(57)【要約】  塩害が厳しい搭載環境においても使用可能な電子制御装置を提供できるようにする。 上記目的を達成するために、本発明の電子制御装置は、壁と呼吸フィルタとの間の最少距離が3mm以上となるようにした。
2020149091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された回路基板と、前記基板が収容される金属製の筐体と、前記筐体に固定される呼吸フィルタと、を備える電子制御装置において、
前記筐体は壁を有し、前記壁と前記呼吸フィルタとの最少距離が3mm以上である電子制御装置。
【請求項２】
前記壁の根元に曲面が形成されており、前記曲面と前記壁の呼吸フィルタ側の面とのつなぎ目から前記呼吸フィルタまでの最少距離が3mm以上である請求項１に記載の電子制御装置
【請求項３】
前記壁の呼吸フィルタ側の面に傾斜を有している請求項1または2に記載の電子制御装
【請求項４】
前記壁の高さが、前記呼吸フィルタの前記筐体からの突出している高さに対して1.5倍以上である請求項1乃至3の何れかに記載の電子制御装置
【請求項５】
前記壁は、前記呼吸フィルタの全周を囲うように形成している請求項1乃至4の何れかに記載の電子制御装置
【請求項６】
前記壁の高さが一様でない請求項5に記載の電子制御装置
【請求項７】
前記壁は、少なくとも一部に切欠きを有している請求項5に記載の電子制御装置
【請求項８】
電子部品が実装された回路基板と、前記基板が収容される金属製の筐体と、前記筐体に固定される呼吸フィルタと、を備える電子制御装置において、
前記筐体は壁を有し、
塩水を滴下した際の接触角をθ、塩水にはたらく表面張力をγLGとした場合、前記呼吸フィルタと前記壁との間の最少距離が(0.2γLGcosθ)1/2以上である電子制御装置
【請求項９】
前記呼吸フィルタと前記壁との間の距離をL、前記呼吸フィルタの前記筐体外に突出している高さをx、前記呼吸フィルタの径をyとした場合、前記壁の高さがx+(L+y)cos10°以上である請求項8に記載の電子制御装置
【請求項１０】
前記呼吸フィルタと前記壁との間の距離をL、前記呼吸フィルタの前記筐体外に突出している高さをx、前記呼吸フィルタの径をyとした場合、前記壁の高さがx+(L+y)cos20°以上である請求項9に記載の電子制御装置
【請求項１１】
前記壁は、前記呼吸フィルタの全周を囲うように形成している請求項8乃至10の何れかに記載の電子制御装置
【請求項１２】
前記壁を複数備える請求項8乃至10の何れかに記載の電子制御装置
【請求項１３】
前記壁を複数備える請求項1乃至4の何れか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】
近年、自動車は、電子電動化や自動運転等の高機能化が進んでいるが、市場競争力確保のため、機能アップ分をそのまま車両価格に転嫁できない状況であり、電子制御装置を含む各構成部品の低コスト競争は益々激化している。【０００３】
このような背景の中、電子制御装置に於いては、ハーネス削減、コネクタ削減を目的とした、エンジン、トランスミッション、モーター等の制御対象物との近接化及び機電一体化が進んでおり、エンジンルーム内等の過酷な温度環境・振動環境にも対応できる安価な電子制御装置が必要な状況である。【０００４】
エンジンルーム内等の水が掛かる環境に電子制御装置を搭載する場合、電子制御装置を防水、防塵化する必要があるが、電子制御装置内部が完全に気密されてしまうと、温度変化により電子制御装置内/外に発生する気圧差により、筐体または防水接着剤等によるシール部が破損する懸念がある。また、電子制御装置がポンプとなり、コネクタに接続されたハーネスから電子制御内部に水を引き込んでしまい、電子部品間がショートする虞がある。そのため、電子制御装置内/外の圧力を均一に保つよう“呼吸フィルタ”を配置する必要がある。呼吸フィルタは、気圧差を調整するフィルタ膜を固定したハウジングにOリングを配置し、取り付け先の筐体とハウジングの間でOリングをつぶすことで電子制御装置内部を防水・防塵する構造が一般的に知られている。【０００５】
