JP3688985B2 - 端子接続構造及びそれを備えた油タンク - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、高電圧機器などを油中に浸漬してなる油タンク、特にその導線導出・導入部の端子接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、数１０ｋＶ以上の直流高電圧を発生する直流高電圧発生部などはタンク内の油中に浸漬される場合が多い。このようなタンクにあっては、油タンク内の高電圧機器に低電圧の入力電圧を供給する入力導体、高電圧機器からの直流高電圧を油タンク外へ導出する出力導体、あるいは信号を送受信する信号線などを備えており、それらを油タンクの天板に設けた接続用開口を通している。したがって、それら導体や信号線は天板の接続用開口において油タンクの密封を確保した状態で、導入又は導出されなければならない。
【０００３】
図７により従来の一例を説明する。図７において、１は油タンクの円板状又は角形の天板であり、図示していない油タンク外部側の導体又は導線とその内部側の導体とを電気的に接続する接続用開口１ａを備えている。２は合成樹脂のような電気絶縁材料からなる端子台であり、接続用開口１ａを覆うに足る十分な面積を有する。端子台２の上面はゲタの歯状の凹凸形状になっており、その凹部にはネジ状の接続端子３ａ、３ｂが備えられ、それら接続端子３ａ、３ｂの先端側は端子台２及び接続端子用穴１ａを通して油タンク内４に延びている。そして、端子台２は取り付け孔を通してビス５ａ、５ｂにより天板１に固定される。６は接着剤やシリコンゴムのようなシール部材であり、天板１と端子台２との間を封止する働きを行う。なお、７は接続端子３ａ、３ｂを遮蔽するために端子台２に係止されるカバーである。
【０００４】
このような構造のものの場合の最大の問題点は、天板１の裏面、つまり油タンクの内部側４にシール部材６を塗布してシールしなければならないことである。図示のように天板１に端子台２を固定した状態で、接続用開口１ａ周囲の天板裏面、ビス５ａ、５ｂの突出部分、端子台２の下面及び接続端子３ａ、３ｂの突出部分にムラなくシール部材６を塗布する作業が必要である。このようにムラなく塗布しても、油タンクの振動やシール部材の劣化などによって油もれが生じることがある。
【０００５】
次に図８により別の従来例について説明する。図８において、８は市販の丸型コネクタ、９は丸型コネクタ８の先端部の電気絶縁材料に植設されている複数のコネクタピン、１０は通常のＯリング、１１はロックナットであり、その他に図６で示した参照記号と同じ記号は相当する部材を示すものとする。この構造のものの場合には、Ｏリング１０を丸型コネクタ８の鍔部８ａと天板１との間に挟んでロックナット１１で締めつける作業が必要であるばかりか、そのロックナット１１が緩むことがないよう接着剤６’で接着させる作業も必要である。接着剤６’は丸型コネクタ８の先端部の電気絶縁材料と複数のコネクタピンとの間の間隙を封止する働きも行うので、前記従来例と全く同様な問題点を有しているばかりでなく、温度変化によるＯリングの収縮の繰り返しによってシール性が低下し、油の蒸気が漏れることもある。また、丸型コネクタ８の場合、コネクタピンの数の多いものはコストが高く、大型化するという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の説明から分かるように、従来の油タンクの端子接続構造にあっては、いずれも端子台と天板との間、あるいは端子台と接続端子との間、又はコネクタピンの周囲をシール部材により密閉する作業が必要であるなどの不都合がある。
【０００７】
