(57)【要約】【課題】  振動による損傷を受け難い制御ユニットを提供する。【解決手段】  制御基板に電子部品が実装されている。支持板及びカバーを含むケースが、制御基板を収容する。支持板と一体的に形成されたブラケットが、支持板の縁から外方に伸びる。このブラケットは、平板状部分、及び平板状部分と支持板とを接続する応力緩和部を含む。応力緩和部は、ブラケットの平板状部分と比べて、ブラケットの剛性を低くしている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を実装した制御基板と、
支持板及びカバーを含み、前記制御基板を収容するケースと、
前記支持板と一体的に形成され、前記支持板の縁から外方に伸びるブラケットと
を有し、
前記ブラケットは、平板状部分、及び前記平板状部分と前記支持板とを接続する応力緩和部を含み、前記応力緩和部は、前記平板状部分と比べて、前記ブラケットの剛性を低くしている制御ユニット。
【請求項２】
前記応力緩和部は、前記平板状部分を前記支持板に連続させ、湾曲した立体形状を有する請求項１に記載の制御ユニット。
【請求項３】
前記ブラケットと前記支持板との境界線の両端に、前記支持板の縁から内側に向かう切欠きが設けられている請求項１または２に記載の制御ユニット。
【請求項４】
前記カバー及び前記制御基板が前記支持板に共締めされており、前記カバーは、前記ブラケットに接触しない立体形状を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御ユニットに関し、特に、車載用の制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用の制御ユニットのケースには、設置環境によって、防塵、防振、放熱等の機能が要求される。これらの要求に応じて、樹脂ケース、アルミダイキャストケース、板金ケース等が用いられる。制御ユニットには、車体シャーシに固定するためのブラケット（「ステー」ともいわれる。）が設けられている。ブラケットは、ケースと一体的に形成されるか、または別体の部材として形成された後、ケースに固定される。
【０００３】
プリント基板をケース内に強固に固定することができる制御ユニットが、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された制御ユニットにおいては、プリント基板の外周部に形成された突起部が、ケースに設けられた貫通孔または凹部に係合される。ケースは、ケーシングとカバーとで構成され、両者の間にプリント基板が収容される。
【０００４】
平板状のカバーの縁から外方に向かって、複数のブラケットが伸びる。ブラケットは、平板状のカバーと同一の平板で構成される。ブラケットに、車体シャーシへの取付け孔が形成されている。プリント基板がケースに強固に固定されているため、プリント基板の振動による騒音の発生を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７１０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
制御ユニットは、ブラケットに設けられた貫通孔にビス等の締結具を通すことにより、車体シャーシに固定される。板金ケースを用いる場合、加工のし易さ及びコストの観点から、ブラケットとケースとが一体成型される場合が多い。車体シャーシの振動が、ブラケット及びケースを通して、プリント基板に伝わる。プリント基板が振動すると、電子部品を固定している半田にクラックが発生する場合がある。また、ブラケットとケースとの接続部分に定格値以上の応力が加わると、接続部分に亀裂が発生してしまう場合もある。
【０００７】
本発明の目的は、振動による損傷を受け難い制御ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点によると、
電子部品を実装した制御基板と、
支持板及びカバーを含み、前記制御基板を収容するケースと、
前記支持板と一体的に形成され、前記支持板の縁から外方に伸びるブラケットと
を有し、
前記ブラケットは、平板状部分、及び前記平板状部分と前記支持板とを接続する応力緩和部を含み、前記応力緩和部は、前記平板状部分と比べて、前記ブラケットの剛性を低くしている制御ユニットが提供される。
【０００９】
本発明の第２の観点による制御ユニットにおいては、前記応力緩和部は、前記平板状部分を前記支持板に連続させ、湾曲した立体形状を有する。
【００１０】
本発明の第３の観点による制御ユニットにおいては、前記ブラケットと前記支持板との境界線の両端に、前記支持板の縁から内側に向かう切欠きが設けられている。
【００１１】
本発明の第４の観点による制御ユニットにおいては、前記カバー及び前記制御基板が前記支持板に共締めされており、前記カバーは、前記ブラケットに接触しない立体形状を有する。
【発明の効果】
【００１２】
第１の観点による制御ユニットの構成を採用することにより、制御ユニットが搭載される車体シャーシの振動が、ブラケットの応力緩和部で吸収される。これにより、支持板及び制御基板の振動を抑制することができる。
【００１３】
第２の観点による制御ユニットのように、応力緩和部を、湾曲した立体形状とすることにより、平板状部分が支持板の縁に直接連続する構成に比べて、振動をより吸収することができる。
