JP7064601B2 - 電子制御装置 - Google Patents
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Description
電子制御装置
エンジンルーム内に搭載されている電子制御装置への要求は、防水や耐熱、耐食性、EMCなど多くの要求がある。また、製品に求められる寿命も伸びており、そのような使用環境下においての動作保証も必要であり、安価で満足することは難しい状況となっている。
さらに、車両の高機能化に伴い、制御装置のサイズが大型化となり、安価で高品質な設計が求められている。大型化によりシールする部位も増え、安くするためにシール材の量を減らすことが必要である。また、環境（熱変形、高度変化など）より、制御装置の変形が大きくなるが、シール部への応力の低減と、シールする長さを増やす必要がある。また、鋼板材の耐食対策において、特殊な耐食処理を用いる対策は可能であるが、マーケットで一般的に流通していないため、高価となる。特殊な耐食処理を用いずに、実績のある先めっき材を使いこなす必要がある。
さらに、車両の高機能化に伴い、制御装置のサイズが大型化となり、安価で高品質な設計が求められている。大型化によりシールする部位も増え、安くするためにシール材の量を減らすことが必要である。また、環境（熱変形、高度変化など）より、制御装置の変形が大きくなるが、シール部への応力の低減と、シールする長さを増やす必要がある。また、鋼板材の耐食対策において、特殊な耐食処理を用いる対策は可能であるが、マーケットで一般的に流通していないため、高価となる。特殊な耐食処理を用いずに、実績のある先めっき材を使いこなす必要がある。
特許文献1に開示される構造では、シール材硬化時のアウトガスをねじ部より逃がす構造となり、ねじ部周辺の一部は完全密封となっていない構造である。カバーのねじ部は、すきま腐食のメカニズムにより、スプリングワッシャーの隙間から塩水が浸入し、カバーとケースの接触面に連通して塩水が浸入することもある。カバー裏側の表面のめっきが塩水と触れ、鋼板カバーのめっきが腐食する。めっきが腐食することでシール材が剥離し、ねじ部でリークが発生する。また、一般的にねじ部から塩水の浸入を防ぐため、ねじの樹脂埋めや、止水ねじの使用が考えられるが、工程の増加や市場で流通していない特殊ねじのため高価であり、これらの対策は困難である。特許文献1に開示される構造では、ねじ部周辺は、腐食が進みやすく、剥離しやすい状態になっていると言える。本発明の目的は、腐食が発生する環境下において、めっきの腐食を抑制し、基板側を完全密封する構造を有する電子制御装置を提供することにある。
電子部品が設けられたプリント配線基板と、前記プリント配線基板が収容されたケースと、前記ケースに設けられたカバーを有し、前記ケースと前記カバーとの間には、それぞれの面を対向させてシール材を介して接続された接合面を有し、前記接合面には、前記カバーまたは前記ケースを貫通するねじが設けられ、前記ねじが貫通する貫通孔が設けられた前記ケースまたは前記カバーの表面にはめっき層が設けられており、前記ケースまたは前記カバーの内側であって、前記貫通孔よりも前記ケースの内部側には、前記めっき層のめっき割れを生じさせるための加工部が設けられること前記めっき層が部分的に剥がれて形成された母材の露出部があり、前記母材の露出部には前記シール材が浸入している電子制御装置。
本発明によれば、カバー表面には、耐食性向上のためにめっきが施されており、そのめっきが割れている箇所に接着材が濡れることでめっき腐食の防止となる。上記した以外の効果、課題に関しては以下の実施形態により明らかにされる。
以下、図面を用いて、本発明の第１～第6の実施例による電子制御装置の構成及び作用効果を説明する。電子制御装置は、例えば、エンジン、変速機などを制御する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。
図1は、本発明の実施例1による電子制御装置1の斜視図である。なお、図面を見やすくするため、基板に実装している電子部品等は省略している。
図1に示すように、電子制御装置１は、主として、プリント配線基板10、ケース20、カバー22、3つのコネクタ32を備える。
プリント配線基板10には、電子部品等が実装されている。ケース22は、プリント配線基板10を保護する。ケース20には、コネクタ32が挿通する少なくとも３つの間口21が平面上に設けられる
カバー22は、ケース20に固定されることにより、ケース20の開口部20bを封止する。コネクタ32は、プリント配線基板10に電気的に接続される。シール材28は、ケース20の開口縁部20cとカバー22の周縁部22dの内面との間を防水する。シール材28は、コネクタ32のハウジング溝32dとケース20の貫通した複数の間口周囲の凸部との間を防水する。
カバー22は、ケース20に固定されることにより、ケース20の開口部20bを封止する。コネクタ32は、プリント配線基板10に電気的に接続される。シール材28は、ケース20の開口縁部20cとカバー22の周縁部22dの内面との間を防水する。シール材28は、コネクタ32のハウジング溝32dとケース20の貫通した複数の間口周囲の凸部との間を防水する。
プリント配線基板10は、ねじ31でケース20に固定される。ここで、プリント配線基板10とケース20との間には放熱接着材29が介在する。カバー22は、ねじ30でケース20に固定される。
