(57)【要約】【課題】車載電子機器用の電子基板において、熱放散性・防水性・耐熱性・耐振性に優れた構造を提供する。【解決手段】難燃性樹脂製のカバー１の環状周壁部６には、電子基板７が仮固定され、コネクタ用接続ピン２が電子基板７に半田付けされる。電子基板７は熱伝導性ベ−ス８と環状周壁部６とに挟み込まれてねじ止め固定され、電子基板７上の発熱部品９の発生熱はベース８に伝熱放散される。環状周壁部６には密封シール材１１が挿入される環状溝６ａが設けられるとともに、ベース８には環状溝６ａに嵌合する環状突起１３が設けられる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の接続ピンが圧入され相手側コネクタが挿入されるコネクタハウジングと、上記コネクタハウジングとともに難燃性樹脂で一体成形され、かつ天蓋部と環状周壁部を有するカバーと、上記環状周壁部の内壁に仮固定されるとともに、上記接続ピンが接続される電子基板と、上記電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱が伝熱放散される関係に接触配置されるとともに、車体に取付けるための取付け足を有する高熱伝導性のベースとを備え、上記環状周壁部は密封シール材が挿入される環状溝と、この環状溝の外郭位置に設けられた複数のねじ穴を有し、上記ベースは上記環状溝に嵌合する環状突起と、この環状突起の外郭位置に設けられた複数の抜き穴を備えるとともに、固定ねじが上記抜き穴を貫通して上記ねじ穴に挿入されることにより、上記電子基板が上記環状周壁部と上記ベース間に挟持されることを特徴とする車載電子機器の筐体構造。
【請求項２】
上記電子基板は、上記環状周壁部の内壁に設けた圧入突起部を上記電子基板に設けた取付穴に圧入することで仮固定されるものであることを特徴とする請求項１記載の車載電子機器の筐体構造。
【請求項３】
上記コネクタハウジングと一体化された上記カバーは、ポリブチレンテレフタレート樹脂を基材として、重量比で１５〜４０％のガラスフィラーを充填した難燃性樹脂で製作するとともに、上記ベースはアルミダイキャストで製作し、更に上記密封シール材として、室温硬化型の液状シリコンゴムによる接着シール材が使用されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車載電子機器の筐体構造。
【請求項４】
上記天蓋部の中心位置には一端が封鎖された中央ねじ穴を有する支柱が設けられるとともに、上記ベースの略中心位置には電子基板が載置される台座と、この台座を貫通する中央抜き穴が設けられ、上記カバーと電子基板とベースとは、上記中央抜き穴を貫通して上記中央ねじ穴に挿入される中央固定ねじによって一体化補強されるとともに、上記中央固定ねじの頭部は防水シール材が塗布されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車載電子機器の筐体構造。
【請求項５】
上記電子基板に取付けられた発熱部品に対して電気的に接続されるとともに、上記電子基板の下面に設けられた銅箔域と、この銅箔域を覆う伝熱性の軟質絶縁層と、上記ベースに設けられた伝熱突起とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車載電子機器の筐体構造。
【請求項６】
上記軟質絶縁層は伝熱性フィラーを充填した室温硬化型液状シリコンゴムで構成したことを特徴とする請求項５記載の車載電子機器の筐体構造。
【請求項７】
上記軟質絶縁層は伝熱性弾性絶縁シートで構成したことを特徴とする請求項５記載の車載電子機器の筐体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一対のカバーとベース間に電子基板を密閉収納する車載電子機器の筐体構造に関するものであり、特に耐熱性・耐水性・耐振性・量産性に優れた筐体構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、コネクタが一体成形され、電子基板が固定される樹脂製の上部ケース（カバー）と、下部ケース（ベース）を接着シール材で接着固定するようにした２ピース構成の筐体構造がある（例えば、特許文献１参照）。
また、電子基板をケースとカバーによって構成された筐体内に収納するとともに、電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱をカバーに伝熱放散させるようにした２ピース構成の筐体構造がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