本発明はこのような従来構造の問題点を除去し、両面に配置されて外部側導体、内部側導体がそれぞれ接続される接続端子同士又はコネクタピン同士を導電層で接続する接続機能をもつプリント基板を与えると同時に、そのプリント基板を用いて天板の接続用開口部を密閉し得る構造の油タンクを提供することを主目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１は前記課題を解決するため、上部開口を有する天板を備える油タンクにおいて、第１、第２のスルーホールとこれら第１、第２のスルーホール同士を接続する導電層とを備え、前記上部開口を密閉するように前記天板に取り付けられているプリント基板と、そのプリント基板の一方の面側から前記第１のスルーホールに挿入されている第１の接続端子と、前記第１の接続端子をハンダ付けして前記第１のスルーホールを密閉する第１のハンダ部材と、前記プリント基板の他方の面側から前記第２のスルーホールに挿入されている第２の接続端子と、前記第２の接続端子をハンダ付けして前記第２のスルーホールを密閉する第２のハンダ部材とを備え、前記油タンクの内外に位置する前記第１、第２の接続端子が前記導電層を介して接続されていることを特徴とする油タンクを提供する。
【０００９】
この発明の請求項２は前記課題を解決するため、請求項１において、前記導電層は、前記プリント基板の両面に形成され、前記第１、第２の接続端子は前記プリント基板の両面で互いに接続されていることを特徴とする油タンクを提供する。
【００１０】
この発明の請求項３は前記課題を解決するため、上部開口を有する天板を備える油タンクにおいて、それぞれ複数の第１と第２のスルーホールとこれら第１と第２のスルーホールの対応するもの同士を接続する導電層とを備えて、前記上部開口を密閉するように前記天板に取り付けられているプリント基板と、そのプリント基板の一方の面側から前記第１のスルーホールに挿入されている第１の複数のコネクタピンと、前記プリント基板の他方の面側から前記第２のスルーホールに挿入されている第２の複数のコネクタピンと、前記第１のコネクタピンをハンダ付けして前記第１のスルーホールを密閉する第１のハンダ部材と、前記第２のコネクタピンをハンダ付けして前記第２のスルーホールを密閉する第２のハンダ部材と、接地端子とを備え、前記油タンクの内外に位置する前記第１、第２のコネクタピンが前記導電層を介して接続されていることを特徴とする油タンクを提供する。
【００１１】
この発明の請求項４は前記課題を解決するため、請求項３において、前記コネクタピンと前記接地端子との間にサージ防護素子を接続し、前記コネクタピンと前記接地端子との間の電圧を一定の電圧以下に制限することを特徴とする油タンクを提供する。
【００１２】
この発明の請求項５は前記課題を解決するため、請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、前記上部開口を囲むように前記天板上に配設されたＯリングを備え、前記プリント基板は、前記Ｏリングに対応する位置よりも内側に複数の取り付け孔を有し、前記天板は前記プリント基板の前記取り付け孔に対応する位置に取り付け孔を有し、それら取り付け孔及びシール機能をもつワッシャを通してネジ部材により、前記上部開口を密閉するように前記Ｏリングの内側で前記プリント基板を前記天板に取り付けていることを特徴とする油タンクを提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下、図面により本発明の実施の形態及び実施例について説明する。先ず、図１により油タンクの天板１とそれに取り付けられた接続端子用のプリント基板１０及びそれに取り付けられた接続端子などからなる端子接続構造の実施の形態について説明する。天板１は円板状のものであり、油タンクの上部開口１ａを密閉する。天板１には、外部電源（図示せず）からの入力電力を油タンク内の電子機器に供給するための外側入力導体と内側入力導体とを接続するための外側接続端子１１ａ、１１ｂと内側接続端子１１ｃ、１１ｄを備えた接続端子用のプリント基板１０ａが天板１の上部開口１ａに備えられる。天板１には他にも、外部からの各種指令信号などの制御信号を油タンク内の電子機器に伝達するための外側信号線と内側信号線とを接続するため、図３ないし図５で示すような端子接続構造を備えた別の接続端子用のプリント基板１０ｂ、１０ｃが備えられる。これらプリント基板１０は円板状であり、ほぼ９０度間隔で設けられた取り付け穴及びその取り付け穴の密閉が可能なシール機能付きのワッシャ１２を通してネジ部材１３で天板１に固定される。その固定時には、ネジ部材１３の取り付け穴を結ぶ仮想円よりも大きな内径を持つＯリング１４が４個のネジ部材１２の外側に位置するように天板１とプリント基板１０ａとの間に配置される。
