(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】
(24)【登録日】2024-10-29
(45)【発行日】2024-11-07
(54)【発明の名称】電子機器
(51)【国際特許分類】
H05K 7/14 20060101AFI20241030BHJP
【ＦＩ】
H05K7/14 E
H05K7/14 C
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020192552
(22)【出願日】2020-11-19
(65)【公開番号】P2022081174
(43)【公開日】2022-05-31
【審査請求日】2023-09-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000000929
【氏名又は名称】カヤバ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岩本 貴宏
【審査官】五貫 昭一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－４９４７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２２７８２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｋ ７／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子部品が実装される基板と、前記基板を収容する有底筒状のハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、
底部に設けられ、前記基板の一方の端部が挿入される溝と、
前記溝の側面に形成され、前記基板が前記溝内に挿入されたときに変形することで前記基板を前記溝内に保持する突起部と、を有し、
前記基板上には、前記ハウジング内に収容される電池に接続された第１コネクタと嵌合可能な第２コネクタが設けられ、
前記電池は、前記第１コネクタと前記第２コネクタの嵌合を解除することで取り外しが可能であり、
前記基板が前記溝に挿入されたときの保持力は、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合を保持する保持力よりも大きく、
前記ハウジングから前記電池を取り出す際に、前記基板が前記溝から引き抜かれるより前に、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合が解除されることを特徴とする電子機器。
【請求項2】
請求項１に記載の電子機器であって、前記突起部は、前記溝の底面に向かって溝幅が狭くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項3】
請求項１または２に記載の電子機器であって、前記突起部は、前記溝の１つの側面において少なくとも２か所形成されることを特徴とする電子機器。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１つに記載の電子機器であって、前記ハウジングの開口を塞ぐ蓋部材をさらに備え、
前記基板の他方の端部は、前記蓋部材に形成された溝に挿入されることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子機器及び電子機器を備えた圧力センサに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ハウジング内に基板が保持されるセンサユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－１５３４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載されたセンサユニットにおいては、ハウジング内の、例えば、電池などの部品を交換することがある。
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載されたセンサユニットでは、ハウジングから電池などの部品を取り出すときに一緒に基板が抜けてしまうおそれがある。このように、基板が抜けてしまうと、基板に接続された配線が断線するおそれがある。
