JP2018206962A - 電子装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】風量の低下を抑制しつつ防塵が可能な電子装置を提供する。【解決手段】この電子装置は、貫通孔が形成された壁部を有する防水筐体と、防水筐体の内部空間に収容された回路基板と、ファンと、ファンを回転可能に収容する部材であり壁部に配置されたハウジングと、壁部とハウジングの間に介在し貫通孔の周りを水密に封止するシール部材と、ハウジングにおける水密封止部分より内側の部分から内部空間側に突出し、回路基板と電気的に接続された端子と、を有する送風ユニットと、送風ユニットの周辺に配置され、送風ユニットへの防塵のための防塵カバーと、を備える。防塵カバーは、ファンの回転に起因する空気の流れを誘導する送風口として吸気口と排気口とを有し、吸気口を正面視したときに、吸気口から排気口が視認されない。【選択図】図2
Description
この明細書の開示は、防水型の電子装置に関する。
特許文献1に開示されるように、防水型の電子装置が知られている。この電子装置は、シール剤により水密に封止された防水筐体を備えており、防水筐体の内部空間に回路基板が収容されている。防水筐体の壁部には、回路基板の生じた熱を放熱するために複数の放熱フィンが設けられている。
電子装置の小型化にともない放熱フィンの設置領域が狭くなり、放熱性を確保することが困難となってきている。
これに対し、防水筐体の壁部に、ファン及びハウジングを有する送風ユニットを配置し、放熱性を確保することが考えられる。その際、壁部に貫通孔(取付孔)を設けて送風ユニットを取り付け、送風ユニットを回路基板と電気的に接続することで、送風ユニットを備えた電子装置の構成を簡素化し、体格を小型化することができる。
このような構成では、貫通孔を設けるため、送風ユニットと壁部との間を水密に封止しなければならない。そこで、貫通孔を覆うようにハウジングを配置し、壁部とハウジングとの対向部分にシール部材を配置して防水シール部を形成することとなる。
ところで、例えば送風ユニットが車両における電子制御装置(ECU)に採用されるとする。とくに車室外に設置されるECUに送風ユニットが取り付けられる態様では、飛び石や高圧洗浄により、送風ユニットや防水シール部が損傷する虞がある。
これに対して、ファンの回転に対する指入れガードを取り付けて飛び石を防ぐことが考えられるが、指入れガードは目が大きく、特定の大きさ以下の飛び石に対しては防護することが困難である。また、不織布フィルタを採用することも考えられるが、不織布フィルタは目が細かいため、ファンの回転に起因する風の風量が低下する虞がある。
そこで、この明細書の開示は、風量の低下を抑制しつつ防塵が可能な電子装置を提供することを目的とする。
この明細書の開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
上記目的を達成するために、この明細書に開示される電子装置は、貫通孔(211)が形成された壁部(210)を有する防水筐体(20)と、防水筐体の内部空間に収容された回路基板(30)と、ファン(41)と、ファンを回転可能に収容する部材であり壁部に配置されたハウジング(42)と、壁部とハウジングの間に介在し貫通孔の周りを水密に封止するシール部材と、ハウジングにおける水密封止部分より内側の部分から内部空間側に突出し、回路基板と電気的に接続された端子(43)と、を有する送風ユニット(40)と、送風ユニットの周辺に配置され、送風ユニットへの防塵のための防塵カバー(50)と、を備え、防塵カバーはファンの回転に起因する空気の流れを誘導する送風口(52)として吸気口(52b,52c,53a,52e)と排気口(52a,52d,54a,52f)とを有し、吸気口を正面視したときに、吸気口から排気口が視認されない。
これによれば、送風ユニットの周辺に防塵カバーを有するので、外部から飛来する飛び石や、高圧洗浄に係る水滴などが送風ユニットに到達する頻度を低下させることができる。また、この防塵カバーは、送風口として吸気口と排気口を有しているので、送風口を空気が通過可能になっている。このため、ファンの回転に起因する空気の流れをできるだけ阻害することなく、防塵の機能を奏することができる。とくに、この送風口は、吸気口を正面視したときに、吸気口から排気口が視認されないようになっているので、飛来物が直線的に送風ユニットに到達することを抑制できる。このように、この電子装置では、風量の低下を抑制しつつ防塵が可能となる。
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
なお、以下において、回路基板の板厚方向をZ方向と示す。また、Z方向に直交する一方向であって、コネクタの長手方向をY方向、Z方向及びY方向の両方向に直交する方向をX方向と示す。特に断りのない限り、Z方向において平面視したときの形状(XY平面に沿う形状)を平面形状とする。
