(57)【要約】      （修正有）【課題】ブレッドボードを使わずに、半田作業が不要で、かつ、回路図通りの部品配置を実現できる電子回路の学習教材を提供する。【解決手段】ピンソケット１３の底面のピン間に、導電体をはめ込むことにより、ピンソケット間を接続し、電子部品をピンソケット１３に差し込み、電子部品に対応した電子モジュールを使って回路図通りに配置し、ピンソケット間をジャンパー線で接続することにより、回路図通りのレイアウトと配線を実現する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ピンソケトを回路部品に合わせて切断し、底面側のピンに導電体を押し込み方式で、はめ込み、ピン間を接続させる手段と、ピンソケットをユニバーサル基板にピンを差し込んで位置を固定する手段と、ピンソケット間をジャンパー線で接続する手段と、回路図の配置と同じ実態配線にすることにより、半田付作業を不要としたことを特徴とした電子回路の学習教材。
【請求項２】
前記請求項１に於いて、ピンを折り曲げて、となりのピンと接続することにより導電体がなくてもピン間の接続をすることを特徴とした電子回路の学習教材。
【請求項３】
前記請求項１に於いて、ピンソケットをユニバーサル基板にピンを差し込んで位置を固定する手段と、ピンソケット間をジャンパー線で接続する手段と、回路図の配置と同じ実態配線にすることにより、半田付作業を不要としたことを特徴とした電子回路の学習教材。
【請求項４】
前記請求項１に於いて、導電体をピンの位置に合わせて、接触面積を増やすためあらかじめ切り込み加工をほどこし、接触面積と接触圧力を増やすことを特徴とした電子回路の学習教材。
【請求項５】
前記請求項１に於いて、導電体を、あらかじめモード配線してあるソケット型配線基板と、ソケット型配線基盤をピンに差し込んでピン間を接続させる手段と、ピンソケットをユニバーサル基板にピンを差し込んで位置を固定する手段と、ピンソケット間をジャンパー線で接続する手段と、回路図の配置と同じ実態配線にすることにより、半田付作業を不要としたことを特徴とした電子回路の学習教材。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  電子回路の実験、学習等に利用する電子部品の配線方式に関する。
【背景技術】
【０００２】  科学力向上のために、種々電子部品を組み合わせた電子装置のキットが発売されている。
一方、教育を担うボランティアの人も増加している。しかし、電子装置の実験、学習するためには、半田作業が必要なケースが多く、工作に必要なやり直しがしにくい。また、回路図通りの位置に部品や、配線ができる方式が望まれている。現状は、内部で接続されている配線基板（以下ブレッドーボードという）が利用されている。ブレッドーボードは配線数が少ない利点は有るが、既に配線されている部分が目視ではわからず、また配線ルートや部品配置が限定され回路図通りではない。そのため学習者の発想力や、電子回路の学習を伸ばす安価で回路図通りの配置配線ができる学習教材が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録番号第３００９０３６号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】  電子工作は、回路図と製作した回路の部品、配線レイアウトが一致していると、学習上理解し易くなる。回路を検討し、試行錯誤する上で配線を追う作業は思考が途切れ、新たな回路考案の支障となる。特許文献１「トランジスタの回路短時間習得学習用実験基板キット」が公開されているが、ソケットを事前に半田付けしておく必要があり、事前コストがかかる。特許文献２「電子回路学習用テンプレート」では、半田付けは不要の方式であるが、ブレッドボードを利用するため、回路図通りの配線にならない問題点があった。また、電子部品モジュール化して、配線無しで、回路を構成する方式もあるが、回路図と同じ電子部品の配置や配線になっていないことや、電子部品をブロックに入れ、半田配線をするため、高価であり、電子部品の種類も限定される。本方式は、電子部品を搭載した新たなモジュール化する方法を考案し、ブレッドボードを使わずに半田作業が不要で且つ、回路図通りの配線を実現する。
課題を列挙すると、１）回路の動作を簡単に理解できる、２）電子部品の機能を理解し易い、３）部品の変更が容易、さらには、信号測定のポイントがすぐわかる。
上記を実現すためには、１）回路図通りの部品配置と配線、２）電子部品のモジュール化、３）構成部品の入手が容易で安価、４）小箱にも収納可能な小型化
