WO2024257239A1 - 樹脂筐体及び電子制御装置 - Google Patents

樹脂筐体及び電子制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024257239A1
WO2024257239A1 PCT/JP2023/021976 JP2023021976W WO2024257239A1 WO 2024257239 A1 WO2024257239 A1 WO 2024257239A1 JP 2023021976 W JP2023021976 W JP 2023021976W WO 2024257239 A1 WO2024257239 A1 WO 2024257239A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
resin
opening
wall panel
plastic housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/021976
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
喜一 田邉
正人 齋藤
克将 萩原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Astemo Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Astemo Ltd filed Critical Hitachi Astemo Ltd
Priority to JP2025526975A priority Critical patent/JPWO2024257239A1/ja
Priority to PCT/JP2023/021976 priority patent/WO2024257239A1/ja
Publication of WO2024257239A1 publication Critical patent/WO2024257239A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles

Definitions

  • the present invention relates to a plastic housing and an electronic control device.
  • the electronic control unit installed in a vehicle calculates the fuel injection amount, ignition timing, and other parameters to optimize fuel efficiency and power, based on the air flow rate, temperature, pressure, and other conditions input from each sensor.
  • the electronic control unit then generates control signals to be output to each electrical component, such as the engine and transmission, based on the fuel injection amount and ignition timing.
  • thermoplastic resins such as polybutylene terephthalate, an engineering plastic, are increasingly being used for the housings and covers of electronic control devices.
  • the housings and covers of electronic control devices must be strong, so resins containing reinforcing fibers are often used as the engineering plastics used to form the housings and covers.
  • the fibers are oriented in the resin flowing through the product, which causes anisotropic shrinkage when the resin solidifies, resulting in warping of parts of the molded product.
  • the plastic housing of an electronic control device has, for example, an opening-forming wall portion that forms an opening in which a connector is placed.
  • the plastic housing of an electronic control device is manufactured by injection molding a resin containing fibers, the housing shrinks when the resin changes from a molten state to a solidified state. This causes warping of the opening-forming wall portion.
  • warping occurs in the opening-forming wall portion, a gap occurs between the connector and the housing, resulting in a shortage of adhesive for bonding the connector and the housing and a decrease in the airtightness of the housing.
  • Patent Document 1 A technology for suppressing warping that occurs in resin molded products is disclosed, for example, in Patent Document 1.
  • the resin housing disclosed in Patent Document 1 has thick sections in the side walls, which strengthen the degree of fiber orientation in the thick sections. This is expected to suppress warping of the housing.
  • the plastic housing disclosed in Patent Document 1 has thick sections on the side walls, which prevents the plastic housing from being made lighter.
  • the object of the present invention is to provide a resin housing and electronic control device that takes into consideration the above problems and that can suppress the warping that occurs during injection molding while also suppressing weight gain.
  • a resin housing reflecting one aspect of the present invention is formed by injection molding a resin containing fibers into a housing shape for housing an electronic circuit board, and has an opening to which an electrical component is connected.
  • the resin housing has an opening-forming wall plate that forms the opening.
  • the opening-forming wall plate has a step portion that is convex on the outer or inner surface side.
  • the electronic control device of the present invention also includes an electronic circuit board, electrical components electrically connected to the electronic circuit board, and the resin housing described above.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electronic control device according to a first embodiment
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of a plastic housing according to the first embodiment.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 3.
  • FIG. 11 is a perspective view of a resin housing in a conventional electronic control device.
  • 6 is a cross-sectional view taken along line CC shown in FIG. 5.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resin flow path and a resin casing in a mold.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating fiber orientation and shrinkage anisotropy during injection molding.
  • 1A and 1B are diagrams illustrating the flow of resin and fiber orientation when a conventional resin housing is injection molded.
  • 3A to 3C are diagrams illustrating the flow of resin and fiber orientation when the resin housing of the first embodiment is injection molded.
  • 5A to 5C are diagrams illustrating the relationship between the height of a step portion and the amount of displacement of warping at the center of an opening-forming wall panel in the plastic casing of the first embodiment.
  • 5A to 5C are diagrams illustrating the relationship between the width of a step portion in the plastic casing of the first embodiment and the amount of displacement of warping at the center of an opening-forming wall panel.
  • 10A and 10B are diagrams illustrating cross-sectional shapes and external forces of opening-forming wall plates of a conventional plastic casing and the plastic casing of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a perspective view of a plastic housing according to a second embodiment.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line DD shown in FIG. 14.
  • FIG. Fig. 1 is a perspective view of an electronic control device according to a first embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in Fig. 1.
  • the electronic control unit 1 receives electrical signals from various sensors installed inside the vehicle and detects conditions such as air flow rate, temperature, and pressure. The electronic control unit 1 also calculates the fuel injection amount and ignition timing to optimize fuel efficiency and power according to the air flow rate, temperature, pressure, and other conditions. The electronic control unit 1 then outputs control signals generated based on the fuel injection amount and ignition timing to each electrical component such as the engine and transmission.
  • the electronic control device 1 includes a plastic housing 100, an electronic circuit board 200, a connector 300, and a base 400.
  • the plastic housing 100 and the base 400 form a hollow, flat housing 2.
  • the housing 2 has an opening 3 on one side.
  • the base 400 is formed into a plate shape, for example, by aluminum die casting or sheet metal.
  • the base 400 forms one side of the housing 2, and the plastic housing 100 forms four sides of the housing 2.
  • the direction approximately perpendicular to the opening 3 of the housing 2 is referred to as the first direction Y. Furthermore, the direction approximately perpendicular to the first direction Y and parallel to the opening 3 is referred to as the second direction X. Furthermore, the direction approximately perpendicular to the first direction Y and the second direction X is referred to as the third direction Z.
  • the third direction Z indicates the thickness direction of the flat housing 2.
  • the electronic circuit board 200 is disposed inside the housing 2.
  • the electronic circuit board 200 is fixed to the base 400 using screws or adhesive.
  • Electronic components such as a microcomputer, semiconductor chips, and capacitors are mounted on the electronic circuit board 200.
  • the connector 300 corresponds to the electrical component according to the present invention.
  • the connector 300 passes through the opening 3 of the housing 2.
  • the connector 300 has connector pins 301.
  • the connector pins 301 of the connector 300 are electrically connected to the electronic circuit board 200 by soldering, press-fit connection, or the like.
  • the plastic housing 100 is fixed to the base 400 by thermal caulking or screws.
  • the spaces between the plastic housing 100 and the base 400, between the connector 300 and the plastic housing 100, and between the connector 300 and the base 400 are sealed with a sealant such as an adhesive. This prevents the housing 2 from infiltrating liquids, dust, etc. from the outside. As a result, the housing 2 protects the electronic circuit board 200 from liquids, dust, etc.
  • FIGS. Fig. 3 is a perspective view of the plastic housing 100.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line BB shown in Fig. 3.
  • the plastic housing 100 is formed in the shape of a housing with two openings.
  • the plastic housing 100 has a first wall plate 101, a second wall plate 102, a third wall plate 103, and a fourth wall plate 104.
  • the first wall plate 101 faces the base 400 in the third direction Z.
  • the second wall plate 102 faces the third wall plate 103 in the second direction X.
  • the fourth wall plate 104 faces the opening 3 in the first direction Y.
  • the first wall plate 101 corresponds to the opening-forming wall plate according to the present invention.
  • One side of the first wall plate 101 in the first direction Y is an end surface 105 that forms the opening 3.
