(57)【要約】      （修正有）【課題】カバーに加わる外力がカバーアース用の部材を介して伝わることを防止しつつ、カバーが帯電した場合の電子部品への放電を回避することである。【解決手段】プリント基板ＰＫには電子部品ＤＢのほかに電源アースＥＲＴに接地される放電部ＥＤＣが設けられており、放電部ＥＤＣとカバーＣＶとの第１隙間ＣＬ１が電子部品ＤＢとカバーＣＶとの第２隙間ＣＬ２よりも小さい。カバーＣＶが帯電した時には、確実に放電部ＥＤＣに対して放電し、電子部品ＤＢを放電によるサージ電流から保護する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が設けられたプリント回路板と、
前記プリント回路板を収納する非導電性のケースと、
前記ケースに形成されている開口部を塞ぐカバーとを備え、
前記カバーは金属部を有し、
前記プリント回路板は、電源アースに接地され、前記金属部に対向する放電部を有し、
前記放電部と前記金属部との距離である第１距離が前記電子部品と前記金属部との距離である第２距離よりも小さいことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記カバーの前記ケースとの接合部と前記ケースの前記カバーとの接合部とは樹脂製である請求項1に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記電子部品と前記金属部との間に設けられ、カバーとプリント回路板の間を満たす気体よりも熱伝導率が高く導電性が低く弾性を有する熱伝導部を備えている請求項１または２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
複数個の前記電子部品を備え、前記第１距離は複数の前記第２距離のうちの最小距離よりも小さいことを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子制御装置のカバーのアースを強化する目的で、カバーとプリント回路板の電源アースとを導電性の部材を介して機械的に接続することが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０‐２８０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来の電子制御装置では、カバーに外力が加わるとその外力が電子部品に加わってしまう。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カバーに加わる外力がカバーアース用の部材を介して伝わることを防止できる電子制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、当該電子制御装置を、電子部品が設けられたプリント回路板と、  前記プリント回路板を収納する非導電性のケースと、  前記ケースに形成されている開口部を塞ぐカバーとを備え、  前記カバーは金属部を有し、  前記プリント回路板は、電源アースに接地され、前記金属部に対向する放電部を有し、  前記放電部と前記金属部との距離である第１距離が前記電子部品と前記金属部との距離である第2距離よりも小さい、構成としたことである。
【０００７】
上記構成によると、カバーの金属部が帯電し、金属部と放電部との間の電位差によってその間の気体に絶縁破壊が生じると、金属部から放電部への放電が発生しサージ電流が流れる。ここで、第１距離は第２距離よりも小さい。そのため、金属部から放電部への放電が発生する電位差は、金属部から電子部品への放電が発生する電位差よりも小さい。したがって、金属部から電子部品への放電が発生することはない。
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、金属部から電子部品への放電を抑制しつつ、金属部に加わる外力が電子部品に伝わることを防止することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、カバーのケースとの接合部とケースのカバーとの接合部とが樹脂製である。
【０００９】
上記構成によれば、接合部の樹脂を溶解温度まで温度上昇させ、その後冷却すると、樹脂同士が分子結合し接合することが、すなわちケースとカバーとを振動溶着することができる。ここで、金属部と放電部とは、すなわちカバーとプリント回路板とは、上述の如く離間している。したがって、上記振動溶着を行う際に、プリント回路板およびその上に実装される電子部品や放電部に力や熱が伝わることを抑制することが、すなわち外部環境の変化の影響を抑制することができる。
