JP3748253B2 - 車載電子機器の筐体構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、一対のカバーとベース間に電子基板を密閉収納する車載電子機器の筐体構造に関するものであり、特に耐熱性・耐水性・耐振性・量産性に優れた筐体構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来においては、コネクタが一体成形され、電子基板が固定される樹脂製の上部ケース(カバー)と、下部ケース(ベース)を接着シール材で接着固定するようにした2ピース構成の筐体構造がある(例えば、特許文献1参照)。
また、電子基板をケースとカバーによって構成された筐体内に収納するとともに、電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱をカバーに伝熱放散させるようにした2ピース構成の筐体構造がある(例えば、特許文献2参照)。
【0003】
更に、車載用電気・電子部品として、ポリブチレンテレフタレート樹脂にガラス繊維強化材を配合した難燃性樹脂を使用するものがある(例えば、特許文献3参照)。
また、発熱部品の熱放散構造に関連して、両面基板の一方の面に固定された発熱部品の発生熱をスルーホールメッキ穴を介して他方の面に伝熱させるとともに、当該基板を熱伝導性を有した弾性絶縁シートを介して熱伝導性筐体の一部に固定するものがある(例えば、特許文献4参照)。
更に、電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱をアルミベース等の冷却部材に伝熱放散させる構造もある(例えば、特許文献5参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−346418号公報
【特許文献2】
特開平08−148842号公報
【特許文献3】
特開2000−178417号公報
【特許文献4】
特開平08−204072号公報
【特許文献5】
特表2001−505000号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
電子基板の小型化、高密度化に伴って、発熱部品に対する熱放散性の向上が重要となる一方で、自動車用車載電子機器にあっては、耐熱性・防水性・耐振性・量産性等の様々の要件を満たす製品が要求されている。
しかし、上記特許文献1では、電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱を放散させる構造にはなっていない。
また、カバーとベースを単に接着しただけでは十分な耐振性が得られず、更には製品の耐熱性、並びに接着シール性に問題があった。
【0006】
また、上記特許文献2のものでは発熱部品とカバーとの間の接触圧が十分確保できず、多数の発熱部品に対する熱放散が行い難い問題があるとともに、防水対策上においても問題があった。
【0007】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、発熱部品の熱放散性及び耐振性を向上させ、量産することができ、更には小型化並びに高密度化された電子基板を収納することができるとともに、自動車のエンジンルームにも設置可能な耐熱性・防水性にも優れた筐体構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係る車載電子機器の筐体構造は、多数の接続ピンが圧入され相手側コネクタが挿入されるコネクタハウジングと、コネクタハウジングとともに難燃性樹脂で一体成形され、かつ天蓋部と環状周壁部を有するカバーと、環状周壁部の内壁に設けた圧入突起部を取付穴に圧入することにより仮固定されるとともに、接続ピンが接続される電子基板と、電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱が伝熱放散される関係に接触配置されるとともに、車体に取付けるための取付け足を有する高熱伝導性のベースとを備え、環状周壁部は密封シール材が挿入される環状溝と、この環状溝の外郭位置に設けられた複数のねじ穴を有し、ベースは環状溝に嵌合する環状突起と、この環状突起の外郭位置に設けられた複数の抜き穴を備えるとともに、固定ねじが抜き穴を貫通してねじ穴に挿入されることにより、電子基板が環状周壁部とベース間に挟持され、更に天蓋部の中心位置には一端が封鎖された中央ねじ穴を有する支柱が設けられるとともに、ベースの略中心位置には電子基板が載置