JP4211580B2 - 電子装置の筐体構造 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタを搭載したプリント基板と、当該プリント基板を収容するケースおよびカバーからなる電子装置の筐体構造に関する。

コネクタを搭載したプリント基板を収容する電子装置の筐体構造が、例えば、特開２００３−２２９６７８号公報（特許文献１）に開示されている。

図３（ａ），（ｂ）に、車両のエンジンＥＣＵ（Electric Control Unit）として用いられている、従来の電子装置９０の筐体構造を示す。図３（ａ）は、電子装置９０の筐体構造を分解して示した斜視図であり、図３（ｂ）は、電子装置９０の筐体構造を示した断面図である。

図３（ａ）に示すように、電子装置９０は、プリント基板１と、開口部２ｈを有し、プリント基板１を収容する箱状のケース２と、ケース２の開口部２ｈを蓋する略平板状のカバー３とからなっている。ケース２とカバー３は、軽量化のために、樹脂材料でできている。また、プリント基板１には、電子部品（図示省略）が実装され、外部と接続するためのコネクタ１ｃが搭載されている。尚、ケース２の上面には、ネームプレート４が貼り付けられている。

図３（ｂ）に示すように、電子装置９０の筐体構造では、コネクタ１ｃがカバー３に設けられた穴３ｈを貫通し、コネクタ１ｃの前端面がカバー３の外部に露出するようにして組み付けられる。また、カバー３の外周３ｇがケース２の開口部２ｈの内側に嵌合されるようにして、ケース２がカバー３により蓋される。
特開２００３−２２９６７８号公報

図４（ａ）〜（ｃ）は、図３（ａ），（ｂ）に示す従来の電子装置９０の筐体構造に関する問題点を示す図である。

図４（ａ）に示すように、樹脂ケース２の開口部２ｈは、変形して図のように内倒れする場合がある。ケース２の開口部２ｈが内倒れすると、カバー３とケース２を組み付ける際に、ケース２の開口部２ｈとカバー３の外周３ｇが突き当たって、カバー３がケース２にスムーズに組み付かない。

図４（ｂ）に示すように、従来の電子装置９０の筐体構造では、コネクタ１ｃに対して外部コネクタを抜き差しする時、こじり等があるとカバー３が変形する。このためプリント基板１にストレスが加わり、プリント基板１が変形したり、内部回路の不良が起きたりすることがある。

また図４（ｃ）に示すように、ネームプレート４を貼り付ける際、白抜き矢印で示したストレスにより、ケース２が撓んでプリント基板１上に搭載された電子部品（図示省略）に突き当たり、プリント基板１の内部回路に不良が発生することがある。

そこで本発明は、コネクタを搭載したプリント基板と、当該プリント基板を収容するケースおよびカバーからなる電子装置の筐体構造であって、剛性が高く、組み付け性に優れる電子装置の筐体構造を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、電子部品を実装したプリント基板と、開口部を有し、前記プリント基板を収容する箱状の樹脂材料からなるケースと、前記ケースの開口部を蓋する略平板状のカバーとを有し、前記プリント基板には、外部と接続するためのコネクタが搭載され、前記カバーに設けられた穴を貫通して、前記コネクタの前端面がカバーの外部に露出し、前記カバーの外周の少なくとも一部が前記ケースの開口部の内側に嵌合されて、ケースの開口部が蓋される電子装置の筐体構造であって、前記プリント基板のコネクタ搭載面側であるケースの上面の内側に、コネクタの上方に位置して、前記カバーに設けられた穴の周の一部を回転軸としてコネクタの前端面を下方向に回転する場合に該コネクタの後端面上の角が当たるように、突起が設けられることを特徴としている。

