JP2008182089A - 電子制御装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易かつ安価な製造方法により、樹脂ケース本体内部の空気内圧緩和用の連通孔を成形金型内で形成し、充填ゲルが外部に洩れない高信頼性の電子制御装置を提供する。
【解決手段】樹脂中実部５内に２ヶ所の屈曲部を持って連通し、外部の２方向へ間隔を置いて開口する２つの開口孔２ａ，２ｃを持った連通孔２を備えた電子制御装置において、２つの前記屈曲部間を連通する連通路２ｂの一端を延長して樹脂ケースの外部に開口させた開口孔に、この開口孔近傍の樹脂５ａを予熱して押し込み、当該開口部を塞いで連通孔２を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部に回路基板を搭載した樹脂ケースと、この樹脂ケースから間隔を置いた２つの開口を持ち、内部で連通した連通孔を備えた電子制御装置およびその製造方法に関する。

電子化が進む中、複数本の外部との電気的接続用端子を樹脂でインサート成形した樹脂ケース本体において、ケース周囲の温度変化に伴うケース内部空気の内圧変化に対し、内圧を緩和するために、ケース内部と外部とを連通した連通孔が設けられる。

また、外部側の連通孔開口は、水の浸入を防ぐため、コネクタ内にパッキン等のシール部材で防水する処置が一般的に採用されている。

更に、コネクタの方向も部品の取付けスペースに対応するため、樹脂ケース本体に対して、ほぼ直角方向に曲げることが求められる。

なお、樹脂ケース本体には、本体内部に電子部品を搭載した回路基板の保護にゲルが用いられるため、このゲルが外部へ流れ出さないようにする必要があった。

このような場合の従来技術として、特許文献１では、ケース内とコネクタ部内側を通気するコの字状の金属パイプをインサート部材としてケース樹脂材内部へ一体にインサート成形して、ケース内圧の上昇を防ぐ手法が採られている。

その他の技術として、特許文献２では、まず、ケースを成形する金型で３方向に開口した開口孔を有する連通孔を形成し、樹脂が冷却固化した後、金型から取り出す。次に、成形とは別の二次加工作業において、３方向に開口した開口孔の一ヶ所に対し、加熱した治具を用いて開口近傍の樹脂を溶かし込むことにより、開口を塞いでいた。更に、塞いだ開口の上部及びその周囲に接着剤を塗布し、硬化させる手法が採られていた。

特開平８-３３８２７９号公報 特開２００４-５５８２９号公報

従来技術の問題点として、コの字状の金属パイプをインサート部材としてケース樹脂材内部へ一体にインサート成形する手法においては、インサート部材のコスト分が発生すると共に、成形作業でインサート部材を金型へセットする作業時間が必然的に生じる。これらは、何れもケース本体を成形及び製作するに当たって、コストアップに繋がっている。

また、特許文献２の技術の問題点も、ケース本体の製作に当たってのコストアップである。すなわち、二次加工作業で発生する作業費や接着剤の材料費、更に接着剤を硬化させる硬化時間やこれら工程を行うための設備費等、何れもがコストアップの原因であった。

本発明の目的は、間隔を置いた２つの開口を持ち、内部で連通した連通孔を有する樹脂ケースを備えた電子制御装置を経済的に提供することである。

本発明はその一面において、内部に回路基板を搭載した樹脂ケースと、この樹脂ケースの樹脂中実部内に２ヶ所の屈曲部を持って連通し、外部の２方向へ間隔を置いた２つの開口を持った連通孔を備えた電子制御装置において、２つの前記屈曲部間を連通する連通路の一端を延長して樹脂ケースの外部に開口させた開口孔の開口部に、この開口部近傍の樹脂を予熱して押し込み、当該開口部を塞いで成型された樹脂ケースを備えたことを特徴とする。

本発明の望ましい実施態様においては、２つの前記開口は、前記樹脂ケースからほぼ同一方向に間隔を置いて開口し、または、前記連通路は、円弧状に湾曲している。

本発明の望ましい実施態様においては、予熱樹脂材の押し込みに伴い、前記連通路の一端と１つの開口孔の連結部が段付きとなっている。

本発明は他の一面において、内部に回路基板を搭載した樹脂ケースと、この樹脂ケースから間隔を置いた２つの開口を持ち、内部で連通した連通孔を備えた電子制御装置であって、前記連通孔は、２つの前記開口にそれぞれ連なる２つの開口孔を備え、これら２つの開口孔の深部を連結して形成され、少なくとも一方の前記開口孔は、円弧状に湾曲した円弧状開口孔であることを特徴とする。

本発明の望ましい実施態様によれば、間隔を置いた２つの開口を持ち、内部で連通した連通孔を有する樹脂ケースを備えた電子制御装置を経済的に提供することができる。

以下に、図面を参照して、本発明の望ましい実施例について説明する。

図１は、本発明の実施例１による電子制御装置１０１における連通孔付き樹脂ケース１本体の回路基板９を搭載後の要部断面図である。図２は、図１に示す樹脂ケース本体の全体正面図、図３は、図２に示す樹脂ケース本体のＡ-Ａ断面図である。

この樹脂ケース１本体は、図２に示すように、樹脂５中に、インサート品として複数本の金属製の接続用端子３を規則的に配置している。これら端子３の対称的な配置となる反対側においても、複数本の金属製の接続用端子８が規則的に配置されている。また、樹脂ケース１本体の取付け用に、アルミ製のベース４がインサートされている。更に、この樹脂ケース１本体には、インターフェイスコネクタ６が有り、図３の断面図で示すように、前記コネクタ６内と樹脂ケース１本体の内部７とを連通する連通孔２が設けられている。前記連通孔２は、樹脂ケース１本体の中実内部に２つの屈曲部を持ち、２ａ,２ｂ,２ｃの３方向に屈曲した連通孔である。

