JP3793360B2 - 水濡れセンサ及び水濡れセンサを備えたリレー制御回路基板 - Google Patents
水濡れセンサ及び水濡れセンサを備えたリレー制御回路基板 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に搭載されるリレー制御回路基板の水没等によるリレーの水濡れを検知する水濡れセンサ及び水濡れセンサを備えたリレー制御回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等の車両の電子化が進み、多くの車両にはウインドウを自動開閉するためのリレーが配設されたリレー制御回路基板が搭載されている。このようなリレー制御回路基板では、例えば車両が水没する等してリレー制御回路が水濡れ状態になると制御回路が誤動作し、搭乗者がスイッチ操作を行ってもウインドウが閉じたまま開かないという事態が生じる虞がある。そのため、従来のリレー制御回路基板では、その全体を専用のボックス内に収納し、これに水の浸入を阻止する防水構造を施してリレー制御回路基板を水の浸入から守る工夫がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような防水構造を施す場合、防水パッキンやモールド樹脂等が必要になる一方、リレー制御回路基板の組立て作業が煩雑になり、しかも完全な防水を実現するためには構造がきわめて複雑になってコストアップを免れ得ない。そこで、このような重装備の防水構造を採用する代わりに、車両が水没した場合等に生じるリレー制御回路基板の水濡れ状態を検出する水濡れセンサを制御回路に組み込んでおき、リレー制御回路基板が水濡れ状態になったときに水濡れセンサから出力される検知信号に基づいて制御回路の誤動作を未然に防止するようにすることが考えられる。
【０００４】
この場合、水濡れセンサとして、従来から雨滴を検知するために用いられている雨滴センサを転用することが考えられる。しかし、この雨滴センサは一般に制御回路から離間した箇所の雨滴を検知するのに適するように構成されたものであるため、リレー制御回路基板に実装してリレーの水濡れを検知するのに用いるには難点がある。すなわち、雨滴センサは、雨滴を検知するのに櫛歯形状等の大きな検知電極が必要になることからセンサ自体が大型化するため、広い実装スペースが必要になってリレー制御回路を構成する配線基板に実装しづらくなる。また、配線基板に水濡れセンサを実装するためのランド（接続導体）をリレーとは別に設置しなければならないため、配線基板の構成が複雑になる。また、配線基板に実装し得たとしてもリレーから離間した箇所に水濡れセンサを設置したのではリレーだけが水濡れ状態になったときにその水濡れを検知できない場合が生じ、この場合には依然として誤動作が生じる虞がある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、リレーの水濡れを確実に検知することができ、配線基板の構成を複雑化させることがない水濡れセンサ及びその水濡れセンサを備えたリレー制御回路基板を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、リレー端子を有するリレーの当該リレー端子が配線基板に接続されたリレー制御回路基板であって車両に搭載されるリレー制御回路基板に実装され、前記リレーの水濡れを検知する水濡れセンサであって、前記配線基板とこの配線基板に実装されるリレーとの間に介挿可能な形状をもつベース部材と、このベース部材に保持され、所定間隔をおいて対向配置された一対の検知電極と、前記ベース部材に保持され、前記検知電極間に水が介在することにより当該検知電極間に流れるリーク電流を検知する検知回路とを備えるとともに、前記ベース部材に前記リレー端子が挿通可能な貫通孔が当該リレー端子と同等の配列で穿設され、前記貫通孔の内周面に導体膜が付与されることによりリレー接続用端子が構成され、当該リレー接続用端子が前記検知電極および検知回路に電気的に導通され、前記リレー端子が前記貫通孔内に挿通されて前記リレー接続用端子に電気的に接続される状態で前記ベース部材が前記配線基板と前記リレーとの間に介挿可能とされているものである。
【０００７】
この構成によれば、水濡れセンサはベース部材に検知電極、検知回路及び端子を組み込んだだけの簡素なものであるため、リレーに近接させて実装することができ、リレーの水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。すなわち、水濡れセンサはリレーに近接して実装されるので、水没等によってリレーが水濡れ状態になると水濡れセンサの検知電極間にも水が介在してリーク電流が流れる結果、リレーの水濡れが確実に検知されることになる。
【０００８】
また、リレー端子が直接水濡れセンサのリレー接続用端子に接続されるため、これらリレー端子とリレー接続用端子とを接続するランドを別々に設置する必要がなく、リレー制御回路基板を構成する配線基板の構成が複雑化することがない。さらに、リレー端子が直接水濡れセンサのリレー接続用端子に接続されるため、配線基板上にこれらリレー端子とリレー接続用端子の双方を接続するための配線導体を形成する必要がなくなる結果、配線基板の配線パターン構成が簡略化でき、省スペース化が図れて配線基板の小型化が促進される。
【０００９】
また、水濡れセンサは、配線基板とリレーとの間に介挿した状態で当該配線基板上に実装することができるので、配線基板に水濡れセンサとリレーの実装スペースを別々に確保する必要がなくなる結果、配線基板上における電子部品の実装効率が高められ、配線基板の小型化が促進される。
【００１０】
このような実装形態は、前記ベース部材に前記リレー端子が挿通可能な貫通孔が設けられ、この貫通孔の内周面に導体膜が付与されて前記リレー接続用端子が構成されることにより、達成されている。
【００１１】
すなわち、この構成によれば、リレー端子が貫通孔に挿通されてリレー接続用端子を構成する導体膜に接続される一方、貫通孔を挿通したリレー端子がリレー制御回路基板を構成する配線基板に取り付けられることになり、水濡れセンサとリレーとが配線基板の配線導体に接続されることになる。このため、水濡れセンサの端子、リレー端子及び配線導体の接続作業を容易に行うことができ、リレー制御回路基板の組立てが容易になる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に係るものにおいて、前記検知電極は前記ベース部材の一方面に保持され、前記検知回路は前記ベース部材の他方面に保持されたことを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、ベース部材の両面が有効に利用されるため、水濡れセンサをよりコンパクトに構成することができ、リレー制御回路基板を構成する配線基板にさらに容易に実装することが可能となる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、請求項２に係るものにおいて、前記ベース部材の他方面に前記検知回路を覆う絶縁被覆部材が保持されたことを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、ベース部材が堅牢化されて破損しにくくなる一方、検知回路が外圧等から保護されるようになる結果、検知回路は常に正常に動作して水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに係るものにおいて、前記検知回路の検知信号を外部に取り出すための端子が前記ベース部材に保持されたことを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、検知回路から出力される検知信号を端子を介して外部に取り出すことができるようになる結果、種々のリレー制御回路に対応させることが可能となり汎用性に優れたものとなる。
【００１８】
また、請求項５記載の発明は、リレー端子を有するリレーの当該リレー端子が配線基板に接続され、かつ、車両に搭載されるリレー制御回路基板であって、車両に搭載されるリレー制御回路基板であって、請求項１乃至４のいずれかに記載の水濡れセンサのリレー端子挿通用の貫通孔にリレー端子が挿通されて前記貫通孔の内周面に設けられたリレー接続用端子に電気的に接続され、かつ、この水濡れセンサが前記リレーと配線基板との間に介挿される状態で当該水濡れセンサおよびリレーが前記配線基板に実装されることにより、前記リレー接続用端子、リレー端子、および配線基板の配線導体が相互に接続されて制御回路が構成されたものである。
【００１９】
この構成によれば、水濡れセンサはリレーに近接して配設可能になるので、水没等によってリレーが水濡れ状態になると水濡れセンサの検知電極間にも水が介在してリーク電流が流れる結果、リレーの水濡れ状態が確実に検知されることになる。また、リレー端子が水濡れセンサのリレー接続用端子に接続されるため、リレー制御回路基板を構成する配線基板上に前記リレー端子と前記リレー接続用端子とを接続するための配線導体を形成する必要がなくなる結果、配線基板の配線パターン構成が簡略化でき、省スペース化が図れて配線基板の小型化が促進される。
【００２０】