  • the other side of the first wall plate 101 in the first direction Y is continuous with the fourth wall plate 104.
  • the first wall plate 101 is formed with recesses 111, 112 and a step portion 113 that is convex on the outer surface side.
  • the recesses 111 and 112 are located in the middle of the first wall panel 101 in the first direction Y.
  • the recesses 111 and 112 are arranged side by side at an appropriate distance in the second direction X.
  • One end of the recess 111 in the second direction X reaches the second wall panel 102.
  • One end of the recess 112 in the second direction X reaches the third wall panel 103.
  • the step 113 is located between the recesses 111, 112 and the end face 105.
  • the step 113 has a rising piece 113a that protrudes approximately perpendicularly from the outer surface of the first wall panel 101, and a plate-like flat piece 113b that is parallel to the first wall panel 101.
  • the flat piece 113b of the step 113 is formed into a rectangle that is long in the second direction X.
  • the rising piece 113a is continuous with the four sides of the flat piece 113b.
  • the thickness of the step 113 is set to be the same as the thickness of the other parts of the first wall panel 101. Therefore, providing the step 113 in the first wall panel 101 allows for a reduction in the amount of resin compared to providing the first wall panel 101 with a thicker part that is thicker than the other parts. As a result, the increase in weight of the plastic housing 100 is suppressed. In addition, because the step 113 has a convex shape on the outer surface side, interference with electronic components mounted on the electronic circuit board 200 can be avoided.
  • the plastic housing 100 is made of an engineering plastic that contains fibers.
  • the plastic material of the plastic housing 100 is, for example, polybutylene terephthalate containing 30% glass fiber (GF). This allows the plastic housing 100 to be lighter than a plastic housing made of aluminum die-cast or sheet metal, and also reduces production costs. Furthermore, the plastic housing 100 can ensure the desired strength.
  • the plastic housing 100 is manufactured by injection molding. In injection molding, resin is injected from a first gate and a second gate of a mold.
  • a first wall panel 101 of the plastic housing 100 has a first gate position 121 that faces the first gate of the mold, and a second gate position 122 that faces the second gate of the mold. Gate marks are formed at the first gate position 121 and the second gate position 122 of the first wall panel 101.
  • the first gate position 121 is located between the end face 105 of the first wall panel 101 and the step 113 in the first direction Y. Therefore, in injection molding, the resin filled from the first gate advances toward the step 113.
  • the second gate position 122 is located between the end of the first wall panel 101 on the fourth wall panel side and the recesses 111, 112 in the first direction Y.
  • FIGS. Fig. 5 is a perspective view of a resin housing in a conventional electronic control device
  • Fig. 6 is a cross-sectional view taken along line CC shown in Fig. 5.
  • a conventional electronic control device (not shown) includes a plastic housing 100A, an electronic circuit board 200, a connector 300, and a base 400. That is, the difference between the conventional electronic control device and the electronic control device 1 of this embodiment is the plastic housing 100A. As shown in Figures 5 and 6, the plastic housing 100A includes a first wall plate 101A, a second wall plate 102, a third wall plate 103, and a fourth wall plate 104.
  • the first wall panel 101A faces the base 400 in the third direction Z.
  • One side of the first wall panel 101A in the first direction Y is an end surface 105.
  • the other side of the first wall panel 101A in the first direction Y is continuous with the fourth wall panel 104.
  • the first wall panel 101A has recesses 111 and 112 formed therein. In other words, the first wall panel 101A does not have a step portion 113 (see Figures 3 and 4).
  • the plastic housing 100A is made of engineering plastic containing fibers.
  • the plastic housing 100A is manufactured by injection molding. In injection molding, resin is injected from a first gate and a second gate of a mold.
  • a first wall panel 101A of the plastic housing 100A has a first gate position 121 that faces the first gate of the mold, and a second gate position 122 that faces the second gate of the mold. Gate marks are formed at the first gate position 121 and the second gate position 122 of the first wall panel 101A.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a resin flow path and a resin housing in a mold.
  • the mold used for injection molding shown in Figure 7 is a two-point pin gate type. If the size of the casing is to a certain extent, or if high precision is required for the shape, a multi-point gate type with two or more points is used to compensate for pressure loss in the resin flow.
  • a multi-point gate type with two or more points is used to compensate for pressure loss in the resin flow.
  • the resin injected from the injection molding machine passes through the sprue 151, runner 152, first gate 153, and second gate 154, which are the resin flow paths within the mold, and fills the gaps in the housing formation area.
  • the filled resin is solidified through a cooling process.
  • the mold is then opened, and the sprue 151, runner 152, first gate 153, and second gate 154 are separated from the solidified resin, and the molded product, resin housing 100A, is removed.
  • the plastic housing 100A thermally shrinks during the cooling process of injection molding and after the plastic housing 100A is removed from the mold.
  • the amount of thermal shrinkage is not constant in all parts of the plastic housing 100A.
  • the amount of thermal shrinkage at each location in the plastic housing 100A varies depending on the difference in volume of each location in the plastic housing 100A, the difference in cooling speed at each location in the mold, and the difference in the degree of fiber orientation contained. And because there is a difference in the amount of thermal shrinkage at each location, warping (distortion) occurs in the first wall panel 101A of the plastic housing 100A, for example.
  • the direction and amount of warping of the injection-molded plastic housing 100A is first measured. After that, the type of warping that will occur is predicted and the product dimensions in the mold are corrected.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining fiber orientation and shrinkage anisotropy during injection molding.
  • the glass fiber fibers 161 contained in the resin are highly oriented in the flow direction 162 of the resin due to the shear force during injection molding.
  • the longitudinal direction of the glass fiber fibers 161 is approximately parallel to the flow direction 162 of the resin.
  • the strength of the glass fiber fibers 161 in the longitudinal direction is greater than the strength in the lateral direction.
  • the amount of shrinkage 163 in the direction parallel to the resin flow direction 162 is smaller than the amount of shrinkage 164 in the direction perpendicular to the resin flow direction 162. This causes anisotropy in the shrinkage of the injection-molded resin. As a result, warping occurs in part of the resin molded product.
  • FIGS. 9A and 9B and FIGS. 10A and 10B are diagrams illustrating the flow of resin and fiber orientation when injection molding a conventional plastic housing 100A.
  • Fig. 10A and 10B are diagrams illustrating the flow of resin and fiber orientation when injection molding the plastic housing 100 of the present embodiment.
  • the resin housing 100A when the resin housing 100A is injection molded, the resin is filled from the first gate position 121 of the first wall panel 101A and flows radially.
  • the glass fiber fibers are oriented in the same direction as the flow direction 170 of the resin. This causes anisotropic shrinkage on the end surface 105 side of the first wall panel 101A.
  • the resin is filled from the first gate position 121 of the first wall panel 101 and reaches the rising piece 113a of the step portion 113.
  • the resin then flows in the second direction X along the rising piece 113a.
  • the glass fiber fibers are then oriented in the same direction as the flow direction 180 of the resin. This aligns the fiber orientation of the glass fiber fibers in the flow direction 180 of the resin (second direction X). As a result, shrinkage of the first wall panel 101 in the second direction X is suppressed.
  • Fig. 11A is a cross-sectional view showing the height of a step 113 in a plastic housing 100.
  • Fig. 11B is a graph illustrating the relationship between the height of the step 113 and the amount of displacement of the warp at the center of the first wall panel 101.
  • the distance in the third direction Z from the outer surface of the first wall panel 101 to the outer surface of the flat piece 113b in the step 113 is defined as the height t of the step 113.
  • the amount of displacement in the third direction Z at the center of the first wall panel 101 in the second direction X is defined as the amount of warping displacement h.
  • the relationship between the height t of the step 113 and the amount of warping displacement h was verified using a known resin flow simulation.
  • the thickness of the first wall panel 101 was set to 1.6 mm
