JP6119787B2 - ケース体に対する回路基板の姿勢維持構造 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板をケース体から取り外し、または回路基板をケース体に取り付ける際に、ケース体に対する回路基板の姿勢を維持するための構造に関する。

近年、駆動源として電動モータを搭載したハイブリッド車両や電気自動車等が開発されている。車両に搭載されるパワー制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）は、電源の直流電圧を昇圧し、昇圧した直流電力から三相交流電力を生成して、電動モータに提供する。

パワー制御ユニットは、ケース体に、昇圧コンバータおよびインバータのスイッチング素子、リアクトル、コンデンサ、各種センサ、冷却器などの構成部品を収容するとともに、各種センサの検出値にもとづいてスイッチング素子を制御する電子部品を搭載した回路基板を収容する。ケース体の開口はカバー体により覆われて、ケース体とカバー体とが締結用ボルトで固定される。

特許文献１は、嵌合ピンを備えるケースと、嵌合ピンに嵌合される嵌合穴を有する電子回路基板を備える電子制御装置を開示する。この電子制御装置において、嵌合ピンおよび嵌合穴は、ケースに電子回路基板を組み付ける際の組み付け方向から見て回転非対称に配置され、これにより電子回路基板のケースに対する誤組を防止するようにしている。

特開２０１２−６４８７５号公報

車両には電子制御装置として、パワー制御ユニット（ＰＣＵ）以外にも多くの電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が搭載されている。これらのＥＣＵもＰＣＵと同様にケース体内に回路基板を収容して構成されているが、回路基板の電子部品とケース体内の構成部品は、半田により電気的に接続されていることが多い。そのため回路基板に故障が発生した場合、回路基板のみを交換しようとすると、半田を除去して故障した回路基板をケース体から取り外し、また新しい回路基板をケース体に取り付ける際には、回路基板の電子部品とケース体内の構成部品とを半田付けする作業が必要となる。この交換作業はディーラーにおいて整備士により手動で行われることになるが、現状では作業性の悪さにより、回路基板のみの交換は行っておらず、ＥＣＵをケースごと全交換している。

ＰＣＵにおいても同様の事情が存在しており、ＰＣＵ用の回路基板に故障が発生すると、回路基板のみを交換するのではなく、ＰＣＵをケース体ごと全交換する。しかしながらＰＣＵのケース体の価格は他のＥＣＵのケース体と比べると非常に高いため、回路基板に故障が発生している場合には、回路基板のみを交換できるようにすることが好ましい。なおＰＣＵ以外の電子制御装置であっても、交換作業が容易になるのであれば、ケース体ごと全交換するのではなく、回路基板のみを交換できるようにすることが好ましい。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、整備士などの作業者が電子制御装置のケース体から回路基板を取り外し、または電子制御装置のケース体に回路基板を取り付ける際に、ケース体に対する回路基板の姿勢を維持するための構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、ケース体の内部に固定される構成部品と回路基板の電子部品とがコネクタにより電気的に接続される電子制御装置において、ケース体から回路基板を取り外し、またはケース体に回路基板を取り付ける際に、ケース体に対する回路基板の姿勢を維持するための構造を提供する。この態様の姿勢維持構造は、カバー体をケース体に固定するためにケース体に設けられたカバー固定用穴に取り付けられる方向規制ピンと、回路基板を把持する把持部を有する把持治具とを備える。把持治具は方向規制ピンが挿入されるガイド穴を有し、ガイド穴に挿入された方向規制ピンにより移動方向を規制される。

この態様によると、電子制御装置においてケース体の内部に固定される構成部品と回路基板の電子部品とがコネクタにより電気的に接続されるため、コネクタをケース体の信号端子から外すことで、ケース体の内部に固定される構成部品と回路基板の電子部品との電気的接続を解除し、コネクタを信号端子に装着することで、ケース体の内部に固定される構成部品と回路基板の電子部品とを電気的に接続できる。また、この態様によると、回路基板の交換時に、回路基板を把持した把持治具の移動方向が方向規制ピンにより規制されるため、回路基板の姿勢を一定に維持することが可能となる。また方向規制ピンがカバー固定用穴に取り付けられるため、方向規制ピン用の穴を別途形成しておく必要がない。

