JP3924963B2 - 漏電しゃ断器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は漏電しゃ断器、詳しくは内部機構の組立て構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
まず、図8に漏電しゃ断器の従来例の組立構造を示す。図において、1は下部ケース1aと上部カバー1bとを組合せた樹脂モールド品としてなるしゃ断器の本体ケース、2は電源側端子、3は負荷側端子、4は固定接触子、5は図示されてないトグル式開閉リンク機構に連結した可動接触子、6は開閉操作ハンドル、7は過電流引外しユニット、8は零相変流器、9は漏電信号(零相変流器8の二次出力)の増幅器などを含む漏電検出回路9aを搭載したプリント板、10は漏電検出回路の出力信号で励磁,作動するトリップコイルユニット、11はトリップクロスバーである。
【0003】
ここで、プリント板9はプリント板ケース12に収容した上で本体ケース1の底部側に配置し、この位置で主回路の相間(例えば負荷側端子3のR相とT相導体)に電源用リード線を接続して給電を受けるようにしており、また零相変流器8の二次出力端子8a,トリップコイルユニット10の入力端子10aとの間には信号用リード線(例えばビニール被覆線)13を配線している。なお、漏電しゃ断器の機能,動作は周知であり、ここではその説明を省略する。
【0004】
一方、上記の漏電しゃ断器を組み立てるには、本体ケース1の下部ケース1aに主回路端子2,3、可動接触子5を含む開閉機構の組立体,および過電流引外しユニット7とともに、零相変流器8,プリント板9の組立ユニット,トリップコイルユニット10などの部品を所定の位置に組み込み、最後に上部カバー1bを被せて製品が完成する。また、零相変流器8,プリント板9,トリップコイルユニット10の間の配線は、各部品を本体ケース1に組み込んだ後では半田付けを必要とするリード線13の配線作業が行えないことから、あらかじめ別な組立ラインで各部品の相互間にリード線13を配線しておき、この配線済み状態のまま部品を本体ケース1に組み込むようにしている。
【0005】
また、この場合にプリント板9に形成した各端子(電源端子,零相変流器8の二次出力の信号入力端子,トリップコイルユニット10への信号出力端子)に対応するランドを形成しておき、ここに色分けしたリード線13を人手作業により配線して半田付けを行うようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した従来の漏電しゃ断器の組立構造では、作業性の面で次に記すような問題点がある。すなわち、
(1) 零相変流器8,プリント板9,トリップコイルユニット10の各部品の間に配線する各リード線13は、人手作業により接続,半田付けを行うことから、誤認による配線ミスが発生し易い。
【0007】
(2) リード線13で結ばれた部品の運搬時,あるいは本体ケース1への組み込み時に、細いリード線13が断線したり、その半田付け部が剥離したりするトラブルが生じ易い。
【0008】
(3) 各部品の間をリード線13で相互接続したままの状態で本体ケース1に組み込むために、この部分の組立工程にはロボットによる自動組立方式が採用できず、このことが生産性を低めてコストアップの要因となっている。
【0009】
本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、零相変流器,プリント板,トリップコイルの各部品の本体ケースへの組み込み,および各部品相互間の配線,接続,半田付け工程を、人手作業に頼ることなく全て自動組立方式で対応できるようにその組立構造を改良した漏電しゃ断器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、本体ケースに接触子開閉機構とともに、零相変流器,トリップコイル,過電流引外し装置のユニットケース,および漏電検出回路を搭載したプリント板を組み込み、該プリント板の電源端子,信号入力端子,信号出力端子をそれぞれ主回路導体の相間,零相変流器の二次端子,トリップコイルの端子に接続した漏電しゃ断器において、
