JP4678554B2

JP4678554B2 - 制御装置

Info

Publication number: JP4678554B2
Application number: JP2008538639A
Authority: JP
Inventors: 朗相馬
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JPWO2008044487A1; US20110273848A1; US8004837B2; US20100103617A1; WO2008044487A1

Description

本発明は、産業用機器を動作させる制御装置に関する。

従来は、２つの制御装置が提案されている。１つは構成品をねじで固定している（例えば、特許文献１参照）。また、もう1つには、ねじを無くして一方向から構成品を実装しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
第１の従来例について図１１に基づいて説明する。図１１において、基台１０３にプリント基板１０２を載置し、プリント基板１０２に設けられた貫通穴１１３と基板取り付け用ボス１０７のねじ穴１０６にねじ１１９を挿通してプリント基板１０２を基台１０３にねじ止めし、基台１０３の内部カバー取り付け用ボス１０９に設けられた嵌合凸部と内部カバー１０４のボス１１６に設けられた嵌合凹部を合わせて内部カバー１０４でプリント基板１０２を挟止しねじ１２０でねじ止めし、カバー１０５で基台１０３全体を被覆して構成される。
また、第２の従来例について図１２および図１３に基づいて説明する。図１２において、従来の制御装置は以下の手順で組み立てられる。はじめにＬＣＤケース２１０を接続片２１１ｃを用いて、プリント基板２０２の裏面などに半田付等により固定しておく。次に図１２の矢印イのようにＬＣＤケース２１０の片方の側板２１３をＬＣＤケース２１０の片方の側板２１１の折り曲げ部２１１ａに引掛け、同図矢印ロのように引掛け個所を中心にＬＣＤカバー２１２を回転させて、他方の折り曲げ部２１１ｂにＬＣＤカバー２１２の他方の側板２１３の切欠部２１３ａとが係合する。この状態で、ＬＣＤカバー２１２を移動させると折り曲げ部２１１ａと溝部２１１ｃとが互いに係合してＬＣＤケース２１０とＬＣＤカバー２１２とが係合して組立が完了する。
特開２００１−２４４６４８号公報（３頁、図１）特開昭６３−０００１９８号公報（２頁、図１、図２）

制御装置は、ロボット、工作機械や自動車等の分野へ幅広く利用されており、小形軽量化が望まれる一方、高い信頼性やメンテナンス性が求められるようになってきている。このため、制御装置は平面的な実装形態から空間を利用した実装形態にすることで、配置される空間の有効利用がなされるようになってきている。しかしながら、基板の実装においては、高密度に電子部品が実装され、積層される基板を取り付ける部分が限られ、外部からの衝撃が生じた時でも基板間がばらされないように構成されることが望まれていた。
しかしながら、従来の制御装置は、ねじを用いて積層される基板が締結される構成であったために、ねじを固定するためのスペースや絶縁距離の確保する必要があり、小型化することができない問題が生じていた。また、ねじを用いて締結する場合、繰り返しの振動や衝撃により緩みが生じ、基板が脱落するなどの問題も生じていた。また、基板のメンテナンスをする場合、ねじを外す必要があり、作業性が低下する等の問題も生じていた。
また、従来の制御装置における上部積載方式の場合は、構成品間に部品を使用しているため部品点数が多くなる問題が生じていた。部品点数が多くなると小型軽量化ができなくなり、より大きな空間に配置せざるを得ないという問題も生じていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数を低減し、小形軽量化を実現するとともに、ねじによる締結構造を行うことなく、外部からの衝撃が生じても基板の脱落のない構造にした制御装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたものである。
請求項１に記載の発明は、少なくとも２枚の基板と、放熱器とを備えたケースから構成された制御装置において、前記ケースは、基板支持フレームの上部および下部に、少なくとも１つのラッチ部と、前記基板支持フレームの四隅に配置された支柱と、から構成され、平面内で対向する一対の前記基板支持フレームには、少なくとも第１の基板を固定するラッチ部を備え、もう一方の対向する一対の前記基板支持フレームには、少なくとも第２の基板を固定するラッチ部を備えたものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記第１の基板は、前記基板支持フレーム上部に備えられたラッチ部により係合され、前記第２の基板を固定する前記基板支持フレーム下部に備えられたラッチ部に係合されるものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記放熱器は、前記ケースに位置決めするためのラッチ部を少なくとも１つ外周面に形成されたものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記放熱器は、冷却ファンを備えた基板から構成されたものである。
また、請求項５に記載の発明は、前記制御装置は、保護カバーを備え、前記保護カバーの外周面に少なくとも１箇所凹部を設け、前記ケースの前記ラッチ部に係合するものである。
また、請求項６に記載の発明は、少なくとも４枚の基板と、放熱器とを備えたケースから構成された制御装置において、前記ケースは、基板支持フレームの上部および下部に高さの異なる少なくとも２つのラッチ部と、前記基板支持フレームの四隅に配置された支柱と、から構成され、平面内で対向する一対の前記基板支持フレームには、複数の基板を固定するラッチ部を備え、もう一方の対向する一対の前記基板支持フレームには、複数の基板を固定するラッチ部を備えたものである。
また、請求項７に記載の発明は、最上面に設けられた前記基板は、前記ケースに備えられた支柱に接するリブを備えたものである。