また、水濡れセンサがリレーと配線基板との間に介挿された状態で実装されるので、配線基板に水濡れセンサとリレーの実装スペースを別々に確保する必要がなくなる結果、配線基板上における電子部品の実装効率が高められ、配線基板の小型化が促進される。
【００２１】
また、請求項６記載の発明は、請求項５に係るものにおいて、前記水濡れセンサは検知電極の保持された一方面が配線基板に対向するようにして実装され、前記配線基板は前記検知電極と対向する箇所に水導入用の貫通孔が形成されたものであることを特徴としている。
【００２２】
この構成によれば、車両が水没等して水濡れ状態になると、水が配線基板の水導入用の貫通孔からも水濡れセンサの検知電極間に流れ込むことになる結果、リレーの水濡れ状態がより確実に検知される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る水濡れセンサが適用されるリレー制御回路の一例を示す図である。このリレー制御回路１０は、自動車のパワーウインドウ機構に採用され、車両の水没等によってリレー制御回路１０に組み込まれているリレーが水濡れ状態になった場合でも誤動作を生じさせずに搭乗者のスイッチ操作により確実にウインドウを開くことができるようにし、開いたウインドウから搭乗者が容易に脱出することができるようにしたものである。
【００２４】
すなわち、このリレー制御回路１０は、開いていたウインドウを閉じるためのスイッチ１１（以下、アップスイッチ１１という。）と、閉じていたウインドウを開くためのスイッチ１２（以下、ダウンスイッチ１２という。）と、ダウンスイッチ１２と連動して動作するスイッチ１３（以下、連動スイッチ１３という。）と、アップスイッチ１１が操作されたときに動作するリレー１４（以下、アップリレー１４という。）と、ダウンスイッチ１２が操作されたときに動作するリレー１５（以下、ダウンリレー１５という。）と、ウインドウを開閉動作する駆動モータ１６と、アップリレー１４及びダウンリレー１５を動作させると共に、駆動モータ１６を駆動するバッテリ１７とを備えている。
【００２５】
アップリレー１４には水濡れセンサ１８が接続され、ダウンリレー１５には水濡れセンサ１９が接続されている。水濡れセンサ１８は、水濡れ検知用の一対の検知電極１８１，１８２と、この一対の検知電極１８１，１８２間に水が介在してリーク電流が流れたときにＯＦＦ状態（すなわち、出力端子からハイ信号が出力される状態）からＯＮ状態（すなわち、出力端子からロー信号が出力される状態）になる検知回路１８３とを備えている。また、水濡れセンサ１９は、水濡れ検知用の一対の検知電極１９１，１９２と、この一対の検知電極１９１，１９２間に水が介在してリーク電流が流れたときにＯＦＦ状態（すなわち、出力端子からハイ信号が出力される状態）からＯＮ状態（すなわち、出力端子からロー信号が出力される状態）になる検知回路１９３とを備えている。
【００２６】
これらの検知回路１８３，１９３は、本実施形態では図２に示すように、一対の検知電極１８１と１８２間，１９１と１９２間に流れるリーク電流がベースに流入することによりＯＮ状態になるｐｎｐ型の第１トランジスタＴＲ1と、第１トランジスタＴＲ1のコレクタ電流がベースに流入することによりＯＮ状態になるｐｎｐ型の第２トランジスタＴＲ2とを含んで構成されており、駆動電源が入力される電源端子１８４，１９４、アースに接続されるアース端子１８５，１９５及び検知信号が出力される出力端子１８６，１９６をそれぞれ備えている。
【００２７】
アップスイッチ１１及びダウンスイッチ１２は、それぞれ可動接点１１１，１２１及び常開固定接点１１２，１２２を有し、連動スイッチ１３は、可動接点１３１、常閉固定接点１３２及び常開固定接点１３３を有している。また、アップリレー１４及びダウンリレー１５は、励磁コイル１４０，１５０と切換接点１４１，１５１とを備えており、励磁コイル１４０，１５０には＋極端子１４２，１５２及び−極端子１４３，１５３を有し、切換接点１４１，１５１には可動接点１４４，１５４、常閉固定接点１４５，１５５及び常開固定接点１４６，１５６を有している。なお、可動接点１４４，１５４は可動接点端子１４７，１５７に接続されると共に、常閉固定接点１４５，１５５は常閉固定接点端子１４８，１５８に接続され、常開固定接点１４６，１５６は常開固定接点端子１４９，１５９に接続されている。
【００２８】
アップスイッチ１１の可動接点１１１は連動スイッチ１３の常閉固定接点１３２に接続されると共に、アップスイッチ１１の常開固定接点１１２はアースに接続され、ダウンスイッチ１２の可動接点１２１はダウンリレー１５の−極端子１５３に接続されると共に、ダウンスイッチ１２の常開固定接点１２２はアースに接続されている。また、連動スイッチ１３の可動接点１３１はアップリレー１４の−極端子１４３に接続されると共に、常閉
固定接点１３２は水濡れセンサ１８の出力端子１８６に接続され、常開固定接点１３３はバッテリ１７の＋極に接続されている。
【００２９】
アップリレー１４の＋極端子１４２及び常開固定接点端子１４９はバッテリ１７の＋極に接続されると共に、可動接点端子１４７は駆動モータ１６の一端に接続され、常閉固定接点端子１４８はアースに接続されている。また、ダウンリレー１５の＋極端子１５２及び常開固定接点端子１５９はバッテリ１７の＋極に接続されると共に、可動接点端子１５７は駆動モータ１６の他端に接続され、常閉固定接点端子１５８はアースに接続されている。
【００３０】
水濡れセンサ１８，１９の電源端子１８４，１９４はバッテリ１７の＋極に接続され、アース端子１８５，１９５はアースに接続されている。また、水濡れセンサ１９の出力端子１９６はダウンリレー１５の−極端子１５３に接続されている。また、バッテリ１７の−極はアースに接続されている。
【００３１】
この構成において、リレー制御回路１０が水濡れ状態になっていないときは、検知電極１８１，１８２間及び１９１，１９２間は高抵抗の状態に維持されているので検知回路１８３，１９３の第１，第２トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は非導通状態にある。このため、アップスイッチ１１を操作してＯＮ状態にすると、アップリレー１４の励磁コイル１４０が励磁されて可動接点１４４が常開固定接点１４６に接続される結果、駆動モータ１６が順方向に回転駆動されてウインドウが閉じられることになる。また、ダウンスイッチ１２を操作してＯＮ状態にすると、連動スイッチ１３の可動接点１３１が常開固定接点１３３に接続される一方、励磁コイル１５０が励磁されて可動接点１５４が常開固定接点１５６に接続される結果、駆動モータ１６が逆方向に回転駆動されてウインドウが開けられることになる。
【００３２】
一方、車両の水没等によってリレー制御回路１０が水濡れ状態になると、検知電極１８１，１８２間及び１９１，１９２間にそれぞれリーク電流が流れて検知電極１８１，１８２間及び１９１，１９２間が低抵抗の状態になり検知回路１８３，１９３の第１，第２トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は共に導通状態になる結果、両方の励磁コイル１４０，１５０が励磁されて可動接点１４４，１５４が常開固定接点１４６，１５６に接続され、駆動モータ１６の両端にバッテリ１７の＋電極が接続されることになって駆動モータ１７の回転駆動が不能の状態となる。
【００３３】
この状態で、ダウンスイッチ１２を操作してＯＮ状態にすると、連動スイッチ１３の可動接点１３１が常開固定接点１３３に接続される結果、励磁コイル１４０は励磁が解除されて可動接点１４４は常閉固定接点１４５に接続される一方、励磁コイル１５０は励磁されたままとなるため、駆動モータ１６は逆方向に回転駆動されてウインドウが開けられることになり、車両の水没時等に搭乗者がウインドウから脱出することが可能となる。なお、アップスイッチ１１を操作してＯＮ状態にしてもリレー制御回路１０の電気的な接続関係に変化は生じないので、搭乗者のスイッチの誤操作により開いていたウインドウを誤って閉じてしまうという不都合が生じる虞がない。
【００３４】
また、このリレー制御回路１０の構成によれば、水濡れセンサ１８をアップリレー１４に近接させて取り付けると共に、水濡れセンサ１９をダウンリレー１５に近接させて取り付けておくようにすることにより、車両が水没等により水濡れ状態になったときにリレー制御回路１０全体ではなくてアップリレー１４とダウンリレー１５だけが水濡れ状態になった場合であっても水濡れセンサ１８，１９により誤動作を生じさせないようにすることができる。
【００３５】
図３は、リレー制御回路１０を構成するプリント配線基板上に実装され、アップリレー１４側に用いるのに適した水濡れセンサ１８の一実施形態の構成を示す図で、（ａ）は水濡れセンサ１８の一面側を絶縁被覆部材が取り除かれた状態で示す図、（ｂ）はその他面側を絶縁被覆部材が取り除かれた状態で示す図、（ｃ）はその他面側に絶縁被覆部材が取り付けられた状態の断面図である。これらの図において、水濡れセンサ（水濡れ検知用プレート）１８は、アルミナ基板や合成樹脂基板等からなる矩形状のベース部材（絶縁基板）３０と、ベース部材３０の一面側に所定間隔をおいて対向配置された一対の検知電極１８１，１８２と、ベース部材３０の他面側に配設された検知回路１８３を構成する検知回路素子１８３ａと、ベース部材３０の他面側に検知回路素子１８３ａ等を覆うように配設された絶縁被覆部材３１とを備えている。なお、検知電極１８１，１８２は、例えば、一辺が略１．２ｍｍの正方形状に設定され、略１．３ｍｍの間隔で対向配置されたものであるが、これらの寸法は用途等に応じて大きくしたり小さくしたりすることが可能である。