回路基板の交換時には、少なくとも３本の方向規制ピンが、異なるカバー固定用穴に取り付けられることが好ましい。少なくとも３本の方向規制ピンを利用して把持治具の移動方向をガイドすることで、回路基板の姿勢をより安定に維持できる。

把持部は把持治具において弾性変形可能に支持されて、回路基板の縁部を把持することが好ましい。把持部を弾性変形可能に設けることで、回路基板の把持および解放を容易に実現できる。

把持治具のガイド穴は、金属材料で形成されてもよい。ガイド穴を金属材料で形成することで、ガイド穴と方向規制ピンとの間のがたつきを抑制できる。

本発明によれば、電子制御装置のケース体から手動で回路基板を取り外し、または電子制御装置のケース体に手動で回路基板を取り付ける際に、ケース体に対する回路基板の姿勢を維持するための構造を提供する。

電動モータを走行駆動源として備える車両におけるモータ制御システムを説明するための図である。 ＰＣＵの各構成部材を説明するための図である。 ＰＣＵの構成部材の１つであるケース体の上面を示す図である。 ＰＣＵの構成部材の１つである回路基板の上面を示す図である。 ＰＣＵの構成部材を組み付けた状態の断面の概要を示す図である。 把持治具の構成を示す図である。 ケース体からカバー体を取り外した状態を示す図である。 ケース体のカバー固定用穴に方向規制ピンを固定した状態を示す図である。 把持治具をケース体の上方に配置した状態を示す図である。 方向規制ピンの一部がガイド穴に挿入された状態を示す図である。 把持治具の下端部が回路基板に当接した状態を示す図である。 回路基板の裏面において把持部が切欠部に係止した状態を示す図である。 把持治具を上方に引き上げている状態を示す図である。 把持治具に新しい回路基板を取り付けた状態を示す図である。 回路基板を把持した把持治具をケース体の上方に配置した状態を示す図である。 方向規制ピンの一部がガイド穴に挿入された状態を示す図である。 回路基板の裏面が基板固定用穴の上面に当接した状態を示す図である。 回路基板の裏面において把持部が切欠部から離れた状態を示す図である。 把持治具を上方に引き上げている状態を示す図である。

図１は、ハイブリッド車両等の電動モータを走行駆動源として備える車両におけるモータ制御システムを説明するための図である。モータ制御システム１は、パワー制御ユニット（ＰＣＵ）２、電源３およびモータ４を備える。なお図１には１つのモータ４を示しているが、モータ制御システム１は、複数のモータ４を備えてもよい。

ＰＣＵ２は、フィルタコンデンサ５、昇圧コンバータ６、平滑コンデンサ７、インバータ８および制御部１０を備える。またセンサ群としてＰＣＵ２は、平滑コンデンサ７の両端電圧を検出する電圧センサ１１、モータ４のＶ相コイルおよびＷ相コイルに流れるモータ電流をそれぞれ検出する電流センサ１２ａ、１２ｂを備える。なおＰＣＵ２は、昇圧コンバータ６およびインバータ８の温度を検出する温度センサ、昇圧コンバータ６のリアクトルに流れる電流を検出する電流センサをさらに有してよい。各センサからの検出値は、所定のタイミングで制御部１０に出力される。

制御部１０は、走行制御ＥＣＵ（図示せず）から指示されるモータトルク指令に応じて、昇圧コンバータ６を制御して電源３の直流電圧を昇圧し、インバータ８を制御して直流電力を三相交流電力に変換して、モータ４に供給する。フィルタコンデンサ５は、電源３と昇圧コンバータ６との間に並列に接続され、電源３の直流電圧を平滑化する機能をもつ。

昇圧コンバータ６は、リアクトルおよびスイッチング素子を有し、フィルタコンデンサ５を介して電源３に接続される。昇圧コンバータ６は、リアクトルに流れる電流を検出する電流センサを有し、検出した電流値を制御部１０に出力する。スイッチング素子は、制御部１０から供給されるゲート信号によりスイッチング動作し、フィルタコンデンサ５の直流低電圧を、直流高電圧に昇圧する。

