CN109076712B - 基板单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基板单元，具备：电路基板、安装于上述电路基板的连接器部、收容上述电路基板的外壳，上述外壳具备：向上方开口的下部外壳、覆盖上述下部外壳的开口的上部罩、设于该外壳的侧壁且供上述连接器部插通于上述侧壁内外的开口部，上述上部罩具备：内周面，被设置为形成上述开口部的至少一部分，并在上述内周面与上述连接器部的外周面之间具有预定的间隙；及槽部，沿着上述内周面连续地设置，并在上述内周面开口而与上述间隙连通，上述间隙的大小及上述槽部的大小是在上述槽部处于被水充满的状态时通过从外部向上述外壳内进入的水滴在上述间隙形成水膜的大小。

Description

基板单元

技术领域

本发明涉及基板单元。

本申请主张基于2016年05月20日的日本国申请的特愿2016-101732的优先权，引用上述日本国申请中记载的全部记载内容。

背景技术

如专利文献1记载的那样，对收容电气设备的车载用的外壳等实施防止因水的进入而作为收容物的电气设备故障的防水构造。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2014-175365号公报

发明内容

本公开的基板单元具备：

电路基板；

连接器部，安装于上述电路基板；及

外壳，收容上述电路基板，

上述外壳具备：

下部外壳，向上方开口；及

上部罩，覆盖上述下部外壳的开口；

开口部，设于该外壳的侧壁且供上述连接器部插通于上述侧壁的内外，

上述上部罩具备：

内周面，被设置为形成上述开口部的至少一部分，并在上述内周面与上述连接器部的外周面之间具有预定的间隙；及

槽部，沿着上述内周面连续地设置，并在上述内周面开口而与上述间隙连通，

上述间隙的大小及上述槽部的大小是在上述槽部处于被水充满的状态时通过从外部向上述外壳内进入的水滴在上述间隙形成水膜的大小。

附图说明

图1是示出实施方式1的基板单元的概略立体图。

图2是关于实施方式1的基板单元，局部地示出上部罩的上侧凹部附近的概略主视图。

图3是关于实施方式1的基板单元，示出以图1所示的(III)-(III)线剖切连接器部附近的状态的局部剖视图。

图4是关于实施方式1的基板单元，在上部罩向上侧开口的配置状态下剖切上侧凹部附近，局部地说明槽部的说明图。

图5是示出实施方式1的基板单元的概略分解立体图。

具体实施方式

[本公开所要解决的课题]

在通过专利文献1所记载的密封部件封闭外壳内部等的结构中，制造成本增加。

因此，其目的之一是提供一种能够以简单的结构抑制水向收容空间内进入的基板单元。

[本公开的效果]

上述本公开的基板单元能够以简单的结构抑制水向收容空间内进入。

[本申请发明的实施方式的说明]

首先列举本申请发明的实施方式来进行说明。

(1)本申请发明的实施方式的基板单元具备：

电路基板；

连接器部，安装于上述电路基板；及

外壳，收容上述电路基板，

上述外壳具备：

下部外壳，向上方开口；及

上部罩，覆盖上述下部外壳的开口；

开口部，设于该外壳的侧壁且供上述连接器部插通于上述侧壁的内外，

上述上部罩具备：

内周面，被设置为形成上述开口部的至少一部分，并在上述内周面与上述连接器部的外周面之间具有预定的间隙；及

槽部，沿着上述内周面连续地设置，并在上述内周面开口而与上述间隙连通，

上述间隙的大小及上述槽部的大小是在上述槽部处于被水充满的状态时通过从外部向上述外壳内进入的水滴在上述间隙形成水膜的大小。

“间隙的大小”包括在连接器部的插入方向上观察时的宽度。

“槽部的大小”包括截面积。

在上述基板单元中，将上述间隙的大小及上述槽部的大小设为特定的大小而如上所述在间隙形成水膜，使水的表面张力所产生的向槽部的周向的压力大于水向朝向外壳内的方向的压力。由此，经由槽部，排出多余的水。

