(57)【要約】本発明は、開放端及びこの反対側に位置する閉鎖端を備える少なくとも１つの凹部を含むハウジングと、凹部内に収容される少なくとも１つの電気コンポーネントと、電気コンポーネント上に形成された第１ロック部材と、ハウジング内に形成された第２ロック部材と、を有する電気モジュールに関する。第１及び第２ロック部材は、凹部内のロック位置に挿入された際に相互に係合して電気コンポーネントをロックする。少なくとも１つの弾性圧縮性突出部が、電気コンポーネントが凹部内でロック位置にロックされた際に圧縮状態に弾性圧縮されるよう、電気コンポーネントと凹部の閉鎖端の間に設けられている。【選択図】図２
2004506340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モジュールであって、
開放端と、該開放端の反対側に位置する閉鎖端と、を備える少なくとも１つの凹部を含むハウジングと、
前記凹部内に収容される少なくとも１つの電気コンポーネントと、
前記電気コンポーネント上に形成された第１ロック部材と、
前記凹部内のロック位置に挿入されたときに前記第１ロック部材と係合して前記電気コンポーネントをロックするべくハウジング内に形成された第２ロック部材と、
を有し、少なくとも１つの弾力圧縮性突出部が、前記電気コンポーネントが前記凹部内に挿入され、そのロック位置にロックされたときに、圧縮状態に弾性圧縮されるよう、前記電気コンポーネントと前記凹部の閉鎖端の間に設けられていることを特徴とする電気モジュール。
【請求項２】
前記圧縮性突出部は、前記電気コンポーネントと対向する前記凹部の閉鎖端に一体で形成されている請求項１に記載の電気モジュール。
【請求項３】
前記圧縮性突出部は、前記凹部の閉鎖端と対向する前記電気コンポーネントの底部端上に一体で形成されている請求項１に記載の電気モジュール。
【請求項４】
前記圧縮性突出部は、テーパー形状又は半円ドーム形状で形成されている請求項２又は３に記載の電気モジュール。
【請求項５】
前記圧縮性突出部は線形で細長い形状に形成されている請求項２又は３に記載の電気モジュール。
【請求項６】
２つの圧縮性突出部が並んで設けられている請求項１に記載の電気モジュール。
【請求項７】
前記ハウジングと前記圧縮性突出部が前記電気コンポーネントの材料よりも柔軟な材料で製作される請求項２に記載の電気モジュール。
【請求項８】
前記圧縮性突出部はプラスチック又は可鍛金属で製作される請求項７に記載の電気モジュール。
【請求項９】
前記ハウジング内に２つの凹部が上下に設けられ、該凹部の各々に電気コンポーネントが１つずつ収容される請求項１に記載の電気モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気センサーモジュールに関し、更に詳しくは、ハウジング内で相互に間隔を置いてアライメントされた発光器及び光検出器を有する光エンコーダモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光エンコーダモジュールの場合、発光器及び検出器を、例えば、発光器と検出器の間の間隙において引き出されるコードカードや回転するコードホイールをエンコーダが検出して読み取ることができるよう、相互に間隔を置いてアライメントする必要がある。発光器が放出した光は、コードカード又はコードホイールによって遮断又は透過された後に検出器によって検出される。従って、発光器と検出器が相互に正確にアライメントされていることが重要である（即ち、発光器と検出器が互いに正確にオーバーラップしていなければならない）。
【０００３】
従来の例においては、発光器と光検出器を有する光エンコーダモジュールが開示されており、発光器及び検出器の各々には硬い型成形によるハウジングが提供され、これらの発光器及び検出器のハウジングはブラケットによって一体に保持されている（例えば、特許文献１参照）。ブラケットはロック用開口部を含むロック用プレートを備えており、光エンコーダモジュール（即ち、ハウジングの１つ）は、このロック用プレートのロック用開口部と係合するロック用突出部を有している。そして、ブラケット内部にはリブが形成され、発光器と検出器のハウジングには、このブラケットのリブを収容する横方向の細長い溝が設けられている。
