JP2023149307A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤１９が接合面２８からはみ出て凸形状部１９ａを形成するようにし、防水性能を高める。
【解決手段】筐体２を構成するベース部材４は接着剤１９が充填されるシール溝１１を備え、カバー５はシール溝１１内に配置される突起部１８を備える。シール溝１１は、実質的に平行な筐体内側の第１溝側面２１と筐体外側の第２溝側面２２とを有し、突起部１８は、第１溝側面２１に対向する第１突起部側面２５と第２溝側面２２に対向する第２突起部側面２５とを有する。第２突起部側面２５が、第１突起部側面２５よりも大きな角度を有するテーパ面をなしており、これによって未硬化の接着剤１９が筐体外側へ相対的に多く案内される。
【選択図】図３

Description

この発明は、回路基板が筐体に収容されてなる電子装置に関し、特に筐体が防水シールされている電子装置に関する。

例えば自動車の各種コントローラ等として使用される電子装置にあっては、雨水等に晒される場合に高い防水性能が求められることがある。筐体のシール構造としては、特許文献１等にあるように、一方の部材にシール溝を形成するとともに他方の部材にシール溝内に入り込む突起部を形成し、シール溝内に接着剤を充填した上で突起部を組み合わせることで、２つの部材の間をシールする構成が一般に採用されている。シール溝内に突起部が組み合わせられた状態で両者間に略Ｕ字形の空間が形成されるように各部の寸法が設定されており、この略Ｕ字形の空間内に接着剤が満たされた状態となる。

特開２００９－７０８５５号公報

高い防水性能を得るためには、上記の略Ｕ字形の空間から接着剤が僅かに溢れ、シール溝の外側に位置する２つの部材の接合面から外側（つまり筐体の外表面側）に凸となった形状にはみ出ることが望ましい。

しかしながら、従来のシール構造は、突起部が筐体内側と筐体外側とで対称形状をなしているため、組付時にシール溝に充填された接着剤に突起部が入り込んでいったときに、筐体外側と筐体内側とで同様に液面レベルが変化する。

そのため、筐体外表面に凸形状をなすように接着剤をはみ出させるためには、接着剤の必要量が過度に多くなる。換言すれば、筐体内側に無駄に接着剤がはみ出ることとなる。他方、シール溝に充填する接着剤の量を少なくすると、例えば樹脂部材の変形等により突起部とシール溝との位置関係がばらついたような場合に、接合面の外側に接着剤の凸形状部分が形成されずにシール性ないし防水性能が低下する。

本発明の一つの態様は、電子部品が実装された回路基板と、この回路基板を内部空間に収容した筐体と、を備え、
上記筐体は、上記回路基板が取り付けられるとともに、周囲にシール溝を備えた第１部材と、上記シール溝内に配置される壁状に連続した突起部を有する第２部材と、を含み、
上記シール溝内に充填された接着剤によって上記第１部材と上記第２部材とが接合されてなる電子装置において、
上記シール溝の横断面において、上記シール溝の内側面と上記突起部の外側面とで形成される略Ｕ字形の空間内に上記接着剤が存在し、上記第１部材のシール溝外側の外周縁とこれに対向する上記第２部材の外周縁との間を上記接着剤が満たしているとともに、両者の接合面から外側に凸となるように接着剤がはみ出しており、
上記突起部は、該突起部が上記シール溝内に入るときに硬化前の接着剤を上記筐体の外側へ相対的に多く案内するように非対称形状をなしている。

本発明の構成によれば、シール溝内に充填された接着剤が筐体外側へ多く案内され、第１部材と第２部材との接合面から外側に凸となるようにはみ出た状態が確実に形成される。そのため、接着剤の量を過度に多く必要とせずに防水性能の向上が図れる。

この発明が適用された一実施例の電子装置の斜視図。 図１のＡ－Ａ線に沿った断面図。 図２のＢ部の拡大図。 第２実施例を示す図３と同様の要部拡大図。 第２実施例の作用を説明するための説明図。 第３実施例を示す要部拡大図。 第４実施例を示す要部拡大図。

