JP6228526B2 - 電子制御装置、並びにその取り付け方法とその製造方法 - Google Patents

電子制御装置、並びにその取り付け方法とその製造方法 Download PDF

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本発明は、電子制御装置、並びにその取り付け方法とその製造方法に関し、詳しくは、電子制御装置の製造を簡素化できる電子制御装置、並びにその取り付け方法とその製造方法に関する。
従来、電子制御装置として、ケースと回路基板とケース蓋とを備え、ケースの一端側にケース入口が開口されるとともに、他端側に端壁が設けられ、回路基板に電子部品が実装され、ケース内に回路基板と電子部品が収容され、ケースのケース入口がケース蓋で覆われたものがある(例えば、特許文献１参照)。
この種の電子制御装置によれば、ケースとケース蓋により、回路基板やこの回路基板に実装された電子部品を、水や塵埃から保護することができる利点がある。
しかし、特許文献１のものでは、ケース内は中空で、ケース蓋はケースに溶着または接着で液密に固定されているため、問題がある。
特開２００６−３６１４７号公報(図２参照)
《問題点》 電子制御装置の製造が煩雑になる。
特許文献１のものでは、ケース内は中空で、ケース蓋はケースに溶着または接着で液密に固定されているため、ケース蓋とケースの密閉作業に手間がかかり、電子制御装置の製造が煩雑になる。
本発明の課題は、電子制御装置の製造を簡素化することができる電子制御装置、並びにその取り付け方法とその製造方法を提供することにある。
本発明の発明者らは、研究の結果、回路基板と電子部品とケース蓋の一部をポッティング材に埋設し、ポッティング材の硬化によりケース蓋をケースに固定すれば、溶接や接着等によるケース蓋とケースの密閉作業を省略できることに着目し、この発明に至った。
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１(Ａ)に例示するように、ケース(１)と回路基板(２)とケース蓋(３)とを備え、
ケース(１)の一端側にケース入口(４)が開口されるとともに、他端側に端壁(６)が設けられ、回路基板(２)に電子部品(５)が実装され、ケース(１)内に回路基板(２)と電子部品(５)が収容され、ケース(１)のケース入口(４)がケース蓋(３)で覆われた電子制御装置において、
図１(Ａ)に例示するように、ケース蓋(３)の周縁部(８)がケース入口(４)の開口縁(９)に当接され、ケース蓋(３)の中央部にケース(１)内に押し出された押し出し突部(１１)が形成され、この押し出し突部(１１)内にケース(１)外に臨む凹入部(１０)が形成され、押し出し突部(１１)の周壁(１４)に貫通孔(１５)が設けられ、
図１(Ａ)に例示するように、ケース(１)内と貫通孔(１５)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)内に亘ってポッティング材(１６)が一連に充填され、ケース(１)内に充填されたポッティング材(１６)に回路基板(２)と電子部品(５)とが埋設され、ケース(１)内と貫通孔(１５)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)内に亘って一連に充填されたポッティング材(１６)の硬化によりケース蓋(３)がケース(１)に固定されている、ことを特徴とする電子制御装置。
(請求項２〜４に係る発明)
請求項２，３に係る発明は、回路基板(２)や電子部品(５)の冷却が効率的に行われる電子制御装置とその取り付け方法、請求項４に係る発明は、ケース内へのポッティング材の充填作業が容易になる電子制御装置の製造方法に関するものである。
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 電子制御装置の製造を簡素化することができる。
図１(Ａ)に例示するように、ケース(１)内と貫通孔(１５)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)内に亘ってポッティング材(１６)が一連に充填され、ケース(１)内に充填されたポッティング材(１６)に回路基板(２)と電子部品(５)とが埋設され、ケース(１)内と貫通孔(１５)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)内に亘って一連に充填されたポッティング材(１６)の硬化によりケース蓋(３)がケース(１)に固定されているため、回路基板(２)や電子部品(５)に対する水や塵埃の接触が、ポッティング材(１６)によって阻止されるだけでなく、溶接や接着等によるケース蓋(３)とケース(１)の密閉作業が不要になり、電子制御装置の製造を簡素化することができる。
《効果》 回路基板や電子部品に対する防水防塵機能と防振機能が高い。
図１(Ａ)に例示するように、ケース(１)内と貫通孔(１５)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)内に亘ってポッティング材(１６)が一連に充填され、ケース(１)内に充填されたポッティング材(１６)に回路基板(２)と電子部品(５)とが埋設されているため、水分や塵埃がケース蓋(３)を伝って回路基板(２)と電子部品(５)に接近するおそれもなく、回路基板(２)や電子部品(５)に対する防水防塵機能が高い。また、ケース(１)やケース蓋(３)の振動がポッティング材(１６)で吸収され、回路基板(２)や電子部品(５)に対する防振機能が高い。
