JP2020155393A - コネクタ付きケース、コネクタ付きワイヤーハーネス、及びエンジンコントロールユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】コネクタ部とケースとの接合性に優れるコネクタ付きケース、コネクタ付きワイヤーハーネス、及びエンジンコントロールユニットを提供する。【解決手段】ケースと、前記ケースに固定されるコネクタ部とを備え、前記ケースは、貫通孔を有し、前記コネクタ部は、複数の端子を支持する中子部と、前記ケースにおける前記貫通孔の周囲の領域と前記中子部の一部とを一体に成形してなるフード部とを備え、更に、前記ケースと前記フード部との間に介在する接着層を備え、前記接着層の構成材料は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤である、コネクタ付きケース。【選択図】図3
Description
本発明は、コネクタ付きケース、コネクタ付きワイヤーハーネス、及びエンジンコントロールユニットに関する。
特許文献1は、車両のエンジンコントロールユニットとして、回路基板を収納する金属製の筐体と、シリコーン系の湿気硬化型接着剤によって筐体に固定されるコネクタとを備える構造を開示する。上記筐体は、側面開口部を有するケースと、ケースの上面開口部を覆うカバーとを備える。上記コネクタは、複数のピン状の端子と、上記端子を支持する樹脂製のハウジングとを備える。上記ハウジングの中間部は、上記側面開口部に配置された状態でケースとカバーとに挟まれる。その結果、上記ハウジングの一部が筐体内に配置され、残部が筐体外に配置される。上記コネクタには、ワイヤーハーネスが接続される。このワイヤーハーネスを介して、回路基板とエンジンに備えられる電子機器とが電気的に接続される。
ワイヤーハーネスを含めて、エンジンコントロールユニット(ECU)の小型化、軽量化が望まれている。
従来、燃料噴射の制御等を行うECUは、自動車のエンジンルームの隅といったエンジンから離れた位置に配置される。そのため、ECUとエンジンとを接続するワイヤーハーネスの長さが長い。上述の従来の構造のECUでは、ワイヤーハーネスを短くするために上記ECUをエンジン近くに配置すると、コネクタにクラックが生じることがあるとの知見を得た。クラックが生じることで、コネクタとケースとの接着状態が不安定になり得る。従って、ヒートサイクル、更には振動が加わるような使用環境であっても、コネクタとケースとが接合された状態を維持できることが望まれる。
そこで、本開示は、コネクタ部とケースとの接合性に優れるコネクタ付きケースを提供することを目的の一つとする。また、本開示は、コネクタ部とケースとの接合性に優れるコネクタ付きワイヤーハーネス、及びエンジンコントロールユニットを提供することを別の目的の一つとする。
本開示のコネクタ付きケースは、
ケースと、
前記ケースに固定されるコネクタ部とを備え、
前記ケースは、貫通孔を有し、
前記コネクタ部は、
複数の端子を支持する中子部と、
前記ケースにおける前記貫通孔の周囲の領域と前記中子部の一部とを一体に成形してなるフード部とを備え、
更に、前記ケースと前記フード部との間に介在する接着層を備え、
前記接着層の構成材料は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤である。
ケースと、
前記ケースに固定されるコネクタ部とを備え、
前記ケースは、貫通孔を有し、
前記コネクタ部は、
複数の端子を支持する中子部と、
前記ケースにおける前記貫通孔の周囲の領域と前記中子部の一部とを一体に成形してなるフード部とを備え、
更に、前記ケースと前記フード部との間に介在する接着層を備え、
前記接着層の構成材料は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤である。
本開示のコネクタ付きワイヤーハーネスは、
本開示のコネクタ付きケースと、
前記端子の端部に接続されるワイヤーハーネスとを備え、
前記ワイヤーハーネスの全長が800mm未満である。
本開示のコネクタ付きケースと、
前記端子の端部に接続されるワイヤーハーネスとを備え、
前記ワイヤーハーネスの全長が800mm未満である。
本開示のコネクタ付きエンジンコントロールユニットは、
本開示のコネクタ付きケース、又は本開示のコネクタ付きワイヤーハーネスと、
前記ケースに収納され、前記端子の一端に接続される回路基板とを備える。
本開示のコネクタ付きケース、又は本開示のコネクタ付きワイヤーハーネスと、
前記ケースに収納され、前記端子の一端に接続される回路基板とを備える。
本開示のコネクタ付きケース、本開示のコネクタ付きワイヤーハーネス、及び本開示のエンジンコントロールユニットは、コネクタ部とケースとの接合性に優れる。
[本開示の実施形態の説明]
最初に、本開示の実施態様を列記して説明する。
(1)本開示の一態様に係るコネクタ付きケースは、
ケースと、
前記ケースに固定されるコネクタ部とを備え、
前記ケースは、貫通孔を有し、
前記コネクタ部は、
複数の端子を支持する中子部と、
前記ケースにおける前記貫通孔の周囲の領域と前記中子部の一部とを一体に成形してなるフード部とを備え、
更に、前記ケースと前記フード部との間に介在する接着層を備え、
前記接着層の構成材料は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤である。
最初に、本開示の実施態様を列記して説明する。
(1)本開示の一態様に係るコネクタ付きケースは、
ケースと、
前記ケースに固定されるコネクタ部とを備え、
前記ケースは、貫通孔を有し、
前記コネクタ部は、
複数の端子を支持する中子部と、
前記ケースにおける前記貫通孔の周囲の領域と前記中子部の一部とを一体に成形してなるフード部とを備え、
更に、前記ケースと前記フード部との間に介在する接着層を備え、
前記接着層の構成材料は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤である。
上述の従来の構造のECUでは、コネクタのハウジングは、筐体のケースとは独立して製造される。また、上記従来のハウジングは、一度の射出成形で製造される。これに対し、本開示のコネクタ付きケースは、中子部とフード部という二つの部材を備える。そして、これら二つの部材が段階的に製造される。また、本開示のコネクタ付きケースでは、ケースは貫通孔を有し、フード部は、ケースにおける貫通孔近くの領域にケースに接して設けられると共に、貫通孔を経て中子部に一体化される。このような本開示のコネクタ付きケースは、上記従来の構造と全く異なる。
更に、本開示のコネクタ付きケースでは、フード部とケースとの間に介在される接着層の構成材料が非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含むという特定の接着剤である。
上述の特定の接着剤は、フード部の構成材料、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)といった熱可塑性樹脂との接合性に優れる。また、上記特定の接着剤は、金属との接合性に優れる。例えば、ケースがアルミニウム基合金のダイカスト材であって表面処理が施されていなくても、上記特定の接着剤はケースとの接合性に優れる。このような特定の接着剤からなる接着層を備える本開示のコネクタ付きケースは、ヒートサイクルが負荷される使用環境であっても、フード部とケースとの接合性に優れる(後述の試験例1参照)。また、本開示のコネクタ付きケースは、ヒートサイクル及び振動が繰り返し負荷される使用環境、例えばエンジンの直上といったエンジン近くに配置される場合でも、上記接着層によってフード部とケースとが剥離し難い。更に、本開示のコネクタ付きケースは、上記接着層によってシール性にも優れる(後述の試験例2参照)。
上述の特定の接着剤は、フード部を射出成形で製造する場合に射出成形時の圧力及び熱によって硬化可能である。そのため、上記特定の接着剤を用いれば、接着層を形成しつつ、接着層によって、フード部とケースとを接合することができる。このような本開示のコネクタ付きケースは、工程数を少なくでき、製造性にも優れる。
加えて、本開示のコネクタ付きケースがエンジン近く、例えばエンジンの直上に配置される場合、エンジンルームの隅等に配置される場合に比較して、コネクタ部に接続されるワイヤーハーネスの長さを短くすることができる。この理由は、代表的には、エンジンに備えられ、ワイヤーハーネスが接続される電子機器(例、燃料のインジェクタ用のコイル、点火プラグ等)は、エンジンの上部に配置されるからである。ワイヤーハーネスの短縮化によって、本開示のコネクタ付きケースは、ワイヤーハーネスを含めたエンジンコントロールユニットの小型化、軽量化に寄与する。本開示のコネクタ付きケースは、車載エンジンのコントロールユニットに利用される場合、車載部品の小型化、軽量化、ひいては燃費の向上に寄与する。
(2)本開示のコネクタ付きケースの一例として、
前記接着剤は、前記接着剤を100質量%として、前記アミノ系シランカップリング剤を0.5質量%以上2質量%以下含む形態が挙げられる。
前記接着剤は、前記接着剤を100質量%として、前記アミノ系シランカップリング剤を0.5質量%以上2質量%以下含む形態が挙げられる。
上記形態は、アミノ系シランカップリング剤を適切に含むため、フード部とケースとの接合性に優れる。
(3)本開示のコネクタ付きケースの一例として、
前記接着層の厚さが0.1mm以上0.5mm以下である形態が挙げられる。
前記接着層の厚さが0.1mm以上0.5mm以下である形態が挙げられる。
上記形態は、上述の特定の厚さを満たす接着層を備えるため、フード部とケースとの接合状態を良好に維持しつつ、接着層によるシール性にも優れる。
(4)本開示のコネクタ付きケースの一例として、
前記フード部の構成材料は、ポリブチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレートとを含む樹脂組成物である形態が挙げられる。
前記フード部の構成材料は、ポリブチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレートとを含む樹脂組成物である形態が挙げられる。
上述の特定の樹脂組成物からなるフード部は、上述の特定の接着剤からなる接着層との接着性に優れる。また、上記特定の樹脂組成物は靭性に優れる。そのため、フード部が反り難い。これらのことから、上記形態は、フード部とケースとの接合性により優れる。靭性に優れることで、上記フード部は、金属、例えばアルミニウム基合金に接して設けられて、ヒートサイクル、更には振動が繰り返し負荷される使用環境、例えばエンジンの直上といったエンジン近くに配置されても、クラックが生じ難い。従って、上記形態は、エンジンの直上といったエンジン近くに配置される場合に好適に利用できる。
(5)本開示のコネクタ付きケースの一例として、