【0006】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ハウジング内の部品を交換、あるいは点検する際に、基板が外れることを防止できる電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、電子機器であって、電子部品が実装される基板と、基板を収容する有底筒状のハウジングと、を備え、ハウジングは、底部に設けられ、基板の一方の端部が挿入される溝と、溝の側面に形成され、基板が溝内に挿入されたときに変形することで基板を溝内に保持する突起部と、を有し、基板上には、ハウジング内に収容される電池に接続された第１コネクタと嵌合可能な第２コネクタが設けられ、電池は、第１コネクタと第２コネクタの嵌合を解除することで取り外しが可能であり、基板が溝に挿入されたときの保持力は、第１コネクタと第２コネクタとの嵌合を保持する保持力よりも大きく、ハウジングから電池を取り出す際に、基板が溝から引き抜かれるより前に、第１コネクタと第２コネクタとの嵌合が解除されることを特徴とする。
【0008】
この発明では、基板が溝内に挿入されたときに突起部が変形することで、基板を溝内に保持する保持力を発生させる。また、例えば、電池を交換する際に、第１コネクタと第２コネクタとの嵌合を解除せずにハウジングから電池を取り出してしまったとしても、基板が溝から引き抜かれるより前に、第１コネクタと第２コネクタの嵌合が解除される。これにより、第１コネクタと第２コネクタとの嵌合を解除せずに電池を取り出した場合に、基板が引き抜かれることを防止できるので、例えば、センサ部と基板との間の配線が切断されることを防止できる。
【0009】
また、本発明は、電子機器であって、突起部は、溝の底面に向かって溝幅が狭くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする。
【0010】
この発明では、突起部を溝の底面に向かって溝幅が狭くなるテーパ状に形成しているので、基板を溝内に挿入した際に突起部が変形しやすくなる。
【0011】
また、本発明は、電子機器であって、突起部は、溝の１つの側面において少なくとも２か所形成されることを特徴とする。
【0012】
この発明では、突起部を溝の１つの側面において少なくとも２か所形成しているので、基板が溝内でガタつくことを防止できる。
【0015】
また、本発明は、電子機器であって、ハウジングの開口を塞ぐ蓋部材をさらに備え、基板の他方の端部は、蓋部材に形成された溝に挿入される。
【0016】
この発明では、基板の両端が保持されるので、基板がハウジング内でガタつくことを防止できる。
【発明の効果】
【0017】
本発明では、基板が溝内に挿入されたときに突起部が変形することで、基板を溝内に保持する保持力を発生させるので、ハウジング内の部品を交換、あるいは点検する際に、基板が外れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電子機器としての圧力センサ１００について説明する。
【0020】
【0021】
図１及び図２に示すように、圧力センサ１００は、抵抗やコンデンサなどの電子部品５が実装される基板１と、基板１を収容する有底筒状のケース２と、ケース２の開口２ａを塞ぐ蓋部材３と、ケース２に取り付けられ圧力を検出するセンサ部４と、基板１上に設けられた電気回路に電力を供給する電池１０と、を備える。
【0022】
基板１には、センサ部４によって検出された圧力を電気信号に変換して図示しないコントローラへ出力するための電気回路が形成される。なお、本実施形態では、複数の基板を接合することによって基板１が構成されているが、基板１は一枚の基板で構成されていてもよい。
【0023】
ケース２は、金属または樹脂によって有底円筒形状に形成される。ケース２は、円筒状に形成された筒部２ｂと、筒部２ｂの一端を塞ぐ底部２ｃと、底部２ｃから筒部２ｂとは反対側に突出する円筒状の突出部２ｄと、を備える。筒部２ｂ内には、基板１、電池１０、及び後述するマウント部材６が収容され、突出部２ｄ内には、センサ部４が収容される。ケース２の底部２ｃには、センサ部４と基板１とを接続する配線が挿通される貫通孔（図示せず）が設けられる。
【0024】
蓋部材３は、ケース２の開口２ａに挿入され、ケース２にスナップリング９を係止することで抜け止めされる。図２に示すように、蓋部材３は、基板１の端部１ｂが挿入される溝３ａ（図１参照）と、電池１０を保持するホルダ部３ｂと、を備える。ホルダ部３ｂは、略半円筒形状に形成される。電池１０は、ホルダ部３ｂに挿入されることで保持される。
【0025】
ケース２の内周面と蓋部材３の外周面との間には、シール部材としてのＯリング７が設けられる。これにより、ケース２と蓋部材３とによって、密閉された空間Ｓが形成される。空間Ｓ内には、基板１、電池１０、及びマウント部材６が収容される。なお、本実施形態では、ケース２及びマウント部材６が、ハウジングを構成する。
【0026】
センサ部４は、センサ本体４１と、カラー４２と、Ｏリング４３と、を備える。Ｏリング４３は、センサ本体４１の外周に設けられ、センサ本体４１の外周面と突出部２ｄの内周面との間をシールする。また、カラー４２は、Ｏリング４３の軸方向の移動を規制する。
【0027】