他方、エンジンルーム内等の過酷な温度環境・振動環境に電子制御装置を搭載するためには、耐振強度の確保や電子部品の放熱を目的として、筐体にアルミダイカスト等の金属材料を用いることが一般的である。そのため、呼吸フィルタをアルミダイカスト筐体に取り付ける必要が発生する。しかし、エンジンルーム内に配置された電子制御装置には、路上から撒きあがった融雪材等を含む塩水が付着するため、金属筐体に錆が発生する。錆びによって金属筐体が腐食した場合、呼吸フィルタのOリングによる反力が失われ、電子制御装置の防水性が損なわれる虞がある。【０００６】
これに対し、例えば、特許文献1のように、呼吸フィルタの周囲に壁を設けることで、呼吸フィルタに液体がかかりにくくすることが一般的に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１２８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１が課題とする液体とは車両を洗車する場合等に用いられる高圧水であり、特許文献１では、呼吸フィルタに直接高圧水があたり電子制御装置内に水が浸入することを防ぐ目的で壁を設けている。そのため、壁の高さは呼吸フィルタと同程度、且つ呼吸フィルタと壁の間の距離は可能な限り狭く設計することで、高圧水が呼吸フィルタ側部に直線的に飛散することを防止している。しかし、路上から撒きあがる塩水は直線的に飛散するものもあればミスト状のものもあり、呼吸フィルタと壁の間の狭い隙間にも侵入する。さらに、呼吸フィルタと壁との間の距離が狭ければ狭いほど、塩水の排水性は低下する。これにより塩水溜まりが発生すると、金属筐体中の電子が移動し腐食が発生する。よって、特許文献1における構造では、耐塩害性の向上について検討の余地が残されている。【０００９】
本発明の目的は、塩害が厳しい搭載環境においても使用可能な電子制御装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の電子制御装置は、壁と呼吸フィルタとの間の最少距離が3mm以上となるようにした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、塩害が厳しい搭載環境においても使用可能な電子制御装置を実現できる。 
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第1の実施形態による電子制御装置斜視図
【図２】本発明の第1の実施形態による電子制御装置分解図
【図３】本発明の第1の実施形態による電子制御装置正面図
【図４】本発明の第1の実施形態による電子制御装置の正面拡大図
【図５】本発明の第1の実施形態による電子制御装置の断面図
【図６】本発明の第1の実施形態による電子制御装置の断面拡大図
【図７】塩水をカバーに滴下した時の接触角及び表面張力
【図８】本発明の第2の実施形態による電子制御装置斜視図
【図９】本発明の第2の実施形態による電子制御装置の断面図
【図１０】本発明の第2の実施形態による電子制御装置の断面拡大図
【図１１】本発明の第3の実施形態による電子制御装置斜視図
【図１２】本発明の第3の実施形態による電子制御装置の断面図
【図１３】本発明の第3の実施形態による電子制御装置の断面拡大図
【図１４】本発明の第4の実施形態による電子制御装置正面図
【図１５】本発明の第4の実施形態による電子制御装置の断面図
【図１６】本発明の第4の実施形態による電子制御装置の断面拡大図
【図１７】本発明の第4の実施形態による電子制御装置の車両走行時の断面図
【図１８】本発明の第4の実施形態による電子制御装置の下り坂走行時の断面拡大図
【図１９】本発明の第5の実施形態による電子制御装置正面図
【図２０】本発明の第5の実施形態による電子制御装置の断面図
【図２１】本発明の第5の実施形態による電子制御装置の断面拡大図
【図２２】本発明の第6の実施形態による電子制御装置正面図
【図２３】本発明の第6の実施形態による電子制御装置の断面図
【図２４】本発明の第6の実施形態による電子制御装置の断面拡大図
【図２５】本発明の第7の実施形態による電子制御装置正面図