前記ケースの表面における前記接着層の形成領域にチル層を備える形態が挙げられる。
前記ケースの表面における前記接着層の形成領域にチル層を備える形態が挙げられる。
表面にチル層を備えるケースは、製造過程でチル層を除去するための表面処理が施されていないといえる。上記表面処理の省略により、工程数を少なくでき、上記形態は、製造性に優れる。
(6)本開示のコネクタ付きケースの一例として、
前記ケースは、ダイカスト材である形態が挙げられる。
前記ケースは、ダイカスト材である形態が挙げられる。
上記形態に備えられるケースは、ダイカスト法を利用して容易に製造できる。ケースを製造し易い点で、上記形態は製造性により優れる。
(7)上記(6)のコネクタ付きケースの一例として、
前記ケースの構成材料は、アルミニウム基合金である形態が挙げられる。
前記ケースの構成材料は、アルミニウム基合金である形態が挙げられる。
上記形態は、ケースの構成材料が例えば鉄基合金等である場合に比較して軽量である。また、ケースが熱伝導性に優れる。そのため、接着層等に熱が籠り難い。その結果、ヒートサイクルに伴う接着層の熱変性等が低減される。従って、フード部とケースとの接合状態が良好に維持される。
(8)上記(7)のコネクタ付きケースの一例として、
前記アルミニウム基合金は、Siを1質量%以上30質量%以下含む形態が挙げられる。
前記アルミニウム基合金は、Siを1質量%以上30質量%以下含む形態が挙げられる。
Si(珪素)を含むアルミニウム基合金の熱膨張係数は、小さくなり易い。そのため、ケースの熱膨張係数と接着層の熱膨張係数との差が小さくなり易い。その結果、接着層における接着界面での破壊が抑制される。そのため、接着層とケースとが良好に接合される。このような上記形態は、フード部とケースとの接合性を高められる。また、上記形態に備えられるケースは、鋳造性に優れる。ケースを製造し易い点で、上記形態は製造性により優れる。更に、一般に、Siを含むアルミニウム基合金からなるダイカスト材の表面にはチル層が存在する。チル層を有するダイカスト材に樹脂を射出成形すると(インサート成形すると)、チル層がダイカスト材と樹脂成形体との密着を阻害する。これに対し、上記形態は、上述のようにチル層の除去といった表面処理をしなくても、接着層によってフード部とケースとを良好に接合できる。上記表面処理が不要なことからも、上記形態は製造性に優れる。
(9)本開示のコネクタ付きケースの一例として、
前記ケースは、エンジンへの取り付けに用いられる固定片を備える形態が挙げられる。
前記ケースは、エンジンへの取り付けに用いられる固定片を備える形態が挙げられる。
上記形態は、エンジンに固定し易いため、取付作業性に優れる。
(10)本開示のコネクタ付きケースの一例として、
エンジンの直上に取り付けられる形態が挙げられる。
エンジンの直上に取り付けられる形態が挙げられる。
上記形態は、コネクタ部に接続されるワイヤーハーネスの長さを短くできる。従って、上記形態は、ワイヤーハーネスを含めたエンジンコントロールユニットの小型化、軽量化に寄与する。
(11)本開示のコネクタ付きケースの一例として、
前記端子の一端に接続される回路基板は、エンジンの燃料噴射及びエンジンの点火の少なくとも一方の制御を行う形態が挙げられる。
前記端子の一端に接続される回路基板は、エンジンの燃料噴射及びエンジンの点火の少なくとも一方の制御を行う形態が挙げられる。
エンジンの燃料噴射を行うインジェクタやエンジンの点火プラグは、代表的には、エンジンの上部に設けられる。そのため、上記形態は、特にエンジンの直上に配置されることで、ワイヤーハーネスの長さを短くできる。従って、上記形態は、ワイヤーハーネスを含めたエンジンコントロールユニットの小型化、軽量化に寄与する。
(12)上記(9)から(11)のいずれか一つのコネクタ付きケースの一例として、
前記エンジンは、自動車のエンジンである形態が挙げられる。
前記エンジンは、自動車のエンジンである形態が挙げられる。
上記形態は、上述のようにエンジンの直上といったエンジン近くに配置されることでワイヤーハーネスの長さを短くできる。従って、上記形態は、ワイヤーハーネスを含めた状態で、従来の構造よりも小型、軽量なエンジンコントロールユニットを構築できる。このような形態は、燃費の向上に寄与する。
(13)本開示の一態様に係るコネクタ付きワイヤーハーネスは、
上記(1)から(12)のいずれか一つのコネクタ付きケースと、
前記端子の端部に接続されるワイヤーハーネスとを備え、
前記ワイヤーハーネスの全長が800mm未満である。
上記(1)から(12)のいずれか一つのコネクタ付きケースと、
前記端子の端部に接続されるワイヤーハーネスとを備え、
前記ワイヤーハーネスの全長が800mm未満である。
本開示のコネクタ付きワイヤーハーネスは、ワイヤーハーネスの全長が800mm未満と短いため、エンジンの直上といったエンジン近くに配置して利用するとよい。本開示のコネクタ付きワイヤーハーネスは、上述の本開示のコネクタ付きケースを備えるため、エンジン近くに配置されても、フード部とケースとの接合状態を良好に維持できる。
(14)本開示の一態様に係るエンジンコントロールユニット(ECU)は、
上記(1)から(12)のいずれか一つのコネクタ付きケース、又は上記(13)のコネクタ付きワイヤーハーネスと、
前記ケースに収納され、前記端子の一端に接続される回路基板とを備える。
上記(1)から(12)のいずれか一つのコネクタ付きケース、又は上記(13)のコネクタ付きワイヤーハーネスと、
前記ケースに収納され、前記端子の一端に接続される回路基板とを備える。
本開示のECUは、本開示のコネクタ付きケース又は本開示のコネクタ付きワイヤーハーネスを備えるため、エンジンの直上といったエンジン近くに配置されても、フード部とケースとの接合状態を良好に維持できる。また、本開示のECUは、ワイヤーハーネスを短くすることができる、又はワイヤーハーネスが短いため、上述の従来の構造よりも、小型、軽量である。
[本開示の実施形態の詳細]
以下、図面を参照して、本開示の実施形態を具体的に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
以下、図面を参照して、本開示の実施形態を具体的に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
[実施形態]
図1〜図4を主に参照して、実施形態のコネクタ付きケース1、コネクタ付きワイヤーハーネス10、エンジンコントロールユニット(ECU)17の構造を説明する。その後、実施形態のコネクタ付きケース1の構成部品の材料を詳細に説明する。
図1〜図3は、ケース2の開口部27が紙面下方を向くようにケース2が配置された状態を示す。図4は、ケース2の開口部27が紙面上方を向くようにケース2が配置された状態を示す。
図3は、主としてケース2及びフード部5の断面を示し、中子部4の本体部41は外観を示す。
図1〜図4を主に参照して、実施形態のコネクタ付きケース1、コネクタ付きワイヤーハーネス10、エンジンコントロールユニット(ECU)17の構造を説明する。その後、実施形態のコネクタ付きケース1の構成部品の材料を詳細に説明する。
図1〜図3は、ケース2の開口部27が紙面下方を向くようにケース2が配置された状態を示す。図4は、ケース2の開口部27が紙面上方を向くようにケース2が配置された状態を示す。
図3は、主としてケース2及びフード部5の断面を示し、中子部4の本体部41は外観を示す。
(概要)
実施形態のコネクタ付きケース1は、ケース2と、ケース2に固定されるコネクタ部3とを備える(図1)。ケース2は、開口部27を有する容器状の部材であり(図4)、金属で構成される。ケース2の開口部27を塞ぐようにカバー70が組み付けられる(図2,図4)。ケース2及びカバー70は、その内部空間に回路基板71を収納する(図2)。コネクタ部3は複数の端子40を備える。これら端子40は、ケース2内の回路基板71と、ケース2外の外部機器(例、ワイヤーハーネス8)とを電気的に接続する。回路基板71は、例えばエンジン等の電子機器を制御する回路を備える。このようなコネクタ付きケース1は、上述のようにカバー70と共に回路基板71を収納して、コントロールユニット、例えばECU17の構成部材として利用される。
実施形態のコネクタ付きケース1は、ケース2と、ケース2に固定されるコネクタ部3とを備える(図1)。ケース2は、開口部27を有する容器状の部材であり(図4)、金属で構成される。ケース2の開口部27を塞ぐようにカバー70が組み付けられる(図2,図4)。ケース2及びカバー70は、その内部空間に回路基板71を収納する(図2)。コネクタ部3は複数の端子40を備える。これら端子40は、ケース2内の回路基板71と、ケース2外の外部機器(例、ワイヤーハーネス8)とを電気的に接続する。回路基板71は、例えばエンジン等の電子機器を制御する回路を備える。このようなコネクタ付きケース1は、上述のようにカバー70と共に回路基板71を収納して、コントロールユニット、例えばECU17の構成部材として利用される。
実施形態のコネクタ付きケース1は、ケースとカバーとでコネクタを挟むという上述の従来の構造とは異なる。詳しくは、ケース2は、貫通孔22を有する(図3、図4)。コネクタ部3は、ケース2の貫通孔22を挿通する(図2、図3)。また、コネクタ部3は、ケース2内に配置される部分とケース2外に配置される部分とを有する。両部分がケース2に一体に支持される(図2,図3)。具体的には、コネクタ部3は、中子部4と、フード部5とを備える。中子部4は、複数の端子40を支持する樹脂成形体である(図4も参照)。中子部4は、主としてケース2内に配置される。フード部5は、ケース2における貫通孔22の周囲の領域と中子部4の一部とを一体に成形してなる樹脂成形体である(図3)。フード部5は、主としてケース2外に配置される。ここでの「ケース2における貫通孔22の周囲の領域」とは、ケース2の外周面における貫通孔22の周縁及びこの周縁を囲む環状の領域(図4のクロスハッチングを付した領域参照)、貫通孔22の内周空間、ケース2の内周面における貫通孔22の周縁及びこの周縁を含む環状の領域を含む。
特に、実施形態のコネクタ付きケース1は、ケース2とフード部5との間に介在する接着層6を備える。接着層6の構成材料は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤である。上記の特定の接着剤からなる接着層6は、アルミニウム基合金等の金属からなるケース2と、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の樹脂からなるフード部5との接合性に優れる。このような接着層6を備える実施形態のコネクタ付きケース1は、ヒートサイクルが繰り返し負荷される使用環境、例えばエンジンの直上といったエンジン近くに取り付けて使用できる。
(コネクタ付きケース)
〈ケース〉