【００１８】
外側接続端子１１ａ、１１ｂは電気絶縁材料からなる通常の端子台１５で支承される。外側接続端子１１ａと１１ｂは互いに同一構造であり、外側接続端子１１ａはコの字状の接続金具１１ａ１とこれを端子台１５に取り付けるための接続ビス１１ａ２とそれらの間に位置する金属板１１ａ３とからなる。内側接続端子１１ｃと１１ｄも互いに同一の構造であり、コの字状の形状をしている。
【００１９】
次に図２は接続端子構造の１実施例を示し、同図（Ａ）は接続端子用のプリント基板１０ａの外側面となる第１の面を示し、同図（Ｂ）はその内側面となる第２の面、同図（Ｃ）と（Ｅ）は外側接続端子１１ａ、１１ｂと端子台１５を前記第１の面に取り付けた状態、同図（Ｄ）と（Ｆ）は内側接続端子１１ｃと１１ｄを前記第２の面に取り付けた状態をそれぞれ示す。なお、図２（Ａ）において鎖線Ｘは端子台１５の下面に相当する面域を示す。
【００２０】
長円状の一対の第１のスルーホールａとｂには外側接続端子１１ａのコの字状の接続金具１１ａ１の二つの先端部分が第１の面から挿入されて、裏面である第２の面においてハンダ付けされ、そのハンダ１６ａによりスルーホールａとｂは密閉される。同様に、別の一対の長円状の第１のスルーホールｃとｄには外側接続端子１１ｂのコの字状の接続金具１１ｂ１の二つの先端部分が第１の面から挿入されて、第２の面においてハンダ付けされ、そのハンダ１６ｂによりスルーホールａとｂは密閉される。
【００２１】
次に、一対の第２の長円状のスルーホールＡとＢにはコの字状の内側接続端子１１ｄの先端部分が第２の面から挿入されて、第１の面においてハンダ付けされ、そのハンダ１６ｄによりスルーホールＡとＢは密閉される。同様に、別の一対の第２の長円状のスルーホールＣとＤにはコの字状の内側接続端子１１ｃの先端部分が第２の面から挿入されて、第１の面においてハンダ付けされ、そのハンダ１６ｃによりスルーホールＣとＤは密閉される。なお、内側接続端子１１ｃと１１ｄにそれぞれ設けられた孔１１ｃ１と１１ｄ１は、図示しない油タンク内の電子機器に接続された内側導電線をハンダ付けする際にそれらの先端部分を挿通させるためのものである。
【００２２】
ここで一方の第１のスルーホールａとｂ及び一方の第２のスルーホールＡとＢは、プリント基板１０ａの第１及び第２の面にそれぞれ形成された銅箔などからなる導電層１７ａと１７ｃ（斜線で示す）で互いに電気的に接続される。また、他方の第１のスルーホールｃとｄ及び他方の第２のスルーホールＣとＤは、プリント基板１０ａの第１及び第２の面にそれぞれ形成された銅箔などからなる導電層１７ｂと１７ｄ（斜線で示す）で互いに電気的に接続されている。したがって、一方の外側接続端子１１ａと内側接続端子１１ｃとは導電層１７ａと１７ｃで互いに電気的に接続され、他方の外側接続端子１１ｂと内側接続端子１１ｄとは導電層１７ｂと１７ｄで互いに電気的に接続される。なお、導電層１７ａ〜１７ｄは取り扱う電流容量が大きい場合に電力用の厚い銅箔層が用いられる。
【００２３】
各スルーホールは図２では二重線で描かれているが、これはスルーホールの周囲にはハンダが付着し易いようにハンダバンプとなる導電層が形成されていることを示し、またスルーホールの大きさとそれらに挿入される各接続端子の先端部分の形状及び断面積は、無理なく挿入できるが、隙間が大きくならないように設定されているので、比較的簡単にそれらのハンダ付け時にハンダ材料で各スルーホールを完全に密閉することができる。したがって、従来のように端子部分の内側を接着剤のようなシール材料で密閉する作業は不要となる。