以下，更详细地进行说明。

当水进入了基板单元的外壳内时，电路基板有可能损伤。例如，从基板单元的上方落下的水碰到基板单元等而成为水滴并飞散，该水滴有可能进入外壳内。在外壳的侧壁设有连接器部用的开口部，连接器部经由该开口部而插通配置于外壳内外的情况下，碰到从上述开口部向外壳外突出的连接器部的一部分等而飞散的水滴有可能从上述开口部与连接器部之间的间隙的任意位置进入外壳内。在上述基板单元中，连接器部用的开口部与连接器部之间的间隙、上部罩的设于上述开口部附近的槽部是特定的大小，因此要从该间隙向外壳内进入的水充满槽部时，能够在上述间隙自动地形成水膜。利用上述压力的关系，能够将该水膜用作止水膜。侵入上述间隙的新的水滴被水膜吸收，伴随着吸收而产生的过剩量(超过槽部的容许量的量)能够从槽部的开口部经由连通的间隙随时排出。这样，通过从连接器部用的开口部进入的水形成水膜并排出剩余水，由此可以说能够使水膜存在的状态持续。如果没有水的进入则从槽部经由间隙排水，能够设为在槽部及间隙中不存在水的状态。上述基板单元在上部罩中的供连接器部插通配置的开口部附近具备特定的槽部，并且将该开口部附近的大小设为特定的大小这样简单的结构，就能够抑制水向电路基板的收容空间内进入。另外，上述基板单元不需要另行设置密封部件，组装作业性也优异。

(2)作为上述基板单元的一例，例举出以下方式：

在上述上部罩的侧壁部具备上侧凹部，上述上侧凹部形成上述开口部的一部分，并包围上述连接器部的外周面的上侧，

在上述下部外壳的侧壁部具备下侧凹部，上述下侧凹部形成上述开口部的其他部分，并包围上述连接器部的外周面的下侧，

上述槽部设于形成上述上侧凹部的上述内周面。

上述方式以包围上部罩的上侧凹部的方式具备特定的槽部，因此除了上述飞散的水滴以外，还能够抑制从基板单元的上方在连接器部中传导而向电路基板的收纳空间内进入的水的进入。

[本申请发明的实施方式的详细]

以下，参照附图详细地说明本申请发明的实施方式的基板单元。图中的同一附图标记表示同一名称物。

[实施方式1]

参照图1～图5来说明实施方式1的基板单元1。

如图5所示，基板单元1具备：电路基板10、安装于电路基板10的连接器部20、收容电路基板10的外壳40。外壳40具备：向上方开口的下部外壳42、覆盖下部外壳42的开口的上部罩44、设于外壳40的侧壁的开口部46。连接器部20经由开口部46而插通于外壳40的侧壁的内外(图1)。实施方式1的基板单元1的特征之一是，在外壳40的侧壁具备防止水从开口部46向外壳40内进入的防水构造这一点。防水构造的概要是在上部罩44中的开口部46的形成部位具备槽部45，将开口部46与连接器部20之间的间隙462及槽部45设为特定的大小，将通过想要从开口部46向外壳40内进入的水而形成于间隙462的水膜作为止水膜。

以下，主要参照图5来说明各结构要素，然后主要参照图2、图3来说明防水构造的详细情况。在以下的说明中，在基板单元1中，将外壳40的下部外壳42侧设为下侧，将上部罩44侧设为上侧，将与外壳40的上下方向正交的方向且配置有连接器部20的一侧设为前侧，将其相反侧设为后侧。

(电路基板)

电路基板10是形成有导电图案(未图示)的大致矩形形状的印刷基板。由导电图案构成的导电电路是例如控制用的导电电路(电路的一部分)。在电路基板10上安装有开关元件等电子部件(未图示)和连接器部20。在图5中，例示出在构成电力电路的汇流条60上配置有电路基板10，两者经由绝缘性的粘接剂或粘接片等而固定的一体物。该例的汇流条60具备支撑电路基板10的主体部、从主体部延伸设置的延伸部62。外部设备与延伸部62电连接。

(连接器部)

