KR101418683B1 - 방수형 하우징 실링을 이용한 차량의 전자 제어 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

방수형 하우징 실링을 이용한 차량의 전자 제어 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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석만호
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Abstract

본 발명은 방수형 하우징 실링을 이용한 차량의 전자 제어 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 전자제어장치는 자동차의 각 부분을 전기적으로 제어하는 전자제어요소; 상기 전자제어요소와 전기적으로 연결되는 커넥터; 일측면이 개방되어 있으며 상기 전자제어요소가 연결된 커넥터가 슬롯 형식으로 상기 일측면으로부터 삽입되어 수납되는 하우징; 및 상기 커넥터와 결합되어 상기 하우징의 개방된 일측면을 덮는 커넥터 커버를 포함하며, 상기 하우징의 개방된 일측면에는 외부를 향해서 소정 길이 연장된 날개부가 상기 하우징의 측면을 따라서 형성되고, 상기 커넥터 커버의 상부로 포팅(Potting)층이 상기 날개부가 형성된 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

방수형 하우징 실링을 이용한 차량의 전자 제어 장치 및 그 제조 방법{ELECTRONIC CONTROL APPARATUS FOR VEHICLE USING WATER PROOF TYPE HOUSING SEALING AND METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예는 차량의 전자 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 엔진 ECU(Electronic Control Unit) 등과 같은 전자 제어 장치에서 하우징 바디와 커넥터 커버 간의 긴밀한 실링 구조를 가지는 전자 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 각종 장치를 전자적으로 제어하는 ECU 등의 전자 제어 장치가 탑재된다. 이러한 전자 제어 장치는 차량의 각 부분에 설치되어 있는 센서류 또는 스위치류로부터 정보를 제공받는다. 전자 제어 장치는 이렇게 제공받은 정보를 처리하여 차량의 승차감 및 안전성 향상을 도모하거나, 운전자 및 탑승자에게 각종 편의를 제공하기 위한 여러 전자제어를 수행하는 기능을 한다.
예를 들면, ECU와 같이 차량의 엔진이나 자동변속기, ABS(Anti-Lock Brake System) 등의 상태를 컴퓨터로 제어하는 전자 제어 장치는 차량과 컴퓨터 성능의 발전과 함께 자동변속기 제어를 비롯하여 구동계통, 제동계통, 조향계통 등 차량의 모든 부분을 제어하는 역할까지 하고 있다.
이러한 ECU 등과 같은 전자 제어 장치는 상부의 커버와 하부의 베이스로 구성되는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 수납되는 PCB(Printed Circuit Board)와, 외부의 소켓 연결을 위해 PCB의 전단에 결합되는 커넥터 등을 포함하는 구조로 이루어진다.
그리고 상기 커버와 베이스는 PCB를 덮으면서 함께 조립되는 구조를 이루게 되고, 특히 커버와 베이스 간의 조립시 그 사이에 개재되는 커넥터는 커버 측 및 베이스 측과 실링 구조를 이루게 된다.
이와 같은 전자 제어 장치의 경우 고도의 집적 제어회로수단을 갖는 관계로 내부로 외부의 습기나 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 소정의 실링 구조를 필요로 하며, 보통 커버 및 베이스와 커넥터 간의 결속부위에 실링제를 삽입한 상태에서 커넥터와 함께 커버와 베이스를 조립하는 방식의 내부의 PCB 등을 보호하는 실링 구조를 주로 적용한다.
그러나 종래의 전자 제어 장치에서 적용하고 있는 실링 구조들은 대부분 커넥터측 홈이나 돌기, 커버측 및 베이스측 돌기나 홈 간의 결속부위에 실링부재를 도포하는 구조로 이루어지므로, 충분한 실링 면적이 만들어지지 못하면서 결국 커넥터와 커버 및 베이스 간의 조립부위에 대한 실링 품질을 확보하는데 어려움이 있다.