  • the length of the step 113 in the second direction X was set to the maximum length that can be formed on the first wall panel 101 (140 mm in this embodiment).
  • the warpage displacement h decreases. Furthermore, when the height t of the step 113 exceeds 5 mm, the warpage displacement h remains almost unchanged.
  • the results of this resin flow simulation show that if the height t of the step 113 is 50% or more of the thickness of the first wall panel 101 (step 113), the warpage displacement h can be reduced by approximately 0.5 mm. Therefore, it was found that if the height t of the step 113 is 50% or more of the thickness of the first wall panel 101, the effect of suppressing the warpage of the first wall panel 101 can be obtained.
  • Fig. 12A is a cross-sectional view showing the width of a step 113 in a plastic housing 100.
  • Fig. 12B is a graph illustrating the relationship between the width of the step 113 and the amount of displacement of the warp at the center of the first wall panel 101.
  • the length of the step 113 in the second direction X is defined as the width w of the step 113.
  • the amount of displacement in the third direction Z at the center of the first wall panel 101 in the second direction X is defined as the amount of warping displacement h.
  • the width w of the step 113 is the length of the rising piece 113a that the filled resin first reaches. In other words, the width w of the step 113 can also be said to be the length of the portion that first changes the progress of the filled resin.
  • the relationship between the width w of the step 113 and the amount of warping displacement h was verified using a known resin flow simulation.
  • the thickness of the first wall panel 101 (step 113) was set to 1.6 mm
  • the height t of the step 113 was set to 3.0 mm.
  • the maximum length of the step 113 in the second direction X was set to 140 mm.
  • the results of the resin flow simulation show that increasing the width w of the step 113 reduces the warpage displacement h.
  • the results of this resin flow simulation show that if the width w of the step 113 is 25% or more of the maximum length of the step 113 in the second direction X, the warpage displacement h can be reduced by approximately 0.3 mm. Therefore, it was found that if the width w of the step 113 is 25% or more of the length of the first wall panel 101 in the second direction X, the effect of suppressing the warpage of the first wall panel 101 can be obtained.
  • the amount of warping on the end face 105 side of the first wall panel 101 can be reduced by appropriately setting the height t and width W of the step 113 formed in the first wall panel 101. That is, in this embodiment, the dimensions of the step 113 are parameterized to manufacture the mold parts of the plastic housing 100. As a result, in this embodiment, the warping of the first wall panel 101 can be easily corrected. Also, in this embodiment, because the dimensions of the step 113 are parameterized, it is possible to reduce the number of times the mold needs to be modified compared to the conventional case in which the mold is corrected based on the measurement results of the warping of the molded product.
  • FIGS. 13A and 13B are diagram showing the cross-sectional shape and external force of a conventional first wall panel 101A
  • Fig. 13B is a diagram showing the cross-sectional shape and external force of the first wall panel 101 of this embodiment.
  • the conventional first wall panel 101A has a flat plate shape.
  • the step 113 of the first wall panel 101 of this embodiment is formed in a substantially C-shape. That is, the step 113 has a rising piece 113a and a flat piece 113b.
  • the plate thickness of the first wall panels 101, 101A is set to the same (for example, 1.6 mm), and the height t of the step 113 is set to 3 mm.
  • the geometrical moment of inertia was calculated when an external force 190 is applied to the step 113 of the conventional first wall panel 101A and the first wall panel 101 of this embodiment.
  • the geometrical moment of inertia of the step 113 of the first wall panel 101 was 2.3 times the geometrical moment of inertia of the conventional first wall panel 101A. Therefore, by forming the step 113 in the first wall panel 101, the strength of the first wall panel 101 can be improved.
  • the electronic control device according to the second embodiment differs from the electronic control device 1 according to the first embodiment in the plastic housing 500. Therefore, here, we will omit a description of the configuration common to the electronic control device 1 in the second embodiment and will only describe the plastic housing 500 according to the second embodiment.
  • FIGS. Fig. 14 is a perspective view of the plastic housing 500.
  • Fig. 15 is a cross-sectional view taken along line DD shown in Fig. 14.
  • the plastic housing 500 is formed in the shape of a housing with two openings.
  • the plastic housing 500 has a first wall plate 501, a second wall plate 102, a third wall plate 103, and a fourth wall plate 104.
  • the first wall plate 501 faces the base 400 (see Figure 1) in the third direction Z.
  • the first wall plate 501 corresponds to the opening forming wall plate according to the present invention.
  • One side of the first wall plate 501 in the first direction Y is an end surface 505 that forms the opening 3.
  • the other side of the first wall plate 501 in the first direction Y is continuous with the fourth wall plate 104.
  • the first wall plate 501 is formed with recesses 111, 112 and a step portion 513 that is convex on the inner surface side.
  • the recesses 111 and 112 are located in the middle of the first wall panel 501 in the first direction Y.
  • the recesses 111 and 112 are arranged at an appropriate distance apart in the second direction X.
  • One end of the recess 111 in the second direction X reaches the second wall panel 102.
  • One end of the recess 112 in the second direction X reaches the third wall panel 103.
  • the step portion 513 is located between the recesses 111, 112 and the end face 505.
  • the step portion 513 has a rising piece 513a that protrudes approximately perpendicularly from the inner surface of the first wall panel 101, and a plate-like flat piece 513b that is parallel to the first wall panel 101.
  • the flat piece 513b of the step portion 513 is formed into a rectangle that is long in the second direction X.
  • the rising piece 513a is continuous with the four sides of the flat piece 513b.
  • the thickness of the step 513 is set to be the same as the thickness of the other parts of the first wall panel 501. Therefore, providing the step 513 in the first wall panel 501 allows for a reduction in the amount of resin compared to providing the first wall panel 501 with a thicker part that is thicker than the other parts. As a result, the weight of the plastic housing 500 is suppressed from increasing.
  • the step 513 also has a shape that is convex on the inner surface side. Therefore, the length of the plastic housing 500 in the third direction Z is set so that the step 513 does not interfere with the electronic components mounted on the electronic circuit board 200 (see FIG. 2).
  • the plastic housing 500 is made of engineering plastic containing fibers. This allows the plastic housing 500 to be lighter than a housing made of aluminum die-cast or sheet metal, and also reduces production costs. Furthermore, the plastic housing 500 can ensure the desired strength.
  • the plastic housing 500 is manufactured by injection molding.
  • the first wall panel 101 of the plastic housing 100 has a first gate position 121 facing the first gate of the mold, and a second gate position 122 facing the second gate of the mold.
  • the first gate position 121 is located between the end face 505 of the first wall panel 501 and the step portion 113 in the first direction Y.
  • the second gate position 122 is located between the end of the first wall panel 501 on the fourth wall panel side and the recesses 111, 112 in the first direction Y. Gate marks are formed at the first gate position 121 and the second gate position 122 of the first wall panel 101.
  • the fiber orientation of the glass fiber fibers is aligned in the resin flow direction (second direction X). This suppresses shrinkage of the first wall panel 101 in the second direction X, thereby suppressing warping of the first wall panel 501. As a result, the amount of warping (amount of displacement in the third direction Z) of the first wall panel 101 of the plastic housing 100 can be reduced compared to the first wall panel 101A of the conventional plastic housing 100A. In addition, because the step portion 513 is convex toward the inner surface side of the first wall panel 501, the plastic housing 500 can be made smaller.
  • the shape of the step 113, 513 when viewed from the third direction Z is rectangular.
  • the planar shape of the step according to the present invention is not limited to a rectangle, and may be other shapes such as an arc or a triangle.
  • 1...Electronic control device 2...Housing, 3...Opening, 100, 500...Resin housing, 101, 501...First wall plate, 102...Second wall plate, 103...Third wall plate, 104...Fourth wall plate, 105, 505...End surface, 111, 112...Recess, 113, 513...Step portion, 113a...Rising piece, 113b...Flat plate piece, 121...First gate position , 122...second gate position, 151...sprue, 152...runner, 153...first gate, 154...second gate, 161...glass fiber, 162, 170, 180...flow direction, 163, 164...shrinkage amount, 190...external force, 200...electronic circuit board, 300...connector, 301...connector pin, 400...base