【００３６】
ベース部材３０には、その周縁であってアップリレー１４の複数のリレー端子と対応する位置にそのリレー端子が挿入される複数の貫通孔３２，３３，３４，３５，３６が形成されている。また、ベース部材３０には、その周縁に検知回路素子１８３ａの検知信号を外部に取り出すためのリード端子３７が装着される貫通孔３９が形成されると共に、その周縁から内側に入った箇所に表裏両面の配線導体を接続する導体膜を形成するための接続孔４０が形成されている。
【００３７】
また、貫通孔３２乃至３６の各内周面には導体膜４１が形成されると共に、貫通孔３９の内周面には導体膜４２が形成され、接続孔４０の内周面には導体膜４３が形成されている。これらの導体膜４１，４２，４３は、例えば、スルーホールめっき等の手段により形成される。なお、貫通孔３２乃至３６と導体膜４１とでアップリレー１４のリレー端子が接続されるリレー接続用端子を構成する。
【００３８】
一対の検知電極１８１，１８２のうちの一方の検知電極１８１は、ベース部材３０上に形成された接続導体４４により貫通孔３２の導体膜４１に接続され、他方の検知電極１８２は、ベース部材３０上に形成された接続導体４５を介して接続孔４０の導体膜４３に接続されている。これらの検知電極１８１，１８２、及び接続導体４４，４５は、例えば、導電ペーストをパターン印刷等の手段で付与した後に焼付処理を行うことにより形成される。リード端子３７は、貫通孔３９に挿入されて導体膜４２に半田等を介して接続されている。なお、リード端子３７の端面にはストッパ３７１が形成され、このストッパ３７１がベース部材３０に係止されることによりリード端子３７のベース部材３０からの突出長が一定となるようになっている。
【００３９】
検知回路素子１８３ａは、集積回路化されて図２に示すように回路構成されたものであり、例えば、第１トランジスタＴＲ１のベースに相当する端子Ｔ１が接続導体４６を介して接続孔４０の導体膜４３に接続され、第１トランジスタＴＲ１のエミッタに相当する端子Ｔ２が接続導体４７を介して貫通孔３３の導体膜４１に接続されている。また、第２トランジスタＴＲ２のエミッタに相当する端子Ｔ３が接続導体４８を介して貫通孔３２の導体膜４１に接続され、第２トランジスタＴＲ２のコレクタに相当する出力端子となる端子Ｔ４が接続導体４９を介して貫通孔３９の導体膜４２に接続されている。
【００４０】
絶縁被覆部材３１は、本実施形態では合成樹脂等で成型された絶縁ケースからなるものであり、その絶縁ケースに一体形成した筒体３１１をリレー端子が挿通される貫通孔３２乃至３６の周囲に配設することにより貫通孔３２乃至３６を露出させた状態でベース部材３０の他面側の検知回路素子１８３ａ及び接続導体４６乃至４９を覆うようにしたもので、ベース部材３０の一面側の周縁部に廻り込む係止部３１２により係止させてベース部材３０に固定するようにしたものである。なお、絶縁被覆部材３１は、ベース部材３０の他面側を合成樹脂等の絶縁材料によりモールド成型して得るようにしてもよい。この場合、検知電極１８１，１８２の少なくとも対向部分を露出させるようにして一面側も同時にモールドすることも可能である。また、絶縁被覆部材３１が絶縁ケースからなる場合、ベース部材３０との当接部分に接着剤を付与する等して内部が密封構造となるようにすることも可能である。
【００４１】
図４は、リレー制御回路１０を構成するプリント配線基板上に実装され、ダウンリレー１５側に用いるのに適した水濡れセンサ１９の一実施形態の構成を示す図で、（ａ）は水濡れセンサ１９の一面側を絶縁被覆部材が取り除かれた状態で示す図、（ｂ）はその他面側を絶縁被覆部材が取り除かれた状態で示す図、（ｃ）はその他面側に絶縁被覆部材が取り付けられた状態の断面図である。なお、水濡れセンサ１９は、水濡れセンサ１８の検知回路素子１８３ａの検知信号が端子部３７を介して外部に取り出し可能になっているのに対し、その検知信号がリレー端子に直接供給されるようになっている点で相違している。すなわち、水濡れセンサ１９は、検知回路素子１９３ａの第２トランジスタＴＲ２のコレ
クタに相当する出力端子となる端子Ｔ４が接続導体４９を介して貫通孔３４の導体膜４１
に接続されており、その他の構成については水濡れセンサ１８と同様の構成になるものである。このため、水濡れセンサ１８と同一の構成部材については同一の符号を付与して説明を省略する。
【００４２】
このように構成された水濡れセンサ１８，１９は、図５に示すように、検知電極１８１と１８２，１９１と１９２がリレー制御回路基板を構成するプリント配線基板５５に対向するようにし、かつ各貫通孔３２乃至３６（貫通孔３２，３３のみ図示）と各貫通孔３２乃至３６に対応するプリント配線基板５５の各取付孔５５ａ，５５ｂとが一致するようにしてプリント配線基板５５上に配設（載置）される。そして、アップリレー１４及びダウンリレー１５の各リレー端子１４ａ，１５ａが水濡れセンサ１８，１９の貫通孔３２乃至３６とプリント配線基板５５の取付孔５５ａ，５５ｂとに挿入される。この状態で溶融半田が付与されることにより貫通孔３２乃至３６の導体膜４１（水濡れセンサ１８，１９の端子）、各リレー端子１４ａ，１５ａ及びプリント配線基板５５の配線導体５５ｃ，５５ｄが相互に接続され、アップスイッチ１１、ダウンスイッチ１２，連動スイッチ１３等と共にリレー制御回路１０が構成される。
【００４３】
すなわち、水濡れセンサ１８はプリント配線基板５５とアップリレー１４との間に介挿された状態でプリント配線基板５５に実装され、水濡れセンサ１９はプリント配線基板５５とダウンリレー１５との間に介挿された状態でプリント配線基板５５に実装されることになる。
【００４４】
このようにして水濡れセンサ１８，１９とアップリレー１４及びダウンリレー１５とがプリント配線基板５５に実装されると、水濡れセンサ１８とアップリレー１４、及び水濡れセンサ１９とダウンリレー１５とが相互に直接接続されることになるため、プリント配線基板５５上に水濡れセンサ１８，１９及びリレー１４，１５を接続するランドを別々に設置しておく必要がなくなる結果、プリント配線基板５５の構成が複雑化されないようになる。また、プリント配線基板５５上にそれらを接続するための配線導体を形成する必要がなくなる結果、プリント配線基板５５の配線パターン構成が簡略化でき、省スペース化が図れてプリント配線基板５５、すなわちリレー制御回路基板の小型化が促進される。さらに、プリント配線基板５５上に水濡れセンサ１８とアップリレー１４、及び、水濡れセンサ１９とダウンリレー１５をそれぞれ別々に実装するためのスペースを確保する必要がなくなるため、プリント配線基板５５、すなわちリレー制御回路基板の小型化が促進されることになる。
【００４５】
なお、水濡れセンサ１８の端子部３７は、プリント配線基板５５の所定の取付孔に挿入
され、プリント配線基板５５上の配線導体を介して連動スイッチ１３の常閉固定接点１３２に接続されるようになっている。また、プリント配線基板５５における水濡れセンサ１８の検知電極１８１，１８２に対応する位置に水導入用の貫通孔５６が穿設されると共に、水濡れセンサ１９の検知電極１９１，１９２に対応する位置にも水導入用の貫通孔５７が穿設され、水没等による水が貫通孔５６，５７を介して検知電極１８１と１８２，１９１と１９２に流れ込むようになっている。これにより、リレー制御回路１０におけるアップリレー１４及びダウンリレー１５の水濡れ状態がより確実に検知できるようになる。
【００４６】
本発明に係る水濡れセンサ１８，１９は上記のように構成され、プリント配線基板５５とアップリレー１４及びダウンリレー１５との間に介挿された状態でプリント配線基板５５上に実装されるので、車両が水没する等してアップリレー１４及びダウンリレー１５が水濡れ状態になると、アップリレー１４及びダウンリレー１５に近接した位置にある水濡れセンサ１８，１９によってアップリレー１４及びダウンリレー１５の水濡れ状態が確実に検知されることになる。また、水濡れセンサ１８，１９及びリレー１４，１５を接続するランドを別々に設置する必要がないことからプリント配線基板５５が複雑化することがない。さらに、配線パターン構成が簡素化され、かつ実装スペースを削減できることからリレー制御回路基板の小型化が促進されることになる。
【００４７】
また、ベース部材３０に一対の検知電極１８１と１８２，１９１と１９２、検知回路素子１８３ａ，１９３ａ等を組み込んだ簡素な構成であるため、組立てが容易になると共に量産性に優れたものとなる。また、ベース部材３０に絶縁被覆部材３１が配設されているので、ベース部材３０の機械的強度が高められることになる結果、水濡れセンサ１８，１９の取扱性能が向上し、プリント配線基板５５上に実装する場合にも破損の虞が略皆無となる。また、検知回路素子１８３ａ，１９３ａが外圧等から保護されることになって水濡れセンサ１８，１９の信頼性が向上することになる結果、リレー制御回路１０の動作信頼性も向上することになる。
【００４８】
