【請求項３】
前記第１保持部は、前記回路基板の一方の面側に配置された基板支持部および他方の面側に配置された基板押さえ部を有し、
前記回路基板は、前記基板支持部および前記基板押さえ部に狭持された状態で保持されることを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記回路基板を間に存して当該回路基板の外縁に接するように、複数の前記第２保持部が配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記ケースを閉鎖するために、前記回路基板および前記基板ホルダを収容した状態で前記ケースに取り付けられたカバーをさらに備え、
前記ケースおよびカバーは、前記基板ホルダを前記ケースに固定するためのホルダ押さえ部をそれぞれ有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６９９９７（Ｐ２０１３−６９９９７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９２４４（Ｐ２０１１−２０９２４４）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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