JP7752782B2

JP7752782B2 - 車載用電子機器

Info

Publication number: JP7752782B2
Application number: JP2024551427A
Authority: JP
Inventors: 豊樹井口; 康平加世堂; 孝一郎堀越; 勝寿山内
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Marelli Corp
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Marelli Corp
Priority date: 2022-10-19
Filing date: 2023-10-02
Publication date: 2025-10-10
Anticipated expiration: 2043-10-02
Also published as: WO2024084942A1; JPWO2024084942A1; CN120076952A; EP4606652A4; EP4606652A1

Description

本発明は、車載用電子機器に関する。

ＪＰ２０１４－００３２０６Ａには、車両のエンジンルーム内に配置される車載用電子機器が開示されている。この車載用電子機器は、入出力用のコネクタが設けられる回路基板と、回路基板が固定されるベース（ロワケース）と、ベースに固着されてコネクタの接続部が外部に露出するように回路基板を覆うカバー（アッパケース）と、ベースとカバーとを固着して封止する防水シールと、を備える。

ところで、車載用電子機器では、車両のエンジンルーム内など車室外に設けられる場合には、ＪＰ２０１４－００３２０６Ａに記載の車載用電子機器のように防水シールを備えて内部への水の浸入を防止する構造が採用され、車室内に設けられる場合には、内部への水の浸入を防止する構造は採用されないことが多い。

しかしながら、車載用電子機器が車室内に設けられる場合であっても、例えば車両が水没した場合には、車載用電子機器の内部に水が浸入することがある。車両が水没状態から復帰した場合に、車載用電子機器に浸入した水が内部に滞留していると、本来流れないはずの経路にリーク電流が流れるおそれがある。

そのため、車載用電子機器が車室内に設けられる場合にも、内部への水の浸入を防止する構造が採用されることがあるが、内部への水の浸入を防止する構造では、筐体内への水の浸入を防止するために筐体に防水シールを設けるだけでなく、コネクタピンからの毛細管現象による水の浸入を防止するためにゴムシールなどを設ける必要がある。よって、特にコネクタピンの本数が多い場合には、車載用電子機器が大型化するおそれがある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、リーク電流の発生を抑制すると共に、車両用電子機器の大型化を抑制することを目的とする。

本発明のある態様によれば、車載用電子機器は、リテーナが挿入されるコネクタと、前記コネクタが実装される回路基板と、前記コネクタの前記リテーナが挿入される開口部が外部に露出するように前記回路基板及び前記コネクタを収容するケースと、電気が流れる通電部に臨むように設けられ、前記ケースの外部に水を排出するための排水機構と、を備を備え、前記排水機構は、前記コネクタの下面を上下に貫通するように設けられ、前記コネクタ内に浸入した水を外部に排出する第１排水孔を有し、前記リテーナは、前記コネクタ内に挿入される本体部と、前記本体部内に配置され、ハーネスと接続される第１端子部と、前記コネクタ内に挿入された状態で前記コネクタ内のコネクタピンと接続される第２端子部と、を接触した状態で固定するカシメ部と、を有し、前記第１排水孔は、前記リテーナの先端部と前記コネクタの内面との間の突き合わせ面に連通する第１位置と、前記本体部と前記カシメ部との対向面に連通する第２位置と、の少なくともいずれか一方に開口するように設けられる。

図１は、本発明の実施形態に係る車載用電子機器の斜視図である。図２は、車載用電子機器の分解斜視図である。図３は、車載用電子機器のアッパケースを取り外した状態を示す平面図である。図４は、車載用電子機器のコネクタ近傍の構造を拡大して示す斜視図である。図５は、図４に示すコネクタ近傍の構造を斜め下方から見た斜視図である。図６は、車載用電子機器のロワケースの斜視図である。図７は、図３におけるＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。図８は、コネクタにリテーナが挿入された状態を示す断面図である。図９は、本発明の実施形態の変形例に係る車載用電子機器におけるロワケースの斜視図である。図１０は、変形例に係る車載用電子機器における図７と同じ断面を示す図である。図１１は、ロワケースに設けられる排水部の第１変形例を示す斜視図である。図１２は、ロワケースに設けられる排水部の第２変形例を示す斜視図である。図１３は、ロワケースに設けられる排水部の第３変形例を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