连接器部20是将电路基板10与外部的控制装置等电连接的连接部件，具备通过钎焊等而与电路基板10的导电电路电连接的连接器端子24及保护这些的壳体。在图5中，例示出在电路基板10的前侧缘部安装有连接器部20，连接器端子24从收纳在外壳40内的壳体的后侧区域延伸设置。在向外壳40外突出的壳体的前侧区域(图1)连接有外部的控制装置等的对方侧连接器部(未图示)。

(外壳)

该例子的外壳40是将向上方开口的箱状的下部外壳42和覆盖下部外壳42的开口的箱状的上部罩44组合而形成电路基板10的收容空间的较浅的箱状容器。通过该组合，下部外壳42的侧壁部42b和上部罩44的侧壁部44b重叠而形成外壳40的侧壁，在该侧壁上设有贯通于外壳40内外的连接器部20用的开口部46(图1)。在该例子中，在上部罩44的侧壁部44b形成开口部46的一部分，并具备包围连接器部20的外周面的上侧的上侧凹部440，在下部外壳42的侧壁部42b形成开口部46的其他部分，并具备包围连接器部20的外周面的下侧的下侧凹部420。开口部46是由下侧凹部420和上侧凹部440包围的筒状的空间。连接器部20由下侧凹部420和上侧凹部440夹持而相对于外壳40被定位。

·下部外壳

该例子的下部外壳42具有形成外壳40底面的平板状的底部42a及从底部42a的周缘立设的框状的侧壁部42b，是与底部42a相反的一侧(上侧)开口的矩形箱状。底部42a和侧壁部42b能够设为成形为一体的成形物，或设为不成形为一体而分别独立的部件且通过螺栓等固定部件而一体化的组合物。在设为组合物的情况下，各部42a、42b的结构材料可以相同也可以不同。

在底部42a上载置有电路基板10(在此是与汇流条60成为一体的一体物)。该例子的底部42a是比电路基板10大一圈的矩形形状，作为对从安装于电路基板10的电子部件产生的热量进行散热的散热片发挥作用。具有散热片功能的底部42a能够利用对例如铝或铜及其合金等高热传导性的金属板进行绝缘塗装而成的部件。

侧壁部42b设为包围电路基板10的外周。该例子的侧壁部42b是在底部42a的整周连续的矩形形状的框体。并且，该例子的侧壁部42b具备：包围电路基板10的四方的内侧壁、将内侧壁的前侧区域和后侧区域分别局部地包围的外侧壁及介于两区域间的基台部424。在构成双层构造的内侧壁与外侧壁之间的细小的间隙等中插入上部罩44的侧壁部44b的前侧区域及后侧区域(图1)。基台部424支撑汇流条60的延伸部62。

侧壁部42b中的前侧区域的中央部以向上侧开口的方式形成缺口。在该例子中，上述内壁部和外侧壁这两者呈矩形形状地形成缺口，内侧壁的缺口相当于下侧凹部420。形成下侧凹部420的内周面形成开口部46的一部分，从连接器部20的下侧区域包围侧方区域。

在该例子中，内侧壁及外侧壁形成缺口，使得形成下侧凹部420的内周面中的位于下侧的内侧底面422与形成外侧壁的开槽的内周面中的位于下侧的外侧底面421相比处于靠上侧的位置(也可参照图2、图3)。当在下侧凹部420配置了连接器部20时，在连接器部20的下表面与外侧壁的外侧底面421之间设有高度h的间隙G(同上)。外侧底面421与后述的上部罩44的突出部442的下端面抵接(同上)，突出部442位于比突出部分靠前侧处，该突出部分包括位于比外侧底面421靠上侧处的内侧底面422(图3)。通过该突出部分，能够增大水从槽部45向电路基板10侧进入的进入距离。

除此以外，在该例子中，在侧壁部42b的内侧壁的适当的位置(例如，前侧区域的下侧凹部420的两侧等)具备固定上部罩44的侧壁部44b的卡合部(在此是卡合突起423)。在基台部424上以从上表面的中央部向上方突出的方式安装有外螺纹部80。电路基板10通过配置为在设于汇流条60的延伸部62的贯通孔60h中插通外螺纹部80且延伸部62支撑于基台部424的状态，而被自动地定位于下部外壳42上的预定的位置。

