JP2017107915A - 電子回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封止剤がケースの側壁部の内周面と、カバーの外周面との隙間を介して、カバーの上面に漏れ出すことを抑制可能な電子回路装置を提供する。
【解決手段】底部１２５と、側壁部１２１〜１２４とを有し、開口しているケース１０と、底部１２５に載置されている電子回路３０と、ケース１０の開口を覆い、側壁部１２１〜１２４の先端１２１ａ〜１２４ａよりも底部１２５側、又は、先端１２１ａ〜１２４ａと同一に配置されている板状の平板部２１を有するカバー２０と、電子回路３０が収納されている空間を封止する封止剤４０と、を備え、平板部２１には、充填口２４が設けられ、封止剤４０は、平板部２１の高さまで充填され、側壁部１２１〜１２４の内周面とカバー２０の外周面とが沿うように配置されており、底部１２５側に比べて、先端１２１ａ〜１２４ａ側における内周面と外周面との間隔が広くなっていることを特徴とする電子回路装置１００である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ケースとカバーとにより形成される空間に収納された電子回路部品を封止剤で封止した電子回路装置に関する。

ケースと、ケースの開口端を覆うカバーとにより形成される空間内に、電子回路部品を載置し、その空間を封止剤で封止する構成が提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の構成では、ケースは底部と側壁部とを有し、カバーは側壁部の内側において、側壁部の先端と同一又は底部側に配置されている。これにより、特許文献１に記載の構成は、封止剤がケースとカバーとの隙間から漏れてケースの外側に垂れることを防止している。

特開２０１０−８０７６８号公報

特許文献１に記載の構成において、本願の発明者らによって、封止剤がケースの側壁部の内周面と、カバーの外周面との隙間を介して、カバーの上面（ケースの側壁部の先端側の面）に漏れ出す現象が確認された。封止剤の漏れ出しにより、装置の外観が悪化する。この封止剤の漏れ出しは、ケースの側壁部の内周面と、カバーの外周面との隙間において、硬化する前の封止剤に対して毛細管現象が生じたことが原因であると考えられる。ケースの側壁部の内周面と、カバーの外周面との間隔を広くすることで、毛細管現象による封止剤の上昇高さを抑えることが可能である。しかしながら、ケースとカバーとのがたつき防止の観点、及び、封止性の観点から、ケースの側壁部の内周面とカバーの外周面との間隔を狭くすることが望まれる。

本発明は、封止剤がケースの側壁部の内周面と、カバーの外周面との隙間を介して、カバーの上面に漏れ出すことを抑制可能な電子回路装置を提供することを主たる目的とする。

本構成は、底部（１２５）と、側壁部（１２１〜１２４）とを有し、前記底部に対向する面が開口しているケース（１０）と、前記底部に載置されている電子回路部品（３０）と、前記側壁部の内側において前記ケースの開口を覆い、前記側壁部の先端（１２１ａ〜１２４ａ）よりも前記底部側、又は、前記側壁部の先端と同一に配置されている板状の平板部（２１）を有するカバー（２０）と、前記ケース及び前記カバーによって囲まれ、前記電子回路部品が収納されている空間を封止する封止剤（４０）と、を備え、前記平板部には、前記封止剤を充填するための充填口（２４）が設けられ、前記封止剤は、前記平板部の高さまで充填され、前記ケースの側壁部の内周面と前記カバーの外周面とが沿うように配置されており、前記底部側における前記内周面と前記外周面との間隔に比べて、前記側壁部の先端側における前記内周面と前記外周面との間隔が広くなっていることを特徴とする電子回路装置（１００）である。

ケースとカバーとのがたつき防止の観点、及び、封止性の観点から、ケースの側壁部の内周面とカバーの外周面との間隔が狭いことが望ましい。しかしながら、その間隔が狭くなるほど、硬化前の封止剤の毛細管現象による上昇高さが高くなる。これにより、カバーの平板部の上面（ケースの側壁部の先端側の面）に対して封止剤が漏れ出す懸念が大きくなる。そこで、ケースの側壁部の内周面とカバーの外周面との間隔について、底部側に比べて側壁部の先端側を広くする構成とした。このような構成にすることで、毛細管現象によって生じる上昇高さを抑え、平板部の上面への封止剤の漏れ出しを抑制することができる。