【０００４】
しかしながら、発光器及び検出器のハウジングの製造には一定の公差が存在し、その精度が限られているため、それぞれのハウジングをブラケットによって一体に保持すると、発光器と検出器の相対的な位置がずれ、結果的に検出機能が劣化する。これに加え、ブラケットの機械的な不正確さと、ブラケットのリブと発光器及び検出器のハウジングの細長い溝との不正確な係合により、この問題は更に悪化する可能性がある。
【０００５】
その他の既存の配列法においては、電気発光器及び検出器のコンポーネント（構成要素）を各々のハウジング内に型成形するのではなく、簡単に密閉した後に別途製造されたハウジング内に機械的に挿入している。
【０００６】
コンポーネントのハウジング内への挿入は、多くの組立プロセスにおいて周知の作業である。多くの場合、それらのコンポーネントは、取付完了後のアセンブリの機能に極めて重要なコンポーネントの位置的方向性を維持するべく、ハウジング内にきつくぴったりと嵌め込む必要がある。しかしながら、コンポーネント及びハウジングの寸法には製造公差が付随するため、それらの寸法はわずかずつ異なり、この寸法上のばらつきによって、コンポーネントとハウジングをアセンブリーに組み立てた際に整合問題が発生する。
【０００７】
コンポーネントをハウジングの各凹部に挿入する組立プロセスで重要なことは、コンポーネントと凹部の両方の公差に互換性を持たせることである。完璧な整合を実現するには、例えば、凹部の長さの寸法は、例えば、コンポーネントの長さの寸法と等しくなければならない。しかしながら、これらの寸法のいずれにも公差が存在し、コンポーネントの長さが最大寸法で凹部の長さが最小寸法であれば、コンポーネントをハウジングに挿入できないという状況すら発生する。又、逆に、コンポーネントの長さが最小寸法で凹部の長さが最大寸法の場合には、ハウジングに挿入された後コンポーネントは緩んだ状態になってしまう。
【０００８】
すべてのコンポーネントをハウジングに挿入できるようにするには、通常、コンポーネントの最大寸法がハウジングの各凹部の最小寸法と等しくなるように公差を指定する。こうすれば、コンポーネントとハウジングの不整合を予防することができる。
【０００９】
又、それぞれのハウジングにおけるコンポーネントの位置的方向性を正確なものにするために、通常、糊、接着剤、クリップ、又はプラグを使用してハウジング内でコンポーネントを固定している。更には、ハウジングに電気コンポーネントを挿入した後に、コンポーネントをハウジング内できつく保持するべく熱溶着によってハウジングを変形させたり、機械的な留め金や掛け金を使用する例もあり、コンポーネントの挿入プロセスにおいてコンポーネントとそれに対応する凹部の間に機械的な締めしろを確保するべくコンポーネントのサイズを決定したりもされている。
【００１０】
【特許文献１】
米国意匠特許第３２９，１９３号明細書
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、産業界で活用されているこれら方法には制限が存在している。即ち、糊、接着剤、プラグ、又はクリップは付加的な材料であり、当然、余分なコストが発生すると共に、コンポーネント挿入の前後にそれらを取り扱うための余分なプロセスが必要であり、この結果、組立プロセスが複雑になり、製造コストも上昇する。又、製造が非常に困難又は不可能であるために機械的な留め金又は掛け金が適用できない場合も存在し、機械的な締めしろの場合にも、ハウジングの変形によってハウジング及び／又はコンポーネントに亀裂が入ることがある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
