JP2004186039A - 車載用電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】防水仕様と非防水仕様とに容易に変更可能な車載用電子制御装置を提供する。
【解決手段】ケース2内に、電子部品11を搭載した回路基板10が配置されている。コネクタ20におけるコネクタハウジング21の凹部に相手側コネクタ30を嵌入することにより、相手側コネクタ30から延びるワイヤ35を介して外部機器と回路基板10とが電気的に接続される。ケース2とコネクタハウジング21とが一体形成されている。コネクタハウジング21の凹部における内周部に防水用シール部材50が着脱可能に設けられている。防水仕様で用いる場合には防水用シールゴム50を取り付け、また、非防水仕様で用いる場合には防水用シールゴム50を取り外す。
【選択図】 図2
【解決手段】ケース2内に、電子部品11を搭載した回路基板10が配置されている。コネクタ20におけるコネクタハウジング21の凹部に相手側コネクタ30を嵌入することにより、相手側コネクタ30から延びるワイヤ35を介して外部機器と回路基板10とが電気的に接続される。ケース2とコネクタハウジング21とが一体形成されている。コネクタハウジング21の凹部における内周部に防水用シール部材50が着脱可能に設けられている。防水仕様で用いる場合には防水用シールゴム50を取り付け、また、非防水仕様で用いる場合には防水用シールゴム50を取り外す。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車載用電子制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エンジン等を制御するための車載用電子制御装置(ECU)は、従来、車室内において搭載するのが主流であったが、近年、エンジンルームあるいはエンジン上に直接搭載したいとの要求が高まっている。そのために、ECUケースを防水構造にするとともに、外部接続用コネクタも防水タイプに変更して設計している。その場合、従来、非防水型コネクタと、防水型コネクタは構造が異なり、ケース内に配する回路基板は別別に設計していた。
【0003】
より詳しくは、非防水構造のECUとして、図12に示すように、ECU100はケース101とカバー102を備え、ケース100の内部に電子部品を搭載した回路基板103が配置されるとともに、コネクタ104によりケース101内の回路基板103と外部機器とが電気的に接続される。ここで、非防水コネクタ104を使用し、ケース101とカバー102とはネジ止めやバネ性を利用した嵌め込み等により固定している。
【0004】
また、防水構造のECUとして、図13に示すように、ECU200はケース201とカバー202を備え、ケース201の内部に電子部品を搭載した回路基板203が配置される。また、防水コネクタ204を使用するとともに、ケース201とカバー202の接触面に形成したシール溝205にシール材(防水機能を持たせるためのシール材)を設けている。具体的には、ゴム材あるいは液状シール材を介在させてシールしている。ケース201とカバー202の固定は、ネジ止めやバネ性を利用した嵌め込み等により行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、車載用電子制御装置(ECU)の機能が同じ、即ち、回路構成が同一でありながら、搭載場所を車室内からエンジンルームに変更する場合、使用するコネクタを防水タイプに変更するためだけに、コネクタ接続部のパターン変更をして対応する必要があった。また、ケース構造も防水構造とするために、特に防水コネクタとのシール面設計を行った専用ケースを準備する必要があった。
【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、防水仕様と非防水仕様とに容易に変更可能な車載用電子制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、ケースとコネクタハウジングとを一体形成するとともに、コネクタハウジングの凹部における内周部に防水用シール部材を着脱可能に設けたことを特徴としている。よって、ケースとコネクタハウジングを一体形成することにより、ケースとコネクタハウジング間のシール面を廃止することができる。また、防水仕様で用いる場合にはコネクタハウジングの凹部における内周部に防水用シール部材を取り付け、また、非防水仕様で用いる場合には防水用シール部材を取り外す。これにより、防水・非防水兼用のコネクタを用いて防水仕様と非防水仕様に使い分けることができる。このようにして防水仕様と非防水仕様とに容易に変更可能となる。
【0008】
請求項2に記載のように、コネクタハウジングにおいて、同コネクタハウジングの凹部に相手側コネクタの嵌入が完了したときに相手側コネクタの係合突起と係合する係合口を設けることにより、コネクタハウジングの形状を単純にできる。その結果、材料として金属材料を使うことが可能となる。
【0009】
請求項3に記載のように、相手側コネクタにおけるコネクタハウジングの凹部に入る部位のうちの前記防水用シール部材とは接触しない領域にガタツキ防止用拡径部を設けることにより、非防水仕様で用いる場合には防水用シール部材が取り外されるが、このとき、ガタツキを防止することができる。
【0010】
請求項4に記載のように、コネクタハウジング側の部材と、外部接続用ピンを支持する絶縁性ピン支持部材とが一体化しており、外部接続用ピンを回路基板に圧入または圧接にて接続すると、フローハンダ付けを廃止してPbフリー対応が可能となる。
【0011】
請求項5に記載のように、コネクタハウジング側の部材と、外部接続用ピンを支持する絶縁性ピン支持部材とが分離しており、外部接続用ピンおよび絶縁性ピン支持部材を組み付けた回路基板を、ケースと同ケースの開口部を塞ぐカバーとの間に配置すると、電子制御装置の組み立てが容易となる。
【0012】
請求項6に記載のように、コネクタハウジング側の部材と、外部接続用ピンを支持する絶縁性ピン支持部材とが分離しており、コネクタハウジング側の部材に対し絶縁性ピン支持部材を凹凸関係による嵌合により連結支持すると、位置決めが容易となる。
【0013】