まず、図１から図３を参照して、本発明の実施形態に係る車載用電子機器（以下、単に「電子機器」と称する。）１００の全体構成について説明する。

図１は、電子機器１００の斜視図である。図２は、電子機器１００の分解斜視図である。図３は、電子機器１００のアッパケース１１を取り外した状態を示す平面図である。

電子機器１００は、車両に搭載され、車室（図示省略）内に配置される。電子機器１００は、例えば、電動車両（ＥＶ）やハイブリッド車両（ＨＥＶ）等の駆動用バッテリの制御を実行するバッテリ・マネジメント・システム（ＢＭＳ）である。

図１及び図２に示すように、電子機器１００は、ケース１０と、回路基板２０と、コネクタ３０と、排水機構５０（図２参照）と、を備える。

ケース１０は、回路基板２０及びコネクタ３０を収容する。ケース１０は、アッパケース１１と、ロワケース１２と、を有する。

アッパケース１１は、回路基板２０の上側に位置する。アッパケース１１は、略箱型に形成される。アッパケース１１は、回路基板２０の上面を覆う。アッパケース１１には、コネクタ３０の開口部３２をケース１０の外部に露出させるための複数（ここでは６個）の切欠き１１ａが形成される。

ロワケース１２は、回路基板２０の下側に位置する。ロワケース１２は、略平板状に形成される。ロワケース１２は、回路基板２０の下面を覆う。ロワケース１２は、回路基板２０を挟んだ状態で、アッパケース１１とボルト締結される。

図２に示すように、ロワケース１２は、平板部１２ａと、回路基板２０を支持する複数（ここでは６個）のボス１２ｂと、を有する。ボス１２ｂは、略円筒形状に設けられ、内周にボルト締結用の雌ねじ（図示省略）が形成される。ロワケース１２は、ボス１２ｂの上面に位置するように回路基板２０を支持する。平板部１２ａには、排水機構５０の後述する排水部５４が設けられる。

回路基板２０は、略平板形状に形成される。回路基板２０には、回路パターン（図示省略）が形成され、電子機器１００が制御を実行するのに必要な各種電子部品（図示省略）が実装される。回路基板２０は、ロワケース１２のボス１２ｂ上に支持され、ボス１２ｂにボルト（図示省略）によって締結されて取り付けられる。これにより、回路基板２０は、平板部１２ａと高さ方向に間隔をあけた状態で、ロワケース１２上に支持される。

図３に示すように、コネクタ３０は、回路基板２０の上面に実装される。コネクタ３０は、回路基板２０の外周縁に沿うように複数（ここでは６個）設けられる。各々のコネクタ３０には、後述するリテーナ４０（図８参照）が挿入される。コネクタ３０は、回路基板２０と外部の他の電子機器（図示省略）とを電気的に接続するのに用いられる。

次に、図３から図１０を参照して、コネクタ３０、リテーナ４０及び排水機構５０の構成について説明する。

図４は、電子機器１００のコネクタ３０近傍の構造を拡大して示す斜視図である。図５は、図４に示すコネクタ３０近傍の構造を斜め下方から見た斜視図である。図６は、電子機器１００のロワケース１２の斜視図である。図７は、図３におけるＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。図８は、コネクタ３０にリテーナ４０が挿入された状態を示す断面図である。図９は、変形例に係る電子機器１００におけるロワケース１２の斜視図である。図１０は、変形例に係る電子機器１００における図７と同じ断面を示す図である。

