JP4182834B2 - 車載用電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される車載用電子制御装置に関し、特に、設置場所の自由度が大きく小型・軽量化可能な車載用電子制御装置に関する。

従来から、車両の駆動や種々のコントロールを電子的に行うための車載用電子制御機器（以下「ＥＣＵ」と記す）が、車両に搭載されている。
このようなＥＣＵは、ＣＰＵやコンデンサ等の電子部品を実装したプリント基板を、箱型に形成されたアルミダイキャスト製等のカバーにて覆った箱状体に構成されており、鉄板等で構成される車体に設置されていた。

前述の如く、カバーにて覆われたＥＣＵは大型で重いという難点を有していたため、アルミダイキャスト製のカバーに代えて、素子を実装した基板を、高分子層と金属層との複合体から形成した収納体にて覆い、ＥＣＵの軽量化・小型化を図る技術が考案されている。例えば、特許文献１に記載される技術である。

特開２００１−１５６４６８号公報

近年では、電子制御される車載機器が増加するのに伴ってＥＣＵの数も増大してきているため、ＥＣＵの車両への搭載スペースが不足しつつあり、ＥＣＵを車両の客室内における床面や天井面にも直接設置する必要性も生じつつある。
しかし、車両の床面や天井面は曲面に形成されていることが多いため、箱型のカバーで覆われているＥＣＵを床面や天井面に直接設置することはできず、ブラケットを介して設置しなければならないので、位置合わせに手間がかかり取り付け工数も多かった。
また、ＥＣＵは箱型のケースに覆われ、ブラケットを介して取り付けられており、床面や天井面等の設置面に密着させることができないので、ＥＣＵで発生した熱を床面や天井面を通じて車体へ放熱することは期待できず、ＥＣＵに別途放熱板を取り付ける必要があった。
前述の特許文献１に記載されているようなＥＣＵの場合も同様に、収納体にて覆った硬い板状のプリント基板にて構成されているので、曲面に形成される床面や天井面に直接設置することができなかった。

上記課題を解決する本発明の車載用電子制御装置は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１においては、電子部品や固定用ブッシュ等の各構成部材を、可撓性を有する絶縁性樹脂内に埋設し、該絶縁性樹脂の少なくとも一面に導電性箔を形成し、前記絶縁性樹脂の導電性箔形成面側が、前記固定用ブッシュを用い、電子部品から発生する熱を車体に放熱させるように、曲面形状とされた車両内面の車体に沿って密着固定して構成されている。
これにより、車載用電子制御装置から取り付け面への熱伝達を向上することができ、放熱板を設けることなく車載用電子制御装置の電子部品から発生する熱を効率良く放熱する
ことができ、重量の低減も図れる。
また、発熱量が多い車載用電子制御装置はノイズを発生し易いが、導電性箔はシールド材として作用するため、ノイズを大幅に低減することができる。
さらに、絶縁性樹脂の少なくとも一面を導電性箔で覆うことにより、絶縁性樹脂として表面に粘着性を有するシリコン樹脂等を用いた場合でも、導電性箔形成部分には塵や埃が付着することがない。また、手で触ったときの「べたべた感」がなくなるので、車載用電子制御装置の取り付け時等におけるハンドリング性を向上することができる。
また、可撓性を有する絶縁性樹脂は伸縮性を有しているので、車載用電子制御装置を取り付け面に取り付ける際に、車載用電子制御装置の固定用ブッシュの位置と、取り付け面のボルト穴の位置とが若干ずれていた場合でも、容易に取り付けることが可能である。

また、請求項２においては、前記絶縁性樹脂表面の略全域を、導電性箔にて覆った。
これにより、絶縁性樹脂が外部に露出している部分がなくなるので、絶縁性樹脂として表面に粘着性を有するシリコン樹脂等を用いた場合でも、車載用電子制御装置外面への塵や埃の付着を防止することができるとともに、車載用電子制御装置の取り付け時等におけるハンドリング性をさらに向上することができる。
また、絶縁性樹脂内の電子部品から発生する熱の放熱面積が大きくなり、放熱効果を高めることができるとともに、防水性も確保できる。
さらに、絶縁性樹脂の周囲が略全てシールド材である導電性箔で覆われることとなるため、ノイズ低減の効果を向上させることができる。なお、必要に応じて、前記導電性箔の外側に二重、三重に又はそれ以上に重ねて導電性箔を形成して絶縁性樹脂の周囲を覆うことにより、一層のノイズ低減が図れる。

