JP2005322697A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 筐体を構成する金属製板材と枠体との間の隙間腐食の進行を阻止して金属製板材と枠体との接着性を確保することができる電子制御装置を提供する。
【解決手段】 ベースプレート１の上面に、電子部品６を実装した回路基板５が固定されている。ベースプレート１の上面に回路基板５を囲うように四角枠体２が搭載され、接着剤２３にて固定されている。四角枠体２内でのベースプレート１上にシリコーンゲル１０が注入され、シリコーンゲル１０により回路基板５および電子部品６が被覆されている。ベースプレート１と四角枠体２とが対向する部位のうちの接着剤２３による接着固定箇所よりも外周側でのベースプレート１と四角枠体２との間にシリコーンゲル１０が配置され、シリコーンゲル１０により接着固定箇所の周囲がシールされている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子制御装置における筐体構造に関するものである。

車載エンジン制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）の構造の一例を図９，１０に示す。図９はＥＣＵの斜視図であり、図１０は図９のＡ−Ａで示す部分における縦断面図であり、図１０に示すごとく本装置はカバー１０２を有するが、図９はカバー１０２を外した状態での斜視図である。ＥＣＵの筐体がベースプレート１００と枠体１０１とカバー１０２にて構成されている。ベースプレート１００はアルミダイカスト品であり、枠体１０１とカバー１０２は樹脂よりなる。ベースプレート１００の上面外周部には溝１０３が形成されるとともに、枠体１０１の下面には突起１０４が形成されている。そして、ベースプレート１００の溝１０３に枠体１０１の突起１０４が挿入され接着剤１０５にて固定されている。また、枠体１０１の上にはカバー１０２が枠体１０１の上面開口部を塞ぐように配置され、接着剤１０６にて固定されている。この筐体内においてベースプレート１００の上面に回路基板１０７が固定され、この回路基板１０７には電子部品１０８が搭載されている。また、筐体内にシリコーンゲル１０９が注入され、シリコーンゲル１０９にて回路基板１０７および電子部品１０８が被覆されている。

このようにダイカスト品であるベースプレート１００への樹脂部品等の組付方法として接着剤を用いて組み付ける方法がある。

しかし、ここで使用される接着剤１０５がベースプレート（ダイカスト品）１００の表面の微小凹凸形状に密着しない接着剤であった場合、このベースプレート１００が塩水等によりその表面が腐食し、これが進行して、ベースプレート１００と枠体１０１との間における組み付け部での接着剤の密着していない接着界面も同様に腐食させる。つまり、隙間腐食が発生することがあり、この状態において接着剤１０５はベースプレート１００側の被接着面を失うこととなり、その結果、接着力を低下させてしまい、枠体１０１等が脱落してしまう不具合を生じる。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、その目的は、筐体を構成する金属製板材と枠体との間の隙間腐食の進行を阻止して金属製板材と枠体との接着性を確保することができる電子制御装置を提供することにある。

請求項１に記載の電子制御装置は、金属製板材と枠体とが対向する部位のうちの接着剤による接着固定箇所よりも外周側での金属製板材と枠体との間にゲル材を配置して接着固定箇所の周囲をシールしたことを特徴としている。

よって、ゲル材が界面密着性に優れることを利用して、金属製板材と枠体とが対向する部位のうちの接着剤による接着固定箇所の周囲において金属製板材と枠体との間がゲル材にてシールされる。その結果、金属製板材と枠体とが対向する部位のうちの接着剤による接着固定箇所において完全に密着していない場合においても、この接着固定箇所の周囲において金属製板材と枠体との間がゲル材にてシールされており、これにより、金属製板材と枠体との間の隙間腐食の進行を阻止して金属製板材と枠体との接着性を確保することができる。

請求項２に記載のように、請求項１に記載の電子制御装置において、金属製板材と枠体とが対向する部位のうちのゲル材によりシールした箇所よりも外周側での金属製板材と枠体との間に接着剤を配置して、ゲル材によりシールした箇所の周囲を接着剤によりシールすることにより、シール用のゲル材の外部への流出を防ぐことができる。