本発明によると、ねじ等の締結部材を用いることなく基板を固定できるので部品点数を減らすことができるとともに、外部からの衝撃が生じても基板の脱落が生じることがない。また、各基板はラッチ部や弾性孔により保持される構造となっているため、簡単に組立や分解ができることからメンテンナンスに際しての作業性が向上する。また、ケースを中心とした上下からの基板の組立や取り外しができるので、部品点数を増やすことなく作業性を向上することができる。さらに、高さの異なるラッチ部を複数個配置することで、複数枚の基板を保持するようにすることができるので、拡張性が高く、より有効に空間を利用できる。
また、特に請求項１、6 および７に記載の発明によると、基板を固定する支柱やリブを形成したことで、より強固に基板を保持でき、外部からの衝撃や振動に対する基板の脱落を防止することができる。

本発明の実施例1を示す制御器の分解斜視図本発明の実施例1を示す制御器の分解斜視図本発明の実施例1を示す制御器の組立斜視図本発明の実施例２を示す制御器の分解斜視図本発明の実施例２を示す制御器の組立斜視図本発明の実施例３を示す制御器の組立斜視図本発明の実施例４を示す制御器の断面図本発明の実施例４を示す制御器の拡大図本発明の実施例５を示す制御装置の組立斜視図本発明の実施例５を示す制御装置のリブ部を示す拡大図第１の従来の制御装置を示す分解斜視図第２の従来の制御装置を示す分解斜視図第２の従来の制御装置を示す側面図

符号の説明

１ケース
２第１のプリント基板
３第２のプリント基板
４保護カバー
５放熱器
６熱伝導シート
７第１のラッチ部
８第２のラッチ部
９案内切り欠き部
１０案内切り欠き部
１１第３のラッチ部
１２凹部
１３弾性孔
１４ラッチ部
１５支柱基板位置決め部
１６基板支持フレーム
１７冷却用ファン板
２０ラッチ部
２１ケース
２２第１のラッチ部
２３第２のラッチ部
２４第３のラッチ部
２５第４のラッチ部
２６第１のプリント基板
２７第２のプリント基板
２８第３のプリント基板
２９第４のプリント基板
３０案内切り欠き部
３１案内切り欠き部
３２案内切り欠き部
３３案内切り欠き部
３４第１の支柱
３５第２の支柱
３６基板支持フレーム
４１リブ
１０２プリント基板
１０３基台
１０４内部カバー
１０５カバー
１０６ねじ穴
１０７基板取り付け用ボス
１０９内部カバー取り付け用ボス
１１３貫通穴
１１６ボス
１１９ねじ
１２０ねじ
２０２プリント基板
２１０ＬＣＤケース
２１１側板
２１１ａ折り曲げ部
２１１ｂ折り曲げ部
２１１ｃ接続片
２１２ＬＣＤカバー
２１３側板
２１３ａ切欠部