ケースが樹脂材料からなる場合には、電子装置を軽量化することができる。一方、ケースが金属材料からなる場合に較べて、強度が小さく、ケースの変形が起き易い。このような小さい強度の樹脂材料からなるケースに対しても、上記筐体構造の電子装置とすることで、以下に示すように、剛性が高く、組み付け性に優れる電子装置とすることができる。
すなわち、上記突起により、コネクタの上方に位置する開口部回りのケースの剛性が大きくなる。これによって、ケースの開口部における内倒れ等の変形が抑制され、ケースに対するカバーの嵌合による組み付け性を向上することができる。
また、上記突起は、前記カバーに設けられた穴の周の一部を回転軸として、前記コネクタの前端面を下方向に回転する場合に、該コネクタの後端面上の角が当たるように設けられている。これによって、プリント基板に搭載されたコネクタに対して外部コネクタを抜き差しする時に、カバーに設けられた穴の周の一部を回転軸として、コネクタの前端面を下方向に回転するこじり等があっても、コネクタが突起に当たる。従って、上記のこじりによるカバーの変形もコネクタが突起に当たった段階で停止し、それ以上変形しない。このため、プリント基板に加わるストレスが抑制され、プリント基板の変形や内部回路の不良発生を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、前記突起とコネクタの間に、隙間が設けられることを特徴としている。

突起とコネクタの間に隙間がなく、突起とコネクタが接触する筐体構造の場合には、ケースとカバーの嵌合部に隙間が生じ易く、組み付け不良が発生し易い。また、車両等の振動物体に当該電子装置を適用する場合には、突起とコネクタの接触部で異音が発生し易い。上記のように突起とコネクタの間に隙間を設けることで、ケースとカバーの嵌合ズレを防止できる。また、振動がある場合、突起とコネクタの接触部で発生する異音を防止することができる。

請求項３に記載の発明は、前記開口部側の前記突起の端部において、前記ケースの開口部に内倒れ変形がある場合において、前記ケースの内倒れ変形部が前記コネクタにより滑らかに押し上げられるように設定された、ケースの奥に向かって徐々に突起の高さが高くなる傾斜部が設けられ、前記カバーの挿入スペースが確保されてなることを特徴としている。

これによれば、ケースの開口部に内倒れ変形があっても、ケースに対してプリント基板を挿入していく際に、突起の上記傾斜部に沿って、ケースの内倒れ変形部がコネクタにより滑らかに押し上げられる。これにより、ケースに対するカバーの嵌合組み付けが容易になり、組み付け性を向上することができる。

請求項４に記載の発明は、電子部品を実装したプリント基板と、開口部を有し、前記プリント基板を収容する箱状の樹脂材料からなるケースと、前記ケースの開口部を蓋する略平板状のカバーとを有し、前記プリント基板には、外部と接続するためのコネクタが搭載され、前記カバーに設けられた穴を貫通して、前記コネクタの前端面がカバーの外部に露出し、前記カバーの外周の少なくとも一部が前記ケースの開口部の内側に嵌合されて、ケースの開口部が蓋される電子装置の筐体構造であって、前記プリント基板のコネクタ搭載面側であるケースの上面に、前記コネクタの後端面より奥の位置で、前記カバーに設けられた穴の周の一部を回転軸としてコネクタの前端面を上方向に回転する場合に該コネクタの後端面上の角が当たるように、コネクタの上端面高さより低い高さになるように設定した屈曲部が設けられることを特徴としている。

上記屈曲部により、ケースの上面の剛性が大きくなる。これによって、ケースの開口部における内倒れ等の変形が抑制され、ケースに対するカバーの組み付け性を向上することができる。
また、上記屈曲部は、前記カバーに設けられた穴の周の一部を回転軸として、前記コネクタの前端面を上方向に回転する場合に、該コネクタの後端面上の角が当たるように設けられている。これによって、プリント基板に搭載されたコネクタに対して外部コネクタを抜き差しする時に、カバーに設けられた穴の周の一部を回転軸として、コネクタの前端面を上方向に回転するこじり等があっても、コネクタが屈曲部に当たる。従って、上記のこじりによるカバーの変形もコネクタが屈曲部に当たった段階で停止し、それ以上変形しない。このため、プリント基板に加わるストレスが抑制され、プリント基板の変形や内部回路の不良発生を抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、前記屈曲部とコネクタの間に、隙間が設けられることを特徴としている。

