JP2014067840A - 車載用防水型電子機器筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】車載用防水型電子機器筐体の防水構造において、装置の小型化および、軽量化を図ると同時に防水性を確保しながら、部品点数を削減するとともに組立工数を削減することにより、コストダウンを図る。
【解決手段】内部にプリント基板２を収納される車載用防水型電子機器筐体１であって、プリント基板２を収納する開口を有する樹脂ケース１０と、開口を閉塞する薄板状カバー１１とを備え、樹脂ケース１０の開口面周縁部から突出する側壁１２の先端部及び薄板状カバー１１の閉塞面にそれぞれ傾斜面１３、１４を設け、その樹脂ケース１０の側壁先端傾斜面１３と薄板状カバー１１の傾斜面１４とを押圧しながら固定することにより両者を密着する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、車載用防水型電子機器筐体に関するものである。詳しくは、ケース本体とその開口部を塞ぐカバーとの接続部に防水用シール材を使用することなく、簡易な構造で防水シーリング機能を有するもので、自動車の無線受信装置などの車載用防水型電子機器筐体に好適に用いられるものである。

自動車の無線受信装置は、ユーザが所持する携帯機からの無線信号を受信する受信アンテナを備えた車載用無線受信装置を自動車の車体フレームの内に装着している。このような車載用無線受信装置は、車室内で発生する水滴から防水する必要がある。
自動車に搭載する車載用防水型電子機器筐体は、軽量化、組立作業性、環境負荷物質低減の観点から、部品点数を削減することが望ましく、近年、自動車の高機能化および低燃費走行実現のための手段として、車両軽量化に伴う実装スペースの縮小から、自動車への高いレイアウト性を確保するため、筐体の小型化および薄型化が求められている。
さらに、車室内に搭載する電子機器筐体であっても、レイアウトや使用環境条件の多様性に順応するために防水性を備えた電子機器筐体が好適に用いられている。ここで求められている防水性とは簡易な構造で防水シーリング機能を有する簡易防水のことで、車室内で発生した水滴の電子機器筺体内部への侵入を防ぐ、もしくは侵入しにくくすることを目的としたものである。

一般的には図７（ａ）のようにそのシール性維持のため樹脂系材料のパッキン２９が使用されており、接合部から筐体内部への水滴の侵入は防げるものの、樹脂系材料のパッキン２９はケース（以後Ａケース３０と称す）もしくはカバー（以後Ａカバー３１と称す）のいずれかに一体にして設けておくか、別体の樹脂系材料のパッキン２９をＡケース３０とＡカバー３１を接合する際に挟み込むようにするかの方法に違いはあるものの、結局のところは、樹脂系材料のパッキン２９は別材料であるため、それぞれの製造工程または組付けの際にＡケース３０とＡカバー３１との間に挟み込む作業工数が必要であった。
また、樹脂系材料のパッキン２９を、ねじれや、噛み込みや、損傷させることなく、確実に所定位置に挟み込むためには、精細性を備えた設備が必要となる場合や、作業者の負担につながる場合があった。このことは全体としてのコスト削減の障害であった。

また、樹脂系材料のパッキン２９を使用しない防水構造に関しても、一般的にさまざまな構造が知られている。例えば、電子機器筐体の内側にもう一枚の壁を形成し２重構造にすることで、電子機器収納空間への水の侵入を防ぐ簡易防水構造の電子機器筐体がある。具体的には、図７（ｂ）のように、一体に接合されるケース(以後Ｂケース３２と称す）とカバー(以後Ｂカバー３３と称す）で構成され内部に電子機器が収納される防水ケースで、この防水ケースが２重構造になるよう構成され、防水ケース外周に設けた内壁３４及び外壁３５のそれぞれに設けた接合部から浸入した水を外部に排出する排出口３６とを備えたものなどがある。この種の例として特許文献１に示されるものがある。