(第1実施形態)
最初に、図1および図2を参照して、本実施形態に係る電子装置の概略構成について説明する。なお、図2では、ファンの回転にともなう空気の流れを一点鎖線の矢印で示している。
最初に、図1および図2を参照して、本実施形態に係る電子装置の概略構成について説明する。なお、図2では、ファンの回転にともなう空気の流れを一点鎖線の矢印で示している。
図1および図2に示すように、電子装置10は、防水筐体20、回路基板30、送風ユニット40、および防塵カバー50と、を備えている。この電子装置10は、車両のエンジンを制御する電子制御装置(ECU)として構成されている。
防水筐体20は、回路基板30を収容する内部空間20sとして防水空間を提供する。防水筐体20は、回路基板30の板厚方向であるZ方向において2つの部材に分割されており、一方がケース21、他方がカバー22とされている。防水筐体20は、図示しないシール部材を介して、ケース21及びカバー22を相互に組み付けて構成される。
ケース21は、一面が開口する箱状をなしている。本実施形態では、放熱のために、ケース21が金属材料を用いて形成されている。具体的には、ケース21がアルミダイカストによって成形されている。
ケース21の底壁210は、平面略矩形状をなしている。ケース21の底壁210が、防水筐体20の壁部に相当する。底壁210に連なる4つの側壁のひとつには、図示しない切り欠きが設けられている。この切り欠きは、ケース21の一面の開口につながっている。
底壁210には、複数の貫通孔211が形成されている。貫通孔211には、後述の端子43が挿入される。貫通孔211は、ケース21の外面21aから内面21bにわたって貫いて形成されている。本実施形態では、ケース21が、底壁210の一部として、底壁210の他の部分に対して凹んで設けられた第1収容部212及び第2収容部213を有している。
第1収容部212は、コネクタ33を収容すべくX方向における一端側に設けられている。第2収容部213は、回路基板30を構成する電子部品32のうち、アルミ電解コンデンサなどの高背部品を収容すべく設けられている。第2収容部213は、X方向に延設されるとともに、一端が第1収容部212に連なっている。貫通孔211は、底壁210のうち、第1収容部212及び第2収容部213を除く部分に形成されている。貫通孔211は、底壁210のうち、略平坦な部分に形成されている。
なお、図1に示す符号214は電子装置10を車両に取り付けるための取り付け部であり、符号215は、ケース21とカバー22とを固定するための固定孔である。固定孔215には、図示しないねじが挿入される。これら取り付け部214及び固定孔215は、ケース21と一体に設けられている。
カバー22は、ケース21とともに防水筐体20の内部空間20sを形成する。ケース21とカバー22を組み付けることで、カバー22によりケース21における一面の開口が閉塞される。また、カバー22によりケース21の一面の開口が閉塞されることで、側壁に形成された切り欠きが区画され、図示しない開口部となる。この開口部により、コネクタ33の一部が外部に露出される。
本実施形態では、放熱性向上のために、カバー22も金属材料を用いて形成されている。カバー22も、アルミダイカストによって成形されている。カバー22は、一面が開口する底の浅い箱状をなしている。カバー22は、外面側に複数の放熱フィン220を有している。
防水筐体20のシール部材は、ケース21とカバー22との間、ケース21とコネクタ33との間、及びカバー22とコネクタ33との間を介して、内部空間20sが防水筐体20の外部の空間と連通するのを遮断するように設けられている。このシール部材は、内部空間20sを取り囲むようにケース21及びカバー22の周縁部に配置されている。シール部材により、ケース21及びカバー22の周縁部が水密に封止されている。シール部材として、たとえば硬化前において液状の接着材を採用することができる。
回路基板30は、ケース21に固定されている。回路基板30は、プリント基板31、及び、プリント基板31に実装された電子部品32を有している。プリント基板31は、樹脂などの電気絶縁材料を用いて形成された基材に、配線が配置されてなる。そして、配線と電子部品32とにより、回路が形成されている。プリント基板31は、平面略矩形状をなしている。電子部品32は、プリント基板31におけるケース21側の面である一面31a及びカバー22側の面である裏面31bの少なくとも一方に実装されている。本実施形態では、電子部品32のうち、パワーMOSFETなどの発熱素子が、図2に示すように、プリント基板31の一面31aであって、Z方向の平面視において送風ユニット40の周囲に配置されている。