なお、本発明に係る水濡れセンサ１８，１９は上記実施形態のものに限定されるものではなく、種々の変形態様を採用することができる。例えば、検知回路素子１８３ａ，１９３ａは集積回路化されたものであるが、ディスクリート部品を用いて構成することも可能である。この場合、ベース部材３０上には必要な個数の接続導体が形成されて所定の検知回路が構成されることになる。
【００４９】
また、検知回路素子１８３ａ，１９３ａ等で構成される検知回路は、ベース部材３０の他方面に保持されているが、検知電極１８１と１８２，１９１と１９２が形成される一方面に保持させるようにすることもできる。この場合、絶縁被覆部材３１は検知電極１８１と１８２，１９１と１９２を露出させた状態でベース部材３０に保持するようにすればよい。
【００５０】
また、水濡れセンサ１８，１９は、プリント配線基板５５から少し浮かせた状態で実装するようにしてもよく、さらには検知電極１８１と１８２，１９１と１９２がアップリレー１４及びダウンリレー１５側を向くようにしてプリント配線基板５５上に実装することも可能である。
【００５１】
また、ベース部材３０の一対の検知電極１８１と１８２間及び１９１と１９２間にベース部材３０の表裏両面を貫通する微小幅のスリットを形成するようにしておいてもよく、こうした場合は結露により生じた水滴がスリット内に吸収されることになって結露による誤検知を効果的に防止することが可能となる。
【００５２】
また、一対の検知電極１８１と１８２，１９１と１９２を金属板で構成することも可能であり、こうした場合はベース部材３０に形成した貫通孔において一対の検知電極１８１と１８２，１９１と１９２を中空状態で対向配置することができる。この場合でも結露により生じた水滴による誤検知を効果的に防止することが可能となる。
【００５３】
また、リレー制御回路１０を構成する場合、アップリレー１４側と同様にダウンリレー１５側にも水濡れセンサ１９に代えて水濡れセンサ１８を用いるようにすることもできる。この場合は、プリント配線基板５５上の配線導体により端子部３７をバッテリ１７の＋極に接続するようにすればよい。すなわち、水濡れセンサ１８は、端子部３７を備えているので、種々の制御回路に適応可能となり汎用性に優れたものとなる。また、リレー制御回路１０は、自動車のパワーウインドウ機構に採用するものとして説明しているが、他の種々の用途にも適用し得るものであり、その回路構成についても上記のものに限定されるものではない。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る水濡れセンサでは、所定間隔をおいて対向配置された一対の検知電極と、検知電極間に水の介在により流れるリーク電流を検知する検知回路と、検知電極及び検知回路に電気的に導通されると共に、実装状態でリレー端子が接続されるリレー接続用端子とがベース部材に保持されて構成され、前記リレー接続用端子がリレー端子と同一の配列でベース部材に保持されることで、リレー制御回路基板を構成する配線基板とリレーとの間に介挿可能にされているので、リレーに近接した状態で配線基板に実装することができ、リレーの水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。また、配線基板上に水濡れセンサ及びリレーを接続するランドを別々に設置しておく必要がなくなり、配線基板の構成が複雑化されないようになる。また、リレー制御回路基板を構成する配線基板とリレーとの間に介挿されることで、配線基板上の実装スペースが削減できてリレー制御回路基板の小型化が促進される。
【００５５】
具体的には、前記リレー接続用端子が、ベース部材に穿設されたリレー端子挿通用の貫通孔の内周面に導体膜が付与されて構成されたものであるので、リレー端子が貫通孔に挿通されて導体膜と電気的に接続されながら、なおかつ、このリレー端子が前記配線基板に 電気的に接続されることにより、水濡れセンサが前記リレーと共に前記配線基板に確実に実装されることになる。また、水濡れセンサの端子、リレー端子等の接続作業を容易に行うことができる結果、リレー制御回路基板の組立てが容易になる。
【００５６】
また、請求項２に係る水濡れセンサでは、検知電極はベース部材の一方面に保持され、検知回路はベース部材の他方面に保持されているので、検知電極の保持された一方面を配線基板に対向するようにして実装することができ、リレーの水濡れを確実に検知することができるようになる。
【００５７】
また、請求項３に係る水濡れセンサでは、ベース部材の他方面に検知回路を覆う絶縁被覆部材が保持されているので、ベース部材が堅牢化されて破損しにくくなり、検知回路が外圧等から保護されて常に正常に動作するようになることからリレーの水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。
【００５８】
また、請求項４に係る水濡れセンサでは、検知回路の検知信号を取り出すための端子がベース部材に保持されているので、検知回路から出力される検知信号を端子を介して外部に取り出すことができるようになり、種々のリレー制御回路に対応し得る汎用性に優れたものとなる。
【００５９】
また、請求項５に係るリレー制御回路基板では、請求項１乃至４のいずれかに記載の水濡れセンサとリレーとが相互に接続された状態で配線基板に実装されて制御回路が構成されているので、水濡れセンサがリレーに近接されて配設されることになり、水没等によるリレーの水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。また、配線基板上に水濡れセンサ及びリレーを接続するランドを別々に設置しておく必要がなくなり、配線基板の構成が複雑化されないようになる。
【００６０】
具体的には、前記水濡れセンサがリレー端子挿通用の貫通孔を配線基板の取付孔に一致させた状態で配線基板に配設されると共に、リレーがリレー端子を貫通孔と取付孔とに挿通させて配線基板に配設され、水濡れセンサのリレー接続用端子、リレー端子及び配線基板の配線導体が相互に接続されて制御回路が構成されているので、水濡れセンサがリレーに近接されて配設されることになり、水没等によるリレーの水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。また、配線パターン構成の簡略化が図れると共に、実装スペースが削減できることからリレー制御回路基板の小型化が促進される。
【００６１】
また、請求項６に係るリレー制御回路基板では、水濡れセンサは検知電極の保持された一方面が配線基板に対向するようにして実装され、配線基板は検知電極と対向する箇所に水導入用の貫通孔が形成されたものであるので、水没等により水濡れ状態になったときに水が配線基板の貫通孔からも水濡れセンサの検知電極間に流れ込むことになり、リレーの水濡れ状態がより確実に検知されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る水濡れセンサが適用されるリレー制御回路の構成例を示す図である。
【図２】 図１に示す水濡れセンサに一体構成された検知回路の構成例を示す図である。
【図３】 図１に示すリレー制御回路のアップリレーに適用される水濡れセンサの構成を示す図で、（ａ）はベース部材の一方面における斜視図、（ｂ）はベース部材の他方面における斜視図、（ｃ）は絶縁被覆部材を設けた状態の断面図である。
【図４】 図１に示すリレー制御回路のダウンリレーに適用される水濡れセンサの構成を示す図で、（ａ）はベース部材の一方面における斜視図、（ｂ）はベース部材の他方面における斜視図、（ｃ）は絶縁被覆部材を設けた状態の断面図である。
【図５】 水濡れセンサとリレーのプリント配線基板上への取付状態を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ リレー制御回路
１４ アップリレー（リレー）
１４ａ リレー端子
１５ ダウンリレー（リレー）
１５ａ リレー端子
１８ａ，１９ 水濡れセンサ
３０ ベース部材
３１ 絶縁被覆部材
３２，３３，３４，３５，３６，３９ 貫通孔
３７ 端子
３９ 貫通孔
４０ 接続孔
４１ 導体膜
４２，４３ 導体膜
５５ プリント配線基板（配線基板）
５６，５７ 水導入用の貫通孔
１８３，１９３ 検知回路
１８１，１８２，１９１，１９２ 検知電極
１８３ａ，１９３ａ 検知回路素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に搭載されるリレー制御回路基板の水没等によるリレーの水濡れを検知する水濡れセンサ及び水濡れセンサを備えたリレー制御回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等の車両の電子化が進み、多くの車両にはウインドウを自動開閉するためのリレーが配設されたリレー制御回路基板が搭載されている。このようなリレー制御回路基板では、例えば車両が水没する等してリレー制御回路が水濡れ状態になると制御回路が誤動作し、搭乗者がスイッチ操作を行ってもウインドウが閉じたまま開かないという事態が生じる虞がある。そのため、従来のリレー制御回路基板では、その全体を専用のボックス内に収納し、これに水の浸入を阻止する防水構造を施してリレー制御回路基板を水の浸入から守る工夫がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような防水構造を施す場合、防水パッキンやモールド樹脂等が必要になる一方、リレー制御回路基板の組立て作業が煩雑になり、しかも完全な防水を実現するためには構造がきわめて複雑になってコストアップを免れ得ない。そこで、このような重装備の防水構造を採用する代わりに、車両が水没した場合等に生じるリレー制御回路基板の水濡れ状態を検出する水濡れセンサを制御回路に組み込んでおき、リレー制御回路基板が水濡れ状態になったときに水濡れセンサから出力される検知信号に基づいて制御回路の誤動作を未然に防止するようにすることが考えられる。
