(57)【要約】【課題】  折り返したフレキシブルプリント配線板によって回路基板・コネクタ間を接続した電子制御装置においてフレキシブルプリント配線板の接続部の応力を緩和して接続信頼性を確保することができる電子制御装置を提供する。【解決手段】  筐体１０の内部に、電子部品を搭載した回路基板２０が収納されるとともに、筐体１０にコネクタ３０ａ，３０ｂが嵌合され、筐体１０の内部において回路基板２０とコネクタ３０ａ，３０ｂとが、折り返したフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂにて接続されている。筐体１０の内部において回路基板２０が、基板載置部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ上に摺動可能な状態で載置されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体（１０）の内部に、電子部品（２１）を搭載した回路基板（２０）が収納されるとともに、筐体（１０）にコネクタ（３０ａ，３０ｂ）が嵌合され、筐体（１０）の内部において回路基板（２０）とコネクタ（３０ａ，３０ｂ）とが、折り返したフレキシブルプリント配線板（４０ａ，４０ｂ）にて接続された電子制御装置であって、
前記筐体（１０）の内部において前記回路基板（２０）を基板載置部（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）上に摺動可能な状態で載置したことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記回路基板（２０）に貫通孔（５０）を設けるとともに基板載置部（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）に前記貫通孔（５０）の内部にクリアランスがある状態で入り込む突起（５１）を設けたことを特徴とする電子制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子制御装置において、
前記貫通孔（５０）の内径は前記突起（５１）の外径に対し１〜１．５ｍｍ大きいことを特徴とする電子制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記筐体（１０）の内部において回路基板（２０）の外周縁に対し回路基板（２０）の位置決めを行うガイド部材（６０）を設けたことを特徴とする電子制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電子制御装置において、
前記回路基板（２０）の外周縁とガイド部材（６０）とのクリアランスは０．５ｍｍ以上であることを特徴とする電子制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子制御装置において、
前記筐体（１０）内において前記コネクタ（３０ａ，３０ｂ）を支持する脚部（７０）を、前記回路基板（２０）の外周縁よりも外方に立設したことを特徴とする電子制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子制御装置において、
折り返したフレキシブルプリント配線板（４０ａ，４０ｂ）による弾性力にて筐体（１０）内において回路基板（２０）を基板載置部（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）側に押す力を付与したことを特徴とする電子制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子制御装置において、
前記筐体（１０）の内部において筐体（１０）と回路基板（２０）の間に粘性を有する部材（８１）を介在させ、当該部材（８１）の粘性によって回路基板（２０）が基板載置部（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）に接する状態を維持する力を付与したことを特徴とする電子制御装置。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
電子制御装置は、電子部品を搭載した回路基板が筐体内に収納されるとともに回路基板とコネクタとが電気的に接続され、コネクタを通して外部機器（センサやアクチュエータ等）と接続する。図１０に示すように、コネクタ１０１と回路基板１００を電気的に接続する方法の一つにフレキシブルプリント配線板１０２を用いる方法がある。
【０００３】
上記技術を用いて構成する場合、小型化のために図１０のごとくフレキシブルプリント配線板１０２を折り曲げる構造が考えられるが、更なる小型化のために、図１１のごとくフレキシブルプリント配線板１０２を１８０°折り返してコネクタ１２０を回路基板１００の上側に配置する場合には次のような不具合が発生する。筐体１１０に嵌合しているコネクタ１２０や筐体１１０の寸法公差などにより組み付け時やコネクタ１２０をこじった場合（回転させたり横方向に移動させたりした場合）にフレキシブルプリント配線板１０２における接続部１０２ａ，１０２ｂに応力が加わる。このとき、図１２においてＦ３にて示す力が加わった場合、最悪、フレキシブルプリント配線板１０２の接続部の両端部１３０ａ，１３０ｂが断線する可能性が高く、小型化効果の大きい本構造が成立しないということになる。
【０００４】
これを回避するために、フレキシブルプリント配線板の接続部１０２ａ，１０２ｂ（図１１参照）を接着剤で固めたりクリップで挟むなどの方法があるが、コストアップとなることは明らかである。
【０００５】