なお、この樹脂ケース１本体とは別工程で、図１に示すように、アルミベース１１と樹脂ケース１本体との嵌合部に接着剤１２ａを塗布し、アルミベース１１と樹脂ケース１本体とを嵌合させている。更に、樹脂ケース１内部７の前記アルミベース１１の上面に接着剤１２ｂを塗布し、予め電子部品１０を配置した回路基板９を搭載して、接着剤１２ａ，１２ｂを硬化処理して、樹脂ケース１本体と一体化した。

また、インサートした夫々の接続用端子３，８は、一体化した樹脂ケース１本体内部７の回路基板９とアルミワイヤ１３をボンディング接合して、電子制御装置１０１を構成している。このように構成した樹脂ケース１本体内部７には、回路基板９および電子制御装置１０１を保護するため、回路基板９上及びボンディング接合上に、軟質な液状のゲル１４が塗布される。更に、樹脂カバー１５と樹脂ケース１本体の嵌合部位に接着剤１６を塗布し、樹脂カバー１５と樹脂ケース１本体を嵌合させ、前記ゲル１４及び接着剤１６を同時に硬化処理した。

ここで、樹脂ケース１本体において、ケース周囲の温度変化に伴うケース内部空気の内圧変化に対し、内圧を緩和するために、ケース内部７と外部とを連通した連通孔２が設けられる。本発明の要部であるこの連通孔２は、図１に示すように、中実な樹脂ケース１本体の内部に２ヶ所の屈曲部を持ち、開口に連なる開口孔２ａ，２ｃを、連通路２ｂで連結する構成である。すなわち、ゲル１４の上面高さ１４ａよりも上方に、開口を配置する必要があり、開口孔２ａの開口は、止む無く、回路基板９搭載面にほぼ直角方向の開口とならざるを得ない。この結果、連通孔２は、この開口孔２ａと、コネクタ６内に配置され、同方向に外部へ向かって開口した開口孔２ｃと、回路基板９搭載面にほぼ平行方向に伸び、前記２つの開口孔２ａと２ｃの最深部間を連結する連通路２ｂから成る。

連通路２ｂは、本実施例では、直線状に形成されているが、前述した理由で、その延長上に開口を設けることは出来ない。このような連通路２ｂを形成するための後述する工夫の結果として、本実施例では、開口孔２ａに、階段状の段差を有しているところに特徴がある。

本実施例１による電子制御装置の製造方法について、図４〜図１４を用いて説明する。

モールド型内にインサート品を夫々所定の位置へセットし、樹脂ケース１型内へ樹脂５を充填した直後は、図４に示すように、３本の開口孔形成ピン２ａａ、２ｂｂ、２ｃｃで連通孔２を形成する。なお、判り易くするため、図５〜図１４においては、図を一部簡略化する。図５に示すように、開口孔形成ピン２ｂｂは、開口孔形成ピン２ａａ及び２ｃｃと夫々互いに接触する部位を有している。樹脂５を充填する前のモールド型内では、図６に示すように配置し、更に、予めヒータ１８を開口孔形成ピン２ａａの先端部近傍に埋設し、樹脂５の充填直前においては、ヒータ１８へ通電し、開口孔形成ピン２ａａの先端部近傍を加熱する。

次に、図７に示すように、モールド型内のキャビティ１７へ溶融した樹脂５ａを充填し、各開口孔形成ピンを包み込む。この時、ヒータ１８は通電した状態に維持する。溶融樹脂５ａの充填が終わると同時に、溶融樹脂５ａは金型の冷却作用で冷やされ、金型と接触している樹脂表面から樹脂の内部へと樹脂硬化が始まる。ここで、前記ヒータ１８を通電したままの状態で持続することで、開口孔形成ピン２ａａの先端部近傍は加熱されるため、開口孔形成ピン２ａａの先端部近傍のみ、溶融樹脂５ａの樹脂硬化に遅れが生じる。この硬化の遅れにより、図８に示すように、開口孔形成ピン２ａａの先端部近傍には、樹脂硬化５ｂしないで溶融した状態の、溶融樹脂５ａ部位を発生させることが可能となる。この状態から、図９に示すように開口孔形成ピン２ｂｂを、ピンと同一平行方向の後方２ｂｂ'へ移動させる。この時、連通路２ｂにおいては、一時的に、開口２ｂ'が形成される。

図１０〜図１４は、図９のＰ部の拡大図である。図１０に示す前記後方２ｂｂ'への移動完了と同時に、図１１に示すように、開口孔形成ピン２ａａを開口孔形成ピン２ｂｂで形成した連通路２ｂとほぼ直角に交差する方向へ２ａａ'のように前進させる。そして、開口孔形成ピン２ａａの開口孔形成ピン２ｂｂと接触していた面を連通路２ｂ内壁となる樹脂面まで押し上げ圧着させる。ここで、予め開口孔形成ピン２ａａの先端部には階段上の段差が溶融樹脂５ａ側に設けてあり、前進２ａａ'の移動に伴い前記階段上の段差で溶融樹脂５ａは連通路２ｂの開口２ｂ'空間へと押し出される。この押し出された溶融樹脂５ａは溶融状態であることから高粘性を有しているため、開口２ｂ'の空間形状に合わせて形態が変化しながら流れ込む。流れ込んだ溶融樹脂５ａは、開口２ｂ'空間となる樹脂５ｂと開口孔形成ピン２ｂｂ先端面の間で流れが制約され、また連通路２ｂ側においては、開口孔形成ピン２ａａで流路が遮断される。これにより、流れ込んだ溶融樹脂５ａは密閉した空間内に押し込まれるため、溶融樹脂５ａ内部に内圧が加わり、この内圧により溶融樹脂５ａは開口２ｂ'空間内において、空隙がなく壁面樹脂と一体的に密着させることが出来る。これにより、一時的に形成した開口２ｂ'空間は、溶融樹脂５ａで埋まり、開口は存在しなくなる。