される台座と、この台座を貫通する中央抜き穴が設けられ、カバーと電子基板とベースとは、中央抜き穴を貫通して中央ねじ穴に挿入される中央固定ねじによって一体化補強されるとともに、中央固定ねじの頭部は防水シール材が塗布されるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施の形態1による車載電子機器の筐体構造を示す平面図、図2は図1の状態から天蓋部を除いた場合を示す平面図、図3は図1のA方向から見た側面図、図4は図1のB−B線断面図、図5は図3のC−C線断面図、図6は図3のD−D線断面図、図7はコネクタ部を示す拡大断面図、図8は図4のE−E線断面図である。
【0010】
図において、カバー1は多数の接続ピン2a、2bが圧入され、相手側コネクタ3が挿入されるコネクタハウジング4a、4bとともに難燃性樹脂で一体成形され、更に、カバー1は天蓋部5と環状周壁部6を有している。そして、電子基板7は環状周壁部6の内壁に仮固定された後、多数の接続ピン2a、2bが接続される。又、高熱伝導性のベース8は電子基板7に設けられた発熱部品9の発生熱が伝熱放散される関係に接触配置されるとともに、車体に対する取付け足10a〜10dを有する。
【0011】
密封シール材11は環状周壁部6とベース8との間に挿入され、電子基板7を取り巻いている。密封シール材11の外郭位置にあって、環状周壁部6とベース8間を固定するために一体化手段が備えられ、この一体化手段によって、電子基板7が環状周壁部6とベース8間に挟持されるよう構成されている。
【0012】
このようにして、第一の重量体であるベース8を車体に直接取付けるとともに、第二の重量体である電子基板7をベース8に直接取付けることで、発熱部品9の伝熱放散を行わせるとともに、取付けの耐振性を向上させ、しかも成型材料であるコネクタハウジング4a、4bの熱変形ストレスが、電子基板7に加わらないようにする手段を提供したものである。
また、ベース8とコネクタハウジング4間は密封シール材11で防水されるとともに、耐振性を向上するための一体化手段で一体化されている。
【0013】
上記のように、電子基板7を挟み込んで、高熱伝導性のベース8とカバー1とが一体化取付けされるようになっているので、電子基板7に設けられた発熱部品9を確実にベース8に対して伝熱性を確保して取付けることができるとともに、重量体であるベース8を車体に取付けることにより、耐振性を向上させることができる。
また、難燃性樹脂で形成されたカバー1とベース8間の密封シール材11は、一体化手段によって密着化されているので、耐熱性・耐振性に優れ、確実に防水密閉することができる効果がある。
【0014】
コネクタハウジング4a、4bを有するカバー1は、ポリブチレンテレフタレート樹脂を基材として、重量比で15〜40%のガラスフィラーを充填した難燃性樹脂で製作するとともに、ベース8はアルミダイキャストで製作し、更には、密封シール材11は室温硬化型の液状シリコンゴムによる接着シール材が使用されている。
【0015】
従って、コネクタ部の成型寸法が安定するとともに、接続ピン2をコネクタハウジング4に圧入しても柔軟に対処することができる。
また、PBT(ポリブチレンテレフタレート)は密封シール材11を構成する液状シリコンゴムによる接着性を阻害する窒素・硫黄を含まないので、ベース8に対する接着性にも問題がない。
【0016】
また、環状周壁部6は密封シール材11が挿入される環状溝6aと、環状溝6aの外郭位置に設けられた複数のねじ穴12a〜12dを有し、ベース8は環状溝6aに嵌合する環状突起13と、環状突起13の外郭位置に設けられた複数の抜き穴14を備え、一体化手段は抜き穴14を通してねじ穴12a〜12dに螺入する固定ねじ15で構成されている。
ベース8の裏面から固定ねじ15によって、コネクタハウジング4を固定するのに適した配置となっており、密封シール材11のシール面積を確保することができ、密封シール材11は環状溝6aに挿入されるので、組み付け性が良く、しかも薄い肉厚の環状周壁部6であっても、シール接触面積を拡大して密封性能が向上する効果がある。
また、固定ねじ15が環状溝6aの外部にあるので、固定ねじ15部の防水処理が不要となる効果がある。
【0017】
電子基板7は、環状周壁部6の内壁に設けた圧入突起部16を、電子基板7に設けた取付穴17に圧入することで仮固定されるよう構成されている。
従って、取付穴17を圧入突起部16に挿入するだけで簡単に電子基板7をカバー1に仮止め固定することができ、接続ピン2の半田接続において位置ずれ等が生じることがないようにすることができる効果がある。
