JP6264941B2 - 電子制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ケースおよびカバーを組み付けてなる筐体内に回路基板が収容される電子制御装置に関するものである。
防水型の電子制御装置は、一般に、ケースおよびカバーを組み付けてなる筐体内に電子部品等が実装された回路基板が収容されるように構成されており、カバーとケースとの間を封止するためにシール剤が塗布されている。この防水構造に関する技術として、下記特許文献1に開示される制御ユニットが知られている。この制御ユニットでは、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が形成されている。そして、ケースに対してカバーを組み付ける際、ケース側に塗布されたシール剤は、カバーの凸部により筐体外側及び内側方向へ押しつぶされる。内側方向に押しつぶされるシール剤は、カバーの凸部よりさらに内側に設置された回路基板の端部を覆うように押し込まれるので、回路基板はカバー及びケースとこのシール剤を介して接着・固定される。
特開2011−031696号公報
ケースに回路基板を固定する目的は、本電子制御装置の耐振動性を向上させるためであり、一般的な固定方法としては、ねじを用いた部分的な固定で上記目的が達成できることが知られている。上記特許文献1に開示される構成では、回路基板とケースとの固定に関して、部分的なねじによる固定方法が採用されておらず、シール剤を用いて回路基板のほぼ全周をケースに固定する固定方法が採用されている。このため、ねじを用いて回路基板とケースとを固定している一般的な電子制御装置に必要なシール剤の塗布量に比べて、必要なシール剤の塗布量が多くなり、それに伴って製造工程におけるシール剤塗布工程での作業時間も長くなる。したがって、電子制御装置のコストアップといった問題が生じる。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ケースおよびカバー間のシールとケースおよび回路基板間の固定とに必要なシール剤の塗布量を削減し得る電子制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、
ケース(20)およびカバー(30)を組み付けてなる筐体(11)と前記筐体内に収容される回路基板(12)とを備える電子制御装置(10)であって、
前記ケースは、前記カバーのシール面(43)に対してシール剤(40)を介して対向することでシール機能を発揮する第1塗布面(41)と、前記第1塗布面よりも内側に複数配置されて前記回路基板を頂面(26a)にて支持する台座(26)と、前記第1塗布面と前記台座との双方に連なり前記第1塗布面とともに前記シール剤が塗布される第2塗布面(42)と、を備え、
前記第1塗布面を含む平面(S)に対して、前記第2塗布面は同一平面上に位置し、前記頂面は前記カバー側に位置し、
前記シール剤は、前記回路基板の対角上の2つの隅部に相当する前記第2塗布面上に塗布されていることをすることを特徴とする。
なお、特許請求の範囲および上記手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
請求項1の発明では、ケースは、カバーのシール面に対してシール剤を介して対向することでシール機能を発揮する第1塗布面と、第1塗布面よりも内側に複数配置されて回路基板を頂面にて支持する台座と、第1塗布面と台座との双方に連なり第1塗布面とともにシール剤が塗布される第2塗布面と、を備えている。そして、第1塗布面を含む平面に対して、第2塗布面は同一平面上に位置し、頂面はカバー側に位置している。
これにより、第2塗布面に塗布されるシール剤は、台座により支持されている回路基板に接触することで回路基板をケースに接着(固定)するように機能するため、回路基板をケースに固定するねじ等を不要とすることができる。特に、第2塗布面に塗布されるシール剤は、ケースとカバーとの組み付け時に、回路基板によって押し潰されるが、第2塗布面に連なる台座の頂面が第1塗布面を含む平面に対してカバー側に位置しているため、台座により筐体内側への流出を抑制することができる。このため、回路基板およびケース間の接着性を低下させることなく、回路基板とケースとの間に隙間なく充填するためのシール剤の塗布量を減らすことができる。さらに、第2塗布面に塗布されるシール剤により回路基板がケースに接着されるので、シール剤により回路基板のほぼ全周をケースに接着する場合と比較して、固定に必要なシール剤の塗布量を減らすことができる。したがって、ケースおよびカバー間のシールとケースおよび回路基板間の固定とに必要なシール剤の塗布量を削減でき、シール剤の塗布工程が簡素化されて電子制御装置のコストダウンを図ることができる。