【００１０】
請求項3に記載の発明は、電子部品と金属部との間に設けられ、カバーとプリント回路板の間を満たす気体よりも熱伝導率が高く導電率が低く弾性を有する熱伝導部を備えている。
【００１１】
上記構成によれば、電子部品で発生した熱を熱伝導部を介して金属部に伝達することができる。ここで熱伝導部はカバーとプリント回路板の間を満たす気体よりも導電率が低い。したがって、金属部から電子部品への放電が発生することはない。上述の如くケースとカバーとを振動溶着する場合は、熱伝導部は弾性体であることが好ましい。上記振動溶着を行う際に、カバーとケースとの間に相対変位が発生してもその変位を吸収する事ができるので、熱伝導部がカバーとケースとに接触しなくなったり、カバーやケースや熱伝導部が破損したりすることを抑制することができる。弾性体としては例えばゲル、エラストマーやゴムといった物質を使用することが可能である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、複数個の前記電子部品を備え、前記第１距離は複数の前記第２距離のうちの最小距離よりも小さいことを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載の電子制御装置である。
【００１３】
上記構成によれば、複数個の電子部品を備えている場合においても、確実に第１距離が最も小さくなるように、すなわち放電部がカバーに対して最も近くなるように構成され、確実に放電部と金属部との間の気体が先に絶縁破壊を起こしサージ電流は放電部に流れるようにする事ができる。これにより、電子部品をサージ電流による損傷から確実に保護する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１の電子制御装置の断面を見た図である。
【図２】実施形態２の電子制御装置の断面を見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明による電子制御装置の実施形態１を図１を用いて説明する。電子制御装置はケースＣＳとカバーＣＶとその内部に収納されるプリント回路板ＰＫで構成されている。ケースＣＳは非導電性で例えば自動車車体と接合される。カバーＣＶはケースＣＳに形成されている開口部と塞ぐものであり金属製の部分である金属部を有する。プリント回路板ＰＫには、制御を行うために必要な電子部品ＤＢが例えば半田付けによって実装されている。電子部品とは主に、抵抗器、コンデンサ、集積回路、トランジスタである。ただしここに挙げた部品以外にもプリント回路板上に実装される部品を広く電子部品と定義することもできる。これら電子部品が駆動され電流が流れると、その使用状況によっては各電子部品は発熱しうるものである。また電子部品は一般的にその大きさ、形状が一様ではないため、プリント回路板に実装した状態でのケースとの隙間は部品ごとにそれぞれ異なる。
【００１６】
ここで、カバーＣＶの金属部ＫＺが電源アースＥＲＴに対して電位が高い状態（所謂、蓄電している状態）の時、を考える。金属部ＫＺは使用中になんらかの原因により蓄電する事が想定される。たとえば、雷や静電気などの侵入が挙げられる。金属部ＫＺとプリント回路板ＰＫ（またはその上に実装されている電子部品ＤＢや放電部ＥＤＣ）の間にはその空間を満たす気体（一般的には大気）が充填されている。金属部ＫＺとプリント回路板ＰＫとの電位差によって、空間を満たす気体が絶縁破壊すると金属部ＫＺからプリント回路板ＰＫに向かって（またはプリント基板ＰＫから金属部ＫＺに向かって）放電する。放電中は金属部ＫＺとプリント回路板ＰＫにはサージ電流とよばれる短時間の大きな電流が流れ、放電後は金属部ＫＺとプリント回路板ＰＫとの電位差はほぼゼロとなる。サージ電流は短時間で大きな電流であるため、仮に電子部品ＤＢにこの電流が流れると、誤作動を引き起こす可能性があり、最悪の場合には部品が破損し、機能しなくなる。そのため、サージ電流が電子部品ＤＢに流れる事は避けなければならない。
【００１７】
このように金属部ＫＺが帯電した時にサージ電流が電子部品ＤＢに流れないようにするため、カバーＣＶの金属部ＫＺをアースする必要がある。ここで、金属部ＫＺを導電性の部材を介してプリント回路板の電源アースに接続することが考えられる。しかしながら、このような構成では、カバーＣＶに外力が加わると導電性の部材を介してその外力が電子部品ＤＢに加わってしまう。
【００１８】