屈曲部とコネクタの間に隙間がなく、屈曲部とコネクタが接触する筐体構造の場合には、ケースとカバーの嵌合部に隙間が生じ易く、組み付け不良が発生し易い。また、車両等の振動物体に当該電子装置を適用する場合には、屈曲部とコネクタの接触部で異音が発生し易い。上記のように屈曲部とコネクタの間に隙間を設けることで、ケースとカバーの嵌合ズレを防止できる。また、振動がある場合、屈曲部とコネクタの接触部で発生する異音を防止することができる。

請求項６に記載の発明は、前記屈曲部の横幅が、前記ケースの開口部の横幅に対して、小さく設定され、前記ケースの開口部に内倒れ変形がある場合において、前記カバーの挿入スペースが確保されてなることを特徴としている。

これによれば、屈曲部の横幅をケースの開口部の横幅と同じにして広く設定する場合に較べて、ケースの上面がより複雑に屈曲されるため、ケースの上面の剛性がより大きくなる。これによって、ケースの開口部における内倒れ等の変形がより抑制され、ケースに対するカバーの組み付け性を向上することができる。

請求項７に記載のように、上記の電子装置の筐体構造は、前記カバーが、樹脂材料からなる場合に好適である。

カバーが樹脂材料からなる場合には、電子装置を軽量化することができる。一方、カバーが金属材料からなる場合に較べて、強度が小さく、カバーの変形が起き易い。このような小さい強度の樹脂材料からなるカバーに対しても、上記筐体構造の電子装置とすることで、剛性が高く、組み付け性に優れる電子装置とすることができる。

請求項８に記載のように、前記電子装置の筐体構造は、車両のエンジンＥＣＵに用いられて好適である。

車両のエンジンＥＣＵは、軽量化が要求される一方、車両からの大きな振動が加わるため大きな剛性が要求される。このようなエンジンＥＣＵに対しても、上記筐体構造を用いることで、剛性が高く、組み付け性に優れるエンジンＥＣＵとすることができる。

以下、本発明の電子装置の筐体構造に関する実施形態を、図に基づいて説明する。

図１（ａ），（ｂ）に、本発明の電子装置１００の筐体構造を示す。図１（ａ）は、電子装置１００の筐体構造を分解して示した斜視図であり、図１（ｂ）は、電子装置１００の筐体構造を示した断面図である。尚、図１（ａ），（ｂ）の電子装置１００において、図３（ａ），（ｂ）の電子装置９０と同様の部分については、同一の符号を付けた。

図１（ａ），（ｂ）の電子装置１００は、車両のエンジンＥＣＵ（Electric Control Unit）として用いられている電子装置である。

図１（ａ）に示すように、電子装置１００は、プリント基板１と、開口部２０ｈを有し、プリント基板１を収容する箱状のケース２０と、ケース２０の開口部２０ｈを蓋する略平板状のカバー３とからなっている。ケース２０とカバー３は、軽量化のために、樹脂材料でできている。また、プリント基板１には、電子部品（図示省略）が実装され、外部と接続するためのコネクタ１ｃが搭載されている。

電子装置１００におけるコネクタ１ｃとプリント基板１およびカバー３は、図３（ａ），（ｂ）の電子装置９０におけるそれと同じものである。一方、電子装置１００のケース２０には、プリント基板１のコネクタ１ｃ搭載面側である上面の内側に、コネクタ１ｃの上方に位置して、突起２０ｔが設けられている。突起２０ｔは、樹脂からなるケース２０に対して一体的に設けられており、ケース２０の成形工程において同時形成される。尚、突起２０ｔは、成形工程においてケース２０の上面を屈曲させて形成してもよい。

同じく電子装置１００のケース２０には、プリント基板１のコネクタ１ｃ搭載面側である上面に、コネクタ１ｃの後端面より奥の位置で、コネクタ１ｃの上端面高さより低い高さになるように設定した、屈曲部２０ｋが設けられている。尚、屈曲部２０ｋの横幅Ｗｋは、ケース２０の開口部２０ｈの横幅Ｗｈに対して、小さく設定されている。

また、ケース２の上面には外側に向かって部分的に突出して形成された段状部２０ｄが形成され、段状部２０ｄ上に、ネームプレート４が貼り付けられている。屈曲部２０ｋと段状部２０ｄは、成形工程においてケース２０の上面を屈曲させて形成される。