ケース2は、図4に例示するように、底部20と、底部20から立設される枠状の側壁21とを備え、底部20との対向側が開口した箱状の容器が挙げられる。ケース2の内部空間は、所定の収納物、ここではコネクタ部3の一部(フード部5の一部及び中子部4)や回路基板71等の収納空間に利用される。図1は、直方体状のケース2を例示するが、ケース2の形状、大きさ、後述するカバー70の形状、大きさは、上記収納物の形状、大きさ等に応じて適宜調整するとよい。
〈ケース〉
ケース2は、図4に例示するように、底部20と、底部20から立設される枠状の側壁21とを備え、底部20との対向側が開口した箱状の容器が挙げられる。ケース2の内部空間は、所定の収納物、ここではコネクタ部3の一部(フード部5の一部及び中子部4)や回路基板71等の収納空間に利用される。図1は、直方体状のケース2を例示するが、ケース2の形状、大きさ、後述するカバー70の形状、大きさは、上記収納物の形状、大きさ等に応じて適宜調整するとよい。
ケース2は、側壁21の一部に、ケース2の内外に抜ける貫通孔22を備える。貫通孔22の内周面は、コネクタ部3の中間部を保持することで(図3)、コネクタ部3の一端部をケース2内に収納し、コネクタ部3の他端部をケース2外に露出させる(突出させる)。
貫通孔22の形状、大きさ、個数はコネクタ部3の形状、大きさ、個数に応じて調整すればよい。本例のケース2は、長方形状の貫通孔22を一つ備えるが、複数でもよい。
その他、ケース2は、設置対象への取り付けに用いられる固定片25を備えると、設置対象への固定を行い易く、取付作業性に優れる。上記設置対象は、代表的にはエンジン、例えば自動車のエンジンが挙げられる。図4は、直方体状のケース2の四隅から外方に突出する舌片状の部材が固定片25である場合を例示する。固定片25の形状、大きさ、個数、形成位置等は適宜変更できる。
ケース2は、ダイカスト材が挙げられる。ダイカスト法を利用すれば、底部20と側壁21とが一体に成形されてなる箱状のケース2を容易に製造することができる。箱状のケース2を製造し易い点で、コネクタ付きケース1は製造性に優れる。また、底部20と側壁21とが一体成形物であれば、ケース2はシール性にも優れる。後述のカバー70もダイカスト材であれば、カバー70も容易に製造できる上に、シール性にも優れる。なお、ケース2やカバー70は、ダイカスト材以外でもよい(例、深絞り加工等の塑性加工材)。
〈カバー〉
カバー70は、代表的には、ケース2と同様に、箱状の容器が挙げられる。なお、実施形態のコネクタ付きケース1、コネクタ付きワイヤーハーネス10は、回路基板71の収納前の状態ではカバー70を備えておらず、ケース2は開口した状態である。
カバー70は、代表的には、ケース2と同様に、箱状の容器が挙げられる。なお、実施形態のコネクタ付きケース1、コネクタ付きワイヤーハーネス10は、回路基板71の収納前の状態ではカバー70を備えておらず、ケース2は開口した状態である。
ケース2及びカバー70は、各開口縁から外方に延設されるフランジ部(図示せず)を備えると組み付け易い。ケース2のフランジ部とカバー70のフランジ部との間に接着剤(図示せず)が介在する場合には、シール性が高められる。
〈コネクタ部〉
《端子》
端子40は、代表的には、銅や銅合金等の導電性材料で構成された棒状(ピン状)の部材である。端子40は、回路基板71との接続端(一端)と、外部機器との接続端(他端)とを備える。複数の端子40は、図4に例示するように、所定の間隔で一直線上に並べられ、更にこの端子群が多段に配列される。また、各端子40は、端部が所定の方向に向くように適宜屈曲される。複数の端子40は、上述の配列及び屈曲状態が維持されると共に、回路基板71及び外部機器と接続可能なように、中子部4(本体部41)に支持される。端子40の個数、配列、屈曲状態等は適宜変更できる。
《端子》
端子40は、代表的には、銅や銅合金等の導電性材料で構成された棒状(ピン状)の部材である。端子40は、回路基板71との接続端(一端)と、外部機器との接続端(他端)とを備える。複数の端子40は、図4に例示するように、所定の間隔で一直線上に並べられ、更にこの端子群が多段に配列される。また、各端子40は、端部が所定の方向に向くように適宜屈曲される。複数の端子40は、上述の配列及び屈曲状態が維持されると共に、回路基板71及び外部機器と接続可能なように、中子部4(本体部41)に支持される。端子40の個数、配列、屈曲状態等は適宜変更できる。
コネクタ付きケース1において、端子40の回路基板71との接続端(一端)は、ケース2内に配置される。端子40における外部機器との接続端(他端)は、ケース2の貫通孔22を介してケース2外に臨むように配置される。代表的には、図1,図3に示すように、端子40の中間部が貫通孔22を挿通し、端子40の他端は、ケース2外に配置される。
《中子部》
中子部4は、複数の端子40の中間部を保持すると共に、各端子40の両端部を露出させた状態で支持する部材である(図3,図4)。本例の中子部4は、端子40が圧入等によって固定された支持板42(図3)と、本体部41と、仕切り部43とを備える。本体部41は、支持板42の周縁部の少なくとも一部を支持する部材である。本体部41がケース2の所定の位置に配置されることで、支持板42に保持される端子40の各端部が所定の向きに配置される。図3は、支持板42の表裏面が貫通孔22の軸方向に平行するように支持板42がケース2内に配置される状態を例示する。なお、図2,図4は、本体部41及び支持板42を簡略化して、直方体で示す。仕切り部43は、本体部41の外周面から突出する平板状の部材である。仕切り部43は、隣り合う端子群間に介在されて(図1)、端子群間の電気絶縁性を高める。中子部4は、例えば、上述の端子40が固定された板材に対して射出成形する(インサート成形する)ことで製造することが挙げられる。
中子部4は、複数の端子40の中間部を保持すると共に、各端子40の両端部を露出させた状態で支持する部材である(図3,図4)。本例の中子部4は、端子40が圧入等によって固定された支持板42(図3)と、本体部41と、仕切り部43とを備える。本体部41は、支持板42の周縁部の少なくとも一部を支持する部材である。本体部41がケース2の所定の位置に配置されることで、支持板42に保持される端子40の各端部が所定の向きに配置される。図3は、支持板42の表裏面が貫通孔22の軸方向に平行するように支持板42がケース2内に配置される状態を例示する。なお、図2,図4は、本体部41及び支持板42を簡略化して、直方体で示す。仕切り部43は、本体部41の外周面から突出する平板状の部材である。仕切り部43は、隣り合う端子群間に介在されて(図1)、端子群間の電気絶縁性を高める。中子部4は、例えば、上述の端子40が固定された板材に対して射出成形する(インサート成形する)ことで製造することが挙げられる。
中子部4の形状、大きさ等は端子40の個数、配列状態等に応じて適宜調整するとよい。また、本例のコネクタ付きケース1は、一つの中子部4を備える場合を示すが、複数の中子部4を備えてもよい。
《フード部》
フード部5は、中子部4に一体化されて、中子部4と共にコネクタ部3を構成する部材である。フード部5は、ケース2外に配置される部分を含む。フード部5におけるケース2外に配置される部分は、複数の端子40における外部機器との接続端を機械的に保護する機能、端子40と外部機器との接続時に外部機器を接続端に案内する機能等を有する。フード部5は、例えば、ケース2及び中子部4に対して射出成形する(インサート成形する)ことで製造することが挙げられる。
フード部5は、中子部4に一体化されて、中子部4と共にコネクタ部3を構成する部材である。フード部5は、ケース2外に配置される部分を含む。フード部5におけるケース2外に配置される部分は、複数の端子40における外部機器との接続端を機械的に保護する機能、端子40と外部機器との接続時に外部機器を接続端に案内する機能等を有する。フード部5は、例えば、ケース2及び中子部4に対して射出成形する(インサート成形する)ことで製造することが挙げられる。
本例のフード部5は、本体部50と、外フランジ部51と、挿通部52と、内フランジ部53と、連結部54とを備え(図3)、これらが連続した一体成形物である。また、本例のフード部5は貫通孔22の内周形状に沿った概ね筒状の部材である(図1)。本体部50及び外フランジ部51は、ケース2外に配置される(図1,図3)。挿通部52は、貫通孔22の内周面に接して配置される(図3)。内フランジ部53及び連結部54は、ケース2内に配置される(図3)。
本例の本体部50は、端子40における外部機器との接続端を囲む筒状の部分である。本体部50は、ケース2の外周面における貫通孔22の周縁を囲む環状の領域から、貫通孔22の軸方向に沿って突出するように設けられる。本体部50は、上記端子40の端部の機械的保護及び環境からの保護、コネクタ付きケース1が設置された場合に周囲の部材と端子40との電気絶縁性の向上、外部機器の接続作業性の向上等に寄与する。
外フランジ部51は、本体部50の周縁から本体部50の軸方向(本例では貫通孔22の軸方向に実質的に一致する)に直交する方向に延設される環状の部分である。外フランジ部51は、ケース2の外周面における貫通孔22の周縁を囲む環状の領域に接して配置される。外フランジ部51を備えるフード部5は、ケース2及び接着層6との接合面積を増大でき、ケース2に良好に一体化できる。また、フード部5の表面積の増大により、シール性も高められる。外フランジ部51の大きさ、後述する内フランジ部53の大きさは、貫通孔22の大きさに応じて調整するとよい。
挿通部52は、貫通孔22の内周空間における内周面側の領域を埋めるように設けられる。また、挿通部52は、フード部5におけるケース2外に配置される部分と、ケース2内に配置される部分とを一体化する。本例では、挿通部52、上述の外フランジ部51及び本体部50という三つの部分が連続した内部空間を形成する。上記内部空間が本体部50の軸方向に一様な大きさであって、端子40に接触しない大きさを有するように、上記三つの部分の厚さ等が調整される(図3)。
内フランジ部53は、挿通部52の周縁から本体部50の軸方向に直交する方向に延設される環状の部分である。内フランジ部53は、ケース2の内周面における貫通孔22の周縁を囲む環状の領域に接して配置される。また、内フランジ部53と上述の外フランジ部51とは、ケース2の側壁21を挟むように設けられる(図3)。このことからも、フード部5は、ケース2と強固に一体化できる上に、シール性もより高められる。
連結部54は、中子部4とフード部5とを一体化する部分である(図3)。本例の連結部54は、中子部4の一部であって端子40に干渉しない箇所を覆うように環状に設けられている。連結部54の形状、大きさは、中子部4の形状、大きさに応じて適宜調整するとよい。
〈接着層〉
接着層6は、ケース2とコネクタ部3のフード部5との間に介在する(図2、図3)。この接着層6によって、ケース2とフード部5との接合性が高められる上に、シール性も高められる。本例のコネクタ付きケース1は、ケース2の外周面における貫通孔22の周縁を囲む環状の領域(図4にクロスハッチングを付して示す領域参照)と、外フランジ部51との間に接着層6を備える。
