CN110091344A - 工业用机器人的控制器的基板组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工业用机器人的控制器的基板组件，能够防尘。一种基板组件(100)，其收容于工业用机器人的控制器的壳体，具备：基板(1)，其包括电路，并在至少一方的主面(1a)搭载有构成电路的电路部件(3～10)；和罩部件(2)，其为与控制器的壳体不同的部件，以覆盖该基板(1)的至少一方的主面(1a)的方式配置于基板(1)，并呈膜状、片状、或者板状，在罩部件(2)的与搭载到基板(1)的规定的电路部件(3～10)对应的部分，设置有部件开口(11～18)。

Description

工业用机器人的控制器的基板组件

技术领域

本发明涉及工业用机器人的控制器的基板组件。

背景技术

在对工业用机器人进行控制的控制器中使用有各种基板(准确而言，为基板组件)。例如，在专利文献1所记载的工业用机器人的控制装置中，使用电源基板、功率电路基板、马达控制基板、CPU通信基板、通信基板。其中，电源基板、功率电路基板、CPU通信基板、以及通信基板收容于壳主体。另外，马达控制基板设置于壳主体的前表面，且其前表面以及侧面被安装于壳主体的前盖所覆盖。由此，对这些基板进行保护。

专利文献1：日本特开2015-136780号专利公开公报

但是，在上述的现有例子中，存在无法对基板(基板组件)充分地进行防尘的问题。

发明内容

本发明是为了解决这种课题而完成的，其目的在于，提供一种可防尘的工业用机器人的控制器的基板组件。

为了实现上述目的，本发明的某个方式(aspect)所涉及的工业用机器人的控制器的基板组件为收容于工业用机器人的控制器的壳体的基板组件，其中，具备：基板，其包括电路，并在至少一方的主面搭载有构成上述电路的电路部件；和罩部件，其为与上述控制器的壳体不同的部件，以覆盖该基板的上述至少一方的主面的方式配置于上述基板，并呈膜状、片状、或者板状，在上述罩部件的与搭载到上述基板的规定的电路部件对应的部分，设置有部件开口。这里，“工业用机器人”定义为“一种机械，其具有自动控制的操纵功能或者移动功能，能够通过程序执行各种作业，并用于工业中”(参照JIS B 0134-1998)。另外，在本发明中，“电路”包括“电气电路”和“电子电路”。“电气电路”是指由无源元件(电阻、线圈、电容器等)构成的电路。“电子电路”是指由无源元件和有源元件(晶体管、IC、二极管等)构成的电路。“电路部件”是指构成“电路”的部件，包括无源元件、有源元件、以及布线部件等。另外，“覆盖主面”是指覆盖“主面”的一部分或者全部。

根据该结构，能够利用罩部件来防止尘埃附着于基板组件的表面，所以能够对基板组件进行防尘。另外，将不优选用罩部件进行覆盖的电路部件作为规定的电路部件，从而能够不用罩部件对该规定的电路部件进行覆盖。

也可以为：上述电路部件的至少一部分从上述部件开口突出。

在电路部件中存在高度尺寸较高的电路部件。根据该结构，使那种电路部件从分别对应的部件开口突出，从而能够用罩部件对基板的搭载有电路部件的主面进行覆盖。其结果是，即使在基板搭载有那种电路部件，也能够使罩部件接近基板的表面并利用罩部件对该基板的表面进行覆盖，由此，能够适宜地对基板组件的表面进行防尘。

也可以为：上述罩部件与上述基板接触，或者上述罩部件与上述基板的间隙超过0mm且为2mm以下。

根据该结构，罩部件配置为靠近基板表面，由此，能够更适宜地对基板组件的表面进行防尘。

也可以为：在上述部件开口的外周部能够立起地设置有盖部，上述盖部以将上述电路部件与上述部件开口的间隙的至少一部分堵住的方式立起。

根据该结构，用在部件开口的外周部设置的盖部将电路部件与部件开口的间隙的至少一部分堵住，由此，能够更适宜地利用罩部件对基板的搭载有电路部件的主面进行防尘。

也可以为：上述规定的电路部件为散热部件、发热部件、外部连接部件、被访问部件、或者视觉确认部件。这里，“外部连接部件”是指与在基板组件的外部存在的设备连接的部件。作为“外部连接部件”，例示有连接器。“被访问部件”是指由人进行访问的部件。作为“被访问部件”，例示有由人进行操作的“开关”、以及供人使检查夹具接触的“测量端子”。“视觉确认部件”是指由人进行视觉确认的部件。作为“视觉确认部件”，例示有由人对点亮以及熄灭进行视觉确认的“LED”、以及用于使人对规定事项进行识别的“QR码(注册商标)封条”。