図１（ｂ）に示す電子装置１００の筐体構造においても、図３（ｂ）の電子装置９０の筐体構造と同様に、コネクタ１ｃがカバー３に設けられた穴３ｈを貫通し、コネクタ１ｃの前端面がカバー３の外部に露出するようにして組み付けられる。また、カバー３の外周３ｇがケース２の開口部２０ｈの内側に嵌合されるようにして、ケース２０がカバー３により蓋される。

図２（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ），（ｂ）に示す電子装置１００の筐体構造について、その効果を説明する図である。

電子装置１００の筐体構造では、図２（ａ）に示すように、ケース２０に設けられた突起２０ｔにより、コネクタ１ｃの上方に位置する開口部２０ｈ回りのケース２０の剛性が大きくなる。また、ケース２０の上面に設けられた屈曲部２０ｋによっても、コネクタ１ｃの上方に位置するケース２０の剛性が大きくなる。尚、図１（ａ）で示したように、屈曲部２０ｋの横幅Ｗｋは、ケース２０の開口部２０ｈの横幅Ｗｈに対して、小さく設定されている。これにより、屈曲部２０ｋの横幅Ｗｋを開口部２０ｈの横幅Ｗｈと同じにして広く設定する場合に較べて、ケース２０の上面がより複雑に屈曲されるため、ケース２０の上面の剛性がより大きくなる。以上、ケース２０の上面に設けられた突起２０ｔと屈曲部２０ｋにより、ケース２０の開口部２０ｈにおける内倒れ等の変形が抑制され、ケース２０に対するカバー３の嵌合による組み付け性を向上することができる。

また、図２（ａ）に示すように、突起２０ｔには、開口部２０ｈ側の端部においてケース２０の奥に向かって徐々に突起の高さが高くなる傾斜部２０ｔｒが設けられている。これにより、ケース２０の開口部２０ｈに内倒れ変形があっても、ケース２０に対してプリント基板１を挿入していく際に、突起２０ｔの傾斜部２０ｔｒに沿って、ケース２０の内倒れ変形部がコネクタ１ｃにより滑らかに押し上げられる。このため、内側に反ったケース２０が補正され、カバー３の挿入スペースが確保される。これによって、ケース２０に対するカバー３の嵌合組み付けが容易になり、組み付け性を向上することができる。尚、傾斜部２０ｔｒは、面取り形状およびＲ形状のいずれであってもよい。

電子装置１００の筐体構造では、図２（ｂ）の太線矢印で示すように、カバー３に設けられた穴の周の一部Ｆ１を回転軸として、コネクタの前端面を下（Ｒ１）方向に回転する場合に、コネクタ１ｃの右上の角が突起２０ｔに当たるように、突起２０ｔが設けられている。また、カバー３に設けられた穴の周の一部Ｆ２を回転軸として、コネクタの前端面を上（Ｒ２）方向に回転する場合には、コネクタ１ｃの右上の角が屈曲部２０ｋに当たるように、屈曲部２０ｋが設けられている。

プリント基板１に搭載されたコネクタ１ｃに対して外部コネクタを抜き差しする時には、上下に動かしながら行うため、カバー３に設けられた穴の周の一部Ｆ１，Ｆ２を回転軸として、コネクタ１ｃの前端面を上下（Ｒ１，Ｒ２）方向に回転するこじり等が起き易い。この場合に、図４（ｂ）に示した電子装置９０の筐体構造では、カバー３の樹脂が変形してプリント基板１にストレスがかかり故障の原因になるが、上記の電子装置１００の筐体構造においては、図２（ｂ）に示すコネクタ１ｃの右上の角が、突起２０ｔもしくは屈曲部２０ｋに当たる。従って、上記のこじりによるカバー３の樹脂の変形も、コネクタ１ｃが突起２０ｔもしくは屈曲部２０ｋに当たった段階で停止し、それ以上変形しない。このため、プリント基板１に加わるストレスが抑制され、プリント基板１の変形や内部回路の不良発生を抑制することができる。