図４及び図５に示すように、コネクタ３０は、コネクタ本体３１と、複数のコネクタピン３３と、を有する。

コネクタ本体３１は、樹脂材料によって形成される。コネクタ本体３１は、略直方体形状に形成される。コネクタ本体３１は、開口部３２を有する。

開口部３２は、ケース１０の外部に露出するように略矩形に開口する。開口部３２には、リテーナ４０（図８参照）が挿入される。

図４に示すように、コネクタピン３３は、コネクタ本体３１内にて、開口部３２に向かって突出する。コネクタピン３３は、ｎ行×ｍ列（ｎ及びｍは正の整数）のマトリックス状に並べて設けられる。図７に示すように、コネクタピン３３の一方の端部３３ａは、回路基板２０の上面に形成される回路パターンと電気的に接続される。図８に示すように、コネクタピン３３の他方の端部３３ｂは、リテーナ４０がコネクタ３０に挿入された状態で、リテーナ４０を介して外部の他の電子機器と電気的に接続される。

図８に示すように、リテーナ４０は、本体部としてのリテーナ本体４１と、第１端子部４２と、第２端子部４３と、カシメ部４４と、を有する。

リテーナ本体４１は、コネクタ本体３１よりもひとまわり小さな略直方体形状に形成される。リテーナ本体４１は、コネクタ３０内に挿入される。リテーナ本体４１は、長手方向略中央に、カシメ部４４を挿入するための凹部４１ａを有する。

第１端子部４２は、リテーナ本体４１内に配置される。第１端子部４２は、ハーネス４５と電気的に接続されている。

第２端子部４３は、リテーナ４０がコネクタ３０内に挿入された状態（図８に示す状態）で、コネクタ３０内のコネクタピン３３と電気的に接続される。

カシメ部４４は、リテーナ本体４１の凹部４１ａに取り付けられた状態（図８に示す状態）で、第１端子部４２を第２端子部４３に押し付ける。即ち、カシメ部４４は、第１端子部４２と第２端子部４３とを、接触した状態で固定する。

ここで、例えば車両が水没した場合には、電子機器１００の内部に水が浸入することがある。車両が水没状態から復帰した場合に、電子機器１００に浸入した水が内部に滞留していると、本来流れないはずの経路にリーク電流が流れるおそれがある。そこで、電子機器１００では、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水が内部に滞留することを防止するために、排水機構５０が設けられる。

図７に示すように、排水機構５０は、電気が流れる通電部に臨むように設けられ、ケース１０の外部に水を排出するものである。ここでは、コネクタ３０のコネクタピン３３及びリテーナ４０の第１端子部４２が通電部に相当する。排水機構５０は、第１排水孔５１と、第２排水孔５２と、第３排水孔５３と、排水部５４と、を有する。

図４に示すように、第１排水孔５１は、コネクタ３０のコネクタ本体３１に設けられる。第１排水孔５１は、コネクタピン３３が並ぶ方向に沿って長穴形状に形成される。第１排水孔５１は、コネクタ３０内にて、長手方向に並ぶように複数（ここでは３個）に分割されて形成される。図７に示すように、第１排水孔５１は、コネクタ３０の下面を上下に貫通するように設けられる。第１排水孔５１は、コネクタ３０内に浸入した水を、重力によって外部に排出する。

このように、コネクタ３０の下面を上下に貫通する第１排水孔５１が設けられるので、コネクタ３０内に浸入した水を、重力によってコネクタ３０外に導き、排出することができる。したがって、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水がコネクタ３０の内部に滞留することを抑制できる。

図８に示すように、第１排水孔５１は、リテーナ４０の先端部とコネクタ３０の内面との間の突き合わせ面に連通する第１位置５８と、リテーナ本体４１とカシメ部４４との対向面に連通する第２位置５９と、に開口するように設けられる。なお、第１排水孔５１は、第１位置５８又は第２位置５９のみに開口するように設けられてもよい。即ち、第１排水孔５１は、第１位置５８と第２位置５９との少なくともいずれか一方に開口するように設けられる。

このように、コネクタ３０内に水が浸入した場合に外部に排出されにくい第１位置５８と第２位置５９との少なくともいずれか一方に第１排水孔５１が開口するので、電子機器１００内で電気が流れるコネクタピン３３及び第１端子部４２に滞留する水を外部へ導き、排出することができる。したがって、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水がコネクタピン３３及び第１端子部４２の近傍に滞留することを抑制することができる。

