JP4152662B2 - 結線基板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は結線基板に関し、特に、リード線等の電線接続部間の電気的絶縁が充分になされることによって、各回路間の絶縁特性を高めることのできる、回転電機用の結線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型サーボモータ、ＤＣブラシレスモータ、小型インダクションモータ等の回転電機において、コイル間の結線と、それらコイルと電源等を結ぶためのリード線とを接続するための電線接続部が、結線基板上に設けられている。
【０００３】
図５は、従来の回転電機用結線基板の構造について、その一例を示す平面図、正面図、および側面図である。図において従来の結線基板は、たとえば基板１０上に、接地端子部と三相分のリード線接続に係るプリント基板配線回路（以下、「回路部」ともいう。）３１、３２、３３、および３４が配置されていることを主たる構成とする。該基板１０は、回転電機軸心の同心円上に一部欠切された略円環状の形状をとり、その一部からは回転電機軸心から遠心方向に帯状片部である接続端子部１０１が延設されているため、該基板１０は円環部１０２と該接続端子部１０１とを備えた構造をとる。前記回路部３１、３２、３３、および３４は該円環部１０２から該接続端子部１０１へと延設され、その端部には、ハンダ付け作業時等にリード線を仮固定するための穴であるリード線固定穴をそれぞれ有する、裸導電部である電線接続部（以下、「ランド」ともいう。）１１、１２、１３、および１４が、それぞれ設けられており、これら電線接続部１１、１２、１３、および１４ではリード線がハンダ付けにより固定されて、各回路部３１、３２、３３、および３４と電源との接続がなされる。
【０００４】
該電線接続部１１、１２、１３、および１４は前記接続端子部１０上において、該接続端子部端部と平行な一直線上に配置されており、これらは相互に間隔Ａの幅で離間されて設けられることによって、相互の電気的絶縁が図られている。係る電気的絶縁を充分なものとして、各回路部３１、３２、３３、および３４間の絶縁特性を高める方法としては、該間隔Ａを大きくすることが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ハンダ付け工程における一定の作業性確保のためにはリード線固定穴の直径はある程度の寸法が確保されなくてはならず、それも理由となって各電線接続部間の間隔Ａの寸法を大きくし、電線接続部間の空間距離や沿面距離を充分にとることには限界がある。そのため、裸導電部である各電線接続部間の電気的絶縁性、各回路部間の絶縁特性を高めることには限界があり、充分な絶縁特性を得ることはできなかった。一方、各電線接続部間の距離を電気的絶縁上充分にとるためには、これらが設けられる接続端子部の幅寸法を広げるという手段も考えられるが、これは結線基板全体の寸法を大きくすることになり、全般的な回転電機の小型化の要請には逆行するため、選択は困難である。
【０００６】
すなわち、モータの小型化傾向の中で、リード線接続部を設ける接続端子部のコンパクト化は重要な課題であり、コンパクト化を推進するためには、裸導電部であるランド間の沿面距離や空間距離の不足による電気的絶縁特性低下を防止しなくてはならない。そのためには、コンパクトな空間の中で充分な絶縁沿面距離、空間距離を確保できる技術が求められる。
【０００７】
また、ハンダ付け作業時においてはハンダの流れのばらつきを生じることがあるが、この場合各電線接続部間の沿面距離確保に限界があり、ハンダ流れが過多であると短絡の発生を引き起こすことがあり、安定した絶縁特性を得ることはできない。
【０００８】
本発明の課題は、上記従来技術の欠点を解決して、結線基板全体の寸法をコンパクトな状態にとどめたままで、必要な沿面距離あるいは空間距離を確保し、それにより電線接続部間における電気的絶縁を充分に達成することのできる、回転電機用結線基板を提供することである。また、ハンダ付け作業におけるハンダの流れのばらつきにより生じる絶縁不良も解消することができる回転電機用結線基板を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は上記課題につき鋭意検討した結果、接続端子部において、各電線接続部（ランド）の間に障壁部を設けて相互を離隔させることにより、該課題を解決できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本願において特許請求もしくは少なくとも開示される発明は以下のとおりである。
【００１０】