また、配管の分野では、継手部分の水漏れ防止にパッキンを使用しない防水構造が提案されている。この防水構造は、図７（ｃ）のように一対の継手４０の相対する平坦な衝接面の一側面に同心円状の凹溝３７を形成してあり、他側の衝接面には凹溝３７に嵌合可能な環状凸部３８を形成してある継手において、一側の凹溝３７の内周壁を、凹溝３７底部から内周壁の内側面を傾斜面３９として形成すると共に、環状凸部３８の内側壁をその環状凸部３８の端部へ肉薄となるように傾斜面３９として形成してあり、この一対の継手部４０を嵌合し、図７（ｄ）に示すように外周をクランプ４１により固定操作することによって凹溝３７の内周壁端部の周縁全周を環状凸部３８の内周壁に圧接できるようになっているものがある。この種の例として、特許文献２のものがある。

特開平９−２１６６４８（図２） 特許第４３７６１１４号（図１、図２）

しかしながら、上記のパッキンを使用しない防水構造では、電子機器収納空間への水の侵入を防ぐ目的で、内壁が２重構造になっているため、防水ケースのサイズが必要以上に大きくなってしまったり、一体に接合されるケースとカバーの両部品が樹脂成形品でないと成立しないという問題があった。
また、配管などに使用されている継手構造においても、外周から内側へ外力を加えることによる反力を利用するため、電子機器筐体の接合に使用する場合、反力不足による防水性の低下や、外周から内側へ外力を与えるためのクランプ等の部品が必要なため、部品点数が増えるという問題があった。また、クランプを設置する場合、筐体そのものが円筒形状とする制約があった。

本発明は、以上の問題点を勘案してなされたもので、一体に接合するケースとカバーの材質を問わず、樹脂成形品と金属薄板でも、小型で、かつ接合するだけで容易に電子機器筐体内への水の浸入を防止できる構造を得ることを目的とする。

本発明に係る車載用防水型電子機器筐体は、プリント基板を収納する開口面が設けられ側壁を有する樹脂ケースと、前記開口面を閉塞する薄板状カバーを備え、前記樹脂ケース開口面の周囲から突出する前記側壁の先端部および、前記薄板状カバー閉塞面の各々に傾斜部を形成し、それぞれの傾斜部を押圧固定することで、前記樹脂ケース開口面における前記側壁の先端部が前記薄板状カバー傾斜面に沿って密着するよう構成したことを特徴とする。

本発明によれば、一体に接合するケースとカバーの材料を問わず、防水用シール材を用いずに簡易な構造で防水を実現することが可能であり、部品点数を削減するとともに工数を削減するができる。さらには、組立性を簡素化することで作業者の負担を軽減することができ、全体としてのコストを低減することができる。

本発明の実施の形態1である車載用防水型電子機器筐体を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態1の構造を示す断面図で、図２（ａ）は全体の側断面を示す図、図２（ｂ）は図２（ａ）中の破線で示した部分を拡大して示す断面図である。 樹脂ケースの側壁先端傾斜面と薄板状カバーの傾斜面とが押圧される時に、樹脂ケース１０に掛かる押圧力を説明する図である。 本発明の実施の形態２及び実施の形態３の構造を示す断面図で、図４（ａ）はその要部断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中の破線で示した部分を拡大して示す図、図４（ｃ）は樹脂ケースと薄板状カバーとが係合した状態を示す部分断面図である。 樹脂ケースと薄板状カバーとが係合する際に、樹脂ケース開口部に加わる内向きの力を説明する図である。 この発明の実施の形態４の構造を示す断面図で、図６（ａ）はその要部断面図、図６（ｂ）は樹脂ケースと薄板状カバーとが係合した状態を示す部分断面図である。 一般的な防水型筐体の構造を示す部分図であり、図７（ａ）、図７（ｂ）はケースとカバーとの間の防水構造を示す図、図７（ｃ）、図７（ｄ）は配管の継手構造を示す図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示すものである。アンテナ部材一部とコネクタ部材一部、および導電性弾性体部材を透視して示している。また、金属薄板状カバー部材は弾性体接点部材を透視して示している。
図１に示すように、本発明の車載用防水型電子機器筐体１は、プリント基板２上に金属アンテナ３を取付けている。プリント基板２上には、無線回路を備えた無線ＩＣ４、この無線ＩＣ４とパターンを介して接続されると共に外部機器２０とワイヤーハーネス１９を介して接続されるコネクタ１８を実装している。
また、無線ＩＣ４に一端が接続された給電パターン５をプリント基板２上に設け、給電パターン５に金属アンテナ３の一端とプリント基板２上に設けたパターンアンテナ６の一端とを接続させ、給電パターン５から金属アンテナ３とパターンアンテナ６を分岐させることでダイポールアンテナを形成している。給電パターン５の途中には整合回路７を設けている。

