JP2018014438A - 電気機器における端子部と電子回路基板との電気的接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気機器の製品コストを低減させることが可能となる、電気機器における端子部と電子回路基板との電気的接続構造を提供する。
【解決手段】 電子回路基板２２の延出部２２ｂには、穴２２ｃをスルホールとして基板面の両面にパッド３２が形成されている。また、子基板３０には、穴３０ａをスルホールとして基板面の両面にパッド３３が形成されている。パッド３３は電子回路基板２２にリード線２９を介して電気的に接続される。電子回路基板２２と六角ナット２４とが同じ高さに設置される箇所では、延出部２２ｂが端子ねじ２３および六角ナット２４間に端子金具２５と共に挟まれることで、また、電子回路基板２２と六角ナット２４とが異なる高さに設置される箇所では、子基板３０が端子ねじ２３および六角ナット２４間に端子金具２５と共に挟まれることで、端子部と電子回路基板２２とが電気的に接続される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、外部電線を接続する電気機器の端子部と、電気機器の筐体内に収納した電子回路基板との電気的接続構造に関するものである。

従来、この種の電気的接続構造としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この種の電気的接続構造では、図１に示されるように、電力量計における端子金具１と電子回路基板２とが電気的に接続される。端子金具１は、電力量計のベース３に形成された端子ブロック部３ａに整列して配置され、端子ねじ７が締結されることで、図示しない外部電線と接続される。電子回路基板２には、圧着端子４が設けられたリード線５の端部がフロー方式でハンダ付けされている。端子金具１と電子回路基板２とは、圧着端子４がねじ６によって端子金具１に締結されることで、電気的に接続される。この電気接続により、リード線５を介して端子金具１から電子回路基板２に動作電圧が入力され、また、電気信号が入出力される。

また、従来、この種の電気的接続構造として、図２に示される電力量計における端子金具８と電子回路基板２との電気的接続構造もある。端子金具８は、電力量計のベース９に整列して配置される。図示しない外部電線は、端子ねじ１０およびナット１１間に端子金具８を介して挟んで接続され、端子金具８と共締めされる。また、電子回路基板２には、圧着端子４が設けられたリード線５の端部がフロー方式でハンダ付けされている。端子金具８と電子回路基板２とは、圧着端子４が端子ねじ１０およびナット１１間で端子金具８と共締めされることで、電気的に接続される。この電気接続により、リード線５を介して端子金具８から電子回路基板２に動作電圧が入力され、また、電気信号が入出力される。

特許第３７６２８８３号公報

しかしながら、図１に示す上記従来の端子金具１と電子回路基板２との電気的接続構造においては、圧着端子４をリード線５の先端にかしめる作業や、ねじ６を端子金具１に締め付ける作業等が必要になる。また、ねじ６を螺合させるタップを端子金具１に形成する工賃等も必要になる。さらに、圧着端子４の部品代も要する。このため、図１に示す上記従来の電気的接続構造を用いると、電気機器の製品コストは高くなる。

また、図２に示す上記従来の端子金具８と電子回路基板２との電気的接続構造においては、図１に示す電気的接続構造における、ねじ６を端子金具１に締め付けるような作業は必要とされないが、圧着端子４を付けたリード線５を使うため、同様に、圧着端子４をリード線５の先端にかしめる作業が必要となる。また、圧着端子４の部品代も要する。このため、図２に示す上記従来の電気的接続構造を用いても、電気機器の製品コストは低減しきれない。