根据该结构，具体而言，不用罩部件对不优选用罩部件覆盖的电路部件进行覆盖，从而能够利用罩部件对基板的搭载有电路部件的主面进行防尘。

也可以为：上述罩部件是与搭载有上述电路部件的基板相互独立地形成的部件。这里，“罩部件与搭载有电路部件的基板相互独立地形成”是指，罩部件并非通过将成为其材料的液体涂布至搭载有电路部件的基板，并将该涂布层被膜化，而形成。

根据该结构，能够抑制在将成为罩部件的材料的液体涂布至搭载了具有窄间距的端子的电路部件的基板时，窄间距的端子产生接触不良，。

本发明能够提供可防尘的工业用机器人的控制器的基板组件。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式所涉及的工业用机器人的控制器的基板组件的使用例的立体图。

图2是表示图1的基板组件的结构的一个例子的立体图。

图3是表示图2的罩部件的部件开口的盖部的一个例子的俯视图。

图4a与图4b是将图3的盖部的效果与比较例对比进行表示的剖视图，其中，图4a是示意性地表示比较例的结构的剖视图，图4b是示意性地表示本实施方式的结构的剖视图。

附图标记说明：

1…基板；2…罩部件；3…散热器；4…线对板连接器；5…板对板连接器；6…板对板连接器；7…电容器；8…LED；9…开关；10…电容器；11…第一部件开口；12…第二部件开口；13…第三部件开口；14…第四部件开口；15…第五部件开口；16…第六部件开口；17…第七部件开口；18…第八部件开口；21…盖部；22…CPU芯片；23…焊料；24…尘埃；26…盖部；31…绝缘性包覆部件；100…基板组件；200…控制器；201…壳体。

具体实施方式

(本发明的发明人等的见解)

本发明的发明人等对工业用机器人的控制器的市场中的不良情况进行了分析，发现控制器内的基板组件由于粉尘等而产生短路、腐蚀等异常(不良情况)。该原因推测如下。

工业用机器人有时在焊接、涂装等那样的尘埃较多的作业环境中使用。工业用机器人的控制器也通常配置于靠近工业用机器人的地方。控制器的基板组件收容于控制器的壳体。但是，壳体未被密闭，在壳体存在通风用的开口、与外部相连的布线的导出口等开口。因此，壳体的周围的尘埃从这些开口侵入至壳体的内部。在该情况下，如本申请所记载的现有例那样，若基板(准确而言，为基板组件)的表面保持在壳体内的氛围中露出的状态，则该侵入的尘埃附着于基板组件，由于附着的尘埃而引起上述那样的异常。

因此，本发明的发明人等想到用膜状、片状、或者板状的罩部件将该基板的表面覆盖。由此，能够防止尘埃附着于基板组件的表面。

但是，在搭载于基板的电路部件中，也存在不优选用罩部件进行覆盖的部件，因而想到在罩部件中的与那样的电路部件对应的部分设置开口。由此，能够不用罩部件对不优选用罩部件覆盖的电路部件进行覆盖。

然而，作为罩部件的形成方法，考虑如下：将成为罩部件的材料的液体涂布至搭载有电路部件的基板的表面，并将该涂布层被膜化，从而形成罩部件。另一方面，有时在基板搭载具有窄间距的端子的电路部件。在该情况下，若通过将涂布层被膜化来形成罩部件，则在将成为罩部件的材料的液体涂布至基板时，该液体可能附着于窄间距的端子，使得该窄间距的端子产生接触不良。

因此，当在基板搭载具有窄间距的端子的电路部件时，优选利用与搭载有电路部件的基板相互独立地形成的罩部件对基板组件的表面进行覆盖。

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式具体地进行说明。此外，以下，在全部附图中对相同或者相当的要素标注相同的附图标记，并省略其重复的说明。另外，以下的图是用于对本发明进行说明的图，因而存在省略与本发明无关的要素的情况、为了强调而进行夸张的情况、尺寸不准确的情况、多个附图相互不一致的情况等。另外，本发明并不限定于以下的实施方式。

(实施方式)

[结构]

图1是示意性地表示本发明的实施方式所涉及的工业用机器人的控制器的基板组件的使用例的立体图。图2是表示图1的基板组件的结构的一个例子的立体图。

参照图1，本实施方式所涉及的工业用机器人的控制器的基板组件(以下，仅称为基板组件)100收容于工业用机器人(未图示)的控制器200的壳体201进行使用。“工业用机器人”定义为“一种机械，其具有自动控制的操纵功能或者移动功能，能够通过程序执行各种作业，并用于工业中”(JIS B 0134-1998)。

