(57)【要約】【課題】回路基板上の電子部品を設置できる面積を大きくする。【解決手段】防爆型電子機器１は、第１回路基板１２と、第１回路基板１２に対向して設けられる第２回路基板１４と、第１回路基板１２に設けられる発光部３０と、第２回路基板１４に設けられて、発光部３０からの光Ｌを受光する受光部４２と、第１回路基板１２と第２回路基板１４との間に設けられる充填材２０と、発光部３０と受光部４２との間に形成された透過経路Ｐと、を有する。充填材２０は、透過経路Ｐの外側に設けられ、透過経路Ｐは、光Ｌを透過可能な透光充填材２４が設けられる。【選択図】図１
2020161566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回路基板と、
前記第１回路基板に対向して設けられる第２回路基板と、
前記第１回路基板に設けられる発光部と、
前記第２回路基板に設けられて、前記発光部からの光を受光する受光部と、
前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に設けられる充填材と、
前記発光部と前記受光部との間に形成された透過経路と、
を有し、
前記充填材は、前記透過経路の外側に設けられ、
前記透過経路は、前記光を透過可能な透光充填材が設けられた、
防爆型電子機器。
【請求項２】
前記充填材は、前記光を透過しない、請求項１に記載の防爆型電子機器。
【請求項３】
前記透過経路の外周を囲い、前記充填材と前記透過経路とを区分けする壁部をさらに有する、請求項１又は請求項２に記載の防爆型電子機器。
【請求項４】
前記充填材は、前記光を透過可能な透光充填材であり、前記透過経路を含めた前記第１回路基板と前記第２回路基板との間の全域に設けられる、請求項１に記載の防爆型電子機器。
【請求項５】
発光部が設けられる第１回路基板と、前記発光部からの光を受光する受光部が設けられる第２回路基板とを対向させる対向ステップと、
前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に充填材を充填させる充填ステップと、
前記発光部と前記受光部との間に、透過経路を形成する透過経路形成ステップと、
を有し、
前記充填ステップにおいて、前記透過経路の外側に前記充填材を設け、
前記透過経路形成ステップにおいて、前記透過経路に、前記光を透過可能な透光充填材を設ける、
防爆型電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防爆型電子機器及び防爆型電子機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油精製プラント、原油基地、塗装工場などの可燃性ガスや炭鉱などの粉塵が発生する環境下において、防爆型電子機器が使用されている。防爆型電子機器は、例えば、部品の搭載された複数のプリント基板が配置されていて、樹脂製の充填材をプリント基板やプリント基板上の部品を覆うように充填して、可燃性ガスや粉塵がプリント基板やプリント基板上の部品に接触するのを防止した構成を有する。例えば特許文献１には、回路基板同士を接続するコネクタの周囲を、パッキンで囲う防爆型電子機器が記載されている。特許文献１によると、コネクタの周辺まで電子部品を配置できるため、回路基板上の電子部品を設置できる面積を大きくすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７８６８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
防爆型電子機器において、回路基板上の電子部品を設置できる面積を大きくすることについては、更に改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑み、回路基板上の電子部品を設置できる面積を大きくすることを可能とする防爆型電子機器及び防爆型電子機器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様にかかる防爆型電子機器は、第１回路基板と、前記第１回路基板に対向して設けられる第２回路基板と、前記第１回路基板に設けられる発光部と、前記第２回路基板に設けられて、前記発光部からの光を受光する受光部と、前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に設けられる充填材と、前記発光部と前記受光部との間に形成された透過経路と、を有し、前記充填材は、前記透過経路の外側に設けられ、前記透過経路は、前記光を透過可能な透光充填材が設けられる。
【０００７】