また、図１および図２に示す上記従来の電気的接続構造は、共に、圧着端子４を付けたリード線５を使うため、次のような問題が生じる。つまり、組基板の状態で各電子回路基板２に電圧を同時に印加し、基板の不具合の有無等を試験するとき、圧着端子４が固定されていなくて遊動すると、電子回路基板２における他の電子部品等に圧着端子４が接触してショートする可能性がある。ここで、電子回路基板２は、複数の電子回路基板２を１つの基板に形成した組基板から、ルーターカット等によって個々の電子回路基板２に分割することで、得られる。したがって、試験中には圧着端子４を基板上で固定する必要があり、また、試験終了後には圧着端子４の固定を解く必要が生じる。このため、圧着端子４の脱着作業が基板試験とは別途に必要になり、基板試験時に手間が掛かる。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
端子ねじおよびナット間に端子金具を介して外部電線を挟んで外部電線を接続する電気機器の端子部と、電気機器の筐体内に収納した電子回路基板との電気的接続構造において、
電子回路基板は、端子部におけるナット上まで延出する延出部が外周囲の一部に形成され、延出部が、その基板面に形成されたパッドに端子金具を接触させて端子ねじおよびナット間に端子金具と共に挟まれることを特徴とする。

本構成によれば、電子回路基板と端子部におけるナットとが同じ高さに設置される場合、電子回路基板の延出部が端子ねじおよびナット間に端子金具と共に挟まれることで、電気機器における端子部と電子回路基板とが電気的に接続される。このため、従来のように、リード線も圧着端子も使用することなく、また、圧着端子固定用のねじも使用することなく、端子部と電子回路基板との電気的接続が行える。したがって、圧着端子をリード線の先端にかしめる作業や、圧着端子固定用のねじを端子金具に締め付けるような作業等が不要になり、さらに、このねじを螺合させるタップを端子金具に形成する工賃等も不要になる。このため、本構成の電気的接続構造を使った電気機器の製品コストは、大幅に低減される。また、遊動する圧着端子は使わないので、組基板の状態で電子回路基板の試験を行う際、従来のように圧着端子の脱着作業を基板試験とは別途に行う必要はなくなり、基板試験時の手間が軽減する。

また、本発明は、
端子ねじおよびナット間に端子金具を介して外部電線を挟んで外部電線を接続する電気機器の端子部と、電気機器の筐体内に収納した電子回路基板との電気的接続構造において、
電子回路基板とは別個に形成され、電子回路基板にリード線を介して電気的に接続されるパッドが基板面に形成された子基板を備え、
子基板が、パッドに端子金具を接触させて端子ねじおよびナット間に端子金具と共に挟まれることを特徴とする。

本構成によれば、電子回路基板と端子部におけるナットとが異なる高さに設置される場合においても、子基板が端子ねじおよびナット間に端子金具と共に挟まれることで、電気機器における端子部と電子回路基板とが電気的に接続される。このため、圧着端子を使用することなく、安価なリード線だけを使用して、端子部と電子回路基板との電気的接続が行える。したがって、圧着端子をリード線の先端にかしめる作業や、ねじを端子金具に締め付けるような作業等が不要になり、さらに、ねじを螺合させるタップを端子金具に形成する工賃等も不要になる。このため、本構成の電気的接続構造を使った電気機器の製品コストも、従来より低減される。

また、本発明は、子基板が、組基板における電子回路基板の形成領域内の一部が切り取られて形成され、リード線が、子基板が切り取られて形成された切欠部に通されることを特徴とする。

本構成によれば、リード線が切欠部に通されてその動きが規制されるので、筐体への電子回路基板の取り付け時や、電子回路基板を取り付けた筐体に蓋をするとき、リード線が挟み込むのが防止される。