平滑コンデンサ７は、昇圧コンバータ６とインバータ８との間に設けられ、昇圧コンバータ６で昇圧された直流電圧を平滑化し、その直流電圧の電荷を蓄電する。電圧センサ１１は、平滑コンデンサ７の両端間の電圧を検出し、検出した電圧値を制御部１０に出力する。インバータ８はスイッチング素子を有し、制御部１０から供給されるモータ４の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）用のスイッチング素子に対するゲート信号によりスイッチング動作し、直流電力を三相交流電力に変換してモータ４に供給する。

制御部１０は、マイクロコンピュータやメモリ等の電子部品により構成され、これらの電子部品は回路基板に搭載される。制御部１０は、モータトルク指令を受け取ると、各種センサから出力される検出値をもとに、昇圧コンバータ６およびインバータ８に対してゲート信号を供給し、それぞれのスイッチング素子を制御する。

以下、ＰＣＵ２の構造について説明する。ＰＣＵ２は、開口を有するケース体に回路基板を取り付け、ケース体の開口をカバー体で覆うことで形成される。実施例においてＰＣＵ２は電子制御装置の一例として示される。
図２は、ＰＣＵ２の各構成部材を説明するための図である。図２では、各構成部材の断面の概要を示している。

ＰＣＵ２は、ケース体２０、回路基板４０およびカバー体６０により形成される。ケース体２０は、最上部に開口３４を有する箱形状をとる。ケース体２０の収容空間２２には、図示していないが、フィルタコンデンサ５、昇圧コンバータ６、平滑コンデンサ７、インバータ８、電圧センサ１１、電流センサ１２、冷却器などの構成部品が収容されており、ケース体２０の側壁には、冷媒を供給する供給菅および排出菅が取り付けられている。収容空間２２の上方には、開口３４において開放されて回路基板４０を収容するための収容空間３２が形成され、収容空間２２と収容空間３２とは、仕切板３０によって仕切られている。

図１を参照して、回路基板４０に形成される制御部１０は、収容空間２２に収容された昇圧コンバータ６およびインバータ８のスイッチング素子や、各種センサとの間で信号を送受するが、この信号の送受は、回路基板４０に設けられるコネクタ４８が、仕切板３０において立設される複数の信号端子２４に電気的に接続することで実現される。信号端子２４は、収容空間２２に収容されている構成部品と接続し、コネクタ４８は、回路基板４０に搭載された電子部品４２と接続している。このようにＰＣＵ２においては、ケース体２０の内部に固定される構成部品と回路基板４０の電子部品４２とがコネクタ４８により電気的に接続される。

コネクタ４８はメス型のコネクタとして形成され、上向きに突出してオス型端子の形状をもつ信号端子２４に対して下向きに押し込むことで、コネクタ４８と信号端子２４とが電気的に接続する。実施例のＰＣＵ２では、ケース体２０の内部に固定される構成部品と回路基板４０の電子部品４２とを半田等により電気的に接続するのではなく、コネクタ４８と信号端子２４とを嵌合させることで、電気的接続を実現する。このような接続構造を採用することで、整備士などの作業者が手動で、ケース体２０から故障した回路基板４０を容易に取り外すことができ、また新しい回路基板４０をケース体２０に容易に取り付けることができる。

仕切板３０には、回路基板４０をボルトで締結するための複数の基板固定用穴２８が設けられる。基板固定用穴２８は、仕切板３０から突出して形成されており、回路基板４０をケース体２０に取り付けたときに、回路基板４０と仕切板３０との間に隙間をつくるスペーサとしての役割ももつ。ケース体２０の最上部の縁部３６には、カバー体６０をボルトで締結するための複数のカバー固定用穴２６が設けられる。

図３は、ＰＣＵ２の構成部材の１つであるケース体２０の上面を示す。ケース体２０の縁部３６は、ＰＣＵ２の防水性を担保するために高い平面度をもつように加工されており、縁部３６には、カバー固定用穴２６が複数設けられる。この例では縁部３６の４隅および隣接する隅の間に、計８つのカバー固定用穴２６が設けられているが、ＰＣＵ２の防水性を高めるために、それ以上の数のカバー固定用穴２６が設けられてもよい。縁部３６の内周により画定される開口３４の下方には、仕切板３０が設けられる。仕切板３０には、複数の信号端子２４が立設され、また複数の基板固定用穴２８が突設されている。