【図２６】本発明の第7の実施形態による電子制御装置の断面図
【図２７】本発明の第7の実施形態による電子制御装置の断面拡大図
【図２８】本発明の第8の実施形態による電子制御装置正面図
【図２９】本発明の第8の実施形態による電子制御装置の断面図
【図３０】本発明の第8の実施形態による電子制御装置の断面拡大図
【図３１】本発明の第9の実施形態による電子制御装置正面図
【図３２】本発明の第9の実施形態による電子制御装置の断面図
【図３３】本発明の第9の実施形態による電子制御装置の断面拡大図
【図３４】本発明の第10の実施形態による電子制御装置正面図
【図３５】本発明の第10の実施形態による電子制御装置の断面図
【図３６】本発明の第10の実施形態による電子制御装置の断面拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に関する電子制御装置について実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
(第1の実施形態)
本発明の第１の実施形態について、図１から図７を用いて説明する。
【００１５】
本実施形態における電子制御装置Aは、例えば、自動車に搭載されてエンジンやトランスミッションあるいはブレーキ等の制御に用いられるものである。図１と図２に示すように、電子制御装置Aは、電子部品4が実装された回路基板5と、回路基板5に実装され、回路基板5に形成される電気回路と外部機器とを電気的に接続するコネクタ3と、回路基板5が収容されるベース7と、ベース7に収容された回路基板5を覆うカバー1と、カバー１に固定される呼吸フィルタ９と、を有している。本実施例では、ベース７とカバー１との協働により、回路基板５を収容する筐体を構成している。
【００１６】
回路基板5は、例えばネジ2等によりカバー1あるいはベース7に保持される。また、カバー1とベース7の間には、例えば、接着剤等のシール部材(1)6が配置され、カバー1とコネクタ3の間には、例えばパッキン等のシール部材(2)8が配置されることで、電子制御装置内部を気密する。尚、回路基板5には、実際には、図示した電子部品4以外にも電子部品が複数実装されている。電子制御装置Aの内部と外部の間の気圧差を調整する呼吸フィルタ9は、筐体に形成される通気孔に固定されていて、本実施例では、カバー1に吸気フィルタ9が固定される例を示している。カバー1には、呼吸フィルタ1の周囲に壁10が形成されている。
【００１７】
呼吸フィルタ9は、例えば、気圧差を調整するフィルタ膜9aと、前記フィルタ膜9aを固定したハウジング9b、前記フィルタ膜9aを覆うハウジング9c、前記ハウジング9bとカバー1との間に配置されるOリング9dにて構成される。
【００１８】
電子制御装置Aの耐塩害性を向上させるためには、呼吸フィルタ9の周囲に塩水が溜まらないようにする必要がある。例えば、図4に示す位置に塩水11が付着した場合、塩水11が排水されるためには、塩水11の自重による重力f1が、塩水11と呼吸フィルタ9との間と、前記塩水11と前記壁10との間で発生する表面張力による保持力f2より大きい必要がある（f1 > f2）。
【００１９】
重力f1は、呼吸フィルタ9と前記壁10との距離をL1、塩水11と呼吸フィルタ9が接触している長さをL2、電子制御装置から突出している部分における前記呼吸フィルタ9の高さをｘ、塩水11の密度をρ、重力加速度をgとした時、f1≒L1L2xρgと表すことができる。
【００２０】
一方で、保持力f2は、図7のように、塩水11をカバー1の表面に滴下した際の接触角をθ1、γSGはカバー1にはたらく表面張力、γLGは塩水11にはたらく表面張力、γSLは塩水11の界面にはたらく界面張力とすると、f2≒2xγLGcosθ1と表すことができる。
【００２１】
ここでL1≒L2と仮定すると、L12xρg > 2xγLGcosθ1となり、重力が表面張力を上回る条件はL1 > (2γLGcosθ1/ρg)1/2となる。
【００２２】
