CN109479381B - 电子控制装置及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子控制装置，所述电子控制装置能够在高温环境下使在配设于第1壳体部和第2壳体部的间隙的密封构件中产生的应力缓和，从而削减构成该密封构件的胶粘剂的使用量。电子控制装置(1)具备部件安装基板(4)、第1壳体部(2)及第2壳体部(3)，所述部件安装基板(4)安装有电子部件(41)，所述第1壳体部(2)及所述第2壳体部(3)通过密封构件(5)相互固定并且划分出收纳所述部件安装基板的第1空间，在所述电子控制装置(1)中，所述第1壳体部及所述第2壳体部的至少一方的规定的壳体部具有凹部(7)，所述凹部(7)形成于与所述密封构件相对的表面，并且在所述凹部和所述密封构件之间形成有第2空间。

Description

电子控制装置及其组装方法
技术领域
本发明涉及搭载于汽车等的电子控制装置的结构。
背景技术
近年来，伴随汽车中的引擎的高输出化、车辆的高性能化，发动机室内的搭载环境、电子控制装置的驱动条件变得越发严峻。另一方面，车辆的低成本化也在推进。因此，在搭载于发动机室内的电子控制装置中，高可靠性/低成本的需求也在提高。
搭载于发动机室内的电子控制装置有浸水的可能性，因此防水结构变得必要。作为防水结构，一般是用硅酮系的防水胶粘剂或橡胶垫来对壳体的间隙进行密封的结构。作为用防水胶粘剂来对壳体的间隙进行密封的结构，例如有专利文献1所记载的结构。
在专利文献1中，记载有如下内容：“一种车载用电子器件，其特征在于，具备：电路基板，其安装有集成电路，并且设置有输入输出用的连接器；第1壳体，其固定有所述电路基板；第2壳体，其与所述第1壳体粘合，并且以所述连接器的连接部露出到壳体外部的方式覆盖所述电路基板；以及防水密封件，其粘合所述第1壳体以及所述第2壳体来进行密封，并且对这些壳体与所述连接器的间隙进行密封，所述防水密封件是在树脂中混合吸水性或吸湿性的有机填充材料和无机填充材料而成的产物，所述树脂与空气中的水分进行反应并通过高分子彼此交联从而固化。”(参照权利要求1)
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-3206号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所记载的防水结构中，在由螺丝等相互固定的第1壳体和第2壳体的间隙中配设有防水用的密封构件。这里，构成密封构件的胶粘剂的热膨胀率相对于第1壳体以及第2壳体的热膨胀率而言是非常大的。为此，有在高温环境下密封构件中产生较大应力，以至密封构件的破损的担忧。作为缓和产生于密封构件的应力的方法，有增加构成密封构件的胶粘剂的使用量，从而扩大密封构件的容积的方法。然而，硅酮系的胶粘剂是高成本的材料，因此从电子控制装置的低成本化的观点来看使用该方法并非优选。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种电子控制装置，该电子控制装置能够在高温环境下缓和在配设于第1壳体部和第2壳体部的间隙的密封构件中产生的应力，从而削减构成该密封构件的胶粘剂的使用量。
用于解决问题的技术手段
用于解决上述问题的第1发明如下：一种电子控制装置，其具备部件安装基板、第1壳体部及第2壳体部，所述部件安装基板安装有电子部件，所述第1壳体部及所述第2壳体部通过密封构件相互固定并且划分了收纳所述部件安装基板的第1空间，在所述电子控制装置中，所述第1壳体部及所述第2壳体部的至少一方的规定的壳体部具有凹部，所述凹部形成于与所述密封构件相对的表面，并且在所述凹部和所述密封构件之间划分了第2空间。
用于解决上述问题的第2发明如下：一种电子控制装置组装方法，其具备部件安装基板、第1壳体部及第2壳体部，所述部件安装基板安装有电子部件，所述第1壳体部及所述第2壳体部通过密封构件相互固定并且划分出收纳所述部件安装基板的第1空间，所述第1壳体部具有凹部和连通部，所述凹部形成于与所述密封构件相对的表面并且在所述凹部与所述密封构件之间划分出第2空间，所述连通部连通所述第1空间以及所述第2空间，在所述电子控制装置的组装方法中，具备：第1工序，将加热熔化后的热熔胶粘剂填充于所述凹部的内部空间并进行冷却固化；第2工序，将所述第1壳体部组装于所述第2壳体部；第3工序，在将所述第1壳体部配置于所述第2壳体部的垂直上方的状态下，使在所述第2工序冷却固化后的热熔胶粘剂加热熔化；以及第4工序，在填充于所述凹部的热熔胶粘剂流出至所述凹部的外部，填充了所述第1壳体部与所述第2壳体部的间隙的状态下，使该热熔胶粘剂冷却固化。