超音波センサの概略構成を表す斜視図。 超音波センサの概略構成を表す平面図。 超音波センサの概略構成を表すＡ−Ａ断面図。 ケースの概略構成を表す斜視図。 ケースの概略構成を表す平面図。 カバーの概略構成を表す斜視図。 封止剤の漏れ出しを表す図。 本実施形態におけるカバーの平板部の外縁部周辺を表す図。 変形例におけるカバーの平板部の外縁部周辺を表す図。 変形例におけるカバーの平板部の外縁部周辺を表す図。

（第１実施形態）
以下、本実施形態の構成について、図１〜６を用いて説明する。本実施形態の電子回路装置は、車両周辺の障害物を検知する車両用超音波センサ装置（以下、超音波センサ装置とも称する）である。

図１〜３に表す超音波センサ装置１００は、ケース１０及びカバー２０と、ケース１０とカバー２０とで囲まれる空間に収納される電子回路３０（図３参照、「電子回路部品」及び「制御回路」に相当）と、電子回路３０を振動や水、塵等から保護する封止剤４０とから構成されている。封止剤４０は、具体的にはウレタン樹脂である。

電子回路３０は、図３に示すように、プリント配線（図示略）、及び、端子挿入孔３４が形成された回路基板３１に対し、電子部品３２ａ，３２ｂ、及び、超音波センサ（図示略）との接続用のコネクタ３３が実装されて構成されている。超音波センサは、具体的には、圧電素子である。超音波センサに適用される電子回路３０は、回路基板３１の鉛直方向に対して、高さの低い電子部品３２ａと、高さの高い超音波センサとのインピーダンス整合用のコンデンサ及びコイルなどの電子部品３２ｂが実装される。

また、電子回路３０は、外部回路と電気的に接続するための外部接続用端子５０が端子挿入孔３４に挿入されて接続される。このように構成される電子回路３０を備える超音波センサ装置１００は、車両のバンパ等に装着されて圧電素子で超音波の送受信を行い、車両と障害物等との距離を検出し、その検出結果を外部回路に出力する。

ケース１０は、樹脂材料（例えばポリブチレンテレフタレート樹脂）を射出成形して形成されており、本例では、それぞれ複数個取りの金型で成形されている。このケース１０は、電子回路３０を収納する矩形状の収納部１２と、電子回路３０の外部接続用端子５０が配置される端子口１３１を有し、相手側のコネクタの形状に対応した形状（例えば角筒状）の端子部１３と、超音波センサが配置される円筒状の検出部１４とが一体的に設けられた形状をなすものである。なお、超音波センサは、検出部１４内に収納されて、超音波センサの先端部が検出部１４の検出面１４１において露出するようになっている。

収納部１２は、電子回路３０を収納するために、電子回路３０が支持部１２５ａを介して実装される底部１２５と、底部１２５の四辺から略鉛直に設けられる四つの側壁部１２１〜１２４を備え、底部１２５に対向する面が開口している。

また、側壁部１２１〜１２４の内面には、カバー２０の落ち込みを防止するための段差部１２１ｂ〜１２４ｂを有する。この段差部１２１ｂ〜１２４ｂは、先端１２１ａ〜１２４ａから底部１２５方向にカバー２０の高さ以上離れた位置に設ける。これによって、ケース１０にカバー２０を固定した場合、カバー２０は、側壁部１２１〜１２４の内周側に配置されるとともに、先端１２１ａ〜１２４ａと同一、又は、先端１２１ａ〜１２４ａよりも底部１２５側に配置された状態でケース１０の開口を塞ぐ。

また、側壁部１２１の内面には、カバー２０の挿入をガイドする突部１２１ｃが、先端１２１ａから底部１２５にわたって設けられている。側壁部１２３，１２４の内面には、カバー２０の挿入をガイドする突部１２３ｃ，１２４ｃがそれぞれ設けられている。