塩水11の表面張力は環境温度が低く、且つ塩分濃度が高い程大きくなる。一方で、塩水11の溶解度は温度に依存せずほぼ一定である。よって、環境温度：0℃、塩水濃度(飽和溶液)：26.28wt%での表面張力：76mN/mが最大となる。一方で、前記カバー1の材料がアルミダイカストであり、且つ表面がRz50程度の鋳肌の場合、接触角θ1は53°程度であり、cosθ1≒0.6となる。また、26.28wt%における塩水の密度ρは約0.001 g/mm3、重量加速度gは約9800 N/g、であることから、L1 > (2γLGcosθ1/ρg)1/2 ＝ (2×75.6×0.6/(0.001×9800))1/2 ≒ 3mmとなる。
【００２３】
よって、呼吸フィルタ9と壁10の間の距離は3mm以上あれば塩水11が呼吸フィルタ9の周囲に溜まることを回避できる。本実施形態によれば、筐体に形成される壁10と呼吸フィルタ9との最少距離を3mm以上とすることで、重力により塩水を排出可能とし、塩水が溜まることで生じる筐体金属中の電子の移動を抑制できる。そのため、本実施形態は錆による筐体の腐食を抑えることができるため、耐塩害性の高い電子制御装置を実現できる。
【００２４】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について、図8から図10を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００２５】
本実施形態は、壁10の根元に曲面Rをつけることで、カバー1の成形性を向上可能としている。この場合においても、壁10の呼吸フィルタ9側に形成された面kと壁10の根元に形成された曲面Rとのつなぎ目であるm点から呼吸フィルタ9までの最短距離が3mm以上確保されていれば、第1の実施形態と同等の排水性を確保でき、耐塩害性の高い電子制御装置を実現できる。
【００２６】
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態について、図11から図13を用いて説明する。なお、第1または2の実施形態と同様の構造については説明を省略する。
【００２７】
本実施形態は、壁10の呼吸フィルタ9側に形成された面kに抜き勾配θ2をつけることでカバー1の成形性を向上可能としている。この場合においても、面kと壁10の根元に形成された曲面Rとのつなぎ目であるm点から呼吸フィルタ9までの最短距離が3mm以上確保されていれば、第1の実施形態と同等の排水性を確保でき、耐塩害性の高い電子制御装置を実現できる。
【００２８】
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態について、図14から図16を用いて説明する。なお、第2の実施形態と同様の構造については説明を省略する。なお、実施例1乃至３と同様の構成については説明を省略する。
【００２９】
例えば図15に示したAA方向が車両搭載時の上部、BB方向が下部、CC方向が車両進行方向とする。この時、図15のように呼吸フィルタ上部に壁を設けることで、路上から撒き上がり電子制御装置Aの上方から降り注ぐ塩水の付着を防ぐことが可能である。反対に、AA方向が車両搭載時の下部、BB方向が上部の場合、路上から巻き上がった塩水が呼吸フィルタに直線的に飛散することを防ぐこともできる。このように、車両搭載向きによって壁10により得られる耐塩害性向上効果が異なるため、目的に合わせて壁の位置を変化させれば良い。
【００３０】
さらに、呼吸フィルタ9の電子制御装置からの突出高さをxとした場合、壁10の高さhをxよりも高くすればするほど壁10の効果は高まる。例えば、図17におけるAA方向が車両搭載時の上部、BB方向が下部、CC方向が車両進行方向とした場合、車両が傾斜θ3の下り坂を走行している場合にはケースDDのように電子制御装置AがCC方向にθ3傾斜し、上り坂を走行している場合にはケースEEのようにCC方向と反対側にθ3傾斜する。この時、ケースDD、EEのいずれの場合においてもAA方向から呼吸フィルタを除くことができないよう壁の高さを設定することで、車両がいかなる路面を走行していても塩水の飛散を防止することができる。
【００３１】
