JP2023004204A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１筐体と第２筐体とにより形成された収容空間に回路基板が収容された電子装置において、シール長を確保しつつ小型化を可能にするための技術を提供する。【解決手段】電子装置１は、第１筐体１０と、回路基板３０と、第２筐体２０と、シール材４０と、を備える。回路基板３０は、第１筐体１０に固定される。第２筐体２０は、第１筐体１０と共に回路基板３０を収容する収容空間Ｓを形成する。シール材４０は、第１筐体１０と第２筐体２０との接合部の隙間を塞ぐ。また、シール材４０は、基板側面３４と第１筐体の内壁面１５とにより形成された、基板側面３４に沿って延びる溝部１６に充填される。第２筐体２０は、基板上面３２よりも深い位置まで溝部１６に差し込まれた差込部２３を有する。差込部２３は、基板側面３４側及びその反対側の両面がシール材４０に密着している。【選択図】図３

Description

本開示は、電子装置に関する。

第１筐体と第２筐体とにより形成された収容空間に回路基板が収容された電子装置がある。この種の電子装置では、例えば防水のために、第１筐体と第２筐体との接合部の隙間にシール材が充填される。例えば特許文献１に記載の電子装置では、第１筐体の内壁面と第２筐体の外壁面とにより形成された溝部にシール材が充填されている。

特開２０２０－４７６４１号公報

上記のような電子装置には、小型化が要求される場合がある。しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に記載の電子装置は、シール長を確保しようとすると第１筐体及び第２筐体の高さを高くする必要があるため、十分な小型化が難しいという課題が見出された。

本開示の一局面は、第１筐体と第２筐体とにより形成された収容空間に回路基板が収容された電子装置において、シール長を確保しつつ小型化を可能にするための技術を提供する。

本開示の一態様は、電子装置である。電子装置は、第１筐体（１０，１０Ａ）と、回路基板（３０）と、第２筐体（２０，２０Ｂ）と、シール材（４０）と、を備える。回路基板は、第１筐体に固定される。第２筐体は、第１筐体と共に回路基板を収容する収容空間（Ｓ）を形成する。シール材は、第１筐体と第２筐体との接合部の隙間を塞ぐ。また、シール材は、回路基板の側面である基板側面（３４）と第１筐体の内壁面（１５）とにより形成された、基板側面に沿って延びる溝部（１６，１６Ａ）に充填される。第２筐体は、基板上面（３２）よりも深い位置まで溝部に差し込まれた差込部（２３）を有する。基板上面は、回路基板における溝部の底側と反対側の面である。差込部は、基板側面側及びその反対側の両面がシール材に密着している。

このような構成によれば、第１筐体と第２筐体とにより形成された収容空間に回路基板が収容された電子装置において、シール長を確保しつつ小型化を可能にすることができる。

第１実施形態に係る電子装置の斜視図である。 第１実施形態に係る電子装置の上面図である。 第１実施形態に係る電子装置の断面図である。 第２実施形態に係る電子装置の断面図である。 第３実施形態に係る電子装置の断面図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、変形例に係る電子装置の断面図である。

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１～図３に示す電子装置１は、第１筐体１０、第２筐体２０、回路基板３０、及びシール材４０を備える。電子装置１は、例えば車両に用いられる。

第１筐体１０及び第２筐体２０は、収容空間Ｓを形成する部材である。収容空間Ｓは、回路基板３０を収容する空間である。本実施形態では、第１筐体１０は、一方が開口した直方体状の箱形である。第１筐体１０は、板状の底壁１１と、底壁１１を囲むように底壁１１の外縁から立設する板状の側壁１２と、を有する。第１筐体１０は、ＰＰＳやＰＢＴ等の樹脂製である。第１筐体１０の内部には、回路基板３０を支持するための支持部１３が形成されている。本実施形態では、第１筐体１０を開口部側から見て、第１筐体１０の底壁１１における外周部、すなわち当該底壁１１における第１筐体１０の側壁１２に沿った部分が、支持部１３として、中央部よりも全周にわたって高く形成されている。言い換えれば、第１筐体１０の底壁１１は、第１筐体１０を開口部側から見て、中央部が外周部よりも凹んでいる。また、第１筐体１０の底壁１１、本実施形態では底壁１１における外周部には、コネクタ１４が形成されている。コネクタ１４は、回路基板３０と外部装置との電気信号の授受を中継する。