以下、この発明を自動車用の電子装置に適用した一実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施例である電子装置１の斜視図であり、図２は、そのＡ－Ａ線に沿った断面図である。この電子装置１は、例えば車両用自動変速機のコントローラとして車両の適宜位置に取り付けられるものであって、図２に示すように、筐体２と、この筐体２の内部空間に収容される回路基板３と、を備えている。筐体２は、略矩形の板状をなす金属製のベース部材４と、このベース部材４の一方の面（図２では上方となる面）を覆うように膨らんだ形状をなす合成樹脂製のカバー５と、から構成されており、回路基板３の一端に取り付けられたコネクタ６が図１に示すようにベース部材４とカバー５との間に挟持されている。回路基板３は、ベース部材４に複数のネジ（図示せず）を介して取り付けられている。ベース部材４は、例えばアルミニウム合金のダイキャストによって形成されている。カバー５は、例えば硬質合成樹脂の射出成形によって形成されている。

ベース部材４の外周縁には、コネクタ６部分を除く全周に亘って連続したシール溝１１が形成されている。詳しくは、ベース部材４の外周縁部分が底壁１２に比較して厚肉のフレーム状をなすフランジ部１３として形成されており、このフランジ部１３に、カバー５へ向かって開口したシール溝１１が凹んだ形に形成されている。

なお、図１および図２は、ベース部材４とカバー５との組立が行われるときの姿勢に対応しているので、以下の説明では、この姿勢を基準として、「上」、「下」の語を用いるものとする。実際の自動車内での電子装置１の取付姿勢はこれとは異なるものとなり得る。

カバー５は、コネクタ６部分を除いてほぼ平坦な天井壁１５と、周囲を囲む斜めに傾斜した側壁１６と、を有し、側壁１６の下端に、カバー５の外周縁ともなるフランジ部１７が形成されている。そして、このフランジ部１７の下面に、上記シール溝１１に対応して、壁状に連続した突起部１８が形成されている。

図２に示すように、シール溝１１内に接着剤１９（例えばＦＩＰＧ）が充填されており、この接着剤１９内に突起部１８が配置されることで、両者間がシールされている。つまり、シール溝１１の内側面と突起部１８の外側面とで略Ｕ字形の空間が形成され、この空間内が接着剤１９で満たされている。

図３は、図２のＢ部を拡大して示しており、この図３を参照して、第１実施例におけるベース部材４とカバー５との間のシール構造をさらに詳しく説明する。なお、以下の説明では、特に異なる記載がない限り、「筐体内側」の語は筐体２の内側へ向かう方向（図３では左方向）を意味し、「筐体外側」の語は筐体２の外側へ向かう方向（図３では右方向）を意味するものとする。ベース部材４側のシール溝１１は、筐体内側の直線的な第１溝側面２１と、筐体外側の直線的な第２溝側面２２と、略半円形の曲線をなす底面２３と、から構成されている。第１溝側面２１と第２溝側面２２とは、ダイキャストでの成形に必要な抜き勾配を有するものの、実質的に平行であり、ベース部材４の底面１２に対して垂直な方向つまり上下方向に沿っている。従って、シール溝１１は、上方へ向かって開口した断面略Ｕ字形の凹溝である。第２溝側面２２の上端位置は第１溝側面２１の上端位置よりも僅かに下方に位置する。つまり、ベース部材４の外周のフランジ部１３の上面は、シール溝１１よりも筐体外側の部分と筐体内側の部分とで高さが異なっており、筐体外側の部分の方が相対的に低くなっている。

カバー５の突起部１８は、フランジ部１７の内周面に連続するようにフランジ部１７の筐体内側寄りに形成されている。図３に示すように、ベース部材４とカバー５とが組み合わされたときに、基本的にシール溝１１の幅方向中央位置に突起部１８が配置される。この突起部１８は、第１溝側面２１に対向する第１突起部側面２５と、第２溝側面２２に対向する第２突起部側面２６と、を有し、下端部は丸められた形状をなしている。第１，第２突起部側面２５，２６は、上下方向に延びた平坦面となっている。ここで、筐体内側に位置する第１突起部側面２５は、型成形に必要な僅かな抜き勾配を有するものの、実質的に垂直となっている。これに対し、筐体外側に位置する第２突起部側面２６は、第１突起部側面２５よりも大きな角度を有するテーパ面となっている。換言すれば、突起部１８が先細り形状となるように第２突起部側面２６が傾斜している。

カバー５のフランジ部１７は、突起部１８よりも筐体外側へ張り出しており、このフランジ部１７下面とベース部材４のフランジ部１３（特にシール溝１１よりも筐体外側の部分）の上面との間に、接着剤１９が介在し得るように僅かな間隔が存在する。これらのフランジ部１７下面とフランジ部１３上面は、接着剤１９の層を介して互いに接合される接合面２８に相当する。