請求項7に記載のように、コネクタハウジング側の部材と、外部接続用ピンを支持する絶縁性ピン支持部材とが分離しており、箱型をなすケースにおいてコネクタハウジング配置面とは反対の面に、外部接続用ピンおよび絶縁性ピン支持部材を組み付けた回路基板を挿入するための基板挿入口を有すると、基板挿入口でのシール長さを短くすることが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下、この発明を具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明する。
【0015】
図1,2には、本実施形態における車載用電子制御装置(ECU)1の縦断面を示す。ここで、図1は非防水仕様で用いる場合におけるECU1の縦断面図であり、図2は防水仕様で用いる場合におけるECU1の縦断面図である。図2での防水仕様で用いる場合においては防水シールゴム41,50,37を取り付け、また、図1での非防水仕様で用いる場合においては防水シールゴム41,50,37を取り外す。
【0016】
図3には、車載用電子制御装置(ECU)1の分解斜視図を示し、ケース2とカバー3と回路基板10を分解した状態での斜視図である。図4には、ケース2を裏返しにした状態での斜視図を示す。図5には、ECUコネクタ20に相手側コネクタ30を差し込む前の斜視図を示し、図6には、同じくECUコネクタ20に相手側コネクタ30を差し込む前の断面図を示す。図7には相手側コネクタ30の正面図を示す。
【0017】
本ECU1はエンジン制御を行うためのECUであり、自動車(車両)のエンジンルーム内あるいは車室内に配置される。車室内に配置する場合には非防水仕様でよいが、エンジンルーム内に配置する場合には防水仕様で用いる必要がある。
【0018】
図1において、ECU1はケース2とカバー3を備えている。ケース2は箱型をなし、かつ、下面は開口している。ケース2の下面開口部はカバー3にて塞がれている。ケース2の外周部には鍔部2aが形成されるとともにカバー3の外周部にも鍔部3aが形成され、両鍔部2a,3aは接触している。なお、ケース2とカバー3の固定は、ネジ止めやバネ性を利用した嵌め込み等により行っている。ケース2内において、回路基板(プリント基板)10が配置されている。この回路基板10には各種の電子部品(図1においてはアルミ電解コンデンサ11を示す)が搭載されている。
【0019】
ここで、ケース2の鍔部2aとカバー3の鍔部3aの接触部にはケース防水用シール溝40が、図3に示すように、環状に形成されている。このケース防水用シール溝40には図2に示すように防水シールゴム41が着脱可能に設けられている。つまり、防水仕様で用いる場合において、ケース防水用シール溝40内に防水シールゴム41を配置し、ケース2の鍔部2aとカバー3の鍔部3aの間で防水シールゴム41を挟持することによりケース2を防水構造にすることができる。
【0020】
一方、図1に示すように、ケース2の一側面にはコネクタ20が設けられている。コネクタ20は図3に示すように2つ並設されている。図1に示すように、コネクタ20はコネクタハウジング21と絶縁性ピン支持部材22からなる。コネクタハウジング21の凹部(収容口)21aには相手側コネクタ30が嵌入される。また、絶縁性ピン支持部材(コンタクトヘッダ部)22には多数の外部接続用ピン(コンタクトピン)25が貫通した状態で支持されている。ここで、ケース2とコネクタハウジング21と絶縁性ピン支持部材22とは一体形成されている。
【0021】
コネクタハウジング21は、図5,6に示すように、ケース2の側壁面から突出しており、筒状をなし先端部が開口している。このようにケース2とコネクタハウジング21とは一体形成されており、ケース2とコネクタハウジング21間のシール面は無い。ケース2から突出している筒状のコネクタハウジング21の内面にて凹部21aを構成し、当該凹部(収容口)21aに相手側コネクタ30が嵌入される。
【0022】
図6に示すように、コネクタハウジング21の凹部21aにおける内周部には、防水用シール部材としての防水シールゴム50が着脱可能に設けられている。防水仕様で用いる場合には防水シールゴム50が取り付けられ、この防水シールゴム50によりコネクタ20と相手側コネクタ30間がシール(防水)される。また、非防水仕様で用いる場合には防水シールゴム50を取り外す。
【0023】
図5,6に示すように、相手側コネクタ30のハウジング31は角柱状をなし、その外径寸法は前述のコネクタハウジング21の凹部21aの内径よりも小さい。一方、ワイヤ35の先端にはコンタクト36が圧着され、このコンタクト36は相手側コネクタ30のハウジング31に挿入され、かつ抜けが防止されている。そして、ワイヤ35の一端を連結支持した相手側コネクタ30を、図1に示すように、コネクタハウジング21の凹部21aに挿入することにより、コンタクト36内に外部接続用ピン25が嵌合して、ワイヤ35と外部接続用ピン25とが電気的に接続されることになる。さらに、相手側コネクタ30でのワイヤ35との防水は個室防水方式を採用しており、図6,7に示すように、相手側コネクタ30のハウジング31には防水シールゴム37が着脱可能に設けられている。この防水シールゴム37は所定の厚さL1(例えば4mm)を有し、この防水シールゴム37に各ワイヤ35が貫通した状態で同ゴム37を相手側コネクタ30のハウジング31内に挿入する。これによって、各ワイヤ35と相手側コネクタ30のハウジング31との間を一括してシール(防水)することができるようになっている。もちろんワイヤの防水は、個別の防水方式であっても良い。
【0024】
一方、図6に示すように、相手側コネクタ30のハウジング31において基端部(図中の左端部)はガタツキ防止用拡径部32となっていている。そして、防水シールゴム50を取り外した状態において、図1に示すように、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30のハウジング31のガタツキ防止用拡径部32が嵌合してガタツキが防止される。つまり、非防水仕様とするために、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30を嵌入した状態でのハウジング31において、コネクタハウジング21の凹部21aの開口部分に対応する部位にクリアランス調整用拡径部(32)を形成し、ハウジング31の外面と凹部21aの内面との間のクリアランスを小さくしてガタツキを抑えている。
【0025】
