JP2018067580A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封入材料の流れを良好にしつつ剛性を高めることができる収納ケースを備える電子制御装置を提供する。
【解決手段】コネクター１１Ｌ、１１Ｒの一部が突出した状態で回路基板を収納する収納ケース２０と、回路基板が収納された状態で収納ケース２０内に封入される封入材料３０とを備える電子制御装置１０であり、収納ケース２０は、樹脂成形品であって、内表面は平坦面であり、外表面に凹部３２が複数個規則的に配列されている。
【効果】成形用金型に設けられ規則的に配列された凸部で、樹脂材料の流れを制御する。この制御により、隅々まで樹脂材料を充填することができる。本発明では、樹脂材料の均等な充填が図れるため、樹脂材料の流れを制御しない従来に比較して、剛性を高めることができる。加えて、収納ケースは、内表面が平坦面であるため、封入材料の流れは良好となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両、特に二輪車に搭載され、エンジンの制御を行う電子制御装置に関する。

回路基板に対する防水や防塵を図ることができ、回路基板を健全な状態に保つことができるため、回路基板は収納ケースに収納される。収納ケースを含む電子制御装置は各種の形態のものが実用化されてきた（例えば、特許文献１（図１）参照）。

特許文献１の図１に示されるように、電子制御装置（１０）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）は、回路基板（３０）と、封筒状の収納ケース（４０）と、封入材料（特許文献１図３、符号（６０））とからなる。

回路基板（３０）は、収納ケース（４０）の開放部（４１）から挿入される。
封入材料は、流動性に富む樹脂であり、回路基板（３０）が収納ケース（４０）に挿入された後に、開放部（４１）から収納ケース（４０）内に充填され、硬化される。硬化した封入材料で回路基板（３０）が水や塵から保護される。

近年、アイドリングストップ（車両停止時に自動でエンジンを停止し、発進時に自動的にエンジンを始動すること）やランプのＬＥＤ（発光ダイオード）化などにより、回路が複雑化し、実装される電子部品が大型化するようになってきた。結果、電子制御装置（１０）が大型になる。
収納ケース（４０）が大型になると、封入材料を流動状態で充填し、硬化する間の熱変化により、変形が目立つようになる。特に、開口状の開放部（４１）は変形が顕著になる。

収納ケースの剛性向上が求められる。剛性向上対策の一つとして、従来から補強リブを設けることが知られている（例えば、特許文献２（図２）参照）。
特許文献２の図２に示されるように、上側ケース（３ｂ）（括弧付き数字は、特許文献２に記載された符号を示す。以下同様）は、その内面に、格子状の補強リブ（８）を備えている。この補強リブ（８）を備えていることにより、上側ケース（３ｂ）の曲げ剛性や撓み剛性が高まる。

しかし、封入材料を充填することを考えると、補強リブ（８）は、充填を阻害する。すなわち、補強リブ（８）が無い場合には、流動状態の封入材料は、上側ケース（３ｂ）の内面に沿って円滑に流れる。対して、補強リブ（８）がある場合には、流動状態の封入材料の流れが補強リブ（８）で乱され、充填不良が発生し易くなる。特に、補強リブ（８）の際（きわ）に封入材料が入りにくくなり、空洞ができやすくなる。結果、充填不良等の成形不良が発生する。

