特許 6293555 受信器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6293555

(24)【登録日】2018年2月23日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】受信器

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/02 20060101AFI20180305BHJP

   H04B 10/69 20130101ALI20180305BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/02 B

   H04B10/69

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-73482(P2014-73482)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-198098(P2015-198098A)

(43)【公開日】2015年11月9日

【審査請求日】2016年12月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116633

【氏名又は名称】愛知時計電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101535

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 好道

(74)【代理人】

【識別番号】100161104

【弁理士】

【氏名又は名称】杉山 浩康

(72)【発明者】

【氏名】都筑 元吾

(72)【発明者】

【氏名】酒井 亮

【審査官】 嵯峨根 多美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１６６０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０００８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３２６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４０８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０２３４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９８４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６９４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１５１２７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０４９２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１６４８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−２１０４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００１／００１４４８６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／０２

Ｈ０４Ｂ １０／６９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、該基板に設けた受光素子と、該受光素子を覆うとともに、受光素子が受光できる光が透過できる窓部材を有し、
前記窓部材の内側に前記基板側が開口する空間を形成し、該空間内に前記受光素子を配設し、
前記基板の外周全体及び窓部材の側面の少なくとも一部を外被材で覆い、
該外被材は、ポリオレフィン系のホットメルト材を、前記基板の外周全体及び窓部材の側面の少なくとも一部に、ホットメルトモールディングして一体形成したものであることを特徴とする受信器。

【請求項2】

前記空間内に充填材を、前記受光素子の２面以上を覆うように充填したことを特徴とする請求項１記載の受信器。

【請求項3】

前記窓部材を、前記外被材の表面より外側に突出させたことを特徴とする請求項１又は２記載の受信器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、受信器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水道メータから流量の積算値等のデータを光通信で受信し、受信したデータ等を、所定の形式に変換した後に、通信線を通じて集中検針盤に送信できる図９に示す送受信器１０１がある。この送受信器１０１は、水道メータの近くに設置されるために、水道メータと共に送受信器１０１が水没することがある。

【0003】

そのために、図９に示すように、光通信を行うための受光素子１０２は、防水性のある樹脂１０３で覆われている。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、受光素子１０２を覆う樹脂は、受光素子１０２が受光できる光が透過できるように、透明の樹脂が用いられていた。そのため、有色のポリオレフィン系のホットメルト材は、この樹脂材よりも防水性が高いが光を透過できないために用いることが出来なかった。

【0005】

そこで、本発明は、前記従来技術の問題点を解決した受信器を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板と、該基板に設けた受光素子と、該受光素子を覆うとともに、受光素子が受光できる光が透過できる窓部材を有し、
前記窓部材の内側に前記基板側が開口する空間を形成し、該空間内に前記受光素子を配設し、
前記基板の外周全体及び窓部材の側面の少なくとも一部を外被材で覆い、
該外被材は、ポリオレフィン系のホットメルト材を、前記基板の外周全体及び窓部材の側面の少なくとも一部に、ホットメルトモールディングして一体形成したものであることを特徴とするものである。

【0009】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記空間内に充填材を、前記受光素子の２面以上を覆うように充填したことを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記窓部材を、前記外被材の表面より外側に突出させたことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、受光素子が受光できる光が透過できる窓部材を設け、この窓部材の側面の少なくとも一部をポリオレフィン系のホットメルト材を、ホットメルトモールディングしたことにより、窓部材以外の部分は、防水性が高く、有色のポリオレフィン系のホットメルト材を用いることができ、前記従来の送受信器より防水性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施例に係る送受信器の斜視図。

【図2】図１の縦断面図。

【図3】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図4】図２のＢ−Ｂ線断面図。

【図5】図１の窓部材部分の部分断面図。

【図6】図１の送受信器を水道メータに取り付けた状態の断面図。

【図7】本発明におけるホットメルトモールディングした際の電池の外面温度の経時変化を示すグラフ。

【図8】電池を被覆材で被覆しない状態でホットメルトモールディングした際の電池の外面温度の経時変化を示すグラフ。

【図9】従来の送受信器の縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。
［実施例１］
図１乃至図７は本発明の実施例１を示す。