（１）各回路部ごとに設けられた、リード線をコイル間結線に接続する等電線を接続するための電線接続部を基板上に有する回転電機用の結線基板において、隣接する該電線接続部間にこれらの間の電気的絶縁を行うための障壁部が設けられており、該結線基板上には後記障壁板を挿入するためのスリットが設けられ、該障壁部は、該スリットに挿入された障壁板により構成されていることを特徴とする、結線基板。
【００１１】
（２）前記電線接続部が接地端子部と三相分のリード線接続部からなることを特徴とする、（１）に記載の回転電機用の結線基板。
【００１４】
つまり本発明は、回転電機用結線基板において、各回路部間の間隔には変更を加えないことによって結線基板全体の寸法はコンパクトな状態にとどめ、接続端子部において各電線接続部（ランド）の間に障壁部を設けて相互を離隔させることにより、必要な空間距離あるいは沿面距離を確保し、それにより電線接続部間における充分な電気的絶縁を得ることができるものである。
【００１５】
すなわち本発明の課題解決手段は、ランド間に絶縁物で構成される障壁部を設けることにより、ランド相互間の沿面距離、空間距離を増大させ、ランド間をより離間させ、電気的絶縁特性を向上させるものである。さらに障壁部によって物理的にランド相互を離隔させるため、絶縁特性を安定的に維持するものである。
【００１６】
障壁部の構成については、ハンダ付け工程の作業性を考慮して、まずリード線をランドに接続した後、ランド間に障壁部を設けることが、より望ましい。
【００１７】
本発明において障壁部とは、隣接するランド間の物理的な電気的絶縁を行うことのできる壁状構造であり、係る機能を有するものである限り、その構成方法、材質、形状、配置等によって本発明が限定されるものではない。本発明においては障壁部を、基板の接続端子部に設けられたスリットに挿入された障壁板により構成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの図に表された構成のみに限定されるものではない。また、各図においては、先に挙げた従来技術の図５を含め、同一要素に対しては同一の符号を付して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の回転電機用結線基板の構造について、その一例を示す平面図および正面図である。図において本発明の結線基板は、各プリント基板配線回路（以下、「回路部」ともいう。）３１、３２、３３、および３４ごとに設けられた、リード線をコイル間結線に接続する等電線を接続するための電線接続部（ランド）１１、１２、１３、および１４をそれぞれ該基板１０上に有し、すべてのランド１１、１２、１３、および１４は、該基板１０の一部であって回転電機軸心から遠心方向に延設された帯状片部である接続端子部１０１上に設けられている回転電機用の結線基板において、隣接する該ランド１１および１２との間、ランド１２および１３との間、ランド１３および１４との間、のうち少なくとも一の該ランド間に、これらの間の電気的絶縁を行うための障壁部（以下、「バリヤ」ともいう。）３が設けられていることを主たる構成とする。
【００２０】
図の例において前記バリヤ３は、ランド１１と１２との間、およびランド１３と１４との間を離隔するように、ランド１１の前記接続端子部１０１端部側の基板上位置と、ランド１４の該接続端子部１０１端部側の基板上位置とを結ぶ線上に、該バリヤ３が設けられている。該バリヤ３は、該接続端子部１０１上に設けられたスリット２１および２２（図２）に障壁板（以下、「バリヤ板」ともいう。）３００が挿入、設置されることにより構成することができる。これにより図１の正面図では、該バリヤ３は基板１０の下側に該バリヤ３００の二個の足状片が突出している形状をとる。
【００２１】
前記バリヤ３は、絶縁物により構成される。絶縁物の材質は、その機能を果たすものである限り特に限定されず、あらゆるものを用いることができる。したがって、該バリヤ３をバリヤ板３００により構成する場合も、該バリヤ板３００の材質としては、絶縁物である限り、特に限定されずあらゆるものを用いることができる。
【００２２】
図の例に拘らず、前記バリヤ３は、ランド１１−１２、ランド１３−１４の各ランド間のみならず、ランド１１−１３、ランド１１−１４、ランド１２−１４の各ランド間をも離隔するものとして、構成することができる。該バリヤ３を前記バリヤ板を用いて構成する場合、ランド１１−１２、ランド１３−１４の各ランド間のみならず、ランド１１−１３、ランド１１−１４、ランド１２−１４の各ランド間の基板１０（接続端子部１０１）上にもスリットを設け、これらスリットにバリヤ板を挿入することによって、各ランド間の離隔、電気的絶縁の効果の確実性を高めることができる。
【００２３】
図２は、図１の結線基板において、バリヤ３が設けられる前の基板の平面図および正面図である。図において、ランド１１と１２との間、およびランド１３と１４との間の各基板部分（接続端子部１０１部分）には、前記バリヤ板３００を挿入設置するためのスリット２１および２２が設けられている。