【００１４】
第３の観点による制御ユニットのように、切欠きを設けることにより、ブラケットと支持板との境界線の近傍に加わる応力の集中を緩和することができる。
【００１５】
第４の観点による制御ユニットのように、カバーとブラケットとが接触しない構造とすることにより、振動に起因する異音（ビビリ音）の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１Ａは、実施例による制御ユニットを車体シャーシに取り付けた状態の概略図であり、図１Ｂは、実施例による制御ユニットの分解斜視図である。
【図２】図２Ａは、実施例による制御ユニットの支持板の平面図であり、図２Ｂは、図２Ａの一点鎖線２Ｂ−２Ｂにおける断面図であり、図２Ｃは、比較例による制御ユニットの、図２Ｂに対応する部分の断面図である。
【図３】図３Ａは、実施例による制御ユニットのブラケット、及びその近傍のケースの斜視図であり、図３Ｂは、ブラケットと、その近傍のケースの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１Ａに、実施例による制御ユニット１０を車体シャーシ２０に取り付けた状態の概略図を示す。実施例による制御ユニット１０は、ケース１１、及びケース１１から引き出された複数、例えば２本のブラケット１２を含む。ブラケット１２に形成された貫通孔にボルト等の締結具１３を通すことにより、ブラケット１２が車体シャーシ２０に固定される。
【００１８】
図１Ｂに、実施例による制御ユニット１０の分解斜視図を示す。支持板１５とカバー１６とにより、ケース１１（図１Ａ）が構成される。支持板１５とカバー１６との間に、制御基板（プリント基板）１７が収容される。支持板１５及びカバー１６の形成には、例えば板金加工が適用される。支持板１５には、例えば厚さ２ｍｍの亜鉛めっき鋼板が用いられる。カバー１６には、例えば厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板が用いられる。
【００１９】
制御基板１７は、概ね長方形の平面形状を有し、四隅に、ネジ止め用の貫通孔４０が形成されている。制御基板１７の１つの縁の近傍に、コネクタ４１が実装されている。コネクタ４１の端子は、制御基板１７に実装されている種々の電子部品、例えば電子制御ユニット（ＥＣＵ）等に接続される。カバー１６に、ネジ止め用の貫通孔５０が設けられており、支持板１５に、ネジ穴３３が設けられている。ネジ穴３３には、タップ加工が施され
ている。ビス５５によって、カバー１６及び制御基板１７が、支持板１５に共締めされる。これにより、カバー１６及び制御基板１７が支持板１５に固定される。
【００２０】
支持板１５は、外周部近傍の上面３０が、内奥部の上面３１よりもやや高い立体形状（バスタブ形状）を有する。複数のネジ穴３３は、外周部近傍の上面３０内に配置されている。制御基板１７の外周部が、支持板１５の外周部近傍の上面３０に接触する。支持板１５の内奥部の上面３１を外周部近傍の上面３０よりも低くすることにより、制御基板１７の裏面に取り付けられた部品や突起物等を収容する空間が、支持板１５と制御基板１７との間に確保される。
【００２１】
支持板１５の縁からブラケット１２が外方に向かって伸びる。ブラケット１２は支持板１５と一体的に形成される。具体的には、１枚の金属板に板金加工を施すことにより、支持板１５とブラケット１２との立体形状が得られる。ブラケット１２は、平板状部分１２Ａと応力緩和部１２Ｂとを含む。平板状部分１２Ａは、応力緩和部１２Ｂを介して、支持板１５に連続する。
【００２２】
平板状部分１２Ａは、例えば支持板１５の上面３０と平行な姿勢を維持している。応力緩和部１２Ｂは、湾曲した立体形状を有する。この湾曲した部分は、例えば円柱面の一部分、楕円柱面の一部分等に沿う形状を有する。平板状部分１２Ａに、ねじ止め用の貫通孔３４が形成されている。締結具１３（図１Ａ）が、この貫通孔に挿入されることにより、制御ユニット１０が車体シャーシ２０（図１Ａ）に固定される。ブラケット１２と支持板１５との境界線の両端に、支持板１５の縁から内側に向かう切欠き３５が形成されている。
【００２３】
カバー１６は、制御基板１７の上面に実装された電子部品を覆う。カバー１６の側面のうちコネクタ４１に対応する位置に、開口部５２が形成されている。開口部５２は、コネクタ４１の、端子挿入部を露出させる。カバー１６の側面のうち、ブラケット１２に対応する位置に、膨らみ部５１が設けられている。膨らみ部５１は、カバー１６がブラケット１２と接触することを回避する。
【００２４】
図２Ａに、支持板１５の平面図を示す。図２Ｂに、図２Ａの一点鎖線２Ｂ−２Ｂにおける断面図を示す。支持板１５は、ほぼ長方形の平面形状を有する。支持板１５の外周近傍の上面３０の四隅に、ネジ穴３３が形成されている。内奥部の上面３１は、外周近傍の上面３０よりも低い。
【００２５】
支持板１５の相互に対向する縁から外側に向かって、それぞれブラケット１２が伸びる。ブラケット１２の各々は、平板状部分１２Ａと応力緩和部１２Ｂとで構成されている。平板状部分１２Ａは、応力緩和部１２Ｂを介して支持板１５に連続する。ブラケット１２と支持板１５との境界線１９に両端に、それぞれ支持板１５の縁１８から内側に向かう切欠き３５が形成されている。このため、境界線１９の両端の切欠き３５の先端（最も深い部分）同士を接続する境界線１９は、支持板１５の縁１８よりも内側に位置することとなる。
