JP6604477B2 - 基板ユニット - Google Patents
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Description
回路基板と、
前記回路基板に実装されるコネクタ部と、
前記回路基板を収容するケースとを備える基板ユニットであって、
前記ケースは、
上方に開口する下部ケースと、
前記下部ケースの開口を覆う上部カバーと、
このケースの側壁に設けられて、前記コネクタ部を前記側壁の内外に挿通させる開口部とを備え、
前記上部カバーは、
前記開口部の少なくとも一部を形成し、前記コネクタ部の外周面との間に所定の隙間を有して設けられる内周面と、
前記内周面に沿って連続して設けられ、前記内周面に開口して前記隙間に連通する溝部とを備え、
前記隙間の大きさ及び前記溝部の大きさは、前記溝部が水で満たされた状態にあるときに外部から前記ケース内に浸入する水滴によって前記隙間に水膜を形成する大きさである。
最初に、本発明の実施形態を列記して説明する。
(1)本発明の実施形態に係る基板ユニットは、
回路基板と、
前記回路基板に実装されるコネクタ部と、
前記回路基板を収容するケースとを備える基板ユニットであって、
前記ケースは、
上方に開口する下部ケースと、
前記下部ケースの開口を覆う上部カバーと、
このケースの側壁に設けられて、前記コネクタ部を前記側壁の内外に挿通させる開口部とを備え、
前記上部カバーは、
前記開口部の少なくとも一部を形成し、前記コネクタ部の外周面との間に所定の隙間を有して設けられる内周面と、
前記内周面に沿って連続して設けられ、前記内周面に開口して前記隙間に連通する溝部とを備え、
前記隙間の大きさ及び前記溝部の大きさは、前記溝部が水で満たされた状態にあるときに外部から前記ケース内に浸入する水滴によって前記隙間に水膜を形成する大きさである。
「隙間の大きさ」とはコネクタ部の挿入方向にみたときの幅を含む。
「溝部の大きさ」とは断面積を含む。
以下、より詳しく説明する。
前記上部カバーの側壁部に、前記開口部の一部を形成し、前記コネクタ部の外周面の上側を囲む上側凹部を備え、
前記下部ケースの側壁部に、前記開口部の他部を形成し、前記コネクタ部の外周面の下側を囲む下側凹部を備え、
前記溝部は、前記上側凹部を形成する前記内周面に設けられている形態が挙げられる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る基板ユニットを詳細に説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。
図1〜図5を参照して、実施形態1の基板ユニット1を説明する。
基板ユニット1は、図5に示すように、回路基板10と、回路基板10に実装されるコネクタ部20と、回路基板10を収容するケース40とを備える。ケース40は、上方に開口する下部ケース42と、下部ケース42の開口を覆う上部カバー44と、ケース40の側壁に設けられる開口部46とを備える。コネクタ部20は、開口部46を介して、ケース40の側壁の内外に挿通される(図1)。実施形態1の基板ユニット1は、開口部46からケース40内に水が浸入することを防止する防水構造をケース40の側壁に備える点を特徴の一つとする。防水構造の概要は、上部カバー44における開口部46の形成箇所に溝部45を備え、開口部46とコネクタ部20との間の隙間462及び溝部45を特定の大きさとし、開口部46からケース40内に浸入しようとする水によって隙間462に形成される水膜を止水膜とする、というものである。
回路基板10は、導電パターン(図示せず)が形成された略矩形状のプリント基板である。導電パターンによって構成される導電路は、例えば制御用の導電路(回路の一部)である。回路基板10にはスイッチング素子等の電子部品(図示せず)やコネクタ部20が実装される。図5では、電力回路を構成するバスバー60上に回路基板10が配置され、両者が絶縁性の接着剤や接着シート等を介して固定された一体物を例示する。この例のバスバー60は、回路基板10を支持する本体部と、本体部から延設される延設部62とを備える。延設部62には外部機器が電気的に接続される。
