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1. (WO2019044023) SEALING STRUCTURE
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明 細 書

発明の名称 シール構造

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006  

先行技術文献

特許文献

0007  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0008   0009  

課題を解決するための手段

0010  

発明の効果

0011  

図面の簡単な説明

0012  

発明を実施するための形態

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055  

符号の説明

0056  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : シール構造

技術分野

[0001]
 本発明は、筐体を構成する複数の筐体部材のシール構造に関する。

背景技術

[0002]
 電子部品を搭載した機電一体型装置のシール構造として、例えば、車両の電動パワーステアリング装置に搭載される電子制御装置において、複数の筐体部材(例えば、ハウジングやカバーなど)を組み付けて接合して成る筐体内部の空間に、各種電子部品を実装した回路基板を収容した構成のものが知られている。
[0003]
 電動パワーステアリング装置の電子制御装置は、エンジンルーム付近に配置され、雨水などが周りにある環境で使用されるため、複数の筐体部材を組み付けて接合するシール構造には、気密性と防水性を確保した高信頼性構造が求められている。
[0004]
 各筐体部材のうち互いに接合される一対の筐体部材(例えば、対向して配置および接合される一対の筐体部材)のシール構造としては、両者の接合部の接合面を面シール(例えば、両者に形成された開口部の端面同士を面シール)する構造がある。このようなシール構造として、特開2016-35491号公報(特許文献1)に記載された構造がある。
[0005]
 特許文献1では光学部品を搭載した光モジュールのシール構造を開示している。このシール構造では、光学部品(314)を搭載する台座(301)と、台座(301)と組み合わさって光学部品(314)を密封するモジュールカバー(306)と、を備え、台座(301)とモジュールカバー(306)とはOリング(302)と液体状シール材(304)とによって封止されている(要約参照)。台座(301)には液体状シール材(304)を塗布するための溝部(305)が設けられ、溝部(305)の内周側にOリング(302)を配置する段差(303)が設けられている(段落0019及び0028)。溝部(305)に液体状シール材(304)を塗布した後、モジュールカバー(306)と台座(301)とを嵌め合わせ、ネジ(307)を用いて台座(301)とモジュールカバー(306)と組み合せている(段落0036)。モジュールカバー(306)及び台座(301)のそれぞれには対向する受け部(350,351)が設けられており、モジュールカバー受け部(350)及び台座受け部(351)はそれぞれ平面で構成されている(段落0025)。モジュールカバー受け部(350)及び台座受け部(351)は、Oリング(302)及び液体状シール材(304)による封止部に対して外縁側に配置され、モジュールカバー受け部(350)及び台座受け部(351)にネジ(307)による締結部が設けられている(図4参照)。
[0006]
 上述した説明において、括弧付きの符号は特許文献1で使用された符号であり、本明細書及び本明細書に添付する図面の符号とは異なる。

先行技術文献

特許文献

[0007]
特許文献1 : 特開2016-35491号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0008]
 特許文献1のシール構造では、モジュールカバー受け部及び台座受け部に設けられたねじによる締結部は、Oリング及び液体状シール材による封止部に対して外縁側に配置されている。すなわち、特許文献1のシール構造は、モジュールカバー及び台座の外縁側から、ねじによる締結部、液状シール材によるシール部、Oリングによるシール部の順番で配置させる。特許文献1のシール構造は、光モジュールに適用されるものであり、ねじによる締結部におけるモジュールカバー受け部と台座受け部との隙間部に、塩水などの腐食溶液が入り込むことは想定されていない。
車両の電動パワーステアリング装置などの電子制御装置において、複数の筐体部材(例えば、ハウジングやカバーなど)を組み付ける構造では、カバーとハウジングとの隙間部に、塩水などの腐食溶液が入り込んだ場合、カバーとハウジングとの隙間部において隙間腐食が発生する可能性がある。隙間腐食が発生すると、隙間部が減肉することで、電子装置が気密不良や固定不良を起こす可能性がある。
[0009]
 本発明の目的は、塩水などの腐食溶液が付着するような環境下でも長期間に亘って必要なシール性能を維持することができるシール構造を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0010]
 上記目的を達成するために、本発明の電子装置は、
 筐体を構成するハウジングとカバーとの接合部に、シール材が設けられるシール部、及び前記ハウジングと前記カバーとを固定する固定部を備え、
 前記シール部及び前記固定部は、前記接合部の外縁部に近い位置から、前記シール部、前記固定部の順で配置される。

