JP4703603B2 - 基板ケース及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、産業ロボットや工作機械等の制御装置及び該制御装置の電気部品を実装する基板を格納する基板ケースに関するものであり、特に、操作パネル部に組み込み設置されるインターフェース基板ケースに関する。

従来、出力用プリント基板を、ケースに設けられたガイド溝に沿って挿入し固定するプリント基板の固定方法であって、前記プリント基板には、挿入方向に対して後部の左右に該プリント基板の厚さの儘の突部を形成し、前記ケースには前記ガイド溝の入口に前記プリント基板の突部が挿入可能な凹部を設けると共に、該凹部の上下に２個の突起を対向して設け、該２個の突起の間の間隔を前記プリント基板の厚さより狭く形成し、プリント基板を挿入するときは前記突起を押し潰しながら挿入することにより、プリント基板の組み付けを簡略化したプリント基板の固定方法がある（例えば、特許文献１参照）。

また、基板を収納する開口部を有するケース本体と、前記開口部に先端に溝を形成した杭状の支柱を対向配置して成り前記支柱の弾力性を利用して前記基板を挿入して取り付けるようにし、基板のケースからの取り出しと、基板をケースに収納することをそれぞれ容易にできるようにした基板取付構造がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２１７５７２号公報 特開２００３−２１８５５５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の技術によれば、プリント基板には、挿入方向に対して後部の左右に該プリント基板の厚さの儘の突部を形成し、ケースには、ガイド溝の入口に前記プリント基板の突部が挿入可能な凹部を設けると共に、該凹部の上下に２個の突起を対向して設け、該２個の突起の間の間隔を前記プリント基板の厚さより狭く形成し、プリント基板を挿入するときは前記突起を押し潰しながら挿入しているので、突起が摩耗又は塑性変形し易く、プリント基板保持の信頼性が低い。信頼性を高めるため、ねじによりプリント基板をケースに本固定している。そのため、プリント基板の着脱に工具を必要とし、組立・分解性が悪い、という問題があった。

また、上記特許文献２に記載された従来の技術によれば、基板を収納する開口部を有するケース本体と、前記開口部に先端に溝を形成した杭状の支柱を対向配置して成り前記支柱の弾力性を利用して前記基板を挿入して取り付けるようにしているので、杭状の支柱が折れ易く耐久性が低い、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、組立・分解性に優れ、耐久性の高い基板ケース、基板及び制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、弾性変形可能な筒状の基板格納部を備え、該基板格納部の挿入口から基板を挿入して保持する基板ケースであって、前記筒状の基板格納部が、対向する両板部に形成され、前記基板の両側縁部を嵌合して該基板の挿入をガイドし、挿入された基板を保持する一対のガイド部と、両端部が前記板部に接続され、中間部が前記板部と分離され、板厚が前記板部の板厚より薄く形成され、対向距離が、前記両板部の対向距離よりも大きく前記両板部に直交する両板部の対向距離よりも小さくされ、前記挿入された基板を抜け止めするように前記ガイド部の挿入口側に設けられ、前記筒状の基板格納部を前記一対のガイド部間を結ぶ線と略直交する方向に外側から内側へ押圧することにより外側へ撓み、抜け止めを解除する両撓み板部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、組立・分解性に優れ、耐久性の高い基板ケースが得られる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる基板ケース及び制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明にかかる基板ケースの実施の形態の一部を示す後方斜視図であり、図２は、実施の形態の基板ケースの一部を示す背面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図４は、電気部品を実装した基板の後方斜視図であり、図５は、電気部品を実装した基板の上面図であり、図６は、基板を装着した基板ケースの横断面図である。

図１〜図６に示すように、実施の形態の基板ケース１０は、矩形の前面パネル部１１と、前面パネル部１１の外周部を囲むように形成された矩形の枠部１２と、枠部１２の四隅に形成され取付ねじ孔１２ｂを有するフランジ部１２ａと、前面パネル部１１の背面から後方に延びる四角筒状の基板格納部１３と、を備えて成る。

実施の形態の基板ケース１０は、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）とポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）を混合した弾性を有する樹脂により射出成型されている。本発明の基板ケースの素材は、弾性を有するものであれば、特に限定されるものではない。

四角筒状の基板格納部１３は、後述の基板２１の両側縁部２１ａ、２１ａを保持する両側板部１３ａ、１３ａと、天板部１３ｂと、底板部１３ｃと、両側板部１３ａ、１３ａの後方（基板格納部１３の挿入口１３ｈ側）に設けられた両撓み板部１３ｄ、１３ｄと、を備えて成る。

両側板部１３ａ、１３ａには、基板２１の両側縁部２１ａ、２１ａが嵌合され、基板２１の挿入をガイドし、挿入された基板２１を保持する一対のガイドスリット（ガイド部）１３ｅ、１３ｅが、前後方向に形成されている。両撓み板部１３ｄ、１３ｄは、両ガイドスリット１３ｅ、１３ｅの挿入口側に設けられている。