发明效果
根据本发明，能够将由于热膨胀引起的密封构件的容积的增加部分释放至在密封构件与凹部之间划分的空间(第2空间)，从而在高温环境下缓和产生于密封构件的应力。由此，变得不需要为了缓和密封构件的应力而增加密封构件的容积，因此能减少构成密封构件的胶粘剂的使用量。
附图说明
图1是本发明的第1实施例涉及的电子控制装置的外观图。
图2是图1的A-A截面图及其重要部分放大图。
图3是本发明的第2实施例涉及的电子控制装置的截面图及其重要部分放大图。
图4是示出本发明的第2实施例涉及的电子控制装置的组装步骤的图。
图5是本发明的第3实施例涉及的电子控制装置的截面图及其重要部分放大图。
图6是本发明的第3实施例的变形例涉及的电子控制装置的重要部分放大截面图。
图7是本发明的第4实施例涉及的电子控制装置的截面图及其重要部分放大图。
图8是本发明的第4实施例的变形例涉及的电子控制装置的截面图及其重要部分放大图。
图9是本发明的第5实施例涉及的电子控制装置的截面图及其重要部分放大图。
图10是本发明的第6实施例涉及的电子控制装置的截面图及其重要部分放大图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。此外，各图中，对相同的构件附上相同的符号，并对重复了的说明进行适当省略。
实施例1
图1是本发明的第1实施例涉及的电子控制装置的外观图，图2是图1的A-A截面图及其重要部分放大图。
本实施例涉及的电子控制装置1是例如搭载于发动机室的ECU(引擎控制单元)或ATCU(自动变速器控制单元)。
电子控制装置1具备安装有多个电子部件41的部件安装基板4、第1壳体部2以及第2壳体部3。部件安装基板4被收纳于由第1壳体部2和第2壳体部3构成的壳体的内部。
第1壳体部2由PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PA(聚酰胺)、以及PPS(聚苯硫醚)等树脂构成。在第1壳体部2一体成型有与车辆线束等外部电缆(未图示)连接的连接器21。在连接器21的内部排列有由以铜为主成分的金属构成的多个连接器端子22。这些多个连接器端子22在电子控制装置1的内外进行电压或电流(信号)的收发。
第2壳体部3利用PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PPS(聚苯硫醚)以及PA(尼龙)等树脂、或者以铝或铁等为主成分的金属而成型。第2壳体部3使用螺丝、铆接(カジメ)、卡扣等手段固定于第1壳体部2。在第1壳体部2和第2壳体部3的间隙中配设有由具有防水性的胶粘剂构成的密封构件5。由此，能够防止对由第1壳体部2和第2壳体部3划分成的部件安装基板4的收纳空间(第1空间)的浸水。
部件安装基板4是以使环氧树脂浸渍于玻璃布而得的基材为主要材料、且具有多个由铜制成的配线层的多层基板。多个电子部件41通过软钎焊安装于部件安装基板4的两面，与基板配线共同构成电气回路。多个电子部件41之中伴随发热的电子部件(以下，称为“发热性电子部件”。)根据需要通过散热构件6与第2壳体部3热连接。由此，能够将在发热性电子部件中产生的热通过第2壳体部3散热至外部空气。
在第1壳体部2的与密封构件5相对的表面，以包围部件安装基板4的外周的方式形成有凹部7。凹部7和密封构件5之间划分有与部件安装基板4的收纳空间(第1空间)隔离了的环状的空间(第2空间)。也就是说，凹部7的内部空间(第2空间)通过凹部7的内周侧的壁部以及密封构件5与第1空间隔开。此外，在图2所示的例子中，第2空间(凹部7的内部空间)变为密闭空间，虽然第1空间和第2空间完全地分离开，但如后面的实施例所示，没有必要完全地分离第1空间与第2空间。
密封构件5被夹在相互固定的第1壳体部2和第2壳体部3之间，因此在暴露于高温环境下时因为各构件的热膨胀率的差异，在密封构件5中产生较大应力。例如，通常在密封构件5使用的硅酮系的胶粘剂的热膨胀率为100～300ppm/℃，通常在第1壳体部2使用的掺有玻璃纤维的增强型的PBT树脂的热膨胀率为20～50ppm/℃,通常在第2壳体部3使用的铝的热膨胀率为20～25ppm/℃。像这样，热膨胀率大的密封构件5夹在热膨胀率小的第1壳体部2以及第2壳体部3之间，从而在高温环境下密封构件5中产生较大应力。