また、請求項３においては、前記ブッシュには、半径方向外側へ突出するフランジ部が形成される。
これにより、固定用ブッシュと絶縁性樹脂との接触面積を増やして剥離を防止することができる。
また、絶縁性樹脂内の電子部品からの発熱の、固定用ブッシュから導電性箔への伝達性を向上させて、放熱効率を高めることができる。

また、請求項４においては、前記絶縁性樹脂は、シリコン樹脂である。
これにより、車載用電子制御装置を、ブラケット等を用いることなく、取り付け面に直接取り付けることができるので、取り付け時の位置合わせや工数を削減するとともに、車載用電子制御装置の設置スペースを減少することができる。
従って、曲面に形成される車両の床面や天井面への車載用電子制御装置の設置を、容易に行うことができる。

本発明によれば、車載用電子制御装置の電子部品から発生する熱を効率良く放熱することができ、重量の低減も図れる。
また、導電性箔のシールド効果によりノイズを大幅に低減することができる。
さらに、車載用電子制御装置の取り付け時等におけるハンドリング性を向上することができる。
また、車載用電子制御装置の取り付けが容易となる。
そして、固定用ブッシュと絶縁性樹脂との接触面積を増やして、固定用ブッシュの絶縁性樹脂からの剥離を防止することもできる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、添付の図面を用いて説明する。
図１及び図２に示すように、ＥＣＵ１は、ＣＰＵやコンデンサ等の電子部品５・５・・
・や固定用ブッシュ６・６・・・等といった構成部品を、可撓性を有する絶縁性樹脂２内に埋設して構成されている。また、ＥＣＵ１を車載機器やバッテリ等と接続するためのコネクタ７を備えている。
各電子部品５・５・・・及びコネクタ７は、互いにリード線やフレキシブルコネクタ等の接続手段により電気的に接続されている。

絶縁性樹脂２には、例えばシリコン樹脂が用いられており、該絶縁性樹脂２の外形は略直方体状に形成されている。
なお、本実施形態では、絶縁性樹脂２としてシリコン樹脂を用いているが、これに限るものではなく、可撓性を備えていて屈曲又は変形可能なものであれば、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、及びＡＢＳ樹脂等、適宜任意の樹脂を用いることができる。
また、絶縁性樹脂２の、図１、図２における下面および側面には、導電性部材を箔状に形成したアルミニウム箔等の導電性箔３が形成されている。

略直方体状に形成される絶縁性樹脂２の成形は、例えば以下のように行うことができる。
まず、図３に示すように、上面を開放した箱状体９の底面及び内側面に導電性箔３を敷き詰めた後に、該箱状体９内に、電子部品５・５・・・、固定用ブッシュ６・６・・・、及びコネクタ７といったＥＣＵ１の構成部品を載置する。
この場合、各電子部品５・５・・・、固定用ブッシュ６・６・・・、及びコネクタ７は、箱状体９内に載置する前または載置した後に、必要に応じて互いに電気的に接続する。

各構成部品を箱状体９内に載置した後は、図４に示すように、硬化前のペースト状の絶縁性樹脂２を、箱状体９内に充填する。本実施形態では、絶縁性樹脂２の充填をディスペンサ１１にて行っているが、他の方法により充填することを妨げるものではない。

絶縁性樹脂２の箱状体９内への充填は、図５に示すように、電子部品５・５・・・、及び固定用ブッシュ６・６・・・等が必要充分に絶縁性樹脂２にて覆われるように行う。但し、固定用ブッシュ６・６・・・の上面と下面とには絶縁性樹脂２がかからないようにして、該固定用ブッシュ６・６・・・の貫通孔が塞がれないようにする。

絶縁性樹脂２の充填が終了した後は、該絶縁性樹脂２を硬化させる。例えば、絶縁性樹脂２が熱硬化型樹脂である場合は、箱状体９を所定時間加熱して絶縁性樹脂２を硬化させ、絶縁性樹脂２が２液性等の常温硬化型樹脂である場合は、硬化するまでの所定時間そのままの状態で放置しておく。