請求項３に記載のように、請求項２に記載の電子制御装置において、金属製板材と枠体とが対向する部位のうちの接着剤によりシールする部位において、金属製板材と枠体のうちの一方に形成した凹部に他方に形成した突起を挿入して、当該凹部と突起との間をシールすると、シール長さを長くすることができ、シール性に優れている。

請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子制御装置において、金属製板材と枠体との間のゲル材によりシールする空間がゲル材の注入通路と連通するとともに、ゲル材によりシールする空間の天井面が傾斜し、かつ、この傾斜した天井面の頂上部においてゲル材の注入通路が開口していると、金属製板材と枠体との間のゲル材によりシールする空間において気泡が在った場合、浮力により気泡を天井面の傾斜に沿ってゲル材の注入通路から排出することができる。

請求項５に記載のように、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子制御装置において、金属製板材と枠体との間のゲル材によりシールする空間における金属製板材の上面に凹部を形成することにより、金属製板材と枠体を接着固定するための接着剤がゲル材によりシールする箇所に侵入しても金属製板材の上面に形成した凹部に入り、金属製板材と枠体との間のゲル材によりシールする空間が消失するのを阻止することができる。

請求項６に記載のように、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子制御装置において金属製板材はダイカスト品であると、枠体との対向面が微小な凹凸形状を有しているが、この場合において請求項１〜５の記載の発明の効果がより発揮される。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１には、本実施の形態における自動車用電子制御装置（ＥＣＵ）の斜視図を示す。図１におけるＡ−Ａで示す部分における縦断面を図２に示す。図２に示すごとく本装置はカバー３を有するが、図１はカバー３を外した状態での斜視図である。本電子制御装置（ＥＣＵ）はエンジン制御用ＥＣＵである。

図１，２において、ＥＣＵの筐体がベースプレート１と四角枠体２とカバー３により構成されている。金属製板材としてのベースプレート１は四角板状をなし、アルミダイカスト品よりなる。四角枠体２とカバー３とは樹脂よりなる。そして、四角枠体２の下側開口部をベースプレート１で塞ぐとともに四角枠体２の上側開口部をカバー３で塞いだ構造となっている。

金属製板材としてのベースプレート１の上面に回路基板５が固定されている。回路基板５には電子部品６が実装されている。また、ベースプレート１の上面において回路基板５を囲うように四角枠体２が搭載され、後記する接着剤２３にて固定されている。四角枠体２の上面においてカバー３が配置され、接着剤４により固定されている。

また、四角枠体２には複数のリードピン７がモールドされ、その一端部が四角枠体２の内面において露出している。各リードピン７の露出部と回路基板５とはアルミボンディングワイヤ８にて電気的に接続されている。四角枠体２の一側面にはコネクタ９が一体的に形成され、このコネクタ９に前記リードピン７が延びている。

コネクタ９は相手側コネクタ（図示略）と接続され、この状態において、リードピン７が相手側コネクタを介してワイヤ（図示略）の端部と連結される。このワイヤにはバッテリー、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。つまり、電子制御装置（ＥＣＵ）での筐体内の機器はコネクタ９にてワイヤを介してバッテリー、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、電子制御装置（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。

筐体内、即ち、四角枠体２内でのベースプレート１上にはゲル材としてのシリコーンゲル１０が注入され、このシリコーンゲル１０により回路基板５および回路基板に搭載した電子部品６が被覆されている。このシリコーンゲル１０により、筐体内に組み付けられている回路基板５上の電子部品６における耐湿性の向上が図られている。

以下、本実施形態における筐体の構造について詳しく説明する。
図３（ａ）は四角枠体２およびコネクタ９の平面図であり、図３（ｂ）は四角枠体２およびコネクタ９の下面図である。図４は、回路基板５を取り付けた状態でのベースプレート１の平面図である。

図２および図３（ａ）に示すように、四角枠体２における下部の内周部には突出部２０が全周にわたり形成されている。図２および図３（ｂ）に示すように、この突出部２０における下面には突起２１が全周にわたり形成されている。図２，４に示すように、ベースプレート１の上面における突起２１に対応する部位には凹部（接着溝）２２が形成されている。そして、ベースプレート１の凹部２２の内部に四角枠体２の突起２１が挿入され、凹部２２内において接着剤２３により固定されている。図２および図３（ａ）に示すように、四角枠体２の突出部２０には上下方向に延びるゲル注入孔２４が形成され、ゲル注入孔２４の下端は突起２１よりも外周側に開口している。このゲル注入孔２４は、平面形状として環状をなす突出部２０において１０箇所に形成されている。

