JP2016184465A - 回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、複数の端子を一群として制御回路基板に取付けた構造を有し、複数の端子に接続部をハンダ接続する際に、適正なハンダフィレットを形成することが実現された回路装置を提供することにある。
【解決手段】複数の端子２１が一群として取付けられた制御回路基板１を有する回路装置Ｓに関する。端子２１には、電子回路１１と接続するための基板連結部２１Ａが形成されている。この基板連結部２１Ａは、制御回路基板１と対面する基板接触面２１ａと、制御回路基板１の配置方向と反対方向側を規定する反対側面２１ｂと、を有して構成されるとともに、この基板連結部２１Ａには、基板接触面２１ａと反対側面２１ｂとを貫通する抜き孔１２１が形成されている。この抜き孔１２１は、基板接触面２１ａ側の開口面積よりも、反対側面２１ｂ側の開口面積の方が大きくなるように穿たれており、基板連結部２１Ａと電子回路１１とは、ハンダ接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明はモータ等に使用される回路装置に係り、特に、複数の端子が一群として取付けた制御回路基板を有する回路装置に関するものである。

モータ等の機器を制御するために制御回路基板が使用されるが、この制御回路基板に形成された回路には、端子の一端部が接続されて、回路装置が形成される。
一方、このような端子は複数存在するが、作業性等を考慮し、これら複数の端子を一群として、制御回路基板へと接続することが多い。
このような場合には、複数の端子を樹脂製のホルダ部材にまとめて、このホルダ部材ごと制御回路基板に端子を取付ける。
つまり、ホルダ部材の端部からは、全端子の一部が露出するように構成されており、このホルダ部材を制御回路基板に取付ければ、全端子の露出部分が回路と接触するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の技術には、コネクタハウジング側の複数の端子をコネクタハウジングにてまとめ、制御回路基板の回路に接続する技術が開示されている。
特許文献１に記載された従来技術には、コネクタハウジングと制御回路基板とを固定するために、当該接触箇所をハンダ付けする技術が開示されている。
また、ハンダ付けによる問題点を解消するための技術として、特許文献１では、端子の接続端部を加工し、弾性力による端子と回路の接合を行うことが開示されている。つまり、端子の接続端側に下方向（つまり、回路側に向かう方向）へと凸となった凸部を形成し、当該凸部により、回路部分を押圧することにより、当該部分の接続をはかるものである。

特開２０００−１８２６９４号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、複数の端子の接続端側全てに凸部を加工形成する必要があり、コスト面及び作業性において不利であるとともに、押圧力での接触であるため、固定性においても不利である。
このため、ハンダ付けにより固定することが望ましいが、これには、従来技術での問題としても挙げられるように、単位個々の形状の問題（つまり、露出部の長さ等の寸法上の問題）や、制御回路基板自体の問題（例えば、板厚、接続部の形成位置、反り、歪み等の問題）は避けられず、各端子と回路との間において、上下方向（制御回路基板の厚み方向）の距離差のばらつきが生じてしまうという問題点があった。
つまり、これにより、ハンダ付けの不均一が生じてしまう。
このような問題を解決するために、端子の接続部の中央に貫通孔を形成し、ハンダの抜き孔とする技術も提案されているが、複数の端子をまとめて実装する際に、実装力の力加減においては、一部の端子と回路との距離が必要以上に近くなり、相対的にハンダ量が当該部分において過剰となってしまう。このため、図６に示すように、適正なハンダフィレットＨ１が形成されず、溢れたハンダにより、ハンダボールＨ１００が形成される恐れがあり、これが端子実装不具合につながる可能性を否定することができなかった。

本発明の目的は、上記各問題点を解決することにあり、複数の端子を一群として制御回路基板に取付けた構造を有する回路装置において、複数の端子に接続部をハンダ接続する際に、適正なハンダフィレットを形成することが可能な回路装置を提供することにある。

上記課題は、本発明に係る回路装置によれば、複数の端子が一群として取付けられた制御回路基板を有する回路装置であって、前記端子には、前記制御回路基板に形成された電子回路と接続するための基板連結部が形成されており、該基板連結部は、前記制御回路基板と対面する基板接触面と、該基板接触面に対し前記制御回路基板の配置方向と反対方向側を規定する反対側面と、を有して構成されるとともに、前記基板連結部には、前記基板接触面と前記反対側面とを貫通する抜き孔が形成されており、該抜き孔は、前記基板接触面側の開口面積よりも、前記反対側面側の開口面積の方が大きくなるように穿たれており前記基板連結部と前記電子回路とは、ハンダ接合されていることにより解決される。