本発明の電気的接続構造によれば、電気機器の製品コストを低減させることが可能となる。また、組基板の状態で電子回路基板の試験を行う際に必要とされる手間が軽減する。

第１の従来の電気的接続構造を示す平面図である。 第２の従来の電気的接続構造を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態による電気的接続構造が用いられた電子式電力量計のカバーを外した状態の分解斜視図である。 （ａ）は、図３に示す電子回路基板および子基板が１枚の基板に組み込まれた組基板の平面図、（ｂ）は（ａ）に示す延出部と子基板との部分を一部拡大して示す一部拡大平面図である。 （ａ）は端子ねじを図３に示す電子回路基板および子基板に組み込む前における電子回路基板および子基板の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す延出部および子基板の部分の一部拡大斜視図、（ｃ）は端子ねじを図３に示す電子回路基板および子基板に組み込んだ後における電子回路基板および子基板の斜視図、（ｄ）は（ｃ）に示す延出部および子基板の部分の一部拡大斜視図である。 図３に示す端子部を構成する端子ねじ、六角ナットおよび端子金具、並びに電子回路基板がベースに収容された状態の斜視図である。 （ａ）は、図３に示す電子回路基板および子基板が１枚の基板に組み込まれた別の組基板の平面図、（ｂ）は（ａ）に示す延出部と子基板との部分を一部拡大して示す一部拡大平面図である。

次に、本発明による電気機器における端子部と電子回路基板との電気的接続構造を電子式電力量計に適用した、本発明を実施するための形態について説明する。

図３は、本発明の一実施の形態による、端子部と電子回路基板との電気的接続構造が用いられた電子式電力量計のカバーを外した状態の分解斜視図である。

電気機器の一種である電子式電力量計は、カバー２０（図６参照）とベース２１とで構成される筐体内に電子回路基板２２を収納して構成される。信号入出力用の図示しない外部電線は、端子ねじ２３および六角ナット２４間に端子金具２５を介して挟まれることで、端子金具２５に接続される。この際、一般的に外部電線の先端には圧着端子が設けられ、この圧着端子が端子ねじ２３と端子金具２５との間に挟まれる。端子ねじ２３、六角ナット２４および端子金具２５はベース２１に収容され、電子式電力量計の信号入出力用の端子部を構成する。

また、ベース２１には、電源端子および負荷端子間を接続する導体２６、および導体２６を流れる電流を検出するＣＴ２７が設けられている。また、電子回路基板２２には電子部品２８等が実装されている。電子回路基板２２は、水平方向に張り出して形成された突起２２ａが、ベース２１に突出して形成された支持柱２１ａに嵌合することで、所定の高さでベース２１に支持される。

電子回路基板２２は、端子部における六角ナット２４上まで延出する延出部２２ｂが、外周囲の一部に半島状に延びて形成されている。この延出部２２ｂには、端子ねじ２３が貫通する大きさの穴２２ｃが形成されている。また、電子回路基板２２には、リード線２９を介して子基板３０が接続されている。子基板３０は電子回路基板２２とは別個に形成され、子基板３０にも、端子ねじ２３が貫通する大きさの穴３０ａが形成されている。

図４（ａ）は、電子回路基板２２および子基板３０が１枚の基板に組み込まれた組基板３１の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示す延出部２２ｂと子基板３０との部分を一部拡大して示す一部拡大平面図である。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。また、同図では紙面の関係上、電子回路基板２２および子基板３０の組が１組しか記載されていないが、実際には複数の組が１枚の組基板３１に形成される。電子回路基板２２および子基板３０は、組基板３１の所定箇所が切断されることで、１枚の組基板３１から分割されて、得られる。

親基板である電子回路基板２２の延出部２２ｂには、穴２２ｃをスルホールとして基板面の両面にパッド３２が形成されている。また、子基板３０には、穴３０ａをスルホールとして基板面の両面にパッド３３が形成されている。子基板３０および電子回路基板２２間にはフロー方式のハンダ付けによってリード線２９が実装されており、パッド３３は電子回路基板２２にリード線２９を介して電気的に接続される。

図５（ａ）は端子ねじ２３を電子回路基板２２および子基板３０に組み込む前における電子回路基板２２および子基板３０の斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す延出部２２ｂおよび子基板３０の部分の一部拡大斜視図である。また、図５（ｃ）は端子ねじ２３を電子回路基板２２および子基板３０に組み込んだ後における電子回路基板２２および子基板３０の斜視図、図５（ｄ）は図５（ｃ）に示す延出部２２ｂおよび子基板３０の部分の一部拡大斜視図である。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。