図6,7に示すように、相手側コネクタ30のハウジング31の上面には、板状のロック用アーム部33がコネクタ20への差し込み方向とは反対方向に延び、このロック用アーム部33は下方に弾性変形できるようになっている。これに対応するコネクタハウジング21の先端での上面部は拡径部23となっており、この拡径部23内に相手側コネクタ30のロック用アーム部33が嵌合する。ロック用アーム部33の上面には係合突起(ロック用突起)34が形成されるとともに、コネクタハウジング21の拡径部23には係合口(ロック用透孔)24が形成され、係合口(ロック用透孔)24に係合突起(ロック用突起)34が係合してロックされる。つまり、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30の嵌入が完了したときに相手側コネクタ30の係合突起34が係合口24と係合する。
【0026】
図6に示すように、コネクタ20の絶縁性ピン支持部材(コンタクトヘッダ部)22に支持された外部接続用ピン25の一方の端部はケース2内において回路基板10を貫通している。回路基板10と外部接続用ピン25とは電気的に接続されている。ここで、ピン25と回路基板10の接続方式としてハンダ付け、あるいは、ピン25を回路基板10に圧入または圧接する方式を採用している。圧入または圧接する方式を用いることにより、組み付けの際に、フローハンダ付けをせずにPbフリー対応することができる。
【0027】
一方、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30を嵌入することにより、相手側コネクタ30から延びるワイヤ35を介して外部機器と回路基板10とが電気的に接続される。つまり、コネクタハウジング21の内部に位置する外部接続用ピン25の一端部はコンタクト36を介してワイヤ35の端部と連結され、このワイヤ35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、ECU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。
【0028】
このECU1の使用方法は、次の通りである。
防水仕様で用いる場合には、図2に示すように、ケース2およびカバー3でのケース防水用シール溝40に防水シールゴム41を装着し、この状態でケース2とカバー3とを組み付ける。また、防水シールゴム37にワイヤ35が貫通した状態で同ゴム37を相手側コネクタ30のハウジング31内に挿入する。さらに、コネクタハウジング21の凹部21aにおける内周部に防水シールゴム50を取り付け、この状態で、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30を嵌入する。
【0029】
一方、非防水仕様で用いる場合には防水シールゴム41を取り外し、この状態でケース2とカバー3とを組み付ける(図1参照)。また、図6の防水シールゴム37を取り外してコンタクト36を相手側コネクタ30のハウジング31内に挿入する。さらに、コネクタハウジング21の凹部21aにおける内周部から防水シールゴム50を取り外し、この状態で、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30を嵌入する。
【0030】
以上のように本実施形態は下記の特徴を有する。
(イ)図6に示すように、ケース2とコネクタハウジング21とを一体形成するとともに、コネクタハウジング21の凹部21aにおける内周部に防水シールゴム50を着脱可能に設けた。よって、ケース2とコネクタハウジング21を一体形成することにより、ケース2とコネクタハウジング21間のシール面を廃止することができる。また、防水仕様で用いる場合にはコネクタハウジング21の凹部21aにおける内周部に防水シールゴム50を取り付け、また、非防水仕様で用いる場合には防水シールゴム50を取り外す。これにより、防水・非防水兼用のコネクタ20を用いて防水仕様と非防水仕様に使い分けることができる。このようにして防水仕様と非防水仕様とに容易に変更可能となる。
(ロ)図6に示すように、コネクタハウジング21において、同コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30の嵌入が完了したときに相手側コネクタ30の係合突起34と係合する係合口24を設けた。これにより、コネクタハウジング21の形状が複雑化せず(コネクタハウジング21の形状を単純にでき)、コネクタ20を容易に小型化することができる。
(ハ)図6に示すように、相手側コネクタ30におけるコネクタハウジング21の凹部21aに入る部位のうちの防水用シール部材50とは接触しない領域にガタツキ防止用拡径部32を設けた。これにより、非防水仕様で用いる場合には防水シールゴム50が取り外されるが、このとき、ガタツキを防止することができる。
(ニ)コネクタハウジング側の部材2,21と、外部接続用ピン25を支持する絶縁性ピン支持部材22とが一体化(物理的に一体化している場合だけでなく、絶縁性ピン支持部材22をあらかじめ別部品として準備し、その後、コネクタハウジング側の部材2,21と機械的に接合して一体化させた場合も含む。)しており、外部接続用ピン25を回路基板10に圧入または圧接にて接続するようにした。これにより、フローハンダ付けを廃止してPbフリー対応が可能となる。(ホ)相手側コネクタ30についてもコネクタ20と同様に、防水・非防水で共通使用できる。つまり、相手側コネクタ30には嵌合用ロック機構のみを設けたコネクタ構造としている。これにより、相手側コネクタ30を簡素化し、防水・非防水で同じ相手側コネクタ30のハウジング31を使用することができる。
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態を、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【0031】
図8には、図1に代わる実施形態における車載用電子制御装置(ECU)の縦断面図を示す。図9には、ECUの分解斜視図を示す。図10には、ケース2を裏返しにした状態での斜視図を示す。
【0032】