本体ケースに組み込んだユニットケース上に前記零相変流器及びトリップコイルを載置して定位置に位置決め保持するとともに、プリント板を樹脂成形品としてなるトレー形のプリント板ケースに収容した上で、該プリント板ケースをユニットケース上に載置した零相変流器,トリップコイルの上方から前記ユニットケース上に位置決めして固定するとともに、主回路導体,零相変流器,トリップコイルからそれぞれ引出してプリント板に接続する各接続導体を上方に立ち上げてその先端をプリント板の各端子に対応させて配列し、プリント板とそのケースの組立体を本体ケース内の定位置に組み込み込んだ状態で、前記の各接続導体とプリント板の各端子との間を相互接続する(請求項1)ものとし、具体的には次記のような態様で構成する。
【0011】
(1) プリント板の各端子に対応する穴開きランドを形成するとともに、プリント板ケースの底面には前記の穴開きランドと個々に対応する直下位置に接続導体貫通穴を開口し、プリント板とそのケースの組立体を本体ケース内に組み込んだ状態で、下方から立ち上がる各接続導体の先端をプリント板ケースの底面側からプリント板の穴開きランドに直接差し込んで半田接合.る(請求項2)。
【0012】
(2) プリント板の各端子に対応するランドに一端を接続した外部接続導体片の他端をプリント板ケースから引出してその外周域に配列し、プリント板とそのケースの組立体を本体ケース内に組み込んだ状態で前記の外部接続導体片と下方から立ち上がる各接続導体の先端とを突き合わせて半田接合する(請求項3)。
【0013】
(3) 前項(2) において、プリント板の各端子に接続した外部接続導体片を、プリント板ケースの側壁の上を乗り越えてその外周側に引出す(請求項4)。
【0014】
(4) 前項(2) において、プリント板の外部接続導体片をプリント板ケースを貫通してその外周側に引出す(請求項5)。
【0015】
(5) 前項(4) において、プリント板に接続する外部接続導体片にリードフレームを採用し、該リードフレームをプリント板ケースと一体成形してその外周側に引出す(請求項6)。
【0016】
(6) 前項(4) において、プリント板の外部接続導体片をプリント板ケースの底壁を貫通してその外周側に引出す(請求項7)。
【0017】
(7) 前項(6) において、プリント板ケースの裏面に外部接続導体片の露呈部分を覆って絶縁カバーを被着する(請求項8)。
【0018】
上記構成において、本体ケースの下部ケースに対し、上方から過電流引外しユニット,零相変流器,トリップコイルユニット,およびプリント板とプリント板ケースの組立体をいわゆる「落とし蓋方式」の要領で各ユニット部品を順に積み重ねて定位置に組み込むと、この組み込み過程で主回路導体,零相変流器,トリップコイルユニットから上方に起立して引出した接続導体の先端とプリント板の周縁に配列して形成した漏電検出回路の各端子,ないしは該端子に接続してプリント板ケースの外周に引出した外部接続導体片とが個々に合致して突き合わされた状態(差し込み状態)となる。これにより、続く半田付け工程では本体ケースの上方からツールを挿入して各部の半田付けを一括して行うことができる。これにより、人手作業を一切要さずにロボットによる自動組立方式で漏電しゃ断器を組み立てることが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1〜図7に示す実施例に基づいて説明する。なお、各実施例の図中で図8に対応する同一部品には同じ符号を付してその説明は省略する。
【0020】
まず、図6,図7に本発明の実施例による漏電しゃ断器の基本的な組立構造を示す。すなわち、本体ケース1には主回路の電源側端子2,負荷側端子3,固定,可動接触子4,5,接触子開閉リンク機構などの部品に加えて、過電流引外しユニット7,零相変流器8,プリント板9とプリント板ケース12の組立体,およびトリップコイルユニット10がケース内の一角に集中して組み込まれている。なお、14はプリント板9に組付けたテストスイッチである。
【0021】
