CN101416571A - 电子设备壳体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子设备壳体，其具有：金属制基座部(101)；树脂部(402)，其与该基座部(101)紧固；以及印刷基板(104)，其与上述树脂部(402)抵接，其中，上述基座部(101)和上述树脂部(402)的紧固处理是通过纳米模铸技术进行的，上述树脂部(402)具有绝缘性。

Description

电子设备壳体

技术领域

本发明涉及一种电子设备壳体，特别涉及在驱动控制装置的伺服电动机所使用的小型编码器等中，用于内置印刷基板、具有高刚性构造的电子设备壳体。

背景技术

作为背景技术，以具体的例子说明作为电子设备之一的光学式编码器的构造。此外，“光学式编码器”是工业设备，主要用作在工业自动化领域中使用的伺服电动机的旋转检测器，是内置有印刷基板、要求高刚性·小型·轻重量的电子设备之一。

图4是表示当前公知的光学式编码器的概略构造的剖面图，图5以及图6是表示当前公知的光学式编码器的其他例子的概略构造的剖面图。

在图4中，由于光学式编码器的基座部101需要具有刚性，所以通常由金属制成，为了提高批量生产性，大多使用铝压铸件等。旋转部102是图案圆板，与电动机的转子等旋转体(未图示)连结。绝缘部103是树脂制部件，使基座部101和印刷基板104绝缘。在印刷基板104上搭载有后述感光元件、发光元件或者进行信号处理的电路。绝缘部固定螺栓105用于将绝缘部103固定在基座部101上。检测部106搭载在印刷基板104上。

在图4的例子中，为了将绝缘部103固定而需要固定螺栓105，由于基座部101和绝缘部103的定位是经由该固定螺栓105进行的，所以会由于固定螺栓105的外径与绝缘部103的螺栓孔间的间隙，而使定位精度降低。最终地，如果检测部106和旋转部102即图案圆板间的相对位置关系没有处于正确状态，则会对编码器的功能即旋转体的位置检测性能产生很大的影响。另外，由于使用固定螺栓105，所以会引起部件个数的增加、安装工时数的增加、以及产品质量的增加。

在图5中，基座部101、旋转部102、印刷基板104以及检测部106是与图4具有相同功能的部分，省略其说明。

由于图5所示的光学式编码器由基座部101和印刷基板104构成，所以能够得到高刚性，但是印刷基板104与金属制的基座部101直接抵接，在印刷基板104的抵接部位既不能配置部件，也不能配置图案。作为印刷基板内绝缘部104a示出的阴影部分，是既不能配置部件也不能配置图案的部分，由此减少了印刷基板的可有效利用的面积。特别地，对于小型电子设备来说，成为较大的问题。

在图6中，基座部101、旋转部102、绝缘部103、印刷基板104以及检测部106是与图4具有相同功能的部分，省略其说明。

图6中的粘结部301用于使基座部101与绝缘部103结合。由于图6中的基座部101和绝缘部103是利用粘结部301通过粘结剂进行结合的，所以会使基座部101和绝缘部103的定位精度降低。最终地，如果检测部106和旋转部102即图案圆板间的相对位置关系没有处于正确状态，则会对编码器的功能即旋转体的位置检测性能产生很大的影响。

另外，由于将粘结部301隔在基座部1和绝缘部3之间，刚性低的粘结剂会引起编码器整体的刚性降低。另外，由于振动、温度、冲击等环境条件而使粘结部301老化的可能性也很高，会引起产品的可靠性下降。另外，还会引起用于进行粘结的工时数增加、由使用牢固的粘结剂使成本增加、以及由制造时环境条件的差异导致粘结力波动而使可靠性下降等。

此外，关于电子设备壳体的制造技术，提出了以下的方案：将树脂部件和铝压铸部件一体地成型，进行热屏蔽，同时，实现组装的简单化。(例如，参照专利文献1)