本実施形態では、第２筐体２０も、第１筐体１０と同様に、一方が開口した直方体状の箱形である。第２筐体２０は、板状の天井壁２１と、天井壁２１を囲むように天井壁２１の外縁から立設する板状の側壁２２と、を有する。第２筐体２０は、アルミニウム等の金属製である。第２筐体２０は、第１筐体１０よりも少なくとも一回り小さく形成されている。第２筐体２０は、開口部同士を対向させた状態で第１筐体１０と組み合わされることにより、第１筐体１０と共に収容空間Ｓを形成する。

回路基板３０は、複数の電子部品３１が実装された、例えばプリント基板である。本実施形態の回路基板３０は、長方形状の板状である。回路基板３０は、基板上面３２、その反対の面である基板下面３３、及び、基板上面３２と基板下面３３とを繋ぐ基板側面３４を有する。本実施形態では、複数の電子部品３１は、いずれも基板上面３２に実装されている。

回路基板３０は、収容空間Ｓに収容されている。収容空間Ｓにおいて、回路基板３０は、基板上面３２を第２筐体２０側、基板下面３３を第１筐体１０側に向けて、第１筐体１０における支持部１３にネジ等により固定されている。この状態において、本実施形態の回路基板３０は、第１筐体１０の側壁１２の端面よりも第１筐体１０の底壁１１側に基板上面３２が位置している。すなわち、第１筐体１０の側壁１２の高さは、支持部１３上に配置された状態の回路基板３０における基板上面３２を超える高さに設計されている。

シール材４０は、第１筐体１０と第２筐体２０との接合部の隙間を塞ぐ部材である。シール材４０は、例えばシリコーン系の樹脂であって、液体状態にて上記の隙間に充填されたのち硬化されることにより、当該隙間を塞ぐ効果を発揮する。本実施形態では、シール材４０は、基板側面３４と、第１筐体１０の内壁面１５と、により形成された溝部１６に充填されている。溝部１６は、基板側面３４に沿って延びる溝状の部分である。本実施形態の溝部１６は、底面と、互いに対向する２つの対向面と、により形成されている。溝部１６を形成する一方の対向面が、基板側面３４により構成されている。溝部１６を形成する他方の対向面及び底面が、第１筐体１０の内壁面１５により構成されている。また、本実施形態の溝部１６は、図２及び図３に示すように、回路基板３０を基板側面３４に沿って囲むように形成されている。図３に示すように、回路基板３０において、基板上面３２及び基板下面３３は、溝部１６の底側と反対側の面、及び溝部１６の底側の面に、それぞれ該当する。

前述したように、第２筐体２０は、開口部同士を対向させた状態で第１筐体１０と組み合わされる。ここで、第２筐体２０の側壁２２における端面側の部分を差込部２３とすると、具体的には、この差込部２３が溝部１６に差し込まれることにより、第２筐体２０と第１筐体１０とが組み合わされる。より詳細には、電子装置１において、差込部２３は、基板上面３２よりも深い位置まで溝部１６に差し込まれている。ただし、本実施形態では、差込部２３の端面は、溝部１６の底に当接していない。すなわち、差込部２３の端面と、第１筐体１０の内壁面１５と、の間には、間隔が設けられている。また、差込部２３は、基板側面３４側及びその反対側の両面がシール材４０に密着している。差込部２３の端面も、シール材４０に密着している。

本実施形態では、溝部１６の底からのシール材４０の高さが、差込部２３を挟んで異なっている。具体的には、差込部２３を挟んで基板側面３４側と反対側の方が、シール材４０の高さが高い。差込部２３を挟んで基板側面３４側と反対側のシール材４０の高さは、第１筐体１０の側壁１２の端面と一致するように設計されている。差込部２３を挟んで基板側面３４側のシール材４０の高さは、基板上面３２と一致するように設計されている。