端子金具２５は、端子ねじ２３を電子回路基板２２および子基板３０に組み込む前に、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、延出部２２ｂに形成された基板表側のパッド３２上、および子基板３０に形成された基板表側のパッド３３上に載せられる。その後、端子ねじ２３が、図５（ｃ）および（ｄ）に示すように、端子金具２５を介して穴２２ｃおよび穴３０ａに挿入されて、六角ナット２４に螺合させられる。したがって、延出部２２ｂは、その基板面に形成されたパッド３２に端子金具２５を接触させて、端子ねじ２３および六角ナット２４間に端子金具２５と共に挟まれる。また、子基板３０は、パッド３３に端子金具２５を接触させて、端子ねじ２３および六角ナット２４間に端子金具２５と共に挟まれる。

図６は、電子式電力量計の端子部を構成する上記の端子ねじ２３、六角ナット２４および端子金具２５、並びに電子回路基板２２が、ベース２１に収容された状態の斜視図である。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。

子基板３０は、図４に示したように、組基板３１における電子回路基板２２の形成領域内の一部が切り取られて形成されるが、リード線２９は、子基板３０が切り取られて形成された切欠部２２ｄに子基板３０と共に通される。

本実施形態の端子部と電子回路基板２２との電気的接続構造によれば、電子回路基板２２と端子部における六角ナット２４とが同じ高さに設置される箇所では、電子回路基板２２の延出部２２ｂが端子ねじ２３および六角ナット２４間に端子金具２５と共に挟まれることで、端子部と電子回路基板２２とが電気的に接続される。このため、図１および図２に示す従来の電気的接続構造のように、リード線５も圧着端子４も使用することなく、また、圧着端子固定用のねじ６も使用することなく、端子部と電子回路基板２２との電気的接続が行える。したがって、圧着端子４をリード線５の先端にかしめる作業や、ねじ６を端子金具１に締め付けるような作業等が不要になり、さらに、ねじ６を螺合させるタップを端子金具１に形成する工賃等も不要になる。このため、本実施形態の電気的接続構造を使った電子式電力量計の製品コストは、大幅に低減される。また、遊動する圧着端子４は使わないので、組基板３１の状態で電子回路基板２２の試験を行う際、従来のように圧着端子４の脱着作業を基板試験とは別途に行う必要はなくなり、基板試験時の手間が軽減する。

また、本実施形態の端子部と電子回路基板２２との電気的接続構造によれば、電子回路基板２２と端子部における六角ナット２４とが異なる高さに設置される箇所では、子基板３０が端子ねじ２３および六角ナット２４間に端子金具２５と共に挟まれることで、端子部と電子回路基板２２とが電気的に接続される。このため、従来の圧着端子４を使用することなく、安価なリード線２９だけを使用して、端子部と電子回路基板２２との電気的接続が行える。したがって、この箇所では、圧着端子４をリード線５の先端にかしめる作業や、ねじ６を端子金具１に締め付けるような作業等が不要になり、さらに、ねじ６を螺合させるタップを端子金具１に形成する工賃等も不要になる。このため、この箇所に構成される電気的接続構造によっても、電子式電力量計の製品コストを従来より低減することが出来る。

また、本実施形態の端子部と電子回路基板２２との電気的接続構造によれば、組基板３１の状態で電子回路基板２２の試験を行う際、電子回路基板２２にリード線２９を介して電気的に接続される子基板３０は、図４に示すように組基板３１に一体化している。このため、子基板３０を使った電気的接続構造であっても、従来のような圧着端子４の脱着作業を基板試験とは別途に行う必要はなくなり、基板試験時の手間が軽減する。

また、本実施形態の端子部と電子回路基板２２との電気的接続構造によれば、図６に示すように、リード線２９が切欠部２２ｄに通されて、基板形状自体がリード線２９のガイドとなり、リード線２９の動きが規制される。このため、ベース２１への電子回路基板２２の取り付け時や、電子回路基板２２を取り付けたベース２１にカバー２０を被せるときに、ベース２１と電子回路基板２２との間や、ベース２１とカバー２０との間に、リード線２９が挟み込むのが防止される。

