JP2015197294A - 送受信器 - Google Patents

Abstract

【課題】通信線の被覆材として任意の材料を用いても防水性を確保出来る送受信器を提供する。【解決手段】制御部を設けた基板２と、信号を制御部へ入力、若しくは、制御部から信号を出力する通信ケーブル４と、通信ケーブル４が挿通される挿通孔１１ａを有し、かつ、樹脂で形成された挿通部材１１とを有し、挿通孔１１ａは両端が開口し、挿通孔１１ａに挿通された通信ケーブル４の外周面と挿通孔１１ａの内周面との間にシール部材１７を圧入し、基板２の外周全体と、前記挿通部材１１の少なくとも前記基板２側の開口側端部の外周全体を、樹脂を射出成形して一体に形成した外被材２２で覆う。【選択図】 図４

Description

本発明は、送受信器に関する。

従来、図９に示すように、水道メータ（図示せず）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１０３を通じて集中検針盤（図示せず）に送信できる送受信器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。

このため、図９に示すように、送受信器１０１の本体部１０２と、本体部１０２から集中検針盤へと配線される通信線１０３との間には、防水処理を施す必要がある。

そのため、本体部１０２を構成する樹脂と、この樹脂と接着性のよい樹脂で被覆された通信線１０３を用い、その相互の樹脂間の接着力により防水性を確保していた。

前記従来の送受信器１０１においては、通信線１０３の被覆に用いる樹脂が、本体部１０２を構成する樹脂と接着性のよい樹脂に限定されるために、使用できる通信線の被覆材が限定されるという問題点があった。

そこで、本発明は、通信線の被覆材として任意の材料を用いても防水性を確保出来る送受信器を提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、計測機器又は他の機器からの信号を受信し、他の機器又は計測機器へ信号を送信できる送受信器であって、
制御部を設けた基板と、前記計測機器又は他の機器からの信号を前記制御部へ入力、若しくは、該制御部から他の機器又は計測機器へ信号を出力する通信ケーブルと、該通信ケーブルが挿通される挿通孔を有する樹脂で形成された挿通部材とを有し、
前記挿通孔は両端が開口し、該挿通孔に挿通された前記通信ケーブルの外周面と前記挿通孔の内周面との間にシール部材を圧入し、
基板の外周全体と、前記挿通部材の少なくとも前記基板側の開口側端部の外周全体を、樹脂を射出成形して一体に形成した外被材で覆ったことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記外被材は、ホットメルトモールディングにより一体形成したものである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２記載の発明において、前記外被材は、ポリオレフィン系のホットメルト材で構成され、前記挿通部材は、ポリプロピレンで構成されていることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明において、前記計測機器は、水道メータであることを特徴とするものである。

本発明によれば、通信ケーブルを、挿通部材の挿通孔に挿通し、通信ケーブルの外周と前記挿通孔の内周面との間にシール部材を圧入したことにより、通信ケーブルの被覆材の材質に係らず防水性を確保でき、任意の通信ケーブルを用いることが出来る。

本発明の実施例に係る送受信器の斜視図。 図１の縦断面図。 図２のＡ−Ａ線断面図。 図２のＢ−Ｂ線断面図。 図１の受光窓部分の部分断面図。 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。 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。 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。 従来の送受信器の縦断面図。

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。

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。

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。

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。

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。この被覆材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。

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。

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。

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。

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。

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を覆うようにして受光窓１９が設けられている。受光窓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。受光窓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。

受光窓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、受光窓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、受光窓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、受光窓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。

受光窓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、受光窓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、受光窓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。

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、受光窓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。

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、受光窓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。

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。

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。

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。

また、受光窓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、受光窓１９に突部１９ｃを設けて受光窓１９の側面の面積を大きくしたことにより、受光窓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、受光窓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。

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。

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。

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、前記と同条件で、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。

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が収縮し、その後被覆材が復元する際に、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。

なお、受光窓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。

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。

［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。

また、前記実施例１では、水道メータから光通信により信号を受信し、通信ケーブルを通して送信するようにしたが、測定機器又は他の機器との間の送受信の少なくとも一部を、通信ケーブルを通じて行えば、他の送受信は、通信ケーブル、光通信、無線等の任意の通信手段を用いて行うようにしても良い。

１ 送受信器
２ 基板
４ 通信ケーブル
１１ 挿通部材
１１ａ 挿通孔
１７ シール部材
１８ 抜止材
２２ 外被材

Claims (4)

1. 計測機器又は他の機器からの信号を受信し、他の機器又は計測機器へ信号を送信できる送受信器であって、
   制御部を設けた基板と、前記計測機器又は他の機器からの信号を前記制御部へ入力、若しくは、該制御部から他の機器又は計測機器へ信号を出力する通信ケーブルと、該通信ケーブルが挿通される挿通孔を有する樹脂で形成された挿通部材とを有し、
   前記挿通孔は両端が開口し、該挿通孔に挿通された前記通信ケーブルの外周面と前記挿通孔の内周面との間にシール部材を圧入し、
   基板の外周全体と、前記挿通部材の少なくとも前記基板側の開口側端部の外周全体を、樹脂を射出成形して一体に形成した外被材で覆ったことを特徴とする送受信器。
2. 前記外被材は、ホットメルトモールディングにより一体形成したものであることを特徴とする請求項１記載の送受信器。
3. 前記外被材は、ポリオレフィン系のホットメルト材で構成され、前記挿通部材は、ポリプロピレンで構成されていることを特徴とする請求項２記載の送受信器。
4. 前記計測機器は、水道メータであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の送受信器。