更に、図１２に示すように押し込みの完了と同時に、ヒータ１８の通電を遮断する。これにより、溶融樹脂５ａは、開口２ｂ'空間内壁の樹脂５ｂと、開口孔形成ピン２ｂｂ先端面及び開口孔形成ピン２ａａの接触部位間で冷却が行われ、周りの樹脂と同様に樹脂硬化５ｂする。樹脂硬化完了後、図１３に示すように、開口孔形成ピン２ｂｂをピンと同一平行方向の後方２ｂｂ''へ後退させ、図１４に示すように、製品の突き出し１９により、樹脂ケース１本体を金型から取り出す。

したがって、取り出した樹脂ケース１本体においては、溶融樹脂埋め込みにより、連通路２ｂの延長上には開口の無い樹脂ケース１本体を得ることが出来る。

尚、本実施例では、成形樹脂５にＰＢＴ樹脂を用いた。成形樹脂材は、前記樹脂に限定されるものではなく、他の熱可塑性樹脂であれば実現可能であり、樹脂に無機材料のガラス繊維や有機材料の炭素繊維等のフィラ-を充填した樹脂を用いることが出来る。

以上、容易かつ安価な製造方法により、連通路２ｂの延長線上に開口のない連通孔２を形成した樹脂ケース１本体を得ることで、成形後における二次加工工程を廃止することが出来る。したがって、電子制御装置１０１として、本製法により得た樹脂ケース１を用いることで、図１に示すように、樹脂ケース１本体内部７側の連通路２ｂの開口が、ゲル１４の上面高さ１４ａよりも上にあり、ゲル１４の連通孔２への流れ出しはない。孔詰まりやコネクタ６内部へのゲル１４の漏れも生じない。

本実施例１によれば、容易かつ安価な製造方法により、樹脂ケース１本体内部７に回路基板９を保護するゲル１４が外部に流れ出すことのない、高信頼性の電子制御装置１０１を実現することが出来る。

次に、図１５は、本発明の実施例２による電子制御装置１２ａにおける連通孔付き樹脂ケース１本体の回路基板９を搭載後の要部断面図である。図１６は、図１５に示す樹脂ケース本体の全体正面図、図１７は、図１６に示す樹脂ケース本体のＢ-Ｂ断面図である。

この樹脂ケース２１本体は、図１６に示すように、樹脂５中にインサート品として複数本の金属製の接続用端子３を規則的に配置している。これら端子３の対称的な配置となる反対側においても、複数本の金属製の接続用端子８が規則的に配置されている。また、樹脂ケース２１本体の取付け用に、アルミ製のベース４がインサートされている。更に、この樹脂ケース２１本体には、インターフェイスコネクタ６が有り、図１７の断面図で示すように、前記コネクタ６内と樹脂ケース２１本体内部７とを連通する連通孔２２が設けられている。前記連通孔２２は、樹脂ケース２１本体の中実内部に２つの屈曲部を持ち、２２ａ,２２ｂ,２２ｃの３方向に屈曲した連通孔である。

なお、この樹脂ケース２１本体とは別工程で、図１５に示すように、アルミベース１１と樹脂ケース２１本体との嵌合部に接着剤１２ａを塗布し、アルミベース１１と樹脂ケース２１本体とを嵌合させている。更に、樹脂ケース２１内部７の前記アルミベース１１の上面に接着剤１２ｂを塗布し、予め電子部品１０を配置した回路基板９を搭載して、接着剤１２ａ，１２ｂを硬化処理して、樹脂ケース２１本体と一体化した。

また、インサートした夫々の接続用端子３，８は、一体化した樹脂ケース２１本体内部７の回路基板９とアルミワイヤ１３をボンディング接合して、電子制御装置１２１を構成している。このように構成した樹脂ケース２１本体内部７には、回路基板９および電子制御装置１２１を保護するため、回路基板９上及びボンディング接合上に、軟質な液状のゲル１４が塗布される。更に、樹脂カバー１５と樹脂ケース２１本体の嵌合部位に接着剤１６を塗布し、樹脂カバー１５と樹脂ケース２１本体の嵌合させ、前記ゲル１４及び接着剤１６を同時に硬化処理した。

ここで、この実施例においても、樹脂ケース１本体において、ケース周囲の温度変化に伴うケース内部空気の内圧変化に対し、内圧を緩和するために、ケース内部７と外部とを連通した連通孔２が設けられる。本発明の要部であるこの連通孔２２は、図１５に示すように、中実な樹脂ケース２１本体の内部に２ヶ所の屈曲部を持ち、開口に連なる開口孔２２ａ，２２ｃを、連通路２２ｂで連結する構成である。すなわち、ゲル１４の上面高さ１４ａよりも上方に、開口を配置する必要があり、開口孔２２ａの開口は、止む無く、回路基板９搭載面にほぼ直角方向の開口とならざるを得ない。この結果、連通孔２２は、この開口孔２２ａと、コネクタ６内に配置され、同方向に外部へ向かって開口した開口孔２２ｃと、回路基板９搭載面にほぼ平行方向に伸び、前記２つの開口孔２２ａと２２ｃの最深部間を連結する連通路２２ｂから成る。

連通路２２ｂは、本実施例では、円弧状に湾曲して形成されている。前述した理由で、その延長上に開口を設けることは出来ない。このような連通路２２ｂを形成するための実施例１と同様の工夫の結果として、本実施例でも、開口孔２２ａの開口に、階段状の段差を有している。

本実施例２による電子制御装置の製造方法について、図１８〜図２８を用いて以下説明する。

モールド型内にインサート品を夫々所定の位置へセットし、樹脂ケース２１型内の樹脂５を充填した直後は、図１８に示すように、３本の開口孔形成ピン２２ａａ、２２ｂｂ、２２ｃｃで連通孔２２を形成する。なお、判り易くするため、図１９〜図２８においては図を一部簡略化して説明する。図１９に示すように、開口孔形成ピン２２ｂｂは、開口孔形成ピン２２ａａ及び２２ｃｃと夫々互いに接触する部位を有している。

