JP2013161887A

JP2013161887A - 筐体

Info

Publication number: JP2013161887A
Application number: JP2012021199A
Authority: JP
Inventors: Katahito Tamura; 賢仁田村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-19
Also published as: US20130200075A1

Abstract

【課題】コストアップを招くことなく内部への水の浸入をより確実に防止することができる筐体を提供すること。
【解決手段】本発明による筐体１は、被収納物を収納する本体２と、本体２の開口を塞ぐ蓋部３と、開口の開口縁部２ａと蓋部３の縁部３ａとの間に挟持されるシール部材４とを含む筐体１であって、縁部３ａと開口縁部２ａの少なくとも一方は、シール部材４との間に空間部を形成する凹部５を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部に対して内部を画成し、外部から内部への雨水等の水の浸入をなるべく防止する、有底で無蓋の開口を有する本体と、本体の開口を塞ぐ蓋部とを有する筐体に関する。

一般に電子機器は筐体により外部と画成される内部に電子回路を内蔵している。このため内蔵される電子回路における短絡を防止すること、筐体の内面の腐食を防止することを主目的として、筐体を構成する本体と蓋部との間の隙間はＯリング等のシール部材により密閉され、外部から内部への水の浸入が防止される。

このような筐体の一例として、例えば特許文献１に記載される構成が開示されている。この構成においては、本体の縁と蓋部の縁によりシール部材の外周側に、適切な寸法を有する微小な隙間を構成することが提案されている。これにより、外部からの酸素濃度差に基づく所謂隙間腐食の発生を防止している。

特開２００６−１２８７７号公報

しかしながら、このような特許文献１に示す筐体においては、一旦微小な隙間に腐食が発生すると、発生点を基点として隙間腐食が内部に向けて進行してしまい、内部への水の浸入を確実に防止できない。また、適切な寸法を有する微小な隙間を構成するため、本体の縁と蓋部の縁の双方の形状の複雑化と外形寸法の増大や精度管理の厳格化を招くとともに、腐食防止のため塗装を前提とする構成であるため、コストアップを回避できない。

本発明は、上記問題に鑑み、コストアップを招くことなく内部への水の浸入をより確実に防止することができる筐体を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明による筐体は、被収納物を収納する本体と、当該本体の開口を塞ぐ蓋部と、前記開口の開口縁部と前記蓋部の縁部との間に挟持されるシール部材とを含む筐体であって、前記縁部と前記開口縁部の少なくとも一方は、前記シール部材との間に空間部を形成する凹部を有することを特徴とする。

本発明によれば、より簡易な製造工程にてコストアップを招くことなく内部への水の浸入をより確実に防止することができる。

本発明に係る実施例１の筐体１の一実施形態を示す模式図である。実施例１の筐体１のＯリング４を挟む部分の詳細構造を示す模式図である。本発明の防止対象となる隙間腐食の発生原理を説明するための模式図である。実施例の筐体１の蓋部３の本体２に対向する側の面の態様を示す模式図である。本発明に係る実施例２の筐体１のＯリング４（シール部材）を挟む部分の詳細構造を示す模式図である。本発明に係る実施例３の筐体１のＯリング４を挟む部分の詳細構造を示す模式図である。本発明に係る実施例４の筐体１のＯリング４を挟む部分の詳細構造を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。

実施例１の筐体１は、図１に示すように、例えば電子機器の内部基板である図示しない被収納物を収納する本体２と、本体２の開口を塞ぐ蓋部３と、開口の開口縁部２ａと蓋部３の縁部３ａとの間に挟持されるＯリング４（シール部材）とを含む筐体１であって、縁部３ａと開口縁部２ａの少なくとも一方、ここでは縁部３ａは、Ｏリング４との間に空間部Ｓを形成する凹部５を有することとしている。

ここでは本体２は絶縁材の合成樹脂により一体成型された開口を有する有底の直方体形状をなし、蓋部３は例えばアルミニウム系の金属により構成されている。図１中ＩＩ断面である図２に示すように、凹部５が延在する延在方向に垂直な断面内における形状は方形状であるものとしている。凹部５はプレス加工により形成してもよいし、切削加工により構成してもよい。

なお、蓋部３の四隅のほぼ直角三角形状の角部３ａは、本体２に対する締結部を構成しており、本体２側に穿設された図示しない雌ネジ部に対応する雄ネジを、角部３ａに設けられた図示しない孔部から挿通して雌ネジ部に螺合することにより、蓋部３は本体２に対して固定されるとともに、縁部３ａと開口縁部２ａとの間にＯリング４が挟持される。

上述した内部基板は本体２の内周面に接地された図示しない把持部により把持され、内部基板の図示しない他機器との信号授受及び電源分配、接地のための配線は、図示しないコネクタに集約され、このコネクタは、蓋部３又は本体２の適宜の箇所において適宜の手段により液密性を保って挿通され固定される。