プリント基板２は、誘電体からなる合成樹脂で成形されケース側面壁となる側壁１２を有する樹脂ケース１０に収納され、導電性金属薄板状部材で形成された金属薄板状カバー１１に被われる。金属薄板状カバー１１は樹脂ケース１０を閉塞する一方、車両への取り付け構造を有し、車両にネジ締結される。また、プリント基板２のグランドパターン８は導電性弾性体９を介して金属薄板状カバー１１と電気的に接続される。

また、樹脂ケース１０の開口面には、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、側壁１２に形成され開口面周縁部から突出する側壁先端部に上面側が徐々に薄くなるような傾斜面１３が設けられ、また金属薄板状カバー１１の閉塞面にはカバー内側に向け下降する傾斜面１４が設けられている。
そして、樹脂ケース１０と金属薄板状カバー１１とをケース間口に直交した方向に接合することで、樹脂ケース１０の側壁先端傾斜面１３と金属薄板状カバー１１の傾斜面１４とが押圧される。
この時の樹脂ケース１０に掛かる押圧力Ａは、図３に示すように樹脂ケース１０の側壁先端傾斜面１３により傾斜面１３に平行な力Ｂと、傾斜面１３に垂直な力Ｃに分散される。この分散された傾斜面１３に垂直な力Ｃにより樹脂ケース１０から得られた反力で、樹脂ケース１０の傾斜面１３と金属薄板状カバー１１の傾斜面１４を密着させ防水効果を得ている。

実施の形態２．
さらに防水効果を得るためには、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、樹脂ケース１０の側壁１２に形成された開口面側壁先端部に、組み付けによる嵌合力で十分変形させることができる程度の微小リブ１５を設けると良い。樹脂ケース１０と金属薄板状カバー１１との組み付けの際に、図４（ｃ）に示すように微小リブ１５が金属薄板状カバー１１と接触しながら嵌合することで、微小リブ１５を変形させ、樹脂ケース１０と金属薄板状カバー１１の密着性を高めることができる。
なお、図４（ｃ）では、微小リブ１５が金属薄板状カバー１１に形成した溝と嵌合した例を示したが、金属薄板状カバー１１に溝を形成せずに、微小リブ１５を当接するだけでも、必要な防水効果は得られる。

実施の形態３．
なお、樹脂ケース１０の傾斜面１３と金属薄板状カバー１１の傾斜面１４とを接合するための組み付け動作中、樹脂ケース１０の側壁１２が内側へと撓んでしまうと、樹脂ケース１０と金属薄板状カバー１１との嵌合が成り立たず、結果的に防水性を損なうこととなるため、組立動作での樹脂ケース１０の側壁１２は内側へ変形しない構造とする必要がある。
たとえば、図５に示すように、樹脂ケース１０の側壁１２の上部外側に突起部２１を設け、さらに金属薄板状カバー１１の周縁部に、係合用貫通孔２４を形成したフック部２２を設け、金属薄板状カバー１１のフック部２２が、樹脂ケース１０の側面の突起部２１を乗り越えることで、接合する構造を有する場合、ケース側壁１２の先端部が矢印Ｙのように内側に押されて、樹脂ケース１０の傾斜面１３と金属薄板状カバー１１の傾斜面１４とがうまく接合できず、結果的に防水性を損なうこととなる。