下部外壳42及后述的上部罩44的结构材料可列举出例如聚丙烯(PP)或聚酰胺(PA)等合成树脂。

·上部罩

上部罩44具备内周面，该内周面被设置为形成开口部46的至少一部分，并在其与连接器部20的外周面之间具有预定的间隙462(图1、图2)。并且，上部罩44具备槽部45，该槽部45沿着上述内周面连续设置且在该内周面开口而与间隙462连通。该例子的上部罩44具备形成开口部46的一部分的上侧凹部440，槽部45设于构成上侧凹部440的内周面441(也可参照图3、图4)。在实施方式1的基板单元1中，特征之一是间隙462的大小及槽部45的大小是在槽部45处于被水充满的状态时通过从外部向外壳40内进入的水滴而在间隙462形成水膜的大小。如上所述，在间隙462形成水膜，使水的表面张力所产生的向槽部45的周向的压力大于水向外壳40内的方向的压力，由此将上述水膜作为止水膜并经由槽部45排出多余的水。

如图5等所示，该例子的上部罩44是形成外壳40的上表面的平板状的顶棚部44a及从顶棚部44a的周缘立设的框状的侧壁部44b一体地形成的矩形箱状。上部罩44形成为与下部外壳42的开口形状对应的形状。在此，是能够在使下部外壳42的基台部424露出的状态下覆盖下部外壳42的内侧壁的开口部及外侧壁的开口部的形状(也可参照图1)。在侧壁部44b上，在与下部外壳42的卡合部(在此是卡合突起423)对应的位置设有卡合部(在此是卡合孔443)。上部罩44的侧壁部44b的一部分插入下部外壳42的侧壁部42b的双重构造部分，并且上述卡合部进行卡合，由此上部罩44和下部外壳42被固定为一体，对电路基板10以不向外壳40外露出的方式进行收纳(图1)。

·上侧凹部

侧壁部44b中的前侧区域的中央部以向下侧开口的方式形成缺口。该缺口相当于上侧凹部440。形成上侧凹部440的内周面441形成开口部46的一部分，从连接器部20的上侧区域包围侧方区域。该例子的侧壁部44b在其前侧区域具备上侧凹部440附近比其他区域向前侧突出的门型的突出部442。在该突出部442上形成有槽部45。

形成开口部46的下侧凹部420及上侧凹部440的形状和大小代表性来讲根据连接器部20的形状和大小，在能够插通配置连接器部20并且能够相对于外壳40进行定位的范围内，适当考虑组装时的公差地设定。在实施方式1的基板单元1中，包括这样的制造上的间隙在内的间隙462的大小和槽部45的大小设为特定的大小(详细后述)。

上侧凹部440的形状是沿着连接器部20的外形的形状。在该例子中是包围长方体状的连接器部20的上侧区域及侧方区域的矩形形状的门型。并且，在该例子中，上侧凹部440的形状及大小被调整为，使得形成上侧凹部440的内周面441与连接器部20的外周面之间的间隙462在内周面441的周向上为相同的宽度W₄₆₂(图2)。间隙462的宽度W₄₆₂是上侧凹部440的内周面441与连接器部20的外周面之间的距离。在设为相同的宽度的情况下，容易调整槽部45的大小，槽部45的形状也容易设为简单的形状。只要能够形成后述的水膜，则也可以是上侧凹部440的形状与连接器部20的外形不同，也可以是在内周面441的周向上宽度W₄₆₂局部不同。

·槽部

该例子的槽部45在突出部442的内侧沿着上侧凹部440呈门型地连续设置(图2的虚线，图4)，在形成上侧凹部440的内周面441开口并且在下端面(图4中上表面)也形成开口。下端面的开口部通过突出部442的下端面与下部外壳42的外侧底面421抵接而实质上关闭。另外，在图3、图4中，例示出截面形状为矩形形状的槽部45。槽部45的截面形状能够适当变更，例如槽底面不是平面而是能够设为弯曲的U字状等。