(請求項２，３に係る発明)
請求項２に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 回路基板や電子部品の冷却が効率的に行われる。
図１(Ａ)に例示するように、ケース蓋(３)が回路基板(２)のヒートシンクとされ、ポッティング材(１６)に埋設されていないケース蓋(３)の周縁部(８)が電子制御装置の取り付け部として、装置取り付け座(７)に取り付けられ、回路基板(２)の熱がケース蓋(３)を介して装置取り付け座(７)に熱伝導されるようにした場合には、回路基板(２)や電子部品(５)の発熱がケース蓋(３)を介して装置取り付け座(７)に放熱され、回路基板(２)や電子部品(５)の冷却が効率的に行われる。
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 ケース内へのポッティング材の充填作業が容易になる。
図１(Ｂ)に例示するように、押し出し突部(１１)内の凹入部(１０)に液状のポッティング材(１６)が注入され、ポッティング材(１６)が自重で貫通孔(１５)からケース(１)内に流入し、電子部品(５)と回路基板(２)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)とがポッティング材(１６)に浸漬された後、ポッティング材(１６)が硬化されるため、ケース(１)内のポッティング材(１６)の充填状態が凹入部(１０)内のポッティング材(１６)の液面高さによって確認され、ポッティング材(１６)がケース(１)から溢れる失敗が起こりにくく、ケース(１)内へのポッティング材(１６)の充填作業が容易になる。
本発明の実施形態に係る電子制御装置を説明する図で、図１(Ａ)は電子制御装置とその取り付け状態を示す縦断側面図、図１(Ｂ)は電子制御装置の製造方法を説明する縦断側面図である。 図１の電子制御装置をケース蓋側から見た図である。
図１(Ａ)(Ｂ)は本発明の実施形態に係る電子制御装置を説明する図であり、この実施形態では、産業用ディーゼルエンジンのエンジンＥＣＵについて説明する。
まず、電子制御装置の実施形態について説明する。
この電子制御装置は、エンジンＥＣＵである。エンジンＥＣＵは、エンジン電子制御ユニットの略称であり、運転条件に応じて、エンジンの燃料噴射量や噴射時期を調節して、エンジン回転数を制御するガバナ機能等を備えたマイコンである。
図１(Ａ)に示すように、エンジンＥＣＵは、ケース(１)と回路基板(２)とケース蓋(３)とを備えている。
このエンジンＥＣＵは、ケース(１)の一端側にケース入口(４)が開口されるとともに、他端側に端壁(６)が設けられ、回路基板(２)に電子部品(５)が実装され、ケース(１)内に回路基板(２)と電子部品(５)が収容され、ケース(１)のケース入口(４)がケース蓋(３)で覆われている。
このエンジンＥＣＵを用いる産業用ディーゼルエンジンには、トラクタやバックホー等の農業機械や建設機械に搭載するエンジンを例示することができる。
電子制御装置は、ＡＣＵであってもよい。ＡＣＵは、後処理電子制御ユニットの略称であり、排気条件に応じて、尿素ＳＣＲシステムの尿素水の噴射量や噴射時期を調節して、排気の浄化を制御するマイコンである。ＳＣＲとは、選択的触媒還元の略称である。
図１(Ａ)に示すように、ケース(１)は、合成樹脂製の矩形箱である。回路基板(２)にはコネクタ(１７)が設けられ、コネクタ(１７)がケース(１)の周壁(１８)の切欠(１８ａ)に嵌合され、回路基板(２)がケース(１)に支持されている。電子部品(５)には、中央演算処理装置やメモリ等がある。ケース蓋(３)は、中央部に押し出し突部(１１)を備えた板金製の板材である。
図１(Ａ)に示すように、この電子制御装置では、ケース蓋(３)の周縁部(８)がケース入口(４)の開口縁(９)に当接され、ケース蓋(３)の中央部にケース(１)内に押し出された押し出し突部(１１)が形成され、この押し出し突部(１１)内にケース(１)外に臨む凹入部(１０)が形成され、押し出し突部(１１)の周壁(１４)に貫通孔(１５)が設けられている。
図１(Ａ)に示すように、この電子制御装置では、ケース(１)内と貫通孔(１５)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)内に亘ってポッティング材(１６)が一連に充填され、ケース(１)内に充填されたポッティング材(１６)に回路基板(２)と電子部品(５)とが埋設され、ケース(１)内と貫通孔(１５)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)内に亘って一連に充填されたポッティング材(１６)の硬化によりケース蓋(３)がケース(１)に固定されている。
ポッティング材(１６)には、硬化型で熱伝導性電気絶縁性の樹脂が用いられる。