等々を実現する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】半田作業の不要化とモジュール化をするため、半田不要なピンソケットを利用し、電子部品をピンソケットにさし込む小さなカプセル方式とする。多数連結され安価に販売されているピンソケット１３を切断し、ピンソケットのピン側で、導電体をはめ込み、渡り接続をする方法で実現可能とする。以下、ソケット側をソケットカプセル、電子部品を実装した全体を電子カプセルと呼ぶ。電子カプセルを、回路図通りに配置し、各電子カプセル間はジャンパー線で配線する。この場合、電子カプセルのソケットは、２ソケット〜４ソケット程度が接続されるのでジャンパー線をソケットに差し込むことにより、電子部品の接続が可能となる。２ソケットの場合は、ピンソケットのピンを折り曲げて対向するピンに接触させ接続する。
【考案の効果】
【０００６】本方式によれば、電子部品を電子カプセルとしてモジュール化し、回路図通りの部品配置が可能となる。各電子カプセル間の接続は、ピンソケットの裏面で導電体により接続されたソケットを利用してジャンパー線で接続することにより半田付が不要で、電子回路通りの配線に好適な学習教材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】学習教材の電子部品の配置及び結線を示す図
【図２】学習教材の電子回路図
【図３】３端子部品を電子ソケットに実装した外観例と底面の接続を示す図
【図４】電子ソケットの製作方法を示す図
【図５】電子ソケットの接続例を示す図
【図６】各回路部品に対応した電子カプセルの一例を示す図（部品実装のソケット側とピン側の接続の両方を重ねて表示した図）
【図７】ソケットピンの溝を前もって切り抜いた導電体とピンを示す図
【図８】ピン寸法に合わせて穴をあけ、はめ込み方式を示した図
【図９】ソケット付き接続基板をはめ込方式を示した図
【実施例】
【０００８】図１に学習教材の電子部品の配置及び結線を示す。ここでは、小さな箱に入るメロディーＩＣを使って音を出す電子回路（メロディーの小箱）を例に説明する。ユニバーサル基板１１に配置した電子回路の実体配線図を示す。また、図２に学習教材の電子回路図を示す。本回路は、電池２１を電源として、メロディーＩＣ２４の信号をトランジスタ２６で増幅し、スピーカ２７を駆動する回路例を示している。これら使用している部品をまとめて電子部品２０と呼ぶ。図１と図２を対応させると、配置、接続関係が理解しやすい構成になっていることが分かる。本回路は基本形で、学習期待効果は、自ら発想し、変更したときに、どのような特性になるかを考えることにある。抵抗値を変更、発光ダイオードを逆接続したときの特性の変化等々は、回路図と、実際の実験装置が一致して、初めて考えるベースができる。ちなみに、発光ダイオードを逆接続しても、発光ダイードは光る特性となる。これは、メロディーの信号が矩形波のため、スピーカのコイルのエネルギーが回生され、逆向きに電流が流れることによる。実際に実配線を見ただけで思考できる程度に回路図と対応していることにより、原因の究明の思考が働くようになる。【０００９】図３に３端子部品を電子ソケットに実装した外観例と底面の接続を示す。
図３−（１）にピンソケット１３にトランジスタを挿した状態を示す。図３−（２）に裏面の接続状態を示す。上部と下部の各４つのピンに四角い導電体４２（図４）を押し込んで接続し、中央のピンは、折り曲げ隣のピンと接続する。ピン間のピッチは、２．５４ｍｍなので、四角い導電体４２は、厚さ０．３ｍｍ、一辺が３．５ｍｍの正方形に切断したものをピンのエッジに押しつけることにより接続する。ピンソケット１３のピン側に四角い導電体４２をはめこめことによりピン間の接続を実現し、ジャンパー線１４の接続用ソケットにも接続可能とする。寸法は、ピンの寸法に合わせて調整する。
図４に電子ソケットの製作方法を示す。ソケットカプセルの製作方法は、通常長いピンソケット１３必要なソケット数で分割する。良く利用する図５のソケットカプセル（５−２）を例にした製作方法を説明する。導電体４２は０．３ｍｍ厚さのものを使う。通常、導電体４２は銅板を利用するので０．２ｍｍでは、腰が弱く外れる可能性があるので注意深く製作する。次に製作手順の詳細を説明する。他の導電材料の場合は、接触状況により厚さを選択する。【００１０】（１）０．３ｍｍの導電体４１を短冊状に３．５ｍｍ幅で切断する。（２）ニッパ等で３．５ｍｍの正方形になるように切取る。ソケットのピンのエッジと導電体４２のエッジが食い込むように切る長さを調整する。
（３）（４）ピンセットを使い、４つのピンの間に斜めに導電体４２を置く。（５）小型のマイナスドライバでピンの間に導電体４２を押しつける。（６）４本のピンの内、１本を曲げて、導電体４２が抜けないようにする。（７）中央のピンの片方の先端をわずかに切断、反対ピン側へ曲げてピン同士を接触させる。ここの方式によりピンのエッジと導電体４２のエッジが押しつけ圧力により接触し、接続される。