专利文献1：日本实开昭63-188519号公报

发明内容

但是，在现有技术中，如上述所示存在印刷基板的可有效利用的面积的减少、部件个数的增加、安装工时数的增加、产品质量的增加、伴随定位精度下降的电子设备性能下降、以及电子设备壳体的刚性下降这样的问题。

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种电子设备壳体，特别地，提供一种在驱动控制装置的伺服电动机中使用的小型编码器等的电子设备壳体，其能够有效地利用内置的印刷基板上的部件安装面积以及图案的配置面积，组装性良好、能够提高定位精度、刚性高。

本发明所涉及的电子设备壳体，其具有：基座部；树脂部，其与上述基座部紧固；以及印刷基板，其与上述树脂部抵接，其中，上述基座部由铝构成，同时，在该基座部的表面形成纳米级的凹凸，另外，上述树脂部由绝缘性树脂构成，通过使上述树脂部的树脂以键构造与上述凹凸结合而将上述基座部和上述树脂部紧固。

发明的效果

根据本发明，其具有获得下述电子设备壳体的效果，该电子设备壳体可以解决现有技术中所内置的印刷基板的安装面积减少、图案的配置面积减少以及壳体刚性下降这样的问题，能够有效地利用所内置的印刷基板上的部件安装面积以及图案的配置面积，并且刚性高。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的光学式编码器的概略构造的剖面图。

图2是实施方式1所涉及的光学式编码器的结构的剖面图。

图3是实施方式2所涉及的需要具有密闭性的电子设备壳体的构造图。

图4是表示现有光学式编码器的概略构造的剖面图。

图5是表示现有光学式编码器的概略构造的剖面图。

图6是表示现有光学式编码器的概略构造的剖面图。

具体实施方式

实施方式1

下面，使用附图说明本发明的实施方式1。

图1以及图2是表示本实施方式的电子设备壳体的构造的图，以具体的例子对光学式编码器的构造进行图示。

图1是本发明的实施方式的概略构造的剖面图，与现有光学式编码器的构造例、即图4～图6对应地示出。

另外，图2(a)是从与旋转轴垂直的方向即底面观察编码器的图，图2(b)是图2(a)的矢向A—A剖面图。

在图1中，基座部101、旋转部102、印刷基板104以及检测部106是与图4具有相同功能的部分，省略其说明。

在图1中，树脂部402与基座部101紧固，该紧固是通过纳米模铸部401进行的。此外，所谓纳米模铸是由“日本特开2002-225073号公报”、或者“日本特开2003-03563号公报”、“日本特开2003-170531号公报”、“日本特开2003-200453号公报”、“日本特开2003-251654号公报”、“日本特开2004-050488号公报”、“日本特开2004-216425号公报”、“日本特开2004-216609号公报”、“日本特开2004-268936号公报”、“日本特开2004-271161号公报”、“日本特开2004-330509号公报”、“日本特开2005-009728号公报”、“日本特开2005-053179号公报”、“日本特开2005-119005号公报”、“日本特开2005-119237号公报”、“日本特开2005-136117号公报”公开的技术，是通过锚固效应(anchor effect)使树脂与铝的多孔构造接合的模铸技术，无需使用粘结剂等就可以使金属制部件和树脂制部件一体化，即，在铝的表面形成纳米级的凹凸，通过键构造使树脂与该凹凸结合。另外，印刷基板104配置为与树脂部402抵接。此外，图1中的树脂部402由线膨胀系数与基座部101即铝相等的绝缘性树脂构成，相当于图4中的绝缘部103。

由于基座部101和树脂部402间的紧固是使用纳米模铸技术进行的，所以与相同构造的具有粘结部301的图6的现有例相比，定位精度以及刚性更加优秀。即，由于树脂部402是通过射出成型而形成在基座部101上的，所以其形状精度高，通过该高形状精度可以使由各部分组合而形成的检测部106和旋转部102即图案圆板间的相对位置关系处于正确状态，可以使编码器功能即旋转体的位置检测性能良好。