【0018】
また、電子基板7の下面に位置する銅箔域18が、電子基板7の上面に設けられた発熱部品9に対して電気的に接続され、伝熱性の軟質絶縁層19が銅箔域18を覆い、更に、ベース8には伝熱突起20が設けられており、上記一体化手段によって、軟質絶縁層19が伝熱突起20に圧接されるよう構成されている。
従って、電子基板7に取付けられた発熱部品9の発生熱を、高熱伝導性のベース8に対して効率的に伝熱することができる効果がある。
【0019】
更に、軟質絶縁層19として、伝熱性フィラーを充填した室温硬化型液状シリコンゴム、又は伝熱性弾性絶縁シートを使用することにより、電子基板7に取付けられた複数の発熱部品9に対する複数の銅箔域18のそれぞれの発生熱を、高熱伝導性のベース8に確実に伝熱することができる効果がある。
【0020】
カバー1の天蓋部5の略中心位置には、一端が封鎖された中央ねじ穴21を有する支柱22が設けられるとともに、ベース8の略中心位置には、電子基板7が載置される台座23と、この台座23を貫通する中央抜き穴24が設けられている。
そして、カバー1と電子基板7とベース8とは、上記中央抜き穴24を通して中央ねじ穴21に螺入する中央固定ねじ25によって一体化補強されるとともに、中央固定ねじ25の頭部は防水シール材26が塗布されるようになっている。
【0021】
従って、比較的面積の大きい電子基板7の取付けに際し、カバー1とベース8間の一体化補強がなされて耐振性が向上するとともに、中央の台座23部分は、電子基板7の中央部に位置しており、発熱部品7に対する伝熱突起として利用することもできる。
【0022】
次に上記構成について更に詳しく説明する。
例えばアルミダイキャストで製作された高熱伝導性ベース8は、環状突起13を備えるとともに、四方に取付け足10a〜10dを備え、この取付け足10a〜10dには、取付け穴27a〜27dが設けられている。
なお、ベース8の取付け穴27a〜27dには、図示しない取付けねじが挿入されて、図示しない車体に取付け固定されるようになっている。
【0023】
例えばPBT(ポリブチレン・テレフタレート)を基材として、重量比で15〜40%のガラスフィラーを充填した難燃性樹脂で成形されたカバー1は、一対のコネクタハウジング4a,4bと、このコネクタハウジング4a,4b内に圧入された多数の折曲形(ライトアングルタイプ)の接続ピン2a,2bを備えている。
【0024】
環状周壁部6はカバー1と一体に形成され、この環状周壁部6には、環状突起13が嵌合する環状溝6aが設けられている。また、カバー1には、天蓋部5が設けられるとともに、カバー1の4隅には、固定ねじ15が螺入するねじ穴12a〜12dが設けられている。また、環状周壁部6には仕切り壁28が設けられている。
更に、中央ねじ穴21が天蓋部5の略中央位置に設けられた支柱22の先端部に設けられ、この中央ねじ穴21には、中央取付けねじ25が螺入する。
【0025】
多数の電子部品9が装着された、例えばガラスエポキシ材による電子基板7には、発熱部品9が取付けられており、また、電子基板7には多数の接続ピン2a,2bが半田により接続されている。
図5において、環状周壁部6に設けられた圧入突起部16は、電子基板7に設けられた取付穴17に圧入される。天蓋部5の略中央には支柱22が設けられるとともに、中央ねじ穴21が支柱22の先端部に設けられている。
【0026】
また、ベース8の略中央位置には台座23が設けられているとともに、この台座23には中央抜き穴24が設けられ、更に、電子基板7の略中央には取付穴29が設けられている。
中央固定ねじ25は、中央抜き穴24から取付穴29を貫通して、中央ねじ穴21に螺入しており、防水シール材26が中央固定ねじ25の頭部分に塗布されている。
【0027】
図6において、抜き穴14がベース8の4隅に設けられるとともに、ねじ穴12dが環状周壁部6の4隅に一体成形された埋め金30に設けられている。そして、固定ねじ15が抜き穴14を通して、ねじ穴12dに螺入されている。
密封シール材11は環状溝6aに挿入され、環状突起13によって押圧されており、密封シール材11としては、例えば室温硬化性の液状シリコンゴム材が使用される。
【0028】
次に図7において、相手側コネクタ3が、コネクタハウジング4a,4bに挿入されており、コネクタ3内部には図示しない多数のメスピンが挿入されていて、接続ピン2a,2bと接触嵌合するように構成されている。