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)

Abstract

出成形した場合に生じる反りを抑制すると共に、重量化を抑制することできる樹脂筐体及び電子制御装置を提供する。樹脂筐体は、繊維を含有した樹脂を射出成形して電子回路基板を収納する筐体状に形成され、電気部品が接続される開口部を有する。そして、樹脂筐体は、開口部を形成する開口形成壁板を有し、開口形成壁板には、外面側又は内面側に凸となる段部が形成されている。

Description

樹脂筐体及び電子制御装置
　本発明は、樹脂筐体及び電子制御装置に関する。
　自動車に搭載されている電子制御装置は、各センサから入力された空気流量、温度、圧力などの状態に応じて、燃費効率や動力を最適にするように、燃料噴射量、点火タイミングなどを計算する。そして、電子制御装置は、燃料噴射量、点火タイミングに基づいて、エンジンやトランスミッションなどの各電気部品に出力する制御信号を生成している。
　従来の電子制御装置の筐体やカバーの素材は、板金やアルミダイカストが多かった。しかし、電子制御装置は、燃費向上と低コストを実現するために、軽量化、小スペース化が求められる。そこで、近年は、電子制御装置の筐体やカバーの素材に、エンジニアプラスチックであるポリブチレンテレフタレート（Poly Butylene Terephthalate）等の熱可塑性樹脂を採用することが増えている。
　電子制御装置の筐体やカバーは、強度が求められる。そのため、筐体やカバーを形成するエンジニアリングプラスチックとしては、強化材繊維を配合した樹脂が採用される。
強化材繊維を配合した樹脂を射出成形する場合は、製品部を流動する樹脂に繊維の配向が発生する。これにより、樹脂の固化時に収縮の異方性が生じて、成形品の一部に反りが発生する。
　電子制御装置の樹脂筐体は、例えば、コネクタが配置される開口部を形成する開口形成壁部を有している。そして、繊維が含有された樹脂を射出成形して電子制御装置の樹脂筐体を製造する場合は、樹脂が溶融状態から固化状態に変わるときに、筐体に収縮が生じる。これにより、開口形成壁部に反りが発生する。開口形成壁部に反りが発生した場合は、コネクタと筐体との間に隙間が発生して、コネクタと筐体を接着するための接着剤の不足、筐体の気密性の低下が発生する。
　樹脂の成形品に生じる反りを抑制する技術としては、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された樹脂筐体は、側壁に厚肉部分を設けて、厚肉部分の繊維配向度を強くしている。これにより、筐体の反りを抑えることが期待される。
特開２０２２－６４２５０号公報
　しかし、特許文献１に開示された樹脂筐体は、側壁に厚肉部分を設けるため、樹脂筐体の軽量化を妨げていた。
　本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、射出成形した場合に生じる反りを抑制すると共に、重量化を抑制することできる樹脂筐体及び電子制御装置を提供することにある。
　上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した樹脂筐体は、繊維を含有した樹脂を射出成形して電子回路基板を収納する筐体状に形成され、電気部品が接続される開口部を有する。樹脂筐体は、開口部を形成する開口形成壁板を有する。そして、開口形成壁板には、外面側又は内面側に凸となる段部が形成されている。
　また、本発明の電子制御装置は、電子回路基板と、電子回路基板と電気的に接続される電気部品と、上述の樹脂筐体とを備える。
　上記構成の樹脂筐体及び電子制御装置によれば、射出成形した場合に生じる反りを抑制すると共に、軽量化を図ることができる。
　なお、上述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
第１実施形態に係る電子制御装置の斜視図である。 図１に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。 第１実施形態に係る樹脂筐体の斜視図である。 図３に示すＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 従来の電子制御装置における樹脂筐体の斜視図である。 図５に示すＣ－Ｃ線に沿う断面図である。 金型内の樹脂流路と樹脂筐体を説明する図である。 射出成形時の繊維配向と収縮異方性を説明する図である。 従来の樹脂筐体を射出成形する際の樹脂の流れと繊維配向を説明した図である。 第１実施形態の樹脂筐体を射出成形する際の樹脂の流れと繊維配向を説明した図である。 第１実施形態の樹脂筐体における段部の高さと開口形成壁板中央における反りの変位量との関係を説明する図である。 第１実施形態の樹脂筐体における段部の幅と開口形成壁板中央における反りの変位量との関係を説明する図である。 従来の樹脂筐体と第１実施形態の樹脂筐体の開口形成壁板の断面形状と外力を説明する図である。 第２実施形態に係る樹脂筐体の斜視図である。 図１４に示すＤ－Ｄ線に沿う断面図である。
１．第１実施形態
　以下、本発明の第１実施形態に係る電子制御装置について説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
［電子制御装置の構成］
　まず、第１実施形態に係る電子制御装置の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
　図１は、第１実施形態に係る電子制御装置の斜視図である。図２は、図１に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。
　電子制御装置１は、自動車内に設置されている各センサからの電気信号をインプットして、空気流量、温度、圧力などの状態を検知する。また、電子制御装置１は、空気流量、温度、圧力などの状態に応じて、燃費効率や動力を最適にするように、燃料噴射量、点火タイミングなどを計算する。そして、電子制御装置１は、燃料噴射量、点火タイミングに基づいて生成した制御信号を、エンジンやトランスミッションなどの各電気部品へアウトプットする。
　図１及び図２に示すように、電子制御装置１は、樹脂筐体１００と、電子回路基板２００と、コネクタ３００と、ベース４００とを備えている。
　樹脂筐体１００とベース４００は、中空の扁平な筐体２を形成している。筐体２は、一面に開口部３を有している。ベース４００は、例えば、アルミダイキャストや板金等によって板状に形成されている。ベース４００は、筐体２の１つの面を形成しており、樹脂筐体１００は、筐体２の４つの面を形成している。
　以下、筐体２の開口部３に略垂直な方向を第１方向Ｙとする。また、第１方向Ｙに略垂直であって開口部３に平行な方向を第２方向Ｘとする。そして、第１方向Ｙと第２方向Ｘに略垂直な方向を第３方向Ｚとする。第３方向Ｚは、扁平な筐体２の厚み方向を示す。
