(57)【要約】【解決手段】本発明の構造ユニットは、開口（２８）を取り囲む接続面（２６）を有するフレーム（１４）と、開口（２８）を覆うよう接続面（２６）に取り付けられるカバー（１６）とを具備する。フレーム（１４）及びカバー（１６）は互いに熱膨張率の異なる材料で形成されており、接続面（２６）はカバー（１６）に向かって開口する溝（３７）を有する。少なくとも１個のダクト（３８）が溝（３７）に連通するので、充填用コンパウンド（４０）はダクト（３８）内に注入されると溝（３７）内に受容される。このため、充填用コンパウンド（４０）はカバー（１６）をフレーム（１４）に取り付け、フレーム（１４）及びカバー（１６）間を封止する。
2006524910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口（２８）を取り囲む接続面（２６）を有するフレーム（１４）と、前記開口（２８）を覆うよう前記接続面（２６）に取り付けられるカバー（１６）とを具備し、前記フレーム（１４）及び前記カバー（１６）は互いに熱膨張率の異なる材料で形成されている構造ユニットにおいて、
前記接続面（２６）は前記カバー（１６）に向かって開口する溝（３７，８２）を有し、
少なくとも１個のダクト（３８）が前記溝（３７，８２）に連通し、前記ダクト（３８）内に注入された充填用コンパウンド（４０）が前記溝（３７，８２）内に受容され、
前記充填用コンパウンド（４０）は前記カバー（１６，３０）を前記フレーム（１４，８０）に取り付けて前記カバー及び前記フレーム間を封止することを特徴とする構造ユニット。
【請求項２】
前記充填用コンパウンド（４０）は２成分接着剤であることを特徴とする請求項１記載の構造ユニット。
【請求項３】
前記充填用コンパウンド（４０）は反応性架橋接着剤であることを特徴とする請求項１記載の構造ユニット。
【請求項４】
前記充填用コンパウンド（４０）はポリウレタンを主成分とする材料であることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の構造ユニット。
【請求項５】
前記充填用コンパウンド（４０）はポリアミドを主成分とする接着剤であることを特徴とする請求項１記載の構造ユニット。
【請求項６】
前記充填用コンパウンド（４０）はホットメルト型接着剤であることを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項記載の構造ユニット。
【請求項７】
前記フレーム（１４，８０）はプラスチック材料製であり、
前記カバー（１６，３０）は金属製であることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項記載の構造ユニット。
【請求項８】
前記構造ユニット（１０）はハウジング（２０）であることを特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか１項記載の構造ユニット。
【請求項９】
前記ハウジング（２０）は前記カバー（１６，３０）と熱結合された少なくとも１個の電子部品を有することを特徴とする請求項８記載の構造ユニット。
【請求項１０】
前記フレーム（１４）をコンタクト（５０）が貫通し、
前記フレーム（１４）内に、前記溝（３７）及び前記コンタクト（５０）と連通する少なくとも１個のキャビティ（６０）が設けられて、前記充填用コンパウンド（４０）が前記溝（３７）内に受容されて前記コンタクト（５０）を取り囲むことを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか１項記載の構造ユニット。
【請求項１１】
開口（２８）を取り囲むと共に溝（３７，８２）を有する接続面（２６）を有するフレーム（１４，８０）を設ける工程と、
前記フレーム（１４，８０）とは異なる熱膨張率を有し、前記接続面（２６）に取り付けて前記開口（２８）を覆うカバー（１６，３０）を設ける工程と、
前記カバー（１６，３０）が前記接続面（２６）上に配置されるように前記フレーム（１４，８０）に隣接して前記カバー（１６，３０）を配置する工程と、
少なくとも１個の注入ダクト（３８）を通って前記溝（３７，８２）内に充填用コンパウンド（４０）を注入し、前記カバー（１６，３０）を前記フレーム（１４，８０）に接続して前記カバー及び前記フレーム間の隙間を封止する工程と
を具備することを特徴とする構造ユニットの製造方法。
【請求項１２】
前記充填用コンパウンド（４０）は２成分接着剤であることを特徴とする請求項１１記載の構造ユニットの製造方法。
【請求項１３】
前記充填用コンパウンド（４０）は反応性架橋接着剤であることを特徴とする請求項１１記載の構造ユニットの製造方法。
【請求項１４】
前記充填用コンパウンド（４０）はポリアミドを主成分とする接着剤であることを特徴とする請求項１１記載の構造ユニットの製造方法。
【請求項１５】
前記充填用コンパウンド（４０）はポリウレタンを主成分とする材料であることを特徴とする請求項１１記載の構造ユニットの製造方法。
【請求項１６】