ケース20は、カバー22と合わせて、内部にプリント配線基板10を収容し、電子部品を実装したプリント配線基板10を水や異物などから保護する。ケース20は、電子部品の発熱を放熱するためやノイズをシールドするために、金属が好ましく、アルミニウムが好適である。ケース20は、金型を用いたアルミダイカスト成形法により成形する。
放熱やシールドが不要な電子部品で構成する電子制御装置１の場合は、ケース20の材料は樹脂でも良い。樹脂の場合は、射出成形法によりケース20を成形する。
図に示すように、ケース20の外形は、240mm×160mmとエンジンルーム内に配置される電子制御装置１の中では比較的にサイズが大きく、長方形の形状となる。
図に示すように、カバー22の内側の全周には、周縁部22dが設けられている。カバー22の周縁部22dとケース20の開口縁部20cとの間に、シール材28を塗布し、塩水等の異物から電子部品を保護する。
図に示すように、カバー22の内側の全周には、周縁部22dが設けられている。カバー22の周縁部22dとケース20の開口縁部20cとの間に、シール材28を塗布し、塩水等の異物から電子部品を保護する。
カバー22の材料は、鉄系またはアルミ系の鋼板が好適であるが、樹脂やアルミダイカストでも良い。金属である方が、電磁波の影響を外部に与えない。また、他より電磁波の影響を与えられない。
シール材28は、シリコン接着材が好適である。特に、ケース20の長辺は、温度変化によるケース20内の圧力変化において、ケース20に内圧がかかり、ケース20の中心が外側に湾曲する変形になるため、ケース20の長辺の中心が最も変形する。そのため、シール材28は、変形に耐え得る接着力を持つようにする。
カバー22には、ケース20と固定するねじ30を貫通させるカバー貫通孔22bが四隅に設けられる。カバー22とケース20は、シール材28とともに、ねじ30により固定される。シール材28の塗布軌跡が複雑とならないように、カバー22の四隅にねじ30を配置することが望ましい。本実施形態では、従来の電子制御装置1に比べて、サイズが1.5倍も大きいため、カバー22には薄肉の材料を選定し、リブやディンプルや段などを設けて強度を確保している。
図2は、本発明の実施例1による電子制御装置1の要部断面図である。
図2は、本発明の実施例1による電子制御装置1の要部断面図である。
ケース20とカバー22を嵌合させるために、それぞれに設けられたケース貫通孔20dとカバー貫通孔22bにねじ30を通す。ゆるみ防止の為に、ねじ30の間にはスプリングワッシャー30aと平ワッシャ30bを挟んでいる。シール材28硬化時に発生するアウトガスを派出するために、ケース貫通孔20dとカバー貫通孔22bには、アウトガス排出部20aを設けている。
アウトガス排出部20aから塩水が浸入するため、カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cにシール材28を設け塩水の浸入を防いでいる。
図3は、本発明の実施例1による電子制御装置1のカバー22の要部断面図である。 カバー22はカバー母材25に厚さ約数十umのめっき24が施されている。また、めっき24の酸化防止の為にめっき24の表面に厚さ約数umの化成処理23が施されている。めっき24は、溶融亜鉛を主体とし、アルミニウム、マグネシウム、シリコンなど多くの不純物が含まれており、めっき厚が厚いほどめっき割れが発生しやすい。カバー母材25は、圧延された鉄系の材料である。
図4は、本発明の実施例1による電子制御装置1のカバー22の要部断面図であり、めっき割れ24aを説明するための図である。図3で示したカバー22は成型等でめっき割れ24aを形成し、母材の露出部25aを設ける。また、その露出部にシール材28が濡れる。
図5は、本発明の実施例1による電子制御装置1のカバー22の要部断面図であり、本発明の効果を説明するための図である。成型等で生じた母材の露出部25aにシール材28が濡れることで、シール材28が濡れている箇所でめっき腐食24bが止まり、リークを防止することができる。一般的に、めっき24の亜鉛は、鉄より腐食しやすいため、亜鉛が優先して腐食されることで鉄の腐食を防ぐ効果があることが知られている。
図6は、本発明の実施例1による電子制御装置1のカバー22の要部正面図である。
めっき割れ24aをあえて発生させるために、カバーの内側とケース台座の接触部22aの周辺に絞り部33aを設ける。
めっき割れ24aをあえて発生させるために、カバーの内側とケース台座の接触部22aの周辺に絞り部33aを設ける。
図7は、本発明の実施例1による電子制御装置1のカバー22の要部断面図である。図6のように、カバーの内側とケース台座の接触部22aの付近に加工部33を設け、母材を露出させるめっき割れ24aを発生させる。めっき割れ24aを発生させるために、カバーの内側とケース台座の接触部22aの付近に絞り部33aを設けることで、絞り部の箇所でめっき割れ33bが発生する。このめっき割れ24aによって、母材が露出し、シール材28が濡れることでめっきの腐食24bが遅延する。また、めっき割れ24aをカバーの内側とケース台座の接触部22aの近辺に設けることで、カバー貫通孔22bから始まるめっき腐食24bを遅延させることができる。
本実施事項によれば、高機能化に伴い大型化した電子制御装置1のカバーの耐食性を向上させることできる。
