JP2016110810A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子装置の内部への液体の浸入を防止する。【解決手段】エアバッグＥＣＵ１０は、電子部品４１が実装された基板４と、基板４に固定されて正面側（−Ｙ側）において相手コネクタと接続するコネクタ３とを備えている。また、エアバッグＥＣＵ１０は、基板４を覆い正面側（−Ｙ側）に開口した開口部を有するケース１を備え、ケース１の上面１１は開口部の近傍においてコネクタ３の上面と近接する。コネクタ３の上面は、正面側（−Ｙ側）に直交しつつ略水平方向に延びる防滴溝３５を備え、ケース１の上面１１は、防滴溝３５と略同一方向に延びて防滴溝３５と嵌合する板状の防滴リブ１５を備えている。防滴リブ１５は、ケース１の上面１１とコネクタ３の上面との相互間に浸入した液体を堰き止め、防滴リブ１５と防滴溝３５の壁面との間隙が、防滴リブ１５が堰き止めた液体を流すための第１通路６１として機能する。【選択図】図６

Description

本発明は、電子装置における防滴の技術に関する。

自動車などの車両においては、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）と呼ばれる電子装置が搭載されている。このような電子装置として、例えば、エアバッグシステムに用いられるエアバッグＥＣＵが知られている。エアバッグＥＣＵは、車両の加速度が所定の閾値を超える場合などに、点火装置に電流を流してエアバッグを膨らませる機能を有している（例えば、特許文献１参照。）。

このようなエアバッグＥＣＵは、車両の衝突時においても故障せずに動作する必要があるため、一般に、車両のおよそ中央部となる車室内の前席近傍に配置される。このため、車両の乗員が飲料物等をこぼした場合、あるいは、車室用のエアコンから水が滴下した場合などにおいて、液体がエアバッグＥＣＵに接触する場面が生じ得る。そして、このような液体がエアバッグＥＣＵの内部に浸入した場合には、エアバッグＥＣＵに不具合が生じるおそれがある。

このため、図１０に示すように、液体の浸入を防止するための防滴シート９３を備えたエアバッグＥＣＵ９が従来より知られている。防滴シート９３は、例えば、塩化ビニルなどの弾力性のある非透水性の素材のシートであり、ケース９１とコネクタ９２との境界近傍を覆うように配置される。これにより、防滴シート９３は、ケース９１とコネクタ９２との間の隙間から、エアバッグＥＣＵ９の内部に液体が浸入することを防止する。

特開２０１０−１３２２０２号公報

図１０に示す従来のエアバッグＥＣＵ９のように防滴シート９３を設けた場合においては、必要な部品点数が多くなるため、エアバッグＥＣＵ９のコストが上昇する。また、防滴シート９３の形状が変化しないように、防滴シート９３に配慮してエアバッグＥＣＵ９を搬送する必要がある。

このようなことから、防滴シート９３等の防滴用の追加部品を必要とすることなく、電子装置の内部への液体の浸入を防止できる技術が求められていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電子装置の内部への液体の浸入を防止する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、電子装置であって、電子部品が実装された基板と、前記基板に固定され、特定方向において相手コネクタと接続するコネクタと、前記基板を覆い、前記特定方向に開口した開口部を有するケースと、を備え、前記ケースの上面は、前記開口部の近傍において前記コネクタの上面と近接し、前記ケースの上面及び前記コネクタの上面の一方が、前記特定方向に直交しつつ略水平方向に延びる溝、を備え、前記ケースの上面及び前記コネクタの上面の他方が、前記溝と略同一方向に延びて前記溝と嵌合する板状の第１リブ、を備え、前記第１リブが、前記ケースの上面と前記コネクタの上面との相互間に浸入した液体を堰き止め、前記第１リブと前記溝の壁面との間隙が、前記第１リブが堰き止めた前記液体を流すための第１通路として機能する。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の電子装置において、前記第１通路から前記電子装置の下部に前記液体を導く第２通路、をさらに備えている。

