JP2011031696A - Control unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品が実装されたプリント基板をケースに収容して構成される制御ユニットに関する。 The present invention relates to a control unit configured by housing a printed circuit board on which electronic components are mounted in a case.
特許文献1には、放熱ケース、金属基板、絶縁基板、カバーからなる制御ユニットが開示され、該制御ユニットは、放熱カバーに対して前記金属基板及び絶縁基板をねじによって順次取り付け、次いで、カバーをねじによって放熱ケースに取り付けて組み立てられる。 Patent Document 1 discloses a control unit including a heat dissipation case, a metal substrate, an insulating substrate, and a cover. The control unit sequentially attaches the metal substrate and the insulating substrate to the heat dissipation cover with screws, and then attaches the cover. It is assembled by attaching to the heat dissipation case with screws.
ところで、上記のような制御ユニットにおいて、ケースとカバーとの間に接着剤を塗布して防水構造とする場合があり、従来では、接着剤の塗布領域を確保するために、放熱ケース側に設けた平面部とカバー側に設けた平面部との間に接着剤を塗布し、ケースとカバーとの間を前記接着剤で封止していた。 By the way, in the control unit as described above, an adhesive may be applied between the case and the cover to form a waterproof structure. Conventionally, in order to secure an adhesive application area, it is provided on the heat dissipation case side. The adhesive was applied between the flat part and the flat part provided on the cover side, and the case and the cover were sealed with the adhesive.
しかし、上記のように、平面部に接着剤を塗布して接合させる構成では、気泡の巻き込みが発生するなどして、接着強度を安定的に確保することが難しく、防水性が損なわれてしまう場合があった。 However, as described above, in the configuration in which the adhesive is applied to the flat portion and joined, bubbles are involved, and it is difficult to stably secure the adhesive strength, and the waterproofness is impaired. There was a case.
また、プリント基板に実装される電子部品の熱を、前記ケース及びカバーに対して効率良く伝熱させることができれば、高い放熱性を確保できるが、従来では、前記防水構造が放熱性の改善に充分に寄与していなかった。 Moreover, if heat of the electronic component mounted on the printed circuit board can be efficiently transferred to the case and the cover, high heat dissipation can be secured, but conventionally, the waterproof structure improves heat dissipation. It did not contribute enough.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、接着剤を用いてケースとカバーとの間を封止する制御ユニットにおいて、接着剤による接着強度を増大させ、また、接着剤によって放熱性を改善できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a control unit that seals between a case and a cover using an adhesive, the adhesive strength by the adhesive is increased, and heat dissipation is achieved by the adhesive. The purpose is to be able to improve.
そのため、本発明では、ケースの内周に形成された台状部の上面に、プリント基板の縁部を載せて支持すると共に、台状部の上面のプリント基板が載せられる部分よりも外側の部分と、カバーの周縁部とを近接対向させ、該対向部分に接着剤を塗布して封止する構成とし、更に、カバーの接着剤の塗布面に、カバーの端縁に沿って連なる凸部を形成した。 Therefore, in the present invention, the edge portion of the printed circuit board is placed on and supported by the upper surface of the base portion formed on the inner periphery of the case, and the portion outside the portion on which the printed circuit board is placed on the upper surface of the base portion And the peripheral edge of the cover close to each other, and an adhesive is applied to the facing portion to seal the cover, and a convex portion that continues along the edge of the cover is further formed on the adhesive application surface of the cover. Formed.
上記発明によると、ケースに対してカバーを取り付ける際に、接着剤の馴染み性が改善されて接着強度が増すことで、防水性を向上させることができ、また、接着剤がプリント基板の周縁側に押し込まれることで、プリント基板の熱が、接着剤を介してケース・カバーに伝わるようにでき、放熱性が改善される。 According to the above invention, when the cover is attached to the case, the familiarity of the adhesive is improved and the adhesive strength is increased, so that the waterproof property can be improved. As a result, the heat of the printed circuit board can be transmitted to the case cover through the adhesive, and the heat dissipation is improved.
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1及び図2は、本願発明に係る制御ユニットの基本構成を示す図であり、図1は、組み立て後の制御ユニットの斜視図、図2は分解斜視図である。
Embodiments of the present invention will be described below.
