| 【発明の名称】 |
電気装置の共用筐体 |
| 【発明者】 |
【氏名】吉田 哲也
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| 【要約】 |
【課題】表示部及び操作部の配置についての異なる要求があっても個々の要求に応じた配置の可能な電気装置の共用筐体を提供する。
【解決手段】表示素子実装プリント板３２の位置を保持する表示プリント板保持構造３４と、操作スイッチ実装プリント板３３の位置を保持する操作スイッチプリント板保持構造３５とを共用筐体３１の異なる位置に設ける。表示素子実装プリント板３２を組み込む場合、表示素子は共用筐体３１の外部より開口部３６を通して視認される。操作スイッチ実装プリント板３３を組み込む場合、操作スイッチの手動操作部は共用筐体３１の外部より開口部３６を通して操作される。操作スイッチ実装プリント板３３を開口部３６から離れた位置に保持させるようにすると、装置外部の静電気からの影響を受けにくくなる。プリント板保持構造にレール構造を用いると、共用筐体３１への反りの発生が軽減可能である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 表示素子または操作スイッチのいずれかを含む電気部品が実装されているプリント板を有する電気装置で共用され、プラスチック材料よりモールド成形してなり、表示素子が実装されている前記プリント板を、前記筐体の外部より該筐体の開口部を通して該表示素子を視認させる位置に保持する表示プリント板保持構造と、 操作スイッチが実装されている前記プリント板を、前記表示プリント板保持構造で保持されたときのプリント板とは異なる位置であって、前記開口部を通して該操作スイッチの手動操作部を前記筐体の外部より操作させる位置に保持する操作スイッチプリント板保持構造と、を有する、ことを特徴とする電気装置の共用筐体。
【請求項２】 前記操作スイッチプリント板保持構造は、該操作スイッチプリント板保持構造により保持されたときのプリント板の位置が前記表示プリント板保持構造により保持されたときのプリント板の位置よりも前記筐体の前記開口部に対して離れて配置されるように設けられることを特徴とする請求項１に記載の電気装置の共用筐体。
【請求項３】 前記表示プリント板保持構造又は前記操作スイッチプリント板保持構造のいずれか若しくは両方は、レール構造であることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の電気装置の共用筐体。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気装置のための筐体の構造に関し、特に、異なる電気装置において共用することを可能とする筐体の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】軽量で、電気絶縁性があり、成形が容易である利点を有するプラスチック材料を用いて電気装置の筐体を製造することは以前から行われている。プラスチックの成形方法はモールド成形が一般的である。モールド成形では金型を用いるのであるが、この金型の制作費は非常に高価である。従って、金型の制作費を回収するためには、たとえ安価なプラスチック材料を用いたとしても、同一の筐体をある程度大量に製造しないと筐体のコストが極めて高いものとなってしまう。そこで、異なる電気装置に同一の筐体を共用して筐体の使用数を増やし、筐体のコストを低下させることが行われている。
【０００３】図６は、従来の共用筐体の一例を示す図である（以下、従来例１ともいう）。同図は、共用筐体１を３方向から投影した図である。この共用筐体１は、工場の製造ラインなどで工作機械等のシーケンス制御を行なうシーケンサ装置（プログラマブル・ロジック・コントローラなどともいう）の筐体として使用されていたものである。この例のシーケンサ装置では、機能の違いにより、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子による表示を行なって装置の操作者に対して情報を伝達することが必要な機種と、手動の操作スイッチを介して装置の操作者からの指示を受け付けることが必要な機種とが存在しており、同図の共用筐体１はこれらの機種で共用されていた。
【０００４】図６において、共用筐体１はプラスチック材料からモールド成形されて製造されたものであり、主プリント板固定ツメ２、副プリント板保持部３、端子台取付穴４、インサートナット５（共用筐体１に予め埋め込まれているナット）を有している。
