JP7038754B2 - 防水型電子装置 - Google Patents

Description

本願は防水型電子装置に関するものである。

従来の防水型電子装置として、電子部品を収納する筐体を筐体本体部と筐体蓋部とで構成し、筐体本体部と筐体蓋部との突き合わせ面に各々嵌合部を設けて嵌合させ、それら嵌合部の隙間に封止樹脂を注入して封止する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。

特開2015-211145号公報

例えば、筐体本体部と筐体蓋部を防水シールする場合、筐体本体部と筐体蓋部の嵌合部が形成された各々の突き合わせ面を互いに接触させた構成にあっては、嵌合部間に生じた隙間に封止樹脂を注入していたため、防水シール部となる接合部において封止樹脂部が薄く形成される場合があった。防水シール部に屋外環境下で塩水等の水溶液が侵入すると、塩などの溶質が結晶化する場合があり、筐体本体部と筐体蓋部の接合部において結晶が成長することで、筐体本体部と筐体蓋部の間隙を結晶が押し広げ、封止樹脂部が剥がれる方向に応力がかかるという問題があった。

本願は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、筐体本体部と筐体蓋部の接合部に塩水等の侵入があった場合でも、気密性を保持することが可能な防水型電子装置を提供することを目的とする。

本願に係わる防水型電子装置は、電子部品、上記電子部品を収納する筐体本体部、上記筐体本体部の開口端面を覆う筐体蓋部、上記筐体本体部と上記筐体蓋部との接合部に配置され、上記電子部品を封止する封止樹脂部を備え、上記筐体本体部は、上記筐体蓋部と接合される領域に、上記筐体蓋部に向かって突出し上記筐体蓋部に接しない高さに形成されるとともに頂部となる上面に溝部が形成された凸形状部を有し、上記凸形状部は環状に形成され、上記溝部は、上記凸形状部の頂部が延在する方向に沿って、かつ、上記凸形状部の内周と外周との間の中間的な領域に環状に形成され、上記封止樹脂部は、上記筐体蓋部と上記凸形状部との間隙に充填されるとともに上記溝部に充填されてなることを特徴とするものである。

本願の防水型電子装置によれば、筐体蓋部と筐体本体部との接合部に、筐体蓋部に接しない高さに筐体本体部の凸形状部を設けるとともに凸形状部の頂部に溝部を設けたため、筐体蓋部に筐体本体部が接する場合と比べて、封止樹脂部を配設する間隙をより大きく確保し、封止樹脂部をより厚く形成することができ、十分な気密性を得ることが可能となる。

実施の形態１による防水型電子装置の斜視図である。 実施の形態１による防水型電子装置の筐体蓋部の斜視図である。 実施の形態１による防水型電子装置の筐体本体部の斜視図である。 実施の形態１による防水型電子装置の筐体蓋部と筐体本体部との接合部を示す要部断面図である。 実施の形態１の樹脂封止状態の変形例を示す防水型電子装置の要部断面図である。 実施の形態１の樹脂封止状態の変形例を示す防水型電子装置の要部断面図である。 実施の形態１の筐体蓋部の変形例を示す防水型電子装置の要部断面図である。 実施の形態２による防水型電子装置を示す断面図である。 実施の形態３による防水型電子装置を示す断面図である。

実施の形態１．
本願の実施の形態１による防水型電子装置１００について、図１から図７を用いて説明する。図１は防水型電子装置１００の筐体外形形状を示す斜視図である。図２は防水型電子装置１００を構成する筐体のうち筐体蓋部２を示す斜視図である。図３は防水型電子装置１００を構成する筐体のうち筐体本体部１を示す斜視図である。図４から図６は筐体蓋部２と筐体本体部１との接合部を示す要部断面図であり、各々封止樹脂部５を構成する樹脂の量が異なる場合を示し、図４は樹脂の量が最も多い場合を示し、図５は樹脂の量が中程度の場合を示し、図６は樹脂の量が最も少ない場合を示している。また、図７は、筐体蓋部２の裏面形状を平坦面とした変形例を示すものである。

図１に例示するように、防水型電子装置１００の外形形状は略円筒形状であり、電子部品１０（後述する）を収納する有底円筒の筐体本体部１は、電子部品１０を実装する平面部１ａと、電子部品１０の外側に位置する平面部１ａの上面から立ち上がる円筒状の側面部１ｂを含む構成である。そのうち側面部１ｂは、周方向の一部に別パーツにて形成された側面部１ｂｂを備える場合がある。この側面部１ｂは、例えば所定の厚さ（幅）に形成される。筐体本体部１の開口端面（上面側）は筐体蓋部２によって覆われ封止されている。