1 and 2 are views showing a basic configuration of a control unit according to the present invention, FIG. 1 is a perspective view of the control unit after assembly, and FIG. 2 is an exploded perspective view.
図に示す制御ユニット100は、例えば、車両のエンジンルーム内に配置され、自動変速機の制御などに用いられるものであり、シャント抵抗、電源IC、駆動ICなどの電子部品201が実装されると共に、コネクタ202を一体的に備えたプリント基板200と、該プリント基板200を収容するアルミダイカスト製のケース300と、ケース300の開口部を覆うアルミ板金製のカバー400とで構成される。
The
前記ケース300は、有底箱状に形成され、長手方向に沿った両側面には、取り付け位置への固定用ボルトを挿通させるための貫通穴301が形成された取り付け部302が、一体的に突出形成されている。
The
また、ケース300の長手方向の一方端には、前記プリント基板200のコネクタ202を収容するための凹状のコネクタ収容部303が形成され、更に、底部の外表面304には、呼吸穴に介装させるフィルタ(撥水フィルタ)305の取り付け部306、放熱フィン307などが一体的に形成されている。
In addition, a concave
一方、前記カバー400は、周縁に対して中央部が外側に向けて盛り上がった長方形皿状に形成され、4隅には前記ケース300への固定用の雄ねじを挿通させるための貫通穴401が形成される。
On the other hand, the
そして、前記カバー400は、ケース300の開口端の内側に嵌め込まれ、前記貫通穴401に挿通させた雄ねじを、前記貫通穴401に位置あわせして前記ケース300に設けられた雌ねじ部308に締め付けることで、ケース300に対してカバー400が固定される。
The
また、カバー400をケース300に固定したときに、前記プリント基板200の縁部が、前記ケース300とカバー400との間に挟み込まれることで、ケース300とカバー400とで構成される空間内にプリント基板200が固定されるようになっている。
Further, when the
図3は、プリント基板200が固定される前記ケース300の内側の形状を示す。
前記ケース300の開口端縁310よりも1段下がった台状部311が、前記コネクタ収容部303が形成される部分を除いて、開口端縁310の内周に沿って形成されている。
FIG. 3 shows an inner shape of the
A
前記プリント基板200の外形は、前記台状部311の立ち上がり面311aで囲まれる領域よりも大きく、かつ、開口端縁310の内周よりも小さく形成され、前記台状部311にプリント基板200の周縁部を載せることで、ケース300にプリント基板200が収容されるようになっている。
The outer shape of the printed
ケース300の4隅に相当する前記台状部311の上面部分には、前記プリント基板200を位置決めするための壁状部312がそれぞれ突出形成されており、図4に示すように、壁状部312で4隅が囲まれる領域にプリント基板200を載せると、プリント基板200の端面に平行な方向への動きが制限され、プリント基板200はケース300(台状部311)に対して位置決めされる。
Wall-
尚、前記壁状部312の前記台状部311の上面からの立ち上がり高さは、プリント基板200の厚さ以下に設定されている。
図5は、組み立て後の制御ユニット100の断面図であり、この図5に示すように、前記台状部311にプリント基板200を載せると、ケース300の深さ方向の中間付近にプリント基板200が支持される。
The rising height of the wall-
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
前記カバー400は、図5に示すように、前記台状部311に対向するようにして設けられる枠状のフランジ部402と、該フランジ部402の内周縁から所定高さHまで立ち上がって電子部品201の収容空間を形成する本体部403からなり、前記フランジ部402の4隅に前記貫通穴401が形成されている。
As shown in FIG. 5, the
前記プリント基板200を壁状部312で位置決めされる台状部311の上面に載せた状態で、カバー400を被せると、カバー400のフランジ部402の外周縁が前記ケース300の開口端縁310の内周に遊嵌され、フランジ部402がプリント基板200に当接した位置で、ねじによってカバー400をケース300に固定する。
When the printed
このとき、台状部311とフランジ部402との間に、プリント基板200が挟まれているため、カバー400をケース300に対して締め付け固定することで、プリント基板200がカバー400とケース300との間に挟み込まれて固定される。
At this time, since the printed
ここで、前記台状部311とフランジ部402とが、プリント基板200を介さずに隙間Sを挟んで対向する部分、換言すれば、台状部311のプリント基板200が載せられる部分よりも外側で、台状部311とフランジ部402とが近接して対向する部分に、接着剤BOを塗布し、前記隙間Sを前記接着剤BOで封止し、前記カバー400とケース300との隙間からプリント基板200が収容される空間内に水が浸入することを防止している。
