JP4635994B2 - 防水筐体及び防水筐体を有する電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、防水筐体及び防水筐体を有する電子制御装置に関するものである。

従来、通気性と防水性を両立した防水筐体として特許文献１に示すものがあった。特許文献１に示す防水筐体は、ケースとカバーとからなり密閉されている。ケースの内部には電子部品が収納されている。ケースの上面の一部領域には凹部が設けられ、凹部の底面にケースの内外を連通させるための筒部が立設されている。筒部の上端開口部に呼吸フィルタが装着される。そして、凹部からケース側面に延びる排水用溝を設けることによって、液体が呼吸フィルタの周囲に溜まるのを防止している。
特開２００２−１３４９３９号公報

しかしながら、特許文献１に示す防水筐体においては、排水用溝のある面が水平状態になると、液体の表面張力により、水が排水溝にてケース側面に達する前に呼吸フィルタの呼吸穴を塞いでしまい、通気性が低下する可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、通気性の低下を抑制することができる防水筐体及び防水筐体を有する電子制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の防水筐体は、防水構造を有して電子装置を収納し、少なくとも一つの呼吸フィルタが取り付けられる防水筐体であって、
呼吸フィルタが取り付けられる平面部は、その平面部に対し筐体の外側へ突出した形状の取付部を有し、その取付部は、平面部から突出した筒状部と、筒状部の端部から平面部と略平行に筒状部の中心軸方向に伸び、呼吸フィルタの呼吸穴に連通する貫通穴を有する固定用平坦部とを備え、呼吸フィルタは、呼吸穴が固定用平坦部上に配置されるように取付部に取り付けられ、固定用平坦部における平面方向の大きさは、呼吸フィルタにおける固定用平坦部と対向する部位の大きさより大きく、部位より大きい部分の幅が固定用平坦部から呼吸穴までの高さ以下の幅であることを特徴とするものである。その大きさは、固定用平坦部から呼吸穴までの高さ以下の幅である。

このように、呼吸フィルタが取り付けられる平面部に突出した筒状部と、平面方向の大きさが呼吸フィルタにおける取付部と対向する部位の大きさよりも大きい固定用平坦部を備える取付部とを設け、その固定用平坦部上に呼吸フィルタの呼吸穴が配置されることによって、呼吸穴が塞がることを抑制することができるので、通気性の低下を抑制することができる。

つまり、呼吸フィルタの固定用平坦部が平面部から突出した位置に形成され、その固定用平坦部における平面方向の大きさ、すなわち固定用平坦部の大きさが呼吸フィルタにおける取付部と対向する部位の大きさよりも大きく、かつその大きさも固定用平坦部から呼吸穴の高さ以下の幅であるため、呼吸穴の周囲に液体が留まるスペースを減らすことができる。したがって、呼吸フィルタの周辺に液体がかかったとしても、その液体によって呼吸フィルタの呼吸穴が塞がれることを低減できる。

固定用平坦部の幅が、呼吸フィルタの当該固定用平坦部に対向する対向部位と同じあるいはそれ以下だと、呼吸フィルタの取り付けの際の位置決めが取りづらいこと、あるいは固定用平坦部の幅が狭いとその形成も小さい幅を設けることが困難となることなどがあげあれ、呼吸穴の被水防止と言う意味では効果があると考えられるが、他の不具合となる要因が挙げられ、好ましくない。

また、請求項２に示すように、呼吸フィルタは、防水リングを介して固定用平坦部に取り付けられるものであり、固定用平坦部の平面方向における幅は、防水リングの幅よりも広くするようにしてもよい。呼吸フィルタは、防水リングを介して取付部に取り付けることによって、呼吸フィルタと取付部との間における防水性を向上することができる。また、固定用平坦部の平面方向における幅は、防水リングの幅よりも広くすることによって、防水リングが取付部から脱落することも防止することができる。

また、筒状部及び固定用平坦部は、請求項３に示すように、平面部をプレス加工することによって容易に形成することができる。

また、請求項４に示すように、筒状部は、平面部から固定用平坦部にかけて傾斜するようにしてもよい。このようにすることによって、呼吸フィルタに液体がかかった場合であっても、その液体は平面部の方へ逃げやすくすることができ、より一層呼吸フィルタの呼吸穴が塞がれることを低減できる。

