JP2015050317A

JP2015050317A - 回路試作用基板

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Publication number: JP2015050317A
Application number: JP2013180809A
Authority: JP
Inventors: 摩梨花新山; Marika Niiyama
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-01
Filing date: 2013-09-01
Publication date: 2015-03-16

Abstract

【課題】本発明は、空間的に小さく電子回路を構成したり、一般的な回路基板と類似した配線や電子部品の層構造を模擬したりすることのできる、ブレッドボードとその連結方法を提供することを目的としている。【解決手段】概直方体の６つの面のうち、対向する２つの面、すなわち板の表面と裏面の２つの面を貫通する複数の穴が開いた絶縁体製の板と、前記貫通穴に電子部品の外部リードを挿し込んだ際に前記外部リードに対して力を加えながら接触し前記外部リードを保持する構造を有する電気伝導体製の部品とからなり、前記の絶縁体製の板の内部に前記の電気伝導体製の部材が保持されている構造を持つことを特徴とするブレッドボードを構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、回路部品の挿抜の容易な試作用の回路基板に関するものである。

従来、ソルダレスブレッドボード（以降、単にブレッドボードと呼ぶ）と呼ばれる、試作用の回路基板があった。これは、樹脂成型品の内側に金属製部品が並べられており、樹脂成型品に開けられた穴に電子部品の外部リード（リード線とも言う）を挿入して内部の金属性部品と導通させることで回路を構成するものである。

電子部品の外部リードを前記樹脂成型品に開けられた穴から挿入すると前記金属製部品が外部リードに対して弾性力を加えながら接触する構造となっている。部品の挿抜は人の手の力で行うことができ、容易に回路の変更をすることができる。

このブレッドボードは板状であり、概して直方体である。直方体の６つの面のうち１面についてのみ、電子部品を挿入する穴が開いている。したがって電子部品はこの１面に載せるように固定される。

電子回路は一般に空間的に小さく設計することが求められる場合が多い。よって一般的な回路基板、たとえばプリント基板は多くの場合、前記のように板に対してある１面のみに電子部品を搭載するのではなく、前記の１面に対向する面、つまり板の裏側の面にも電子部品を搭載する。また、配線のための銅箔が配置される面も、１面だけではなく表面と裏面の２面であったり、板の内部に埋め込まれた面を設けて銅箔の層を多数設けることもしばしば行われる。また、複数の回路基板を重ねることで電子部品の搭載された面を多数個設ける構成とする場合もある。

ブレッドボードで電子回路の試作を行う場合も、前記の一般的な回路基板の場合と同様に、電子部品を搭載する面を表面と裏面の両方に設けたり、配線のための層を多数設けたり、複数のブレッドボードを重ねて固定することにより、全体として空間的に小さな電子回路を構成することや、一般的な回路基板と類似した配線や電子部品の層構造を模擬することが求められる場合がある。

しかし現在のブレッドボードは既に述べたように、電子部品を搭載する面は一つの面に限られており、表裏の両面に電子部品を搭載することは出来ない。また複数のブレッドボードを重ねて用いるとしても、これらの複数のブレッドボードの間での電気的な接続を、ブレッドボードの端面を回り込む形でジャンパ線（ジャンプワイヤーとも言う）等で接続する形となり、必ずしも小型なものにはならない。また、前記のようなジャンパ線が回り込む形式での配線をした場合は、外部からの力がジャンパ線に加わった場合に、ジャンパ線が抜けてしまうことやショートが発生する場合があるため、電気的な導通を安定して確保することができない、扱いにくいものとなる。

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、空間的に小さく電子回路を構成したり、一般的な回路基板と類似した配線や電子部品の層構造を模擬したりすることのできる、ブレッドボードとその連結方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、
概直方体の６つの面のうち、対向する２つの面、すなわち板の表面と裏面の２つの面を貫通する複数の穴が開いた絶縁体製の板と、
前記貫通穴に電子部品の外部リードを挿し込んだ際に前記外部リードに対して力を加えながら接触し前記外部リードを保持する構造を有する電気伝導体製の部品とからなり、
前記の絶縁体製の板の内部に前記の電気伝導体製の部材が保持されている構造を持つことを特徴とするブレッドボードを構成する。

