JP5901725B1 - 防水型制御ユニットとその組立方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、凸凹シール面方式の欠点は、シールパスを確保するために凸凹シール面のシール幅の割合に嵌合深さを大きくすると、例えば安価な板金材を冷間プレス加工したカバーやベースでは、狭くて深い緻密な凸凹面を作ることが困難となることである。
従って、複雑な形状で接触端子が圧入されるコネクタハウジングは、樹脂材を用いた加
熱成型加工が行われるので、緻密な凸凹シール面を構成することが可能ではあるが、このように緻密な凸凹シール面を有するコネクタハウジングは、安価な板金製のカバーやベースとは組み合わせて使用することができず、ベースやカバーについても、例えばアルミダイキャスト或いは樹脂材による加熱成形を行ったものを使用する必要がある。
そのため、安価な板金製のカバーやベースを適用したい場合には、異なる金型による異
種類のコネクタハウジングが必要となる問題点がある。
コネクタが実装されたプリント基板40が筐体内に収容され、筐体の内部空間が防水空間とされる電子装置であって、筐体を構成する上ケース20(カバーに相当)及び下ケース30(ベースに相当)には、シール材と接触するシール部として、一方のコネクタ用開口縁部に筐体側凹部35bが形成され、他方のコネクタ用開口縁部に筐体側凸部25bが形成され、ハウジング51の表面におけるコネクタ用開口縁部との対向部位には、シール材と接触する環状のシール部として、シール材が配置された筐体側凹部35bに挿入されるコネクタ側凸部54と、シール材が配置された状態で筐体側凸部25bが挿入されるコネクタ側凹部53とが連続して形成されている。
この構造は、樹脂製カバー(上ケース)とアルミダイキャスト製ベース(下ケース)を使用するのに適したものとなっているとともに、ハウジング51と上ケース20及び下ケース30とのシール面が、コネクタ端子が圧入されるコネクタ50の仕切り壁と、その外側面に統一され、コネクタ端子の圧入寸法と相手側コネクタとの接触寸法の合計寸法としては、最低限度に抑制されて長寸端子とはならないように凸部や凹部の幅が制限されている特徴がある。
金属製のベース30と金属製のカバー20によって構成された金属製筐体には回路基板40が密閉収納され、カバー20に設けられた波型凹条とコネクタハウジング41に設けられた波型凸条は相互に嵌合し、この波型凸凹シール面はコネクタハウジング41の仕切壁の内側に設けられているとともに、ベース30に設けられた波型凸条とコネクタハウジング41に設けられた波型凹条は相互に嵌合し、この波型凸凹シール面もコネクタハウジング41の仕切壁の内側に設けられている。
また、カバー20とベース30の輪郭外周部23・33も、波型凹条と波型凸条を嵌合させた波型凸凹シール面となっている。
従って、この金型によって製造されたコネクタハウジングを樹脂製カバー又はアルミダイキャスト製ベースと組み合わせて使用することも可能であり、その場合にはカバー20とベース30の輪郭外周部23・33については、深底の凹条と背高の凸条を嵌合させた狭小幅の凸凹シール面とし、車載電子装置の外形寸法を抑制することが可能となっている。
一側にコネクタ15が取り付けられた回路基板11を挟み込む筐体のケース12とカバー13の周縁部同士の接合面部、及びコネクタ15の外周面と筐体の内周面との接合面部に、シール材が充填されたシール部50を設け、ケース12とカバー13のうち、合成樹脂製のカバー13よりも剛性が高い金属性のケース12と、コネクタ15とに、互いに嵌合することにより筐体に対するコネクタ15の変位を抑制する凸部61と凹部62を有する変位抑制部60を設けて、筐体に対するコネクタの変位を抑制し、耐荷重性・シール性の向上した電子制御装置が開示されている。
この構造は、安価軽量の樹脂製カバー13と、放熱性のよい金属製ケース12を用いたものであって、カバー13とコネクタ15との間の第一シール間隙は、カバー13が板金材であってもよいような一対の平坦面で構成され、カバー13とケース12との間の第三シール間隙は、ケース12の外周に設けられた凹条に対し、カバー13の外周折曲端面が嵌入することによって狭小幅のシール間隙が構成されている。
前記の特許文献1による「電子装置」は、ハウジング51に設けられ、上ケース20の筐体側凸部25bと嵌合するコネクタ側凹部53を中心とする凸凹凸シール面と、下ケース30の筐体側凹部35bと嵌合するコネクタ側凸部54を中心とする凹凸凹シール面とは、ハウジング51の側面中間部ですれ違い合流するようになっている。
従って、上ケース20のコネクタ開口部と下ケース30のコネクタ開口部が、共にコネクタ側面の中間位置まで立ち上がっているので、例えば下ケース30をアルミダイキャスト製とし、上ケース20を樹脂成形材とした場合に全体重量が重くなる問題点がある。
また、この金型によって成形されたコネクタは、板金製のカバー(上ケース)又はベース(下ケース)を用いた筐体には適用できない問題点がある。
従って、この金型によって製造されたコネクタハウジングを樹脂製カバー又はアルミダイキャスト製ベースと組み合わせて使用した場合には、不必要に胴長のコネクタとなり、コネクタピンの電気抵抗の増大を抑制することができない問題点がある。
また、カバー13とケース12との間の第三シール間隙は、ケース12の外周に設けられた凹条に対し、カバー13の外周折曲端面が嵌入することによって狭小幅のシール間隙が構成されているので、板金製のケースを使用することができない問題点がある。
更に、筐体に対するコネクタ15の変位を抑制する変位抑制部60(凸部61と凹部62)は、ケース12が扁平であるため十分な嵌合深さを得ることができず、各部の寸法バラツキによって凸部61と凹部62との間隙寸法Aが大きくなると、相手コネクタの挿抜操作時におけるコネクタ15の変位抑制効果が得られない問題点がある。
この発明の第一の目的は、成形加工又は板金加工されたカバー、或いは成形加工又は板金加工されたベースのいずれにも対応が可能な共通のコネクタハウジングが使用されていて、しかも、コネクタハウジングが胴長寸法となるのを抑制しながらも、必要とされるシールパスを確保することができる防水型制御ユニットを提供することである。
この発明の第二の目的は、各部の寸法バラツキによってシール間隙が大きく変動せず、相手コネクタの挿抜操作において、コネクタハウジングが上下方向に揺すられた場合に、シール間隙に過大な外力が作用するのを抑制して、シール面が剥離するのを防止することができるとともに、シール間隙に対して適量のシール材が充填塗布されていることを容易に目視観察することができる防水型制御ユニットを提供することである。
ベース及びカバーと、
前記ベース及びカバーによって構成された筐体に密閉収納され、且つ、回路部品を搭載した、回路基板と、
前記回路基板に対して位置決固定され、且つ、仕切り壁を介して複数の接触端子が貫通する、コネクタハウジングと、
このコネクタハウジングの外部接続端面を、前記カバーの側面開口部から露出させるために、前記コネクタハウジングと前記カバーとの対向面に設けられた第一シール間隙と、前記コネクタハウジングと前記ベースとの対向面に設けられた第二シール間隙と、前記ベースと前記カバーとの直接対向面に設けられた第三シール間隙とに充填された防水シール材と
を備えた防水形制御ユニットであって、
前記コネクタハウジングは樹脂成型材によって構成され、その外周3辺には、前記第一シール間隙の一方の対向面を構成するための平坦面と傾斜面を含む第一対向面が設けられ、
前記コネクタハウジングの底面となる残りの外周1辺には、前記第二シール間隙の一方の対向面を構成するための平坦面と傾斜面を含む第二対向面が設けられている。
前記第二対向面における傾斜面は、段差のある外段平坦部と内段平坦部をつなぐ段丘斜面部か、又は、断面が台形形状の第二凹条か、又は断面が凹型形状の波型変形部かのいずれかを含み、
前記第一対向面及び第二対向面は、前記仕切り壁の内側境界面を挟んで前記筐体の内外方向に延在し、
前記コネクタハウジングは更に、前記筐体からの露出外周位置に設けられた環状周壁と、非露出端面位置の両側面に設けられた一対の側面凸条を備え、
前記環状周壁は、前記カバーの開口側面、及び前記ベースの端面との間で開口間隙Hを置いて対向するとともに、
前記側面凸条は前記カバーに設けられた一対の側面凹条と嵌合する平面移動規制部材となり、
前記コネクタハウジングと前記カバーとの相対位置は、前記平面移動規制部材によって規制されて、前記第一シール間隙の平面移動間隙寸法を所定の変動幅以下に抑制するようになっている。
前記第一シール間隙の一方の間隙面を構成する前記カバーの内面には、外側傾斜面と内側傾斜面で挟まれた中央平坦面が設けられていて、前記中央平坦面における前記コネクタハウジングとの拡大間隙寸法GPは、前記外側傾斜面の外側平坦面における第一直交間隙G1、及び前記内側傾斜面の内側平坦面における第一直交間隙G1よりも大きく設定されており、
治具上にカバーを裏返し状態で搭載し、前記カバーの中央平坦面にペースト状の防水シール材を、非環状に塗布する第1処理工程と、
予め回路部品とコネクタハウジングが搭載されて実装半田が行われた回路基板を、前記カバーの外周3辺に設けられた棚段部に搭載して前記コネクタハウジングと前記カバーとを接合する第2処理工程と、
前記第2処理工程を終えた前記カバーの第三シール間隙と前記コネクタハウジングの第二シール間隙を構成するシール面に、ペースト状の防水シール材を環状に塗布する第3処理工程と、
前記第3処理工程を終えた前記カバーに対してベースを搭載し、前記カバーと前記ベースを一体化固定するとともに、前記回路基板を前記ベースと前記カバーの外周三辺で挟持固定する第4処理工程とを備え、