絶縁性樹脂２が硬化した後は、図６に示すように、該絶縁性樹脂２を箱状体９から取り出す。この場合、導電性箔３は、絶縁性樹脂２の外面に付着しているので、絶縁性樹脂２と一体的に箱状体９から取り出される。
これにより、電子部品５・５・・・や固定用ブッシュ６・６・・・等といった構成部品を絶縁性樹脂２内に埋設し、コネクタ７を付設したＥＣＵ１が得られる。

なお、本実施形態では、絶縁性樹脂２の成形時に箱状体９を型材として用いたが、箱状体９を用いることなく、絶縁性樹脂２を覆う導電性箔３自体を型材として用いることも可能である。
また、電子部品５・５・・・や固定用ブッシュ６・６・・・等を埋設する絶縁性樹脂２として、発泡樹脂を用いることも可能である。発泡樹脂を用いることで、通常のシリコン樹脂等を用いた場合に比べて、ＥＣＵ１の重量を低減することができる。

以上のように絶縁性樹脂２を成形することで構成されるＥＣＵ１は、可撓性を有する絶縁性樹脂２内に、電子部品５・５・・・や固定用ブッシュ６・６・・・等の構成部品を埋設しているので、電子部品５・５・・・等の構成部品に無理な負荷をかけることなく屈曲することができる。

例えば、図７に示すように、ＥＣＵ１は、平面だけでなく、曲面形状の取り付け面１０にも、直接取り付けることができる。
ＥＣＵ１を取り付け面１０に取り付ける際には、絶縁性樹脂２に埋設した固定用ブッシュ６・６・・・にボルト９等の締結部材を貫通させ、ＥＣＵ１の導電性箔３が形成された面と取り付け面１０とが当接するように、締結部材を取り付け面１０に締め付ける。

すると、ＥＣＵ１の絶縁性樹脂２は可撓性を有しているので、取り付けられたＥＣＵ１は取り付け面１０の曲面形状に沿って屈曲し、ＥＣＵ１下面の導電性箔３が取り付け面１０に全体的に密着することとなる。

このように、ＥＣＵ１を取り付け面１０に沿って密着状態で取り付けることで、ＥＣＵ１から取り付け面１０への熱伝達を向上することができ、放熱板を設けることなくＥＣＵ１の電子部品５・５・・・から発生する熱を、効率良く取り付け面１０側へ放熱することができ（例えば図７における２点鎖線のように放熱される）、重量の低減も図れる。
また、発熱量が多いＥＣＵ１はノイズを発生し易いが、導電性箔３はシールド材として作用するため、ノイズを大幅に低減することができる。
さらに、絶縁性樹脂２の下面等を導電性箔３で覆うことにより、絶縁性樹脂２として表面に粘着性を有するシリコン樹脂等を用いた場合でも、導電性箔３形成部分には塵や埃が付着することがない。また、手で触ったときの「べたべた感」がなくなるので、ＥＣＵ１の取り付け時等におけるハンドリング性を向上することができる。

また、ＥＣＵ１は、ブラケット等を用いることなく、取り付け面１０に直接取り付けることができるので、取り付け時の位置合わせや工数を削減するとともに、ＥＣＵ１の設置スペースを減少することができる。
従って、ＥＣＵ１を車両に設置する場合でも、曲面に形成される床面や天井面への設置を容易に行うことが可能となる。

なお、各電子部品５・５・・・及びコネクタ７は、リード線やフレキシブルコネクタ等の接続手段により電気的に接続されているが、ＥＣＵ１の屈曲等に影響を与えない程度の狭い範囲でなら、板状のプリント基板により各電子部品５・５・・・及びコネクタ７を接続することも可能である。

また、可撓性を有する絶縁性樹脂２は伸縮性を有しているので、ＥＣＵ１を取り付け面に取り付ける際に、ＥＣＵ１の固定用ブッシュ６・６・・・の位置と、取り付け面のボルト穴の位置とが若干ずれていた場合でも、容易に取り付けることが可能である。
なお、ＥＣＵ１を取り付ける際の締結部材にセルフタップスクリューを用いると、取り付け面に締結穴を形成することなくＥＣＵ１を設置することができるため、ＥＣＵ１の設置位置を自由に設定することができる。