カバー２０は、樹脂材料（例えばポリブチレンテレフタレート樹脂）を射出成形して形成されている。このカバー２０は、図１〜３，６などに示すように、ケース１０の開口形状に対応した略矩形板状をなす平板部２１を備えている。平板部２１には、封止剤４０となる液状樹脂を充填するための充填口２４と、液状樹脂を充填しやすくするための空気排出口２３が形成されている。

カバー２０の外縁部（平板部２１の外縁部）には、図４などに示すように、壁部２２１〜２２４が設けられている。壁部２２１〜２２４には、ケース１０に設けられた段差部１２１ｂ〜１２４ｂに対応するフランジ２２１ｂ〜２２４ｂが設けられている。また、壁部２２１，２２３，２２４の外周面には、突部１２１ｃ，１２３ｃ，１２４ｃと嵌合する形状の溝部２２１ｃ，２２３ｃ，２２４ｃがそれぞれ設けられている。

次に、上記構成の超音波センサ装置１００の組立方法を簡単に説明する。

まず、ケース１０内に電子回路３０を載置する。より具体的には、底部１２５の支持部１２５ａ上に電子回路３０を載置して固定する。次に、ケース１０の開口にカバー２０を嵌合させて装着（固定）する。カバー２０をケース１０に挿入する際、突部１２１ｃ，１２３ｃ，１２４ｃと、溝部２２１ｃ，２２３ｃ，２２４ｃと、がそれぞれ嵌合することで、挿入を補助する。また、挿入後において、突部１２１ｃ，１２３ｃ，１２４ｃと、溝部２２１ｃ，２２３ｃ，２２４ｃと、がそれぞれ嵌合することで、ケース１０とカバー２０との間でのがたつきを抑制する。

また、カバー２０のフランジ２２１ｂ〜２２４ｂがケース１０の段差部１２１ｂ〜１２４ｂに当接することによって、カバー２０がケース１０内に落ち込むことを防止する。カバー２０は、ケース１０の側壁部１２１〜１２４の先端１２１ａ〜１２４ａよりも底部１２５側に配置された状態で、ケース１０の開口を塞ぐ。

次に、図３に示すように、カバー２０の充填口２４からケース１０とカバー２０とにより形成された電子回路３０の収納空間に、ディスペンサ等の充填機を用いて封止剤４０となる液状樹脂を充填する。液状樹脂は、図３に示すように、収納部１２とカバー２０の平板部２１で囲まれる空間が満たされるまで充填される。従って、封止剤４０の液面は、平板部２１の位置となる。

本実施の形態においては、上述のように、カバー２０は、ケース１０の側壁部１２１〜１２４の内側であり、側壁部１２１〜１２４の先端１２１ａ〜１２４ａよりも底部１２５側に配置された状態で、ケース１０の開口を塞ぐ。これにより、封止剤４０がケース１０とカバー２０の隙間から漏れ、ケース１０の外側（側壁部１２１〜１２４の外周面）に垂れることを防止することができる。

ここで、本願の発明者らによって、封止剤４０がケース１０の側壁部１２１〜１２４の内周面と、カバー２０の外周面との隙間を介して、カバー２０の上面（先端１２１ａ〜１２４ａ側の面）に漏れ出す現象が確認された。この封止剤４０の漏れ出しにより、超音波センサ装置１００の外観が悪化する。

図７を用いて、封止剤４０のカバー２０の上面２１ａへの漏れ出しについての説明を行う。前述したとおり、液面が平板部２１の位置となるように、封止剤４０は充填される。ここで、平板部２１の位置とは、平板部２１の先端１２１ａ〜１２４ａ側の面２１ａと、底部１２５側の面２１ｂとの間の位置である。言い換えると、封止剤４０は、下面２１ｂより高く、上面２１ａより低い位置、又は、面２１ａ，２１ｂと同一の位置まで充填される。

