JP4508409B2 - 接続切替器および測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧ライン切替え接続用の接続切替器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の接続切替器として、図6に示す測定装置71の一部を構成する接続切替器73が従来から知られている。この測定装置71は、高圧プローブ4a,4bを介して入力される高電圧の測定対象信号Sa,Sbについて電圧測定などの電気的測定を実行可能に構成され、高圧プローブ4a,4bのいずれかを測定部5に接続するための高圧リレー73a,73bからなる接続切替器73と、接続切替器73を切替制御するための制御部75とを備えている。この場合、各高圧リレー73a,73bは、それぞれ、制御部75からオン信号SONが出力された際にオン状態に切り替わり、オフ信号SOFF が出力された際にオフ状態に切り替わる。
【0003】
この測定装置71では、例えば測定対象信号Saに対して電気的測定を行うときには、制御部75がオン信号SONおよびオフ信号SOFF を高圧リレー73a,73bにそれぞれ出力する。この際には、高圧リレー73a,73bが、それぞれオン状態およびオフ状態に切り替わることにより、高圧ケーブル6a,6bが電気的に接続されると共に、高圧ケーブル6c,6bが電気的に切断される。これにより、高圧プローブ4aを介して入力される測定対象信号Saが接続切替器73から測定部5に出力され、所定の電気的測定が実行される。一方、測定対象信号Sbに対して電気的測定を行うときには、制御部75がオフ信号SOFF およびオン信号SONを高圧リレー73a,73bにそれぞれ出力する。この際には、高圧リレー73a,73bが、それぞれオフ状態およびオン状態に切り替わることにより、高圧ケーブル6c,6bが電気的に接続されると共に、高圧ケーブル6a,6bが電気的に切断される。これにより、高圧プローブ4bを介して入力される測定対象信号Sbが接続切替器73から測定部5に出力され、所定の電気的測定が実行される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の測定装置71における接続切替器73には、以下の問題点がある。すなわち、従来の接続切替器73では、二系統の測定対象信号Sa,Sbのいずれか一方を測定部5に出力するために、2つの高圧リレー73a,73bを使用している。この場合、高圧リレー73a,73bは、一般的には高価である。したがって、この接続切替器73には、高価な高圧リレーを2個使用することに起因して接続切替器73の部品コストが高騰する結果、測定装置71全体としての製造コストが高騰しているという問題点がある。また、従来の測定装置71では、高圧リレー73a,73bを切替制御するための制御部75が必要となるため、構成が複雑化すると共に、制御部75の製造コストに起因して測定装置71の製造コストが高騰しているという問題点もある。
【0005】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、構成の簡易化および製造コストの低減を図り得る接続切替器および測定装置を提供することを主目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項1記載の接続切替器は、互いに分離した第1、第2および第3の高電圧ラインにそれぞれ接続された第1、第2および第3の高電圧ライン側コネクタが配置された第1の基板と、前記第2の高電圧ライン側コネクタに接続される第1の接続用コネクタと前記第1の高電圧ライン側コネクタまたは前記第3の高電圧ライン側コネクタに接続される第2の接続用コネクタとが配置されると共に当該第1および第2の接続用コネクタを互いに接続する接続用パターンが形成された第2の基板とを備えて構成される接続切替器であって、前記第1から第3の高電圧ライン側コネクタは、当該第1および第2の高電圧ライン側コネクタ間の距離と当該第2および第3の高電圧ライン側コネクタ間の距離とが等間隔で前記第1の基板に配置され、前記第1および第2の接続用コネクタは、前記第2の基板を前記第1の基板に対して第1の向きで対向させて押し当てたときに、前記第2および第1の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続され、かつ、前記第2の基板を前記第1の基板に対して第2の向きで対向させて押し当てたときに、前記第2および第3の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続可能に当該第2の基板に配置されていることを特徴とする。なお、後述する発明を含めて、「第1の向き」および「第2の向き」は、同一の向きでない限り、互いに直交する向き、互いに逆向きとなる向き、および互いに45度異なる向きなど、任意の向きに規定することができる。