ハウジング内にコンポーネント（構成要素）を挿入した後にコンポーネントがハウジング内にきつく嵌め込まれる電気モジュールの提供が本発明の目的であり、それぞれの製造プロセスでのばらつきによるコンポーネント及びハウジングの寸法の違いが確実に補償されると共に、組立プロセスが単純になり全体的な製造コストが削減される。
【００１３】
本発明によれば、開放端とその反対側に位置する閉鎖端を備える少なくとも１つの凹部を含むハウジングと、これらの凹部に収容する少なくとも１つの電気コンポーネントと、これらの電気コンポーネント上に形成された第１ロック部材と、凹部内に挿入されたときにロック位置において第１ロック部材と係合して電気コンポーネントをロックするべくハウジング内に形成された第２ロック用部材と、を含み、少なくとも一つの弾性圧縮性突出部が、電気コンポーネントが凹部内のロック位置でロックされたときに圧縮状態に弾性圧縮されるべく電気コンポーネントと凹部の閉鎖端の間に設けられている電気モジュールによってこの目的を実現する。
【００１４】
この弾性圧縮性突出部により、付加的な接着剤、糊、クリップ、又はプラグなどの別の装着手段或いは方法を使用せずに、第１及び第２ロック部材でコンポーネントをロックしてコンポーネントをハウジングの凹部内にきつくぴったりと嵌め込むことができる。又、この圧縮性突出部を適切に配列及び設計することによって、組立の際にコンポーネントと凹部の寸法の公差を吸収でき、この結果、突出部によってコンポーネントをハウジング内にきつく嵌め込まれた状態で継続的に維持できる。更には、圧縮性突出部を圧縮してつぶし、公差を原因とする緩みを吸収可能な十分な柔軟性が圧縮性突出部の弾性力によって提供される。
【００１５】
圧縮性突出部を圧縮状態に弾性圧縮すると、表面力が印加され変形する。従って、好適な実施例においては、コンポーネントとハウジングの凹部の閉鎖端の間に最大の間隙が存在する公差の場合にも圧縮されるよう（即ち、圧縮性突出部の高さが電気コンポーネントのロック位置における凹部の閉鎖端と電気コンポーネントの間に形成される最大の間隙よりも大きくなるよう）、突出部の高さを決定している。一方、圧縮性の観点で突出部は、間隙が最小の場合に間隙の幅と等しい最小の高さに圧縮されるよう、設計することが望ましい。この後者の場合には、突出部は完全に圧縮される。実際には、圧縮された突出部を収容するためには小さな間隙が望ましく、それぞれ異なる公差の範囲を有する凹部及び電気コンポーネントの長さの寸法をしかるべく決定する必要がある。
【００１６】
電気コンポーネントとハウジングの凹部の閉鎖端の間に弾性圧縮性突出部を形成することにより、製造公差によるコンポーネントとハウジングの凹部の寸法の違いが確実に補償され、電気モジュールのハウジング内におけるコンポーネントの正確且つ一貫性のある位置決めとロックが実現する。
【００１７】
本発明の好適な実施例によれば、圧縮性突出部は、電気コンポーネントに対向する凹部の閉鎖端上に一体で形成される。この結果、圧縮性突出部を有するハウジングを簡単且つ低コストで生産できる。更に、凹部の閉鎖端に圧縮性突出部を一体で形成することにより、突出部は凹部の閉鎖端に対向する電気コンポーネントの底部端に対して正確な所定の位置を備えるようになり、突出部を別途凹部の閉鎖端に装着する場合に発生する圧縮性突出部の位置決めに伴う不正確性を回避することができる。この実施例においては、ハウジングと圧縮性突出部を同一材料で形成可能であり、様々な標準コンポーネントをハウジングの凹部に収容し、ロックすることができる。
【００１８】
本発明による別の実施例によれば、圧縮性突出部は、凹部の閉鎖端と対向する電気コンポーネントの底部端上に一体で形成される。
【００１９】
本発明の好適な実施例によれば、圧縮性突出部は、つぶれる効果を促進すると共につぶれる材料を収容するのに十分な空間を確保するべくテーパー形状又は半円ドーム形状で形成される。即ち、コンポーネントの底部端と対向しコンポーネントと面接触状態で係合する端部の寸法がより小さくなるように圧縮性突出部の形状を決定するのである。この結果、突出部の圧縮が容易になり、コンポーネントの凹部内への挿入及びロックの操作を突出部材料の弾性特性を使用し小さな力で簡単に実行することができる。