図２に戻り、回路基板４０は複数の電子部品４２を搭載して、ＰＣＵ２の動作を制御する制御部１０を形成する。回路基板４０には複数の貫通孔であるボルト穴４６が形成されている。回路基板４０は、ボルト穴４６と仕切板３０上の基板固定用穴２８とが合うように基板固定用穴２８の上に載置された後、ボルト４４によりケース体２０に締結される。

なお回路基板４０をケース体２０に組み付ける前、コネクタ４８は、端子用開口５０の上側にて仮装着されており、回路基板４０が基板固定用穴２８の上に載置された後、端子用開口５０を通過した信号端子２４に対してコネクタ４８が下向きに押されることで、信号端子２４がコネクタ４８の凹部に嵌合し、信号端子２４とコネクタ４８とが電気的に接続する。

図４は、ＰＣＵ２の構成部材の１つである回路基板４０の上面を示す。回路基板４０には、制御部１０を形成する複数の電子部品４２が搭載されている。回路基板４０は、貫通する複数のボルト穴４６を有し、ボルト穴４６は、ケース体２０の仕切板３０における基板固定用穴２８の位置に対応して形成される。

回路基板４０の外周には、複数の切欠部５２が設けられる。切欠部５２は、矩形の基板外周の一部を内側に切り欠いて形成されており、回路基板４０を交換する際に、専用の治具によって把持されるために設けられる。治具が回路基板４０を安定して把持できるように、切欠部５２は、矩形の回路基板４０の４隅の近傍に形成されることが好ましい。

図２に戻り、カバー体６０はケース体２０の開口３４を覆うための部材であり、カバー体６０の縁部分には、複数の貫通孔であるボルト穴６４が形成されている。カバー体６０は、ボルト穴６４とケース体２０の縁部３６に形成されたカバー固定用穴２６とが合うようにケース体２０の上に載置された後、ボルト６２によりケース体２０に締結される。

ケース体２０の縁部３６に当接するカバー体６０の縁部分の裏面側は、高い平面度をもつように加工される。これによりケース体２０とカバー体６０とをボルト６２で締結すると、両者が高い平面度を有していることで、防水性の密閉構造が実現される。

ケース体２０、回路基板４０およびカバー体６０の組み付け作業は、部品工場においてロボットにより行われる。回路基板４０をケース体２０に取り付ける際、ロボットは、回路基板４０とケース体２０とを精度高く位置合わせできるため、信号端子２４を回路基板４０の裏面に干渉させることなく、回路基板４０の端子用開口５０に挿入でき、回路基板４０をケース体２０に固定できる。

図５は、ＰＣＵ２の構成部材を組み付けた状態の断面の概要を示す。回路基板４０が、ボルト４４によってケース体２０に取り付けられ、またカバー体６０が、ボルト６２によってケース体２０に取り付けられている。

上記したようにケース体２０の収容空間２２には、スイッチング素子（パワー半導体素子）やコンバータ、リアクトル、各種センサなどの構成部品が収容されているため、高価である。そのため回路基板４０が故障した場合に、ＰＣＵ２をケース体２０も含めて全交換するとなると、車両オーナーの負担は大きい。そこで実施例のＰＣＵ２は、ケース体２０の内部に固定される構成部品と回路基板４０の電子部品４２との電気的接続をコネクタ４８によって実現し、回路基板４０が故障した際には、コネクタ４８を上方に引っ張って信号端子２４から外し、またボルト４４を外すことで、回路基板４０をケース体２０から容易に取り外せるようにしている。

しかしながら、この取外作業は、ディーラーにおいて作業者が手動で行うため、故障した回路基板４０をケース体２０から引き上げる際に、回路基板４０を水平に保つことが難しい。たとえば引き上げ中に回路基板４０を水平に維持できず傾けてしまうと、端子用開口５０の内周縁が信号端子２４に接触して、信号端子２４を曲げてしまうことがある。信号端子２４が曲がると、新しい回路基板４０をケース体２０に取り付ける際に、信号端子２４の曲がった上端が回路基板４０の裏面に接触して、信号端子２４を端子用開口５０に挿入できなくなる可能性がある。また同様に、新しい回路基板４０をケース体２０に挿入する際にも、回路基板４０を水平に維持できず傾けてしまうと、信号端子２４の上端が回路基板４０の裏面に接触して、端子用開口５０に挿入できず、信号端子２４とコネクタ４８とを接続できない可能性がある。