この実施例２では、開口孔形成ピン２２ｂｂが、円弧状に湾曲しているところに特徴がある。樹脂５を充填する前のモールド型内では、図２０に示すように配置し、更に予めヒータ１８を開口孔形成ピン２２ａａの先端部近傍に埋設し、樹脂５を充填する直前においては、ヒータ１８へ通電し、開口孔形成ピン２２ａａの先端部近傍を加熱する。

次に、図２１に示すように、モールド型内のキャビティ２７へ溶融した樹脂５ａを充填し、各開口孔形成ピンを包み込む。この時、ヒータ１８は通電した状態に維持する。溶融樹脂５ａの充填が終わると同時に、溶融樹脂５ａは金型の冷却作用で冷やされ、金型と接触している樹脂表面から樹脂の内部へと樹脂硬化が始まる。ここで、前記ヒータ１８を通電したままの状態で持続することで、開口孔形成ピン２２ａａの先端部近傍は加熱されるため、開口孔形成ピン２２ａａの先端部近傍のみ、溶融樹脂５ａの樹脂硬化に遅れが生じる。この硬化の遅れにより、図２２に示すように、開口孔形成ピン２２ａａの先端部近傍には、樹脂硬化５ｂしないで溶融した状態の、溶融樹脂５ａ部位を発生させることが可能となる。この状態から、図２３に示すように開口孔形成ピン２２ｂｂを、図１９に示す半径Ｒａの円弧状湾曲の延長湾曲線上２２ｂｂ'へ移動させる。この湾曲により、電子部品１０を搭載した回路基板９を避けて、開口孔形成ピン２２ｂｂを引き抜くことができる。このとき、連通路２２ｂにおいては一時的に開口２２ｂ'が形成される。

図２４〜図２８は、図２３のＱ部の拡大図である。図２４に示す後方２２ｂｂ'への移動完了と同時に、図２５に示すように開口孔形成ピン２２ａａを開口孔形成ピン２２ｂｂで形成した連通路２２ｂとほぼ直角に交差する方向へ２２ａａ'のように前進させ、開口孔形成ピン２２ａａの開口孔形成ピン２２ｂｂと接触していた面を連通路２２ｂ内壁となる樹脂面まで押し上げ圧着させる。ここで予め開口孔形成ピン２２ａａの先端部には階段上の段差が前記溶融樹脂５ａ側に設けてあり、前進２２ａａ'の移動に伴い前記階段上の段差で溶融樹脂５ａは連通路２２ｂの開口２２ｂ'空間へと押し出される。この押し出された溶融樹脂５ａは、溶融状態であることから高粘性を有しているため、開口２２ｂ'の空間形状に合わせて形態が変化しながら流れ込む。流れ込んだ溶融樹脂５ａは、開口２２ｂ'空間となる樹脂５ｂと開口孔形成ピン２２ｂｂ先端面の間で流れが制約され、また連通路２２ｂ側においては、開口孔形成ピン２２ａａで流路が遮断される。これにより流れ込んだ溶融樹脂５ａは、密閉した空間内に押し込むため、溶融樹脂５ａ内部に内圧が加わり、この内圧により溶融樹脂５ａは開口２２ｂ'空間内において、空隙がなく壁面樹脂と一体的に密着させることが出来る。これにより一時的に形成した開口２２ｂ'空間は、溶融樹脂５ａで埋まり、開口は存在しなくなる。

更に、図２６に示すように押し込みの完了と同時に、ヒータ１８の通電を遮断する。これにより、溶融樹脂５ａは、開口２２ｂ'空間内壁の樹脂５ｂと、開口孔形成ピン２２ｂｂ先端面及び開口孔形成ピン２２ａａの接触部位間で冷却が行われ、周りの樹脂と同様に樹脂硬化５ｂする。樹脂硬化完了後、図２７に示すように、開口孔形成ピン２２ｂｂをピンと同一平行方向の後方２２ｂｂ''へ後退させ、図２８に示すように、製品の突き出し１９により、樹脂ケース２１本体を金型から取り出す。

したがって、取り出した樹脂ケース２１本体においては、溶融樹脂埋め込みにより、連通路２２ｂの延長上には開口の無い樹脂ケース２１本体を得ることが出来る。

以上、容易かつ安価な製造方法により、連通路２２ｂの延長線上に開口のない連通孔２２を形成した樹脂ケース２１本体を得ることで、成形後における二次加工工程を廃止することが出来る。したがって、電子制御装置１２１として、本製法により得た樹脂ケース２１を用いることで、図１５に示すように樹脂ケース２１本体内部７側の連通路２２ｂの開口が、ゲル１４上面高さ１４ａよりも上にあり、ゲル１４の連通孔２２への流れ出しはない。孔詰まりやコネクタ６内部付根へのゲル１４漏れも生じない。

さらに、開口孔形成ピン２２ｂｂを引き抜くときに、基板９が邪魔にならず、作業が容易となる。すなわち、回路基板９搭載面に略平行方向で断面が等しく且つ同一湾曲形状を有する連通路２２ｂを、図１９,図２３に示すピンの円弧状湾曲の延長線上後方２２ｂｂ'へ引き抜くことができる。このため、図１６,図１７に示すように、連通路２２ｂの位置と略同一平面の対面に、接続用端子８及び封止ゲル１４が存在する製品構造の制約に対しても、開口孔形成ピン２２ｂｂの引き抜き線２２ｂｂ'とは交差せず、作業上の制約が無くなる。このことで、連通路２２ｂの長さが長い製品や、樹脂ケース２１の内部が狭い製品形状の制約に対しても、設置が可能であり大幅に設計自由度が向上する。

本実施例２によれば、容易かつ安価な製造方法により、樹脂ケース２１本体内部７に回路基板９を保護するゲル１４が外部に流れ出すことのない、高信頼性の電子制御装置１２１を実現することが出来る。