또한, 슬롯 타입의 전자 제어 장치는 오링(O-ring)을 하우징 바디와 커버 간에 삽입하는 실링구조를 가지고 있다.
도 1a은 종래의 슬롯 타입의 하우징을 구비한 전자 제어 장치의 결합 예시도이고, 도 1b는 도 1a의 전자 제어 장치에 사용되는 오링의 사시도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 슬롯 타입의 하우징을 구비한 전자 제어 장치는 하우징 바디(110), 커버(120), 커넥터(130) 및 PCB(140)를 포함한다.
하우징 바디(110)는 기존의 여러 형태의 하우징 중 슬롯 타입의 바디이다.
커넥터(130)는 이너 핀과 아우터 핀을 구비하고 있으며, 커버(120)와 결합되어 있다.
커버(120)는 PCB(140)와 결합되어 있고, PCB(140)로 이루어진 슬롯이 하우징 바디(110)에 결합되는 형태를 가진다. 여기서, 하우징 바디(110)와 커버(120)가 결합되기 전에 오링(121)이 삽입된다.
즉, 종래의 방수형 슬롯 타입 하우징의 경우, 하우징 바디(110)와 커버(120) 사이에 오링(121)이 삽입된다. 하우징 바디(110)와 커버(120) 사이의 결합 부위가 밀봉되도록 밀착된다. 따라서 하우징 바디(110)와 커버(120)가 결합되기 전에 미리 커버(120)에 맞는 오링(121)이 제작되고, 제작된 오링(120)이 커버(120) 안쪽에 장착되어야 한다.
도 2는 종래의 슬롯 타입의 하우징을 구비한 전자 제어 장치의 결합 단면도로서, 도 2a는 슬롯 타입의 방수형 실링 구조를 적용한 전자 제어 장치의 결합 단면도이고, 도 2b는 슬롯 타입의 비 방수형 전자 제어 장치의 결합 단면도이다.
도 2a의 경우, 커넥터(131)는 커버 일체형의 특수 커넥터이며, 커버(131)는 PCB(140)와 결합되어 있고, PCB(140)로 이루어진 슬롯이 하우징 바디(110)에 결합되는 구조이다. 하우징 바디(110)와 커넥터(131) 사이에는 오링(121)이 삽입되어 결합 부위가 밀봉이 되도록 밀착된다.
그러나 도 2b의 경우, 커버(130)는 PCB(140)와 결합되어 있고, PCB(140)로 이루어진 슬롯이 하우징 바디(110)에 결합되며, 하우징 바디(110)와 커넥터(130) 사이에는 오링과 같은 결합 부위를 밀봉하는 수단이 결여되어 있어서, 하우징 내부로 외부의 습기나 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 슬롯 타입의 하우징을 구비한 전자제어장치에 있어서, 하우징 내부로 외부의 습기나 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 별도의 포팅(Potting)층을 구비한 전자제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 종래 특수 커넥터 또는 오링을 사용하지 않고서도 커넥터 커버와 하우징 바디 사이의 실링 공간에서 실링이 이루어짐으로써, 커넥터 커버와 하우징 바디 사이의 방수 성능을 향상시킬 수 있고, 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 전자제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 자동차의 전자제어장치는 자동차의 각 부분을 전기적으로 제어하는 전자제어요소; 상기 전자제어요소와 전기적으로 연결되는 커넥터; 일측면이 개방되어 있으며 상기 전자제어요소가 연결된 커넥터가 슬롯 형식으로 상기 일측면으로부터 삽입되어 수납되는 하우징; 및 상기 커넥터와 결합되어 상기 하우징의 개방된 일측면을 덮는 커넥터 커버를 포함하며, 상기 하우징의 개방된 일측면에는 외부를 향해서 소정 길이 연장된 날개부가 상기 하우징의 측면을 따라서 형성되고, 상기 커넥터 커버의 상부로 포팅(Potting)층이 상기 날개부가 형성된 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 포팅층은 상기 하우징 및 상기 커넥터 커버와 밀봉되도록 실링됨으로써 상기 하우징 내부로 이물질이 유입되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하우징의 날개부의 길이는 상기 포팅층의 높이보다 큰 