接着層6は、ケース2とコネクタ部3のフード部5との間に介在する(図2、図3)。この接着層6によって、ケース2とフード部5との接合性が高められる上に、シール性も高められる。本例のコネクタ付きケース1は、ケース2の外周面における貫通孔22の周縁を囲む環状の領域(図4にクロスハッチングを付して示す領域参照)と、外フランジ部51との間に接着層6を備える。
(コネクタ付きワイヤーハーネス)
実施形態のコネクタ付きワイヤーハーネス10は、実施形態のコネクタ付きケース1と、コネクタ部3の端子40の端部(他端)に接続されるワイヤーハーネス8とを備える(図2)。端子40の一端は回路基板71に接続される。この端子40を介してワイヤーハーネス8の一端は、回路基板71に電気的に接続される。ワイヤーハーネス8の他端は、回路基板71に制御される電子機器に電気的に接続される。
実施形態のコネクタ付きワイヤーハーネス10は、実施形態のコネクタ付きケース1と、コネクタ部3の端子40の端部(他端)に接続されるワイヤーハーネス8とを備える(図2)。端子40の一端は回路基板71に接続される。この端子40を介してワイヤーハーネス8の一端は、回路基板71に電気的に接続される。ワイヤーハーネス8の他端は、回路基板71に制御される電子機器に電気的に接続される。
〈ワイヤーハーネス〉
ワイヤーハーネス8は、一つ以上の電線80と、電線80の各端部に取り付けられるコネクタ81,82とを備える。電線80は、導体と、電気絶縁層とを備える。導体は、代表的には、銅やアルミニウム、これらの合金等の導電性材料から構成される。電気絶縁層は、樹脂等の電気絶縁材料から構成され、導体の外周を覆う。図2は、一つの電線80を備える場合を例示するが、ワイヤーハーネス8は複数の電線80を備えてもよい。コネクタ81,82には、適宜な雄コネクタ、雌コネクタが利用できる。
ワイヤーハーネス8は、一つ以上の電線80と、電線80の各端部に取り付けられるコネクタ81,82とを備える。電線80は、導体と、電気絶縁層とを備える。導体は、代表的には、銅やアルミニウム、これらの合金等の導電性材料から構成される。電気絶縁層は、樹脂等の電気絶縁材料から構成され、導体の外周を覆う。図2は、一つの電線80を備える場合を例示するが、ワイヤーハーネス8は複数の電線80を備えてもよい。コネクタ81,82には、適宜な雄コネクタ、雌コネクタが利用できる。
図2に例示するようにワイヤーハーネス8のコネクタ81(例、雄コネクタ)と、コネクタ付きケース1のコネクタ部3(例、雄コネクタ)との間に、別途、コネクタ83(例、雌コネクタ)が介在してもよい。
ワイヤーハーネス8の全長L8(ここではコネクタ81,82を除く電線80の全長)は、回路基板71から電子機器までの距離に応じて調整するとよい。コネクタ付きワイヤーハーネス10の一例として、ワイヤーハーネス8の全長L8が800mm未満である形態が挙げられる。上記全長L8が短いほど、ワイヤーハーネス8を含めたECU17を小型、軽量にできる。そのため、上記全長L8は、700mm以下、更に500mm以下、300mm以下、250mm以下でもよい。
上記全長L8が800mm未満である形態は、回路基板71から電子機器までの距離が短い場合に利用できる。例えば、回路基板71がエンジンの電子機器を制御するものであれば、コネクタ付きワイヤーハーネス10は、エンジンの直上といったエンジン近くに配置されることが挙げられる。この場合、回路基板71は、エンジンの上部に設けられる電子機器、例えば燃料噴射を行うインジェクタ用のコイル、点火プラグ等を制御できる。
(エンジンコントロールユニット(ECU))
実施形態のECU17は、実施形態のコネクタ付きケース1又は実施形態のコネクタ付きワイヤーハーネス10と、ケース2に収納され、端子40の一端に接続される回路基板71とを備える(図2)。代表的には、ECU17は、カバー70を備え、ケース2とカバー70とで回路基板71を収納する。回路基板71は、端子40の他端に接続されるワイヤーハーネス8を介してエンジンの電子機器に接続される。この接続によって、上記電子機器は、回路基板71によって所定の制御がなされる。
実施形態のECU17は、実施形態のコネクタ付きケース1又は実施形態のコネクタ付きワイヤーハーネス10と、ケース2に収納され、端子40の一端に接続される回路基板71とを備える(図2)。代表的には、ECU17は、カバー70を備え、ケース2とカバー70とで回路基板71を収納する。回路基板71は、端子40の他端に接続されるワイヤーハーネス8を介してエンジンの電子機器に接続される。この接続によって、上記電子機器は、回路基板71によって所定の制御がなされる。
回路基板71がエンジンの燃料噴射及びエンジンの点火の少なくとも一方の制御を行うものであれば、上述のようにECU17をエンジンの直上に配置できる。この場合、ワイヤーハーネス8の全長L8を短くすることができる。
(構成材料)
〈接着層〉
接着層6の構成材料は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤である。この特定の接着剤は、金属、例えばアルミニウム基合金等との接合性に優れる上に、樹脂、例えばPBT等との接合性にも優れる。そのため、上記特定の接着剤からなる接着層6によって接合されるケース2及びフード部5は、使用時にヒートサイクルが負荷される場合、更にはヒートサイクル及び振動が繰り返し負荷される場合でも、接合状態を良好に維持できる。例えばエンジンの直上といったエンジン近くに配置される場合でも、接着層6によって、ケース2とフード部5との接合状態が維持されて、ケース2とフード部5とが剥離し難い。また、上記特定の接着剤はシール性にも優れる。そのため、上記特定の接着剤からなる接着層6を備えるコネクタ付きケース1やコネクタ付きワイヤーハーネス10は、シール性に優れるECU17を構築できる。
〈接着層〉
接着層6の構成材料は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤である。この特定の接着剤は、金属、例えばアルミニウム基合金等との接合性に優れる上に、樹脂、例えばPBT等との接合性にも優れる。そのため、上記特定の接着剤からなる接着層6によって接合されるケース2及びフード部5は、使用時にヒートサイクルが負荷される場合、更にはヒートサイクル及び振動が繰り返し負荷される場合でも、接合状態を良好に維持できる。例えばエンジンの直上といったエンジン近くに配置される場合でも、接着層6によって、ケース2とフード部5との接合状態が維持されて、ケース2とフード部5とが剥離し難い。また、上記特定の接着剤はシール性にも優れる。そのため、上記特定の接着剤からなる接着層6を備えるコネクタ付きケース1やコネクタ付きワイヤーハーネス10は、シール性に優れるECU17を構築できる。
更に、上述の特定の接着剤は、以下の点から、コネクタ付きケース1の製造性の向上にも寄与する。
(1)上記特定の接着剤は、ケース2がSiを含むAl基合金からなるダイカスト材である場合にチル層の除去といった表面処理を行わなくても、ケース2とフード部5とを強固に接着できる。そのため、上記表面処理が不要である。
(2)上記特定の接着剤は、射出成形時の圧力及び熱によって硬化可能である。そのため、射出成形時に、フード部5の成形と、接着層6の硬化及びケース2とフード部5との接合とを同時に行うことができる。従って、独立した硬化工程が不要である。
(1)上記特定の接着剤は、ケース2がSiを含むAl基合金からなるダイカスト材である場合にチル層の除去といった表面処理を行わなくても、ケース2とフード部5とを強固に接着できる。そのため、上記表面処理が不要である。
(2)上記特定の接着剤は、射出成形時の圧力及び熱によって硬化可能である。そのため、射出成形時に、フード部5の成形と、接着層6の硬化及びケース2とフード部5との接合とを同時に行うことができる。従って、独立した硬化工程が不要である。
ここでの「非ジエン系ゴム」とは、主鎖に炭素−炭素二重結合を含まないゴムである。非ジエン系ゴムは、JIS K 6397(2005年)のゴムの分類において、Oグループのゴムが挙げられる。Oグループのゴムとは、主鎖に炭素及び酸素をもつゴムである。非ジエン系ゴムの具体例として、エピクロロヒドリンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロスルフォン化ゴム、塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。エピクロロヒドリンゴムには、エピクロロヒドリンのホモポリマー、エチレンオキシドとエピクロロヒドリンとのゴム状共重合体があり、いずれを利用してもよい。エピクロロヒドリンゴム以外のOグループのゴムは、例えば、エチレンオキシドとエピクロロヒドリンとのゴム状共重合体、エピクロロヒドリンとアリルグリシジルエーテルとのゴム状共重合体、エチレンオキシドとエピクロロヒドリンとアリルグリシジルエーテルとのゴム状共重合体等が挙げられる。その他、市販の非ジエン系ゴムの接着剤を含んでもよい。
上述の特定の接着剤は、例えば接着剤を100質量%として、非ジエン系ゴムを50質量%以上含むことが挙げられる。非ジエン系ゴムの含有量が50質量%以上である接着剤は、非ジエン系ゴムを適切に含むため、特に樹脂製のフード部5との接合性を高め易い。上記含有量が55質量%以上、更に60質量%以上、65質量%以上である接着剤は、フード部5との接合性をより高め易い。上記含有量が例えば80質量%以下である接着剤は、フード部5との良好な接合性を有しつつ、塗布作業も行い易く好ましい。
アミノ系シランカップリング剤の含有量は、例えば接着剤を100質量%として0.5質量%以上2質量%以下が挙げられる。上記含有量が0.5質量%以上である接着剤は、アミノ系シランカップリング剤を含まない場合に比較して、特に金属製のケース2との接合性を高め易い。上記含有量が2質量%以下である接着剤は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とが反応し過ぎることを抑制し易い。そのため、接着剤中にアミノ系シランカップリング剤が均一的に分散され易い。このような接着剤からなる接着層6は、ケース2との接合性を高められる。上記含有量が0.7質量%以上、更に0.9質量%以上である接着剤は、接着層6とケース2との接合性をより高められる。上記含有量が1.8質量%以下、更に1.5質量%以下であれば、接着剤中にアミノ系シランカップリング剤が分散され易い。
接着層6の厚さは例えば0.1mm以上0.5mm以下が挙げられる。上記厚さが0.1mm以上であれば、接着層6によって、ケース2とフード部5とが接合状態を維持できる上に、シール性にも優れる。上記厚さが0.5mm以下であれば、接着層6が厚過ぎて変形することに起因するシール性の低下を防止して、良好なシール性が維持され易い。上記厚さは0.15mm以上0.45mm以下、更に0.40mm以下、0.35mm以下、0.30mm以下でもよい。