【０００４】
この場合、水濡れセンサとして、従来から雨滴を検知するために用いられている雨滴センサを転用することが考えられる。しかし、この雨滴センサは一般に制御回路から離間した箇所の雨滴を検知するのに適するように構成されたものであるため、リレー制御回路基板に実装してリレーの水濡れを検知するのに用いるには難点がある。すなわち、雨滴センサは、雨滴を検知するのに櫛歯形状等の大きな検知電極が必要になることからセンサ自体が大型化するため、広い実装スペースが必要になってリレー制御回路を構成する配線基板に実装しづらくなる。また、配線基板に水濡れセンサを実装するためのランド（接続導体）をリレーとは別に設置しなければならないため、配線基板の構成が複雑になる。また、配線基板に実装し得たとしてもリレーから離間した箇所に水濡れセンサを設置したのではリレーだけが水濡れ状態になったときにその水濡れを検知できない場合が生じ、この場合には依然として誤動作が生じる虞がある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、リレーの水濡れを確実に検知することができ、配線基板の構成を複雑化させることがない水濡れセンサ及びその水濡れセンサを備えたリレー制御回路基板を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、リレー端子を有するリレーの当該リレー端子が配線基板に接続されたリレー制御回路基板であって車両に搭載されるリレー制御回路基板に実装され、前記リレーの水濡れを検知する水濡れセンサであって、前記配線基板とこの配線基板に実装されるリレーとの間に介挿可能な形状をもつベース部材と、このベース部材に保持され、所定間隔をおいて対向配置された一対の検知電極と、前記ベース部材に保持され、前記検知電極間に水が介在することにより当該検知電極間に流れるリーク電流を検知する検知回路とを備えるとともに、前記ベース部材に前記リレー端子が挿通可能な貫通孔が当該リレー端子と同等の配列で穿設され、前記貫通孔の内周面に導体膜が付与されることによりリレー接続用端子が構成され、当該リレー接続用端子が前記検知電極および検知回路に電気的に導通され、前記リレー端子が前記貫通孔内に挿通されて前記リレー接続用端子に電気的に接続される状態で前記ベース部材が前記配線基板と前記リレーとの間に介挿可能とされているものである。
【０００７】
この構成によれば、水濡れセンサはベース部材に検知電極、検知回路及び端子を組み込んだだけの簡素なものであるため、リレーに近接させて実装することができ、リレーの水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。すなわち、水濡れセンサはリレーに近接して実装されるので、水没等によってリレーが水濡れ状態になると水濡れセンサの検知電極間にも水が介在してリーク電流が流れる結果、リレーの水濡れが確実に検知されることになる。
【０００８】
また、リレー端子が直接水濡れセンサのリレー接続用端子に接続されるため、これらリレー端子とリレー接続用端子とを接続するランドを別々に設置する必要がなく、リレー制御回路基板を構成する配線基板の構成が複雑化することがない。さらに、リレー端子が直接水濡れセンサのリレー接続用端子に接続されるため、配線基板上にこれらリレー端子とリレー接続用端子の双方を接続するための配線導体を形成する必要がなくなる結果、配線基板の配線パターン構成が簡略化でき、省スペース化が図れて配線基板の小型化が促進される。
【０００９】
また、水濡れセンサは、配線基板とリレーとの間に介挿した状態で当該配線基板上に実装することができるので、配線基板に水濡れセンサとリレーの実装スペースを別々に確保する必要がなくなる結果、配線基板上における電子部品の実装効率が高められ、配線基板の小型化が促進される。
【００１０】
このような実装形態は、前記ベース部材に前記リレー端子が挿通可能な貫通孔が設けられ、この貫通孔の内周面に導体膜が付与されて前記リレー接続用端子が構成されることにより、達成されている。
【００１１】
すなわち、この構成によれば、リレー端子が貫通孔に挿通されてリレー接続用端子を構成する導体膜に接続される一方、貫通孔を挿通したリレー端子がリレー制御回路基板を構成する配線基板に取り付けられることになり、水濡れセンサとリレーとが配線基板の配線導体に接続されることになる。このため、水濡れセンサの端子、リレー端子及び配線導体の接続作業を容易に行うことができ、リレー制御回路基板の組立てが容易になる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に係るものにおいて、前記検知電極は前記ベース部材の一方面に保持され、前記検知回路は前記ベース部材の他方面に保持されたことを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、ベース部材の両面が有効に利用されるため、水濡れセンサをよりコンパクトに構成することができ、リレー制御回路基板を構成する配線基板にさらに容易に実装することが可能となる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、請求項２に係るものにおいて、前記ベース部材の他方面に前記検知回路を覆う絶縁被覆部材が保持されたことを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、ベース部材が堅牢化されて破損しにくくなる一方、検知回路が外圧等から保護されるようになる結果、検知回路は常に正常に動作して水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに係るものにおいて、前記検知回路の検知信号を外部に取り出すための端子が前記ベース部材に保持されたことを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、検知回路から出力される検知信号を端子を介して外部に取り出すことができるようになる結果、種々のリレー制御回路に対応させることが可能となり汎用性に優れたものとなる。
【００１８】
また、請求項５記載の発明は、リレー端子を有するリレーの当該リレー端子が配線基板に接続され、かつ、車両に搭載されるリレー制御回路基板であって、車両に搭載されるリレー制御回路基板であって、請求項１乃至４のいずれかに記載の水濡れセンサのリレー端子挿通用の貫通孔にリレー端子が挿通されて前記貫通孔の内周面に設けられたリレー接続用端子に電気的に接続され、かつ、この水濡れセンサが前記リレーと配線基板との間に介挿される状態で当該水濡れセンサおよびリレーが前記配線基板に実装されることにより、前記リレー接続用端子、リレー端子、および配線基板の配線導体が相互に接続されて制御回路が構成されたものである。
【００１９】
この構成によれば、水濡れセンサはリレーに近接して配設可能になるので、水没等によってリレーが水濡れ状態になると水濡れセンサの検知電極間にも水が介在してリーク電流が流れる結果、リレーの水濡れ状態が確実に検知されることになる。また、リレー端子が水濡れセンサのリレー接続用端子に接続されるため、リレー制御回路基板を構成する配線基板上に前記リレー端子と前記リレー接続用端子とを接続するための配線導体を形成する必要がなくなる結果、配線基板の配線パターン構成が簡略化でき、省スペース化が図れて配線基板の小型化が促進される。
【００２０】
また、水濡れセンサがリレーと配線基板との間に介挿された状態で実装されるので、配線基板に水濡れセンサとリレーの実装スペースを別々に確保する必要がなくなる結果、配線基板上における電子部品の実装効率が高められ、配線基板の小型化が促進される。
【００２１】
また、請求項６記載の発明は、請求項５に係るものにおいて、前記水濡れセンサは検知電極の保持された一方面が配線基板に対向するようにして実装され、前記配線基板は前記検知電極と対向する箇所に水導入用の貫通孔が形成されたものであることを特徴としている。
【００２２】
この構成によれば、車両が水没等して水濡れ状態になると、水が配線基板の水導入用の貫通孔からも水濡れセンサの検知電極間に流れ込むことになる結果、リレーの水濡れ状態がより確実に検知される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る水濡れセンサが適用されるリレー制御回路の一例を示す図である。このリレー制御回路１０は、自動車のパワーウインドウ機構に採用され、車両の水没等によってリレー制御回路１０に組み込まれているリレーが水濡れ状態になった場合でも誤動作を生じさせずに搭乗者のスイッチ操作により確実にウインドウを開くことができるようにし、開いたウインドウから搭乗者が容易に脱出することができるようにしたものである。
【００２４】