また、請求項５に示すように、回路基板に電子部品が実装された電子装置と、防水構造を有して電子装置を収納する防水筐体と、防水筐体の平面部に少なくとも一つ取り付けられる呼吸フィルタとを備える電子制御装置であって、防水筐体の呼吸フィルタが取り付けられる平面部は、その平面部に対し筐体の外側へ突出した形状の取付部を有し、取付部は、平面部から突出した筒状部と、筒状部の端部から平面部と略平行に筒状部の中心軸方向に伸び、呼吸フィルタの呼吸穴に連通する貫通穴を有する固定用平坦部とを備え、呼吸フィルタは、呼吸穴が固定用平坦部上に配置されるように固定用平坦部に取り付けられ、固定用平坦部における平面方向の大きさは、呼吸フィルタにおける固定用平坦部と対向する部位の大きさより大きく、部位より大きい部分の幅が固定用平坦部から呼吸穴までの高さ以下の幅であることを特徴とするものである。

このように、呼吸フィルタが取り付けられる平面部に突出した筒状部と、平面方向の大きさが呼吸フィルタにおける取付部と対向する部位の大きさよりも大きい固定用平坦部を備える取付部とを設け、その固定用平坦部上に呼吸フィルタの呼吸穴が配置されることによって、呼吸穴が塞がることを抑制することができるので、電子制御装置の通気性の低下を抑制することができる。

つまり、呼吸フィルタの固定用平坦部が平面部から突出した位置に形成され、その固定用平坦部における平面方向の大きさ、すなわち固定用平坦部の大きさが呼吸フィルタにおける取付部と対向する部位の大きさよりも大きく、かつその大きさも固定用平坦部から呼吸穴の高さ以下の幅であるため、呼吸穴の周囲に液体が留まるスペースを減らすことができる。したがって、呼吸フィルタの周辺に液体がかかったとしても、その液体によって呼吸フィルタの呼吸穴が塞がれることを低減できる。

固定用平坦部の幅が、呼吸フィルタの当該固定用平坦部に対向する対向部位と同じあるいはそれ以下だと、呼吸フィルタの取り付けの際の位置決めが取りづらいこと、あるいは固定用平坦部の幅が狭いとその形成も小さい幅を設けることが困難となることなどがあげあれ、呼吸穴の被水防止と言う意味では効果があると考えられるが、他の不具合となる要因が挙げられ、好ましくない。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態における防水筐体を有する電子制御装置の概略構成を示す図面であり、（ａ）は電子制御装置の斜視図であり、（ｂ）はコネクターが実装された回路基板の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態における電子制御装置の特徴部分の部分的透視図である。図３は、本発明の実施の形態における電子制御装置の特徴部分の部分的断面図である。なお、本実施の形態の防水筐体は、車両のエンジンの電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵ（Electric Control Unit）とも称する）などに適用して好適な防水筐体である。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、防水筐体を有する電子制御装置は、カバー１０、回路基板２０、コネクター３０、ベース４０、呼吸フィルタ５０などを備える。

防水筐体は、図１（ａ）に示すように、回路基板２０、コネクター３０の一部を収納するものであり、カバー１０、ベース４０を備える。カバー１０及びベース４０は、例えばアルミニウムや鉄板などの金属からなる。

また、カバー１０の周囲には、ベース４０とネジ止めするためのネジ穴（図示省略）が穿設されたカバー取付部１１を備える。一方、ベース４０の周囲には、エンジンルームの側壁などの被取付体にネジ止めするためのネジ穴４２が穿設されたベース取付部４１を備える。さらに、カバー１０には、本発明の特徴部分である取付部６１にＯリング７０を介して呼吸フィルタ５０が取り付けられる。なお、取付部６５、呼吸フィルタ５０などに関しては後ほど詳しく説明する。

また、カバー１０は、アルミニウムや鉄板などの金属をプレス加工することによって、一方が開放された底の深い箱状に成形されている。一方、ベース４０は、アルミニウムや鉄板などの金属をプレス加工することによって、カバー１０の開放面を閉塞すべく底の浅い箱状に成形されている。