前記第4処理工程を終えてから、外観検査及び性能検査を行いながら、ペースト状の前記防水シール材を常温放置又は加熱によって乾燥硬化させるようになっている。
従って、シール間隙を構成する傾斜面の高さに比べ、平坦面方向の延在幅を広くすることによってなだらかな斜面部で構成することができるので、緻密で微細な凸凹シール面を構成するものに比べて、成形加工或いは板金加工されるカバー又はベースの金型構造を簡単化し、金型負担を軽減することができる効果がある。
なお、シール面に傾斜面を設けることによって、カバーの側面開口部の変形強度が向上するとともに、全体を平坦面にしたシール間隙よりも、シールパス(シール面距離)を延長して防水性能を向上することができる効果がある。
また、コネクタハウジングとカバーとの相対位置は平面移動規制部材によって規制されているので、相手コネクタの挿抜操作において、コネクタハウジングが上下方向に揺すられた場合に、シール間隙に過大な外力が作用するのを抑制し、シール面が剥離するのを防止することができる効果がある。
また、環状周壁による開口間隙内の防水シール材の溢出度合を目視観察することによって、適量の防水シール材が塗布されているかどうかを推定することができ、間隙規制とシール材の適量管理によって、安定した性能の防水処理が行える効果がある。
従って、防水シール材が塗布されると直ちに接合処理が行われるので、防水シール材の乾燥による接合不良が発生せず、主要な管理工程である第1処理工程では、防水シール材を正確な位置に塗布することができ、これに続く第2処理工程において、コネクタハウジングの第一シール間隙面に対して内外方向に適量の防水シール材を圧送分配することができる効果がある。
また、コネクタハウジングの環状周壁部に生成された開口間隙Hにおける、防水シール材の溢出度合を目視検査、又は電子カメラによって画像判定して、適正なシール間隙に適量の防水シール材が塗布されたかどうかを判定することができる効果がある。
(1)構成の詳細な説明
まず、この発明の実施の形態1による防水型制御ユニットの外観図である図1と、図1の防水型制御ユニットの取付け構造図である図2と、図1のコネクタハウジングの詳細断面図である図3と、図3のコネクタハウジングの更なる詳細断面図である図4A〜図4Cと、図4AのコネクタハウジングのD−D線による断面図である図5について順次説明する。
図1において、防水型制御ユニット100Aは四方に取付足211a〜211dを有するアルミダイキャスト製のベース200Aと、複数の回路部品311や後述の発熱部品311a・311bが搭載された回路基板300Aと、三方の外周壁部に鍔状のフランジ410を有する樹脂製のカバー400Aによって構成されていて、カバー400Aの残る一方の外周壁部は欠落し、コネクタハウジング330Aによって封鎖される開口部となっている。
回路基板300Aの一辺には第一・第二のコネクタハウジング331a・331bが一体成形されたコネクタハウジング330Aが取り付けられている。
また、カバー400Aに設けられたねじ穴412a〜412dは図5において後述し、防水シール材503は図2において後述する。
図2において、回路基板300Aは、カバー400Aとベース200Aの外周3辺で挟持され、図5で後述する結合ねじ414を用いて、ベース200Aの背面側からカバー400Aの4隅のねじ穴412a〜412d(図1・図5参照)によって締め付け固定されるようになっている。
但し、回路基板300Aは図2の点線で図示したとおり、固定ねじ213を用いてベース200Aの内面に設けられた取付台座に固定することも可能である。
なお、カバー400Aの外周三辺に設けられた第三凹条403と、ベース200Aの外周3辺に設けられた第三凸条203は互いに嵌合して第三のシール間隙を構成し、この嵌合面には防水シール材503が塗布されている。
但し、カバー400Aは、ベース200Aの間隙設定用当接面204に当接して、防水シール材503が塗布される第三シール間隙における第三直交間隙G3が決定されるようになっている。
これは、図11で示す波型変形方式や、図19で示す段丘斜面方式の場合も同様である。
防水型制御ユニット100Aを被取付け面101に取付け固定する取付けねじ102は、ベース200Aに設けられた四方の取付足211a〜211dのバカ穴(loose hole)に挿入され、図示しないねじ締め工具を用いて被取付け面101に設けられたねじ穴にねじ込まれるようになっている。
回路基板300Aにはカバー400A側の基板面に搭載された第一の発熱部品311aと、ベース200A側の基板面に搭載された第二の発熱部品311bとがあり、ベース200Aには第一の発熱部品311aの底面に回路基板400Aを介して隣接する第一の伝熱台座361aと、第二の発熱部品311bの背面に直接隣接する第二の伝熱台座361bとが設けられ、第一・第二の伝熱台座361a・361bの表面には熱伝導性接着材511a・511bが塗布されている。
仕切り壁333の外側境界面334の外側には、図示しない相手側コネクタが挿入されて、接触端子310の一端と接触導通する相手側の接触端子が挿入されるようになっている。
仕切り壁333の内側境界面335の内側には、接触端子310の水平部分310aと直角部分310bとが空間に露出した態様で配置されており、直角部分310bの先端は回路基板300Aの表裏を貫通して、裏面側で半田接続されている。
なお、接触端子310の直角部分310bが環境温度の変化によって伸縮したときには、水平部分310aが湾曲することによって回路基板300Aとの半田接続部が破壊されるのを防止するとともに、接触端子310の水平部分310aが環境温度の変化によって伸縮したときには、直角部分310bが湾曲することによって仕切り壁333の圧入部分にストレスがかかるのを防止するようになっている。
コネクタハウジング330Aの一部が露出するカバー400Aの左側開口部には、断面が台形形状をなす第一凹条453が設けられていて、この第一凹条453はコネクタハウジング330A側の第一凸条353と嵌合対向して第一シール間隙を構成し、第一シール間隙には防水シール材501が塗布されている。
なお、第一凹条453と第一凸条353とには、図3の左右方向に平坦部が設けられ、この平坦部を含めた第一凹条453と第一凸条353との間に、第一シール間隙が構成されていて、防水シール材501は仕切り壁333の内側境界面335を超えて(図3の左右方向でみて内側境界面335よりも外側境界面334側及び内側境界面335よりも接触端子310の直角部分310b側に)塗布されるようになっている。
この間隙設定用突起部304はカバー400Aの内面側に設けてもよいし、コネクタハウジング330A又はカバー400Aの外側平坦部(図3の左側)に設けるようにしてもよい。
また、間隙設定用突起部304は防水シール材501の境界位置と重なって、間隙設定用突起部304の一部は防水シール材501の塗布領域に含まれるものであってもよい。
なお、第二シール間隙は、図7・図8で後述する切欠部341と突出片241が当接対向することによって間隙規制が行われるようになっている。
但し、第二シール間隙については、回路基板300Aとベース200Aの取付面の高さによって間隙を規制することも可能であり、その場合には第二シール間隙に対する間隙規制部材を省略することもできる。
従って、開口間隙H内の防水シール材501・502の溢出量を監視することによって、防水処理の異常の有無が判定できるようになっている。
図4Aにおいて、第二凸条202の内外に繋がる平坦部と、第二凹条302の内外に繋がる平坦部との間の第二直交間隙G2に対し、斜面部における水平方向(図4A〜図4Cの左右方向)の間隙寸法と、第二凸条202の頂上面と第二凹条302の内底面間の間隙寸法とは、第二直交間隙G2と同じ値となるように設計され、第二直交間隙G2は後述の第一直交間隙G1と同じ値となっている。
第一凹条453は外側傾斜面453aと中央平坦面453bと内側傾斜面453cによって構成され、外側傾斜面453aの更に外側(図4Aの左側)の平坦部におけるカバー400Aとコネクタハウジング330Aとの間隙寸法と、内側傾斜面453cの更に内側(図4Aの右側)の平坦部におけるカバー400Aとコネクタハウジング330Aとの間隙寸法は第一直交間隙G1で示されている。
また、第一凸条353の頂上部と第一凹条453の中央平坦面453bとの間隙寸法は拡大間隙寸法GPで示され、第一凸条353と第一凹条453の斜面部における水平方向(図4A〜図4Cの左右方向)の間隙寸法は第一水平間隙H1で示されている。
なお、第一直交間隙G1と第一水平間隙H1と拡大間隙寸法GPの値は、例えばH1=GP≧2×G1の関係となっている。
側面凸条352Aと側面凹条452Aとの間の左右の間隙寸法である移動限界寸法H0は、必ずH0<H1の関係となるように設計されている。
従って、各部の寸法バラツキや、組み付け寸法誤差があっても、コネクタハウジング330Aとカバー400Aとの相対位置は移動限界寸法H0によって厳しく規制されているので、第一水平間隙H1の左右の寸法バラツキが極度に大きくなって、一方の水平間隙が0となって斜面が当接するような事態が発生しないようになっている。
なお、以上の説明では、カバー400Aとベース200Aとの直接対向面で構成された第三シール間隙は、図2で示す第三凸条203と第三凹条403によって構成したが、これに代わって、図11で後述する凸条形態の波型変形部223と凹条形態の波型変形部423を適用するか、又は、図19で後述する段丘斜面部203bと段丘斜面部403bによって構成することもできるものである。
次に、図1〜図5のとおり構成された防水型制御ユニット100Aについて、図9で示す組立工程図と、組立中間工程における状態図である図6〜図8を用いて、その組立方法を詳細に説明する。