発明の効果

[0011]
 本発明によれば、シール部を固定部に対して外縁側に配置したことにより、塩水などの腐食溶液が付着するような環境下でも長期間に亘って必要なシール性能を維持することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図面の簡単な説明

[0012]
[図1] 本発明の一実施例に係る電子装置の外観を示す斜視図である。
[図2] 本発明に係るシール構造の一実施例を示す模式図であり、図1の電子装置のII-II断面を示す断面図である。
[図3] 本発明に係るシール構造の他の実施例(実施例2)を示す模式図であり、図1の電子装置のII-II断面を示す断面図である。
[図4] 本発明に係るシール構造の他の実施例(実施例3)を示す模式図であり、図1の電子装置のII-II断面を示す断面図である。
[図5] 本発明に係るシール構造(実施例3)におけるせき止め部の変更例を示す模式図であり、図1の電子装置のII-II断面を示す断面図である。

発明を実施するための形態

[0013]
 以下、本発明の実施形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
[0014]
 [実施例1]
 本実施例では、電子部品を搭載した電子装置と機械装置とを一体化した機電一体型装置の一例である電動パワーステアリング装置に、本発明の一実施形態に係るシール構造を適用した例を説明する。本発明に係るシール構造は、電動パワーステアリング装置以外の装置にも適用可能であり、特に気密性・防水性と固定との両立が求められる装置に好適である。
[0015]
 本実施例の電動パワーステアリング装置について、図1及び図2を用いて説明する。
[0016]
 図1は、本発明の一実施例に係る電子装置の外観を示す斜視図である。
[0017]
 電動パワーステアリング装置の電子装置100は、電子部品208(図2参照)が搭載されたハウジング101、電子部品を保護するカバー102、コネクタ103、ハウジング101とカバー102との接合部104、及びハウジング101とカバー102とのかしめ固定部105を備える。ハウジング101及びカバー102は、電子部品208を収容する筐体を構成する。すなわち本実施例では、2つの筐体部材101,102により筐体が構成される。ハウジング101は電子部品208が配置されるベース部材を構成する。
[0018]
 電子装置100を含む電動パワーステアリング装置は、車両に搭載され、塩水などの腐食溶液が付着するような環境下に置かれる。電子装置100は電動パワーステアリング装置の制御機能を有する。
[0019]
 図2は、本発明に係るシール構造の一実施例を示す模式図であり、図1の電子装置のII-II断面を示す断面図である。
[0020]
 本実施例のシール構造は、液状シール部201、固形シール部202、固定部203、液状シール用の溝部204、液状シール材205、固形シール用の溝部206、固形シール材207、及び電子部品208を有する。電動パワーステアリング装置は、塩水などの腐食溶液が付着するような環境下に置かれるため、電子装置100のシール構造200は、気密性・防水性と固定機能とを長期間に亘って維持する必要がある。
[0021]
 本実施例の電子装置100のシール構造200は、電子部品208が搭載されたハウジング101と電子部品208を保護するカバー102とを接合する接合部104のシール構造である。接合部104において、カバー102は、カバー102の端部(外縁部)102aの内周面102bとハウジング101の外周面101aとが対向するように、カバー102の端部(外縁部)102aがハウジング101の外周部101aに嵌め合わされて、ハウジング101に組み付けられる。
[0022]
 カバー102の内周面102bとハウジング101の外周面101aとは、カバー102とハウジング101との嵌め合いの方向に沿う面として構成される。このため、接合部104を構成するために、カバー102とハウジング101との対向面をカバー102とハウジング101との嵌め合いの方向に対して直交する方向に突出させる場合と比べて、径方向の寸法を小さくすることができる。これは、電動パワーステアリング装置の電子装置として、装置の小型化に有利である。
[0023]
 接合部104において、仮にシール構造200が設けられていない場合に液体が電子装置100の内部に浸入する経路Pの上流側端部を外縁部104aと呼ぶ。接合部104における内側の端部は内側端部14bと呼ぶ。
[0024]
 接合部104に設けられたシール構造200には、液状シール部201、固形シール部202、及び固定部203が、接合部104の外縁部104aに近い位置から、液状シール部201、固形シール部202、固定部203の順に配置される。すなわちシール構造200には、液状シール部201、固形シール部202、及び固定部203が、接合部104の外縁部104a側から筐体の内側(接合部104の内側端部14b)に向かって、液状シール部201、固形シール部202、固定部203の順に配置される。
特に、シール部200aは、液状シール部201及び固形シール部202により構成され、液状シール材205及び固形シール材207等のシール材が設けられる部分である。
[0025]
 液状シール部201は、ハウジング101とカバー102との接合部104に沿って円周状に液状シール用の溝部204を設けて、溝部204に液状シール材205を充填することにより構成される。液状シール部201及び溝部204は、ハウジング101の全周に設けられている。本実施例では、溝部204はハウジング101側に形成されている。なお、液状シール材205はカバー102がハウジング101に組み付けられた後、硬化させる。
[0026]
