JP6673058B2

JP6673058B2 - 電子式電力量計

Info

Publication number: JP6673058B2
Application number: JP2016129875A
Authority: JP
Inventors: 崇実二木; 小林　哲也; 哲也小林; 祐二奥林; 文男石田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2036-06-30
Also published as: JP2018004379A

Description

この発明は、電子式電力量計に関し、特にプリント配線板の固定方法など電子式電力量計の構造に関するものある。

電子式電力量計は、計量値の表示を行う表示部および計量を行うＣＰＵを含む計量部と、整流器、平滑コンデンサ、変圧器、およびスイッチング素子等から構成され、計量部に電源の供給を行う電源部を備えている（例えば、特許文献１参照）。
また、高圧の需要家に設置される電子式電力量計は、電子式電力量計の外部に、計器用変圧器および計器用変流器が接続される。そのため、高圧用の電子式電力量計における名板には、計器用変圧器および計器用変流器の変成比等の定格事項が印刷または刻印されており、表示部が設けられたプリント配線板は、名板のすぐ裏に設けられている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−１８７０４９号公報特開平３−１９５９７５号公報

従来の電子式電力量計では、表示部が設けられた計量部のプリント配線板は、名板のすぐ裏に設けられていたので、計量部と電源部は別々のプリント配線板となっていたが、近年、普及が進む通信機能を備えたスマートメーターと呼ばれる電子式電力量計においては、小形化とコスト削減のため、計量部と電源部は同一のプリント配線板上に実装される場合が多くなっている。
ところが、電源部には、平滑コンデンサや変圧器のような部品高さの高い部品が実装されるため、名板に平滑コンデンサや変圧器等の部品が当たらないように、プリント配線板は、名板のすぐ裏ではなく、名板から離して電子式電力量計の内部に設ける必要があり、製品を組み立てる際の工作性が悪くなるという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、製品の組み立て時に工作性がよい電子式電力量計を得ることを目的としたものである。

この発明に係る電子式電力量計は、外部に設けられる変流器の出力信号から配電線に流れる電流を計測する電流検出部と、この電流検出部が検出した電流及び配電線の電圧から電力量を計測する計量部、およびこの計量部に電源を供給する電源部が実装されたプリント配線板と、電源部の上に前記プリント配線板から電源部の部品高さ以上離間して設けられた名板と、この名板を保持する名板保持部およびプリント配線板を組み付け位置に案内するためのガイド部が設けられ、電流検出部およびプリント配線板を収納するケースと、を備え、名板は変流器の定格項目が印字される印字部を有し、ガイド部は印字部の裏面まで延設されているものである。

この発明によれば、製品の組み立て時に工作性がよい電子式電力量計を得ることができる。

本発明の実施の形態１における電子式電力量計を示す正面図である。本発明の実施の形態１における電子式電力量計を示す上面図である。本発明の実施の形態１における実施の電子式電力量計の分解斜視図である。図３の状態からベースに中ベースとプリント配線板を組み付けした状態を示す分解斜視図である。図１の状態からカバーおよび端子カバーを外した状態を示す拡大正面図である。図３のプリント配線板を示す正面図である。図１に示す中ベースの要部を示す斜視図である。図７に示すスナップフィット部を示す要部拡大斜視図である。図５の状態から名板を外した状態を示す正面図である。図９におけるＸ１−Ｘ１線矢視断面を示しプリント配線板の取り付けを説明するための説明図である。図９で説明したプリント配線板の取り付けが完了した状態を示す斜視図である。図１１の状態から名板を取り付けた状態を示す斜視図である。本発明の実施の形態２におけるプリント配線板を示す正面図である。本発明の実施の形態２における電子式電力量計おいて、カバー、端子カバー、プリント配線板および名板を外した状態を示す斜視図である。図１４に示すスナップフィット部を示す要部拡大斜視図である。図１４の状態からプリント配線板を組み付けした状態を示す斜視図である。図１６の状態から名板を組み付けした状態を示す斜視図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施形態１における電子式電力量計を示す正面図、図２は図１における上面図、図３は本発明の実施形態１における電子式電力量計を示す分解斜視図、図４は図３の状態からベースに中ベースとプリント配線板を組み付けした状態を示す分解斜視図、図５は図１の状態からカバーおよび端子カバーを外した状態を示す正面図、図６は図３のプリント配線板を示す正面図、図７は図１に示す中ベースの要部を示す斜視図、図８は図７に示すスナップフィット部を示す要部拡大斜視図で、（ａ）は一方、（ｂ）は他方を示す拡大斜視図、図９は図５の状態から名板を外した状態を示す正面図、図１０は図９におけるＸ１−Ｘ１線矢視断面を示しプリント配線板の取り付けを説明するための説明図、図１１は図９で説明したプリント配線板の取り付けが完了した状態を示す斜視図、図１２は図１１の状態から名板を取り付けた状態を示す斜視図である。