回路基板30には、コネクタ33が実装されている。コネクタ33は、回路基板30におけるX方向の一端側に実装されている。コネクタ33の一部は防水筐体20の上記した開口部を介して外部に露出され、残りの部分は内部空間20sに収容されている。図示を省略するが、コネクタ33は、樹脂材料を用いて形成されたハウジング、及び、導電性材料を用いて形成され、ハウジングに保持された複数の端子を有している。
送風ユニット40は、ケース21の底壁210に取り付けられている。送風ユニット40は、ケース21の複数の貫通孔211を覆うように取り付けられている。送風ユニット40は、回転により空気の流れを形成し、これによりケース21、ひいては回路基板30を冷却する。送風ユニット40は、ファン41、ハウジング42、及び端子43を備えている。ファン41の構造は、軸流ファンにおける周知の構造と同じである。このため、図2では、ファン41を簡略化して図示している。
ファン41は、軸部410及び複数の羽根411を有している。軸部410は、回転シャフト410aを含んでいる。羽根411は、回転シャフト410aと一体に回転する。よって、回転シャフト410aが、ファン41の回転軸となる。回転シャフト410aの軸方向、すなわちファン41の回転軸の方向が、Z方向と一致するように、送風ユニット40がケース21に取り付けられている。
軸部410は、回転シャフト410a以外にも、ボス410bを有している。ボス410bは、Z方向において回路基板30側に開口し、他端側に閉じた有底の円筒形状をなしている。ボスの外周面には、複数の羽根411が等間隔で設けられている。羽根411は、Z方向において、貫通孔211の周囲部分の外面21aよりも上方に位置している。ボス410b及び羽根411は、所謂インペラとして一体に成形されている。回転シャフト410aは、ボス410bの内部に設けられており、一端がボス410bの略中心に固定されている。金属製の回転シャフト410aは、樹脂製のインペラにインサート成形されて、インペラに一体化されている。ボス410bの内周面には、マグネット410cが取り付けられている。このように、ボス410b、羽根411、回転シャフト410a、及びマグネット410cを含んでロータが構成されている。
軸部410は、上記以外にも、図示しない軸受、コイル410d、軸受ホルダ410eなどを有している。軸受は、回転シャフト410aを回転可能に支持している。軸受ホルダ410eは、軸受を保持している。軸受ホルダ410eは、ハウジング42の底壁420からZ方向に突出している。本実施形態では、軸受ホルダ410eが、ハウジング42と同一材料を用いて一体に設けられている。軸受は、軸受ホルダ410eの内周面に配置されている。コイル410dは、軸受ホルダ410eの外周面に配置されている。このように、コイル410d、軸受、及び軸受ホルダ410eを含んでステータが構成されている。すなわち、ファン41は、モータを有している。
ハウジング42は、ファン41を回転可能に収容している。ハウジング42は、外面21aにおける貫通孔211の周囲部分に対向しつつ貫通孔211に被せるように配置されている。ハウジング42には、複数の通気口が形成されている。複数の通気口は、ファン41(羽根411)の回転にともなって、底壁210の外面21aに沿った空気の流れが形成されるように、Z方向において異なる位置に形成されている。
ハウジング42は、第1通気口423及び第2通気口424を有している。第1通気口423及び第2通気口424の一方が空気の吸込口として機能し、他方が排出口として機能する。第1通気口423及び第2通気口424は、いずれも、Z方向において貫通孔211の開口周囲の外面21aよりも上方に位置している。つまり、Z方向上方から第1通気口423を見たとき、羽根411の隙間から第2通気口424が見え、さらに外面21aが視認できる状態となっている。本実施形態において、例えばファン41の回転にともなう空気の流れが、第1通気口423を吸込口とするような流れであると仮定すれば、空気は第1通気口423から吸気されて第2通気口424から排出され、ケース21の外面21aに当ってから、外面21aに沿って外側に逃げる。第2通気口424はファン41の回転軸まわりに環状に配置されている。
本実施形態では、ハウジング42が、底壁420及び側壁421を有している。ハウジング42は樹脂材料を用いて形成されている。側壁421は、Z方向において両端が開口する筒形状をなしている。この筒の一方の開口が第1通気口423とされている。他方の開口の中央近傍を底壁420が占め、開口のうち底壁420が存在しない部分が第2通気口424とされている。底壁420は平面略円形状をなしており、ハウジング42は4つの側壁421を有している。隣り合う側壁421の角部、すなわち連結部分は丸みをもったR形状をなしている。
端子43は、ハウジング42から内部空間20s側に突出しており、回路基板30と電気的に接続されている。端子43は、ハウジング42の底壁420を貫通している。端子43は、ケース21における貫通孔211に挿通されつつ内部空間20sに突出している。端子43の一端は、ハウジング42内に配置されたファン基板44と電気的に接続され、他端は回路基板30と接続されている。このように、端子43を介して、ファン基板44、すなわち送風ユニット40と、回路基板30とが電気的に接続されている。なお、金属製の端子43は、樹脂製のハウジング42にインサート成形されて、一体化されている。