本発明の、貫通穴のあるブレッドボード（以降、貫通ブレッドボードと呼ぶ）の裏側の面からも電子部品を刺し、電子部品をブレッドボードに固定することが出来るため、全体として電子回路を小さく作ることが出来る。

また、貫通ブレッドボードに、一般的に用いられているピンヘッダ（ヘッダーピンまたはヘッダピンとも呼ぶ）のピンの部分の十分に長いものをところどころに刺して、複数枚の貫通ブレッドボードを前記ピンヘッダで貫くことで、複数枚の貫通ブレッドボードを機械的かつ電気的に接続することが出来る。これによって、電子部品を搭載する面を表裏の両面に設けつつ、かつ、表面と裏面の間の電気的な接続がなされていない穴を設けることが出来るため、一般的な多層基板に近い、多層構造を持つ貫通ブレッドボードできた電子回路を構成することが出来る。

また、前記の多層構造を持つ貫通ブレッドボードは貫通ブレッドボードを重ねる方向の厚みは出るものの、板を並べる方向の大きさが小さくなるような使い方が出来るため、回路の構成によっては、電子回路を小さく構成することが出来る。

加えて、本発明によって、次に説明する効果も得られる。抵抗器やコンデンサなどの電子部品の外部リードは一般的なブレッドボードの厚みよりも長い場合が多い。ブレッドボードのユーザはこの長すぎる外部リードを適切な長さに切断する作業を行ったうえで、電子部品をブレッドボードに刺すことが多い。この切断する作業は煩雑である。貫通ブレッドボードは、電子部品を貫通ブレッドボードに刺し、外部リードを一旦貫通ブレッドボードの裏面へ貫通させてから外部リードを切断するという操作が可能である。この操作は従来のブレッドボードでは出来ない操作である。この操作は、従来の、あらかじめ外部リードを切断してからブレッドボードへ電子部品を刺すという順番の操作に比べて簡便である。よってこのような、外部リードを切断する操作が簡便になるという効果も得られる。

本発明に係る貫通ブレッドボードとそれに挿入された電子部品の一部断面図実施例１に記載の貫通ブレッドボードとそれに挿入された電子部品の斜視図実施例１に記載の貫通ブレッドボードの裏面から電子部品を挿入した様子を示す図実施例１に記載の貫通ブレッドボードに内蔵される電気伝導性のある部品１００４の斜視図実施例１に記載の貫通ブレッドボードに内蔵される電気伝導性のある部品１００４の正面図実施例１に記載の貫通ブレッドボードに内蔵される電気伝導性のある部品１００４の右側面図実施例１に記載の貫通ブレッドボードに内蔵される電気伝導性のある部品１００４の平面図実施例１に記載の貫通ブレッドボードに内蔵される電気伝導性のある部品１００４に電子部品の外部リード１００２を挿入しつつある様子を示した図実施例１に記載の貫通ブレッドボードに内蔵される電気伝導性のある部品１００４に電子部品の外部リード１００２が挿入された様子を示した図実施例１に記載の貫通ブレッドボードにピンヘッダを挿入し、二枚の貫通ブレッドボードを連結した様子を示す図実施例１に記載の貫通ブレッドボードの上側と下側の両方の面に電子部品を挿入した様子を示す図４枚の実施例１に記載の貫通ブレッドボードを重ねて、ピンヘッダや電子部品を挿入して連結した様子を示す図実施例２に記載の貫通ブレッドボードとそれに挿入された電子部品の一部断面図実施例２に記載の電気伝導性のある部品６００４の斜視図実施例２に記載の電気伝導性のある部品６００４の右側面図実施例２に記載の電気伝導性のある部品６００４の正面図実施例２に記載の電気伝導性のある部品６００４の平面図実施例２に記載の電気伝導性のある部品６００４に電子部品の外部リードを挿入した様子を示す図実施例１に記載の貫通ブレッドボードの裏面から外部リードの短い電子部品を挿入した様子を示す図

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

実施例１では、請求項１に対応する、発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の貫通ブレッドボードとそれに挿入された電子部品の一部断面を示した図である。

