JP2014222736A - 電気機器装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器装置における部品点数および組み付け工数の低減を図る。
【解決手段】被取付部材に係合する取付部２０および収容空間３３を形成する有底筒状のケース部３０をゴムにて一体に形成して、部品点数および組み付け工数を低減する。また、ケース第１突起部３４とターミナル第１切り欠き部１４１とを嵌合させて、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３がケース側壁３１の内周面に接触しない状態で電気機器１とケース２とを位置決めし、この状態で収容空間３３にポッティング剤を充填してポッティング層４を形成することにより、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３とケース側壁３１の内周面との間にポッティング剤が確実に回り、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３はポッティング層４に埋設された状態になる。その結果、水分や金属製異物による腐食やショートの発生を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ケースに電気機器が収容された電気機器装置およびその製造方法に関するものである。

従来の電気機器装置として、ケースに形成された収容空間に半導体リレー等の電気機器を収容し、収容空間における電気機器の周囲にポッティング剤を充填し、収容空間の開口部をベースにて閉塞したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、このような電気機器装置を例えば車両に取り付けて用いる場合、振動吸収のために、ゴム製の取付部材をケースに装着し、その取付部材を車両のステー等に係合させるようにしている。

特開２００１−７５６５号公報

しかしながら、従来の電気機器装置は、ケースと取付部材を別部品として形成した後に一体化しているため、部品点数および組み付け工数が多くなるという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、電気機器装置における部品点数および組み付け工数の低減を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ゴムからなり、被取付部材（１００）に係合する取付部（２０）および収容空間（３３）を形成する有底筒状のケース部（３０）を有するケース（２）と、収容空間に収容された電気機器（１）と、収容空間における電気機器の周囲にポッティング剤が充填されて形成されたポッティング層（４）とを備え、電気機器は、基板（１１）と、基板に実装された電気・電子部品（１２、１３）と、一端側が基板に接合されるとともに他端側がポッティング層の外部に突出して外部ターミナルに接続される導電性金属からなるターミナル（１４、１５）とを備え、ターミナルとケースが結合されて、基板および電気・電子部品がケースに接触しない状態で電気機器とケースとが位置決めされていることを特徴とする。

これによると、取付部およびケース部をゴムにて一体に形成しているため、振動吸収機能および電気機器を収容する機能を確保しつつ、部品点数および組み付け工数を低減することができる。

ところで、ケースはゴムであるため、ケースとポッティング層との界面は剥がれ易い。また、例えば基板とケースを結合して電気機器とケースとの位置決めを行った場合は、基板とケースとの接触部にはポッティング剤が回りきらない。したがって、ケースとポッティング層との界面が剥がれた場合、ケースとポッティング層との間に隙間が発生するとともに、基板とケースとの間にも隙間が発生し、それらの隙間から侵入する水分や金属製異物により腐食やショートが発生する虞がある。

これに対し、請求項１に記載の発明では、基板および電気・電子部品はケースに接触しないため、基板および電気・電子部品はポッティング層に埋設された状態になり、したがって、ケースとポッティング層との界面が剥がれて、ケースとポッティング層との間の隙間から水分等が侵入しても、その水分等が基板および電気・電子部品に到達することを防止することができる。

また、ターミナルは金属であるため、ターミナルとポッティング層との界面は剥がれ難く、したがって、ターミナルとポッティング層との界面を通って水分等が基板および電気・電子部品に到達することを防止することができる。

その結果、水分や金属製異物による腐食やショートの発生を防止することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電気機器装置において、ターミナルに切り欠き部（１４１）が形成され、ケースに突起部（３４）が形成され、切り欠き部と突起部との嵌合によりターミナルとケースが結合されていることを特徴とする。

これによると、電気機器の周囲にポッティング剤が充填されてポッティング層が形成されるまでの間、電気機器とケースとの相対位置を確実に維持することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の電気機器装置において、ケースとターミナルは、電気機器が収容空間から抜け出る向きのケースと電気機器との相対移動を規制する係合部（３５、３６、３８、１４２、１４３、１４５）を備えることを特徴とする。