ファン基板44には、ファン41を回転させるための駆動回路が形成されている。ファン基板44には、軸部410を構成するコイル410dが電気的に接続されている。回路基板30、端子43、及びファン基板44を通じてコイル410dが通電されることにより、上記したロータが正方向に回転する。そして、羽根411の所定の形状によりハウジング42内に空気の圧力差が発生し、図2に示すように、第1通気口423から吸入した空気が第2通気口424から排出される。なお、ロータを正方向とは反対の方向に回転させると、第2通気口424から吸入した空気が第1通気口423から排出される。
ファン基板44は、ハウジング42内において、羽根411よりも下方に配置されている。ファン基板44はハウジング42に固定されている。本実施形態では、ファン基板44がポッティング体45によって封止されている。ファン基板44は、端子43及びポッティング体45により、ハウジング42に固定されている。ポッティング体45は、ハウジング42内において、第2通気口424を閉塞せず、且つ、ボス410bや羽根411などのロータの動きを阻害しない深さで設けられている。なお、ファン基板44の封止は、ポッティング体45に限定されない。たとえば、端子43が実装されたファン基板44が、ハウジング42にインサート成形され、底壁420によってファン基板44が封止された構成を採用することもできる。
加えて、電子装置10は、ハウジング42の底壁420と、防水筐体20のケース21との対向部分にシール部材46を備えている。図2に示すように、シール部材46は、ファン41の回転軸を中心として、端子43を取り囲むように配置されている。送風ユニット40をZ方向から正面視したとき、シール部材46は、略円形状の底壁420の外形に沿って環状に設けられており、第2通気口424よりも内側(すなわち回転軸側)に形成されている。
このように、シール部材46は、第2通気口424を通る空気の流れを阻害することなく、貫通孔211から水分や塵などが浸入しないようにシールしている。また、シール部材46は、ケース21の底壁210と送風ユニット40の底壁420との間に介在することで、送風ユニット40を防水筐体20上に支持する効果も奏している。
シール部材46としては、樹脂製のOリングのほか、例えば銅製のガスケットなどを採用することができる。また、シール部材51としてシリコン系の接着材を採用することで、送風ユニット40の支持性を向上することができる。
さらに、電子装置10は、防塵カバー50を備えている。図1および図2に示すように、本実施形態における防塵カバー50は、防水筐体20との間で送風ユニット40を挟み込むように配置されている。すなわち、防塵カバー50はXY平面に沿うように平板状に形成されている。防塵カバー50は、第1通気口423を覆うように形成され、外部から飛来する飛び石や水滴などがハウジング42の内部に浸入することを防ぐ役割を果たしている。
防塵カバー50は、二枚の防塵板51a,51bから構成されている。防塵板51a,51bはZ方向に重なって配置されている。すなわち、防塵カバー50は、Z方向において送風ユニット40に近い側に配置された内側防塵板51aと、送風ユニット40から遠い側に配置された外側防塵板51bとを有している。
内側防塵板51aおよび外側防塵板51bは、それぞれ平板状であるが、いずれの板にもストライプ状に複数の窓が形成されている。窓は板を貫通して形成されている。内側防塵板51aおよび外側防塵板51bに形成された窓はいずれもX方向に長い略長方形であり、長辺および短辺の寸法は互いに等しくされている。内側防塵板51aに形成された窓は、外側防塵板51bの窓の形成周期に対してY方向に半周期だけずれて形成されている。換言すれば、内側防塵板51aの窓と外側防塵板51bの窓は、Y方向に互い違いに形成されている。
上記したように、ファン41が回転することによって空気の流れが生じる。ファン41が正方向に回転することで第1通気口423から吸気され、第2通気口424から排気される空気の流れが生じるが、防塵板51a,51bに形成された窓は、この空気の流れを誘導する送風口52として機能する。送風口のうち、内側防塵板51aに形成された窓が内側送風口であり、外側防塵板51bに形成された窓が外側送風口である。
送風口52のうち、外側防塵板51bに形成される窓、つまり外側送風口は空気を吸気する吸気口52bとして機能し、内側防塵板51aに形成される窓、つまり内側送風口は空気を排気する排気口52aとして機能する。上記のとおり、内側防塵板51aの窓と外側防塵板51bの窓は互い違いに形成されているのであり、例えば吸気口52bを正面視しても排気口52bが視認できないようになっている。逆にいえば、排気口52aを正面視しても吸気口52aが視認できないようになっている。