カバー400Aの内面図である図6において、カバー400Aの開口端(図6の下方)には、図3・図4A〜図4Cで示された第一凹条453があり、ここにはペースト状の防水シール材501が塗布されている。
なお、カバー400Aの開口端は台形形状であって、図6ではその短寸頂上面が紙面の裏方向に凹んでいて、そこから立ち上がる左右の斜面が紙面の表面に到達する立体形状が直線状に示されている。
カバー400Aの外周3辺には、図2で示された第三凹条403による第三シール間隙面が示されていて、ここではまだ防水シール材503は塗布されていない。
なお、コネクタハウジング330A(第一のコネクタハウジング331aと第二のコネクタハウジング331bとの総称)に設けられた環状周壁332Aには切欠部341が設けられていて、ここには位置決用突起340Aが立設されている。
コネクタハウジング330Aの第二凹条302とカバー400Aの第三凹条403には、ペースト状の防水シール材502・503が環状に塗布されている。
なお、位置決用突起部340Aは楕円形状をしており、これを位置決用嵌合穴240Aに嵌合させるときに、少々の無理入れ嵌合を行っても、楕円の長径先端部分が削りとられて位置決用嵌合穴240Aに嵌入できるようになっている。
その結果、ベース200Aとコネクタハウジング330Aとの相対位置は、平面移動規制部材となる位置決用嵌合穴240Aと位置決用突起部340Aとの嵌合状態で決定され、図3で示された第二凸条202と第二凹条302とは斜面での接触が発生せず、防水シール材502が左右に均等に充填されるようになっている。
図9において、工程900は防水型制御ユニット100Aの組立作業の開始工程であるが、この開始工程900に至る前に準備工程903a、903b、905aがある。
準備工程903aはコネクタハウジング330Aの仕切り壁333に対して多数の接続端子310を圧入固定すると共に、コネクタハウジング330Aに対して例えばスナップである位置決用突起片351を圧入して回路基板300Aの基板係合部350に嵌入固定する工程である。
準備工程903bは回路基板300Aに対して発熱部品311a・311bや多数の回路部品311を実装して半田付けを行うと共に、接続端子310の一端を回路基板300Aに設けられたランドに半田付けを行って、「回路基板の中間組立体」を仕上げる工程である。
準備工程905aはベース200Aの内底面に図示しない通気フィルタを接着材によって接着固定しておく工程である。
続く工程902はカバー400Aの第一シール間隙面に対して、防水シール材501を塗布する第1処理工程である。(図6参照)
続く工程903cは準備工程903bによって仕上げられた「回路基板の中間組立体」をカバー400Aの内面に搭載し、工程902によって塗布された防水シール材501を相手面に接合する第2処理工程である。
また、第2処理工程の中の付加処理工程として、発熱部品311aの搭載位置の裏面の回路基板300Aや、発熱部品311bの表面に対して熱伝導性接着材511a・511bを塗布するようになっている。
この付加処理工程では伝熱性接着材511a・511bを塗布するための窓穴を設けた透明治具板を回路基板300Aに被せて塗布作業が行われるようになっている。
続く工程904はカバー400Aの第三シール間隙面とコネクタハウジング330Aの第二シール間隙面に対し環状ルートでペースト状の防水シール材502・503を塗布する第3処理工程である。(図7参照)
続く工程906は工程903c・工程904において塗布された熱伝導性接着材511a・511bや防水シール材501・502・503の常温乾燥又は過熱乾燥を行いながら、防水型制御ユニット100Aの初期設定と性能検査や外観検査を行う工程であり、これにより総組立完了工程907へ移行するようになっている。
なお、外観検査として、コネクタハウジング330Aの環状周壁332Aと、カバー4
00A及びベース200Aの端面との間で構成された開口間隙H(図3・図4A参照)における防水シール材501・502の溢出度合を監視して、標準サンプルとの対比による目視判定、又は画像認識による自動判定によってカバー400Aとコネクタハウジング330A及びベース200Aとの相対位置関係と、防水シール材501・502の充填度合が適正であるかどうかの判定が行われるようになっている。
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施の形態1による防水型制御ユニット100Aは、
ベース200A及びカバー400Aと、
ベース200A及びカバー400Aによって構成された筐体に密閉収納され、且つ、回路部品311を搭載した回路基板300Aと、
回路基板300Aに対して位置決固定され、且つ、仕切り壁333を介して複数の接触端子310が貫通する、コネクタハウジング330Aと、
このコネクタハウジングの外部接続端面を、前記カバー400Aの側面開口部から露出させるために、前記コネクタハウジング330Aと前記カバー400Aとの対向面に設けられた第一シール間隙と、前記コネクタハウジング330Aと前記ベース200Aとの対向面に設けられた第二シール間隙と、前記ベース200Aと前記カバー400Aとの直接対向面に設けられた第三シール間隙とに充填された防水シール材501・502・503とを備えた防水形制御ユニット100Aであって、
前記コネクタハウジング330Aは樹脂成型材によって構成され、その外周3辺には、前記第一シール間隙の一方の対向面を構成するための平坦面と傾斜面を含む第一対向面が設けられ、
前記コネクタハウジング330Aの底面となる残りの外周1辺には、前記第二シール間隙の一方の対向面を構成するための平坦面と傾斜面を含む第二対向面が設けられている。
前記第二対向面における傾斜面は、断面が台形形状の第二凹条302を含み、
前記第一対向面及び第二対向面は、前記仕切り壁333の内側境界面335を挟んで前記筐体の内外方向に延在し、
前記コネクタハウジング330Aは更に、前記筐体からの露出外周位置に設けられた環状周壁332Aと、非露出端面位置の両側面に設けられた一対の側面凸条352Aを備え、
前記環状周壁332Aは、前記カバー400Aの開口側面、及び前記ベース200Aの端面との間で開口間隙Hを置いて対向するとともに、
前記側面凸条352Aは前記カバー400Aに設けられた一対の側面凹条452Aと嵌合する平面移動規制部材となり、
前記コネクタハウジング330Aと前記カバー400Aとの相対位置は、前記平面移動規制部材によって規制されて、前記第一シール間隙の平面移動間隙寸法を所定の変動幅以下に抑制するようになっている。
従って、実施の形態1による防水型制御ユニット100Aは、カバー400Aは樹脂成型品、ベース200Aはアルミダイキャスト製として、ベース200Aへの熱放散性を高め、外周3辺の第三シール間隙面を狭くして防水型制御ユニット100Aを小型化するものに適した構成となっている。
前記第一シール間隙を構成する前記第一凸条353の内側斜面に続く平坦部の少なくとも一部分は、前記仕切り壁333の内側境界面335を越えて前記筐体内部側に延在し、
前記第二シール間隙を構成する前記第二凹条302の内側斜面に続く平坦部の少なくとも一部分は、前記仕切り壁333の内側境界面335を越えて前記筐体内部側に延在している。
従って、接触端子の内側水平部分が延在している周囲の遊休スペースを活用して第一・第二シール間隙を延長することによって、シール間隙を構成する斜面部の傾斜を緩やかにしてもシール面距離を確保することができ、簡単な金型構造でシール面を構成することができる特徴がある。
また、コネクタハウジングが台形形状となっているので、長寸底辺側の斜面部に遊休スペースが発生して、平面移動規制部材となる側面凸条と側面凹条の配置が容易となるとともに、カバーの側面開口部に設けられる第一シール間隙に対し、防水シール材を塗布するのが容易となる特徴がある。
前記間隙設定用突起部304は、前記防水シール材501が塗布される前記筐体内面の終端位置に設けられて、前記第一シール間隙に対する直交方向の間隙規制部材となっている。
以上のとおり、この発明の請求項3に関連し、第一シール間隙は防水シール材の終端位置に点在する複数の間隙設定用突起部によってシール間隙寸法が規制されている。
従って、シール間隙内において防水シール材の流動が間隙設定用突起部によって阻害されることがなく、防水シール材を均一に塗布することができるとともに、シール間隙寸法が過小とならないように所定値に規制することができる特徴がある。
これは、実施の形態2及び3についても同様である。
前記環状周壁332Aには、前記突出片241が嵌入して密接対向する切欠部341が設けられて、この切欠部には位置決用突起部340Aが突設されて、この位置決用突起部は前記位置決用嵌合穴240Aに嵌合するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項4に関連し、ベースの端面には位置決用嵌合穴を有する突出片が設けられ、この突出片が環状周壁に設けられた切欠部に密接対向するとともに、この切欠部には位置決用嵌合穴に嵌合する位置決用突起部が突設されている。
従って、突出片と切欠部とが当接することによって第二シール間隙が過小となるのを規制するとともに、ベースとコネクタハウジングとの相対位置は位置決用嵌合穴に嵌合する位置決用突起部によって規制され、シール間隙のバラツキ変動を抑制することができる特徴がある。
これは、実施の形態2及び3についても同様である。
前記第二シール間隙は、前記コネクタハウジング330Aの底面となる残りの外周1辺に設けられて断面が台形形状の前記第二凹条302と、前記ベース200Aに設けられて断面が台形形状の第二凸条202との対向面によって構成され、