両撓み板部１３ｄ、１３ｄの対向距離は、両側板部１３ａ、１３ａの対向距離より大きく（撓み板部１３ｄ、１３ｄが、側板部１３ａ、１３ａより外方に設けられている。）、基板２１の横幅と略同じとなっており、また、天板部１３ｂと底板部１３ｃ（両側板部１３ａ、１３ａに直交する両板部）の対向距離よりも小さく形成されている。よって、一対のガイドスリット１３ｅ、１３ｅが形成された両側板部１３ａ、１３ａの対向距離も、天板部１３ｂと底板部１３ｃ（両側板部１３ａ、１３ａに直交する両板部）の対向距離よりも小さく形成されている。

撓み板部１３ｄ、１３ｄは、その上下端部で側板部１３ａ、１３ａに接続され、中間部は、縦スリット１３ｆ、１３ｆにより側板部１３ａ、１３ａと分離されている。撓み板部１３ｄ、１３ｄの板厚は、側板部１３ａ、１３ａの板厚より薄く形成されている。

天板部１３ｂと底板部１３ｃ（両側板部１３ａ、１３ａに直交する両板部）の対向距離が、両側板部１３ａ、１３ａ同士の対向距離より大きく、両撓み板部１３ｄ、１３ｄが、両側板部１３ａ、１３ａより外方に設けられ、両撓み板部１３ｄ、１３ｄの中間部が側板部１３ａ、１３ａと分離され、さらに、両撓み板部１３ｄ、１３ｄの板厚が両側板部１３ａ、１３ａの板厚より薄くなっているので、両撓み板部１３ｄ、１３ｄは、外側へ撓み易くなっている。前面パネル部１１には、外部からのコネクタを通す開口部１１ａ、１１ｂが形成されている。

矩形に形成された基板２１上には、基板２１の前側に実装され外部のユーザ側コンピュータに接続されるＵＳＢコネクタ２２（電気部品）と、制御装置の内部データ保存用にバックアップ電源を供給するバッテリコネクタ２３（電気部品）と、基板２１の後側に実装され内部の制御部に接続されるＵＳＢ端子・バッテリ端子共通コネクタ２４（電気部品）と、アース端子２５（電気部品）と、が実装されている。

基板２１の両側縁部２１ａ、２１ａの後縁部２１ｂ寄りには、基板ケース１０の基板格納部１３の両撓み板部１３ｄ、１３ｄへの係止部となる、両突起部２１ｃ、２１ｃが形成されている。突起部２１ｃ、２１ｃの先端は、基板２１の側縁部２１ａ、２１ａから０．８ｍｍ程度張り出している。

両突起部２１ｃ、２１ｃの前側は、テーパ部２１ｄ、２１ｄとされている。テーパ部２１ｄ、２１ｄは、基板２１が基板格納部１３に挿入されるときに、両撓み板部１３ｄ、１３ｄを外側へ押し広げる。突起部２１ｃ、２１ｃの付け根部は、加工上の都合から切り欠き部２１ｅ、２１ｅが形成されている。

次に、基板ケース１０への基板２１の着脱方法を説明する。基板ケース１０へ基板２１を装着するときは、四角筒状の基板格納部１３の天板部１３ｂの中央部と底板部１３ｃの中央部とを外側から指で抓み、基板格納部１３を上下から押し潰すように押圧する（すなわち、筒状の基板格納部１３を、一対のガイドスリット１３ｅ、１３ｅ間を結ぶ線と略直交する方向に外側から内側へ押圧する。）。天板部１３ｂの中央部は下方（内側）へ撓み、底板部１３ｃの中央部は上方（内側）へ撓む。

天板部１３ｂ及び底板部１３ｃの内側への撓み変形により、側板部１３ａ、１３ａ及び撓み板部１３ｄ、１３ｄに外側への曲げモーメントが働き、側板部１３ａ、１３ａ及び撓み板部１３ｄ、１３ｄの中央部が外側へ撓み、撓み板部１３ｄ、１３ｄの対向距離が基板２１の突起部２１ｃ、２１ｃの先端部間の距離より大きくなる。

この状態で、基板２１を基板格納部１３へ挿入し、基板２１の側縁部２１ａ、２１ａを側板部１３ａ、１３ａのガイドスリット１３ｅ、１３ｅに嵌合させ、基板２１の前縁部２１ｆを基板ケース１０の前面パネル部１１に当接させる。

この状態で、基板２１の両突起部２１ｃ、２１ｃが、ガイドスリット１３ｅ、１３ｅに嵌合するので、基板格納部１３への押圧力を緩めれば、側板部１３ａ、１３ａ及び撓み板部１３ｄ、１３ｄの外側への撓みが解消され、突起部２１ｃ、２１ｃの後側が、撓み板部１３ｄ、１３ｄの前端部に係止される。

以上のようにして、基板２１は、ガイドスリット１３ｅ、１３ｅ、前面パネル部１１及び撓み板部１３ｄ、１３ｄにより保持される。この状態で、ＵＳＢコネクタ２２及びバッテリコネクタ２３は、前面パネル部１１の開口部１１ａ、１１ｂからその先端部を覗かせる。

