JP2014023409A - 電気デバイス用ケース - Google Patents

Abstract

【課題】自動車に適した電気デバイス用のケースであり、カバーを開けたときに、カバーとケース本体を密着させていたシール材が剥離してその細片がケース本体内の回路基板上へ落下することを防止する。
【解決手段】本明細書が開示するケース２は、回路基板を収容するケース本体１０と、ケース本体の開口部を閉じるカバー３を備える。カバー３は、ケース本体の開口部周囲でシール材２１を介してケース本体１０と結合するように構成されている。さらにカバー３には、シール面の内周に沿って、ケース本体１０と結合したときにケース本体１０の側壁と回路基板との間に達する遮蔽板９が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータやコントローラなど、自動車に搭載される電気デバイスに適したケースに関する。

近年の自動車は様々な電気デバイスを搭載する。特に、電気自動車は、インバータや電圧コンバータ、あるいは多種のコントローラなど、多くの電気デバイスを搭載する。車両に搭載される電気デバイスの多くは、エンジンコンパートメントなど水気が入り込む空間に配置される。内部の電気回路を水気から保護するため、ケース本体とカバーの間に防水性を確保する必要がある。例えば、特許文献１や２には、ケース本体とカバーの間にシール材を取り付けることが開示されている。また、特許文献３には、シール材を要せずにケース本体とカバーとの間の防水性を確保する技術が開示されている。

特開２００３−２８５００２号公報 特開２００４−０１９８８７号公報 特開平０７−３１０３３号公報

近年では、シール材として、ＦＩＰＧ（Formed In Place Gasket：液状成型ガスケット）が使われることが多い。ＦＩＰＧは、当初は液状であり、ケース本体とカバーの結合面に塗布後に硬化する。ケースとカバーの結合面は、ケース開口周囲の上面とそれに対向するカバーの周囲下面であり、本明細書明細書ではシール面と称する。一旦ＦＩＰＧを塗布してカバーを閉じた後、カバーを開けるとＦＩＰＧがシール面から剥離し、細片となって散らばる虞がある。ＦＩＰＧの細片がケース本体の中に落下し、内部に収められた回路基板に付着すると、絶縁不良などの不具合を生じる虞がある。本明細書は、カバーを開けたときにシール材の細片がケース本体内の回路基板上へ落下することを防止する技術を提供する。

シール材の細片が回路基板上に落下することを防止する一つの方策は、ケース本体の開口部周囲でシール面よりも内側にシール面よりも高い壁を設けることが考えられる。しかしながら、そのような構成を採用すると、シール面よりも高い壁が回路基板の取り外しなどの作業の効率を損なう虞がある。そこで、本明細書が開示する電気デバイス用のケースでは、シール面から剥離する細片の回路基板上への落下を防止する遮蔽板をケース本体にではなく、カバーに設ける。さらに、遮蔽板の先端が、カバーをケース本体に結合したときに、ケース本体の側壁と回路基板との間に達するように遮蔽板の長さ（高さ）を選定する。そのような構成によって、回路基板の取り付け／取り外しの作業性を損なうことなく、カバーを外した際にシール材の細片が回路基板上へ落下することを防止できる。なお、カバーを取り付けた状態で遮蔽板の先端はケース本体側壁と回路基板の間に位置するので、カバーを僅かに開けたときに剥離した細片も回路基板の上に落下することが防止される。

本明細書が開示する電気デバイス用ケースでは、好ましくは、遮蔽板の先端が外側に向かって湾曲しているとよい。ここで、外側とは、ケース本体の側壁と回路基板の間に位置する遮蔽板先端から側壁へ向かう方向を意味する。従って別言すれば、カバーに設けられた遮蔽板は、ケース本体と結合したときに、その先端がケース本体の側壁側に湾曲していることになる。カバーをケース本体に取り付けた際に遮蔽板は回路基板を囲む筒状であり、遮蔽板の先端の湾曲は筒を一巡して鍔状に形成される。そのような構成を採用することによって、シール面から剥離した細片は湾曲部の上面に落下し、ケース本体内へ落下することが防止される。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例のケースの斜視図である。 図１のII−II線に沿った断面図である（カバーを分離した状態）。 図１のII−II線に沿った断面図である（ケース本体にカバーを取り付けた状態）。 第２実施例のケースの断面図である。 第３実施例のケースの断面図である。 第４実施例のケースの断面図である。