図５に示すように、第２排水孔５２は、回路基板２０に設けられる。第２排水孔５２は、第１排水孔５１と同じ長穴形状に形成される。第２排水孔５２は、第１排水孔５１と略同一の形状に形成される。図７及び図８に示すように、第２排水孔５２は、コネクタ３０の第１排水孔５１と上下方向に連通する位置に設けられる。第２排水孔５２は、回路基板２０を上下に貫通するように設けられる。第２排水孔５２は、コネクタ３０から第１排水孔５１を介して排出された水を、重力によって外部に排出する。

このように、回路基板２０を上下に貫通する第２排水孔５２が設けられるので、第１排水孔５１を通じてコネクタ３０内から排出された水を、重力によって回路基板２０の下方へ導き、排出することができる。したがって、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水が回路基板２０上に滞留することを抑制することができる。

図６及び図７に示すように、排水部５４は、ロワケース１２に形成される。排水部５４は、第１排水孔５１及び第２排水孔５２から排出された水をケース１０の外部に導く。排水部５４は、ケース１０の側方に開口する傾斜面である。排水部５４は、ケース１０の側方に向かって回路基板２０から徐々に離間するように、即ちケース１０の側方に向かって開口面積が徐々に大きくなるように傾斜する。

このように、ロワケース１２に排水部５４が設けられるので、第１排水孔５１及び第２排水孔５２を通じて回路基板２０の下方に導かれた水を、重力によってケース１０の外部へ導き、排出することができる。したがって、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水がケース１０内に滞留することを抑制することができる。

以上のように、電子機器１００は、回路基板２０の電気が流れるコネクタピン３３及び第１端子部４２に臨むように設けられ、ケース１０の外部に水を排出するための排水機構５０を備える。そのため、ケース１０の内部に水が浸入したとしても、回路基板２０の電気が流れる通電部（コネクタピン３３及び第１端子部４２）に滞留していた水は、排水機構５０を通じてケース１０の外部に排出される。したがって、リーク電流の発生を抑制すると共に、電子機器１００の大型化を抑制することができる。

また、車両が水没状態から復帰し、作業者がコネクタ３０からリテーナ４０を抜いて分解する場合には、コネクタ３０内に浸入した水は、既にコネクタ３０外に導かれて排出されている。したがって、作業者は安全に作業を行うことができる。

なお、図９及び図１０に示す変形例のように、排水部５４は、間欠的に開口するように設けられる複数のスリット部５５を有してもよい。

スリット部５５は、排水部５４の開口端部に間欠的に折り返される複数の爪部５６の間に各々形成される。このように、複数のスリット部５５によって排水部５４が構成されることで、排水部５４の開口面積が小さくなるので、外部から作業者の手指等が入らないようにできる。したがって、作業者がケース１０内の通電部に触れることを抑制することができる。

図３に示すように、第３排水孔５３は、隣り合う一対のコネクタ３０のコネクタピン３３が回路基板２０に電気的に接続される各々の接続部（端部３３ａと回路基板２０の回路パターンとの接続部）の間に設けられる。ここでは、コネクタピン３３の一方の端部３３ａ（図７及び図８参照）が通電部に相当する。第３排水孔５３は、回路基板２０を上下に貫通するように設けられる。第３排水孔５３は、回路基板２０上に滞留していた水を、重力によって外部に排出する。

このように、接続部の間にて回路基板２０を上下に貫通する第３排水孔５３が設けられるので、回路基板２０上に滞留する水を、第３排水孔５３を通じて重力によって回路基板２０の下方へ導き、排出することができる。したがって、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水が回路基板２０上に滞留することを抑制することができる。

次に、図１１から図１３を参照して、排水部５４の第１から第３の変形例について説明する。

図１１は、ロワケース１２に設けられる排水部５４の第１変形例を示す斜視図である。図１２は、ロワケース１２に設けられる排水部５４の第２変形例を示す斜視図である。図１３は、ロワケース１２に設けられる排水部５４の第３変形例を示す斜視図である。

