JP3829263B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
ロータリエンコーダ等の電子機器において機器内部に水や埃等が侵入すると、電子部品の故障を誘発することがある。特に、光電式ロータリエンコーダにおいては、侵入した水分や埃で光検出器の受光量が変動して検出感度が低下するようなことが発生する。
一方、ロータリエンコーダは取付基盤に形成された取付面を利用して固定部材に取付けられ、キャップ状のカバーの上方や側方から入出力用のケーブルが導出されるように構成されている。一般に、ケーブルがカバーの側方から導出されると、ケーブルを取付面に沿う方向にそのまま延長できるので外見上の曲折がなくなり配線がコンパクトで整然化される特長がある。
【０００２】
本発明は、例えばロータリエンコーダのような電子機器に係り、さらに詳しくはカバー内部を密封した封鎖構造に構成すると共に、ケーブルをカバーの上方及び側方から選択的に導出可能な電子機器に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
図１３は従来の電子機器の構成説明図である。
図１３において、３は本体、４は取付基盤、５はカバー、６１はシール筒、７はケーブル、８はプリント基板、４０はＯリングである。４４は取付基盤４の外周に形成された環状溝である。環状溝４４にはＯリング４０が介装されて、取付基盤４の外周に開口部を嵌め合せたカバー５の内周面が圧接されている。また、ケーブル７はシール筒６１を介してカバー５の導出口５ｆから引出され、カバー５の内部を気密にシールして封鎖構造が構成されている。
【０００４】
図１４は従来の電子機器の別の構成を示す断面図である。
図１４において、１はロータリエンコーダ、２は回転シャフト、４は取付基盤である。４ａは取付基盤４の取付面、５ｆはカバー５に設けた導出口である。取付基盤４とカバー５には共に金属材が用いられ、導出口５ｆは円形でカバー５の側面の途中に設けられている。７はケーブル、８はプリント基板、９はスリット円板、６２はブッシングである。ブッシング６２は、導出口５ｆの隙間を埋めてケーブル７を固定する。Ｆは取付板等の固定面である。
【０００５】
図１４のような構成のロータリエンコーダ１は、取付基盤４の取付面４ａを利用して固定面Ｆに取付けられる。また、ケーブル７は取付基盤４の軸方向に配置されて接続端のケーブル被覆が剥がされ、露出した複数の導線がプリント基板８上の所定の位置に接続されている。そして、ケーブル７はカバー５の内部で一旦直角方向に折り曲げられて、導出口５ｆに介装されたブッシング６２に挿通されてカバー５の途中から側方に引き出されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のカバー５の封鎖構造は図１３のように、環状溝４４に介装されたＯリング４０をカバー５の内周で圧接して内部をシールするようになっていた。したがって、カバー５の開口部の内面を圧接させることにより、Ｏリング４０を全周に亘って押し潰すことが必要になる。このため、カバー５に一定以上の製作精度と堅牢性が要求され、図示のように板厚が厚く歪み等が発生しない堅い材質の金属材を用いて開口部５ｂの内径を或る誤差範囲内に作らなければならない。カバー５に厚い板厚の金属板を用いると、重量が重くなるばかりか材料費や加工費が嵩むという不都合があった。
【０００７】
特に、ロータリエンコーダのような電子機器の場合は、機械的な摩擦や電子部品の発熱に基づいて使用時と不使用時に内部空気が膨脹と収縮を繰返すことになる。空気の膨脹と収縮でカバー５の内外に空気を吸・排気する呼吸作用が働き、Ｏリング４０とシール筒６１の回りの気密性の弱い部分から塵や水或いは油をカバー５の内部に吸込むことがある。光電式ロータリエンコーダにおいて水等がカバー５の内部に吸い込まれると、受光量が変動して検出感度が低下したり故障原因になることもあった。
【０００８】