すなわち、このリレー制御回路１０は、開いていたウインドウを閉じるためのスイッチ１１（以下、アップスイッチ１１という。）と、閉じていたウインドウを開くためのスイッチ１２（以下、ダウンスイッチ１２という。）と、ダウンスイッチ１２と連動して動作するスイッチ１３（以下、連動スイッチ１３という。）と、アップスイッチ１１が操作されたときに動作するリレー１４（以下、アップリレー１４という。）と、ダウンスイッチ１２が操作されたときに動作するリレー１５（以下、ダウンリレー１５という。）と、ウインドウを開閉動作する駆動モータ１６と、アップリレー１４及びダウンリレー１５を動作させると共に、駆動モータ１６を駆動するバッテリ１７とを備えている。
【００２５】
アップリレー１４には水濡れセンサ１８が接続され、ダウンリレー１５には水濡れセンサ１９が接続されている。水濡れセンサ１８は、水濡れ検知用の一対の検知電極１８１，１８２と、この一対の検知電極１８１，１８２間に水が介在してリーク電流が流れたときにＯＦＦ状態（すなわち、出力端子からハイ信号が出力される状態）からＯＮ状態（すなわち、出力端子からロー信号が出力される状態）になる検知回路１８３とを備えている。また、水濡れセンサ１９は、水濡れ検知用の一対の検知電極１９１，１９２と、この一対の検知電極１９１，１９２間に水が介在してリーク電流が流れたときにＯＦＦ状態（すなわち、出力端子からハイ信号が出力される状態）からＯＮ状態（すなわち、出力端子からロー信号が出力される状態）になる検知回路１９３とを備えている。
【００２６】
これらの検知回路１８３，１９３は、本実施形態では図２に示すように、一対の検知電極１８１と１８２間，１９１と１９２間に流れるリーク電流がベースに流入することによりＯＮ状態になるｐｎｐ型の第１トランジスタＴＲ1と、第１トランジスタＴＲ1のコレクタ電流がベースに流入することによりＯＮ状態になるｐｎｐ型の第２トランジスタＴＲ2とを含んで構成されており、駆動電源が入力される電源端子１８４，１９４、アースに接続されるアース端子１８５，１９５及び検知信号が出力される出力端子１８６，１９６をそれぞれ備えている。
【００２７】
アップスイッチ１１及びダウンスイッチ１２は、それぞれ可動接点１１１，１２１及び常開固定接点１１２，１２２を有し、連動スイッチ１３は、可動接点１３１、常閉固定接点１３２及び常開固定接点１３３を有している。また、アップリレー１４及びダウンリレー１５は、励磁コイル１４０，１５０と切換接点１４１，１５１とを備えており、励磁コイル１４０，１５０には＋極端子１４２，１５２及び−極端子１４３，１５３を有し、切換接点１４１，１５１には可動接点１４４，１５４、常閉固定接点１４５，１５５及び常開固定接点１４６，１５６を有している。なお、可動接点１４４，１５４は可動接点端子１４７，１５７に接続されると共に、常閉固定接点１４５，１５５は常閉固定接点端子１４８，１５８に接続され、常開固定接点１４６，１５６は常開固定接点端子１４９，１５９に接続されている。
【００２８】
アップスイッチ１１の可動接点１１１は連動スイッチ１３の常閉固定接点１３２に接続されると共に、アップスイッチ１１の常開固定接点１１２はアースに接続され、ダウンスイッチ１２の可動接点１２１はダウンリレー１５の−極端子１５３に接続されると共に、ダウンスイッチ１２の常開固定接点１２２はアースに接続されている。また、連動スイッチ１３の可動接点１３１はアップリレー１４の−極端子１４３に接続されると共に、常閉
固定接点１３２は水濡れセンサ１８の出力端子１８６に接続され、常開固定接点１３３はバッテリ１７の＋極に接続されている。
【００２９】
アップリレー１４の＋極端子１４２及び常開固定接点端子１４９はバッテリ１７の＋極に接続されると共に、可動接点端子１４７は駆動モータ１６の一端に接続され、常閉固定接点端子１４８はアースに接続されている。また、ダウンリレー１５の＋極端子１５２及び常開固定接点端子１５９はバッテリ１７の＋極に接続されると共に、可動接点端子１５７は駆動モータ１６の他端に接続され、常閉固定接点端子１５８はアースに接続されている。
【００３０】
水濡れセンサ１８，１９の電源端子１８４，１９４はバッテリ１７の＋極に接続され、アース端子１８５，１９５はアースに接続されている。また、水濡れセンサ１９の出力端子１９６はダウンリレー１５の−極端子１５３に接続されている。また、バッテリ１７の−極はアースに接続されている。
【００３１】
この構成において、リレー制御回路１０が水濡れ状態になっていないときは、検知電極１８１，１８２間及び１９１，１９２間は高抵抗の状態に維持されているので検知回路１８３，１９３の第１，第２トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は非導通状態にある。このため、アップスイッチ１１を操作してＯＮ状態にすると、アップリレー１４の励磁コイル１４０が励磁されて可動接点１４４が常開固定接点１４６に接続される結果、駆動モータ１６が順方向に回転駆動されてウインドウが閉じられることになる。また、ダウンスイッチ１２を操作してＯＮ状態にすると、連動スイッチ１３の可動接点１３１が常開固定接点１３３に接続される一方、励磁コイル１５０が励磁されて可動接点１５４が常開固定接点１５６に接続される結果、駆動モータ１６が逆方向に回転駆動されてウインドウが開けられることになる。
【００３２】
一方、車両の水没等によってリレー制御回路１０が水濡れ状態になると、検知電極１８１，１８２間及び１９１，１９２間にそれぞれリーク電流が流れて検知電極１８１，１８２間及び１９１，１９２間が低抵抗の状態になり検知回路１８３，１９３の第１，第２トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は共に導通状態になる結果、両方の励磁コイル１４０，１５０が励磁されて可動接点１４４，１５４が常開固定接点１４６，１５６に接続され、駆動モータ１６の両端にバッテリ１７の＋電極が接続されることになって駆動モータ１７の回転駆動が不能の状態となる。
【００３３】
この状態で、ダウンスイッチ１２を操作してＯＮ状態にすると、連動スイッチ１３の可動接点１３１が常開固定接点１３３に接続される結果、励磁コイル１４０は励磁が解除されて可動接点１４４は常閉固定接点１４５に接続される一方、励磁コイル１５０は励磁されたままとなるため、駆動モータ１６は逆方向に回転駆動されてウインドウが開けられることになり、車両の水没時等に搭乗者がウインドウから脱出することが可能となる。なお、アップスイッチ１１を操作してＯＮ状態にしてもリレー制御回路１０の電気的な接続関係に変化は生じないので、搭乗者のスイッチの誤操作により開いていたウインドウを誤って閉じてしまうという不都合が生じる虞がない。
【００３４】
また、このリレー制御回路１０の構成によれば、水濡れセンサ１８をアップリレー１４に近接させて取り付けると共に、水濡れセンサ１９をダウンリレー１５に近接させて取り付けておくようにすることにより、車両が水没等により水濡れ状態になったときにリレー制御回路１０全体ではなくてアップリレー１４とダウンリレー１５だけが水濡れ状態になった場合であっても水濡れセンサ１８，１９により誤動作を生じさせないようにすることができる。
【００３５】
図３は、リレー制御回路１０を構成するプリント配線基板上に実装され、アップリレー１４側に用いるのに適した水濡れセンサ１８の一実施形態の構成を示す図で、（ａ）は水濡れセンサ１８の一面側を絶縁被覆部材が取り除かれた状態で示す図、（ｂ）はその他面側を絶縁被覆部材が取り除かれた状態で示す図、（ｃ）はその他面側に絶縁被覆部材が取り付けられた状態の断面図である。これらの図において、水濡れセンサ（水濡れ検知用プレート）１８は、アルミナ基板や合成樹脂基板等からなる矩形状のベース部材（絶縁基板）３０と、ベース部材３０の一面側に所定間隔をおいて対向配置された一対の検知電極１８１，１８２と、ベース部材３０の他面側に配設された検知回路１８３を構成する検知回路素子１８３ａと、ベース部材３０の他面側に検知回路素子１８３ａ等を覆うように配設された絶縁被覆部材３１とを備えている。なお、検知電極１８１，１８２は、例えば、一辺が略１．２ｍｍの正方形状に設定され、略１．３ｍｍの間隔で対向配置されたものであるが、これらの寸法は用途等に応じて大きくしたり小さくしたりすることが可能である。
【００３６】
ベース部材３０には、その周縁であってアップリレー１４の複数のリレー端子と対応する位置にそのリレー端子が挿入される複数の貫通孔３２，３３，３４，３５，３６が形成されている。また、ベース部材３０には、その周縁に検知回路素子１８３ａの検知信号を外部に取り出すためのリード端子３７が装着される貫通孔３９が形成されると共に、その周縁から内側に入った箇所に表裏両面の配線導体を接続する導体膜を形成するための接続孔４０が形成されている。
【００３７】
また、貫通孔３２乃至３６の各内周面には導体膜４１が形成されると共に、貫通孔３９の内周面には導体膜４２が形成され、接続孔４０の内周面には導体膜４３が形成されている。これらの導体膜４１，４２，４３は、例えば、スルーホールめっき等の手段により形成される。なお、貫通孔３２乃至３６と導体膜４１とでアップリレー１４のリレー端子が接続されるリレー接続用端子を構成する。
【００３８】