電子式電力量計１００は、図１、図２に示すように、合成樹脂製のベース１と、このベース１に嵌合する合成樹脂製のカバー２、および合成樹脂製の端子カバー３とによって筐体を構成している。

また、図３に示すように、電子式電力量計１００の筐体の内部には、電子式電力量計１００の外部に設けられる変流器の出力信号から配電線に流れる電流を計測する電流検出部４と、この電流検出部４が検出した電流及び配電線の電圧から電力量を計測する計量部５ａ（図６に図示）、この計量部５ａに電源を供給する電源部５ｂ（図６に図示）、および計量部５ａが計量した電力量を表示する表示部５ｃが実装されたプリント配線板５と、電源部５ｂの上にプリント配線板５から電源部５ｂの部品高さ以上の距離を離して設けられた名板６と、名板６を保持する名板保持部およびプリント配線板５を組み付け位置に案内するためのガイド部７ａが設けられ、ベース１との間に電流検出部４を収納してベース１と嵌合する中ベース７と、ベース１と嵌合し、プリント配線板５および名板６を収納するカバー２と、ベース１の端子部１ａおよび中ベース７の通信機装着スペースを覆う端子カバー３と、を有している。

図４に示すように、プリント配線板５は、中ベース７に設けられたスナップフィット部７ｂ１、７ｂ２によって組み付け位置に保持されている。ここで、端子カバー３は、図示していない。

図５に示すように、電子式電力量計１００に接続された負荷に供給される電流を計測する電流検出部４は、端子１ａ１と端子１ａ７間を接続する電流線４ａ、および端子１ａ３と端子１ａ４間を接続する電流線４ｂにそれぞれ流れる電流を検出する。
また、端子１ａ２、１ａ５、１ａ６は、電圧入力用の端子であり、端子１ａ２、１ａ５、１ａ６は、図示しない電線により、プリント配線板５と接続されている。プリント配線板５に入力された電圧は、計量部５ａで電力量の計量に用いるとともに、電源部５ｂへの電源として用いられる。

次に、プリント配線板５、名板６、中ベース７について説明する。
プリント配線板５には、図６に示すように、電流検出部４が検出した電流、及び端子１ａ２、１ａ５、１ａ６に入力された電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ）から電力量を計測する計量部５ａと、平滑コンデンサや変圧器のような部品高さの高い部品が実装され、計量部５ａに電源を供給する電源部５ｂと、計量部５ａで計測された電力量を表示する表示部５ｃと、中ベース７に組み付ける際にガイド部７ａに対応する切り欠き部５ｄと、を有している。

名板６には、図５に示すように、電子式電力量計１００の外部に設けられる変流器の定格項目が印字される印字部６ａと、プリント配線板５に設けられた表示部５ｃの表示を外部に見えるようにするための表示穴６ｂとが設けられている。
中ベース７には、図７に示すように、プリント配線板５を組み付け位置に案内するためのガイド部７ａと、プリント配線板５を保持するためのスナップフィット部７ｂ１、７ｂ２と、プリント配線板５を中ベースの端子１ａ１〜１ａ７側で保持するための保持部７ｃと、名板６を保持するための名板保持部７ｄ１〜７ｄ４と、が設けられている。

ガイド部７ａは、図７に示すように、最も名板６側に設けられた第１のガイド部７ａ１と、第１のガイド部７ａ１より組み付け位置にせり出した第２のガイド部７ａ２と、第１のガイド部７ａ１と第２のガイド部７ａ２との間に勾配をつけてつなぎ、プリント配線板５を組み付け位置に導く勾配部７ａ３と、から構成される。そして、第１のガイド部７ａ１は、プリント配線板５を組み込み位置に正しく案内できるように、名板６における印字部６ａの裏面近傍まで延設されている。
勾配部７ａ３は、図３、図９に示すように、端子部１ａ側の斜面である第１勾配７ａ３ａと、図９の紙面右側の斜面である第２勾配７ａ３ｂを有している。
また、「第１のガイド部７ａ１より組み付け位置にせり出した」とは、第１勾配７ａ３ａの端子部１ａ側と、第２勾配７ａ３ｂの図９の紙面右側のことである。

