JP4296848B2 - プリント基板を含んだ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路に使用されるプリント基板を含んだ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気回路を実現する方法として、ガラスエポキシ等で構成されている基材の上に、銅箔で配線（導電パターン）を施したプリント基板（Printed Circuit Board：ＰＣＢ）を製作し、そのプリント基板上の所定の位置に電気部品を実装する方法が知られている。プリント基板は導電パターンを印刷工程で実現することにより、電気部品に対する配線を確実且つ精密に行うことができるため広く利用されている。プリント基板に電気部品を実装した例について、図９を参照しつつ説明する。図９は電気部品１１０を実装した従来のプリント基板１００の断面図である。
【０００３】
図９（ａ）に示すように、プリント基板１００は、基材１０１と、スルーホール１０４と、ランド１０３と、導電パターン１０２とを備えている。基材１０１は、プリント基板１００のベースとなる板状部材であり、ガラスエポキシ等で構成されている。スルーホール１０４は、基材１０１に設けられた、後述する電気部品１１０のリード１１１が挿入される孔である。ランド１０３は、電気部品１１０のリード１１１に接合される導電部材であり、スルーホール１０４の内壁部と開口部周辺とを囲うように配置されるとともに、導電パターン１０２に接合されている。導電パターン１０２は、プリント基板１００に実装される電気部品１１０に対して配線するための銅箔部材であり、あらかじめ接合されているランド１０３を介して電気部品１１０のリード１１１に接合される。電気部品１１０は、実装面に対して垂直方向に延びたリード１１１を備えている。リード１１１は、電気部品１１０に対して電力を供給するための金属部材である。
【０００４】
そして、電気部品１１０のプリント基板１００への実装時に、電気部品１１０のリード１１１がランド１０３の円筒内に挿入され、さらに、ランド１０３とリード１１１との間に熱溶解されたハンダ１１２が流し込まれることにより、ランド１０３とリード１１１とが電気的に接合される。ハンダ１１２は亜鉛とスズとを含んでいる合金である。尚、電気部品の実装方法としては、上述したスルーホール１０４を用いる方法の他、基材表面に配置された板状のランドと、平面部を有するリードとをハンダ１１２により面接合させる表面実装と呼ばれる方法がある。
【０００５】
ここで、特に高電圧で電力を供給することにより高温になる電気部品１１０が基板１００に実装されている場合には、基板１００を通電させる度に電気部品１１０が発熱を繰り返すことになり、電気部品１１０近傍において熱応力が発生する。さらにリード１１１を介してハンダ１１２が高温になることでハンダ１１２に含まれる亜鉛やスズ等が粗大化を起こしてハンダ１１２の強度が低下することになる。そして、図９（ｂ）に示すように、発生した熱応力とハンダ１１２の強度の低下とによりランド１０３とリード１１１とを接合しているハンダ１１２にクラック１１３が発生することがある。クラック１１３が発生した状態で、導電パターン１０２からランド１０３を介してハンダ１１２に高電圧が印加されると、クラック１１３の間でアーク放電が生じる。アーク放電が生じるとことによりクラック１１３近傍はさらに高温になり、ハンダ１１２に含まれるフラックス、基材１０１に含まれるフラックスやガラズエポキシ等が導電パターン１０３とともに炭化してグラファイト化する。尚、このようなクラック１１３は熱応力のほか機械的な応力により発生する場合もある。
【０００６】
図９（ｃ）に示すように、基材１０１がグラファイト化することにより、抵抗値を有する新たな電路１１４が形成される。そして導電パターン１０２には高電圧が印加されているため、電路１１４と導電パターン１０２との間でさらにアーク放電が発生し、隣接する基材１０１のグラファイト化が進行して電路１１４が導電パターン１０２に沿うように延びていく。このように、電路１１４が形成されると、導電パターン１０２が配置されている面と異なる面に配置されている導電パターンと電路１１４とが短絡することがある。特に多層のプリント基板においては導電パターンが複雑に配置され、他層の導電パターンとの短絡の可能性は高くなる。
【０００７】
そして、例えば、電路１１４と接地された導電パターンである接地パターンとが短絡しても、電路１１４自身が抵抗値を持っているため、電気回路に過電流が流れることがない。電気回路に過電流が流れることがないと過電流保護装置であるヒューズやブレーカでは基材１０１のグラファイト化の発見が困難となる。そこで基板に漏電検知装置を配置する方法が提案されている（特許文献１参照）。このように、漏電検知装置を用いて電気回路の漏電を検知することができれば、電路１１４と接地パターンとの短絡により、基材１０１のグラファイト化を発見することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１９９５７５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
別の従来のプリント基板１２０の導電パターンについて図１０〜図１４を参照しつつ説明する。図１０〜図１４は従来のプリント基板１２０（４層プリント基板）の導電パターンを示した図である。尚、図１０は基板１２０の表面に施されるシルク印刷の内容を、図１１〜図１４は第１層〜第４層の導電パターンを示している。プリント基板１２０は電力供給用装置を実現するためのプリント基板である。電力供給装置は、外部に設置された漏電ブレーカを介して入力される高電圧の電力を分配し、外部から入力される制御信号に基づいて、コネクタを介して接続される他の装置に供給するためのものである。尚、第１層（図１１参照）及び第４層（図１４参照）に接地パターン１２１が配置されている。