また、ＥＣＵ１は、締結部材を用いることなく設置することもできる。
例えば、図８に示すように、車両の運転席部における床面２１にＥＣＵ１を設置することができる。この場合、ＥＣＵ１を、締結部材で締結することなしに床面２１に載置し、上からフロアマット２２を覆い被せることで設置する。
通常、アルミカバーにて覆われているＥＣＵであれば、床面２１に載置しただけでは、載置位置が移動したり、「カタカタ」といった音が発生したりする不具合がある。
しかし、本発明のＥＣＵ１であれば、可撓性を有する柔軟な絶縁性樹脂２にて本体部分が構成されているので音が発生することがない。また、絶縁性樹脂２としてシリコン樹脂を用いた場合には、樹脂表面に粘着性があるため、フロアマット２２の裏面に絶縁性樹脂２上面が付着して位置ずれを防止することができる。
なお、絶縁性樹脂２の上面だけでは付着力が不足する場合は、導電性箔３にパンチング孔を形成する等して、導電性箔３に覆われた部分の一部から絶縁性樹脂２表面を露出させ床面２１に付着させて、粘着力を増すこともできる。

また、図９に示すように、本発明のＥＣＵ１においては、導電性箔３を絶縁性樹脂２の下面及び側面だけでなく上面にも形成して、絶縁性樹脂２の略全面を導電性箔３にて覆うこともできる。
このように全面を導電性箔３で覆うことにより、絶縁性樹脂２が外部に露出している部分がなくなるので、絶縁性樹脂２として表面に粘着性を有するシリコン樹脂等を用いた場合でも、ＥＣＵ１外面への塵や埃の付着を防止することができるとともに、ＥＣＵ１の取り付け時等におけるハンドリング性をさらに向上することができる。
また、絶縁性樹脂２内の電子部品５・５・・・から発生する熱の放熱面積が大きくなり、放熱効果を高めることができるとともに、防水性も確保できる。
さらに、絶縁性樹脂２の周囲が略全てシールド材である導電性箔３で覆われることとなるため、ノイズ低減の効果を向上させることができる。なお、必要に応じて、前記導電性箔３の外側に二重、三重に又はそれ以上に重ねて導電性箔３を形成して絶縁性樹脂２の周囲を覆うことにより、一層のノイズ低減が図れる。

また、絶縁性樹脂２に埋設される固定用ブッシュ６・６・・・は、その両端面（図１における上下面）が絶縁性樹脂２に覆われていなくて露出しているため（絶縁性樹脂２と固定用ブッシュ６・６・・・との界面が外部に露出しているため）、ＥＣＵ１を屈曲した際等に、固定用ブッシュ６・６・・・が絶縁性樹脂２から剥離することを防止するため、該固定用ブッシュ６・６・・・に次のような形状に形成することができる。

つまり、図１０に示すように、固定用ブッシュ６外周面から、半径方向外側へ全周にわたって突出するフランジ部６ａを形成し、固定用ブッシュ６と絶縁性樹脂２との接触面積を増やして剥離を防止することができる。
なお、図１０では固定用ブッシュ６の下端部（導電性箔３形成側端部）にフランジ部６ａを形成している。
このように、導電性箔３形成側端部にフランジ部６ａを形成することで、固定用ブッシュ６と導電性箔３との接触面積を増加させることができるため、絶縁性樹脂２からの剥離防止の効果に加えて、絶縁性樹脂２内の電子部品５・５・・・からの発熱の、固定用ブッシュ６から導電性箔３への伝達性を向上させて、放熱効率を高めることができる。

また、図１１に示すように、固定用ブッシュ６におけるフランジ部６ａの外側縁部から軸心方向へ延設される延設部６ｂを形成して、固定用ブッシュ６と絶縁性樹脂２との接触面積をさらに増加させることで、剥離防止の効果を向上することができる。

また、図１２に示すように、フランジ部６ａを、固定用ブッシュ６の上端部、下端部、及び上端と下端の間の中間部に、それぞれ形成することもできる。
このように、フランジ部６ａを複数形成することで、絶縁性樹脂２との接触面積を増加させて、剥離防止の効果を向上することができる。
なお、フランジ部６ａを形成する箇所は、図１２に示す上端部、下端部、及び中間部に限るものではなく、任意の箇所に任意の数のフランジ部６ａを適宜形成することができる。