次に、図２９は、本発明の実施例３による電子制御装置１２１における連通孔付き樹脂ケース１本体の回路基板９を搭載後の要部断面図である。この樹脂ケース２１本体は、樹脂５中にインサート品として、複数本の金属製の接続用端子３を規則的に配置している。また、樹脂ケース３１本体の取付け用に、アルミ製のベース４がインサートされている。更に、この樹脂ケース３１本体には、インターフェイスコネクタ６が有り、前記コネクタ６内と樹脂ケース３１本体内部７とを連通する連通孔３２が設けられている。前記連通孔３２は、中実樹脂内に２つの屈曲部を有し、２つの開口孔３２ａ,３２ｃと、１つの連通路３２ｂの３方向の孔から成る。

なお、この樹脂ケース３１本体とは別工程で、図２９に示すように、接着剤１２を塗布し、アルミベース１１と樹脂ケース３１本体とを嵌合させる。更に、樹脂ケース３１内部７のアルミベース１１の上面に接着剤１２を塗布し、予め電子部品１０を配置した回路基板９を搭載して、接着剤１２を硬化処理して樹脂ケース３１本体と一体化した。

また、インサートした夫々の接続用端子は、一体化した樹脂ケース３１本体内部の回路基板９とアルミワイヤ１３をボンディング接合して電子制御装置１３１を構成している。樹脂ケース３１本体内部７には、回路基板９および電子制御装置１３１を保護するため、回路基板９上及びボンディング接合上に軟質な液状のゲル１４が塗布される。更に、樹脂カバー１５と樹脂ケース３１本体の嵌合部位に接着剤１６を塗布し、樹脂カバー１５と樹脂ケース３１本体を嵌合させ、ゲル１４及び接着剤１６を同時に硬化処理した。

ここで、本発明の要部をなす連通孔３２は、図２９に示すように、回路基板９搭載面のほぼ直角方向に形成する樹脂ケース３１本体内部７の開口孔３２ａ及びコネクタ６内に配置する開口孔３２ｃと、これらの先端同士を連絡させる連通路３２ｂからなる。この連通路３２ｂは、樹脂ケース３１のコネクタ６の外側への開口を持たず、モールド型内で図３０に示すように樹脂ケース３１本体が成形される。

この回路基板９搭載面のほぼ直角方向に開口した開口を配置させずに、モールド型内で樹脂ケース３１本体を成形する製法について、図３１〜図３８を用いて説明する。

モールド型内にインサート品を夫々所定の位置へセットし、樹脂ケース３１型内に樹脂５を充填した直後は、図３１に示すように、３本の開口孔形成ピン３２ａａ、３２ｂｂ、３２ｃｃで、３つの直線孔を形成する。なお、判り易くするため、図３１〜図３８においては、図を一部簡略化して説明する。図３１に示すように、開口孔形成ピン３２ｂｂは、開口孔形成ピン３２ａａ及び３２ｃｃと夫々互いに接触する部位を有している。ここで、開口孔形成ピン３２ｂｂが、外面まで伸びたコネクタ６の開口部を取り巻くように、樹脂溜部３９を設ける。また、樹脂溜部３９の外周及びコネクタ外面に接する位置に押し込みピンガイド３３を配置し、押し込みピンガイド３３の内部には、複数本のヒータ３８を埋設する。さらに、押し込みピンガイド３３内側には、開口孔形成ピン３２ｂｂを取り巻くように摺動する押し込みピン３４を配置している。

樹脂５を充填する前のモールド型内では、図３１に示すように配置し、樹脂５の充填直前において、ヒータ３８へ通電し、樹脂溜部３９の外周を加熱する。次に、図３１のＳ部拡大図である図３２に示すように、モールド型内のキャビティ３７及び樹脂溜部３９へ溶融した樹脂５ａを充填し、溶融した樹脂５ａで各開口孔形成ピンを包み込む。この時、ヒータ３８は通電したままの状態を持続させる。溶融樹脂５ａの充填が終わると同時に、溶融樹脂５ａは金型の冷却作用で冷やされ、金型と接触している樹脂表面から樹脂の内部へと樹脂硬化が始まる。ここで、ヒータ３８を通電したままの状態に維持することで、樹脂溜部３９の外周は加熱され、その周囲のみ溶融樹脂５ａの樹脂硬化に遅れが生じる。この硬化の遅れにより、図３３に示すように、樹脂溜部３９の内部には樹脂硬化５ｂしないで、溶融した状態の溶融樹脂５ａ部位を発生させることが可能となる。この状態から、図３４に示すように、開口孔形成ピン３２ｂｂを、まっすぐ後方３２ｂｂ'へ移動させる。この時、連通路３２ｂには、一時的に開口３２ｂ'が形成される。図３４に示す後方２２ｂｂ'移動完了と同時に、図３５に示すように、開口孔形成ピン３２ｃｃを開口孔形成ピン３２ｂｂで形成した連通路３２ｂとほぼ直角に交差する方向へ前進３２ｃｃ'させる。これにより、開口孔形成ピン３２ｃｃの開口孔形成ピン３２ｂｂと接触していた面を連通路３２ｂ内壁となる樹脂面まで押し上げ圧着させる。ここで、図３６に示すように、押し上げ圧着完了と同時に、押し込みピン３４を開口３２ｂ'側の前方へ移動させる。この移動に伴い、樹脂溜部３９内部の溶融樹脂５ａは、連通路３２ｂの開口３２ｂ'空間へと押し出される。この押し出された溶融樹脂５ａは、溶融状態であることから高粘性を有しているため、開口３２ｂ'の空間形状に合わせて形態が変化しながら流れ込む。流れ込んだ溶融樹脂５ａは、開口３２ｂ'空間となる樹脂５ｂと開口孔形成ピン３２ｃｃ先端側面の間で流れが制約され、また、連通路３２ｂ側においては、開口孔形成ピン３２ｃｃで流路が遮断される。これにより、流れ込んだ溶融樹脂５ａは、密閉した空間内に押し込まれるため、溶融樹脂５ａ内部に内圧が加わり、この内圧により、溶融樹脂５ａを開口３２ｂ'空間内において、空隙なく壁面樹脂と一体的に密着させることが出来る。これにより、一時的に形成した開口３２ｂ'空間は、溶融樹脂５ａで埋まり、開口は存在しなくなる。更に、図３７に示すように、押し込みの完了と同時に、ヒータ３８の通電を遮断する。これにより、溶融樹脂５ａは冷却され、周りの樹脂と同様に樹脂硬化５ｂする。樹脂硬化完了後、図３８に示すように、開口孔形成ピン３２ｂｂ及び押し込みピンガイド３３と押し込みピン３４を開口孔形成ピン３２ｂｂと同一方向３３'へ後退させ、製品の突き出し１９により、樹脂ケース３１本体を金型から取り出す。