図１１に示すように、排水部５４は、ロワケース１２の側端面に開口するのではなく外周縁の内側に形成されて平板部１２ａの下方に開口する傾斜面であってもよい。この場合にも同様に、第１排水孔５１及び第２排水孔５２を通じて回路基板２０の下方に導かれた水を、重力によってケース１０の外部へ導き、排出することができる。

図１２に示すように、排水部５４は、平板部１２ａから下方に突出して形成される下段面５４ａと、下段面５４ａに開口する長穴形状の開口部５４ｂと、によって形成されてもよい。この場合、第１排水孔５１及び第２排水孔５２を通じて回路基板２０の下方に導かれた水は、重力によって下段面５４ａに導かれる。そして、下段面５４ａに集められた水を、重力によって開口部５４ｂを通じてケース１０の外部へ導き、排出することができる。

図１３に示すように、排水部５４は、ロワケース１２における平板部１２ａの端部に複数の爪部５６が形成されることによって設けられる複数のスリット部５５であってもよい。この場合、排水部５４は、平板部１２ａに対して傾斜していないが、電子機器１００が配置される位置によっては、電子機器１００自体が傾斜している場合もある。よって、傾斜面を形成せずに爪部５６とスリット部５５とを設けるだけで、電子機器１００自体の傾斜を利用して、第１排水孔５１及び第２排水孔５２を通じて回路基板２０の下方に導かれた水を、重力によってケース１０の外部へ導き、排出することができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

電子機器１００は、リテーナ４０が挿入されるコネクタ３０と、コネクタ３０が実装される回路基板２０と、コネクタ３０のリテーナ４０が挿入される開口部３２が外部に露出するように回路基板２０及びコネクタ３０を収容するケース１０と、電気が流れる通電部に臨むように設けられ、ケース１０の外部に水を排出するための排水機構５０と、を備える。

この構成では、電子機器１００は、回路基板２０の電気が流れる通電部に臨むように設けられ、ケース１０の外部に水を排出するための排水機構５０を備える。そのため、ケース１０の内部に水が浸入したとしても、回路基板２０の電気が流れる通電部の水は、排水機構５０を通じてケース１０の外部に排出される。したがって、リーク電流の発生を抑制すると共に、電子機器１００の大型化を抑制することができる。

また、排水機構５０は、コネクタ３０の下面を上下に貫通するように設けられ、コネクタ３０内に浸入した水を外部に排出する第１排水孔５１を有する。

この構成によれば、コネクタ３０の下面を上下に貫通する第１排水孔５１が設けられるので、コネクタ３０内に浸入した水を、重力によってコネクタ３０外に導き、排出することができる。したがって、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水がコネクタ３０の内部に滞留することを抑制できる。

また、コネクタ３０は、回路基板２０の上面に実装され、排水機構５０は、第１排水孔５１と上下方向に連通する位置にて回路基板２０を上下に貫通するように設けられる第２排水孔５２を有する。

この構成によれば、回路基板２０を上下に貫通する第２排水孔５２が設けられるので、第１排水孔５１を通じてコネクタ３０内から排出された水を、重力によって回路基板２０の下方へ導き、排出することができる。したがって、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水が回路基板２０上に滞留することを抑制することができる。

また、ケース１０は、回路基板２０の下側に位置するロワケース１２を有し、排水機構５０は、ロワケース１２に形成されて第２排水孔５２から排出された水をケース１０の外部に導くための排水部５４を有する。

この構成によれば、ロワケース１２に排水部５４が設けられるので、第１排水孔５１及び第２排水孔５２を通じて回路基板２０の下方に導かれた水を、重力によってケース１０の外部へ導き、排出することができる。したがって、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水がケース１０内に滞留することを抑制することができる。

また、排水部５４は、間欠的に開口するように設けられる複数のスリット部５５を有する。

この構成によれば、排水部５４が複数のスリット部５５を有し、排水部５４の開口面積が小さくなるので、外部から作業者の手指等が入らないようにできる。したがって、作業者がケース１０内の通電部に触れることを抑制することができる。