また、フレキシブルプリント配線板１０２と回路基板１００の電気的接続は、長期信頼性やコストを考えればハンダ付けがベストであり、外部からの応力に弱いハンダを用いていることも本構造を成立させなくしている要因の一つである。しかし、前述のように長期信頼性やコストを考え、ハンダ付けによる接続を用いて本構造を成立させる必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、折り返したフレキシブルプリント配線板によって回路基板・コネクタ間を接続した電子制御装置においてフレキシブルプリント配線板の接続部の応力を緩和して接続信頼性を確保することができる電子制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、筐体の内部において回路基板を基板載置部上に摺動可能な状態で載置したことを特徴としている。これにより、組み付け時や相手側コネクタが嵌合した時等に回路基板が自由に動く。よって、フレキシブルプリント配線板の接続部の応力を緩和して接続信頼性を確保できる。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の電子制御装置において、回路基板に貫通孔を設けるとともに基板載置部に貫通孔の内部にクリアランスがある状態で入り込む突起を設けると、基板位置決めを可能とするとともに、フレキシブルプリント配線板の接続部の応力を緩和できる。
【０００９】
請求項３に記載のように、請求項２に記載の電子制御装置において、貫通孔の内径は突起の外径に対し１〜１．５ｍｍ大きいと、実用上好ましいものとなる。
請求項４に記載のように、請求項１に記載の電子制御装置において、筐体の内部において回路基板の外周縁に対し回路基板の位置決めを行うガイド部材を設けると、基板位置決めを可能とするとともに、フレキシブルプリント配線板の接続部の応力を緩和できる。
【００１０】
請求項５に記載のように、請求項４に記載の電子制御装置において、回路基板の外周縁とガイド部材とのクリアランスは０．５ｍｍ以上であると、実用上好ましいものとなる。
請求項６に記載のように、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子制御装置において、筐体内においてコネクタを支持する脚部を、回路基板の外周縁よりも外方に立設すると、相手側コネクタの挿抜力を受けるための脚部を有する場合においても相手側コネクタ挿抜時のコネクタのズレに対し、回路基板の動きを妨げずフレキシブルプリント配線板の接続部の応力を緩和できる。
【００１１】
請求項７に記載のように、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子制御装置において、折り返したフレキシブルプリント配線板による弾性力にて筐体内において回路基板を基板載置部側に押す力を付与すると、耐振動・衝撃性を確保しつつ組み付け後も回路基板が動きフレキシブルプリント配線板の接続部の応力を緩和できる。
【００１２】
請求項８に記載のように、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子制御装置において、筐体の内部において筐体と回路基板の間に粘性を有する部材を介在させ、当該部材の粘性によって回路基板が基板載置部に接する状態を維持する力を付与すると、耐振動・衝撃性を確保しつつ組み付け後も回路基板が動きフレキシブルプリント配線板の接続部の応力を緩和できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態においては車載用電子制御装置に具体化しており、図１には電子制御装置１の分解斜視図を示す。電子制御装置１の筐体１０は箱型をなし、下ケース１１と上ケース１２よりなる。筐体１０の内部には回路基板２０が収納されている。回路基板２０の上下の両面には電子部品２１が搭載（実装）されている。また、上ケース１２の上面において左右にコネクタハウジング１３ａ，１３ｂが一体的に形成されている。上ケース１２におけるコネクタハウジング１３ａ，１３ｂを設けた部位には上ケース１２の下面側からコネクタ３０ａ，３０ｂが嵌合している。コネクタ３０ａ，３０ｂは多数のコネクタピン（コネクタターミナル）３１を具備しており、上ケース１２（コネクタハウジング１３ａ，１３ｂ）に嵌合した状態ではコネクタピン３１がコネクタハウジング１３ａ，１３ｂ内に突出している。
【００１４】
筐体１０の内部において、コネクタ３０ａ，３０ｂと回路基板２０とは、折り返したフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂ、即ち、１８０°折り曲げたフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂにより電気的に接続されている。より詳しくは、フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂの一端が回路基板２０の上面とハンダ付けされるとともに、フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂの他端がコネクタ３０ａ，３０ｂの下面とハンダ付けされている。図１においてフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂと回路基板２０との接続部を符号４１ａ，４１ｂで示すとともに、フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂとコネクタ３０ａ，３０ｂとの接続部を符号４２ａ，４２ｂで示す。
【００１５】
このようにして、コネクタ３０ａ，３０ｂはフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂを１８０°折り曲げることによって回路基板２０の上側に配置され、上ケース１２（コネクタハウジング１３ａ，１３ｂ）に嵌合することで相手側コネクタ４５ａ，４５ｂとの接続を可能としている。つまり、コネクタ３０ａ，３０ｂは相手側コネクタ４５ａ，４５ｂを介してワイヤ（図示略）の端部と連結され、このワイヤにはバッテリー、各種センサ、エンジン制御用アクチュエータが接続される。そして、電子制御装置１はセンサ信号にてエンジンの運転状態を検知し各種の演算を実行してインジェクタやイグナイタといったアクチュエータを駆動してエンジンを最適な状態で運転させる。
【００１６】
ここで、フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂはコスト低減のために極力短くしている。また、コネクタ３０ａ，３０ｂと上ケース１２（コネクタハウジング１３ａ，１３ｂ）の嵌合は相手側コネクタ４５ａ，４５ｂとコネクタピン３１の位置精度が要求されるため、大きなガタが無いようにしている。
【００１７】
図２は、上ケース１２を取り外した状態における平面図である。