上記のような実施例の構成においては、シール溝１１内に所定量の接着剤１９が充填された状態でカバー５を組み付けることで、突起部１８がシール溝１１内の接着剤１９の中に入り込む。このときに、突起部１８の第２突起部側面２６の傾斜によって未硬化の接着剤１９がシール溝１１内で筐体外側へ相対的に多く案内される。これにより、シール溝１１から筐体外側へ上記の接合面２８を通して未硬化接着剤１９が押し出されるようになり、筐体２の外表面において、接合面２８から外側へ凸となるように接着剤１９がはみ出してなる凸形状部１９ａが形成される。この凸形状部１９ａは、シール溝１１内の接着剤１９とともに硬化している。

このように凸形状部１９ａが形成されることで、接着剤１９と接する沿面距離が長くなるとともに、接合面２８が露出しない状態となり、防水性能が高くなる。また、接合面２８における金属製ベース部材４の腐食が抑制される。

仮に凸形状部１９ａの形成が不十分であると、接合面２８が微視的に水が溜まるポケットとなり易く、防水性能が低くなる。

なお、シール溝１１の筐体内側においては、上記のように第２突起部側面２６の傾斜により未硬化の接着剤１９が筐体外側へ多く案内されること、および、第１溝側面２１の上端位置が第２溝側面２２の上端位置よりも相対的に高いこと、によって、未硬化の接着剤１９が筐体２の内部空間に溢れ出にくい。そのため、凸形状部１９ａを確保するために必要となる接着剤１９の使用量が最小限となる。

次に、図４および図５に基づいて第２実施例について説明する。図４は、図３と同様にシール部となる要部の断面を示している。この第２実施例においては、突起部１８は、実質的に平行な第１突起部側面２５と第２突起部側面２６とを備えている。そして、前述した第１実施例における第２突起部側面２６の傾斜に代えて、突起部１８の先端が筐体外側へ向かって傾いたテーパ面３１をなしている。このテーパ面３１によって未硬化の接着剤１９が筐体外側へ相対的に多く案内される。

また、前述した接合面２８における凸形状部１９ａを確実に形成するように、接合面２８にラビリンス構造３２が設けられている。すなわち、接合面２８を構成するカバー５のフランジ部１７の下面１７ａとベース部材４のフランジ部１３の上面１３ａとに、互いに微小間隔を介して隣接して位置する第１突条部３３および第２突条部３４が設けられおり、両者によって蛇行した通路つまりラビリンス構造３２が構成されている。好ましい実施例においては、第１，第２突条部３３，３４はいずれもフランジ面となる下面１７ａおよび上面１３ａから断面略半円形をなすように突出しており、カバー５側の第１突条部３３が筐体内側に、ベース部材４側の第２突条部３４が筐体内側に、それぞれ位置している。

図５は、このようなラビリンス構造３２による作用を説明した説明図であって、組立時に接着剤１９が充填されたシール溝１１に突起部１８が入っていく様子を３つの段階で示している。最初の図（ａ）に示す段階では、未硬化の接着剤１９に突起部１８の先端のみが入っている。この状態から突起部１８が図下方へ進んでいくと、突起部１８先端のテーパ面３１によって未硬化の接着剤１９が筐体外側へ案内されるため、未硬化の接着剤１９は、図（ｂ）に示すように、略Ｕ字形をなすように２つに分かれつつ突起部１８よりも筐体外側の方が相対的に液面レベルが高くなるように上昇していく。やがてシール溝１１の第２溝側面２２の上端を越えて接合面２８（フランジ部１３の上面１３ａ上）に未硬化の接着剤１９が溢れていく。そして、図（ｃ）に示すようにほぼ同時にカバー５側の第１突条部３３がフランジ部１３の上面１３ａの上にある未硬化の接着剤１９を下方へ押圧する。これによって、第１突条部３３よりも筐体外側に存在していた未硬化の接着剤１９が筐体外側へ押し出され、凸形状部１９ａが形成される。この凸形状部１９ａは、筐体２の外表面においてそのまま硬化し、接合面２８の側方を覆うこととなる。

次に、図６に基づいて第３実施例について説明する。図６は、図４と同様の要部の断面図である。この第３実施例は、第２実施例の構成に加えて、シール溝１１の底部の構成を変更したものである。シール溝１１は、筐体内側の直線的な第１溝側面２１と、筐体外側の直線的な第２溝側面２２と、略半円形の曲線をなす底面２３と、から構成されているが、特に、テーパ面３１を備えた突起部１８先端が対向する底面２３の筐体内側寄り部分に、筐体外側へ向かって傾斜した平面部４１が形成されている。テーパ面３１により鋭利となった突起部１８の先端は平面部４１の上方に位置している。なお、平面部４１は、好ましい一実施例においては、突起部１８の進行方向（つまり上下方向）に対して４０～５０°程度の傾斜を有する。