另外，由于基座部101和树脂部402间通过纳米模铸部401进行的结合是使树脂部402进入基座部101中这样牢固的紧固方法，所以能够得到非常高的刚性。

下面，在图2中，电动机托架501、电动机轴505是电动机(未图示)的一部分。外罩502是铝压铸件等金属部件，树脂部504与上述外罩502紧固，该紧固是通过纳米模铸部503进行的。反射镜506、圆板507、圆板上的图案部513是编码器特有的部件，与电动机轴505连结。发光元件509、感光元件508也是编码器特有的部件，配置在印刷基板511上。

在图2中，需要严格地对旋转部分即反射镜506、圆板507、圆板上的图案部513，与固定部分即印刷基板511上的发光元件509、感光元件508间的相对位置关系进行定位。

基于图2说明编码器的具体动作。由位于圆板507上的图案部513对从发光元件509发出的光中的一部分进行遮蔽，通过圆板507的光由反射镜506进行反射，再次通过圆板507后由感光元件508感光，进行光电变换而作为电信号进行处理。在这里，如果旋转部分即反射镜506、圆板507、图案部513，与固定部分即发光元件509、感光元件508间的相对位置关系没有处于正确状态，则会对编码器的功能即旋转体的位置检测性能产生很大的影响，无法准确地由编码器进行电动机轴的位置检测。

在使用电动机进行速度控制或定位控制等的情况下，如果无法准确地检测旋转体即电动机的磁极位置，则有可能出现速度控制和定位控制的性能下降这样的故障。

根据本发明，通过使用由纳米模铸技术将树脂部504紧固在金属制外罩502上而成的部件，能够得到刚性高的构造体，另外，搭载有发光元件509、感光元件508以及各种处理电路(未图示)的印刷基板511以与树脂部504抵接的方式安装，所以在印刷基板511的与树脂部抵接的部分上也能够配置图案，可以有效地利用印刷基板511的面积。

另外，如编码器那样的检测器大多与驱动系统近邻地进行安装，大多处于恶劣的环境中。即，需要能够适应振动、温度、冲击等环境，但是根据本发明所涉及的电子设备壳体，可以得到刚性高的壳体结构，可以得到即使在更加恶劣的环境条件下也可以使用的电子设备。

另外，通过将外罩502和树脂部504一体成型，可以得到减少部件个数，进而提高组装性的效果。

在图2的例子中，利用外罩螺栓514将金属部即外罩502牢固地安装在电动机托架501上，将树脂部504通过纳米模铸技术牢固地紧固，通过粘结、螺栓紧固、嵌合或其他部件对印刷基板511进行固定，或者通过上述方式的组合而牢固地进行安装，以使该印刷基板511与树脂部504抵接，其结果，可以得到具有高刚性壳体的编码器。

此外，如上述所示，在图2的实施例中，有时也将粘结剂用于树脂部504和印刷基板511的安装，但是与图6的现有构造例进行比较，存在以下差异。在图6的例子中，粘结部支撑绝缘部103和印刷基板104这两者的部件质量。与此相对，在图2的例子中，仅支撑印刷基板511，图2的例子中的粘结部支撑的质量较轻，因此存在粘结部的负担变少、刚性变高、粘结部的可靠性提高这样的差异。

此外，在本实施方式中，作为具体的例子示出了光学式编码器的构造，但是对于其他方式的编码器，例如磁性编码器等，也可以得到相同的效果。

实施方式2

图3是表示其他实施方式、即需要具有密闭性的电子设备壳体的构造的图，以检测部位于壳体外部，进行信号处理等的印刷基板位于壳体内部这样的电子设备为例进行了图示。

例如，是这样的例子，即，在安装于电动机上的磁性编码器中，磁性圆板安装在电动机的旋转轴端部，磁性检测部安装在本实施方式所涉及的电子设备壳体的外侧，电子设备壳体中保持密闭并内置有印刷基板。