これに対して本発明ではプリント回路板ＰＫにはさらに、電源アースＥＲＴと接地するグラウンド（図示略）とその特定部分であってカバーＣＶの金属部ＫＺに対向する放電部ＥＤＣを備えている。電源アースＥＲＴと接地するグラウンドの中で特に放電部ＥＤＣとする場所は、電源アースＥＲＴとの接地点から近く、また広い面積を持ったグラウンドである事が好ましい。
【００１９】
さらに放電部ＥＤＣとカバーＣＶの金属部ＫＺとの間の距離である第１距離ＣＬ１と電子部品ＤＢと金属部ＫＺとの距離である第２距離ＣＬ２の大きさを比較した場合に、第１距離ＣＬ１は第２距離ＣＬ２よりも必ず小さくなるように配置されている。図１ではカバーＣＶ側が凸構造となり放電部ＥＤＣに対して第１距離ＣＬ１が小さくなるように設計されている。後に詳細を説明するが、放電部ＥＤＣが凸構造になりカバーＣＶとの第１隙間ＣＬ１を小さくする事も可能である。
【００２０】
このカバーＣＶ側または放電部ＥＤＣに設けられた凸構造は、先端をとがらせた棒状の導体であることが好ましい。
【００２１】
また、図１に示すようにカバーＣＶのケースＣＳとの接合部とケースＣＳのカバーＣＶとの接合部は樹脂製である。接合には、接着材やネジ締結、熱溶着などが用いられることもある。図１に示すように第２距離ＣＬ２だけ離間して配置される電気部品ＤＢと金属部ＫＺの間はカバーＣＶとプリント回路板ＰＫの間を充填する気体（一般的には大気）よりも熱伝導率が高く導電性が低く弾性を有する熱伝導部ＧＥＬによって埋められている。電子部品で発生した熱は、熱伝達ではなく熱伝導によってカバーに対して放熱されるよう構成されている。カバーＣＶは金属部を有しており、カバーＣＶは外部に対して広い面で放熱している。カバーＣＶの外部側の表面は所謂ヒートシンクのように、表面積が大きくなるような形状である方が好ましく、一般的には金属部分が多い方が放熱性能が高くなる為、金属部を大きくする方が好ましい。
【００２２】
図１に記載されていないが、プリント回路板ＰＫには電子部品ＤＢ、グラウンドのほかに、電源コネクタ、配線、ケースへの取付用のネジなどが配置される。
【００２３】
ここで、カバーＣＶの金属部ＫＺが電源アースＥＲＴに対して電位が高い状態（所謂、蓄電している状態）の時、を考える。金属部ＫＺは使用中になんらかの原因により蓄電する事が想定される。たとえば、雷や静電気などの侵入が挙げられる。
【００２４】
金属部ＫＺと放電部ＥＤＣの間にはその空間を満たす気体（一般的には大気）が充填されている。金属部ＫＺと放電部ＥＤＣ（電源アースＥＲＴ）との電位差によって、空間を満たす気体が絶縁破壊すると金属部ＫＺから放電部ＥＤＣに向かって（または放電部ＥＤＣから金属部ＫＺに向かって）放電する。放電中は金属部ＫＺと放電部ＥＤＣにはサージ電流とよばれる短時間の大きな電流が流れる。放電後は金属部ＫＺと放電部ＥＤＣとの電位差はほぼゼロとなる。
【００２５】
放電部ＥＤＣとカバーＣＶの金属部ＫＺの距離である第１距離ＣＬ１と、電子部品ＤＢと金属部ＫＺの距離である第２距離ＣＬ２を比較すると第１距離ＣＬ１の方が小さい為、第１距離ＣＬ１で気体が絶縁破壊する電位差と第２距離ＣＬ２で気体が絶縁破壊する電位差を比較すると、第１距離ＣＬ１での電位差の方が小さい。したがって、第１距離ＣＬ１と第２距離ＣＬ２の大小関係が第１距離ＣＬ１の方が小さくなるように配置されている限り、必ず電子部品ＤＢと金属部ＫＺ間よりも先に放電部ＥＤＣと金属部ＫＺ間で放電が発生する。これによりサージ電流は必ず放電部ＥＤＣに対して流れるので、電子部品ＤＢにサージ電流が流れることはない。
【００２６】
カバーＣＶは外部の環境変化（外力、温度、湿度等の変化）から変形し第１距離ＣＬ１の大きさが時間的に変化する場合も考えられる。そのような場合においても第１距離ＣＬ１が必ず確保されるように隙間の大きさを設計している。外部の環境変化によるカバーＣＶの変形によってプリント回路板ＰＫあるいは電子部品ＤＢとカバーＣＶが接触し、それらプリント回路板ＰＫあるいは電子部品ＤＢが破損することが無いようにするためである。
【００２７】
外部の環境変化の一例として、カバーＣＶとケースＣＳの接合時の振動について説明する。図１に示すようにカバーＣＶのケースＣＳとの接合部ＳＧ１とケースＣＳのカバーＣＶとの接合部ＳＧ２は樹脂製である。カバーＣＶとケースＣＳの接合部ＳＧ１、接合部ＳＧ２が各々樹脂で出来ている場合には、樹脂を溶解温度まで温度上昇させその後冷却し接合する熱溶着という手法を用いて接合することが可能である。熱溶着した場合の利点としては、樹脂の分子結合によって強固に結合する点が挙げられる。