更に、車載用電気・電子部品として、ポリブチレンテレフタレート樹脂にガラス繊維強化材を配合した難燃性樹脂を使用するものがある（例えば、特許文献３参照）。
また、発熱部品の熱放散構造に関連して、両面基板の一方の面に固定された発熱部品の発生熱をスルーホールメッキ穴を介して他方の面に伝熱させるとともに、当該基板を熱伝導性を有した弾性絶縁シートを介して熱伝導性筐体の一部に固定するものがある（例えば、特許文献４参照）。
更に、電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱をアルミベース等の冷却部材に伝熱放散させる構造もある（例えば、特許文献５参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３４６４１８号公報
【特許文献２】
特開平８−１４８８４２号公報
【特許文献３】
特開２０００−１７８４１７号公報
【特許文献４】
特開平８−２０４０７２号公報
【特許文献５】
特表２００１−５０５０００号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電子基板の小型化、高密度化に伴って、発熱部品に対する熱放散性の向上が重要となる一方で、自動車用車載電子機器にあっては、耐熱性・防水性・耐振性・量産性等の様々の要件を満たす製品が要求されている。
しかし、上記特許文献１では、電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱を放散させる構造にはなっていない。
また、カバーとベースを単に接着しただけでは十分な耐振性が得られず、更には製品の耐熱性、並びに接着シール性に問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２のものでは発熱部品とカバーとの間の接触圧が十分確保できず、多数の発熱部品に対する熱放散が行い難い問題があるとともに、防水対策上においても問題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、発熱部品の熱放散性及び耐振性を向上させ、量産することができ、更には小型化並びに高密度化された電子基板を収納することができるとともに、自動車のエンジンルームにも設置可能な耐熱性・防水性にも優れた筐体構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る車載電子機器の筐体構造は、多数の接続ピンが圧入され相手側コネクタが挿入されるコネクタハウジングと、コネクタハウジングとともに難燃性樹脂で一体成形され、かつ天蓋部と環状周壁部を有するカバーと、環状周壁部の内壁に仮固定されるとともに、接続ピンが接続される電子基板と、電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱が伝熱放散される関係に接触配置されるとともに、車体に取付けるための取付け足を有する高熱伝導性のベースとを備え、環状周壁部は密封シール材が挿入される環状溝と、この環状溝の外郭位置に設けられた複数のねじ穴を有し、ベースは環状溝に嵌合する環状突起と、この環状突起の外郭位置に設けられた複数の抜き穴を備えるとともに、固定ねじが抜き穴を貫通してねじ穴に挿入されることにより、電子基板が環状周壁部とベース間に挟持されるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による車載電子機器の筐体構造を示す平面図、図２は図１の状態から天蓋部を除いた場合を示す平面図、図３は図１のＡ方向から見た側面図、図４は図１のＢ−Ｂ線断面図、図５は図３のＣ−Ｃ線断面図、図６は図３のＤ−Ｄ線断面図、図７はコネクタ部を示す拡大断面図、図８は図４のＥ−Ｅ線断面図である。
【００１０】
図において、カバー１は多数の接続ピン２が圧入され、相手側コネクタ３が挿入されるコネクタハウジング４とともに難燃性樹脂で一体成形され、更に、カバー１は天蓋部５と環状周壁部６を有している。そして、電子基板７は環状周壁部６の内壁に仮固定された後、多数の接続ピン２が接続される。又、高熱伝導性のベース８は電子基板７に設けられた発熱部品９の発生熱が伝熱放散される関係に接触配置されるとともに、車体に対する取付け足１０を有する。
【００１１】
密封シール材１１は環状周壁部６とベース８との間に挿入され、電子基板７を取り巻いている。密封シール材１１の外郭位置にあって、環状周壁部６とベース８間を固定するために一体化手段が備えられ、この一体化手段によって、電子基板７が環状周壁部６とベース８間に挟持されるよう構成されている。