一方、図１４に示された従来の電子機器は、ブッシング６２を介してカバー５の側面の途中に設けられた導出口５ｆから側方に導出されるようになっていた。この為、ケーブル７の固定機能を有するブッシング６２が必要になるばかりか、その取付構造に伴ってカバー５の高さが高くなり製品の小形化を妨げる一要因になっていた。また、ケーブル７を折曲げながらブッシング６２から側方に引出す導出作業が面倒で、組み立てにくい等の問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記した２つの従来の電子機器の問題点を解消するためになされたもので、カバーの精度や堅牢性が不要で樹脂材等の利用を可能としてコストを下げると共に、呼吸作用で塵や水の侵入に伴う影響を構造的に無関係にしたものである。また、ケーブルの導出方向を任意に選択できて組立てが容易で作業性が良く、しかも製作費が安価でコンパクトな電子機器を実現することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、取付基盤に開口部側を嵌装して電子部品の収容室を覆うキャップ状のカバーを備え、該カバーの壁面に貫設された導出口から前記電子部品に接続されたケーブルを導出する電子機器において、カバーと、カバーとほぼ同形でやや小型なシール機能を有する弾性材で形成したインナーカバーとからなる２重構造のカバーを形成し、インナーカバーとカバーとの隙間に気室を形成し、インナーカバーは、カバーの内周面に接触する包囲部と、該包囲部に伸縮部を介して連設されてカバーの導出口内でケーブルを包持して挿通される導出部とを形成し、伸縮部は、弛緩状態になって断面半円形に形成した電子機器を構成したものである。
【００１１】
また、本発明は、カバーの天面にケーブルを側方に誘導して導出する分割型の導出筒を形成した電子機器を構成したものである。
また、導出筒の内周面にケーブルを押圧する突起を設けた電子機器を構成したものである。
また、導出口を半長円孔に形成した電子機器を構成したものである。
また、導出筒を固定と可動の２つの導出片で構成し、可動の導出片の一端を前記天面にヒンジで起伏可能に連結すると共に、該可動の導出片の伏臥状態をロックするロック手段を設けた電子機器を構成したものである。
また、カバーの天面に可動の導出片の伏臥状態を対向する係止爪で両側から保持するロック機構を設けた電子機器を構成したものである。
また、ロック手段に２分割型の導出筒の先端に螺合するナットを用いた電子機器を構成したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
以下、この発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
図１はこの発明の実施形態１の構成説明図で、従来装置と同様に電子機器としてロータリエンコーダに適用した場合が例示されている。この実施形態１の従来装置と対応する部材には同じ符号が付されていて、やや詳しい図面を示して次に詳述する。
【００１４】
図１において、１はロータリエンコーダ、２は回転シャフトである。回転シャフト２には被検回転体が接続され、この被検回転体の回転角や回転数がロータリエンコーダ１に入力される。３は本体、４は取付基盤、５は有蓋円筒形でキャップ状のカバーである。取付基盤４とカバー５は固定ネジ５ｅにより嵌合部が結合されて、内部に電子部品類を収容する本体３が構成されている。７は入出力導線を纏めたケーブル、８はプリント基板である。
【００１５】
取付基盤４にはアルミニウムのようなやや肉厚の金属円板が用いられ、軸心に回転シャフト２が液密に軸受けされている。取付基盤４の外径は大径４１，中径４２，小径４３の３段階構造に形成され、中径４２と小径４３の間の外周に図１３と類似した環状溝４４が穿設されている。また、取付基盤４の内部側の側面には、複数のスタッド８１を介してプリント基板８が取り付けられている。図示されていないが、プリント基板８には、投・受光素子等の電子部品が実装されている。この外、回転シャフト２の先端には、投光素子の投射した光が透過するスリット円板も取付けられている。
【００１６】
１０はインナーカバーである。インナーカバー１０の材質には、樹脂のように耐油性と成型性に富み、弾性を備えて溝や壁面等に密着し易い軟質ゴム材が適する。インナーカバー１０は図示のように、カバー５より幾分小さいほぼ類似構造に成型されている。１１はインナーカバー１０の包囲部、１２と１３は前記シール筒６１とＯリング４０に対応して気密機能を果す導出部と挟着部で、これらは包囲部１１と一体に成型されている。１５は気室で、包囲部１１の外周面に沿う僅かな隙間で構成されている。