　電子回路基板２００は、筐体２の内部に配置されている。電子回路基板２００は、ベース４００にねじや接着剤を用いて固定されている。電子回路基板２００には、マイクロコンピューター、半導体チップ、コンデンサなどの電子部品が実装されている。
　コネクタ３００は、本発明に係る電気部品に対応する。コネクタ３００は、筐体２の開口部３を貫通している。コネクタ３００は、コネクタピン３０１を有している。コネクタ３００のコネクタピン３０１は、はんだ付けやプレスフィット接続等により電子回路基板２００と電気的に接続されている。
　樹脂筐体１００は、ベース４００に熱カシメやネジなどで固定されている。樹脂筐体１００とベース４００との間、コネクタ３００と樹脂筐体１００との間、及びコネクタ３００とベース４００との間は、接着剤等のシール剤で封じられている。これにより、筐体２は、外部から液体、塵埃などの侵入を防ぐ。その結果、筐体２は、電子回路基板２００を液体、塵埃などから保護する。
［樹脂筐体の構成］
　次に、樹脂筐体１００の構成について、図３及び図４を用いて説明する。
　図３は、樹脂筐体１００の斜視図である。図４は、図３に示すＢ－Ｂ線に沿う断面図である。
　図３及び図４に示すように、樹脂筐体１００は、２面が開口された筐体状に形成されている。樹脂筐体１００は、第１壁板１０１と、第２壁板１０２と、第３壁板１０３と、第４壁板１０４とを有している。第１壁板１０１は、第３方向Ｚにおいてベース４００と対向する。第２壁板１０２は、第２方向Ｘにおいて第３壁板１０３と対向する。そして、第４壁板１０４は、第１方向Ｙにおいて開口部３と対向する。
　第１壁板１０１は、本発明に係る開口形成壁板に対応する。第１壁板１０１における第１方向Ｙの一側は、開口部３を形成する端面１０５である。第１壁板１０１における第１方向Ｙの他側は、第４壁板１０４に連続している。第１壁板１０１には、凹部１１１，１１２と、外面側に凸となる段部１１３が形成されている。
　凹部１１１，１１２は、第１壁板１０１における第１方向Ｙの中間部に位置する。凹部１１１，１１２は、第２方向Ｘにおいて適当な距離を空けて並んでいる。凹部１１１の第２方向Ｘの一端部は、第２壁板１０２に達している。凹部１１２の第２方向Ｘの一端部は、第３壁板１０３に達している。樹脂筐体１００に凹部１１１，１１２を設けることにより、樹脂筐体１００を多面体にすることができる。その結果、樹脂筐体１００に吸気口などの付加形状を配置しやすくすることができる。
　段部１１３は、凹部１１１，１１２と端面１０５との間に位置する。段部１１３は、第１壁板１０１の外面から略垂直に突出する立ち上がり片１１３ａと、第１壁板１０１と平行な板状の平板片１１３ｂとを有している。段部１１３の平板片１１３ｂを第３方向Ｚから見た形状は、第２方向Ｘに長い長方形に形成されている。立ち上がり片１１３ａは、平板片１１３ｂの４つの辺に連続している。
　段部１１３の厚みは、第１壁板１０１における他の部分の厚みと同じに設定されている。したがって、第１壁板１０１に段部１１３を設けることは、第１壁板１０１に他の部分よりも厚みが大きい厚肉部を設ける場合よりも、樹脂量を削減することができる。その結果、樹脂筐体１００は、重量の増加が抑制されている。また、段部１１３は、外面側に凸となる形状であるため、電子回路基板２００に実装された電子部品との干渉を避けることができる。
　樹脂筐体１００は、繊維を含有するエンジニアリングプラスチックを素材としている。樹脂筐体１００の樹脂の素材は、例えば、グラスファイバー（ＧＦ）３０％を含有しているポリブチレンテレフタレートである。これにより、樹脂筐体１００は、アルミダイキャストや板金を素材とする場合よりも軽量化を図ることができると共に、生産コストを削減することができる。さらに、樹脂筐体１００は、所望の強度を確保することができる。
　樹脂筐体１００は、射出成形によって製造される。射出成形において、樹脂は、金型の第１ゲートと第２ゲートから注入される。樹脂筐体１００の第１壁板１０１は、金型の第１ゲートに対向する第１ゲート位置１２１と、金型の第２ゲートに対向する第２ゲート位置１２２を有している。第１壁板１０１の第１ゲート位置１２１と第２ゲート位置１２２には、ゲート痕が形成される。
　第１ゲート位置１２１は、第１方向Ｙにおいて、第１壁板１０１の端面１０５と段部１１３の間に位置する。したがって、射出成形において、第１ゲートから充填される樹脂は、段部１１３に向かって進行する。第２ゲート位置１２２は、第１方向Ｙにおいて、第１壁板１０１の第４壁板側の端部と凹部１１１，１１２の間に位置する。
［従来の樹脂筐体の構成］
　次に、従来の電子制御装置における樹脂筐体の構成について、図５及び図６を用いて説明する。
　図５は、従来の電子制御装置における樹脂筐体の斜視図である。図６は、図５に示すＣ－Ｃ線に沿う断面図である。
　従来の電子制御装置（不図示）は、樹脂筐体１００Ａと、電子回路基板２００と、コネクタ３００と、ベース４００とを備えている。すなわち、従来の電子制御装置が本実施形態の電子制御装置１と異なる点は、樹脂筐体１００Ａである。図５及び図６に示すように、樹脂筐体１００Ａは、第１壁板１０１Ａと、第２壁板１０２と、第３壁板１０３と、第４壁板１０４とを有している。
　第１壁板１０１Ａは、第３方向Ｚにおいてベース４００と対向する。第１壁板１０１Ａにおける第１方向Ｙの一側は、端面１０５である。第１壁板１０１Ａにおける第１方向Ｙの他側は、第４壁板１０４に連続している。第１壁板１０１Ａには、凹部１１１，１１２が形成されている。すなわち、第１壁板１０１Ａには、段部１１３（図３及び図４参照）が形成されていない。
　樹脂筐体１００Ａは、繊維を含有するエンジニアリングプラスチックを素材としている。樹脂筐体１００Ａは、射出成形によって製造される。射出成形において、樹脂は、金型の第１ゲートと第２ゲートから注入される。樹脂筐体１００Ａの第１壁板１０１Ａは、金型の第１ゲートに対向する第１ゲート位置１２１と、金型の第２ゲートに対向する第２ゲート位置１２２を有している。第１壁板１０１Ａの第１ゲート位置１２１と第２ゲート位置１２２には、ゲート痕が形成される。
［金型内の樹脂流路］
　次に、樹脂筐体の金型内を樹脂が流動する流路について、図７を用いて説明する。
　図７は、金型内の樹脂流路と樹脂筐体を説明する図である。
　図７に示す射出成形に使用する金型は、２点ゲートのピンゲート方式である。筐体の大きさがある程度の大きさである場合、或いは要求する形状の精度が高い場合は、樹脂流動の圧力損失を補うために２点以上の多点ゲート方式が採用される。樹脂筐体１００Ａを射出成形する場合は、まず、射出成形機内の射出部が、可塑化された樹脂を所定の圧力で射出する。
　射出成形機から射出された樹脂は、金型内の樹脂流路であるスプルー１５１、ランナー１５２、第１ゲート１５３、第２ゲート１５４を通り、筐体形成部の空隙部分に充填される。充填された樹脂は、冷却工程を経て固化される。その後、金型が開き、スプルー１５１、ランナー１５２、第１ゲート１５３、第２ゲート１５４を固化された樹脂から切り離して、成形品である樹脂筐体１００Ａが取り出される。