そして、環状溝31が相手側コネクタ3に設けられており、この環状溝31はコネクタハウジング4a,4bを挟み込むように構成され、その内部外周面には例えばゴム材による弾性パッキン32が装着されている。
【0029】
次に図8において、銅箔域18が電子基板7に取付けられた発熱部品9と電気的に接続され、電子基板7の反対面に設けられており、この銅箔域18の裏側には、伝熱性の軟質絶縁層19が設けられ、伝熱突起20がベース8に設けられている。
軟質絶縁層19は、カバー1とベース8を固定ねじ15で固定することによって押圧されて、伝熱突起20に接触して伝熱放散するように構成されている。
なお、発熱部品9の発生熱は、接続用リード線33や両面基板間に設けられたスルーホールメッキ等を通じて銅箔域18に伝熱されるようになっている。
【0030】
以上のとおり構成されたものにおいて、電子基板7には多数の発熱部品9を含む多くの電子部品が実装され、続いて多数の接続ピン2a,2bが圧入されたカバー1の圧入突起部16に対して、電子基板7の取付穴17を圧入仮固定した上で、噴流半田付け装置等を用いて接続ピン2a,2bを電子基板7に半田付けする。
続いて、カバー1の天蓋部5を下側にして、環状溝6aの中に例えば室温硬化型の液状シリコンゴムである接着シール材11を注入した上で、ベース8が載せられて、固定ねじ15や中央固定ねじ25を用いて、電子基板7・ベース8・カバー1が共締めされることにより、一体化固定される。
その後、防水シール材26によって、中央固定ねじ25の頭部に対する防水処理が施される。
【0031】
上述の組立工程において、電子基板7は固定ねじ15を使用することにより、ベース8に対して環状周壁部6により圧接固定されるので、カバー1の熱変形ストレスが作用しても、電子基板7に対しては、ひずみが発生しないようになっている。
また、カバー1に作用する振動荷重も、電子基板7には作用しないようになっている。
完成品を車体に装着する時には、機械的強度が強くて重量も重いベース8の取付け足10a〜10dを介して取付け固定され、続いて相手側コネクタ3をコネクタハウジング4a,4bに挿入することによって配線作業が行われる。
【0032】
以上で説明した構成では、密封シール材11として、液状シリコンゴムによる接着シール材を使用した例を示したが、これに代わって環状ゴム紐材等による弾性パッキンを用いることも可能であり、この場合には余分の部品等を必要とするが、保守点検時の分解作業が容易となる特長がある。
なお、電子基板7とカバー1との仮固定は、圧入を用いる代りにねじを用いるようにしても良い。
【0033】
更に、伝熱性の軟質絶縁層19として、アルミナ又はシリカ等の伝熱性フィラーを充填した室温硬化型液状シリコンゴム、又は伝熱性弾性絶縁シートなどを使用することができる。
また、以上で示した例では、固定ねじ15をベース8側からカバー1側に挿入させたものについて記載したが、ベース8側にねじ穴を設けて、カバー1側からベース8側に固定ねじを挿入する形式にすることも可能である。
【0034】
【発明の効果】
この発明の請求項1に係る車載電子機器の筐体構造によれば、多数の接続ピンが圧入され相手側コネクタが挿入されるコネクタハウジングと、コネクタハウジングとともに難燃性樹脂で一体成形され、かつ天蓋部と環状周壁部を有するカバーと、環状周壁部の内壁に設けた圧入突起部を取付穴に圧入することにより仮固定されるとともに、接続ピンが接続される電子基板と、電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱が伝熱放散される関係に接触配置されるとともに、車体に取付けるための取付け足を有する高熱伝導性のベースとを備え、環状周壁部は密封シール材が挿入される環状溝と、この環状溝の外郭位置に設けられた複数のねじ穴を有し、ベースは環状溝に嵌合する環状突起と、この環状突起の外郭位置に設けられた複数の抜き穴を備えるとともに、固定ねじが抜き穴を貫通してねじ穴に挿入されることにより、電子基板が環状周壁部とベース間に挟持され、更に天蓋部の中心位置には一端が封鎖された中央ねじ穴を有する支柱が設けられるとともに、ベースの略中心位置には電子基板が載置される台座と、この台座を貫通する中央抜き穴が設けられ、カバーと電子基板とベースとは、中央抜き穴を貫通して中央ねじ穴に挿入される中央固定ねじによって一体化補強されるとともに、中央固定ねじの頭部は防水シール材が塗布されるので、電子基板に設けられた発熱部品を確実にベースに対して伝熱性を確保して取付けることができるとともに、重量体であるベースを車体に取付けることにより、耐振性を向上させることができる。
