JP2019129229A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防水性と通気性の双方の機能が長期において維持することができ、信頼性の高い電子装置を提供する。【解決手段】電子部品の搭載された回路基板２１と、前記回路基板２１を覆うベース１３０と、前記ベース１３０に設けられた内側と外側を貫通する貫通穴１３２と、前記貫通穴１３２の前記ベース１３０の内側に取り付けられた通気フィルタ膜６０と、を有し、前記貫通穴１３２にはめねじが形成されており、前記ベース１３０の外側面には前記貫通穴１３２にネジ１７０が取り付けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、電子装置に関するものである。

近年の自動車等の車両においては、マイクロコンピュータや電子部品が搭載されたエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ：engine control unit）が用いられている。このようなエンジンコントロールは、車両の内部に取り付けられるものであるため、防水性が求められており、マイクロコンピュータや電子部品が搭載された回路基板が、筐体内に入れられている。

エンジンをコントロールするための情報としては、エンジンが使用されている環境の大気圧等の圧力の情報も必要となるため、エンジンコントロールユニットの回路基板には、圧力センサ等が取り付けられているが、筐体内において回路基板を密閉した状態では、筐体の外の圧力を筐体内の圧力センサでは測定することができない。このため、筐体の一部に呼吸部を設け、この呼吸部の穴に空気は通すが水を通さない通気フィルタ膜を設けることにより、筐体の外と中との圧力差をなくし、筐体内への水の浸入を阻止する構成となっている。

特開２００６−４９６１８号公報 特開２００８−２４１５８２号公報 特開２００２−３５３６７５号公報

しかしながら、自動車等の車両は屋外等におかれるため、虫等が車両内に侵入し、筐体の呼吸部に設けられた通気フィルタ膜を食い破り穴を空けてしまう場合がある。このように、通気フィルタ膜に穴が空けられると、この部分より水が侵入するため、防水性がなくなる。

このため、エンジンコントロール等の電子装置において、通気フィルタ膜が虫等により食い破られることなく、防水性と通気性の双方の機能が長期において維持することができ、信頼性の高いものが求められている。

本実施の形態の一観点によれば、電子部品の搭載された回路基板と、前記回路基板を覆う筐体と、前記筐体に設けられた前記筐体の内側と外側を貫通する貫通穴と、前記貫通穴の前記筐体の内側に取り付けられた通気フィルタ膜と、を有し、前記貫通穴にはめねじが形成されており、前記筐体の外側面には前記貫通穴にネジが取り付けられていることを特徴とする。

開示の電子装置によれば、防水性と通気性の双方の機能が長期において維持することができ、信頼性を向上させることができる。
の高いものが求められている。

エンジンコントロールユニットの分解斜視図 エンジンコントロールユニットの断面図 第１の実施の形態におけるエンジンコントロールユニットの分解斜視図 第１の実施の形態におけるエンジンコントロールユニットの断面図 第１の実施の形態におけるカバーの貫通穴の断面図 第１の実施の形態におけるネジの断面図 第１の実施の形態におけるカバーの貫通穴にネジが取り付けられた断面図 第１の実施の形態における貫通穴とネジとの関係の説明図 第２の実施の形態におけるカバーの上面図 第２の実施の形態におけるカバーの斜視図 第２の実施の形態におけるカバーの貫通穴の断面図 第２の実施の形態におけるカバーの貫通穴にネジが取り付けられた上面図 第２の実施の形態におけるカバーの貫通穴にネジが取り付けられた断面図

実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
最初に、図１及び図２に基づき、自動車等の車両に取り付けられているエンジンコントロールユニットについて説明する。エンジンコントロールユニット１０は、回路モジュール２０、ベース３０、カバー５０等を有している。回路モジュール２０は、回路基板２１とコネクタ２２とを有しており、回路基板２１とコネクタ２２とが接続されている。回路モジュール２０はネジ８１によりベース３０に固定されており、カバー５０はネジ８２によりベース３０に固定されている。

エンジンコントロールユニット１０は、自動車等の車両に取り付けられるものであるため、エンジンコントロールユニット１０には水等がかかる場合がある。回路基板２１には、エンジンの制御等を行うためのＩＣ（Integrated Circuit）等の複数の電子部品２３、２４等が搭載されており、これらの電子部品２３、２４等に水がかかると、エンジンコントロールユニット１０の故障の原因となる。

