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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023085906
(43)【公開日】2023-06-21
(54)【発明の名称】基板固定構造とアクチュエータ
(51)【国際特許分類】
   H05K 7/14 20060101AFI20230614BHJP
   F21V 23/00 20150101ALI20230614BHJP
   F21V 33/00 20060101ALI20230614BHJP
   F21V 8/00 20060101ALI20230614BHJP
   F21V 19/00 20060101ALI20230614BHJP
【FI】
H05K7/14 C
F21V23/00 150
F21V33/00 300
F21V8/00 310
F21V19/00 150
F21V19/00 170
F21V19/00 600
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021200220
(22)【出願日】2021-12-09
(71)【出願人】
【識別番号】391008515
【氏名又は名称】株式会社アイエイアイ
(74)【代理人】
【識別番号】100092842
【弁理士】
【氏名又は名称】島野 美伊智
(74)【代理人】
【識別番号】100166578
【弁理士】
【氏名又は名称】鳥居 芳光
(72)【発明者】
【氏名】半田 竜也
(72)【発明者】
【氏名】西 匡宏
【テーマコード(参考)】
3K013
3K014
3K244
5E348
【Fターム(参考)】
3K013AA01
3K013BA01
3K013CA05
3K013EA09
3K014AA01
3K014DA08
3K014PD00
3K244AA09
3K244BA11
3K244BA26
3K244CA02
3K244DA01
3K244EA06
3K244EA08
3K244EA16
5E348AA09
5E348AA12
5E348AA32
(57)【要約】      (修正有)
【課題】装置を小型化するとともに、簡易な構成によりライトガイド機能を持たせることができる基板固定構造とアクチュエータを提供すること。
【解決手段】アクチュエータ1は、発光素子が実装された回路基板15と、回路基板15が収容される筐体7と、筐体7に回路基板15を保持させる基板保持部51が設けられた基板保持部材41と、を具備する。基板保持部材には、発光素子から出射される光を導く光路が設けられていて、基板固定構造にライトガイド機能を持たせることで装置を小型化するとともに、簡易な構成とする。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光素子が実装された回路基板と、
上記回路基板が収容される筐体と、
上記筐体に上記回路基板を保持させる基板保持部が設けられた基板保持部材と、
を具備し、
上記基板保持部材に上記発光素子から出射される光を導く光路が設けられていることを特徴とする基板固定構造。
【請求項2】
請求項1記載の基板固定構造において、
上記基板保持部材の一部が上記筐体の外部に露出されていることを特徴とする基板固定構造。
【請求項3】
請求項1又は請求項2記載の基板固定構造において、
複数の上記回路基板があり、
上記基板保持部材には複数の上記基板保持部が設けられていることを特徴とする基板固定構造。
【請求項4】
請求項3記載の基板固定構造において、
上記発光素子は上記複数の回路基板それぞれに実装されていて、
上記発光素子に対応した上記光路が設けられていることを特徴とする基板固定構造。
【請求項5】
請求項4記載の基板固定構造において、
上記光路毎に複数の基板保持部材が設置されることを特徴とする基板固定構造。
【請求項6】
請求項4記載の基板固定構造において、
複数の上記光路が設けられた一の基板保持部材が設置されることを特徴とする基板固定構造。
【請求項7】
請求項1から請求項6の何れかに記載の基板固定構造において、
上記基板保持部は凹部であることを特徴とする基板固定構造。
【請求項8】
請求項1から請求項6の何れかに記載の基板固定構造において、
上記基板保持部は上記回路基板を上記筐体に押圧して保持する押圧部であることを特徴とする基板固定構造。
【請求項9】
請求項1から請求項8の何れかに記載の基板固定構造において、
上記光路は上記基板保持部材と同一材料であることを特徴とする基板固定構造。
【請求項10】
請求項1から請求項8の何れかに記載の基板固定構造を備えたことを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板固定構造とアクチュエータに係り、特に、装置を小型化するとともに、簡易な構成によりライトガイド機能を持たせることができるように工夫したものに関する。
【背景技術】
【0002】