【００２０】
或いは又、圧縮性突出部は、例えば、凹部の閉鎖端上に形成されたリブなどのように線形の細長い形状で形成することも可能である。この場合には、コンポーネントをハウジングの凹部に挿入すると、コンポーネントの底部端面が線形の細長い圧縮性突出部と接触し、コンポーネントが突出部に対して均一に接触してコンポーネントの底部端上に作用する圧力が均一に分散する。
【００２１】
本発明の好適な実施例によれば、２つの圧縮性突出部が凹部の閉鎖端上に並べて設けられる。この場合、コンポーネントの底部端がハウジングの凹部の閉鎖端に均一にアライメントされ、コンポーネントがきつく嵌め込まれた状態で継続的に維持される。これら２つの圧縮性突出部によって、コンポーネントが適切且つ確実に装着されるのである。
【００２２】
ハウジングと、ハウジングの凹部の閉鎖端上に形成された圧縮性突出部は、圧縮状態に確実に圧縮されるよう、電気コンポーネントの材料よりも柔軟な材料で製作することが望ましい。これにより、柔軟な材料で製作された圧縮性突出部が電気コンポーネントの硬い材料に対して確実につぶれるようになり、圧縮性突出部を押圧するコンポーネントの底部端部分の変形によって発生し得る電気コンポーネントのロック位置のずれを回避することができる。一方、電気コンポーネントに圧縮性突出部を設ける場合は、突出部及び電気コンポーネントの材料よりも硬い材料でハウジングを製作する必要がある。
【００２３】
適切な変形特性を得るには、圧縮性突出部をプラスチック又は可鍛金属で製作する。このような材料は元々柔らかく、突出部の圧縮特性に関する要件を十分に満足している。
【００２４】
本発明の好適な実施例においては、ハウジング内に上下に２つの凹部が設けられており、これらの凹部内に２つの電気コンポーネントが収容される。このような配置は、例えば、発光器と光検出器を有する光エンコーダモジュールなどに使用可能であり、この場合には、発光器と検出器はそれぞれの凹部内に収容された結果、相互に間隔を置いて正確にアライメントされた関係で配列される。電気発光器及び検出器のコンポーネントを各々収容するこれら凹部の閉鎖端が圧縮性突出部を備えているため、凹部内におけるコンポーネントの正確な位置決めとロックが保証され、結果的に発光器と検出器はハウジング内において互いに正確に位置決めされるのである。
【００２５】
添付の図面を参照し、本発明を好適な実施例によって更に詳細に説明する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１〜５に示すごとく、本発明の好適な実施例による光エンコーダモジュールは、プラスチック材料で一体に製作され且つ上下に配列された２つの凹部２、３を有するハウジング１を有している。各々の凹部２、３は、開放端と、この反対側に位置する閉鎖端を備えており、閉鎖端は境界壁４によって形成されている。凹部２、３は略４角形の断面形状を備えており、２つのロック用開口部５が、対応する凹部２、３にオーバーラップする関係でハウジング１の反対側に形成されている。ハウジング１の凹部２、３の間には、凹部２、３の閉鎖端に隣接するハウジング１の一端に向かって開放された間隙６が形成されている。各凹部２、３には、凹部２、３内に突出する２つの弾性圧縮性突出部７が設けられており、これらはハウジング１と一体で形成され、凹部２、３の境界壁４上に互いに間隔を置いて配列されている。これらの弾性圧縮性突出部７は、垂直方向に延長する線形で細長い形状を備えている。そして、密閉された発光器８が１つの凹部２内に収容され、密閉された光検出器９が他方の凹部３内に収容されている。発光器８及び検出器９の密閉容器の各々は、それぞれの凹部２、３内のロック位置に発光器８及び検出器９をロックするためのロック用開口部５と係合するロック用突出部１０を備えている。これらの発光器８及び検出器９の密閉容器は、ハウジング１と一体で形成されている圧縮性突出部７のプラスチック材料よりも硬い材料で製作されている。
【００２７】