根据本实施例涉及的电子控制装置1，能够将由于热膨胀引起的密封构件5的容积的增加部分释放至凹部7的内部空间(第2空间)，从而在高温环境下缓和产生于密封构件5的应力。由此，变得不需要为了缓和密封构件5的应力而增加密封构件5的容积，因此能够减少构成密封构件5的胶粘剂的使用量。
此外，通过在第1壳体部2形成凹部7，第1壳体部2和密封构件5的粘合面积减少了，而通过用与金属相比耐盐害等的腐蚀的树脂来构成第1壳体部2，能够确保密封构件5的可靠性。
实施例2
关于本发明的第2实施例涉及的电子控制装置，以其与第1实施例的不同点为中心来进行说明。
在第1实施例涉及的电子控制装置1(图2所示)中，凹部7的内部空间(第2空间)变为密闭空间。因此，在高温环境下被封闭在凹部7的内部空间(第2空间)的空气变为高压，从而妨碍侵入凹部7的内部空间的方向的力对密封构件5起作用。本实施例是解决该点的实施例。
在图3中示出了本实施例涉及的电子控制装置1的截面图及其重要部分放大图。
在图3中，在第1壳体部2(凹部7的内周侧的壁部)中设置有连通凹部7的内部空间(第2空间)和部件安装基板4的收纳空间(第1空间)的贯通孔8。此外，贯通孔8的数量或形状是可以适当改变的。另外，在第1壳体部2设置有具备防水性和透气性的吸气过滤器(未图示)。
根据本实施例涉及的电子控制装置1A，除了能够得到与第1实施例相同的效果，还能够得到以下的效果。
经由吸气过滤器将部件安装基板4的收纳空间(第1空间)的内压维持在与大气压相同程度，并且通过贯通孔8使凹部7的内部空间(第2空间)与部件安装基板4的收纳空间(第1空间)连通，从而在高温环境下也能将凹部7的内部空间(第2空间)的内压维持在与大气压相同程度。由此，能够将由于热膨胀引起的密封构件5的容积的增加部分更加顺利地释放至凹部7的内部空间(第2空间)，因此能进一步地缓和在密封构件5中产生的应力。
在图4中示出本实施例涉及的电子控制装置1A的组装步骤的一个例子。此外，图4示出了使用热熔胶粘剂作为构成密封构件5的胶粘剂的情况的例子。热熔胶粘剂是一旦固化之后，通过加热会重新熔化的胶粘剂。
首先，将加热熔化后的热熔胶粘剂预先填充于第1壳体部2的凹部7的内部，使其冷却固化。此时，为了堵住第1壳体部2和第2壳体部3的间隙需要将充足的量的热熔胶粘剂填充于凹部7。
接下来，如图4的(a)所示，将安装有电子部件41的部件安装基板4组装于第1壳体部2。
接下来，如图4的(b)所示，将第2壳体部3组装于第1壳体部2。此时，在固化后的热熔胶粘剂5X与第2壳体部3之间产生了间隙。
接下来，在第1壳体部2配置于第2壳体部3的垂直上方的状态下，利用固化炉加热第1壳体部2以及第2壳体部3。由此，热熔胶粘剂5重新熔化从而流出至凹部7的外部，在凹部7的内部划分有空间(第2空间)，并且第1壳体部2和第2壳体部3的间隙被堵住。此时，贯通孔8作为吸气口起作用，从而热熔胶粘剂顺畅地流出至凹部7的外部，因此能够获得良好的填充性。使堵住第1壳体部2和第2壳体部3的间隙的热熔胶粘剂冷却固化，从而如图4的(c)所示，形成密封构件5。
根据上述的组装步骤，预先将加热熔化后的热熔胶粘剂填充于凹部7的内部，并进行冷却固化，因此在电子控制装置1A的组装工序中不再需要涂敷胶粘剂的劳力和时间。由此，能够精简组装工序，因此能便宜地制造电子控制装置1A。
实施例3
关于本发明的第3实施例涉及的电子控制装置，以其与第2实施例的不同点为中心来进行说明。
在图5中示出了本实施例涉及的电子控制装置的重要部分放大截面图。
在图5中，与第2实施例涉及的电子控制装置1A(图3所示)的不同点是凹部7的缘部71形成为锥状这一点。
根据本实施例涉及的电子控制装置1，除了能够得到与第2实施例相同的效果，还能得到以下的效果。
通过将凹部7的缘部71形成为锥状，在由于热膨胀引起的密封构件5的容积的增加部分进入凹部7的内侧时，密封构件5和缘部71附近的粘合界面变得平缓，因此能够缓和产生于密封构件5的缘部71附近的应力集中。此外，缘部71的形状不限定于锥状，也可以形成为例如如图6所示的截面R状。
实施例4