大型の電子制御装置が要求される中、封入材料の流れを良好にしつつ剛性を高めることができる収納ケースが求められる。

特開２０１５−４７９３１号公報 特開２０１２−６４８７４号公報

本発明は、封入材料の流れを良好にしつつ剛性を高めることができる収納ケースを備える電子制御装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、コネクターが取付けられると共に電子部品が実装されている回路基板と、前記コネクターの一部が突出した状態で前記回路基板を収納する収納ケースと、前記回路基板が収納された状態で前記収納ケース内に封入される封入材料と、を備えている電子制御装置であって、
前記収納ケースは、樹脂成形品であって、内表面は平坦面であり、外表面に前記内表面に向かって窪む凹部が複数個規則的に配列されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、収納ケースは、射出成形品であって、ゲート跡が背面に残っており、凹部はゲートから射出された樹脂材料が分流されたことで形成されるへさき状部を有していることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、収納ケースは、コネクターが突出する正面と、この正面に対面する背面と、この背面と正面とを繋ぐ左右の側面と、正面、背面、左右の側面で囲われる上面及び底面とからなる６面を有し、
凹部は、上面と底面の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、樹脂材料は、樹脂にガラスの短繊維が混ぜられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、収納ケースは、樹脂成形品であって、内表面は平坦面であり、外表面に内表面に向かって窪む凹部が複数個規則的に配列されている。
凹部は、成形用金型に設けられる凸部で形成される。成形用金型に設けられ規則的に配列された凸部で、樹脂材料の流れを制御する。この制御により、隅々まで樹脂材料を充填することができる。本発明では、樹脂材料の均等な充填が図れるため、樹脂材料の流れを制御しない従来技術に比較して、剛性を高めることができる。

加えて、後工程で実施する封入工程において、収納ケースの内表面が平坦面であるため、封入材料の流れが円滑になる。
結果、本発明によれば、封入材料の流れを良好にしつつ収納ケースの剛性を高めることができる技術が提供される。

請求項２に係る発明では、収納ケースは、射出成形品であって、ゲート跡が背面に残っており、凹部はゲートから射出された樹脂材料が分流されたことで形成されるへさき状部を有している。
凹部に形成されるへさき状部は、成形用金型側の凸部に設けられるへさき部で形成される。凸部側のへさき部で、樹脂材料の分流を円滑に行い、樹脂材料の流れをより好ましく制御することができる。

請求項３に係る発明では、凹部は、収納ケースの上面と底面の少なくとも一方に設けられている。
凸部は、収納ケースの上面と底面の両方に設ける場合と、収納ケースの上面のみに設ける場合と、収納ケースの底面のみに設ける場合の三通の何れであってもよい。

上面と底面の両方に設ける場合は、収納ケースの全体的な剛性を高めることができる。
上面のみに設ける場合は、上面の剛性を高めることができるため、上面の変形を少なくすることができる。
底面のみに設ける場合は、上面の上表面が平坦になり、外観性が高まる。

請求項４に係る発明では、樹脂材料は、樹脂にガラスの短繊維が混ぜられている。
ガラスの短繊維は強化材料である。短繊維は樹脂材料の流れに沿って延びる。短繊維の配向が制御されるため、剛性を更に高めることができる。

本発明に係る電子制御装置の分解斜視図である。 電子制御装置の外観図であり、（ａ）は上面を見た図、（ｂ）は底面を見た図である。 成形用金型の模式図である。 ガラスの短繊維の配向を説明する斜視図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示すように、電子制御装置１０は、コネクター１１Ｌ、１１Ｒ（Ｌは左を示す添え字であり、Ｒは右を示す添え字である。以下同じ）が取付けられると共に電子部品１２、１３が実装されている回路基板１４と、コネクター１１Ｌ、１１Ｒの一部が突出した状態で回路基板１４を収納する収納ケース２０と、回路基板１４が収納された状態で収納ケース２０内に封入される封入材料３０とを備えている。封入材料３０は便宜的に小判形状として描いたが、不定形材料であるため、この形状にとらわれるものではない。また、回路基板１４上に構成される回路は省略した。そして、コネクター１１Ｌ、１１Ｒ及び電子部品１２、１３の数や形状は実施例に限定されるものではない。

回路基板１４は、例えば、銅箔付きガラスエポキシ樹脂板１５と、この樹脂板１５の上面に実装された電子部品１２、１３と、樹脂板１５の一端に取付けられたコネクター１１Ｌ、１１Ｒとからなる。