また、リテーナ４０は、コネクタ３０内に挿入されるリテーナ本体４１と、リテーナ本体４１内に配置され、ハーネス４５と接続される第１端子部４２と、コネクタ３０内に挿入された状態でコネクタ３０内のコネクタピン３３と接続される第２端子部４３と、を接触した状態で固定するカシメ部４４と、を有する。第１排水孔５１は、リテーナ４０の先端部とコネクタ３０の内面との間の突き合わせ面に連通する第１位置５８と、リテーナ本体４１とカシメ部４４との対向面に連通する第２位置５９と、の少なくともいずれか一方に開口するように設けられる。

この構成によれば、コネクタ３０内に水が浸入した場合に外部に排出されにくい第１位置５８と第２位置５９との少なくともいずれか一方に第１排水孔５１が開口するので、電子機器１００内で電気が流れる通電部に滞留する水を外部へ導き、排出することができる。したがって、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水が通電部の近傍に滞留することを抑制することができる。

また、コネクタ３０は、回路基板２０の外周縁に沿うように複数設けられ、排水機構５０は、隣り合う一対のコネクタ３０のコネクタピン３３が回路基板２０に電気的に接続される各々の接続部の間にて回路基板２０を上下に貫通するように設けられる第３排水孔５３を有する。

この構成によれば、接続部の間にて回路基板２０を上下に貫通する第３排水孔５３が設けられるので、回路基板２０上に滞留する水を、第３排水孔５３を通じて重力によって回路基板２０の下方へ導き、排出することができる。したがって、車両が水没状態から復帰した場合に、浸入した水が回路基板２０上に滞留することを抑制することができる。

本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態では、電子機器１００がバッテリ・マネジメント・システムである場合について説明した。しかしながら、電子機器１００は、車両に搭載されるものであれば、どのような電子機器であってもよい。

本願は、２０２２年１０月１９日に日本国特許庁に出願された特願２０２２－１６７６９１に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

車載用電子機器であって、
リテーナが挿入されるコネクタと、
前記コネクタが実装される回路基板と、
前記コネクタの前記リテーナが挿入される開口部が外部に露出するように前記回路基板及び前記コネクタを収容するケースと、
電気が流れる通電部に臨むように設けられ、前記ケースの外部に水を排出するための排水機構と、
を備え、
前記排水機構は、前記コネクタの下面を上下に貫通するように設けられ、前記コネクタ内に浸入した水を外部に排出する第１排水孔を有し、
前記リテーナは、
前記コネクタ内に挿入される本体部と、
前記本体部内に配置され、ハーネスと接続される第１端子部と、前記コネクタ内に挿入された状態で前記コネクタ内のコネクタピンと接続される第２端子部と、を接触した状態で固定するカシメ部と、
を有し、
前記第１排水孔は、前記リテーナの先端部と前記コネクタの内面との間の突き合わせ面に連通する第１位置と、前記本体部と前記カシメ部との対向面に連通する第２位置と、の少なくともいずれか一方に開口するように設けられる、
車載用電子機器。
請求項１に記載の車載用電子機器であって、
前記コネクタは、前記回路基板の上面に実装され、
前記排水機構は、前記第１排水孔と上下方向に連通する位置にて前記回路基板を上下に貫通するように設けられる第２排水孔を有する、
車載用電子機器。
請求項２に記載の車載用電子機器であって、
前記ケースは、前記回路基板の下側に位置するロワケースを有し、
前記排水機構は、前記ロワケースに形成されて前記第２排水孔から排出された水を前記ケースの外部に導くための排水部を有する、
車載用電子機器。
請求項３に記載の車載用電子機器であって、
前記排水部は、間欠的に開口するように設けられる複数のスリット部を有する、
車載用電子機器。
請求項１から４のいずれか一つに記載の車載用電子機器であって、
前記コネクタは、前記回路基板の外周縁に沿うように複数設けられ、
前記排水機構は、隣り合う一対の前記コネクタのコネクタピンが前記回路基板に電気的に接続される各々の接続部の間にて前記回路基板を上下に貫通するように設けられる第３排水孔を有する、
車載用電子機器。