なお、上記の実施形態においては、子基板３０が、図４に示したように、組基板３１における電子回路基板２２の形成領域内の一部が切り取られて形成される場合について、説明した。しかし、子基板３０は、図７に示すように、組基板３１における電子回路基板２２の形成領域の外部が切り取られて形成されるようにしてもよい。

図７（ａ）は、電子回路基板２２および子基板３０が１枚の基板に組み込まれた組基板４１の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す延出部２２ｂと子基板３０との部分を一部拡大して示す一部拡大平面図である。なお、同図において図４と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。また、同図でも紙面の関係上、電子回路基板２２および子基板３０の組が１組しか記載されていないが、実際には複数の組が１枚の組基板４１に形成される。電子回路基板２２および子基板３０は、組基板４１の所定箇所が切断されることで、１枚の組基板４１から分割されて、得られる。

図４に示す組基板３１によれば、子基板３０が電子回路基板２２の形成領域内の一部が切り取られて形成されるため、組基板３１の面積を最小限に抑えることが出来る。図７に示す組基板４１では、子基板３０が電子回路基板２２の形成領域の外部が切り取られて形成されるため、組基板４１の面積は組基板３１のように抑えることは出来ない。しかし、組基板４１から得られる電子回路基板２２および子基板３０によって構成される端子部と電子回路基板２２との電気的接続構造によっても、電子式電力量計の製品コストを低減することが可能となり、上記の実施形態と同様な作用効果が奏される。

上記の実施形態では、本発明による電気的接続構造を電子式電力量計に適用し、電力量計における端子部の端子金具２５から電子回路基板２２への電気信号の入出力に、本発明による電気的接続構造を用いた場合について、説明した。しかし、本発明による電気的接続構造は、端子部の導体２６から電子回路基板２２への電圧入力にも、同様に適用することができ、同様な作用効果が得られる。また、本発明は、電力量計への適用に限定されるものではなく、端子部と電子回路基板を備える、タイムスイッチ等の他の配電機器や、一般の電気機器にも同様に適用することができ、同様な作用効果が得られる。

２０…カバー（筐体）
２１…ベース（筐体）
２１ａ…支持柱
２２…電子回路基板
２２ａ…突起
２２ｂ…延出部
２２ｃ…穴
２２ｄ…切欠部
２３…端子ねじ
２４…六角ナット
２５…端子金具
２６…導体
２７…ＣＴ
２８…電子部品
２９…リード線
３０…子基板
３０ａ…穴
３１，４１…組基板
３２，３３…パッド

Claims (3)

1. 端子ねじおよびナット間に端子金具を介して外部電線を挟んで外部電線を接続する電気機器の端子部と、前記電気機器の筐体内に収納した電子回路基板との電気的接続構造において、
   前記電子回路基板は、前記端子部における前記ナット上まで延出する延出部が外周囲の一部に形成され、前記延出部は、その基板面に形成されたパッドに前記端子金具を接触させて前記端子ねじおよびナット間に前記端子金具と共に挟まれることを特徴とする電気機器における端子部と電子回路基板との電気的接続構造。
2. 端子ねじおよびナット間に端子金具を介して外部電線を挟んで外部電線を接続する電気機器の端子部と、前記電気機器の筐体内に収納した電子回路基板との電気的接続構造において、
   前記電子回路基板とは別個に形成され、前記電子回路基板にリード線を介して電気的に接続されるパッドが基板面に形成された子基板を備え、
   前記子基板は、前記パッドに前記端子金具を接触させて前記端子ねじおよびナット間に前記端子金具と共に挟まれることを特徴とする電気機器における端子部と電子回路基板との電気的接続構造。
3. 前記子基板は、組基板における前記電子回路基板の形成領域内の一部が切り取られて形成され、前記リード線は前記子基板が切り取られて形成された切欠部に通されることを特徴とする請求項２に記載の電気機器における端子部と電子回路基板との電気的接続構造。

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