【０００５】図７は、図６に示す共用筐体にシーケンサ装置の各構成要素を組み込む方法を説明する図である。共用筐体１は、ＬＥＤ素子が実装されているＬＥＤ表示プリント板６と、手動の操作スイッチが実装されている操作スイッチプリント板７との外形の寸法を同一にして、副プリント板保持部３にそのいずれであっても保持できるようにすることで、これらの機種で使用する筐体の共用を可能とするものであった。
【０００６】図７を更に説明する。主プリント板８はシーケンサ装置の主要回路を構成する電子部品が実装されており、図６に示す５ヵ所の主プリント板固定ツメ２に主プリント板を嵌め込むことにより共用筐体１に固定される。
【０００７】ＬＥＤ表示プリント板６と操作スイッチプリント板７とは、シーケンサ装置の機種の違いによりそのいずれかが選択され、接続ケーブル９を介して主プリント板８と電気的に接続される。これらの基板は副プリント板保持部３の凹部に嵌め込まれ、更にその上からカバー１０を被せることにより共用筐体１に固定される。なお、図７に示すカバー１０はＬＥＤ表示プリント板６を固定するためのものであり、外部からＬＥＤ素子の発光が認識できるように光を透過する材質のもので作られている。操作スイッチプリント板７を固定するためのカバーは図示していないが、操作スイッチが外部から操作できるように、カバー１０に操作スイッチの手動操作レバーを貫通させるための穴を開けたものを使用する。
【０００８】端子台１１は、配線材を接続するための端子が並べられている部品であり、端子台１１に接続される配線材を介してシーケンサ装置と他の機器とが電気的に接続され、種々の信号の授受が行なわれる。シーケンサ装置は制御盤などに組み込まれて設置されるのが一般的であり、端子台１１へ配線材の接続を済ませた設置完了の状態でコンパクトであることが望まれる。図６に示す共用筐体１がＬ字状の形状を採用し、端子台１１の取り付けの位置がそのＬ字状の内側に設けられているのは、端子台１１へ接続した配線材の引き回しによって余分に必要となるシーケンサ装置を設置するためのスペースを出来るだけ少なくするためである。
【０００９】端子台１１は端子台取付穴４に嵌め込まれ、更に端子台１１の上からネジをインサートナット５へ締め付けることにより共用筐体１に固定される。なお、このとき、主プリント板８の周部に設けられている端子台接続部１２が端子台１１の有するプリント板挿入接続部１３に挿入されることにより、主プリント板８と端子台１１とが電気的に接続される。
【００１０】次に図８について説明する。同図は、従来例１と同じシーケンサ装置に用いられた共用筐体の別の例を示す図である（以下、従来例２ともいう）。この例では、筐体を２分割し、また、主プリント板をＬ字状の形状としてＬＥＤ表示プリント板あるいは操作スイッチのいずれかを直接実装するようにして、筐体の共用を可能とするものであった。
【００１１】図８を更に説明する。筐体Ａ２１及び筐体Ｂ２２は共にプラスチック材料からモールド成形により製造されたものである。筐体Ｂ２２には従来例１の共用筐体１と同様に、端子台取付穴４、インサートナット５を有している。また、筐体Ａ２１及び筐体Ｂ２２の内側面には溝２４を有している。
【００１２】主プリント板２３はＬ字状の形状を有しており、シーケンサ装置の主要回路を構成する電子部品が実装されている他に、シーケンサ装置の有する機能の違いにより、ＬＥＤ素子が実装されているＬＥＤ表示プリント板２５あるいは操作スイッチ２６のいずれかが実装されている。
【００１３】主プリント板２３はその周縁部を溝２４に沿わせて筐体Ａ２１に差し込まれ、その後、筐体Ｂ２２をその溝２４に主プリント板２３の周縁部を沿わせながら筐体Ａ２１に被せて嵌め込むことで筐体Ａ２１と筐体Ｂ２２とは一体となり、主プリント板２３は固定される。
【００１４】カバー１０及び端子台１１の取り付けは従来例１における共用筐体１への取り付けと同様である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】図９は、従来例１における問題点を説明する図である。同図はプリント板の組み込みを終えた共用筐体１の副プリント板保持部３の部分を３方向から投影した図であり、同図（ａ）ではＬＥＤ表示プリント板６を、また、同図（ｂ）では操作スイッチプリント板７をそれぞれ嵌め込み、カバー１０を被せて固定した状態を示している。
【００１６】前述したように、同図（ｂ）ではカバー１０に穴を開けて操作スイッチのレバーを貫通させ、シーケンサ装置の外部でのスイッチ操作を可能としている。従って、操作スイッチプリント板７は装置外部からの静電気を受けやすい。外部から受ける静電気の影響を軽減するためには、カバー１０から操作スイッチプリント板７の表面までの距離Ａの値をなるべく大きくして空間距離を確保することが有効である。