図２において、下ケース１１の四隅には基板載置部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが下ケース１１と一体的に形成されている。この基板載置部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの上に回路基板２０が載置されている。また、筐体１０の内部に、回路基板２０が、基板載置部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ上において摺動可能な状態で載置されている。詳しくは、回路基板２０が図２において距離ｄだけ下ケース１１の内壁面と離間しており、所定のクリアランス（ガタ）がある状態で摺動可能に載置されている。距離ｄ、即ち、クリアランス（ガタ）は１〜１．５ｍｍである。
【００１８】
そして、図３に示すように、フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂは各部品の寸法公差などに対して、そのフレキシブル性からコネクタ３０ａ，３０ｂの捩じれの動き（力Ｆ１）と長方形をなすコネクタ３０ａ，３０ｂの短辺に平行な方向の動き（力Ｆ２）を吸収する。これにより、フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂにおける接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ（図１参照）に大きな応力を与えることは無い。しかし、本構造のように長方形をなすコネクタ３０ａ，３０ｂにおける長辺が長く（各接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの長さが長く）、接続部４１ａ〜４２ａ間（接続部４１ｂ〜４２ｂ間）の長さが短いフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂを使用した場合、次のようになる。フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂ自体では吸収できない図４に示すような長手方向の力Ｆ３が加わった時には、微小な力でもフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂの接続部（図１の符号４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ）に過大な応力を与えようとする。特に、接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂにおける両端部４３ａ，４３ｂに過大な応力を与えようとする。
【００１９】
本実施形態においては、長手方向の力Ｆ３に対してもフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂにおける接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂに応力を与えない。即ち、図５に示すように、組み付け時や相手側コネクタ４５ａ，４５ｂが嵌合した時にコネクタ３０ａ，３０ｂの長手方向の動き（力Ｆ３）に対して、フレキシブルプリント配線板の接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの応力を緩和する方向に回路基板２０が自由に動くことができる。これにより、回路基板２０が回動して接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂに応力を与えず、フレキシブルプリント配線板の接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの応力を緩和して接続信頼性を確保できる。
【００２０】
このようにして、折り返したフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂによって回路基板・コネクタ間を接続した電子制御装置１において、フレキシブルプリント配線板の接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの応力を緩和して接続信頼性を確保することができる。また、フレキシブルプリント配線板の接続部（ハンダ付け部）４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂを接着剤で固めたりクリップで挟むなどの補強部材が不要なためコストダウンとなる。
【００２１】
以上のように、フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂでコネクタ３０ａ，３０ｂと回路基板２０を接続する場合において、組み付けやコネクタ３０ａ，３０ｂをこじった際にフレキシブルプリント配線板の接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの応力を緩和するよう回路基板２０が動く構造とした。これにより、フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂを使用してコネクタ３０ａ，３０ｂを回路基板２０上に折り曲げた小型化構造が実現可能となる。
【００２２】
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
組み付け性などの製造工程を考慮し、図６に示すように、下ケース１１側の基板載置部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに位置決めのための突起５１を設けるとともに（立設するとともに）、回路基板２０に、突起５１の径よりも径が大きな貫通孔５０を形成する。そして、貫通孔５０に突起５１を挿入する。
【００２３】
この場合、コネクタ３０ａ，３０ｂや上ケース１２（コネクタハウジング１３ａ，１３ｂ）の嵌合精度から、フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂにおける接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの応力を緩和するためには、突起５１の外径よりも貫通孔５０の内径が例えば１〜１．５ｍｍ以上大きいとよい。なお、この突起５１は円柱形でなく四角柱などでもよく、貫通孔５０も同様である。
