JPH0513916A - プリント配線板とプリント回路板及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線板８の部品穴に電子部品やデバ
イスの端子を実装し易くする。 【構成】 絶縁基板１の表面に導電性材料で形成された
導体パターン２とランド３とを有するものにおいて、ラ
ンド３を貫通する部品穴９と、この部品穴に連通してＶ
字形に広がる案内溝１０と、この案内溝の拡大した端部
に配設された開口部１１とを具備したことを特徴とする
プリント配線板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント配線板及びこの
プリント配線板を利用したプリント回路板と電子機器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子機器に用いるプリント配線板
は、図１２に示すように、絶縁基板１の表面に導電性材
料で導体パターン２を形成し、そのランド３に絶縁基板
１を貫通する部品穴４を設けた構成であった。 符号５
はプリント配線板を示す。

【０００３】このプリント配線板５上の所定の位置に、
図１３に示すように、電子部品６や電子デバイス等を搭
載し、それら部品類のリード線または端子を前記部品穴
４に挿通すると共に前記ランド３にハンダ付け接続をし
てプリント回路板７を構成していた。

【０００４】そして、このように、プリント配線板５に
部品類を搭載したプリント回路板７を電子機器に用いて
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
プリント配線板に搭載する電子部品やデバイスの端子数
が多くなると、部品孔の穴位置精度を要求されるばかり
でなく、部品実装時に部品類の端子を部品孔に挿通する
ことが困難になり、特に、電子部品やデバイスを予め電
子機器のフレーム等に機械的に装着してから、それらの
端子をプリント配線板の部品孔に挿通するような場合に
は、より挿通が困難になるという問題点があった。

【０００６】本発明はこのような問題点を解消できるプ
リント配線板及びこのプリント配線板を利用したプリン
ト回路板と電子機器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のプリント配線板は、絶縁基板（１）の表面
に導電性材料で形成された導体パターン（２）とランド
（３）とを有するものにおいて、ランド（３）を貫通す
る部品穴（９）と、この部品穴に連通してＶ字形に広が
る案内溝（１０）と、この案内溝の拡大した端部に配設
された開口部（１１）とを具備したことを特徴とする。

【０００８】複数の部品穴（９）にそれぞれ連通してＶ
字形に広がる各案内溝（１０）が、対応する部品穴
（９）から同じ方向に向いて広大していると効果的であ
る。前記プリント配線板（８）の対応する開口部（１
１）に電子部品又はデバイス（１３，１４，１５，１
６，１７）等の端子（１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６
ａ，１７ａ）を挿通してから、電子部品又はデバイス
（１３，１４，１５，１６，１７）等をプリント配線板
（８）と相対的に移動させて端子（１３ａ，１４ａ，１
５ａ，１６ａ，１７ａ）を部品穴（９）の位置に移して
ランド（３）にハンダ付け接続すると効果的である。

【０００９】電子部品又はデバイス（１３，１４，１
５，１６，１７）等が予め電子機器のフレーム（２５）
等に機械的に装着され、それ等の端子（１３ａ，１４
ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ）を前記プリント配線板
（８）のランドにハンダ付け接続するとよい。

【００１０】なお、前記プリント配線板（８）に、部品
穴（９）のランド（３）から引き出される導体パターン
（２）が通る幅（Ｗ）を残して、３方向に抜き取り部
（１１）（４２）（４３）を設け、端子（１３ａ）にハ
ーメチックシールがされている圧電膜センサ（１３）等
のデバイスを予め電子式ガスメータのフレーム（２５）
に機械的に装着し、それらの端子（１３ａ）をプリント
配線板（８）のランド（３）にハンダ付け接続するよう
にすると、経時変化に対する信頼性向上に効果的であ
る。

【００１１】

【作用】プリント配線板に電子部品やデバイスを搭載し
てそれらの端子を部品穴に挿通するに当り、先ず大きく
開口した開口部に端子を挿通し、プリント配線板と電子
部品やデバイスとを相対移動させることで、端子がＶ字
形の案内溝に案内されて部品穴の位置に正確に移動し、
容易に正しく位置決めされるため、ハンダ付け接続が確
実に行なわれる。

【００１２】又、プリント配線板（８）に設けた３方向
の抜き取り部（１１）（４２）（４３）はプリント配線
板を部分的にたわみ易くするため、経年変化等でプリン
ト配線板が変形して反っても、圧電膜センサ（１３）等
の端子にかかる作用力を制限する。

【００１３】

【実施例】第１図乃至第８図に示す実施例は、電子機器
としての電子式ガスメータに本発明を適用したもので、
ガスの流量に応じた周波数の流体振動を流路に発生させ
て、その周波数を電気信号に変換して積算計数すること
でガス使用量を計量するものであるが、微少流量では流
体振動が発生しにくいため、微少流量の計測は、いわゆ
る熱線式流量計の原理を用いたフローセンサで流量を検
出して電気信号に変換し、積算計数することで、計測で
きる流量範囲を広げている。