ところで、吸気口52bおよび排気口52aのY方向におけるクリアランスは、ケース21の外面21aと第2通気口424との間のクリアランスよりも小さくされている。また、内側防塵板51aと外側防塵板51bのZ方向の離間距離は、外面21aと第2通気口424との間のクリアランスよりも小さくされている。
なお、防塵カバー50のうち、内側防塵板51aは樹脂製であり、外側防塵板51bは金属製である。外側防塵板51bを金属製とするのは、飛び石による衝撃に対する防御のためである。また、防塵カバー50の組み付け方法はとくに限定するものではないが、本実施形態では、例えば樹脂製の内側防塵板51aは第2収容部213に溶着され、金属製の外側防塵板51bは第2収容部213に溶接することによって固定されている。
次に、上記した電子装置10の組み付け手順の一例について説明する。
先ず、ケース21、カバー22、回路基板30、送風ユニット40、及び防塵カバー50をそれぞれ準備する。そして、送風ユニット40をケース21に実装する。具体的には、送風ユニット40から突出した端子43を貫通孔211に挿入して、シール部材を介して送風ユニット40とケース21とを密着させる。
次いで、ケース21の内側に向かって突出した端子43に合わせて回路基板30を取り付ける。本実施形態では、挿入実装型の端子43を採用しており、回路基板30のスルーホールに端子43を挿入し、はんだ付けすることで、回路基板30と送風ユニット40を一体化させる。なお、コネクタ33については、送風ユニット40と同じタイミングで回路基板30に実装してもよいし、送風ユニット40とは別のタイミングで実装してもよい。本実施形態では、挿入実装される電子部品32、コネクタ33、及び送風ユニット40を、同じタイミングではんだ付けする。
回路基板30とケース21とは互いにねじ固定する。たとえばケース21は、底壁210の内面側に図示しない台座を有しており、回路基板30を台座に配置して、ねじ固定する。
次いで、ケース21の周縁部及びコネクタ33におけるカバー22との対向部分にシール部材を塗布した後、ケース21にカバー22を組み付ける。
最後に、防塵カバー50をケース21に固定する。以上により、上記した電子装置10を得ることができる。
次に、本実施形態に係る電子装置10の作用効果について説明する。
ケースの底壁に貫通孔を設けない構成では、たとえば送風ユニットにコネクタを設け、防水筐体の外で電気的な接続を行わなければならない。これに対し、本実施形態では、防水筐体20を構成するケース21の底壁210に貫通孔211を設けて送風ユニット40を取り付け、貫通孔211を通じて、送風ユニット40を回路基板30と電気的に接続している。したがって、送風ユニット40を備えた電子装置10の構成を簡素化し、体格を小型化することができる。
また、電子装置10は、防塵カバー50を備えている。このため、外部から飛来する飛び石や、高圧洗浄に係る水滴などが送風ユニット40に到達する頻度を低下させることができる。
また、この防塵カバー50は、送風口52として吸気口52bと排気口52aを有しているので、送風口52を空気が通過可能になっている。このため、ファンの回転に起因する空気の流れをできるだけ阻害することなく、防塵の機能を奏することができる。とくに、この送風口52は、吸気口52bを正面視したときに、吸気口52bから排気口52aが視認されないようになっているので、飛来物が直線的に送風ユニットに到達することを抑制できる。このように、この電子装置では、風量の低下を抑制しつつ防塵が可能となる。
とくに、本実施形態における防塵カバー50は、送風ユニット40に形成された第1通気口423を覆うようになっている。このため、ファン41の回転にともなう空気流に乗って浸入する塵や水滴等を積極的に阻止することができる。第1通気口423から飛び石などが浸入するとファン41が破損する等の問題が生じうるが、本実施形態における電子装置10では、この問題を解決することができる。また、水分の浸入も、回転シャフト410aや図示しないベアリングの錆付きの原因になりえるが、本実施形態における電子装置10では、この問題を解決することができる。
ところで、本実施形態における空気の流れは第1通気口423から第2通気口424に抜ける方向である。そして、防塵カバー50において、送風口52(吸気口52bおよび排気口52a)のY方向におけるクリアランスと、内側防塵板51aと外側防塵板51bのZ方向の離間距離は、外面21aと第2通気口424との間のクリアランスよりも小さくされている。このため、外面21aと第2通気口424との間のクリアランスよりも大きな体格の飛来物は防塵カバー50により浸入が阻害される。つまり、送風ユニット40内に飛来物が浸入したとしても、それは、外面21aと第2通気口424との間のクリアランスよりも小さな体格の飛来物であるので、飛び石等が防水筐体20と送風ユニット40の間に滞留することを抑制することができる。すなわち、送風ユニット40の経時的な通気性の低下を抑制することができる。