図面を参照して実施例のケース２を説明する。図１は、電気自動車に搭載される電気デバイスの斜視図である。ここでの電気デバイスは、例えばインバータである。図１は、電気デバイスのケース２のアッパーカバー３を外した状態で示してあり、ケース本体１０の開口部から回路基板９０が露出している。回路基板９０は、ケース本体１０の開口部よりも低い位置で、開口部の平面に略平行となるようにケース本体１０に支持されている。

回路基板９０の上には様々な半導体デバイス９１が搭載されている。なお、インバータは、回路基板９０の他に、パワー素子を集積したユニットやリアクトル（コイル）などの部品を備えるがそれらは図示を省略している。回路基板９０を含む部品は全てケース２に格納される。ケース２は電気自動車のフロントコンパートメントに搭載されるので、水分の浸入を防ぐべく、ケース本体１０とアッパーカバー３との間は防水性を確保しなければならない。他方、修理あるいはメンテナンスにおいて回路基板９０を取り外すには、アッパーカバー３を取り外す必要がある。ケース本体１０とアッパーカバー３の結合面には、水分の浸入を防止するためのシール材２１が塗布されている。シール材２１は、例えばＦＩＰＧ（Formed In Place Gasket：液状成型ガスケット）であり、塗布前は液状であるが、塗布後に硬化し、ケース本体１０とアッパーカバー３の結合面を封止する。図１ではグレーでシール材２１を示してある。シール材２１は塗布後に硬化し、ケース本体１０とアッパーカバー３の結合面の双方に粘着するので、アッパーカバー３を取り外すとシール材２１の一部が剥離し、その細片がケース本体１０の内部の回路基板９０の上に落ちる虞がある。ケース２は、シール材２１の細片が回路基板９０の上へ落下することを防止する遮蔽板９を備える。

インバータのケース２は、ケース本体１０、アッパーカバー３、及び、ロワーカバー２０で構成されている。アッパーカバー３は、ボルト３０で６箇所にてケース本体１０に固定されている。ボルト３０は、アッパーカバー３に設けられたボルト孔５に通され、ケース本体１０に設けられたねじ孔１５に固定される。なお、図１では１つのボルト孔とねじ孔にのみ符号５、１５を付しているが、ボルト孔とねじ孔はそれぞれ６箇所あることに留意されたい。ケース本体１０の上部開口の周囲にはフランジ（ケースフランジ１４）が設けられており、アッパーカバー３にも、ケースフランジ１４に対向するようにフランジ（カバーフランジ４）が設けられている。アッパーカバー３でケース本体１０の開口部を閉じる際、ケース本体１０の開口部を囲むケースフランジ面１４ａと、ケースフランジ面１４ａに対向するアッパーカバー３のカバーフランジ面４ａとが結合する。ケース本体１０の開口部を囲むケースフランジ面１４ａと、これに対向するカバーフランジ面４ａが、シール面に相当し、両者のシール面同士がシール材２１を介して密着する。シール材２１は、典型的にはＦＩＰＧである。具体的には、ケースフランジ面１４ａ（ケース側シール面）にＦＩＰＧが塗布される。ＦＩＰＧを塗布した後にケース本体１０にアッパーカバー３を取り付ける。ＦＩＰＧは、最初は液状であるが、しばらく経過すると固化し、ケースフランジ面１４ａとカバーフランジ面４ａの間が封止される。ＦＩＰＧは、固化後であっても粘着性があってケースフランジ面１４ａとカバーフランジ面４ａの双方に粘着しており、高い密閉度が達成される。即ち、ケース２の高い密閉性が確保される。固化後にＦＩＰＧはケースフランジ面１４ａとカバーフランジ面４ａの双方に粘着しているため、アッパーカバー３をケース本体から外す際、ＦＩＰＧはちぎれて細片となって散乱する虞がある。