ゲル注入孔２４の形成部分を含む図２のＡ−Ａ線での縦断面を図５に示す。ゲル注入孔２４を通して、シリコーンゲル１０が、四角枠体２の突出部２０の下面とベースプレート１の上面との間の空間２８に注入されている。この空間２８に注入されたシリコーンゲル１０により、ベースプレート１と四角枠体２との間がシールされている（界面密着度の高いシリコーンゲル１０をシール材として用いている）。このとき、ベースプレート１と四角枠体２との間におけるシリコーンゲル１０によるシールのための空間２８の容積を十分に確保するために、ベースプレート１に四角枠体（樹脂ケース）２を組み付けた際に四角枠体２がベースプレート１に接しないよう四角枠体２の下面を窪ませている。

このようにして、ベースプレート１と四角枠体２とが対向する部位のうちの接着剤２３による接着固定箇所よりも外周側でのベースプレート１と四角枠体２との間にシリコーンゲル１０を配置して接着固定箇所の周囲をシールしている。この部位において、筐体内で使用する界面密着度の高いシリコーンゲル１０をシール材として用いてシリコーンゲル１０は微小凹凸面への密着性が良好であることから、筐体外部から進行するベースプレート（アルミダイカスト品）１の腐食（隙間腐食）の進展を阻止することができる。その結果、接着強度低下を防止することができ、四角枠体（樹脂部品）２等の脱落を防止することができる。

また、図５に示すように、シリコーンゲル１０によりシールする空間２８の天井面２８ａはゲル注入孔２４に向かって傾斜している。つまり、シリコーンゲル１０によりシールする空間２８において、その天井面（突出部２０の下面）２８ａは傾斜しており、この傾斜した天井面２８ａの頂上部においてゲル注入孔２４が開口している。図３（ｂ）においては傾斜した天井面２８ａを、符号Ｂにて最下部を示すとともに符号Ｔにて頂上部を示す。

さらに、図２および図３（ｂ）に示すように、四角枠体２における突起２１よりも外周側での下面には突起２５が全周にわたり形成されている。図２，４に示すように、ベースプレート１の上面における突起２５に対応する部位には凹部（接着溝）２６が形成されている。そして、ベースプレート１の凹部２６の内部に四角枠体２の突起２５が挿入されている。この凹部２６に突起２５を挿入した部分に接着剤２７が配置され、接着剤２７により突起２５と凹部２６との間の隙間が封止（シール）されている。

このようにして、ベースプレート１と四角枠体２とが対向する部位のうちのシリコーンゲル１０によりシールした箇所よりも外周側でのベースプレート１と四角枠体２との間に接着剤２７を配置して、シリコーンゲル１０によりシールした箇所の周囲を接着剤２７によりシールしている。

次に、図６を用いて組み付け工程について説明する。
まず、電子部品６を回路基板５に組み付ける。そして、回路基板５を接着剤にてベースプレート（アルミダイカスト品）１に組み付ける。さらに、ベースプレート１の凹部２２，２６に接着剤２３，２７を塗布する。引き続き、ベースプレート１に対し四角枠体（樹脂ケース）２を組み付けて接着剤２３，２７を硬化させる。次に、四角枠体２のピン７と回路基板５とをアルミボンディングワイヤ８にて電気的に接続する。この状態を図７に示す。

その後、図１に示すように、四角枠体２内にシリコーンゲル１０を注入する。このとき、シリコーンゲル１０の上面がゲル注入孔２４の上端開口部よりも高くなるようにする。その結果、図２に示すように、回路基板５および電子部品６が覆われるともに、ゲル注入孔２４を通してシリコーンゲル１０が空間（ゲルによりシールする空間）２８に注入される。