図8,10に示すように、ケース2とコネクタハウジング21とは一体形成されているが、絶縁性ピン支持部材(コンタクトヘッダ部)60は別体構成となっている。絶縁性ピン支持部材60には外部接続用ピン65が固定されている。このようにピン65を支持する絶縁性ピン支持部材60とコネクタハウジング21とは分離している。また、図8に示すように、ケース2内での上面に凹部70を設けるとともにカバー3の上面に凹部71を設けている。そして、凹部70に絶縁性ピン支持部材60の突部61を嵌めるとともに凹部71に絶縁性ピン支持部材60の突部62を嵌めることにより、絶縁性ピン支持部材60が位置決めされるとともに固定される。
【0033】
また、図9に示すように、外部接続用ピン65と回路基板10の接続にはハンダ付け(あるいは圧接・圧入方式)を用いる。そして、ケース2とカバー3との間において回路基板10を配することによりケース2内に回路基板10が配置される。
【0034】
このように、ケース側から外部接続用ピン65を分離し、回路基板10へはピン65を組み付ける構造とし、組み付け性を向上させることができる。よって、ケース2に回路基板10を直接組み付ける場合に比べ、回路基板10の両面を、最終検査し易くなる。つまり、回路基板10上の部品組み付け間違いに対して、ピン65を回路基板10から取り外すことなく、修正作業を容易に行うことができる。
【0035】
以上のごとく、コネクタハウジング側の部材2,21と、外部接続用ピン65を支持する絶縁性ピン支持部材60とが分離しており、外部接続用ピン65および絶縁性ピン支持部材60を組み付けた回路基板10を、ケース2と同ケース2の開口部を塞ぐカバー3との間に配置した。これにより、ECU1の組み立てが容易となる。特に、箱型のケース2は縦・横寸法に比べ高さ寸法が小さく、かつ、下面が開口しており、開口部が広く、この部位に回路基板10を配置しやすい。
【0036】
また、図8に示すように、凹部70,71と突部61,62を嵌合させる方式を採用して、コネクタハウジング側の部材2,21に対し絶縁性ピン支持部材60を凹凸関係による嵌合により連結支持したので、位置決めが容易となる。
【0037】
さらに、第1の実施の形態で説明したようにコネクタハウジング21において相手側コネクタ30の係合突起34と係合する係合口24を設け、かつ、コネクタハウジング側の部材2,21と絶縁性ピン支持部材60とが分離している。これにより、コネクタハウジング21の形状を単純にでき、ケース2およびコネクタハウジング21の材料として金属材料を使うことが可能となる。例えば、ケース2およびコネクタハウジング21の材料としてアルミを用い、絶縁性ピン支持部材60の材料として樹脂を用いる。
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態を、第2の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【0038】
図11には、本実施形態における車載用電子制御装置(ECU)の分解斜視図を示す。
ケース80は箱型をなし、かつ、高さ寸法が縦・横寸法よりも小さい。ケース80の前面(正面)においてコネクタハウジング21が一体化されている。つまり、箱型をなすケース80の正面がコネクタハウジング配置面となっている。また、ケース80およびコネクタハウジング21に対し絶縁性ピン支持部材(コンタクトヘッダ部)60は別体構成となっている。絶縁性ピン支持部材60と外部接続用ピン65は回路基板81に組み付けられ、外部接続用ピン65と回路基板10の接続にはハンダ付け(あるいは圧接・圧入方式)を用いている。
【0039】
一方、箱型をなすケース80における背面には基板挿入口82が形成されている。この基板挿入口82を通して回路基板81をケース80内に挿入する。基板挿入口82はカバー83により塞がれる。ケース80の基板挿入口82とカバー83とはシールゴムを用いてシールされる。これにより、シール全長を短縮することができる。
【0040】
以上のように、コネクタハウジング側の部材21,80と、外部接続用ピン65を支持する絶縁性ピン支持部材60とが分離している。また、箱型をなすケース80においてコネクタハウジング配置面とは反対の面に、外部接続用ピン65および絶縁性ピン支持部材60を組み付けた回路基板81を挿入するための基板挿入口82を有している。その結果、基板挿入口82でのシール長さを短くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態における車載用電子制御装置(ECU)を示す縦断面図。
【図2】車載用電子制御装置(ECU)を示す縦断面図。
【図3】車載用電子制御装置(ECU)の分解斜視図。
【図4】ケースを裏返しにした状態での斜視図。
【図5】コネクタと相手側コネクタとを分解した状態での斜視図。
【図6】コネクタと相手側コネクタとを分解した状態での断面図。
【図7】相手側コネクタの正面図。
【図8】第2の実施の形態における車載用電子制御装置(ECU)を示す縦断面図。
【図9】ECUの分解斜視図。
【図10】ケースを裏返しにした状態での斜視図。
【図11】第3の実施の形態における車載用電子制御装置(ECU)の分解斜視図。
【図12】従来技術を説明するための車載用電子制御装置(ECU)の分解斜視図。
【図13】従来技術を説明するための車載用電子制御装置(ECU)の分解斜視図。
【符号の説明】
1…ECU、2…ケース、3…カバー、10…回路基板、11…電子部品、20…コネクタ、21…コネクタハウジング、21a…凹部、22…絶縁性ピン支持部材、24…係合口、25…外部接続用ピン、30…相手側コネクタ、34…係合突起、35…ワイヤ、50…防水シールゴム、60…絶縁性ピン支持部材、65…外部接続用ピン、80…ケース、81…回路基板、82…基板挿入口。
【発明の属する技術分野】
本発明は車載用電子制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エンジン等を制御するための車載用電子制御装置(ECU)は、従来、車室内において搭載するのが主流であったが、近年、エンジンルームあるいはエンジン上に直接搭載したいとの要求が高まっている。そのために、ECUケースを防水構造にするとともに、外部接続用コネクタも防水タイプに変更して設計している。その場合、従来、非防水型コネクタと、防水型コネクタは構造が異なり、ケース内に配する回路基板は別別に設計していた。
【0003】