凹部５は、Ｏリング４のなす幅を有する中空環状でかつほぼ四辺形状の、筐体１の外部ＯＵＴと内部ＩＮとの中間に位置する閉曲線上に延在し、凹部５とＯリング４のなす空間部Ｓは筐体１の外部ＯＵＴ及び内部ＩＮの双方に対してＯリング４により液密に画成される。

ここで、図３に示す凹部５を含まない構成における所謂隙間腐食の伸展の形態について述べる。外部ＯＵＴからの雨水等の水Ｗが本体２と蓋部３の間の隙間のＯリング４よりも外側に付着している場合において、外部ＯＵＴから内部ＩＮに向かう方向Ｐにおいて、外側の地点Ｋとそれよりも内側の地点Ａにおいては、水Ｗに含まれるＯ_２（酸素）の濃度に差が生じる。つまり、外部ＯＵＴ側に位置する水Ｗのほうが外気に近いので、Ｏ_２濃度はより高くなり、地点Ｋよりも地点Ａの方がＯ_２濃度は低くなる。

このように方向ＰにおいてＯ_２濃度の差が生じると、Ｏ_２濃度の高い地点Ｋがカソードとなり、低い地点Ａがアノードとなって、それぞれ電極を構成する。地点Ｋにおいては、２Ｈ^＋＋２ｅ⁻→Ｈ_２のカソード反応が、地点Ａにおいては、Ａｌ→Ａｌ^３＋＋３ｅ⁻のアノード反応が発生し、アノード反応により、蓋部３からＡｌ^３＋イオンが溶け出して腐食が発生する。このイオン化が発生すると、図３中Ｏリング４と蓋部３との間の隙間δは腐食により浸食されて徐々に、方向Ｐ側よりも反対側がより深い楔状に拡大されることを招く。このイオン化が繰り返し、継続的に発生することで、腐食は方向Ｐに伸展していく。

これに対して、本実施例１では図２に示すように、方向Ｐの中途に凹部５によって空間部Ｓが形成されているため、本体２に蓋部３を固定する際に空間部Ｓに空気が取り込まれた状態が保持されている。このため、本体２と蓋部３との間の隙間に水Ｗが存在しても、図２中上側に示すように、Ｏ_２濃度は方向Ｐにおいて、外部ＯＵＴから内部ＩＮに向けて徐々に低下するものの、空間部Ｓ内の空気に水Ｗが触れるため、一旦Ｏ_２濃度は向上し、濃度の低下がリセットされる。なお、図２中の濃度曲線は例示的なものである。

このため、図３で示したように、アノードを構成する地点Ａを空間部Ｓよりも外部ＯＵＴ側に限定することができ、内部ＩＮ側に位置する地点Ａがアノードを構成して、イオン化が発生することをなるべく抑制することができる。つまり、図３に示したメカニズムで隙間腐食が外部ＯＵＴから方向Ｐに進行したとしても、隙間腐食の方向Ｐにおける進行を空間部Ｓにおいて阻止することができる。これにより、外部ＯＵＴから内部ＩＮへの水の浸入をより確実に防止することができる。

また、上述した凹部５は、Ｏリング４に対して空間部Ｓを形成するための寸法関係、つまり、Ｏリング４の断面形状の径よりも十分小さい、方向Ｐにおける開口幅を有していればよいため、蓋部３の縁部３ａの形状の複雑化を招くことがなくまた、縁部３ａの精度管理の厳格化も招かない。

また、本実施例１においては、図４に示すように、Ｏリング４に当接する位置の当接面３ｃの方向Ｐの中間に環状に凹部５を設けるのみであるので、蓋部３及び本体２の外形寸法の増大を招くこともない。さらに、形態の工夫により腐食防止を行うことができるため、蓋部３のＯリング４に当接する当接面３ｃについて、腐食防止のための塗装や化成皮膜処理も省略することができる。すなわち、本実施例１によれば、コストダウンを図った上で腐食防止を行うことができる。

なお、本体２については合成樹脂製としたが、本体２についてもアルミニウム系の金属製とすることもでき、この場合には、蓋部３と本体２とを適宜の箇所で導通させ、接地線に接続することとし、凹部５に該当する凹部を本体２の開口縁部２ａに具備させることとしてもよい。これにより、本体２側の隙間腐食の進行も防止することができる。

上述した実施例１においては、外部ＯＵＴから内部ＩＮに向かう方向Ｐにおいて、凹部５を一条とする形態のものを示したが、これを複数条とすることもできる。以下、これについての実施例２について述べる。