【0007】
請求項2記載の接続切替器は、互いに分離した第1、第2、第3および第4の高電圧ラインにそれぞれ接続された第1、第2、第3および第4の高電圧ライン側コネクタが配置された第1の基板と、前記第2の高電圧ライン側コネクタまたは前記第3の高電圧ライン側コネクタに接続される第1の接続用コネクタと前記第1の高電圧ライン側コネクタまたは前記第4の高電圧ライン側コネクタに接続される第2の接続用コネクタとが配置されると共に当該第1および第2の接続用コネクタを互いに接続する接続用パターンが形成された第2の基板とを備えて構成される接続切替器であって、前記第1から第4の高電圧ライン側コネクタは、当該第1および第2の高電圧ライン側コネクタ間の距離と当該第3および第4の高電圧ライン側コネクタ間の距離とが等間隔で前記第1の基板に配置され、前記第1および第2の接続用コネクタは、前記第2の基板を前記第1の基板に対して第1の向きで対向させて押し当てたときに、前記第2および第1の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続され、かつ、前記第2の基板を第1の基板に対して第2の向きで対向させて押し当てたときに、前記第3および第4の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続可能に当該第2の基板に配置されていることを特徴とする。
【0008】
請求項3記載の接続切替器は、請求項1または2記載の接続切替器において、前記各高電圧ライン側コネクタおよび前記両接続用コネクタは、カードエッジ型のコネクタでそれぞれ構成されていることを特徴とする。
【0009】
請求項4記載の測定装置は、請求項1から3のいずれかに記載の接続切替器と、装置本体とを備え、前記第1の基板は、前記装置本体の内部に固定され、前記装置本体には、その表面パネルに対して垂直方向から前記第2の基板を挿入可能な挿入孔が形成されていることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明における接続切替器を備えた測定装置の好適な発明の実施の形態について説明する。なお、従来の測定装置71および接続切替器73と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0011】
最初に、測定装置1の構成について、図1,2を参照して説明する。
【0012】
測定装置1は、図1に示すように、高圧プローブ4a,4bを介して入力される高電圧の測定対象信号Sa,Sbについて、電流値、電圧値および電力量などを測定可能に構成されている。具体的には、測定装置1は、測定装置本体2、接続切替器3、高圧プローブ4a,4bおよび測定部5を備えている。この場合、測定装置本体2は、本発明における装置本体に相当し、接続切替器3や測定部5などを収納する。また、図2に示すように、測定装置本体2の表面パネル2aには、後述する接続切替器3による接続切替え時に基板21を抜き差しするためのスリット2bが形成されている。このスリット2bは、測定装置本体2内への人の手の挿入を防止するために、後述する基板21が挿入可能にその厚み(例えば1.6mm)よりもやや幅広の2mm程度の開口幅で形成されている。
【0013】
接続切替器3は、図1に示すように、基板11,21を備え、高圧プローブ4a,4bのいずれか一方を測定部5に切替接続する。この場合、基板11は、本発明における第1の基板に相当し、測定装置本体2の内部に固定されている。また、基板11には、高圧ケーブル6a,6cを介して高圧プローブ4a,4bにそれぞれ接続されたカードエッジ形のコネクタ12a,12cと、高圧ケーブル6bを介して測定部5に接続されたカードエッジ形のコネクタ12bとが一直線上に等間隔で配置されている。この場合、高圧ケーブル6a〜6cは、基板11に形成された導体パターンと共に本発明における高電圧ラインを構成する。また、コネクタ12a〜12cは、本発明における第1、第2および第3の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ相当し、図2に示すように、測定装置本体2におけるスリット2bの真下に位置するように配置されている。