次に、発光器８及び検出器９の凹部２、３内へのロック方法について説明する。
【００２８】
図１及び図２は、発光器８及び検出器９をロックする前の状態の光エンコーダモジュールを示している。ハウジング１の凹部２、３内に凹部２、３の開放端から凹部２、３の境界壁４の方向に、境界壁４に形成された圧縮性突出部７に達するまで発光器８及び検出器９を挿入する。そして、発光器８及び検出器９のロック用突出部１０がハウジング１内の対応するロック用開口部５と係合するまで発光器８及び検出器９の底部端を圧縮性突出部７に対して押圧する。
【００２９】
図３〜図５は、発光器８及び検出器９のロック位置にある光エンコーダモジュールを示している。この位置においては、発光器８及び検出器９は、ロック用突出部１０をハウジング１のロック用開口部５に、（矢尻などの）あごのように（ｂａｒｂ−ｌｉｋｅ、とげのように）係合されることによって凹部２、３内に完全にロックされている。圧縮性突出部７は、それぞれ発光器８及び検出器９の底部端と凹部２、３の対応する境界壁４の間で圧縮状態に弾性圧縮されている。従って、発光器８及び検出器９はそれぞれのロック位置にきつく嵌め込まれており、相互に正確に位置合せ（アライメント）されている。
【００３０】
発光器８と検出器９は、これらの間の間隙６において引き出されたコードカード又は回転するコードホイール（図示していない）を光エンコーダモジュールが検出し読み取ることができるよう、相互に間隔を置いて位置合せ（アライメント）されている。そして、発光器８が放出した光はコードカード（又はコードホイール）によって透過又は遮断された後に検出器９によって検出される。これらの発光器８及び検出器９が相互に正確に位置合せ（アライメント）されているため（即ち、発光器８及び検出器９がオーバーラップする位置に正確に配列されているため）、光エンコーダモジュールの確実な動作が保証される。
【００３１】
図６に概略的に示されているごとく、本発明の更なる実施例によれば、電気コンポーネント（発光器８及び検出器９）の密閉容器の両側の横側面に更に２つの細長い三角形状の突出部１１が設けられている。これらの突出部１１は、電気コンポーネントをそれぞれの凹部２、３に挿入した際の凹部２、３内における横方向の電気コンポーネント２、３の位置調節を行い、電気コンポーネントの更に正確なアライメントを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例による光エンコーダモジュールの概略断面図であり、電気コンポーネントをロックする前の状態を示している。
【図２】図１の光エンコーダモジュールの透視断面図である。
【図３】図１の光エンコーダモジュールの概略断面図であり、電気コンポーネントがそれぞれのロック位置にある状態を示している。
【図４】図３の光エンコーダモジュールの透視断面図である。
【図５】図３の光エンコーダモジュールの透視断面図である。
【図６】本発明の更なる好適な実施例による電気コンポーネントの概略平面図である。
【符号の説明】
１　ハウジング
２、３　凹部
５　第２ロック部材
７　弾力圧縮性突出部
８、９　電気コンポーネント
１０　第１ロック部材
【国際公開パンフレット】
2004506340.tif 000003
2004506340.tif 000004
2004506340.tif 000005
2004506340.tif 000006
2004506340.tif 000007
2004506340.tif 000008
2004506340.tif 000009
2004506340.tif 000010
2004506340.tif 000011
2004506340.tif 000012
2004506340.tif 000013
2004506340.tif 000014
2004506340.tif 000015
2004506340.tif 000016
2004506340.tif 000017
2004506340.tif 000018
【国際調査報告】
2004506340.tif 000019