電子部品取付構造

【課題】衝撃を受ける工具に搭載する電子部品を安価で小型軽量化し得る電子部品取付構造を、提供する。
【解決手段】薄膜形状の電子部品である加速度センサ（圧電素子）４８を回路基板４４のスルーホール４５上に対応するように半田付けさせる。例えば挟持用の２つの専用部品が不要で、且つ加速度を十分に検出できる性能を十分に発揮できるように取付けられる。その為、簡素な構成で安定した性能が得られると共に、安価で小型軽量化できる。重量のある電子部品の電池５２は、導線を介して接続されると共に収納部３５に浮動状態で収納される。即ち、電池５２の端子などが回路基板４４に半田付けなどで固定されていないので、電池５２に衝撃が加わっても、慣性による局部的な荷重を受ける部分が無くなる。従って、電池５２は収納部３５内で安定した状態で保持されると共に、耐衝撃性が高くなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量のある又は薄膜形状の電子部品を回路基板に取付ける電子部品取付構造に関するものであり、特に衝撃を受ける工具に搭載する電子部品の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば釘打機等の手持ち式止具連続供給工具（以下、単に工具とも言う）は、釘またはねじを止具として工具本体のマガジンに装填し、止具を射出させる。しかし、作業者が止具を使い切ったことに気づかない場合には、空打ちとなり、例えばドライバビットによって石膏ボードなどの被止具を傷つけるおそれがある。
【０００３】
これを解決する手段として、空打ちを防止する空打ち防止機構を工具本体に設けることが考えられるが、この空打ち防止機構を工具本体に設けると重量が増加し重くなる。そのため、使い勝手が悪くなどの不都合が生ずる。一方、センサなどの電子部品を用いて止具の残量を検出する空打ち防止用の電子装置を工具本体に搭載させることも考えられる。
【０００４】
この空打ち防止用の電子装置を工具本体に搭載させる場合、ＣＰＵまたはセンサなどの電子部品は小型で軽量な部品を用いることができるが、電池などの電源部品は上記電子部品に比べると大型で且つ重い。そのため、電池の端子を回路基板に半田付けなどで実装すると、止具を射出させる際の衝撃で、電池の端子部分から折れることが想定される。即ち、重量のある電池の慣性により、上記端子部分に荷重が局部的に加わるので、折り易くなる。
【０００５】
また、薄膜形状の電子部品たとえば加速度センサまたはブザーなどに使用する圧電振動板を電子部品に取付ける場合、例えば家電製品などでは圧電振動板の外周縁を２つの部品で挟み込んで押さえる方法が一般的に用いられている。
【０００６】
なお、従来では、マガジン内にステーブル残量がないか又は少なくなったことを検知する検知装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、従来では、ステーブルが消費されていく際にステーブルの供給を監視するセンサを備えるステーブル打ち装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、従来では、ステーブル打込み動作に追動して前進するステーブルの移動を検出するステーブル打ち機の作動検出装置が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】実開平３−３３０７７公報
【特許文献２】特開昭５７−８９５７２公報
【特許文献３】特開平８−１６４５０３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した電池端子部分が折れるなど破損を回避する手段として、電池を回路基板にマウントした後、シリコン系樹脂などで更に接着する方法も考えられるが、実装工程が自動化しにくく、例えば接着不十分なものが発生するなど接着量の管理が難しい。更に、実装工程が増えるので、実装作業が煩雑になると共に、実装コストも高価となる。