このため、回路モジュール２０のコネクタ２２とベース３０との間にはシーリング部４１が設けられており、ベース３０及び回路モジュール２０のコネクタ２２とカバー５０との間にはシーリング部４２が設けられている。このように、シーリング部４１及びシーリング部４２を設けることにより、回路モジュール２０のコネクタ２２、ベース３０、カバー５０により囲まれた空間、即ち、筐体の内部に水が浸入することを防いでいる。

従って、エンジンコントロールユニット１０では、回路モジュール２０のコネクタ２２と、ベース３０及びカバー５０とが接合され、内部への水の浸入が防いだ構造の筐体の内部に、回路モジュール２０の回路基板２１が入れられており、防水性が確保されている。尚、本願においては、ベース３０とカバー５０とが接合されているものや、回路モジュール２０のコネクタ２２に、ベース３０、カバー５０が接合されているものを筐体と記載する場合がある。また、ベース３０やカバー５０は、例えば、アルミダイカスト等の金属材料により形成されており、シーリング部４１及びシーリング部４２は、熱硬化性樹脂材料により形成されている。

また、エンジンコントロールユニット１０には、回路モジュール２０の回路基板２１には、複数の電子部品２３、２４の他に、圧力センサ２５が取り付けられている。圧力センサ２５は、エンジンの周囲の環境の圧力を測定するために設けられており、圧力センサ２５によりエンジンの周囲の環境の圧力を測定し、測定された圧力の情報に基づき、電子部品２３等により自動車等の車両のエンジンの制御を行う。

ところで、エンジンコントロールユニットにおいて、筐体の内部が密閉されている状態では、筐体の外と内で水のみならず空気も通らないため、筐体の内部に設置されている圧力センサ２５では、筐体の外部の圧力を正確に測定することができない。このため、圧力センサ２５により筐体の外部の圧力を測定することができるように、ベース３０には呼吸部３１が設けられている。呼吸部３１は、ベース３０を貫通する貫通穴３２のベース３０の内側に、空気は通すが水は通さない通気フィルタ膜６０が取り付けられている構造のものである。

これにより、貫通穴３２において通気フィルタ膜６０を介し空気を通すことができるため、エンジンコントロールユニット１０の筐体の内部の圧力と外部との圧力とを等しくすることができる。従って、エンジンコントロールユニット１０の筐体の内部に設置されている圧力センサ２５により、筐体の外部の圧力を測定することが可能となる。尚、ベース３０等に呼吸部３１が設けられていないと、回路モジュール２０に搭載されている電子部品２３が発熱した場合に、筐体内部の圧力が高くなり、筐体の内部と外部とにおいて圧力差が生じてしまう。

通気フィルタ膜６０には、空気は通すが水は通さない通気膜が用いられている。具体的には、不織布や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：polytetrafluoroethylene）の未焼成成形体をＰＴＦＥの融点よりも高い加熱温度で一軸方向に延伸することにより得られる多孔質繊維構造体、更には、多孔質繊維構造体に撥油コートしたものにより形成されている。

ところで、通常、自動車等の車両は屋外におかれる場合が多く、このため、車両の内部に白アリ等の虫が侵入する場合がある。通気フィルタ膜６０は、空気は通すが水は通さない膜であるため薄く、車両の内部に侵入した白アリ等の虫により、食い破られてしまう場合があり。このように通気フィルタ膜６０が白アリ等の虫により食い破られてしまうと、この部分より水が浸入してしまう。

更に、図１及び図２に示される電子装置では、貫通穴３２より入った泥等が通気フィルタ膜６０に付着する場合があり、この場合、通気フィルタ膜６０は目詰まり等が生じやすくなる。また、車両を洗浄する際の高圧洗浄水が、通気フィルタ膜６０に直接当たると、通気フィルタ膜６０が外れてしまう場合があり、このように通気フィルタ膜６０が外れてしまうと、貫通穴３２より水が浸入してしまう。

従って、エンジンコントロール等の電子装置において、防水性と通気性の双方の機能が長期において維持することができ、信頼性の高いものが求められている。

（電子装置）
次に、本実施の形態における電子装置であるエンジンコントロールユニットについて、図３及び図４に基づき説明する。本実施の形態におけるエンジンコントロールユニット１１０は、回路モジュール２０、ベース１３０、カバー５０等を有している。回路モジュール２０はネジ８１によりベース１３０に固定されており、カバー５０はネジ８２によりベース１３０に固定されている。