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 포팅층은 실리콘, 에폭시 또는 우레탄으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 포팅층의 높이는 3mm 이상 10mm 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자동차의 전자제어장치 제조 방법은, 인쇄회로기판에 각종 전자소자를 실장하여 자동차의 각 부분을 전기적으로 제어하는 전자제어요소를 구성하는 단계; 상기 전자제어요소와 커넥터를 결합하는 단계; 상기 커넥터에 커넥터 커버를 결합하는 단계; 상기 전자제어요소와 결합된 커넥터를 일측면이 개방된 하우징에 슬롯 형식으로 상기 커넥터와 전자제어요소를 삽입하고, 상기 개방된 일측면을 상기 커넥터 커버가 덮도록 하여 하우징 내부로 상기 커넥터 및 전자제어요소를 수납하는 단계; 및 상기 커버의 상부면에 소정 높이로 포팅층을 형성하여 상기 하우징 및 상기 커넥터 커버를 실링하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 포팅층은 상기 하우징 및 상기 커넥터 커버와 밀봉되도록 실링됨으로써 상기 하우징 내부로 이물질이 유입되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하우징의 개방된 일측면에는 외부를 향해서 소정 길이 연장된 날개부가 상기 하우징의 측면을 따라서 형성되고, 상기 커넥터 커버의 상부로 포팅(Potting)층이 상기 날개부가 형성된 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하우징의 날개부의 길이는 상기 포팅층의 높이보다 큰 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 포팅층은 실리콘, 에폭시 또는 우레탄으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 포팅층의 높이는 3mm 이상 10mm 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 하우징 내부로 외부의 습기나 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 별도의 포팅(Potting)층을 구비한 전자제어장치가 제공되는 효과가 있다.
또한, 종래 특수 커넥터 또는 오링을 사용하지 않고서도 커넥터 커버와 하우징 바디 사이의 실링 공간에서 실링이 이루어짐으로써, 커넥터 커버와 하우징 바디 사이의 방수 성능을 향상시킬 수 있고, 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a은 종래의 슬롯 타입의 하우징을 구비한 전자 제어 장치의 결합 예시도이다.
도 1b는 종래의 전자 제어 장치에 사용되는 오링의 사시도이다.
도 2a는 슬롯 타입의 방수형 실링 구조를 적용한 전자 제어 장치의 결합 단면도이다.
도 2b는 슬롯 타입의 비 방수형 전자 제어 장치의 결합 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯 타입의 방수형 실링 구조를 적용한 전자 제어 장치의 결합 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전자 제어 장치의 커버 및 포팅층을 형성하는 것을 개략적으로 도시한 참고도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯 타입의 방수형 실링 구조를 적용한 전자 제어 장치의 결합 단면도이다.
상기 전자 제어 장치는 자동차의 각 부분을 전기적으로 제어하는 전자 제어 요소, 예를 들면 PCB(140) 등과 같은 집적 제어회로수단 등을 탑재하고 있는 부품으로서, 외부의 습기나 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 긴밀한 실링구조를 필요로 한다. 이를 위하여, 상기 전자 제어 장치는 방수형 슬롯 타입 하우징 형태를 가지고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전자 제어 장치는 하우징 바디(110), 커넥터(130), 커넥터 커버(120) 및 PCB(140)를 포함한다.