本発明の一態様にかかる防爆型電子機器の製造方法は、発光部が設けられる第１回路基板と、前記発光部からの光を受光する受光部が設けられる第２回路基板とを対向させる対向ステップと、前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に充填材を充填させる充填ステップと、前記発光部と前記受光部との間に、透過経路を形成する透過経路形成ステップと、を有し、前記充填ステップにおいて、前記透過経路の外側に前記充填材を設け、前記透過経路形成ステップにおいて、前記透過経路に、前記光を透過可能な透光充填材を設ける。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、防爆型電子機器において回路基板上の電子部品を設置できる面積を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る防爆型電子機器の模式的な断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る防爆型電子機器の製造方法を説明する図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る防爆型電子機器の模式的な断面図である。
【図４】図４は、第３実施形態に係る防爆型電子機器の製造方法を説明する図である。
【図５】図５は、第３実施形態に係る防爆型電子機器の模式的な断面図である。
【図６】図６は、第３実施形態に係る防爆型電子機器の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
（第１実施形態）
最初に、第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る防爆型電子機器の模式的な断面図である。第１実施形態に係る防爆型電子機器１は、爆発性雰囲気下において用いられる電子機器であり、防爆構造を有する機器である。防爆型電子機器１は、無線機であるが、無線機に限られず、任意の電子機器であってよい。図１に示すように、防爆型電子機器１は、シャシ２と、第１基板ユニット４と、第２基板ユニット６と、壁部１８と、充填材２０、２２と、透光充填材２４と、を備える。防爆型電子機器１は、実際には外装ケースで覆われて、電子機器としての体を成しているが、本願の説明に際して、防爆型電子機器１の内部構成をより明確に示すために、図中では外装ケースを省略している。
【００１２】
シャシ２は、箱型に形成された金属製の容器から構成される。シャシ２には、第１基板ユニット４と第２基板ユニット６とが、図示していないリブ等を介して、対向して取り付けられている。
【００１３】
第１基板ユニット４は、第１回路基板１２と、電子部品１６と、第１光通信ユニット２６と、を備えている。第１回路基板１２は、電子部品１６及び第１光通信ユニット２６が設けられる基板である。電子部品１６は、防爆型電子機器１を構成する種々の電子パーツであり、例えば、抵抗素子、容量素子等の受動素子、半導体チップ、表示装置、各種スイッチ、ボタン、表示装置、などを含む。電子部品１６は、後述の第１光通信ユニット２６及び第２光通信ユニット２８以外の電子部品であるといえる。なお、複数の電子部品１６同士は、同じ機能を有していてもよいし、異なる機能を有していてもよい。また、電子部品１６と、第１光通信ユニット２６と、第２光通信ユニット２８との位置は、防爆に関する基準であるＩＥＣ６００７９０−０もしくはＩＥＣ６００７９０−１１を満たすように、電子部品１６と、第１光通信ユニット２６と、第２光通信ユニット２８とに印加される電圧と近接する部品との離隔距離に基づいて設定されている。
【００１４】
本実施形態では、電子部品１６は、第１回路基板１２に複数設けられている。電子部品１６は、第１回路基板１２の一方の表面１２ａと、他方の表面１２ｂとに設けられるが、第１回路基板１２の一方の表面１２ａと、他方の表面１２ｂとの少なくとも一方に設けられていてよい。
【００１５】
第１光通信ユニット２６は、第１回路基板１２の表面１２ａに設けられている。第１光通信ユニット２６は、後述の第２光通信ユニット２８と光Ｌによる通信を行う電子機器である。光Ｌは、本実施形態では、可視光、すなわち可視領域の波長帯の光である。第１光通信ユニット２６と第２光通信ユニット２８とは、光Ｌの発光及び受光を行うことで、可視光通信を行う。第１光通信ユニット２６は、発光部３０と、受光部３２と、発光制御回路３４と、受光制御回路３６とを備える。発光部３０は、発光制御回路３４の制御により光Ｌを発光する発光素子である。発光部３０は、本実施形態ではＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。さらに言えば、発光部３０は、ＬＥＤのうち光源となる部分であり、例えば、Ｐ型半導体と、Ｎ型半導体と、発光層とを備える部分である。発光制御回路３４は、発光部３０に配線Ｗを介して接続される回路である。発光制御回路３４は、ＬＥＤのうち発光部３０を除いた構成であり、例えば、発光部３０に接続される電極、及び、電極を介して発光部３０への電圧印加を制御する回路などを備えている。発光制御回路３４は、発光部３０への電圧印加を制御することで、発光部３０による光Ｌの発光を制御する。なお、発光部３０と発光制御回路３４とを接続する配線Ｗは、第１回路基板１２の内部に設けられ、一方の端部が発光部３０に接続され、他方の端部が発光制御回路３４に接続される。なお、発光部３０が設けられる後述の透過経路Ｐが閉空間（閉鎖的な空間）であることから、光Ｌは、可視領域の波長帯の光に限られず、例えば、近赤外領域の波長帯の光、紫外線領域の波長帯の光も採用可能である。この場合、発光部３０は、近赤外領域の波長帯の光や紫外線領域の波長帯の光を発光するＬＥＤとなる。