図8は、本発明の実施例2による電子制御装置1のカバー22の要部正面図である。
めっき割れ24aをあえて発生させるために、カバーの内側とケース台座の接触部22aの周辺に円形溝部33cを設ける。
めっき割れ24aをあえて発生させるために、カバーの内側とケース台座の接触部22aの周辺に円形溝部33cを設ける。
図9は、本発明の実施例2による電子制御装置1のカバー22の要部断面図である。図8のように、カバーの内側とケース台座の接触部22cの付近に加工部33を設け、母材を露出させるめっき割れ24aを発生させる。めっき割れ24aを発生させるために、カバーの内側とケース台座の接触部22aの付近に円形溝部33cを設けることで、円形溝部の箇所でめっき割れ33dが発生する。このめっき割れ24aによって、母材が露出し、シール材28が濡れることでめっきの腐食24bが遅延する。
本実施事項によれば、高機能化に伴い大型化した電子制御装置1のカバーの耐食性を向上させることできる。
図10は、本発明の実施例3による電子制御装置1のカバー22の要部正面図である。
めっき割れ24aをあえて発生させるために、カバーの内側とケース台座の接触部22aの周辺に三角刑溝部33eを設ける。
めっき割れ24aをあえて発生させるために、カバーの内側とケース台座の接触部22aの周辺に三角刑溝部33eを設ける。
図11は、本発明の実施例2による電子制御装置1のカバー22の要部断面図である。図8のように、カバーの内側とケース台座の接触部22cの付近に加工部33を設け、母材を露出させるめっき割れ24aを発生させる。めっき割れ24aを発生させるために、カバーの内側とケース台座の接触部22aの付近に三角形溝部33cを設けることで、三角形溝部の箇所でめっき割れ33fが発生する。このめっき割れ24aによって、母材が露出し、シール材28が濡れることでめっきの腐食24bが遅延する。
本実施事項によれば、高機能化に伴い大型化した電子制御装置1のカバーの耐食性を向上させることできる。
図12は、本発明の実施例4による電子制御装置1のカバー22の要部正面図である。めっき割れ24aをあえて発生させるために、カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cにビート加工部33gを設ける。
図13は、本発明の実施例4による電子制御装置のカバーの要部断面図である。
カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cにビート加工部33gを設け、母材を露出させるめっき割れ24aを発生させる。ビート加工部の箇所でめっき割れ33hが発生する。このめっき割れ24aによって、母材が露出し、シール材28が濡れることでめっきの腐食24bが遅延する。ビート加工部33gは、カバーの平面な箇所には加工ができるため、自由にビート加工部33gは、移動させることができる。カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cにビート加工部33gを設けることで、カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cまで進んだめっき腐食24bに有効となる。また、カバーの内側とケース台座の接触部22cの付近とカバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cに加工部33を設けることで、複数箇所でめっき腐食24bを遅らせることができるため、複数箇所で加工部を設けることがめっき腐食24bにとって最良である。
カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cにビート加工部33gを設け、母材を露出させるめっき割れ24aを発生させる。ビート加工部の箇所でめっき割れ33hが発生する。このめっき割れ24aによって、母材が露出し、シール材28が濡れることでめっきの腐食24bが遅延する。ビート加工部33gは、カバーの平面な箇所には加工ができるため、自由にビート加工部33gは、移動させることができる。カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cにビート加工部33gを設けることで、カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cまで進んだめっき腐食24bに有効となる。また、カバーの内側とケース台座の接触部22cの付近とカバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cに加工部33を設けることで、複数箇所でめっき腐食24bを遅らせることができるため、複数箇所で加工部を設けることがめっき腐食24bにとって最良である。
本実施事項によれば、高機能化に伴い大型化した電子制御装置1のカバーの耐食性を向上させることできる。
図14は、本発明の実施例5による電子制御装置1のカバー22の要部正面図である。加工によるめっき割れ24aによる、母材の露出部25aにシール材28が濡れることで耐食性が向上するが、加工による母材の露出以外にも、カバー表面を処理することでも同じ効果が得られる。