なお、基板２１の両突起部２１ｃ、２１ｃの前側がテーパ部２１ｄ、２１ｄとなっているので、基板２１の後縁部２１ｂを押圧して基板格納部１３へ挿入すれば、両突起部２１ｃ、２１ｃは、楔効果により撓み板部１３ｄ、１３ｄを押し広げて基板格納部１３内へ進入することができ、基板格納部１３を上下から押し潰さなくても基板２１の装着を行なうことができる。

また、基板２１を基板格納部１３から取り外すときは、装着時と同様に、基板格納部１３を押し潰すように押圧し、両側板部１３ａ、１３ａ及び両撓み板部１３ｄ、１３ｄの中央部を外側へ撓ませ、両撓み板部１３ｄ、１３ｄの対向距離を基板２１の両突起部２１ｃ、２１ｃの先端部間の距離より大きくし、両撓み板部１３ｄ、１３ｄによる両突起部２１ｃ、２１ｃの係止を解き、抜け止めを解除し、基板２１を基板格納部１３から取り外す。

なお、実施の形態の基板ケース１０では、基板格納部１３を四角筒状としたが、円筒状又は楕円筒状としてもよいし、多角筒状としてもよい。また、ガイド部をガイドスリット１３ｅとしたが、ガイド溝としてもよい。また、ガイド部を両側板部１３ａ、１３ａに形成したが、天板部１３ｂ及び底板部１３ｃに形成してもよい。

また、両撓み板部１３ｄ、１３ｄの対向距離を、両側板部１３ａ、１３ａの対向距離より大きくしたが、対向距離を同一としてもよい。また、撓み板部１３ｄ、１３ｄは、その上下端部で側板部１３ａ、１３ａに接続され、中間部は、縦スリット１３ｆ、１３ｆにより側板部１３ａ、１３ａと分離したが、分離しなくてもよい。また、撓み板部１３ｄ、１３ｄの板厚は、側板部１３ａ、１３ａの板厚より薄く形成したが、同じ板厚としてもよい。

以上のように、実施の形態の基板ケース１０によれば、基板２１を常に安定位置で保持することができ、ねじ部品を使用せずに、基板２１を基板ケース１０に装着することができ、組立性がよい。また、基板２１の実装部品が故障して基板交換を行なうときなどに、工具を使わずに容易に、基板２１を取り外すことができる。

また、基板格納部１３は、筒状に形成され、杭状の支柱等は設けられていないので、支柱等が折れるようなことはなく、基板ケース１０の破損が生じ難く、耐久性が高い。

以上のように、本発明にかかる基板ケース、基板及び制御装置は、産業ロボットや工作機械等の制御装置、該制御装置の電気部品を実装する基板及び該基板を格納する基板ケースとして有用であり、特に、操作パネル部に組み込み設置されるインターフェース基板ケース、インターフェース基板に適している。

本発明にかかる基板ケースの実施の形態の一部を示す後方斜視図である。 実施の形態の基板ケースの一部を示す背面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 電気部品を実装した基板の後方斜視図である。 電気部品を実装した基板の上面図である。 基板を装着した基板ケースの横断面図である。

符号の説明

１０ 基板ケース
１１ 前面パネル部
１１ａ，１１ｂ 開口部
１２ 枠部
１２ａ フランジ部
１２ｂ 取付ねじ孔
１３ 基板格納部
１３ａ 側板部（板部）
１３ｂ 天板部（板部）
１３ｃ 底板部（板部）
１３ｄ 撓み板部
１３ｅ ガイドスリット（ガイド部）
１３ｆ 縦スリット
１３ｈ 挿入口
２１ 基板
２１ａ 側縁部
２１ｂ 後縁部
２１ｃ 突起部
２１ｄ テーパ部
２１ｅ 切り欠き部
２１ｆ 前縁部
２２ ＵＳＢコネクタ（電気部品）
２３ バッテリコネクタ（電気部品）
２４ ＵＳＢ端子・バッテリ端子共通コネクタ（電気部品）
２５ アース端子（電気部品）

Claims (4)

1. 弾性変形可能な筒状の基板格納部を備え、該基板格納部の挿入口から基板を挿入して保持する基板ケースであって、
   前記筒状の基板格納部が、
   対向する両板部に形成され、前記基板の両側縁部を嵌合して該基板の挿入をガイドし、挿入された基板を保持する一対のガイド部と、
   両端部が前記板部に接続され、中間部が前記板部と分離され、板厚が前記板部の板厚より薄く形成され、対向距離が、前記両板部の対向距離よりも大きく前記両板部に直交する両板部の対向距離よりも小さくされ、前記挿入された基板を抜け止めするように前記ガイド部の挿入口側に設けられ、前記筒状の基板格納部を前記一対のガイド部間を結ぶ線と略直交する方向に外側から内側へ押圧することにより外側へ撓み、抜け止めを解除する両撓み板部と、
   を備えることを特徴とする基板ケース。
2. 前記基板格納部が、四角筒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板ケース。
3. 前記ガイド部は、ガイドスリットであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板ケース。
4. 矩形に形成され、電気部品が実装され、両側縁部に、前記両撓み板部への係止部となる突起部が形成されている基板を、請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板ケースの基板格納部に保持させたことを特徴とする制御装置。

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