ここで、プリント板ケース12は上面を開放したトレー状の樹脂成形品で、その左右両サイドには後記のように過電流引外しユニット7のユニットケースに搭載して定位置に固定するための支持脚12aが下方に突き出している。一方、過電流引外しユニット7からは、主回路導体(R,S,T相のうちのR相とT相に対応する負荷側端子3)に一端を接続してプリント板給電用の電源リードとなる接続導体3a(図には1相分のみが描かれている)が上方に起立して引き出してある。また、零相変流器8からは二次巻線,およびテスト巻線の出力端子として接続導体8a,8bが上方へ起立して引出されている。さらに、トリップコイルユニット10からも、同様にコイル端子として接続導体10aが上方へ起立して引出されている。なお、図7には零相変流器8の一次導体(主回路導体)は省略して描かれてない。
【0022】
そして、漏電しゃ断器の組立工程では、組立ロボットを使用して電源側端子2,可動接触子5を含む開閉リンク機構,操作ハンドル6などの組立体を本体ケース1の下部ケース1aに組み込み、続いて本体ケース1の下部ケース1aに過電流引外しユニット7を上方から挿入して定位置に固定する。次に、過電流引外しユニット7のユニットケース7aをベースとして、零相変流器8,およびトリップコイルユニット10を本体ケース1の上方から「落とし蓋式」に挿入してユニットケース7aの上に載置し、それぞれの部品を定位置に位置決めして保持した後、プリント板ケース12にプリント板9を収容した組立体(この組立体は別な組立ラインで組み立てておく)を挿入し、そのケース12の支持脚12aを前記ユニットケース7aの上面に形成した穴に嵌め込んで定位置に固定する。
【0023】
この組立工程でプリント板9をプリント板ケース12とともに定位置に組つけると、この位置で後記のようにプリント板9に形成した各端子のランド(電源入力端子,零相変流器の信号入力端子,トリップコイルへの信号出力端子),もしくはプリント板9の端子に接続してプリント板ケース12の周域に引出した外部接続導体片と先記した各接続導体3a,8a,8b,および10aの先端とが個々に合致して突き合さるようになる。そして、続く半田付け工程では、本体ケース1の上方から半田付けツールを挿入して各接続導体とプリント板のランド,もしくは外部接続導体片との間を半田付けする。これにより、零相変流器8,プリント板9,トリップコイルユニット10の組付け,および各部品相互間の接続が終了し、最後に本体ケース1の下部ケース1aに上部カバー1bを被せて製品が完成する。
【0024】
次に、先記した接続導体3a,8a,8b,および10aとプリント板9との接続方式に関する幾つかの具体的な実施例を図1〜図3に示す。
まず、図1 (a) 〜(c) は本発明の請求項2に対応する実施例を示すものである。この実施例では、下方側から立ち上がる先記の接続導体3a,8a,8b,および10aの配列に合わせて、プリント板9の周縁には電源端子,信号入力端子,信号出力端子の各端子(図1(a) のプリント板に表した端子番号#1,6は電源端子、#2,3は零相変流器8の二次出力の信号入力端子、#4,5は先記したテストスイッチ14を介して零相変流器8のテスト巻線にテスト電流(励磁電流)を流すためのテスト端子、#7,8はトリップコイル10に励磁電流を供給するための信号出力端子である)に対応する穴開きランド(スルーホール)9aが形成されており、さらにプリント板9を収容するプリント板ケース12の底面には前記した各端子のランドに位置を合わせて接続導体挿入穴12bが開口している。
【0025】
そして、図6,図7で述べた組立て工程で、プリント板9とプリント板ケース12の組立体を零相変流器8,トリップコイルユニット10の上方定位置に組み込むと、図1(b) で示すように接続導体3aの先端がプリント板ケース12の底面に開口した接続導体挿入穴12bを通じてプリント板9の穴開きランド9aに差し込まれ、続く半田付け工程では図1(c) で示すように接続導体3aとプリント板9のランドとの間が半田付け(半田を符号15で表す)される。なお、図示例では電源用の接続導体3aのみが描かれているが、他の接続導体8a,8b,10aについても同様にプリント板9の穴明きランド9aに差し込んで半田付けされる。
【0026】
図2(a),(b) は本発明の請求項3,4に対応する実施例を示すものである。この実施例においては、プリント板9の各端子に対応するランドに外部接続導体片16の一端が半田付けされており、その他端はプリント板ケース12の側壁を乗り越えてケースの外周域に引き出してある。また、前記の外部接続導体16は板ばね材を用いてその途中箇所を逆U字状にリード曲げ加工を施してあり、その先端には下方から立ち上がる接続導体3aの先端を差し込む穴16aが開口している。一方、図7(b) に示した各接続導体3a,8a,8b,10aは、前記の外部接続導体片16の配列に合わせてその先端との対向位置に立ち上げておく。