図１（ｂ）に示すように、回路基板２０は、図示しない配線パターンや配線パターン間を接続するビアホール等が形成されてなるプリント基板に、マイコン、パワートランジスタ、抵抗、コンデンサ等の電子部品２１が実装されてなるものである。また、回路基板２０には、回路基板２０と外部との電気的接続を行うためのコネクター３０が搭載されている。

なお、プリント基板の構成材料としては、特に限定されるものではない。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、セラミック、ガラス（例えばガラス布）と樹脂との複合体等の公知材料を採用することができる。また、コネクター３０は、周知のコネクターであり、例えば、導電性材料からなり、一端が回路基板２０に実装されて他端が外部に露出される端子を、絶縁材料（例えば合成樹脂）からなるハウジングに複数配設してなるものである。

また、カバー１０とベース４０とが接触する部位（シール部）、カバー１０とコネクター３０とが接触する部位（シール部）、ベース４０とコネクター３０とが接触する部位（シール部）には、シール材が設けられる。そして、これらのカバー１０、ベース４０、コネクター３０を位置決めして組み立て、ネジ１２によってカバー１０とベース４０とを固定することによって、回路基板２０、コネクター３０の一部を防水状態で収納する。

ここで、呼吸フィルタ５０と呼吸フィルタ５０が取り付けられる平面部６０に関して詳しく説明する。

図２は、本実施形態の特徴を示す呼吸フィルタ５０とカバー１０の平面部６０ならびに取付部６５との構造ならびに位置関係を明確に示す部分透視図あるいは部分断面図を示すものである。

まず、呼吸フィルタ５０は、図２に示すように、カバー１０の平面部６０に取り付けられる。この呼吸フィルタ５０は、防水筐体（カバー１０、ベース４０）の防水性と通気性を維持するためのものである。つまり、防水筐体（カバー１０、ベース４０）の内側又は外側の温度が変化などによって、防水筐体の内側又は外側の気圧が変化した場合に、防水筐体の内側の気圧と外側の気圧とを略同程度にすることによって、防水性を維持しつつカバー１０及びベース４０が変形することを防止するためのものである。

また、防水筐体が車両のエンジンＥＣＵなどに適用されるような場合、回路基板２０に気圧センサが搭載されることが多い。回路基板２０に搭載される気圧センサは、防水筐体の内側の気圧と外側の気圧とが異なった状態では、適切に気圧を計測することができなくなる。したがって、このような回路基板２０に気圧センサが搭載されるような場合に、防水筐体の内側の気圧と外側の気圧とを略同程度にするためのものでもある。

呼吸フィルタ５０は、図３に示すように、パイプ５５とキャップ５６とによって構成されるものである。パイプ５５は、通気孔５２ａを有する筒状部材であり、一端側に複数に分割した足部５４ａと、足部５４ａの端部の外側にカバー１０の挿入孔６３と係止する爪部５４ｂとが形成され、他端側にカバー１０の取付部６５のうち、固定用平坦部６１にＯリング７０を介して取り付けられる座面部５３が筒状部材から略垂直方向に外側に突出して形成される。つまり、座面部５３は、カバー１０の取付部６５における固定用平坦部６１と略平行となるように形成される。また、パイプ５５は、通気孔５２ａを覆うように撥水膜５１が形成される。この撥水膜５１は、繊維材に撥水加工などを施すことによって、空気などの気体は通すが水などの液体は通さないようになっている通気性と防水性を有するシート部材である。本実施の形態においては、撥水膜５１は、パイプ５５の足部５４ａとは反対方向の端部に取り付けられる。

一方、キャップ５６は、一方が開放され、側面の一部に座面部５３と共に呼吸穴５２ｂを構成するための開口部が形成された箱状部材である。そして、キャップ５６は、開放側とパイプ５５とが対向するように、パイプ５５の上側、すなわち防水筐体の外側方向に搭載される。そして、通気孔５２ａと呼吸穴５２ｂとが、撥水膜５１を介して連通されている。