そこで実施例においては、作業者が回路基板４０をケース体２０から取り外し、または回路基板４０をケース体２０に取り付ける際に、ケース体２０に対する回路基板４０の姿勢を維持するための姿勢維持構造を提案する。この姿勢維持構造は、回路基板４０を交換する際に回路基板４０を水平に維持するための構造であり、以下においては、回路基板４０の「交換構造」とも呼ぶ。交換構造は、ケース体２０のカバー固定用穴２６に取り付けられる方向規制ピンと、回路基板４０を把持する把持治具とを備えて構成される。把持治具は樹脂材料により軽量且つ安価に形成されることが好ましい。

図６は、把持治具の構成を示す。図６（ａ）は把持治具の上面を示し、図６（ｂ）は把持治具の側面を示し、図６（ｃ）は把持治具の把持部を示す。把持治具１００は、ガイド穴１０２を形成された菅部１０４を有する。このガイド穴１０２は、回路基板４０の交換時に、方向規制ピンが挿入される穴であり、図６（ａ）では、ケース体２０の４隅のカバー固定用穴２６の位置に対応して把持治具１００の４隅に設けられている。なおガイド穴１０２の個数は、回路基板４０の交換時に使用する方向規制ピンの本数分だけあればよい。

把持治具１００の筐体は、ケース体２０の開口３４から収容空間３２に挿入可能な大きさに形成される。治具筐体は下面に開口を有する箱形状をとり、把持治具１００を回路基板４０に被せたときに、回路基板４０に実装された電子部品４２やコネクタ４８に干渉することなく収容する空間をもつ。菅部１０４は、治具筐体がケース体２０の収容空間３２に挿入されたときに、菅部１０４のガイド穴１０２がケース体２０のカバー固定用穴２６と同軸になるように支持部１０６によって支持される。ガイド穴１０２は、カバー固定用穴２６と同径であってよい。

治具筐体には、複数のボルト着脱用穴１０８が形成される。ボルト着脱用穴１０８は貫通孔であり、回路基板４０を把持した状態で、回路基板４０とケース体２０を締結しているボルト４４を外し、または回路基板４０とケース体２０をボルト４４で締結するために設けられる。把持治具１００が回路基板４０を把持した状態で作業者がボルト着脱用穴１０８を通じてボルト４４の着脱を行えるようにしたことで、ボルト着脱時の回路基板４０のケース体２０に対する相対位置精度を確保できる。

なお回路基板４０においてコネクタ４８や電子部品４２の基板面からの高さが高く、把持治具１００を回路基板４０に被せたときに、コネクタ４８や電子部品４２の上面が治具筐体の上板１１６の裏面に接触するような場合には、その位置に凹部ないしは貫通穴を設けて、コネクタ４８や電子部品４２の上面と上板１１６の裏面との干渉が生じないようにする。

治具筐体の上板１１６において切り欠かれた領域に、複数のレバー１１０および把持部１１２が形成される。レバー１１０および把持部１１２は１つの板状部材として形成され、弾性支持部１１８により弾性変形可能に支持される。レバー１１０は、弾性支持部１１８による支持位置の上側の板状部材であって、作業者により操作可能である。把持部１１２は、弾性支持部１１８による支持位置の下側の板状部材であり、内側に突出した下端部において回路基板４０の縁部、具体的には切欠部５２の縁部に係止する。

複数の把持部１１２が、回路基板４０の複数の切欠部５２に対応する位置に設けられ、この例では、互いに対向する一対の把持部１１２が２組設けられている。図示されるように、４つの把持部１１２が治具筐体の４隅近傍に設けられ、それぞれの把持部１１２が回路基板４０の切欠部５２の縁部裏面に係止することで、回路基板４０を把持できる。把持部１１２が回路基板４０を把持することで、把持治具１００に対して回路基板４０が固定され、基板交換時に把持治具１００と回路基板４０とが一体として移動可能となる。またレバー１１０および把持部１１２が、弾性支持部１１８により把持治具１００に弾性変形可能に支持されることで、回路基板４０の把持および解放を容易に実現できる。