マウント部材６は、筒部２ｂの内周面に沿う外形を有する。マウント部材６には、基板１の端部１ａが挿入される溝６ａ（図１参照）と、センサ部４と基板１とを接続する配線が挿通される貫通孔６ｂと、が設けられる。マウント部材６は、底部２ｃに固定されて筒部２ｂ内に収容される。
【0028】
図３から図６（Ｂ）に示すように、溝６ａの側面６ｅには、複数の突起部６ｃが設けられる。本実施形態では、突起部６ｃは、溝６ａの底面６ｄに向かって溝６ａの幅ｄが狭くなるテーパ状（略半円錐形状）に形成される（図４、図５、図６（Ａ）など参照）。
【0029】
電池１０には、第１コネクタとしてのコネクタ１１が接続される。電池１０は、コネクタ１１が基板１上に設けられた第２コネクタとしてのコネクタ８に嵌合することで、基板１上に設けられた電気回路に電気を供給する。
【0030】
次に、圧力センサ１００の組み立てについて説明する。なお、以下の組み立て手順は、一例を示すものであり、適宜順序を入れ替えることが可能である。
【0031】
まず、マウント部材６をケース２内に収容し、ケース２の底部２ｃに接するようにして接着や圧入等により固定する。
【0032】
次に、基板１の一端（端部１ａ）をマウント部材６に形成された溝６ａに挿入する。このとき、基板１とセンサ本体４１とを接続する配線を、マウント部材６の貫通孔６ｂとケース２の貫通孔を通じて突出部２ｄに挿通する。その後、基板１の端部１ａによって突起部６ｃを塑性変形させる、あるいは突起部６ｃを削るようにして、基板１を溝６ａの底面６ｄに向かって押し込んでいく（図６（Ｂ）参照）。
【0033】
次に、電池１０をホルダ部３ｂに挿入し、電池１０のコネクタ１１と基板１上に設けられたコネクタ８とを嵌合する。
【0034】
その後、ケース２にＯリング７を取り付け、基板１の他端（端部１ｂ）を溝３ａに挿入するようにして蓋部材３をケース２の開口２ａに挿入する。最後に、スナップリング９をケース２に取り付ける。また、基板１とセンサ本体４１とを接続し、センサ部４を突出部２ｄに挿入し、取り付ける。
【0035】
このようにして組み立てられた圧力センサ１００では、基板１は、マウント部材６の溝６ａと蓋部材３の溝３ａとによって両端が保持される。これにより、圧力センサ１００に振動などが作用しても、基板１がケース内でガタつくことを防止できる。
【0036】
ところで、圧力センサ１００においては、内部の部品、例えば、電池１０を交換、あるいは基板１上の電子部品５を点検することがある。このとき、上述の組み立てとは逆の手順で、電池１０を取り外すことになるが、電池１０をケース２から取り出す際に、例えば、コネクタ８とコネクタ１１とを嵌合したまま電池１０を取り出すと、基板１も一緒に引き抜かれてしまうおそれがある。このようにして基板１が引き抜かれてしまうと、基板１とセンサ本体４１とを接続する配線が断線してしまうおそれがある。
【0037】
そこで、圧力センサ１００では、基板１がマウント部材６の溝６ａに挿入されたときに、溝６ａ内に設けられた突起部６ｃを塑性変形させる、あるいは突起部６ｃを削るようにして圧入することで、基板１を溝６ａ内に保持する保持力（基板１を溝６ａ内で挟持する挟持力）を発生させる。具体的には、上述のように基板１をマウント部材６の溝６ａに挿入することにより、基板１が突起部６ｃと対向する側面６ｅに押し付けられる。この結果、基板１と側面６ｅとの間、及び基板１と突起部６ｃとの間に摩擦力が生じるので、基板１は溝６ａ内に保持される。これにより、電池１０を交換する際などに、基板１が不用意に引き抜かれ、配線が断線してしまうことを防止できる。
【0038】
例えば、基板１の厚さが１ｍｍ、溝６ａの幅が１．２ｍｍとした場合には、突起部６ｃの形状を溝６ａの幅方向の寸法Ｗを０．３ｍｍ、溝６ａの深さ方向の寸法Ｈを３ｍｍ程度とすることにより、突起部６ｃの溝幅方向の変形量を０．１ｍｍ程度にすることができる。これにより、基板１を溝６ａに挿入する際に、治具などを使用しなくても容易に挿入することができる。
【0039】
また、圧力センサ１００では、溝６ａの底面６ｄに向かって溝幅が狭くなるテーパ状に形成されている。これにより、基板１を底面６ｄに向かってスムーズに挿入することができ、組み立てを容易にすることができる。
【0040】
さらに、圧力センサ１００では、溝６ａの開口部近傍に突起部６ｃが設けられていないつまり、突起部６ｃの上端が溝６ａの開口部に至っていないので、溝６ａの開口部の溝幅が大きい状態に維持される。これにより、マウント部材６がケース２の底部２ｃに接するように設けられていても、基板１を溝６ａ内に挿入しやすくすることができ、組み立てを容易にすることができる。
【0041】