【００１２】
このようにして、第一の重量体であるベース８を車体に直接取付けるとともに、第二の重量体である電子基板７をベース８に直接取付けることで、発熱部品９の伝熱放散を行わせるとともに、取付けの耐振性を向上させ、しかも成型材料であるコネクタハウジング４の熱変形ストレスが、電子基板７に加わらないようにする手段を提供したものである。
また、ベース８とコネクタハウジング４間は密封シール材１１で防水されるとともに、耐振性を向上するための一体化手段で一体化されている。
【００１３】
上記のように、電子基板７を挟み込んで、高熱伝導性のベース８とカバー１とが一体化取付けされるようになっているので、電子基板７に設けられた発熱部品９を確実にベース８に対して伝熱性を確保して取付けることができるとともに、重量体であるベース８を車体に取付けることにより、耐振性を向上させることができる。
また、難燃性樹脂で形成されたカバー１とベース８間の密封シール材１１は、一体化手段によって密着化されているので、耐熱性・耐振性に優れ、確実に防水密閉することができる効果がある。
【００１４】
コネクタハウジング４を有するカバー１は、ポリブチレンテレフタレート樹脂を基材として、重量比で１５〜４０％のガラスフィラーを充填した難燃性樹脂で製作するとともに、ベース８はアルミダイキャストで製作し、更には、密封シール材１１は室温硬化型の液状シリコンゴムによる接着シール材が使用されている。
【００１５】
従って、コネクタ部の成型寸法が安定するとともに、接続ピン２をコネクタハウジング４に圧入しても柔軟に対処することができる。
また、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）は密封シール材１１を構成する液状シリコンゴムによる接着性を阻害する窒素・硫黄を含まないので、ベース８に対する接着性にも問題がない。
【００１６】
また、環状周壁部６は密封シール材１１が挿入される環状溝６ａと、環状溝６ａの外郭位置に設けられた複数のねじ穴１２を有し、ベース８は環状溝６ａに嵌合する環状突起１３と、環状突起１３の外郭位置に設けられた複数の抜き穴１４を備え、一体化手段は抜き穴１４を通してねじ穴１２に螺入する固定ねじ１５で構成されている。
ベース８の裏面から固定ねじ１５によって、コネクタハウジング４を固定するのに適した配置となっており、密封シール材１１のシール面積を確保することができ、密封シール材１１は環状溝６ａに挿入されるので、組み付け性が良く、しかも薄い肉厚の環状周壁部６であっても、シール接触面積を拡大して密封性能が向上する効果がある。
また、固定ねじ１５が環状溝６ａの外部にあるので、固定ねじ１５部の防水処理が不要となる効果がある。
【００１７】
電子基板７は、環状周壁部６の内壁に設けた圧入突起部１６を、電子基板７に設けた取付穴１７に圧入することで仮固定されるよう構成されている。
従って、取付穴１７を圧入突起部１６に挿入するだけで簡単に電子基板７をカバー１に仮止め固定することができ、接続ピン２の半田接続において位置ずれ等が生じることがないようにすることができる効果がある。
【００１８】
また、電子基板７の下面に位置する銅箔域１８が、電子基板７の上面に設けられた発熱部品９に対して電気的に接続され、伝熱性の軟質絶縁層１９が銅箔域１８を覆い、更に、ベース８には伝熱突起２０が設けられており、上記一体化手段によって、軟質絶縁層１９が伝熱突起２０に圧接されるよう構成されている。
従って、電子基板７に取付けられた発熱部品９の発生熱を、高熱伝導性のベース８に対して効率的に伝熱することができる効果がある。
【００１９】
更に、軟質絶縁層１９として、伝熱性フィラーを充填した室温硬化型液状シリコンゴム、又は伝熱性弾性絶縁シートを使用することにより、電子基板７に取付けられた複数の発熱部品９に対する複数の銅箔域１８のそれぞれの発生熱を、高熱伝導性のベース８に確実に伝熱することができる効果がある。
【００２０】
カバー１の天蓋部５の略中心位置には、一端が封鎖された中央ねじ穴２１を有する支柱２２が設けられるとともに、ベース８の略中心位置には、電子基板７が載置される台座２３と、この台座２３を貫通する中央抜き穴２４が設けられている。
そして、カバー１と電子基板７とベース８とは、上記中央抜き穴２４を通して中央ねじ穴２１に螺入する中央固定ねじ２５によって一体化補強されるとともに、中央固定ねじ２５の頭部は防水シール材２６が塗布されるようになっている。
【００２１】