关于本发明的第4实施例涉及的电子控制装置，以其与第2实施例的不同点为中心来进行说明。
在第2实施例涉及的电子控制装置1A(图3所示)中，使凹部7的内部空间(第2空间)和部件安装基板4的收纳空间(第1空间)通过贯通孔8连通。在用金属模具制作这样的第1壳体部2的情况下，在使金属模具沿上下方向运动并对整体进行注塑成型后，需要使用在与金属模具的运动方向(上下方向)垂直的方向上滑动的销来穿设贯通孔8。因此，存在用于对第1壳体部2进行成型的金属模具的结构变得复杂，第1壳体部2的制造成本增加的担忧。本实施例是解决该点的实施例。
在图8中示出本实施例涉及的电子控制装置的纵截面图。
在图8中，第1壳体部2(凹部7的内周侧的壁部)没有形成贯通孔8(图3所示)，在第1壳体部2的与密封构件5相对的表面(凹部7的内周侧的壁部的截面)上形成有连通凹部7的内部空间(第2空间)与部件安装基板4的收纳空间(第1空间)的槽9。
根据本实施例涉及的电子控制装置1，除了能够得到与第2实施例相同的效果，还能够得到以下的效果。
连通凹部7的内部空间(第2空间)和部件安装基板4的收纳空间(第1空间)的槽9能够通过上下方向的金属模具的运动而形成。由此，能够精简第1壳体部2的金属模具结构，因此能够便宜地制造第1壳体部2。
此外，槽9的数量或形状是可以适当改变的，例如如图8所示，可以减少槽9的数量，另外，也可以使槽9的深度与凹部7的深度一致。像这样减少槽9的数量，能够扩大密封构件5和第1壳体部2的粘合面积，因此能够使电子控制装置1B的防水性提高。另外，使槽9的深度与凹部7的深度一致，从而在由于热膨胀引起的密封构件5的容积的增加部分深深地进入凹部7的内侧时，也能够确保凹部7的内部空间(第2空间)和部件安装基板4的收纳空间(第1空间)的连通路线。
实施例5
关于本发明的第4实施例涉及的电子控制装置，以其与第2实施例的不同点为中心来进行说明。
在第2实施例涉及的电子控制装置1A(图3所示)中，在第1壳体部2中设置有凹部7以及贯通孔8。因此，存在第1壳体部2的结构变得复杂，第1壳体部2的制造成本增加的担忧。本实施例是解决该点的实施例。
在图9中示出本实施例涉及的电子控制装置的截面图。
在图9中，第2壳体部3由金属制的散热板31和模塑树脂32构成，该模塑树脂32模塑成型于散热板31的外周部，并且与第1壳体部2粘结。模塑树脂32具有凹部7和贯通孔8，该凹部7形成于与密封构件5相对的表面，该贯通孔8连通该凹部7的内部空间(第2空间)和部件安装基板4的收纳空间(第1空间)。另一方面，在第1壳体部2中没有形成凹部7和贯通孔8。
根据本实施例涉及的电子控制装置1C，除了能够得到与第2实施例相同的效果，还能够得到以下的效果。
在第2壳体部3中设置凹部7以及贯通孔8，从而变得不需要在第1壳体部2中设置凹部7以及贯通孔8。由此，能够精简第1壳体部2的结构，因此能便宜地制造第1壳体部2。
此外，由耐盐害等腐蚀的模塑树脂32构成与第2壳体部3的第1壳体部2粘结的部分，从而能够确保密封构件5的可靠性。
实施例6
关于本发明的第6实施例涉及的电子控制装置，以其与第2实施例以及第5实施例的不同点为中心来进行说明。
在第2实施例涉及的电子控制装置1A(图3所示)中，仅在第1壳体部2形成有凹部7。另一方面，在第5实施例涉及的电子控制装置1C(图9所示)中，仅在第2壳体部3形成有凹部7。因此，不管在哪一个实施例中，都存在由于热膨胀引起的变形集中于密封构件5的一面的担忧。本实施例是解决该点的实施例。
在图10中示出本实施例涉及的电子控制装置的截面图。
在图10中，第1壳体部2与第2实施例涉及的电子控制装置1A(图3所示)同样地构成，第2壳体部3与第5实施例涉及的电子控制装置1C(图9所示)同样地构成。
根据本实施例涉及的电子控制装置1D，除了能够得到与第5实施例同样的效果，还能够得到以下的效果。
由于在第1壳体部2以及第2壳体部3的双方设置了凹部7，从而扩大了在密封构件5和凹部7之间划分的空间(第2空间)的容积，因此能够更多地将由于热膨胀引起的密封构件5的容积的增加部分释放。由此，能进一步地缓和产生于密封构件5的应力。
以上，虽然对本发明的实施例进行了详细叙述，但本发明并非限定于上述的实施例，还包含各种变形例。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明，并非限定于具备所说明的全部结构。另外，在某个实施例的构成中加上其他的实施例的构成的一部分也是可能的，删除某个实施例的构成的一部分，或者与其他的实施例的一部分进行替换也是可能的。