アクチュエータの筐体内に電子部品が実装された回路基板を設置する際、金属製のネジで上記回路基板を固定する。その際、上記回路基板の強度確保、ショート防止、ノイズ対策等のため、上記ネジが上記回路基板を貫通するネジ穴は、上記回路基板の縁や導通パターンから沿面距離を確保して配置される。
そのため、上記回路基板を金属製のネジで固定する場合、上記回路基板上には導通パターンを設けられず電子部品を実装できない箇所が存在していた。
そこで、特許文献1に示すようなプラスチック製のクリップで基板を固定する構成が存在している。
【0003】
また、上記回路基板にはLEDが実装されていて、上記LEDの光を外部に導き視認性を確保する構成が必要となる。特許文献2に記載された構成によると、筐体に導光体が設置されていて、上記導光体によって上記筐体内の発光素子から発せられる光を上記筐体外に導くようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開昭60-52688号公報
【特許文献2】特開平9-252337号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来の構成では次のような問題があった。
すなわち、導光体を設置するためにスペースが必要であり、筐体の小型化が困難になってしまう。
【0006】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、装置を小型化するとともに、簡易な構成によりライトガイド機能を持たせることができる基板固定構造とアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するべく本願発明の請求項1による基板固定構造は、発光素子が実装された回路基板と、上記回路基板が収容される筐体と、上記筐体に上記回路基板を保持させる基板保持部が設けられた基板保持部材と、を具備し、上記基板保持部材に上記発光素子から出射される光を導く光路が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項2による基板固定構造は、請求項1記載の基板固定構造において、上記基板保持部材の一部が上記筐体の外部に露出されていることを特徴とするものである。
又、請求項3による基板固定構造は、請求項1又は請求項2記載の基板固定構造において、複数の上記回路基板があり、上記基板保持部材には複数の上記基板保持部が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項4による基板固定構造は、請求項3記載の基板固定構造において、上記発光素子は上記複数の回路基板それぞれに実装されていて、上記発光素子に対応した上記光路が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項5による基板固定構造は、請求項4記載の基板固定構造において、上記光路毎に複数の基板保持部材が設置されることを特徴とするものである。
又、請求項6による基板固定構造は、請求項4記載の基板固定構造において、複数の上記光路が設けられた一の基板保持部材が設置されることを特徴とするものである。
又、請求項7による基板固定構造は、請求項1から請求項6の何れかに記載の基板固定構造において、上記基板保持部は凹部であることを特徴とするものである。
又、請求項8による基板固定構造は、請求項1から請求項6の何れかに記載の基板固定構造において、上記基板保持部は上記回路基板を上記筐体に押圧して保持する押圧部であることを特徴とするものである。
又、請求項9による基板固定構造は、請求項1から請求項8の何れかに記載の基板固定構造において、上記光路は上記基板保持部材と同一材料であることを特徴とするものである。
又、請求項10によるアクチュエータは、請求項1から請求項8の何れかに記載の基板固定構造を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0008】
以上述べたように、本願発明の請求項1記載の基板固定構造によると、発光素子が実装された回路基板と、上記回路基板が収容される筐体と、上記筐体に上記回路基板を保持させる基板保持部が設けられた基板保持部材と、を具備し、上記基板保持部材に上記発光素子から出射される光を導く光路が設けられているので、装置を小型化するとともに、簡易な構成によりライトガイド機能を持たせることができる。
又、請求項2記載の基板固定構造によると、請求項1記載の基板固定構造において、上記基板保持部材の一部が上記筐体の外部に露出されているので、簡易な構成により上記発光素子の光を外部から認識しやすくできる。
又、請求項3記載の基板固定構造によると、請求項1又は請求項2記載の基板固定構造において、複数の上記回路基板があり、上記基板保持部材には複数の上記基板保持部が設けられているので、簡易な構成により複数の上記回路基板を保持できる。
又、請求項4記載の基板固定構造によると、請求項3記載の基板固定構造において、上記発光素子は上記複数の回路基板それぞれに実装されていて、上記発光素子に対応した上記光路が設けられているので、上記複数の回路基板に発光素子が実装されている場合も簡易な構成により上記発光素子の光を外部から認識しやすくできる。
