JP6976783B2

JP6976783B2 - 電子機器筐体

Info

Publication number: JP6976783B2
Application number: JP2017179289A
Authority: JP
Inventors: 和人大竹
Original assignee: Nidec Copal Electronics Corp
Current assignee: Nidec Copal Electronics Corp
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: KR20200057697A; WO2019058762A1; JP2019054222A; KR102479735B1

Description

本発明の実施形態は、例えば圧力センサなどの電子機器筐体に関する。

例えば気体や液体の圧力を検出する圧力センサは、センサ素子と、電子部品が配置されたプリント基板を具備し、センサ素子はプリント基板に電気的に接続されている。これらセンサ素子とプリント基板は、筐体内に配置される（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３−５７５１２号公報

上記筐体は、例えばセンサモジュールとプリント基板が取り付けられるベース本体と、ベース本体を覆うカバーを具備している。カバーは、例えば複数のネジを用いてベース本体に固定されている。

上記従来の構成の場合、カバーをベース本体に固定するために、複数のネジを必要とするため、部品点数が多く、組み立て工数が増加していた。

本実施形態は、部品点数が少なく、組み立てが容易な電子機器筐体を提供しようとするものである。

実施形態の電子機器筐体は、円形状の第１の枠と、円形状の第２の枠と、前記第１の枠と前記第２の枠を連結する柱を有する筐体本体と、前記筐体本体に取り付けられ、前記柱に沿ったスリットを有する略円筒形状のカバーと、を具備し、前記カバーは、前記スリットの両側、且つ内側に第１当接部を有し、前記柱は、前記第１当接部が当接される第２当接部を有し、前記第１当接部の厚みは、前記第１当接部以外の前記カバーの厚みより厚く、前記第２当接部は、前記第１当接部の表面の形状に沿った形状を有する。

本実施形態に係る電子機器筐体の一例を示す斜視図。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。図１の一部を取り出して示す分解斜視図。図１の組み立て工程を示す分解斜視図。図１の一部を取り出して示す上面図。図１のＶＩ−ＶＩ線に沿って示す断面図。本実施形態の比較例を示す断面図。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面において、同一部分には、同一符号を付している。

図１、図２は、本実施形態に係る電子機器筐体を示すものであり、本実施形態を例えば圧力センサに適用した場合を示している。

図１、図２において、圧力センサ１０は、ベースブロック１１、シールカラー１２、第１フレーム１３、第２フレーム１４、カバー１５、コネクタ１６、センサモジュール１７、プリント基板２０を具備している。第１フレーム１３と第２フレーム１４は、後述するように、筐体本体としてのケースフレーム１９を構成する。

図２に示すように、ベースブロック１１は、金属、例えばステンレススチール（ＳＵＳ）により構成され、底部としての第１端部１１−１に例えば第１開口１１ａ及び第２開口１１ｂを有し、上部としての第２端部１１−２に第３開口１１ｃを具備している。第１開口１１ａ及び第２開口１１ｂは、第３開口１１ｃと連通されている。第１開口１１ａは、例えば流体の入力口であり、第２開口１１ｂは、例えば流体の出力口である。

シールカラー１２は、例えば金属又は樹脂により構成された筒状体であり、ベースブロック１１の第２端部１１−２の周囲に設けられる。

シールカラー１２の内部には、センサモジュール１７が設けられる。センサモジュール１７は、例えばＳＵＳにより形成され、ベースブロック１１の第２端部１１−２に取り付けられる。センサモジュール１７は、第３開口１１ｃと対向するダイアフラム１７ａを有し、第２端部１１−２に取り付けられた状態において、ダイアフラム１７ａと第３開口１１ｃとの間に空間１７ｂが形成される。この空間１７ｂ内に第３開口１１ｃから流体が導入される。

ダイアフラム１７ａの表面には、ブリッジ回路を構成する例えば複数（４つ）の抵抗１７ｃが設けられる。空間１７ｂ内に導入された流体の圧力によりダイアフラム１７ａが変形すると、複数の抵抗１７ｃの導電率（抵抗値）が変化し、ブリッジ回路に不均衡が生じる。ブリッジ回路に不均衡が生じると、ブリッジ回路の出力端間に流体の圧力に比例した電圧差が発生する。この電圧差が後述するプリント基板に設けられた増幅器などを介してセンサ出力として取り出される。