前記第一凸条353の底部は、前記仕切り壁333の内側境界面335を超えて幅広寸法で構成されることによって、凸条の両側斜面の傾斜がゆるやかとなり、前記第二凸条202を構成する斜面部の傾斜角は、前記第一凸条353の傾斜角と同等以上になだらかとなっている。
以上のとおり、この発明の請求項5に関連し、カバーに設けられた第一凹条とベースに設けられた第二凸条は、いずれもなだらかな斜面部を有する幅広寸法となっていて、簡易な金型によって加工できるようになっている。
従って、カバーとベースは板金加工品とすることができる特徴があり、樹脂成型品又はアルミダイキャスト品を使用するかどうかは、第三シール間隙の構成方法に依存して決定されるものとなっていて、コネクタハウジングの製造金型は、第三のシール間隙の構成とは無関係に同一のものを使用することができる特徴がある。
この中で、前記第三凸条203と前記第三凹条403は、嵌合幅寸法に比べて嵌合深さが大きくて、樹脂成型又はダイキャスト成形に適した狭小幅寸法の第三シール間隙を生成するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項8に関連し、第三シール間隙は許されるシール幅寸法の大きさに応じて、段丘斜面方式又は波型変形部方式、又は凸凹シール面方式のシール面を選択適用することができるようになっている。
従って、凸凹シール面方式にすれば金属ダイキャストベースを用いて小型・高熱放散のものとすることができ、しかも、コネクタハウジングの製造金型は、第三のシール間隙の構成とは無関係に同一のものを使用することができる特徴がある。
前記第一シール間隙の一方の間隙面を構成する前記カバー400Aの内面には、外側傾斜面453aと内側傾斜面453cで挟まれた中央平坦面453bが設けられていて、前記中央平坦面453bにおける前記コネクタハウジング330Aとの拡大間隙寸法GPは、前記外側傾斜面453aの外側平坦面における第一直交間隙G1、及び前記内側傾斜面453cの内側平坦面における第一直交間隙G1よりも大きく設定されており、
治具上にカバー400Aを裏返し状態で搭載し、前記カバー400Aの中央平坦面453bにペースト状の防水シール材501を、非環状に塗布する第1処理工程902と、
予め回路部品311とコネクタハウジング330Aが搭載されて実装半田が行われた回路基板300Aを、前記カバー400Aの外周3辺に設けられた棚段部に搭載して前記コネクタハウジング330Aと前記カバー400Aとを接合する第2処理工程903cと、
前記第2処理工程903cを終えた前記カバー400Aの第三シール間隙と前記コネクタハウジング330Aの第二シール間隙を構成するシール面に、ペースト状の防水シール材503・502を環状に塗布する第3処理工程904と、
前記第3処理工程904を終えた前記カバー400Aに対してベース200Aを搭載し、前記カバー400Aと前記ベース200Aを一体化固定するとともに、前記回路基板300Aを前記ベース200Aと前記カバー400Aの外周三辺で挟持固定する第4処理工程905bとを備え、
前記第4処理工程905bを終えてから、外観検査及び性能検査を行いながら、ペースト状の前記防水シール材501・502・503を常温放置又は加熱によって乾燥硬化させるようになっている。
前記第2処理工程903cは、前記第一又は第二の伝熱台座361a・361bに対応した回路基板300Aの表面にペースト状の伝熱性接着材511a・511bを塗布する付加処理工程を含んでおり、
前記付加処理工程では前記伝熱性接着材511a・511bを塗布するための窓穴を設けた透明治具板を前記回路基板300Aに被せて塗布作業が行われるようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項10に関連し、回路部品とコネクタハウジングが搭載された回路基板を組付ける第2処理工程では、発熱部品に対する伝熱材を塗布する付加処理工程が設けられている。
従って、防水シール材の乾燥処理と、塗布された伝熱材の乾燥処理を同じ工程内で処理することができる特徴がある。
また、回路基板側の伝熱材塗布面とベース側の伝熱台座との間隙寸法が適正であるかどうかは、透明治具板を被せた時点で目視判定が可能となる特徴がある。
これは、実施の形態2・3についても同様である。
(1)構成の詳細な説明
以下、この発明の実施の形態2による防水型制御ユニットの平面図である図10と、図10の防水型制御ユニットの側面視部分断面図である図11と、図10のコネクタハウジングの詳細断面図である図12と、図12のコネクタハウジングの更なる詳細断面図である図13A〜図13Cと、図13AのコネクタハウジングのD−D線による断面図を上下に反転したものである図14について、図1から図5のものとの相違点を中心にして詳細に説明する。
なお、各図において、同一符号は同一又は相当部分を示している。
図10において、防水型制御ユニット100Bは左右に取付足211B・211Bを有する板金製のベース200Bと、後述の回路部品311や発熱部品311a・311bが搭載された回路基板300Bと、三方の外周壁部に鍔状のフランジを有する板金製のカバー400Bによって構成されていて、カバー400Bの残る一方の外周壁部の一部は、コネクタハウジング330Bによって封鎖される開口部となっている。
回路基板300Bの一辺にはコネクタハウジング330Bが取り付けられており、コネクタハウジング330Bの外周には、図12・図13Aで後述する環状周壁332Bが突設されている。
図11において、カバー400Bとベース200Bとの外周三辺における対向面は、カバー400Bに設けられた凹状断面の波型変形部423と、ベース200B側に設けられた凸状断面の波型変形部223とが相互に係合して第三シール間隙を構成し、防水シール材503が塗布された凸凹シール面を構成するようになっている。
このとき、カバー400Bは、ベース200Bの間隙設定用当接面204に当接して、防水シール材503が塗布される第三シール間隙の間隙寸法が決定されるようになっている。
回路基板300Bにはカバー400B側の基板面に搭載された第一の発熱部品311aと、ベース200B側の基板面に搭載された第二の発熱部品311bとがあり、ベース200Bには第一の発熱部品311aの底面に隣接する第一の伝熱台座361aと、第二の発熱部品311bの背面に隣接する第二の伝熱台座361bとが設けられ、第一・第二の伝熱台座361a・361bの表面には熱伝導性接着材511a・511bが塗布されている。
なお、以上の説明では、回路基板300Bはカバー400Bとベース200Bとによって挟持されているものとしたが、ベース200Bの内面に設けられた図示しない複数の固定台座に対し、複数の固定ねじによって締付固定するようにしてもよい。
また、回路基板300Bをカバー400Bとベース200Bの外周3辺で挟持する代わりに、図示しない固定ねじによって相互に締付固定するようにしてもよい。
仕切り壁333の外側境界面334の外側には、図示しない相手側コネクタが挿入されて、接触端子310の一端と接触導通する相手側の接触端子が挿入されるようになっている。
仕切り壁333の内側境界面335の内側には、接触端子310の水平部分310aと直角部分310bとが空間に露出した態様で配置されており、直角部分310bの先端は回路基板300Bの表裏を貫通して、裏面側で半田接続されている。
なお、接触端子310の直角部分310bが環境温度の変化によって伸縮したときには、水平部分310aが湾曲することによって回路基板300Bとの半田接続部が破壊されるのを防止するとともに、接触端子310の水平部分310aが環境温度の変化によって伸縮したときには、直角部分310bが湾曲することによって仕切り壁333の圧入部分にストレスがかかるのを防止するようになっている。
コネクタハウジング330Bの一部が露出するカバー400Bの左側開口部には、外段平坦部401aと段丘斜面部401bと内段平坦部401cが設けられて、コネクタハウジング330B側の外段平坦部301aと段丘斜面部301bと内段平坦部301cと対向して第一シール間隙を構成し、第一シール間隙には防水シール材501が塗布されている。
なお、防水シール材501は仕切り壁333の内側境界面335を超えて塗布されるようになっていることによって、段丘斜面部301bの傾斜角は、図4Bの第一凸条353の傾斜角と同等以上にゆるやかなものとなっている。
また、コネクタハウジング330Bの内段平坦部301cの内側端面位置には複数個の間隙設定用突起部304が突設されてカバー400Bの内面と当接し、第一シール間隙が過小となるのを規制するようになっている。
コネクタハウジング330Bと対向するベース200Bの左辺には、外段平坦部202aと段丘斜面部202bと内段平坦部202cが設けられて、コネクタハウジング330B側の外段平坦部302aと段丘斜面部302bと内段平坦部302cと対向して第二シール間隙を構成し、第二シール間隙には防水シール材502が塗布されている。
なお、防水シール材502は仕切り壁333の内側境界面335を超えて塗布されるようになっている。
また、第二シール間隙は、図16・図17で後述する切欠部341と突出片241が当接対向することによって間隙規制が行われるようになっている。
但し、第二シール間隙については、回路基板300Bとベース200Bの取付面の高さによって間隙を規制することも可能であり、その場合には第二シール間隙に対する間隙設定用突起部を省略することもできる。
なお、カバー400Bの第一シール間隙面は、外側傾斜面となる段丘斜面部401bと、中央平坦面401dと、内側傾斜面401eを含み、外側傾斜面(段丘斜面部)401bの外側には外段平坦部401aがあり、内側傾斜面401eの内側は内段平坦部401cに繋がっている。