【００１６】
受光部３２は、第２光通信ユニット２８からの光Ｌを受光する受光素子である。受光部３２は、本実施形態では、フォトダイオードである。受光制御回路３６は、受光部３２に配線Ｗを介して接続される回路である。受光制御回路３６は、例えば、受光部３２に接続される電極、及び、電極を介して受光部３２で発生した電気信号を取得する回路などを備えている。受光部３２は、受光した光Ｌの強度に応じて、もしくは受光を「１」、受光していない状態を「０」として、電気信号を発生させ、受光制御回路３６は、受光部３２からの電気信号を取得する。なお、受光部３２と受光制御回路３６とを接続する配線Ｗは、第１回路基板１２の内部に設けられ、一方の端部が受光部３２に接続され、他方の端部が受光制御回路３６に接続される。
【００１７】
第２基板ユニット６は、第２回路基板１４と、電子部品１６と、第２光通信ユニット２８と、を備えている。第２回路基板１４は、電子部品１６及び第２光通信ユニット２８が設けられる基板である。第２回路基板１４は、第１回路基板１２に対向して設けられている。第２回路基板１４は、表面１４ａが、第１回路基板１２の表面１２ａと対向する。
【００１８】
本実施形態では、電子部品１６は、第２回路基板１４に複数設けられている。電子部品１６は、第２回路基板１４の一方の表面１４ａと、他方の表面１４ｂとに設けられるが、第２回路基板１４の一方の表面１４ａと、他方の表面１４ｂとの少なくとも一方に設けられていてよい。例えば、第２回路基板１４の表面１４ｂ、すなわち露出面側に設けられる電子部品１６は、ユーザインタフェースである、キースイッチ、ボタン等の操作用パーツと液晶表示素子等の表示パネル等、もしくはレンズ等の外部に露出する必要がある部品が配置される。また、第２回路基板１４の表面１４ａや、第１回路基板１２には、露出の必要のない電子部品が配置される。第２回路基板１４の表面１４ｂに設けられる電子部品１６は、例えば、発火の危険性が生じる程度には温度が上がらない部品、もしくは電圧、電流など制限がかけられた回路構成の部品である。
【００１９】
第２光通信ユニット２８は、第２回路基板１４の表面１４ａに設けられている。第２光通信ユニット２８は、第１光通信ユニット２６と対向して設けられており、第１光通信ユニット２６と非接触である。第２光通信ユニット２８は、第１光通信ユニット２６と光Ｌによる通信を行う電子機器である。第２光通信ユニット２８は、発光部４０と、受光部４２と、発光制御回路４４と、受光制御回路４６とを備える。発光部４０は、発光制御回路４４の制御により光Ｌを発光する発光素子である。発光部４０は、本実施形態ではＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。さらに言えば、発光部４０は、ＬＥＤのうち光源となる部分であり、例えば、Ｐ型半導体と、Ｎ型半導体と、発光層とを備える部分である。発光制御回路４４は、発光部４０に配線Ｗを介して接続される回路である。発光制御回路４４は、ＬＥＤのうち発光部４０を除いた構成であり、例えば、発光部４０に接続される電極、及び、電極を介して発光部４０への電圧印加を制御する回路などを備えている。発光制御回路４４は、発光部４０への電圧印加を制御することで、発光部４０による光Ｌの発光を制御する。なお、発光部４０と発光制御回路４４とを接続する配線Ｗは、第２回路基板１４の内部に設けられ、一方の端部が発光部４０に接続され、他方の端部が発光制御回路４４に接続される。
【００２０】
受光部４２は、第１光通信ユニット２６からの光Ｌを受光する受光素子である。受光部４２は、本実施形態では、フォトダイオードである。受光制御回路４６は、受光部４２に配線Ｗを介して接続される回路である。受光制御回路４６は、例えば、受光部４２に接続される電極、及び、電極を介して受光部４２で発生した電気信号を取得する回路などを備えている。受光部４２は、受光した光Ｌの強度に応じて、もしくは受光を「１」、受光していない状態を「０」として、電気信号を発生させ、受光制御回路４６は、受光部４２からの電気信号を取得する。なお、受光部４２と受光制御回路４６とを接続する配線Ｗは、第２回路基板１４の内部に設けられ、一方の端部が受光部４２に接続され、他方の端部が受光制御回路４６に接続される。
【００２１】
第１光通信ユニット２６は、第２光通信ユニット２８に伝達しようとする情報に応じて、発光部３０にどのように発光させるかを示す発光パターンを生成し、発光制御回路３４は、発光部３０に対し、その発光パターンに応じた光Ｌを発光させる。第２光通信ユニット２８の受光部４２は、発光部３０が発光した光Ｌを受光して、受光した光Ｌに応じて電気信号を生成し、受光制御回路４６は、受光部４２が生成した電気信号を取得する。受光部４２が生成した電気信号は、発光部３０の発光パターンに対応したものとなるため、受光制御回路４６が取得した電気信号により、第１光通信ユニット２６からの情報が取得される。同様に、第２光通信ユニット２８は、第１光通信ユニット２６に伝達しようとする情報に応じて、発光部４０にどのように発光させるかを示す発光パターンを生成し、発光制御回路４４は、発光部４０に対し、その発光パターンに応じた光Ｌを発光させる。第１光通信ユニット２６の受光部３２は、発光部４０が発光した光Ｌを受光して、受光した光Ｌに応じて電気信号を生成し、受光制御回路３６は、受光部３２が生成した電気信号を取得する。受光部３２が生成した電気信号は、発光部４０の発光パターンに応じたものとなるため、受光制御回路３６が取得した電気信号により、第２光通信ユニット２８からの情報が取得される。