【０００８】
また、薄膜形状の電子部品の場合、手持ち式止具連続供給工具などのハンドツールに上述した一般的方法を用いると、挟み込むための専用部品（２つの部品）が必要となるので、工具全体の重量が増加する。更に、既にある部品を転用して挟み込む方法も考えられるが、圧電振動板が例えば加速度を十分に検出できる又はブザー音が響くように鳴るなどの性能を十分に発揮できるように取付けられるとは限らない。
【０００９】
なお、特許文献１乃至特許文献３に係る技術は、ベース上に載置する電動ホツチキス・複写機に内蔵するステーブル打ち装置・自動制御によってステーブルを打込む自動ステーブル打込み装置に関するもので、手持ち式工具に関する技術ではない。
【００１０】
そこで、本発明は、衝撃を受ける工具に搭載する電子部品の取付構造を安価で小型軽量化し得る電子部品取付構造を、提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電子部品取付構造は、重量のある電子部品を回路基板に接続する電子部品取付構造において、上記電子部品を上記回路基板に導線を介して接続させると共に、上記電子部品を収納部に浮動状態で収納させることを特徴とする。
【００１２】
ここで、重量のある電子部品とは、例えば電池などの電源部品などである。また、浮動状態とは、電池の端子などを回路基板に直接に接続（固定）することなく、収納部の収納空間内に移動可能に配置（収納）させることである。即ち、電池などは、収納部にも固定していないフリー状態を意味する。
【００１３】
本発明に係る電子部品取付構造は、薄膜形状の電子部品を、回路基板に設ける取付孔に対応するように配置させることを特徴とする。ここで、薄膜形状の電子部品とは、例えば加速度センサまたはブザーに使用する圧電振動板などである。また、取付孔は、例えば孔の周面が銅箔になっているスルーホールなどをも含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る電子部品取付構造では、電子部品の端子などが回路基板に半田付けなどで固定されておらず、電子部品は導線を介して接続され且つ収納部に浮動状態で収納されているので、電子部品に衝撃が加わっても、慣性による局部的な荷重を受ける部分が無くなる。即ち、本発明によれば、電子部品は導線を介して接続されると共に収納部に浮動状態で収納されているので、電子部品は収納部内で安定した状態で保持されると共に、耐衝撃性が高くなる。また、本発明によれば、例えばシリコン系樹脂などで接着する場合に比べ、安価となる。
【００１５】
本発明に係る電子部品取付構造では、薄膜形状の電子部品を回路基板に設ける取付孔に対応するように配置させるので、簡素な構成で安定した性能が得られると共に、安価で小型軽量化できる。即ち、本発明によれば、薄膜形状の電子部品を回路基板に設ける取付孔に対応するように配置させるので、例えば挟持用の２つの専用部品が不要で、且つ例えば加速度を十分に検出できる又はブザー音が響くように鳴るなどの性能を十分に発揮できるように取付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、図１乃至図１３に基づいて、第１実施形態に係る手持ち式止具連続供給工具に搭載する電子部品の取付構造について説明する。なお、本実施形態における手持ち式止具連続供給工具は図１に示す手持ち式の空気駆動型ネジ打込み機１０として説明し、止具はネジとして説明する。
【００１７】
また、図１はネジ打込み機１０の側面図、図２はネジ打込み機１０の斜視図、図３はネジ打込み機１０の要部を示す断面図、図４は止具残量検出機構の要部を示す斜視図、図６及び図７は止具残量検出機構の検出レバーがネジＷを検出している状態を示す図、図９及び図１０は検出レバーの初期状態（釘を検出していない状態）を示す図である。
【００１８】
（ネジ打込み機１０の概略構成）