【0013】

本実施例１は、本発明の送受信器を、図６に示すように水道メータ１０の上部に設けて、水道メータ１０から送信された流量の積算値などの信号を受信し、図示しない集中検針盤に流量の積算値などの信号を送信する送受信器１に適用したものである。

【0014】

送受信器１は、図１乃至図３に示すように、制御部（図示せず）が設けられた基板２と、制御部に接続線３ａを介して電力を供給する電池３を有する。電池３としては、基板２に電力を供給できる化学電池であれば、マンガン、アルカリマンガン、オキシライド等の乾電池、リチウム電池、水銀電池、酸化銀電池、リチウムイオン二次電池、ニッケルカドミウム蓄電池等の任意のものを用いることが出来る。また、電池３の形状としては、円筒状、ボタン状、方形状など任意の形体とすることが出来る。本実施例１では円筒形状のリチウム電池を用いた。

【0015】

基板２には、通信ケーブル４と受光素子５が接続されており、この通信ケーブル４を通じて、制御部は、集中検針盤に信号を送信することが出来るようになっている。また、図６に示すように、水道メータ１０に設けた発光素子１０ａである光通信用ＬＥＤと対面するように設けた受光素子５により、制御部が、水道メータ１０から信号を受信することができるようになっている。通信ケーブル４は、塩化ビニル等の樹脂で被覆されている。

【0016】

図２，図３に示すように、電池３の外周部全体、電池３の両電極が設けられた面で両電極に接続されている接続線３ａ以外の部分の外側と、接続線３ａの一部の外側には被覆材６が設けられ、被覆材６により電池３は被覆されている。被覆材６は、後述するホットメルトモールディングの際に、電池３に加わる温度を低減できるとともに、電池３に加わる力を低減できるものである。被覆材６として、本実施例１では、厚さ２〜３ｍｍのフッ素樹脂シート（ニチアス社 型式＃４１４０）を用いた。

【0017】

通信ケーブル４の基板２側部は、図４に示すように、樹脂で形成された挿通部材１１の挿通孔１１ａに貫通されている。

【0018】

挿通部材１１は、図４に示すように、基板２側に形成した小径部１２と、小径部１２の基板２と反対側において、小径部１２の外径より大きな外径に形成した大径部１３と、小径部１２と大径部１３との間に設けた拡径部１４で一体に構成されている。小径部１２の中心部には、両端が開口する円筒状の小径孔１２ａが形成され、大径部１３の中心部には、両端が開口すると共に、小径孔１２ａの内径より大きな内径で、かつ、円筒状の大径孔１３ａが形成され、小径孔１２ａと大径孔１３ａとの間には前記拡径部１４の一部が位置している。小径孔１２ａと大径孔１３ａは連通し、小径孔１２ａと大径孔１３ａと拡径部１４の一部により、挿通孔１１ａが構成されている。

【0019】

拡径部１４の内面の延長部と、小径孔１２ａの内面の延長部との交差部には、拡径部１４の内面側と小径孔１２ａの内面側が開口する溝部１６が設けられ、通信ケーブル４の外周と溝部１６との間には、シール部材１７であるＯリングが圧入され、外部からシール部材１７の内側への水の浸入を防止している。

【0020】

大径孔１３ａの内周面には雌ねじ１３ｂが刻設され、この雌ねじ１３ｂに抜止材１８の外周面に設けた雄ねじ１８ａが螺合され、抜止材１８によりシール部材１７の挿通孔１１ａの軸方向への移動が抑制されている。