基板21は、本発明における第2の基板に相当し、図1に示すように、その一方の端面側に、基板21の両面にそれぞれ形成された導体パターン(接続用ライン)22c,22cで互いに接続されたカードエッジ形のコネクタ22a,22bが形成されている。この場合、コネクタ22a,22bは、本発明における第2および第1の接続用コネクタにそれぞれ相当し、基板11におけるコネクタ12a,12b(コネクタ12c,12b)の間隔と等しい間隔で形成され、その各電極が基板21の両面にそれぞれ形成されている。また、基板21の他方の端面側には、測定装置本体2のスリット2bを閉塞可能な化粧パネル23が取り付けられており、化粧パネル23の表面には、基板21を抜き差しするための取っ手24,24が導体パターン22cに対して十分な沿面距離が確保された位置に取り付けられている。
【0014】
次に、測定装置1における接続切替器3の操作方法について、図3,4を参照して説明する。
【0015】
この接続切替器3では、基板21のスリット2bへの挿入の向きを適宜変更することにより、高圧ケーブル6a,6cのいずれか一方が高圧ケーブル6bに接続され、これにより、高圧プローブ4a,4bのいずれかが測定部5に接続される。具体的には、例えば、高圧プローブ4aに入力された測定対象信号Saに対する電圧測定を行う際には、図3に示すように、コネクタ22a,12aが互いに対向し、かつコネクタ22b,12bが互いに対向する向き(本発明における第1の向き)で基板21をスリット2bに挿入する。次に、取っ手24,24の上面を下向きに押圧することにより、コネクタ22a,22bをコネクタ12a,12bに押し込んで接続する。これにより、高圧ケーブル6a、コネクタ12a,22a、導体パターン22c、コネクタ22b,12bおよび高圧ケーブル6bを介して高圧プローブ4aと測定部5とが接続され、高圧プローブ4aに入力された測定対象信号Saが測定部5に入力される。また、この状態では、化粧パネル23によってスリット2bが閉塞されるため、測定装置本体2内部への塵埃の侵入が阻止される。
【0016】
一方、高圧プローブ4bに入力された測定対象信号Sbに対する電圧測定を行う際には、図4に示すように、コネクタ22a,12cが互いに対向し、かつコネクタ22b,12bが互いに対向する向き(本発明における第2の向き)で基板21をスリット2bに挿入する。次に、取っ手24,24の上面を下向きに押圧することにより、コネクタ22a,22bをコネクタ12c,12bに押し込んで接続する。これにより、高圧ケーブル6c、コネクタ12c,22a、導体パターン22c、コネクタ22b,12bおよび高圧ケーブル6bを介して高圧プローブ4bと測定部5とが接続され、高圧プローブ4bに入力された測定対象信号Sbが測定部5に入力される。また、この状態では、前述した第1の向きでの挿入時と同様にして、化粧パネル23によってスリット2bが閉塞されるため、測定装置本体2内部への塵埃の侵入が阻止される。
【0017】
このように、この接続切替器3によれば、高圧ケーブル6a〜6cに接続されたコネクタ12a〜12cを一直線上に等間隔で配置した基板11と、コネクタ12a,12b(コネクタ12c,12b)の配置間隔と等しい間隔で配置され導体パターン22cを介して互いに接続されたコネクタ22a,22bを有する基板21とを備えたことにより、基板11に対して基板21を第1の向きで押し当てたときには、高圧ケーブル6a,6bを互いに接続すると共に高圧ケーブル6c,6b間を切断し、基板21を反転させて第2の向きで押し当てたときには、高圧ケーブル6c,6bを互いに接続すると共に高圧ケーブル6a,6b間を切断することができる。したがって、簡易な構成でありながら確実かつ容易に高圧プローブ4a,4bのいずれか一方を測定部5に切替接続することができる。また、高価な高圧リレーを用いた従来の接続切替器と比較して、その部品コストを大幅に低減することができる結果、測定装置1全体としての製造コストを低減することができる。さらに、この接続切替器3によれば、高圧リレーを用いた従来の接続切替器とは異なり、切替制御用の制御部を不要にすることができるため、制御部の製造コスト分だけ、測定装置1全体としての製造コストを低減することができる。また、この測定装置1によれば、測定装置本体2にスリット2bを形成すると共に、基板21の上端部に化粧パネル23を取り付けたことにより、基板21を測定装置本体2に装着した状態では、化粧パネル23によってスリット2bを閉塞できるため、塵埃の侵入に起因する故障を防止することができる。