図２は、本発明の貫通ブレッドボードとそれに挿入された電子部品の斜視図である。絶縁体製の板１００１（以降では板１００１と呼ぶ）の表側の面には電子部品１００３の外部リード１００２を挿入することの出来る穴１００５が開いている。板１００１の裏側の面にも同様に穴１００６が開いている。穴１００５と穴１００６の中心線はほぼ同一の地点にあり、外部リード１００２は板１００１を容易に貫通することが出来る。

穴１００５から挿入された外部リード１００２は、板１００１の内部に保持されている電気伝導体製の部品１００４（以降、部品１００４と呼ぶ）と接触しており、外部リード１００２と部品１００４とは電気的に導通している。

本発明の貫通ブレッドボードは主として板１００１と部品１００４とからなる、図２に示したような多数の穴の開いた板状の物体である。

板１００１の材質はたとえば、ABS樹脂やアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、PETなどの樹脂である。板１００１の成型方法はたとえば前記の樹脂の射出成型と接着や、締結などの機械的な方法での固定である。板１００１は単一の射出成型品で構成するのでもよく、また、複数の部分に分割して射出成型し、その後接着などの方法で組み立てても良い。

部品１００４はたとえば金属の板金加工品や、そのほかの材料で成型された部材の表面を導電性の材料で覆ったものである。

部品１００４は弾性力によって外部リード１００２を保持している。人間の手で電子部品１００３または外部リード１００２をつかんで外部リード１００２を板１００１の穴１００５に押し込むことで板１００１に対して電子部品１００３を固定することが出来る。また、同様に電子部品１００３または外部リード１００２を人間の手でつかんで引くことで、電子部品１００３を板１００１から引き抜くことが出来る。

なお、部品１００４が外部リード１００２を保持する力は部品１００４の発生する弾性力以外の力でも良い。たとえば、部品１００４以外の別の部品から外部リード１００２に対して力を加えて外部リード１００２を保持する構成として、部品１００４は単に外部リードに接触して電気的に導通するだけの構造でも良い。

外部リード１００２の長さが板１００１の厚みよりも厚い場合、電子部品１００３を穴１００５から挿し込んでゆき、十分深く、板１００１に挿し込んだ場合に、外部リード１００２は裏面の穴１００６から図１のようにはみ出た形となる。

電子部品１００３を板１００１の裏面から図３のように挿入する形で貫通ブレッドボードを用いても良い。
図４は、部品１００４の斜視図である。図５は部品１００４の正面図である。図６は部品１００４の右側面図である。図７は部品１００４の平面図である。部品１００４は複数の板ばね状の部分２００２（以降、板ばね２００２と呼ぶ）を持っている。板ばね２００２の上側の先端付近は折れ曲がっている。部品１００４の下側には上側から挿入された外部リードが下側へ貫通するための穴２００１がある。

図８は外部リード１００２を貫通ブレッドボードに挿入している途中の外部リード１００２と部品１００４の様子を示した図である。上側から外部リード１００２を挿入した際に、外部リード１００２は板ばね２００２の折れ曲がった箇所２００３に接触する。

図９は図８に続けてさらに外部リード１００２を下側におしこんだ場合の様子を示している。外部リード１００２が挿入されるに伴って板ばね２００２は曲がる。図９では板ばね２００２がほぼ平行に２つ配置されている場合を描いている。これらの二つの板ばねの間の空隙に外部リード１００２が挿入される。二つの板ばね２００２の間の空隙は、他の物体が無い場合は、外部リード１００２の太さよりも狭くなるように成型されている。外部リード１００２が挿入されると二つの板ばね２００２はその最も近接する箇所同士の間の距離が大きくなる方向に変形する。

なお、部品１００４の板ばね２００２は必ずしも、２つの板ばね２００２同士で外部リード１００２を挟む構造をとらなくともよく、たとえば、弾性力を発生しない変形しない部分とそれに外部リード１００２を突き当てる力を発生させる板ばねという、板ばねが一枚である構造をとっても良いし、逆に多数枚の板ばねにより外部リード１００２に弾性力を加える構造をとっても良い。