【００２２】
第１光通信ユニット２６と第２光通信ユニット２８とは、このようにして光Ｌによる情報の送受信、ここでは可視光通信を行う。第１光通信ユニット２６と第２光通信ユニット２８とは、例えば、光Ｌを受光した場合を１とし、光Ｌを受光しなかった場合を０とした、バイナリデータでの通信が可能である。
【００２３】
防爆型電子機器１は、第１光通信ユニット２６の発光部３０及び受光部３２と、第２光通信ユニット２８の発光部４０及び受光部４２との間に、光Ｌが透過可能な透過経路Ｐが形成される。第１光通信ユニット２６の発光部３０及び受光部３２と、第２光通信ユニット２８の発光部４０及び受光部４２との間に、透過経路Ｐが形成されることで、第１光通信ユニット２６と第２光通信ユニット２８とは、光Ｌの受光が可能となり、光Ｌによる通信が可能となる。なお、本実施形態においては、透過経路Ｐは、第１光通信ユニット２６の発光制御回路３４及び受光制御回路３６と、第２光通信ユニット２８の発光制御回路４４及び受光制御回路４６と、電子部品１６とが設けられる領域に、形成されていない。ただし、透過経路Ｐは、第１光通信ユニット２６の発光制御回路３４及び受光制御回路３６と、第２光通信ユニット２８の発光制御回路４４及び受光制御回路４６とが設けられる領域にも形成されてよい。
【００２４】
後述するように、本実施形態においては、透過経路Ｐは、壁部１８内に形成され、透光充填材２４が充填される。
【００２５】
壁部１８は、第１回路基板１２と第２回路基板１４との間、さらに言えば、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間に設けられている。壁部１８は、一方の端部１８ａが第１回路基板１２の表面１２ａに接触する。壁部１８は、一方の端部１８ａから他方の端部１８ｂまで、第１回路基板１２の表面１２ａから第２回路基板１４の表面１４ａに向けて延在し、他方の端部１８ｂが、第２回路基板１４の表面１４ａに接触されている。壁部１８は、筒形状となっており、内部、すなわち内周面より内側の空間と、外部、すなわち外周面より外側の空間とを、区分する。壁部１８は、任意の部材で構成されてよいが、例えば、第１回路基板１２及び第２回路基板１４より弾性変形しやすい部材で構成されていることが好ましい。例えば、壁部１８は、第１回路基板１２で押圧されたときに弾性変形する部材で構成されていることが好ましい。壁部１８は、例えば、シリコンエラストマー樹脂などで構成されている。また、壁部１８は、光Ｌを透過せず、光Ｌを吸収する部材であることが好ましい。壁部１８の光Ｌの透過率は、０％以上１０％以下であることが好ましい。高速通信を目的とするのであれば、壁部１８からの反射による外乱を極力抑えることが好ましく、壁部１８からの反射による影響を考慮すると、例えば透過率１０％以下であれば、反射が抑えられて、受光時の外乱の影響を少なくすることができる。例えば、壁部１８は、黒色の部材となっている。ただし、壁部１８は、光Ｌを透過する部材であってもよく、光Ｌの透過率は、上記に限られず、また、透明な部材であってもよい。
【００２６】
壁部１８の内部には、第１光通信ユニット２６の発光部３０及び受光部３２と、第２光通信ユニット２８の発光部４０及び受光部４２とが設けられている。すなわち、壁部１８は、第１光通信ユニット２６の発光部３０及び受光部３２と、第２光通信ユニット２８の発光部４０及び受光部４２とを囲うように設けられているといえる。従って、本実施形態においては、壁部１８の内部が、透過経路Ｐとなっている。また、壁部１８の内部には、電子部品１６が設けられていないことが好ましい。さらに言えば、壁部１８の内部には、第１光通信ユニット２６の発光制御回路３４及び受光制御回路３６と、第２光通信ユニット２８の発光制御回路４４及び受光制御回路４６とが設けられていないことが好ましい。すなわち、電子部品１６と、第１光通信ユニット２６の発光制御回路３４及び受光制御回路３６と、第２光通信ユニット２８の発光制御回路４４及び受光制御回路４６とは、壁部１８の外部に設けられることが好ましい。ただし、壁部１８の内部にも、第１光通信ユニット２６の発光制御回路３４及び受光制御回路３６と、第２光通信ユニット２８の発光制御回路４４及び受光制御回路４６とを設けてもよい。
【００２７】