より詳しくは、非防水構造のECUとして、図12に示すように、ECU100はケース101とカバー102を備え、ケース100の内部に電子部品を搭載した回路基板103が配置されるとともに、コネクタ104によりケース101内の回路基板103と外部機器とが電気的に接続される。ここで、非防水コネクタ104を使用し、ケース101とカバー102とはネジ止めやバネ性を利用した嵌め込み等により固定している。
【0004】
また、防水構造のECUとして、図13に示すように、ECU200はケース201とカバー202を備え、ケース201の内部に電子部品を搭載した回路基板203が配置される。また、防水コネクタ204を使用するとともに、ケース201とカバー202の接触面に形成したシール溝205にシール材(防水機能を持たせるためのシール材)を設けている。具体的には、ゴム材あるいは液状シール材を介在させてシールしている。ケース201とカバー202の固定は、ネジ止めやバネ性を利用した嵌め込み等により行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、車載用電子制御装置(ECU)の機能が同じ、即ち、回路構成が同一でありながら、搭載場所を車室内からエンジンルームに変更する場合、使用するコネクタを防水タイプに変更するためだけに、コネクタ接続部のパターン変更をして対応する必要があった。また、ケース構造も防水構造とするために、特に防水コネクタとのシール面設計を行った専用ケースを準備する必要があった。
【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、防水仕様と非防水仕様とに容易に変更可能な車載用電子制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、ケースとコネクタハウジングとを一体形成するとともに、コネクタハウジングの凹部における内周部に防水用シール部材を着脱可能に設けたことを特徴としている。よって、ケースとコネクタハウジングを一体形成することにより、ケースとコネクタハウジング間のシール面を廃止することができる。また、防水仕様で用いる場合にはコネクタハウジングの凹部における内周部に防水用シール部材を取り付け、また、非防水仕様で用いる場合には防水用シール部材を取り外す。これにより、防水・非防水兼用のコネクタを用いて防水仕様と非防水仕様に使い分けることができる。このようにして防水仕様と非防水仕様とに容易に変更可能となる。
【0008】
請求項2に記載のように、コネクタハウジングにおいて、同コネクタハウジングの凹部に相手側コネクタの嵌入が完了したときに相手側コネクタの係合突起と係合する係合口を設けることにより、コネクタハウジングの形状を単純にできる。その結果、材料として金属材料を使うことが可能となる。
【0009】
請求項3に記載のように、相手側コネクタにおけるコネクタハウジングの凹部に入る部位のうちの前記防水用シール部材とは接触しない領域にガタツキ防止用拡径部を設けることにより、非防水仕様で用いる場合には防水用シール部材が取り外されるが、このとき、ガタツキを防止することができる。
【0010】
請求項4に記載のように、コネクタハウジング側の部材と、外部接続用ピンを支持する絶縁性ピン支持部材とが一体化しており、外部接続用ピンを回路基板に圧入または圧接にて接続すると、フローハンダ付けを廃止してPbフリー対応が可能となる。
【0011】
請求項5に記載のように、コネクタハウジング側の部材と、外部接続用ピンを支持する絶縁性ピン支持部材とが分離しており、外部接続用ピンおよび絶縁性ピン支持部材を組み付けた回路基板を、ケースと同ケースの開口部を塞ぐカバーとの間に配置すると、電子制御装置の組み立てが容易となる。
【0012】
請求項6に記載のように、コネクタハウジング側の部材と、外部接続用ピンを支持する絶縁性ピン支持部材とが分離しており、コネクタハウジング側の部材に対し絶縁性ピン支持部材を凹凸関係による嵌合により連結支持すると、位置決めが容易となる。
【0013】
請求項7に記載のように、コネクタハウジング側の部材と、外部接続用ピンを支持する絶縁性ピン支持部材とが分離しており、箱型をなすケースにおいてコネクタハウジング配置面とは反対の面に、外部接続用ピンおよび絶縁性ピン支持部材を組み付けた回路基板を挿入するための基板挿入口を有すると、基板挿入口でのシール長さを短くすることが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下、この発明を具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明する。
【0015】
図1,2には、本実施形態における車載用電子制御装置(ECU)1の縦断面を示す。ここで、図1は非防水仕様で用いる場合におけるECU1の縦断面図であり、図2は防水仕様で用いる場合におけるECU1の縦断面図である。図2での防水仕様で用いる場合においては防水シールゴム41,50,37を取り付け、また、図1での非防水仕様で用いる場合においては防水シールゴム41,50,37を取り外す。
【0016】
図3には、車載用電子制御装置(ECU)1の分解斜視図を示し、ケース2とカバー3と回路基板10を分解した状態での斜視図である。図4には、ケース2を裏返しにした状態での斜視図を示す。図5には、ECUコネクタ20に相手側コネクタ30を差し込む前の斜視図を示し、図6には、同じくECUコネクタ20に相手側コネクタ30を差し込む前の断面図を示す。図7には相手側コネクタ30の正面図を示す。
【0017】
本ECU1はエンジン制御を行うためのECUであり、自動車(車両)のエンジンルーム内あるいは車室内に配置される。車室内に配置する場合には非防水仕様でよいが、エンジンルーム内に配置する場合には防水仕様で用いる必要がある。
【0018】
図1において、ECU1はケース2とカバー3を備えている。ケース2は箱型をなし、かつ、下面は開口している。ケース2の下面開口部はカバー3にて塞がれている。ケース2の外周部には鍔部2aが形成されるとともにカバー3の外周部にも鍔部3aが形成され、両鍔部2a,3aは接触している。なお、ケース2とカバー3の固定は、ネジ止めやバネ性を利用した嵌め込み等により行っている。ケース2内において、回路基板(プリント基板)10が配置されている。この回路基板10には各種の電子部品(図1においてはアルミ電解コンデンサ11を示す)が搭載されている。
【0019】