（回路基板４０の取外工程）
以下、方向規制ピンおよび把持治具１００を用いてケース体２０から回路基板４０を取り外す工程を説明する。取外作業は、作業者により手動で行われる。取外工程では、まず最初に、図５に示す組付状態からボルト６２を外し、ケース体２０からカバー体６０を取り外す。図７は、ケース体２０からカバー体６０を取り外した状態を示す。

続いて作業者は、コネクタ４８を上方に引き抜いて信号端子２４との接続を解除し、方向規制ピン８０をケース体２０のカバー固定用穴２６に固定する。
図８は、ケース体２０のカバー固定用穴２６に方向規制ピン８０を固定した状態を示す。方向規制ピン８０はボルト６２と同径の円柱状部材であり、少なくともカバー固定用穴２６に挿入される軸部には、雄ねじが切られている。作業者は、方向規制ピン８０をカバー固定用穴２６に螺合して、方向規制ピン８０が縁部３６に対して垂直となるように固定する。図８には、縁部３６の隅に設けられたカバー固定用穴２６ａ、２６ｂ、２６ｃに、それぞれ方向規制ピン８０ａ、８０ｂ、８０ｃを取り付けた状態が示される。

ケース体２０に方向規制ピン８０を固定する際に、カバー体６０をケース体２０に固定するためにケース体２０に設けられたカバー固定用穴２６を利用することで、方向規制ピン８０を固定するための専用の穴を別途設ける必要がない。またカバー固定用穴２６が形成されている縁部３６は、平面度が高く加工されているため、縁部３６に対して方向規制ピン８０を精度よく垂直に設置することが可能となる。またカバー固定用穴２６には、方向規制ピン８０が挿入される直前までボルト６２が入っているため、その周囲には砂や泥などの異物が付着していない。そのため方向規制ピン８０をカバー固定用穴２６に挿抜する際に、異物がケース体２０の収容空間３２に入り込まないという利点もある。

作業者は、把持治具１００を持ち上げ、ケース体２０の上方に配置する。
図９は、把持治具１００をケース体２０の上方に配置した状態を示す。作業者は、方向規制ピン８０ａをガイド穴１０２ａに、方向規制ピン８０ｂをガイド穴１０２ｂに、方向規制ピン８０ｃをガイド穴１０２ｃに挿入させるべく、把持治具１００をゆっくりとケース体２０に近づける。

図１０は、方向規制ピン８０の一部がガイド穴１０２に挿入された状態を示す。方向規制ピン８０がケース体２０の縁部３６に対して垂直に設置されているため、方向規制ピン８０がガイド穴１０２に挿入されると、把持治具１００は、方向規制ピン８０に対して直角となる姿勢を維持され、すなわちケース体２０に対して正確に水平となる姿勢を維持される。作業者は、治具筐体の下端部が回路基板４０に当接するまで把持治具１００をゆっくりと落とし込む。

図１１は、把持治具１００の下端部が回路基板４０に当接した状態を示す。把持治具１００を、下端部が回路基板４０に当接するまで落とし込むと、把持部１１２の内側に突出した下端部が、回路基板４０の切欠部５２に係止する。

図１２は、回路基板４０の裏面において把持部１１２が切欠部５２に係止した状態を示す。なお図１２においては、他の構成の図示を簡略化している。上記したようにレバー１１０および把持部１１２は、弾性支持部１１８により上板１１６に弾性変形可能に支持されている。把持治具１００の下端部が回路基板４０に当接する前に、把持部１１２の下端部の内向き突起が切欠部５２の縁部に当接すると、把持部１１２が、切欠部５２の縁部から離れる方向に変形する。把持治具１００の下端部が回路基板４０に当接するとき、内向き突起は切欠部５２の縁部を乗り越え、回路基板４０の裏面に回り込んで、切欠部５２に係止する。このようにして把持部１１２は、回路基板４０の縁部を把持する。把持部１１２が回路基板４０を把持した状態で、作業者は、ボルト着脱用穴１０８から、回路基板４０とケース体２０とを締結しているボルト４４を外す。把持部１１２が回路基板４０を把持した状態で作業者がボルト４４を外せるようにしたことで、ボルト取外時の回路基板４０のケース体２０に対する相対位置精度を確保できる。