次に、呼吸フィルタ５０が取り付けられるカバー１０の平面部６０及び取付部６５に関して説明する。取付部６５はカバー１０の平面部６０から、突出した筒状部６２によって、カバー１０がベース４０に組付けられて形成される内部の空間（回路基板が収容される空間）から外方に突出して階段状に形成されている。換言すると、図３に示すように、周囲よりもカバー１０の外方向に突出した筒状部６２と、その筒状部６２の端部から平面部６０と略平行に筒状部６２の中心軸方向に伸びる呼吸フィルタ５０を取り付ける固定用平坦部６１と、呼吸フィルタ５０の通気孔５２ａ及び呼吸穴５２ｂに連通する呼吸フィルタ５０の挿入孔６３（貫通穴）が形成される。すなわち、呼吸フィルタ５０は、平面部６０の周囲よりもカバー１０の外方向に突出した台座に取り付けられるものである。なお、これらの筒状部６２、取付部６５、挿入孔６３は、カバー１０をプレス加工する際に一括で形成される。

具体的には、カバー１０には挿入孔６３を形成するため、挿入孔６３よりも径の小さい円形の穴が形成される。つまり、取付部６５はプレス加工前には平面部６０ととともに平面部を構成する状態にあるとともにプレス加工によって挿入孔６３が形成される部位に穴が設けられている。次にプレス加工によって取付部６５が平面部６０とほぼ平行となるよう筒状部６２がプレス加工によって金属の延性を利用して形成されるとともに、事前に形成されていた穴もプレスによって、穴の端部がケースとしての空間部側へ向けて突出するように折り曲げて加工される。従って、取付部６５を形成するためのプレス加工前の状態において、穴を形成する端部は、プレス加工後、空間の内側へ向けて変形され、ケースの空間側へ突出することとなる。従って、プレス加工前の状態の穴を規定するカバー端部はプレス加工によって、固定用平坦部６１よりもケース内側方向に位置するものである。また、その端部（図３の６４）は、本実施形態ではケース内側を向いている。また、平面部６０に対して突出した位置に配置される固定用平坦部６１はその断面による肉厚が増したことによって平面部６０から突出したものではなく単に位置的に平面部６０から外方向に平行移動したものと言える。従って、固定用平坦部６１の断面肉厚は平面部６０の断面肉厚とほぼ同じである。

また、固定用平坦部６１における平面方向の大きさは、呼吸フィルタ５０における固定用平坦部６１と対向する部位（座面部５３）の大きさより大きくする。つまり、固定用平坦部６１及び呼吸フィルタ５０を平面的に見て円形状とすると、その直径は、呼吸フィルタ５０における固定用平坦部６１と対向する部位（座面部５３）の直径よりも大きくする。したがって、固定用平坦部６１の面積は、座面部５３の面積よりも大きくなる。また、取付部６１の平面方向における幅は、Ｏリング７０の幅よりも広くすることによって、Ｏリング７０が取付部から脱落することも防止することができる。つまり、図３に示すように、固定用平坦部６１において筒状部６２から挿入孔６３までの距離は、Ｏリング７０が取付け状態によって変形した状態においてもリングを形成するチューブのつぶれて押し広げられた径よりも広い幅となっている。

より具体的に言うと、取付部６５の固定用平坦部６１は、平面方向の大きさが呼吸フィルタ５０における取付部６５と対向する部位の大きさよりも大きいものである。その固定用平坦部６１上に呼吸フィルタ５０の呼吸穴５２ｂが配置される。このようにすることによって、呼吸穴５２ｂが塞がることを抑制することができるので、通気性の低下を抑制することができる。

つまり、呼吸フィルタ５０の固定用平坦部６１が平面部から突出した位置に形成され、その固定用平坦部６１における平面方向の大きさ、すなわち固定用平坦部６１の幅Ｗ１が呼吸フィルタ５０における固定用平坦部６１と対向する部位（座面部５３）の幅Ｗ２よりも大きく（Ｗ１＞Ｗ２）、かつその大きさ（Ｗ１―Ｗ２）も固定用平坦部６１から呼吸穴５２ｂの高さＨｆ以下の幅であるため、呼吸穴５２ｂの周囲に液体が留まるスペースを効果的に減らすことができる。したがって、呼吸フィルタ５０の周辺に液体がかかったとしても、その液体によって呼吸フィルタの呼吸穴が塞がれることを低減できる。