Here, the part where the
尚、前記接着剤BOの種類は、ケース300及びカバー400の材質、シール性、使用環境など考慮して適宜選択すればよく、含有物質や硬化特性などは限定されないが、後述するように、接着剤BOを介した放熱を図る構成であるので、熱伝導性の高いもの(伝熱性接着剤:伝熱フィラーを添加した接着剤)を用いることが好ましい。
Note that the type of the adhesive BO may be appropriately selected in consideration of the material of the
前記接着剤BOを用いた防水構造の性能を向上させるために、前記カバー400に対して、山状凸部410及びL字状曲げ部411を形成させてある。
前記山状凸部410は、図6に示すように、前記フランジ部402の台状部311と対向する接着剤BOの塗布面であって、プリント基板200と当接しない位置に、カバー400の端縁(後述の解放端内周面315)に沿って連続的に形成されており、フランジ部402の幅方向の断面において台状部311に向けて凸となる山型に形成されている。
In order to improve the performance of the waterproof structure using the adhesive BO, a mountain-
As shown in FIG. 6, the mountain-
尚、山状凸部410の断面形状は、接着剤BOを押し広げやすく、また、空気の巻き込みの少ない形状とすることが好ましく、先端を尖った形状としたり、先端を平らな形状としたり、また、傾斜面を平らに形成したり、傾斜面を円弧状に形成してもよい。
Note that the cross-sectional shape of the mountain-shaped
また、前記L字状曲げ部411は、図2,図5,図6に示すように、カバー400のコネクタ202が設けられる1辺を除く3辺それぞれに、カバー400の端縁を、外側に向けてL字状に折り曲げて形成され、L字状曲げ部411は、ケース300の台状部311から開口端縁310に向けて立ち上がる解放端内周面315と隙間SSを介して平行に対向し、L字状曲げ部411の先端411aは、開口端縁310よりも低くなるように設定されている。
In addition, as shown in FIGS. 2, 5 and 6, the L-shaped
ここで、前記山状凸部410及びL字状曲げ部411の作用・効果を説明する。
前記接着剤BOは、台状部311にプリント基板200を載せた状態で、プリント基板200(壁状部312)よりも外側の台状部311上に塗布され、その後、カバー400のケース300に対する取り付けが行われる。
Here, the operation and effect of the mountain-shaped
The adhesive BO is applied on the
前記カバー400のケース300に対する取り付け作業において、カバー400がケース300に近づくに従って、前記フランジ部402の山状凸部410が、台状部311上に塗布されている接着剤BOを押し潰し、更に、山状凸部410が連なる方向の両側に向けて接着剤BOを押し分けるように作用する。
In the operation of attaching the
従って、接着剤BOの塗布時に接着剤BO中に気泡が混じっていても、前記山状凸部410の押し潰し動作が、気泡を両脇に向けて押し出すように作用し、気泡が残ったままで接着されてしまうことを抑制できる。これにより、プリント基板200とカバー400及びケース300との接着部(図6の接着剤BOのハッチング部)における気泡(空気層)を可及的に排除し、プリント基板200に実装された電子部品201の熱を、気泡を介さず密に充填された接着剤BOを介して放熱させることができ、放熱効率が向上する。
Therefore, even if air bubbles are mixed in the adhesive BO at the time of applying the adhesive BO, the crushing operation of the mountain-shaped
このように、フランジ部402に山状凸部410を設けることで、接着剤BOの馴染み性の改善が図られ、ケース300とカバー400との間の接着剤BOによる封止性能、引いては、防水性能更には放熱効率が高まる。
Thus, by providing the
また、前記山状凸部410によってケース300の周縁に向けて押し出される接着剤BOは、前記L字状曲げ部411と解放端内周面315との隙間SSに入り込み、前記L字状曲げ部411と解放端内周面315との間も接着剤BOで封止されることになる。
Further, the adhesive BO pushed out toward the periphery of the
このため、台状部311とフランジ部402とが近接して対向する部分に連続して、L字状曲げ部411と解放端内周面315との間も接着剤BOで封止され、封止距離(外部から接着剤BOの塗布部分を経由してプリント基板200の収容空間に至る最小距離)が長くなり、これによっても、ケース300とカバー400との間の接着剤BOによる封止性能、引いては、防水性能を高めることができる。
For this reason, the space between the L-shaped