커넥터(130)는 PCB(140)와 결합되고 전기적으로 연결된다. 커넥터(130)는 커넥터 핀을 구비하고, 커넥터 핀을 통해 PCB(140)와 전기적으로 연결된다. 커넥터 핀은 내부의 PCB(140)와 접속을 위한 다수의 이너 핀(Inner Pin)과 외부와의 접속을 위한 다수의 아우터 핀(Inner Pin)을 포함할 수 있다. 커넥터(130)는 PCB(140)와 물리적으로는 끼워지는 형태로 결합되고, PCB(140)와 전기적으로는 이너 핀을 통해 연결될 수 있다. 커넥터(130)는 외부에 노출되는 선단부와 후단부의 일체형으로 이루어질 수 있다.
PCB(140)는 상부면(Top Side) 또는 하부면(Bottom Side)에 전기 소자, 발열 소자 또는 방열 플레이트 등을 구비할 수 있다. 커넥터 커버(120)는 외부로 커넥터(130)와 연결되어 있고, 하우징 내부로는 PCB(140)와 연결되어 있다.
하우징(110)은 일측면이 개방되어 있으며 PCB(140)가 연결된 커넥터(130)가 슬롯 형식으로 상기 일측면으로부터 삽입되어 수납된다. 따라서, 슬롯 형식으로 커넥터(130) 및 PCB(140)가 하우징(110) 내부에 삽입되어 수납될 경우, 커넥터 커버(120)가 하우징(110)의 개방된 일측면을 덮음으로써 PCB(140) 및 커넥터 커버(120)를 포함한 커넥터부가 하우징(110)에 수납될 수 있다.
이때, 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 개방된 일측면에는 외부를 향해서 소정 길이 연장된 날개부(111)가 하우징(110)의 측면을 따라서 형성된다. 하우징 날개부(111)는 내부에 포팅(Potting)층 또는 포팅막을 형성할 경우 포팅 물질이 경화되는 동안 모양을 형성하며 외부로 흘러내리지 않도록 하는 역할을 수행한다.
PCB(140)가 연결된 커넥터(130)가 슬롯 형식으로 하우징(110) 내부에 삽입되어 수납된 상부면, 즉 커넥터 커버(120) 상부면에는 소정의 포팅층(150)이 형성된다. 포팅층(150)은 하우징 날개부(111)의 내부에서 대략 3mm 내지는 10mm 정도 높이로 형성된다. 포팅층(150)은 바람직하게는 대략 3 ~ 4mm 정도의 높이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
포팅층(150)은 실리콘, 에폭시 또는 우레탄을 이용하여 형성될 수 있으며, 소정의 점도를 보유하고 있고, 열을 가하지 않더라도 자연스럽게 경화되는 물질을 사용할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 오븐으로 열을 가하여 포팅층을 경화시킬 수도 있다.
도 3과 같이, 하우징(110)에 날개부(111)를 형성하고 날개부 내부에 포팅층(150)을 구성함으로써, 종래와 같이 커넥터 커버에 미리 오링을 장착하거나 커넥터와 커버가 일체로 구성된 특수한 커넥터를 사용할 필요가 없다.
또한, 본 실시예와 같은 실링 구조를 적용할 경우에는 충분한 실링공간 및 면적이 확보됨으로써, 전자 제어 장치 제조 공정시 조립성이 향상되고 실링성능이 충분히 확보될 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 상기 전자 제어 장치의 제조 방법을 설명한다.
우선, PCB(140)에 각종 전자소자를 실장하여 자동차의 각 부분을 전기적으로 제어하는 전자제어요소를 구성한다.
이후, 커넥터(130)는 PCB(140)와 결합되고 전기적으로 연결된다. 커넥터(130)는 커넥터 핀을 구비하고, 커넥터 핀을 통해 PCB(140)와 전기적으로 연결된다. 커넥터 핀은 내부의 PCB(140)와 접속을 위한 다수의 이너 핀(Inner Pin)과 외부와의 접속을 위한 다수의 아우터 핀(Inner Pin)을 포함할 수 있다.