したがって、取り出した樹脂ケース３１本体は、溶融樹脂埋め込みにより、連通路３２ｂに開口のない樹脂ケース３１本体を得ることが出来る。

以上、容易かつ安価な製造方法により連通路３２ｂに開口のない樹脂ケース３１本体を得ることで、成形後における二次加工工程を廃止することが出来る。これにより、図２９に示すように、樹脂ケース３１本体内部７側の連通孔３２の開口が、ゲル１４上面高さ１４ａよりも上にあり、連通孔３２の内部へゲル１４の流れ出しはない。孔詰まりやコネクタ６内部付根へのゲル１４漏れも生じない。

本実施例３によれば、容易かつ安価な製造方法により、樹脂ケース３１本体内部７に回路基板９を保護するためのゲル１４が外部に流れ出すことのない高信頼性の電子制御装置１３１を実現することが出来る。

尚、本実施例３の効果としては、特に、樹脂ケース内部が箱状で、且つ回路基板搭載面の略平行面において樹脂で覆われ、内部側への開口孔形成ピンの後退が困難でまた内部側への連通路形成ピンの設置が不可能な製品構造の制約に対しても対応できる。すなわち、開口孔形成ピン３２ｂｂを、樹脂ケース３１のコネクタ６外側に設置するため、開口孔形成ピン３２ｂｂの配置や長さ及び移動量において制限が無く容易に設置可能となる。このため、製品形状の制約に対しても大幅に設計自由度の向上を図ることができる。

また、実施例１，２と同様に、インサート部材のコスト分や成形作業でインサート部材を金型へセットする作業時間も生じない。また、二次加工作業で発生する作業費や接着剤の材料費、更に、接着剤を硬化させる硬化時間や、これら工程を行うための設備費等も発生しないので、大幅なコスト低減を図ることができる。

次に、図３９は、本発明の実施例３による電子制御装置１４１における連通孔付き樹脂ケース４１本体の回路基板９を搭載後の要部断面図である。この樹脂ケース４１本体は、樹脂５中にインサート品として複数本の金属製の接続用端子３を規則的に配置している。また、樹脂ケース４１本体の取付け用に、アルミ製のベース４がインサートされている。更に、この樹脂ケース４１本体には、インターフェイスコネクタ６が有り、前記コネクタ６内と樹脂ケース４１本体内部７とを連通する連通孔４２が設けられている。この連通孔４２は、円弧状に湾曲した開口孔４２ａｂと、直線状の開口孔４２ｃとを連結した通路である。

なお、この樹脂ケース４１本体とは別工程で、図３９に示すように、嵌合部に接着剤１２ａを塗布して、アルミベース１１と樹脂ケース４１本体とを嵌合させている。更に、樹脂ケース４１内部７の前記アルミベース１１上面に接着剤１２ｂを塗布し、予め電子部品１０を配置した回路基板９を搭載して、接着剤１２ａ、１２ｂを硬化処理して樹脂ケース４１本体と一体化した。

また、インサートした夫々の接続用端子は、一体化した樹脂ケース４１本体内部の回路基板９とアルミワイヤ１３をボンディング接合して電子制御装置１４１を構成している。樹脂ケース３１本体内部７には、回路基板９および電子制御装置１４１を保護するため、回路基板９上及びボンディング接合上に軟質な液状のゲル１４が塗布される。更に、樹脂カバー１５と樹脂ケース４１本体の嵌合部位に接着剤１６を塗布し、樹脂カバー１５と樹脂ケース４１本体の嵌合させ、ゲル１４及び接着剤１６を同時に硬化処理した。

本発明の要部をなす連通孔４２は、前述したように、図３９に示す円弧状に湾曲した開口孔４２ａｂと、直線状の開口孔４２ｃとを連結した通路である。開口孔４２ａｂは、その湾曲線上に突き出した突き出し通路４９を形成し、前記突き出した通路の開口が回路基板９搭載面に斜め方向で、かつゲル１４の上面より上に突き出すように配置され、モールド型内で図４０に示すように樹脂ケース４１本体を成形した。

この実施例４による樹脂ケース４１本体の製法について、図４１〜図４５を用いて以下説明する。

モールド型内にインサート品を夫々所定の位置へセットし、樹脂ケース４１型内への樹脂５の充填直後は、図４１に示すように、２本の開口孔形成ピン４２ａａｂｂ、４２ｃｃで形成する。なお、判り易くするため、図４１〜図４５においては、図を一部簡略化して説明する。図４１に示すように、開口孔形成ピン４２ａａｂｂは、開口孔形成ピン４２ｃｃと夫々互いに接触する部位を有している。

ここで、開口孔形成ピン４２ａａｂｂは、円弧状に湾曲した形状でることから、湾曲半径Ｒｂを有し、更に、湾曲開口孔４２ａｂの湾曲線上に突き出した突き出し通路４９を形成している。