図５に示すように、本実施例２の筐体１においては、外部ＯＵＴから内部ＩＮに向かう方向Ｐにおいて、凹部５を二条とし、個々の凹部５の断面形状については、実施例１と同じく方形状としている。二条の凹部５は、方向Ｐにおいて、所定の間隔を有して並列されている。

本実施例２の筐体１によれば、外部ＯＵＴから内部ＩＮに向かうにつれ、Ｏ_２濃度が徐々に低下することを、凹部５が含む空気に水Ｗを触れさせて一旦Ｏ_２濃度を上昇させることによりリセットすることを、方向Ｐにおいて二回行うことができる。

つまり、方向ＰにおけるＯ_２濃度差をより小さくして、方向Ｐにおいて外部ＯＵＴ側に位置する地点Ｋと内部ＩＮ側に位置する地点Ａが濃淡電池の電極を構成してしまうことをなるべく防止することができる。すなわち、地点Ａ側において、蓋部３を構成する部材がイオン化することを防止して、腐食の進行を防止することができる。

上述した実施例においては、凹部５の断面形態を方形状としたが、他の形態を採用することもできる。つまり、Ｏリング４に対して蓋部３を本体２に固定する力を利用して押圧された場合に、外部ＯＵＴ及び内部ＩＮに対して液密に画成される形態であれば、円弧状であっても、開口幅よりも奥側の幅が大きい形態であってもよい。なお、凹部の形状については蓋部３についてのダイカスト工程における都合を考慮して他の形態を採用することもできる。以下それについての実施例３について述べる。

本実施例３においては、図６に示すように、凹部１５の形態を開口側から徐々に幅が小さくなるＶ字状のテーパ形状としている。つまり、凹部１５の延在する延在方向に垂直な断面内における形状を三角形状としている。凹部１５のなすＶ字状の隅部１５ａであり、蓋部３を本体２に締結して開口縁部２ａと縁部３ａとの間にＯリング４を挟持した場合に、Ｏリング４が入り込まない奥側の部分に空間部Ｓが構成される。本実施例３では、図４に示した当接面３ｃは、Ｖ字状の凹部１５の傾斜壁面により構成される。

本実施例３においても、外部ＯＵＴから内部ＩＮに向かうにつれ、Ｏ_２濃度が徐々に低下することを、凹部１５つまり空間部Ｓが含む空気に水Ｗを触れさせて一旦Ｏ_２濃度を上昇させることにより、リセットすることができる。すなわち実施例１と同様に、方向Ｐにおいて外部ＯＵＴ側に位置する地点Ｋと内部ＩＮ側に位置する地点Ａが濃淡電池の電極を構成してしまうことをなるべく防止することができ、地点Ａ側において、蓋部３を構成する部材がイオン化することを防止して、腐食の進行を防止することができる。

これに加えて本実施例３においては、凹部１５をＶ字状とすることによって、ダイカスト工程で凹部１５を構成するにあたってはより都合のよいものとしている。つまり、凹部１５を構成するための、金型側の凸部による鋳造時の加工をより容易とし、鋳造後の型の抜きもより容易なものとすることができる。

なお、ダイカスト工程（Die Casting）とは、例えば、特殊鋼で精度の高い金型を作り、その金型をダイカストマシンに取り付け、これにアルミニウム系の溶融金属を高圧で注入し迅速に凝固させ取り出すものであり、高い生産性を追求する上でより有利な鋳造方法のひとつである。

さらに本実施例３ではＶ字状をなす凹部１５の傾斜面がＯリング４に押圧されることにより、Ｏリング４を蓋部３が本体２に押し付けられる面方向のみならず、外部ＯＵＴから内部ＩＮに向かう方向Ｐにおいても挟持する効果を持たせることができ、Ｏリング４と当接面３ｃとの間のシール性を高めることもできる。

実施例３においては、Ｖ字状の凹部１５を方向Ｐにおいて一条設ける形態を示したが、ここでも、凹部１５を複数条とすることもできる。さらに、凹部１５を方向Ｐにおいて部分的にオーバーラップさせて、三角形状を組み合わせた形状をなす凹部とすることもできる。以下それについての実施例４について述べる。

本実施例４においては、図７に示すように、凹部２５の形態を開口側から徐々に幅が小さくなるＶ字状のテーパ形状を組み合わせたＷ字形状（蛇腹形状）としている。つまり、凹部２５の延在する延在方向に垂直な断面内における形状を、三角形状を組み合わせた形状としている。

凹部２５のなす一対のＶ字状の隅部２５ａであって、蓋部３を本体２に締結して開口縁部２ａと縁部３ａとの間にＯリング４を挟持した場合に、Ｏリング４が入り込まない部分には空間部Ｓが構成される。本実施例４では、Ｏリング４に当接される当接面は、Ｗ字状の凹部２５の四つの傾斜壁面により構成されて三条形成され、それらの方向Ｐにおける中間に空間部Ｓが二条形成される。