参照图1以及图2，本实施方式的基板组件100具备：基板1，其包括电路(未图示)，并在至少一方的主面搭载有构成电路的电路部件3～10；和罩部件2，其为与控制器200的壳体201不同的部件，以覆盖该基板1的至少一方的主面1a的方式配置于基板1，并呈膜状、片状、或者板状。在罩部件2的与搭载于基板1的规定的电路部件3～10对应的部分设置有部件开口11～18。规定的电路部件3～10中的电路部件3～7、10从分别对应的部件开口11～15、18分别突出。

这里，在本发明中，“电路”包括“电气电路”和“电子电路”。“电气电路”是指由无源元件(电阻、线圈、电容器等)构成的电路。“电子电路”是指由无源元件和有源元件(晶体管、IC、二极管等)构成的电路。“电路部件”是指构成“电路”的部件，包括无源元件、有源元件、以及布线部件等。另外，“覆盖主面”是指覆盖“主面”的一部分或者全部。以下，对本实施方式的基板组件100详细地进行说明。

＜基板＞

对于基板1而言，只要包括电路，就并不特别进行限定。电路通常形成于基板的表面，但也可以形成于基板的内部。作为基板1，例示有分立元件基板、印刷电路基板、印刷布线基板等。作为部件的安装方法，例示有表面安装、通孔安装等。作为基板1的材料，例示有纸酚醛树脂、玻璃环氧树脂、玻璃等。

这里，基板1由印刷电路板构成，且电路仅形成于基板1的表面。电路也可以形成于基板1的表面和背面双方。

基板1的大小并未被特别限定。这里，例如在基板1为矩形的情况下，长边的尺寸为约200mm～约300mm。

形成于基板1的电路的形态是通常的形态，因为图示较为繁琐，所以在图2中并未示出。

＜电路部件＞

在基板1搭载有构成电路的多个电路部件，但在图1中仅示出为了理解本发明而必需的电路部件。附图标记3表示散热器，附图标记4表示线对板连接器。附图标记5、6表示板对板连接器。附图标记7表示线圈。附图标记8表示LED。附图标记9表示开关。附图标记10表示电容器。此外，如图4b中其剖面所示，散热器3包括板状的主体3a、和在主体3a的上表面相互平行地立起设置的多个翅片3b。然而，在图2中，简单化地将整体示为长方体状。另外，位于散热器3的两侧的一对部件是用于将散热器3固定在基板1的螺钉。

散热器3是散热部件的一个例子。散热部件对热进行扩散，因而不优选用罩部件2进行覆盖。参照图4b，这里，散热器3对在CPU芯片22产生的热进行扩散。

连接器4～6是与存在于基板组件100的外部的设备连接的部件(外部连接部件)的一个例子。外部连接部件与存在于基板组件100的外部的设备连接，因而不优选利用罩部件2进行覆盖。线对板连接器4是连接器的种类的一个例子。在线对板连接器4连接有与电线的一端连接的连接器。

板对板连接器5、6是连接器的种类的其它例子。板对板连接器5是高度尺寸较高的板对板连接器的一个例子。在板对板连接器5的上表面插嵌有设置于其它基板的连接器的多个端子。在板对板连接器5的下部设置有向下方延伸的窄间距的多个端子。上述多个端子例如被绝缘性包覆部件31包覆。绝缘性包覆部件31是能够固定附着于部件的表面并覆盖该表面的绝缘性的部件即可，这里，例如为胶带。

板对板连接器6是高度尺寸较低的板对板连接器的一个例子。在板对板连接器6的上表面插嵌有设置于其它基板的连接器的多个端子。

线圈7是发热部件的一个例子。发热部件进行发热，因而不优选用罩部件2进行覆盖。另外，电阻、CPU芯片、电源模块等(均未图示)作为其它发热部件搭载于基板1。

LED8是视觉确认部件的一个例子。视觉确认部件供人进行视觉确认，因而不优选用罩部件2进行覆盖。通过人对LED的点亮以及熄灭进行视觉确认。此外，在基板1配置有QR码(注册商标)封条(未图示)来作为视觉确认部件，而并非电路部件。QR码(注册商标)封条用于使人对规定事项进行识别。

开关9是被访问部件的一个例子。被访问部件供人进行访问，因而不优选用罩部件2进行覆盖。开关9具有操作部，人对操作部进行操作而对开关9进行接通-断开。此外，在基板1搭载有测量端子(未图示)来作为其它被访问部件。人使检查夹具与该测量端子接触从而对其电压进行检查。因此，在罩部件2的与该测量端子对应的部分设置有部件开口(未图示)。