【００２８】
熱溶着の代表的な種類としては波動を用いる振動溶着、高周波溶着、レーザー溶着、赤外線溶着や、摩擦熱を用いるスピンウエルド、リニアウエルド、アンギュラウエルドや、外部から熱を加える熱板溶着、熱風溶着などが挙げられる。
【００２９】
ここで振動溶着にて接合する方法について詳細に説明する。樹脂の接合部ＳＧ１を持ったカバーＣＶと樹脂製の接合部ＳＧ２を持ったケースＣＳを接触させ、接合面に対して垂直方向に圧力を与えながら、水平方向に往復移動させる。すると接合面には摩擦熱が発生し、その摩擦熱により樹脂は溶解される。その後、垂直方向の圧力と水平方向の往復移動をともにやめると、接合面は冷却され再凝固する。その接合部ＳＧ１と接合部ＳＧ２は樹脂の分子結合により強固に接合される。
【００３０】
振動溶着では水平方向に往復移動するように振動を加えるため、仮に、カバーＣＶとプリント回路板ＰＫに実装された電子部品ＤＢが接触していたとすると、その接触部分は振動によって何度も外力が加わり、変形や破損する可能性がある。
【００３１】
しかし、図１の構成によれば、カバーＣＶ（もしくは金属部ＫＺ）は放電部ＥＤＣおよび電子部品ＤＢのいずれとも接触せず第１距離ＣＬ１を保つ構成である為、上に述べたような振動溶着時にプリント回路板ＰＫや電子部品ＤＢの変形や破損のおそれはない。
【００３２】
次に、電子部品ＤＢの放熱について述べる。電子部品ＤＢが駆動され電流が流れると、その使用状況によっては各電子部品は発熱しうるものである。発熱した電子部品ＤＢは、プリント回路板ＰＫやケースＣＳ内の気体との間で放熱を行う。放熱が行われる経路には、熱伝導、熱伝達、熱放射が知られている。
【００３３】
図１に示すように第2距離ＣＬ２だけ離間して配置される電子部品ＤＢとカバーＣＶ間はカバーＣＶとプリント回路板ＰＫの間を充填する気体（一般的には大気）よりも熱伝導率が高く導電性が低く弾性を有する非導電体ＧＥＬによって埋められている。電子部品ＤＢで発生した熱は、熱伝達ではなく熱伝導によってカバーＣＶに対して放熱されるよう構成されている。
【００３４】
カバーＣＶは金属製の部分である金属部ＫＺを有しており、カバーＣＶの外部に対して広い面で放熱している。カバーＣＶの外部側の表面は所謂ヒートシンクのように、表面積が大きくなるような形状である方が好ましく、一般的には金属部分が多い方が放熱性能が高くなる為、金属部を大きくする方が好ましい。このカバーＣＶは少なくとも一部が金属製であるため熱伝導率は樹脂に比べて大きい。よって電子部品ＤＢに発生した熱エネルギーを効率良く、伝導し放熱することが可能である。非導電体ＧＥＬを介して電子部品ＤＢと接触していない場合においても、少なくとも一部が金属製であるため熱伝導率がよいという点で樹脂製のカバーと比較して放熱性能が良いと言える。
【００３５】
熱伝導率が高く導電性が低く弾性を有する熱伝導部ＧＥＬは、第２距離ＣＬ２を埋めるようにカバーＣＶの金属部ＫＺと電子部品ＤＢに接触するが、外力が加わり相対的に変位が発生しても変位を吸収する事ができるので接触しなくなったり破損したりするおそれがない。また、非導電体であるため第２隙間においてカバーＣＶと電子部品ＤＢの絶縁を維持することが出来るので電子部品ＤＢがサージ電流により損傷することを回避できる。弾性体としては例えばゲル、エラストマーやゴムといった物質を使用することが可能である。
【００３６】
本発明による電子制御装置の実施形態２を図２を用いて説明する。基本的には実施形態１と変わらないが、変化点のみ述べる。
【００３７】
実施形態１ではカバーＣＶ側凸構造となり放電部ＥＤＣに対して第１距離ＣＬ１が小さくなるように設計されていたが、実施形態２は放電部ＥＤＣが凸構造になりカバーＣＶとの第１距離ＣＬ１を小さくする構造となっている。この放電部ＥＤＣに設けられた凸構造は、先端をとがらせた棒状の導体であることが好ましい。
【００３８】
放電部ＥＤＣに設けられた凸構造は、例えばプリント回路板ＰＫの支柱を流用することも可能である。
【００３９】
上記構成によれば、実施形態１と同様にカバーＣＶの金属部ＫＺが帯電した場合において電子部品ＤＢをサージ電流から保護することが可能となる。
【符号の説明】
【００４０】
ＣＶ…カバー
ＫＺ…金属部
ＣＳ…ケース
ＳＧ１…カバーの接合部
ＳＧ２…ケースの接合部
ＰＫ…プリント回路板
ＤＢ…電子部品
ＥＲＴ…電源アース
ＥＤＣ…放電部
ＣＬ１…第１隙間
ＣＬ２…第２隙間
ＧＥＬ…熱伝導部
【図１】
2019133858.tif 000003
【図２】
2019133858.tif 000004