前記充填用コンパウンド（４０）はホットメルト型接着剤であることを特徴とする請求項１１ないし１５のうちいずれか１項記載の構造ユニットの製造方法。
【請求項１７】
前記フレーム（１４）にキャビティ（６０）が設けられ、
少なくとも１個のコンタクト部材（５０）が、前記フレーム（１４）を貫通すると共に前記キャビティ（６０）に受容されるように前記フレーム（１４）内に導入され、
前記コンタクト部材（５０）は前記充填用コンパウンド（４０）が前記キャビティ（６０）内に注入される際に射出成形により封入され、前記コンタクト部材（５０）及び前記フレーム（１４）間が封止されることを特徴とする請求項１１ないし１６のうちいずれか１項記載の構造ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに熱膨張率が異なるフレーム及びカバーを有し、これらフレーム及びカバーが接着剤を用いて接続されると同時に封止されるハウジング等の構造ユニットに関する。本発明はさらに、その構造ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの技術分野、特に自動車産業において、ハウジングの内部に収容される部品を保護するようハウジングが気密封止される。自動車産業において、ハウジングが大きな温度変動等の悪条件にさらされる場合であっても、ハウジングは、水分及び油分に対して封止を保つ必要がある。ハウジング内に収容された部品が電子回路等の発熱部品である場合、ハウジング内部から放熱する必要もある。ハウジング内部からの熱を除去するために、ハウジングの一面は一般に金属板として構成される。金属板は発熱部品に熱結合され、ヒートシンクとして作用する。ハウジングの残余部分は一般にプラスチック材料製である。というのは、ハウジング全体を金属から形成することは高価で複雑であるからである。しかし、プラスチック及び金属は異なる熱膨張率を有するので、ハウジングが大きな温度変動にさらされると、プラスチック及び金属間の封止が劣化する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
金属板及びハウジングのプラスチック部分間の封止劣化を考慮して、ハウジングのプラスチック部分及び金属板間にシリコーン等の弾性材料片を設けることが公知である。弾性材料はハウジングのプラスチック部分及び金属板間に配置され、次に、金属板をプラスチック材料に押圧するねじ又は他の固定手段により、金属板がハウジングのプラスチック部分に固定される。溝及び舌片接続等の積極的ロック手段もまた、ハウジングのプラスチック部分及び金属板間の封止の品質を改良するために使用される。しかし、この種の固定及び封止は複雑であり、付加的な製造工程を要し、コスト高である。
【０００４】
従って、本発明は、コスト効率良く製造され上述した特性を有する構造ユニット、特にハウジングを開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本目的及び他の目的は、開口を取り囲む接続面を有するフレームと、開口を覆うよう接続面に取り付けられるカバーとを有する構造ユニットにより達成される。フレーム及びカバーは互いに熱膨張率の異なる材料で形成されており、接続面はカバーに向かって開口する溝を有する。少なくとも１個のダクトが溝に連通するので、充填用コンパウンドはダクト内に注入されると溝内に受容される。このため、充填用コンパウンドはカバーをフレームに取り付け、フレーム及びカバー間を封止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【０００７】
図１（Ａ）及び（Ｂ）は構造ユニット１０の第１実施形態を示す。構造ユニット１０はフレーム１４及びカバー１６を具備する。本明細書で使用する「フレーム」の用語は、開口を画定する面とハウジング部材に接続され得る部分とを有し、閉じたハウジングが形成される構造体として理解するものとする。或いは、部分自体がハウジング部材を構成することもできる。本明細書で使用する「カバー」の用語は、面によって画定される開口を覆うことができる構造体として理解するものとする。
【０００８】
図１に示されるように、ここに図示された構造ユニット１０は、伝送制御装置等の電子部品を収容することができるハウジング２０として形成される。ハウジング２０のフレーム１４は、ほぼ直方体のハウジング部材２２として形成される。ハウジング部材２２はプラスチック材料で射出成形により形成され、基部１８と、図２に示されるように側壁２４とを有する。側壁２４及び基部１８は、ハウジング部材２２の接続面２６からハウジング部材２２の内部へ延びる開口２８を形成する。ハウジング部材２２はまた、例えばフレーム１４の一部品として構成することも可能である。さらに、ハウジング部材２２は任意の所望の形状であってもよく、開口２８は任意の所望の寸法であってもよい。発熱部品（図示せず）は、ハウジング部材２２の開口２８内に収容することができる。
【０００９】