第1実施形態に係る電子制御装置の上面図である。 図1の電子制御装置の分解斜視図である。 ケースの上面図である。 図1のX1−X1線相当の切断面による断面図である。 図1のX2−X2線相当の切断面による断面図である。 図1のX3−X3線相当の切断面による断面図である。 ケースに対するシール剤の塗布軌跡を説明する上面図である。 第2塗布面に対するシール剤の塗布状態を拡大して示す斜視図である。 ケース、回路基板およびカバーをシール剤を介して組み付ける工程を説明するための断面図である。 第2実施形態に係る電子制御装置の要部を示す断面図である。
[第1実施形態]
以下、本発明に係る電子制御装置を具現化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る電子制御装置10は、防水構造を有しており、例えば車両のエンジンルームに配置され、運転者による運転操作などに応じて、エンジン(図示せず)の制御を実行する機能を有する装置である。
図1および図2に示すように、電子制御装置10は、筐体11と、外部接続用のコネクタ13が実装される回路基板12とを備えている。筐体11は、回路基板12を収容するためのケース20およびカバー30を備えており、ケース20およびカバー30がシール剤40を介して接着(接合)されることで、防水性を有する収容空間が形成される。なお、図2では、便宜上、シール剤40の図示を省略している。
回路基板12は、矩形の板状に形成されており、その両面には、多数の電子部品(図示せず)が実装されている。回路基板12の四隅には、後述する突起27が係合するための係合穴12aが形成されている。また、回路基板12の上面中央には、多数のピンを有するコネクタ13が取り付けられている。このコネクタ13は、回路基板12の各種の電子部品や回路を駆動させるための電力を供給するとともに、各種の信号の送受信を行うために、外部のコネクタ(図示せず)が接続されるものである。
次に、ケース20およびカバー30の詳細形状について、図面を参照して説明する。なお、図3は、ケース20の上面図である。図4は、図1のX1−X1線相当の切断面による断面図である。図5は、図1のX2−X2線相当の切断面による断面図である。図6は、図1のX3−X3線相当の切断面による断面図である。
図3に示すように、ケース20は、底壁21と、この底壁21の外周縁に環状に連結する周壁22とを備えている。底壁21の外面には、放熱用の複数の放熱フィン21aが形成されている。周壁22の上端面は、四隅を除き、外側壁部23と内側壁部24との間に溝部25が配置されるように形成されている。溝部25の底面(以下、第1塗布面41ともいう)には、シール剤40が塗布されている。外側壁部23は、ケース20の外縁を構成するように略四角環状に形成されており、第1塗布面41も外側壁部23の内側に位置するように略四角環状に形成される。また、外側壁部23は、その上面(以下、接触面23bともいう)が、第1塗布面41を含む平面Sに対してカバー30側に位置するように形成されている(図4参照)。外側壁部23の四隅には、雌ねじ部23aが形成されている。
底壁21の四隅には、回路基板12を下側(底壁21側)から支持する台座26がそれぞれ設けられている。台座26は、上側から見て略L字状に内側壁部24に連結し、図4に示すように、回路基板12に接触する頂面26aが第1塗布面41よりも底壁21からの高さが高くなるように形成されている。
第1塗布面41と台座26との間には、双方に連なる第2塗布面42が設けられている。この第2塗布面42は、ケース20と回路基板12とを接着するためのシール剤40が塗布される領域であり、第1塗布面41に段差無く連なっている。すなわち、第1塗布面41を含む平面Sに対して、第2塗布面42は同一平面上に位置し、台座26の頂面26aはカバー30側に位置している(図4参照)。
第2塗布面42には、各係合穴12aに係合することで回路基板12をケース20に位置決めするための突起27が設けられている。各突起27は、その突出端部27aが台座26の頂面26aよりも底壁21からの高さが高くなるように(カバー30側に位置するように)形成されている。