また、請求項３の発明は、請求項２に記載の電子装置において、前記ケースと前記コネクタの側面との間隙が、前記第２通路として機能する。

また、請求項４の発明は、請求項２または３に記載の電子装置において、前記コネクタの下面から下方に突出し、一部が前記第２通路の下端に近接する板状の第２リブ、をさらに備えている。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子装置において、前記第１通路の断面積は、４平方ミリメートルより大きい。

請求項１ないし５の発明によれば、第１リブによって液体を堰き止めて第１通路に液体を流すことができるため、電子装置の内部への液体の浸入を防止できる。

また、特に請求項２の発明によれば、第２通路を介して電子装置の下部に液体を導いて排出できる。

また、特に請求項３の発明によれば、第２通路を容易に形成できる。

また、特に請求項４の発明によれば、第２リブから液体を滴下させることができ、電子装置の下部からの液体の浸入を防止できる。

また、特に請求項５の発明によれば、第１通路の断面積が４平方ミリメートルより大きいため、液体を十分に排出できる。

図１は、エアバッグＥＣＵの外観を示す斜視図である。 図２は、エアバッグＥＣＵの分解斜視図である。 図３は、ケースを上側からみた斜視図である。 図４は、ケースを下側からみた斜視図である。 図５は、本体部を示す斜視図である。 図６は、エアバッグＥＣＵの左側からみた側面図である。 図７は、エアバッグＥＣＵの上側からみた上面図である。 図８は、エアバッグＥＣＵを下側からみた斜視図である。 図９は、液体が流れる経路を示す図である。 図１０は、従来のエアバッグＥＣＵを示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

＜１．電子装置の概要＞
図１は、本実施の形態に係る電子装置であるエアバッグＥＣＵ１０の外観を示す斜視図である。エアバッグＥＣＵ１０は、車両に搭載される電子制御装置であり、車両の衝突時にエアバッグを膨らませて乗員への衝撃を緩和するエアバッグシステムに用いられる。エアバッグＥＣＵ１０は、車両が受けた衝撃の程度を示す加速度が所定の閾値を超える場合などに、エアバッグＥＣＵ１０の外部の点火装置（スクイブ）に電流を流してエアバッグを膨らませる。エアバッグＥＣＵ１０は、車両の衝突時においても故障せずに動作するように、例えば、車両のおよそ中央部となる車室内の前席近傍に配置される。

エアバッグＥＣＵ１０は、外部の点火装置等と電気的に接続するためのコネクタ３を備えている。コネクタ３は、例えば、プラスチック等の樹脂製の部材である。コネクタ３は、エアバッグＥＣＵ１０の特定方向に向けられ、該特定方向において接続相手となるコネクタ（以下、「相手コネクタ」という。）と接続する。

本実施の形態においては、説明の便宜上、コネクタ３が相手コネクタと接続する特定方向を、エアバッグＥＣＵ１０の正面側とする。このエアバッグＥＣＵ１０の正面側は、車両の進行方向と一致していてもよく、一致していなくてもよい。

また、以下の説明においては、図中に示す三次元直交座標系（ＸＹＺ）を用いて、適宜、方向を示すこととする。この直交座標系は、エアバッグＥＣＵ１０に対して相対的に固定される。Ｘ軸方向は左右方向、Ｙ軸方向は前後方向、Ｚ軸方向は上下方向に相当する。−Ｙ側は正面側、＋Ｙ側は背面側となる。また、説明の便宜上、＋Ｘ側は右側、−Ｘ側は左側とする。また、＋Ｚ側は上側、−Ｚ側は下側となる。

図２は、エアバッグＥＣＵ１０の分解斜視図である。図２に示すように、エアバッグＥＣＵ１０は、ケース１と、本体部２と、フタ５とを備えている。エアバッグＥＣＵ１０は、これらケース１、本体部２、及び、フタ５を上下方向（Ｚ軸方向）に重ね、ネジなどの締結具によって固定することで製造される。

本体部２は、上述したコネクタ３とともに、基板４を備えている。基板４には、エアバッグＥＣＵ１０の機能に必要となる制御回路、Ｇセンサ及びコンデンサ等の各種の電子部品４１が実装されている。コネクタ３は、この基板４の正面側（−Ｙ側）に固定される。