エンジンコントロールユニット１１０では、回路モジュール２０のコネクタ２２とベース１３０との間にはシーリング部４１が設けられており、ベース１３０及び回路モジュール２０のコネクタ２２とカバー５０との間にはシーリング部４２が設けられている。このように、シーリング部４１及びシーリング部４２を設けることにより、回路モジュール２０のコネクタ２２、ベース１３０、カバー５０により囲まれた空間、即ち、筐体の内部に水が浸入することを防いでいる。この筐体の内部には、回路モジュール２０の回路基板２１が設置されている。尚、本願においては、ベース１３０とカバー５０とが接合されているものや、回路モジュール２０のコネクタ２２に、ベース１３０、カバー５０が接合されているものを筐体と記載する場合がある。また、ベース１３０は、例えば、アルミダイカスト等の金属材料により形成されている。

本実施の形態におけるエンジンコントロールユニット１１０では、圧力センサ２５により筐体の外部の圧力を測定することができるように、ベース１３０には呼吸部１３１が設けられている。呼吸部１３１には、ベース１３０を貫通する貫通穴１３２のベース１３０の内側に空気は通すが水は通さない通気フィルタ膜６０が取り付けられている。具体的には、通気フィルタ膜６０は、貫通穴１３２の周囲のベース１３０の内側面１３０ｂに、粘着テープ等による接着層６１により、貫通穴１３２を覆うように張り付けられている。

本実施の形態におけるエンジンコントロールユニット１１０では、図５に示すように、呼吸部１３１の貫通穴１３２の内側側面には、めねじのねじ山１３３が形成されている。この貫通穴１３２には、ベース１３０の外側面１３０ａ側から、図６に示されるようなネジ１７０が入れられて、図７に示す状態となっている。尚、ネジ１７０は、ねじの軸にねじ山１７１が形成されたおねじである。

貫通穴１３２に形成されているめねじとネジ１７０のおねじとの関係について、図８に基づき説明する。貫通穴１３２に形成されているめねじとなるねじ山１３３は、ねじ山１３３の山の頂の部分の内径はめねじの内径Ｄｍａとなり、ねじ山１３３の谷底の部分の径がめねじの谷の径Ｄｍｂとなる。また、ネジ１７０に形成されているねじ山１７１は、ねじ山１７１の山の頂の部分の外形はおねじの外径Ｄｏａとなり、ねじ山１７１の谷底の部分の径がおねじの谷の径Ｄｏｂとなる。

めねじである貫通穴１３２に、おねじであるネジ１７０が入れられている状態では、貫通穴１３２のねじ山１３３と、ネジ１７０のねじ山１７１との間に僅かな隙間が生じている。これは、めねじである貫通穴１３２に、おねじであるネジ１７０が入るように、予め、貫通穴１３２よりも、ネジ１７０が、全体的に若干小さく形成されているからである。

即ち、貫通穴１３２に、ネジ１７０が入れられている状態では、めねじである貫通穴１３２のねじ山１３３の谷底の部分と、おねじであるネジ１７０のねじ山１７１の山の頂の部分とが対向しているが、めねじの谷の径Ｄｍｂはおねじの外径Ｄｏａよりも大きい。また、めねじである貫通穴１３２のねじ山１３３の山の頂の部分と、おねじであるネジ１７０のねじ山１７１の谷底の部分とが対向しているが、めねじの内径Ｄｍａはおねじの谷の径Ｄｏｂよりも大きい。

このように、一般的には、めねじにおねじを入れた場合であっても、めねじとおねじとの間には、僅かな隙間が生じているため、貫通穴１３２にネジ１７０が入れられていても、空気は、この隙間を通ることができる。

よって、エンジンコントロールユニットの筐体の外部の空気は、貫通穴１３２のネジ１７０によりねじどめされている部分の隙間を通り、通気フィルタ膜６０を介し、エンジンコントロールユニットの筐体の内部に入ることができる。また、エンジンコントロールユニットの筐体の内部の空気は、通気フィルタ膜６０を介し、貫通穴１３２のネジ１７０によりねじどめされている部分の隙間を通り、エンジンコントロールユニットの筐体の外部に出ることができる。従って、本実施の形態においては、エンジンコントロールユニットの筐体の内部の圧力と外部の圧力とを等しくすることができる。