固定用平坦部６５の幅が、呼吸フィルタ５０における固定用平坦部６１に対向する対向部位と同じあるいはそれ以下だと、呼吸フィルタ５０の取り付けの際の位置決めが取りづらいこと、あるいは固定用平坦部６１の幅が狭いとその形成も小さい幅を設けることが困難となることなどがあげあれ、呼吸穴５２ｂの被水防止と言う意味では効果があると考えられるが、他の不具合となる要因が挙げられ、好ましくない。

また、筒状部６２は、図３に示すように、平面部６０から固定用平坦部６１にかけて傾斜させると好ましい。このようにすることによって、呼吸フィルタ５０の周囲に液体がかかった場合であっても、その液体は平面部６０の方へ逃げやすくすることができ、その液体によって呼吸フィルタ５０の呼吸穴５２ｂが塞がれることを低減できる。また、筒状部６２の高さは、すなわち、平面部６０から固定用平坦部６１までの高さは、平面部６０に付着した液体が表面張力で呼吸穴５２ｂに届かない程度とすることによって、液体によって呼吸フィルタ５０の呼吸穴５２ｂが塞がれることを低減できる。

そして、カバー１０の平面部６０に形成された固定用平坦部６１に呼吸フィルタ５０を取り付ける。呼吸フィルタ５０のパイプ５５の周囲にＯリング７０を介して、呼吸フィルタ５０のパイプ５５をカバー１０の挿入孔６３に挿入する。このとき、呼吸フィルタ５０の爪部５４ｂがカバー１０の挿入孔６３の端部と係止することによって、Ｏリング７０が呼吸フィルタ５０とカバー１０（固定用平坦部６１）との間で圧縮された状態となる。このようにして、呼吸フィルタ５０は、カバー１０に挟持される。そして、図３に示すように、呼吸フィルタ５０は、呼吸穴５２ｂが取付部６１上に配置された状態で、防水性を維持してカバー１０（取付部６１）に取り付けられる。なお、Ｏリング７０の形状は、パイプ５５の形状に対応する形状であると好ましい。

このように、呼吸フィルタ５０が取り付けられる平面部６０に突出した筒状部６２と、平面方向の大きさが呼吸フィルタ５０における固定用平坦部６１と対向する部位の大きさよりも大きい固定用平坦部６１とを設け、その固定用平坦部６１上に呼吸フィルタ５０の呼吸穴５２ｂが配置されることによって、呼吸穴５２ｂが塞がることを抑制することができるので、通気性の低下を抑制することができる。

つまり、呼吸フィルタ５０の固定用平坦部６１が平面部６０から突出した位置に形成され、その固定用平坦部６１における平面方向の大きさが呼吸フィルタ５０における取付部６１と対向する部位の大きさよりも大きく、かつその大きい部分の幅も固定用平坦部６１から飛び出している呼吸フィルタ５０の呼吸穴５２ｂまでの高さよりも小さいため、呼吸穴５２ｂの周囲に液体が留まるスペースを効果的に減らすことができる。したがって、呼吸フィルタ５０の周辺に液体がかかったとしても、呼吸穴５２ｂの周囲に溜まることができる液体の量が少なく、その液体の表面張力によって呼吸フィルタ５０の呼吸穴５２ｂが塞がれることを低減できる。

また、固定用平坦部６１の幅が呼吸フィルタ５０の投影幅よりも大きくなっていることによって、プレス加工での加工性が容易になる、あるいは呼吸フィルタ５０組み付け時に、フィルタを挿入する穴に対して位置決めする際に位置決めし易い、といった効果がある。

また、このように、呼吸フィルタ５０の呼吸穴５２ｂがカバー１０の平面部６０から突出した位置に配置することができるため、防水筐体を被取付体に対してどのような方向に配置した場合でも、呼吸フィルタ５０の呼吸穴５２ｂが塞がれることを低減できる。