【００１７】ところが、同図（ａ）においては、カバー７からＬＥＤ表示プリント板６の表面までの距離Ａの値を小さくした方が、シーケンサ装置の外部からＬＥＤ表示を見込む視野角（同図における角度Ｂ）が大きくなり、良好な視認性が得られるので、好ましい。
【００１８】このようにＬＥＤ表示プリント板６を取り付ける場合と操作スイッチプリント板７を取り付ける場合とでは、取り付け位置に関して異なる要求がなされることがあり、プリント板の取り付け部を共用する従来例１では、そのいずれかを妥協しなければならない問題があった。
【００１９】一方、従来例２では、主プリント板２３上におけるＬＥＤ表示プリント板２５と操作スイッチ２６の取り付け位置を異ならせることが可能であるので、従来例１のような問題はないが、別の問題があった。
【００２０】図１０は、従来例１及び２で使用していた各プリント板の外形を示す図である。 同図（ａ）に示す従来例１では、主プリント板８は、ほぼｄ×ｅの長方形の形状からその角の１つを長方形に切り欠いた外形とし、更にその切り欠いた部分をＬＥＤ表示プリント板６、あるいは操作スイッチプリント板７として使用していた。プリント板は一般に大きな長方形の板材を分割して所望の外形のプリント板に加工するので、加工後のプリント板の外形は長方形に近い形状の方が、不必要な端材の発生が少なくて済む。従って、従来例１におけるプリント板の基板設計は板取効率が良好である。
【００２１】ところが、同図（ｂ）に示す従来例２では、主プリント板２３は、ほぼｄ×ｅの長方形の形状から小さな長方形が部分的に張り出した外形になってしまっていた。このような外形では、板材から主プリント板２３への加工時に端材が大量に発生してしまう。このように、従来例２は、単にプリント板の面積が大きくなるだけでにとどまらず、板取効率の悪い基板設計となるため、プリント板のコストが高騰する問題があった。
【００２２】また、従来例２では、筐体を２分割し、筐体Ａ２１と筐体Ｂ２２という複雑な立体形状を有する２つの筐体をそれぞれをモールド成形によりプラスチック材から製造していたので、従来例１と比較すると、筐体のコストまでもが上昇していた。
【００２３】このように、従来例２では、コストの上昇が大きな問題であった。以上の問題を鑑み、表示部もしくは操作部のいずれかを有する電気装置で共用可能であり、表示部及び操作部の配置についての異なる要求があっても個々の要求に応じた配置の可能な筐体を提供することが本発明が解決しようとする課題である。
【００２４】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、表示素子または操作スイッチのいずれかを含む電気部品が実装されているプリント板を有する電気装置で共用され、プラスチック材料よりモールド成形してなり、表示素子が実装されている前記プリント板を、前記筐体の外部より該筐体の開口部を通して該表示素子を視認させる位置に保持する表示プリント板保持構造と、操作スイッチが実装されている前記プリント板を、前記表示プリント板保持構造で保持されたときのプリント板とは異なる位置であって、前記開口部を通して該操作スイッチの手動操作部を前記筐体の外部より操作させる位置に保持する操作スイッチプリント板保持構造と、を有する、ことを特徴としている。
【００２５】図１は、本発明の共用筐体の構造を説明する図である。なお、同図は、本発明の基本思想をわかりやすく説明するために、各プリント板の配置位置の違いを誇張して描いてある。
【００２６】同図において、表示素子実装プリント板３２には、例えば、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、等の表示素子を含む電子部品が実装されているが、手動で操作するスイッチは実装されていない。一方、操作スイッチ実装プリント板３３には、手動操作により接続の切り換えが行なわれる操作スイッチを含む電子部品が実装されている。
【００２７】共用筐体３１には、表示素子実装プリント板３２の位置を保持するための構造である表示プリント板保持構造３４と、操作スイッチ実装プリント板３３の位置を保持するための構造である操作スイッチプリント板保持構造３５とがそれぞれ異なる位置に設けられている。
