(57)【要約】【課題】前記筐体内に入った不要の液体を残さず迅速に排出できる電子モジュールを提供する。【解決手段】リレー等の電子部品が装着される筐体を備える車両用の電子モジュールにおいて、前記筐体内の液体を排出する排出孔５２４を備えており、排出孔５２４は前記液体の表面張力に基づいて定められる所定寸法の周縁を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が装着される筐体を備える車両用の電子モジュールにおいて、
前記筐体内の液体を排出する排出孔を備えており、
前記排出孔は前記液体の表面張力に基づいて定められる所定寸法の周縁を有する電子モジュール。
【請求項２】
前記所定寸法は、少なくとも、前記液体の液滴の自重によって前記排出孔から前記筐体の外側に向けて作用する自重力と、表面張力によって前記液滴を前記排出孔の縁に引っ張る引張力とが均衡を保つ場合における前記排出孔の周縁の寸法より大きい請求項１に記載の電子モジュール。
【請求項３】
前記筐体が固定される固定対象との間隔を維持する脚部を備え、
前記脚部は、前記筐体と前記固定対象との対向方向において、前記液体及び前記筐体の接触角と、前記液体及び前記固定対象の接触角とに基づいて定められる寸法を有することを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の電子モジュール。
【請求項４】
前記筐体の底に、該底の内側面と交差するように突設された壁部を備え、
前記底の内側面は前記壁部によって複数の領域に画定されており、
各領域には少なくとも一つの排出孔が設けられている請求項１から３の何れか一つに記載の電子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は電子部品が装着された筐体を備える車両用の電子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両には、リレーのような電子部品が収容された電子モジュールが搭載されている。
【０００３】
特許文献１には、開閉可能な接点と、該接点の開閉を切り替える励磁コイルとを有するリレーを備え、該リレーの接点をバスバーと電気的に接続し、該バスバーに放熱機構を備えることで、バスバーを電流経路と放熱経路に兼用でき、リレーの放熱性を向上できる電源装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−７９０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、前記電子モジュールが搭載された車両が洪水又は事故に巻き込まれ、斯かる車両の電子モジュール内に水又は海水が流れ込む場合があり得る。このような場合、電子モジュール内の水又は海水を迅速に残さず排出する必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の電源装置では、装置内に入った不要の液体を排出することについて工夫されておらず、上述したような問題を解決することが出来ない。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子部品が装着される筐体を備える車両用の電子モジュールであって、前記筐体内に入った不要の液体を残さず迅速に排出できる電子モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の実施形態に係る電子モジュールは、電子部品が装着される筐体を備える車両用の電子モジュールにおいて、前記筐体内の液体を排出する排出孔を備えており、前記排出孔は前記液体の表面張力に基づいて定められる所定寸法の周縁を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、電子部品が装着された筐体を備える車両用の電子モジュールにおいて、前記筐体内に入った不要の液体を残さず迅速に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る電子モジュールを示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る電子モジュールの部分的分解図である。
【図３】本実施形態に係る電子モジュールを示す側面図である。
【図４】本実施形態に係る電子モジュールのロウアーケースを示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る電子モジュールにおいて排出孔の周縁の寸法を定める方法を説明する説明図である。