【００１７】
このような構成の本発明のロータリエンコーダ１は、次のようにして組立てられる。図２に示されたように、予め、取付基盤４にプリント基板８が取付けられて、プリント基板８に実装された電子部品にはケーブル７の入出力導線が接続される。そして、ケーブル７が、インナカバー１０の導出部１２に挿通される。次に、インナカバー１０をケーブル７に沿って取付基盤４に接近させてから、開口部を幾分広げて挟着部１３を環状溝４４に嵌め合わせる。挟着部１３が環状溝４４に嵌合すると挟着面が溝底に圧着すると共に、包囲部１１の開口端側の内周面も小径４３の外周に密着する。
【００１８】
ほぼ同じ要領で、カバー５の導出口５ｆにケーブル７を通して、インナカバー１０の上に被せて開口端を取付基盤４の中径４２に嵌め込む。そして、開口端付近に設けられた複数の孔に固定ネジ５ｅを螺入して、ロータリエンコーダ１の組付けが終了する。組付け状態では、軟質ゴムのインナカバー１０の挟着部１３が環状溝４４に嵌合し、一体構造の導出部１２がケーブル７の外周と導出口５ｆとの隙間に介装されている。この結果、間に気室１５を設けたカバー５とインナカバー１０からなる２重構成のカバーにより、プリント基板８を配置したロータリエンコーダ１の内部空間が密封状態に包囲される。
【００１９】
このような構成のロータリエンコーダ１は、例えばコンベアシステムの現場内に設置されて前記のように回転シャフト２が被検回転体に連結される。
そして、コンベアシステムの運転が開始されると、ロータリエンコーダ１の回転シャフト２が被検回転体の回転に対応して回転して回転角等の検出動作が開始する。このロータリエンコーダ１の検出動作の開始で、軸受けや電子部品が発熱してカバー５の内部の空気の体積が膨脹する。カバー５内の空気が体積膨脹すると、弾性体から成るインナーカバー１０も膨脹して気室１５内の空気がカバー５の固定部の隙間等を通して外部空間に排出される。
【００２０】
また、コンベアシステムの稼動が停止されると、逆にカバー５内の空気が冷却されて体積が減少する。そして、インナーカバー１０がこれに追随して収縮し、今度は外部の空気が前記の隙間を介して気室１５内に吸い込まれる。このように電子部品の発熱と冷却に伴うカバー５内の温度変化に基づいて、インナーカバー１０の同期的な排気と吸気による呼吸作用が働く。この場合の呼吸作用は全てインナーカバー１０の柔軟性による膨脹と収縮で吸収され、その動作はカバー５とインナーカバー１０との間に形成された気室１５内で行われる。したがって、呼吸作用の吸気時にたとえ塵や水或いは油等が吸い込まれても、吸い込まれた塵や水等はインナーカバー１０で遮断される。
【００２１】
この結果、内部に収容されたプリント基板８上の電子部品類に、悪影響を与えるようなことが防止される。また、シール機能は全てインナーカバー１０が司どるので、その外側に設けられたカバー５には堅牢性や製作精度は原理的に不要になる。よって、本発明によればカバー５に軽くて製作が容易な合成樹脂材を用いることが可能になり、軽量で製作コストが安価で、しかも故障率が低い電子機器を提供できる利点がある。
【００２２】
実施形態２．
図３はこの発明の実施形態２の構成を示す断面図、図４はインナカバーの断面図、図５は斜視図である。
図３〜図５において、ロータリエンコーダ１や回転シャフト２等には前記と同じ符号が付されたいる。特に、ここではやや軟質のインナカバー１０に、構造的な改良が加えられて所定の形状に成型されている。
【００２３】
実施形態２のインナーカバー１０には、薄肉に作られた伸縮部１４が形成されている。この伸縮部１４は導出部１２の周りに設けられて、導出部１２を包囲部１１に対して曲折自在に連設する。また、１５は伸縮部１４と包囲部１１との間の狭い隙間に連通した気室で、導出部１２が図４と図５に示されたように上方に突出しているときは、伸縮部１４が弛緩状態になって図示のように半円形に形成される。この実施形態２の場合も前述とほぼ同じ動作で組立てられて、ケーブル７が屈曲することなく回転シャフト２の軸方向に沿ってカバー５の上方に導出される。