［１－２．製造方法］
電子装置１の製造方法について説明する。
まず、第１筐体１０の内部に、基板下面３３を第１筐体１０側に向けた状態で回路基板３０を配置する。そして、第１筐体１０における支持部１３に、回路基板３０をネジ等により固定する。これにより、基板側面３４と第１筐体１０の内壁面１５とによって、溝部１６が形成される。

次に、液体状態のシール材４０を溝部１６に充填する。ここで充填されるシール材４０の量は、本実施形態では、続いて第２筐体２０における差込部２３を溝部１６に差し込んだときに、溝部１６の底からのシール材４０の高さが基板上面３２と一致するような量に設定されている。

次に、開口部同士を対向させた状態で、第１筐体１０と第２筐体２０とを組み合わせる。具体的には、第２筐体２０における差込部２３を、あらかじめ定められた差込位置まで溝部１６に差し込む。この差込位置は、基板上面３２よりも深い位置であって、本実施形態では、溝部１６の底から離間した位置でもある。差込部２３は、溝部１６に差し込まれていくと、先に溝部１６に充填された液体状態のシール材４０に浸漬する。差込部２３が差込位置まで達したときに、本実施形態では、溝部１６の底からのシール材４０の高さが基板上面３２と一致する。

本実施形態のように上記の差込位置が溝部１６の底から離間した位置である場合、言い換えれば差込部２３の端面が溝部１６の底に当接しない場合、第２筐体２０は、シール材４０が硬化するまで第１筐体１０に対する位置が保持される必要がある。図示は省略しているが、本実施形態では、第２筐体２０の側壁２２に、差込部２３を上記の差込位置まで差し込んだときに第１筐体１０の側壁１２に載るような突起が設けられ、当該突起により第２筐体２０の位置が保持される。なお、例えば治具等により、第２筐体２０の位置が保持されてもよい。

続いて、溝部１６に充填されたシール材４０を、少なくとも流動性が低くなるまで硬化させる。そして、液体状態のシール材４０を溝部１６に追加で充填する。具体的には、溝部１６における、差込部２３と第１筐体１０の側壁１２との間の領域に、液体状態のシール材４０を追加で充填する。なお、例えば液体状態にてシール材４０の粘度が十分に高い場合には、先に溝部１６に充填されたシール材４０の硬化を待たずに、上記の領域にシール材４０を追加で充填してもよい。

その後、シール材４０を完全に硬化させることにより、電子装置１が得られる。
［１－３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。

（１ａ）電子装置１では、シール材４０は、基板側面３４と第１筐体１０の内壁面１５とにより形成された、基板側面３４に沿って延びる溝部１６に充填される。第２筐体２０は、基板上面３２よりも深い位置まで溝部１６に差し込まれた差込部２３を有する。差込部２３は、基板側面３４側及びその反対側の両面がシール材４０に密着している。

このような構成によれば、差込部２３における基板側面３４側及びその反対側の両面がシール材４０に密着しているため、例えば当該反対側の面のみがシール材４０に密着している構成と比較して、第１筐体１０及び第２筐体２０の高さを高くしなくてもシール長を確保することができる。したがって、シール長を確保しつつ電子装置１の小型化を可能にすることができる。

（１ｂ）特に本実施形態では、差込部２３の端面もシール材４０と密着している。このような構成によれば、当該端面に沿った長さもシール長に寄与するため、より長いシール長を確保することできる。

（１ｃ）また、基板側面３４は、溝部１６を形成する面の一部を構成しているため、シール材４０に密着している。これにより、シール材４０による回路基板３０を固定する効果を得ることもできる。特に本実施形態では、溝部１６が回路基板３０を基板側面３４に沿って囲むように形成されているため、当該効果をより高くすることができる。

（１ｄ）電子装置１では、差込部２３を挟んで基板側面３４側と反対側の方が、溝部１６の底からのシール材４０の高さが高い。このような構成によれば、溝部１６の底からのシール材４０の高さが差込部２３を挟んで同一である場合と比較して、より長いシール長を確保することできる。