【図６】本実施形態に係る電子モジュールの脚部の高さを説明する為の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００１２】
（１）本開示の実施形態に係る電子モジュールは、電子部品が装着される筐体を備える車両用の電子モジュールにおいて、前記筐体内の液体を排出する排出孔を備えており、前記排出孔は前記液体の表面張力に基づいて定められる所定寸法の周縁を有する。
【００１３】
本実施形態にあっては、筐体内の液体を排出するための排出孔が、前記液体の表面張力に基づいて定められる所定寸法の周縁を有するので、斯かる液体が排出孔に膜を張ることがなく、筐体内の液体を残さず筐体の外に排出することができる。
【００１４】
（２）本開示の実施形態に係る電子モジュールは、前記所定寸法は、少なくとも、前記液体の液滴の自重によって前記排出孔から前記筐体の外側に向けて作用する自重力と、表面張力によって前記液滴を前記排出孔の縁に引っ張る引張力とが均衡を保つ場合における前記排出孔の周縁の寸法より大きい。
【００１５】
本実施形態にあっては、前記所定寸法は、液体の液滴の自重によって排出孔から筐体の外側に向けて作用する自重力と、表面張力によって液滴を排出孔の縁に引っ張る引張力とが均衡を保つ場合における斯かる排出孔の周縁の寸法より大きい。従って、前記引張力より前記自重力が大きくなり、液体が排出孔に膜を張ることがなくなる。
【００１６】
（３）本開示の実施形態に係る電子モジュールは、前記筐体が固定される固定対象との間隔を維持する脚部を備え、前記脚部は、前記筐体と前記固定対象との対向方向において、前記液体及び前記筐体の接触角と、前記液体及び前記固定対象の接触角とに基づいて定められる寸法を有する。
【００１７】
本実施形態にあっては、前記電子モジュールの本体が、液体及び筐体の接触角と、液体及び固定対象の接触角とに基づいて定められる寸法だけ、脚部によって固定対象から離れて設けられる。従って、排出孔にできる液滴と固定対象上の液滴とが接触して合体し、排出孔を介した液体の排出を妨げることを防止することができる。
【００１８】
（４）本開示の実施形態に係る電子モジュールは、前記筐体の底に、該底の内側面と交差するように突設された壁部を備え、前記底の内側面は前記壁部によって複数の領域に画定されており、各領域には少なくとも一つの排出孔が設けられている。
【００１９】
本実施形態にあっては、筐体の底の内側面に突設された壁部によって複数に画定された各領域には少なくとも一つの排出孔が設けられている。従って、各領域内の液体が残らず排出される。
【００２０】
[本発明の実施形態の詳細]
本開示の実施形態に係る電子モジュールを、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２１】
以下においては、電子部品として、例えばリレーを装着される車両用の電子モジュールを例として本実施形態を説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る電子モジュール１００を示す斜視図であり、図２は、本実施形態に係る電子モジュール１００の部分的分解図であり、図３は、本実施形態に係る電子モジュール１００を示す側面図である。電子モジュール１００は、例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）の電池パックＰ（固定対象）の外側に取り付けられる。電子モジュール１００は、例えば、リレー１０（電子部品）が装着される筐体５０を備える。リレー１０は、例えば、車両を走行させる状態でＯＮ状態に切り換えられ、車両を走行させない状態ではＯＦＦ状態に切り換えられる。
【００２３】
筐体５０は、樹脂からなり、ロウアーケース５２と、ロウアーケース５２を覆うアッパーケース５１とからなる。即ち、本実施形態に係る電子モジュール１００はロウアーケース５２の底板５２１が電池パックＰと対向するように取り付けられる。より詳しくは、アッパーケース５１には四隅に、有底筒状の脚部５１１がそれぞれ設けられており、各脚部５１１の底には貫通孔が形成されている。例えば、脚部５１１の前記貫通孔にネジを挿通させて電池パックＰに螺合させることによって、電子モジュール１００を電池パックＰに取り付けることができる。
【００２４】
この際、電子モジュール１００は、ロウアーケース５２の底板５２１が電池パックＰ（外側面）と対向しており、底板５２１と電池パックＰとの間には所定の間隔Ｇが維持されている。
【００２５】
以下、説明の便宜上、電子モジュール１００と電池パックＰとの対向方向において、電子モジュール１００側を上側とし、電池パックＰ側を下側とする。
【００２６】
