JP6866261B2 - シール構造 - Google Patents

Description

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

特開２０１６−３５４９１号公報

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。

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。

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、
前記接合部は、前記カバーの内周面と前記ハウジングの外周面とが、前記カバーと前記ハウジングとの嵌め合い方向に沿う面として、対向するように構成され、
前記シール部及び前記固定部は、前記嵌め合い方向に沿う前記カバーの内周面と前記ハウジングの外周面との間に構成され、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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１０４ｂと呼ぶ。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (8)

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、
   前記接合部は、前記カバーの内周面と前記ハウジングの外周面とが、前記カバーと前記ハウジングとの嵌め合い方向に沿う面として、対向するように構成され、
   前記シール部及び前記固定部は、前記嵌め合い方向に沿う前記カバーの内周面と前記ハウジングの外周面との間に構成され、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。
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、前記接合部の前記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。
3. 請求項２に記載のシール構造において、
   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。
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。
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。
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。
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。
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。

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