以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

図１は、本発明の方法を実施する制御装置の構成を示す分解図である。図において、１はケース、２は第１のプリント基板、３は第２のプリント基板、４は保護カバー、５は放熱器である。
本発明と特許文献１および特許文献２と異なる点は、積層される基板をケースの基板支持フレームの上下部に基板を固定するラッチ部を備えたところである。
ケース１は、四隅に支柱基板位置決め部１５を備え、各支柱基板位置決め部１５は、基板支持フレーム１６で接着などにより連結されている。または、支柱基板位置決め部１５と基板支持フレーム１６は一体成形されている。一対の基板支持フレーム１６の下部には弾性孔１３が形成され、上部には第３のラッチ部１１が形成されている。もう一対の基板支持フレーム１６の上下部には、第１のラッチ部７および第２のラッチ部８が形成されている。
次に、第１のプリント基板２について説明する。第１のプリント基板２にはケース１に位置決めするように案内切欠き部９が第１のプリント基板２の外周面に形成されている。
また、第２のプリント基板３について説明する。第２のプリント基板３にはケース１に位置決めするように案内切欠き部１０が第１のプリント基板３の外周面に形成されている。
また、放熱器５について説明する。放熱器５の一対の外周面には、ケース１の弾性孔１３と係合するようにラッチ部１４が備えられている。

次に、制御装置の組立手順について図１、図２および図３を用いて説明する。はじめに、第２のプリント基板３は外周面４箇所に設けた案内切欠き部１０をケース１に設けた第２のラッチ部８に沿ってケース１に挿入され、第２のプリント基板３は、ケース１の第２のラッチ部８により固定され、配置される。
次に、第１のプリント基板２は外周面４箇所に設けた案内切欠き部９をケース１に設けた第１のラッチ部７に沿ってケース１に挿入され、第１のプリント基板２は、ケース１の第１のラッチ部７により固定され、配置される。
次に、放熱器５は外周面に設けられたラッチ部１４をケース１の弾性孔１３に係合して固定される。
次に、保護カバー４は外周面に設けられた凹部１２がケース１の第３のラッチ部により固定され、配置される。

次に、本発明の第２実施例について図４および図５を用いて説明する。本発明が第１実施例と異なる点は、プリント基板を３枚以上固定できるようにケースの基板支持フレーム部の上下部に複数のラッチ部を設けたところである。
実施例１と異なる部分について説明する。ケース２１は、一対の基板支持フレーム３６の上下部には第１のラッチ部２２および第２のラッチ部２３が形成されている。もう一対の基板支持フレーム１６の上下部には、第３のラッチ部２４および第４のラッチ部２５が形成されている。また、第３のラッチ部２４および第４のラッチ部２５に隣合うように第１の支柱３４および第２の支柱３５が形成されている。

次に、組立手順について図４および図５を用いて説明する。はじめに、第２のプリント基板２７は外周面４箇所に設けた案内切欠き部３１をケース２１に設けた第２のラッチ部２３に沿ってケース２１に挿入され、第２のプリント基板２７は、ケース２１の第２のラッチ部２３により固定され、配置される。
次に、第１のプリント基板２６は外周面４箇所に設けた案内切欠き部３０をケース２１に設けた第１のラッチ部２２に沿ってケース２１に挿入され、第１のプリント基板２６は、ケース２１の第１のラッチ部２２により固定され、配置される。
次に、第４のプリント基板２９は外周面４箇所に設けた案内切欠き部３３をケース２１に設けた第４のラッチ部２５に沿ってケース２１に挿入され、第４のプリント基板２９は、ケース２１の第４のラッチ部２５により固定され、配置される。この際、第４のプリント基板２９は、第２の支柱３５により支持されて固定される。
次に、第３のプリント基板２８は外周面４箇所に設けた案内切欠き部３２をケース２１に設けた第３のラッチ部２４に沿ってケース２１に挿入され、第３のプリント基板２８は、ケース２１の第３のラッチ部２４により固定され、配置される。この際、第３のプリント基板２８は、第１の支柱３４により支持されて固定される。
ここでは、高さの異なるラッチ部が各々対をなすように基板支持フレームに配置される例で説明したが、同じ基板支持フレームにあってもよく、たとえば、対向する基板支持フレームに高さの異なるラッチ部が複数個は位置されても良いことは言うまでもない。また、本実施例では４枚のプリント基板を例に説明したが、４枚以上のプリント基板であっても異なる高さのラッチ部を設けることで積層できることは言うまでもなく、プリント基板のみならず、放熱器や保護カバーの組合せであっても良い。