槽部45能够通过在形成上侧凹部440的内周面441开口而形成与间隙462连通的空间。利用该空间来进行后述的水膜的形成和排水。

槽部45的大小具体而言槽宽度W₄₅(图3、图4)、槽深度D₄₅(图2、图4)、截面积、上侧凹部440的沿着内周面441的周向的周长度、槽部45的容积等根据间隙462的大小而设定。尤其是，可列举为了在间隙462自动地形成水膜，使水的表面张力所产生的向槽部45的周向的压力大于水朝向外壳40内的方向的压力，并经由槽部45排出多余的水，而调整间隙462的宽度W₄₆₂、槽部45的截面积、从内周面441中的形成开口部46的周缘到槽部45的宽度W₄₄₁(图3、图4)、开口部46的沿着连接器部20的上表面的宽度W₄₆(图2)等。在该例子中，调整槽部45的大小，使得在内周面441的周向上使槽宽度W₄₅与槽深度D₄₅相同。截面积由槽宽度W₄₅和槽深度D₄₅的乘积表示，因此该例子的槽部45的截面积也相同。

另外，作为间隙462的大小，可列举宽度W₄₆₂、内周面的宽度W₄₄₁、开口部46的宽度W₄₆、上侧凹部440的沿着内周面441的周向的周长度L、由宽度W₄₆₂和周长度L的乘积表示的面积等。作为槽部45的大小，可列举上述槽宽度W₄₅、槽深度D₄₅、截面积、周长度、容积等。如该例子那样，在内周面441的周向上，间隙462的宽度W₄₆₂、槽部45的槽宽度W₄₅及槽深度D₄₅及截面积相同的情况下，通过间隙462的宽度W₄₆₂及周长度L及槽部45的槽深度D₄₅求出槽部45的周长度，通过槽部45的截面积和槽部45的周长度的乘积求出槽部45的容积。这样，在间隙462的宽度W₄₆₂和槽部45的截面积相同的情况等下，能够通过调整间隙462的宽度W₄₆₂和槽部45的截面积来实质上调整其他大小中的至少一个。

(防水构造)

接着，说明基板单元1中的防水构造。图2、图3中的粗虚线的箭头表示水w的流动。

从基板单元1的上方滴下的水w碰到外壳40的上表面尤其是上部罩44的突出部442或从开口部46突出的连接器部20等而飞散。在连接器部20的外周面与形成开口部46的内周面(在此是形成上部罩44的上侧凹部440的内周面441)之间具有间隙462。因此飞散的水滴能够从间隙462的任意位置，在间隙462的进深方向(图3中左右方向)上以任意角度进入外壳40内。间隙462具有一定程度的进深尺寸(宽度W₄₄₁等)，因此进入到间隙462的水滴在到达槽部45为止的期间，与连接器部20的外周面、上侧凹部440的内周面441、槽部45的内周面中的任一个接触，停留在间隙462或槽部45内。超过槽部45的容许量的水在槽部45传导而从槽部45的下侧的开口部向间隙462的下侧区域排出，从该间隙462经由间隙G，在侧壁部42b的外侧底面421传导而向外壳40外排出。在水w从进入间隙462起到排出的过程中，利用进入的水的表面张力，在间隙462自动地形成水膜。在飞散的水滴连续地进入间隙462的情况下，水膜吸收新的水滴，以该吸收量将槽部45内的旧的水排出。即使超过槽部45的容许量的水滴想要进入也排出剩余水，因此能够维持形成有水膜的状态。如果没有来自间隙462的水的进入，则槽部45内的水全部排出(包括干燥)。能够通过新的水滴向间隙462进入而反复形成水膜。

(用途)

实施方式的基板单元1能够用于例如搭载于汽车等车辆的直流电压转换器、AC/DC转换器、DC/AC逆变器等的大电流功率控制单元。

(效果)