上記のとおりであるから、例えばファン41が正方向と反対に回転するときには、送風口52(吸気口52bおよび排気口52a)のY方向におけるクリアランスと、内側防塵板51aと外側防塵板51bのZ方向の離間距離は、外面21aと第2通気口424との間のクリアランスよりも大きくされることによって、送風ユニット40と防塵カバー50との間で飛び石等が滞留することを抑制できる。
また、電子装置10では、シール部材46が端子43を取り囲むように配置されている。そして、第2通気口424が防水筐体の壁部に対向し、且つ、シール部材51が第2通気口424の形成位置よりも内側に形成されているので、シール部材51が空気の流れを阻害することなく、ファン41により生じた風を壁部(底壁210)に当てることができる。よって、防水性と放熱性の両立を実現することができる。
また、本実施形態では、ケース21が金属材料を用いて形成され、ハウジング42が樹脂材料を用いて形成されている。このため、ケース21とハウジング42との対向部分には、ファン41の振動以外にも、線膨張係数差に応じた熱応力が作用する。しかしながら、熱応力が作用しても、シール部材51にシリコン系の接着剤やOリングなどの柔軟性を有する材料を採用することにより、防水性を確保することができる。したがって、本実施形態の電子装置10は、搭載スペースが限られ、且つ、高温となる車両エンジンルーム内に配置される電子制御装置として好適である。
上記したように、ケースの底壁に貫通孔を設けない構成では、送風ユニットにコネクタを設け、防水筐体の外で電気的な接続を行うこととなる。このため、ケースの外面上に、コネクタに接続されたハーネスが配置されることとなり、冷却の妨げとなる。すなわち、電子部品である発熱素子の配置も制限される。これに対し、本実施形態では、送風ユニット40の端子43が回路基板30に接続されている。したがって、上記したコネクタやハーネスの妨げが無いため、電子部品32の配置自由度を向上することができる。
このように、コネクタやハーネスの妨げが無いため、本実施形態では、第1通気口243から吸入した空気がハウジング42の4つの側壁421の面する全方位に広がる。つまり、ケース21の外面21a上を四方に広がる。したがって、ケース21を効果的に冷却することができる。
(第2実施形態)
上記した実施形態では、主に、送風ユニット40における第1通気口423への塵等の浸入を抑制する目的で、防塵カバー50を、第1通気口423を覆うように形成する例について説明した。防塵カバー50は、送風ユニット40の周辺に形成されることで、防塵の機能を発揮することができるのであり、形成位置は第1通気口423の近傍に限定されない。
上記した実施形態では、主に、送風ユニット40における第1通気口423への塵等の浸入を抑制する目的で、防塵カバー50を、第1通気口423を覆うように形成する例について説明した。防塵カバー50は、送風ユニット40の周辺に形成されることで、防塵の機能を発揮することができるのであり、形成位置は第1通気口423の近傍に限定されない。
図3に示すように、本実施形態における電子装置11では、防塵カバー50がXY平面内において、送風ユニット40を取り囲むように形成されている。本実施形態における防塵カバー50は、ケース21に一体的に形成されている。すなわち、ケース21からフィン状に突出して形成されている。このため、第1実施形態と同様の防塵機能を有しつつ、放熱フィンとしても機能する。内側防塵板51aは、送風ユニット40を取り囲むように形成され、外側防塵板51bは内側防塵板51aを取り囲むように形成されている。第1実施形態と同様に、内側防塵板51aには略長方形の隙間がストライプ状に設けられている。隙間は短辺がX方向あるいはY方向に沿うように周期的に形成されており、内側防塵板51aは全体として櫛歯状に形成されている。外側防塵板51bも同様に、略長方形の隙間がストライプ状に設けられ、その隙間は内側防塵板51aの隙間に対して半周期ずれて形成されている。本実施形態においては、内側防塵板51aに形成されたストライプ状の隙間が内側送風口であり、外側防塵板51bに形成された隙間が外側送風口である。
ファン41の回転方向が正方向の場合、第2通気口424は排気側であるから、内側防塵板51aに形成された隙間が吸気口52cであり、外側防塵板51bに形成された隙間が排気口52dである。上記のとおり、吸気口52cと排気口52dはずれて形成されており、吸気口52bを正面視しても排気口52dが視認できないようになっている。