図2および図4〜図6に示すように、カバー30は、中央部31がこの中央部31の外周に連結する外縁部32よりも高くなるように形成されている。中央部31には、コネクタ13を露出させる開口31aや撥水フィルタ14を取り付ける取付部31b、複数の放熱フィン31c等が形成されている。外縁部32の四隅には、ケース20の雌ねじ部23aに締結されるねじ15が挿通する貫通穴32aが形成されている。
外縁部32の下面の外周側には、ケース20の外側壁部23に環状に対向する壁部33が設けられている。この壁部33の下面33aは、図4〜図6に示すように、ケース20との組み付け時に、外側壁部23の接触面23bに環状に接触するように形成されている。外縁部32の下面のうち壁部33の内周側は、ケース20の第1塗布面41に対してシール剤40を介して対向することでシール機能を発揮するシール面43として形成されている。このシール面43には、ケース20との組み付け時に、第1塗布面41上のシール剤40を押し潰すための押圧部34が壁部33に沿い環状に形成されている。
外縁部32の下面の四隅のうち内周側には、ケース20の台座26に対向する突起(以下、挟持用突起35ともいう)が設けられている。この挟持用突起35は、図4および図5に示すように、ケース20との組み付け時に、台座26とにより回路基板12を上下方向から挟持するように形成されている。
次に、上述のように構成されるケース20とカバー30とのシール剤40を介した組み付けについて、図面を参照して説明する。なお、図7は、ケース20に対するシール剤40の塗布軌跡を説明する上面図である。図8は、第2塗布面42に対するシール剤40の塗布状態を拡大して示す斜視図である。図9は、ケース20、回路基板12およびカバー30をシール剤40を介して組み付ける工程を説明するための断面図であり、図1のX1−X1線相当の切断面による断面を拡大したものである。図9(A)は、第1塗布面41および第2塗布面42上にシール剤40が塗布された状態を示し、図9(B)は、回路基板12を第2塗布面42上のシール剤40に接触させた状態を示し、図9(C)は、ケース20とカバー30とがシール剤40を介して組み付けられた状態を示す。
まず、図略のシール剤塗布装置を用いて、シール剤40をケース20の第1塗布面41および第2塗布面42に塗布する。この塗布工程では、図7に示すように、四隅から離れた第1塗布面41上の塗布開始位置P1より塗布が開始され、シール剤40が吐出されるノズル(図示略)を第1塗布面41に沿い移動させることで、第1塗布面41上にシール剤40が塗布される。このノズルは、第1塗布面41の四隅では、上側から見て突起27を中心に1回転するように移動される。すなわち、ノズルを、図7に示す軌跡Rのように移動させることで、第1塗布面41上だけでなく第2塗布面42上にもシール剤40が塗布される。
これにより、塗布開始位置P1から塗布終了位置P2まで軌跡Rに沿いノズルを移動させる際、ノズルからのシール剤40の吐出を一旦停止するための処理を行うことなく、両塗布面41,42上にシール剤40を一筆書きのように塗布することができる。このとき、図8に示すように、第1塗布面41の四隅に相当する位置ではシール剤40が二重に塗布されるので、図9(A)に示すように、突起27よりも外側の塗布面に塗布されるシール剤40の塗布量が突起27よりも内側の第2塗布面42に塗布されるシール剤40の塗布量よりも多くなる。
次に、図9(B)に示すように、各係合穴12aが対応する突起27に対向するように、回路基板12をケース20上に配置する。このとき、回路基板12は、四隅の下面のうち、係合穴12aよりも内側の部分にて第2塗布面42上に塗布されたシール剤40に接触するとともに、係合穴12aよりも外側の部分にて第1塗布面41上に塗布されたシール剤40に接触する。
そして、図9(C)に示すように、貫通穴32aを挿通させたねじ15を雌ねじ部23aに締結させてカバー30とケース20とを組み付ける。これにより、第2塗布面42上のシール剤40が回路基板12の下面の四隅に接着することで、回路基板12がシール剤40を介してケース20に接着固定される。また、第1塗布面41上のシール剤40がカバー30のシール面43に環状に接着することで、ケース20およびカバー30がシール剤40を介して接着されて、防水性を有する筐体11の収容空間が形成される。
このとき、第2塗布面42上のシール剤40は回路基板12に押し潰されて広がるが、ケース20の台座26とカバー30の挟持用突起35とにより回路基板12が上下方向から挟持されるため、シール剤40の台座26よりも内側への流出が抑制される。
