WO2025004281A1

WO2025004281A1 - 電子制御装置、およびその製造方法

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Publication number: WO2025004281A1
Application number: PCT/JP2023/024243
Authority: WO
Inventors: 純一嶋根
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2023-06-29
Filing date: 2023-06-29
Publication date: 2025-01-02
Anticipated expiration: 2025-12-29
Also published as: CN120712903A; JP7870409B2; JPWO2025004281A1

Abstract

低コストで車両ごとの車載レイアウト・組付けに柔軟に対応でき、車両トータルのコスト低減に貢献できる電子制御装置の提供するため下記構成とした。　所定位置に取り付けるためのブラケットとコネクタ開口部とを有する筐体を備えた電子制御装置の製造方法において、筐体は、コネクタ開口部と概ね垂直な方向に押圧するキャビティ金型及びキャビティ金型の押圧を受けるコア金型、及び押圧方向と概ね直交する方向にスライドするスライド金型と、を用いてダイカスト法で製造され、ブラケットの取付面は、スライド金型の押圧面に水平な面を持ち、かつ筐体と一体で製造され、更に、スライド金型は１つのみ使用し、スライド金型で押圧されないブラケットの取付面はキャビティ金型の抜きテーパー面を持ち、かつ抜きテーパー面は離型後にスライド金型の押圧面に水平な面と平行な面となるよう切削加工する電子制御装置の製造方法。

Description

電子制御装置、およびその製造方法

　本発明は、外部接続用のコネクタが実装された回路基板と、回路基板およびコネクタを収容した筐体と、を有している電子制御装置に係り、特に車両に取り付けて使用する電子制御装置、その製造方法に関する。

　近年の車両はエンジンコントロールユニット（ECU）や、先進運転補助システム（ADAS）等、多数の電子機器により制御されている。それら電気機器の印刷回路基板（PCB）は、水分の侵入を防ぐため防水性を備えたケース（筐体）に収容されるのが一般的である。更にPCB上に実装された電子デバイスから出る熱を放熱するためケースにヒートシンク（放熱フィン）を設けることも一般的に行われている。

　また、回路基板（PCB）には外部に信号を取り出すためのコネクタが設けられるため、ケースにはコネクタ用の開口部が設けられる。筐体は、製造の容易性等の観点から一般に上下に分割可能な一対のケースによって構成されている。一対のケースのいずれか一方には、上述した放熱フィンが一体に構成されている。放熱フィンを備えている方のケースを、熱伝導性が良いアルミ材等を用いたダイカスト品とすることによって、放熱効果は高まる。このような電子制御装置が、例えば特許文献１に開示されている。

　特許文献１に開示されている電子制御装置の筐体は、上側の第１ケースおよび下側の第２ケースを組み付けた状態で形成されるコネクタ用開口部を介してコネクタの一部を外部に露出させつつ、コネクタの残りの部分と回路基板とを内部空間に収容している。第１ケースおよび第２ケースは、アルミニウムのダイカスト品である。第１ケースの上面には、複数の放熱フィンが一体に構成されている。

特開２０１６－１４３８５２号公報

　このような電子制御装置の車載レイアウト・組付け方法は車両ごとに異なり、同じ筐体を持つ電子制御装置を取り付ける場合でも車種ごとに取付用ブラケットを個別に設計・製造する必要があり、コスト増につながっていた。

　本発明の目的は、低コストで車両ごとの車載レイアウト・組付けに柔軟に対応でき、車両トータルのコスト低減に貢献でき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の本発明の構成は以下の通りである。

　少なくとも所定位置に取り付けるためのブラケットと、コネクタ開口部と、を有する筐体を備えた電子制御装置の製造方法において、前記筐体は、前記コネクタ開口部と概ね垂直な方向に押圧するキャビティ金型及び該キャビティ金型の押圧を受けるコア金型、及び該押圧方向と概ね直交する方向にスライドするスライド金型と、を用いてダイカスト法で製造され、前記ブラケットの取付面は、該スライド金型の押圧面に水平な面を持ち、かつ該筐体と一体で製造される電子制御装置の製造方法、その製法で製造された電子制御装置。

　低コストで車両ごとの車載レイアウト・組付けに柔軟に対応でき、車両トータルのコスト低減に貢献できる電子制御装置を提供すること。

　　　　　　　
本発明に係る電子制御装置の断面図である。図１に示される第１ケースの斜視図である。本発明に係る電子制御装置の斜視図である。図３に示される電子制御装置の上ケースの斜視図である。本発明の上ケースを鋳造する際の金型の模式図である。本発明の上ケースを鋳造する際の金型の模式図の別の例である。本発明の上ケースのブラケットの構造を示す図である。本発明の上ケースのブラケットのボルト締結面を示す図である。本発明の上ケースのブラケットをL字型にした例を示す図である。本発明の上ケースの製造フローを示す図である。従来の電子制御装置を示す図である。

