JP7019828B2 - 電子機器筐体の通気機構 - Google Patents

Description

本願は、電子機器筐体の通気機構に関するものである。

発熱部品を内蔵する電子制御装置等の電子機器の筐体は、装置内部の温度変化による圧力変動を緩和する必要があり、防水機能を確保した上で装置内外の通気を可能とする通気機構を備えている。従来の電子制御装置の通気機構は、電子制御装置のケースとは別の部品である通気ユニットを、ケースに設けられた開口に挿入するものであった。

例えば特許文献１に開示された通気ユニットは、ケースの開口に取り付けられる通気部材と、ケースと通気部材との間のギャップをシールするＯリング等のシール部材と、内部に通気部材が嵌め込まれる環状の隔壁部材から構成されている。さらに、上記の通気部材は、ケースの開口を覆う防水通気膜と、防水通気膜を支持しケースに固定される支持体と、防水通気膜を覆うカバー部品を含んでいる。

特許第５７１４４０２号公報

特許文献１に示されるように、従来の通気ユニットは、複数の部品から構成される通気部材に加え、シール部材及び隔壁部材等を含み、部品点数が多く構造的に複雑であった。このため、従来の通気ユニットを用いた電子制御装置は、部品点数が多くなり、工作性が悪いという課題があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、電子機器筐体の通気機構の部品点数の削減、及び工作性の向上を図ることを目的とする。

本願に開示される電子機器筐体の通気機構は、電子機器を収容する筐体の通気機構であって、筐体と一体形成され筐体の外側に突出している突起と、筐体と一体形成され筐体の外側に突起を囲むように配置された壁と、突起の側面の一部に形成され壁の内周面と対向する窓と、前記筐体の内外を連通させる通気路を窓と共に形成する貫通穴と、筐体の内側の突起及び貫通穴を含む領域に取り付けられた撥水フィルタとを含むものである。

本願に開示される電子機器筐体の通気機構によれば、筐体と一体形成された突起の側面に形成された窓と貫通穴により通気路を形成し、筐体と一体形成された壁によって通気路への水の浸入を防止するようにしたので、筐体以外の通気機構の構成部品は撥水フィルタ１点のみであり、防水機能を確保した上で、通気機構の部品点数の削減及び工作性の向上が図られる。
本願の上記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。

実施の形態１における通気機構を有する電子制御装置を示す斜視図である。 実施の形態１における電子制御装置の通気機構を示す断面図である。 実施の形態１における電子制御装置の通気機構を示す断面図である。 実施の形態１における通気機構の撥水フィルタの通気面積を示す平面図である。 実施の形態１における電子制御装置のケースを成形する型を示す部分断面図である。 実施の形態１における電子制御装置のケースを成形する型を示す部分断面図である。 実施の形態２における電子制御装置の通気機構を示す断面図である。 実施の形態３における電子制御装置の通気機構を示す断面図である。 実施の形態３における電子制御装置のケースを成形する型を示す部分断面図である。

実施の形態１．
以下に、実施の形態１における電子機器筐体の通気機構として、電子制御装置の筐体の通気機構を例に挙げ、図面に基づいて説明する。図１は、実施の形態１における通気機構を有する電子制御装置を示す斜視図、図２及び図３は、実施の形態１における電子制御装置の通気機構を示し、図２は、図１中、Ａ－Ａで示す部分で切断した断面図、図３は、図１中、Ｂ－Ｂで示す部分で切断した断面図である。また、図４は、撥水フィルタの通気面積を示す平面図である。なお、各図において、同一、相当部分には同一符号を付している。

図１に示すように、電子制御装置１００の筐体１は、ケース２及びベース３を含んでいる。筐体１の内部には、電子部品が搭載された制御基板（図示せず）が収容されている。ケース２の上面２ａには、筐体１内外の通気を可能とする通気機構１０が設けられ、ケース２の側面には制御基板と外部機器を接続するためのコネクタ４が配置されている。筐体１の内部は、発熱部品または発熱部品の冷却手段による温度変化があり、この温度変化による圧力変動を通気機構１０により緩和している。

実施の形態１による通気機構１０の構造について、図１から図４を用いて説明する。なお、以下の説明において、通気機構１０が配置されたケース２の上面２ａに対して垂直な方向の寸法を高さ寸法、ケース２の上面２ａに対して平行な方向の寸法を幅寸法という。通気機構１０は、壁１１ａ、１１ｂ（総称して壁１１）、突起１３、窓１４ａ、１４ｂ（総称して窓１４）、貫通穴１５ａ、１５ｂ（総称して貫通穴１５）、及び撥水フィルタ１７を含んでいる。