【0021】

図５に示すように、受光素子５と、受光素子５の周囲の基板２を覆うようにして窓部材１９が設けられている。窓部材１９は、受光素子５が受光できる光が透過できる材料で形成され、その内側には、基板２側のみが開口する空間１９ａが形成され、この空間１９ａ内に受光素子５が位置するようになっている。窓部材１９は、受光素子５が受光できる光が透過できれば、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、アクリル樹脂などを用いることが出来、本実施例では、後述するポリオレフィン系のホットメルト材と接着性の良いノルボルネンとエチレンをメタロセン触媒により共重合した環状オレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）を用いた。このＣＯＣの光の透過率は９１％である。

【0022】

窓部材１９の空間１９ａ内には、充填材２０が充填されて、空間１９ａ内の空気ができるだけ除かれている。これにより、窓部材１９を空気と共に水分が透過することを抑制している。充填材２０としては、受光素子５が受光できる光が透過できれば任意のものを用いることが出来るが、窓部材１９を基板２に接着できるとともに、受光素子５が受光できる光が透過できる接着剤を用いた場合には、製造時において、窓部材１９を所定の位置に固定できて好ましい。本実施例においては、セメダイン社 スーパーＸゴールド若しくは、スリーボンド社 スリーボンド１７５７を用いた。

【0023】

窓部材１９には、その本体部１９ｂから、基板２と並行で外側方向に突出する鍔状の突部１９ｃが、本体部１９の側面の全周に亘って、上下に２個形成され、窓部材１９と後述する外被材２２との接触面積を大きくするようになっている。また、窓部材１９と外被材２２の間の部分にプライマーを塗布してもよい。

【0024】

基板２、被覆材６の外周全体と、挿通部材１１の内側端部の外周と、窓部材１９の本体１９ｂの側面の少なくとも一部と、突部１９ｃの周りに樹脂を射出成形して外被材２２を一体に形成し、好ましくは、ホットメルト材をホットメルトモールディングして外被材２２を一体形成する。なお、受光素子５における基板２とは反対側の端面（図の上面部）は、外被材２２で覆われないようになっている。この外被材２２を構成する樹脂としては、硬化後に加水分解が生じにくく、吸水率が低く、電気抵抗率の高いものであれば任意の樹脂（ホットメルト材）を用いることが出来、本実施例ではポリオレフィン系のホットメルト材（東亞合成株式会社 ＡＳ９７２）を使用した。

【0025】

次に、外被材２２の成形方法を説明する。
下型枠の所定の位置に、電池３、受光素子５、窓部材１９、通信ケーブル４、挿通部材１１等を取り付けた基板２を設置した後に、上型枠を下型枠に対して所定の位置まで移動し、上下の型枠内に所定の圧力と温度でホットメルト材を射出して、外被材２２を一体成形する。その後、所定時間、所定圧力を保った後に、上型枠を移動して成形品を取り出し、自然乾燥した後に送受信器１を得る。

【0026】

前記挿通部材１１は、外被材２２を構成するホットメルト材と接着性の良い樹脂であれば任意の樹脂を用いることで、挿通部材１１と外被材２２との間からの内部への水の浸入を抑制できる。本実施例においてはポリオレフィン系のホットメルト材と接着性の良いポリプロピレンを用いた。

【0027】

また、挿通部材１１における挿通孔１１ａの内周面と通信ケーブル４の外周面との間にシール部材１７を圧入したことにより、挿通穴１１ａを通じて内部への水の浸入を防止することができる。

【0028】

また、硬化後に加水分解が生じにくく、吸水率が低く、電気抵抗率の高いポリオレフィン系のホットメルト材を用いたことにより、外被材２２を通じて内部へ水分が浸入することを防止できる。

【0029】

また、窓部材１９を、ポリオレフィン系のホットメルト材との接着性が良い環状オレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）で構成するとともに、窓部材１９に突部１９ｃを設けて窓部材１９の側面の面積を大きくしたことにより、窓部材１９と外被材２２の間を通じて水が浸入することを抑制できる。また、窓部材１９と外被材２２の間の部分にクロスプライマーを塗布すると、より防水性を高めることができる。