一対の検知電極１８１，１８２のうちの一方の検知電極１８１は、ベース部材３０上に形成された接続導体４４により貫通孔３２の導体膜４１に接続され、他方の検知電極１８２は、ベース部材３０上に形成された接続導体４５を介して接続孔４０の導体膜４３に接続されている。これらの検知電極１８１，１８２、及び接続導体４４，４５は、例えば、導電ペーストをパターン印刷等の手段で付与した後に焼付処理を行うことにより形成される。リード端子３７は、貫通孔３９に挿入されて導体膜４２に半田等を介して接続されている。なお、リード端子３７の端面にはストッパ３７１が形成され、このストッパ３７１がベース部材３０に係止されることによりリード端子３７のベース部材３０からの突出長が一定となるようになっている。
【００３９】
検知回路素子１８３ａは、集積回路化されて図２に示すように回路構成されたものであり、例えば、第１トランジスタＴＲ１のベースに相当する端子Ｔ１が接続導体４６を介して接続孔４０の導体膜４３に接続され、第１トランジスタＴＲ１のエミッタに相当する端子Ｔ２が接続導体４７を介して貫通孔３３の導体膜４１に接続されている。また、第２トランジスタＴＲ２のエミッタに相当する端子Ｔ３が接続導体４８を介して貫通孔３２の導体膜４１に接続され、第２トランジスタＴＲ２のコレクタに相当する出力端子となる端子Ｔ４が接続導体４９を介して貫通孔３９の導体膜４２に接続されている。
【００４０】
絶縁被覆部材３１は、本実施形態では合成樹脂等で成型された絶縁ケースからなるものであり、その絶縁ケースに一体形成した筒体３１１をリレー端子が挿通される貫通孔３２乃至３６の周囲に配設することにより貫通孔３２乃至３６を露出させた状態でベース部材３０の他面側の検知回路素子１８３ａ及び接続導体４６乃至４９を覆うようにしたもので、ベース部材３０の一面側の周縁部に廻り込む係止部３１２により係止させてベース部材３０に固定するようにしたものである。なお、絶縁被覆部材３１は、ベース部材３０の他面側を合成樹脂等の絶縁材料によりモールド成型して得るようにしてもよい。この場合、検知電極１８１，１８２の少なくとも対向部分を露出させるようにして一面側も同時にモールドすることも可能である。また、絶縁被覆部材３１が絶縁ケースからなる場合、ベース部材３０との当接部分に接着剤を付与する等して内部が密封構造となるようにすることも可能である。
【００４１】
図４は、リレー制御回路１０を構成するプリント配線基板上に実装され、ダウンリレー１５側に用いるのに適した水濡れセンサ１９の一実施形態の構成を示す図で、（ａ）は水濡れセンサ１９の一面側を絶縁被覆部材が取り除かれた状態で示す図、（ｂ）はその他面側を絶縁被覆部材が取り除かれた状態で示す図、（ｃ）はその他面側に絶縁被覆部材が取り付けられた状態の断面図である。なお、水濡れセンサ１９は、水濡れセンサ１８の検知回路素子１８３ａの検知信号が端子部３７を介して外部に取り出し可能になっているのに対し、その検知信号がリレー端子に直接供給されるようになっている点で相違している。すなわち、水濡れセンサ１９は、検知回路素子１９３ａの第２トランジスタＴＲ２のコレ
クタに相当する出力端子となる端子Ｔ４が接続導体４９を介して貫通孔３４の導体膜４１
に接続されており、その他の構成については水濡れセンサ１８と同様の構成になるものである。このため、水濡れセンサ１８と同一の構成部材については同一の符号を付与して説明を省略する。
【００４２】
このように構成された水濡れセンサ１８，１９は、図５に示すように、検知電極１８１と１８２，１９１と１９２がリレー制御回路基板を構成するプリント配線基板５５に対向するようにし、かつ各貫通孔３２乃至３６（貫通孔３２，３３のみ図示）と各貫通孔３２乃至３６に対応するプリント配線基板５５の各取付孔５５ａ，５５ｂとが一致するようにしてプリント配線基板５５上に配設（載置）される。そして、アップリレー１４及びダウンリレー１５の各リレー端子１４ａ，１５ａが水濡れセンサ１８，１９の貫通孔３２乃至３６とプリント配線基板５５の取付孔５５ａ，５５ｂとに挿入される。この状態で溶融半田が付与されることにより貫通孔３２乃至３６の導体膜４１（水濡れセンサ１８，１９の端子）、各リレー端子１４ａ，１５ａ及びプリント配線基板５５の配線導体５５ｃ，５５ｄが相互に接続され、アップスイッチ１１、ダウンスイッチ１２，連動スイッチ１３等と共にリレー制御回路１０が構成される。
【００４３】
すなわち、水濡れセンサ１８はプリント配線基板５５とアップリレー１４との間に介挿された状態でプリント配線基板５５に実装され、水濡れセンサ１９はプリント配線基板５５とダウンリレー１５との間に介挿された状態でプリント配線基板５５に実装されることになる。
【００４４】
このようにして水濡れセンサ１８，１９とアップリレー１４及びダウンリレー１５とがプリント配線基板５５に実装されると、水濡れセンサ１８とアップリレー１４、及び水濡れセンサ１９とダウンリレー１５とが相互に直接接続されることになるため、プリント配線基板５５上に水濡れセンサ１８，１９及びリレー１４，１５を接続するランドを別々に設置しておく必要がなくなる結果、プリント配線基板５５の構成が複雑化されないようになる。また、プリント配線基板５５上にそれらを接続するための配線導体を形成する必要がなくなる結果、プリント配線基板５５の配線パターン構成が簡略化でき、省スペース化が図れてプリント配線基板５５、すなわちリレー制御回路基板の小型化が促進される。さらに、プリント配線基板５５上に水濡れセンサ１８とアップリレー１４、及び、水濡れセンサ１９とダウンリレー１５をそれぞれ別々に実装するためのスペースを確保する必要がなくなるため、プリント配線基板５５、すなわちリレー制御回路基板の小型化が促進されることになる。
【００４５】
なお、水濡れセンサ１８の端子部３７は、プリント配線基板５５の所定の取付孔に挿入
され、プリント配線基板５５上の配線導体を介して連動スイッチ１３の常閉固定接点１３２に接続されるようになっている。また、プリント配線基板５５における水濡れセンサ１８の検知電極１８１，１８２に対応する位置に水導入用の貫通孔５６が穿設されると共に、水濡れセンサ１９の検知電極１９１，１９２に対応する位置にも水導入用の貫通孔５７が穿設され、水没等による水が貫通孔５６，５７を介して検知電極１８１と１８２，１９１と１９２に流れ込むようになっている。これにより、リレー制御回路１０におけるアップリレー１４及びダウンリレー１５の水濡れ状態がより確実に検知できるようになる。
【００４６】
本発明に係る水濡れセンサ１８，１９は上記のように構成され、プリント配線基板５５とアップリレー１４及びダウンリレー１５との間に介挿された状態でプリント配線基板５５上に実装されるので、車両が水没する等してアップリレー１４及びダウンリレー１５が水濡れ状態になると、アップリレー１４及びダウンリレー１５に近接した位置にある水濡れセンサ１８，１９によってアップリレー１４及びダウンリレー１５の水濡れ状態が確実に検知されることになる。また、水濡れセンサ１８，１９及びリレー１４，１５を接続するランドを別々に設置する必要がないことからプリント配線基板５５が複雑化することがない。さらに、配線パターン構成が簡素化され、かつ実装スペースを削減できることからリレー制御回路基板の小型化が促進されることになる。
【００４７】
また、ベース部材３０に一対の検知電極１８１と１８２，１９１と１９２、検知回路素子１８３ａ，１９３ａ等を組み込んだ簡素な構成であるため、組立てが容易になると共に量産性に優れたものとなる。また、ベース部材３０に絶縁被覆部材３１が配設されているので、ベース部材３０の機械的強度が高められることになる結果、水濡れセンサ１８，１９の取扱性能が向上し、プリント配線基板５５上に実装する場合にも破損の虞が略皆無となる。また、検知回路素子１８３ａ，１９３ａが外圧等から保護されることになって水濡れセンサ１８，１９の信頼性が向上することになる結果、リレー制御回路１０の動作信頼性も向上することになる。
【００４８】
なお、本発明に係る水濡れセンサ１８，１９は上記実施形態のものに限定されるものではなく、種々の変形態様を採用することができる。例えば、検知回路素子１８３ａ，１９３ａは集積回路化されたものであるが、ディスクリート部品を用いて構成することも可能である。この場合、ベース部材３０上には必要な個数の接続導体が形成されて所定の検知回路が構成されることになる。
【００４９】
また、検知回路素子１８３ａ，１９３ａ等で構成される検知回路は、ベース部材３０の他方面に保持されているが、検知電極１８１と１８２，１９１と１９２が形成される一方面に保持させるようにすることもできる。この場合、絶縁被覆部材３１は検知電極１８１と１８２，１９１と１９２を露出させた状態でベース部材３０に保持するようにすればよい。
【００５０】
また、水濡れセンサ１８，１９は、プリント配線基板５５から少し浮かせた状態で実装するようにしてもよく、さらには検知電極１８１と１８２，１９１と１９２がアップリレー１４及びダウンリレー１５側を向くようにしてプリント配線基板５５上に実装することも可能である。
【００５１】
また、ベース部材３０の一対の検知電極１８１と１８２間及び１９１と１９２間にベース部材３０の表裏両面を貫通する微小幅のスリットを形成するようにしておいてもよく、こうした場合は結露により生じた水滴がスリット内に吸収されることになって結露による誤検知を効果的に防止することが可能となる。
【００５２】