突起１３は、ケース２の外側に突出しており、壁１１は、ケース２の外側に突起１３を囲むように配置されている。これらの突起１３と壁１１は、ケース２と一体形成されている。突起１３の側面の一部に形成された窓１４は、壁１１の内周面１１０と対向している。窓１４の下方には、ケース２を貫通する貫通穴１５が形成されている。貫通穴１５は、窓１４と共に、筐体１の内外を連通させる通気路を形成している。

図２に示すように、通気機構１０の断面において、貫通穴１５の最外径部分を延長した仮想直線Ｌ１は、突起１３の最外径部分と一致している。実施の形態１では、壁１１の高さ寸法は、突起１３の高さ寸法より若干小さく、窓１４の高さ寸法よりも大きい。さらに、窓１４の幅寸法は、対向する壁１１の内周面１１０の幅寸法よりも小さく、窓１４の開口面積は、対向する壁１１の内周面１１０の面積よりも小さい。また、窓１４の上方には突起１３の頂部１３３があり、庇の役目をする。このような構成とすることにより、窓１４に水が直接掛かり難く、通気路への水の浸入を防ぐことができる。

実施の形態１では、２つの円弧状の壁１１ａ、１１ｂが互いに間隔を置いて配置されており、壁１１ａ、１１ｂの間に切れ目１２を有している。この切れ目１２は、通気機構１０に水が掛かった場合に、水が流れ出す通路となる。このため、壁１１の切れ目１２に対向する突起１３の側面には窓１４を設けない。

図２及び図３に示すように、ケース２の内側の内壁２ｂには、ケース２と一体形成された環状の囲み部１６が配置され、囲み部１６の内側に撥水フィルタ１７が配置される。囲み部１６は、撥水フィルタ１７の位置決めと防護柵の機能を有している。撥水フィルタ１７は、ケース２の内側の突起１３及び貫通穴１５を含む領域に取り付けられる。なお、撥水フィルタ１７は水滴を弾くため、貫通穴１５に水が浸入した場合でも、筐体１内部への水の浸入を防ぐことができる。

撥水フィルタ１７は、その外縁付近の接着部１７１においてケース２の内壁２ｂに接着され、突起１３の底面１３１と撥水フィルタ１７との間には隙間１８が設けられる。これにより、撥水フィルタ１７が振動した場合でも突起１３の底面１３１に接触せず、撥水フィルタ１７の破損を防止することができる。

撥水フィルタ１７の通気面積について、図４を用いて説明する。図４において、ドットで示す領域１７ａは撥水フィルタ１７の通気面積を示しており、点線は突起１３の底面１３１に対向する領域を示している。撥水フィルタ１７は略円形であり、撥水フィルタ１７の通気面積となる領域１７ａには、突起１３の底面１３１に対向する領域と、貫通穴１５ａ、１５ｂに対向する領域１７ｂ、１７ｃが含まれる。このように、突起１３の底面１３１と撥水フィルタ１７との間に隙間１８を設けることにより、撥水フィルタ１７の面積の大部分を占める通気面積が確保されている。

実施の形態１による通気機構１０の製造方法、特に、窓１４及び貫通穴１５の形成方法について、図５及び図６を用いて説明する。図５及び図６は、電子制御装置のケースを成形する型を示す部分断面図であり、図５は、図２に示す通気機構の断面を成形する型の断面を示し、図６は、図３に示す通気機構の断面を成形する型の断面を示している。ケース２を形成する型は、上側型２０と下側型２１を含む。

図５に示すように、下側型２１は、貫通穴１５を形成するための貫通穴形成部２２を有している。貫通穴形成部２２の外側の面と上側型２０は接触しており、上側型２０と下側型２１には接触面２３が存在する。また、上側型２０と下側型２１の内部には空洞２４が形成されており、空洞２４は、壁１１を形成するための壁形成部２４ａ、突起１３を形成するための突起形成部２４ｂ、及び囲み部１６を形成するための囲み部形成部２４ｃを含む。

空洞２４に樹脂を流し込み、硬化させた後に、上側型２０と下側型２１を取り去ることにより、接触面２３が窓１４となり、貫通穴１５と窓１４が連通する。図５に示す型の断面において、貫通穴形成部２２の最外径部分と、接触面２３と、突起形成部２４ｂの最外径部分は同じ直線上にある。

このような上側型２０及び下側型２１により、側面の一部に窓１４を有する突起１３と、窓１４と連通する貫通穴１５とを容易に形成することができる。また、壁１１及び囲み部１６も同時に形成することができる。その後、ケース２の内壁２ｂに形成された囲み部１６の内側に撥水フィルタ１７を取り付けると、通気機構１０が完成する。

以上のように、実施の形態１によれば、ケース２と一体形成された突起１３の側面に形成された窓１４と貫通穴１５により通気路を形成し、ケース２と一体形成された壁１１によって通気路への水の浸入を防止するようにしたので、ケース２以外の通気機構１０の構成部品は撥水フィルタ１７の１点のみであり、防水機能を確保した上で、通気機構１０の部品点数の削減及び工作性の向上が図られる。