従って、比較的面積の大きい電子基板７の取付けに際し、カバー１とベース８間の一体化補強がなされて耐振性が向上するとともに、中央の台座２３部分は、電子基板７の中央部に位置しており、発熱部品７に対する伝熱突起として利用することもできる。
【００２２】
次に上記構成について更に詳しく説明する。
例えばアルミダイキャストで製作された高熱伝導性ベース８は、環状突起１３を備えるとともに、四方に取付け足１０ａ〜１０ｄを備え、この取付け足１０ａ〜１０ｄには、取付け穴２７ａ〜２７ｄが設けられている。
なお、ベース８の取付け穴２７ａ〜２７ｄには、図示しない取付けねじが挿入されて、図示しない車体に取付け固定されるようになっている。
【００２３】
例えばＰＢＴ（ポリブチレン・テレフタレート）を基材として、重量比で１５〜４０％のガラスフィラーを充填した難燃性樹脂で成形されたカバー１は、一対のコネクタハウジング４ａ，４ｂと、このコネクタハウジング４ａ，４ｂ内に圧入された多数の折曲形（ライトアングルタイプ）の接続ピン２ａ，２ｂを備えている。
【００２４】
環状周壁部６はカバー１と一体に形成され、この環状周壁部６には、環状突起１３が嵌合する環状溝６ａが設けられている。また、カバー１には、天蓋部５が設けられるとともに、カバー１の４隅には、固定ねじ１５が螺入するねじ穴１２ａ〜１２ｄが設けられている。また、環状周壁部６には仕切り壁２８が設けられている。
更に、中央ねじ穴２１が天蓋部５の略中央位置に設けられた支柱２２の先端部に設けられ、この中央ねじ穴２１には、中央取付けねじ２５が螺入する。
【００２５】
多数の電子部品９が装着された、例えばガラスエポキシ材による電子基板７には、発熱部品９が取付けられており、また、電子基板７には多数の接続ピン２ａ，２ｂが半田により接続されている。
図５において、環状周壁部６に設けられた圧入突起部１６は、電子基板７に設けられた取付穴１７に圧入される。天蓋部５の略中央には支柱２２が設けられるとともに、中央ねじ穴２１が支柱２２の先端部に設けられている。
【００２６】
また、ベース８の略中央位置には台座２３が設けられているとともに、この台座２３には中央抜き穴２４が設けられ、更に、電子基板７の略中央には取付穴２９が設けられている。
中央固定ねじ２５は、中央抜き穴２４から取付穴２９を貫通して、中央ねじ穴２１に螺入しており、防水シール材２６が中央固定ねじ２５の頭部分に塗布されている。
【００２７】
図６において、抜き穴１４がベース８の４隅に設けられるとともに、ねじ穴１２が環状周壁部６の４隅に一体成形された埋め金３０に設けられている。そして、固定ねじ１５が抜き穴１４を通して、ねじ穴１２に螺入されている。
密封シール材１１は環状溝６ａに挿入され、環状突起１３によって押圧されており、密封シール材１１としては、例えば室温硬化性の液状シリコンゴム材が使用される。
【００２８】
次に図７において、相手側コネクタ３が、コネクタハウジング４ａ，４ｂに挿入されており、コネクタ３内部には図示しない多数のメスピンが挿入されていて、接続ピン２ａ，２ｂと接触嵌合するように構成されている。
そして、環状溝３１が相手側コネクタ３に設けられており、この環状溝３１はコネクタハウジング４ａ，４ｂを挟み込むように構成され、その内部外周面には例えばゴム材による弾性パッキン３２が装着されている。
【００２９】
次に図８において、銅箔域１８が電子基板７に取付けられた発熱部品９と電気的に接続され、電子基板７の反対面に設けられており、この銅箔域１８の裏側には、伝熱性の軟質絶縁層１９が設けられ、伝熱突起２０がベース８に設けられている。
軟質絶縁層１９は、カバー１とベース８を固定ねじ１５で固定することによって押圧されて、伝熱突起２０に接触して伝熱放散するように構成されている。
なお、発熱部品９の発生熱は、接続用リード線３３や両面基板間に設けられたスルーホールメッキ等を通じて銅箔域１８に伝熱されるようになっている。
【００３０】
以上のとおり構成されたものにおいて、電子基板７には多数の発熱部品９を含む多くの電子部品が実装され、続いて多数の接続ピン２ａ，２ｂが圧入されたカバー１の圧入突起部１６に対して、電子基板７の取付穴１７を圧入仮固定した上で、噴流半田付け装置等を用いて接続ピン２ａ，２ｂを電子基板７に半田付けする。
続いて、カバー１の天蓋部５を下側にして、環状溝６ａの中に例えば室温硬化型の液状シリコンゴムである接着シール材１１を注入した上で、ベース８が載せられて、固定ねじ１５や中央固定ねじ２５を用いて、電子基板７・ベース８・カバー１が共締めされることにより、一体化固定される。