又、請求項5記載の基板固定構造によると、請求項4記載の基板固定構造において、上記光路毎に複数の基板保持部材が設置されるので、上記基板保持部材をより簡易な構成にできる。
又、請求項6記載の基板固定構造によると、請求項4記載の基板固定構造において、複数の上記光路が設けられた一の基板保持部材が設置されるので、より簡易な構成により回路基板を保持できるとともに視認性を高めることができる。
又、請求項7記載の基板固定構造によると、請求項1から請求項6の何れかに記載の基板固定構造において、上記基板保持部は凹部であるので、簡易な構成により確実に回路基板を保持できる。
又、請求項8記載の基板固定構造によると、請求項1から請求項6の何れかに記載の基板固定構造において、上記基板保持部は上記回路基板を上記筐体に押圧して保持する押圧部であるので、簡易な構成により確実に上記回路基板を保持できる。
又、請求項9記載の基板固定構造によると、請求項1から請求項8の何れかに記載の基板固定構造において、上記光路は上記基板保持部材と同一材料であるので、より簡易な構成とすることができる。
又、請求項10記載のアクチュエータによると、請求項1から請求項8の何れかに記載の基板固定構造を備えたので、装置を小型化するとともに、簡易な構成によりライトガイド機能を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の第1の実施の形態を示す図で、アクチュエータの斜視図である。
図2】本発明の第1の実施の形態を示す図で、アクチュエータの側面図でコントローラケース部分を断面とした図である。
図3】本発明の第1の実施の形態を示す図で、アクチュエータのコントローラケースの分解斜視図である。
図4】本発明の第1の実施の形態を示す図で、図4(a)は図1のIVa-IVa断面図、図4(b)は図1のIVb-IVb断面図である。
図5】本発明の第1の実施の形態を示す図で、図5(a)は基板保持部材の上側から視た斜視図、図5(b)は基板保持部材の下側から視た斜視図、図5(c)は図5(a)のVc-Vc矢視図、図5(d)は図5(a)のVd-Vd矢視図である。
図6】本発明の第1の実施の形態を示す図で、図6(a)は基板保持部材の平面図、図6(b)は基板保持部材の正面図、図6(c)は基板保持部材の底面図である。
図7】本発明の第2の実施の形態を示す図で、コントローラケース7の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図1乃至図6を参照しながら、本発明の第1の実施の形態について説明する。
アクチュエータ1には、図1図2に示すように、ハウジング3があり、上記ハウジング3にはテーブル5が移動可能に設置されている。また、上記アクチュエータ1にはコントローラケース7がある。上記コントローラケース7は、上記ハウジング3の後方(図2中右側)に設置されている。上記コントローラケース7の後方(図2中右側)にはコネクタ9が接続されている。
上記ハウジング3の後端側(図2中右側)には図示しないモータが内装されていて、上記図示しないモータによって図示しないネジ軸ナット機構により上記テーブル5が前後方向(図2中左右方向)に往復動される。
【0011】
上記コントローラケース7には、例えば、図3に示すように、内部にエンコーダ基板11、コントローラ基板13、及び、モータドライバ基板15が内装されている。上記エンコーダ基板11には、上記図示しないモータの回転数を測定するエンコーダ回路12が実装されている。また、上記モータドライバ基板15には、上記図示しないモータを駆動するモータドライバ回路16が実装されている。また、上記コントローラ基板13には上記モータドライバ回路16を制御するコントローラ回路14が実装されている。
また、上記コントローラ基板13の図3中左側には発光素子17が実装されていて、上記モータドライバ基板15の図3中右側には発光素子19が実装されている。
【0012】
上記コントローラケース7はコントローラケース本体21とコントローラケース用蓋23から構成されている。上記コントローラケース本体21は上記ハウジング3に固定ネジ22によって固定され、上記コントローラケース用蓋23は上記コントローラケース本体21に固定ネジ24によって固定される。
【0013】
図2及び図3に示すように、上記コントローラケース本体21内の奥(図2中左側)にはエンコーダ基板収容部25が設けられている。また、上記コントローラケース本体21内であって上記エンコーダ基板収容部25より図2中右側には段部26があり、ここにコントローラ基板収容部27が設けられている。
【0014】
上記コントローラケース本体21には導光用開口部31、33が形成されており、上記コントローラケース用蓋23には導光用開口部35、37が形成されている。上記コントローラケース本体21と上記コントローラケース用蓋23を一体とした際、上記導光用開口部31と上記導光用開口部35が一体となり、上記導光用開口部33と上記導光用開口部37が一体となる。