【0018】
次いで、本発明の他の実施の形態に係る測定装置31について、図5を参照して説明する。なお、測定装置1および接続切替器3と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0019】
測定装置31は、測定装置1と同様にして、高圧プローブ4a,4bを介して入力される高電圧の測定対象信号Sa,Sbについて、電流値、電圧値および電力量などを測定可能に構成されている。具体的には、測定装置31は、測定装置本体32、接続切替器33、高圧プローブ4a,4bおよび測定部5を備えている。この場合、測定装置本体32は、本発明における装置本体に相当し、接続切替器33や測定部5などを収納する。接続切替器33は、基板41,51を備え、高圧プローブ4a,4bのいずれか一方を測定部5に接続する。この場合、基板41は、本発明における第1の基板に相当し、測定装置本体32の内部に固定されている。また、基板41には、高圧ケーブル6a,6dを介して高圧プローブ4a,4bにそれぞれ接続されたカードエッジ形のコネクタ12a,12dと、高圧ケーブル6b,6cを介して測定部5に接続されたカードエッジ形のコネクタ12b,12cとが一直線上に等間隔で配置されている。この場合、高圧ケーブル6a〜6dは、基板41に形成された導体パターンと共に本発明における高電圧ラインを構成する。また、コネクタ12a〜12dは、本発明における第1、第2、第3および第4の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ相当し、測定装置本体32におけるスリット2bの真下に位置するように配置されている。基板51は、本発明における第2の基板に相当し、その一方の端面側に、基板41の両面にそれぞれ形成された導体パターン(接続用ライン)22c,22cで互いに接続されたカードエッジ形のコネクタ22a,22bが形成されている。この場合、コネクタ22a,22bは、本発明における第2および第1の接続用コネクタにそれぞれ相当し、基板41におけるコネクタ12a,12b(コネクタ12d,12c)の間隔と等しい間隔で形成され、その各電極が基板41の両面にそれぞれ形成されている。
【0020】
この接続切替器33では、基板51のスリット2bへの挿入の向きを適宜変更することにより、高圧ケーブル6a,6dのいずれか一方が高圧ケーブル6bまたは高圧ケーブル6cに接続され、これにより、高圧プローブ4a,4bのいずれかが測定部5に接続される。具体的には、例えば、高圧プローブ4aに入力された測定対象信号Saに対する電圧測定を行う際には、同図に実線で示すように、コネクタ22a,12aが互いに対向し、かつコネクタ22b,12bが互いに対向する向き(本発明における第1の向き)で基板51をスリット2bに挿入する。次に、取っ手24,24の上面を下向きに押圧することにより、コネクタ22a,22bをコネクタ12a,12bに押し込んで接続する。これにより、高圧ケーブル6a、コネクタ12a,22a、導体パターン22c、コネクタ22b,12bおよび高圧ケーブル6bを介して高圧プローブ4aと測定部5とが接続され、高圧プローブ4aに入力された測定対象信号Saが測定部5に入力される。
【0021】
一方、高圧プローブ4bに入力された測定対象信号Sbに対する電圧測定を行う際には、同図に一点鎖線で示すように、コネクタ22a,12dが互いに対向し、かつコネクタ22b,12cが互いに対向する向き(本発明における第2の向き)で基板51をスリット2bに挿入する。次に、取っ手24,24の上面を下向きに押圧することにより、コネクタ22a,22bをコネクタ12d,12cに押し込んで接続する。これにより、高圧ケーブル6d、コネクタ12d,22a、導体パターン22c、コネクタ22b,12cおよび高圧ケーブル6cを介して高圧プローブ4bと測定部5とが接続され、高圧プローブ4bに入力された測定対象信号Sbが測定部5に入力される。
【0022】
このように、この接続切替器33によれば、高圧ケーブル6a〜6dに接続されたコネクタ12a〜12dを一直線上に等間隔で配置した基板41と、コネクタ12a,12b(コネクタ12d,12c)の配置間隔と等しい間隔で配置され導体パターン22cを介して互いに接続されたコネクタ22a,22bを有する基板51とを備えたことにより、基板41に対して基板51を第1の向きで押し当てたときには、高圧ケーブル6a,6bを互いに接続すると共に高圧ケーブル6d,6c間を切断し、基板51を反転させて第2の向きで押し当てたときには、高圧ケーブル6d,6cを互いに接続すると共に高圧ケーブル6a,6b間を切断することができる。したがって、簡易な構成でありながら確実かつ容易に高圧プローブ4a,4bのいずれか一方を測定部5に接続することができる。また、接続切替器3と同様にして、高価な高圧リレーや切替制御用の制御部を用いないため、測定装置31全体としての製造コストを低減することができる。