なお上記した取外工程においては、把持治具１００をケース体２０内に挿入する前にコネクタ４８と信号端子２４との接続を解除したが、この接続解除は、把持治具１００をケース体２０内に落とし込んだ後に行ってもよい。この場合、把持治具１００の上板１１６にコネクタ４８用の開口を設けておき、作業者は、把持治具１００をケース体２０内に落とし込んだ後に、コネクタ用開口からコネクタ４８を上方に引き上げて、信号端子２４との接続を解除してもよい。

作業者はボルト４４を外すと、回路基板４０を把持した把持治具１００を上方に引き上げる。
図１３は、把持治具１００を上方に引き上げている状態を示す。図示されるように回路基板４０は、把持治具１００により把持されて、把持治具１００とともに上方に引き上げられる。把持治具１００は、回路基板４０を把持した状態でガイド穴１０２に挿入された方向規制ピン８０に沿って動かされることで、引き上げ方向が方向規制ピン８０によって正確にガイドされ、移動方向を規制される。すなわち把持治具１００は、方向規制ピン８０により移動方向をケース体２０の縁部３６に垂直な方向に制限され、水平姿勢を維持しながら上方に引き上げられる。把持治具１００に固定された回路基板４０も、把持治具１００とともに水平姿勢を維持して上方に引き上げられるため、引き上げ中に回路基板４０が傾くことがなく、ケース体２０の信号端子２４が、回路基板４０の端子用開口５０と接触して曲げられることがない。

この例においては、３本の方向規制ピン８０が、ケース体２０の異なるカバー固定用穴２６に取り付けられて、把持治具１００の挿抜方向をガイドしている。本発明者は、カバー固定用穴２６に様々な本数の方向規制ピン８０を取り付けて実験した結果、少なくとも３本の方向規制ピン８０をカバー固定用穴２６に取り付けることで、把持治具１００の移動方向を好適に規制できることの知見を得た。なお２本の方向規制ピン８０を、対角に位置するカバー固定用穴２６に取り付けた場合にも、把持治具１００をある程度水平に維持できることも分かった。

把持治具１００のガイド穴１０２は、金属材料で形成されてもよい。ガイド穴を金属材料で形成することで、ガイド穴１０２と方向規制ピン８０との間のがたつきを抑制できる。たとえばガイド穴１０２は、樹脂製の菅部１０４に金属カラーを固定することで形成されてもよい。

（回路基板４０の取付工程）
以下、方向規制ピン８０および把持治具１００を用いてケース体２０に、新しい回路基板４０を取り付ける工程を説明する。
図１４は、把持治具１００に、新しい回路基板４０を取り付けた状態を示す。回路基板４０の複数の切欠部５２には、把持治具１００の把持部１１２が係止され、これにより回路基板４０が把持治具１００に把持されている。

作業者は、回路基板４０を把持した把持治具１００を持ち上げ、ケース体２０の上方に配置する。
図１５は、回路基板４０を把持した把持治具１００をケース体２０の上方に配置した状態を示す。作業者は、方向規制ピン８０ａをガイド穴１０２ａに、方向規制ピン８０ｂをガイド穴１０２ｂに、方向規制ピン８０ｃをガイド穴１０２ｃに挿入させるべく、把持治具１００をゆっくりとケース体２０に近づける。

図１６は、方向規制ピン８０の一部がガイド穴１０２に挿入された状態を示す。方向規制ピン８０がケース体２０の縁部３６に対して垂直に設置されているため、方向規制ピン８０がガイド穴１０２に挿入されると、把持治具１００は、方向規制ピン８０に対して直角となる姿勢を維持され、すなわちケース体２０に対して水平となる姿勢を維持される。作業者は、把持治具１００に把持された回路基板４０の裏面が基板固定用穴２８の上面に当接するまで把持治具１００をゆっくりと落とし込む。

回路基板４０は、把持治具１００とともにケース体２０内に挿入される。把持治具１００は、回路基板４０を把持した状態でガイド穴１０２に挿入された方向規制ピン８０に沿って動かされることで、把持治具１００の挿入方向が方向規制ピン８０によって正確にガイドされ、移動方向を規制される。すなわち把持治具１００は、方向規制ピン８０により移動方向をケース体２０の縁部３６に垂直な方向に制限され、水平姿勢を維持しながら下方に落とし込まれる。把持治具１００に固定された回路基板４０も、把持治具１００とともに水平姿勢を維持して下方に落とし込まれるため、ケース体２０内に挿入される際、回路基板４０が傾かない。これによりケース体２０の信号端子２４が、回路基板４０の裏面と接触して曲げられることなく、回路基板４０の端子用開口５０に好適に挿入される。