スナップフィット部７ｂ１、７ｂ２は、図８に示すように、ガイド部７ａに沿った方向についてプリント配線板５を係止する第１の結合部７ｂ１ａ、７ｂ２ａと、第１の結合部７ｂ１ａ、７ｂ２ａの係止方向、およびプリント配線板５が第１の結合部７ｂ１ａ、７ｂ２ａを乗り越える際に第１の結合部７ｂ１ａ、７ｂ２が開く方向に対し、垂直な方向にプリント配線板５を係止する第２の結合部７ｂ１ｂ、７ｂ２ｂと、プリント配線板５が第１の結合部７ｂ１ａ、７ｂ２ａを乗り越える際に撓む弾性部７ｂ１ｃ、７ｂ２ｃと、からそれぞれ構成されている。

保持部７ｃは、図７に示すように、プリント配線板５を組み付ける際に、プリント配線板５がスナップフィット部７ｂ１、７ｂ２に係止される前に保持するため、中ベース７における端子１ａ１〜１ａ７側の壁に設けられたリブである。
名板保持部７ｄ１〜７ｄ４は、中ベース７において電源部５ｂの上にプリント配線板５から電源部５ｂの部品高さ以上離間した位置に設けられている。

なお、特許請求の範囲で述べている「ケース」とは、電流検出部４が配設されるベース１と、このベース１を覆い、ガイド部７ａ、スナップフィット部７ｂ１、７ｂ２および名板保持部７ｄ１〜７ｄ４が設けられた中ベース７のことである。

次に、プリント配線板５を中ベース７の組み付け位置への組み付ける手順について説明する。
図１０に示すように、まず、プリント配線板５を斜めに挿入し、図１０の紙面下側であるプリント配線板５の一端部を中ベース７の保持部７ｃに当接させる（図１０に示すＡの状態）。

次に、プリント配線板５の一端部を中心として、プリント配線板５の他端部を回転させるように第１のガイド部７ａ１及び勾配部７ａ３に沿って、プリント配線板５を挿入すると、勾配部７ａ３にプリント配線板５の切り欠き部５ｄ（図６に図示）が当接し、プリント配線板５は、図１０の紙面下方向である端子部１ａの方向に押し出され、プリント配線板５の他端部が保持部７ｃに係合する（図１０に示すＢの状態）。
同時に、図９に示すように、勾配部７ａ３の第２勾配７ａ３ｂにより、紙面右側にプリント配線板５は押し出され、中ベース７の壁面７ｅに当接する。

次に、弾性部７ｂ１ｃ、７ｂ２ｃを撓ませ、スナップフィット部７ｂ１、７ｂ２を押し広げて、第１の結合部７ｂ１ａ、７ｂ２ａを乗り越えるように更に押し込むと、プリント配線板５は、第１の結合部７ｂ１ａ、７ｂ２ａに係合するとともに、第２の結合部７ｂ１ｂ、７ｂ２ｂとも係合し固定される（図１０に示すＣの状態）。図１１にもプリント配線板５がスナップフィット部７ｂ１、７ｂ２に保持され、中ベース７に固定された状態を示す。

プリント配線板５を中ベース７に取り付けた後、図１２に示すように、名板６が、名板保持部７ｄ１〜７ｄ４により保持され、中ベース７に取り付けられる。名板６の表示穴６ｂが、表示部５ｃの位置に固定されるので、表示穴６ｂから表示部５ｃの表示を見ることができる。また、印字部６ａの真裏にガイド部７ａが配設されているので、この状態で、容易に電子式電力量計１００の外部に設けられる計器用変成器（変圧器や変流器）の変成比等の定格事項をスタンプ等により印字することができる。

本実施の形態によれば、電子式電力量計１００の外部に設けられる変流器の出力信号から配電線に流れる電流を計測する電流検出部４と、この電流検出部４が検出した電流及び配電線の電圧から電力量を計測する計量部５ａ、およびこの計量部５ａに電源を供給する電源部５ｂが実装されたプリント配線板５と、電源部５ｂの上にプリント配線板５から電源部５ｂの部品高さ以上離間して設けられた名板６と、この名板６を保持する名板保持部７ｄ１〜７ｄ４およびプリント配線板５を組み付け位置に案内するためのガイド部７ａが設けられ、電流検出部４およびプリント配線板５を収納するベース１及び中ベース７と、を備えたので、電子式電力量計１００を組み立てる際の工作性を向上することができる。