ゲル注入孔２４からシリコーンゲル１０をシール部となる空間２８に注入する際に当該空間２８に気泡が残留し易いが、図５に示すように、四角枠体２の突出部２０の下面（空間２８の天井面２８ａ）が傾斜し、かつこの傾斜した天井面２８ａの頂上部にゲル注入孔２４の下端が開口しているので、天井面２８ａの傾斜に沿って気泡２９が抜ける。即ち、シリコーンゲル１０が収容される空間２８に溜まり易い気泡２９を天井面２８ａの傾斜に沿って、その浮力で排出することができる。それによって、気泡２９の残留を防止することができる。

なお、シリコーンゲル１０がゲル注入孔２４の上側開口部よりも低い位置までの注入量しか必要としない場合においては、積極的にゲル注入孔２４からシリコーンゲル１０を注入する。

また、硬化前のシリコーンゲル１０は粘性が低く、筐体外部に流出しやすい。本実施形態においては、シリコーンゲル１０によりシールする箇所（空間２８）よりも外周側でのベースプレート１と四角枠体２との間に接着剤２７によるシール部が設けられており、これにより確実にシリコーンゲル１０の筐体外部への流出を防ぐことができる。

図６の説明に戻り、シリコーンゲル１０の注入が完了したならば、その後、シリコーンゲル１０を硬化させる。最後に、カバー３を組み付ける。これによりＥＣＵの組み付けが完了する。

組み付け後において、シリコーンゲル１０は硬化前とは異なり硬化後においては粘性が高く、図２の接着剤２７のシール性が低下しても筐体外部へ流出することはない。また、筐体の外部から腐食が進展して接着剤２７の接着力が低下しても接着剤２３により筐体全体の接着強度は保たれ、四角枠体（樹脂ケース）２の脱落は回避できる。

以上のように本実施形態は下記の特徴を有する。
（１）金属製板材としてのベースプレート１と四角枠体２とが対向する部位のうちの接着剤２３による接着固定箇所よりも外周側でのベースプレート１と四角枠体２との間にゲル材としてのシリコーンゲル１０を配置して接着固定箇所の周囲をシールした。よって、シリコーンゲル１０が界面密着性に優れることを利用して、ベースプレート１と四角枠体２とが対向する部位のうちの接着剤２３による接着固定箇所の周囲においてベースプレート１と四角枠体２との間がシリコーンゲル１０にてシールされる。その結果、ベースプレート１と四角枠体２とが対向する部位のうちの接着剤２３による接着固定箇所において完全に密着していない場合においても（ダイカスト品であるベースプレート１の表面の微小な凹凸形状に密着しない接着剤であっても）、この接着固定箇所の周囲においてベースプレート１と四角枠体２との間がシリコーンゲル１０にてシールされており、これにより、ベースプレート１と四角枠体２との間の隙間腐食の進行を阻止してベースプレート１と四角枠体２との接着性を確保することができる。また、シリコーンゲル１０は、ダイカスト品であるベースプレート１の微小な凹凸形状への密着性に優れ、かつ元々筐体内に注入されるものであり、このシリコーンゲル１０を、ベースプレート１における四角枠体２との接着箇所の外周に配することで、特に材料を準備することなく、隙間腐食の進行を阻止することができる。

（２）ベースプレート１と四角枠体２とが対向する部位のうちのシリコーンゲル１０によりシールした箇所よりも外周側でのベースプレート１と四角枠体２との間に接着剤２７を配置して、シリコーンゲル１０によりシールした箇所の周囲を接着剤２７によりシールした。これにより、硬化前等のゲル材の粘性が低い場合においてシール用のシリコーンゲル１０の外部への流出を防ぐことができる。特に、ベースプレート１と四角枠体２とが対向する部位のうちの接着剤２７によりシールする部位において、ベースプレート１に形成した凹部２６に四角枠体２に形成した突起２５（広義にはベースプレート１と四角枠体２のうちの一方に形成した凹部２６に他方に形成した突起２５）を挿入して、当該凹部２６と突起２５との間をシールしているので、シール長さを長くすることができ、シール性に優れている。

（３）ベースプレート１と四角枠体２との間のシリコーンゲル１０によりシールする空間２８がシリコーンゲル１０の注入通路としてのゲル注入孔２４と連通するとともに、シリコーンゲル１０によりシールする空間２８の天井面２８ａが傾斜し、かつ、この傾斜した天井面２８ａの頂上部においてゲル注入孔２４が開口している。よって、ベースプレート１と四角枠体２との間のシリコーンゲル１０によりシールする空間２８において気泡２９が在った場合、浮力により気泡２９を天井面２８ａの傾斜に沿ってシリコーンゲル１０のゲル注入孔２４から排出することができる。

なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
図２に代わり図８に示すようにしてもよい。図８において、ベースプレート１と四角枠体２との間のシリコーンゲル１０によりシールする空間２８におけるベースプレート１の上面に凹部３０を形成している。よって、組み付け時に凹部２２，２６に塗布した接着剤２３，２７がシリコーンゲル１０によりシールする箇所（２８）に侵入してもベースプレート１の上面に形成した凹部３０に入り、ベースプレート１と四角枠体２との間のシリコーンゲル１０によりシールする空間２８が消失するのを阻止することができる。即ち、接着剤２３，２７が四角枠体２の下面に形成したシリコーンゲル１０によりシールする部位（空間２８）に侵入してシリコーンゲルの注入が確保できない場合においても、四角枠体２の下面に形成したシリコーンゲル１０によりシールする部位（空間２８）に面するベースプレート１にゲル用溝（凹部３０）を設けることにより、確実にシリコーンゲル１０を注入することができる。

実施の形態における電子制御装置の斜視図。 図１におけるＡ−Ａで示す部分における縦断面図。 （ａ）は四角枠体およびコネクタの平面図、（ｂ）は四角枠体およびコネクタの下面図。 回路基板を取り付けた状態でのベースプレートの平面図。 図２のＡ−Ａ線での縦断面図。 組み立て順序を示す工程図。 シリコーンゲルの注入前の電子制御装置の斜視図。 別例における電子制御装置の一部断面図。 背景技術を説明するための電子制御装置の斜視図。 図９のＡ−Ａで示す部分における縦断面図。

符号の説明

１…ベースプレート、２…四角枠体、５…回路基板、６…電子部品、１０…シリコーンゲル、２１…突起、２２…凹部、２３…接着剤、２４…ゲル注入孔、２５…突起、２６…凹部、２７…接着剤、２８…空間、２８ａ…天井面、３０…凹部。

Claims (6)

1. 上面に、電子部品（６）を実装した回路基板（５）が固定された金属製板材（１）と、
   前記金属製板材（１）の上面に前記回路基板（５）を囲うように搭載され、接着剤（２３）にて固定された枠体（２）と、
   前記枠体（２）内での前記金属製板材（１）上に注入され、前記回路基板（５）および電子部品（６）を被覆するゲル材（１０）と、
   を備えた電子制御装置において、
   前記金属製板材（１）と枠体（２）とが対向する部位のうちの前記接着剤（２３）による接着固定箇所よりも外周側での金属製板材（１）と枠体（２）との間にゲル材（１０）を配置して前記接着固定箇所の周囲をシールしたことを特徴とする電子制御装置。
2. 前記金属製板材（１）と枠体（２）とが対向する部位のうちの前記ゲル材（１０）によりシールした箇所よりも外周側での金属製板材（１）と枠体（２）との間に接着剤（２７）を配置して、前記ゲル材（１０）によりシールした箇所の周囲を接着剤（２７）によりシールしたことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記金属製板材（１）と枠体（２）とが対向する部位のうちの前記接着剤（２７）によりシールする部位において、金属製板材（１）と枠体（２）のうちの一方に形成した凹部（２６）に他方に形成した突起（２５）を挿入して、当該凹部（２６）と突起（２５）との間をシールしたことを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
4. 前記金属製板材（１）と枠体（２）との間の前記ゲル材（１０）によりシールする空間（２８）がゲル材の注入通路（２４）と連通するとともに、前記ゲル材（１０）によりシールする空間（２８）の天井面（２８ａ）が傾斜し、かつ、この傾斜した天井面（２８ａ）の頂上部においてゲル材の注入通路（２４）が開口していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子制御装置。
5. 前記金属製板材（１）と枠体（２）との間の前記ゲル材（１０）によりシールする空間（２８）における前記金属製板材（１）の上面に凹部（３０）を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子制御装置。
6. 前記金属製板材（１）はダイカスト品であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子制御装置。

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