図１７は、回路基板４０の裏面が基板固定用穴２８の上面に当接した状態を示す。把持部１１２が回路基板４０を把持した状態で、作業者は、ボルト着脱用穴１０８から、回路基板４０とケース体２０とをボルト４４で締結する。把持部１１２が回路基板４０を把持した状態で作業者がボルト４４を締結できるようにしたことで、ボルト締結時の回路基板４０のケース体２０に対する相対位置精度を確保できる。

ボルト４４でケース体２０と回路基板４０とを固定すると、作業者は、レバー１１０を操作して、把持治具１００による回路基板４０の把持を解除する。作業者は、全てのレバー１１０を内側に、すなわち治具筐体の上板１１６に対して鋭角となるようにレバー１１０を倒し込む。このとき、弾性支持部１１８の下方の把持部１１２は、回路基板４０から離れる方向に移動するため、把持部１１２による把持が解除される。

図１８は、回路基板４０の裏面において把持部１１２が切欠部５２から離れた状態を示す。作業者は、把持部１１２による回路基板４０の把持を解除させた状態で、把持治具１００を上方に引き上げる。
図１９は、把持治具１００を上方に引き上げている状態を示す。

以上のように、実施例の回路基板４０の姿勢維持構造によると、回路基板４０の交換時に、回路基板４０の姿勢を正確に水平に保つことができるため、立設する信号端子２４を曲げることなく、作業者が手動で回路基板４０の交換作業を行うことが可能となる。

以上、実施例をもとに本発明を説明した。実施例はあくまでも例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。実施例においてＰＣＵ２は電子制御装置の一例であって、他の種類の電子制御装置においても、上記した姿勢維持構造を用いることで、作業者が容易に回路基板４０の交換作業を行うことができる。

方向規制ピン８０およびガイド穴１０２の長さは、適宜定められてよい。ガイド穴１０２および方向規制ピン８０の長さを長くすることで、回路基板４０をより水平に維持することが可能となる。

１・・・モータ制御システム、２・・・ＰＣＵ、１０・・・制御部、２０・・・ケース体、２２・・・収容空間、２４・・・信号端子、２６・・・カバー固定用穴、２８・・・基板固定用穴、３０・・・仕切板、３２・・・収容空間、３４・・・開口、３６・・・縁部、４０・・・回路基板、４２・・・電子部品、４４・・・ボルト、４６・・・ボルト穴、４８・・・コネクタ、５０・・・端子用開口、５２・・・切欠部、６０・・・カバー体、６２・・・ボルト、６４・・・ボルト穴、８０・・・方向規制ピン、１００・・・把持治具、１０２・・・ガイド穴、１０４・・・菅部、１０６・・・支持部、１０８・・・ボルト着脱用穴、１１０・・・レバー、１１２・・・把持部、１１６・・・上板、１１８・・・弾性支持部。

Claims (4)

1. ケース体の内部に固定される構成部品と回路基板の電子部品とがコネクタにより電気的に接続される電子制御装置において、前記ケース体から前記回路基板を取り外し、または前記ケース体に前記回路基板を取り付ける際に、前記ケース体に対する回路基板の姿勢を維持するための構造であって、
   カバー体を前記ケース体に固定するために前記ケース体に設けられたカバー固定用穴に取り付けられる方向規制ピンと、
   前記回路基板を把持する把持部と、前記方向規制ピンが挿入されるガイド穴とを有する把持治具と、を備え、
   前記把持治具は、前記ガイド穴に挿入された前記方向規制ピンにより移動方向を規制される、
   ことを特徴とする回路基板の姿勢維持構造。
2. 少なくとも３本の前記方向規制ピンが、異なる前記カバー固定用穴に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の姿勢維持構造。
3. 前記把持部は前記把持治具において弾性変形可能に支持されて、前記回路基板の縁部を把持することを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板の姿勢維持構造。
4. 前記把持治具の前記ガイド穴は、金属材料で形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の回路基板の姿勢維持構造。

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