つまり、道路の勾配を±θ3、呼吸フィルタの径をyとした時、壁10の高さhはh > x +(L1+y)tanθ3とすることが望ましいと言える。一般的な呼吸フィルタの径yはφ17mm、高さxは6.5mm、一般道路における勾配は±10°、呼吸フィルタ9と壁10の間の距離L1の必要最低距離は3mmであることから、h > x +(L1+y)tanθ3 ＝ 6.5+(3+17)tan10° ≒ 10mmとなる。
【００３２】
本実施形態では、壁10の高さhを、呼吸フィルタ9の高さxに対して約1.5倍以上とすることで、車両がいかなる路面を走行していても塩水の飛散を防止することができるため、さらに耐塩害性の高い電子制御装置を実現できる。
【００３３】
なお、道路の勾配±θ3は10°に限定されるものではなく、それよりお大きな数字（例えば20°）としてもよい。
【００３４】
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態について図19から図21を用いて説明する。
【００３５】
本実施形態は、第4の実施形態に対して、呼吸フィルタ9のAA方向に形成された壁10aに加え、GG方向、HH方向に形成された10b、10cを有している。壁10aの高さをha、壁10bの高さをhbと壁10cの高さをhcとしたとき、ha、hb、hcはいずれもx +(L1+y)tanθ3よりも高いように形成している。壁10aと呼吸フィルタ9との最少距離L1a、壁10bと呼吸フィルタ9との最少距離L1b、壁10cと呼吸フィルタ9との最少距離L1cとしたとき、L1a、L1b、L1a はそれぞれ(2γLGcosθ1/ρg)1/2よりもおおきくなるようにしている。本実施例では、呼吸フィルタ9に対して三方に壁10aと壁10bと壁10cを形成しているので、AA方向のみならずGG方向、HH方向から飛散する塩水の付着を抑制でき、さらに耐塩害性の高い電子制御装置を実現できる。
【００３６】
(第6の実施形態)
本発明の第6の実施形態について図22から図24を用いて説明する。
【００３７】
本実施形態は、第5の実施形態に対し、さらにBB方向に形成された10dを有しており、壁10dの高さをhdとしたとき、hdはx +(L1+y)tanθ3よりも高いように形成し、壁10dと呼吸フィルタ9との最少距離L1dとしたとき、L1dは(2γLGcosθ1/ρg)1/2よりも大きくなるようにしている。本実施例では、呼吸フィルタ9に対して四方に壁10aと壁10bと壁10cと壁10dを形成しているので、さらにB方向から飛散する塩水の付着を抑制でき、さらに耐塩害性の高い電子制御装置を実現できる。
【００３８】
(第7の実施形態)
本発明の第7の実施形態について、図25から図27を用いて説明する。
【００３９】
本実施形態は、第4の実施形態に対して、呼吸フィルタ9の全周囲を囲うように壁10を形成している。壁10の高さhはx +(L1+y)tanθ3よりも高く、壁10と呼吸フィルタ9との距離L1はL1 > (2γLGcosθ1/ρg)1/2である。これにより、呼吸フィルタ9周囲の全方位から飛散する塩水の付着を抑制でき、さらに耐塩害性の高い電子制御装置を実現できる。
【００４０】
(第8の実施形態)
本発明の第8の実施形態について、図28から図30そ用いて説明する。
【００４１】
本実施形態は、第7の実施形態に対し、塩水が最も飛散する可能性が高い方向に形成された壁の高さ(例えばAA方向に形成された壁10aの高さha)が、その他の方向に形成された壁の高さ(例えばBB方向に形成された壁10dの高さhd)よりも高いようにしている。これにより、さらに耐塩害性の高い電子制御装置を実現できる。
【００４２】
(第9の実施形態)
本発明の第9の実施形態について、図31から図う33を用いて説明する。
【００４３】
本実施形態は、第8の実施形態に対し、呼吸フィルタ9の下部の壁(例えばBB方向に形成された壁10d)における、呼吸フィルタ9側の面kdに傾斜θ4を設けている。本実施例によれば、重力により下部（面kd）に塩水が溜まりやすいところ、呼吸フィルタ9を囲う壁10のうち車両搭載時に重力方向下側に位置する壁10dの内壁に傾斜部を備えることにより、重力による塩水の排出を効率的に実施することが可能となり、耐塩害性の高い電子制御装置を実現できる。
