JP3724433B2 - ダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器本体が収容されたケースの開口部にダイレクトコネクタが取付けられた状態で、該ケース内に注型樹脂が充填されているダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば二輪車等に用いられるバッテリ充電装置の如き、アルミ製のケース内にパワー素子を用いたバッテリ充電装置本体の如き電気機器本体を収容した状態で、該ケース内に注型樹脂を充填した樹脂注型形電気機器では、外部との電気的接続にワイヤーハーネスを使用し、ゴム製のグロメットを介してケース内に引き込み、電気機器本体に電気的に接続し、しかる後にケース内に注型樹脂を充填した構造が一般的であった。
【０００３】
このような樹脂注型形電気機器では、注型樹脂としてアルミケースの線膨張係数と酷似した物性の樹脂を選定しておけば、温度変化による膨張、収縮はゴム成型品であるグロメットを介してワイヤーハーネスに伝わるため、グロメットの伸縮によって緩和され、何等問題は発生しなかった。
【０００４】
しかるに、最近は、省スペース、防水化、コストダウンの市場ニーズにより、図４乃至図６に示すようなダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器が用いられるようになってきている。この場合、図４はこのダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器の底面図、図５は図４の平面図、図６は図４のＢ部の拡大図である。
【０００５】
このダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器は、樹脂成型品であるダイレクトコネクタ１をアルミケース２の開口部２ａに、アルミケース２の開口部２ａの凸形の取付け部３にダイレクトコネクタ１の凹形の取付け部４を嵌めて取付け、ダイレクトコネクタ１の端子をアルミケース２内の電気機器本体に電気的に接続し、かかる状態のアルミケース２内に注型樹脂５を充填し、アルミケース２の外面には複数の冷却フィン６を突設した構造になっている。この場合、注型樹脂５としては、アルミケース２の線膨張係数と酷似した物性のエポキシ樹脂等が選定されている。アルミケース２には、取付け孔２ｂが設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器では、アルミケース２や注型樹脂５の線膨張係数に対してダイレクトコネクタ１の線膨張係数が異なるため、パワー素子を用いたバッテリ充電装置本体の如き電気機器本体の温度変化による注型樹脂５の膨張、収縮により、該注型樹脂５の内部応力が増大し、図６に示すようなアルミケース２の内面とダイレクトコネクタ１の凹形の取付け部４とが対向する狭い隙間７に充填されている注型樹脂５のところで亀裂が発生し、この亀裂が成長して絶縁破壊を引き起こす問題点があった。
【０００７】
この問題点を解決する手段として、注型樹脂５として弾性率が低いウレタン系の樹脂を使用する方法があるが、ウレタン系の樹脂は熱伝導性が低いので、パワー素子を用いたバッテリ充電装置本体の如き電気機器本体のように大きな発熱を伴う場合には、パワー素子としてのダイオードやサイリスタがその許容温度を超え、破壊されてしまう問題点があった。
【０００８】
また、ウレタン系の注型樹脂５は線膨張係数が大きいため、上部に配置され電気機器本体のプリント基板とパワー素子であるダオードチップやサイリスタチップとを接合している半田付け部に応力が作用し、該半田付け部に亀裂が発生する恐れがあった。
【０００９】
また、アルミケース２と、パワー素子であるダオードチップやサイリスタチップとを実装したヒートシンクとの接着には、放熱性を確保するためにエポキシ樹脂を必要とするが、その上下の層に異なる樹脂を注型する作業を行うには、各々異なる充填設備を設置しなければならず、また樹脂の硬化時間の長くなる問題点があった。
【００１０】
本発明の目的は、温度変化による膨張、収縮が発生してもダイレクトコネクタの近くで注型樹脂に亀裂が発生しないダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ケース内に電気機器本体が収容され、ケースの開口部の取付け部にダイレクトコネクタの取付け部が取付けられ、ダイレクトコネクタの端子が電気機器本体に電気的に接続され、ケース内に注型樹脂が充填されているダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器を改良するものである。
【００１２】
本発明に係るダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器では、ケースの内面とダイレクトコネクタの前記取付け部とが対向する部分に、注型樹脂より弾性率が低い接着剤が塗布されている。
【００１３】
このようなダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器では、温度変化による膨張、収縮が繰り返された場合、ケースの内面とダイレクトコネクタの取付け部とが対向する狭い部分に、注型樹脂より弾性率が低い接着剤が塗布されているので、ケース及び注型樹脂とダイレクトコネクタとの線膨張係数の違いから生ずる変位をこの接着剤で吸収することができ、注型樹脂に亀裂が入るのを回避することができる。
【００１４】
また、注型樹脂として弾性率が低いウレタン系の樹脂を使用する必要がなく、放熱性のよいエポキシ樹脂等を使用でき、このため熱伝導性の低いウレタン系の樹脂でパワー素子がその許容温度を超えて破壊されるのを回避することができる。
【００１５】
また、熱伝導性の低いウレタン系の樹脂の使用に伴う温度上昇でパワー素子の半田付け部に応力が作用し、該半田付け部に亀裂が発生するのを、本発明によれば放熱性のよいエポキシ樹脂等の注型樹脂の使用により回避することができる。
【００１６】
さらに、本発明ではケース内に異なる種類の樹脂を充填する必要がなく、このため各々異なる充填設備を設置する必要がなく、また樹脂の硬化時間を短縮することができる。
【００１７】
また、電気機器本体がパワー素子を用いて構成されていると、その温度上昇が高くなるが、本発明では放熱性のよいエポキシ樹脂等の注型樹脂が問題なく使用できるので、温度上昇による問題点を回避することができる。
【００１８】
また、ケースがアルミケースであると、注型樹脂であるエポキシ樹脂等と線膨張係数が近く、また放熱性能がよい。
【００１９】
また、注型樹脂がエポキシ樹脂であると、アルミケースと線膨張係数が酷似しており、また放熱性がよく、注型樹脂による問題点を解決することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は本発明に係るダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器の実施の形態の一例を示したもので、図１は本例のダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器の底面図、図２は図１の縦断面図、図３は図１のＡ部の拡大図である。なお、前述した図４乃至図６と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００２１】
本例のダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器では、アルミケース２の内面とダイレクトコネクタ１の取付け部４とが対向する狭い隙間の部分に、エポキシ樹脂等の注型樹脂５より弾性率が低いゴム系の接着剤８が塗布されている。
【００２２】
アルミケース２内の天井面には、ヒートシンク９がエポキシ樹脂等の接着剤１０で接着されて固定されている。このヒートシンク９には、ダオードチップ１１やサイリスタチップ１２が半田付けで取付けられている。アルミケース２内には、ヒートシンク９に平行にプリント基板１３が配置され、このプリント基板１３にダオードチップ１１やサイリスタチップ１２が半田付けで電気的に接続されている。プリント基板１３はダイレクトコネクタ１にネジ１４止めで固定されている。
【００２３】
また、ダイレクトコネクタ１の端子は、プリント基板１３に電気的に接続されている。かかる状態で、アルミケース２内には、該アルミケース２の線膨張係数に近い物性で、放熱性のよいエポキシ樹脂等が注型樹脂５として充填されている。特に、アルミケース２の場合には、該アルミケース２の線膨張係数に酷似したエポキシ樹脂を注型樹脂５として用いることが好ましい。
【００２４】
本例では、ダオードチップ１１やサイリスタチップ１２を取付けたヒートシンク９やプリント基板１３により電気機器本体１５が構成されている。
【００２５】
このようなダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器では、温度変化による膨張、収縮が繰り返された場合、アルミケース２の内面とダイレクトコネクタ１の取付け部４とが対向する狭い部分に、注型樹脂５より弾性率が低い接着剤８が塗布されているので、アルミケース２及び注型樹脂５とダイレクトコネクタ１との線膨張係数の違いから生ずる変位をこの接着剤８で吸収することができ、注型樹脂５に亀裂が入るのを回避することができる。
【００２６】
また、注型樹脂５として弾性率が低いウレタン系の樹脂を使用する必要がなく、放熱性のよいエポキシ樹脂等を使用でき、このため熱伝導性の低いウレタン系の樹脂でパワー素子がその許容温度を超えて破壊されるのを回避することができる。
【００２７】
さらに、熱伝導性の低いウレタン系の樹脂からなる注型樹脂５の使用に伴う温度上昇でパワー素子の半田付け部に応力が作用し、該半田付け部に亀裂が発生するのを、放熱性のよいエポキシ樹脂等の注型樹脂５の使用により回避することができる。
【００２８】
また、電気機器本体１５がパワー素子を用いて構成されていると、その温度上昇が高くなるが、本発明では放熱性のよいエポキシ樹脂等の注型樹脂５が問題なく使用できるので、温度上昇による問題点を回避することができる。
【００２９】
また、ケース２が冷却フィン６付きのアルミケースであると、注型樹脂５であるエポキシ樹脂等と線膨張係数が近く、またアルミによる放熱性のよさに加えて、冷却フィン６の存在により放熱性能をさらに向上させることができる。