充填材２０は、第１回路基板１２と第２回路基板１４との間、さらに言えば、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間に設けられている。充填材２０は、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間の、第１光通信ユニット２６の発光制御回路３４及び受光制御回路３６と、第２光通信ユニット２８の発光制御回路４４及び受光制御回路４６と、電子部品１６とが設けられる領域に、設けられる。すなわち、充填材２０は、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間であって、壁部１８の外部に設けられている。充填材２０は、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間であって壁部１８の外部に、外部からの気体が侵入可能な空間が形成されないように、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間であって壁部１８の外部に、充填されている。
【００２８】
本実施形態において、充填材２０は、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間であって、壁部１８の内部には設けられていない。すなわち、充填材２０は、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間の、第１光通信ユニット２６の発光部３０及び受光部３２と、第２光通信ユニット２８の発光部４０及び受光部４２とが設けられる領域には設けられていない。
【００２９】
充填材２０は、樹脂やゴムなどの有機化合物である。充填材２０は、熱や紫外線により硬化する部材であることが好ましい。充填材２０としては、例えば、エポキシ樹脂又はシリコーンなどが用いられる。また、充填材２０は、光Ｌを透過せず、光Ｌを吸収する部材であることが好ましい。充填材２０の光Ｌの透過率は、０％以上１０％以下であることが好ましい。例えば、充填材２０は、黒色の部材となっている。ただし、充填材２０は、光Ｌが充填材２０に反射して受光部３２、４２への影響を及ぼさない条件下であれば、光Ｌを透過する部材であってもよく、光Ｌの透過率は、上記に限られず、また、透明な部材であってもよい。
【００３０】
第１回路基板１２の表面１２ｂは、シャシ２の底面２ａと対向している。充填材２２は、第１回路基板１２の表面１２ｂとシャシ２の底面２ａとの間に設けられる。充填材２２は、第１回路基板１２の表面１２ｂとシャシ２の底面２ａとの間に、外部からの気体が侵入可能な空間が形成されないように、第１回路基板１２の表面１２ｂとシャシ２の底面２ａとの間に、充填されている。充填材２２は、本実施形態では、充填材２０と同じ部材であるが、後述の透光充填材２４と同じ部材であってもよい。
【００３１】
透光充填材２４は、第１回路基板１２と第２回路基板１４との間、さらに言えば、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間に設けられている。透光充填材２４は、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間の、第１光通信ユニット２６の発光部３０及び受光部３２と、第２光通信ユニット２８の発光部４０及び受光部４２とが設けられる領域に、設けられる。すなわち、透光充填材２４は、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間であって、壁部１８の内部に設けられている。透光充填材２４は、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間であって壁部１８の内部に、外部からの気体が侵入可能な空間が形成されないように、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間であって壁部１８の内部に、充填されている。本実施形態では、透光充填材２４は、透過経路Ｐに設けられているといえる。
【００３２】
本実施形態において、透光充填材２４は、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間であって、壁部１８の外部には設けられていない。すなわち、透光充填材２４は、第１光通信ユニット２６の発光制御回路３４及び受光制御回路３６と、第２光通信ユニット２８の発光制御回路４４及び受光制御回路４６と、電子部品１６とが設けられる領域には、設けられていない。
【００３３】
透光充填材２４は、樹脂やゴムなどの有機化合物である。透光充填材２４は、熱や紫外線により硬化する部材であることが好ましい。透光充填材２４としては、例えば、エポキシ樹脂又はシリコーンなどが用いられる。また、透光充填材２４は、光Ｌを透過する部材である。透光充填材２４の光Ｌの透過率は、５０％以上１００％以下であることが好ましい。すなわち、充填材２０は、透明性を有する部材となっている。例えば可視光通信の場合、光を受光すれば「１」、受光しないのであれば「０」のような仕組みのため、光Ｌの透過率を格段に高くしなくても通信が可能である。ただし、光Ｌの透過率を５０％以上とすることで、発光強度を強くし過ぎることなく、熱の発生を抑制できる。
【００３４】