【００２４】
実施形態３．
図６はこの発明の実施形態３の構成を示す断面図、図７は図６のカバーの構成を示す斜視図、図８は図６の要部の構成を示す断面説明図である。
図６乃至図８において、インナカバー１０には実施形態２のときと同じ構造のものが用いられている。５ａはカバー５の円筒部、５ｂは開口部、５ｃは天面、５ｄは固定ネジ５ｅを挿入する複数の孔である（図１０も参照）。５０はカバー５の導出筒で、天面５ｃの一部に一体成型されている。導出筒５０は上下２分割型に作られ、固定と可動の導出片５１と５２とよりなる。可動側の導出片５２はヒンジ５３を介して天面５ｃに連結され、このヒンジ５３を支点に起伏可能に構成されている。
【００２５】
５４と５５は導出片５１と５２に形成された半円形の円弧溝、５６は可動の導出片５２をロックするためのロック機構、５７は円弧溝５４内に形成された突起である。また、５６ａはロック機構５６を構成する一対の係止脈、５６ｂは係止脈５６ａの各係止爪である。一対の係止脈５６ａは円弧溝５４を挟んで両側に設けられて、係止爪５６ｂは導出片５２の両側の係合端５２ａに対向している。特に、導出口５ｆは、円弧溝５４に沿う方向がやや長い長円形に穿設されている。４ａは取付基盤４の取付面、４ｂは取付面４ａに穿設された複数のネジ孔、Ｆは取付板等の固定面で図１４と同じ符号が付されている。
【００２６】
このような構成の実施形態３のロータリエンコーダ１は、前述と同様動作でインナカバー１０の挟着部１３を取付基盤４の環状溝４４に嵌合させてからカバー５がその上に嵌め込まれる。そして、嵌め込まれたカバー５を固定ネジ５ｅで取付基盤４に固定して、ロータリエンコーダ１が組付けられる。その後、導出口５ｆから引き出されたケーブル７の根元の近くを、ほぼ直角に折曲げて固定側の導出片５１の円弧溝５４に添わせる。
【００２７】
ケーブル７を折曲げたままの状態を保持して、図７と図９のように上向きに起こされた導出片５２をヒンジ５３を支点に反時計方向に起しながら反対側に押し倒す。倒された導出片５２が幾分変形しながら両側の係止脈５６ａを押し拡げて係止爪５６ｂの位置を越えると、左右の係合端５２ａと係止爪５６ｂが係合して可動の導出片５２がロックされる。そして、図８と図１０に示されたように、可動と固定の導出片５１と５２同志が円筒形に結合される。
【００２８】
２分割型の導出筒５０を備えたカバー５を利用する実施形態３によれば、導出されるケーブル７の方向付けが内部的に行われて屈曲部がカバーされて見栄えが良い。また、ケーブル７が導出筒５０によって固定と同時に、自動的に本体３の側方に導出される。しかも、導出されたケーブル７は固定面Ｆに沿う方向にそのまま延長でき、配線が整然となってコンパクトに処理される。図１４の従来装置のようなブッシング６２が省略されるので、構成も簡単でカバー５の高さが低く押さえられてコンパクトに構成できる。
【００２９】
実施形態４．
図１１は、この発明の実施形態４の構成を示す斜視図である。
実施形態４の導出筒５０は円筒部の先端が２分割されて、可動の導出片５２が側面に設けられたヒンジ５３で開閉可能に連結されている。５６ｃは係止爪、５６ｄは係合孔で、これらの係止爪５６ｃと係合孔５６ｄによりロック機構５６が構成されている。導出口５ｆから引き出されインナカバー１０に挿通されたケーブル７が、可動の導出片５２でバンド状に押圧されてロック機構５６によりロックされて導出される。実施形態４の構成によれば、導出されるケーブル７のロックが確実にできる特徴がある。
【００３０】
実施形態５．
図１２はこの発明の実施形態５の構成を示す側面図である。
図１２において、５８は導出筒５０の先端に設けられた雄ネジ、５９はナットである。ナット５９の外周には、滑り止め用の粗面が形成されている。実施形態４では、ケーブル７の配線前にナット５９が嵌められる。そして、前述に倣って導出片５２をヒンジ５３を支点に引き倒してから、雄ネジ５８にナット５９を螺合すればケーブル７が側方に導出される。実施形態４ではネジを利用するので、結合が確実になる。雌雄のネジにテーパーを付したテーパーネジを採用すれば、ナット５９の螺入の深さに対応してケーブル７の導出部における結合度が増してロックと防塵の両機能が強化される。
【００３１】