また、第1塗布面41上のシール剤40はカバー30のシール面43に押し潰されて広がるが、ケース20の外側壁部23の接触面23bとカバー30の壁部33の下面33aとが環状に面接触しているため、シール剤40の外側への流出が抑制される。さらに、外側への流出が抑制された第1塗布面41上のシール剤40は、回路基板12の上面側に広がるため、回路基板12に対してシール剤40が上下方向から接着し、ケース20に対する回路基板12の固定が強固になる。特に、シール面43に設けられた押圧部34が第1塗布面41上のシール剤40を押圧するため、より多くのシール剤40を回路基板12の上面側に広げることができる。
以上説明したように、本実施形態に係る電子制御装置10では、ケース20は、カバー30のシール面43に対してシール剤40を介して対向することでシール機能を発揮する第1塗布面41と、第1塗布面41よりも内側に複数配置されて回路基板12を頂面26aにて支持する台座26と、第1塗布面41と台座26との双方に連なり第1塗布面41とともにシール剤40が塗布される第2塗布面42と、を備えている。そして、第1塗布面41を含む平面Sに対して、第2塗布面42は同一平面上に位置し、台座26の頂面26aはカバー30側に位置している。
これにより、第2塗布面42に塗布されるシール剤40は、台座26により支持されている回路基板12に下方から接触することで回路基板12をケース20に接着(固定)するように機能するため、回路基板12をケース20に固定するねじ等を不要とすることができる。特に、第2塗布面42に塗布されるシール剤40は、ケース20とカバー30との組み付け時に、回路基板12によって押し潰されるが、第2塗布面42に連なる台座26の頂面26aが第1塗布面41を含む平面Sに対してカバー30側に位置しているため、台座26により筐体11内側への流出を抑制することができる。このため、回路基板12およびケース20間の接着性を低下させることなく、回路基板12とケース20との間に隙間なく充填するためのシール剤40の塗布量を減らすことができる。さらに、第2塗布面42に塗布されるシール剤40により回路基板12がケース20に接着されるので、シール剤40により回路基板12のほぼ全周をケース20に接着する場合と比較して、固定に必要なシール剤40の塗布量を減らすことができる。したがって、ケース20およびカバー30間のシールとケース20および回路基板12間の固定とに必要なシール剤40の塗布量を削減でき、シール剤40の塗布工程が簡素化されて電子制御装置10のコストダウンを図ることができる。
また、ケース20には、第1塗布面41よりも外側に配置されて、カバー30のシール面43よりも外側に位置する壁部33の下面33aに対して接触面23bにて面接触する外側壁部23が形成され、接触面23bは、第1塗布面41を含む平面Sに対してカバー30側に位置している。このため、第1塗布面41に塗布されるシール剤40は、ケース20とカバー30との組み付け時に、シール面43によって押し潰されるが、外側壁部23の接触面23bと壁部33の下面33aとが面接触しているため、筐体11外への流出が抑制される。これにより、ケース20およびカバー30間の接着性を低下させることなく、シール剤40の塗布量をより減らすことができる。
さらに、第2塗布面42には、突出端部27aが台座26の頂面26aよりもカバー30側に位置するように突出する突起27が形成されている。このため、第2塗布面42に塗布されるシール剤40は、ケース20に対して回路基板12を組み付ける際に、回路基板12によって押し潰されて外側へ広がるが、突起27が台座26に対して外側に配置されているため、シール剤40の外側方向への広がりが適度に抑制される。これにより、回路基板12およびケース20間の接着性を低下させることなく、回路基板12とケース20との間に隙間なく充填するためのシール剤40の塗布量を減らすことができる。また、第1塗布面41に塗布されるシール剤40は、ケース20とカバー30との組み付け時に、シール面43によって押し潰されて内側へ広がるが、突起27が第1塗布面41に対して内側に配置されているため、シール剤40の内側方向への広がりが適度に抑制される。これにより、ケース20およびカバー30間の接着性を低下させることなく、シール剤40の塗布量を減らすことができる。