第１実施形態に係る防爆型電子機器１は、以上のような構成となっている。次に、第１実施形態に係る防爆型電子機器１の製造方法について説明する。図２は、第１実施形態に係る防爆型電子機器の製造方法を説明する図である。図２のステップＳ１０に示すように、まず、シャシ２内に、第１基板ユニット４を配置する。すなわち、第１基板ユニット４の表面１２ｂがシャシ２の底面２ａと対向するように、シャシ２内に第１基板ユニット４を配置する。そして、表面１２ｂに、壁部１８を設ける。第１基板ユニット４の第１回路基板１２には、表面１２ａから表面１２ｂまで貫通する開口１２ｃが設けられている。ステップＳ１０においては、開口１２ｃから、第１基板ユニット４の表面１２ｂとシャシ２の底面２ａとの間の空間に、未硬化の充填材２２を注入する。充填材２２によって、第１基板ユニット４の表面１２ｂとシャシ２の底面２ａとの間の空気が、第１回路基板１２に設けた他の開口（図示略）から、押し出される。未硬化の充填材２２を充填後、加熱や紫外線の照射などにより、充填された充填材２２を、硬化する。
【００３５】
次に、図２のステップＳ１２に示すように、第１回路基板１２の開口を閉じ、第１基板ユニット４に対向するように、第２基板ユニット６を配置する。すなわち、第２基板ユニット６の表面１４ａが、第１基板ユニット４の表面１２ａと対向するように、第２基板ユニット６を配置する。第２基板ユニット６の第２回路基板１４には、表面１４ａから表面１４ｂまで貫通する開口１４ｃが設けられている。開口１４ｃは、透過経路Ｐの外部、すなわち壁部１８の外部に開口している。ステップＳ１２においては、開口１４ｃから、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の空間に、未硬化の充填材２０を注入する。充填材２０は、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の、透過経路Ｐ（壁部１８）の外部の空間に、注入される。充填材２０は、壁部１８に阻まれて、透過経路Ｐ内、すなわち壁部１８の内側には、侵入しない。充填材２０によって、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の、透過経路Ｐ（壁部１８）の外部の空間の空気が、第２回路基板１４に設けた他の開口（図示略）から、押し出される。未硬化の充填材２０を充填後、加熱や紫外線の照射などにより、充填された充填材２０を、硬化する。ステップＳ１２が、対向ステップ及び充填ステップであるといえる。
【００３６】
また、第２基板ユニット６の第２回路基板１４には、表面１４ａから表面１４ｂまで貫通する開口１４ｄが設けられている。開口１４ｄは、透過経路Ｐの内部、すなわち壁部１８の内部に開口している。ステップＳ１２の後、ステップＳ１４に示すように、開口１４ｄから、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の空間に、未硬化の透光充填材２４を注入する。透光充填材２４は、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の、壁部１８の内部の空間に、注入される。透光充填材２４によって、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の、壁部１８の内部の空間の空気が、第２回路基板１４に設けた他の開口（図示略）から、押し出される。未硬化の透光充填材２４を充填後、加熱や紫外線の照射などにより、充填された透光充填材２４を、硬化する。これにより、壁部１８の内部に透光充填材２４が充填されて、透過経路Ｐが形成される。ステップＳ１４が、透過経路形成ステップであるといえる。なお、ステップＳ１４は、ステップＳ１２の後に行われたが、ステップＳ１２より前に行われてもよいし、ステップＳ１２と同時に行われてもよい。
【００３７】
その後、第２回路基板１４の開口を閉じて、外装ケースなどで覆うなどの必要なプロセスを実行して、ステップＳ１６に示すように、防爆型電子機器１の製造が完了する。
【００３８】
本実施形態に係る防爆型電子機器１は、第１回路基板１２と、第１回路基板１２に対向して設けられる第２回路基板１４と、第１回路基板１２に設けられる発光部３０と、第２回路基板１４に設けられて発光部３０からの光Ｌを受光する受光部４２と、第１回路基板１２と第２回路基板１４との間に設けられる充填材２０と、を備える。そして、防爆型電子機器１は、発光部３０と受光部４２との間に形成されて光Ｌが透過可能な透過経路Ｐを有する。ここで、防爆型電子機器は、防爆性能を満たすと共に、電子部品１６を多く配置した上で、小型化が求められる。本実施形態に係る防爆型電子機器１は、充填材２０により防爆性能を満たすと共に、第１回路基板１２と第２回路基板１４とを設けることで、電子部品１６を多く配置することが可能となり、小型化も可能となる。さらに、発光部３０と受光部４２との光Ｌによる通信で、第１回路基板１２と第２回路基板１４との間の電子部品１６などの情報の通信を行うことができる。発光部３０と受光部４２とによる通信とすることで、発光部３０と受光部４２とによる通信用の部品が大きくなることが抑制され、電子部品１６を配置するスペースを広くすることが可能となり、電子部品１６をより多く配置することが可能となる。さらに、発光部３０と受光部４２との間に透過経路Ｐを形成することで、光Ｌによる通信も適切に行う事が可能となる。