【００２８】表示プリント板保持構造３４に表示素子実装プリント板３２を保持させた場合には、表示素子実装プリント板３２に実装されている表示素子は、共用筐体３１に設けられている開口部３６を通して共用筐体３１の外部より視認される。また、操作スイッチプリント板保持構造３５に操作スイッチ実装プリント板３３を保持させた場合には、操作スイッチ実装プリント板３３に実装されている操作スイッチの手動操作部は、開口部３６を通して共用筐体３１の外部より操作される。このように構成することにより、一種類の筐体で、表示部及び操作部の配置についての異なる要求に個別に応じることができるようになる。
【００２９】なお、本発明において、共用筐体に設けられる表示プリント板保持構造及び操作スイッチプリント板保持構造は、例えば、後述するレール構造、あるいは、プリント板のビス止めのためのナットが埋め込まれた構造、など、電気部品が実装されたプリント板を固定して保持するために設けられる構造であれば、どのようなものでも良い。
【００３０】また、表示プリント板保持構造に表示素子実装プリント板を保持させる場合に、表示素子実装プリント板を保護する等のために、光を多少なりとも透過させる材料により作られるカバーで開口部を覆ったり、また、操作スイッチプリント板保持構造に操作スイッチ実装プリント板を保持させる場合に、使用者が誤って操作スイッチ実装プリント板に直接触れてしまうことを防止する等のために、操作スイッチの手動操作のためのレバーを貫通させる穴を開けたカバーで開口部を覆ったりしても良く、本発明の作用・効果に対して何ら悪影響を及ぼすものではない。
【００３１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明の特徴に加え、前記操作スイッチプリント板保持構造は、該操作スイッチプリント板保持構造により保持されたときのプリント板の位置が前記表示プリント板保持構造により保持されたときのプリント板の位置よりも前記筐体の前記開口部に対して離れて配置されるように設けられることを特徴としている。
【００３２】図１において、操作スイッチプリント板保持構造３５に保持させた場合の操作スイッチ実装プリント板３３の位置は、表示プリント板保持構造３４に保持させた場合の表示素子実装プリント板３２の位置に比較し、開口部３６から離れた位置に配置させている。このように構成することにより、特に、異種の電気装置で筐体を共用しても、表示素子を備える場合には、筐体外部から表示素子を見込む視野角を広くとることができ、一方で、操作スイッチを備える場合には、静電気に対する耐性を高く有することが可能となる。従って、表示部及び操作部の配置についての異なる要求に個々に応じることができるようになる。
【００３３】請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明の特徴に加え、前記表示プリント板保持構造又は前記操作スイッチプリント板保持構造のいずれか若しくは両方は、レール構造であることを特徴としている。
【００３４】図１では、表示プリント板保持構造３４と操作スイッチプリント板保持構造３５との両方にレール構造を用いて構成されている。レール構造を同図の表示プリント板保持構造３４に関して説明すると、共用筐体３１に凸部３７を並べて設け、凸部３７の間にできる凹部３８に表示素子実装プリント板３２の周縁部を挿入することでその位置を保持するものである。このように構成することにより、プラスチック材料からモールド成形されて作られる共用筐体に熱や荷重などが加わることに起因する反りの発生を軽減させる効果が得られる。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明を実施するシーケンサ装置の共用筐体を示す図である。同図は、共用筐体４１を３方向から投影した図である。
【００３６】同図で、主プリント板固定ツメ２は、図６における従来例１の共用筐体１のものと同一である。また、ＬＥＤ表示プリント板保持部４２は、図６における従来例１の共用筐体１の副プリント板保持部３と同一である。
【００３７】操作スイッチプリント板保持部４３には、図２に網掛けで示すように、レール構造を有している。また、操作スイッチプリント板固定ツメ４４は、図３に示すように、操作スイッチプリント板７にスリット４５を設け、このスリット４５に操作スイッチプリント板固定ツメ４４を噛み合せることで、操作スイッチプリント板７を固定するためのものである。
【００３８】図４は、図２に示す共用筐体にシーケンサ装置の各構成要素を組み込む方法を説明する図である。ＬＥＤ表示プリント板６と操作スイッチプリント板７とは、シーケンサ装置の機種の違いによりそのいずれかが選択されて共用筐体４１に組み込まれ、接続ケーブル９を介して主プリント板８と電気的に接続される。