又、上記コントローラケース本体21の導光用開口部31の図3中左側には基板保持部材用係合凹部38が形成されていて、上記コントローラケース本体21の導光用開口部33の図3中右側には基板保持部材用係合凹部39が形成されている。
【0015】
図1乃至図4に示すように、上記コントローラケース7には基板保持部材41が設置されている。上記基板保持部材41は一体成形された透明な樹脂(例えば、ポリカーボネート)製で、図5及び図6に示すように、図6(a)中左右に延長された基板保持部材本体43と、上記基板保持部材本体43の幅方向一方側(図6(a)中左側)に設けられた導光部45と、上記基板保持部材本体43の幅方向他方側(図6(a)中右側)に設けられた導光部47がある。
【0016】
上記導光部45の外側の側面(図6(a)中左側の側面)には係合凸部48が形成されている。また、上記導光部47の外側の側面(図6(a)中右側の側面)には係合凸部49が形成されている。
上記基板保持部材41は、上記係合凸部48と上記基板保持部材用係合凹部38を係合させるとともに上記係合凸部49と上記基板保持部材用係合凹部39を係合させて、上記コントローラケース本体21に設置される。このとき、例えば図1に示すように、上記導光部45の一端側(図1中左上側)は上記コントローラケース本体21の導光用開口部31内に収容され、上記導光部47の一端側(図1中左上側)は上記コントローラケース本体21の導光用開口部33内に収容される。また、上記コントローラケース本体21と上記コントローラケース用蓋23を一体とした場合には、上記導光部45の他端側(図1中右下側)は上記コントローラケース用蓋23の導光用開口部35内に収容され、上記導光部47の他端側(図1中右下側)は上記コントローラケース用蓋23の導光用開口部37内に収容される。
【0017】
図6(c)に示すように、上記基板保持部材本体43の底面側(図6(c)中手前側)には基板保持部としての凹部51が形成されている。
【0018】
ここで、上記エンコーダ基板11、上記コントローラ基板13、及び、上記モータドライバ基板15の上記コントローラケース7内での保持について説明する。
まず、上記エンコーダ基板11は、上記エンコーダ基板収容部25内に収容され、固定ネジ61、61によって上記コントローラケース本体21に固定される。
【0019】
例えば、図4(a)と図4(b)に示すように、上記コントローラ基板13は上記コントローラ基板収容部27に収容されていて、上記コントローラケース本体21に上記コントローラケース用蓋23を取り付けた場合には、上記コントローラ基板13は上記基板保持部材41の導光部47の図4(a)中左端の基板保持部としての押圧部62によって段部26側(図4(a)中左側)に押圧される。また、図2に示すように、上記凹部51に上記モータドライバ基板15が係合されて保持されている。
また、例えば、図3に示すように、上記モータドライバ基板15の図3中上側の辺の幅方向(図3中左下から右上に向かう方向)両端側には係合凹部64、66が形成されていて、上記導光部45は上記係合凹部64に係合され、上記導光部47は上記係合凹部66に係合されている。
【0020】
このような構成により上記基板保持部材41は上記コントローラ基板13と上記モータドライバ基板15を保持するとともに、上記導光部47が上記コントローラ基板13と上記モータドライバ基板15間のスペーサとして機能するようになっている。
また、図3に示すように、上記コントローラ基板13と上記モータドライバ基板15の間にもスペーサ63があり、上記コントローラ基板13と上記モータドライバ基板15は固定ネジ65を上記コントローラ基板13、上記スペーサ63、及び、上記モータドライバ基板15に貫通させ、上記コントローラケース本体21に螺合させることによって固定されている。
【0021】
また、図4(a)及び図4(b)に示すように、上記導光部47には光路71が設けられていて、上記モータドライバ基板15上の発光素子19から発せられた光が上記コントローラケース7の外部に導かれる。また、図4(b)に示すように、上記導光部45には光路73が設けられていて、上記コントローラ基板13上の発光素子17から発せられた光が上記コントローラケース7の外部に導かれる。
【0022】
次に、この第1の実施の形態による作用について説明する。
アクチュエータ1は図示しないモータを回転駆動させることで、図示しないネジ軸ナット機構によりテーブル5を前後方向(図2中左右方向)に往復動させる。
【0023】
上記アクチュエータ1の動作中に、コントローラ基板13の発光素子17及びモータドライバ基板15の発光素子19が発光し、上記アクチュエータ1の状態を示す。
上記発光素子17から発せられた光は、基板保持部材41の導光部45を通過して、コントローラケース本体21の導光用開口部31とコントローラケース用蓋23の導光用開口部35から外部に導かれる。また、上記発光素子19から発せられた光は、基板保持部材41の導光部47を通過して、コントローラケース本体21の導光用開口部33とコントローラケース用蓋23の導光用開口部37から外部に導かれる。