【００２４】
図２に示すバリヤ３が設けられる前の基板は、それ自体、図５に示した従来技術と比較して各ランド間の電気的絶縁特性を向上させるものである。つまり図２の結線基板は、回転電機用結線基板において、各回路部間の間隔には変更を加えないことによって結線基板全体の寸法はコンパクトな状態にとどめ、接続端子部１０１において従来は接続端子部１０１端部と平行な一直線上に配置されている各ランド１１等の配置を、平面的に変更することにより、各電線接続部間相互を回路部間間隔よりも大きく離間させ、あるいは各ランド１１等が設けられる基板部分を、その間にスリット２１、２２を設けることによって離間させ、あるいはその双方を兼ね備えるものである。これにより各ランド１１等間には必要な空間距離あるいは沿面距離が確保され、各ランド間における充分な電気的絶縁を得ることができるものであり、従来技術と比較して、絶縁特性を向上させることができる有用な発明である。
【００２５】
しかし、図２の結線基板のままでは、各ランド間の離間はされていて、それによる安定した絶縁効果が充分に発揮され新規かつ有用性の高い発明が構成されてはいるものの、これをさらに改善し、絶縁効果をさらに大きく高める余地がある。また、スリットの採用効果を高めるには、スリット幅はある程度のサイズのものであることが望ましいところ、スリット幅を広くすれば絶縁効果は高まるものの接続端子部１０１全体の大型化を招き、上述した回転電機小型化の要請に添わない。一方スリット幅を狭くすれば係る要請に逆行することはないが、スリット間における塵埃の付着、介在による短絡の危険性があり、安定した絶縁特性を得られない可能性があった。本発明の図１に示す結線基板は、ランド間にバリヤを設けることにより係る課題を解決するものでもある。
【００２６】
図１に示す例においては、たとえばランド１２と１３の間には特にバリヤ３を設けてはいないが、上述のように本発明はこの間にバリヤを設けることを排除するものではなく、このようにある程度離間距離の大きいランド間においてもバリヤを設けることによって、電気的絶縁の一層の安定化を図ることができる。しかしながら、ランド１１−１２、ランド１３−１４間と比較すると、ランド１２−１３間等は相当離間距離が大きいため、敢えてその間にバリヤを設けず、先に示した平面的な離間構成の発明の効果をもって、電気的絶縁特性向上効果の改善を図ることもまた、充分可能であることは言うまでもない。
【００２７】
なお、基板１０上に回路部が配置されており、該基板１０は、回転電機軸心の同心円上に一部欠切された略円環状の形状をとり、その一部からは回転電機軸心から遠心方向に接続端子部１０１が延設されているため、該基板１０は円環部１０２と該接続端子部１０１とを備えた構造をとり、前記回路部該円環部１０２から該接続端子部１０１へと延設され、その端部には、リード線固定穴をそれぞれ有する、裸導電部であるランド１１、１２、１３、および１４がそれぞれ設けられており、これらランド１１、１２、１３、および１４はリード線がハンダ付けにより固定されて、各回路部と電源との接続がなされるものである点は、図１の本発明の結線基板（図１）、およびそのもととする基板（図２）の構成は、従来の結線基板と同様の構成である。
【００２８】
【作用】
図１において本発明の結線基板では、上述のように構成されているため、隣接するランド間のうち少なくとも一の該ランド間は、基板１０上に立体的に設けられる前記バリヤ３によって離隔され、これらの間の電気的絶縁が行われる。すなわち図の例においては、裸導電部である各相のランド１１と１２との間、および１３と１４との間の沿面距離、空間距離は長くなり、一般に導電部間距離にほぼ比例する絶縁抵抗、耐電圧などの電気的絶縁特性が改善される。
【００２９】
特に、前記バリヤ３は基板上に高さをもって設けられるため（図４参照）、該バリヤ３によって離隔されるランド間の空間距離は、その高さと関係して増大し、電気的絶縁効果が発揮される。
【００３０】
図１に示す例では、隣接する該ランド１１および１２との間、ランド１３および１４との間は、基板１０上に立体的に設けられる前記バリヤ３によって離隔され、これらの間の電気的絶縁が行われる。つまり、該基板１０（接続端子部１０１）上に設けられた前記スリット２１および２２（図２）に、前記バリヤ板３００が挿入され、該基板１０（接続端子部１０１）上にバリヤ３が設けられる。すなわち図の例においては、裸導電部である各相のランド１１と１２との間、および１３と１４との間の沿面距離、空間距離は長くなり、一般に導電部間距離にほぼ比例する絶縁抵抗、耐電圧などの電気的絶縁特性が改善される。
【００３１】
また、前記バリヤ３により離隔されたランド間の沿面距離、空間距離は増大しているため、ハンダ付け作業におけるハンダの流れのばらつきにより生じる絶縁不良が解消される。
【００３２】