また、本実施形態の圧力センサ１００では、基板１が溝６ａに挿入されたときに生じる保持力は、コネクタ８とコネクタ１１との嵌合を保持する保持力よりも大きくなるように設定される。これにより、仮に、コネクタ１１をコネクタ８から抜かずにケース２から電池１０を取り出してしまったとしても、基板１が溝６ａから引き抜かれるより前に、コネクタ８とコネクタ１１の嵌合が解除される。これにより、コネクタ８とコネクタ１１の嵌合を解除することを忘れてしまった場合でも、基板１が不用意に引き抜かれることを防止できる。なお、基板１が溝６ａに挿入されたときの保持力は、突起部６ｃの傾斜角や個数などにより調整することができる。
【0042】
このように、圧力センサ１００によれば、ケース２内の部品を交換、あるいは基板１上の電子部品５を点検する際に、基板１がマウント部材６から不用意に外れることを防止できる。
【0043】
なお、上記実施形態では、電子機器として圧力センサ１００を例に説明したが、基板１をハウジング内で保持する構成であれば、各種センサ、あるいはセンサ以外の各種電子機器であってもよい。
【0044】
また、上記実施形態では、突起部６ｃを溝６ａの一方の側面６ｅにのみ設けているが、これに限らず、溝６ａの両側面に設けてもよい。また、突起部６ｃの数は、２か所に限らず、３か所以上であってもよい。
【0045】
また、上記実施形態では、マウント部材６をケース２と別体に構成した場合を例に説明したが、マウント部材６とケース２とを一体に構成してもよい。
【0046】
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【0047】
電子機器（圧力センサ１００）は、電子部品５が実装される基板１と、基板１を収容する有底筒状のハウジング（ケース２、マウント部材６）と、を備え、ハウジング（ケース２、マウント部材６）は、底部に設けられ、基板１の一方の端部１ａが挿入される溝６ａと、溝６ａの側面６ｅに形成され、基板１が溝６ａ内に挿入されたときに変形することで基板１を溝６ａ内に保持する突起部６ｃと、を有する。
【0048】
この構成では、基板１が溝６ａ内に挿入されたときに突起部６ｃが変形することで、基板１を溝６ａ内に保持する保持力を発生させるので、ハウジング（ケース２、マウント部材６）内の部品を交換、あるいは基板１上の電子部品５を点検する際に、基板１がハウジング（ケース２、マウント部材６）から不用意に外れることを防止できる。
【0049】
突起部６ｃは、溝６ａの底面６ｄに向かって溝幅が狭くなるテーパ状に形成されている。
【0050】
この構成では、突起部６ｃを溝６ａの底面６ｄに向かって溝幅が狭くなるテーパ状に形成しているので、基板１を溝６ａ内に挿入した際に突起部６ｃが変形しやすくなる。これにより、作業性が向上する。
【0051】
突起部６ｃは、溝６ａの１つの側面６ｅにおいて少なくとも２か所形成される。
【0052】
この構成では、突起部６ｃを溝６ａの１つの側面６ｅにおいて少なくとも２か所形成しているので、基板１が溝６ａ内でガタつくことを防止できる。
【0053】
基板１上には、ケース２内に収容される電池１０に接続された第１コネクタ（コネクタ１１）と嵌合可能な第２コネクタ（コネクタ８）が設けられ、基板１が溝６ａに挿入されたときの保持力は、第１コネクタ（コネクタ１１）と第２コネクタ（コネクタ８）との嵌合を保持する保持力よりも大きい。
【0054】
この構成では、例えば、電池１０を交換する際に、第１コネクタ（コネクタ１１）と第２コネクタ（コネクタ８）との嵌合を解除せずにハウジング（ケース２、マウント部材６）から電池１０を取り出してしまったとしても、基板１が溝６ａから引き抜かれるより前に、第１コネクタ（コネクタ１１）と第２コネクタ（コネクタ８）の嵌合が解除される。これにより、第１コネクタ（コネクタ１１）と第２コネクタ（コネクタ８）との嵌合を解除せずに電池１０を取り出した場合に、基板１が引き抜かれることを防止できるので、例えば、センサ部４と基板１との間の配線が切断されることを防止できる。
【0055】
電子機器（圧力センサ１００）は、ハウジング（ケース２、マウント部材６）の開口２ａを塞ぐ蓋部材３をさらに備え、基板１の他方の端部１ｂは、蓋部材３に形成された溝３ａに挿入される。
【0056】
この構成では、基板１はケース２内においてその両端（端部１ａ，１ｂ）が保持されるので、基板１のガタつきを防止できる。
【0057】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【0058】
１００・・・圧力センサ（電子機器）、１・・・基板、１ａ・・・端部、１ｂ・・・端部、２・・・ケース（ハウジング）、２ａ・・・開口、２ｂ・・・筒部、２ｃ・・・底部、３・・・蓋部材、３ａ・・・溝、４・・・センサ部、５・・・電子部品、６・・・マウント部材（ハウジング）、６ａ・・・溝、６ｃ・・・突起部、６ｄ・・・底面、６ｅ・・・側面、８・・・コネクタ（第２コネクタ）、１０・・・電池、１１・・・コネクタ（第１コネクタ）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】