また、図２に示すように、筐体蓋部２の内面側の筐体本体部１と接合される外周部には環状の蓋側凸部３が形成されている。蓋側凸部３の頂部（この例では平面部）は接合面となる。
さらに、図３に示すように、筐体本体部１の側面部１ｂ（側面部１ｂｂを含む）の上端面（筐体蓋部２の外周部と対向する平面部）には、周方向に伸びる環状の凸形状部４が形成されている。少なくとも凸形状部４の表面部は接合面となる。

次に、図４から図６を用いて、筐体本体部１と筐体蓋部２との接合部に封止樹脂部５が充填されて筐体の封止がなされた状態について説明する。ここで接合部とは、筐体本体部１の側面部１ｂと筐体蓋部２（この例では蓋側凸部３）とが対向する領域をいう。図４から図６は電子部品１０の実装面に垂直な方向に沿った防水型電子装置１００の要部断面図であり、封止樹脂部５を中心とした図である。
図４に示すように、筐体本体部１の側面部１ｂの上端面には、側面部１ｂの内周面（内側面）と外周面（外側面）との間の中間的な領域、つまり側面部１ｂの厚みの中央部に位置する領域から凸形状部４が突出している。凸形状部４は筐体蓋部２に向かって上向きに突出しており、筐体蓋部２に接しない高さに調整されて形成されている。凸形状部４の頂部（上面）には、周方向に溝部４ａが穿たれている。溝部４ａは、凸形状部４の頂部が延在する方向に沿って環状に形成される。

封止樹脂部５は筐体蓋部２の蓋側凸部３と筐体本体部１の側面部１ｂとの間隙に充填されて、凸形状部４の表面部を含む筐体本体部１の側面部１ｂの上端面を覆って、凸形状部４の溝部４ａに充填され、さらに蓋側凸部３の頂部に接するとともに、筐体本体部１と筐体蓋部２の外側面部にはみ出した状態に充填されている。筐体本体部１と筐体蓋部２の接合部の外側面側を封止樹脂部５で広く覆うことで、接合部への直接的な被水を防止することが可能となる。
なお、図４の例では、封止樹脂部５は、筐体本体部１と筐体蓋部２の接合部の外側面部だけでなく内側面部にもはみ出した状態に充填されていることを示しており、筐体の内面側においても接合面積を稼いでいる。

このように、筐体本体部１側において溝部４ａをもつ凸形状部４を形成したことで、凸形状部４および溝部４ａを形成しない場合よりも封止樹脂部５との接合面積を稼ぐことができ、接着性が向上する。また、筐体本体部１と筐体蓋部２との接合部から外側および内側に封止樹脂をはみ出させて側面部にも接合面を拡張させることによって、さらに接合面積を稼ぐことが可能となる。
また、凸形状部４の頂部となる上面部において、溝部４ａに位置する部分でのみ封止樹脂部５が他部よりも厚く形成されて芯部となり、封止樹脂部５自体の強度が向上するという利点がある。

次に、本願の防水型電子装置１００の組み立て手順について説明する。
まず、図２、図３に示す形状に形成された筐体蓋部２、筐体本体部１を製作後、筐体本体部１の内底面に電子部品１０を実装する。このとき筐体本体部１の側面部１ｂｂについても基部となる側面部１ｂおよび平面部１ａに組み付けを行う。
次に、筐体本体部１に筐体蓋部２を組み付けるが、このとき、筐体本体部１の側面部１ｂの上端面に封止樹脂を塗布する。これにより凸形状部４を含む本体部側接合面（凹凸面）に封止樹脂を密着させる。その後、塗布した封止樹脂に筐体蓋部２の接合面を重ね合わせて組み付ける。これによって筐体蓋部２の蓋側凸部３と筐体本体部１の凸形状部４の頂点が合うように係合され、凸形状部４の溝部４ａを含む間隙部に充填された封止樹脂が凝固することで封止樹脂部５が形成される。
このように、封止樹脂部５によって防水型電子装置１００の筐体の接合面が水密シールされ、防水機能を有するユニットを得ることができる。