电容器10是高度尺寸较高的部件的一个例子。若用罩部件2对高度尺寸较高的部件进行覆盖，则罩部件2与基板1的间隙变大，因此，不优选用罩部件2对高度尺寸较高的部件进行覆盖。

＜罩部件＞

罩部件2是与控制器200的壳体201不同的部件。因此，控制器200的壳体201不相当于罩部件2。

罩部件2形成为膜状、片状、或者板状。假设罩部件2与在基板1的表面设置的电路(未图示)接触，或者与连接于该电路的电路部件3～10接触。故而，罩部件2需要具有绝缘性。因此，不使用金属作为罩部件2的材料。作为罩部件2的材料，例示有塑料、木、纸、布、这些材料中的两种以上的组合等。罩部件2优选实施有防静电措施。这里，罩部件2由塑料的片材构成。片材的厚度例如为0.2mm，片材具有刚性。

在本实施方式中，如上述那样，因为搭载有具有多个窄间距的端子的板对板连接器5，所以罩部件2由与基板1相互独立地形成的部件构成。换句话说，罩部件2并非是将成为其材料的液体涂布至搭载有电路部件的基板1，并将该涂布层被膜化从而形成的。因此，能够抑制在将成为罩部件2的材料的液体涂布至搭载了具有窄间距的端子的电路部件的基板1时，窄间距的端子产生接触不良。

罩部件2的制造方法并未被特别限定。这里，罩部件2通过使用了模具的冲裁成型而进行制造。

这里，罩部件2设置为覆盖基板1的表面(一方的主面)1a的一部分。当然，罩部件2也可以覆盖基板1的表面1a的全部。

另外，当在基板1的背面(另一方的主面)搭载有电路部件时，也可以以进一步覆盖基板1的背面(另一方的主面)的方式设置罩部件2。在该情况下，可以用一个罩部件2覆盖基板1的表面以及背面，也可以用两个罩部件2分别覆盖基板1的表面以及背面。

罩部件2配置于基板1即可。因此，罩部件2也可以安装于基板1以及控制器200的壳体201中的任一个。这里，罩部件2安装于基板1。罩部件2的向基板1安装的安装方法可适当地进行选择。作为安装方法，例示有螺纹固定、粘合、卡合、焊接等。

罩部件2可以在其与基板1之间具有间隙，也可以不在其与基板1之间具有间隙地与基板1接触。当罩部件2在其与基板1之间具有间隙时，该间隙也可以不恒定。

但是，从防止尘埃向基板组件100的表面进行附着这一观点来看，优选罩部件2尽可能地向基板组件100的表面接近地进行配置。

在本实施方式中，例如，罩部件2与基板1接触，或者罩部件2与基板1的间隙超过0mm且为2mm以下。另外，在优选的例子中，罩部件2与基板1的间隙为0.5mm以上且为2mm以下。

＜部件开口＞

在罩部件2形成有第一～第八部件开口11～18。第一～第八部件开口11～18分别设置于罩部件2的与散热器3、线对板连接器4、板对板连接器5、板对板连接器6、线圈7、LED8、开关9、以及电容器10对应的部分。在俯视观察时，第一～第八部件开口11～18分别在其与散热器3、线对板连接器4、板对板连接器5、板对板连接器6、线圈7、LED8、开关9、以及电容器10之间具有间隙。

散热器3、线对板连接器4、板对板连接器5、板对板连接器6、线圈7、以及电容器10从分别对应的开口11～15、18分别突出。

＜盖部＞

如图2所示，第一部件开口11以及第四部件开口14分别具有盖部21、26。这里，虽然以第一部件开口11为例对盖部21进行说明，但该说明也同样适合于第四部件开口14的盖部26。

图3是表示图2的罩部件2的第一部件开口11的盖部21的一个例子的俯视图。在图3中，省略位于第一部件开口11内的散热器3的图示。

参照图3，在罩部件2的第一部件开口11的外周11a能够立起地设置有盖部21。这里，在大致矩形(这里为正方形)的第一部件开口11的四边设置有盖部21。盖部21通过将位于罩部件2的第一部件开口11的内侧的部分冲裁为俯视时为适当的大小的梯形形状，并在该梯形形状的部分与位于第一部件开口11的外侧的部分的边界(以虚线示出)将该梯形形状的部分弯折使其向斜上方立起，从而形成。因此，该弯折部分构成第一部件开口11的外周11a。