図１に示すネジ打込み機１０は、図示しない打撃機構及びねじ締め込み機構を備える。上記打撃機構には打撃シリンダと、打撃シリンダ内に摺動自在に設けられた打撃ピストンと、打撃ピストンに一体に結合されたドライバビット１２（図３の２点鎖線参照）を備える。そして、図１に示すように、トリガ１４が引き操作されると、圧縮エアを貯留するエアチャンバ（エア供給源に接続している）１６から打撃シリンダ内に圧縮エアが供給され、図３に示すドライバビット１２は打込み作動する。なお、図１に示すように、エアチャンバ１６は、把持部１５の内部に形成されている。
【００１９】
ねじ締め込み機構（図示省略）は、エアモータの動力によってドライバビット１２（図３参照）を締め込み作動させるものである。即ち、上記打撃機構の作動開始とほぼ同時に、図１に示すエアチャンバ１６から流入した圧縮空気の一部は、図３に示すように、エアモータ１８に供給され、ドライバビット１２をその軸心回りに回転させる。そして、回転するドライバビット１２により、射出口に位置する（即ち、射出位置にある）ネジＷ（図３の２点鎖線参照）は、図示しない被締込部材たとえば石膏ボードなどに締込まれる。
【００２０】
なお、上述した射出口は、後述するノーズ部２０に形成される。また、上述の打撃機構とねじ締め込み機構は、特開２００１−３５３６７１号公報等による従来公知の構成と同様であるので、これ以上の詳述は省略する。
【００２１】
図３に示すように、ネジ打込み機１０には、ネジＷを射出するノーズ部２０と、このノーズ部２０に摺動可能に配置される安全装置としてのコンタクト部材２２を備える。コンタクト部材２２はネジＷの打込み側に突出するように付勢され、コンタクト部材２２を被締込部材に押付けたときにのみトリガ１４（図１参照）の操作が有効となるように構成されている。また、コンタクト部材２２は、上記押付け時にコンタクトストッパ（図示省略）に対し一時的に係止する。そして、上記打撃機構が作動し、コンタクトストッパが移動することにより、再び打込み側に突出できるように構成されている。
【００２２】
（ネジ残量検出機構Ｓに関する構成）
図３に示すように、ネジ打込み機１０には、ネジ送り装置２４およびマガジン２６が、ノーズ部２０に連続して配置されている。マガジン２６内の複数のネジＷは、ネジ送り装置２４によって、順次ノーズ部２０の射出位置へ供給される。なお、ネジ送り装置２４は、図２に示すネジ送り用のエアー部２５などを備える。
【００２３】
マガジン２６には、図２に示すカバー２８が回転可能に配置されている。そして、カバー２８は、図６に示すガイド部３０を被蔽する。なお、図６に示すように、複数のネジＷは長尺状に連結される連結帯ＷＮにそれぞれ取付けられ、この連結帯ＷＮがロール状に巻かれた状態でマガジン２６に収納される。
【００２４】
また、図６に示すように、回転可能なカバー３２は、ネジ送り装置２４のネジ送り部２４Ａを被蔽する。そして、図６および図７に示すように、カバー２８または３２がロックされた状態では、カバー２８または３２が連結帯ＷＮをガイド部３０側またはネジ送り部２４Ａ側に押圧し、ネジＷを所定の高さで保持している。
【００２５】
ネジ残量検出機構Ｓは、図４乃至図７に示すように、複数の検出部品たとえば後述する回路基板４４などを収納する検出ボックス３４および検出レバー３６などを備える。残量検出手段の一部を構成する検出レバー３６は、軸３８を中心に所定範囲に亘り回転し、ガイド部３０に位置するネジＷに当接する。即ち、図６および図９に示すように、検出レバー３６は、常にバネ４０によってガイド部３０側すなわちガイド部３０に位置するネジＷ（図６参照）側に付勢される。検出レバー３６には、残量検出手段の一部を構成するマグネット４２が配置されている。なお、軸３８は、マガジン２６のガイド部３０に配置されている。
【００２６】
一方、図４及び図５に示すように、検出ボックス３４内には回路基板４４が配置されており、この回路基板４４上には残量検出手段の一部を構成するホール素子４６などの電子部品が実装されている。図４及び図７に示すように、ホール素子４６は、検出レバー３６がガイド部３０に供給されるネジＷを検出する場合に、マグネット４２に対向するように、配置されている。