【００１４】又、ガス圧異常や、流量異常時とか地震発
生時にガスを遮断する遮断弁を備え、いわゆる安全機能
付の電子式ガスメータとして機能するばかりでなく、ガ
ス使用量を電話検針するための通信機能も備えている
が、このような電子式ガスメータは周知でフルイディッ
クガスメータとも呼ばれている。

【００１５】図の実施例において、８は本発明のプリン
ト配線板で、絶縁基板１の表面に導電性材料で形成され
た導体パターン２とランド３と、ランド３を貫通する部
品孔９と、この部品孔９に連通して下方に向ってＶ字形
に広がる案内溝１０と、この案内溝１０の拡大した端部
に配設された開口部１１とを具備している。

【００１６】１２は自動検針用の信号を外部に送出する
ための外部端子で、プリント配線板８の導体パターンに
電気的に接続された４本のピン１２ａを備えている。１
３は流体振動を検出して電気信号に変換する圧電膜セン
サで、５本の端子１３ａを備えている。これらの端子１
３ａはプリント配線板８の板面に直角になるように、圧
電膜センサのケースから後方に向って並んで突出してい
る。しかも、これらの端子１３ａは同一の水平面内に配
列されている。

【００１７】１４は微少流量を検出して電気信号に変換
するフローセンサで、１４ａはこのフローセンサ１４の
ケースから後方に向けて突出した４本の端子で、前記圧
電膜センサ１３の端子１３ａと同様に、プリント配線板
８の板面と直角で、同一水平面内に配列されている。

【００１８】１５は遮断弁 (電磁弁) で、後方に向けて
突出した２本の端子１５ａを備え、これらの端子１５ａ
は同一の垂直面内に配列されている。 １６はガス圧異
常を検出する圧力スイッチで、そのケースから後方に向
けて突出する２本の端子１６ａを備えており、これらの
端子１６ａは同一の水平面内に配列されている。

【００１９】１７は電子回路ユニットで、前記圧電膜セ
ンサ１３とフローセンサ１４からの流量信号を積算計数
してその結果を液晶表示器１８に表示する電子回路を実
装した積算基板１９及び前記遮断弁１５を開閉制御する
制御回路を実装したコントロール回路基板２０をプラス
チック枠２１に一体的に固定して構成されている。

【００２０】なお液晶表示器１８は第１図では積算基板
１９に搭載する以前の姿が示されているが、実際には積
算基板１９にハンダ付けして実装される。１７ａは電子
回路ユニット１７から後方に向けて突出した６本の端子
で、前記各デバイス１３, １４, １５, １６の端子の場
合と同様に同一の水平面内に配列されている。

【００２１】２２, ２３はコントロール回路基板２０に
実装した電池、２４はやはりコントロール回路基板２０
に実装した感震器で一定以上の震度の地震を検出して前
記制御回路２０に電気信号を伝える。

【００２２】２５はガスを通す流路本体で、アルミニウ
ムダイカストで作られ、下部にガスの入口２６と出口２
７としての口金が一体的に形成されている。圧電膜セン
サ１３とフローセンサ１４はガスメータの流路本体２５
の後側に、それぞれ、ねじ２８, ２９で装着されてい
る。

【００２３】遮断弁１５は流路本体２５の右側面にねじ
３０で装着され、圧力スイッチ１６は流路本体２５の上
部に装着されている。又、電子回路ユニット１７は流路
本体２５の上部にねじ３１で装着されている。

【００２４】このように、流路本体２５は、圧電膜セン
サ１３, フローセンサ１４, 遮断弁１５, 圧力スイッチ
１６等のデバイスや、電子回路ユニット１７を機械的に
取付けるためのフレームとしての役目も果している。

【００２５】プリント配線板８は第１図に示すように垂
直に立てた状態で、流路本体２５に装着された前記各デ
バイスや電子回路の後方から接近され、これら各デバイ
スや電子回路の各端子をプリント配線板８の対応する開
口部１１に挿通した状態で、プリント配線板８を下方に
移動させると、各端子は対応するＶ字形の溝に案内さ
れ、それぞれ対応する部品穴９に嵌合する。

【００２６】なお部品穴９はＶ字形の案内溝１０と連通
しているため、独立した円形の穴ではなく、Ｖ字形の案
内溝１０の幅がせまくなった溝の終端部であるが、こゝ
では従来からの慣用語に倣って部品穴の名称で表現した
ものである。