図４は、本実施形態に係る電子モジュール１００のロウアーケース５２を示す斜視図である。
【００２７】
ロウアーケース５２の底板５２１は四隅を切り欠いた矩形の形状をなす。底板５２１の辺縁には、底板５２１の内側面５２５と交差する方向に外側側壁５２２が周設されている。外側側壁５２２がアッパーケース５１の内側に内嵌されることによって、ロウアーケース５２とアッパーケース５１とが結合される。
【００２８】
底板５２１において、外側側壁５２２よりも内側、即ち外側側壁５２２よりも底板５２１の中心側には、内側側壁５２３が底板５２１の内側面５２５と交差する方向に突設されている。外側側壁５２２又は内側側壁５２３の突出方向において、外側側壁５２２及び内側側壁５２３は等しい寸法である。
【００２９】
内側側壁５２３は、底板５２１の内側面５２５上に、連続的又は断続的に立設されている。連続的に立設された内側側壁５２３は前記対向方向視で閉曲線状をなしている。即ち、内側側壁５２３は底板５２１の内側面５２５を複数の領域に画定している。より詳しくは、電子モジュール１００内には、複数のバスバーが設けられており、内側側壁５２３は各バスバーを取り囲むように立設され、バスバー同士を絶縁している。
以下、内側面５２５において、このように、内側側壁５２３によって画定された領域を画定領域Ｚと言う。
【００３０】
一方、電子部品を装着した電子モジュールが搭載されたＥＶが洪水等に巻き込まれ、浸水の被害を受ける場合があり得る。このような場合は、迅速に電子モジュール内の水を排出する必要があるので、電子モジュールのロウアーケースには複数の排出孔が設けられている。
【００３１】
しかしながら、電子モジュールには上述したような絶縁機構（内側側壁５２３）が設けられていることから、排水が容易ではない。また、排水の過程で、電子モジュール内に残留する水が少なくなった場合は、水の表面張力によって排出孔に水膜が張られ、水が完全に排出できなくなる。
【００３２】
しかし、本実施形態に係る電子モジュール１００は、たとえ電子モジュール１００内に水等の液体が入ったとしても迅速に、且つ残らず排水できるように構成されている。以下、詳しく説明する。
【００３３】
本実施形態に係る電子モジュール１００は、ロウアーケース５２の底板５２１における複数箇所に排出孔５２４が設けられている。排出孔５２４は底板５２１を厚み方向に貫通する貫通孔である。
【００３４】
本実施形態に係る電子モジュール１００においては、各画定領域Ｚに、少なくとも１つの排出孔５２４が形成されている。また、各排出孔５２４は、その画定領域Ｚに係る内側側壁５２３の近傍に設けられている。
【００３５】
従って、内側側壁５２３によって画定された画定領域Ｚ内に溜まる水は、斯かる画定領域Ｚ内に設けられている排出孔５２４を介して排出されるので、画定領域Ｚに水が残留することを防止できる。
【００３６】
更に、表面張力、コアンダ効果等によって、水が内側側壁５２３付近に溜まり易いことに注目して、本実施形態に係る電子モジュール１００においては各排出孔５２４が内側側壁５２３の近傍に設けられている。これによって、より効果的に画定領域Ｚ内に残留する水を排出することができる。より望ましくは、排出孔５２４を各画定領域Ｚの隅に設ければ良い。
【００３７】
なお、図４においては、排出孔５２４が略矩形である場合を例示しているが、これに限定されるものでない。排出孔５２４は、例えば、円形であっても良く、三角形であっても良い。
【００３８】
本実施形態に係る電子モジュール１００における排出孔５２４は、電子モジュール１００内に入った液体の表面張力に基づいて定められる周縁の寸法を有する。以下、本実施形態に係る電子モジュール１００に係る排出孔５２４の周縁の寸法を定める方法について説明する。説明の便宜上、ロウアーケース５２が樹脂からなり、電池パックＰの外側がアルミニウムからなる場合であって、排出孔５２４が円形であり、電子モジュール１００内に海水が流れ込んだ場合を例として説明する。
【００３９】
図５は、本実施形態に係る電子モジュール１００において排出孔５２４の周縁の寸法を定める方法を説明する説明図である。図５Ａは、例えば、底板５２１に液滴が滴下され、球欠状に丸まった状態を示しており、排出孔５２４の周縁の寸法を定めるにおいて用いられるファクターを表す図である。また、図５Ｂは、排出孔５２４の外側縁に水膜が張られている状態を示す断面図である。
【００４０】