このような第３実施例では、突起部１８が下降するに伴って下方へ押された未硬化の接着剤１９が平面部４１の傾斜に沿って筐体外側へ案内される。従って、前述したテーパ面３１の作用およびラビリンス構造３２の作用と相俟って凸形状部１９ａを確実に形成することができる。

次に、図７に基づいて第４実施例について説明する。図７は、図４と同様の要部の断面図である。この第４実施例は、第２実施例の構成に加えて、シール溝１１に対する突起部１８の位置を変更したものであり、突起部１８が、シール溝１１の幅方向中央位置から筐体外側寄りに片寄って位置している。従って、シール溝１１の内側面と突起部１８の外側面とで形成される略Ｕ字形の空間（接着剤１９が充填される空間）として、筐体外側の空間５１の幅（シール溝１１の幅方向に沿った寸法）が筐体内側の空間５２の幅よりも狭くなる。従って、突起部１８が図下方へ進入したときに、筐体外側の空間５１内での未硬化接着剤１９の圧力が高くなり、接合面２８を通して外部へ押し出され易くなる。これにより、凸形状部１９ａが確実に形成される。

以上、この発明の一実施例を説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば上記実施例では第１部材および第２部材として板状のベース部材４と膨らんだ形状をなすカバー５とが組み合わされているが、この発明はこのような第１，第２部材に限定されず、種々の構成の筐体に適用することができる。

１…電子装置、２…筐体、３…回路基板、４…ベース部材、５…カバー、１１…シール溝、１８…突起部、１９…接着剤、１９ａ…凸形状部、２１…第１溝側面、２２…第２溝側面、２３…底面、２５…第１突起部側面、２６…第２突起部側面、２８…接合面、３１…テーパ面、３２…ラビリンス構造、３３…第１突条部、３４…第２突条部、４１…平面部、５１，５２…空間。

Claims (6)

1. 電子部品が実装された回路基板と、この回路基板を内部空間に収容した筐体と、を備え、
   上記筐体は、上記回路基板が取り付けられるとともに、周囲にシール溝を備えた第１部材と、上記シール溝内に配置される壁状に連続した突起部を有する第２部材と、を含み、
   上記シール溝内に充填された接着剤によって上記第１部材と上記第２部材とが接合されてなる電子装置において、
   上記シール溝の横断面において、上記シール溝の内側面と上記突起部の外側面とで形成される略Ｕ字形の空間内に上記接着剤が存在し、上記第１部材のシール溝外側の外周縁とこれに対向する上記第２部材の外周縁との間を上記接着剤が満たしているとともに、両者の接合面から外側に凸となるように接着剤がはみ出しており、
   上記突起部は、該突起部が上記シール溝内に入るときに硬化前の接着剤を上記筐体の外側へ相対的に多く案内するように非対称形状をなしている、電子装置。
2. 上記シール溝の内側面は、実質的に平行な筐体内側の第１溝側面と筐体外側の第２溝側面とを含み、
   上記突起部は、上記第１溝側面に対向する第１突起部側面と上記第２溝側面に対向する第２突起部側面とを含み、
   上記第２突起部側面が、上記第１突起部側面よりも大きな角度を有するテーパ面をなしている、
   請求項１に記載の電子装置。
3. 上記突起部の先端が筐体外側へ向かって傾いたテーパ面をなしており、
   上記第１部材の上記外周縁と上記第２部材の上記外周縁との間にラビリンス構造が形成されるように、微小間隔を介して互いに隣接する突条部が第１部材および第２部材にそれぞれ設けられている、
   請求項１に記載の電子装置。
4. 上記第２部材の上記突条部が筐体内側寄りに、上記第１部材の上記突条部が筐体外側寄りに、それぞれ位置し、
   各々の突条部は、略半円形の断面形状をなすように、各外周縁のフランジ面から突出している、
   請求項３に記載の電子装置。
5. 上記突起部の先端が対向する上記シール溝の底面の筐体内側寄り部分に、筐体外側へ向かって傾いた平面部が設けられている、
   請求項３または４に記載の電子装置。
6. 上記突起部が上記シール溝の幅方向中央位置から筐体外側寄りに片寄って位置している、
   請求項３～５のいずれかに記載の電子装置。

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