［２．第２実施形態］
［２－１．構成］
第２実施形態は、第１実施形態と基本的な構成は同一であるため、相違点について以下に説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同一の符号は同一の構成を示す物であって、先行する説明を参照する。

図４に示すように、本実施形態の電子装置１Ａは、前述した第１筐体１０に代えて第１筐体１０Ａを備える。本実施形態の第１筐体１０Ａは、基本的には、第１実施形態の第１筐体１０と同一の構成である。ただし、本実施形態の第１筐体１０Ａでは、その内壁面１５が、基板側面３４と共に、前述した溝部１６に代えて溝部１６Ａを形成する。

本実施形態の溝部１６Ａは、第１実施形態の溝部１６よりも深い。具体的には、第１実施形態の溝部１６が基板下面３３と一致する深さであったのに対して、本実施形態の溝部１６Ａは、基板下面３３よりも深く形成されている。言い換えれば、第１実施形態の溝部１６では、当該溝部１６を形成する一方の対向面が基板側面３４のみにより構成されていたのに対して、本実施形態の溝部１６Ａでは、当該溝部１６Ａを形成する一方の対向面が基板側面３４及び第１筐体１０Ａの内壁面１５の双方により構成されている。つまり、本実施形態の第１筐体１０Ａの内壁面１５は、次の部分面１５１を有する。部分面１５１は、溝部１６Ａの深さ方向における回路基板３０の下で溝部１６Ａを形成する部分である。本実施形態の部分面１５１は、基板側面３４と面一になるように設計されている。

本実施形態の溝部１６Ａには、第１実施形態と同様に、シール材４０が充填され、且つ、第２筐体２０における差込部２３が差し込まれている。ただし、上記のとおり本実施形態の溝部１６Ａは第１実施形態の溝部１６よりも深く形成されているため、差込部２３は、第１実施形態よりも一層深く溝部１６Ａに差し込まれている。本実施形態の差込部２３は、基板下面３３よりも深い位置まで溝部１６Ａに差し込まれている。

［２－２．製造方法］
第２実施形態の電子装置１Ａは、第１実施形態の電子装置１と同様の方法により得ることができる。

［２－３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏し、更に以下の効果を奏する。

本実施形態では、溝部１６Ａは、基板下面３３よりも深い。すなわち、シール材４０を充填可能な領域が一層深く形成されている。このような構成によれば、第２筐体２０における差込部２３を溝部１６Ａに一層深く差し込むことで、より長いシール長を確保することができる。

［３．第３実施形態］
［３－１．構成］
第３実施形態は、第１実施形態と基本的な構成は同一であるため、相違点について以下に説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同一の符号は同一の構成を示す物であって、先行する説明を参照する。

図５に示すように、本実施形態の電子装置１Ｂは、前述した第２筐体２０に代えて第２筐体２０Ｂを備える。本実施形態の第２筐体２０Ｂは、基本的には、第１実施形態の第２筐体２０と同一の構成である。ただし、本実施形態の第２筐体２０Ｂには、閉塞部２４が設けられている。

閉塞部２４は、第１筐体１０及び第２筐体２０Ｂの外部から溝部１６までの経路上で、第１筐体１０と第２筐体２０Ｂとの間を閉塞する部分である。すなわち、閉塞部２４は、シール材４０を覆い隠す部分である。本実施形態の閉塞部２４は、第２筐体２０Ｂの天井壁２１の外縁から第２筐体２０Ｂの外側に拡がり、第１筐体１０の側壁１２に到達している。第１実施形態の電子装置１では、閉塞部２４が設けられていないことによりシール材４０が露出していたが、本実施形態の電子装置１Ｂでは、閉塞部２４によってシール材４０は覆い隠されて露出していない。なお、本実施形態のように閉塞部２４が第２筐体２０Ｂに設けられる場合、閉塞部２４は、必ずしも、第１筐体１０に溶接等により接合されたり、第１筐体１０との隙間をシール材により塞がれたりしなくてもよい。