また、板金製のカバー400に前記L字状曲げ部411を設ければ、L字状曲げ部411を設けた部分の剛性が増し、特に、曲げモーメントが大きくなるカバー400の長手方向に沿った両側に前記L字状曲げ部411を形成すれば、長手方向での剛性が増し、板厚を厚くすることなく、必要充分な剛性を備えるようにできる。但し、前記L字状曲げ部411は、放熱構造上は必須ではなく、単純な切断形状等でも放熱効果は発揮される。
Further, if the L-shaped
更に、前記山状凸部410による接着剤BOの押し潰しによって、接着剤BOはプリント基板200側にも押し込まれ、カバー400のフランジ部402とプリント基板200との隙間や、プリント基板200とケース300の台状部311との隙間にも入り込むことになる。
Further, the adhesive BO is pushed into the printed
プリント基板200は、カバー400のフランジ部402とケース300の台状部311との間に挟み込まれることで、フランジ部402及び台状部311に密着し、該密着部分を介してプリント基板200の熱がカバー400やケース300に伝達される。
The printed
ここで、プリント基板200の変形・撓みなどによって、フランジ部402や台状部311との間に隙間が生じる場合があるが、接着剤BOを山状凸部410のプリント基板200側の傾斜面によってプリント基板200側に押し込むようにすれば、前記隙間に接着剤BOを充填させることができる。
Here, there is a case where a gap is generated between the
これにより、カバー400のフランジ部402とプリント基板200とが接着剤BOを介して密着し、また、プリント基板200とケース300の台状部311とが接着剤BOを介して密着し、プリント基板200から、ケース300及びカバー400に対する伝熱性が改善され、プリント基板200に実装される電子部品201の熱を、ケース300及びカバー400を介して効率良く放熱させることができる。
Accordingly, the
尚、プリント基板200をケース300に接地させる場合、前記壁状部312の内側でプリント基板200の角部が台状部311に載せられる部分を接地部位とすれば、山状凸部410によって押し出される接着剤BOの流れが、前記壁状部312で遮られ、接地部分に接着剤BOが入り込むことを抑制でき、接地性能を確保することができる。本実施形態では、プリント基板200の角部を接地部位としたが、これに限られず、他の部位でも同様な効果が得られる。
When the printed
また、プリント基板200の角部は、カバー400のフランジ部402の2辺、更に、ケース300の台状部311の2辺で挟まれた領域となり、他の領域に比べて放熱性能が高くなるので、電子部品201の中で専用の放熱手段を備えず、かつ、発生熱量の多い部品を、プリント基板200の角部に配置すれば、プリント基板200全体の放熱を効率良く行える。
Further, the corner portion of the printed
また、図7に示すように、カバー400のフランジ部402とケース300の台状部311との間に挟み込まれる、プリント基板200の周縁部に、複数の放熱用のスルーホール210を形成し、このスルーホール210に対して熱伝導物質を充填しておけば、プリント基板200の表裏に温度差がある場合、前記スルーホール210を介して熱を伝導させ、プリント基板200の表裏における温度差の抑制を図ることができる。また、プリント基板200が多層の場合、内層に伝達された熱を前記スルーホール210によってカバー400及びケース300に放熱できる。
Further, as shown in FIG. 7, a plurality of through
尚、前記スルーホール210に充填させる熱伝導物質としては、半田、グリス、接着剤BOなどを用いることができる。
更に、プリント基板200とケース300の台状部311との隙間に対する接着剤BOの充填を、より積極的に行わせるために、台状部311に凹部を設けるようにすることができる。尚、プリント基板200の端部は、電子部品の搭載不可能なエリアであり、放熱エリアとして有効活用が可能である。
Note that solder, grease, adhesive BO, or the like can be used as the heat conductive material to fill the through
Further, in order to more positively fill the adhesive BO into the gap between the printed
図8は、台状部311のプリント基板200が載せられる部分を、ケース300の長手方向と平行に断面した図であり、ケース300の長手方向の両端では、前記台状部311は、プリント基板200を支持する基準高さに形成されるが、両端から中央部に近づくに従って台状部311の高さを減じることで、両端から中央部に近づくに従って深さを増す円弧状に凹む凹部321を形成してある。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a portion of the
前記凹部321の中央の最も深い部分には、その底面からプリント基板200を支える支柱332を突出形成させてある。
前記支柱332の上面の高さは、ケース300の長手方向の両端における前記台状部311の高さと同じか、僅かに低い高さに設定され、プリント基板200の長手方向の中央をケース300側に押し付ける力(図8の矢印α方向の力)が加わった場合に、前記支柱332がプリント基板200を支え、プリント基板200に大きな撓みが発生しないようにしてある。