【００２４】
なお、Ｈは前述したように、ネジ部材１３によりプリント基板１０ａを天板１に取り付ける際にネジ部材１３が挿入あるいは螺合する孔であり、ネジ部材１３を孔Ｈを通して取り付けたときに、その箇所が密閉されないので、シール機能付きのワッシャ１２を用いている。このシール機能付きのワッシャ１２はシールワッシャとして市販されているものであり、ネジ部材を通すための小孔をもつ小円板状ゴム部材とその周りを囲むよう固定された金属輪とからなる構造のものである。
【００２５】
図３ないし図６により本発明の他の実施形態について説明する。この実施例は信号用の端子接続構造であり、円板状のプリント基板１０ｂの内部側面となる一方の面には複数のコネクタ２０、２１、２２、電子部品２３、２４、２５、接地端子２６が搭載される。円板状プリント基板１０ｂの外部側面となる他方の面にはコネクタ２０、２１、２２に対応するコネクタ２０’、２１’、２２’、及び接地端子２６に対応する接地端子２６’が搭載される。各コネクタ２０、２１、２２及びコネクタ２０’、２１’、２２’は市販のものであり、電気絶縁生樹脂材料からなる端子台に植設された複数のコネクタピンＰを有する。各コネクタピンＰの一端側は端子台の底部から突出していて、プリント基板１０ｂに形成された対応するスルーホール（図示せず）に挿入され、プリント基板１０ｂの反対側でハンダ付けされている。そのハンダ材料１６は各スルーホールを密閉する。そして、対応するスルーホール同士はプリント基板１０ｂに形成された導電層２７（斜線で示す）により接続されているので、それらスルーホールに挿入されてハンダ付けされた内部側のコネクタ２０のコネクタピンＰは、図５で示すようにそれぞれ対応する導電層２７で外部側のコネクタ２０’のコネクタピンＰに接続される。
【００２６】
それぞれの導電層２７は更に複数のスルーホールＴＨ１まで延び、スルーホールＴＨ１をコネクタ２０とコネクタ２０’のコネクタピンＰに接続する。また、別の複数のスルーホールＴＨ２は別の導電層２８により互いに短絡されており、これらスルーホールＴＨ１とスルーホールＴＨ２には電子部品２３のリード端子が挿入されハンダ付けされる。また、導電層２８の他方の端部は接地端子２６に接続される。電子部品２３は６個のサージ防護素子であり、回路的には図６に示すように、コネクタ２０と２０’の各コネクタピンＰと接地端子２６間の電圧をほぼ一定の電圧に維持する。これらサージ防護素子は通常のものであり、防護電圧を越える電圧が印加されるとき、その電圧を吸収してその電圧をほぼ所定電圧に維持する働きを行う。
【００２７】
コネクタ２１と２１’のあるコネクタピンＰ同士は更に別の導電層２９で互いに接続される。また、コネクタ２２と２２’のあるコネクタピンＰ同士は導電層３０で互いに接続される。電子部品２４も電子部品２３と同様なサージ防護素子であり、コネクタ２２と２２’のコネクタピンＰと接地間に接続され、サージ電圧を吸収してコネクタピンＰの電圧をサージ電圧に影響されないようにする。内部側のコネクタ２０〜２２には図示しない内部側のレセプタクル型コネクタが接続され、また同様に外部側のコネクタ２０〜２２には図示しない外部側のレセプタクル型コネクタが接続される。これら接続により内外の電気信号は送受信される。この実施例では内外の信号線の接続だけでなく、サージ防護素子又はキャパシタと抵抗のようなサージ電流吸収素子などを端子接続構造に一体的に設けることができるので、より効果的に油中の電子機器をサージ電圧やサージ電流から保護することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、端子接続構造にシール材料を塗布する作業が不要であり、また市販のものを組み合わせて任意の個数の接続端子又はコネクタピンを備えた端子接続構造とすることができ、さらに端子接続構造にサージ防護素子などを直接組み込むことができるのでより大きなサージ防護効果が得られるなど、実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る端子接続構造の一実施例を説明するための図である。