【0027】
そして、漏電しゃ断器の組立工程でプリント板9とプリント板ケース12の組立体を零相変流器8,トリップコイルユニット10の上方定位置に組み込むと、図示のように接続導体3a(他の接続導体8a,8b,10aについても同様)の先端が外部接続導体片16の穴16aに差し込まれる。これにより、続く半田付け工程では、図1の場合と同様に本体ケースの上方から各接続導体と外部接続導体片16との間を半田付けすることができる。
【0028】
一方、図3に示した本発明の請求項5に対応する実施例では、先記した接続導体3a,8a,8b,10aとプリント板9の各端子の間を渡り接続する外部接続導体片16がプリント板ケース12の側壁を貫通して組付けられている。すなわち、外部接続導体片16はその内側端部がL字状に起立して曲げ加工されており、他端側がプリント板ケース12の側壁を貫通してその外周域に引き出している。そして、プリント板ケース12にプリント板9を装荷した状態では、外部接続導体片16のL字状に起立した内側端がプリント板9の穴開きランドに下方から差し込まれてこの部分が半田付けされ。
【0029】
また、図3の構造において、プリント板ケース12に外部接続導体片16を組付ける方法には、図4,図5に示す方法がある。
まず、本発明の請求項6に対応した図4(a) 〜(c) の組付け方法では、リードフレーム16aに各外部接続導体片16をパターン形成しておき、プリント板ケース12をモールド成形する際に、前記リードフレーム16aをモールド金型にインサートしてケース12と一体成形する。その後に外部接続導体片16を残してリードフレーム16aの不要な部分をリードカットする。その後に、図4(c) で示すようにプリント板ケース12にプリント板9を装荷した後、外部接続導体片16の内側端部の先端をプリント板9の穴開きランドに差し込んで半田付けする。これにより、図3に示した構造が得られる。
【0030】
一方、本発明の請求項7,8に対応する図5(a),(b) の方法では、プリント板ケース12の底壁に外部接続導体片16の配列に合わせて導体片挿入穴12c,および該穴から周縁に延在する凹溝12dを形成しておき、ケース12の裏面側からL字形に屈曲した外部接続導体片16を前記挿入穴12cに圧入した上で、さらに外部接続導体片16の露呈部分を覆うようにケース12の裏面には絶縁板17を被着して接着剤で固定する。なお、この絶縁板17はその下方に位置する主回路導体と外部接続導体片16とが接触するのを防ぐ役目を果している。
【0031】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の構成によれば、しゃ断器の本体ケースに対し、上方から過電流引外しユニット,零相変流器,トリップコイルユニット,およびプリント板/プリント板ケース組立体の各ユニット部品をいわゆる「落とし蓋方式」の要領で順に積み重ねて定位置に組み込むと、この組み込み過程で主回路導体,零相変流器,トリップコイルユニットから上方に起立して引出した接続導体の先端とプリント板の周縁に配列して形成した漏電検出回路の各端子,ないしは該端子に接続してプリント板ケースの外周に引出した外部接続導体片とが個々に合致して突き合わされた状態となる。これにより、続く半田付け工程では本体ケースの上方からツールを挿入して各部の半田付けを一括して行うことができる。
【0032】
これにより、人手作業に頼らずににロボットによる自動組立方式で漏電しゃ断器を組み立てることが可能となり、製品の生産性向上と併せてコストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるプリント板と電源,入力,出力の接続導体との接続構造を示す図であり、(a) は各部品を模式的に表した配置図、(b),(c) はその一部導体の接続直前,半田付け後の接続状態を表す拡大断面図
【図2】図1と異なる実施例によるプリント板と電源用接続導体との接続構造を示す図であり、(a),(b) はそれぞれ正面図,側断面図
【図3】図2とさらに異なる実施例の接続構造を表す側断面図