本実施例４においても、外部ＯＵＴから内部ＩＮに向かうにつれ、Ｏ_２濃度が徐々に低下することを、凹部２５つまり空間部Ｓが含む空気に水Ｗを触れさせて一旦Ｏ_２濃度を上昇させることにより、リセットすることができる。本実施例４においては、このリセットが二回行われる。

つまり、方向Ｐにおいて外部ＯＵＴ側に位置する地点Ｋと内部ＩＮ側に位置する地点Ａが濃淡電池の電極を構成してしまうことをなるべく防止することができ、地点Ａ側において、蓋部３を構成する部材がイオン化することを防止して、腐食の進行を防止することができる。

これに加えて本実施例４においても、凹部２５をＷ字状とすることによって、ダイカスト工程で凹部２５を構成するにあたってはより都合のよいものとしている。つまり、凹部２５を構成するための、金型側の凸部による鋳造時の加工をより容易とし、鋳造後の型の抜きもより容易なものとすることができる。

さらに本実施例４ではＷ字状をなす凹部２５は四つの傾斜面を含んでおり、最も外側と最も内側の傾斜面に比べて、方向Ｐの中間に位置する傾斜面は方向Ｐとなす傾斜角を小さく設定している。これらの傾斜面と、隅部２５ａの方向Ｐの中間に位置する尖突部２５ｂがＯリング４に押圧されることにより、Ｏリング４を蓋部３が本体２に押し付けられる面方向のみならず、外部ＯＵＴから内部ＩＮに向かう方向Ｐにおいても挟持する効果及び尖突部２５ｂをＯリング４に食い込ませる効果と、併せて持たせることができ、Ｏリング４と当接面３ｃとの間のシール性をさらに高めることもできる。

また、Ｖ字形状を方向Ｐにおいてオーバーラップさせて、傾斜面を上述した形態とした上でＷ形状を構成しているので、尖突部２５ｂは蓋部３の本体２側の平面に対して窪む位置まで突出しかつ尖突度合も若干鈍角よりとすることとなり、Ｏリング４に対して食い込む効果を持たせながらも、過度に食い込みすぎてＯリング４の耐久性を損なうことも回避することができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例においては、腐食防止の対象となる筐体の材質をアルミニウム系のものとしたが、上述した濃淡電池の原理によりイオン化が発生して腐食が発生するものであれば、他の材質に適用することももちろん可能である。

本発明は、外部から内部への水の浸入を防止することが要請される筐体に関するものであり、筐体を構成する本体及び蓋部の双方に付き、縁近傍の構造の複雑化、製造工程の複雑化、寸法精度管理の厳格化を招くことがなく、塗装も省略可能であることから、コストダウンを図ることができる。

従って、内部基板を収納する電子機器の筐体一般に適用可能であり、特に雨水の浸入を防止することがより強く要請され、塩害に対する配慮も必要な、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に搭載される電子機器の筐体に適用して有益なものである。

１筐体
２本体
２ａ開口縁部
３蓋部
３ａ縁部
３ｂ角部
３ｃ当接面
４Ｏリング（シール部材）
５凹部
Ｓ空間部
ＯＵＴ外部
ＩＮ内部
Ｗ水
δ 隙間
Ｐ方向（進行方向）
Ｋ地点（カソード）
Ａ地点（アノード）
１５凹部（Ｖ字状：三角形状）
１５ａ隅部
２５凹部（Ｖ字状の組合せ）
２５ａ隅部
２５ｂ尖突部

Claims

被収納物を収納する本体と、当該本体の開口を塞ぐ蓋部と、前記開口の開口縁部と前記蓋部の縁部との間に挟持されるシール部材とを含む筐体であって、前記縁部と前記開口縁部の少なくとも一方は、前記シール部材との間に空間部を形成する凹部を有することを特徴とする筐体。
前記空間部は前記筐体の外部及び内部の双方に対して前記シール部材により液密に画成されることを特徴とする請求項１に記載の筐体。
前記凹部の延在する延在方向に垂直な断面内における形状は方形状であることを特徴とする請求項２に記載の筐体。
前記凹部は前記開口縁部の外側から内側に向けて複数条設けられることを特徴とする請求項３に記載の筐体。
前記凹部の延在する延在方向に垂直な断面内における形状は三角形状であることを特徴とする請求項２に記載の筐体。
前記凹部の延在する延在方向に垂直な断面内における形状は三角形状を組み合わせた形状であることを特徴とする請求項２に記載の筐体。
前記空間部は前記開口縁部の外側から内側に向けて複数条設けられることを特徴とする請求項５又は６に記載の筐体。