如图2所示，盖部21的前端与从第一部件开口11突出的散热器3的侧面接触。但是，盖部21以将散热器3与第一部件开口11的间隙的至少一部分堵住的方式立起即可。

另外，盖部21设置于大致矩形的第一部件开口11的外周的至少一部分即可。

盖部21由与罩部件2不同的部件构成，也可以立起自如地安装于罩部件2。在该情况下，盖部21的设置位置并不限定于罩部件2的第一部件开口11的外周，只要是罩部件2的第一部件开口11的外周部分即可。

[作用效果]

接下来，参照图2以及图4a与图4b对以上那样构成的本实施方式的基板组件100的作用效果进行说明。

首先，对罩部件2的作用效果进行说明。

参照图2，在基板1的表面1a搭载的电路部件中，存在散热器3那样的散热部件、线对板连接器4以及板对板连接器5、6那样的外部连接部件、线圈7那样的发热部件、LED8那样的视觉确认部件、以及开关9那样的被访问部件。

根据本实施方式的基板组件100，在罩部件2设置与那样的电路部件3～10对应的部件开口11～18，使那样的电路部件3～10在分别对应的部件开口1～18内露出，能够用罩部件2将基板1的搭载有电路部件的主面1a覆盖。其结果是，即使在基板1搭载有那样的电路部件3～10，也能够利用罩部件2对基板1的搭载有电路部件的主面1a进行防尘。另外，能够使散热部件3以及发热部件7适宜地进行散热，能够将外部连接部件4～6与存在于基板组件100的外部的设备连接，能够使人对视觉确认部件8进行视觉确认，且能够供人对被访问部件9进行访问。

接下来，以第一部件开口11的盖部21为例对盖部的作用效果进行说明。图4a与图4b是将图3的盖部的效果与比较例对比进行表示的剖视图，图4a是示意性地表示比较例的结构的剖视图，图4b是示意性地表示本实施方式的结构的剖视图。

参照图4a以及图4b，比较例的基板组件除了不具备罩部件2之外，与本实施方式的基板组件100相同。在比较例的基板组件以及本实施方式的基板组件100中，在基板1的表面的规定的区域，例如利用焊料23而固定有CPU芯片22。在该CPU芯片22的上表面，散热器3的主体3a以其下表面进行接触的方式进行配置。在主体3a的上表面形成有多个翅片3b。如图2所示，散热器3被螺钉固定于基板1。

在比较例的基板组件以及本实施方式的基板组件100的使用环境中，冷却空气通过冷却风扇(未图示)而沿着基板1的表面如箭头所示那样进行流动。这样，在比较例的基板组件中，散热器3的主体3a与基板1的表面之间的部分暴露在冷却空气中，使得尘埃24积存在散热器3的主体3a与基板1之间。

另一方面，在本实施方式的基板组件100中，散热器3的主体3a与基板1的表面之间的部分通过罩部件2的主体部、盖部21而与冷却空气隔绝，从而防止尘埃24积存在散热器3的主体3a与基板1之间。其结果是，能够更适宜地利用罩部件2对基板1的搭载有电路部件的主面1a进行防尘。

根据上述说明，对于本领域技术人员而言，多种改进、其它实施方式是显而易见的。因此，上述说明应仅解释为例示。

[工业上的可利用性]

本发明的工业用机器人的控制器的基板组件能够用作可防尘的工业用机器人的控制器的基板组件。

Claims (6)

1.一种工业用机器人的控制器的基板组件，其是收容于工业用机器人的控制器的壳体的基板组件，其中，具备：

基板，其包括电路，并在至少一方的主面搭载有构成所述电路的电路部件；和

罩部件，其为与所述控制器的壳体不同的部件，以覆盖该基板的所述至少一方的主面的方式配置于所述基板，并呈膜状、片状、或者板状，

在所述罩部件的与搭载到所述基板的规定的电路部件对应的部分，设置有部件开口。

2.根据权利要求1所述的工业用机器人的控制器的基板组件，其中，

所述规定的电路部件的至少一部分从所述部件开口突出。

3.根据权利要求1所述的工业用机器人的控制器的基板组件，其中，

所述罩部件与所述基板接触，或者所述罩部件与所述基板的间隙超过0mm且为2mm以下。

4.根据权利要求2所述的工业用机器人的控制器的基板组件，其中，

在所述部件开口的外周部能够立起地设置有盖部，所述盖部以将从所述部件开口突出的所述电路部件与该部件开口的间隙的至少一部分堵住的方式立起。

5.根据权利要求1所述的工业用机器人的控制器的基板组件，其中，

所述规定的电路部件为散热部件、发热部件、外部连接部件、被访问部件或者视觉确认部件。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的工业用机器人的控制器的基板组件，其中，

所述罩部件是与搭载有所述电路部件的基板相互独立地形成的部件。