【0024】
上記基板保持部材41は、凹部51に係合させることで上記モータドライバ基板15を保持する。上記コントローラケース本体21に上記コントローラケース用蓋23を取り付けた状態では、上記導光部47の押圧部62が上記コントローラ基板13を段部26側(図4(a)中左側)に押圧して上記コントローラ基板13を保持するとともに、上記導光部47が上記コントローラ基板13と上記モータドライバ基板15のスペーサとして機能する。
【0025】
次に、この第1の実施の形態による効果について説明する。
まず、基板保持部材41には導光部45と導光部47が設けられているので、アクチュエータ1を小型化するとともに、簡易な構成により発光素子17、19の発光をコントローラケース7の外部に導くライトガイド機能を持たせることができる。
また、上記導光部45、47は上記コントローラケース7の外部に露出されているので、簡易な構成により上記発光素子17、19の光を外部から認識しやすくできる。
また、一つの基板保持部材41に上記導光部45と導光部47が設けられているので、より簡易な構成によりコントローラ基板13とモータドライバ基板15を保持できるとともに上記発光素子17、19の視認性を高めることができる。
また、基板保持部として凹部51が設けられているので、簡易な構成により確実にコントローラ基板13とモータドライバ基板15を保持できる。
また、上記導光部47によって上記コントローラ基板13を押圧して保持するので、簡易な構成により確実に上記コントローラ基板13を保持できる。
また、上記基板保持部材41は基板保持部材本体43、及び、上記導光部45、47が一体となっているので、より簡易な構成とすることができる。
【0026】
次に、図7を参照しながら、本発明の第2の実施の形態について説明する。
この第2の実施の形態においては、モータドライバ基板101と基板保持部材103と図示しない基板保持部材が用いられている。
【0027】
上記モータドライバ基板101は、前記した第1の実施の形態でモータドライバ基板15と同様の構成であるが、係合凹部64、66は設けられていない。
また、上記基板保持部材103は、前記した第1の実施の形態における基板保持部材41の導光部47とほぼ同様の構成で、上記モータドライバ基板101に係合される凹部105が設けられている。
また、上記基板保持部材103には光路107が設けられていて、上記モータドライバ基板101上の発光素子19から発せられた光が上記コントローラケース7の外部に導かれる。
【0028】
また、上記図示しない基板保持部材は、前記した第1の実施の形態における基板保持部材41の導光部45とほぼ同様の構成で、上記モータドライバ基板101に係合される凹部が設けられている。また、上記図示しない基板保持部材にはコントローラ基板13を押圧する押圧部が設けられている。
また、上記図示しない基板保持部材には図示しない光路が設けられていて、上記コントローラ基板13上の図示しない発光素子から発せられた光が上記コントローラケース7の外部に導かれる。
【0029】
この第2の実施の形態の場合も、前記した第1の実施の形態と同様の作用と効果を奏する。
なお、前記した第1の実施の形態と共通する構成については同じ符号を付し説明を省略している。
【0030】
なお、本発明は前記第1の実施の形態や第2の実施の形態に限定されない。
基板保持部材に複数の回路基板間のスペーサとして機能する導光部が設けられる場合も考えられる。この場合、基板保持部材のみが回路基板間のスペーサとして用いられ、その他の別の部材のスペーサは設けられていない場合が考えられる。
また、凹部が基板保持部材本体だけでなく導光部側にも設けられる場合も考えられる。
また、複数の凹部としての基板保持部を設けることも考えられる。
また、導光部ごとに複数の基板保持部材が設けられる構成も考えられる。
また、複数の基板保持部を設けることも考えられる。
また、アクチュエータの種類は、テーブル型以外にも、ロッド型、スライダ型、グリッパ型など、様々なものが考えられる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明は、基板固定構造とアクチュエータに係り、特に、装置を小型化するとともに、簡易な構成によりライトガイド機能を持たせることができるように工夫したものに関し、例えば、産業用ロボットに好適である。
【符号の説明】
【0032】
1 アクチュエータ
7 コントローラケース(筐体)
13 コントローラ基板(回路基板)
15 モータドライバ基板(回路基板)
17 発光素子
19 発光素子
41 基板保持部材
45 導光部
47 導光部
51 凹部(基板保持部)
62 押圧部(基板保持部)
71 光路
73 光路
101 モータドライバ基板(回路基板)
103 基板保持部材
105 凹部(基板保持部)
107 光路
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7