【００２７】
即ち、ネジＷがガイド部３０に供給される場合には、検出レバー３６はバネ４０の付勢力に抗して押戻されマグネット４２とホール素子４６とが対向するオン状態（図６乃至図８に示す状態）となる。一方、図９及び図１０に示すように、ネジＷがガイド部３０に位置しない場合すなわちネジＷの残量が少なくなる場合には、検出レバー３６はバネ４０の付勢力によってカバー２８付近まで付勢されるオフ状態（マグネット４２がホール素子４６と離間している状態）となる。
【００２８】
図４に示すように、回路基板４４には圧電素子（ピエゾ素子）である加速度センサ４８が配置されており、直径１０乃至３０ｍｍで薄膜状の加速度センサ４８は上述した打撃機構によりネジＷが打撃されることを検出する。即ち、射出検出手段の一部を構成する加速度センサ４８は、圧電体に加えられる力（衝撃力）を電圧に変換するものである。そして、加速度センサ４８は、ネジ打込み機１０からネジＷが実打される衝撃で検出信号（オン信号）を出力する構成となっている。
【００２９】
ここで、図１１に基づき、電子部品である加速度センサ４４を回路基板４４に取付ける取付構造について説明する。回路基板４４には、取付孔であるスルーホール４５が加速度センサ４８よりも若干小径の孔として開口されている。ここで、取付孔はスルーホール４５として構成されるので、孔の周面には銅箔４５Ａが付されている。なお、取付孔は、スルーホールの他に、単なる開口孔としてに良い。
【００３０】
そして、スルーホール４５を形成する回路基板４４の外縁部４４Ａに、加速度センサ４８を載せ、半田付けを行う。なお、本実施形態においては、半田付けの代わりに、接着させるようにしても良い。但し、一般的には、半田付けする方が、接着させるよりも安価に製造できる。
【００３１】
なお、図示しない一対の導線は、図１１に示すように、加速度センサ４８の外周部と内周部とにそれぞれ半田付け４８Ａ、４８Ｂされ、接続される。加速度センサ４８は、この接続により衝撃時の変換電圧を後述するＣＰＵ９０に供給し、ＣＰＵ９０は実打をカウントする。
【００３２】
本実施形態においては、加速度センサ４８を回路基板４４のスルーホール４５上に対応するように半田付けされるので、簡素な構成で安定した性能が得られると共に、安価で小型軽量化できる。即ち、本実施形態によれば、加速度センサ４８を回路基板４４に設けるスルーホール４５に対応するように配置されるので、例えば挟持用の２つの専用部品が不要で、且つ加速度を十分に検出できる性能を十分に発揮できるように取付けられる。
【００３３】
また、検出ボックス３４にはボタン形状の電池５２が配置されており、電源である電池５２によってＬＥＤ５０等の電子部品に
電力を供給する。ここで、図１２および図４に基づき、電子部品である電池５２を回路基板４４に接続し、検出ボックス３４に形成される収納部３５に収納する取付構造について説明する。図１２は、電池５２を回路基板４４に接続する構造を説明する図であるので、上述したスルーホール４５が開口などされていない。
【００３４】
図１２に示すように、電池５２および回路基板４４は、タブ端子５４Ａ及び５４Ｂ、導線５６Ａ及び５６Ｂ、コネクタ５８Ａ及び５８Ｂを介して接続されている。そして、図４および図５に示すように、検出ボックス３４には回路基板４４で仕切られる収納部３５内に電池５２が浮動状態で収納されている。
【００３５】
ここで、タブ端子５４は電池５２にスポット溶接で固着され、導線５６の一端はタブ端子５４に半田付けされる。また、導線５６の他端はコネクタ５８Ａに接続され、コネクタ５８Ａと５８Ｂとが連結されることによって電力が回路基板４４上の電子部品などに供給される。
【００３６】
なお、電池５２は、図示しない係止部材により、収納部３５から脱落しないように保持されている。また、図４および図５には、図１２に示す導線５６Ａ及び５６Ｂ、コネクタ５８Ａ及び５８Ｂは図示されていない。