【００３０】
また、注型樹脂５がエポキシ樹脂であると、アルミケース２と線膨張係数が酷似しており、また放熱性がよく、注型樹脂５による問題点を解決することができる。
【００３１】
さらに、ケース２内に異なる種類の樹脂を充填する必要がなく、このため各々異なる充填設備を設置する必要がなく、また樹脂の硬化時間を短縮することができる。
【００３２】
なお、ケース２は、電気機器本体１５の発熱温度によっては、冷却フィン６を有しないものであってもよい。
【００３３】
また、ケース２内に収容される電気機器本体１５としては、例えば磁石式交流発電機の出力を整流して負荷へ電力を供給する、パワー素子を用いたバッテリ充電装置本体であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、内燃機関の点火を行うパワー素子を用いた点火コイル等であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係るダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器では、温度変化による膨張、収縮が繰り返された場合、ケースの内面とダイレクトコネクタの取付け部とが対向する狭い部分に、注型樹脂より弾性率が低い接着剤が塗布されているので、ケース及び注型樹脂とダイレクトコネクタとの線膨張係数の違いから生ずる変位をこの接着剤で吸収することができ、注型樹脂に亀裂が入るのを回避することができる。
【００３５】
また、注型樹脂として弾性率が低いウレタン系の樹脂を使用する必要がなく、放熱性のよいエポキシ樹脂等を使用でき、このため熱伝導性の低いウレタン系の樹脂でパワー素子がその許容温度を超えて破壊されるのを回避することができる。
【００３６】
さらに、熱伝導性の低いウレタン系の樹脂の使用に伴う温度上昇でパワー素子の半田付け部に応力が作用し、該半田付け部に亀裂が発生するのを、放熱性のよいエポキシ樹脂等の注型樹脂の使用により回避することができる。
【００３７】
また、電気機器本体がパワー素子を用いて構成されていると、その温度上昇が高くなるが、本発明では放熱性のよいエポキシ樹脂等の注型樹脂が問題なく使用できるので、温度上昇による問題点を回避することができる。
【００３８】
また、本発明では、ケース内には異なる種類の樹脂を充填する必要がなく、このため各々異なる充填設備を設置する必要がなく、また樹脂の硬化時間も短縮することができる。
【００３９】
また、ケースがアルミケースであると、注型樹脂であるエポキシ樹脂等と線膨張係数が近く、また放熱性能がよい。
【００４０】
また、注型樹脂がエポキシ樹脂であると、アルミケースと線膨張係数が酷似しており、また放熱性がよく、注型樹脂による問題点を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器の実施の形態の一例を示した底面図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】図１のＡ部の拡大図である。
【図４】従来のダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器の底面図である。
【図５】図４に示すダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器の平面図である。
【図６】図４のＢ部の拡大図である。
【符号の説明】
１ ダイレクトコネクタ
２ アルミケース
２ａ 開口部
２ｂ 取付け孔
３ 凸形の取付け部
４ 凹形の取付け部
５ 注型樹脂
６ 冷却フィン
７ 隙間
８ 弾性率が低い接着剤
９ ヒートシンク
１０ 接着剤
１１ ダオードチップ
１２ サイリスタチップ
１３ プリント基板
１４ ネジ
１５ 電気機器本体

Claims (4)

1. ケース内に電気機器本体が収容され、前記ケースの開口部の取付け部にダイレクトコネクタの取付け部が取付けられ、前記ダイレクトコネクタの端子が前記電気機器本体に電気的に接続され、前記ケース内に注型樹脂が充填されているダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器において、
   前記ケースの内面と前記ダイレクトコネクタの前記取付け部とが対向する部分に前記注型樹脂より弾性率が低い接着剤が塗布されているダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器。
2. 前記電気機器本体がパワー素子を用いて構成されている請求項１に記載のダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器。
3. 前記ケースが冷却フィン付きのアルミケースである請求項２に記載のダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器。
4. 前記注型樹脂がエポキシ樹脂である請求項３に記載のダイレクトコネクタ付き樹脂注型形電気機器。

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