このように、本発明によれば、端子の形成された基板連結部に抜き孔を形成した。
この基板連結部は、制御回路基板に形成された制御基板のパッド部にハンダ接合により連結される部分であり、抜き孔は、基板連結部を構成する基板接触面と反対側面とを貫通するように穿たれた孔である。
よって、基板連結部を電子回路にハンダ接合した場合、余剰のハンダは、この抜き孔に流入し（つまり、この抜き孔により余剰ハンダが吸収される）こととなる。
このとき、この抜き孔は、基板接触面側の開口面積よりも、反対側面側の開口面積の方が大きくなるように穿たれるため、余剰ハンダの流入容積を大きくとることができるとともに、当該抜き孔へのハンダの流入効率がよくなる。
また、本発明のように、複数の端子が一群として取付けられる場合には、端子のサイズ及び取付公差や、制御回路基板側の表面の反り及び凹凸等の公差、等の不可避な公差により、各端子と制御回路基板の電子回路との間の距離が均一ではなくなる。
しかし、本発明のごとく抜き孔を構成することにより、特に、端子と制御回路基板の電子回路との間の距離が近接している箇所においても、効率良く余剰ハンダを吸収し、適正なハンダフィレットを形成させることができる。
よって、ハンダボール発生等の不具合を有効に回避することができ、実装不具合を回避することが可能となる。

また、このとき、具体的な構成としては、請求項２に記載のように、複数の前記端子は、樹脂により形成された端子ホルダに支持されており、前記基板連結部は、複数の前記端子の前記制御回路基板側端部に形成されている。
更に、より具体的な構成としては、請求項３に記載のように、前記基板連結部は、前記端子の前記制御回路基板側端部を折り曲げ加工することにより、屈曲境界部から前記端子の前記制御回路基板側の自由端までの間の部分として規定されるものであり、前記基板連結部は、前記制御回路基板において前記電子回路が形成されている面と略平行となるように折り曲げられている。
このように構成されていると、一群となった複数の端子を一度に位置決めすることができるとともに、この際に生じる問題であった、各端子と制御回路基板の電子回路との間の距離の不均一に効果的に対処することが可能となり、請求項１の構成をより好適に具現化することができる。

更に、このとき、より好適な適用構成としては、請求項４に記載のように、前記抜き孔の内壁は、前記基板接触面側の開口から前記反対側面の開口に至る斜面として構成されているとよい。
また、別の好適な適用構成しては、請求項５に記載のように、前記抜き孔の内壁には、前記基板接触面側の開口よりも内径を大きくする段差形状が形成されているとよい。
このように構成されていると、効率的に余剰ハンダを抜き孔へ吸収することが可能となり好適である。

また更に、具体的な構成として、請求項６に記載のように、前記基板接触面側の開口及び前記反対側面側の開口は、略円形状の開口として形成されているとよい。
このように構成されていると、開口円形部は中心から円周囲までの距離が同一であるため、バランス良く余剰ハンダを吸収することが可能となる。

本発明に係る回路装置によれば、基板連結部を電子回路（パッド部）にハンダ接合した場合、余剰のハンダは、この抜き孔に流入（つまり、この抜き孔により余剰ハンダが吸収される）するが、抜き孔は、基板接触面側の開口面積よりも、反対側面側の開口面積の方が大きくなるように穿たれるため、余剰ハンダの流入容積を大きくとることができるとともに、当該抜き孔へのハンダの流入効率が良くなる。
また、様々な公差により、各端子と制御回路基板の電子回路との間の距離が均一ではない場合であっても、抜き孔を構成することにより、特に、端子と制御回路基板の電子回路との間の距離が近接している箇所においても、効率良く余剰ハンダを吸収し、適正なハンダフィレットを形成させることができる。このため、ハンダボール発生等の不具合を有効に回避することができ、実装不具合を回避することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る回路装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る端子と制御回路基板との接続部分を含む断面相当図である。 本発明の一実施形態に係る端子と回路との接続を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る複数の端子と回路の接続状態を示す説明図である。 改変例を示す説明図である。 従来例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本実施形態は、複数の端子を一群として制御回路基板に取付けた構造を有する回路装置に関するものである。
そして、このような回路装置において、複数の端子に接続部をハンダ接続する際に、適正なハンダフィレットＨ１を形成させることを実現させたものである。