また、一対の検知電極１８１と１８２，１９１と１９２を金属板で構成することも可能であり、こうした場合はベース部材３０に形成した貫通孔において一対の検知電極１８１と１８２，１９１と１９２を中空状態で対向配置することができる。この場合でも結露により生じた水滴による誤検知を効果的に防止することが可能となる。
【００５３】
また、リレー制御回路１０を構成する場合、アップリレー１４側と同様にダウンリレー１５側にも水濡れセンサ１９に代えて水濡れセンサ１８を用いるようにすることもできる。この場合は、プリント配線基板５５上の配線導体により端子部３７をバッテリ１７の＋極に接続するようにすればよい。すなわち、水濡れセンサ１８は、端子部３７を備えているので、種々の制御回路に適応可能となり汎用性に優れたものとなる。また、リレー制御回路１０は、自動車のパワーウインドウ機構に採用するものとして説明しているが、他の種々の用途にも適用し得るものであり、その回路構成についても上記のものに限定されるものではない。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る水濡れセンサでは、所定間隔をおいて対向配置された一対の検知電極と、検知電極間に水の介在により流れるリーク電流を検知する検知回路と、検知電極及び検知回路に電気的に導通されると共に、実装状態でリレー端子が接続されるリレー接続用端子とがベース部材に保持されて構成され、前記リレー接続用端子がリレー端子と同一の配列でベース部材に保持されることで、リレー制御回路基板を構成する配線基板とリレーとの間に介挿可能にされているので、リレーに近接した状態で配線基板に実装することができ、リレーの水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。また、配線基板上に水濡れセンサ及びリレーを接続するランドを別々に設置しておく必要がなくなり、配線基板の構成が複雑化されないようになる。また、リレー制御回路基板を構成する配線基板とリレーとの間に介挿されることで、配線基板上の実装スペースが削減できてリレー制御回路基板の小型化が促進される。
【００５５】
具体的には、前記リレー接続用端子が、ベース部材に穿設されたリレー端子挿通用の貫通孔の内周面に導体膜が付与されて構成されたものであるので、リレー端子が貫通孔に挿通されて導体膜と電気的に接続されながら、なおかつ、このリレー端子が前記配線基板に 電気的に接続されることにより、水濡れセンサが前記リレーと共に前記配線基板に確実に実装されることになる。また、水濡れセンサの端子、リレー端子等の接続作業を容易に行うことができる結果、リレー制御回路基板の組立てが容易になる。
【００５６】
また、請求項２に係る水濡れセンサでは、検知電極はベース部材の一方面に保持され、検知回路はベース部材の他方面に保持されているので、検知電極の保持された一方面を配線基板に対向するようにして実装することができ、リレーの水濡れを確実に検知することができるようになる。
【００５７】
また、請求項３に係る水濡れセンサでは、ベース部材の他方面に検知回路を覆う絶縁被覆部材が保持されているので、ベース部材が堅牢化されて破損しにくくなり、検知回路が外圧等から保護されて常に正常に動作するようになることからリレーの水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。
【００５８】
また、請求項４に係る水濡れセンサでは、検知回路の検知信号を取り出すための端子がベース部材に保持されているので、検知回路から出力される検知信号を端子を介して外部に取り出すことができるようになり、種々のリレー制御回路に対応し得る汎用性に優れたものとなる。
【００５９】
また、請求項５に係るリレー制御回路基板では、請求項１乃至４のいずれかに記載の水濡れセンサとリレーとが相互に接続された状態で配線基板に実装されて制御回路が構成されているので、水濡れセンサがリレーに近接されて配設されることになり、水没等によるリレーの水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。また、配線基板上に水濡れセンサ及びリレーを接続するランドを別々に設置しておく必要がなくなり、配線基板の構成が複雑化されないようになる。
【００６０】
具体的には、前記水濡れセンサがリレー端子挿通用の貫通孔を配線基板の取付孔に一致させた状態で配線基板に配設されると共に、リレーがリレー端子を貫通孔と取付孔とに挿通させて配線基板に配設され、水濡れセンサのリレー接続用端子、リレー端子及び配線基板の配線導体が相互に接続されて制御回路が構成されているので、水濡れセンサがリレーに近接されて配設されることになり、水没等によるリレーの水濡れ状態を確実に検知することができるようになる。また、配線パターン構成の簡略化が図れると共に、実装スペースが削減できることからリレー制御回路基板の小型化が促進される。
【００６１】
また、請求項６に係るリレー制御回路基板では、水濡れセンサは検知電極の保持された一方面が配線基板に対向するようにして実装され、配線基板は検知電極と対向する箇所に水導入用の貫通孔が形成されたものであるので、水没等により水濡れ状態になったときに水が配線基板の貫通孔からも水濡れセンサの検知電極間に流れ込むことになり、リレーの水濡れ状態がより確実に検知されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る水濡れセンサが適用されるリレー制御回路の構成例を示す図である。
【図２】 図１に示す水濡れセンサに一体構成された検知回路の構成例を示す図である。
【図３】 図１に示すリレー制御回路のアップリレーに適用される水濡れセンサの構成を示す図で、（ａ）はベース部材の一方面における斜視図、（ｂ）はベース部材の他方面における斜視図、（ｃ）は絶縁被覆部材を設けた状態の断面図である。
【図４】 図１に示すリレー制御回路のダウンリレーに適用される水濡れセンサの構成を示す図で、（ａ）はベース部材の一方面における斜視図、（ｂ）はベース部材の他方面における斜視図、（ｃ）は絶縁被覆部材を設けた状態の断面図である。
【図５】 水濡れセンサとリレーのプリント配線基板上への取付状態を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ リレー制御回路
１４ アップリレー（リレー）
１４ａ リレー端子
１５ ダウンリレー（リレー）
１５ａ リレー端子
１８ａ，１９ 水濡れセンサ
３０ ベース部材
３１ 絶縁被覆部材
３２，３３，３４，３５，３６，３９ 貫通孔
３７ 端子
３９ 貫通孔
４０ 接続孔
４１ 導体膜
４２，４３ 導体膜
５５ プリント配線基板（配線基板）
５６，５７ 水導入用の貫通孔
１８３，１９３ 検知回路
１８１，１８２，１９１，１９２ 検知電極
１８３ａ，１９３ａ 検知回路素子
Claims (6)
- リレー端子を有するリレーの当該リレー端子が配線基板に接続されたリレー制御回路基板であって車両に搭載されるリレー制御回路基板に実装され、前記リレーの水濡れを検知する水濡れセンサであって、前記配線基板とこの配線基板に実装されるリレーとの間に介挿可能な形状をもつベース部材と、このベース部材に保持され、所定間隔をおいて対向配置された一対の検知電極と、前記ベース部材に保持され、前記検知電極間に水が介在することにより当該検知電極間に流れるリーク電流を検知する検知回路とを備えるとともに、前記ベース部材に前記リレー端子が挿通可能な貫通孔が当該リレー端子と同等の配列で穿設され、前記貫通孔の内周面に導体膜が付与されることによりリレー接続用端子が構成され、当該リレー接続用端子が前記検知電極および検知回路に電気的に導通され、前記リレー端子が前記貫通孔内に挿通されて前記リレー接続用端子に電気的に接続される状態で前記ベース部材が前記配線基板と前記リレーとの間に介挿可能とされていることを特徴とする水濡れセンサ。
- 前記検知電極は前記ベース部材の一方面に保持され、前記検知回路は前記ベース部材の他方面に保持されたことを特徴とする請求項１記載の水濡れセンサ。
- 前記ベース部材の他方面に前記検知回路を覆う絶縁被覆部材が保持されたことを特徴とする請求項２記載の水濡れセンサ。
- 前記検知回路の検知信号を外部に取り出すための端子が前記ベース部材に保持されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水濡れセンサ。
- リレー端子を有するリレーの当該リレー端子が配線基板に接続され、かつ、車両に搭載されるリレー制御回路基板であって、請求項１乃至４のいずれかに記載の水濡れセンサのリレー端子挿通用の貫通孔に前記リレー端子が挿通されて前記貫通孔の内周面に設けられたリレー接続用端子に電気的に接続され、かつ、この水濡れセンサが前記リレーと配線基板との間に介挿される状態で当該水濡れセンサおよびリレーが前記配線基板に実装されることにより、前記リレー接続用端子、リレー端子、および配線基板の配線導体が相互に接続されて制御回路が構成されたことを特徴とする水濡れセンサを備えたリレー制御回路基板。
- 前記水濡れセンサは検知電極の保持された面が前記配線基板に対向するようにして実装され、前記配線基板は前記検知電極と対向する箇所に水導入用の貫通孔が形成されたものであることを特徴とする請求項５記載の水濡れセンサを備えたリレー制御回路基板。
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