　　　　　　　
　本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、添付図に示した形態は本発明の一例であり、本発明は当該形態に限定されない。図中Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。

　図１～図２を参照しつつ実施例１の電子制御装置１０を説明する。

　図１に示されるように、電子制御装置１０は、電子部品１１が実装された回路基板１２と、回路基板１２に実装された外部接続用のコネクタ１３と、回路基板１２を収容する内部空間１４を有した筐体１５とを備える。

　筐体１５は、下側が開放された第１ケース２０と、上側が開放された第２ケース３０と、によって構成されている。上側の第１ケース２０と下側の第２ケース３０とを重ね合わせ、且つビス３１により組み付けることによって、筐体１５に内部空間１４が構成されている。

　第１ケース２０は、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）等の熱伝導性に優れた軽金属の、ダイカスト品である。第２ケース３０は、金属板のプレス成形品である。

　さらに筐体１５は、第１ケース２０および第２ケース３０を組み付けた状態で形成されるコネクタ用開口部２１を有する。このコネクタ用開口部２１は、例えば第１ケース２０のみに形成されている。筐体１５は、コネクタ用開口部２１を介してコネクタ１３の一部を外部に露出させつつ、コネクタ１３の残りの部分と回路基板１２とを内部空間１４に収容している。なお、筐体１５は、第１ケース２０と第２ケース３０とを、上下逆にした構成であってもよい。

　図１および図２に示されるように、第１ケース２０は、コネクタ用開口部２１側から見て（Ａｒ矢視線方向から見て）、第２ケース３０とは反対側の面２２（上面２２）と、コネクタ用開口部２１とは反対側の背面２３と、左右の側面２４（片側のみ示している）とを有している。上面２２は平坦な平面である。

　図３は本発明に係る電子制御装置１００の斜視図である。

　電子制御装置１００は、ブラケット１０２に車両側に取り付けるためのボデーブラケット１０１がネジ留めされて用いられる。ボデー側ブラケット１０１は、取り付ける車両側にネジ留めされて固定される。ボデー側ブラケット１０１は車両側への取付構造に応じて種々の形状を取り得る。１０２は上ケース、１０４は上ケース１０３に設けられた放熱用のフィン、１０５はコネクタ、１０８は回路基板を固定する下ケースである。

　図４は図３の電子制御装置の上ケース１０３の斜視図である。

　ブラケット１０２のネジ取付穴１０５が見える。ネジ取付穴にネジを差し込んでボデー側ブラケット１０１を留める。コネクタ開口部１０７は上ケース１０３が下ケース１０８と合体した時、コネクタが入る開口部である。

　すなわち、上ケース１０３は、コネクタ開口部１０７を有したダイカスト製の筐体であり、ブラケット（取付け部）１０２が筐体に一体に構成されている。

　ブラケット（取付け部）１０２の取付け面は、コネクタ開口部１０７の開口方向と平行になるように構成されている。このように構成することで、電子制御装置を車両側に設置する際に、コネクタの取付とブラケット１０２へのネジの取付方向が同一にできるので取付作業が容易になるという効果を奏する。更に作業方向を一面のみとすることができるので作業スペースも小さくでき、後付け等における実装自由度が向上するという効果も期待できる。

　次に上ケース１０３の製造工程を説明する。

　上ケース１０３はダイカスト製法で製造する。図５を用いて製造方法を説明する。固定金型（コア）２０１と可動金型（キャビティ）２０２を上ケースの上下方向から挟むように押圧すると同時に一対のスライド金型（中子金型）２０３、２０４をコネクタ開口部に対し垂直な方向に押圧するように型分割をして鋳造される。

　この際、ブラケット１０２の取付面はスライド金型の押圧面角度を変えることによりコネクタ開口部面に対し３６０度の方向で変更が可能である。

　また、スライド金型は一対とすることでブラケット１０２のネジ締結面の平行度・平面度出しをすることが可能であるが、計４つの金型を用いたダイカストでは製造コスト上昇、金型メンテナンスの煩雑が問題になる場合もある。

　このような問題を解決するための方法として、図６に示すように、ボデー側ブラケット１０１を留める側のみにスライド金型３０１を用いて精度を出し、ボデー側ブラケット１０１を留めない側はキャビティ金型が抜けるようなテーパー（抜きテーパー）３０２があるように金型を構成することもできる。その場合、取付け部の抜きテーパの影響を取り除くためのテーパーのついた面を対向する面と平行になるよう面出しを行うことが有効である。

　図７を用いて説明する。図７（a）はブラケット１０２の正面図であり、図７（b）は図７（a）のA-A断面を示している。図７（b）で示すようにボデーブラケット１０１が接する面（当接面）が対向するボルト（ネジ）締結面と平行になるように切削加工を行うことが有効である。