図１乃至図４は、本発明の一実施形態を示すものであり、図１は回路装置の概略構成を示す斜視図、図２は端子と制御回路基板との接続部分を含む断面相当図、図３は端子と回路との接続を示す説明図、図４は複数の端子と回路の接続状態を示す説明図である。なお、図５は改変例を示す。また、比較のため、従来例を図６に示す。

図１に示すように、本実施形態に係る回路装置Ｓは、制御回路基板１、外部接続用の端子ユニット２、を有して構成されている。
なお、図示は省略するが、回路装置Ｓには、有底筐体状のケース部材が備えられており、端子ユニット２を実装した制御回路基板１は、このケース部材に内装される。このケース部材は、制御回路基板１及び端子ユニット２の保護ケースとしての役割を果たす。また、このケース部材を放熱性の高い素材（例えば、アルミニウム等）で形成したり、当該ケース部材と制御回路基板１との間に放熱グリスを介在させるよう構成すれば、制御回路基板１からの熱を放熱する機能もまた果たすことができる。

本実施形態に係る制御回路基板１は、図１に示すように、略矩形板状の基板であって、多数の電子部品を表面に固定し、その部品間を回路パターン配線で接続することで電子回路１１を構成する部材である。
この回路パターン配線は、プリント回路であっても導電線であってもよく、その端部は、端子２１との接続部分であるパッド部１１Ａとなっている。

端子ユニット２は、複数の端子２１と、これら複数の端子２１を一群にしてまとめる端子ホルダ２２と、を有して構成されている。
端子２１は、導線性部材で形成されたターミナルであり、長尺状の略矩形平板を屈曲形成したものである。
そして、その下端（制御回路基板１に接続される側端部）部分は、略直角に折れ曲るよう屈曲形成されており、当該屈曲した部分を「基板連結部２１Ａ」と記す。
この基板連結部２１Ａの中央部には、抜き孔１２１が形成されている。
この抜き孔１２１の形状は、通常の孔形状ではなく特殊な形状をとるが、本形状は、本実施形態の主要部分であるため、後に詳述する。

端子ホルダ２２は、樹脂製の矩形枠体であって、その枠部に複数の端子２１の一部分が各々固定されている。
この構成により、複数の端子２１を、一個ずつ配設するのではなく、端子ホルダ２２を位置決めすることにより、複数の端子２１が同時に位置決めされることとなる。

以上に説明した各部品は以下のように組み立てられる。
上述したように、複数の端子２１は、端子ホルダ２２に固定され、一個の端子ユニット２として構成されている。
本実施形態においては、全てのパッド部１１Ａは、同方向に向けて屈曲するように、端子ホルダ２２に固定されている。
そして、この端子ユニット２は、制御回路基板１に取付けられるが、このとき、各パッド部１１Ａに、全ての基板連結部２１Ａが各々積層載置されるよう、位置設計がなされている。
そして、このパッド部１１Ａに基板連結部２１Ａを積層させた状態で、ハンダＨにてハンダ付けを行い、端子２１を電子回路１１に接続した状態で固定する。

このように組み立てられるが、上述した通り、基板連結部２１Ａには抜き孔１２１が形成されている。
なお、以下、説明のため、基板連結部２１Ａのうち、制御回路基板１（パッド部１１Ａ）に対面する側の面を「基板接触面２１ａ」と記し、反対側の面を「反対側面２１ｂ」と記す。
この抜き孔１２１について、図２及び図３に示す。
この抜き孔１２１は、基板接触面２１ａと反対側面２１ｂとを貫通するように穿孔される孔であるが、この孔は、基板接触面２１ａから反対側面２１ｂへ向けて開口面積が広がるすり鉢形状（略円錐台形状）にくり抜かれた孔となっている。