ケース１は、アルミニウム等の金属製の部材である。ケース１は、下面が開口した略直方体の形状を有しており、基板４の上側（＋Ｚ側）を覆うように配置される。また、ケース１は、正面側（−Ｙ側）に開口した開口部１９を有している。コネクタ３は、このケース１の正面側（−Ｙ側）の開口部１９を塞ぐように配置される。

また、フタ５は、アルミニウム等の金属製の部材である。フタ５は、容器状の形状を有しており、基板４の下側（−Ｚ側）を覆うように配置される。したがって、基板４は、ケース１、コネクタ３及びフタ５によって形成される、エアバッグＥＣＵ９の内部の空間に収容されて保護される。

図１及び図２に示すように、エアバッグＥＣＵ１０は、防滴シート９３（図１０参照。）やパッキン等の防滴（液体の浸入の防止）用の追加部品は備えていない。エアバッグＥＣＵ１０は、このような防滴用の追加部品が無くても、ケース１とコネクタ３とを組み合わせた構造によりエアバッグＥＣＵ９の内部への液体の浸入を防止する。以下、このようなエアバッグＥＣＵ１０の主に防滴に係る構成について説明する。

＜２．ケース＞
まず、ケース１について説明する。図３及び図４は、ケース１を示す斜視図である。図３はケース１の上側からみた斜視図であり、図４はケース１の下側からみた斜視図である。

前述のようにケース１は、略直方体の形状を有している。ケース１は、直方体の下側（−Ｚ側）の４つの頂点のうちの３つの頂点に相当する位置に、ブラケット部１８を備えている。各ブラケット部１８は、ネジなどの締結具を挿入する取付穴１８ａを備えている。これらのブラケット部１８がそれぞれ締結具によって車両の車体と固定されることで、エアバッグＥＣＵ１０は車両に対して固定される。

エアバッグＥＣＵ１０が車両に対して固定されると、エアバッグＥＣＵ１０の左右方向（Ｘ軸方向）及び前後方向（Ｙ軸方向）は、略水平方向に沿う。もちろん、車両自体が水平方向に対して傾いている場合は、エアバッグＥＣＵ１０の各方向は車両の傾きに応じて変化する。以下では、エアバッグＥＣＵ１０の左右方向（Ｘ軸方向）及び前後方向（Ｙ軸方向）が、略水平方向に沿っているものとして説明する。

前述のようにケース１は、正面側（−Ｙ側）に開口した開口部１９を有している。ケース１は、この開口部１９の近傍において、ケース１の上面１１の内側から下方に突出した板状の防滴リブ１５を備えている。防滴リブ１５の略長方形状の主面は、略上下方向に沿っている。

また、防滴リブ１５は、その長手方向が左右方向（Ｘ軸方向）に沿うように延びている。すなわち、防滴リブ１５は、正面側（−Ｙ側）に対して直交しつつ略水平方向に延びている。そして、防滴リブ１５の両端部は、ケース１の左右方向（Ｘ軸方向）の両側面１２の内側に接続されている。

また、図４に示すように、ケース１の左右方向（Ｘ軸方向）の両側面１２の内側には、防滴リブ１５の背面側（＋Ｙ側）に隣接して、コネクタ３と係合するための係合部１３が設けられている。

＜３．コネクタ＞
次に、コネクタ３について説明する。図５は、コネクタ３及び基板４を含む本体部２を示す斜視図である。

図５に示すように、コネクタ３は、板状の係合リブ３３と、この係合リブ３３の背面方向（＋Ｙ側）に２つの固定部３４とを備えている。係合リブ３３の主面は、略上下方向（Ｚ軸方向）、及び、略左右方向（Ｘ軸方向）に沿っている。また、固定部３４は、基板４に固定される。これにより、コネクタ３は、基板４の正面側（−Ｙ側）に物理的に固定される。

また、コネクタ３は、係合リブ３３の正面側（−Ｙ側）にソケット３１を備えている。このソケット３１に、正面側（−Ｙ側）から相手コネクタを挿入することができる。ソケット３１の内部には端子ピン３９の一端が配置される。ソケット３１に相手コネクタを挿入すると、これらの端子ピン３９と相手コネクタの端子とが電気的に接続される。また、端子ピン３９の他端は、基板４に設けられる回路と電気的に接続される。