【００２４】
このように、回路基板２０に貫通孔５０を設けるとともに基板載置部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに貫通孔５０の内部にクリアランス（ガタ）がある状態で入り込む突起５１を設けることにより、基板位置決めを可能とするとともに、フレキシブルプリント配線板の接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの応力を緩和できる。また、貫通孔５０の内径は突起５１の外径に対し１〜１．５ｍｍ大きいものであると、実用上好ましいものとなる。
【００２５】
また、図７に示すように、回路基板２０の外形に対して位置決めする場合、筐体１０の内部において回路基板２０の外周縁に対し回路基板２０の位置決めを行うガイド部材（基板外形に対して位置決めするためのガイド部材）６０を設ける。これにより、基板位置決めを可能とするとともに、相手側コネクタ４５ａ，４５ｂの挿抜時のコネクタ３０ａ，３０ｂのズレに対し、回路基板２０の動きを妨げずフレキシブルプリント配線板の接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの応力を緩和できる。特に、回路基板２０の外周縁とガイド部材６０とのクリアランス（ガタ）は０．５ｍｍ以上であると、実用上好ましいものとなる。
【００２６】
また、図８に示すように、筐体１０内においてコネクタ３０ａ，３０ｂを支持する脚部７０を、回路基板２０の外周縁よりも外方に立設してもよい。つまり、相手側コネクタ４５ａ，４５ｂの挿抜力を受けるためのコネクタ３０ａ，３０ｂの脚部（支柱）７０を回路基板２０の外周縁よりも外方で下ケース１１に立てた構造とし、回路基板２０の動きを妨げないようにする。よって、組み付け後に相手側コネクタ４５ａ，４５ｂを挿入する際、また相手側コネクタ４５ａ，４５ｂをこじった場合も回路基板２０が動きフレキシブルプリント配線板の接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂに応力が加わらない。このようにして、相手側コネクタ４５ａ，４５ｂの挿抜力を受けるための脚部（支柱）７０を有する場合においても相手側コネクタ挿抜時のコネクタ３０ａ，３０ｂのズレに対し、回路基板２０の動きを妨げずフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂの接続部の応力を緩和できる。
【００２７】
このとき、図９に示すように、折り返したフレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂによる弾性力（図９の力Ｆ１０）にて筐体１０内において回路基板２０を基板載置部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ側に押す力を付与する。つまり、耐振動・耐衝撃のために、回路基板２０の上下方向の動きを拘束すべく、フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂの弾性を利用して押さえつける。これにより、耐振動・衝撃性を確保しつつ組み付け後も回路基板２０が動きフレキシブルプリント配線板の接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの応力を緩和できる。フレキシブルプリント配線板４０ａ，４０ｂの材質は、回路基板２０を押える適度な弾性を持ち、かつフレキシブルプリント配線板の接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂに応力を与えないポリイミドが最適である。
【００２８】
さらには、筐体１０の内部において筐体１０の下ケース１１と回路基板２０の間に粘性を有する部材８１を介在させ、部材８１の粘性によって回路基板２０が基板載置部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに接する状態を維持する力を付与する。つまり、部材８１の粘性によって回路基板２０を基板載置部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ（下ケース１１側）に密着させる。詳しくは、粘性を有する部材８１として、発熱素子８０の放熱のための放熱ゲルあるいはグリースを用いる。このようにして、粘性を有する部材８１を設けることにより、耐振動・衝撃性を確保しつつ組み付け後も回路基板２０が動きフレキシブルプリント配線板の接続部４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの応力を緩和できる。粘性を有する部材（放熱ゲルやグリース）８１は、例えば０．５ｍｍ程度の厚さであるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態における電子制御装置の分解斜視図。
【図２】電子制御装置の平面図。
【図３】コネクタの動きを示す斜視図。
【図４】コネクタの動きを示す斜視図。
【図５】コネクタの動きを示す平面図。
【図６】別例の電子制御装置の斜視図。
【図７】別例の電子制御装置の斜視図。
【図８】（ａ）は別例の電子制御装置の斜視図、（ｂ）は別例の電子制御装置の縦断面図。
【図９】別例の電子制御装置の縦断面図。
【図１０】背景技術を説明するための電子制御装置の側面図。
【図１１】背景技術を説明するための電子制御装置の縦断面図。
【図１２】コネクタの動きを示す斜視図。
【符号の説明】
【００３０】
１０…筐体、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ…基板載置部、２０…回路基板、２１…電子部品、３０ａ，３０ｂ…コネクタ、４０ａ，４０ｂ…フレキシブルプリント配線板、４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ…接続部、５０…貫通孔、５１…突起、６０…ガイド部材、７０…脚部、８１…粘性を有する部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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