　射出成形の冷却工程中、及び樹脂筐体１００Ａを金型から取り出した後に、樹脂筐体１００Ａが熱収縮する。この熱収縮量は、樹脂筐体１００Ａの全ての部分で一定ではない。樹脂筐体１００Ａにおける各箇所の熱収縮量は、樹脂筐体１００Ａにおける各箇所の体積の差や、金型の各箇所の冷却速度の差、含有された繊維配向度の差に応じて異なる。そして、各箇所の熱収縮量の差があるため、例えば、樹脂筐体１００Ａの第１壁板１０１Ａに反り（歪み）が発生する。
　第１壁板１０１Ａの反りが大きい場合は、樹脂筐体１００Ａとコネクタ３００と間、及び樹脂筐体１００Ａとベース４００との間に隙間が形成される。その結果、樹脂筐体１００Ａとコネクタ３００の接着状態の不備、樹脂筐体１００Ａとベース４００の接着状態の不備、電子制御装置の組立精度の低下、各はめあい部の応力の増加など様々な問題が生じる。
　なお、従来の樹脂筐体１００Ａにおける反りを抑制する場合は、まず、射出成形した樹脂筐体１００Ａの反り方向、反り量を測定する。その後、反りの発生内容を予測して金型内の製品寸法を補正する。
［繊維配向と収縮異方性］
　次に、射出成形時の繊維配向と収縮異方性について、図８を用いて説明する。
　図８は、射出成形時の繊維配向と収縮異方性を説明する図である。
　図８に示すように、樹脂に含まれるグラスファイバー繊維１６１は、射出成形時のせん断力によって樹脂の流動方向１６２に配向する比率が高くなる。すなわち、グラスファイバー繊維１６１の長手方向は、樹脂の流動方向１６２と略平行な姿勢となる。そして、グラスファイバー繊維１６１の長手方向の強度は、短手方向の強度よりも大きい。
　したがって、樹脂の流動方向１６２に平行な方向の収縮量１６３は、樹脂の流動方向１６２に垂直な方向の収縮量１６４よりも小さくなる。これにより、射出成形された樹脂には、収縮の異方性が発生する。その結果、樹脂成形品の一部に反りが発生する。
［樹脂筐体を射出成形する際の樹脂の流れと繊維配向］
　次に、樹脂筐体を射出成形する際の樹脂の流れと繊維配向について、図９Ａ，Ｂ及び図１０Ａ，Ｂを用いて説明する。
　図９Ａ，Ｂは、従来の樹脂筐体１００Ａを射出成形する際の樹脂の流れと繊維配向を説明した図である。図１０Ａ，Ｂは、本実施形態の樹脂筐体１００を射出成形する際の樹脂の流れと繊維配向を説明した図である。
　図９Ａに示すように、樹脂筐体１００Ａを射出成形する際に、樹脂は、第１壁板１０１Ａの第１ゲート位置１２１から充填されて、放射線状に流動する。そして、グラスファイバー繊維は、樹脂の流動方向１７０と同じ方向に配向される。これにより、第１壁板１０１Ａの端面１０５側には、収縮の異方性が生じる。
　図９Ｂに示すように、第１壁板１０１Ａの端面１０５側に収縮の異方性が生じると、第１壁板１０１Ａには、内面側に凸となるように反りが発生する。
　図１０Ａに示すように、樹脂筐体１００を射出成形する際に、樹脂は、第１壁板１０１の第１ゲート位置１２１から充填されて、段部１１３の立ち上がり片１１３ａに到達する。そして、樹脂は、立ち上がり片１１３ａに沿って第２方向Ｘに流動する。そして、グラスファイバー繊維は、樹脂の流動方向１８０と同じ方向に配向される。これにより、グラスファイバー繊維の繊維配向度は、樹脂の流動方向１８０（第２方向Ｘ）に整列される。その結果、第１壁板１０１の第２方向Ｘへの収縮が抑制される。
　図１０Ｂに示すように、第１壁板１０１の第２方向Ｘへの収縮が抑制されると、第１壁板１０１に発生する反りが抑制される。その結果、従来の樹脂筐体１００Ａの第１壁板１０１Ａに比べて、樹脂筐体１００の第１壁板１０１の反り量（第３方向Ｚへの変位量）を小さくすることができる。
［段部の高さと反りの変位量］
　次に、段部１１３の高さと第１壁板１０１の中央における反りの変位量について、図１１Ａ，Ｂを用いて説明する。
　図１１Ａは、樹脂筐体１００における段部１１３の高さを示す断面図である。図１１Ｂは、段部１１３の高さと第１壁板１０１の中央における反りの変位量との関係を説明するグラフである。
　図１１Ａに示すように、第１壁板１０１の外面から段部１１３における平板片１１３ｂの外面までの第３方向Ｚの距離を、段部１１３の高さｔとする。また、第１壁板１０１の第２方向Ｘの中央における第３方向Ｚの変位量を、反りの変位量ｈとする。
　本実施形態では、段部１１３の高さｔと反りの変位量ｈとの関係を、周知の樹脂流動シミュレーションを用いて検証した。なお、樹脂流動シミュレーションにおいて、第１壁板１０１（段部１１３）の厚みを１．６ｍｍ、段部１１３の第２方向Ｘの長さを第１壁板１０１に形成可能な最大長（本実施形態では１４０ｍｍ）にした。
　図１１Ｂに示すように、段部１１３の高さｔを増加させると、反りの変位量ｈが減少する。そして、段部１１３の高さｔが５ｍｍを超えると、反りの変位量ｈは、ほぼ変化しない。この樹脂流動シミュレーションの結果から、段部１１３の高さｔが第１壁板１０１（段部１１３）の厚みの５０％以上であれば、反りの変位量ｈを約０．５ｍｍ減少させることが判った。したがって、段部１１３の高さｔが第１壁板１０１の厚みの５０％以上であれば、第１壁板１０１の反りを抑制する効果を得られることが判った。
［段部の幅と反りの変位量］
　次に、段部１１３の第２方向Ｘの長さと第１壁板１０１の中央における反りの変位量について、図１２Ａ，Ｂを用いて説明する。
　図１２Ａは、樹脂筐体１００における段部１１３の幅を示す断面図である。図１２Ｂは、段部１１３の幅と第１壁板１０１の中央における反りの変位量との関係を説明するグラフである。
　図１２Ａに示すように、段部１１３の第２方向Ｘの長さを、段部１１３の幅ｗとする。また、第１壁板１０１の第２方向Ｘの中央における第３方向Ｚの変位量を、反りの変位量ｈとする。なお、段部１１３の幅ｗは、充填される樹脂が初めに到達する立ち上がり片１１３ａの長さである。つまり、段部１１３の幅ｗは、充填される樹脂の進行を最初に変更させる部位の長さとも言える。
　本実施形態では、段部１１３の幅ｗと反りの変位量ｈとの関係を、周知の樹脂流動シミュレーションを用いて検証した。なお、樹脂流動シミュレーションにおいて、第１壁板１０１（段部１１３）の厚みを１．６ｍｍ、段部１１３の高さｔを、３．０ｍｍとした。また、段部１１３における第２方向Ｘの最大長を１４０ｍｍとした。
　図１２Ｂに示すように、樹脂流動シミュレーションの結果から、段部１１３の幅ｗを増加させると、反りの変位量ｈが減少する。この樹脂流動シミュレーションの結果から、段部１１３の幅ｗが段部１１３における第２方向Ｘの最大長の２５％以上であれば、反りの変位量ｈを約０．３ｍｍ減少させることが判った。したがって、段部１１３の幅ｗが第１壁板１０１の第２方向Ｘの長さの２５％以上であれば、第１壁板１０１の反りを抑制する効果を得られることが判った。