このように抜き孔１２１が形成されていることにより、抜き孔１２１の内部容積を通常の孔（円柱形状にくり抜かれる）よりも増加させることができ、余剰なハンダＨを格納することができる。
また、抜き孔１２１は、反対側面２１ｂに向けて広がる孔であるため、余剰なハンダＨを効果的に反対側面２１ｂ方向へと押し上げることができる。

このような抜き孔１２１の効果について、図４により、更に詳しく説明する。
図４（ａ）に示すように、複数の端子２１は、そのサイズが各々異なるとともに、製造時点でのサイズ公差、被接続面となる制御回路基板１の反り等により発生する公差、表面の微細な凹凸等、により、基板接触面２１ａとパッド部１１Ａとの間の距離が微細に異なる。
なお、説明のために、図４においては、基板接触面２１ａとパッド部１１Ａとの間の距離を誇張して記載している。

このように、様々な要因により発生するサイズ公差により、基板接触面２１ａとパッド部１１Ａとの間の距離は、微妙に異なっている。
しかし、本実施形態に係る抜き孔１２１は、すり鉢状（略円錐台形状）にくり抜かれているため、図４（ｂ）に示すように、ハンダ付けを行った際、基板接触面２１ａとパッド部１１Ａとの間の距離が大きい端子２１（Ｐ１）を接合するに足るハンダＨを使用しても、基板接触面２１ａとパッド部１１Ａとの間の距離が小さい端子２１（Ｐ２）において過剰となったハンダＨは、効率良く抜き孔１２１に吸収される。
よって、適正なフィレット形状を安定して形成することができ、ハンダボールの発生を有効に抑制することができる。

以上のように、本実施形態に係る端子２１では、その基盤接合部２１Ａにおいて、その基板接触面２１ａから反対側面２１ｂに貫通する抜き孔１２１を形成し、この抜き孔１２１の形状を基板接触面２１ａ側から反対側面２１ｂにかけて広がるすり鉢状（略円錐台形状）にくり抜く構成とした。
これにより、基板接触面２１ａとパッド部１１Ａとの間の距離に差異があっても、余剰なハンダＨを当該抜き孔１２１に効率良く吸収することができ、よって、適正なフィレット形状を安定して形成することができる。

Ｓ・・回路装置、
１・・制御回路基板、１１・・電子回路、１１Ａ・・パッド部、
２・・端子ユニット、
２１・・端子、
２１Ａ・・基板連結部、２１ａ・・基板接触面、２１ｂ・・反対側面、１２１・・抜き孔、
２２・・端子ホルダ、
Ｈ・・ハンダ、Ｈ１・・ハンダフィレット、Ｈ１００・・ハンダボール

Claims (6)

1. 複数の端子が一群として取付けられた制御回路基板を有する回路装置であって、
   前記端子には、前記制御回路基板に形成された電子回路と接続するための基板連結部が形成されており、
   該基板連結部は、前記制御回路基板と対面する基板接触面と、該基板接触面に対し前記制御回路基板の配置方向と反対方向側を規定する反対側面と、を有して構成されるとともに、前記基板連結部には、前記基板接触面と前記反対側面とを貫通する抜き孔が形成されており、
   該抜き孔は、前記基板接触面側の開口面積よりも、前記反対側面側の開口面積の方が大きくなるように穿たれており、
   前記基板連結部と前記電子回路とは、ハンダ接合されていることを特徴とする回路装置。
2. 複数の前記端子は、樹脂により形成された端子ホルダに支持されており、
   前記基板連結部は、複数の前記端子の前記制御回路基板側端部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路装置。
3. 前記基板連結部は、前記端子の前記制御回路基板側端部を折り曲げ加工することにより、屈曲境界部から前記端子の前記制御回路基板側の自由端までの間の部分として規定されるものであり、
   前記基板連結部は、前記制御回路基板において前記電子回路が形成されている面と略平行となるように折り曲げられていることを特徴とする請求項２に記載の回路装置。
4. 前記抜き孔の内壁は、前記基板接触面側の開口から前記反対側面の開口に至る斜面として構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載の回路装置。
5. 前記抜き孔の内壁には、前記基板接触面側の開口よりも内径を大きくする段差形状が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載の回路装置。
6. 前記基板接触面側の開口及び前記反対側面側の開口は、略円形状の開口として形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の回路装置。
   
   
   

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