樹脂５を充填する前のモールド型内では、図４１に示すように配置した。次に、図４２に示すように、モールド型内のキャビティ４７へ溶融した樹脂５ａを充填し、溶融した樹脂５ａで各開口孔形成ピンを包み込む。溶融樹脂５ａの充填が終わると同時に、溶融樹脂５ａは金型の冷却作用で冷やされ、金型と接触している樹脂表面から樹脂の内部へと樹脂硬化が始まる。図４３に樹脂硬化完了後の状態を示す。この状態から、図４４に示すように、開口孔形成ピン４２ａａｂｂを図４１に示すピンの同一湾曲線上の後方４２ａａｂｂ'へ移動させる。ここで、開口孔形成ピン４２ａａｂｂが円弧状に湾曲し、且つ同一湾曲線上で後方に移動させることによって、湾曲開口孔４２ａｂの途中でアンダーカットにならずに後退させることが可能である。同時に、樹脂ケース４１本体内部７の方向に突き出した突き出し通路４９を形成することが出来る。

次に、図４５に示すように製品の突き出し１９により、樹脂ケース４１本体を金型から取り出す。これにより、図３９に示すように、湾曲開口孔４２ａｂの湾曲線上に突き出した突き出し通路４９を有し、その開口が回路基板９搭載面に斜めに突き出し、且つゲル１４の上面より上に位置する構成の、図４０に示す樹脂ケース４１本体を成形できる。

以上、容易かつ安価な製造方法により、樹脂ケース４１本体内部７に湾曲線上に突き出した通路４９及び突き出した通路の開口が回路基板搭載面のゲルの上面より上に配置されている樹脂ケース４１本体を得ることができる。これにより、成形後における二次加工工程を廃止することが出来る。

これによって、ゲル１４の連通孔４２内部への流れ出しはなく、孔詰まりやコネクタ６内部付根へのゲル１４漏れも生じない。本実施例４によれば、容易かつ安価な製造方法により、樹脂ケース４１本体内部７に回路基板９を保護するためのゲル１４が外部に流れ出すことのない高信頼性の電子制御装置１４１を実現することが出来る。また、本実施例４では、特に、連通孔を形成するのに、開口孔形成ピン４２ａａｂｂ単独の動作で可能であり、他の開口孔形成ピンとの連動動作が無いため、金型構造も容易で、金型設計の自由度向上が図れる。また、他の実施例と同様に、インサート部材のコスト分や成形作業でインサート部材を金型へセットする作業時間も生じない。また、二次加工作業で発生する作業費や接着剤の材料費、更に接着剤を硬化させる硬化時間やこれら工程を行うための設備費等も発生せず、大幅なコスト低減が図れる。

本発明は、自動車分野における流入空気量を測定するエアフローセンサや空気量調整するスロットルポジションセンサ、アクセル開度を調整するアクセル開度センサ、これらセンサを一連に制御構成するための各種センサなどに利用できる。また、同様に課題を持つ如何なる機器にも適用できる。

本発明の実施例１による電子制御装置における連通孔付き樹脂ケース本体の回路基板搭載後の要部断面図。 図１における樹脂ケース本体の全体正面図。 図２における樹脂ケース本体のＡ-Ａ断面図。 図３における開口孔形成ピンの配置を示す断面図。 図４における開口孔形成ピンの組み合わせ断面図。 図５におけるモールド金型内の樹脂充填前の断面図。 図６におけるモールド金型内の樹脂充填時の断面図。 図７におけるモールド金型内の樹脂硬化時の断面図。 図８におけるモールド金型からの開口孔形成ピン引き抜き時の断面図。 図９におけるＰ部拡大図。 図１０における開口孔への予熱樹脂材の押し込み動作時の断面図。 図１１の動作後の樹脂硬化時断面図。 図１２の動作後の開口孔形成ピン抜き取り動作時断面図。 図１３の動作後のさらなる開口孔形成ピン抜き取り動作時断面図。 本発明の実施例２による電子制御装置における連通孔付き樹脂ケース本体の回路基板搭載後の要部断面図。 図１５における樹脂ケース本体の全体正面図。 図１６における樹脂ケース本体のＢ-Ｂ断面図。 図１７における開口孔形成ピンの配置を示す断面図。 図１８における開口孔形成ピンの組み合わせを示す断面図。 図１９におけるモールド金型への樹脂充填前の断面図。 図２０におけるモールド金型内の樹脂充填時の断面図。 図２１におけるモールド金型内の樹脂硬化時の断面図。 図２２におけるモールド金型からの開口孔形成ピン引き抜き動作断面図。 図２３におけるＱ部拡大図。 図２４における開口孔への予熱樹脂材の押し込み動作時の断面図。 図２５の動作後の樹脂硬化時断面図。 図２６の動作後の開口孔形成ピン抜き取り動作時断面図。 図２７の動作後のさらなる開口孔形成ピン抜き取り動作時断面図。 本発明の実施例３による電子制御装置における連通孔付き樹脂ケース本体の回路基板搭載後の要部断面図。 図２９に図示の樹脂ケース本体の断面図。 図３０の樹脂ケース本体のモールド金型における樹脂充填前断面図。 図３１のモールド金型における樹脂充填時Ｓ部拡大断面図。 図３２のモールド金型における樹脂硬化時断面図。 図３３のモールド金型における開口孔形成ピン動作時断面図。 図３４のモールド金型における開口孔形成ピン動作時断面図。 図３５のモールド金型における開口孔形成ピン動作時断面図。 図３６のモールド金型における樹脂硬化時断面図。 図３７のモールド金型における製品突き出し動作時断面図。 本発明の実施例４による電子制御装置における連通孔付き樹脂ケース本体の回路基板搭載後の要部断面図。 図３９に図示の樹脂ケース本体の断面図。 図４０の樹脂ケース本体のモールド金型における樹脂充填前断面図。 図４１のモールド金型における樹脂充填時断面図。 図４２のモールド金型における開口孔形成ピン動作時断面図。 図４３の動作後の開口孔形成ピン抜き取り動作時断面図。 図４４の動作後のさらなる開口孔形成ピン抜き取り動作時断面図。