【図２】 本発明に係る端子接続構造の一実施例を説明するための図である。
【図３】 本発明に係る端子接続構造の別の実施例を説明するための図である。
【図４】 本発明に係る端子接続構造の別の実施例を説明するための図である。
【図５】 本発明に係る端子接続構造の別の実施例を説明するための図である。
【図６】 本発明に係る端子接続構造の一部分の接続例を示すための図である。
【図７】 従来の端子接続構造の１例を示すための図である。
【図８】 従来の端子接続構造の他の１例を示すための図である。
【符号の説明】
１・・油タンクの天板 ６・・シール部材
１０・・端子接続用のプリント基板 １１・・インバータ回路
１２・・シール機能をもつワッシャ １３・・ネジ部材
１４・・Ｏリング １５端子台
１６・・ハンダ １７・・導電層
２０〜２２・・コネクタ ２０’〜２２’・・コネクタ
２３〜２５・・電子部品 ２６、２６’・・接地端子
２７〜３０・・導電層

Claims (5)

1. 上部開口を有する天板を備える油タンクにおいて、
   第１、第２のスルーホールと該第１、第２のスルーホール同士を接続する導電層とを備え、前記上部開口を密閉するように前記天板に取り付けられているプリント基板と、
   該プリント基板の一方の面側から前記第１のスルーホールに挿入されている第１の接続端子と、
   前記第１の接続端子をハンダ付けして前記第１のスルーホールを密閉する第１のハンダ部材と、
   前記プリント基板の他方の面側から前記第２のスルーホールに挿入されている第２の接続端子と、
   前記第２の接続端子をハンダ付けして前記第２のスルーホールを密閉する第２のハンダ部材と、
   を備え、前記油タンクの内外に位置する前記第１、第２の接続端子が前記導電層を介して接続されていることを特徴とする油タンク。
2. 請求項１において、
   前記導電層は、前記プリント基板の両面に形成され、前記第１、第２の接続端子は前記プリント基板の両面で互いに接続されていることを特徴とする油タンク。
3. 上部開口を有する天板を備える油タンクにおいて、
   それぞれ複数の第１と第２のスルーホールと該第１と第２のスルーホールの対応するもの同士を接続する導電層とを備えて、前記上部開口を密閉するように前記天板に取り付けられているプリント基板と、
   該プリント基板の一方の面側から前記第１のスルーホールに挿入されている第１の複数のコネクタピンと、
   前記プリント基板の他方の面側から前記第２のスルーホールに挿入されている第２の複数のコネクタピンと、
   前記第１のコネクタピンをハンダ付けして前記第１のスルーホールを密閉する第１のハンダ部材と、
   前記第２のコネクタピンをハンダ付けして前記第２のスルーホールを密閉する第２のハンダ部材と、
   接地端子と、
   を備え、前記油タンクの内外に位置する前記第１、第２のコネクタピンが前記導電層を介して接続されていることを特徴とする油タンク。
4. 請求項３において、
   前記コネクタピンと前記接地端子との間にサージ防護素子を接続し、前記コネクタピンと前記接地端子との間の電圧を一定の電圧以下に制限することを特徴とする油タンク。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
   前記上部開口を囲むように前記天板上に配設されたＯリングを備え、
   前記プリント基板は、前記Ｏリングに対応する位置よりも内側に複数の取り付け孔を有し、
   前記天板は前記プリント基板の前記取り付け孔に対応する位置に取り付け孔を有し、
   それら取り付け孔及びシール機能をもつワッシャを通してネジ部材により、前記上部開口を密閉するように前記Ｏリングの内側で前記プリント基板を前記天板に取り付けていることを特徴とする油タンク。

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