【００３７】
本実施形態においては、電池５２の端子などが回路基板４４に半田付けなどで固定されておらず、電池５２は導線５６を介して接続され且つ収納部３５に浮動状態で収納されているので、電池５２に衝撃が加わっても、慣性による局部的な荷重を受ける部分が無くなる。即ち、本実施形態によれば、電池５２は導線５６を介して接続されると共に収納部３５に浮動状態で収納されているので、電池５２は収納部３５内で安定した状態で保持されると共に、耐衝撃性が高くなる。また、本実施形態によれば、例えばシリコン系樹脂などで接着する場合に比べ、安価となる。
【００３８】
さらに、図１乃至図３に示すように、ネジ打込み機１０には、そのマガジン２６の上側にＬＥＤ５０が配置されている。このＬＥＤ５０は、ネジＷの残量が少なくなると、点滅する警告手段の一部を構成する。ＬＥＤ５０の照射方向は、ネジＷの射出方向と同一となっている。
【００３９】
なお、ネジ残量検出機構Ｓに関する構成部品は、図４に示すようなボタン式の電池５２・圧電素子である加速度センサ４８・ホール素子４６・マグネット４２など軽量であるので、ネジ打込み機１０の重量は必要最小限に抑えられている。
【００４０】
（ネジ残量検出機構Ｓの制御系に関する構成）
図１３に示すように、ネジ残量検出機構Ｓは、ＣＰＵ９０と、ＲＯＭ９２と、ＲＡＭ９４と、ホール素子４６と、加速度センサ４８と、ＬＥＤ５０を備える。
【００４１】
ＣＰＵ９０は、ネジ残量検出機構Ｓの全体的な動作を司り、たとえばネジＷを打撃機構によって打撃した場合にネジＷの残量をカウントするなどの処理を行う。
【００４２】
ＲＯＭ９２は、各種の処理を制御するプログラムを記憶する。ＲＡＭ９４は、各種データの読み書き用の記録域を有し、この記録域に打撃データなどが記録される。
【００４３】
（本実施形態の作用）
図１４に示すフローチャートに基づき、ネジ残量検出モードに関する処理を説明する。なお、図１に示すネジ打込み機１０における処理は、ＣＰＵ９０によって実行され、図１４のフローチャートで表される。これらのプログラムは、予めＲＯＭ９２（図１３参照）のプログラム領域に記憶されている。
【００４４】
（ネジ残量検出モード）
図１４に示すステップ１００において、ＣＰＵ９０は検出オフか否かを判断する。例えば、図６および図７に示すように、検出レバー３６がネジＷを検出する場合は、マグネット４２がホール素子４６に対向するので、ホール素子４６からの検出信号はオンとなる。即ち、ステップ１００は否定となり、検出信号がオフとなるまでステップ１００の処理は続けられる。
【００４５】
一方、図９および図１０に示すように、ガイド部３０上にネジＷが無い場合すなわちネジＷの残量が少ない場合には、検出レバー３６はカバー２８付近まで回転し、マグネット４２とホール素子４６とが離間するので、ホール素子４６からの検出信号はオフとなる。そのため、ステップ１００は肯定となるので、ステップ１０２において、ＣＰＵ９０は図１乃至図３に示すＬＥＤ５０を所定時間に亘って点滅させる。ステップ１０２の処理後、ステップ１００に戻る。
【００４６】
なお、検出信号がオフとなるネジＷの残り本数（例えば６本）は、ホール素子４６からの検出信号がオフになることによって判断される。これ以降の本数は、図４に示す加速度センサ４８に基づいてカウントされる。また、上記実施形態において説明したプログラムの処理の流れ（図１４参照）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
【００４７】
（第２の実施形態）
以下、図１５及び図１６に基づいて、本発明の第２実施形態である検出ボックス６０について説明する。なお、第１実施形態と同一部品については、同一の部品番号を付す。この検出ボックス６０は、第１実施形態とは異なり、検出レバー３６の他にＬＥＤ５０をも検出ボックス６０に配置させた例である。
【００４８】