图3(a)是电子设备的剖面图，图3(b)是取下顶盖606的状态的俯视图。

在图3中，基座部601是铝压铸件等金属制部件，树脂部602与上述基座部601紧固，该紧固是通过纳米模铸部603进行的。印刷基板605设置在具有密闭性的壳体内部，在本实施方式中，通过柔性·印刷基板(Flexible Printed Circuit)608，与位于壳体外部的检测部607进行连接。在树脂部602上设有用于收容O形环604的空间，该O形环604(本实施方式中用于保持密闭性的部件的一个例子)用于保持密闭性。在这里，O形环604与树脂部602和基座部601抵接，并且还与顶盖606抵接。

树脂部602具有非常光滑的表面，可以通过与O形环604抵接而保持密闭性。

此外，由铝压铸件等制成的金属制基座部601，特别是铝压铸件的情况下，通常为铸造表面，是比较粗糙的表面。因此，为了得到密闭性，有时需要在铝压铸件上加工出用于收容O形环604的空间，并进一步进行将铸造物特有的孔洞堵塞的封孔处理等追加处理。

另外，基座部601的与O形环604抵接的部分，在铝压铸件的情况下是铸造表面，是比较粗糙的表面，但是由于通过纳米模铸部603而与树脂部602紧固，所以在树脂部602和基座部601的界面部可以保持充分的密闭性。

即，现有技术所涉及的仅使用由铝压铸件制成的基座部而构成的电子设备壳体，为了获得密闭性而进行的加工需要很多的工序，与此相对，对于本实施方式所涉及的电子设备壳体，不需要用于得到密闭性的追加加工工序。

另外，在收容O形环的部分的形状为圆形的情况下，通过车削加工等比较简单的加工即可完成，但在如本实施方式的图3所示为多边形形状，而并非圆形的情况下，需要通过铣削等进行复杂的加工，加工耗费大量时间，但根据本实施方式所涉及的电子设备壳体，则不需要用于得到密闭性的追加加工工序。此外，用于保持密闭性的部件、即O形环4也可以是油封等部件。

根据上述实施方式，其效果是：可以解决现有技术中检测部106相对于旋转部102的定位精度下降、印刷基板的可有效利用的面积减少、以及构造整体的刚性下降这样的问题，使定位变得容易，能够有效地利用印刷基板的面积，能够提高构造整体的刚性。

另外，可以得到减少部件个数，进而提高组装性这样的效果。

特别地，在内置小型印刷基板的电子设备中，该效果显著。

另外，对于需要具有密闭性的电子设备，根据上述实施方式，具有不需要现有技术中用于得到密闭性的加工工序，可以非常简单地得到密闭性的效果。特别地，对于并非圆形、即具有多边形等形状的密封部分，该效果显著。

本发明不限于上述实施方式，包括各种设计变更。

工业实用性

本发明适用于电子设备的壳体，特别适用于在驱动控制装置的伺服电动机的小型编码器等中，具有内置的印刷基板、要求高刚性的电子设备壳体，具有很强的工业实用性。

Claims (5)

1.一种电子设备壳体，其具有：基座部；树脂部，其与该基座部紧固；以及印刷基板，其与上述树脂部抵接，

其特征在于，

上述基座部由表面形成有纳米级的凹凸的铝构成，同时，上述树脂部由绝缘性树脂构成，通过键构造使上述树脂部的树脂与上述凹凸结合，从而将上述基座部和上述树脂部紧固。

2.一种电子设备壳体，其具有：基座部；树脂部，其与该基座部紧固，同时，在上述基座部内保持电子设备；以及盖体，通过在该盖体和上述基座部之间设置密闭性保持部件，对上述基座部内进行密封，

其特征在于，

上述基座部由表面形成有纳米级的凹凸的铝构成，同时，上述树脂部由绝缘性树脂构成，通过键构造使上述树脂部的树脂与上述凹凸结合，从而将上述基座部和上述树脂部紧固。

3.根据权利要求1或2所述的电子设备壳体，其特征在于，

该电子设备壳体用于具有旋转部的电子设备。

4.根据权利要求1或2所述的电子设备壳体，其特征在于，

该电子设备壳体用于检测器。

5.根据权利要求4所述的电子设备壳体，其特征在于，

检测器是编码器。

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