図２Ａ、図２Ｂに、図１のII−II矢視におけるケース２の断面図を示している。図２Ａ、図２Ｂは、図１の座標系においてＸ方向でケース２の中心を通りＹ軸とＺ軸に平行な平面における断面を示す。図２Ａはアッパーカバー３を外した状態の断面図であり、図２Ｂはアッパーカバー３をケース本体１０に取り付けた状態を示している。

回路基板９０は、ケース本体１０の内部に設けられた取付台座１２に取り付けられている。なお、取付台座１２の下方の空間に、リアクトルやコンデンサなど他の電装品が収容されるが、図２Ａ、図２Ｂではそれらの図示、及び、ロワーカバー２０の図示を省略している。以降の図でも同様である。

アッパーカバー３の内側には、遮蔽板９が設けられている。遮蔽板９は、アッパーカバー３の天板の裏側から下方に向けて延びている。遮蔽板９は、アッパーカバー３のカバーフランジ面４ａ（シール面）の内側でカバーフランジ面４ａの内周に沿って筒状に形成されている。図２Ａ、図２Ｂに示されているように、アッパーカバー３をケース本体１０に取り付けると、遮蔽板９の先端９ａは、ケース本体１０の側壁と回路基板９０との間の隙間３２に達する。別言すれば、アッパーカバー３をケース本体１０に取り付けると遮蔽板９の先端９ａは回路基板９０よりも下方に位置し、回路基板９０は遮蔽板９の筒の中に収まる。

アッパーカバー３をケース本体１０に取り付けると、遮蔽板９は、シール材２１と回路基板９０の間に位置する。アッパーカバー３を取り外す際、シール材２１の一部は細片となってシール面から剥離する。剥離した細片は、遮蔽板９とケース本体側壁の間の隙間３３を通じて落下する。回路基板９０は遮蔽板９よりも内側に位置するので、剥離した細片が回路基板９０の上に落下することはない。細片の付着によって回路基板９０が絶縁不良を生ずることが回避される。

図３に第２実施例のケース２ａの断面図を示す。図３の上方には、ケース本体１０から外したアッパーカバー３ａを仮想線（二点鎖線）で描いてあり、その下には、アッパーカバー３ａとケース本体１０が結合した状態を示している。この第２実施例のケース２ａでは、アッパーカバー３ａに設けられる遮蔽板１０９の先端１０９ｂが外側に湾曲している。ここで、「外側」とは、遮蔽板１０９の筒の外側であり、別言すれば、アッパーカバー３ａをケース本体１０に結合した状態においてケース本体１０の側壁に向かう方向である。湾曲した先端１０９ｂは、鍔のように筒状の遮蔽板１０９を一巡することになる。鍔状に湾曲した先端１０９ｂは、シール面（カバーフランジ面４ａあるいはケースフランジ面１４ａ）からシール材２１が剥離した場合、その細片の受け皿となる。それゆえ、ケース２ａでは、アッパーカバー３ａを外す際、シール面から剥離したシール材の細片がケース本体１０の中に残ることがない。

図４に第３実施例のケース２ｂの断面図を示す。図４の上方には、ケース本体１０から外したアッパーカバー３ｂを仮想線（二点鎖線）で描いてあり、その下には、アッパーカバー３ｂとケース本体１０が結合した状態を示している。第３実施例のケース２ｂでは、アッパーカバー３ｂに設けられる筒状の遮蔽板２０９の外周が、ケース本体１０と結合したときにケース本体１０の側壁内面と接する（図４の符号Ｐ１が示す部分）。それゆえ、この実施例のケース２ｂでも、アッパーカバー３ｂをケース本体１０から外す際、シール面（カバーフランジ面４ａあるいはケースフランジ面１４ａ）から剥離したシール材２１の細片がケース本体１０内に落下することがない。