【００３９】
また、充填材２０は、透過経路Ｐの外側に設けられる。防爆型電子機器１は、充填材２０を、透過経路Ｐの外側に設けることで、透過経路Ｐの光Ｌの透光性が低下することが抑制され、防爆性能を満たしつつ、光Ｌによる通信を適切に行うことができる。
【００４０】
また、透過経路Ｐには、光Ｌを透過可能な透光充填材２４が設けられる。透過経路Ｐに透光充填材２４を設けることで、透過経路Ｐに外部からの気体や、硬化前の充填材２０等の侵入を抑えることができる。従って、この防爆型電子機器１によると、透過経路Ｐの光Ｌの透光性が低下することを抑制しつつ、防爆性能の低下も抑制できる。
【００４１】
また、充填材２０は、光Ｌを吸収する。充填材２０が光を吸収するため、外部からの光が透過経路Ｐに進入したり、透過経路Ｐ内の光Ｌが外部に漏れたりすることが抑制され、光Ｌによる通信を適切に行うことができる。
【００４２】
また、防爆型電子機器１は、透過経路Ｐの外周を囲い、充填材２０と透過経路Ｐとを区分けする壁部１８をさらに有する。壁部１８を設けることで、例えば未硬化の充填材２０が透過経路Ｐ内に進入することが抑制され、光Ｌによる通信を適切に行うことができる。
【００４３】
また、防爆型電子機器１は、透過経路Ｐの外側の第１回路基板１２上に設けられ、発光部３０に接続されて発光部３０の発光を制御する発光制御回路３４と、透過経路Ｐの外側の第２回路基板１４上に設けられ、受光部４２に接続されて受光部４２の電気信号を取得する受光制御回路４６と、を有する。本実施形態においては、透過経路Ｐに発光制御回路３４と受光制御回路４６とを設けないことで、透過経路Ｐ内に、発光部及び受光部のみを設ける構成とすることができる。従って、透過経路Ｐ、すなわち光Ｌによる通信に用いられる領域を小さくして、透過経路Ｐ外の、電子部品１６を配置するスペースを広くすることが可能となり、電子部品１６をより多く配置することが可能となる。
【００４４】
また、発光部３０が発光する光Ｌは、可視光である。光Ｌとして可視光を用いることで、可視光通信が可能となる。また、電子機器の閉空間であり、人体への影響等を考慮する必要がないことから、光Ｌとして近赤外あるいは紫外光ＬＥＤを用いてもよい。
【００４５】
また、本実施形態に係る防爆型電子機器１の製造方法は、発光部３０が設けられる第１回路基板１２と、発光部３０からの光Ｌを受光する受光部４２が設けられる第２回路基板１４とを対向させる対向ステップと、第１回路基板１２と第２回路基板１４との間に充填材２０を充填させる充填ステップと、発光部３０と受光部４２との間に、光Ｌが透過可能な透過経路Ｐを形成する透過経路形成ステップと、を有する。このように防爆型電子機器１を製造することで、電子部品１６を配置するスペースを広くすることが可能となり、電子部品１６をより多く配置することが可能となる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る防爆型電子機器１Ａは、透過経路Ｐ内に透光充填材２４が設けられない点で、第１実施形態と異なる。第２実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００４７】
図３は、第２実施形態に係る防爆型電子機器の模式的な断面図である。図３に示すように、第２実施形態に係る防爆型電子機器１Ａは、透過経路Ｐ、すなわち、壁部１８の内側の、第１光通信ユニット２６の発光部３０及び受光部３２と、第２光通信ユニット２８の発光部４０及び受光部４２との間の空間に、透光充填材が設けられていない。第２実施形態における透過経路Ｐは、充填材２０に囲われた閉空間となっている。さらに言えば、第２実施形態における透過経路Ｐは、壁部１８に囲われた閉空間となっている。第２実施形態における透過経路Ｐには、空気などの気体が導入されるが、充填材が充填されない。充填材が充填されない空間は、光Ｌを透過することが可能なので、透過経路Ｐとして適切に機能する。第２実施形態に係る防爆型電子機器１Ａは、透過経路Ｐに透光充填材が設けられてない点以外は、第１実施形態の防爆型電子機器１と同様の構成である。
【００４８】
図４は、第２実施形態に係る防爆型電子機器の製造方法を説明する図である。図４のステップＳ２０は、第１実施形態の図２のステップＳ１０と同内容の工程であり、シャシ２内に、第１基板ユニット４を配置し、第１基板ユニット４の表面１２ｂとシャシ２の底面２ａとの間に充填材２２を充填する。
【００４９】
図４のステップＳ２２は、第１実施形態の図２のステップＳ１２と同内容の工程であり、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の、透過経路Ｐ（壁部１８）の外部の空間に、充填材２０を充填する。第２実施形態においては、透過経路Ｐに透光充填材を設けないので、ステップＳ２２により、透過経路Ｐが形成される。次に、図４のステップＳ２４に示すように、第２回路基板１４の開口を閉じて、外装ケースなどで覆うなどの必要なプロセスを実行して、防爆型電子機器１Ａの製造が完了する。
【００５０】