その後、防水シール材２６によって、中央固定ねじ２５の頭部に対する防水処理が施される。
【００３１】
上述の組立工程において、電子基板７は固定ねじ１５を使用することにより、ベース８に対して環状周壁部６により圧接固定されるので、カバー１の熱変形ストレスが作用しても、電子基板７に対しては、ひずみが発生しないようになっている。
また、カバー１に作用する振動荷重も、電子基板７には作用しないようになっている。
完成品を車体に装着する時には、機械的強度が強くて重量も重いベース８の取付け足１０ａ〜１０ｄを介して取付け固定され、続いて相手側コネクタ３０をコネクタハウジング４ａ，４ｂに挿入することによって配線作業が行われる。
【００３２】
以上で説明した構成では、密封シール材１１として、液状シリコンゴムによる接着シール材を使用した例を示したが、これに代わって環状ゴム紐材等による弾性パッキンを用いることも可能であり、この場合には余分の部品等を必要とするが、保守点検時の分解作業が容易となる特長がある。
なお、電子基板７とカバー１との仮固定は、圧入を用いる代りにねじを用いるようにしても良い。
【００３３】
更に、伝熱性の軟質絶縁層１９として、アルミナ又はシリカ等の伝熱性フィラーを充填した室温硬化型液状シリコンゴム、又は伝熱性弾性絶縁シートなどを使用することができる。
また、以上で示した例では、固定ねじ１５をベース８側からカバー１側に挿入させたものについて記載したが、ベース８側にねじ穴を設けて、カバー１側からベース８側に固定ねじを挿入する形式にすることも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る車載電子機器の筐体構造によれば、多数の接続ピンが圧入され相手側コネクタが挿入されるコネクタハウジングと、コネクタハウジングとともに難燃性樹脂で一体成形され、かつ天蓋部と環状周壁部を有するカバーと、環状周壁部の内壁に仮固定されるとともに、接続ピンが接続される電子基板と、電子基板に取付けられた発熱部品の発生熱が伝熱放散される関係に接触配置されるとともに、車体に取付けるための取付け足を有する高熱伝導性のベースとを備え、環状周壁部は密封シール材が挿入される環状溝と、この環状溝の外郭位置に設けられた複数のねじ穴を有し、ベースは環状溝に嵌合する環状突起と、この環状突起の外郭位置に設けられた複数の抜き穴を備えるとともに、固定ねじが抜き穴を貫通してねじ穴に挿入されることにより、電子基板が環状周壁部とベース間に挟持されるので、電子基板に設けられた発熱部品を確実にベースに対して伝熱性を確保して取付けることができるとともに、重量体であるベースを車体に取付けることにより、耐振性を向上させることができる。
また、難燃性樹脂で形成されたカバーとベース間の密封シール材は、一体化手段によって密着化されているので、耐熱性・耐振性に優れ、確実に防水密閉することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による車載電子機器の筐体構造を示す平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による車載電子機器の筐体構造を示す平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による車載電子機器の筐体構造を示す側面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図３のＤ−Ｄ線断面図である。
【図７】コネクタ部を示す拡大断面図である。
【図８】図４のＥ−Ｅ線断面図である。
【符号の説明】
１  カバー、２  接続ピン、３  相手側コネクタ、４  コネクタハウジング、５  天蓋部、６  環状周壁部、６ａ  環状溝、７  電子基板、８  ベース、９  発熱部品、１０  取付け足、１１  密封シール材、１２  ねじ穴、１３  環状突起、１４  抜き穴、１５  固定ねじ、１６  圧入突起部、１７  取付穴、１８銅箔域、１９  軟質絶縁層、２０  伝熱突起、２１  中央ねじ穴、２２  支柱、２３  台座、２４  中央抜き穴、２５  中央固定ねじ、２６  防水シール材。
【図１】
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【図２】
2004166413.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004166413.tif 000008
【図７】
2004166413.tif 000009
【図８】
2004166413.tif 000010