図１(Ａ)に示すように、この電子制御装置では、ケース(１)の端壁(６)に対向する回路基板(２)の表面(２ａ)に電子部品(５)が実装され、押し出し突部(１１)の突出端部(１２)が回路基板(２)の裏面(２ｂ)に接着され、ケース蓋(３)がヒートシンクとされ、ポッティング材(１６)に埋設されていないケース蓋(３)の周縁部(８)が電子制御装置の取り付け部とされている。
押し出し突部(１１)の突出端部(１２)は、回路基板(２)の裏面(２ｂ)に塗布された導熱シリコンで接着されている。ケース蓋(３)の周縁部(８)には、ボルト挿通孔(１９)が設けられ、ケース蓋(３)の周縁部(８)の内面にナット(２０)が溶接されている。
次に、電子制御装置の取り付け方法の実施形態について説明する。
図１(Ａ)に示すように、放熱部とされたケース蓋(３)の周縁部(８)が装置取り付け座(７)に取り付けられ、回路基板(２)の熱がヒートシンクとなるケース蓋(３)を介して装置取り付け座(７)に放熱されるようにしている。
装置取り付け座(７)は、エンジン搭載機械のボンネット内に収容された支持基板である。
装置取り付け座(７)の下側からボルト挿通孔(１９)に挿通されたボルト(２１)がナット(２０)にねじ込まれ、電子制御装置が装置取り付け座(７)に取り付けられている。
次に、電子制御装置の製造方法について説明する。
図１(Ｂ)に示すように、ケース入口(４)から電子部品(５)と回路基板(２)がケース(１)内に収容され、ケース入口(４)が上側からケース蓋(３)で覆われ、ケース蓋(３)の周縁部(８)がケース入口(４)の開口縁(９)に載せられる。
図１(Ｂ)に示すように、押し出し突部(１１)内の凹入部(１０)に液状のポッティング材(１６)が注入され、ポッティング材(１６)が自重で貫通孔(１５)からケース(１)内に流入し、電子部品(５)と回路基板(２)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)とがポッティング材(１６)に浸漬された後、ポッティング材(１６)が硬化される。
(１) ケース
(２) 回路基板
(２ａ) 表面
(２ｂ) 裏面
(３) ケース蓋
(４) ケース入口
(５) 電子部品
(６) 端壁
(７) 装置取り付け座
(８) 周縁部
(９) 開口縁
(１０) 凹入部
(１１) 押し出し突部
(１２) 突出端部
(１４) 周壁
(１５) 貫通孔
(１６) ポッティング材

Claims (4)

  1. ケース(１)と回路基板(２)とケース蓋(３)とを備え、
    ケース(１)の一端側にケース入口(４)が開口されるとともに、他端側に端壁(６)が設けられ、回路基板(２)に電子部品(５)が実装され、ケース(１)内に回路基板(２)と電子部品(５)が収容され、ケース(１)のケース入口(４)がケース蓋(３)で覆われた電子制御装置において、
    ケース蓋(３)の周縁部(８)がケース入口(４)の開口縁(９)に当接され、ケース蓋(３)の中央部にケース(１)内に押し出された押し出し突部(１１)が形成され、この押し出し突部(１１)内にケース(１)外に臨む凹入部(１０)が形成され、押し出し突部(１１)の周壁(１４)に貫通孔(１５)が設けられ、
    ケース(１)内と貫通孔(１５)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)内に亘ってポッティング材(１６)が一連に充填され、ケース(１)内に充填されたポッティング材(１６)に回路基板(２)と電子部品(５)とが埋設され、ケース(１)内と貫通孔(１５)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)内に亘って一連に充填されたポッティング材(１６)の硬化によりケース蓋(３)がケース(１)に固定されている、ことを特徴とする電子制御装置。
  2. 請求項１に記載された電子制御装置において、
    ケース(１)の端壁(６)に対向する回路基板(２)の表面(２ａ)に電子部品(５)が実装され、押し出し突部(１１)の突出端部(１２)が回路基板(２)の裏面(２ｂ)に接着され、ケース蓋(３)が回路基板(２)のヒートシンクとされ、ポッティング材(１６)に埋設されていないケース蓋(３)の周縁部(８)が電子制御装置の取り付け部とされている、ことを特徴とする電子制御装置。
  3. 請求項２に記載された電子制御装置の取り付け方法であって、
    ケース蓋(３)の周縁部(８)が装置取り付け座(７)に接して取り付けられ、回路基板(２)の熱がケース蓋(３)を介して装置取り付け座(７)に熱伝導されるようにした、ことを特徴とする電子制御装置の取り付け方法。
  4. 請求項１または請求項２に記載された電子制御装置の製造方法であって、
    ケース入口(４)から電子部品(５)と回路基板(２)がケース(１)内に収容され、ケース入口(４)が上側からケース蓋(３)で覆われ、ケース蓋(３)の周縁部(８)がケース入口(４)の開口縁(９)に載せられ、
    押し出し突部(１１)内の上側の凹入部(１０)に液状のポッティング材(１６)が注入され、ポッティング材(１６)が自重で貫通孔(１５)からケース(１)内に流入し、電子部品(５)と回路基板(２)と押し出し突部(１１)の凹入部(１０)とがポッティング材(１６)に浸漬された後、ポッティング材(１６)が硬化される、ことを特徴とする電子制御装置の製造方法。
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