이후, 커넥터(130)에 커넥터 커버(120)를 결합하고, PCB(140)와 결합된 커넥터(130)를 일측면이 개방된 하우징(110)에 슬롯 형식으로 삽입하고, 상기 개방된 일측면을 상기 커넥터 커버가 덮도록 하여 하우징 내부로 상기 커넥터(130) 및 PCB(140)를 수납한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전자 제어 장치의 커버 및 포팅층을 형성하는 것을 개략적으로 도시한 참고도이다.
도 4를 참조하면, PCB(140)가 결합된 커넥터(130)를 하우징(110) 내부로 슬롯 형식으로 삽입을 하고, 개방된 일측면을 커넥터 커버(120)로 덮는다. 이때, 커넥터 커버(120)를 커넥터(130)와 결합한 후, 하우징에 삽입해도 무방하다.
이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 커넥터 커버(120)의 바깥면으로 포팅층(150)을 형성함으로써 하우징의 밀봉이 완료된다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이, 하우징(110)의 일측면에는 외부를 향해서 날개부(111)가 형성되고 포팅층(150)은 날개부의 내부에 형성이 된다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
110: 하우징 111: 하우징 날개부
120: 커넥터 커버 121: 오링
130: 커넥터 140: 커넥터 커버
150: 포팅층

Claims (11)

  1. 자동차의 각 부분을 전기적으로 제어하는 전자제어요소;
    상기 전자제어요소와 전기적으로 연결되는 커넥터;
    일측면이 개방되어 있으며 상기 전자제어요소가 연결된 커넥터가 슬롯 형식으로 상기 일측면으로부터 삽입되어 수납되는 하우징; 및
    상기 커넥터와 결합되어 상기 하우징의 개방된 일측면을 덮는 커넥터 커버를 포함하며,
    상기 하우징의 개방된 일측면에는 외부를 향해서 소정 길이 연장된 날개부가 상기 하우징의 측면을 따라서 형성되고, 상기 커넥터 커버의 상부로 포팅(Potting)층이 상기 날개부가 형성된 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전자제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포팅층은 상기 하우징 및 상기 커넥터 커버와 밀봉되도록 실링됨으로써 상기 하우징 내부로 이물질이 유입되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전자제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 날개부의 길이는 상기 포팅층의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 자동차의 전자제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 포팅층은 실리콘, 에폭시 또는 우레탄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전자제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 포팅층의 높이는 3mm 이상 10mm 이하인 것을 특징으로 하는 자동차의 전자제어장치.
  6. 인쇄회로기판에 각종 전자소자를 실장하여 자동차의 각 부분을 전기적으로 제어하는 전자제어요소를 구성하는 단계;
    상기 전자제어요소와 커넥터를 결합하는 단계;
    상기 커넥터에 커넥터 커버를 결합하는 단계;
    상기 전자제어요소와 결합된 커넥터를 일측면이 개방된 하우징에 슬롯 형식으로 상기 커넥터와 전자제어요소를 삽입하고, 상기 개방된 일측면을 상기 커넥터 커버가 덮도록 하여 하우징 내부로 상기 커넥터 및 전자제어요소를 수납하는 단계; 및
    상기 커버의 상부면에 소정 높이로 포팅층을 형성하여 상기 하우징 및 상기 커넥터 커버를 실링하는 단계를 포함하는 자동차의 전자제어장치의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징의 개방된 일측면에는 외부를 향해서 소정 길이 연장된 날개부가 상기 하우징의 측면을 따라서 형성되고, 상기 커넥터 커버의 상부로 포팅(Potting)층이 상기 날개부가 형성된 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전자제어장치의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 포팅층이 경화되도록 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전자제어장치의 제조 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 하우징의 날개부의 길이는 상기 포팅층의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 자동차의 전자제어장치의 제조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 포팅층은 실리콘, 에폭시 또는 우레탄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전자제어장치의 제조 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 포팅층의 높이는 3mm 이상 10mm 이하인 것을 특징으로 하는 자동차의 전자제어장치의 제조 방법.
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