センサモジュール１７の構成は、上記に限定されるものではない。ダイアフラム１７ａは、例えばシリコン基板により構成されていてもよい。この場合、シリコン基板内にブリッジ回路を構成する複数の抵抗が設けられる。複数の抵抗は、ダイアフラム１７ａを構成する例えばＮ型のシリコン基板内に不純物としてのボロンを導入することにより形成されたＰ型の拡散抵抗であってもよい。

ベースブロック１１、センサモジュール１７及びダイアフラム１７ａの構成は、これに限定されるものではなく、計測対象に応じて変形可能である。

シールカラー１２には、第１フレーム１３が取り付けられる。具体的には、第１フレーム１３は、図４に示すように、例えば複数のネジ１８ａ、１８ｂにより、シールカラー１２に固定される。

図３、図４に示すように、第１フレーム１３と第２フレーム１４は、合体されてケースフレーム１９を構成する。具体的には、図３に示すように、第１フレーム１３は、例えば円形状又はリング状の第１の枠１３ａと、第１の枠１３ａに設けられた複数の柱１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと、柱１３ｃ、１３ｄを連結する連結部１３ｅを具備している。

第２フレーム１４は、例えば円形状又はリング状の第２の枠１４ａと、第２の枠１４ａに設けられた複数の柱１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを具備している。

第１フレーム１３の柱１３ｂの先端は、第２フレーム１４の柱１４ｂと柱１４ｃとの間に位置され、第１フレーム１３の連結部１３ｅは、第２フレーム１４の柱１４ｄと柱１４ｅとの間に位置されている。

第１フレーム１３と第２フレーム１４は、第１フレーム１３の柱１３ｂの先端が第２フレーム１４の柱１４ｂと柱１４ｃとの間に挿入され、第１フレーム１３の連結部１３ｅが第２フレーム１４の柱１４ｄと柱１４ｅとの間に挿入されることにより合体され、ケースフレーム１９が形成される。

ケースフレーム１９の内部には、プリント基板２０が設けられる。プリント基板２０は、図３に示すように、ネジ２１ａ、２１ｂにより第２フレーム１４の柱１４ｄ、１４ｅに固定される。プリント基板２０には、前述したブリッジ回路に接続され、ブリッジ回路に電源を供給するとともに、ブリッジ回路の出力電圧を増幅する増幅回路２２等が配置されている。

ケースフレーム１９は、プリント基板２０の組み込みを容易化するため、第１フレーム１３と第２フレーム１４に分離しているが、第１フレーム１３と第２フレーム１４を一体構成としてもよい。

図４に示すように、プリント基板２０が固定された第２フレーム１４を第１フレーム１３に合体させた状態において、コネクタ１６が第２フレーム１４上に設けられ、ネジ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄにより第２フレーム１４に固定される。この時、ネジ２３ａ、２３ｃにより、第２フレーム１４が第１フレーム１４に固定される。すなわち、ネジ２３ａは、第２フレーム１４を貫通して、第１フレーム１３の柱１３ｂに螺合され、ネジ２３ｃは、第２フレーム１４を貫通して、第１フレーム１３の連結部１３ｅに螺合される。

コネクタ１６は、プリント基板２０に電気的に接続され、コネクタ１６を介して圧力センサ１０に電源が供給されるとともに、センサ出力信号が外部に取り出される。

図４に示すように、ケースフレーム１９が組み立てられた状態において、ケースフレーム１９にカバー１５が取り付けられる。カバー１５は、例えば可撓性を有する樹脂材、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂により形成される。しかし、樹脂材は、これに限定されるものではない。また、樹脂に限らず、ＳＵＳのような、弾性変形可能な金属を適用することも可能である。

カバー１５は、ケースフレーム１９の側面を覆うように、ほぼ円筒形であり、ケースフレーム１９の柱１３ｂに沿って一部が切断されたスリット１５ａを有している。スリット１５ａの幅Ｗ１は、第１フレーム１３の柱１３ｂに設けられたリブ１３ｉの幅Ｗ２、及び第２フレーム１４の柱１４ｂと柱１４ｃとの間に設けられたリブ１４ｉの幅Ｗ２と等しくされている。