また、カバー400Bの中央平坦面401dにおける間隙拡張域W1の帯域では第一直交間隙G1よりも大きな値の拡大間隙寸法GPが適用され、これは第一水平間隙H1と同様にGP≧2×G1の関係となっている。
第二シール間隙を構成する外段平坦部302a・202a、段丘斜面部302b・202b、内段平坦部302c・202c(図12参照)のうち、外段平坦部と内段平坦部のシール間隙である第二直交間隙G2に対し、段丘斜面部の水平方向(図13A〜図13Cの左右方向)に対する図示しない第二水平間隙H2は、例えばH2≧2×G2の関係となっている。
また、ベース200Bの内段平坦部202cと段丘斜面部202b(図12参照)との連結部では、中央平坦面と内側傾斜面とが設けられ、間隙拡張域W2の帯域において、拡大間隙寸法GPが適用されて、図示しない第二水平間隙H2と同様にGP≧2×G2となっている。
側面凸条352Bと側面凹条452Bとの間の左右の間隙寸法である移動限界寸法H0は、図4A〜図4Cで前述したとおり第一水平間隙H1や第二水平間隙H2に比べて最も小さな値に設計されている。
従って、各部の寸法バラツキや、組み付け寸法誤差があっても、コネクタハウジング330Bとカバー400Bとの相対位置は移動限界寸法H0によって厳しく規制されているので、第一水平間隙H1の左右の寸法バラツキが極度に大きくなって、一方の水平間隙が0となって斜面が当接するような事態が発生しないようになっている。
なお、以上の説明では、カバー400Bとベース200Bとの直接対向面で構成された第三シール間隙は、図11で示す凸条形態の波型変形部223と凹条形態の波型変形部423によって構成したが、これに代わって、図2で前述した第三凸条203と第三凹条403を適用するか、又は、図19で後述する段丘斜面部203bと段丘斜面部403bによって構成することもできるものである。
次に、図10〜図14のとおり構成された防水型制御ユニット100Bについて、図9で前述した組立工程図と、組立中間工程における状態図である図15〜図17を用いて、その組立方法を詳細に説明する。
カバー400Bの内面図である図15において、カバー400Bの開口端(図15の下方)には、図12・図13A〜図13Cで示された外段平坦部401a・段丘斜面部401b・内段平坦部401cがあり、段丘斜面部401bの間隙拡張域W1(図13B参照)の帯域にはペースト状の防水シール材501が塗布されている。
なお、カバー400Bの開口端は台形形状であって、図15ではその短寸頂上面が紙面の裏方向に凹んでいて、そこから立ち上がる左右の斜面が紙面の表面に到達する立体形状が直線状に示されている。
カバー400Bの外周3辺には、図11で示された波型変形部423による第三シール間隙面が示されていて、ここではまだ防水シール材503は塗布されていない。
なお、コネクタハウジング330Bに設けられた環状周壁332Aには切欠部341が設けられていて、ここには位置決用突起340Bが立設されている。
コネクタハウジング330Bの段丘斜面部302bとカバー400Bの波型変形部423には、ペースト状の防水シール材502・503が環状に粘着塗布されている。
但し、防水シール材502については、段丘斜面部302bを避けて内段平坦部302c側に粘着塗布しておくこともできる。
この場合、ベース200Bを被せたときに、間隙拡張域W2(図13A参照)の助けによって、防水シール材502は段丘斜面部302b・202b、外段平坦部302a・202aの方へ圧送分配されるようになっている。
なお、位置決用突起部340Bは楕円形状をしており、これを位置決用嵌合穴240Bに嵌合させるときに、少々の無理入れ嵌合を行っても、楕円の長径先端部分が削りとられて位置決用嵌合穴240Bに嵌入できるようになっている。
その結果、ベース200Bとコネクタハウジング330Bとの相対位置は、平面移動規制部材となる位置決用嵌合穴240Bと位置決用突起部340Bとの嵌合状態で決定され、図12で示された一対の段丘斜面部202bと段丘斜面部302bとは斜面での接触が発生せず、防水シール材502が左右均等に充填されるようになっている。
図9において、組立作業の開始工程900から第2処理工程903cまでと、準備工程903a、903b、905aは実施の形態1の場合と同様であるが、第1工程902におけるカバー400Bの状態は図15に示されている。
第3処理工程904は、図16で説明したとおり、カバー400Bの第三シール間隙面とコネクタハウジング330Bの第二シール間隙面に対し環状ルートでペースト状の防水シール材502・503を塗布するようになっている。
続く第4処理工程905bは、実施の形態1と同様に準備工程905aで通気フィルタが接着固定されているベース200Bを裏返し状態でカバー400Bの上に搭載し、工程903cと工程904で塗布された熱伝導性接着材511a・511bや防水シール材502・503を相手面に接合し、カバー400Bの折曲片413を折曲てベース200Bを一体化固定するようになっている。(図14・図17参照)
なお、外観検査として、コネクタハウジング330Bの環状周壁332Bと、カバー400B及びベース200Bの端面との間で構成された開口間隙H(図13A参照)における防水シール材501・502の溢出度合を監視して、標準サンプルとの対比による目視判定、又は画像認識による自動判定によってカバー400Bとコネクタハウジング330B及びベース200Bとの相対位置関係と、防水シール材501・502の充填度合が適正であるかどうかの判定が行われるようになっている。
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施の形態2による防水型制御ユニット100Bは、ベース200Bとカバー400Bによって構成された筐体に密閉収納され、回路部品311を搭載した回路基板300Bに対し、仕切り壁333を介して複数の接触端子310が貫通するコネクタハウジング330Bが位置決固定されていて、このコネクタハウジングの外部接続端面を、前記カバー400Bの側面開口部から露出させるために、前記コネクタハウジング330Bと前記カバー400Bとの対向面に設けられた第一シール間隙と、前記コネクタハウジング330Bと前記ベース200Bとの対向面に設けられた第二シール間隙と、前記ベース200Bと前記カバー400Bとの直接対向面に設けられた第三シール間隙に充填された防水シール材501・502・503とを備えた防水形制御ユニット100Bであって、
前記コネクタハウジング330Bは樹脂成型材によって構成され、その外周3辺には、前記第一シール間隙の一方の対向面を構成するための平坦面と傾斜面を含む第一対向面が設けられ、
前記コネクタハウジング330Bの底面となる残りの外周1辺には、前記第二シール間隙の一方の対向面を構成するための平坦面と傾斜面を含む第二対向面が設けられている。
前記第一対向面及び第二対向面は、前記仕切り壁333の内側境界面335を挟んで前記筐体の内外方向に延在し、
前記コネクタハウジング330Bは更に、前記筐体からの露出外周位置に設けられた環状周壁332Bと、非露出端面位置の両側面に設けられた一対の側面凸条352Bを備え、
前記環状周壁332Bは、前記カバー400Bの開口側面、及び前記ベース200Bの端面との間で開口間隙Hを置いて対向するとともに、
前記側面凸条352Bは前記カバー400Bに設けられた一対の側面凹条452Bと嵌合する平面移動規制部材となり、前記コネクタハウジング330Bと前記カバー400Bとの相対位置は、前記平面移動規制部材によって規制されて、前記第一シール間隙の平面移動間隙寸法を所定の変動幅以下に抑制するようになっている。
従って、実施の形態2による防水型制御ユニット100Bは、カバー400Bとベース200Bは、成型材に比べて加工時間が短縮される安価な板金製とし、ベース200Bへの熱放散性があまり大きくなく、周辺取付スペースに余裕がある防水型制御ユニット100Bに適した構成となっている。
前記第一シール間隙を構成する前記段丘斜面部301bに続く内段平坦部301cの少なくとも一部分は、前記仕切り壁333の内側境界面335を越えて前記筐体内部側に延在し、
前記第二シール間隙を構成する前記段丘斜面部302bに続く内段平坦部302cの少なくとも一部分は、前記仕切り壁333の内側境界面335を越えて前記筐体内部側に延在している。
従って、実施の形態1と同様に、接触端子の内側水平部分が延在している周囲の遊休スペースを活用して第一・第二シール間隙を延長することによって、シール間隙を構成する斜面部の傾斜を緩やかにしてもシール面距離を確保することができ、簡単な金型構造でシール面を構成することができる特徴がある。
また、コネクタハウジングが台形形状となっているので、長寸底辺側の斜面部に遊休スペースが発生して、平面移動規制部材となる側面凸条と側面凹条の配置が容易となるとともに、カバーの側面開口部に設けられる第一シール間隙に対し、防水シール材を塗布するのが容易となる特徴がある。
前記第二シール間隙は、前記コネクタハウジング330Bの底面となる残りの外周1辺に設けられた前記段丘斜面部302bと、前記ベース200Bに設けられた段丘斜面部202bとの対向面によって構成され、各段丘斜面302b・202bは内段平坦部302c・202cと外段平坦部302a・202aに延長されている。
従って、カバーとベースは板金加工品とすることができる特徴があり、樹脂成型品又はアルミダイキャスト品を使用するかどうかは、第三シール間隙の構成方法に依存して決定されるものとなっていて、コネクタハウジングの製造金型は、第三のシール間隙の構成とは無関係に同一のものを使用することができる特徴がある。