符号の説明

１,２１,３１,４１…樹脂ケース、２,２ａ,２ｂ,２ｃ,２２,２２ａ,２２ｂ,２２ｃ,３２,３２ａ,３２ｂ,３２ｃ,４２,４２ａｂ,４２ｃ…連通孔、２ａａ,２ｂｂ,２ｃｃ,２２ａａ,２２ｂｂ,２２ｃｃ,３２ａａ,３２ｂｂ,３２ｃｃ,４２ａａｂｂ,４２ｃｃ…開口孔形成ピン、２ａａ',２ｂｂ',２ｂｂ'',２２ａａ',２２ｂｂ',２２ｂｂ'',３２ｂｂ',３２ｃｃ',３３',４２ａａｂｂ'…ピン動作、３,８…端子、４,１１…ベース、５,５ａ,５ｂ…樹脂、６…コネクタ、７…樹脂ケース内部、９…回路基板、１０…電子部品、１２ａ,１２ｂ，１６…接着剤、１３…アルミワイヤ、１４…ゲル、１４ａ…ゲル上面高さ、１５…カバー、１７,２７,３７,４７…キャビティ、１８,３８…ヒータ、１９…製品突き出し、３３…押し込みピンガイド、３４…押し込みピン、３９…樹脂溜部、４９…突き出し通路、１０１,１２１,１３１,１４１…電子制御装置、Ｒａ,Ｒｂ…湾曲半径。

Claims (11)

1. 内部に回路基板を搭載した樹脂ケースと、この樹脂ケースの樹脂中実部内に２ヶ所の屈曲部を持って連通し、外部の２方向へ間隔を置いた開口を持った連通孔を備えた電子制御装置において、２つの前記屈曲部間を連通する連通路の一端を延長して樹脂ケースの外部に開口させ、この開口近傍の樹脂を予熱して開口部に押し込み、当該開口部を塞いで成型された樹脂ケースを備えたことを特徴とする電子制御装置。
2. 請求項１において、２つの前記開口は、前記樹脂ケースからほぼ同一方向に間隔を置いた開口であることを特徴とする電子制御装置。
3. 請求項１または２において、前記連通路は、円弧状に湾曲していることを特徴とする電子制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、予熱樹脂材の押し込みに伴い、前記連通路の一端と１つの開口孔の連結部が段付きとなっていることを特徴とする電子制御装置。
5. 内部に回路基板を搭載した樹脂ケースと、この樹脂ケースから間隔を置いた２つの開口を持ち、内部で連通した連通孔を備えた電子制御装置であって、前記連通孔は、２つの前記開口にそれぞれ連なる２つの開口孔を備え、これら２つの開口孔の深部を連結して形成され、少なくとも一方の前記開口孔は、円弧状に湾曲した円弧状開口孔であることを特徴とする電子制御装置。
6. 内部に回路基板を搭載した樹脂ケースと、この樹脂ケースの樹脂中実部内に２ヶ所の屈曲部を持って連通し、外部の２方向へ間隔を置いた２つの開口を持った連通孔を備えた電子制御装置の製造方法において、２つの前記屈曲部間を連通する連通路の一端を延長して樹脂ケースの外部に開口させて開口孔を形成するステップと、この開口部近傍の樹脂を予熱して前記開口部へ押し込み、当該開口部を塞ぐステップとを備えたことを特徴とする電子制御装置の製造方法。
7. 請求項６において、２つの開口孔をそれぞれ形成する第１，第２の開口孔形成ピンと、前記連通路の一端を延長して樹脂ケースの外部に開口させた開口孔を形成する第３の開口孔形成ピンとをモールド型内に配置して、溶融樹脂材を流し込むステップと、前記連通路の延長開口部の近傍における樹脂材を予熱しながら、前記第３の開口孔形成ピンを抜き取るステップと、前記第１または第２の開口孔形成ピンの一方の先端部により、前記予熱した樹脂材を前記連通路の延長部に押し込み、その開口部を塞ぐステップと、溶融樹脂材を冷却するステップと、前記第１，第２の開口孔形成ピンを抜き取るステップと、前記樹脂材の固化後に、前記モールド型から樹脂ケースを取り出すステップを備えたことを特徴とする電子制御装置の製造方法。
8. 請求項７において、少なくとも１つの前記開口孔形成ピンは、円弧状に湾曲しており、これらの開口孔形成ピンを抜き取るステップは、その円弧の延長方向に抜き取るステップであることを特徴とする電子制御装置の製造方法。
9. 請求項７または８において、前記開口部を塞ぐステップは、この開口部に先端が当接する第１または第２の前記開口孔形成ピンの先端に、予め、段差を形成するステップと、この段差を利用して、予熱した樹脂材を前記連通路の延長部に押し込むステップとを含むことを特徴とする電子制御装置の製造方法。
10. 請求項６において、前記連通路の前記開口の周囲に予め樹脂溜部を形成するステップと、この樹脂溜部を予熱するステップと、前記連通路の開口孔形成ピンを抜き取った後に、予熱した前記樹脂溜部の樹脂を前記連通路の開口部に押し込んで当該開口を塞ぐステップを備えたことを特徴とする電子制御装置の製造方法。
11. 内部に回路基板を搭載した樹脂ケースと、この樹脂ケースから間隔を置いた２つの開口を持ち、内部で連通した連通孔を備えた電子制御装置の製造方法であって、２つの前記開口に連なる２つの開口孔をそれぞれ形成する第１，第２の開口孔形成ピンのうち少なくとも一方を円弧状に湾曲させ、これら２つの前記開口孔形成ピンの先端部同士を連結してモールド型内に配置して溶融樹脂材を流し込むステップと、溶融樹脂材を冷却するステップと、前記第１，第２の開口孔形成ピンを抜き取るステップとを備えたことを特徴とする電子制御装置の製造方法。

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