ここで、ケース2の鍔部2aとカバー3の鍔部3aの接触部にはケース防水用シール溝40が、図3に示すように、環状に形成されている。このケース防水用シール溝40には図2に示すように防水シールゴム41が着脱可能に設けられている。つまり、防水仕様で用いる場合において、ケース防水用シール溝40内に防水シールゴム41を配置し、ケース2の鍔部2aとカバー3の鍔部3aの間で防水シールゴム41を挟持することによりケース2を防水構造にすることができる。
【0020】
一方、図1に示すように、ケース2の一側面にはコネクタ20が設けられている。コネクタ20は図3に示すように2つ並設されている。図1に示すように、コネクタ20はコネクタハウジング21と絶縁性ピン支持部材22からなる。コネクタハウジング21の凹部(収容口)21aには相手側コネクタ30が嵌入される。また、絶縁性ピン支持部材(コンタクトヘッダ部)22には多数の外部接続用ピン(コンタクトピン)25が貫通した状態で支持されている。ここで、ケース2とコネクタハウジング21と絶縁性ピン支持部材22とは一体形成されている。
【0021】
コネクタハウジング21は、図5,6に示すように、ケース2の側壁面から突出しており、筒状をなし先端部が開口している。このようにケース2とコネクタハウジング21とは一体形成されており、ケース2とコネクタハウジング21間のシール面は無い。ケース2から突出している筒状のコネクタハウジング21の内面にて凹部21aを構成し、当該凹部(収容口)21aに相手側コネクタ30が嵌入される。
【0022】
図6に示すように、コネクタハウジング21の凹部21aにおける内周部には、防水用シール部材としての防水シールゴム50が着脱可能に設けられている。防水仕様で用いる場合には防水シールゴム50が取り付けられ、この防水シールゴム50によりコネクタ20と相手側コネクタ30間がシール(防水)される。また、非防水仕様で用いる場合には防水シールゴム50を取り外す。
【0023】
図5,6に示すように、相手側コネクタ30のハウジング31は角柱状をなし、その外径寸法は前述のコネクタハウジング21の凹部21aの内径よりも小さい。一方、ワイヤ35の先端にはコンタクト36が圧着され、このコンタクト36は相手側コネクタ30のハウジング31に挿入され、かつ抜けが防止されている。そして、ワイヤ35の一端を連結支持した相手側コネクタ30を、図1に示すように、コネクタハウジング21の凹部21aに挿入することにより、コンタクト36内に外部接続用ピン25が嵌合して、ワイヤ35と外部接続用ピン25とが電気的に接続されることになる。さらに、相手側コネクタ30でのワイヤ35との防水は個室防水方式を採用しており、図6,7に示すように、相手側コネクタ30のハウジング31には防水シールゴム37が着脱可能に設けられている。この防水シールゴム37は所定の厚さL1(例えば4mm)を有し、この防水シールゴム37に各ワイヤ35が貫通した状態で同ゴム37を相手側コネクタ30のハウジング31内に挿入する。これによって、各ワイヤ35と相手側コネクタ30のハウジング31との間を一括してシール(防水)することができるようになっている。もちろんワイヤの防水は、個別の防水方式であっても良い。
【0024】
一方、図6に示すように、相手側コネクタ30のハウジング31において基端部(図中の左端部)はガタツキ防止用拡径部32となっていている。そして、防水シールゴム50を取り外した状態において、図1に示すように、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30のハウジング31のガタツキ防止用拡径部32が嵌合してガタツキが防止される。つまり、非防水仕様とするために、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30を嵌入した状態でのハウジング31において、コネクタハウジング21の凹部21aの開口部分に対応する部位にクリアランス調整用拡径部(32)を形成し、ハウジング31の外面と凹部21aの内面との間のクリアランスを小さくしてガタツキを抑えている。
【0025】
図6,7に示すように、相手側コネクタ30のハウジング31の上面には、板状のロック用アーム部33がコネクタ20への差し込み方向とは反対方向に延び、このロック用アーム部33は下方に弾性変形できるようになっている。これに対応するコネクタハウジング21の先端での上面部は拡径部23となっており、この拡径部23内に相手側コネクタ30のロック用アーム部33が嵌合する。ロック用アーム部33の上面には係合突起(ロック用突起)34が形成されるとともに、コネクタハウジング21の拡径部23には係合口(ロック用透孔)24が形成され、係合口(ロック用透孔)24に係合突起(ロック用突起)34が係合してロックされる。つまり、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30の嵌入が完了したときに相手側コネクタ30の係合突起34が係合口24と係合する。
【0026】
図6に示すように、コネクタ20の絶縁性ピン支持部材(コンタクトヘッダ部)22に支持された外部接続用ピン25の一方の端部はケース2内において回路基板10を貫通している。回路基板10と外部接続用ピン25とは電気的に接続されている。ここで、ピン25と回路基板10の接続方式としてハンダ付け、あるいは、ピン25を回路基板10に圧入または圧接する方式を採用している。圧入または圧接する方式を用いることにより、組み付けの際に、フローハンダ付けをせずにPbフリー対応することができる。
【0027】
一方、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30を嵌入することにより、相手側コネクタ30から延びるワイヤ35を介して外部機器と回路基板10とが電気的に接続される。つまり、コネクタハウジング21の内部に位置する外部接続用ピン25の一端部はコンタクト36を介してワイヤ35の端部と連結され、このワイヤ35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、ECU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。
【0028】
このECU1の使用方法は、次の通りである。