　図１１Ａ，Ｂ及び図１２Ａ，Ｂに示すように、第１壁板１０１に形成する段部１１３の高さｔ及び幅Ｗを適宜設定することにより、第１壁板１０１の端面１０５側の反り量を軽減することができる。すなわち、本実施形態では、段部１１３の寸法をパラメータ化して樹脂筐体１００の金型部品を製造する。これにより、本実施形態では、第１壁板１０１の反りを容易に補正することができる。また本実施形態では、段部１１３の寸法をパラメータ化するため、従来の形成品の反りの測定結果から金型の補正を行う場合よりも、金型の修正回数を減らすことが可能である。
［開口形成壁板と外力］
　次に、従来の第１壁板１０１Ａと本実施形態の第１壁板１０１に加わる外力について、図１３Ａ，Ｂを用いて説明する。
　図１３Ａは、従来の第１壁板１０１Ａの断面形状と外力を示す図である。図１３Ｂは、本実施形態の第１壁板１０１の断面形状と外力を示す図である。
　図１３Ａに示すように、従来の第１壁板１０１Ａは、平板形状である。一方、図１３Ｂに示すように、本実施形態の第１壁板１０１の段部１１３は、略Ｃ型に形成されている。すなわち、段部１１３は、立ち上がり片１１３ａと、平板片１１３ｂを有している。
　ここで、第１壁板１０１，１０１Ａの板厚を同じにして（例えば、１．６ｍｍ）、段部１１３の高さｔを３ｍｍに設定する。そして、従来の第１壁板１０１Ａと本実施形態の第１壁板１０１の段部１１３に外力１９０が加わった場合の断面２次モーメントを計算した。その結果、第１壁板１０１の段部１１３の断面２次モーメントは、従来の第１壁板１０１Ａの断面２次モーメントの２．３倍であった。したがって、第１壁板１０１に段部１１３を形成することにより、第１壁板１０１の強度を向上させることができる。
２．第２実施形態
　以下、本発明の第２実施形態に係る電子制御装置について説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
　第２実施形態に係る電子制御装置が、第１実施形態に係る電子制御装置１と異なる点は、樹脂筐体５００である。そのため、ここでは、第２実施形態における電子制御装置１と共通の構成についての説明を省略し、第２実施形態に係る樹脂筐体５００について説明する。
［樹脂筐体の構成］
　樹脂筐体５００の構成について、図１４及び図１５を用いて説明する。
　図１４は、樹脂筐体５００の斜視図である。図１５は、図１４に示すＤ－Ｄ線に沿う断面図である。
　図１４及び図１５に示すように、樹脂筐体５００は、２面が開口された筐体状に形成されている。樹脂筐体５００は、第１壁板５０１と、第２壁板１０２と、第３壁板１０３と、第４壁板１０４とを有している。第１壁板５０１は、第３方向Ｚにおいてベース４００（図１参照）と対向する。
　第１壁板５０１は、本発明に係る開口形成壁板に対応する。第１壁板５０１における第１方向Ｙの一側は、開口部３を形成する端面５０５である。第１壁板５０１における第１方向Ｙの他側は、第４壁板１０４に連続している。第１壁板５０１には、凹部１１１，１１２と、内面側に凸となる段部５１３が形成されている。
　凹部１１１，１１２は、第１壁板５０１における第１方向Ｙの中間部に位置する。凹部１１１，１１２は、第２方向Ｘにおいて適当な距離を空けて並んでいる。凹部１１１の第２方向Ｘの一端部は、第２壁板１０２に達している。凹部１１２の第２方向Ｘの一端部は、第３壁板１０３に達している。
　段部５１３は、凹部１１１，１１２と端面５０５との間に位置する。段部５１３は、第１壁板１０１の内面から略垂直に突出する立ち上がり片５１３ａと、第１壁板１０１と平行な板状の平板片５１３ｂとを有している。段部５１３の平板片５１３ｂを第３方向Ｚから見た形状は、第２方向Ｘに長い長方形に形成されている。立ち上がり片５１３ａは、平板片５１３ｂの４つの辺に連続している。
　段部５１３の厚みは、第１壁板５０１における他の部分の厚みと同じに設定されている。したがって、第１壁板５０１に段部５１３を設けることは、第１壁板５０１に他の部分よりも厚みが大きい厚肉部を設ける場合よりも、樹脂量を削減することができる。その結果、樹脂筐体５００は、重量の増加が抑制されている。また、段部５１３は、内面側に凸となる形状である。そのため、段部５１３が電子回路基板２００（図２参照）に実装された電子部品との干渉しないように、樹脂筐体５００の第３方向Ｚの長さを設定する。
　樹脂筐体５００は、繊維を含有するエンジニアリングプラスチックを素材としている。これにより、樹脂筐体５００は、アルミダイキャストや板金を素材とする場合よりも軽量化を図ることができると共に、生産コストを削減することができる。さらに、樹脂筐体５００は、所望の強度を確保することができる。
　樹脂筐体５００は、射出成形によって製造される。樹脂筐体１００の第１壁板１０１は、金型の第１ゲートに対向する第１ゲート位置１２１と、金型の第２ゲートに対向する第２ゲート位置１２２を有している。第１ゲート位置１２１は、第１方向Ｙにおいて、第１壁板５０１の端面５０５と段部１１３の間に位置する。第２ゲート位置１２２は、第１方向Ｙにおいて、第１壁板５０１の第４壁板側の端部と凹部１１１，１１２の間に位置する。第１壁板１０１の第１ゲート位置１２１と第２ゲート位置１２２には、ゲート痕が形成される。
　第２実施形態に係る樹脂筐体５００においても、第１実施形態と同様に、グラスファイバー繊維の繊維配向度が、樹脂の流動方向（第２方向Ｘ）に整列される。これにより、第１壁板１０１の第２方向Ｘへの収縮が抑制されるため、第１壁板５０１に発生する反りを抑制できる。その結果、従来の樹脂筐体１００Ａの第１壁板１０１Ａに比べて、樹脂筐体１００の第１壁板１０１の反り量（第３方向Ｚへの変位量）を小さくすることができる。また、段部５１３が第１壁板５０１の内面側に凸となるため、樹脂筐体５００の小型化を図ることができる。
　本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。また、上述した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　本実施形態では、第３方向Ｚから見た段部１１３，５１３の形状を長方形にした。しかし、本発明に係る段部の平面形状は、長方形に限定されず、円弧状や三角形などその他の形状であってもよい。但し、樹脂筐体に生じる反りを抑制するには、樹脂の流動方向を第２方向Ｘに変更する立ち上がり片を有する段部を形成するとよい。これにより、繊維配向度が第２方向Ｘに整列するため、第１壁板（開口形成壁板）の第２方向Ｘへの収縮を抑制することができる。その結果、第１壁板の反り量（第３方向Ｚへの変位量）を小さくすることができる。
　１…電子制御装置、　２…筐体、　３…開口部、　１００，５００…樹脂筐体、　１０１，５０１…第１壁板、　１０２…第２壁板、　１０３…第３壁板、　１０４…第４壁板、　１０５，５０５…端面、　１１１，１１２…凹部、　１１３，５１３…段部、　１１３ａ…立ち上がり片、　１１３ｂ…平板片、　１２１…第１ゲート位置、　１２２…第２ゲート位置、　１５１…スプルー、　１５２…ランナー、　１５３…第１ゲート、　１５４…第２ゲート、　１６１…グラスファイバー繊維、　１６２，１７０，１８０…流動方向、　１６３，１６４…収縮量、　１９０…外力、　２００…電子回路基板、　３００…コネクタ、　３０１…コネクタピン、　４００…ベース