この中で、前記波型変形部223・423は、相互の嵌合幅寸法に比べて嵌合深さが小さくて、板金加工に適した中幅寸法の第三シール間隙を生成するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項8に関連し、第三シール間隙は許されるシール幅寸法の大きさに応じて、段丘斜面方式又は波型変形部方式、又は凸凹シール面方式のシール面を選択適用することができるようになっている。
従って、波型変形部方式とすれば、カバーとベースの両方を安価な板金加工品とすることができ、熱放散性が求められる場合にはダイキャスト製ベースを使用することもでき、しかも、コネクタハウジングの製造金型は、第三のシール間隙の構成とは無関係に同一のものを使用することができる特徴がある。
前記第一シール間隙の一方の間隙面を構成する前記カバー400Bの内面には、外側傾斜面401bと内側傾斜面401eで挟まれた中央平坦面401dが設けられていて、前記中央平坦面401dにおける前記コネクタハウジング330Bとの拡大間隙寸法GPは、前記外側傾斜面401bの外側平坦面における第一直交間隙G1、及び前記内側傾斜面401eの内側平坦面における第一直交間隙G1よりも大きく設定されており、
治具上にカバー400Bを裏返し状態で搭載し、前記カバー400Bの中央平坦面401dにペースト状の防水シール材501を、非環状に塗布する第1処理工程902と、
予め回路部品311とコネクタハウジング330Bが搭載されて実装半田が行われた回路基板300Bを、前記カバー400Bの外周3辺に設けられた棚段部に搭載して前記コネクタハウジング330Bと前記カバー400Bとを接合する第2処理工程903cと、
前記第2処理工程903cを終えた前記カバー400Bの第三シール間隙と前記コネクタハウジング330Bの第二シール間隙を構成するシール面に、ペースト状の防水シール材503・502を環状に塗布する第3処理工程904と、
前記第3処理工程904を終えた前記カバー400Bに対してベース200Bを搭載し、前記カバー400Bと前記ベース200Bを一体化固定するとともに、前記回路基板300Bを前記ベース200Bと前記カバー400Bの外周三辺で挟持固定する第4処理工程905bとを備え、
前記第4処理工程905bを終えてから、外観検査及び性能検査を行いながら、ペースト状の前記防水シール材501・502・503を常温放置又は加熱によって乾燥硬化させるようになっている。
(1)構成の詳細な説明
以下、この発明の実施の形態3による防水型制御ユニットの背面の外観図である図18と、図18の防水型制御ユニットの側面視部分断面図である図19と、図18のコネクタハウジングの詳細断面図である図20と、図18のコネクタハウジングの更なる詳細断面図である図21A〜図21Cとに基づいて、図1から図5のものとの相違点を中心にして詳細に説明する。なお、各図において、同一符号は同一又は相当部分を示している。
図18において、防水型制御ユニット100Cは四方に取付足211a〜211dを有するアルミダイキャスト製のベース200Cと、図19で後述する複数の回路部品311や後述の発熱部品311a・311bが搭載された回路基板300Cと、板金製のカバー400Cによって構成されている。
回路基板300Cはベース200Cとカバー400Cを4隅の結合ねじ414によって締結することによって密閉収納されるようになっているが、カバー400Cの残る一方の外周壁部は欠落し、コネクタハウジング330Cによって封鎖される開口部となっている。
なお、ベース200Cには突出片241が設けられ、この突出片241は環状周壁332Cに設けられた切欠部341に嵌入するとともに、突出片241に設けられた位置決用嵌合穴240Cには、コネクタハウジング330Cの位置決用突起部340Cが嵌合するようになっている。
また、位置決用突起部340Cは楕円形状をしており、これを位置決用嵌合穴240Cに嵌合させるときに、少々の無理入れ嵌合を行っても、楕円の長径先端部分が削りとられて位置決用嵌合穴240Cに嵌入できるようになっている。
その結果、ベース200Cとコネクタハウジング330Cとの相対位置は、平面移動規制部材となる位置決用嵌合穴240Cと位置決用突起部340Cとの嵌合状態で決定され、図20で後述する凸状の波型変形部222と凹条の波型変形部322とは斜面での接触が発生せず、防水シール材502が左右に均等に充填されるようになっている。
カバー400Cとベース200Cとは、図18で前述したとおり4本の結合ねじ414によって締結されて、回路基板300Cが挟持されるようになっている。
このとき、カバー400Cは、ベース200Cの間隙設定用当接面204に当接して、防水シール材503が塗布される第三シール間隙の間隙寸法が決定されるようになっている。
なお、以上の説明では、回路基板300Cはカバー400Cとベース200Cとによって挟持されているものとしたが、ベース200Cの内面に設けられた図示しない複数の固定台座に対し、複数の固定ねじによって締付固定するようにしてもよい。
また、回路基板300Cをカバー400Cとベース200Cの外周3辺でねじ止め固定するかわりに、図示しない折曲片によって相互に加締固定するようにしてもよい。
仕切り壁333の外側境界面334の外側には、図示しない相手側コネクタが挿入されて、接触端子310の一端と接触導通する相手側の接触端子が挿入されるようになっている。
仕切り壁333の内側境界面335の内側には、接触端子310の水平部分310aと直角部分310bとが空間に露出した態様で配置されており、直角部分310bの先端は回路基板300Cの表裏を貫通して、裏面側で半田接続されている。
なお、接触端子310の直角部分310bが環境温度の変化によって伸縮したときには、水平部分310aが湾曲することによって回路基板300Cとの半田接続部が破壊されるのを防止するとともに、接触端子310の水平部分310aが環境温度の変化によって伸縮したときには、直角部分310bが湾曲することによって仕切り壁333の圧入部分にストレスがかかるのを防止するようになっている。
コネクタハウジング330Cの一部が露出するカバー400Cの左側開口部には、外段平坦部401aと段丘斜面部401bと内段平坦部401cが設けられて、コネクタハウジング330C側の外段平坦部301aと段丘斜面部301bと内段平坦部301cと対向して第一シール間隙を構成し、第一シール間隙には防水シール材501が塗布されている。
なお、防水シール材501は仕切り壁333の内側境界面335を超えて塗布されるようになっている。
また、コネクタハウジング330Cの内段平坦部301cの内側端面位置には複数個の間隙設定用突起部304が突設されてカバー400Cの内面と当接し、第一シール間隙が過小となるのを規制するようになっている。
コネクタハウジング330Cと対向するベース200Cの左辺には、凸型形状の波型変形部222が設けられ、コネクタハウジング330Cには凹型形状の波型変形部322が設けられ、波型変形部222と波型変形部322は相互に対向して第二シール間隙を構成し、第二シール間隙には防水シール材502が塗布されている。
なお、防水シール材502は仕切り壁333の内側境界面335を超えて塗布されるようになっている。
また、第二シール間隙は、図18で前述した切欠部341と突出片241が当接対向することによって間隙規制が行われるようになっている。
但し、第二シール間隙については、回路基板300Cとベース200Cの取付面の高さによって間隙を規制することも可能であり、その場合には第二シール間隙に対する間隙設定用突起部を省略することもできる。
なお、カバー400Cの第一シール間隙面は、外側傾斜面となる段丘斜面部401bと、中央平坦面401dと、内側傾斜面401eを含み、外側傾斜面(段丘斜面部)401bの外側には外段平坦部401aがあり、内側傾斜面401eの内側は内段平坦部401cに繋がっている。
また、カバー400Cの中央平坦面401dにおける間隙拡張域W1の帯域では第一直交間隙G1よりも大きな値の拡大間隙寸法GPが適用され、これは第一水平間隙H1と同様にGP≧2×G1となっている。
第二シール間隙を構成する波型変形部222・322とその内外に延在する平坦部によって構成された第二シール間隙の間隙寸法は、全域で第二直交間隙G2となっており、これは第一直交間隙G1と同じ値に設計されている。
側面凸条352Cと側面凹条452Cとの間の左右の間隙寸法である移動限界寸法H0は、図4A〜図4C・図13A〜図13Cで前述したとおり、第一水平間隙H1、第二水平間隙H2に比べて最も小さな値に設計されている。
従って、各部の寸法バラツキや、組み付け寸法誤差があっても、コネクタハウジング330Cとカバー400Cの相対位置は移動限界寸法H0によって厳しく規制されているので、第一水平間隙H1の左右の寸法バラツキが極度に大きくなって、一方の水平間隙が0となって斜面が当接するような事態が発生しないようになっている。
なお、以上の説明では、カバー400Cとベース200Cとの直接対向面で構成された第三シール間隙は、図19で示す段丘斜面部203bと段丘斜面部403bによって構成したが、これに代わって、図2で前述した第三凸条203と第三凹条403を適用するか、又は、図11で前述した凸条形態の波型変形部223と凹条形態の波型変形部423によって構成することもできるものである。
次に、図18、図19、図20、図21A〜図21Cのとおり構成された防水型制御ユニット100Cについて、図9で前述した組立工程図に基づいて、図1〜図5のものとの相違点を中心にして、その組立方法を詳細に説明する。