 液状シール部201を浸入経路P上において接合部104の外縁部104aに最も近い位置に配置することで、シール構造外部から電子部品208を搭載したシール構造内部への水などの液体浸入を防ぎ、シール構造内部の気密性を保つことができる。液状シール材205は、FIPGなどの液状ガスケットを使用することができる。
[0027]
 固形シール部202は、浸入経路P上において液状シール部201よりも電子部品208に近い位置に配置される。ハウジング101の周縁部に固形シール部202用の溝部206を設けて、固形シール材207を配置する。固形シール部202及び溝部206は、ハウジング101の全周に設けられている。固形シール材207を浸入経路P上において液状シール部201よりも電子部品208に近い位置に配置することで、カバー102をハウジング101に組み付ける際に、液だれによる液状シール材205の電子部品208方向への浸入を防止することができる。すなわち固形シール材207は、液状シール材205をせき止めるせき止め部を構成する。これにより、液状シール部201用の溝部204に液状シール材205の適正量を確保することができる。固形シール材205は、O-ringやガスケットなどを使用することができる。
[0028]
 固定部203は、電子部品を保護するカバー102をかしめて(塑性変形させて)、電子部品が搭載されたハウジング101の壁部を押圧することで、ハウジング101とカバー102を固定している。このため、ボルトや接着剤などを用いずにハウジング101とカバー102を固定することが可能となり、電動パワーステアリングの小型化や製造工程の簡素化が期待できる。固定部203は、やきばめでも圧入などでも良い。かしめに対して小型化や製造工程の簡素化では劣るものの、かしめる位置をボルトで締結するようにして、固定部203を構成してもよい。
[0029]
 [実施例2]
 実施例2について、図3を用いて説明する。図3は、本発明に係るシール構造の他の実施例(実施例2)を示す模式図であり、図1の電子装置のII-II断面を示す断面図である。実施例1と同様な構成については、実施例1と同じ符号を付し、説明を省略する。
[0030]
 本実施例では、図3に示すように、液状シール材205の充填状況を確認するために、接合部104を構成するカバー102の部分に、前記カバー102を厚さ方向(外周面102c側と内周面102b側とを結ぶ板厚方向)に貫通する貫通孔301が設けられる。貫通孔301以外の構成は、実施例1と同様に構成される。
[0031]
 貫通孔301は、ハウジング101とカバー102との接合部104において、貫通孔301内を目視可能なように設けられる。貫通孔301は、カバー102の内周面102b側の開口面が液状シール部201の溝部204に対向するように、設けられる。すなわち、カバー102の内周面102b側における貫通孔301の開口面301aは、固形シール部202(固形シール材207)よりも接合部104の外縁部104a側に位置する。また、貫通孔301の開口面301aは、液状シール部201(液状シール材205)の固形シール部202側の端部よりも接合部104の外縁部104a側に位置する。
[0032]
 本実施例では、貫通孔301の貫通方向はカバー102の内周面102b及び外周面102cに垂直である。しかし貫通孔301の貫通方向は、内周面102b及び外周面102cに垂直な方向に対して傾斜させてもよい。
[0033]
 貫通孔301は、カバー102の外周面102cに開口する開口面を有し、この開口面を介して液状シール材205の充填状況を確認することができる。液状シール材205の充填状況に確認方法いついて、説明する。貫通孔301は、あらかじめカバー102に設けられ、液状シール部201の溝部204に液状シール材205が充填された状態でカバー102が取り付けられると、ハウジング101とカバー102との間に液状シール材205が満たされた状態となる。液状シール部201を満たした液状シール材205は、貫通孔301から溢れ出す。したがって、液状シール材205が貫通孔301から溢れ出た状態を確認することにより、液状シール材205が液状シール部201を満たした状態(溝埋め状態)を確認することができる。
[0034]
 本実施例によれば、液状シール材205の充填状況をカバー102の組み立て工程で容易に確認することができる。これにより、電子装置及び電動パワーステアリング装置の信頼性が高まる。
[0035]
 液状シール材205は、溝埋め状態において、貫通孔301の外側に溢れ出す必要はなく、カバー102の内周面102b側における貫通孔301の開口面から貫通孔301の内部に流れ込んだ状態であればよい。しかし貫通孔301は、図3に示すように、液体などが浸入する経路Pを構成することになる。このため、液状シール材205は貫通孔301の内部に確実に流れ込んだ状態となるようにすることが好ましい。液状シール材205は、カバー102の外周面102cに開口する貫通孔301の開口面301bに近づくほど、シール性が向上する。本実施例では、液状シール材205の塗布量(充填量)を、貫通孔301内における液状シール材205の高さが貫通孔301の開口面301bと同じ位置になる量、又は液状シール材205が貫通孔301の開口面301bから少し溢れ出す量に設定している。
[0036]
 貫通孔301は、カバー102の外周面102c側からカバー102を貫通して、液状シール用の溝部204に連通し、ハウジング101とカバー102との間に液状シール材205が満たされる形状であれば良い。また貫通孔301の個数は、1個に限定されるものではなく、円周上に間隔を置いて複数個形成しても良い。
[0037]
 また、貫通孔301が円周上に間隔を置いて複数個形成された構成であれば、円周状の液状シール用の溝部204に液状シール材205が満たされていることを確認でき、シール部の気密性や防水性の向上に貢献できる。
[0038]