コネクタ部20は、回路基板10と外部の制御装置等とを電気的に接続する接続部材であり、回路基板10の導電路に半田付けなどによって電気的に接続されるコネクタ端子24と、これらを保護するハウジングとを備える。図5では、回路基板10の前側縁部にコネクタ部20が取り付けられ、ケース40内に収納されるハウジングの後側領域からコネクタ端子24が延設されるものを例示する。ケース40外に突出されるハウジングの前側領域(図1)には、外部の制御装置等の相手側コネクタ部(図示せず)が接続される。
この例のケース40は、上方に開口する箱状の下部ケース42と、下部ケース42の開口を覆う箱状の上部カバー44とが組み合わされて回路基板10の収容空間を形成する比較的浅い箱状容器である。この組み合わせによって、下部ケース42の側壁部42bと上部カバー44の側壁部44bとが重複してケース40の側壁を形成し、この側壁に、ケース40の内外に貫通するコネクタ部20用の開口部46が設けられる(図1)。この例では、上部カバー44の側壁部44bに、開口部46の一部を形成し、コネクタ部20の外周面の上側を囲む上側凹部440を備え、下部ケース42の側壁部42bに、開口部46の他部を形成し、コネクタ部20の外周面の下側を囲む下側凹部420を備える。開口部46は、下側凹部420と上側凹部440とで囲まれる筒状の空間である。コネクタ部20は、下側凹部420と上側凹部440とに挟まれてケース40に対して位置決めされる。
この例の下部ケース42は、ケース40の底面を形成する平板状の底部42aと、底部42aの周縁から立設される枠状の側壁部42bとを有し、底部42aと反対側(上側)が開口した矩形箱状である。底部42aと側壁部42bとは、一体に成形された成形物としたり、一体に成形されておらずそれぞれ独立した部材であり、ボルト等の固定部材により一体化される組物としたりすることができる。組物とする場合、各部42a,42bの構成材料を等しくすることも異ならせることもできる。
上部カバー44は、開口部46の少なくとも一部を形成し、コネクタ部20の外周面との間に所定の隙間462(図1,図2)を有して設けられる内周面を備える。かつ、上部カバー44は、上記内周面に沿って連続して設けられ、この内周面に開口して隙間462に連通する溝部45を備える。この例の上部カバー44は開口部46の一部を形成する上側凹部440を備え、溝部45は上側凹部440を構成する内周面441に設けられている(図3,図4も参照)。実施形態1の基板ユニット1では、隙間462の大きさ及び溝部45の大きさが、溝部45が水で満たされた状態にあるときに外部からケース40内に浸入する水滴によって隙間462に水膜を形成する大きさであることを特徴の一つとする。上述のように隙間462に水膜を形成して、水の表面張力による溝部45の周方向への圧力を水がケース40内に向かう方向の圧力よりも大きくすることで、上記水膜を止水膜とすると共に、溝部45を介して余分な水を排出する。
側壁部44bにおける前側領域の中央部は下側に開口するように切り欠かれている。この切欠が上側凹部440に相当する。上側凹部440を形成する内周面441は、開口部46の一部を形成し、コネクタ部20の上側領域から側方領域を囲む。この例の側壁部44bは、その前側領域において、上側凹部440の近傍がその他の領域よりも前側に突出した門型の突出部442を備える。この突出部442に溝部45が形成されている。
この例の溝部45は、突出部442の内側に、上側凹部440に沿って門型に連続して設けられ(図2の破線、図4)、上側凹部440を形成する内周面441に開口すると共に、下端面(図4では上面)にも開口する。下端面の開口部は、突出部442の下端面が下部ケース42の外側底面421に当接することで実質的に閉じられる。なお、図3,図4では、断面形状が矩形状の溝部45を例示する。溝部45の断面形状は適宜変更でき、例えば溝底面が平面ではなく湾曲したU字状などとすることができる。
次に、基板ユニット1における防水構造を説明する。図2,図3中の太破線の矢印は、水wの流れを示す。