封止剤４０が上面２１ａより低い位置まで充填された場合であっても、側壁部１２１〜１２４の内周面と、カバー２０の外周部（平板部２１、及び、壁部２２１〜２２４の外周面）との隙間において、毛細管現象によって、封止剤４０の液面が上面２１ａより高くなることが懸念される。このような場合、封止剤４０がカバー２０の上面２１ａに漏れ出すことになる。ここで、毛細管現象による液面の上昇高さは、隙間の間隔が狭いほど高くなる。

カバー２０のがたつきを防止するためには、ケース１０の側壁部１２１〜１２４の内周面とカバー２０の外周面との間隔が狭いことが望ましい。しかしながら、その間隔が狭くなるほど、毛細管現象による硬化前の封止剤４０の上昇高さが高くなる。これにより、カバー２０の平板部２１の上面２１ａに対して封止剤４０が漏れ出す懸念が大きくなる。

そこで、図８に示すように、ケース１０の側壁部１２１〜１２４の内周面とカバー２０の外周面との間隔について、底部１２５側（下面２１ｂ側）に比べて、側壁部１２１〜１２４の先端１２１ａ〜１２４ａ側（上面２１ａ側）を広くする構成とした。このような構成にすることで、毛細管現象によって生じる上昇高さを抑え、封止剤４０の平板部２１の上面２１ａへの漏れ出しを抑制することができる。

具体的には、平板部２１の外縁部において、上面２１ａ側の角２２１ａ〜２２４ａが面取りされることで、下面２１ｂ側における内周面と外周面との間隔に比べて、上面２１ａ側における内周面と外周面との間隔を広くしている。より具体的には、平板部２１の外縁部の角２２１ａ〜２２４ａをＣ面取り（４５°面取り）している。この構成により、カバー２０の強度を保ちつつ、簡易な構成で封止剤４０の平板部２１の上面２１ａへの漏れ出しを抑制することができる。ここで、面取りの寸法は、封止剤４０が平板部２１の上面２１ａへ漏れ出さないように設定される。

本実施形態では、ケース１０の側壁部１２１〜１２４の内周面と、カバー２０の壁部２２１〜２２４の外周面とが沿うように配置することで、平板部２１と底部１２５との間に電子回路３０を配置するための空間を確保しつつ、ケース１０とカバー２０とのがたつきを抑制している。しかしながら、ケース１０の側壁部１２１〜１２４の内周面と、カバー２０の壁部２２１〜２２４の外周面との間隙を介して、毛細管現象によって封止剤４０が平板部２１の上面２１ａへ漏れ出ることが懸念される。

このような構成において、ケース１０の側壁部１２１〜１２４の内周面とカバー２０の壁部２２１〜２２４の外周面との間隔に関し、底部１２５側に比べて、側壁部１２１〜１２４の先端１２１ａ〜１２４ａ側を広くすることで、封止剤４０の平板部２１の上面２１ａへの漏れ出しを抑制することができる。

超音波センサ装置１００は、車両のバンパ付近などの狭い空間でかつ、車外に配置されることが多い。本実施形態における電子回路３０は、電子回路部品が封止剤４０によって外部から遮蔽されているため、車外に配置されても電子回路部品が被水することを防止できる。また、ケース１０とカバー２０によって密閉された空間に電子回路部品を収納することで、ケース１０及び封止剤４０のみを用いて電子回路部品を外部から遮蔽する構成と比較して、より電子回路部品を堅固に保護することが可能になる。

超音波センサとのインピーダンス整合用のコンデンサ（例えば、アルミ電解コンデンサ）、及び、インダクタ（いわゆるパワーインダクタ）は、他の部品に比べて、体格が大きい。このため、封止剤４０の注入時において、インピーダンス整合用のコンデンサ及びインダクタ（電子部品３２ｂ）周辺に空気が残存しやすい。残存した空気は、周囲温度の変化によって、体積が膨張変化し、周囲の電子回路部品に悪影響を与える。そこで、インピーダンス整合用のコンデンサ及びインダクタの少なくとも一方（電子部品３２ｂ）を、回路基板３１の先端１２１ａ〜１２４ａ側の面に実装する。さらに、平板部２１において、電子部品３２ｂの対向する位置に空気排出口２３を形成することで、封止剤４０の内部における空気の残存を抑制することができる。