【００１０】
マグネットリレーＸ１〜Ｘ５（図１０参照）の出力側接点に接合されている第１層の導電パターン１２２ａ〜１２２ｅ（図１１参照）、第２層の導電パターン１２２ｆ〜１２２ｊ（図１２参照）及び第３層の導電パターン１２２ｋ〜１２２ｏ（図１３参照）に高電圧が印加される。導電パターン１２２ａ〜１２２ｏに高電圧が印加された状態で、マグネットリレーＸ１〜Ｘ５の出力側接点のリードと、これに接続されるランドとのいずれかの接合部にクラックが発生すると、クラック間にアーク放電が発生し、クラックの周辺温度が上昇して基材がグラファイト化することになる。基材のグラファイト化が導電パターン１２２ａ〜１２２ｏに沿って進行すると、グラファイト化によって形成される新たな電路がマグネットリレーＸ１〜Ｘ５の制御ラインである第４層の導電パターン群１２５と短絡することになる。制御ラインはマグネットリレーＸ１〜Ｘ５の出力接点に印加される電力系統と異なる電力系統の信号が流れるラインであるため、グラファイト化によって形成される新たな電路と導電パターン１２５とが短絡すると制御ライン系に接合された電気部品に不具合が生じる恐れがある。
【００１１】
このように特許文献１の方法では、グラファイト化によって形成される新たな電路と接地パターンとが短絡するまで回路の漏電を検知することができず、導電パターンの配置状態によって基材１０１のグラファイト化の発見時期が遅れるという問題点がある。
【００１２】
そこで本発明は、アーク放電による基材のグラファイト化を素早く検知することができるプリント基板を含んだ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリント基板を含んだ装置は、漏電検知を行うための漏電検知装置と、電気回路に使用される単層または多層のプリント基板とを備えており、前記プリント基板が、複数の面に配置されている複数の導電パターンと、前記導電パターンに接合されており、実装される電気部品に電力を供給するための部材であるリードに接合されるランドとを備えており、前記導電パターンは、接地された導電パターンである接地パターンを含んでおり、前記ランド近傍において、前記ランドに接合されている前記接地パターン以外の前記導電パターンが配置された面と異なる面に、前記接地パターンが配置されており、前記ランドに接合されている前記接地パターン以外の前記導電パターンと前記接地パターンとが、交差するように配置されており、前記プリント基板の前記接地パターンと前記接地パターン以外の前記導電パターンの一部とが、前記漏電検知装置に接続されている。
【００１４】
これによると、リード及びランドを接合しているハンダのクラック間に発生するアーク放電により、ランドに接合されている導電パターンに沿って基材のグラファイト化が進行する場合であっても、基材がグラファイト化することにより新たに形成される電路と、ランド近傍に配置された接地パターンとがすぐに短絡し、漏電検知装置が漏電を検知すると同時にプリント基板に対する電力の供給を遮断するため、アーク放電による基材のグラファイト化を素早く検知することができる。
【００１５】
さらに、前記ランドに接合されている前記導電パターンと前記接地パターンとが、交差するように配置されているため、グラファイト化により形成された電路と接地パターンとを確実に短絡させることができる。
【００１６】
本発明においては、前記プリント基板に、所定の電圧が印加される領域である１次側と、前記１次側と異なる電圧が印加される領域である２次側とで構成されている場合には、前記１次側の前記ランドと前記２次側の前記導電パターンとの間に、前記１次側の前記接地パターンが配置されていてよい。これによると、１次側でグラファイト化により形成された電路を、２次側の導電パターンに短絡させることなく、１次側の接地パターンに短絡させることができるため、電気部品に規格外の電圧が印加されることを防ぐことができる。
【００１７】
本発明においては、前記プリント基板の前記接地パターンと前記接地パターン以外の前記導電パターンの一部とが、前記漏電検知装置に接続されているため、装置の設置場所に漏電検知装置が備えられていない場合であっても、アーク放電による基材のグラファイト化を素早く検知することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施の形態に係るプリント基板１０を含んでいる電力供給装置１を用いた装置６０の構成を示すブロック図である。尚、ここで装置６０とは、例えば写真処理装置であるが、写真処理に関する具体的な説明については省略する。図１に示すように、装置６０は、電力供給装置１と、電源２と、漏電ブレーカ３と、制御装置４と、複数の負荷装置５によって構成されている。電力供給装置１は、入力された高電圧の電力を分配し、分配された電力を各負荷装置５に供給するためのものである。電源２は電力供給装置１に供給される高電圧の電力の発生源である交流電源である。漏電ブレーカ３は、漏電検知（検出）装置であり、電源２から電力供給装置１に供給される高電圧の電力を中継するとともに、電力供給装置１の漏電を監視する。そして、電力供給装置１の漏電を検知した場合には、即座に電力供給装置１への電力供給を遮断する。制御装置４は、電力供給装置４に接続され、電力供給装置４による各負荷装置５への電力供給の制御を行うものである。負荷装置５は、電力供給装置１から電力の供給を受ける各種装置であり、例えばヒータ、モータ、及び他の制御装置等である。