次に、本発明の第３の実施例について図６を用いて説明する。本発明の第１実施例および第２実施例と異なる点は、ケースの外周面上部の一対に弾性孔を設け、冷却ファン板を固定した部分である。
図６に示すように、冷却ファン板１７は、外周面の一対にラッチ部２０が形成され、ラッチ部２０がケース１の外周面上部の一対に設けられた弾性孔１３に固定され配置されている。

次に、本発明の第４の実施例について図７および図８を用いて説明する。本発明の第１から３実施例と異なる点は、ケースの外周面下部の一対に設けられた弾性孔に固定される基板のラッチ部が、上部にある基板を支持する支柱を兼用するようにした部分である。
図７には制御装置の断面図を示し、図８にはラッチ部の拡大図を示す。放熱器５に形成されたラッチ部８はケース１の弾性孔１３に嵌め込まれ、ケース１に放熱器５は固定される。この時、ラッチ部８は、第２のプリント基板３の下面を支持するように配置され、第２のプリント基板３は固定される。
ここでは、放熱器にラッチ部を設け、ケースの弾性孔に嵌め込み、プリント基板を下面より支持するようにしたが、放熱器である必要はなく、プリント基板や保護カバー等のケースに取り付けられる部材であれば良い。また、放熱器が最下面に位置するように配置してラッチ部を有する形状で説明したが、最下面にある必要はなく、ラッチ部を有する基板が中間層の基板であっても良いことは当然である。

次に、本発明の第５の実施例について図９および図１０を用いて説明する。本発明の第１から４実施例と異なる点は、ケースの四隅の支柱基板位置決め部に接するカバーにリブを設けた部分である。
図９には制御装置の斜視図を示し、図１０にはリブ部の拡大図を示す。保護カバー４には、リブ４１が形成されており、リブ４１の一面はケース１に設けられた支柱基板位置決め部１５に接するように配置されている。このようにすることで、リブ４１の突っ張り効果により脱落を防止することができる。

ラッチ部および支柱を基板支持フレームに増やすことによって多層化することができるので、多軸制御装置という用途にも適用できる。

Claims

少なくとも２枚の基板と、放熱器とを備えたケースから構成された制御装置において、
前記ケースは、基板支持フレームの上部および下部に、少なくとも１つのラッチ部と、前記基板支持フレームの四隅に配置された支柱と、から構成され、平面内で対向する一対の前記基板支持フレームには、少なくとも第１の基板を固定するラッチ部を備え、もう一方の対向する一対の前記基板支持フレームには、少なくとも第２の基板を固定するラッチ部を備えたことを特徴とする制御装置。
前記第１の基板は、前記基板支持フレーム上部に備えられたラッチ部により係合され、前記第２の基板は、前記基板支持フレーム下部に備えられたラッチ部に係合されることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
前記放熱器は、前記ケースに位置決めするためのラッチ部を少なくとも１つ外周面に形成されたことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
前記放熱器は、冷却ファンを備えた基板から構成されたことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
前記制御装置は、保護カバーを備え、前記保護カバーの外周面に少なくとも１箇所凹部を設け、前記ケースの前記ラッチ部に係合することを特徴とする請求項１記載の制御装置。
少なくとも４枚の基板と、放熱器とを備えたケースから構成された制御装置において、
前記ケースは、基板支持フレームの上部および下部に高さの異なる少なくとも２つのラッチ部と、前記基板支持フレームの四隅に配置された支柱と、から構成され、平面内で対向する一対の前記基板支持フレームには、複数の基板を固定するラッチ部を備え、もう一方の対向する一対の前記基板支持フレームには、複数の基板を固定するラッチ部を備えたことを特徴とする制御装置。
最上面に設けられた前記基板は、前記ケースに備えられた支柱に接するリブを備えたことを特徴とする請求項１または６に記載の制御装置。