図１及び図２に示されるように、カバー１６は蓋３０として形成される。蓋３０は平坦な底面３２を有する。底面３２は、接続面２６とほぼ平行に延びるよう形成され、蓋３０が接続面２６でハウジング部材２２に取り付けられると開口２８を覆う寸法を有してもよい。蓋３０は金属材料から形成される。ハウジング部材２２内に収容される発熱部品（図示せず）を蓋３０に熱結合することができる。このため、蓋３０はヒートシンクとして作用することにより、ハウジング２０の内部からハウジング２０の外部に熱を伝える。
【００１０】
図１に示されるように、凹部３６は接続面２６内に形成される。凹部３６は、フレーム１４の開口２８を取り囲む溝３７を形成する。溝３７は、例えば熱膨張により蓋３０及びハウジング部材２２間に生ずる剪断力を後述する充填用コンパウンド４０が吸収することができるよう十分な弾性を有する深さを有する。少なくとも１個のダクト３８は、ハウジング部材２２の外面から溝３７に向かって内方に延びて溝３７と連通する。さらに又は或いは、ダクト３８は、ハウジング部材２２の内面から溝３７に向かって外方に延びて溝３７と連通してもよい。
【００１１】
図２に示されるように、充填用コンパウンド４０は、蓋３０及びハウジング部材２２間に形成される溝３７内に供給される。ここに例示された充填用コンパウンド４０はホットメルト型接着剤であるが、室温で塗布でき同様の特性を有する他の材料も使用可能である。充填用コンパウンド４０は、弾性を有し最適の封止特性を有するので、ハウジング２０を封止することができ且つハウジング２２及び蓋３０の熱膨張の際に生ずる剪断力からの応力を吸収することができる。充填用コンパウンド４０は用途に依存するが、耐油性を有し、摂氏零下４０°の温度に耐えられるべきである。充填用コンパウンド４０の接着特性は、充填用コンパウンド４０の封止品質及び弾性に従属する。充填用コンパウンド４０は１成分材料でも２成分材料であってもよい。２成分材料の場合、使用温度を充填用コンパウンド４０の処理温度より高くすることができる。さらに、反応性架橋結合の２成分充填用コンパウンド４０、ポリアミドを主成分とする充填用コンパウンド４０又はポリウレタンを主成分とする充填用コンパウンド４０を使用してもよい。ポリアミドを主成分とする充填用コンパウンドは、耐油性、低い氷点下温度での柔軟性、工程能力び弾性という所望の特性に関して特に有利である。
【００１２】
蓋３０は、射出成形法を使用してハウジング部材２２に取り付けられる。ハウジング部材２２及び蓋３０は射出成形機（図示せず）内で統合される。取扱いを容易にするために、ハウジング部材２２及び蓋３０を射出成形機（図示せず）内に挿入する前につなげておき、単一ユニットとして形成してもよい。次に、充填用コンパウンド４０を加熱し、ダクト３８を介して溝３７内に注入する。充填用コンパウンド４０は、溝３７全体が充填されるまで注入され、蓋３０の底面３２と接触するようになる。充填用コンパウンド４０を一旦冷却すると、充填用コンパウンド４０はハウジング部材２２を蓋３０にしっかりと取り付け、水分、油分又は他の物質が蓋３０及びハウジング部材２２間のハウジング２０の内側に到達しないように、開口２８を気密封止する。
【００１３】
図３は、ハウジング２０'として形成された第２実施形態の構造ユニット１０を示す。ハウジング２０'は図１のハウジング２０と若干の点のみが異なるので、ハウジング２０の部品と同等のハウジング２０'の部品には同じ参照符号を付しており、それら部品の説明は省略する。
【００１４】
ハウジング２０'は、コンタクト５０等の貫通リードが必要な場合に使用することができる。例えば、コンタクト５０は、ハウジング２０'の内部に配置された電気制御ユニット（図示せず）に電力及び信号を供給しなければならない場合に必要とされる。図３（Ａ）に示されるように、コンタクト５０は、ハウジング２０'の外部からハウジング２０'の内部５２までハウジング部材２２の側壁２４を貫通する。コンタクト５０が側壁２４を貫通する態様は種々ある。例えばコンタクトは、側壁２４を突き抜けてもよいし、ハウジング部材２２の製造中に射出成形により封入してもよい。
【００１５】
コンタクト５０の周囲を封止するために、ハウジング部材２２内に、ハウジング部材２２の基部１８に向かって溝３７から延びるキャビティ６０が形成される。キャビティ６０は、コンタクト５０が側壁２４を貫通する点を超えて延びるように形成される。キャビティ６０は、コンタクト５０を取り囲むと共に、ハウジング２０'内の全コンタクト５０がキャビティ６０の領域に位置するように、水平方向に十分な距離で延びる。或いはキャビティ６０は、基部１８を貫通してハウジング２０'の外部まで延びてもよい。この解決法は、例えばハウジング部材２２の製造中にコンタクト５０が射出成形によって封入される際に必要である。
【００１６】
充填用コンパウンド４０が溝３７内に注入されると、キャビティ６０もまた充填用コンパウンド４０を受容する。キャビティ６０が基部１８を貫通してハウジング２０'の外部まで延びると、ハウジング２０'の外部に開放するキャビティ６０の部分は、充填用コンパウンド４０の注入中に覆われる必要がある。充填用コンパウンド４０はキャビティ６０内に配置されたコンタクト５０の部分を覆い、コンタクト５０及び側壁２４間のいかなる隙間をも封止する。この結果、側壁２４における任意の隙間は、蓋３０がハウジング部材２２に取り付けられた状態で同時に封止される。