〈樹脂組成物〉
中子部4及びフード部5を構成する樹脂組成物は、例えば、PBTといった熱可塑性樹脂を含むものが挙げられる。特に、樹脂組成物を100質量%として、熱可塑性樹脂を50質量%超含む、即ち熱可塑性樹脂を主体とする樹脂組成物は、射出成形性に優れる。そのため、上記樹脂組成物を用いれば、中子部4やフード部5を容易に製造することができる。中子部4及びフード部5を構成する材料は、公知の樹脂組成物でもよい。
中子部4及びフード部5を構成する樹脂組成物は、例えば、PBTといった熱可塑性樹脂を含むものが挙げられる。特に、樹脂組成物を100質量%として、熱可塑性樹脂を50質量%超含む、即ち熱可塑性樹脂を主体とする樹脂組成物は、射出成形性に優れる。そのため、上記樹脂組成物を用いれば、中子部4やフード部5を容易に製造することができる。中子部4及びフード部5を構成する材料は、公知の樹脂組成物でもよい。
中子部4の構成材料とフード部5の構成材料とは実質的に同じであることが挙げられる。この場合、中子部4とフード部5との両者が一体化された状態が良好に維持される。上記両者において、熱膨張係数等の特性が実質的に等しいため、ヒートサイクルを受けても、熱伸縮状態が等しくなり易いからである。また、フード部5を射出成形で製造すれば、射出成形時の熱等を利用して、上記両者が良好に接合される。このことからも、上記両者が一体化された状態が良好に維持される。更に、射出成形時に、フード部5の成形と、フード部5と中子部4との一体化とを同時に行うことができる。この点で、この形態は製造性にも優れる。なお、中子部4の構成材料とフード部5の構成材料とが異なっていてもよい。
特に、フード部5を構成する樹脂組成物として、PBTとポリエチレンテレフタレート(PET)とを含むものが挙げられる。PBTとPETとを含む樹脂組成物は、上述の特定の接着剤からなる接着層6との接着性に優れる。また、上記樹脂組成物は、PETを含まない場合に比較して靭性に優れる。そのため、上記樹脂組成物は、金属、例えばアルミニウム基合金に接して設けられても反り難い。更に、上記樹脂組成物は、上記金属に接して設けられて、ヒートサイクルが繰り返し負荷される使用環境でも、クラックが生じ難い。このような樹脂組成物がフード部5の構成材料であれば、エンジン近くに配置されても、接着層6によって、フード部5と金属製のケース2との接合状態が良好に維持される。その結果、シール性も高められる。また、フード部5にクラックが生じ難いことからも、上記接合状態が良好に維持される。PBTとPETとを含む樹脂組成物は中子部4の構成材料にも利用できる。
PBTとPETとを含む樹脂組成物は、PBTを最も多く含むと射出成形性に優れ、フード部5等を製造し易い。例えば、上記樹脂組成物におけるPBTの含有量は、PET100質量部に対して、150質量部以上400質量部以下が挙げられる。PBTの含有量が上記範囲である樹脂組成物は、靭性の向上によるクラックの発生低減効果、反りの低減効果を有しつつ、良好な射出成形性も有する。
PBTとPETとを含む樹脂組成物は、更に、充填剤を含んでもよい。充填剤は、例えば、ガラスファイバ及びガラスフレークの少なくとも一方が挙げられる。ガラスファイバは、細長い針状のガラス材であり、上記樹脂組成物の強度の向上に寄与する。ガラスフレークは、鱗片状のガラス材であり、上記樹脂組成物における熱伸縮に関する異方性を低減して反りの低減に寄与する。上記充填剤の含有量は、例えば、上記樹脂組成物100質量部に対して、20質量部以上60質量部以下が挙げられる。上記含有量が上記範囲である樹脂組成物は、強度の向上効果、反りの低減効果を有しつつ、良好な射出成形性を維持し易い。ガラスファイバ及びガラスフレークの双方を含む場合、両者の質量割合は、例えばガラスファイバ:ガラスフレーク=6〜8:4〜2が挙げられる。
PBTとPETとを含む樹脂組成物は、更に、エラストマを含んでもよい。エラストマを含むことで、靭性をより高められ、フード部5等がより反り難い。エラストマの含有量は、例えば、上記樹脂組成物100質量部に対して1質量部以上50質量部以下が挙げられる。その他、PBTとPETとを含む樹脂組成物は、耐加水分解性を高める添加剤、例えば、エポキシ樹脂、カルボジイミドを含んでもよい。エポキシ樹脂等の含有量は、例えば、上記樹脂組成物100質量部に対して1質量部以上20質量部以下が挙げられる。
その他、PBTとPETとを含む樹脂組成物55の相構造は、図5に例示するように海島構造であって、海部56がPBTを主体とし、島部57がPETを主体とすることが挙げられる。この場合、クラックがより生じ難く、反りも生じ難い。PBTに対してPETが均一的に分散しているからである。ここでの「海部56がPBTを主体とする」とは、海部56の構成成分を100質量%として80質量%以上がPBTであることをいう。ここでの「島部57がPETを主体とする」とは、島部57の構成成分を100質量%として80質量%以上がPETであることをいう。上記海島構造は、例えば、製造過程でPBTに対してPETが均一的に分散するように、溶融状態の樹脂組成物を十分に混合することが挙げられる。
〈ケース〉
ケース2の構成材料は、金属が挙げられる。金属の一例として、アルミニウム基合金(以下、Al基合金と呼ぶ)が挙げられる。ここでの「Al基合金」とは、Al基合金を100質量%として、添加元素を含み、残部がAl及び不可避不純物からなる合金をいう。Alの含有量は、50質量%超、更に60質量%以上、70質量%以上が挙げられる。Al基合金は、鉄基合金等に比較して軽量である。そのため、Al基合金からなるケース2は軽量であり、コネクタ付きケース1の軽量化に寄与する。また、Al基合金は、鉄基合金等に比較して熱伝導性に優れる。そのため、Al基合金からなるケース2は熱伝導性に優れる。このようなケース2に接して設けられるコネクタ部3及び接着層6は、ケース2に放熱し易く、熱が籠り難い。従って、Al基合金からなるケース2を備えるコネクタ付きケース1は、ヒートサイクルに伴う接着層6の熱変性等を低減でき、ケース2とフード部5との接合状態を良好に維持できる。Al基合金は公知の組成のものを利用できる。
ケース2の構成材料は、金属が挙げられる。金属の一例として、アルミニウム基合金(以下、Al基合金と呼ぶ)が挙げられる。ここでの「Al基合金」とは、Al基合金を100質量%として、添加元素を含み、残部がAl及び不可避不純物からなる合金をいう。Alの含有量は、50質量%超、更に60質量%以上、70質量%以上が挙げられる。Al基合金は、鉄基合金等に比較して軽量である。そのため、Al基合金からなるケース2は軽量であり、コネクタ付きケース1の軽量化に寄与する。また、Al基合金は、鉄基合金等に比較して熱伝導性に優れる。そのため、Al基合金からなるケース2は熱伝導性に優れる。このようなケース2に接して設けられるコネクタ部3及び接着層6は、ケース2に放熱し易く、熱が籠り難い。従って、Al基合金からなるケース2を備えるコネクタ付きケース1は、ヒートサイクルに伴う接着層6の熱変性等を低減でき、ケース2とフード部5との接合状態を良好に維持できる。Al基合金は公知の組成のものを利用できる。
Al基合金は、例えば添加元素としてSiを1質量%以上30質量%以下含むものが挙げられる。Siを上記の範囲で含むAl基合金の熱膨張係数が比較的小さいことで、上述の特定の接着剤の熱膨張係数との差が小さくなり易い。そのため、上記特定の接着剤からなる接着層6は、上記Al基合金からなるケース2との接着界面で破壊すること(剥離すること)を抑制し易い。その結果、上記接着層6によって、ケース2とフード部5とは、接合状態を良好に維持できる。また、上記Al基合金は、鋳造性(離型性)に優れるため、ダイカスト法によってケース2を製造し易い。ケース2を製造し易い点で、コネクタ付きケース1は製造性により優れる。Siを上記の範囲で含むAl基合金として、例えば、JIS H 5302(2006年)に規格されるADC1、ADC3、ADC10、ADC12、ADC14等が挙げられる。
ここで、Siを上述の範囲で含むAl基合金からなるダイカスト材は、一般に、その表面にチル層(図示せず)を備える。チル層は離型性を高める。しかし、チル層を有するダイカスト材に樹脂を射出成形すれば、上記ダイカスト材と樹脂成形体とが密着し難い。そのため、上記ダイカスト材に樹脂を射出成形する場合には、チル層を除去するために表面処理(例、ブラスト処理)を施すことが望ましい。これに対し、上述の特定の接着剤は、チル層を有していてもケース2とフード部5とを良好に接合できる。そのため、コネクタ付きケース1は、チル層の除去といった表面処理を行わずに、接着層6を備えられる。上記表面処理の省略により、工程数を少なくすることができる。上記表面処理を省略した場合、ケース2の表面における接着層6の形成領域は、チル層を備える。即ち、接着層6の直下にチル層が存在することは、上記表面処理を省略したことを示す根拠の一つになる。
[製造方法]
実施形態のコネクタ付きケース1は、フード部5と中子部4とを段階的に製造すればよい。例えば、コネクタ付きケース1は、以下の工程を備える製造方法によって製造することが挙げられる(図4参照)。
実施形態のコネクタ付きケース1は、フード部5と中子部4とを段階的に製造すればよい。例えば、コネクタ付きケース1は、以下の工程を備える製造方法によって製造することが挙げられる(図4参照)。
(第一工程)貫通孔22を有するケース2と、複数の端子40を支持する中子部4とを用意する。
(第二工程)前記ケース2の外周面における貫通孔22の周囲の領域に接着層60を形成する。接着層60は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤によって形成する。なお、図4は分かり易いように接着層60にクロスハッチングを付して示す。
(第三工程)前記ケース2の貫通孔22を介して、前記複数の端子40の端部が前記ケース2外方に臨むように前記ケース2の内部空間に前記中子部4を配置した状態で、前記ケース2における貫通孔22の周囲の領域に樹脂組成物を射出成形する。この工程では、フード部5を成形すると共に前記中子部4の一部と前記フード部5とを一体化する。また、この工程では、接着層60を硬化して、接着層6によってケース2とフード部5とを接合する。
(第二工程)前記ケース2の外周面における貫通孔22の周囲の領域に接着層60を形成する。接着層60は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤によって形成する。なお、図4は分かり易いように接着層60にクロスハッチングを付して示す。
(第三工程)前記ケース2の貫通孔22を介して、前記複数の端子40の端部が前記ケース2外方に臨むように前記ケース2の内部空間に前記中子部4を配置した状態で、前記ケース2における貫通孔22の周囲の領域に樹脂組成物を射出成形する。この工程では、フード部5を成形すると共に前記中子部4の一部と前記フード部5とを一体化する。また、この工程では、接着層60を硬化して、接着層6によってケース2とフード部5とを接合する。