なお、上述の本発明の実施形態２以降ではインナーカバーの伸縮部が半円形になって大きく弛緩した場合を図示して説明したが、伸縮率の大きい材質を用いることによりインナーカバーの平常状態における弛緩形状を小さくするように構成することもできる。また、本発明はロータリエンコーダ以外の他の電子機器にも適用することもでき、カバーやインナーカバーの材質や形状も必ずしも実施形態に限定するものではない。
【００３２】
また、円筒形のカバーを示して導出筒を一体構造にした場合で説明したが、角筒形のカバーでもよく、可動の導出片を分離形にして結合させる構造にしてもよい。さらに、ケーブルを押圧する突起が角柱のものを図示したが、楔型や円弧状或いは鋸歯状等に構成することもでき、ロック機構や導出筒の形状等も必ずしも実施形態に限定するものではない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、取付基盤に開口部側を嵌装して電子部品の収容室を覆うキャップ状のカバーを備え、該カバーの壁面に貫設された導出口から前記電子部品に接続されたケーブルを導出する電子機器において、カバーと、カバーとほぼ同形でやや小型なシール機能を有する弾性材で形成したインナーカバーとからなる２重構造のカバーを形成し、インナーカバーとカバーとの隙間に気室を形成し、インナーカバーは、カバーの内周面に接触する包囲部と、該包囲部に伸縮部を介して連設されてカバーの導出口内でケーブルを包持して挿通される導出部とを形成し、伸縮部は、弛緩状態になって断面半円形に形成した電子機器を構成した。
【００３４】
この結果、従来のようにカバーの開口部の内面を圧接させて、Ｏリングを全周に亘って押し潰すようなことが不要になる。また、カバーの製作精度や堅牢性も不必要で、軽い材質を用いて寸法をややラフに作ることも可能になる。また、ロータリエンコーダのような電子機器で呼吸作用が働いて塵や水或いは油を内部に吸い込んでも、受光量が変動して検出感度が低下したり故障原因になるようなことが発生しない。よって、本発明によれば、カバーの精度や堅牢性が不要で樹脂材等の利用を可能としてコストを下げると共に、吸気作用で塵や水の浸入に伴う影響を構造的に無関係にした電子機器を提供することができる。
また、ケーブルの導出方向を任意に選択できて、電子機器の設置現場に適した配線を容易に行うことができる。
【００３５】
また、本発明は、取付基盤に開口部側を嵌装して電子部品の収容室を覆うキャップ状のカバーを備え、カバーの壁面に貫設された導出口から電子部品に接続されたケーブルを導出する電子機器において、カバーの天面にケーブルを側方に誘導して導出する分割型の導出筒を形成した電子機器を構成した。
また、導出筒の内周面にケーブルを押圧する突起を設けた電子機器を構成した。
また、導出口を半長円孔に形成した電子機器を構成した。
また、導出筒を固定と可動の２つの導出片で構成し、可動の導出片の一端を天面にヒンジで起伏可能に連結すると共に、可動の導出片の伏臥状態をロックするロック手段を設けた電子機器を構成した。
また、カバーの天面に可動の導出片の伏臥状態を対向する係止爪で両側から保持するロック機構を設けた電子機器を構成した。
また、ロック手段に２分割型の導出筒の先端に螺合するナットを用いた電子機器を構成した。
【００３６】
この結果、従来のようなブッシングが不必要で、部品点数を少なくすることができる。また、折曲げたケーブルを円弧溝に添わせて導出筒を封鎖すれば、自動的にケーブルを側方に固定して導出することができる。このように、本発明によれば、ケーブルをブッシングを介してカバーの途中の導出口から導出した従来装置のような構造を改良して、カバーの天面に設けた導出筒から直接ケーブルを導出して固定するようにしたので、カバーの高さが低くなり製品の小形化を実現することもできる。さらに、合成樹脂製のカバーを用いることができるので、装置が軽く且つ小型でしかも多量生産向きになって製作費が一層廉価になる。よって、本発明によれば、組立てが容易で作業性が高く、しかも製作費が安価なケーブルの導出構造を提供することができる。
【００３８】
よって、本発明によれば、製作費が安価で故障の発生率が低く、しかも配線処理が容易で小形化される電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施形態１の動作を示す分解斜視図である。