これによると、電気機器の周囲にポッティング剤が充填されてポッティング層が形成されるまでの間、電気機器が収容空間から抜け出ることを確実に防止することができる。

請求項４に記載の発明では、ゴムからなり、被取付部材（１００）に係合する取付部（２０）および収容空間（３３）を形成する有底筒状のケース部（３０）を有するケース（２）を準備し、基板（１１）と、基板に実装された電気・電子部品（１２、１３）と、一端側が基板に接合されるとともに他端側が外部ターミナルに接続される導電性金属からなるターミナル（１４、１５）とを備える電気機器（１）を準備し、ターミナルとケースとを結合して、基板および電気・電子部品がケースに接触しない状態で電気機器とケースとを位置決めする位置決め工程と、収容空間における電気機器の周囲にポッティング剤を充填してポッティング層（４）を形成するポッティング工程とを備えることを特徴とする。

これによると、請求項１に記載の電気機器装置を製造することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る電気機器装置の正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ａ）の下面図である。 （ａ）は図１の電気機器装置の下面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気機器装置の第１変形例を示す要部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気機器装置の第２変形例を示す要部の断面図である。 （ａ）は本発明の一実施形態に係る電気機器装置の第３変形例を示す下面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 （ａ）は本発明の一実施形態に係る電気機器装置の第４変形例を示す下面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

本発明の一実施形態について説明する。本実施形態の電気機器装置は、図示しない車両に搭載された電気機器（図示せず）の通電制御用として用いられる。

図１、図２に示すように、電気機器装置は、電気機器１を備えている。この電気機器１は、基板１１と、基板１１に実装されて電気回路を開閉する半導体リレー１２と、基板１１に実装されたコンデンサ１３と、基板１１に実装されて半導体リレー１２に電気的に接続された２つのターミナル１４、１５とを備えている。なお、半導体リレー１２およびコンデンサ１３は、本発明の電気・電子部品に相当する。

第１ターミナル１４および第２ターミナル１５は、導電性金属板材からなり、一端側が基板１１にはんだ付けにて接合されるとともに、他端側が外部ターミナルとしての車両側ターミナル（図示せず）と接続される。

そして、第１ターミナル１４は、車両側ターミナルおよび配線（図示せず）を介して車両の電気機器に接続され、第２ターミナル１５は、車両側ターミナルおよび配線（図示せず）を介して車両の蓄電池（図示せず）に接続される。

電気機器装置は、ゴム（例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ）にて形成されたケース２を備えている。このケース２は、車両に固定されたステー１００に係合する取付部２０、および電気機器１が収容されるケース部３０を有している。

取付部２０には、ステー１００が挿入される取付穴２１が形成されている。なお、ステー１００は、本発明の被取付部材に相当する。

ケース部３０は、筒状のケース側壁３１とケース側壁３１の一端側を閉塞するケース底部３２とによって有底筒状をなしており、内部には一端が開口した収容空間３３が形成されている。収容空間３３には、電気機器１が収容されるとともに、電気機器１の周囲にポッティング剤が充填されてポッティング層４が形成されている。

ポッティング層４は、収容空間３３における開口部付近まで形成されており、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３の全域がポッティング層４に埋設されている。また、第１ターミナル１４および第２ターミナル１５は、基板１１に近い部位がポッティング層４に埋設され、基板１１から遠い部位がポッティング層４から外部に突出している。

なお、図１（ｃ）では、ポッティング層４の範囲を明瞭にするために、ポッティング層４の部位をハッチングで示している。

ここで、ポッティング層４が収容空間３３から抜け出る向きＢ、換言すると、ケース底部３２から収容空間３３の開口部に向かう向きＢを、脱離向きＢという。

ケース側壁３１には、収容空間３３内に突出する直方体で且つ板状のケース第１突起部３４が形成されている。このケース第１突起部３４は、収容空間３３における開口部側に向かって延びており、換言すると、ケース側壁３１の内周面から脱離向きＢに沿って延びている。

また、第１ターミナル１４には、ケース第１突起部３４と嵌合するターミナル第１切り欠き部１４１が形成されている。

そして、ケース第１突起部３４とターミナル第１切り欠き部１４１との嵌合により、第１ターミナル１４とケース２が結合されている。なお、ケース第１突起部３４とターミナル第１切り欠き部１４１との嵌合部は、ポッティング層４に埋設されている。

次に、電気機器装置の製造方法について説明する。

まず、電気機器１とケース２を準備し、その後、位置決め工程およびポッティング工程を実施する。

位置決め工程では、ケース第１突起部３４とターミナル第１切り欠き部１４１とを嵌合させて第１ターミナル１４とケース２を結合して、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３がケース側壁３１およびケース底部３２に接触しない状態で電気機器１とケース２とを位置決めする。