その他のソケットカプセルも同様に製作する。導電体４２の抜けを防ぎ、かつ接触信頼性を向上っせるため、導電体４２で接続されたピンを同様に対向するピンへ曲げて接続することにより、信頼性を向上させることができる。【００１１】図５にソケットカプセルの接続例を示す。ソケットカプセルの接続モジュールの種類として、代表的なものを（３−１）〜（１１−１）に示す。図５の（５−２）がトランジスタ２６用ソケットカプセルの接続となる。抵抗２５、コンデンサ２３も同様に利用できる。但し接続箇所が少ない場合は、（３−１）も利用可能である。スイッチ２２は（５−２）、電池２１は、（１１−１）を使用する。今回スピーカ２７は各種あるが、小型の１２φｍｍを使う場合は（６−１）を使用する。ソケットカプセルは接続を限定し、種類を少なくすることは、価格や電子部品の準備上も重要なファクタとなる。前述のメロディーの小箱では、（５−２）が６個、（５−３）が１個、（６−１）が１個、（１１−１）が１個の４種類合計９個で実現可能である。
図６に各回路部品に対応した電子ソケットの一例を示す。ピンソケット１３の表裏位置関係が分かり易いように、部品実装の上面のソケット側と底面のピン側の接続の両方を重ねて表示した図である。
左側３種類が３端子の電子部品、右側３種類が２端子の電子部品の例である。コンデンサ２３、メロディーＩＣ２４、抵抗２６、トランジスタ２６をそれぞれソケットカプセルに挿入し、電子カプセルを製作する。電池２１や、スイッ２２チもソケットカプセルにさし込みモジュール化する。これらは全て、ソケットカプセル図５の（５−２）を使用する。【００１２】部品の配置は、回路図通りになるように配置する。この場合、位置決め、変更が可能なように２．５４ｍｍピッチで穴の空いたユニバーサル基板１１を利用する。ピンを基板のスルーホールに挿して位置を固定する。回路図に合わせて上下を電源関係とし、電子カプセルを配置する。この場合、トランジスタ２６や、メロディーＩＣ２４は、回路図に表示される端子の位置と実際の端子位置が異なっている。回路図では通常上からコレクタ（Ｃ）、ベース（Ｂ）、エミッタ（Ｅ）がとなるが、実際の部品ではベース（Ｂ）、コレクタ（Ｃ）、エミッタ（Ｅ）の順になる。この違いを明確にするため、電子カプセルの側面に、接続図シート４４で、ソケットピンの接続関係と、Ｂ，Ｃ，Ｅの位置を明示して分かり易くする方式とする。電子カプセルには、図３の接続図シート４４を電子カプセルの側面に貼りつけ分かりやすくする。【００１３】さらに進めた方式として図７にソケットピンの溝を前もって切り抜いた導電体７１の例を示す。導電体７１の加工工数は増えるが、前もって、ピンの寸法に合わせて導電体をカットしておくことにより、接触信頼性を高め、導電体７１がピンから抜けにくくする効果がある。
図７−（１）に加工導電体７１のカット状態を、図７−（２）に加工導電体７１をピンにはめ込んだ状態を示す。この場合も同様に、ピンを曲げて、さらに接触信頼性を高め、抜けにくくする効果は前述と同様である。
図８にピン寸法に合わせて穴をあけ、はめ込み方式にした場合を示す。導電体にピンの寸法に合わせて穴を空け、ピンを差し込んで、ピン間の接続をする。この場合も２ピン間の接続、４ピン間の接続用の穴あけ型導電体８１を準備し、ピンにははめて押し込むことにより接続する。穴あけ型導電体８１は４ピン間の接続の例を示している。接続するピンの数により、穴の個数を変えることも可能である。【００１４】本方式を工業的な量産効率を考慮した場合を、図９のソケット付き接続基板をはめ込方式に示す。
この場合は、絶縁基板の上の接続モードを形成しておき、各モードにピンを差し込むソケットを埋め込む。電子部品の接続に対応した基板を選択して、ピンに差し込むことにより自由な接続が可能となる。図９−（１）はピン４個（ソケット型導電体９１）とピン２個（ソケット型導電体９２）の組み合わせの例を示す。図９−（２）に、１枚の絶基板の上によく使われる接続パターンを形成し、利用した例を示す。この方式によれば、前述のトランジスタやＩＣのピン配置が回路図と異なる場合でも、接続モードをいれかえる事により、回路図通りの配線が可能となる。
【符号の説明】
【００１５】１１：ユニバーサル基板
１２：グリッド上に配置されたメッシュ状のスルーホール
１３：ピンソケット
１４：ジャンパー線
２０：電子部品の総称
２１〜２８：各電子部品
４１：導電体
４２：切断した導電体
４３：ピンソケットの底面側のピン
４４：接続図シート
６１：３端子ＩＣの電子カプセル
６２：３端子トランジスタの電子カプセル
６３：３端子スイッチの電子カプセル
６４：２端子抵抗の電子カプセル
６５：２端子コンデンサの電子カプセル
６６：２端子発光ダイオードの電子カプセル
７１：加工導電体
８１：穴あけ型導電体
９１：ソケット型導電体（４点接続）
９２：ソケット型導電体（２点接続）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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