【0023】
なお、本発明は、上記した本発明の実施の形態に示した構成に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、二系統の高電圧ラインのいずれか一方を1つの高電圧ラインに切替接続する接続切替器3と、二系統の高電圧ラインのいずれか一方を接続して他方の接続を切断する接続切替器33とを例に挙げて説明したが、複数の接続切替器3(または接続切替器33)を一直線上に一体的に配置したり、接続切替器3,33を一直線上に一体的に配置したりすることもできる。また、基板11上に測定部5を搭載することもできるし、高電圧電源装置から出力される高電圧電源を切替接続する構成に適用することもできる。さらに、コネクタ12a〜12d,22a,22bとして、カードエッジ型に代えて通常タイプのコネクタを用いることもできる。加えて、測定装置1における基板11を基板21の挿入方向に平行に配置し、かつコネクタ12a〜12cを基板11の端部に配置することにより、両基板11,21が互いに平行な状態においてコネクタ12a(または12c),12bとコネクタ22a,22bとを接続可能な構成を採用することもできる。また、本発明における接続切替器を搭載する機器についても、本発明の実施の形態に示した測定装置に限定されず、切替接続対象の複数の高電圧ラインを有する各種電子機器に搭載することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上のように、請求項1記載の接続切替器によれば、第1〜第3の高電圧ライン側コネクタを配置した第1の基板と、第1の基板に対して第1の向きで対向させて押し当てたときに第2および第1の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続されると共に第2の向きで対向させて押し当てたときに第2および第3の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続可能に第1および第2の接続用コネクタを配置した第2の基板とを備えたことにより、第2の基板の向きを適宜変更して第1の基板に押し当てるだけで、高圧リレーを用いた従来の接続切替器と比較して、簡易かつ安価な構成でありながら確実かつ容易に高電圧ラインの接続状態を切り替えることができる。
【0025】
また、請求項2記載の接続切替器によれば、第1〜第4の高電圧ライン側コネクタを配置した第1の基板と、第1の基板に対して第1の向きで対向させて押し当てたときに第2および第1の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続されると共に第2の向きで対向させて押し当てたときに第3および第4の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続可能に第1および第2の接続用コネクタを配置した第2の基板とを備えたことにより、第2の基板の向きを適宜変更して第1の基板に押し当てるだけで、高圧リレーを用いた従来の接続切替器と比較して、簡易かつ安価な構成でありながら確実かつ容易に高電圧ラインの接続状態を切り替えることができる。
【0026】
さらに、請求項3記載の接続切替器によれば、各高電圧ライン側コネクタおよび両接続用コネクタをカードエッジ型のコネクタでそれぞれ構成したことにより、例えば、基板実装型のコネクタを第1および第2の基板にそれぞれ実装した接続切替器とは異なり、さらに簡易に構成することができ、加えて、第1の基板または第2の基板に配置されるコネクタの実装工程を省くことができる結果、接続切替器の製造コストをさらに低減することができる。
【0027】
また、請求項4記載の測定装置によれば、第1の基板を装置本体の内部に固定すると共に表面パネルに対して垂直方向から第2の基板を挿入可能な挿入孔を装置本体に形成したことにより、簡易かつ安価な構成でありながら、第2の基板をいずれかの向きで第1の基板に押し当てるだけで、高電圧ラインの接続状態を確実かつ容易に切り替えることができる。また、高圧リレーを用いた従来の接続切替器を備える構成と比較して、安価に測定装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る測定装置1の構成を示す断面図である。