 液状シール材205の粘性が高い場合、液状シール部用の溝部204に液状シール材205が溜まることで、液状シール用の溝部204に液状シール材205の適正量を確保することができる。これにより、電子部品208を搭載した電子装置100内部にシール構造200の外部から水などの液体が浸入するのを防ぎ、電子部品208を搭載した電子装置100内部(シール構造200内部)の気密性を保つことができる。
[0039]
 [実施例3]
 実施例3について、図4及び図5を用いて説明する。図4は、本発明に係るシール構造の他の実施例(実施例3)を示す模式図であり、図1の電子装置のII-II断面を示す断面図である。実施例1及び実施例2と同様な構成については、実施例1及び実施例2と同じ符号を付し、説明を省略する。
[0040]
 本実施例では、実施例1及び実施例2の固形シール材207を設けていない。その代りに、実施例1及び実施例2において固形シール材207を配設した部位には、液だれによる液状シール材205の電子部品208方向への浸入を防止するために、溝部210が設けられる。溝部210は、液状シール材205をせき止めるせき止め部を構成する。
[0041]
 本実施例のシール部200aは、液状シール部201及びせき止め部を構成する溝部210により構成される。
[0042]
 液状シール材205をせき止めるために、溝部210はその深さが液状シール用の溝部204の深さよりも深くなるように形成されている。すなわち溝部210の深さ寸法は、液状シール用の溝部204の深さ寸法よりも大きい。
[0043]
 溝部210は、少なくとも液状シール部201の液状シール材205が配される、ハウジング101の周方向の範囲に設けられ、本実施例ではハウジング101の全周に設けられている。
[0044]
 図5は、本発明に係るシール構造(実施例3)におけるせき止め部の変更例を示す模式図であり、図1の電子装置のII-II断面を示す断面図である。実施例1及び実施例2と同様な構成については、実施例1及び実施例2と同じ符号を付し、説明を省略する。
[0045]
 本変更例では、図4の溝部210に替えて、ハウジング1の外周面からカバー102側に向かって突出する突状部211を設けている。本変更例では、突状部211が液状シール材205のせき止め部を構成する。
[0046]
 本変更例のシール部200aは、液状シール部201及びせき止め部を構成する突状部211により構成される。
[0047]
 突状部211は、少なくとも液状シール部201の液状シール材205が配される、ハウジング101の周方向の範囲に設けられ、本実施例ではハウジング101の全周に設けられている。
[0048]
 本実施例では、接合部104に設けられたシール構造200には、液状シール部201、せき止め部210,211、及び固定部203が、接合部104の外縁部104aに近い位置から、液状シール部201、せき止め部210,211、固定部203の順に配置される。すなわちシール構造200には、液状シール部201、せき止め部210,211、及び固定部203が、接合部104の外縁部104a側から筐体の内側(接合部104の内側端部14b)に向かって、液状シール部201、せき止め部210,211、固定部203の順に配置される。
[0049]
 上述した各実施例のシール構造200により、カバー102とハウジング101との接合部104の隙間部において、塩水などの腐食溶液が付着するのを防ぐことができ、隙間腐食の発生を抑制又は防止することができる。これにより、隙間部が減肉することで、電子装置が気密不良や固定不良を起こすのを抑制又は防止することができる。このため、本発明のシール構造は、塩水などの腐食溶液が付着するような環境下でも、長期間に亘って必要なシール性能を維持することができる。
[0050]
 また上述した各実施例では、固定部203はかしめなどのカバー102を塑性変形させる固定構造である。
[0051]
 すなわち固定部203は、カバー102を塑性変形させた塑性変形部102dをハウジング101の壁部に押し付けることで、カバー102をハウジング101に固定する。このため、カバー102に貫通孔が形成されず、シール部200aに対して電子部品208側に外部に連通する連通部が構成されない。このため、電子装置100のシール性及び気密性を向上することができる。
[0052]
 また上述した各実施例では、固定部203はカバー102の外周面102cに沿って構成され、外周面102cから外方に突出する突出部が構成されない。すなわち、固定部203はカバー102の外周面102cに配置される。このため、電子装置100を小型化することができると共に、電動パワーステアリング装置(機電一体型機器)の他部品と干渉する部分の少ない構造にすることができる。このため、電動パワーステアリング装置の設計自由度を高めることができる。
[0053]
 液状シール材205においては、液状素材接着のため、ハウジング101などの非塗布部品の寸法やばらつきによらず、気密性は高くなる。しかし、ハウジング101とカバー102との接合部104では、製造工程で液状シール材205の塗布幅や高さの全数検査を行うことができない。このため、液状シール材205の塗布品質が不明となる。本発明に係る実施例では、貫通孔301を設けたことにより、液状シール材205の塗布品質を確認することができ、ハウジング101とカバー102との接合部104の気密不良により歩留まりが低下するのを抑制又は防止することができる。また、ハウジング101とカバー102との接合部104の外部から液状シール材205の硬化状況を確認することができる。
[0054]
 また液状シール材205は硬化することにより固体となるが、硬化する前の状態に因んで液状シール材と呼ぶ。また液状シール部201は、液状シール材205が硬化する部位であり、液状シール材硬化部と呼ぶことができる。
[0055]
 なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