【００２６】
図２Ｂに示すように、応力緩和部１２Ｂは、湾曲した立体形状を有する。具体的には、応力緩和部１２Ｂは、境界線１９から遠ざかるに従って、一旦、下方に湾曲し、支持板１５の背面３２よりも低い位置まで達する。その後、湾曲の向きを変えて、平板状部分１２Ａに滑らかに連続する。このように、応力緩和部１２Ｂは、相互に反対方向に湾曲した部分を含む。平板状部分１２Ａは、支持板１５の上面３０と平行である。平板状部分１２Ａに、ネジ止め用の貫通孔３４が形成されている。
【００２７】
応力緩和部１２Ｂは、平板状部分１２Ａと比べて、ブラケット１２の剛性を低くしている。具体的には、境界線１９の位置を固定端とする片持ち梁構造のブラケット１２の剛性が、応力緩和部１２Ｂと平板状部分１２Ａとの境界を固定端とする片持ち梁構造の平板状部分１２Ａの剛性よりも低い。
【００２８】
図２Ｃに、比較例による制御モジュールの支持板及びブラケットの断面図を示す。図２Ｃの各構成部分には、図２Ｂに示した実施例による支持板及びブラケットの断面図の、対応する構成部分に付された参照符号と同一の参照符号が付されている。比較例においては、ブラケット１２が平板状部分のみから構成されており、応力緩和部が設けられていない。すなわち、ブラケット１２は、境界線１９から外方に向かって平板状に（ストレートに）伸びている。図２Ｃの比較例によるブラケット１２を、上面３０に平行な仮想平面に垂直投影した像は、図２Ｂに示した実施例によるブラケット１２を、上面３０に平行な仮想平面に垂直投影した像と合同である。なお、比較例においても、切欠き３５が形成されており、境界線１９は支持板１５の縁１８よりも内側に位置する。
【００２９】
実施例による制御ユニット１０の応力緩和部１２Ｂを含むブラケット１２の剛性は、支持板１５の縁から外方に向かって平板状に伸びる立体形状を持つ図２Ｃのブラケット１２の剛性よりも低い。ブラケット１２の剛性が低くなることにより、車体シャーシ２０（図１Ａ）の振動が支持板１５に伝わりにくくなる。これにより、支持板１５、制御基板１７（図１Ｂ）及びカバー１６の振動が抑制される。
【００３０】
支持板１５及びブラケット１２の一方を固定して他方に荷重を印加すると、ブラケット１２と支持板１５との境界線１９の両端近傍に応力が集中する。発明者が行ったシミュレーションによると、応力緩和部１２Ｂを設けることにより、応力集中箇所に加わる最大応力が小さくなることがわかった。印加される最大応力が小さくなることにより、境界線１９の近傍における亀裂の発生を防止することができる。さらに、切欠き３５を設けることにより、応力集中箇所に加わる最大応力を、より小さくできることがわかった。
【００３１】
図３Ａに、ブラケット１２、及びその近傍の支持板１５とカバー１６との斜視図を示す。カバー１６の下端近傍（開口部近傍）の内側の表面と、支持板１５の端面１８とが、相互に対向する。カバー１６の下端のうち、ブラケット１２に対応する領域が、外側に向かって膨らんでおり、膨らみ部５１が形成されている。
【００３２】
図３Ｂに、ブラケット１２、及びその近傍の支持板１５とカバー１６との断面図を示す。カバー１６の側面のうち、ブラケット１２に対応する部分以外の側面を、破線で示している。ブラケット１２に対応する部分以外の側面は、支持板１５の端面１８と、カバー１６の側面の内側の表面とが、相互に間隙を隔てて対向する。ブラケット１２の応力緩和部１２Ｂは、境界線１９から外側に向かって伸びるとともに、下方に湾曲している。この湾曲した部分は、支持板１５の端面１８より外側まで張り出している。
【００３３】
応力緩和部１２Ｂの張り出した部分に対応して、カバー１６の側面の下端近傍が外側に向かって膨らんでいる。この膨らんだ部分（膨らみ部）５１の内側の表面と、ブラケット１２との間に間隙が確保されている。このため、カバー１６は、ブラケット１２に接触しない。これにより、ブラケット１２とカバー１６との接触に起因する異音（ビビリ音）の発生を防止することができる。
【００３４】
上記実施例では、図２Ｂに示したように、応力緩和部１２Ｂに、一組の相互に反対方向に湾曲する部分を設けた。この湾曲する部分を、二組以上設けてもよい。例えば、応力緩和部１２Ｂの断面をメアンダ状にしてもよい。
【００３５】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００３６】
１０  制御ユニット
１１  ケース
１２  ブラケット
１２Ａ  平板状部分
１２Ｂ  応力緩和部
１３  締結具
１５  支持板
１６  カバー
１７  制御基板（プリント基板）
１８  支持板の縁（端面）
１９  支持板とブラケットとの境界線
２０  車体シャーシ
３０  外周部近傍の上面
３１  内奥部の上面
３２  支持板の背面
３３  ネジ穴
３４  貫通孔
３５  切り欠き
４０  ネジ止め用の貫通孔
４１  コネクタ
５０  貫通孔
５１  膨らみ部
５２  開口部
５５  ビス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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