続いて、ポッティング工程では、収容空間３３における電気機器１の周囲にポッティング剤を充填してポッティング層４を形成する。ここで、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３がケース側壁３１およびケース底部３２に接触しない状態でポッティング層４を形成するため、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３とケース側壁３１およびケース底部３２との間にポッティング剤が確実に回り、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３はポッティング層４に埋設された状態になる。

本実施形態では、取付部２０およびケース部３０をゴムにて一体に形成しているため、振動吸収機能および電気機器１を収容する機能を確保しつつ、部品点数および組み付け工数を低減することができる。

また、電気機器１は第１ターミナル１４および第２ターミナル１５の一部を除いてポッティング層４に埋設されているため、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３への水分等の付着を防止することができるとともに、収容空間３３の開口部を閉塞するベースを廃止することができる。

また、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３とケース側壁３１およびケース底部３２との間にポッティング剤が確実に回り、基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３はポッティング層４に埋設された状態になるため、ケース２とポッティング層４との界面が剥がれて、ケース２とポッティング層４との間の隙間から水分等が侵入しても、その水分等が基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３に到達することを防止することができる。

また、第１ターミナル１４および第２ターミナル１５は金属であるため、第１ターミナル１４および第２ターミナル１５とポッティング層４との界面は剥がれ難く、したがって、第１ターミナル１４および第２ターミナル１５とポッティング層４との界面を通って水分等が基板１１、半導体リレー１２およびコンデンサ１３に到達することを防止することができる。

その結果、水分や金属製異物による腐食やショートの発生を防止することができる。

また、ケース第１突起部３４とターミナル第１切り欠き部１４１とを嵌合させて第１ターミナル１４とケース２を結合しているため、ポッティング層４が形成されるまでの間、電気機器１とケース２との相対位置を確実に維持することができる。

なお、上記実施形態では、ケース側壁３１にケース第１突起部３４を設け、第１ターミナル１４にターミナル第１切り欠き部１４１を設けたが、ケース側壁３１に切り欠き部を設け、第１ターミナル１４に突起部を設けて、ケース側壁３１の切り欠き部と第１ターミナル１４の突起部との嵌合により、第１ターミナル１４とケース２を結合するようにしてもよい。

また、上記実施形態における第１ターミナル１４とケース２の結合構造は、以下述べる変形例のように、種々変更することができる。

図３に示す第１変形例では、収容空間３３内に突出するとともに、ケース側壁３１の内周面から脱離向きＢに対して垂直方向に沿って延びるケース第２突起部３５が、ケース側壁３１に形成されている。また、第１ターミナル１４には、ケース第２突起部３５と嵌合するターミナル第２切り欠き部１４２が形成されている。なお、ケース第２突起部３５とターミナル第２切り欠き部１４２は、本発明の係合部を構成する。

これによると、ケース第２突起部３５とターミナル第２切り欠き部１４２との嵌合により、ポッティング層４が形成されるまでの間、第１ターミナル１４の倒れを防止することができる。また、ケース第２突起部３５とターミナル第２切り欠き部１４２との嵌合により、電気機器１が脱離向きＢに向かうケース２と電気機器１との相対移動が規制されるため、ポッティング層４が形成されるまでの間、電気機器１が収容空間３３から抜け出ることを確実に防止することができる。

図４に示す第２変形例では、収容空間３３に連通するとともに、ケース側壁３１の内周面から脱離向きＢに対して垂直方向に沿って凹んだケース凹部３６が、ケース側壁３１に形成されている。また、第１ターミナル１４には、ケース凹部３６と嵌合するターミナル第１突起部１４３が形成されている。なお、ケース凹部３６とターミナル第１突起部１４３は、本発明の係合部を構成する。

これによると、ケース凹部３６とターミナル第１突起部１４３との嵌合により、ポッティング層４が形成されるまでの間、第１ターミナル１４の倒れを防止することができる。また、ケース凹部３６とターミナル第１突起部１４３との嵌合により、電気機器１が脱離向きＢに向かうケース２と電気機器１との相対移動が規制されるため、ポッティング層４が形成されるまでの間、電気機器１が収容空間３３から抜け出ることを確実に防止することができる。

図５に示す第３変形例では、収容空間３３に連通する直方体の空間であるケース溝部３７が、ケース側壁３１に形成されている。そして、第１ターミナル１４の一部をケース溝部３７に挿入することにより、第１ターミナル１４とケース２が結合されている。