また、窓１４に対向する壁１１の高さ寸法を窓１４の高さ寸法よりも大きくし、窓１４の幅寸法を壁１１の内周面１１０の幅寸法よりも小さくしたので、通気路への水の浸入を抑制することができ、防水機能を確保することができる。さらに、突起１３の底面１３１と撥水フィルタ１７との間に隙間１８を設けることにより、撥水フィルタ１７の通気面積を確保することができ、通気機能を確保することができる。

実施の形態２．
図７は、実施の形態２における電子制御装置の通気機構を示す部分断面図である。実施の形態２による通気機構１０Ａは、上記実施の形態１による通気機構１０の変形例であり、主な構成及び製造方法等は同様であるため、ここでは相違点のみ簡単に説明する。

上記実施の形態１では、壁１１の高さ寸法を突起１３の高さ寸法より若干小さく設定したが、実施の形態２による通気機構１０Ａにおいて、壁１１ｃの高さ寸法Ｈ１は、突起１３ａの高さ寸法Ｈ２以上である（Ｈ１≧Ｈ２）。また、上記実施の形態１と同様に、壁１１ｃの高さ寸法Ｈ１は窓１４の高さ寸法Ｈ３よりも大きい（Ｈ１＞Ｈ３）。このような構成により、上記実施の形態１よりもさらに、窓１４に水が直接掛かることを防ぐことができる。

また、通気機構１０Ａの壁１１ｃは環状であり、実施の形態１のような壁１１の切れ目１２（図１参照）はない。このため、壁１１ｃの内側に水が浸入した場合に水を排出し易いように、壁１１ｃの内周面は傾斜している。すなわち、壁１１ｃは、環状の傾斜面１１１を有している。また、通気機構１０Ａは、ケース２と一体形成され貫通穴１５の縁に沿って設けられた堤部１４１を有している。堤部１４１は、窓１４の下部に位置し、壁１１ｃの内側に浸入した水を塞き止める堤防の機能を有している。なお、通気機構１０Ａの断面において、貫通穴１５の最外径部分を延長した仮想直線Ｌ１が突起１３ａの最外径部分と一致している点は、上記実施の形態１と同様である。

また、突起１３ａは、底面１３１に凸部１３２を有し、凸部１３２は撥水フィルタ１７と接着されている。すなわち、撥水フィルタ１７は外縁付近の接着部１７１と、中央付近の接着部１７２とでケース２に固定されており、撥水フィルタ１７の振動が抑制される。なお、撥水フィルタ１７の通気面積を確保するために、接着部１７２の面積は小さい方が望ましい。

実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、さらに防水機能の向上が図られる。なお、実施の形態２による通気機構１０Ａの壁１１ｃの傾斜面１１１、堤部１４１、及び凸部１３２等は、実施の形態１による通気機構１０に設けることも可能である。

実施の形態３．
図８は、実施の形態３における電子制御装置の通気機構を示す部分断面図であり、図９は、実施の形態３における電子制御装置のケースを成形する型を示す部分断面図である。実施の形態３による通気機構１０Ｂは、上記実施の形態１による通気機構１０の変形例であり、主な構成は同様であるため、ここでは相違点のみ簡単に説明する。

通気機構１０Ｂにおいて、突起１３ｂの高さ寸法は、環状の壁１１ｄの高さ寸法よりも大きく、突起１３ｂの頂部１３３が庇状に壁１１ｄの上方まで延びている。すなわち、窓１４及び貫通穴１５により形成される通気路の上方には、庇部１３４が形成されている。通気機構１０Ｂの断面において、貫通穴１５の最外径部分を延長した仮想直線Ｌ２は、壁１１ｄの内周面１１０と一致している。

また、突起１３ｂは、窓１４が形成された側面の中央付近に段差１３５を有しており、通気路が直線的でない。これにより、壁１１ｄの内周面１１０を含む浸水経路がラビリンスのように複雑な形状となり、撥水フィルタ１７への水の浸入を防止することができる。また、段差１３５を設けることにより、撥水フィルタ１７の通気面積を確保しつつ、窓１４の開口面積を小さくすることができ、防水機能と通気機能を確保することができる。なお、通気機構１０Ｂにおいて、突起１３ｂの底面１３１に、上記実施の形態２と同様の凸部１３２を設けてもよい。