本実施形態では、送風口52の短辺のクリアランスが、外面21aと第2通気口424との間のクリアランスよりも大きくされている。これにより、外面21aと第2通気口424との間に塵等が滞留することなく、送風口52を通して排出することができる。ファン41の回転方向が正方向と反対の場合には、送風口52の短辺のクリアランスを、外面21aと第2通気口424との間のクリアランスよりも小さくすることで、塵等が第2通気口424から浸入することを抑制できる。
なお、本実施形態では、図3に示すように、第1通気口423に対向する位置に防塵カバーが存在しない例について記載したが、第1実施形態と同様に、送風ユニット40を防水筐体20との間で挟み込むように防塵カバーを追加しても良い。この場合、第1通気口423に配置する防塵カバーは、複数の板が多重に形成されているものでも良いし、単に一枚の板を第1通気口423に対向するように配置する態様でも良い。第1実施形態と同様の多重フィルタを採用すれば、防塵とともに通気性も確保することができる。一方で、単一の板で防塵カバーを構成する態様は、電子装置全体のコストダウンに貢献することができる。
(第3実施形態)
送風ユニット40を取り囲むように形成される防塵カバーとしては、第2実施形態に記載のような態様のほか、本実施形態に示す態様とすることもできる。すなわち、図4に示すように、本実施形態における電子装置12は、第1障壁53と第2障壁54とにより防塵カバー50が構成されている。
送風ユニット40を取り囲むように形成される防塵カバーとしては、第2実施形態に記載のような態様のほか、本実施形態に示す態様とすることもできる。すなわち、図4に示すように、本実施形態における電子装置12は、第1障壁53と第2障壁54とにより防塵カバー50が構成されている。
第1障壁53は、略矩形のハウジング42のうち、外面21aに対向する外縁部に沿って環状に形成された樹脂製の壁状部材である。第1障壁53はハウジング42からZ方向に突出して、外面21aに到達しない程度に設けられている。第1障壁53はハウジング42と一体的に成形されても良いし、別体として接着されても良い。
第2障壁54は、XY平面を正面視したとき、第1障壁53よりも外側に形成され、第1障壁53を取り囲むように環状に形成されている。第2障壁54は、ケース21における外面21aから突出して形成されている。第2障壁54の突出高さは、第1障壁53の突出開始位置と同等か、それ以上とされている。本実施形態では、第2障壁54の突出高さは、第1障壁53の突出開始位置と同等であり、これはケース21と送風ユニット40の対向距離にほぼ等しい。
ファン41の回転方向が正方向であるとすれば、空気の流れは第1通気口423から第2通気口424へ抜ける向きである。すなわち、空気は、第1障壁53とケース21の対向空間を通り抜け、さらに、第1障壁53と第2障壁54の対向空間を通り抜ける。すなわち、本実施形態の防塵カバー50における吸気口53aは、第1障壁53とケース21の対向空間の入り口である。また、排気口54aは、第1障壁53と第2障壁54の対向空間の出口である。
なお、第2障壁54の突出高さがケース21と送風ユニット40の対向距離にほぼ等しくされているため、本実施形態においても、吸気口53aを正面視したときに、排気口54aが視認できないようになっている。また、排気口54aを正面視したときに、吸気口53aが視認できないようになっている。
このように、排気口54aを正面視したときに、吸気口53aが視認されないようになっているので、飛来物が直線的に送風ユニットに到達することを抑制できる。
特に、本実施形態における防塵カバー50は、第2障壁54が第1障壁53よりも外側に形成されている。第2障壁54は、第1障壁53よりも内側に形成されても良いが、最外周に形成される障壁はケース21から突出するように構成すると良い。これによれば、ケース21の外面21aを伝って送風ユニット40に浸入しようとする水滴に対して、障壁(本実施形態においては第2障壁54)が送風ユニット40内への浸入を阻止する機能を発揮する。
(その他の実施形態)
以上、好ましい実施形態について説明したが、上記した実施形態になんら制限されることなく、この明細書に開示する主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
以上、好ましい実施形態について説明したが、上記した実施形態になんら制限されることなく、この明細書に開示する主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
電子装置10が、車両エンジンを制御する電子制御装置として構成される例を示したが、これに限定されない。