また、第１ターミナル１４には、ケース底部３２側に向かって延びるターミナル第２突起部１４４が形成されている。そして、ターミナル第２突起部１４４をケース側壁３１の内周面に当接させることにより、ポッティング層４が形成されるまでの間の第１ターミナル１４の倒れを防止するようにしている。

図６に示す第４変形例では、第３変形例に対し、ケース第３突起部３８およびターミナル穴１４５を追加している。

ケース２に設けられたケース第３突起部３８は、ケース溝部３７に向かって突出しており、脱離向きＢに沿って２個配置されている。第１ターミナル１４に設けられたターミナル穴１４５は、脱離向きＢに沿って２個配置されている。なお、ケース第３突起部３８およびターミナル穴１４５は、本発明の係合部を構成する。

そして、第１ターミナル１４の一部をケース溝部３７に挿入するとともに、ケース第３突起部３８をターミナル穴１４５に挿入することにより、第１ターミナル１４とケース２が結合されている。

これによると、ケース第３突起部３８およびターミナル穴１４５を２個設けているため、ポッティング層４が形成されるまでの間、第１ターミナル１４の倒れをより確実に防止することができるとともに、電気機器１とケース２との相対位置をより確実に維持することができる。

また、ケース第３突起部３８とターミナル穴１４５との嵌合により、電気機器１が脱離向きＢに向かうケース２と電気機器１との相対移動が規制されるため、ポッティング層４が形成されるまでの間、電気機器１が収容空間３３から抜け出ることを確実に防止することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態の電気機器１は、電気回路を開閉する半導体リレー１２を備えて、車両用電気機器の通電制御用として用いられるものであったが、電気機器１は、マイコンや駆動回路等を備えて、車両用電気機器の作動制御用として用いられるものでもよい。さらに、電気機器１は、車両用以外の電気機器の通電制御用や作動制御用として用いられるものでもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１ 電気機器
２ ケース
４ ポッティング層
１１ 基板
１２ 半導体リレー（電気・電子部品）
１３ コンデンサ（電気・電子部品）
１４ ターミナル
１５ ターミナル
２０ 取付部
３０ ケース部
３３ 収容空間
１００ ステー（被取付部材）

Claims (4)

1. ゴムからなり、被取付部材（１００）に係合する取付部（２０）および収容空間（３３）を形成する有底筒状のケース部（３０）を有するケース（２）と、
   前記収容空間に収容された電気機器（１）と、
   前記収容空間における前記電気機器の周囲にポッティング剤が充填されて形成されたポッティング層（４）とを備え、
   前記電気機器は、基板（１１）と、前記基板に実装された電気・電子部品（１２、１３）と、一端側が前記基板に接合されるとともに他端側が前記ポッティング層の外部に突出して外部ターミナルに接続される導電性金属からなるターミナル（１４、１５）とを備え、
   前記ターミナルと前記ケースが結合されて、前記基板および前記電気・電子部品が前記ケースに接触しない状態で前記電気機器と前記ケースとが位置決めされていることを特徴とする電気機器装置。
2. 前記ターミナルに切り欠き部（１４１）が形成され、
   前記ケースに突起部（３４）が形成され、
   前記切り欠き部と前記突起部との嵌合により前記ターミナルと前記ケースが結合されていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器装置。
3. 前記ケースと前記ターミナルは、前記電気機器が前記収容空間から抜け出る向きの前記ケースと前記電気機器との相対移動を規制する係合部（３５、３６、３８、１４２、１４３、１４５）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機器装置。
4. ゴムからなり、被取付部材（１００）に係合する取付部（２０）および収容空間（３３）を形成する有底筒状のケース部（３０）を有するケース（２）を準備し、
   基板（１１）と、前記基板に実装された電気・電子部品（１２、１３）と、一端側が前記基板に接合されるとともに他端側が外部ターミナルに接続される導電性金属からなるターミナル（１４、１５）とを備える電気機器（１）を準備し、
   前記ターミナルと前記ケースとを結合して、前記基板および前記電気・電子部品が前記ケースに接触しない状態で前記電気機器と前記ケースとを位置決めする位置決め工程と、
   前記収容空間における前記電気機器の周囲にポッティング剤を充填してポッティング層（４）を形成するポッティング工程とを備えることを特徴とする電気機器装置の製造方法。

Images