また、ソケット３１の上側（＋Ｚ側）には、カバー部３２が設けられている。カバー部３２は、ソケット３１の上部から上方（＋Ｚ側）に突出し、さらに、正面側（−Ｙ側）に屈曲した断面Ｌ字状の形状を有している。カバー部３２の長方形状の上面は、略水平方向に沿い、かつ、左右方向（Ｘ軸方向）に延びている。このカバー部３２の上面は、ケース１の上面１１の内側に近接して配置される。

また、コネクタ３の上面におけるカバー部３２と係合リブ３３との相互間には、防滴溝３５が形成される。防滴溝３５は、左右方向（Ｘ軸方向）に沿うように延びている。すなわち、防滴溝３５は、正面側（−Ｙ側）に対して直交しつつ略水平方向に延びている。したがって、ケース１の防滴リブ１５と、コネクタ３の防滴溝３５とは略同一方向に延びることになる。

＜４．ケース及びコネクタの組み合わせ＞
次に、これらのケース１とコネクタ３とを組み合わせた構造について説明する。図６は、エアバッグＥＣＵ１０の左側（−Ｘ側）からみた側面図である。図６においては、ケース１とコネクタ３との関係が分かるように、ケース１の左側の側面１２を透過して示している。また、図７は、エアバッグＥＣＵ１０の上側（＋Ｚ側）からみた上面図である。図７においても、ケース１とコネクタ３との関係が分かるように、ケース１の上面１１を透過して示している。

ケース１とコネクタ３とを組み合わると、図７に示すように、コネクタ３の係合リブ３３の左右方向（Ｘ軸方向）の両端部が、ケース１の両側面の係合部１３とそれぞれ係合する。これにより、ケース１に対するコネクタ３の位置が規定される。

また、図６に示すように、ケース１の上面１１は、開口部１９の近傍においてコネクタ３の上面（主にカバー部３２の上面）と近接する。そして、ケース１の防滴リブ１５は、コネクタ３の防滴溝３５と嵌合する。

防滴リブ１５の前後方向（Ｙ軸方向）の幅は、防滴溝３５の前後方向（Ｙ軸方向）の幅よりも小さい。このため、防滴リブ１５と防滴溝３５とは緩く嵌合し、防滴リブ１５と防滴溝３５の正面側（−Ｙ側）の壁面との間には間隙６１が形成される。この間隙６１は、略左右方向（Ｘ軸方向）に液体を流すための通路である第１通路６１として機能する。

また、図７に示すように、防滴溝３５の左右方向（Ｘ軸方向）の両端部の近傍においては、コネクタ３の側面とケース１との間に間隙６２が形成される。この間隙６２は、略上下方向（Ｚ軸方向）に液体を流すための通路である第２通路６２として機能する。第２通路６２は、エアバッグＥＣＵ１０左右方向（Ｘ軸方向）の両端部にそれぞれ形成される。これら２つの第２通路６２は、第１通路６１の左右方向（Ｘ軸方向）の両端部と繋がっている。

また、図６に示すように、コネクタ３の下部には、コネクタ３の下面から下方に突出して板状の排水リブ３６が形成される（図５も併せて参照。）。

図８は、エアバッグＥＣＵ１０を下側（−Ｚ側）からみた斜視図である。図８に示すように、排水リブ３６の略長方形状の主面は、略上下方向に沿っている。排水リブ３６は、その長手方向が左右方向（Ｘ軸方向）に沿うように延びている。すなわち、排水リブ３６は、正面側（−Ｙ側）に対して直交しつつ略水平方向に延びている。そして、排水リブ３６の両端部は２つの第２通路６２の下端にそれぞれ近接して配置される。

＜５．液体の流れ＞
このような防滴リブ１５、第１通路６１、第２通路６２及び排水リブ３６により、エアバッグＥＣＵ９の内部へ浸入しようとする液体は、エアバッグＥＣＵ１０の外部に排出される。図９は、エアバッグＥＣＵ９の内部へ浸入しようとする液体が流れる経路を示す図である。