図9において、組立作業の開始工程900から第2処理工程903cまでと、準備工程903a、903b、905aは実施の形態1の場合と同様であるが、第1工程902におけるカバー400Cの状態は図示されていない。
なお、カバー400Cの内面を天井に向けた行程902の状態では、カバー400Cの第一シール間隙面に設けられた間隙拡張域W1(図21A参照)に対して防水シール材501が塗布され、第三シール間隙面にはまだ防水シール材503は塗布されていない。
第3処理工程904は、カバー400Cの第三シール間隙面とコネクタハウジング330Cの第二シール間隙面に対し環状ルートでペースト状の防水シール材502・503を塗布するようになっている。
続く第4処理工程905bは、実施の形態1と同様に準備工程905aで通気フィルタが接着固定されているベース200Cを裏返し状態でカバー400Cの上に搭載し、工程903cと工程904で塗布された熱伝導性接着材511a・511bや防水シール材502・503を相手面に接合し、カバー400Cとベース200Cを結合ねじ414によって一体化固定するようになっている。(図18参照)
なお、外観検査として、コネクタハウジング330Cの環状周壁332Cと、カバー400C及びベース200Cの端面との間で構成された開口間隙H(図21A参照)における防水シール材501・502の溢出度合を監視して、標準サンプルとの対比による目視判定、又は画像認識による自動判定によって、カバー400Cとコネクタハウジング330C及びベース200Cとの相対位置関係と、防水シール材501・502の充填度合が適正であるかどうかの判定が行われるようになっている。
以上の説明では、実施の形態1〜3においてコネクタハウジングについて様々な形態のものを例示して説明した。
コネクタハウジングの第一シール間隙面は、図3の第一凸条方式(断面が三角形状)、図12・図20の段丘斜面方式(断面が段丘斜面形状)を取り上げたが、断面形状を台形形状又は波型形状とすることも不可能ではない。
但し、コネクタハウジングは樹脂成型加工されているので、断面が三角形状の凸条を生成することは容易であり、三角形状の頂点部分には適度な面取り部分を設けることができるので、この形状を敢えて台形形状や波型にする必要はない。
例えば、図3の第二シール間隙面を波型変形部方式或いは段丘斜面方式に変更したり、図12の第二シール間隙を台形形状の第二凹条にすることができる。
この発明によるコネクタハウジングには様々な実施の形態が想定されるが、実態としてはどれか一つの実施の形態のものが選択され、ここで選択されたコネクタハウジングは板金製カバー、樹脂製カバー、板金製ベース、ダイキャスト製ベースのどれにでも対応できるようになっている。
従って、第一シール間隙に比べて凸凹シール面の凸凹幅を狭くし、その代わりに凸凹深さも小さくした小規模はシール構造とすることができる。
しかし、コネクタハウジングの台形頂上面と左右の斜面を含む山形曲面と、これを包囲するカバーの側面開口部の対向面では、全体として均質なシール間隙を得ることが困難であり、シール面積とシール間隙を広げ、防水シール材の塗布量を多くして防水性を確保するようになっている。
また、シール面に傾斜面を設けることは、単にシールパス(浸水遮断距離)を長くすることだけではなく、これによってカバーの側面開口部の変形強度を高め、コネクタハウジングの山形曲面に対応した所望の対向面を得るための手段となっている。
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施の形態3による防水型制御ユニット100Cは、ベース200Cとカバー400Cによって構成された筐体に密閉収納され、回路部品311を搭載した回路基板300Cに対し、仕切り壁333を介して複数の接触端子310が貫通するコネクタハウジング330Cが位置決固定されていて、このコネクタハウジングの外部接続端面を、前記カバー400Cの側面開口部から露出させるために、前記コネクタハウジング330Cと前記カバー400Cとの対向面に設けられた第一シール間隙と、前記コネクタハウジング330Cと前記ベース200Cとの対向面に設けられた第二シール間隙と、前記ベース200Cと前記カバー400Cとの直接対向面に設けられた第三シール間隙に充填された防水シール材501・502・503とを備えた防水形制御ユニット100Cであって、
前記コネクタハウジング330Cは樹脂成型材によって構成され、その外周3辺には、前記第一シール間隙の一方の対向面を構成するための平坦面と傾斜面を含む第一対向面が設けられ、
前記コネクタハウジング330Cの底面となる残りの外周1辺には、前記第二シール間隙の一方の対向面を構成するための平坦面と傾斜面を含む第二対向面が設けられている。
前記第二対向面における傾斜面は、断面が凹型形状の波型変形部322を含み、
前記第一対向面及び第二対向面は、前記仕切り壁333の内側境界面335を挟んで前記筐体の内外方向に延在し、
前記コネクタハウジング330Cは更に、前記筐体からの露出外周位置に設けられた環状周壁332Cと、非露出端面位置の両側面に設けられた一対の側面凸条352Cを備え、
前記環状周壁332Cは、前記カバー400Cの開口側面、及び前記ベース200Cの端面との間で開口間隙Hを置いて対向するとともに、
前記側面凸条352Cは前記カバー400Cに設けられた一対の側面凹条452Cと嵌合する平面移動規制部材となり、前記コネクタハウジング330Cと前記カバー400Cとの相対位置は、前記平面移動規制部材によって規制されて、前記第一シール間隙の平面移動間隙寸法を所定の変動幅以下に抑制するようになっている。
従って、実施の形態3による防水型制御ユニット100Cは、カバー400Cは成型材に比べて加工時間が短縮される安価な板金製とし、ベース200Cは熱放散性がすぐれるアルミダイキャスト製として、取付面積も広げて伝熱性を向上したい防水型制御ユニット100Cに適した構成となっている。
前記第一シール間隙を構成する前記段丘斜面部301bに続く内段平坦部301cの少なくとも一部分は、前記仕切り壁333の内側境界面335を越えて前記筐体内部側に延在し、
前記第二シール間隙を構成する前記波型変形部322に続く平坦部の少なくとも一部分は、前記仕切り壁333の内側境界面335を越えて前記筐体内部側に延在している。
従って、実施の形態1と同様に、接触端子の内側水平部分が延在している周囲の遊休スペースを活用して第一・第二シール間隙を延長することによって、シール間隙を構成する斜面部の傾斜を緩やかにしてもシール面距離を確保することができ、簡単な金型構造でシール面を構成することができる特徴がある。
また、コネクタハウジングが台形形状となっているので、長寸底辺側の斜面部に遊休スペースが発生して、平面移動規制部材となる側面凸条と側面凹条の配置が容易となるとともに、カバーの側面開口部に設けられる第一シール間隙に対し、防水シール材を塗布するのが容易となる特徴がある。
前記第二シール間隙は、前記コネクタハウジング330Cの底面となる残りの外周1辺に設けられて断面が凹型形状の前記波型変形部322と、前記ベース200Cに設けられて断面が凸型形状の波型変形部222との対向面によって構成され、
前記波型変形部322・222を構成する斜面部の傾斜角は、前記段丘斜面部301b・401bの段丘斜面と同等以上になだらかとなっている。
従って、カバーとベースは板金加工品とすることができる特徴があり、樹脂成型品又はアルミダイキャスト品を使用するかどうかは、第三シール間隙の構成方法に依存して決定されるものとなっていて、コネクタハウジングの製造金型は、第三のシール間隙の構成とは無関係に同一のものを使用することができる特徴がある。
この中で、前記段丘斜面部203b・403bは、前記波型変形部223・423と同等以上になだらかな対向斜面で構成され、板金加工に適した幅広寸法の第三シール間隙を生成するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項8に関連し、第三シール間隙は許されるシール幅寸法の大きさに応じて、段丘斜面方式又は波型変形部方式、又は凸凹シール面方式のシール面を選択適用することができるようになっている。
従って、段丘斜面方式とすれば、カバーとベースの両方を安価な板金加工品とすることができ、熱放散性が求められる場合にはダイキャスト製ベースを使用することもでき、しかも、コネクタハウジングの製造金型は、第三のシール間隙の構成とは無関係に同一のものを使用することができる特徴がある。
前記第一シール間隙の一方の間隙面を構成する前記カバー400Cの内面には、外側傾斜面401bと内側傾斜面401eで挟まれた中央平坦面401dが設けられていて、前記中央平坦面401dにおける前記コネクタハウジング330Cとの拡大間隙寸法GPは、前記外側傾斜面401bの外側平坦面における第一直交間隙G1、及び前記内側傾斜面401eの内側平坦面における第一直交間隙G1よりも大きく設定されており、
治具上にカバー400Cを裏返し状態で搭載し、前記カバー400Cの中央平坦面401dにペースト状の防水シール材501を、非環状に塗布する第1処理工程902と、
予め回路部品311とコネクタハウジング330Cが搭載されて実装半田が行われた回路基板300Cを、前記カバー400Cの外周3辺に設けられた棚段部に搭載して前記コネクタハウジング330Cと前記カバー400Cとを接合する第2処理工程903cと、
前記第2処理工程903cを終えた前記カバー400Cの第三シール間隙と前記コネクタハウジング330Cの第二シール間隙を構成するシール面に、ペースト状の防水シール材503・502を環状に塗布する第3処理工程904と、