上述したように、本願の防水型電子装置１００は、電子部品１０、その電子部品１０を収納する筐体本体部１、筐体本体部１の開口端面を覆う筐体蓋部２、筐体本体部１と筐体蓋部２との接合部に配置され、筐体本体部１および筐体蓋部２と協同で電子部品１０を封止する封止樹脂部５を備え、筐体本体部１は、筐体蓋部２と接合される領域に、筐体蓋部２に向かって突出し筐体蓋部２に接しない高さに形成されるとともに頂部に溝部４ａが形成された凸形状部４を有し、封止樹脂部５は、筐体蓋部２と凸形状部４との間隙に充填された形状に設けられた構成となっている。

本願の防水型電子装置１００によれば、筐体本体部１と筐体蓋部２の接合部において、筐体本体部１と筐体蓋部２との間に間隙部が確保されている上、溝部４ａにおいては他の部分よりもより厚く封止樹脂部５の樹脂層を形成することが可能であり、この封止樹脂部５により筐体本体部１と筐体蓋部２との気密封止が可能となる。
そのため、例えばこの防水型電子装置１００を車載用として使用する環境下において、筐体本体部１と筐体蓋部２の接合部に塩水等の水溶液が侵入しにくくなり、長期的に気密性を保持することが可能となる。そして、仮に塩等の溶質の結晶化が筐体表面近傍において生じたとしても、封止樹脂部５が十分な厚さに形成されているため、接合部における結晶成長自体を抑制することが可能であり、さらに、接合部において結晶成長が生じたとしても、筐体本体部１と筐体蓋部２との間隔を押し広げシールを剥がそうとする応力を低減することが可能となる。

なお、図４等では、溝部４ａの開口形状はＶ字型の場合を例示しているがその他の形状、例えばＵ字形状、半円形状等とすることが可能であることは言うまでもない。
また、上述の図２、図３の斜視図と、図４等の断面図では筐体形状が合致していない部分があるが、それは図４等では樹脂封止に寄与する接合部を中心とした概略図を示し、樹脂封止との関連が薄い部分、例えば筐体の外縁部等の構成については略記しているためである。

また、図５に図４の樹脂封止状態の変形例を示す。図５の構成は、筐体本体部１および筐体蓋部２の形状は上述の図４のものと同様であるが、接合部に充填した封止樹脂部５１の樹脂量がより少ない点で異なる。図５に示すように、筐体本体部１と筐体蓋部２との接合部に配設された封止樹脂部５１は、筐体本体部１の側面部１ｂの凸形状部４の表面を含む上端面に接するとともに、筐体蓋部２の蓋側凸部３の筐体本体部１との対向面に接しているが、筐体本体部１と筐体蓋部２の外側面部にははみ出さない状態に充填されている。
図５に示す封止樹脂部５１は、図４に示した封止樹脂部５よりも樹脂量が少ないが、図４の構成と同様に、溝部４ａに封止樹脂が充填されているために部分的に厚い樹脂層を得ることができ、気密性を保持することが可能である。

さらに、図６に図５の樹脂封止状態の変形例を示すように、図５で示した封止樹脂部５１よりもさらに樹脂量の少ない封止樹脂部５２を形成することも可能である。図６に示すように、封止樹脂部５２は筐体本体部１の凸形状部４の頂部に接するように配設されている。この時、図６の例では封止樹脂部５２が筐体蓋部２の蓋側凸部３の接合面（頂部）の全面には接しない状態を示しているが、頂部全面に接した状態としてもよいことは言うまでもない。
図６に示す封止樹脂部５２は、図５に示した封止樹脂部５１よりも樹脂量が少ないが、図５の構成と同様に、溝部４ａに封止樹脂が充填されているために部分的に厚い樹脂層を得ることができ、気密性を保持することが可能である。

次に、図７に筐体蓋部２の変形例を示す。上述の図２および図４から図６においては、筐体蓋部２の内面側に蓋側凸部３が設けられた例を挙げていたが、図７に示すように、蓋側凸部３を設けない平板形状の筐体蓋部２とすることも可能である。

実施の形態２．
次に、実施の形態２の防水型電子装置１００について図８を用いて説明する。
上述の実施の形態１では筐体蓋部２の筐体本体部１との接合部に蓋側凸部３を設ける場合、あるいは平坦面とする場合について説明したが、この実施の形態２では、筐体蓋部２の筐体本体部１との接合部に蓋側凹部３０を設けた点に特徴がある。
図８に示すように、筐体蓋部２は平板形状であり、筐体蓋部２の外周部の筐体本体部１と接合される接合面には、その接合面から掘り下げられた蓋側凹部３０が設けられている。この蓋側凹部３０には封止樹脂が充填されて封止樹脂部５が形成されている。