液体は、まず、矢印ＡＲ１に示すように、ケース１の上面１１とコネクタ３の上面（カバー部３２の上面）との間の僅かな隙間から、エアバッグＥＣＵ９の内部へ向けて浸入する。

次に、矢印ＡＲ２に示すように、ケース１の上面１１とコネクタ３の上面との相互間に浸入した液体は、防滴リブ１５によって堰き止められる。防滴リブ１５が堰き止めた液体は、第１通路６１に流入し、該第１通路６１を左右方向（Ｘ軸方向）の両側に向けて略水平方向に流れる。

これにより、液体は、矢印ＡＲ３に示すように、エアバッグＥＣＵ１０左右方向（Ｘ軸方向）の両端部にある第２通路６２に流れ込む。第２通路６２に流入した液体は、第２通路６２を下側（−Ｚ側）に向けて略上下方向（Ｚ軸方向）に流れる。第２通路６２は、液体を第１通路６１からエアバッグＥＣＵ１０の下部に導くことになる。

第２通路６２を介してエアバッグＥＣＵ１０の下部に到達した液体は、矢印ＡＲ４に示すように、第２通路６２の下端に一部が近接する排水リブ３６に移動する。そして、液体は、排水リブ３６の下端に集まり、排水リブ３６の下端からエアバッグＥＣＵ１０の下方に滴下する。これにより、液体がエアバッグＥＣＵ１０の外部に排出されることになる。

このようにエアバッグＥＣＵ１０の下部に到達した液体は排水リブ３６に移動するため、液体がコネクタ３の下面を伝わって移動することはない。このため、エアバッグＥＣＵ１０の下部におけるコネクタ３とフタ５との間の僅かな隙間から、エアバッグＥＣＵ１０の内部に液体が浸入することを防止できる。

液体の排水経路となる第１通路６１及び第２通路６２の断面積は、排水可能な液体の量を規定する。これらの断面積は、ケース１の上面１１とコネクタ３の上面との相互間から浸入する液体の量よりも、排水可能な液体の量が大きくなるように定められる。具体的には、第１通路６１及び第２通路６２の断面積は、４平方ミリメートルより大きいことが望ましい。

液体は、約８．０ｍｍの左右方向（Ｘ軸方向）の幅を持ち、上下方向（Ｚ軸方向）において約０．５ｍｍの隙間（ケース１の上面１１とコネクタ３の上面との相互間）から浸入することが想定される。このため、液体の流速をＶ（ｍｍ／秒）とし、個体差等を考慮した安全率を２．０とすると、単位時間あたりに浸入する液体の量Ｑ１（ｍｍ^３／秒）は、次の式（１）で表される。

Ｑ１＝８．０×０．５×Ｖ×２．０ …（１）
一方、第１通路６１及び第２通路６２の断面積をＡ（ｍｍ^２）とすると、エアバッグＥＣＵ１０には左右に２つの排水経路が存在するため、単位時間あたりに排水可能な液体の量Ｑ２（ｍｍ^３／秒）は、次の式（２）で表される。

Ｑ２＝Ａ×Ｖ×２ …（２）
そして、次の式（３）に示すように、排水可能な液体の量Ｑ２は、浸入する液体の量Ｑ１よりも大きくする必要がある。

Ｑ２＞Ｑ１ …（３）
したがって、式（１）〜（３）に基づき、第１通路６１及び第２通路６２の断面積Ａを４（ｍｍ^２）より大きくすれば、浸入する液体を十分に排出することができる。

以上説明したように、本実施の形態のエアバッグＥＣＵ１０は、電子部品４１が実装された基板４と、基板４に固定されて正面側（−Ｙ側）において相手コネクタと接続するコネクタ３とを備えている。また、エアバッグＥＣＵ１０は、基板４を覆い正面側（−Ｙ側）に開口した開口部１９を有するケース１を備え、ケース１の上面１１は開口部１９の近傍においてコネクタ３の上面と近接する。コネクタ３の上面は、正面側（−Ｙ側）に直交しつつ略水平方向に延びる防滴溝３５を備え、ケース１の上面１１は、防滴溝３５と略同一方向に延びて防滴溝３５と嵌合する板状の防滴リブ１５を備えている。防滴リブ１５は、ケース１の上面１１とコネクタ３の上面との相互間に浸入した液体を堰き止め、防滴リブ１５と防滴溝３５の壁面との間隙が、防滴リブ１５が堰き止めた液体を流すための第１通路６１として機能する。