防水仕様で用いる場合には、図2に示すように、ケース2およびカバー3でのケース防水用シール溝40に防水シールゴム41を装着し、この状態でケース2とカバー3とを組み付ける。また、防水シールゴム37にワイヤ35が貫通した状態で同ゴム37を相手側コネクタ30のハウジング31内に挿入する。さらに、コネクタハウジング21の凹部21aにおける内周部に防水シールゴム50を取り付け、この状態で、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30を嵌入する。
【0029】
一方、非防水仕様で用いる場合には防水シールゴム41を取り外し、この状態でケース2とカバー3とを組み付ける(図1参照)。また、図6の防水シールゴム37を取り外してコンタクト36を相手側コネクタ30のハウジング31内に挿入する。さらに、コネクタハウジング21の凹部21aにおける内周部から防水シールゴム50を取り外し、この状態で、コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30を嵌入する。
【0030】
以上のように本実施形態は下記の特徴を有する。
(イ)図6に示すように、ケース2とコネクタハウジング21とを一体形成するとともに、コネクタハウジング21の凹部21aにおける内周部に防水シールゴム50を着脱可能に設けた。よって、ケース2とコネクタハウジング21を一体形成することにより、ケース2とコネクタハウジング21間のシール面を廃止することができる。また、防水仕様で用いる場合にはコネクタハウジング21の凹部21aにおける内周部に防水シールゴム50を取り付け、また、非防水仕様で用いる場合には防水シールゴム50を取り外す。これにより、防水・非防水兼用のコネクタ20を用いて防水仕様と非防水仕様に使い分けることができる。このようにして防水仕様と非防水仕様とに容易に変更可能となる。
(ロ)図6に示すように、コネクタハウジング21において、同コネクタハウジング21の凹部21aに相手側コネクタ30の嵌入が完了したときに相手側コネクタ30の係合突起34と係合する係合口24を設けた。これにより、コネクタハウジング21の形状が複雑化せず(コネクタハウジング21の形状を単純にでき)、コネクタ20を容易に小型化することができる。
(ハ)図6に示すように、相手側コネクタ30におけるコネクタハウジング21の凹部21aに入る部位のうちの防水用シール部材50とは接触しない領域にガタツキ防止用拡径部32を設けた。これにより、非防水仕様で用いる場合には防水シールゴム50が取り外されるが、このとき、ガタツキを防止することができる。
(ニ)コネクタハウジング側の部材2,21と、外部接続用ピン25を支持する絶縁性ピン支持部材22とが一体化(物理的に一体化している場合だけでなく、絶縁性ピン支持部材22をあらかじめ別部品として準備し、その後、コネクタハウジング側の部材2,21と機械的に接合して一体化させた場合も含む。)しており、外部接続用ピン25を回路基板10に圧入または圧接にて接続するようにした。これにより、フローハンダ付けを廃止してPbフリー対応が可能となる。(ホ)相手側コネクタ30についてもコネクタ20と同様に、防水・非防水で共通使用できる。つまり、相手側コネクタ30には嵌合用ロック機構のみを設けたコネクタ構造としている。これにより、相手側コネクタ30を簡素化し、防水・非防水で同じ相手側コネクタ30のハウジング31を使用することができる。
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態を、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【0031】
図8には、図1に代わる実施形態における車載用電子制御装置(ECU)の縦断面図を示す。図9には、ECUの分解斜視図を示す。図10には、ケース2を裏返しにした状態での斜視図を示す。
【0032】
図8,10に示すように、ケース2とコネクタハウジング21とは一体形成されているが、絶縁性ピン支持部材(コンタクトヘッダ部)60は別体構成となっている。絶縁性ピン支持部材60には外部接続用ピン65が固定されている。このようにピン65を支持する絶縁性ピン支持部材60とコネクタハウジング21とは分離している。また、図8に示すように、ケース2内での上面に凹部70を設けるとともにカバー3の上面に凹部71を設けている。そして、凹部70に絶縁性ピン支持部材60の突部61を嵌めるとともに凹部71に絶縁性ピン支持部材60の突部62を嵌めることにより、絶縁性ピン支持部材60が位置決めされるとともに固定される。
【0033】
また、図9に示すように、外部接続用ピン65と回路基板10の接続にはハンダ付け(あるいは圧接・圧入方式)を用いる。そして、ケース2とカバー3との間において回路基板10を配することによりケース2内に回路基板10が配置される。
【0034】
このように、ケース側から外部接続用ピン65を分離し、回路基板10へはピン65を組み付ける構造とし、組み付け性を向上させることができる。よって、ケース2に回路基板10を直接組み付ける場合に比べ、回路基板10の両面を、最終検査し易くなる。つまり、回路基板10上の部品組み付け間違いに対して、ピン65を回路基板10から取り外すことなく、修正作業を容易に行うことができる。
【0035】
以上のごとく、コネクタハウジング側の部材2,21と、外部接続用ピン65を支持する絶縁性ピン支持部材60とが分離しており、外部接続用ピン65および絶縁性ピン支持部材60を組み付けた回路基板10を、ケース2と同ケース2の開口部を塞ぐカバー3との間に配置した。これにより、ECU1の組み立てが容易となる。特に、箱型のケース2は縦・横寸法に比べ高さ寸法が小さく、かつ、下面が開口しており、開口部が広く、この部位に回路基板10を配置しやすい。
【0036】
また、図8に示すように、凹部70,71と突部61,62を嵌合させる方式を採用して、コネクタハウジング側の部材2,21に対し絶縁性ピン支持部材60を凹凸関係による嵌合により連結支持したので、位置決めが容易となる。
【0037】
さらに、第1の実施の形態で説明したようにコネクタハウジング21において相手側コネクタ30の係合突起34と係合する係合口24を設け、かつ、コネクタハウジング側の部材2,21と絶縁性ピン支持部材60とが分離している。これにより、コネクタハウジング21の形状を単純にでき、ケース2およびコネクタハウジング21の材料として金属材料を使うことが可能となる。例えば、ケース2およびコネクタハウジング21の材料としてアルミを用い、絶縁性ピン支持部材60の材料として樹脂を用いる。