【００４４】
(第10の実施形態)
本発明の第10の実施形態について、図34から図36を用いて説明する。
【００４５】
本実施形態は、第9の実施形態に対し、呼吸フィルタ9の下部の壁(例えばBB方向に形成された壁10d)に切欠き12を設けている。これにより、第9の実施形態に対し、面kdに付着した塩水の排水性がさらに向上し、耐塩害性の高い電子制御装置を実現できる。
【符号の説明】
【００４６】
A …電子制御装置
1 …カバー
2 …ネジ(基板固定用)
3 …コネクタ
4 …電子部品
5 …回路基板
6 …シール部材(1)
7 …ベース
8 …シール部材(2)
9 …呼吸フィルタ
10 …壁
10a …AA方向の壁
10b …HH方向の壁
10c …GG方向の壁
10d …BB方向の壁
11 …塩水
12 …切欠き
L1 …呼吸フィルタと壁との間の距離
L2 …呼吸フィルタ/壁と塩水の接触長さ
h …壁の高さ
ha …壁10aの高さ
hb …壁10bの高さ
hc …壁10cの高さ
hd …壁10dの高さ
θ1 …カバーの表面に塩水を滴下した際の接触角
γSG …カバーにはたらく表面張力
γLG …塩水にはたらく表面張力
γSL …カバーの界面にはたらく界面張力
k …壁の呼吸フィルタ側の面
kd …壁10dの呼吸フィルタ側の面
R …壁の根元の曲面
m …Rとk面のつなぎ目
θ2 …k面の傾斜
x …吸フィルタ9の電子制御装置からの突出高さ
y …呼吸フィルタの径
h …壁の高さ
θ3 …車両走行時の地面の傾斜
θ4 …kd面の傾斜
【図１】
2020149091.tif 000003
【図２】
2020149091.tif 000004
【図３】
2020149091.tif 000005
【図４】
2020149091.tif 000006
【図５】
2020149091.tif 000007
【図６】
2020149091.tif 000008
【図７】
2020149091.tif 000009
【図８】
2020149091.tif 000010
【図９】
2020149091.tif 000011
【図１０】
2020149091.tif 000012
【図１１】
2020149091.tif 000013
【図１２】
2020149091.tif 000014
【図１３】
2020149091.tif 000015
【図１４】
2020149091.tif 000016
【図１５】
2020149091.tif 000017
【図１６】
2020149091.tif 000018
【図１７】
2020149091.tif 000019
【図１８】
2020149091.tif 000020
【図１９】
2020149091.tif 000021
【図２０】
2020149091.tif 000022
【図２１】
2020149091.tif 000023
【図２２】
2020149091.tif 000024
【図２３】
2020149091.tif 000025
【図２４】
2020149091.tif 000026
【図２５】
2020149091.tif 000027
【図２６】
2020149091.tif 000028
【図２７】
2020149091.tif 000029
【図２８】
2020149091.tif 000030
【図２９】
2020149091.tif 000031
【図３０】
2020149091.tif 000032
【図３１】
2020149091.tif 000033
【図３２】
2020149091.tif 000034
【図３３】
2020149091.tif 000035
【図３４】
2020149091.tif 000036
【図３５】
2020149091.tif 000037
【図３６】
2020149091.tif 000038
【国際調査報告】
2020149091.tif 000039
2020149091.tif 000040
2020149091.tif 000041
2020149091.tif 000042