以上説明したように、第２実施形態に係る防爆型電子機器１は、充填材２０に囲われた閉空間である。充填材２０に囲われた閉空間によって透過経路Ｐを形成することで、発光部３０と受光部４２との間において、光Ｌによる通信も適切に行う事が可能となる。さらに、第１回路基板１２と第２回路基板１４との間に透光充填材２４を充填する必要がなくなるため、製造工程を簡略化することもできる。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る防爆型電子機器１Ｂは、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の空間の全体に、透光充填材２４を充填する点で、第１実施形態と異なる。第３実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００５２】
図５は、第３実施形態に係る防爆型電子機器の模式的な断面図である。図５に示すように、第３実施形態に係る防爆型電子機器１Ｂは、壁部１８を備えていない。また、防爆型電子機器１Ｂは、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間の全域にわたって、充填材として、透光充填材２４が設けられて（充填されて）いる。第３実施形態においては、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間の全域が、透光充填材２４が設けられた透過経路Ｐとなる。また、透光充填材２４は、第１回路基板１２の表面１２ａと第２回路基板１４の表面１４ａとの間の、電子部品１６が設けられた空間にも充填されるため、外部からの気体の侵入を抑制して、防爆機能を発揮する。
【００５３】
図６は、第３実施形態に係る防爆型電子機器の製造方法を説明する図である。図６のステップＳ３０は、第１実施形態の図２のステップＳ１０と同内容の工程であり、シャシ２内に、第１基板ユニット４を配置し、第１基板ユニット４の表面１２ｂとシャシ２の底面２ａとの間に充填材２２を充填する。
【００５４】
図６のステップＳ３０は、壁部１８を設けない以外は、第１実施形態の図２のステップＳ１０と同内容の工程であり、シャシ２内に、第１基板ユニット４を配置し、第１基板ユニット４の表面１２ｂとシャシ２の底面２ａとの間に充填材２２を充填する。
【００５５】
図６のステップＳ３２においては、第１回路基板１２の開口を閉じ、第１基板ユニット４に対向するように、第２基板ユニット６を配置する。すなわち、第２基板ユニット６の表面１４ａが、第１基板ユニット４の表面１２ａと対向するように、第２基板ユニット６を配置する。第２基板ユニット６の第２回路基板１４には、表面１４ａから表面１４ｂまで貫通する開口１４ｃが設けられている。ステップＳ３２においては、開口１４ｃから、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の空間に、未硬化の透光充填材２４を注入する。透光充填材２４は、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の空間の全域に注入される。透光充填材２４によって、第１基板ユニット４の表面１２ａと第２基板ユニット６の表面１４ａとの間の空間の空気が、第２回路基板１４に設けた他の開口（図示略）から、押し出される。未硬化の透光充填材２４を充填後、加熱や紫外線の照射などにより、充填された透光充填材２４を、硬化する。次に、図６のステップＳ３４に示すように、第２回路基板１４の開口を閉じて、外装ケースなどで覆うなどの必要なプロセスを実行して、防爆型電子機器１Ｂの製造が完了する。
【００５６】
第３実施形態に係る防爆型電子機器１Ｂは、充填材として、光Ｌを透過可能な透光充填材２４が、透過経路Ｐを含めた第１回路基板１２と第２回路基板１４との間の全域に設けられる。従って、第３実施形態によると、透光充填材２４により透過経路Ｐを適切に形成して、光Ｌによる通信を適切に行う事が可能となる。また、透光充填材２４により電子部品１６に対する防爆機能も発揮することもできる。さらに、第１回路基板１２と第２回路基板１４との間に透光充填材２４以外の充填材を充填する必要がなくなるため、製造工程を簡略化することもできる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、各実施形態の構成を組み合わせることも可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  防爆型電子機器
２  シャシ
４  第１基板ユニット
６  第２基板ユニット
１２  第１回路基板
１２ａ、１４ａ  表面
１４  第２回路基板
１８  壁部
２０、２２  充填材
２４  透光充填材
２６  第１光通信ユニット
２８  第２光通信ユニット
３０、４０  発光部
３２、４２  受光部
Ｌ  光
Ｐ  透過経路
【図１】
2020161566.tif 000003
【図２】
2020161566.tif 000004
【図３】
2020161566.tif 000005
【図４】
2020161566.tif 000006
【図５】
2020161566.tif 000007
【図６】
2020161566.tif 000008