特に、本実施の形態のように、防水筐体が車両のエンジンＥＣＵなどに適用されるような場合、防水筐体は、エンジンルーム内などの温度の変化量が多く、被水する可能性も高い環境に搭載される場合が多い。しかしながら、上述のように本実施の形態の防水筐体は、呼吸フィルタ５０の呼吸穴５２ｂが塞がれることを低減できるため車両のエンジンＥＣＵなどに好適である。

なお、本実施の形態においては、呼吸フィルタ５０は、カバー１０の一箇所に設ける例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。呼吸フィルタ５０は、カバー１０もしくはベース４０の複数個所に設けても本発明の目的は達成できるものである。また、取付部６１なども呼吸フィルタ５０の個数に応じて適宜設けても本発明の目的は達成できるものである。

本発明の実施の形態における防水筐体を有する電子制御装置の概略構成を示す図面であり、（ａ）は電子制御装置の斜視図であり、（ｂ）はコネクターが実装された回路基板の斜視図である。 本発明の実施の形態における電子制御装置の特徴部分の部分的透視図である。 本発明の実施の形態における電子制御装置の特徴部分の部分的断面図である。

符号の説明

１０ カバー、１１ カバー取付部、１２ ネジ、２０ 回路基板、２１ 電子部品、３０ コネクター、４０ ベース、４１ ベース取付部、４２ ネジ穴、５０ 呼吸フィルタ、５１ 撥水膜、５２ａ 通気孔、５２ｂ 呼吸穴、５３ 座面部、５４ａ 足部、５４ｂ 爪部、５５ パイプ、５６ キャップ、６０ 平面部、６１ 固定用平坦部、６２ 筒状部、６３ 挿入孔、６４ 端部、６５ 取付部、７０ Ｏリング（防水リング）

Claims (5)

1. 防水構造を有して電子装置を収納し、少なくとも一つの呼吸フィルタが取り付けられる防水筐体であって、
   前記呼吸フィルタが取り付けられる平面部は、該平面部に対し前記筐体の外側へ突出した形状の取付部を有し、
   該取付部は、
   前記平面部から突出した筒状部と、
   前記筒状部の端部から前記平面部と略平行に当該筒状部の中心軸方向に伸び、前記呼吸フィルタの呼吸穴に連通する貫通穴を有する固定用平坦部とを備え、
   前記呼吸フィルタは、前記呼吸穴が前記固定用平坦部上に配置されるように前記取付部に取り付けられ、
   前記固定用平坦部における平面方向の大きさは、前記呼吸フィルタにおける当該固定用平坦部と対向する部位の大きさより大きく、前記部位より大きい部分の幅が前記固定用平坦部から前記呼吸穴までの高さ以下の幅であることを特徴とする防水筐体。
2. 前記呼吸フィルタは、防水リングを介して前記固定用平坦部に取り付けられるものであり、前記固定用平坦部の平面方向における幅は、前記防水リングの幅よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の防水筐体。
3. 前記筒状部及び前記固定用平坦部は、前記平面部をプレス加工することによって形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の防水筐体。
4. 前記筒状部は、前記平面部から前記固定用平坦部にかけて傾斜していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の防水筐体。
5. 回路基板に電子部品が実装された電子装置と、防水構造を有して前記電子装置を収納する防水筐体と、前記防水筐体の平面部に少なくとも一つ取り付けられる呼吸フィルタとを備える電子制御装置であって、
   前記防水筐体の前記呼吸フィルタが取り付けられる平面部は、該平面部に対し前記筐体の外側へ突出した形状の取付部を有し、
   該取付部は、
   前記平面部から突出した筒状部と、
   前記筒状部の端部から前記平面部と略平行に当該筒状部の中心軸方向に伸び、前記呼吸フィルタの呼吸穴に連通する貫通穴を有する固定用平坦部とを備え、
   前記呼吸フィルタは、前記呼吸穴が前記固定用平坦部上に配置されるように前記固定用平坦部に取り付けられ、
   前記固定用平坦部における平面方向の大きさは、前記呼吸フィルタにおける当該固定用平坦部と対向する部位の大きさより大きく、前記部位より大きい部分の幅が前記固定用平坦部から前記呼吸穴までの高さ以下の幅であること
   を特徴とする電子制御装置。

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