【図2】測定装置本体2の一部を上から見た平面図である。
【図3】基板11に基板21を第1の向きで押し当てた状態における測定装置1の断面図である。
【図4】基板11に基板21を第2の向きで押し当てた状態における測定装置1の断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態に係る測定装置31(接続切替器33)の断面図である。
【図6】従来の接続切替器71の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,31 測定装置
2,32 測定装置本体
2a 表面パネル
2b スリット
3,33 接続切替器
4a,4b 高圧プローブ
5 測定部
6a〜6d 高圧ケーブル
11,21,41,51 基板
12a〜12d,22a,22b コネクタ
22c 導体パターン
23 化粧パネル
24 取っ手
Sa,Sb 測定対象信号
Claims (4)
- 互いに分離した第1、第2および第3の高電圧ラインにそれぞれ接続された第1、第2および第3の高電圧ライン側コネクタが配置された第1の基板と、
前記第2の高電圧ライン側コネクタに接続される第1の接続用コネクタと前記第1の高電圧ライン側コネクタまたは前記第3の高電圧ライン側コネクタに接続される第2の接続用コネクタとが配置されると共に当該第1および第2の接続用コネクタを互いに接続する接続用パターンが形成された第2の基板とを備えて構成される接続切替器であって、
前記第1から第3の高電圧ライン側コネクタは、当該第1および第2の高電圧ライン側コネクタ間の距離と当該第2および第3の高電圧ライン側コネクタ間の距離とが等間隔で前記第1の基板に配置され、前記第1および第2の接続用コネクタは、前記第2の基板を前記第1の基板に対して第1の向きで対向させて押し当てたときに、前記第2および第1の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続され、かつ、前記第2の基板を前記第1の基板に対して第2の向きで対向させて押し当てたときに、前記第2および第3の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続可能に当該第2の基板に配置されていることを特徴とする接続切替器。 - 互いに分離した第1、第2、第3および第4の高電圧ラインにそれぞれ接続された第1、第2、第3および第4の高電圧ライン側コネクタが配置された第1の基板と、
前記第2の高電圧ライン側コネクタまたは前記第3の高電圧ライン側コネクタに接続される第1の接続用コネクタと前記第1の高電圧ライン側コネクタまたは前記第4の高電圧ライン側コネクタに接続される第2の接続用コネクタとが配置されると共に当該第1および第2の接続用コネクタを互いに接続する接続用パターンが形成された第2の基板とを備えて構成される接続切替器であって、
前記第1から第4の高電圧ライン側コネクタは、当該第1および第2の高電圧ライン側コネクタ間の距離と当該第3および第4の高電圧ライン側コネクタ間の距離とが等間隔で前記第1の基板に配置され、前記第1および第2の接続用コネクタは、前記第2の基板を前記第1の基板に対して第1の向きで対向させて押し当てたときに、前記第2および第1の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続され、かつ、前記第2の基板を第1の基板に対して第2の向きで対向させて押し当てたときに、前記第3および第4の高電圧ライン側コネクタにそれぞれ接続可能に当該第2の基板に配置されていることを特徴とする接続切替器。 - 前記各高電圧ライン側コネクタおよび前記両接続用コネクタは、カードエッジ型のコネクタでそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の接続切替器。
- 請求項1から3のいずれかに記載の接続切替器と、装置本体とを備え、前記第1の基板は、前記装置本体の内部に固定され、前記装置本体には、その表面パネルに対して垂直方向から前記第2の基板を挿入可能な挿入孔が形成されていることを特徴とする測定装置。
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Patent Citations (5)
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