また、難燃性樹脂で形成されたカバーとベース間の密封シール材は、一体化手段によって密着化されているので、耐熱性・耐振性に優れ、確実に防水密閉することができる効果がある。
又取付穴を圧入突起部に挿入するだけで簡単に電子基板をカバーに仮止め固定することができ、接続ピンの半田接続において位置ずれ等が生じることがないようにすることができる効果がある。
更には比較的面積の大きい電子基板の取付けに際し、カバーとベース間の一体化補強がなされて耐振性が向上するとともに、中央の台座部分は、電子基板の中央部に位置しており、発熱部品に対する伝熱突起として利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による車載電子機器の筐体構造を示す平面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による車載電子機器の筐体構造を示す平面図である。
【図3】 この発明の実施の形態1による車載電子機器の筐体構造を示す側面図である。
【図4】 図1のB−B線断面図である。
【図5】 図3のC−C線断面図である。
【図6】 図3のD−D線断面図である。
【図7】 コネクタ部を示す拡大断面図である。
【図8】 図4のE−E線断面図である。
【符号の説明】
1 カバー、2a,2b 接続ピン、3 相手側コネクタ、
4a,4b コネクタハウジング、5 天蓋部、6 環状周壁部、6a 環状溝、
7 電子基板、8 ベース、9 発熱部品、10a〜10d 取付け足、
11 密封シール材、12a〜12d ねじ穴、13 環状突起、14 抜き穴、
15 固定ねじ、16 圧入突起部、17 取付穴、18 銅箔域、19 軟質絶縁層、
20 伝熱突起、21 中央ねじ穴、22 支柱、23 台座、24 中央抜き穴、
25 中央固定ねじ、26 防水シール材。
Claims (5)
- 多数の接続ピンが圧入され相手側コネクタが挿入されるコネクタハウジングと、上記コネクタハウジングとともに難燃性樹脂で一体成形され、かつ天蓋部と環状周壁部を有するカバーと、上記環状周壁部の内壁に設けた圧入突起部を取付穴に圧入することにより仮固定されるとともに、上記接続ピンが接続される電子基板と、上記電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱が伝熱放散される関係に接触配置されるとともに、車体に取付けるための取付け足を有する高熱伝導性のベースとを備え、上記環状周壁部は密封シール材が挿入される環状溝と、この環状溝の外郭位置に設けられた複数のねじ穴を有し、上記ベースは上記環状溝に嵌合する環状突起と、この環状突起の外郭位置に設けられた複数の抜き穴を備えるとともに、固定ねじが上記抜き穴を貫通して上記ねじ穴に挿入されることにより、上記電子基板が上記環状周壁部と上記ベース間に挟持され、更に上記天蓋部の中心位置には一端が封鎖された中央ねじ穴を有する支柱が設けられるとともに、上記ベースの略中心位置には電子基板が載置される台座と、この台座を貫通する中央抜き穴が設けられ、上記カバーと電子基板とベースとは、上記中央抜き穴を貫通して上記中央ねじ穴に挿入される中央固定ねじによって一体化補強されるとともに、上記中央固定ねじの頭部は防水シール材が塗布されることを特徴とする車載電子機器の筐体構造。
- 上記コネクタハウジングと一体化された上記カバーは、ポリブチレンテレフタレート樹脂を基材として、重量比で15〜40%のガラスフィラーを充填した難燃性樹脂で製作するとともに、上記ベースはアルミダイキャストで製作し、更に上記密封シール材として、室温硬化型の液状シリコンゴムによる接着シール材が使用されていることを特徴とする請求項1記載の車載電子機器の筐体構造。
- 上記電子基板に取付けられた発熱部品に対して電気的に接続されるとともに、上記電子基板の下面に設けられた銅箔域と、この銅箔域を覆う伝熱性の軟質絶縁層と、上記ベースに設けられた伝熱突起とを備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車載電子機器の筐体構造。
- 上記軟質絶縁層は伝熱性フィラーを充填した室温硬化型液状シリコンゴムで構成したことを特徴とする請求項3記載の車載電子機器の筐体構造。
- 上記軟質絶縁層は伝熱性弾性絶縁シートで構成したことを特徴とする請求項3記載の車載電子機器の筐体構造。
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