实施方式1的基板单元1能够在设于外壳40的侧壁的连接器部20用的开口部46与连接器部20之间的间隙462自动地形成作为止水膜发挥作用的水膜，因此能够抑制水向外壳40中的电路基板10的收纳空间内进入。另外，能够通过在开口部46的形成部位设置特定的槽部45，并且将间隙462的大小及槽部45的大小设为特定的大小这样的简单结构，构筑基于上述水膜的防水构造，因此基板单元1的制造性优异。尤其是，在该例子的基板单元1中，在上部罩44中的形成连接器部20用的开口部46的一部分的上侧凹部440具备槽部45，由此除了碰撞到连接器部20或外壳40而飞散的水滴以外，还能够抑制从基板单元1的上方向连接器部20传导的水进入。

[试验例1]

关于实施方式1的基板单元1，具体地设定连接器部20与外壳40的开口部46之间的间隙462的宽度W₄₆₂、在上部罩44中的形成开口部46的一部分的上侧凹部440设置的槽部45的截面积，调查水向外壳40内的进入状态。

试验以在JIS C 0920(2003年)规定的保护等级(IP码)是“2”的情况为基准进行。在此，进行了十次防水试验。另外，将连接器部设为长方体状，该连接器部与上部罩的上侧凹部的内周面之间的间隙是在长方体状的连接器部的外周面中的三面与形成上侧凹部的门型的内周面之间设置的门型的间隙。间隙的宽度设为在上述门型的内周面的周向上相同。槽部设为沿着上述门型的内周面的门型的槽部。槽深度及槽宽度在上述门型的内周面的周向上相同。

对将间隙的宽度W₄₆₂设为0.5mm，将槽部的截面积设为1mm²(槽深度D₄₅：1mm，槽宽度W₄₅：1mm)的试样No.1进行了十次防水试验，水未进入外壳内。由此，能够确认能够通过适当调整上述间隙的大小及槽部的大小来防止水向外壳内进入。

本发明不限于这些例示，而是由权利要求书表示，并意在包括在与权利要求书等同含义及范围内的全部变更。例如，能够变更间隙的大小(宽度，周长度等)、槽部的大小(槽宽度、槽深度、截面积、周长度、体积)、槽部的形状、上部罩中的连接器部用的开口部的形成部位的形状、大小(上述内周面的宽度，开口部的宽度等)等。

附图标记说明

1基板单元

10电路基板

20连接器部 24连接器端子

40外壳

42下部外壳

42a底部 42b侧壁部

420下侧凹部 421外侧底面 422内侧底面

423卡合突起 424基台部

44上部罩

44a顶棚部 44b侧壁部 440上侧凹部

441内周面 442突出部 443卡合孔

45槽部

46开口部

462、G间隙

60汇流条 62延伸部 60h贯通孔

80外螺纹部

w水。

Claims (2)

1.一种基板单元，具备：

电路基板；

连接器部，安装于所述电路基板；及

外壳，收容所述电路基板，

所述外壳具备：

下部外壳，向上方开口；及

上部罩，覆盖所述下部外壳的开口；

开口部，设于该外壳的侧壁且供所述连接器部插通于所述侧壁的内外，

所述上部罩具备：

内周面，被设置为形成所述开口部的至少一部分，并在所述内周面与所述连接器部的外周面之间具有预定的间隙；及

槽部，沿着所述内周面连续地设置，并在所述内周面开口而与所述间隙连通，

所述间隙的大小及所述槽部的大小被设定为使得在所述槽部处于被水充满的状态时通过从外部向所述外壳内进入的水滴在所述间隙形成抑制水向所述电路基板的收容空间内进入的止水膜。

2.根据权利要求1所述的基板单元，其中，

在所述上部罩的侧壁部具备上侧凹部，所述上侧凹部形成所述开口部的一部分，并包围所述连接器部的外周面的上侧，

在所述下部外壳的侧壁部具备下侧凹部，所述下侧凹部形成所述开口部的其他部分，并包围所述连接器部的外周面的下侧，

所述槽部设于形成所述上侧凹部的所述内周面。

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