図５Ｂに示しているように、排出孔５２４の外側縁に水膜が張られている状態は、前記液体の液滴Ｌの自重によって排出孔５２４から筐体５０の外側に向けて液滴Ｌに作用する自重力Ｆ２と、表面張力によって液滴Ｌを排出孔５２４の縁に引っ張る引張力Ｆ１とが均衡を保っている。このような状態では、電子モジュール１００内に残留する液体が排出孔５２４を介して電子モジュール１００の外側に排出できない。従って、残留する液体を残さず電子モジュール１００の外側に排出させるためには、自重力Ｆ２を引張力Ｆ１より大きくする必要がある。
【００４１】
一方、自重力Ｆ２は液滴Ｌの自重（又は体積）によって定まり、引張力Ｆ１は排出孔５２４の径によって定まる。即ち、引張力Ｆ１及び自重力Ｆ２を式に表すと以下のようになる。
Ｆ１＝２πｙＴｃｏｓθ            ＜式１＞
Ｆ２＝ｍｇ＝ρＶｇ                ＜式２＞
ここで、ｙは、排出孔５２４の中心から縁までの距離、即ち、排出孔５２４の半径であり、Ｔは液滴Ｌの表面張力、θは、図５Ａに示すように、液滴Ｌと底板５２１の表面との接触角、ρは液滴Ｌの密度、ｍは液滴Ｌの重さ、Ｖは液滴Ｌの体積、ｇは重力加速度である。
【００４２】
また、図５Ａから「ｙ」及び「ｈ」（液滴Ｌの高さ）を以下のように表すことができる。
ｙ＝ｒｃｏｓ（９０−θ）          ＜式３＞
ｈ＝ｒ（１−ｓｉｎ（９０−θ））  ＜式４＞
ここで、ｒは液滴Ｌに係る球欠の中心から液滴Ｌの表面（縁）までの距離（以下、液滴Ｌの半径と言う）である。
【００４３】
そして、液滴Ｌの体積Ｖは、液滴Ｌが球欠状をなすことから、以下の関係式にて表すことができる。
Ｖ＝πｈ２（３ｒ−ｈ）／３        ＜式５＞
【００４４】
以上のことから、式３−式５を用いて、式１及び式２を、ｙ（排出孔５２４の半径）の関数として表現することができる。即ち、引張力Ｆ１及び自重力Ｆ２はｙによって変更可能であり、ｙを調整することによって、自重力Ｆ２を引張力Ｆ１より大きくすることが可能である。
【００４５】
実際に、Ｔ（液滴Ｌの表面張力）、ρ（液滴Ｌの密度）、ｇ（重力加速度）及びｙ（排出孔５２４の半径）は既知であり、θ（接触角）は実測可能であるので、ｒ（液滴Ｌの半径）及びｈ（液滴Ｌの高さ）の値を求めることができる。
【００４６】
排出孔５２４の外側縁の液滴Ｌ（図５Ｂ参照）が、底板５２１上の液滴（図５Ａ参照）と同様の形状を有すると仮定し、上述したように、ロウアーケース５２が樹脂からなり、液滴Ｌが海水である場合のｙの値を求める。
【００４７】
この際、Ｔは０．０７２７５ｋｇ・ｍｍ／ｓ２（２０℃）であり、ρは０．０００００１０３５ｋｇ／ｍｍ３であり、ｇは９８００ｍｍ／ｓ２であり、θは７０°であるとする。これらの値を式１−式５に代入してｈ及びｙを求めると、ｈは４．１５５ｍｍであり、ｙは５．９３４ｍｍである。
即ち、ロウアーケース５２が樹脂からなり、且つ、液滴Ｌが海水である場合においては、ｙは５．９３４ｍｍであるとき、引張力Ｆ１及び自重力Ｆ２が均衡を保つ。
【００４８】
そこで、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、排出孔５２４の周縁の寸法が、少なくとも上述の如く求められるｙより大きい値を用いて定められる。
例えば、本実施形態に係る電子モジュール１００の排出孔５２４の周縁の寸法は、上述のように求められたｙの値に、設計上の公差等を加味したｙ＊（ｙ＊＞ｙ）を用いて「２×π×ｙ＊」の式にて定められる。
【００４９】
これによって、引張力Ｆ１より自重力Ｆ２の方が大きくなり、液滴Ｌが排出孔５２４に膜を張ることを防ぐことができる。従って、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、電子モジュール１００（ロウアーケース５２）内に残留する不要な液滴を残さず電子モジュール１００の外側に極力排出することができる。
【００５０】
なお、以上では、電子モジュール１００において、ロウアーケース５２が樹脂からなり、電池パックＰの外側がアルミニウムからなり、且つ、海水が電子モジュール１００内に流れ込んだ場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ロウアーケース５２及び電池パックＰの材料と、液体の種類に応じて、Ｔ（液滴Ｌの表面張力）、ρ（液滴Ｌの密度）、ｈ（液滴Ｌの高さ）及びθ（接触角）を適宜選択することによって、本発明の課題を解決できる排出孔５２４の周縁の寸法を定めることができることは言うまでもない。
【００５１】
また、ロウアーケース５２の排出孔５２４の真下にも既に液滴の球欠が形成されている場合が想定される。このような場合において、排出孔５２４の外側縁に液滴Ｌが膜を張った場合は（図５参照）、液滴Ｌが真下の液滴と合体して大きくなるので、排出孔５２４を塞いで不要な液体の排出を妨げる。
【００５２】