【００２７】３２はプリント配線板８のほゞ中央に明け
た案内穴で、部品穴９の場合と同様に、Ｖ字形の案内溝
３３と開口部３４とを備え、流路本体２５に突設した案
内軸３５を案内穴３２に嵌合させることでプリント配線
板８の位置決めがされ、組立の容易化を図っている。

【００２８】３６はプリント配線板８を流路本体２５に
固定するねじで、上述のようにプリント配線板８の案内
穴３２に案内軸３５を嵌合し、前記各端子をプリント配
線板８の対応する部品穴９に嵌合させ、ねじ３６をプリ
ント配線板８の孔３７を貫通して流路本体の雌ねじ３９
に螺着することで、プリント配線板８を流路本体２５の
取付面40に当てて固定する。

【００２９】そのあとで、各端子をプリント配線板８の
対応するランド３にハンダ付け接続する。図７は、プリ
ント配線板８の開口部１１にフローセンサ１４の端子１
４ａ を先ず挿入し、そのあとで矢印Ａに示すようにプ
リント配線板８を下方に移動させて、部品穴９に端子１
４ａ を嵌合させる組立工程を説明したものである。

【００３０】なお、9'は端子を嵌合する部品穴である
が、ランドを備えていないため、ダッシュを付けて部品
穴９と区別してあらわした。 Ｖ字形の案内溝１０' に
ついても同様である。

【００３１】図８はプリント配線板８のランドに対応す
る端子をハンダ付け接続して組み立てを完了した電子式
ガスメータで、符号41で示す２点鎖線はガスメータケー
スを示す。

【００３２】ところで、上記電子部品又はデバイスのう
ち、圧電膜センサ１３、フローセンサ１４はガスシール
を行なう目的で端子１３ａ、１４ａにハーメチックシー
ルがなされている。

【００３３】そして、図８のようにハンダ付け接続して
組み立てを完了した電子式ガスメータでは、温湿度スト
レス等による経時変化でプリント配線板８が反って、端
子１３ａ等に対して圧縮、引抜き力として作用する。

【００３４】このようにプリント配線板８が反るのは、
例えば吸湿によりプリント配線板８の絶縁基板が膨脹す
ると、片面基板では銅箔が単面のためプリント配線板が
バイメタル状に曲がって反るのである。

【００３５】このようなプリント配線板の反りによる端
子１３ａ等に作用する圧縮、引抜き力は、端子のハーチ
メック部の破壊に繋がり、電子式ガスメータにとって致
命的な障害となる。

【００３６】図９の第２実施例は、このようなハーメチ
ック部の破壊の虞れのないプリント配線板の形状を用い
たものである。この実施例では、圧電膜センサ１３の端
子１３Ａのハーメチック部に、プリント配線板８の反り
による大きな圧縮、引抜き力が作用しないように、プリ
ント配線板８の端子１３ａをハンダ付けする部分が極部
的に厚み方向に動き易いように、一端固定のはりの自由
端のように形成した。

【００３７】即ち、プリント配線板に端子１３ａをハン
ダ付けするランド３から引き出された導体パターン２が
通る幅（約１０mm）を残し、３方向に抜き取り部を設け
た。これら３方向の抜き取り部の一つは開口部１１が兼
ねており、他の二つの抜き取り部は符号４２と４３で示
す。

【００３８】この３方向の抜き取り部を設けたことによ
り、経時変化でプリント配線板が反っても、圧電膜セン
サの端子にかかる力を、ハーメチックシール部が破壊さ
れない程度に制限することができた。

【００３９】図１０に、プリント配線板の抜き取り部の
形状寸法を変えた時の、端子に作用する力の実験値を示
す。図１０のデータは、図１１のように、三つの部品穴
９を設け、これらの部品穴のランド３から引き出される
合計３本の導体パターン２が通る幅Ｗ[mm]と、端子が取
付けられる部品穴９から曲げ部までの長さＬ[mm]とを変
え、部品穴９の位置での（長さＬの前記はりの）厚み方
向へのたわみを 0.5mmとしたときの、端子にかかる荷重
（つまり部分穴９の位置での荷重）を示し、絶縁基板１
の厚みは１mmである。

【００４０】この図１０から明らかなように、導体パタ
ーン２が通る幅Ｗとして約１０mmを残し３方向に抜き取
り部を設けたことにより、厚み１mmのフェノール基板の
場合、端子ピンの位置即ち部品穴の位置から曲げ部まで
の長さＬを２０mm程度とすれば 0.5mmの変位（たわみ）
に対し、300gr 以下の力とすることができ、ハー メチ
ックシールの破壊を防止できる程度の力に制限できた。