このような事態を避けるため、本発明では、図４（ａ）に示すように、樹脂ケース１０の側壁１２の外側にＬ字状に突出したスナップ嵌合フック部２３を設けるとともに、金属薄板状カバー１１の周縁を部分的に突出させＬ字曲げしたフック部２２を設けている。このフック部２２には、貫通孔があけられたロック部２４を形成し、樹脂ケース１０のスナップ嵌合フック部２３の内側と金属薄板状カバー１１のロック部２４の外側とをスナップフィット機構により嵌合する構造としている。
その時の力関係は「樹脂ケース１０のスナップ嵌合フック部２３の強度＜金属薄板状カバー１１のロック部２４の強度」とし、嵌合動作時、樹脂ケース１０のスナップ嵌合フック部２３が外側へ撓みながら嵌合するよう設定している。このように設定することにより、樹脂ケース１０の側壁先端傾斜面部分は内側へ撓むことなく、スムーズな嵌合を実現することが可能である。

実施の形態４．
樹脂ケース１０と金属薄板状カバー１１との接合構造に関しては、実施の形態３以外にも考えられ、図６（ａ）に示すように、金属薄板状カバー１１に設けた貫通孔に対応して樹脂ケース１０に突出した溶融部を形成しておき、熱カシメや熱溶着などで樹脂ケース１０に設けた溶融部２５を溶解し、接合する方法も用いることができる。なお、図６（ｂ）は、溶融部２５を溶解して両者を接合した状態を示している。

実施例１．
金属薄板状カバー１１に関しては、導電性、耐食性、及びしごき加工性が良好で、機械的にも強く汎用性がある点で、電気亜鉛めっき鋼板が好適に使用できる。

電気亜鉛めっき鋼板においては、接合傾斜部の加工性、車両組付けに必要な機械的強度の観点から、板厚１．０ｍｍを用いることが有効であるが、ユニットサイズによっては０．８ｍｍ、もしくは１．２ｍｍを使用することが有効な場合もある。

ユニットのレイアウト位置により、同板厚、または異なる板厚の電気亜鉛鍍金鋼板を溶接接合により複数材、組み合せる方が加工面で効果的な場合もある。本実施形態においては、金属と樹脂について述べてきたが、樹脂同士であっても同様の効果が得られることは自明である。

前述において構成された車載用防水型電子機器筐体においては、樹脂ケース１０の開口部傾斜面１３と、金属薄板状カバー１１の傾斜面１４とを押圧により密着させることで、高い高周波特性を持ちつつ、耐防滴性をアップさせることと共に、防水用シール材を必要とすることなく、部品点数を削減と同時に組付け性の向上により、その結果コストダウンを図ることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 車載用防水型電子機器筐体、２ プリント基板、３ アンテナ、４ 無線ＩＣ、５給電パターン、６パターンアンテナ、７整合回路、８グランドパターン、９導電性弾性体、１０ 樹脂ケース、１１ 金属薄板状カバー、１２ 側壁、１３ 傾斜面（ケース側）、１４ 傾斜面（カバー側）、１５ 微小リブ、１８ コネクタ部、１９ ワイヤーハーネス、２０ 外部機器、２１ 突起部、２２ フック部、２３ スナップ嵌合フック部、２４ ロック部、２５ 溶融部、Ａ ケース１０に掛かる押圧力、Ｂ 傾斜面１３に平行な力、Ｃ 傾斜面１３に垂直な力、Ｙ 内側への押圧力。

本発明に係る車載用防水型電子機器筐体は、プリント基板を収納する開口面が設けられ側壁を有する樹脂ケースと、前記開口面を閉塞する薄板状カバーを備え、前記樹脂ケース開口面の周囲から突出する前記側壁の先端部および、前記薄板状カバー閉塞面の各々に傾斜部を形成し、それぞれの傾斜部を押圧固定することで、前記樹脂ケース開口面における前記側壁の先端部が前記薄板状カバーの前記傾斜部に沿って密着するものであって、前記樹脂ケースの前記側壁外側にＬ字状に突出して形成され先端部が前記側壁に沿って延在するフック部を設けるとともに、前記薄板状カバーの周縁部にＬ字状に曲げ形成されて突出するフック部を設け、前記樹脂ケースと前記薄板状カバーの組み付けの際に前記薄板状カバーの前記フック部が前記側壁と前記樹脂ケースの前記フック部との間において前記樹脂ケースの前記フック部の内側に係合するよう構成したことを特徴とする。