本実施形態に係る電子モジュール１００においては、脚部５１１が前記対向方向にて特定の寸法を有するので、このような問題に対応できる。前記対向方向における脚部５１１の寸法は、前記液体及び筐体５０の接触角と、前記液体及び電池パックＰの接触角とに基づいて定められる。以下、前記対向方向における脚部５１１の寸法を脚部５１１の高さと言う。
【００５３】
図６は、本実施形態に係る電子モジュール１００の脚部５１１の高さを説明する為の説明図である。図６には、排出孔５２４の外側縁に液滴Ｌ１が膜を張っており、排出孔５２４の真下にも、電池パックＰの外側面に液滴Ｌ２の球欠が形成されている場合を示している。以下、図５及び図６を用いて、脚部５１１の高さを定める方法について説明する。なお、排出孔５２４は円形であり、液体は海水であって、排出孔５２４の外側縁の液滴Ｌ１は、底板５２１上の液滴（図５Ａ参照）と同様の形状を有すると仮定する。
【００５４】
前記対向方向において、液滴Ｌ１の高さｈ１及び液滴Ｌ２の高さｈ２は、前記液体及び筐体５０の接触角、又は、前記液体及び電池パックＰの接触角の関数としてそれぞれ表すことができる（式３及び式４参照）。従って、式３及び式４を用いて、液滴Ｌ１の高さｈ１及び液滴Ｌ２の高さｈ２を求めることができる。
【００５５】
即ち、ｙは既知であり、例えば、ロウアーケース５２のθ（接触角）が７０°であって、電池パックＰの外側のθ（接触角）が３５°であるとすると、式３及び式４を用いて、液滴Ｌ１の高さｈ１及び液滴Ｌ２の高さｈ２を算出することができる。
【００５６】
換言すれば、液滴Ｌが海水である場合においては、排出孔５２４の外側縁に、算出された値（高さｈ１）の球欠状の液滴Ｌ１が形成され、電池パックＰの外側面には算出された値（高さｈ２）の球欠状の液滴Ｌ２が形成される。
【００５７】
以上のことに鑑み、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、脚部５１１の高さを、以上のように算出された液滴Ｌ１の高さｈ１及び液滴Ｌ２の高さｈ２の和より大きくしている。即ち、本実施形態に係る電子モジュール１００は、ロウアーケース５２の底板５２１の外側面と、電池パックＰの外側面との間隔Ｇ（図３及び図６参照）が液滴Ｌ１の高さｈ１及び液滴Ｌ２の高さｈ２より広くなるように構成されている。
【００５８】
このような構成によって、本実施形態に係る電子モジュール１００においては、たとえ、排出孔５２４の外側縁に球欠状の液滴Ｌ１が形成され、液滴Ｌ１の真下にて、電池パックＰの外側面に球欠状の液滴Ｌ２が形成された場合（図６参照）でも、液滴Ｌ１及び液滴Ｌ２が接触することはない。従って、液滴Ｌ１及び液滴Ｌ２が合体して排出孔５２４を防ぐことを未然に防止できる。
【００５９】
本実施形態に係る電子モジュール１００においては、設計上の公差を勘案し、脚部５１１の高さを、排出孔５２４の外側縁の液滴Ｌ１の高さｈ１及び電池パックＰの外側面の液滴Ｌ２の高さｈ２より少し大きくしてある。脚部５１１の高さを過度に大きくした場合、電子モジュール１００のコンパクト化の妨げになるからである。
【００６０】
以上の記載においては、接触角θが測定値である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでない。液体の表面張力は、接触角θと反比例するので、液体の表面張力に基づいて接触角θを求め、求められた接触角θを用いて液滴Ｌの高さ「ｈ」を求めても良い。
【００６１】
即ち、Ｙｏｕｎｇの式は下記の式によって表示できる。
γs＝γi＋γlＣＯＳθ
ここで、γsは個体の表面表力（表面エネルギー）、γlは液体の表面張力、γiは固液界面張力である。従って、γs、γl、及びγiが既知であれば、θを求めることができる。換言すれば、脚部５１１の高さは、筐体５０及び電池パックＰの表面表力と、液体の表面張力とに基づいて定められ得る。
【００６２】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１０  リレー
５０  筐体
５１  アッパーケース
５２  ロウアーケース
１００  電子モジュール
５１１  脚部
５２１  底板
５２３  内側側壁（壁部）
５２４  排出孔
５２５  内側面
Ｐ  電池パック（固定対象）
Ｚ  画定領域
【図１】
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【図２】
2020132000.tif 000004
【図３】
2020132000.tif 000005
【図４】
2020132000.tif 000006
【図５】
2020132000.tif 000007
【図６】
2020132000.tif 000008