【0030】

これらにより、本発明の送受信器１は、所定の防水性を確保することが出来る。
また、通信ケーブル４の周囲に関する防水は、通信ケーブル４と挿通孔１１ａの内周面間に圧入したシール部材１７により行われ、通信ケーブル４の被覆材の素材に影響されることは無いため、任意の通信ケーブル４を用いることが出来る。

【0031】

通常、電池３は、１００℃を超える熱が加わると、電池の性能に悪影響がでる虞がある。電池３の外周面に対して直接、射出温度２２０℃、金型温度６０℃、射出・保圧３ＭＰａ、射出・保圧時間６０ｓの条件で、ポリオレフィン系のホットメルト材をホットメルトモールディングで行い、ホットメルトモールディングの際の電池３の外周面の４箇所で測定した温度経過を示したグラフを図８に示す。この図８から分かるように、電池３を被覆材６で被覆しないと、電池３が１００度を超えてしまい、電池３の性能に悪影響がでる虞がある。

【0032】

図７は、本発明の実施例のグラフで、電池３の外周全体を、被覆材６であるフッ素樹脂シート（ニチアス社 型式＃４１４０）で覆い、同条件で、ホットメルトモールディングした際の温度経過を示したグラフである。この図７から明らかなように、電池３に伝わる熱を１００℃以下にすることができることが分かる。この電池３を取り出して、ホットメルトモールディング前後での電池内部抵抗を測定したところ、成形前が３．４５Ωで、成形後が３．５５Ωであり、異常は認められなかった。

【0033】

このように、ホットメルトモールディングにより外被材２２を一体形成することができるために、前記従来技術の送受信器と比較して、製造時間を大幅に削減でき、製造コストを低減することが出来る。

【0034】

また、被覆材６として、復元力の大きなものを使用すると、ホットメルトモールディングした際に被覆材６が収縮し、その後被覆材６が復元する際に、外被材２２にひびが入る虞があるために、被覆材６としては、ホットメルトモールディングした後の復元力が小さく、外被材２２に与える力が小さいものを用いることが好ましい。被覆材６として、フッ素樹脂シート（ニチアス社 型式＃４１４０）を用いて加速試験を実施したが、２０年に相当する時間が経過した後にも外被材２２にひび割れ等は認められなかった。

【0035】

なお、窓部材１９の本体部１９ｂに設けた突部１９ｃは、送受信器に要求される防水性に応じて、図示した形状や数に限定されず任意に設定することが出来る。また、突部１９ｃを設けず、本体部１９ｂの側面に溝部を設けて、本体部１９ｂの側面の面積を増大させるようにしてもよい。

【0036】

また、前記実施例では、挿通部材１１の内側部の外周に外被材２２を設けたが、挿通部材１１の外周全体に外皮材２２を設けるようにしてもよい。

【0037】

［実施例２］
前記実施例１では、窓部材１９の空間１９ａ内に受光素子５を設けたが、対応する受光素子が受光できる光を発光できる発光素子を設けるようにし、例えば、通信ケーブル４を通じて制御部が水道メータから信号を受信し、発光素子から他の機器に信号を発信するようにしてもよい。

【0038】

その他の構造は前記実施例１と同様であるのでその説明を省略する。
本実施例２においても前記実施例１と同様の作用、効果を発揮することが出来る。

【0039】

［その他の実施例］
前記実施例１では、本発明の送受信器を、水道メータからの信号を受信し、集中検針盤に信号を送信するものに適用したが、信号を受信する機器としては、水道メータ以外にも、ガスメータ、水位計等の任意の測定機器から信号を受信することが出来、また、集中検針盤以外にも任意の機器に信号を送信するようにしても良い。また、他の機器から信号を受信し、測定機器に信号を送信するようにしても良い。

【符号の説明】

【0040】

１ 送受信器
２ 基板
５ 受光素子
１９ 窓部材
１９ｃ 突部
２０ 充填材
２２ 外被材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】