（他の実施形態）
・上記実施形態では、平板部２１の外縁部において、面２１ａ側の角２２１ａ〜２２４ａがＣ面取りされることで、面２１ｂ側における内周面と外周面との間隔に比べて、面２１ａ側における内周面と外周面との間隔を広くしている。これを変更し、図９に示すように、平板部２１の外縁部の角２２１ｄ〜２２４ｄをＲ面取り（丸み面取り）することで、面２１ｂ側における内周面と外周面との間隔に比べて、面２１ａ側における内周面と外周面との間隔を広くする構成としてもよい。

同様に、図１０に示すように、平板部２１の外縁部の角２２１ｅ〜２２４ｅに対して切欠き加工を行うことで、面２１ｂ側における内周面と外周面との間隔に比べて、面２１ａ側における内周面と外周面との間隔を広くする構成としてもよい。

・カバー２０において、壁部２２１〜２２４を省略する構成としてもよい。壁部２２１〜２２４を省略した場合であっても、封止剤４０の液面の位置が平板部２１の位置（面２１ｂより高く、面２１ａより低い位置）となると、封止剤４０の液面は、側壁部１２１〜１２４と、カバー２０の外周部（平板部２１の外縁部）との隙間と接触する。このため、封止剤４０に対して毛細管現象が生じ、平板部２１の上面２１ａに対する封止剤４０の漏れ出しが生じる。そこで、平板部２１の上面２１ａの外縁部に対し、面取り加工、又は、切欠き加工を行うことで、平板部２１の上面２１ａに対する封止剤４０の漏れ出しを抑制することができる。

１００…超音波センサ装置（電子回路装置）、１０…ケース、１２１〜１２４…側壁部、１２１ａ〜１２４ａ…先端、１２５…底部、２０…カバー、２１…平板部、２４…充填口、３０…電子回路、４０…封止剤。

Claims (5)

1. 底部（１２５）と、側壁部（１２１〜１２４）とを有し、前記底部に対向する面が開口しているケース（１０）と、
   前記底部に載置されている電子回路部品（３０）と、
   前記側壁部の内側において前記ケースの開口を覆い、前記側壁部の先端（１２１ａ〜１２４ａ）よりも前記底部側、又は、前記側壁部の先端と同一に配置されている板状の平板部（２１）を有するカバー（２０）と、
   前記ケース及び前記カバーによって囲まれ、前記電子回路部品が収納されている空間を封止する封止剤（４０）と、を備え、
   前記平板部には、前記封止剤を充填するための充填口（２４）が設けられ、前記封止剤は、前記平板部の高さまで充填され、前記ケースの側壁部の内周面と前記カバーの外周面とが沿うように配置されており、
   前記底部側における前記内周面と前記外周面との間隔に比べて、前記側壁部の先端側における前記内周面と前記外周面との間隔が広くなっていることを特徴とする電子回路装置（１００）。
2. 前記平板部の外縁部において、前記側壁部の先端側の角（２２１ａ〜２２４ａ，２２１ｄ〜２２４ｄ）が面取りされることで、前記底部側における前記内周面と前記外周面との間隔に比べて、前記側壁部の先端側における前記内周面と前記外周面との間隔が広くなっていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路装置。
3. 前記カバーは、前記平板部の外縁部から前記底部側に延びる壁部（２２１〜２２４）を備え、
   前記ケースの側壁部の内周面と、前記カバーの壁部の外周面とが沿うように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子回路装置。
4. 前記電子回路部品は、車両周辺の障害物を検出する車両用超音波センサの制御回路であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子回路装置。
5. 前記電子回路部品は、前記超音波センサとのインピーダンス整合用のコンデンサ、及び、前記超音波センサとのインピーダンス整合用のインダクタ（３１ｄ）を含み、
   前記平板部には、前記コンデンサ及び前記インダクタの少なくとも一方の対向する位置に空気排出口（２３）が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電子回路装置。

Images