【００１７】
図４は、ハウジング２０"として形成された構造ユニット１０の第３実施形態を示す。ハウジング２０"は図１のハウジング２０と若干の点のみが異なるので、ハウジング２０の部品と同等のハウジング２０"の部品には同じ参照符号を付しており、それら部品の説明は省略する。
【００１８】
図４（Ｂ）に示されるように、開口２８は上部分８０により部分的に覆われる。上部分８０は側壁２４と同じ材料で構成され、側壁２４と一体に形成することができる。上部分８０は開口２８を有する。切欠き８２は開口２８を取り囲む上部分８０の一縁に形成され、段部８４を形成する。ダクト３８は、段部８４の内面から接続面２６まで延びる。
【００１９】
蓋３０は、開口２８を覆うように形成されたカバー部分７０を有する。蓋３０は、例えば金属、好適にはアルミニウムである導電性材料で形成される。蓋３０は、接続面２６上に受容されると、上部分８０の外面と面一になるように形成される。上部分８０の外面と面一である構造にするために、蓋３０のカバー部分７０はフランジ７４を形成する切欠き７２を有する。上部分８０の切欠き８２及びカバー部分７０の切欠き７２の寸法は、切欠き８２，７２の深さの合計が上部分８０すなわち蓋３０の厚さよりも大きくなり、上部分８０及び蓋３０が図４（Ｂ）に示されるように嵌合時に上部分８０及び蓋３０間に隙間が生ずることなく平坦面を形成するように設定される。
【００２０】
上部分８０は、蓋３０が第１実施形態においてハウジング部材２２に取り付けられるのと同様な方法で蓋３０に取り付けられる。特に、上部分８０はダクト３８に充填用コンパウンド４０を注入することにより、蓋３０に取り付けられる。この結果、充填用コンパウンド４０は上部分８０の切欠き８２内に受容され、接続面２６及び蓋３０のフランジ７４間に形成された隙間を充填する。
【００２１】
固定用と封止用で部材が異なっていた前の解決策とは異なり、これら２機能は充填用コンパウンドのみの使用により達成することができる。従って、異なる熱膨張率を有する２個の部品を互いに接続し、同時に２部品間の空間を封止する非常に簡単な方法が提供されることが明らかである。充填用コンパウンド４０の特性は、充填用コンパウンド４０の適当な体積が与えられると最適化されるので、２部品間の接続は大きな温度変動等の悪条件に耐え、液体から封止される。充填用コンパウンド４０が溝３７内に配置されるので、外部に開放する表面積は極めて小さく、環境の悪影響に対して極めて大きく抵抗する。従って、自動車産業及び電子産業で本発明の構造ユニット１０の使用は、かなりの利点を有する結果となる。
【００２２】
また、異なる熱膨張率を有する２部品を接続する本発明の方法は、特に簡単且つ経済的に実行することができる。充填用コンパウンド４０、好適にはホットメルト型接着剤の導入は従来の射出成形工程で達成することができ、この場合のフレーム１４及びカバー１６は射出成形機内で成形品を形成する。さらに、ねじ等の余分な固定部材を使用する必要は最早ない。
【００２３】
上述した実施形態は本発明を実施する可能性を例示する。本発明の範囲及び真髄の範囲内で他の多くの実施形態が可能である。従って、上述の説明は限定というよりも例示とみなし、本発明の範囲は等価物の全範囲と共に添付の特許請求の範囲により与えられることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に従った構造ユニットの第１実施形態を示し、（Ａ）は前面から見た概略断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の構造ユニットの一側面からの概略断面図である。
【図２】図１（Ａ）の構造ユニットの概略斜視図である。
【図３】構造ユニットの第２実施形態を示し、（Ａ）は前面から見た概略断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の構造ユニットの一側面からの概略断面図である。
【図４】構造ユニットの第３実施形態を示し、（Ａ）は概略斜視図であり、（Ｂ）は構造ユニットの組立体を示す（Ａ）の構造ユニットの概略断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０        構造ユニット
１４，８０  フレーム
１６，３０  カバー（蓋）
２０        ハウジング
２６        接続面
２８        開口
３７，８２  溝
３８        ダクト
４０        充填用コンパウンド
５０        コンタクト
６０        キャビティ
【図１】
2006524910.tif 000003
【図２】
2006524910.tif 000004
【図３】
2006524910.tif 000005
【図４】
2006524910.tif 000006
【国際調査報告】
2006524910.tif 000007
2006524910.tif 000008
2006524910.tif 000009