A support column 332 that supports the printed
The height of the upper surface of the support column 332 is set to be the same as or slightly lower than the height of the
図9は、前記図8のA−A断面図であり、前記凹部321の幅Wは、台状部311の立ち上がり面311aからプリント基板200の端面を超えるように、換言すれば、台状部311とプリント基板200とが対向する幅以上に設定されている。
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 8, and the width W of the
上記のような凹部321を形成してあれば、接着剤BOがカバー400の取り付け時に前記山状凸部410によって押し潰され、プリント基板200側に向けて押されたときに、凹部321によって形成されるプリント基板200と台状部311との間の隙間に入り込む。
If the
即ち、前記凹部321を備えない場合は、プリント基板200の変形・撓みなどによって不定に発生する隙間に接着剤BOが入り込むことになるが、上記のように凹部321を形成してプリント基板200と台状部311との間に所定の隙間が形成されるようにしてあれば、接着剤BOを一定してプリント基板200と台状部311との間に入り込ませることができ、プリント基板200と台状部311との間に接着剤BOの層を形成することができる。
That is, when the
これにより、プリント基板200から接着剤BOに伝達された熱を、接着剤BOの層から直接的に放熱させることが可能となり、更に、接着剤BOからケース300に伝熱させることで、制御ユニット100の放熱性能をより改善できる。
As a result, the heat transferred from the printed
特に、図9に示すように、前記凹部321とスルーホール210とを組み合わせれば、プリント基板200のカバー400側の面における熱を、スルーホール210を介してプリント基板200と台状部311との間の接着剤BOの層に伝達させ、接着剤BOの層及びケース300から放熱させることができ、これにより、プリント基板200の表裏に温度差が発生することを抑制し、かつ、プリント基板200の熱をより効率良く放熱させることができる。
In particular, as shown in FIG. 9, when the
尚、凹部321を円弧状に凹ませる形状に限定するものではなく、台形状、三角状等でも同様な作用・効果が得られ、また、複数の凹部321を並べて形成させてもよい。
また、凹部321の深さは、凹部321,カバー400,ケース300などの形状や、接着剤BOの熱伝導率,シール性,粘性等に応じて適宜設定するとよい。
It should be noted that the
In addition, the depth of the
100…制御ユニット、200…プリント基板、210…スルーホール、300…ケース、311…台状部、321…凹部、332…支柱、400…カバー、402…フランジ部、410…山状凸部、411…L字状曲げ部、BO…接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ケースの内周に形成された台状部の上面に、前記プリント基板の縁部を載せて支持し、前記台状部の上面の前記プリント基板が載せられる部分よりも外側の部分と、前記カバーの周縁部とを近接対向させ、該対向部分に接着剤を塗布して封止する構成とし、かつ、前記カバーの接着剤の塗布面に、前記カバーの端縁に沿って連なる凸部を形成したことを特徴とする制御ユニット。 A control unit comprising a printed circuit board on which electronic components are mounted, a case for housing the printed circuit board, and a cover for covering an opening of the case,
On the upper surface of the base portion formed on the inner periphery of the case, the edge portion of the printed circuit board is placed and supported, and the portion of the upper surface of the base portion that is outside the portion on which the printed circuit board is mounted; Protruding portions that are arranged close to the peripheral edge of the cover, and are sealed by applying an adhesive to the facing portion, and continuous along the edge of the cover on the adhesive application surface of the cover A control unit characterized by being formed.
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