　その場合、図８に示すように、切削加工時間を短縮するため、ボルト締結域のみ後加工で裏面と平行な締結面を形成することがコスト低減に有効である。それにより、ネジの適正軸力を確保することができる。

　また、前記ブラケットは図９（a）～（d）に示すようなL字形状とすることもできる。この構造により車両側ブラケットとの相互組付け性を向上することができる場合がある。

　図１０に本発明の上ケース１０３の製造フローを示す。
まず、離型剤、潤滑剤をダイカスト金型に塗布する（ステップs100）。次に固定金型であるコア金型、可動金型であるキャビティ金型、ブラケットを作製するためのスライド金型（この図の場合はスライド金型は１つ）を注湯位置に合わせる（型締：ステップｓ101）。合わせた金型に溶けたアルミニウムを注ぐ（注湯：ステップs102）。移動金型であるキャビティ、スライド金型を移動して射出、溶湯の充填を行う（ステップs103）。溶けた金属が固まるまで金型にかけた圧力を保持したまま冷却する（ステップs105）。冷却終了後、金型を開く（ステップs105）。ダイキャストされた鋳物を金型から外す（離型・取り出しステップs106）。取り出した鋳物のバリをグラインダー等を用いてバリを取り除く（バリ取りステップs107）。
切削、タップ、面出しなどの後工程ステップ（s108)。
このような工程で本発明の上ケースを製造する。
＜比較例＞
　図１１に従来の電子制御装置を示す。コネクタ開口部は２１００、３１００、３２００。ブラケットは６００である。従来の電子制御装置の上ケースは製造の容易性を重視しキャビティ金型とコア金型の２つの金型のみで製造することが一般的であった。そのため、ブラケット６００は回路基板に平行（すなわち、コネクタ開口面に垂直）に締結面があった。

　ブラケット６００のボルト（ネジ）締結面がコネクタ開口面に垂直となっている場合、ボデーブラケットを上ケースに取り付ける際、多数のネジを用いる必要があった。

　また、ネジを締結する場合にはネジの長手方向に垂直な方向にドライバーを当てる必要があるので、異なる方向にドライバーを向けてネジを締結する必要があった。コネクタの差し込み方向とネジの締結方向が異なっていると電子制御装置の車両への組付け作業が煩雑となり、また相応の作業スペースが必要であった。

１０，１００…電子制御装置、１２…回路基板、１３…コネクタ、１４…内部空間、１５…筐体、２０，１２０…第１ケース、２１…コネクタ用開口部、２２…第２ケースとは反対側の面（上面）、２３…コネクタ用開口部とは反対側の背面、２５…上面と背面との境界、２７…痕跡、３０…第２ケース、４０…放熱フィン

Claims

　少なくとも所定位置に取り付けるためのブラケットと、コネクタ開口部と、を有する筐体を備えた電子制御装置の製造方法において、
　前記筐体は、前記コネクタ開口部と概ね垂直な方向に押圧するキャビティ金型及び該キャビティ金型の押圧を受けるコア金型、及び該押圧方向と概ね直交する方向にスライドするスライド金型と、を用いてダイカスト法で製造され、
　前記ブラケットの取付面は、該スライド金型の押圧面に水平な面を持ち、かつ該筐体と一体で製造され、
更に、前記スライド金型は１つのみ使用し、該スライド金型で押圧されない前記ブラケットの取付面は前記キャビティ金型の抜きテーパー面を持ち、かつ前記抜きテーパー面は離型後に前記スライド金型の押圧面に水平な面と平行な面となるよう切削加工することを特徴とする電子制御装置の製造方法。
　請求項１記載の電子制御装置の製造方法において、
　前記切削加工は、前記ブラケットを固定するためのネジの締結面の近傍のみを切削することを特徴とする電子制御装置の製造方法。
　請求項１記載の電子制御装置の製造方法において、
　前記ブラケットは前記スライド金型の押圧面に水平な面を持つ取付け面に対し概ね直交する第二の取付面を有することを特徴とする電子制御装置の製造方法。
　少なくとも所定位置に取り付けるためのブラケットと、コネクタ開口部と、を有する筐体を備えた電子制御装置であって、
　前記筐体は、前記コネクタ開口部と概ね平行な面に前記ブラケットの取付面を有し、かつ該筐体と一体となっており、
　更に、前記ブラケットの取付面のうちの一方はダイカスト金型の抜きテーパー面を持ち、
　前記ダイカスト金型の抜きテーパー面は、少なくともその一部が前記ブラケットの他方の取付け面に平行な面となるよう加工されていることを特徴とする電子制御装置。
　請求項４記載の電子制御装置において、
　前記ブラケットの他方の取付け面に平行な面となるよう加工されている面は、前記ブラケットを固定するためのネジの締結面の近傍のみであることを特徴とする電子制御装置。