収納ケース２０は、封筒形状を呈し、コネクター１１Ｌ、１１Ｒが貫通する開口状の正面２１と、この正面２１に対面する背面２２と、この背面２２と正面２１とを繋ぐ左右の側面２３Ｌ、２３Ｒと、正面２１、背面２２、左右の側面２３Ｌ、２３Ｒで囲われる上面２４及び底面２５とからなる６面を有する。左右の側面２３Ｌ、２３Ｒに各々ステー２６Ｌ、２６Ｒを備えている。ステー２６Ｌ、２６Ｒを介して電子制御装置１０を車体に締結することができる。

背面２２にゲート跡２７、２７が残っている。
左右の側面２３Ｌ、２３Ｒの内面にガラスエポキシ樹脂板１５を出し入れすることができる溝２３ａ、２３ａが設けられている。

収納ケース２０に、引き出しを閉じる要領で、回路基板１４を収納する。次に、開口状の正面２１から、ポッティング用樹脂と呼ばれる封入材料３０を封入する。封入材料３０で回路基板１４が囲われるため、周囲の水や塵が電子部品１２、１３や回路に到達する心配はない。

電子制御装置１０の外観を、図２で説明する。
図２（ａ）では、主として収納ケース２０の上面２４が見える。この上面２４は上表面が平坦である。
図２（ｂ）では、主として収納ケース２０の底面２５が見える。この底面２５は、上表面に複数（この例では７個）の凹部３２が規則的に配列されている。

このような外観を呈する収納ケース２０の成形方法を、図３に基づいて説明する。
図３は成形用金型の一例を示す図である。
図３（ａ）に示すように、成形用金型４０は、例えば、中子に相当し矢印（１）のように移動させることができるスライド型４１と、このスライド型４１を挟むようにして上下に配置される上型４２及び下型４３とからなる。

スライド型４１、上型４２及び下型４３により、この断面図においては、背面用キャビティ４４と、上面用キャビティ４５と底面用キャビティ４６が構成される。
上型４２は矢印（２）のように、下型４３に対して移動される。

下型４３は、底面用キャビティ４６の厚さの半分程度まで上型４２に向かって突出する複数の凸部５０を備えている。これらの凸部５０は、図２（ｂ）で説明した凹部３２を形成するための突起である。
また、この例では、下型４３に、ゲート４７を有し、このゲート４７は背面用キャビティ４４に開口している。なお、成形用金型４０の構造は適宜変更可能であり、例えば、ゲート４７を上型４２に設けることもできる。

図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ矢視図であり、凸部５０が規則的に配列されている。背面２２に平行な軸をｘ軸、このｘ軸に直交する軸をｙ軸と呼ぶことにする。
この例では、凸部５０は、２本の対角線を描くことができる正方形（四角柱）を基本とする。２本の対角線のうち、１本がｘ軸と平行で、他の１本がｙ軸と平行になるように正方形（四角柱）は配置されている。

左右のゲート４７、４７から見て、左右対称に、略三角柱状の凸部５１Ｌ、５１Ｒが配置され、その奥の中央に四角柱状の凸部５２が配置され、中央の左右に略三角柱状の凸部５３Ｌ、５３Ｒが配置され、その奥に（正面２１近傍）に略三角柱状の凸部５４Ｌ、５４Ｒが配置される。このような配置は、千鳥配置（ある列の凸部と凸部の間に、隣の凸部が配置される様式）と呼ばれる。このように、複数の凸部５０は、ゲート４７から見て左右対称に規則的に配列されている。

そして、四角柱状の凸部５２の４個のコーナーの少なくとも１個が樹脂材料を分けるへさき部（舳先部）５５となる。略三角柱状の凸部５１Ｌ、５１Ｒ、５３Ｌ、５３Ｒ、５４Ｌ、５４Ｒもコーナーの少なくとも１個が樹脂材料を分けるへさき部（舳先部）５５となる。