また、名板６は外部に設けられる変流器の定格項目が印字される印字部６ａを有し、ガイド部７ａは印字部６ａの裏面まで延設されているので、名板６を取り付けた状態で、計器用変成器（変圧器や変流器）の変成比等の定格事項をスタンプ等により容易に印字することができる。

また、ガイド部７ａは、最も名板６側に設けられた第１のガイド部７ａ１と、第１のガイド部７ａ１よりプリント配線板５の組み付け位置側にせり出した第２のガイド部７ａ２と、第１のガイド部７ａ１および第２のガイド部７ａ２の間を勾配をつけてつなぎ、プリント配線板５を組み付け位置に導く勾配部７ａ３と、を有するので、中ベース７の組み付け位置へプリント配線板５を容易に挿入することができる。

また、中ベース７は、プリント配線板５を組み付け位置に保持するスナップフィット部７ｂ１、７ｂ２を有し、スナップフィット部７ｂ１、７ｂ２は、ガイド部７ａに沿った方向についてプリント配線板５を係止する第１の結合部７ｂ１ａ、７ｂ２ａと、この第１の結合部７ｂ１ａ、７ｂ２ａの係止方向、および第１の結合部７ｂ１ａ、７ｂ２ａが開く方向に対し垂直方向にプリント配線板５を係止する第２の結合部７ｂ１ｂ、７ｂ２ｂとを備えたので、プリント配線板５を組み付け位置に確実に保持することができる。

実施の形態２．
図１３は本発明の実施の形態２におけるプリント配線板５１を示す正面図、図１４は本発明の実施の形態２における電子式電力量計１０１おいて、カバー２、端子カバー３、プリント配線板５１および名板６を外した状態を示す斜視図、図１５は図１４に示すスナップフィット部を示す要部拡大斜視図、図１６は図１４の状態からプリント配線板を組み付けした状態を示す斜視図、図１７は図１６の状態から名板を組み付けした状態を示す斜視図である。
通信部を計量部と同じプリント配線板に実装する場合など、電子式電力量計の機種によっては、部品を実装するためのプリント配線板の有効面積を増やす必要があり、実施の形態１のようにプリント配線板５に切り欠き部５ｄを設けることができない場合がある。

本実施の形態における電子式電力量計１０１のプリント配線板５１は、図１３に示すように長方形の形をしており、切り欠き部が設けられていない。
このため、プリント配線板５１を実施の形態１の場合とは、別の方向から電子式電力量計１０１の中ベース７に組み付ける必要がある。
そこで、ガイド部７ａには、端子部１ａとは反対の方向からプリント配線板５１を挿入するための切り欠き溝部７ａ４が設けられている。

また、スナップフィット部７ｂ３、７ｂ４は、図１５に示すように、ガイド部７ａに沿った方向についてプリント配線板５１を係止する第１の結合部７ｂ３ａ、７ｂ４ａと、端子部１ａと反対方向についてプリント配線板５１を係止する第２の結合部７ｂ３ｂ、７ｂ４ｂと、プリント配線板５１が第２の結合部７ｂ３ｂ、７ｂ４ｂを乗り越える際に撓む弾性部７ｂ３ｃ、７ｂ４ｃと、からそれぞれ構成されている。
そして、第２の結合部７ｂ３ｂ、７ｂ４ｂは、プリント配線板５１の組み付け時にプリント配線板５１が第２の結合部７ｂ３ｂ、７ｂ４ｂを乗り越え易くする方向に弾性部７ｂ３ｃ、７ｂ４ｃを撓ませる斜面７ｂ３ｂ１、７ｂ４ｂ１を、それぞれ備えている。
その他の構成については、実施の形態１と同様なので、詳細説明は省略する。

次にプリント配線板５１を中ベース７の組み付け位置への組み付けについて説明する。
プリント配線板５１には切り欠き部がないので、プリント配線板５１は、図１６に示すように、矢印Ｄに示す方向から、中ベース７に挿入される。このとき、プリント配線板５１の一端が、第２の結合部７ｂ３ｂ、７ｂ４ｂの斜面７ｂ３ｂ１、７ｂ４ｂ１に当たり弾性部７ｂ３ｃ、７ｂ４ｃを撓ませることで、第２の結合部７ｂ３ｂ、７ｂ４ｂを乗り越える。