本実施形態の電子装置１Ｂには、第１実施形態と同様に、溝部１６が形成されている。溝部１６には、シール材４０が充填され、且つ、第２筐体２０における差込部２３が差し込まれている。ただし、本実施形態では、溝部１６の底からのシール材４０の高さが、差込部２３を挟んで同一である。具体的には、溝部１６の底からのシール材４０の高さは、差込部２３を挟んで基板側面３４側及びその反対側ともに、基板上面３２と一致するように設計されている。

［３－２．製造方法］
第３実施形態の電子装置１Ｂの製造方法は、基本的には、第１実施形態の電子装置１の製造方法と同様である。ただし、第３実施形態では、第２筐体２０Ｂに閉塞部２４が設けられているため、第２筐体２０Ｂにおける差込部２３を前述した差込位置まで溝部１６に差し込むと、溝部１６が覆い隠された状態になる。したがって、シール材４０は、溝部１６に差込部２３を差し込んだのち追加で充填されない。これにより、溝部１６の底からのシール材４０の高さが差込部２３を挟んで同一になる。

［３－３．効果］
以上詳述した第３実施形態によれば、第１実施形態における効果のうち上記（１ａ）～（１ｃ）の効果を奏し、更に以下の効果を奏する。

本実施形態では、第２筐体２０Ｂに閉塞部２４が設けられている。閉塞部２４は、第１筐体１０及び第２筐体２０Ｂの外部から溝部１６までの経路上で、第１筐体１０と第２筐体２０Ｂとの間を閉塞する部分である。

例えば、車両のエンジンルームに搭載されるＥＣＵ等として電子装置１Ｂが構成される場合、洗車用の高圧水流が電子装置１Ｂに直撃してしまう可能性も考えられる。このような場合でも、上記のような構成によれば、溝部１６に充填されたシール材４０に高圧水流が到達すること、例えば当該シール材４０に高圧水流が直撃することを、閉塞部２４により抑制することができる。したがって、高圧水流によって当該シール材４０が欠けたりして収容空間Ｓに水が浸入してしまうことを抑制することができる。

［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（４ａ）上記第２実施形態では、第１筐体１０Ａの内壁面１５における部分面１５１は、基板側面３４と面一になるように設計されている。しかし、部分面１５１は、必ずしも基板側面３４と面一でなくてもよく、例えば図６Ａ及び図６Ｂに示すように、基板側面３４と段差を形成してもよい。図６Ａに示す電子装置１Ｃでは、部分面１５１が基板側面３４よりも突出している。図６Ｂに示す電子装置１Ｄでは、基板側面３４が部分面１５１よりも突出している。

特に、電子装置１Ｄのような基板側面３４が部分面１５１よりも突出している構成では、基板下面３３の一部が溝部１６Ａに露出してシール材４０に密着する。このため、このような構成によれば、上記（１ｃ）の効果として述べた、シール材４０による回路基板３０を固定する効果をより高くすることができる。その結果、例えばネジ等の部材を用いなくても回路基板３０を固定することも可能となる。

（４ｂ）上記第１，第２実施形態では、溝部１６，１６Ａの底からのシール材４０の高さは、差込部２３を挟んで基板側面３４側と反対側の方が高くなっている。しかし、溝部１６，１６Ａの底からのシール材４０の高さは、必ずしも差込部２３を挟んで基板側面３４側と反対側の方が高くなくてもよく、例えば上記第３実施形態のように、差込部２３を挟んで同一であってもよい。

（４ｃ）上記実施形態では、差込部２３の端面と第１筐体１０，１０Ａとの間に間隔が設けられているが、このような間隔は必ずしも設けられなくてもよい。言い換えれば、差込部２３の端面は、第１筐体１０，１０Ａに当接してもよい。

（４ｄ）上記実施形態では、溝部１６，１６Ａを形成する面に、基板側面３４及び第１筐体１０，１０Ａの内壁面１５が含まれる。特に上記実施形態では、回路基板３０回りの全周を構成する基板側面３４が、溝部１６，１６Ａを形成する面に含まれる。しかし、回路基板３０回りの一部を構成する基板側面３４のみが、溝部１６，１６Ａを形成する面に含まれてもよい。