このように、防滴リブ１５によって液体を堰き止めて第１通路６１に液体を流すことができるため、防滴用の追加部品を必要とすること無く、エアバッグＥＣＵ１０の内部への液体の浸入を防止することができる。

また、エアバッグＥＣＵ１０は、第１通路６１からエアバッグＥＣＵ１０の下部に液体を導く第２通路６２を備えている。したがって、第２通路６２を介してエアバッグＥＣＵ１０の下部に液体を導いて排出できる。

また、ケース１とコネクタ３の側面との間隙が第２通路６２として機能するため、第２通路６２を容易に形成できる。

また、エアバッグＥＣＵ１０は、コネクタ３の下面から下方に突出し、一部が第２通路６２の下端に近接する板状の排水リブ３６をさらに備えている。このため、排水リブ３６から液体を滴下させることができ、エアバッグＥＣＵ１０の下部からの液体の浸入を防止できる。

＜６．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施の形態及び以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。

上記実施の形態では、コネクタ３の上面が防滴溝３５を備え、ケース１の上面１１が防滴溝３５と嵌合する防滴リブ１５を備えていた。これに対して、ケース１の上面１１が防滴溝を備え、コネクタ３の上面が防滴溝と嵌合する防滴リブを備えるようにしてもよい。この場合は、コネクタ３の上面から上方に突出するように防滴リブが設けられる。

また、コネクタ３のカバー部３２の上面に、適宜に、開口を設けてもよい。これによれば、ケース１の上面１１とコネクタ３の上面との相互間に浸入した液体を、この開口から下側（−Ｚ側）に流すことができる。

また、上記実施の形態では、電子装置はエアバッグＥＣＵ１０であるとして説明を行ったが、他の電子装置においても上記実施の形態で説明した技術を適用してよい。特に、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control）ＥＣＵなどの車両の車室内の前席近傍に配置される電子装置において、上記実施の形態で説明した技術を好適に適用可能である。

１ ケース
２ 本体部
３ コネクタ
４ 基板
１０ エアバッグＥＣＵ
１５ 防滴リブ
３５ 防滴溝
３６ 排水リブ
６１ 第１通路
６２ 第２通路

Claims (5)

1. 電子装置であって、
   電子部品が実装された基板と、
   前記基板に固定され、特定方向において相手コネクタと接続するコネクタと、
   前記基板を覆い、前記特定方向に開口した開口部を有するケースと、
   を備え、
   前記ケースの上面は、前記開口部の近傍において前記コネクタの上面と近接し、
   前記ケースの上面及び前記コネクタの上面の一方が、
   前記特定方向に直交しつつ略水平方向に延びる溝、
   を備え、
   前記ケースの上面及び前記コネクタの上面の他方が、
   前記溝と略同一方向に延びて前記溝と嵌合する板状の第１リブ、
   を備え、
   前記第１リブが、前記ケースの上面と前記コネクタの上面との相互間に浸入した液体を堰き止め、
   前記第１リブと前記溝の壁面との間隙が、前記第１リブが堰き止めた前記液体を流すための第１通路として機能することを特徴とする電子装置。
2. 請求項１に記載の電子装置において、
   前記第１通路から前記電子装置の下部に前記液体を導く第２通路、
   をさらに備えることを特徴とする電子装置。
3. 請求項２に記載の電子装置において、
   前記ケースと前記コネクタの側面との間隙が、前記第２通路として機能することを特徴とする電子装置。
4. 請求項２または３に記載の電子装置において、
   前記コネクタの下面から下方に突出し、一部が前記第２通路の下端に近接する板状の第２リブ、
   をさらに備えることを特徴とする電子装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の電子装置において、
   前記第１通路の断面積は、４平方ミリメートルより大きいことを特徴とする電子装置。

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