基板ユニット1の上方から垂れてきた水wは、ケース40の上面、特に上部カバー44の突出部442や、開口部46から突出するコネクタ部20などに当たって飛散する。コネクタ部20の外周面と、開口部46を形成する内周面(ここでは上部カバー44の上側凹部440を形成する内周面441)との間に隙間462を有する。そのため、飛散した水滴は、隙間462の任意の位置から、隙間462の奥行方向(図3では左右方向)に対して任意の角度でケース40内に浸入し得る。隙間462がある程度の奥行寸法(幅W441など)を有するため、隙間462に浸入した水滴は、溝部45に至るまでの間に、コネクタ部20の外周面、上側凹部440の内周面441、溝部45の内周面のいずれかに接触して、隙間462又は溝部45内に留まる。溝部45の許容量を超える水は、溝部45を伝って溝部45の下側の開口部から隙間462の下側領域に排出され、この隙間462から隙間Gを経て、側壁部42bの外側底面421を伝ってケース40外に排出される。水wにおける隙間462への浸入から排出の過程で、浸入した水の表面張力を利用して、隙間462に水膜が自動的に形成される。飛散した水滴が隙間462に連続的に浸入する場合には、水膜が新しい水滴を吸収し、この吸収分だけ溝部45内の古い水を排水する。溝部45の許容量を超える水滴が浸入しようとしても余剰を排水するため、水膜が形成された状態を維持できる。隙間462からの水の浸入が無くなれば、溝部45内の水が全て排出される(乾燥を含む)。隙間462への新たな水滴の浸入によって水膜を繰り返し形成可能である。
実施形態の基板ユニット1は、例えば、自動車等の車両に搭載される直流電圧変換器、AC/DC変換器、DC/ACインバータ等の大電流パワー制御ユニットに利用できる。
実施形態1の基板ユニット1は、ケース40の側壁に設けられるコネクタ部20用の開口部46とコネクタ部20との間の隙間462に、止水膜として機能する水膜を自動的に形成できるため、ケース40における回路基板10の収納空間内への水の浸入を抑制できる。また、開口部46の形成箇所に特定の溝部45を設けると共に、隙間462の大きさ及び溝部45の大きさを特定のものとするという簡単な構成で上記の水膜による防水構造を構築できるため、基板ユニット1は製造性にも優れる。特に、この例の基板ユニット1では、上部カバー44におけるコネクタ部20用の開口部46の一部を形成する上側凹部440に溝部45を備えることで、コネクタ部20やケース40に当たって飛散した水滴の他、基板ユニット1の上方からコネクタ部20に伝わってきた水の浸入も抑制できる。
実施形態1の基板ユニット1について、コネクタ部20とケース40の開口部46との間の隙間462の幅W462と、上部カバー44における開口部46の一部を形成する上側凹部440に設けられた溝部45の断面積とを具体的に設定して、ケース40内への水の浸入状態を調べた。
10 回路基板
20 コネクタ部 24 コネクタ端子
40 ケース
42 下部ケース
42a 底部 42b 側壁部
420 下側凹部 421 外側底面 422 内側底面 423 係合突起
424 台部
44 上部カバー
44a 天井部 44b 側壁部 440 上側凹部 441 内周面
442 突出部 443 係合孔
45 溝部
46 開口部
462,G 隙間
60 バスバー 62 延設部 60h 貫通孔
80 雄ネジ部
w 水
Claims (2)
- 回路基板と、
前記回路基板に実装されるコネクタ部と、
前記回路基板を収容するケースとを備える基板ユニットであって、
前記ケースは、
上方に開口する下部ケースと、
前記下部ケースの開口を覆う上部カバーと、
このケースの側壁に設けられて、前記コネクタ部を前記側壁の内外に挿通させる開口部とを備え、
前記上部カバーは、
前記開口部の少なくとも一部を形成し、前記コネクタ部の外周面との間に所定の隙間を有して設けられる内周面と、
前記内周面に沿って連続して設けられ、前記内周面に開口して前記隙間に連通する溝部とを備え、
前記隙間の大きさ及び前記溝部の大きさは、前記溝部が水で満たされた状態にあるときに外部から前記ケース内に浸入する水滴によって前記隙間に水膜を形成する大きさである基板ユニット。 - 前記上部カバーの側壁部に、前記開口部の一部を形成し、前記コネクタ部の外周面の上側を囲む上側凹部を備え、
前記下部ケースの側壁部に、前記開口部の他部を形成し、前記コネクタ部の外周面の下側を囲む下側凹部を備え、
前記溝部は、前記上側凹部を形成する前記内周面に設けられている請求項1に記載の基板ユニット。
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