ゲート４７、４７から射出された樹脂材料は、矢印（３）のように、概ね斜め（ｘ軸及びｙ軸に対して斜め）に流れた後、矢印（４）、（５）、（６）のように分流する。これらの矢印（４）、（５）、（６）は斜めの流れとなる。内、矢印（４）と矢印（５）の流れは、凸部５４Ｌを回り込み、正面２１側の縁が形成される。

凸部５０が設けられていない場合には、ゲート４７、４７から射出された樹脂材料は流れやすい方向へ不規則に流れる。不規則な流れは、樹脂材料の充填密度が部位によってばらつく心配がある。充填密度が小さい部位は強度が小さくなる。
対して、凸部５０を設けた本発明では、樹脂材料の流れが制御される。流れが規則的になるため、樹脂材料の充填密度が均等になる。均等になることで、成形品の品質が向上し、強度が保たれる。

ゲート４７から射出された樹脂材料が硬化した後に、ゲートカッターで余分な材料が切除される。ゲート４７近傍において、樹脂成形品（収納ケース２０）にゲート跡（図１、符号２７、２７）が残る。

図３（ｂ）の凸部５０及びへさき部５５によって形成されるため、図２（ｂ）に示す凹部３２には、樹脂材料が分流されたことで形成されるへさき状部３３が形成される。
図３（ｂ）の凸部５０が別の形状、例えば六角柱状とされても、六角柱のコーナーの少なくとも１つがへさき部５５となり、凹部３２にさき状部３３が形成される。よって、凹部３２の形状に拘わらず、凹部３２は少なくとも１つのへさき状部３３を有する。

樹脂材料は、樹脂のみの他、樹脂にガラス繊維を混合してもよい。ガラス繊維は補強作用を発揮する。ガラス繊維は短繊維と長繊維とがあるが、短繊維を採用する。
ガラスの短繊維は、径が数μｍで長さが数百μｍであって、十分に小さいため、射出機で樹脂と混練し、樹脂に混ぜた状態でノズルから射出される。

図４は収納ケース２０の底面２５において、ガラスの短繊維５５の配向の形態を説明する図である。
ガラスの短繊維５５は外表面には現れないが、説明を平易にするために、強調して図示した。また、ガラスの短繊維５５は、絡まり易く、玉状になり易いが、図４では説明を平易にするために、直線で示した。

図４に示すように、凹部３２の底の部分は、樹脂材料の流れが制御されないため、ガラスの短繊維５５の向きは不規則となる。対して、隣り合う凹部３２と凹部３２の間は、図３（ｂ）の矢印（３）〜（６）の流れによって、ガラスの短繊維５５は、斜めに配向される。斜めに配向されると、ｘ軸、ｙ軸のどちらに沿った力に対しても十分に大きな剛性が発揮れる。結果、底面２５の強度は大きくなる。

また、収納ケース２０の正面２１近傍では、図３（ｂ）の矢印（７）、（７）によって、ガラスの短繊維５５は、ｘ軸に沿って配向される。この配向により正面２１の開口が補強される。開口が補強されると、後工程で、封入材料（図１、符号３０）を開口から充填しても、開口が変形しにくくなる。すなわち、流動状態の封入材料が硬化するまでの温度変化を受けても、開口が変形しにくくなる。

本実施例では、図２（ａ）、（ｂ）で説明したように、収納ケース２０の上面２４には凹部３２を設けず、収納ケース２０の底面２５に凹部３２を設けた。
凹部３２は、車体取付面で隠される。上面２４は平坦であるため、外見性が良好となる。

二輪車、四輪車を問わずに電子制御装置１０が車体カバー内に収納される場合は、収納ケース２０の上面が外観面とならない。
そのため、凹部３２を底面２５と上面２４の両方に設けることは差し支えない。両方に設けることで、収納ケース２０の全体的な剛性を高めることができる。
また、凹部３２を上面２４のみに設けることも差し支えない。

なお、図２（ａ）で平坦状の上面２４を示したが、上面２４は、全体的に階段状になっていることは差し支えない。
図２（ｂ）で平坦状の底面２５を示したが、底面２５は、凹部３２を備えていれば良く、階段状になっていても差し支えない。