外部リード１００２が挿入された状態では、板ばね２００２から外部リード１００２に対して、外部リード１００２を挟む方向に力が加えられる。この力の作用点は図９の箇所２００４である。
このような構成をとることにより、本発明の貫通ブレッドボードにたいして一般的に用いられているピンヘッダのピンの部分の十分に長いものをところどころに刺して、複数枚の貫通ブレッドボードを前記ピンヘッダで貫くことで、複数枚の貫通ブレッドボードを機械的かつ電気的に接続することが出来る。以降では、この接続方法の一例を示す。

図１０は、２枚の貫通ブレッドボードをピンヘッダで接続した様子を示している。手前は一部切断された状態で図示している。ここで示したピンヘッダは、電気伝導体製の２本のピン状の部分３００１（以降、ピンヘッダのピン３００１と呼ぶ）と、絶縁体で出来たストッパー部分３００２とからなっている。ピンヘッダのピン３００１は、それぞれの貫通ブレッドボードの部品１００４により挟まれる。これによって、上側の貫通ブレッドボードと下側の貫通ブレッドボードとは、機械的に接続される。

ピンヘッダのピン３００１のうち左側のものが接触する、上側の貫通ブレッドボードの部品３００３と、下側の貫通ブレッドボードの部品３００５とは、ピンヘッダのピンを介して電気的に接続されている。同様に、ピンヘッダのピン３００１のうち右側のものが接触する、上側の貫通ブレッドボードの部品３００４と、下側の貫通ブレッドボードの部品３００６とは、ピンヘッダのピンを介して電気的に接続されている。

前記の部品３００３、３００４、３００５、３００６以外の部品１００４は、互いに電気的に接続はなされていない。このように電気的に接続されない箇所も設けることが出来るため、回路上の異なる箇所を近接した位置に配置することが出来、全体として回路を小さく作ることが出来るようになる。

図１１は、上側と下側のそれぞれの貫通ブレッドボードに異なる電子部品４００１と４００２を挿入した様子を示している。このように、電子部品の外部リードが十分短ければ、４００１の外部リードと４００２の外部リードとは電気的に接続されることは無い。これによって、前述のように、回路上の異なる箇所を近接した位置に配置することが出来る。

さらに、本発明の貫通ブレッドボードを用いれば、３枚以上の貫通ブレッドボードを上下に重ねて接続することが出来、全体として一般的なプリント基板の多層基板に類似した電子回路を構成することが出来る。上下に貫通ブレッドボードを４枚重ねて用いている例を図１２に示す。貫通ブレッドボードは５００１から５００４の４枚である。この例では、電子部品は５１０１、５１０２、５１０３の３つ用いられている。電子部品５１０１は貫通ブレッドボード５００１に刺さっており、電子部品５１０２は貫通ブレッドボード５００２に刺さっている。電子部品５１０３は貫通ブレッドボード５００４に刺さっている。ピンヘッダはこの例ではピンヘッダ５２０１、５２０２、５２０３の３個用いられている。ピンヘッダ５２０１は貫通ブレッドボード５００１と５００２とを接続している。ピンヘッダ５２０２は、貫通ブレッドボード５００２と５００３とを接続している。ピンヘッダ５２０３は貫通ブレッドボード５００３と５００４とを接続している。

このように、貫通ブレッドボードは裏面同士を合わせて接続することも可能であるし、貫通ブレッドボード５００２と５００３との間の関係のように、表面同士を対向させて接続することも可能である。これらの手法を駆使することで、複雑な多層の電子回路を構成することが出来る。

実施例２では請求項２に対応する、本発明の実施の形態を説明する。
図１３は、本実施の形態における貫通ブレッドボードとそれに挿入された電子部品の断面図である。実施例１と同様に、絶縁体製の板６００１（以降、板６００１と呼ぶ）の内部に、電気伝導体製の部品６００４（以降部品６００４と呼ぶ）が複数個保持されている。電子部品６００３の外部リード６００２が実施例１で説明した図１と同様に、貫通ブレッドボードの表面から挿入されており、外部リード６００２は、部品６００４に挟まれる形で電気的かつ機械的に接続されている。

部品６００４は実施例１とは異なる形状をしている。図１４は部品６００４の斜視図である。図１５は部品６００４の右側面図である。図１６は部品６００４の正面図である。図１７は部品６００４の平面図である。
部品６００４は上側と下側の両方の側に、板ばね状の部分７００２を持つ。部品６００４の板ばね状の部分７００２が並んで存在している板、図１４では部分７００２が５つ並んでいる板は、板７００１を介して連結されている。