前記第3処理工程904を終えた前記カバー400Cに対してベース200Cを搭載し、前記カバー400Cと前記ベース200Cを一体化固定するとともに、前記回路基板300Cを前記ベース200Cと前記カバー400Cの外周三辺で挟持固定する第4処理工程905bとを備え、
前記第4処理工程905bを終えてから、外観検査及び性能検査を行いながら、ペースト状の前記防水シール材501・502・503を常温放置又は加熱によって乾燥硬化させるようになっている。
Claims (10)
- ベース及びカバーと、
前記ベース及びカバーによって構成された筐体に密閉収納され、且つ、回路部品を搭載した、回路基板と、
前記回路基板に対して位置決固定され、且つ、仕切り壁を介して複数の接触端子が貫通する、コネクタハウジングと、
このコネクタハウジングの外部接続端面を、前記カバーの側面開口部から露出させるために、前記コネクタハウジングと前記カバーとの対向面に設けられた第一シール間隙と、前記コネクタハウジングと前記ベースとの対向面に設けられた第二シール間隙と、前記ベースと前記カバーとの直接対向面に設けられた第三シール間隙とに充填された防水シール材と
を備えた防水形制御ユニットであって、
前記コネクタハウジングは樹脂成型材によって構成され、その外周3辺には、前記第一シール間隙の一方の対向面を構成するための平坦面と傾斜面を含む第一対向面が設けられ、
前記コネクタハウジングの底面となる残りの外周1辺には、前記第二シール間隙の一方の対向面を構成するための平坦面と傾斜面を含む第二対向面が設けられ、
前記第一対向面における傾斜面は、段差のある外段平坦部と内段平坦部をつなぐ段丘斜面部か、又は、断面が三角形状の第一凸条かを含み、
前記第二対向面における傾斜面は、段差のある外段平坦部と内段平坦部をつなぐ段丘斜面部か、又は、断面が台形形状の第二凹条か、又は断面が凹型形状の波型変形部かのいずれかを含み、
前記第一対向面及び第二対向面は、前記仕切り壁の内側境界面を挟んで前記筐体の内外方向に延在し、
前記コネクタハウジングは更に、前記筐体からの露出外周位置に設けられた環状周壁と、非露出端面位置の両側面に設けられた一対の側面凸条を備え、
前記環状周壁は、前記カバーの開口側面、及び前記ベースの端面との間で開口間隙Hを置いて対向するとともに、
前記側面凸条は前記カバーに設けられた一対の側面凹条と嵌合する平面移動規制部材となり、
前記コネクタハウジングと前記カバーとの相対位置は、前記平面移動規制部材によって規制されて、前記第一シール間隙の第一水平間隙が0には至らない変動幅以下に抑制される
ことを特徴とする防水型制御ユニット。 - 前記コネクタハウジングは、ライトアングル型の複数の前記接触端子が圧入される前記仕切り壁を備え、当該コネクタハウジングの端面は台形形状であって、当該台形の長寸底辺は、位置決用突起片と基板係合部によって位置決めされて前記回路基板の1辺に固定されるとともに、前記回路基板の1辺からはみ出した部分は前記第二シール間隙をおいて前記ベースと対向し、前記台形の短寸頂辺と左右の斜辺とは、前記第一シール間隙をおいて前記カバーの側面開口部と対向し、
前記第一シール間隙を構成する前記第一凸条の内側斜面に続く平坦部、又は前記段丘斜面部に続く内段平坦部の少なくとも一部分は、前記仕切り壁の内側境界面を越えて前記筐体内部側に延在し、
前記第二シール間隙を構成する前記第二凹条の内側斜面に続く平坦部、又は前記段丘斜面部に続く内段平坦部、又は前記波型変形部に続く平坦部の少なくとも一部分は、前記仕切り壁の内側境界面を越えて前記筐体内部側に延在している
ことを特徴とする請求項1に記載の防水形制御ユニット。 - 前記第一シール間隙を構成する前記コネクタハウジングと前記カバーの一方には、他方に当接する複数の間隙設定用突起部が点在配置され、
前記間隙設定用突起部は、前記防水シール材が塗布される前記筐体内面の終端位置に設けられて、前記第一シール間隙に対する直交方向の間隙規制部材となる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の防水形制御ユニット。 - 前記ベースの端面には、位置決用嵌合穴を有する突出片が設けられ、
前記環状周壁には、前記突出片が嵌入して密接対向する切欠部が設けられて、この切欠部には位置決用突起部が突設されて、この位置決用突起部は前記位置決用嵌合穴に嵌合する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の防水形制御ユニット。 - 前記第一シール間隙は、前記コネクタハウジングの外周3辺に設けられて断面が三角形状の前記第一凸条と、前記カバーに設けられて断面が台形形状となっている第一凹条との対向面によって構成され、
前記第二シール間隙は、前記コネクタハウジングの底面となる残りの外周1辺に設けられて断面が台形形状の前記第二凹条と、前記ベースに設けられて断面が台形形状の第二凸条との対向面によって構成され、
前記第一凸条の底部は、前記仕切り壁の内側境界面を超えて幅広寸法で構成されることによって、凸条の両側斜面の傾斜がゆるやかとなり、前記第二凸条を構成する斜面部の傾斜角は、前記第一凸条の傾斜角と同等以上になだらかとなっている
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の防水形制御ユニット。 - 前記第一シール間隙は、前記コネクタハウジングの外周3辺に設けられた前記段丘斜面部と、前記カバーに設けられた段丘斜面部との対向面によって構成され、各段丘斜面は内段平坦部と外段平坦部に延長されており、
前記第二シール間隙は、前記コネクタハウジングの底面となる残りの外周1辺に設けられた前記段丘斜面部と、前記ベースに設けられた段丘斜面部との対向面によって構成され、各段丘斜面は内段平坦部と外段平坦部に延長されている
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の防水形制御ユニット。 - 前記第一シール間隙は、前記コネクタハウジングの外周3辺に設けられた前記段丘斜面部と、前記カバーに設けられた段丘斜面部との対向面によって構成されているとともに、各段丘斜面部は、それぞれ外段平坦部と内段平坦部に延長されており、
前記第二シール間隙は、前記コネクタハウジングの底面となる残りの外周1辺に設けられて断面が凹条波型形状の前記波型変形部と、前記ベースに設けられて断面が凸条波形形状の波型変形部との対向面によって構成され、
前記波型変形部を構成する斜面部の傾斜角は、前記段丘斜面部の段丘斜面と同等以上になだらかとなっている
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の防水形制御ユニット。 - 前記第三シール間隙は、前記第一シール間隙と前記第二シール間隙の構造の違いとは無関係に、前記ベースの周辺3辺に設けられた第三凸条又は波型変形部又は段丘斜面部と、前記カバーの周辺3辺に設けられた第三凹条又は波型変形部又は段丘斜面部との対向面のいずれかが選択適用され、
この中で、前記第三凸条と前記第三凹条は、嵌合幅寸法に比べて嵌合深さが大きくて、樹脂成型又はダイキャスト成形に適した狭小幅寸法の第三シール間隙を生成し、
前記波型変形部は、相互の嵌合幅寸法に比べて嵌合深さが小さくて、板金加工に適した広幅寸法の第三シール間隙を生成し、
前記段丘斜面部は、前記波型変形部と同等以上になだらかな対向斜面で構成され、板金加工に適した幅広寸法の第三シール間隙を生成する
ことを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の防水形制御ユニット。 - 請求項1に記載の防水型制御ユニットの組立方法であって、
前記第一シール間隙の一方の間隙面を構成する前記カバーの内面には、外側傾斜面と内側傾斜面で挟まれた中央平坦面が設けられていて、前記中央平坦面における前記コネクタハウジングとの拡大間隙寸法GPは、前記外側傾斜面の外側平坦面における第一直交間隙G1、及び前記内側傾斜面の内側平坦面における第一直交間隙G1よりも大きく設定されており、
治具上にカバーを裏返し状態で搭載し、前記カバーの中央平坦面にペースト状の防水シール材を、非環状に塗布する第1処理工程と、
予め回路部品とコネクタハウジングが実装されて半田付けが行われた回路基板を、前記カバーの外周3辺に設けられた棚段部に搭載して前記コネクタハウジングと前記カバーとを接合する第2処理工程と、
前記第2処理工程を終えた前記カバーの第三シール間隙と前記コネクタハウジングの第二シール間隙を構成するシール面に、ペースト状の防水シール材を環状に塗布する第3処理工程と、
前記第3処理工程を終えた前記カバーに対してベースを搭載し、前記カバーと前記ベースを一体化固定するとともに、前記回路基板を前記ベースと前記カバーの外周三辺で挟持固定する第4処理工程とを備え、
前記第4処理工程を終えてから、外観検査及び性能検査を行いながら、ペースト状の前記防水シール材を常温放置又は加熱によって乾燥硬化させる
ことを特徴とする防水型制御ユニットの組立方法。 - 前記回路部品として、前記回路基板が前記カバーに対向する面に搭載された第一の発熱部品、又は、前記回路基板が前記ベースと対向する面に搭載された第二の発熱部品を有し、前記ベースには前記第一の発熱部品の背面に隣接する第一の伝熱台座、又は前記第二の発熱部品に隣接する第二の伝熱台座を有するものにおいて、
前記第2処理工程は、前記第一又は第二の伝熱台座に対応した回路基板の表面にペースト状の伝熱性接着材を塗布する付加処理工程を含んでおり、
前記付加処理工程では前記伝熱性接着材を塗布するための窓穴を設けた透明治具板を前記回路基板に被せて塗布作業が行われる
ことを特徴とする請求項9に記載の防水型制御ユニットの組立方法。
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