また、本発明の収納ケース２０は、封筒型の他、正面２１にも壁があり、この壁にコネクター１１Ｌ、１１Ｒが貫通又は突出するような容器であってもよい。収納ケース２０は射出成形時に一体である他、上半体と下半体とを個別に成形し、下半体に上下半体とを熱融解着やビスによって締結し一体化してもよい。

本発明は、車両に搭載される電子制御装置に好適である。

１０…電子制御装置、１１Ｌ、１１Ｒ…コネクター、１２、１３…電子部品、１４…回路基板、２０…収納ケース、２１…正面、２２…背面、２３Ｌ、２３Ｒ…側面、２４…上面、２５…底面、２７…ゲート跡、３０…封入材料、３２…凹部、３３…へさき状部、５７…ガラスの短繊維。

図４は収納ケース２０の底面２５において、ガラスの短繊維５７の配向の形態を説明する図である。
ガラスの短繊維５７は外表面には現れないが、説明を平易にするために、強調して図示した。また、ガラスの短繊維５７は、絡まり易く、玉状になり易いが、図４では説明を平易にするために、直線で示した。

図４に示すように、凹部３２の底の部分は、樹脂材料の流れが制御されないため、ガラスの短繊維５７の向きは不規則となる。対して、隣り合う凹部３２と凹部３２の間は、図３（ｂ）の矢印（３）〜（６）の流れによって、ガラスの短繊維５７は、斜めに配向される。斜めに配向されると、ｘ軸、ｙ軸のどちらに沿った力に対しても十分に大きな剛性が発揮される。結果、底面２５の強度は大きくなる。

また、収納ケース２０の正面２１近傍では、図３（ｂ）の矢印（７）、（７）によって、ガラスの短繊維５７は、ｘ軸に沿って配向される。この配向により正面２１の開口が補強される。開口が補強されると、後工程で、封入材料（図１、符号３０）を開口から充填しても、開口が変形しにくくなる。すなわち、流動状態の封入材料が硬化するまでの温度変化を受けても、開口が変形しにくくなる。

また、本発明の収納ケース２０は、封筒型の他、正面２１にも壁があり、この壁にコネクター１１Ｌ、１１Ｒが貫通又は突出するような容器であってもよい。収納ケース２０は射出成形時に一体である他、上半体と下半体とを個別に成形し、上下半体を熱融解着やビスによって締結し一体化してもよい。

１０…電子制御装置、１１Ｌ、１１Ｒ…コネクター、１２、１３…電子部品、１４…回路基板、２０…収納ケース、２１…正面、２２…背面、２３Ｌ、２３Ｒ…側面、２４…上面、２５…底面、２７…ゲート跡、３０…封入材料、３２…凹部、３３…へさき状部、４７…ゲート、５７…ガラスの短繊維。

Claims (4)

1. コネクターが取付けられると共に電子部品が実装されている回路基板と、前記コネクターの一部が突出した状態で前記回路基板を収納する収納ケースと、前記回路基板が収納された状態で前記収納ケース内に封入される封入材料と、を備えている電子制御装置であって、
   前記収納ケースは、樹脂成形品であって、内表面は平坦面であり、外表面に前記内表面に向かって窪む凹部が複数個規則的に配列されていることを特徴とする電子制御装置。
2. 前記収納ケースは、射出成形品であって、ゲート跡が前記背面に残っており、前記凹部は前記ゲートから射出された樹脂材料が分流されたことで形成されるへさき状部を有していることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
3. 前記収納ケースは、前記コネクターが突出する正面と、この正面に対面する背面と、この背面と前記正面とを繋ぐ左右の側面と、前記正面、背面、左右の側面で囲われる上面及び底面とからなる６面を有し、
   前記凹部は、前記上面と前記底面の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子制御装置。
4. 前記樹脂材料は、樹脂にガラスの短繊維が混ぜられていることを特徴とする請求項２記載の電子制御装置。

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