本実施例における貫通ブレッドボードに電子部品の外部リード６００２を挿入した際に、板ばね状の部分７００２は実施例１の場合と同様に、曲がる方向に変形し、これによって、外部リード６００２に対して弾性力を加え、結果として部品６００４は外部リード６００２ひいては電子部品６００３を保持する。

部品６００４は板ばね上の部分７００２を上側と下側の両方に持つため、外部リード６００２が十分深く挿入された場合は、部品６００４から外部リード６００２へ加えられる力の作用点は、図１８の箇所７１０１付近と箇所７１０２付近となる。前記の力の作用点は、７１０１の左側および右側、ならびに、７１０２の左側及び右側の、合計４つの領域付近となる。図１８に示した部品６００４は、上側は貫通ブレッドボードの表面の付近、下側は貫通ブレッドボードの裏面の付近となるように配置している。箇所７１０１付近に位置する、前記の力の作用点は、貫通ブレッドボードの表面から、貫通ブレッドボードの厚みの半分以下の距離に位置する。同様に、箇所７１０２付近に位置する、前記の力の作用点は、貫通ブレッドボードの裏面から、貫通ブレッドボードの厚みの半分以下の距離に位置する。

このように、部品６００４から外部リード６００２に加えられる力の作用点のうち、少なくとも一つの作用点は、貫通ブレッドボードの表面、すなわち板６００１の表面から、貫通ブレッドボードの厚みすなわち板６００１の厚みの半分以下の距離に位置し、かつ、別の作用点のうち少なくとも一つは、貫通ブレッドボードの裏面、すなわち板６００１の裏面から、板６００１の半分以下の距離に位置する。

この特徴を有することの利点は、次に述べるものである。
一般的な電子部品や配線用の部品のうちの、一部のものは、ブレッドボードへ挿入することの出来る、外部リードや、被服のむき出しになった箇所がブレッドボードの厚みよりも短い。このため、実施例１で示したような形状の電気伝導性のある部品１００４では、図１９のように貫通ブレッドボードの裏面から電子部品を挿入した場合に、電子部品の外部リードが、部品１００４の、外部リードを挟み込むことの可能な箇所に到達することが出来ないために、機械的、電気的に電子部品をブレッドボードに接続することが出来ない。実施例２で示したような形状の電気伝導性のある部品６００４であればこのような事態は発生しない。

なお、実施例２で説明している部品６００４の形状は必ずしも、図１３から１７で示したものでなくともよく、対向する板ばね状の部分が、ブレッドボードの厚さ方向の外側から中央に向かってせり出す形状や、実施例１で示したようなクリップ状の部品１００４が上下に２セット並んだような形状でも良い。

１００１絶縁体製の板
１００２電子部品の外部リード
１００３電子部品
１００４電気伝導体製の部品
１００５絶縁体製の板１００１の表面の穴
１００６絶縁体製の板１００１の裏面の穴

Claims

概直方体の６つの面のうち対向する２つの面、すなわち板の表面と裏面の２つの面を貫通する複数の穴が開いた絶縁体製の板と、
前記貫通穴に電子部品の外部リードを挿し込んだ際に前記外部リードに対して力を加えながら接触し前記外部リードを保持する構造を有する電気伝導体製の部品とからなり、
前記の絶縁体製の板の内部に前記の電気伝導体製の部品が保持されている構造を持つことを特徴とするブレッドボード。
前記絶縁体製の板の貫通穴のある一つに挿入した電子部品の外部リードに対して
前記電気伝導体製の部品が及ぼす力の作用点のうちのいずれか一つが、
前記絶縁体製の板の表面から、前記絶縁体製の板の厚みの半分以下の距離の地点に存在し、
かつ、
前記作用点と同一の作用点、または、同一の前記貫通穴において前記外部リードに対して加えている力の別の作用点も
前記絶縁体製の板の裏面から、前記絶縁体製の板の厚みの半分以下の距離の地点に存在する、
ことを特徴とする
請求項１に記載のブレッドボード。