図において本結線基板では、ランド１１−１３、１１−１４、１２−１４間においても、これらが前記バリヤ３または平面的な離間の少なくとも一方により回路部間の間隔距離を超えて離間されてその沿面距離や空間距離が増大し、一般に導電部間距離にほぼ比例する絶縁抵抗、耐電圧などの電気的絶縁特性が確保されていることは、言うまでもない。
【００３３】
図１において、また、プリント配線回路である回路部間の間隔は必要最小限の長さに保たれ、回転電機の接続端子部１０１の幅方向寸法を大きくすることなく、絶縁特性は改善される。
【００３４】
図３は、図１に示した本発明の結線基板のIII−III矢視方向断面図であり、本結線基板のバリヤ設置部分の縦断面図である。図においてバリヤ３は、バリヤ板３００が基板１０（接続端子部１０１）上の図示しないスリット２１および２２（図２）に挿入されることにより設けられ、紙面背面方向に設けられている図示しないランド１１、１４と、紙面手前方向に設けられている図示しないランド１２、１３との間を離隔する。これにより、ランド１１と１２との間、および１３と１４との間の沿面距離、空間距離は長くなり、電気的絶縁特性が改善される。
【００３５】
図において前記バリヤ板３００は、バリヤ設置の作業性やバリヤ固定の安定性等のために、前記スリットに挿入されて前記基板１０の表面と両側面を覆いこれに着設した状態で設け、バリヤ３を構成することができるが、本発明におけるバリヤの構成方法はこれに限定されるものではない。
【００３６】
図４は、図１の結線基板のバリヤ３付近を拡大視した右側面図である。図においてランド１１と１２は、基板１０（接続端子部１０１）上面から高さをもって設けられているバリヤ板３００からなるバリヤ３により離隔され、その空間距離、沿面距離は増大したものとなっている。したがって、電気的絶縁が安定的に維持されるとともに、ハンダ付け工程におけるハンダの流れのばらつきにより生じる絶縁不良が解消される構造となっている。
【００３７】
本発明の結線基板を構成するには、基板１０上にリード線をコイル間結線に接続する等の、各回路部ごとに設けられた電線接続用のランド１１、１２等を有し、隣接する該ランド間に、これらの間を電気的に絶縁することのできるバリヤ３を形成するためのスリット２１等が設けられている結線基板において、まず、該リード線等の電線を該ランド１１、１２等に結線し、その後、該スリット２１等にバリヤ板３００を挿入して該ランド３を形成することとする各手順による、回転電機の結線方法を用いることができる。これにより、バリヤ３がまだ設けられない状態でハンダ付け工程の作業をすることができ、該工程での作業性を損なうことなく、本発明の結線基板を形成することができる。
【００３８】
なお、前記ランド１１〜１４は、具体的には接地端子部と三相分のリード線接続部がこれに該当するものとして、本発明の結線基板を構成することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の結線基板によれば、結線基板全体の寸法をコンパクトな状態にとどめたままで、必要な沿面距離あるいは空間距離を確保し、それにより電線接続部間における電気的絶縁を充分に達成することができる。また、ハンダ付け作業におけるハンダの流れのばらつきにより生じる絶縁不良も解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転電機用結線基板の構造について、その一例を示す平面図および正面図である。
【図２】図１の結線基板において、バリヤ３が設けられる前の基板の平面図および正面図である。
【図３】図１に示した本発明の結線基板のIII−III矢視方向断面図であり、本結線基板のバリヤ設置部分の縦断面図である。
【図４】図１の結線基板のバリヤ３付近を拡大視した右側面図である。
【図５】従来の回転電機用結線基板の構造について、その一例を示す平面図、正面図、および側面図である。
【符号の説明】
３…障壁部（バリヤ）、 １０…基板、 １０１…接続端子部、 １０２…円環部、 １１、１２、１３、１４…電線接続部（ランド）、 ２１、２２…スリット、 ３００…バリヤ板

Claims (2)

1. 各回路部ごとに設けられた、リード線をコイル間結線に接続する等電線を接続するための電線接続部を基板上に有する回転電機用の結線基板において、隣接する該電線接続部間にこれらの間の電気的絶縁を行うための障壁部が設けられており、該結線基板上には後記障壁板を挿入するためのスリットが設けられ、該障壁部は、該スリットに挿入された障壁板により構成されていることを特徴とする、結線基板。
2. 前記電線接続部が接地端子部と三相分のリード線接続部からなることを特徴とする、請求項１に記載の回転電機用の結線基板。

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