符号の説明

[0056]
 100…電子装置、101…電子部品が搭載されたハウジング、102…電子部品を保護するカバー、102d…カバー102を塑性変形させた塑性変形部(かしめ部)、103…コネクタ、104…ハウジングとカバーとの接合部、104a…ハウジングとカバーとの接合部の外縁部、104b…ハウジングとカバーとの接合部の内側端部、105…ハウジングとカバーのかしめ固定部、200…シール構造、200a…シール部、201…液状シール部、202…固形シール部、203…固定部、204…液状シール用の溝部、205…液状シール材、206…固形シール用の溝部、207…固形シール材、208…電子部品、301…貫通孔。

請求の範囲

[請求項1]
 筐体を構成するハウジングとカバーとの接合部に、シール材が設けられるシール部、及び前記ハウジングと前記カバーとを固定する固定部を備え、
 前記シール部及び前記固定部は、前記接合部の外縁部側から前記筐体の内側に向かって、前記シール部、前記固定部の順で配置されるシール構造。
[請求項2]
 請求項1に記載のシール構造において、
 前記シール部は、液状シール材を硬化させた液状シール部と、固形シール材を配置した固形シール部と、を有し、
 前記液状シール部及び前記固形シール部は、前記接合部の外縁部側から前記筐体の内側に向かって、前記液状シール部、前記固形シール部の順で配置されるシール構造。
[請求項3]
 請求項2に記載のシール構造において、
 前記接合部において、前記カバーの内周面と前記ハウジングの外周面とが対向し、
 前記固定部は、前記カバーの外周面に構成されるシール構造。
[請求項4]
 請求項3に記載のシール構造において、
 前記固定部は、前記カバーを塑性変形させた塑性変形部を前記ハウジングの壁部に押し付けることで、前記カバーを前記ハウジングに固定するシール構造。
[請求項5]
 請求項4に記載のシール構造において、
 前記液状シール部は、前記液状シール材を配置するための溝部を有するシール構造。
[請求項6]
 請求項4に記載のシール構造において、
 前記カバーは、前記カバーを貫通する貫通孔を有し、
 前記貫通孔は、前記カバーの内周側に開口する開口面が前記液状シール部に対向する位置に設けられているシール構造。
[請求項7]
 請求項1に記載のシール構造において、
 前記シール部は、液状シール材を硬化させた液状シール部と、前記液状シール材をせき止めるせき止め部と、を有し、
 前記液状シール部及び前記せき止め部は、前記接合部の外縁部側から前記筐体の内側に向かって、前記液状シール部、前記せき止め部の順で配置されるシール構造。
[請求項8]
 請求項1に記載のシール構造を構成する筐体の内部に電子部品を搭載した電子装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]