以下、各工程を簡単に説明する。
上記(第一工程)では、上述のようにケース2はダイカスト法等によって製造することが挙げられる。中子部4は、上述のように複数の端子40を所定の配列・屈曲状態に支持する部材に対して、射出成形する(インサート成形する)ことで製造することが挙げられる。
上記(第一工程)では、上述のようにケース2はダイカスト法等によって製造することが挙げられる。中子部4は、上述のように複数の端子40を所定の配列・屈曲状態に支持する部材に対して、射出成形する(インサート成形する)ことで製造することが挙げられる。
上記(第二工程)では、半硬化状態の接着層60を形成することが挙げられる。例えば、上述の特定の接着剤を上述の貫通孔22の周囲の領域に塗布した後、加熱して半硬化状態にすることが挙げられる。
上記(第三工程)では、例えば、ケース2外からケース2の外周面に樹脂組成物を射出成形して、ケース2外にフード部5の本体部50、外フランジ部51を成形する。また、例えば、ケース2外からケース2の貫通孔22を経てケース2内にも樹脂組成物を射出して、挿通部52、内フランジ部53、連結部54を成形する。連結部54の成形によって、中子部4とフード部5とが一体化される。更に、例えば、ケース2外から貫通孔22を経てケース2内に樹脂組成物を連続して射出することで、本体部50から連結部54まで連続した一体成形物が成形される。射出成形前のケース2は、例えば成形用の金型と同等程度に予備加熱されてもよい。ケース2を予め加熱しておくことによって、樹脂組成物が流動し易い。そのため、フード部5が高精度に成形され、フード部5の製造性に優れる。予備加熱は、上述の接着剤を半硬化状態にする加熱を利用してもよい。
更に、射出成形時の圧力及び熱によって半硬化状態の接着層60を硬化して接着層6とする。ケース2とフード部5とは、硬化された接着層6によって接合される。
(主な効果)
実施形態のコネクタ付きケース1及びコネクタ付きワイヤーハーネス10は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤からなる接着層6を備える。そのため、ヒートサイクル、更には振動が繰り返し負荷される使用環境であっても、接着層6によって、ケース2とフード部5とが接合された状態が維持される。即ち、ケース2とコネクタ部3とが一体化された状態が維持される。従って、実施形態のコネクタ付きケース1及びコネクタ付きワイヤーハーネス10は、エンジン直上といったエンジン近くに配置できる。エンジン直上等に配置される場合、ワイヤーハーネス8の全長L8を短くすることができる(例、800mm未満)。その結果、ワイヤーハーネス8を含めたECU17が小型、軽量である。コネクタ付きケース1、コネクタ付きワイヤーハーネス10、ECU17が自動車のエンジンに設置される場合、小型、軽量なECU17は、燃費の向上に寄与する。
実施形態のコネクタ付きケース1及びコネクタ付きワイヤーハーネス10は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤からなる接着層6を備える。そのため、ヒートサイクル、更には振動が繰り返し負荷される使用環境であっても、接着層6によって、ケース2とフード部5とが接合された状態が維持される。即ち、ケース2とコネクタ部3とが一体化された状態が維持される。従って、実施形態のコネクタ付きケース1及びコネクタ付きワイヤーハーネス10は、エンジン直上といったエンジン近くに配置できる。エンジン直上等に配置される場合、ワイヤーハーネス8の全長L8を短くすることができる(例、800mm未満)。その結果、ワイヤーハーネス8を含めたECU17が小型、軽量である。コネクタ付きケース1、コネクタ付きワイヤーハーネス10、ECU17が自動車のエンジンに設置される場合、小型、軽量なECU17は、燃費の向上に寄与する。
[試験例1]
種々の組成の接着層を形成した金属部材に樹脂組成物を射出成形した試料を作製して、接着層を介した金属部材と樹脂成形体との接着性を調べた。
種々の組成の接着層を形成した金属部材に樹脂組成物を射出成形した試料を作製して、接着層を介した金属部材と樹脂成形体との接着性を調べた。
(試料の作製)
この試験では、図6B,図6Cに示すように、金属片102と、接着層106と、樹脂成形体105とを備える試験片100を作製する。図6Bは、試験片100を金属片102の厚さ方向から平面視した状態を示す。図6Cは、試験片100を金属片102の厚さ方向(又は金属片102と樹脂成形体105との積層方向)に直交する方向から側面視した状態を示す。図6A〜図6Cは、分かり易いように、接着層106にクロスハッチングを付して示す。また、図6Cにおいて、接着層106は、実際の厚みよりも誇張して示す。
この試験では、図6B,図6Cに示すように、金属片102と、接着層106と、樹脂成形体105とを備える試験片100を作製する。図6Bは、試験片100を金属片102の厚さ方向から平面視した状態を示す。図6Cは、試験片100を金属片102の厚さ方向(又は金属片102と樹脂成形体105との積層方向)に直交する方向から側面視した状態を示す。図6A〜図6Cは、分かり易いように、接着層106にクロスハッチングを付して示す。また、図6Cにおいて、接着層106は、実際の厚みよりも誇張して示す。
金属片102は、ADC12からなるダイカスト法で製造された金属板であり、市販品である。ADC12は、Siを9.6質量%〜12.0質量%の範囲で含むAl基合金である。金属片102は、長さ50mm×幅20mm×厚さ2mmの長方形の板である。金属片102の一面をアルコールで脱脂する。ここでは、サンドブラスト等の表面処理は行わない。そのため、金属片102の表面及びその近傍はチル層を備える。なお、チル層の確認には、金属片102の断面の顕微鏡観察が利用できる。この観察には、走査型電子顕微鏡(SEM)、金属顕微鏡等を利用することが挙げられる。
上述の脱脂後の金属片102の一面において、金属片102の長辺方向の一端縁(一方の短辺縁)から10mmの位置に、長さ10mm×幅20mm×厚さ0.2mmの接着層106を形成する(図6A)。接着層106に用いた接着剤を表1に示す。塗布によって接着剤を所定の位置に設けた後、予備加熱を行って、半硬化状態の接着層106を形成する。いずれの試料も、予備加熱条件は、加熱温度が150℃、加熱時間が30分である。
〈接着層〉
試料No.1〜No.8の接着剤は、エピクロロヒドリンゴムを含む市販の接着剤である。
試料No.1〜No.7の接着剤は、更に、以下のシランカップリング剤を含む。試料No.8の接着剤は、シランカップリング剤を添加していない。
各試料の接着剤は、表1のシランカップリング剤の欄に丸印が付されたものを含む。ハイフン「−」は、含まないことを意味する。
試料No.1,No.2の接着剤は、3−アミノプロピルトリメトキシシランを含む。
試料No.3の接着剤は、ビニルトリメトキシシランを含む。
試料No.4の接着剤は、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを含む。
試料No.5の接着剤は、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを含む。
試料No.6の接着剤は、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランを含む。
試料No.7の接着剤は、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランを含む。
試料No.1,No.2のシランカップリング剤は、アミノ系シランカップリング剤である。試料No.3〜No.7のシランカップリング剤は、アミノ系シランカップリング剤ではない。
接着剤を100質量%として、各試料のシランカップリング剤の含有量は1質量%であり、各試料のエピクロロヒドリンゴムの含有量は65質量%以上である。
試料No.1〜No.8の接着剤は、エピクロロヒドリンゴムを含む市販の接着剤である。
試料No.1〜No.7の接着剤は、更に、以下のシランカップリング剤を含む。試料No.8の接着剤は、シランカップリング剤を添加していない。
各試料の接着剤は、表1のシランカップリング剤の欄に丸印が付されたものを含む。ハイフン「−」は、含まないことを意味する。
試料No.1,No.2の接着剤は、3−アミノプロピルトリメトキシシランを含む。
試料No.3の接着剤は、ビニルトリメトキシシランを含む。
試料No.4の接着剤は、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを含む。
試料No.5の接着剤は、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを含む。
試料No.6の接着剤は、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランを含む。
試料No.7の接着剤は、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランを含む。
試料No.1,No.2のシランカップリング剤は、アミノ系シランカップリング剤である。試料No.3〜No.7のシランカップリング剤は、アミノ系シランカップリング剤ではない。
接着剤を100質量%として、各試料のシランカップリング剤の含有量は1質量%であり、各試料のエピクロロヒドリンゴムの含有量は65質量%以上である。
〈樹脂成形体〉
上述の接着層106に重複するように、樹脂成形体105を射出成形(インサート成形)によって形成する(図6Aの矢印参照)。樹脂成形体105は、長さ50mm×幅10mm×厚さ2mmの長方形の板である。樹脂成形体105の一端縁(一方の短辺縁)が接着層106の縁に重なるように(図6B)、金属片102の上に樹脂成形体105を形成する(図6C)。試験片100は、金属片102、接着層106、樹脂成形体105が順に積層されて構成される。この積層体の一端が金属片102の一端部で構成される。上記積層体の他端が樹脂成形体105の他端部で構成される。いずれの試料の樹脂組成物においても射出成形の条件は、PBT等の射出成形に利用されている一般的な条件を利用できる。なお、各試料の樹脂組成物は、射出成形前の状態において、十分に乾燥させておき、射出成形に用いる。
上述の接着層106に重複するように、樹脂成形体105を射出成形(インサート成形)によって形成する(図6Aの矢印参照)。樹脂成形体105は、長さ50mm×幅10mm×厚さ2mmの長方形の板である。樹脂成形体105の一端縁(一方の短辺縁)が接着層106の縁に重なるように(図6B)、金属片102の上に樹脂成形体105を形成する(図6C)。試験片100は、金属片102、接着層106、樹脂成形体105が順に積層されて構成される。この積層体の一端が金属片102の一端部で構成される。上記積層体の他端が樹脂成形体105の他端部で構成される。いずれの試料の樹脂組成物においても射出成形の条件は、PBT等の射出成形に利用されている一般的な条件を利用できる。なお、各試料の樹脂組成物は、射出成形前の状態において、十分に乾燥させておき、射出成形に用いる。