本実施形態の検出ボックス６０は、図１５に示すように、検出レバー３６をも内装する例であり、既製品のネジ打込み機に後付できるように構成されている。即ち、本実施形態は、複数の検出部品たとえば検出レバー３６およびＬＥＤ５０などを単体の組立完成品（アセンブリ）としている。従って、本実施形態においては、検出ボックス６０の着脱を容易にし得るように構成したので、各種のメンテナンスまたは交換などが容易にできる。
【００４９】
また、検出ボックス６０は、ネジＷの残量を検出できる場所（ネジの移送路上）であるなら、任意に変更でき例えばネジＷの射出側（図１６に示す位置）などに設けるようにしても良い。その他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様であるので、詳細説明は省略する。
【００５０】
（その他の変形例）
本実施形態では導線５６の他端をコネクタ５８Ａに接続させる例であるが、導線５６の回路基板４４に直接半田付けしても良い。即ち、導線５６の接続方法は、電池５２および回路基板４４を接続し得る方法であれば、いずれの方法も問わない。
【００５１】
また、本実施形態では電池５２が導線５６を介して接続され且つ収納部３５に浮動状態で収納する例であるが、例えば電池５２を回路基板４４に実装し回路基板４４全体をスポンジなどの緩衝部材で包み工具本体に収納させるようにしても良い。
【００５２】
本実施形態では手持ち式工具をネジ打込み機とする例であるが、本発明に係る電子部品取付構造は例えば釘・ホツチキス・ステーブルなどの止具を連続的に供給する工具または打撃のみを行う打撃工具（振動し易い工具を含む）などにも適用できる。また、本実施形態では圧縮空気駆動型の手持ち式止具連続供給工具の例であるが、本発明に係る薄膜状電子部品の取付構造については簡素な構成で安定した性能が得られ且つ安価で小型軽量化し得るので電動式の手持ち式工具にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る一実施形態のネジ打込み機の側面図である。
【図２】図１に示すネジ打込み機の正面から見た斜視図である。
【図３】図１に示すネジ打込み機の要部を示す断面図である。
【図４】図３に示すネジ残量検出機構の要部を示す斜視図である。
【図５】図３に示すネジ残量検出機構を拡大した断面図である。
【図６】図４に示すネジ残量検出機構がネジを検出する場合の使用状態図である。
【図７】図６に示す７−７線の断面図である。
【図８】図７に示す検出レバーのオン状態を示す斜視図である。
【図９】図４に示すネジ残量検出機構がネジを検出しない場合の使用状態図である。
【図１０】図９に示す１０−１０線の断面図である。
【図１１】図４に示す加速度センサの取付構造を示す説明図である。
【図１２】図４に示す電池の取付構造を示す説明図である。
【図１３】図１に示すネジ打込み機のブロック図である。
【図１４】図１３に示すネジ打込み機のネジ残量検出モードに関するフローチャート図である。
【図１５】第２実施形態に係る検出ボックスの全体斜視図である。
【図１６】図１５に示す検出ボックスを既存のネジ打込み機に後付けした状態の斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ネジ打込み機（手持ち式止具連続供給工具）
３４検出ボックス
３５収納部
４４回路基板
４５スルーホール（取付孔）
４８加速度センサ（薄膜形状の電子部品）
５２電池（重量のある電子部品）
５６導線

【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量のある電子部品を回路基板に接続する電子部品取付構造において、
上記電子部品を上記回路基板に導線を介して接続させると共に、上記電子部品を収納部に浮動状態で収納させることを特徴とする電子部品取付構造。
【請求項２】
薄膜形状の電子部品を、回路基板に設ける取付孔に対応するように配置させることを特徴とする電子部品取付構造。

【図１】