防塵カバー50について、第1実施形態および第2実施形態においては、内側防塵板51aと外側防塵板51bの二枚の防塵板によって構成される例を示した。また、第3実施形態においては、第1障壁53と第2障壁54の2つの障壁によって構成される例を示した。いずれも2つの部材によって防塵カバー50を構成する例について説明したが、防塵カバーを構成する部材の数は限定されるものではない。例えば、第1実施形態および第2実施形態のように、板状の部材に送風口52となる隙間が形成される構成においては、図5に示すように、3枚の防塵板によって防塵カバー50を構成しても良い。空気の流れに対して最も上流に位置する防塵板に開けられた隙間が吸気口52eとなり、最も下流に位置する防塵板に開けられた隙間が排気口52fとなる。このような形態においても、空気の流れに対して最も上流に位置する防塵板は金属製とすることが好ましい。
また、図6に示すように、一枚の板状に成形された防塵カバー50を採用しても良い。一枚板として成形された防塵板の内部に、クランクした送風通路が設けられ、空気の流れの流れに対して上流に位置する開口が吸気口52eであり、下流に位置する開口が排気口52fである。
図5および図6に例示したいずれの防塵カバー50も、排気口54aを正面視したときに吸気口53aが視認されないように構成することで、空気の通り道を確保しつつ飛来物が直線的に送風ユニットに到達することを抑制できる。
ケース21に放熱フィンを設けてもよい。すなわち、送風ユニット40と放熱フィンを併用してもよい。また、放熱フィン220を有さないカバー22を採用することもできる。ケース21として、たとえば第2収容部213を有さない構成を採用することもできる。
端子43が回路基板30に挿入実装される例を示したが、これに限定されない。表面実装構造を採用することもできる。
ケース21の形状は、上記例に限定されない。たとえば第2収容部213を有さない構成とすることもできる。
10…電子装置、20…防水筐体、20s…内部空間、21…ケース、21a…外面、21b…内面、210…底壁、211…貫通孔、212…第1収容部、213…第2収容部、214…取り付け部、215…固定孔、22…カバー、220…放熱フィン、30…回路基板、31…プリント基板、31a…一面、31b…裏面、32…電子部品、33…コネクタ、40…送風ユニット、41…ファン、410…軸部、410a…回転シャフト、411…羽根、42…ハウジング、420…底壁、421…側壁、423…第1通気口、424…第2通気口、43…端子、44…ファン基板、45…ポッティング体、46…シール部材、50…防塵カバー、51a…内側防塵板、51b…外側防塵板、52…送風口、52a…排気口、52b…吸気口
Claims (6)
- 貫通孔(211)が形成された壁部(210)を有する防水筐体(20)と、
前記防水筐体の内部空間に収容された回路基板(30)と、
ファン(41)と、前記ファンを回転可能に収容する部材であり前記壁部に配置されたハウジング(42)と、前記壁部と前記ハウジングの間に介在し前記貫通孔の周りを水密に封止するシール部材と、前記ハウジングにおける水密封止部分より内側の部分から内部空間側に突出し、前記回路基板と電気的に接続された端子(43)と、を有する送風ユニット(40)と、
前記送風ユニットの周辺に配置され、前記送風ユニットへの防塵のための防塵カバー(50)と、を備え、
前記防塵カバーは、前記ファンの回転に起因する空気の流れを誘導する送風口(52)として吸気口(52b,52c,53a,52e)と排気口(52a,52d,54a,52f)とを有し、前記吸気口を正面視したときに、前記吸気口から前記排気口が視認されない電子装置。 - 前記送風ユニットは、前記ファンが前記壁部に直交する軸で回転するものであり、通気口として、前記ファンに対して前記壁部と反対側に開口した第1通気口(423)と、前記ファンに対して前記壁部側で開口した第2通気口(424)とを有し、
前記防塵カバーは、前記ファンの回転面を正面視したときに、少なくとも前記第1通気口を覆うように形成される請求項1に記載の電子装置。 - 前記ファンは、前記第1通気口から吸気し、前記第2通気口から排気となるように回転するものであり、
前記防塵カバーにおける前記送風口のクリアランスは、前記第2通気口の最大径よりも小さくされる請求項2に記載の電子装置。 - 前記防塵カバーは、前記送風ユニットに面する内側防塵板(51a)と、前記内側防塵板に対して前記送風ユニットと反対側に配置された外側防塵板(51b)とが多重に重なって成り、
前記内側防塵板および前記外側防塵板は、前記内側防塵板に形成された内側送風口(52a,52c)を正面視したときに、前記外側防塵板に形成された外側送風口(52b,52d)が視認されないように互い違いに配置される請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子装置。 - 前記外側防塵板は金属製であり、前記内側防塵板は樹脂製である請求項4に記載の電子装置。
- 前記防塵カバーは、前記壁部を正面視したときに、前記送風ユニットを取り囲むように形成される請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子装置。
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