【図３】この発明の実施形態２の構成を示す断面図である。
【図４】この発明の実施形態２のインナカバーの構成を示す断面図である。
【図５】この発明の実施形態２のインナカバーの構成を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施形態３の構成を示す断面図である。
【図７】図６のカバーの構成を示す斜視図である。
【図８】図６の要部の構成を示す断面説明図である。
【図９】この発明の実施形態３の動作を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施形態３の動作を示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施形態４の構成を示す側面図である。
【図１２】この発明の実施形態５の構成を示す斜視図である。
【図１３】従来の電子機器の構成を示す断面図である。
【図１４】従来の電子機器の別の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ロータリエンコーダ、
２ 回転シャフト、
３ 本体、
４ 取付基盤、
４ａ 取付面、
４ｂ ネジ孔、
４ｃ 軸受け、
５ カバー、
５ａ 円筒部、
５ｂ 開口部、
５ｃ 天面、
５ｄ 孔、
５ｅ 固定ネジ、
５ｆ 導出口、
７ ケーブル、
８ プリント基板、
９ スリット円板、
１０ インナーカバー、
１１ 包囲部、
１２ 導出部、
１３ 挟着部、
１４ 伸縮部、
１５ 気室、
４０ Ｏリング、
４１ 大径、
４２ 中径、
４３ 小径、
４４ 環状溝、
５０ 導出筒、
５１，５２ 固定と可動の導出片、
５２ａ 係合端、
５３ ヒンジ、
５４，５５ 円弧溝、
５６ ロック機構、
５６ａ 係止脈、
５６ｂ 係止爪、
５６ｃ 係止爪、
５６ｄ 係合孔、
５７ 突起、
５８ 雄ネジ、
５９ ナット、
６１ シール筒、
６２ ブッシング、
８１ スタッド、
Ｆ 固定面。

Claims (7)

1. 取付基盤に開口部側を嵌装して電子部品の収容室を覆うキャップ状のカバーを備え、該カバーの壁面に貫設された導出口から前記電子部品に接続されたケーブルを導出する電子機器において、
   前記カバーと、前記カバーとほぼ同形でやや小型なシール機能を有する弾性材で形成したインナーカバーとからなる２重構造のカバーを形成し、
   前記インナーカバーと前記カバーとの隙間に気室を形成し、
   前記インナーカバーは、前記カバーの内周面に接触する包囲部と、該包囲部に伸縮部を介して連設されて前記カバーの導出口内でケーブルを包持して挿通される導出部とを形成し、
   前記伸縮部は、弛緩状態になって断面半円形に形成したことを特徴とする電子機器。
2. 前記カバーの天面にケーブルを側方に誘導して導出する分割型の導出筒を形成したことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記導出筒の内周面にケーブルを押圧する突起を設けたことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記導出口を半長円孔に形成したことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
5. 前記導出筒を固定と可動の２つの導出片で構成し、可動の導出片の一端を前記天面にヒンジで起伏可能に連結すると共に、該可動の導出片の伏臥状態をロックするロック手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
6. 前記カバーの天面に可動の導出片の伏臥状態を対向する係止爪で両側から保持するロック機構を設けたことを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
7. 前記ロック手段に２分割型の導出筒の先端に螺合するナットを用いたことを特徴とする請求項５に記載の電子機器。

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