試料No.2以外の試料の樹脂組成物は、PBTを含む市販品であり、従来、コネクタの構成材料に利用されているものである。この樹脂組成物は、PBTとポリカーボネート(PC)とを含むと共に、充填剤としてガラスファイバ及びガラスフレークを含む。充填剤の含有量は樹脂組成物を100質量部として、40質量部である。上記樹脂組成物は、PET、エラストマ、エポキシ樹脂を含まない。表1は、上記樹脂組成物をPBT+PCと示す。
試料No.2の樹脂組成物は、PBTとPETとを含む。また、この樹脂組成物は、充填剤として、ガラスファイバ及びガラスフレークを含むと共に、エラストマ、エポキシ樹脂を含む。この樹脂組成物は、十分に混合して用いる。表1は、上記樹脂組成物をPBT+PETと示す。なお、エポキシ樹脂は省略してもよい。
PBTの含有量は、PET100質量部に対して233質量部である。PBT及びPETの合計含有量は、樹脂組成物100質量部に対して50質量部以上である。
充填剤の含有量は樹脂組成物100質量部に対して、40質量部である。両者の質量割合は、ガラスファイバ:ガラスフレーク=6:4である。
エラストマの含有量は、樹脂組成物100質量部に対して10質量部である。
エポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物100質量部に対して5質量部である。
PBTの含有量は、PET100質量部に対して233質量部である。PBT及びPETの合計含有量は、樹脂組成物100質量部に対して50質量部以上である。
充填剤の含有量は樹脂組成物100質量部に対して、40質量部である。両者の質量割合は、ガラスファイバ:ガラスフレーク=6:4である。
エラストマの含有量は、樹脂組成物100質量部に対して10質量部である。
エポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物100質量部に対して5質量部である。
試料No.2の樹脂組成物からなる樹脂成形体は、PBTを主体とする海部と、PETを主体とする島部とを有する海島構造を有する。いわば、PBTに対してPETが均一的に分散している。樹脂成形体の相構造の確認には、例えば、原子間力顕微鏡(AFM)、透過型電子顕微鏡(TEM)等を利用することが挙げられる。海部及び島部の成分分析には、例えばTEMに付属されるエネルギー分散型X線分析装置(TEM−EDX)等を利用することが挙げられる。上記樹脂成形体における上記充填剤の含有量は、例えば樹脂成形体を加熱して樹脂成分等を揮発させて除去し、上記充填剤を採取して測定することが挙げられる。
その他、接着層の成分分析、樹脂成形体におけるPBTの含有量の測定、エラストマの含有の有無等の成分分析には、例えば、核磁気共鳴分光法(NMR)を利用することが挙げられる。接着層の組成、樹脂成形体の組成は、原料に用いた接着剤、樹脂組成物の組成を実質的に維持する。
(インサート成形による接着の可否)
作製した各試験片100において、接着層106を介して、金属片102と樹脂成形体105とが接着されたか否かを調べた。接着できた試料をG、接着できなかった試料をBとして評価し、評価結果を表1に示す。
作製した各試験片100において、接着層106を介して、金属片102と樹脂成形体105とが接着されたか否かを調べた。接着できた試料をG、接着できなかった試料をBとして評価し、評価結果を表1に示す。
(せん断引張試験)
インサート成形によって、接着層106を介して金属片102と樹脂成形体105とを接着できた試験片100について、せん断引張試験を行う。ここでは、射出成形後、各試験片100を常温(ここでは20℃程度)に保持して1日静置した後、市販の恒温槽を備えるオートグラフを用いて、試験を行う。試験条件を以下に示す。
試験環境:−40℃(低温)、125℃(高温)
引張速度:10mm/min
測定数(N数):各試験環境でN=5
ここでは、上述の試験環境において、試験片100の破壊形態を確認する。凝集破壊又は母材破壊の場合はG、界面破壊の場合はBとして評価する。5回の測定のうち、界面破壊が1回以上あれば、Bとして評価する。評価結果を表1に示す。また、上述の試験環境において、試験片100毎にせん断歪み(%)を求め、更に5回の平均値を求める。
インサート成形によって、接着層106を介して金属片102と樹脂成形体105とを接着できた試験片100について、せん断引張試験を行う。ここでは、射出成形後、各試験片100を常温(ここでは20℃程度)に保持して1日静置した後、市販の恒温槽を備えるオートグラフを用いて、試験を行う。試験条件を以下に示す。
試験環境:−40℃(低温)、125℃(高温)
引張速度:10mm/min
測定数(N数):各試験環境でN=5
ここでは、上述の試験環境において、試験片100の破壊形態を確認する。凝集破壊又は母材破壊の場合はG、界面破壊の場合はBとして評価する。5回の測定のうち、界面破壊が1回以上あれば、Bとして評価する。評価結果を表1に示す。また、上述の試験環境において、試験片100毎にせん断歪み(%)を求め、更に5回の平均値を求める。
接着層106のせん断歪み(%)は、{(破断時の変位量)/(試験前の接着層106の厚さt0(mm))}×100によって求める。ここでの破断時の変位量(mm)は、樹脂成形体105の端部が試験前の位置から破断するまでに移動した距離である。
試料No.8は、市販の接着剤を用いると共に、従来、コネクタの構成材料に利用されている樹脂組成物を用いており、標準的な試料といえる。そこで、試料No.8のせん断歪みを基準値(1.00)として、各試料のせん断歪みの相対値を表1に示す。相対値が1超であれば、試料No.8よりもせん断歪みが大きく、この試験片100は、接着層106によって、金属片102と樹脂成形体105とを良好に接着できるといえる。
表1に示すように試料No.1,No.2の接着剤は、金属片にチル層を除去するための表面処理を行わなくても、金属片と樹脂成形体との接合性に優れることが分かる。このことは、高温でも低温でも破壊形態が凝集破壊又は母材破壊であることから裏付けられる。また、試料No.1,No.2では、せん断歪みが試料No.8よりも大きいことからも裏付けられる。これらのことから、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤は、コネクタに汎用されている樹脂組成物及び市販の接着剤を利用する場合に比較して、金属片と樹脂成形体とを良好に接合できるといえる。
この試験では、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤は、アミノ系シランカップリング剤を0.5質量%以上2質量%以下の範囲で含むことからも、金属片と樹脂成形体とを良好に接合できたと考えられる。また、この接着剤は、PBTとPETとを含む樹脂組成物からなる樹脂成形体に対して、せん断歪みがより大きい(試料No.1,No.2を比較参照)。このことから、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤は、PBTとPETとを含む樹脂組成物との接合性により優れるといえる。更に、この接着剤は、インサート成形時の圧力及び熱を利用して金属片と樹脂成形体とを接合できることが分かる。
[試験例2]
種々の組成の接着層を形成した金属板に樹脂組成物を射出成形した試料を作製して、接着層によるシール性を調べた。
種々の組成の接着層を形成した金属板に樹脂組成物を射出成形した試料を作製して、接着層によるシール性を調べた。
(試料の作製)
この試験では、図7に示すように金属板202と、樹脂成形体205と、接着層206とを備える試験部材200を作製する。
ここでの金属板202は、試験例1と同様に市販のADC12からなるダイカスト材である。金属板202は、長さ190mm×幅90mm×厚さ3.5mmの長方形の板である。試験部材200は、金属板202に貫通孔222を設け、貫通孔222の内外に連続するように樹脂成形体205を射出成形することで作製する。金属板202は、図3に示すケース2の側壁21であって、貫通孔22を有する箇所を模擬している。なお、図7は、試験部材200を金属板202の厚さ方向に平行な平面で切断した断面において、金属板202における貫通孔222の一部及びその近傍の領域のみを拡大して示す。また、図7は、分かり易いように、各部材間の隙間を誇張して示す。上記隙間は、不可避的に設けられるものである。上記隙間の大きさはエア又は水分子が通過可能な程度である。接着層206がシール性に優れていれば、仮に上記隙間があっても、試験部材200は、シール性に優れる。
この試験では、図7に示すように金属板202と、樹脂成形体205と、接着層206とを備える試験部材200を作製する。
ここでの金属板202は、試験例1と同様に市販のADC12からなるダイカスト材である。金属板202は、長さ190mm×幅90mm×厚さ3.5mmの長方形の板である。試験部材200は、金属板202に貫通孔222を設け、貫通孔222の内外に連続するように樹脂成形体205を射出成形することで作製する。金属板202は、図3に示すケース2の側壁21であって、貫通孔22を有する箇所を模擬している。なお、図7は、試験部材200を金属板202の厚さ方向に平行な平面で切断した断面において、金属板202における貫通孔222の一部及びその近傍の領域のみを拡大して示す。また、図7は、分かり易いように、各部材間の隙間を誇張して示す。上記隙間は、不可避的に設けられるものである。上記隙間の大きさはエア又は水分子が通過可能な程度である。接着層206がシール性に優れていれば、仮に上記隙間があっても、試験部材200は、シール性に優れる。
金属板202の一面(図7では紙面上面)をアルコールで脱脂する。ここでは、サンドブラスト等の表面処理は行わない。脱脂後の金属板202の一面における貫通孔222の周囲の領域に、接着剤を塗布した後、予備加熱を行って半硬化状態の接着層を形成する。半硬化状態の接着層を備える金属板202の一面側に中子部材207を配置する。ここでは、金属板202の一面側から図7の紙面上方に延びるように中子部材207を配置する。この状態で、金属板202の一面から、樹脂組成物を射出成形し(インサート成形し)、樹脂成形体205を作製する。この試験では、上述の半硬化状態の接着層を備える金属板202を80℃に予熱してから、射出成形を行う。中子部材207は図1等に示す中子部4を模擬した直方体の樹脂成形体である。中子部材207を構成する樹脂組成物は、インサート成形に用いる樹脂組成物と同じである。なお、各試料の樹脂組成物は、射出成形前の状態において、十分に乾燥させておき、射出成形に用いる。