さらに、図１３に示すように、フランジ部６ａの表面に、ひだ形状等の凹凸を形成することで絶縁性樹脂２との接触面積を増加させ、さらに剥離防止の効果を向上することもできる。

また、図１４に示すように、絶縁性樹脂２の上下面に導電性箔３を形成した場合は、固定用ブッシュ６の上端部と下端部とにフランジ部６ａを形成して、各フランジ部６ａを、それぞれ上面側の導電性箔３及び下面側の導電性箔３と接触させるように構成することができる。
これにより、固定用ブッシュ６と導電性箔３との接触面積を大幅に増加させることができるため、絶縁性樹脂２からの剥離防止の効果に加えて、絶縁性樹脂２内の電子部品５・５・・・からの発熱の、固定用ブッシュ６から導電性箔３への伝達性を向上させて、放熱効率を高めることができる。

また、図１５に示すように、フランジ部６ａにおける導電性箔３との接触面に、くさび形状の突起６ｃを形成することもできる。
このように形成した突起６ｃは、ＥＣＵ１をボルト等で取り付け面に取り付けた際に、導電性箔３に食い込むため、確実に固定用ブッシュ６と導電性箔３とが接触することとなり、固定用ブッシュ６と導電性箔３との間の熱伝導性が向上する。
これにより、電子部品５・５・・・からの発熱が、固定用ブッシュ６を通じて導電性箔３側へ逃げ易くなり、放熱効率を高めることができる。

本発明にかかる車載用電子制御装置を示す側面断面図である。 車載用電子制御装置を示す平面図である。 絶縁性樹脂の成形過程を示す図であって、導電性箔を敷き詰めた箱状体内にＥＣＵの構成部品を載置した状態を示す斜視図である。 絶縁性樹脂の成形過程を示す図であって、箱状体内に絶縁性樹脂を充填している状態を示す斜視図である。 絶縁性樹脂の成形過程を示す図であって、箱状体内への絶縁性樹脂の充填が完了した状態を示す斜視図である。 絶縁性樹脂の成形過程を示す図であって、硬化した絶縁性樹脂を導電性箔とともに箱状体から取り出した状態を示す斜視図である。 ＥＣＵを曲面形状の取り付け面に取り付けた状態を示す側面断面図である。 締結部材を用いることなく車両の運転席部における床面に設置したＥＣＵを示す側面断面図である。 絶縁性樹脂の略全面を導電性箔にて覆ったＥＣＵを示す側面断面図である。 フランジ部を形成した固定用ブッシュの第一の例を示す側面断面図である。 フランジ部を形成した固定用ブッシュの第二の例を示す側面断面図である。 フランジ部を形成した固定用ブッシュの第三の例を示す側面断面図である。 フランジ部を形成した固定用ブッシュの第四の例を示す側面断面図である。 フランジ部を形成した固定用ブッシュの第五の例を示す側面断面図である。 フランジ部を形成した固定用ブッシュの第六の例を示す側面断面図である。

符号の説明

１ 車載用電子制御装置（ＥＣＵ）
２ 絶縁性樹脂
３ 導電性箔
５ 電子部品
６ 固定用ブッシュ
７ コネクタ

Claims (4)

1. 電子部品や固定用ブッシュ等の各構成部材を、可撓性を有する絶縁性樹脂内に埋設し、該絶縁性樹脂の少なくとも一面に導電性箔を形成し、
   前記絶縁性樹脂の導電性箔形成面側が、前記固定用ブッシュを用い、電子部品から発生する熱を車体に放熱させるように、曲面形状とされた車両内面の車体に沿って密着固定して構成されている、
   ことを特徴とする車載用電子制御装置。
2. 前記絶縁性樹脂表面の略全域を、導電性箔にて覆ったことを特徴とする請求項１に記載の車載用電子制御装置。
3. 前記ブッシュには、半径方向外側へ突出するフランジ部が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載用電子制御装置。
4. 前記絶縁性樹脂は、シリコン樹脂であることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の車載用電子制御装置。

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