さらに、スリット１５ａの両側には、開口部１５ｂ、１５ｃが設けられている。開口部１５ｂ、１５ｃは、カバー１５がケースフレーム１９に取り付けられた状態において、ケースフレーム１９の柱１３ｂに設けられた突起１３ｆ、１３ｇに係合可能とされている。

カバー１５は、スリット１５ａの幅を広げ、ケースフレーム１９の直径より大きくした状態で、ケースフレーム１９に装着される。

図１に示すように、カバー１５をケースフレーム１９に装着した状態において、カバー１５の開口部１５ｂ、１５ｃが第１フレーム１３の柱１３ｂに設けられた突起１３ｆ、１３ｇに係合される。

ケースフレーム１９を構成する第１フレーム１３のリング状の第１の枠１３ａ、第２フレーム１４のリング状の第２の枠１４ａ、第１フレーム１３の柱１３ｂ、及び第２フレーム１４の柱１４ｂ、１４ｃには、カバー１５の厚みと等しい、段差１３ｈ、１４ｈが設けられている。柱１３ｂに設けられたリブ１３ｉ、及び第２の枠１４に設けられたリブ１４ｉは、第１フレーム１３の柱１３ｂ、及び第２フレーム１４の柱１４ｂ、１４ｃに段差１３ｈ、１４ｈを設けたことにより形成されている。

段差１３ｈ、１４ｈを設けたことにより、カバー１５がケースフレーム１９に装着された状態において、カバー１５の表面は、第１フレーム１３及び第２フレーム１４の表面と一致される。

図５は、カバー１５の上面図を示している。カバー１５は、スリット１５ａの両側の内面に第１当接部１５ｄを有している。カバー１５の内面は、一定の曲率を有する円形状であるが、第１当接部１５ｄは、例えば平坦部１５ｄ−１を有している。このため、第１当接部１５ｄの厚みＴ１は、第１当接部１５ｄ以外のカバー１５の厚みＴ２より厚い。

一方、図６に示すように、第１フレーム１３の柱１３ｂのリブ１３ｉの両側には、カバー１５の第１当接部１５ｄの形状に沿った形状を有する第２当接部１３ｊが設けられている。第２フレーム１４のリブ１４ｉの両側にも、第２当接部１３ｊと同様に第２当接部１４ｊが設けられている。第２当接部１３ｊ及び第２当接部１４ｊは、第１当接部１５ｄに沿った形状であり、第１当接部１５ｄの平坦部１５ｄ−１と同様の平坦部を有している。

カバー１５は、ケースフレーム１９に装着された状態において、カバー１５の弾性により、カバー１５の第１当接部１５ｄが、第１フレーム１３の第２当接部１３ｊ及び第２フレーム１４の第２当接部１４ｊに当接し、スリット１５ａの側面がリブ１３ｉに当接する。

この時、カバー１５の厚みが厚く、平坦部１５ｄ−１を有する第１当接部１５ｄは、柱１３の第２当接部１３ｊ、及び柱１４の第２当接部１４ｊに当接するため、第１当接部１５ｄと第２当接部１３ｊの摩擦力が増加する。このため、カバー１５は、弾性変形により円形の外観を保持することができ、ケースフレーム１９に対して隙間なく、密着される。したがって、カバー１５の開口部１５ｂ、１５ｃ、及び柱１３ｂの突起１３ｆ、１３ｇを省略したとしても、カバー１５をケースフレーム１９に密着させることが可能である。