Claims (8)

  1. 　繊維を含有した樹脂を射出成形して電子回路基板を収納する筐体状に形成され、電気部品が接続される開口部を有する樹脂筐体であって、
    　前記開口部を形成する開口形成壁板を有し、
    　前記開口形成壁板には、外面側又は内面側に凸となる段部が形成されている
    　樹脂筐体。
  2. 　前記開口部の端面と前記段部との間にゲート痕を有する
    　請求項１に記載の樹脂筐体。
  3. 　前記開口形成壁板において前記段部よりも前記開口部の端面と反対側の領域に、少なくとも１つ以上の第２ゲート痕を有する
    　請求項２に記載の樹脂筐体。
  4. 　前記段部の厚みは、前記開口形成壁板の厚みと同一である
    　請求項１に記載の樹脂筐体。
  5. 　前記段部の高さは、前記段部の板厚の５０％以上に設定されている
    　請求項１に記載の樹脂筐体。
  6. 　前記開口部の端面と前記段部を結ぶ方向と前記段部の高さ方向に直交する方向を幅方向とした場合に、前記段部の幅方向の長さは、前記開口形成壁板に形成可能な最大長の２５％以上に設定されている
    　請求項１に記載の樹脂筐体。
  7. 　前記段部と前記第２ゲート痕との間には、溝部が形成されている
    　請求項３記載の樹脂筐体。
  8. 　電子回路基板と、
    　前記電子回路基板と電気的に接続される電気部品と、
    　繊維を含有した樹脂を射出成形して前記電子回路基板を収納する筐体状に形成され、前記電気部品が接続される開口部を有する樹脂筐体と、を備え、
    　前記樹脂筐体は、
    　前記開口部を形成する開口形成壁板を有し、
    　前記開口形成壁板には、外面側又は内面側に凸となる段部が形成されている
    　電子制御装置。
PCT/JP2023/021976 2023-06-13 2023-06-13 樹脂筐体及び電子制御装置 Ceased WO2024257239A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2025526975A JPWO2024257239A1 (ja) 2023-06-13 2023-06-13
PCT/JP2023/021976 WO2024257239A1 (ja) 2023-06-13 2023-06-13 樹脂筐体及び電子制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2023/021976 WO2024257239A1 (ja) 2023-06-13 2023-06-13 樹脂筐体及び電子制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024257239A1 true WO2024257239A1 (ja) 2024-12-19

Family

ID=93851549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/021976 Ceased WO2024257239A1 (ja) 2023-06-13 2023-06-13 樹脂筐体及び電子制御装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2024257239A1 (ja)
WO (1) WO2024257239A1 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018116710A1 (ja) * 2016-12-22 2018-06-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7489891B2 (ja) * 2020-10-13 2024-05-24 日立Astemo株式会社 樹脂筐体および電子制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018116710A1 (ja) * 2016-12-22 2018-06-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2024257239A1 (ja) 2024-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1729373B1 (en) Composite molding and molding process
US8784715B2 (en) Structure of parts made from plural composite pieces and method of building those parts
JP5038273B2 (ja) 樹脂モールド半導体センサ及び製造方法
US5909819A (en) Box-shaped plastic housing of integrally molded resin
US9960468B2 (en) Metalized molded plastic components for millimeter wave electronics and method for manufacture
WO2019230196A1 (ja) モールド品の製造方法
US7192317B2 (en) Detecting device and method of producing the same
JP3173380B2 (ja) 部材相互の射出成形による接続装置
EP1693176B1 (en) Electronic device and method of producing the same
JP4549406B2 (ja) 電子部品搭載構造及び車載用センサー
JP7489891B2 (ja) 樹脂筐体および電子制御装置
JP2022008215A (ja) 低反り射出成形ハウジング部品、およびそのようなハウジング部品を含む電気コネクタ
CN112352474A (zh) 树脂密封型车载电子控制装置
CN213617955U (zh) 智能功率模块的模封模具下模、模封模具及智能功率模块
KR100859453B1 (ko) 휴대폰배터리용 하우징 제조금형 및 이를 이용한 제조방법
CN113496956A (zh) 半导体装置及半导体装置的制造方法
US8424959B2 (en) Mould and cross member assembly, cross member and motor vehicle technical front panel
JP2008302634A (ja) 射出成形用金型
JP2002225067A (ja) 多次成形体及びその製造方法
WO2014136336A1 (ja) センサ装置
JP7710200B2 (ja) コンデンサの製造方法及びコンデンサ
US12169137B2 (en) Airflow amount measuring device
JP2002107201A (ja) 流量測定装置
JP2713541B2 (ja) パッケージ型固体電解コンデンサーの構造及びその製造方法
CN114986803A (zh) 塑封模具的上模、塑封模具

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23941546

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2025526975

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2025526975

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 23941546

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1