【００４１】

【発明の効果】本発明のプリント配線板は、上述のよう
に構成されているので、搭載するデバイス等の端子のピ
ッチや、プリント配線板自体の部品穴のピッチの加工精
度を従来技術のように高精度にしなくても容易に実装作
業ができるため、端子や部品穴のピッチの加工精度がラ
フで良く、組立も容易になるという効果がある。

【００４２】特に、デバイス等の部品を予め電子機器の
フレームに取付けてから、それらの端子にプリント配線
板をハンダ付け接続する場合には、デバイスの数が多い
と端子位置精度が出難いが、そのような場合でも組立が
容易であるため、より効果的である。

【００４３】又、経年変化等によるプリント配線板の反
りによる作用力がデバイスのハーメチックシール部を破
壊する虞れがなくなるため、電子式ガスメータ、特にフ
ルイディックガスメータの信頼性向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を斜め後方からみた一部分解斜
視図。

【図２】圧電膜センサの図で（ａ）は背面図、（ｂ）は
右側面図。

【図３】フロ−センサの図で（ａ）は背面図、（ｂ）は
右側面図。

【図４】遮断弁の上面図。

【図５】圧力スイッチの左側面図。

【図６】図５の圧力スイッチの端子の拡大右側面図。

【図７】本発明のプリント配線板へのフローセンサ端子
の挿入嵌合工程を説明する部分拡大背面図。

【図８】図１の実施例の組立状態を示す斜め後方からみ
た斜視図。

【図９】本発明の第２実施例を斜め後方からみた一部分
解斜視図。

【図１０】本発明の第２実施例に用いるプリント配線板
のたわみ荷重を説明する線図。

【図１１】図１０の線図のデータを得るためのプリント
配線板の部分拡大背面図。

【図１２】従来技術のプリント配線板の一部を示す斜視
図。

【図１３】従来技術のプリント回路板の一部を示す斜視
図。

【符号の説明】

１ 絶縁基板 ２ 導体パターン ３ ランド ８ プリント配線板 ９ 部品穴 １０ Ｖ字形の溝 １１ 開口部（抜き取り部） １３ 圧電膜センサ １４ フローセンサ １５ 遮断弁 １６ 圧力スイッチ １７ 電子回路ユニット １３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ 端子 ２５ フレーム (流路本体) ４２、４３ 抜き取り部 Ｗ 幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 稔彦 愛知県名古屋市熱田区千年一丁目２番70号 愛知時計電機株式会社内 (72)発明者 神田 廣一 愛知県名古屋市熱田区千年一丁目２番70号 愛知時計電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板（１）の表面に導電性材料で形
   成された導体パターン（２）とランド（３）とを有する
   ものにおいて、ランド（３）を貫通する部品穴（９）
   と、この部品穴に連通してＶ字形に広がる案内溝（１
   ０）と、この案内溝の拡大した端部に配設された開口部
   （１１）とを具備したことを特徴とするプリント配線
   板。
2. 【請求項２】 複数の部品穴（９）にそれぞれ連通して
   Ｖ字形に広がる各案内溝（１０）が、対応する部品穴
   （９）から同じ方向に向いて広大していることを特徴と
   する請求項１記載のプリント配線板。
3. 【請求項３】 電子部品又はデバイス（１３，１４，１
   ５，１６，１７）等の端子（１３ａ，１４ａ，１５ａ，
   １６ａ，１７ａ）を請求項１又は２記載のプリント配線
   板（８）の対応する開口部（１１）に挿通したあと、電
   子部品又はデバイス（１３，１４，１５，１６，１７）
   等をプリント配線板（８）と相対的に移動させて端子
   （１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ）を部品穴
   （９）の位置に移してランド（３）にハンダ付け接続し
   たことを特徴とするプリント回路板。
4. 【請求項４】 電子部品又はデバイス（１３，１４，１
   ５，１６，１７）等が予め電子機器のフレーム（２５）
   等に機械的に装着され、それ等の端子（１３ａ，１４
   ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ）を請求項１又は２記載の
   プリント配線板（８）のランド（３）にハンダ付け接続
   したことを特徴とする電子機器。
5. 【請求項５】 部品穴（９）のランド（３）から引き出
   される導体パターン（２）が通る幅（Ｗ）を残して、３
   方向に抜き取り部（１１）（４２）（４３）を設けた請
   求項１のプリント配線板（８）を用い、端子（１３ａ）
   にハーメチックシールがされている圧電膜センサ（１
   ３）等のデバイスを予め電子式ガスメータのフレーム
   （２５）に機械的に密着し、それらの端子（１３ａ）を
   前記プリント配線板（８）のランド（３）にハンダ付け
   接続したことを特徴とする電子機器。
6. 【請求項６】 電子式ガスメータが、流体振動を圧電膜
   センサ（１３）で検出して流量を計測するフルイディッ
   クガスメータであることを特徴とする請求項５記載の電
   子機器。