特に、突起27は、第2塗布面42の範囲内で任意の位置に配置することができるので、突起27の周囲の塗布面に塗布されるシール剤40を、所望の比率で基板固定用(第2塗布面42に相当)とシール機能用(第1塗布面41)とに割り当てることができる。したがって、基板固定およびシール機能にそれぞれ必要なシール剤40の塗布量を最適化することができる。
そして、本実施形態では、突起27よりも外側の第1塗布面41に塗布されるシール剤40の塗布量が、突起27よりも内側の第2塗布面42に塗布されるシール剤40の塗布量よりも多いため、ケース20とカバー30との組み付け時に、ケース20およびカバー30間に形成される空間を隙間なくシール剤40で充填でき、高いシール性能を確保することができる。
特に、シール剤40の塗布の軌跡R(図7参照)は、第1塗布面41や第2塗布面42に応じて任意の形状に設定できるため、様々な形状・大きさの筐体11に適用することができるだけでなく、様々なノズル径のシール剤塗布機に対応することができる。
また、回路基板12には、ケース20の突起27が係合する係合穴12aが四隅に形成されているため、回路基板12はケース20に対して精度良く組み付けることができるだけでなく、ケース20に対する回路基板12のがたつきを小さくすることができる。これにより、第2塗布面42に塗布されたシール剤40に加わる応力が緩和されて、ケース20と回路基板12との接着・固定性を向上させることができるので、電子制御装置10の耐振動性を向上させることができる。
また、カバー30には、ケース20との組み付け時に、台座26とにより回路基板12を上下方向から挟持する挟持用突起35が形成されている。これにより、カバー30の組付時に回路基板12が底壁21方向に押さえつけられるため、第2塗布面42に塗布されたシール剤40はカバー30に押さえつけられた回路基板12によりさらに押し潰されるので、シール剤40と回路基板12の密着性をさらに向上させることができる。
また、各台座26は、回路基板12の四隅を支持するように配置されるため、回路基板12をケース20に固定するためのシール剤40の塗布量の増加を適正に抑制してシール剤40全体の塗布量を削減しつつ、ケース20と回路基板12との接着・固定性を向上させて電子制御装置10の耐振動性を向上させることができる。
また、カバー30のシール面43には、ケース20との組み付け時に、第1塗布面41に塗布されたシール剤40を押し潰す押圧部34が形成されている。このため、第1塗布面41に塗布されるシール剤40は、ケース20とカバー30との組み付け時に押圧部34によって押し潰され、内側方向に広がって回路基板12の上面を覆うとともに、外側方向に広がってケース20とカバー30との間の空間を満たす。したがって、押圧部34とシール剤40とが接触する長さに応じてシール長さが長くなり、電子制御装置10の防水性能を向上させることができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る電子制御装置について、図10を用いて説明する。なお、図10は、第2実施形態に係る電子制御装置10の要部を示す断面図であり、図1のX3−X3線相当の切断面による断面図に相当するものである。
本第2実施形態では、シール剤40として湿気硬化型のものを採用しこのシール剤40の硬化を促進するようにケース20およびカバー30が形成される点が主に上記第1実施形態と異なる。このため、第1実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る電子制御装置10では、湿気硬化型のシール剤40が採用されている。そして、このシール剤40の硬化を促進する構成として、図10に示すように、ケース20の外側壁部23の上面とカバー30の壁部33の下面との間には、シール剤40の一部のみを露出させる隙間Cが形成されている。ケース20の外側壁部23の上面とカバー30の壁部33の下面とが環状に面接触しておりシール剤40が外気に触れていないと、シール剤40が外気中の湿気を吸収することができずにその硬化に時間がかかってしまうからである。例えば、隙間Cは、上記第1実施形態におけるカバー30に対して、外側壁部23の接触面23bの一部を凹ませるように形成したケース20をシール剤40を介して組み付けることで形成される。
これにより、シール剤40が外側壁部23と壁部33との間の隙間Cを介して外気に触れることとなり、シール剤40の硬化が促進されて、シール剤40の硬化時間の短縮、すなわち、電子制御装置10に関する製造時間の短縮を図ることができる。
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