符号说明
1、1A、1B、1C、1D…电子控制装置，2…第1壳体部，21…连接器，22…连接器端子，3…第2壳体部，31…散热板，32…模塑树脂，4…部件安装基板，41…电子部件，5…密封构件，6…散热构件，7…凹部，71…缘部，8…贯通孔(连通部)，9…槽(连通部)。

Claims (11)

1.一种电子控制装置，其具备：
部件安装基板，所述部件安装基板安装有电子部件；以及
第1壳体部及第2壳体部，所述第1壳体部及所述第2壳体部通过密封构件相互固定并且划分出收纳所述部件安装基板的第1空间，
所述电子控制装置的特征在于，
所述第1空间的内压被维持在与大气压相同程度，
所述第1壳体部及所述第2壳体部的至少一方的规定的壳体部具有凹部，所述凹部形成于与所述密封构件相对的表面，
在与所述部件安装基板的用于安装所述电子部件的面垂直的方向上，在所述凹部和所述密封构件之间划分有第2空间，
所述规定的壳体部具有连通所述第1空间和所述第2空间的连通部。
2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述连通部由形成于所述规定的壳体部的至少1个贯通孔构成。
3.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述连通部由形成于所述规定的壳体部的与所述密封构件相对的表面的至少1个槽构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制装置，其特征在于，
所述规定的壳体部由树脂构成。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制装置，其特征在于，
所述凹部的缘部形成为锥状。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制装置，其特征在于，
所述凹部的缘部形成为截面R状。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制装置，其特征在于，
在所述第1壳体部中一体成型有用于与外部进行信号的收发的连接器，
所述凹部形成于所述第1壳体部。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制装置，其特征在于，
所述第2壳体部由金属制的散热板和模塑树脂构成，所述模塑树脂模塑成型于该散热板的外周部并且与所述第1壳体部粘结，
所述凹部形成于所述模塑树脂。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制装置，其特征在于，
所述密封构件由热熔胶粘剂构成。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制装置，其特征在于，
所述凹部形成于所述第1壳体部及所述第2壳体部的双方。
11.一种电子控制装置的组装方法，所述电子控制装置具备：
部件安装基板，所述部件安装基板安装有电子部件；以及
第1壳体部及第2壳体部，所述第1壳体部及所述第2壳体部通过密封构件相互固定并且划分出收纳所述部件安装基板的第1空间，
所述第1壳体部具有凹部和连通部，所述凹部形成于与所述密封构件相对的表面，并且在与所述部件安装基板的用于安装所述电子部件的面垂直的方向上，在所述凹部与所述密封构件之间划分出第2空间，所述连通部连通所述第1空间和所述第2空间，
所述电子控制装置的组装方法的特征在于，
所述第1空间的内压被维持在与大气压相同程度，
所述电子控制装置的组装方法具备：
第1工序，将加热熔化后的热熔胶粘剂填充于所述凹部的内部空间并进行冷却固化；
第2工序，将所述第1壳体部组装于所述第2壳体部；
第3工序，在将所述第1壳体部配置于所述第2壳体部的垂直上方的状态下，使在所述第2工序冷却固化后的热熔胶粘剂加热熔化；以及
第4工序，在填充于所述凹部的热熔胶粘剂流出至所述凹部的外部并且填充了所述第1壳体部与所述第2壳体部的间隙的状态下，使该热熔胶粘剂冷却固化。
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