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態を、第2の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【0038】
図11には、本実施形態における車載用電子制御装置(ECU)の分解斜視図を示す。
ケース80は箱型をなし、かつ、高さ寸法が縦・横寸法よりも小さい。ケース80の前面(正面)においてコネクタハウジング21が一体化されている。つまり、箱型をなすケース80の正面がコネクタハウジング配置面となっている。また、ケース80およびコネクタハウジング21に対し絶縁性ピン支持部材(コンタクトヘッダ部)60は別体構成となっている。絶縁性ピン支持部材60と外部接続用ピン65は回路基板81に組み付けられ、外部接続用ピン65と回路基板10の接続にはハンダ付け(あるいは圧接・圧入方式)を用いている。
【0039】
一方、箱型をなすケース80における背面には基板挿入口82が形成されている。この基板挿入口82を通して回路基板81をケース80内に挿入する。基板挿入口82はカバー83により塞がれる。ケース80の基板挿入口82とカバー83とはシールゴムを用いてシールされる。これにより、シール全長を短縮することができる。
【0040】
以上のように、コネクタハウジング側の部材21,80と、外部接続用ピン65を支持する絶縁性ピン支持部材60とが分離している。また、箱型をなすケース80においてコネクタハウジング配置面とは反対の面に、外部接続用ピン65および絶縁性ピン支持部材60を組み付けた回路基板81を挿入するための基板挿入口82を有している。その結果、基板挿入口82でのシール長さを短くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態における車載用電子制御装置(ECU)を示す縦断面図。
【図2】車載用電子制御装置(ECU)を示す縦断面図。
【図3】車載用電子制御装置(ECU)の分解斜視図。
【図4】ケースを裏返しにした状態での斜視図。
【図5】コネクタと相手側コネクタとを分解した状態での斜視図。
【図6】コネクタと相手側コネクタとを分解した状態での断面図。
【図7】相手側コネクタの正面図。
【図8】第2の実施の形態における車載用電子制御装置(ECU)を示す縦断面図。
【図9】ECUの分解斜視図。
【図10】ケースを裏返しにした状態での斜視図。
【図11】第3の実施の形態における車載用電子制御装置(ECU)の分解斜視図。
【図12】従来技術を説明するための車載用電子制御装置(ECU)の分解斜視図。
【図13】従来技術を説明するための車載用電子制御装置(ECU)の分解斜視図。
【符号の説明】
1…ECU、2…ケース、3…カバー、10…回路基板、11…電子部品、20…コネクタ、21…コネクタハウジング、21a…凹部、22…絶縁性ピン支持部材、24…係合口、25…外部接続用ピン、30…相手側コネクタ、34…係合突起、35…ワイヤ、50…防水シールゴム、60…絶縁性ピン支持部材、65…外部接続用ピン、80…ケース、81…回路基板、82…基板挿入口。
Claims (7)
- ケース(2)内に、電子部品(11)を搭載した回路基板(10)が配置されるとともに、コネクタハウジング(21)の凹部(21a)に相手側コネクタ(30)を嵌入することにより、相手側コネクタ(30)から延びるワイヤ(35)を介して外部機器と前記回路基板(10)とが電気的に接続される車載用電子制御装置において、
前記ケース(2)とコネクタハウジング(21)とを一体形成するとともに、前記コネクタハウジング(21)の凹部(21a)における内周部に防水用シール部材(50)を着脱可能に設けたことを特徴とする車載用電子制御装置。 - 前記コネクタハウジング(21)において、同コネクタハウジング(21)の凹部(21a)に相手側コネクタ(30)の嵌入が完了したときに相手側コネクタ(30)の係合突起(34)と係合する係合口(24)を設けたことを特徴とする請求項1に記載の車載用電子制御装置。
- 前記相手側コネクタ(30)におけるコネクタハウジング(21)の凹部(21a)に入る部位のうちの前記防水用シール部材(50)とは接触しない領域にガタツキ防止用拡径部(32)を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の車載用電子制御装置。
- 前記コネクタハウジング側の部材(2,21)と、外部接続用ピン(25)を支持する絶縁性ピン支持部材(22)とが一体化しており、外部接続用ピン(25)を回路基板(10)に圧入または圧接にて接続するようにしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車載用電子制御装置。
- 前記コネクタハウジング側の部材(2,21)と、外部接続用ピン(65)を支持する絶縁性ピン支持部材(60)とが分離しており、外部接続用ピン(65)および絶縁性ピン支持部材(60)を組み付けた回路基板(10)を、ケース(2)と同ケース(2)の開口部を塞ぐカバー(3)との間に配置したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車載用電子制御装置。
- 前記コネクタハウジング側の部材(2,21)と、外部接続用ピン(65)を支持する絶縁性ピン支持部材(60)とが分離しており、コネクタハウジング側の部材(2,21)に対し絶縁性ピン支持部材(60)を凹凸関係による嵌合により連結支持したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車載用電子制御装置。
- 前記コネクタハウジング側の部材(21,80)と、外部接続用ピン(65)を支持する絶縁性ピン支持部材(60)とが分離しており、箱型をなすケース(80)においてコネクタハウジング配置面とは反対の面に、外部接続用ピン(65)および絶縁性ピン支持部材(60)を組み付けた回路基板(81)を挿入するための基板挿入口(82)を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車載用電子制御装置。
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