(1)第2塗布面42上に塗布されるシール剤40は、回路基板12の4隅に相当する第2塗布面42上に塗布されることに限らず、他の位置、例えば、回路基板12の対角上の2つの隅部に相当する第2塗布面42上のみに塗布されてもよい。
(2)本発明は、車両用の電子制御装置に適用されることに限らず、他の機能を有する電子制御装置に適用されてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
10…電子制御装置
11…筐体
12…回路基板
20…ケース
26…台座 26a…頂面
30…カバー
40…シール剤
41…第1塗布面
42…第2塗布面
43…シール面

Claims (9)

  1. ケース(20)およびカバー(30)を組み付けてなる筐体(11)と前記筐体内に収容される回路基板(12)とを備える電子制御装置(10)であって、
    前記ケースは、前記カバーのシール面(43)に対してシール剤(40)を介して対向することでシール機能を発揮する第1塗布面(41)と、前記第1塗布面よりも内側に複数配置されて前記回路基板を頂面(26a)にて支持する台座(26)と、前記第1塗布面と前記台座との双方に連なり前記第1塗布面とともに前記シール剤が塗布される第2塗布面(42)と、を備え、
    前記第1塗布面を含む平面(S)に対して、前記第2塗布面は同一平面上に位置し、前記頂面は前記カバー側に位置し、
    前記台座は、前記回路基板の四隅を支持するように配置されることを特徴とする電子制御装置。
  2. 前記ケースには、前記第1塗布面よりも外側に配置されて、前記カバーのシール面よりも外側の面(33a)に対して接触面(23b)にて面接触する壁部(23)が形成され、
    前記接触面は、前記第1塗布面を含む平面に対して前記カバー側に位置することを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
  3. 前記第2塗布面には、突出端部(27a)が前記頂面よりも前記カバー側に位置するように突出する突起(27)が形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の電子制御装置。
  4. 前記突起よりも外側の前記第1塗布面に塗布される前記シール剤の塗布量が、前記突起よりも内側の前記第2塗布面に塗布される前記シール剤の塗布量よりも多いことを特徴とする請求項3に記載の電子制御装置。
  5. 前記回路基板には、前記突起が係合する係合穴(12a)が形成されることを特徴とする請求項3または4に記載の電子制御装置。
  6. 前記カバーには、前記ケースとの組み付け時に、前記台座とにより前記回路基板を挟持する挟持用突起(35)が形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子制御装置。
  7. 前記カバーのシール面には、前記ケースとの組み付け時に、前記第1塗布面に塗布された前記シール剤を押し潰す押圧部(34)が形成されることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の電子制御装置。
  8. 前記シール剤は、湿気硬化型のものであり、
    前記ケースと前記カバーとの間には、前記シール剤の一部のみを露出させる隙間が形成されることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の電子制御装置。
  9. ケース(20)およびカバー(30)を組み付けてなる筐体(11)と前記筐体内に収容される回路基板(12)とを備える電子制御装置(10)であって、
    前記ケースは、前記カバーのシール面(43)に対してシール剤(40)を介して対向することでシール機能を発揮する第1塗布面(41)と、前記第1塗布面よりも内側に複数配置されて前記回路基板を頂面(26a)にて支持する台座(26)と、前記第1塗布面と前記台座との双方に連なり前記第1塗布面とともに前記シール剤が塗布される第2塗布面(42)と、を備え、
    前記第1塗布面を含む平面(S)に対して、前記第2塗布面は同一平面上に位置し、前記頂面は前記カバー側に位置し、
    前記シール剤は、前記回路基板の対角上の2つの隅部に相当する前記第2塗布面上に塗布されていることを特徴とする電子制御装置。
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