【００３９】ＬＥＤ表示プリント板６を共用筐体４１に組み込む場合は、ＬＥＤ表示プリント板保持構造４２の凹部に嵌め込まれ、更にその上から光を透過する材質で作られているカバー１０を被せることにより共用筐体４１に固定される。
【００４０】操作スイッチプリント板７を共用筐体４１に組み込む場合は、操作スイッチプリント板保持部４３のレール構造を構成している凹部に操作スイッチプリント板７の周縁部を挿入し、操作スイッチプリント板７に設けられているスリット４５（図４には図示せず）と、共用筐体４１に設けられている操作スイッチプリント板固定ツメ４４（図４には図示せず）とが噛み合わさることにより固定される。
【００４１】操作スイッチプリント板７を用いる場合のカバーは図４に示していないが、操作スイッチが外部から操作できるように、カバー７に操作スイッチの操作レバーを貫通させるための穴を開けたものを使用し、ＬＥＤ表示プリント板保持部４２の開口部を嵌め込む。
【００４２】主プリント板８及び端子台１１の共用筐体４１への組み込みは、図７を用いて説明した従来例１の共用筐体１への組み込みの方法と同様である。図５は、シーケンサ装置の各構成要素を図２に示す共用筐体に組み込んだ様子の一部を示す図である。同図（ａ）ではＬＥＤ表示プリント板６を、また、同図（ｂ）では操作スイッチプリント板７をそれぞれ組み込み、カバー１０を被せた部分の様子を示している。
【００４３】同図（ａ）におけるカバー１０からＬＥＤ表示プリント板６の表面までの距離Ａの値と、同図（ｂ）におけるカバー１０から操作スイッチプリント板７の表面までの距離Ｃとの値を比較すると、Ａの値とＣの値とは異なる値とすることができ、しかも、Ｃの値の方がＡの値よりも大きくしていることが分かる。つまり、共用筐体４１は、ＬＥＤ表示プリント板６を組み込む場合には、共用筐体４１の外部からＬＥＤ表示を見込む視野角（同図における角度Ｂ）を確保して良好な視認性を得、一方で、操作スイッチプリント板５を組み込む場合には、所望の静電気への耐性を得られるだけのカバー１０から操作スイッチプリント板７の表面までの距離を得ることのできる構造となっている。
【００４４】なお、本実施の形態ではシーケンサ装置の共用筐体への本発明の適用例について説明したが、本発明は、本発明のシーケンサ装置の共用筐体への適用に限定されるものではなく、表示素子と操作スイッチのいずれかを含む電気部品が実装されているプリント板を有する各種の電気装置に用いられる共用筐体へ適用可能である。
【００４５】また、電気装置によっては、表示素子による表示の内容を装置周囲にいる者から秘匿するために、表示素子の視認できる視野を敢えて狭め、装置の操作者以外からは見えにくくするようにすることが望まれる場合もある。このような場合に用いる共用筐体では、本実施の形態で説明したシーケンサ装置への適用例とは逆に、表示素子を含む電気部品が実装されているプリント板が操作スイッチを含む電気部品が実装されているプリント板よりも開口部に対して離れて配置されるように表示スイッチプリント板保持構造を備えることももちろん可能である。
【００４６】
【発明の効果】本発明は、以上詳細に説明したように構成されているので、表示部もしくは操作部のいずれかを有する電気装置で共用可能であり、表示部及び操作部の配置についての異なる要求があっても個々の要求に応じて配置する筐体を提供することを可能とし、また、その共用による量産効果により、筐体のコストを低減させる効果が得られる。
【００４７】更に、特に、表示部を備える場合には、筐体外部から表示を見込む視野角を広くとることができ、一方で、操作部を備える場合には、静電気に対する耐性を高く有することを可能とする共用筐体を提供できる効果が得られる。
【００４８】また、プリント板取り付け構造にレール構造を採用することにより、筐体への反りの発生を軽減させる効果が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２３４
【氏名又は名称】富士電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月１７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】大菅 義之
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３３９５４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３５２５０ |
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