（４ｅ）上記第３実施形態では、閉塞部２４は、第２筐体２０Ｂに設けられている。しかし、閉塞部２４は、第２筐体２０Ｂではなく第１筐体１０に設けられてもよいし、第１筐体１０及び第２筐体２０Ｂの双方に設けられてもよい。言い換えれば、上記第３実施形態では、閉塞部２４は、シール材４０を覆い隠すように、第２筐体２０Ｂから延びて第１筐体１０に到達する部分である。しかし、閉塞部２４は、シール材４０を覆い隠すように、第１筐体１０から延びて第２筐体２０Ｂに到達する部分であってもよい。あるいは、閉塞部２４は、一体となってシール材４０を覆い隠すように、第１筐体１０及び第２筐体２０Ｂの双方から延びる部分であってもよい。

（４ｆ）上記実施形態では、第１筐体１０，１０Ａの側壁１２の高さは、支持部１３上に配置された状態の回路基板３０における基板上面３２を超える高さに設計されている。しかし、第１筐体１０，１０Ａの側壁１２の高さは、当該基板上面３２と一致する高さであってもよいし、当該基板上面３２を超えない高さであってもよい。

（４ｇ）上記実施形態では、基板上面３２のみに電子部品３１が設けられている。しかし、電子部品３１は、基板上面３２に加えて基板下面３３にも設けられてもよいし、基板下面３３のみに設けられてもよい。

（４ｈ）上記実施形態では、第１筐体１０，１０Ａ及び第２筐体２０，２０Ｂは、一方が開口した直方体状の箱形であるが、これらの形状は特に限定されない。これらの形状は、例えば、回路基板３０の外形に合わせた収容空間Ｓを形成するように適宜変更されてもよい。また、電子装置１，１Ａ～１Ｄは、第１筐体１０，１０Ａ及び第２筐体２０，２０Ｂに加えて、他の筐体を備えてもよい。

（４ｉ）上記実施形態では、電子装置１，１Ａ～１Ｄの用途として車両用を例示したが、電子装置１，１Ａ～１Ｄの用途は特に限定されない。
（４ｊ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

１，１Ａ～１Ｄ…電子装置、１０，１０Ａ…第１筐体、１５…内壁面、１５１…部分面、１６，１６Ａ…溝部、２０，２０Ｂ…第２筐体、２３…差込部、２４…閉塞部、３０…回路基板、３１…電子部品、３２…基板上面、３３…基板下面、３４…基板側面、４０…シール材。

Claims (4)

1. 第１筐体（１０，１０Ａ）と、
   前記第１筐体に固定された回路基板（３０）と、
   前記第１筐体と共に前記回路基板を収容する収容空間（Ｓ）を形成する第２筐体（２０，２０Ｂ）と、
   前記第１筐体と前記第２筐体との接合部の隙間を塞ぐシール材（４０）と、
   を備え、
   前記シール材は、前記回路基板の側面である基板側面（３４）と前記第１筐体の内壁面（１５）とにより形成された、前記基板側面に沿って延びる溝部（１６，１６Ａ）に充填され、
   前記第２筐体は、前記回路基板における前記溝部の底側と反対側の面である基板上面（３２）よりも深い位置まで前記溝部に差し込まれた差込部（２３）を有し、
   前記差込部は、前記基板側面側及びその反対側の両面が前記シール材に密着している、電子装置。
2. 請求項１に記載の電子装置であって、
   前記溝部は、前記回路基板における前記溝部の底側の面である基板下面（３３）よりも深い、電子装置。
3. 請求項２に記載の電子装置であって、
   前記第１筐体の内壁面は、前記溝部の深さ方向における前記回路基板の下で前記溝部を形成する部分である部分面（１５１）を有し、
   前記基板側面は、前記部分面よりも突出している、電子装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電子装置であって、
   前記第１筐体及び前記第２筐体の少なくとも一方には、閉塞部（２４）が設けられ、
   前記閉塞部は、前記第１筐体及び前記第２筐体の外部から前記溝部までの経路上で、前記第１筐体と前記第２筐体との間を閉塞する部分である、電子装置。

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