また、図２（ｂ）に示すように、電子装置１００の筐体構造では、突起２０ｔとコネクタ１ｃの間には隙間Ｓ１が設けられており、屈曲部２０ｋとコネクタ１ｃの間には隙間Ｓ２が設けられている。突起２０ｔとコネクタ１ｃの間もしくは屈曲部２０ｋとコネクタ１ｃの間に隙間Ｓ１，Ｓ２がなく、突起２０ｔとコネクタ１ｃもしくは屈曲部２０ｋとコネクタ１ｃが接触する筐体構造の場合には、ケース２０とカバー３の嵌合部に隙間が生じ易く、組み付け不良が発生し易い。また、車両等の振動物体に電子装置を適用する場合には、突起２０ｔとコネクタ１ｃもしくは屈曲部２０ｋとコネクタ１ｃの接触部で異音が発生し易い。上記のように突起２０ｔとコネクタ１ｃもしくは屈曲部２０ｋとコネクタ１ｃの間に隙間Ｓ１，Ｓ２を設けることで、ケース２０とカバー３の嵌合ズレを防止できる。また、振動がある場合、突起２０ｔとコネクタ１ｃもしくは屈曲部２０ｋとコネクタ１ｃの接触部で発生する異音を防止することができる。

電子装置１００の筐体構造では、図２（ｃ）に示すように、ケース２０の上面におけるネームプレート４が貼り付けられる位置には、外側に向かって部分的に突出して、段状部２０ｄが形成されている。この段状部２０ｄの形成により、プレート４が貼り付けられるケース２０の上面の剛性が大きくなっている。これによって、プレート４を貼り付ける際のストレスによる、ケース２０の撓み変形が抑制される。従って、ケース２０が撓んでプリント基板１上に搭載された電子部品（図示省略）に突き当たり、プリント基板１の内部回路に不良が発生するのを防止することができる。逆に、従来の図４（ｃ）に示す電子装置９０の筐体構造では、電子部品の実装高さを制限する必要があったが、図２（ｃ）に示す電子装置１００の筐体構造では、この実装高さ制限を緩和することができる。

尚、図１（ａ），（ｂ）の電子装置１００においてはネームプレート４が、ケース２０の上面に貼り付けられたが、プレート４の貼り付け位置は、箱状のケース２０を構成する一つの任意の平面であってよい。この箱状のケース２０を構成する一つの任意の平面に、ケース２０の外側に向かって部分的に突出された段状部２０ｄを形成することで、プレート４が貼り付けられる平面の剛性を大きくすることができる。

以上のようにして、図１（ａ），（ｂ）に示す電子装置１００の筐体構造は、コネクタ１ｃを搭載したプリント基板１と、プリント基板１を収容するケース２０およびカバー３からなる電子装置の筐体構造であって、剛性が高く、組み付け性に優れる電子装置の筐体構造となっている。

（他の実施形態）
上記の図１（ａ），（ｂ）に示した電子装置１００の筐体構造は、ケース２０とカバー３が、樹脂材料からなる場合であった。ケース２０とカバー３が樹脂材料からなる場合には、電子装置１００を軽量化することができる。一方、ケース２０とカバー３が金属材料からなる場合に較べて、強度が小さく、ケース２０やカバー３の変形が起き易い。このような小さい強度の樹脂材料からなるケース２０とカバー３に対しても、上記筐体構造の電子装置とすることで、剛性が高く、組み付け性に優れる電子装置とすることができる。以上のように、上記した電子装置１００の筐体構造は、ケース２０とカバー３が樹脂材料からなる場合に好適であるが、これに限らず、ケース２０とカバー３が金属材料からなる場合に対しても効果的である。

上記の図１（ａ），（ｂ）に示した電子装置１００の筐体構造は、車両のエンジンＥＣＵである電子装置の筐体構造であった。車両のエンジンＥＣＵは、軽量化が要求される一方、車両からの大きな振動が加わるため大きな剛性が要求される。このようなエンジンＥＣＵに対しても、上記筐体構造を用いることで、剛性が高く、組み付け性に優れるエンジンＥＣＵとすることができる。以上のように、上記した電子装置１００の筐体構造は、車両のエンジンＥＣＵに用いられて好適であるが、これに限らず、任意の用途の電子装置に用いられても効果的である。