図５に第４実施例のケース２ｃの断面図を示す。図５の上方には、ケース本体１０から外したアッパーカバー３ｃを仮想線（二点鎖線）で描いてあり、その下には、アッパーカバー３ｃとケース本体１０が結合した状態を示している。第４実施例のケース２ｃでは、アッパーカバー３ｃに設けられる筒状の遮蔽板３０９の先端３０９ｂが外側に湾曲しており、ケース本体１０と結合したときに、先端３０９ｂの最外周がケース本体１０の側壁内面と接する（図５の符号Ｐ２が示す部分）。それゆえ、この実施例のケース２ｃでも、アッパーカバー３ｃをケース本体１０から外す際、シール面（カバーフランジ面４ａあるいはケースフランジ面１４ａ）から剥離したシール材２１の細片がケース本体１０内に落下することがない。ケース２ｃは、その上、鍔状に湾曲した先端３０９ｂが受け皿となり、細片を集めることができる。

上記したケースはいずれも、アッパーカバーのカバーフランジ面４ａ（シール面）の内周に沿って筒状の遮蔽板９（１０９、２０９、３０９）が下方に延びており、ケース本体１０と結合したときに筒状の遮蔽板９（１０９、２０９、３０９）が回路基板９０を囲む。遮蔽板９（１０９、２０９、３０９）は、シール面に付着しているシール材２１と回路基板９０を隔てる。それゆえ、アッパーカバー３（３ａ、３ｂ、３ｃ）をケース本体１０から外す際にシール面から剥離した細片が回路基板９０の上に落下することがない。また、遮蔽板９（１０９、２０９、３０９）はアッパーカバー３（３ａ、３ｂ、３ｃ）に設けられており、ケース本体１０の開口を通じて行う何らかの作業（例えば回路基板９０の取り外し作業）を阻害することがない。

実施例で説明した技術について留意点を述べる。実施例のケース２は、ケース本体１０、アッパーカバー３、ロワーカバー２０で構成されている。ロワーカバー２０も、上記したアッパーカバー３（３ａ、３ｂ、３ｃ）と同様の遮蔽板を有していてもよい。湾曲している先端１０９ｂ、３０９ｂは、細片の受け皿となるように、遮蔽板９、３０９の筒部から略９０度湾曲し、さらにその先で上方へ湾曲しているとよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２、２ａ、２ｂ、２ｃ：ケース
３、３ａ、３ｂ、３ｃ：アッパーカバー
４：カバーフランジ
４ａ：カバーフランジ面
５：ボルト孔
９、１０９、２０９、３０９：遮蔽板
９ａ：遮蔽板の先端
１０９ｂ、３０９ｂ：遮蔽板の湾曲している先端
１０：ケース本体
１２：取付台座
１４：ケースフランジ
１４ａ：ケースフランジ面
１５：孔
２０：ロワーカバー
２１：シール材
３０：ボルト
９０：回路基板
９１：半導体デバイス

Claims (2)

1. 電気デバイス用のケースであり、
   回路基板を収容するケース本体であってその開口から回路基板が見えるように回路基板を支持するケース本体と、
   ケース本体の開口部を閉じるカバーと、
   を備えており、
   カバーは、ケース本体の開口部周囲でシール材を介してケース本体と結合するように構成されており、シール面の内周に沿って、ケース本体と結合したときにケース本体の側壁と回路基板との間に達する遮蔽板が設けられていることを特徴とするケース。
2. 前記遮蔽板の先端が外側に向かって湾曲していることを特徴とする請求項１に記載のケース。

Images