図14にように、カバー22に設けられた、カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cのめっき表面に幅数mmの線でけがき処理34aにより、めっき24を取り除くことで、母材を露出させ、母材が露出している箇所にシール材28が濡れることでめっきの腐食24bが遅延できる。
図15は、本発明の実施例6による電子制御装置1のカバー22の要部正面図である。図15にように、カバー22に設けられた、カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側22cのめっき表面にサンド処理34bにより、めっき24を取り除くことで、母材を露出させ、母材が露出している箇所にシール材28が濡れることでめっきの腐食24bが遅延できる。
１…電子制御装置
１０…プリント配線基板
２０…ケース
２０a…アウトガス排出部
２０b…開口部
２０c…開口縁部
２０d…ケース貫通孔
２１…間口
２２…カバー
２２a…カバーの内側とケース台座の接触部
２２b…カバー貫通孔
２２c…カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側
２２d…周縁部
２３…化成処理
２４…めっき
２４a…めっき割れ
２４b…めっき腐食
２５…カバー母材
２５a…母材の露出部
２６…放熱フィン
２７…シール材
２８…シール材
２９…放熱接着剤
３０…ねじ
３０a…スプリングワッシャー
３０b…平ワッシャ
３１…ねじ
３２…コネクタ
３２a…第１のコネクタ
３２b…第２のコネクタ
３２c…第３のコネクタ
３２d…ハウジング溝
３３…加工部
３３a…絞り部
３３b…絞り部の箇所でめっき割れ
３３c…円形溝部
３３d…円形溝部の箇所でめっき割れ
３３e…三角刑溝部
３３f…三角刑溝部の箇所でめっき割れ
３３g…ビート加工部
３３h…ビート加工部の箇所でめっき割れ
３４…めっき表面処理部
３４a…けがき処理
３４b…サンド処理
１０…プリント配線基板
２０…ケース
２０a…アウトガス排出部
２０b…開口部
２０c…開口縁部
２０d…ケース貫通孔
２１…間口
２２…カバー
２２a…カバーの内側とケース台座の接触部
２２b…カバー貫通孔
２２c…カバー貫通孔より密閉空間側のカバー内側
２２d…周縁部
２３…化成処理
２４…めっき
２４a…めっき割れ
２４b…めっき腐食
２５…カバー母材
２５a…母材の露出部
２６…放熱フィン
２７…シール材
２８…シール材
２９…放熱接着剤
３０…ねじ
３０a…スプリングワッシャー
３０b…平ワッシャ
３１…ねじ
３２…コネクタ
３２a…第１のコネクタ
３２b…第２のコネクタ
３２c…第３のコネクタ
３２d…ハウジング溝
３３…加工部
３３a…絞り部
３３b…絞り部の箇所でめっき割れ
３３c…円形溝部
３３d…円形溝部の箇所でめっき割れ
３３e…三角刑溝部
３３f…三角刑溝部の箇所でめっき割れ
３３g…ビート加工部
３３h…ビート加工部の箇所でめっき割れ
３４…めっき表面処理部
３４a…けがき処理
３４b…サンド処理
Claims (7)
- 電子部品が設けられたプリント配線基板と、
前記プリント配線基板が収容されたケースと、
前記ケースに設けられたカバーを有し、
前記ケースと前記カバーとの間には、それぞれの面を対向させて接着材を介して接続された接合面を有し、
前記接合面には、前記カバーまたは前記ケースを貫通するねじが設けられ、
前記ねじが貫通する貫通孔が設けられた前記ケースまたは前記カバーの表面にはめっき層が設けられており、
前記ケースまたは前記カバーの内側であって、前記貫通孔よりも前記ケースの内部側には、前記めっき層のめっき割れを生じさせるための加工部が設けられることで前記めっき層が部分的に剥がれて形成された母材の露出部があり、前記母材の露出部には前記接着材が浸入している電子制御装置。 - 請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記加工部が前記カバーの内側とケース台座の接触部を一段下げる絞りである電子制御装置。 - 請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記加工部が前記カバーの内側とケース台座の接触部を囲うように設けられた円形溝の凹加工部である電子制御装置。 - 請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記加工部が前記カバーの内側とケース台座の接触部を囲うように設けられた三角形溝の凹加工部である電子制御装置。 - 請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記加工部が前記カバーの内側とケース台座の接触部面のケース内部側に設けられたビート加工部である電子制御装置。 - 請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記カバーの内側とケース台座の接触部面のケース内部側に設けられためっき削除のためのけがき加工部が設けられた電子制御装置。 - 請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記カバーの内側とケース台座の接触部面のケース内部側に設けられためっき削除のためのサンド処理加工部が設けられた電子制御装置。
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