また、貫通穴１３２に、ネジ１７０が入れられている状態では、貫通穴１３２とネジ１７０との隙間は、白アリ等の虫と比較して極めて狭く、白アリ等の虫がこの部分を通ることはできない。本実施の形態では、通気フィルタ膜６０は、ネジ１７０よりも筐体の内側に取り付けられているため、白アリ等の虫は、通気フィルタ膜６０が取り付けられている部分には到達することができず、通気フィルタ膜６０が白アリ等の虫により食い破られることはない。

よって、本実施の形態におけるエンジンコントロールユニットでは、通気フィルタ膜６０が白アリ等の虫により食い破られることを防ぐことができ、防水性と通気性の双方の機能が長期において維持することができ、信頼性を向上させることができる。本実施の形態は、エンジンコントロールユニット以外の電子装置にも適用可能である。具体的には、回路モジュール２０に圧力センサ２５が取り付けられている他の電子装置や、筐体内に圧力センサ２５以外の温度センサ、湿度センサ等が取り付けられている電子装置においても適用可能である。また、本実施の形態は、エンジンコントロールユニットの筐体を形成するカバー５０に、呼吸部の貫通穴を形成した構造のものであってもよい。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態における電子装置について説明する。本実施の形態における電子装置は、図９から図１３に示されるように、ベース１３０の外側面１３０ａには、貫通穴１３２につながる凹部１３５が設けられた構造のものである。尚、図９は、ベース１３０の貫通穴１３２が形成されている部分の上面図であり、図１０は斜視図であり、図１１は断面図である。また、図１２はベース１３０の貫通穴１３２にネジ１７０が入れられている状態の上面図であり図１３は断面図である。

本実施の形態における電子装置では、ベース１３０の外側面１３０ａに、貫通穴１３２につながる凹部１３５を設けることにより、貫通穴１３２にネジ１７０を強くねじ留めした場合であっても、ネジ１７０の頭部１７０ａと凹部１３５との間で隙間が形成される。このため、この部分において空気が流れるため、ネジ１７０の頭部１７０ａとベース１３０の外側面１３０ａとの間における空気の流れを確実に確保することができる。

上記以外の記載は第１の実施の形態と同様である。

以上、実施の形態について詳述したが、特定の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された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
電子部品の搭載された回路基板と、
前記回路基板を覆う筐体と、
前記筐体に設けられた前記筐体の内側と外側を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の前記筐体の内側に取り付けられた通気フィルタ膜と、
を有し、
前記貫通穴にはめねじが形成されており、前記筐体の外側面には前記貫通穴にネジが取り付けられていることを特徴とする電子装置。
（付記２）
前記回路基板には、圧力センサ、温度センサ、または、湿度センサが取り付けられていることを特徴とする付記１に記載の電子装置。
（付記３）
前記筐体の外側面には、凹んだ凹部が形成されており、
前記凹部は、前記貫通穴につながっていることを特徴とする付記１または２に記載の電子装置。
（付記４）
前記電子装置は、車両の制御を行うエンジンコントロールユニットであることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の電子装置。

２０ 回路モジュール
２１ 回路基板
２２ コネクタ
２３ 電子部品
２４ 電子部品
２５ 圧力センサ
４１ シーリング部
４２ シーリング部
５０ カバー
６０ 通気フィルタ膜
６１ 接着層
１１０ エンジンコントロールユニット
１３０ ベース
１３０ａ 外側面
１３０ｂ 内側面
１３２ 貫通穴
１３３ ねじ山
１７０ ネジ
１７１ ねじ山

Claims (4)

1. 電子部品の搭載された回路基板と、
   前記回路基板を覆う筐体と、
   前記筐体に設けられた前記筐体の内側と外側を貫通する貫通穴と、
   前記貫通穴の前記筐体の内側に取り付けられた通気フィルタ膜と、
   を有し、
   前記貫通穴にはめねじが形成されており、前記筐体の外側面には前記貫通穴にネジが取り付けられていることを特徴とする電子装置。
2. 前記回路基板には、圧力センサ、温度センサ、または、湿度センサが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記筐体の外側面には、凹んだ凹部が形成されており、
   前記凹部は、前記貫通穴につながっていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
4. 前記電子装置は、車両の制御を行うエンジンコントロールユニットであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子装置。
   
   

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