尚、カバー１５の第１当接部１５ｄは、平坦部１５ｄ−１を有し、第２当接部１３ｊ及び第２当接部１４ｊも、第１当接部１５ｄの平坦部１５ｄ−１と同様の平坦部を有している。しかし、これに限らず、図６のＡ部に示すように、カバー１５の第１当接部１５ｄに突部１５ｄ−２を設け、第２当接部１３ｊ及び第２当接部１４ｊに突部１５ｄ−２に沿った凹部１３ｊ−２、１４ｊ−２を設けてもよい。この場合、一層、カバー１５をケースフレーム１９に密着させることが可能である。
（実施形態の効果）
上記実施形態によれば、円筒状のカバー１５は、スリット１５ａの両側の内面にカバー１５の厚みより厚く、平坦部１５ｄ−１を有する第１当接部１５ｄを具備し、第１フレーム１３の柱１３ｂのリブ１３ｉの両側及び第２フレーム１４の柱１４ｂのリブ１４ｉの両側は、カバー１５の第１当接部１５ｄの平坦部１５ｄ−１に沿った平坦部を有する第２当接部１３ｊ、１４ｊを具備している。このため、カバー１５をケースフレーム１９に装着した状態において、カバー１５の弾性変形により、カバー１５の第１当接部１５ｄが、第１フレーム１３の第２当接部１３ｊ及び第２フレーム１４の第２当接部１４ｊに当接し、スリット１５ａがリブ１３ｉ、１４ｉに当接する。このため、カバー１５は、その弾性により円形の外観を保持することができ、ケースフレーム１９に対して隙間なく、密着させることが可能である。

図７は、カバー１５及びケースフレーム１９の比較例を示している。

図７に示す比較例において、カバー３１は、円筒状でスリット３１ａを有している。ケースフレーム３２は、リング状で、柱３２ａを有している。柱３２ａは、カバー３１のスリット３１ａに対応するリブ３２ｂを有している。リブ３１ｂの両側に位置する柱３２ａの表面は、ケースフレーム３２の曲率と同一の曲率を有している。カバー３１のスリット３１ａの両側に位置する内面も、カバー３１と同一の厚みを有し、カバー３２の内面の曲率と同一の曲率を有している。

上記構成のカバー３１をケースフレーム３２に装着した場合、柱３２ａの表面の曲率と、カバー３１のスリット３１ａの両側に位置する内面の曲率がほぼ等しいため、カバー３１の内面と柱３２ａの表面との摩擦力が本実施形態に比べて小さい。このため、カバー３１は、その弾性変形により、ケースフレーム３２に密着することができず、カバー３１のスリット３１ａとリブ３２ｂとの間、及びカバー３１の内面とケースフレーム３２の表面との間に隙間が発生してしまう。したがって、隙間を減少させるために、カバー３１の内径をケースフレーム３２の外径より小さくしたり、例えばネジなどの部品を用いて、カバー３１をケースフレーム３２に固定したりする必要がある。

しかし、本実施形態によれば、カバー１５は、スリット１５ａの隙間を広げてケースフレーム１９に装着するだけで組み立てが完了する。このため、ネジなどの部品が不要である。したがって、部品点数が少なく、組み立てが容易である。

本実施形態は、圧力センサに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の電子機器に適用可能なことは、勿論である。

その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０…圧力センサ、１３…第１フレーム、１３ａ…第１の枠、１３ｂ…柱、１３ｊ…第２当接部、１３ｊ−２…凹部、１４…第２フレーム、１４ａ…第２の枠、１４ｂ、１４ｃ…柱、１４ｊ…第２当接部、１４ｊ−２…凹部、１５…カバー、１５ａ…スリット、１５ｄ…第１当接部、１５ｄ−１…平坦部、１５ｄ−２…突部、１９…ケースフレーム（筐体本体）。

Claims

円形状の第１の枠と、円形状の第２の枠と、前記第１の枠と前記第２の枠を連結する柱を有する筐体本体と、
前記筐体本体に取り付けられ、前記柱に沿ったスリットを有する略円筒形状のカバーと、
を具備し、
前記カバーは、前記スリットの両側、且つ内側に第１当接部を有し、
前記柱は、前記第１当接部が当接される第２当接部を有し、
前記第１当接部の厚みは、前記第１当接部以外の前記カバーの厚みより厚く、前記第２当接部は、前記第１当接部の表面の形状に沿った形状を有することを特徴とする電子機器筐体。
前記第１当接部は第１平坦部を有し、前記第２当接部は、前記第１平坦部に当接する第２平坦部を有することを特徴とする請求項１記載の電子機器筐体。
前記第１当接部は突部を有し、前記第２当接部は、前記突部に沿った凹部を有することを特徴とする請求項１記載の電子機器筐体。
前記カバーは、樹脂材により形成されることを特徴とする請求項１記載の電子機器筐体。