さらに、プリント配線板５１の一端がガイド部７ａに設けられた切り欠き溝部７ａ４に案内されて、組み付け位置まで挿入されていく。そして、プリント配線板５１の他端が、第２の結合部７ｂ３ｂ、７ｂ４ｂを乗り越えたところで、プリント配線板５１は、スナップフィット部７ｂ３、７ｂ４に保持され中ベース７に固定される。

プリント配線板５１を中ベース７に取り付けた後、図１７に示すように、名板６が、名板保持部７ｄ１〜７ｄ４により保持され、中ベース７に取り付けられる。名板６の表示穴６ｂが、表示部５１ｃの位置に固定されるので、表示穴６ｂから表示部５１ｃの表示を見ることができる。また、印字部６ａの真裏にガイド部７ａが配設されているので、この状態で、容易に電子式電力量計１０１の外部に設けられる計器用変成器（変圧器や変流器）の変成比等の定格事項をスタンプ等により印字することができる。

本実施の形態によれば、電子式電力量計１０１の外部に設けられる変流器の出力信号から配電線に流れる電流を計測する電流検出部４と、この電流検出部４が検出した電流及び配電線の電圧から電力量を計測する計量部５１ａ、およびこの計量部５１ａに電源を供給する電源部５１ｂが実装されたプリント配線板５１と、電源部５１ｂの上にプリント配線板５１から電源部５１ｂの部品高さ以上離間して設けられた名板６と、この名板６を保持する名板保持部７ｄ１〜７ｄ４およびプリント配線板５１を組み付け位置に案内するためのガイド部７ａが設けられ、電流検出部４およびプリント配線板５１を収納するベース１及び中ベース７と、を備えたので、電子式電力量計１０１を組み立てる際の工作性を向上することができる。

また、ガイド部７ａは、プリント配線板５１を中ベース７に組み込むための切欠き溝部７ａ４を有し、第２の結合部７ｂ３ｂ、７ｂ４ｂは、プリント配線板５１の組み付け時にプリント配線板５１が第２の結合部７ｂ３ｂ、７ｂ４ｂを乗り越易くする方向にスナップフィット部７ｂ３、７ｂ４を撓ませる斜面７ｂ３ｂ１、７ｂ４ｂ１を備えたので、電子式電力量計１０１を組み立てる際の工作性が向上する。

１ベース、２カバー、３端子カバー、
４電流検出部、４ａ、４ｂ電流線、
５プリント配線板、５ａ計量部、５ｂ電源部、５ｃ表示部、
６名板、６ａ印字部、６ｂ表示穴、
７中ベース、７ａガイド部、７ｂ１、７ｂ２スナップフィット部、
７ｄ１〜７ｄ４名板保持部、１００電子式電力量計。

Claims

外部に設けられる変流器の出力信号から配電線に流れる電流を計測する電流検出部と、この電流検出部が検出した電流及び前記配電線の電圧から電力量を計測する計量部、およびこの計量部に電源を供給する電源部が実装されたプリント配線板と、前記電源部の上に前記プリント配線板から前記電源部の部品高さ以上離間して設けられた名板と、この名板を保持する名板保持部および前記プリント配線板を組み付け位置に案内するためのガイド部が設けられ、前記電流検出部および前記プリント配線板を収納するケースと、を備え、
前記名板は前記変流器の定格項目が印字される印字部を有し、前記ガイド部は前記印字部の裏面まで延設されていることを特徴とする電子式電力量計。
ガイド部は、最も前記名板側に設けられた第１のガイド部と、前記第１のガイド部より前記組み付け位置側にせり出した第２のガイド部と、前記第１のガイド部と前記第２のガイド部との間を勾配をつけてつなぎ、前記プリント配線板を前記組み付け位置に導く勾配部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電子式電力量計。
前記ケースは、前記プリント配線板を前記組み付け位置に保持するスナップフィット部を有し、前記スナップフィット部は、前記ガイド部に沿った方向について前記プリント配線板を係止する第１の結合部と、この第１の結合部の係止方向および前記第１の結合部が開く方向に対し垂直方向に前記プリント配線板を係止する第２の結合部と、を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子式電力量計。
前記ガイド部は、前記プリント配線板を前記ケースに組み込むための切欠き溝部を有し、前記第２の結合部は、前記組み付け時に前記プリント配線板が前記第２の結合部を乗り越易くする方向に前記スナップフィット部を撓ませる斜面を備えたことを特徴とする請求項３に記載の電子式電力量計。