筐体蓋部２に蓋側凹部３０を設けることで、蓋側凹部３０を設けない場合よりも、封止樹脂部５を充填するスペースをより多く確保することができ、封止樹脂部５をより厚く形成することができる。また、蓋側凹部３０に充填された封止樹脂部５が蓋側凹部３０に食い込んだ状態となるため、封止樹脂部５が筐体蓋部２の所定の位置（接合部）からずれにくいという利点がある。

実施の形態３．
次に、実施の形態３の防水型電子装置１００について図９を用いて説明する。
上述の実施の形態１では筐体蓋部２の筐体本体部１との接合部に蓋側凸部３を設け、蓋側凸部３の頂部（接合面）が平坦面である状態を例示していたが、この実施の形態３では、環状に設けられた筐体蓋部２の蓋側凸部３の頂部に蓋側溝部３１を設けた点に特徴がある。例えば、蓋側溝部３１は、蓋側凸部３の伸びる方向に沿って環状に形成され、その断面形状は、溝部４ａと同様に任意に変更することができることは言うまでもない。

図９に示すように、蓋側凸部３の頂部には蓋側溝部３１が形成され、その蓋側溝部３１に封止樹脂部５が充填された構成とすることで、部分的に大きな厚みをもつ封止樹脂部５を得ることができる。筐体本体部１の溝部４ａの直上に筐体蓋部２の蓋側溝部３１を設けることで、接合面の幅の中央部において、封止樹脂部５を筐体本体部１と筐体蓋部２とに食い込ませることができ、その位置において、封止樹脂部５の厚みを、溝部４ａの底部から蓋側溝部３１の底部に至る距離に相当する寸法に増大させることができ、封止樹脂部５自体の強度を向上させることが可能となり、気密性の保持に有効となる。

本開示は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

１ 筐体本体部、 １ａ 平面部、 １ｂ、１ｂｂ 側面部、 ２ 筐体蓋部、 ３ 蓋側凸部、 ４ 凸形状部、 ４ａ 溝部、 ５、５１、５２ 封止樹脂部、 １０ 電子部品、 ３０ 蓋側凹部、 ３１ 蓋側溝部、 １００ 防水型電子装置

Claims (8)

1. 電子部品、上記電子部品を収納する筐体本体部、上記筐体本体部の開口端面を覆う筐体蓋部、上記筐体本体部と上記筐体蓋部との接合部に配置され、上記電子部品を封止する封止樹脂部を備え、
   上記筐体本体部は、上記筐体蓋部と接合される領域に、上記筐体蓋部に向かって突出し上記筐体蓋部に接しない高さに形成されるとともに頂部となる上面に溝部が形成された凸形状部を有し、
   上記凸形状部は環状に形成され、
   上記溝部は、上記凸形状部の頂部が延在する方向に沿って、かつ、上記凸形状部の内周と外周との間の中間的な領域に環状に形成され、
   上記封止樹脂部は、上記筐体蓋部と上記凸形状部との間隙に充填されるとともに上記溝部に充填されてなることを特徴とする防水型電子装置。
2. 上記筐体本体部は、上記電子部品を実装する平面部と、上記平面部の上記電子部品の外側の上面から立ち上がる側面部とを有し、上記凸形状部は上記側面部の上端面に配設されたことを特徴とする請求項１記載の防水型電子装置。
3. 上記封止樹脂部は、上記凸形状部の表面部を含む上記筐体本体部の上記側面部の上端面を覆う領域に配設されたことを特徴とする請求項２記載の防水型電子装置。
4. 上記封止樹脂部は、上記筐体蓋部の外側面側と上記筐体本体部の上記側面部の外側面側にはみ出した状態に形成されたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の防水型電子装置。
5. 平板形状である上記筐体蓋部の外周部から上記筐体本体部に向かって突出した蓋側凸部を有し、上記蓋側凸部と上記封止樹脂部とが接することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の防水型電子装置。
6. 上記蓋側凸部の頂部には蓋側溝部が形成され、上記蓋側溝部に上記封止樹脂部が充填されてなることを特徴とする請求項５記載の防水型電子装置。
7. 上記筐体本体部の上記溝部の直上に上記筐体蓋部の上記蓋側溝部が設けられたことを特徴とする請求項６記載の防水型電子装置。
8. 上記筐体蓋部は平板形状であり、上記筐体蓋部の外周部の上記筐体本体部と接合される接合面には、上記接合面から掘り下げられた蓋側凹部が形成され、上記蓋側凹部に上記封止樹脂部が充填されてなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の防水型電子装置。

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