樹脂成形体205は、図3に示すフード部5を模擬して、以下のように成形する。金属板202の一面に環状のフランジ部210と、中子部材207を覆う部分とを成形する。中子部材207の一端面が貫通孔222を臨むように、中子部材207を配置する。貫通孔222内に挿通部211を成形する。金属板202の他面(図7では紙面下面)側に、平坦な板状部212を成形する。板状部212は、挿通部211に連続し、中子部材207の一端面を覆うと共に、貫通孔222を封止する。板状部212の外縁側の領域は、金属板202の他面における貫通孔222の周囲の領域を覆う。つまり、板状部212の外縁側の領域とフランジ部210とは、金属板202を挟むように設けられる。金属板202の他面側が平坦であることで、試験部材200における上記他面側は、後述のシリコーンゴムからなるシート材220を密着させ易い。フランジ部210の外形は、長方形の枠状である。
作製した樹脂成形体のフランジ部210と金属板202の一面との間に接着層206が介在する。接着層206の厚さは、0.2mmである。金属板202と樹脂成形体205とが接着層206によって良好に接合されており、接着層206がシール性に優れる試験部材200であれば、後述するエアリーク試験を行った場合、金属板202の一面と他面との間で空気の漏れが生じない。例えば、図7の細線の矢印で示すように、金属板202の他面(図7では紙面下面)側から一面(図7では紙面上面)側に向かって空気を送っても、空気が金属板202の一面側に抜けない。一方、接着層206による接合が不十分であり、接着層206がシール性に劣る試験部材200であれば、図7で二点鎖線の矢印で示すように、金属板202の他面側から送られた空気は、金属板202の一面側から漏れる。
試験例2の試料No.1,No.2,No.8の接着剤及び樹脂組成物はそれぞれ、試験例1の試料No.1,No.2,No.8と同じである。試験例2の接着層の形成方法、予備加熱条件、射出成形条件等は、試験例1と同様である。表2に、接着剤の主成分、シランカップリング剤、樹脂組成物を示す。
(エアリーク試験)
作製した各試料の試験部材200について、市販のエアパルス式ディスペンサー(武蔵エンジニアリング株式会社製 ML−808GX)を用いて、エアリーク試験を行う。
ここでは、射出成形後、常温(ここでは20℃程度)に保持して1日以上経過してから試験を行う。試験は、各試料の試験部材200について、金属板202の他面側から空気を送り、金属板202の一面側(接着層206を有する側)から気泡が発生するか否かを目視確認する。
作製した各試料の試験部材200について、市販のエアパルス式ディスペンサー(武蔵エンジニアリング株式会社製 ML−808GX)を用いて、エアリーク試験を行う。
ここでは、射出成形後、常温(ここでは20℃程度)に保持して1日以上経過してから試験を行う。試験は、各試料の試験部材200について、金属板202の他面側から空気を送り、金属板202の一面側(接着層206を有する側)から気泡が発生するか否かを目視確認する。
各試料の試験部材200において、金属板202の他面側を覆うようにシリコーンゴムからなるシート材220を取り付ける。シート材220にはエアホース(図示せず)を接続する。シート材220は、金属板202の他面側から周囲に、エアホースからの空気が漏れないようにするために試験部材200に取り付ける。シート材220を備える試験部材200を冶具230で固定して、水中に浸漬する。金属板202の一面側が上方、他面側が下方となるように、試験部材200を水中に配置する。この配置状態で、エアホースから空気を注入する。上記空気は、シート材220と金属板202の他面との間に送られ、更に図7の細線の矢印で示すように金属板202と板状部212との隙間、貫通孔222と挿通部211との隙間を経て、接着層206側に流れる。上記空気の注入圧力を変化させて、金属板202の他面側から一面側に空気が通過して、一面側から水中に気泡が排出されるか否かを調べる。上記注入圧力は、50kPa〜200kPaの範囲から選択する。気泡が排出されない場合をG、気泡が生じた場合をBとして評価する。評価結果を表2に示す。
表2に示すように、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤は、シール性に優れることが分かる。
上述の試験例1,2から、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤は、ヒートサイクルが負荷される使用環境であっても、金属と樹脂成形体とを良好に接合できることが示された。このような接着剤は、エンジンの直上といったエンジン近くに配置される用途であって金属と樹脂成形体とを備える部材、例えば実施形態のコネクタ付きケース等に好適に利用できるといえる。また、上述の試験例1,2から、上記接着剤は、チル層の除去といった表面処理を行わなくても、金属と樹脂成形体とを良好に接合できることが示された。更に、上記接着剤は、インサート成形時の圧力及び熱を利用して金属と樹脂成形体とを良好に接合できることが示された。
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、上述の試験例1,2において、樹脂組成物の組成(PBTの含有量、充填剤の種類・含有量等)・構造等、金属の組成、接着剤の組成を変更できる。
例えば、上述の試験例1,2において、樹脂組成物の組成(PBTの含有量、充填剤の種類・含有量等)・構造等、金属の組成、接着剤の組成を変更できる。
1 コネクタ付きケース
2 ケース
20 底部、21 側壁、22 貫通孔、25 固定片、27 開口部
3 コネクタ部
4 中子部
40 端子、41 本体部、42 支持板、43 仕切り部
5 フード部
50 本体部、51 外フランジ部、52 挿通部、53 内フランジ部
54 連結部
55 樹脂組成物、56 海部、57 島部
6,60 接着層
70 カバー、71 回路基板
8 ワイヤーハーネス
80 電線、81,82,83 コネクタ
10 コネクタ付きワイヤーハーネス
17 エンジンコントロールユニット(ECU)
100 試験片、102 金属片、105 樹脂成形体、106 接着層
200 試験部材、202 金属板、205 樹脂成形体、206 接着層
207 中子部材
210 フランジ部、211 挿通部、212 板状部、222 貫通孔
220 シート材、230 冶具
2 ケース
20 底部、21 側壁、22 貫通孔、25 固定片、27 開口部
3 コネクタ部
4 中子部
40 端子、41 本体部、42 支持板、43 仕切り部
5 フード部
50 本体部、51 外フランジ部、52 挿通部、53 内フランジ部
54 連結部
55 樹脂組成物、56 海部、57 島部
6,60 接着層
70 カバー、71 回路基板
8 ワイヤーハーネス
80 電線、81,82,83 コネクタ
10 コネクタ付きワイヤーハーネス
17 エンジンコントロールユニット(ECU)
100 試験片、102 金属片、105 樹脂成形体、106 接着層
200 試験部材、202 金属板、205 樹脂成形体、206 接着層
207 中子部材
210 フランジ部、211 挿通部、212 板状部、222 貫通孔
220 シート材、230 冶具
Claims (14)
- ケースと、
前記ケースに固定されるコネクタ部とを備え、
前記ケースは、貫通孔を有し、
前記コネクタ部は、
複数の端子を支持する中子部と、
前記ケースにおける前記貫通孔の周囲の領域と前記中子部の一部とを一体に成形してなるフード部とを備え、
更に、前記ケースと前記フード部との間に介在する接着層を備え、
前記接着層の構成材料は、非ジエン系ゴムとアミノ系シランカップリング剤とを含む接着剤である、
コネクタ付きケース。 - 前記接着剤は、前記接着剤を100質量%として、前記アミノ系シランカップリング剤を0.5質量%以上2質量%以下含む請求項1に記載のコネクタ付きケース。
- 前記接着層の厚さが0.1mm以上0.5mm以下である請求項1又は請求項2に記載のコネクタ付きケース。
- 前記フード部の構成材料は、ポリブチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレートとを含む樹脂組成物である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のコネクタ付きケース。
- 前記ケースの表面における前記接着層の形成領域にチル層を備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のコネクタ付きケース。
- 前記ケースは、ダイカスト材である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のコネクタ付きケース。
- 前記ケースの構成材料は、アルミニウム基合金である請求項6に記載のコネクタ付きケース。
- 前記アルミニウム基合金は、Siを1質量%以上30質量%以下含む請求項7に記載のコネクタ付きケース。
- 前記ケースは、エンジンへの取り付けに用いられる固定片を備える請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のコネクタ付きケース。
- エンジンの直上に取り付けられる請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のコネクタ付きケース。
- 前記端子の一端に接続される回路基板は、エンジンの燃料噴射及びエンジンの点火の少なくとも一方の制御を行う請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のコネクタ付きケース。
- 前記エンジンは、自動車のエンジンである請求項9から請求項11のいずれか1項に記載のコネクタ付きケース。
- 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のコネクタ付きケースと、
前記端子の端部に接続されるワイヤーハーネスとを備え、
前記ワイヤーハーネスの全長が800mm未満である、
コネクタ付きワイヤーハーネス。 - 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のコネクタ付きケース、又は請求項13に記載のコネクタ付きワイヤーハーネスと、
前記ケースに収納され、前記端子の一端に接続される回路基板とを備える、
エンジンコントロールユニット。
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2020
- 2020-03-03 CN CN202010140366.4A patent/CN111740281B/zh active Active
- 2020-03-11 US US16/815,597 patent/US20200303868A1/en not_active Abandoned
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