本発明の電子装置の筐体構造を示す図で、（ａ）は電子装置の筐体構造を分解して示した斜視図であり、（ｂ）は電子装置の筐体構造を示した断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ），（ｂ）に示す本発明の電子装置の筐体構造について、その効果を説明する図である。 従来の電子装置の筐体構造を示す図で、（ａ）は電子装置の筐体構造を分解して示した斜視図であり、（ｂ）は電子装置の筐体構造を示した断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図３（ａ），（ｂ）に示す従来の電子装置の筐体構造に関する問題点を示す図である。

符号の説明

９０，１００ 電子装置
１ プリント基板
１ｃ コネクタ
２，２０ ケース
２０ｈ 開口部
Ｗｈ 開口部の横幅
２０ｔ 突起
２０ｔｒ 傾斜部
Ｓ１ 隙間
２０ｋ 屈曲部
Ｗｋ 屈曲部の横幅
Ｓ２ 隙間
２０ｄ 段差部
３ カバー
３ｈ 穴
３ｇ 外周
４ （ネーム）プレート

Claims (8)

1. 電子部品を実装したプリント基板と、開口部を有し、前記プリント基板を収容する箱状の樹脂材料からなるケースと、前記ケースの開口部を蓋する略平板状のカバーとを有し、
   前記プリント基板には、外部と接続するためのコネクタが搭載され、
   前記カバーに設けられた穴を貫通して、前記コネクタの前端面がカバーの外部に露出し、
   前記カバーの外周の少なくとも一部が前記ケースの開口部の内側に嵌合されて、ケースの開口部が蓋される電子装置の筐体構造であって、
   前記プリント基板のコネクタ搭載面側であるケースの上面の内側に、コネクタの上方に位置して、前記カバーに設けられた穴の周の一部を回転軸としてコネクタの前端面を下方向に回転する場合に該コネクタの後端面上の角が当たるように、突起が設けられることを特徴とする電子装置の筐体構造。
2. 前記突起とコネクタの間に、隙間が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子装置の筐体構造。
3. 前記開口部側の前記突起の端部において、前記ケースの開口部に内倒れ変形がある場合において、前記ケースの内倒れ変形部が前記コネクタにより滑らかに押し上げられるように設定された、ケースの奥に向かって徐々に突起の高さが高くなる傾斜部が設けられ、前記カバーの挿入スペースが確保されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置の筐体構造。
4. 電子部品を実装したプリント基板と、開口部を有し、前記プリント基板を収容する箱状の樹脂材料からなるケースと、前記ケースの開口部を蓋する略平板状のカバーとを有し、
   前記プリント基板には、外部と接続するためのコネクタが搭載され、
   前記カバーに設けられた穴を貫通して、前記コネクタの前端面がカバーの外部に露出し、
   前記カバーの外周の少なくとも一部が前記ケースの開口部の内側に嵌合されて、ケースの開口部が蓋される電子装置の筐体構造であって、
   前記プリント基板のコネクタ搭載面側であるケースの上面に、前記コネクタの後端面より奥の位置で、前記カバーに設けられた穴の周の一部を回転軸としてコネクタの前端面を上方向に回転する場合に該コネクタの後端面上の角が当たるように、コネクタの上端面高さより低い高さになるように設定した屈曲部が設けられることを特徴とする電子装置の筐体構造。
5. 前記屈曲部とコネクタの間に、隙間が設けられることを特徴とする請求項４に記載の電子装置の筐体構造。
6. 前記屈曲部の横幅が、前記ケースの開口部の横幅に対して、小さく設定され、
   前記ケースの開口部に内倒れ変形がある場合において、前記カバーの挿入スペースが確保されてなることを特徴とする請求項４または５に記載の電子装置の筐体構造。
7. 前記カバーが、樹脂材料からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子装置の筐体構造。
8. 前記電子装置の筐体構造が、車両のエンジンＥＣＵに用いられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電子装置の筐体構造。

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