【図4】図3に示した接続構造でその外部接続導体片にリードフレームを採用した実施例を示し、(a),(b) はそれぞれリードフレームの平面図,側断面図、(c) は外部接続導体片をプリント板ケースと一体成形してプリント板に接続した組立状態を表す側視断面図
【図5】図3に示した接続構造でその外部接続導体片をプリント板ケースに差し込み装着した実施例を示し、(a),(b) はそれぞれ装着前,装着後の各状態を表す側視断面図
【図6】本発明による漏電しゃ断器全体の組立構造を表す内部機構図
【図7】図6における要部部品の分解斜視図
【図8】従来における漏電しゃ断器の組立構造を表す図
【符号の説明】
1 本体ケース
1a 下部ケース
1b 上部カバー
2 電源側端子
3 負荷側端子
3a プリント板の電源用接続導体
4 固定接触子
5 可動接触子
7 過電流引外しユニット
7a ユニットケース
8 零相変流器
8a,8b 二次出力の接続導体
9 プリント板
9a 穴明きランド
10 トリップコイルユニット
10a トリップコイルの接続導体
12 プリント板ケース
12a 支持脚
12b 接続導体挿入穴
15 半田
16 外部接続導体片
16a リードフレーム
Claims (8)
- 電路の漏電発生を検出して主回路接点を開離する漏電しゃ断器であり、しゃ断器の本体ケースに零相変流器,トリップコイル,過電流引外し装置のユニットケース,および漏電検出回路を搭載したプリント板を組み込み、該プリント板の電源端子,信号入力端子,信号出力端子をそれぞれ主回路導体の相間,零相変流器の二次側,トリップコイルに接続したものにおいて、
本体ケースに組み込んだユニットケース上に前記零相変流器及びトリップコイルを載置して定位置に位置決め保持するとともに、プリント板を樹脂成形品としてなるトレー形のプリント板ケースに収容した上で、該プリント板ケースをユニットケース上に載置した零相変流器,トリップコイルの上方から前記ユニットケース上に位置決めして固定するとともに、
主回路導体,零相変流器,トリップコイルからそれぞれ引出してプリント板に接続する各接続導体を上方に立ち上げてその先端をプリント板の各端子に対応させて配列し、プリント板とそのケースの組立体を本体ケース内の定位置に組み込み込んだ状態で、前記の各接続導体とプリント板の各端子との間を相互接続したことを特徴とする漏電しゃ断器。 - 請求項1記載の漏電しゃ断器において、プリント板の各端子に対応する穴開きランドを形成するとともに、プリント板ケースの底面には前記の穴開きランドと個々に対応する直下位置に接続導体貫通穴を開口し、プリント板とそのケースの組立体を本体ケース内に組み込んだ状態で、下方から立ち上がる各接続導体の先端をプリント板ケースの底面側からプリント板の穴開きランドに直接差し込んで半田接合したことを特徴とする漏電しゃ断器。
- 請求項1記載の漏電しゃ断器において、プリント板の各端子に対応するランドに一端を接続した外部接続導体片の他端をプリント板ケースから引出してその外周域に配列し、プリント板とそのケースの組立体を本体ケース内に組み込んだ状態で、前記の外部接続導体片と下方から立ち上がる各接続導体の先端とを突き合わせて半田接合したことを特徴とする漏電しゃ断器。
- 請求項3記載の漏電しゃ断器において、プリント板の各端子に接続した外部接続導体片を、プリント板ケースの側壁の上を乗り越えてその外周側に引出したことを特徴とする漏電しゃ断器。
- 請求項3記載の漏電しゃ断器において、プリント板の外部接続導体片を、プリント板ケースを貫通してその外周側に引出したことを特徴とする漏電しゃ断器。
- 請求項5記載の漏電しゃ断器において、プリント板に接続する外部接続導体片にリードフレームを採用し、該リードフレームをプリント板ケースと一体成形してその外周側に引出したことを特徴とする漏電しゃ断器。
- 請求項5記載の漏電しゃ断器において、プリント板に接続する外部接続導体片をプリント板ケースの底壁を貫通してその外周側に引出したことを特徴とする漏電しゃ断器。
- 請求項7記載の漏電しゃ断器において、プリント板ケースの裏面に外部接続導体片の露呈部分を覆って絶縁カバーを被着したことを特徴とする漏電しゃ断器。
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