本発明によれば、一体に接合するケースとカバーの材料を問わず、防水用シール材を用いずに簡易な構造で防水を実現することが可能であり、部品点数を削減するとともに工数を削減するができる。さらには、組立性を簡素化することで作業者の負担を軽減することができ、全体としてのコストを低減することができる。そして、樹脂ケースと薄板状カバーの組み付けの際に薄板状カバーのフック部が樹脂ケースの側壁に設けられたフック部に係合することにより、樹脂ケースの側壁における撓みを規制し樹脂ケースの側壁先端部と薄板状カバーの傾斜部とを確実に密着させることができる。

Claims (11)

1. プリント基板を収納する開口面が設けられ側壁を有する樹脂ケースと、前記開口面を閉塞する薄板状カバーを備え、前記樹脂ケース開口面の周囲から突出する前記側壁の先端部および、前記薄板状カバー閉塞面の各々に傾斜部を形成し、それぞれの傾斜部を押圧固定することで、前記樹脂ケース開口面における前記側壁の先端部が前記薄板状カバー傾斜面に沿って密着することを特徴とする車載用防水型電子機器筐体。
2. 前記樹脂ケースの開口面における前記側壁の先端部に微小リブを設け、前記樹脂ケースと前記薄板状カバーとの組み付けの際に、前記微小リブが前記薄板状カバーと接触しながら嵌合することで、前記微小リブが変形し、前記樹脂ケースと前記薄板状カバー接触部の微小隙間を埋め、両者の密着部の密着性を高めることを特徴とする請求項１に記載の車載用防水型電子機器筐体。
3. 前記樹脂ケースの前記側壁外側にＬ字状に突出したフック部を設け、このフック部が外側へ撓むことで、前記薄板状カバーと係合する構成とし、前記薄板状カバーの組み付け動作時に、前記樹脂ケース開口面を形成する外周壁および、前記金属薄板状カバーの接合傾斜部が撓むことなく組み付くことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載用防水型電子機器筐体。
4. 前記樹脂ケースの前記側壁外側にＬ字状に突出したスナップ嵌合フック部を設けるとともに、前記薄板状カバーの周縁部にＬ字曲げした突出部に貫通孔があけられた形状を有するフック部を形成し、前記樹脂ケースと前記薄板状カバーの組み付けの際に前記樹脂ケースのスナップ嵌合フック部が外側へ撓み、前記薄板状カバー周縁曲げ部の前記貫通孔に嵌合することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車載用防水型電子機器筐体。
5. 前記薄板状カバーの周縁部に形成したフック部の先端が、前記樹脂ケースの外側に設けたＬ字状スナップ嵌合フック部の内側に形成した突起を乗り越えることで、前記樹脂ケースと前記薄板状カバーとが係合するように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車載用防水型電子機器筐体。
6. 前記樹脂ケースのスナップ嵌合フック部は前記薄板状カバーの周縁曲げ部よりも、変形しやすいように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の車載用防水型電子機器筐体。
7. 前記薄板状カバーは、金属からなることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車載用防水型電子機器筐体。
8. 前記金属薄板状カバーは、電気亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする請求項７に記載の車載用防水型電子機器筐体。
9. 前記金属薄板状カバーは、厚みを０．８ｍｍ〜１．２ｍｍとしたことを特徴とする請求項８に記載の車載用防水型電子機器筐体。
10. 前記樹脂ケースと前記金属薄板状カバーとの組み付けは、樹脂材料の溶融にて接合することを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれかに記載の車載用防水型電子機器筐体。
11. 前記薄板状カバーを樹脂で構成したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車載用防水型電子機器筐体。

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