実施の形態３による通気機構１０Ｂの製造方法について、図９を用いて説明する。上側型２０ａ、２０ｂは、図中、左右方向に分離する構造であり、それぞれに窓１４ａ、１４ｂを形成するための窓形成部２５を有している。また、下側型２１ａは、貫通穴１５ａ、１５ｂを形成するための貫通穴形成部２２ａを有している。上側型２０ａ、２０ｂと下側型２１ａにより形成される空洞２４は、壁１１ｄを形成するための壁形成部２４ａ、突起１３ｂを形成するための突起形成部２４ｂ、及び囲み部１６を形成するための囲み部形成部２４ｃを含む。

空洞２４に樹脂を流し込み、硬化させた後に、上側型２０ａ、２０ｂを左右に分離することにより、突起１３ｂの庇部１３４の下方に窓１４と壁１１ｄが配置された通気機構１０Ｂを形成することができる。また、貫通穴１５は、下側型２１ａの貫通穴形成部２２ａを図中下方向に取り去ることにより形成することができる。

実施の形態３によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、通気機構の小型化と防水機能の向上が図られる。なお、上記実施の形態１から実施の形態３では、窓１４及び貫通穴１５をそれぞれ２個設けたが、窓１４及び貫通穴１５は１個または３個以上であってもよい。また、実施の形態１から実施の形態３による通気機構１０、１０Ａ、１０Ｂは、電子制御装置１００の通気機構に限定されるものではなく、その他の電子機器筐体の通気機構として用いられることは言うまでもない。

本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 筐体、２ ケース、２ａ 上面、２ｂ 内壁、３ ベース、４ コネクタ、１０、１０Ａ、１０Ｂ 通気機構、１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 壁、１２ 切れ目、１３、１３ａ、１３ｂ 突起、１４、１４ａ、１４ｂ 窓、１５、１５ａ、１５ｂ 貫通穴、１６ 囲み部、１７ 撥水フィルタ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 領域、１８ 隙間、２０、２０ａ、２０ｂ 上側型、２１、２１ａ 下側型、２２、２２ａ 貫通穴形成部、２３ 接触面、２４ 空洞、２４ａ 壁形成部、２４ｂ 突起形成部、２４ｃ 囲み部形成部、２５ 窓形成部、１００ 電子制御装置、１１０ 内周面、１１１ 傾斜面、１３１ 底面、１３２ 凸部、１３３ 頂部、１３４ 庇部、１３５ 段差、１４１ 堤部、１７１、１７２ 接着部

Claims (16)

1. 電子機器を収容する筐体の通気機構であって、
   前記筐体と一体形成され前記筐体の外側に突出している突起と、
   前記筐体と一体形成され前記筐体の外側に前記突起を囲むように配置された壁と、
   前記突起の側面の一部に形成され前記壁の内周面と対向する窓と、
   前記筐体の内外を連通させる通気路を前記窓と共に形成する貫通穴と、
   前記筐体の内側の前記突起及び前記貫通穴を含む領域に取り付けられた撥水フィルタとを含むことを特徴とする電子機器筐体の通気機構。
2. 前記壁の高さ寸法は、前記窓の高さ寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の電子機器筐体の通気機構。
3. 前記壁の高さ寸法は、前記突起の高さ寸法以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器筐体の通気機構。
4. 前記窓の幅寸法は、対向する前記壁の前記内周面の幅寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子機器筐体の通気機構。
5. 前記窓の開口面積は、対向する前記壁の前記内周面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子機器筐体の通気機構。
6. 前記通気機構の断面において、前記貫通穴の最外径部分を延長した仮想直線は、前記突起の最外径部分と一致していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電子機器筐体の通気機構。
7. 前記壁の前記内周面は傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電子機器筐体の通気機構。
8. 前記通気機構は、前記筐体と一体形成され前記貫通穴の縁に沿って設けられた堤部を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子機器筐体の通気機構。
9. 前記突起の高さ寸法は、前記壁の高さ寸法よりも大きく、前記突起の頂部が庇状に前記壁の上方まで延びていることを特徴とする請求項１記載の電子機器筐体の通気機構。
10. 前記通気機構の断面において、前記貫通穴の最外径部分を延長した仮想直線は、前記壁の前記内周面と一致していることを特徴とする請求項９記載の電子機器筐体の通気機構。
11. 前記通気機構は、前記筐体と一体形成され前記筐体の内側に配置された環状の囲み部を有し、前記囲み部の内側に前記撥水フィルタが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電子機器筐体の通気機構。
12. 前記突起の底面と前記撥水フィルタとの間には、隙間が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の電子機器筐体の通気機構。
13. 前記突起は、前記底面に凸部を有し、前記凸部は前記撥水フィルタと接着されていることを特徴とする請求項１２記載の電子機器筐体の通気機構。
14. 前記突起は、前記窓が形成された前記側面に段差を有することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の電子機器筐体の通気機構。
15. 前記壁は、互いに間隔を置いて配置された複数の壁を含むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の電子機器筐体の通気機構。
16. 前記壁は、環状であることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の電子機器筐体の通気機構。

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