【００１９】
次に、電力供給装置１について図２〜図６を参照しつつ説明する。図２〜図６は電力供給装置１の電気回路基板に使用されているプリント基板１０の導電パターンを示した図である。図１はプリント基板１の表面に施されるシルク印刷の内容を、図２〜図５は第１層〜第４層の導電パターンを示している。
【００２０】
電力供給装置１の回路基板は、ターミナルＴＡ３、コンデンサＣ１，Ｃ２、サージアブソーバＺＮＲ１〜ＺＮＲ４、コネクタＰ６４１，Ｐ６４４，Ｐ６４６，Ｐ６４８，Ｐ６６０，Ｐ６６２、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８等を備えている（図２参照）。ターミナルＴＡ３は、電源２から漏電ブレーカ３を介して高電圧の電力を入力されるものである。コンデンサＣ１，Ｃ２は、ターミナルＴＡ３に入力された高電圧の電力の高周波ノイズを除去するものである。サージアブソーバＺＮＲ１〜ＺＮＲ４は、ターミナルＴＡ３に入力された高電圧の電力に発生するサージを除去するものである。コネクタＰ６４８は、制御装置４と接続するためのものである。コネクタＰ６４１，Ｐ６４４，Ｐ６４６，Ｐ６６０，Ｐ６６２は、負荷装置５と接続するためのものである。マグネットリレーＸ１〜Ｘ３と、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８とは、制御装置４からの制御により負荷装置５への電力供給の開始または停止を行うものである。尚、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の入力部は、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点から電力供給されている。
【００２１】
電力供給装置１の電気回路基板は、プリント基板１０に上述した各電気部品らを実装することにより実現される。プリント基板１０に対する各電気部品の実装方法について図７を参照しつつ説明する。図７はプリント基板１０に電気部品２０を実装した状態を示す断面図である。尚、プリント基板１０は導電パターンが配置されている層が４つ積層された４層のプリント基板であるが、図７においては中間の層を省略した断面図を示している。
【００２２】
図７（ａ）に示すように、プリント基板１０は、基材１１と、スルーホール１５と、ランド１２と、導電パターン１３と、接地パターン１４とを有している。基材１１は、プリント基板１０のベースとなる板状部材であり、ガラスエポキシ等で構成されている。スルーホール１５は、基材１０に設けられた孔であり、後述する電気部品２０のリード２１が挿入されるものである。ランド１２は、電気部品２０のリード２１に接合されるための円筒状の導電部材であり、スルーホール１５の内壁部と開口部周辺とを囲うように配置され、さらに導電パターン１３に接合されている。導電パターン１３は、プリント基板１０に実装される電気部品に対して配線するための銅箔部材であり、あらかじめ接合されているランド１２を介して電気部品２０のリード２１に接合される。接地パターン１４は、接地された導電パターンである。電気部品２０は、実装面に対して垂直方向に延びたリード２１を備えている。リード２１は、電気部品２０に対して電力を供給するための金属部材である。
【００２３】
そして、電気部品２０のプリント基板１０への実装時に、電気部品２０のリード２１がランド１２の円筒内に挿入され、さらに、ランド１２とリード２１との間に熱溶解されたハンダ１６が流し込まれることにより、ランド１２とリード２１とが電気的に接合される。その結果、導電パターン１３とリード２１とが電気的に接合される。ハンダ１６は亜鉛とスズとを含んでいる合金である。
【００２４】
次にプリント基板１０の導電パターンの特徴について説明する。プリント基板１０では、高電圧が印加されるリードに接合されるランドの近傍において、ランドに接合されている導電パターンが配置された層と異なる層に、プリント基板１０に垂直な方向から見て、接地パターンと接地パターン以外の導電パターンとが交差するように接地パターンが配置されている。
【００２５】
例えば、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３（図２参照）の出力側接点には、ターミナルＴＡ３から入力された高電圧が印加されており、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点のリードに接合されるランド４１ａ〜４１ｃ（図６参照）の近傍の第４層には、接地パターン４２（図６参照）が配置されている。そして、プリント基板１０の平面側からみて、接地パターン４２と、ランド４１ａ〜４１ｃに接合されている第１層の導電パターン４３ａ〜４３ｃ（図３参照）、第２層の導電パターン４３ｄ，４３ｅ（図４参照）、第３層の導電パターン４３ｆ〜４３ｈ（図５参照）とが交差している。
【００２６】
また、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８（図２参照）の交流入出力部には、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力接点から入力された高電圧が印加されており、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の交流入出力部のリードに接合されるランド４５ａ〜４５ｈ（図３参照）の近傍の第１層には、接地パターン４６（図３参照）が、第４層には、接地パターン４７（図６参照）が配置されている。そして、プリント基板１０の平面側からみて、接地パターン４６，４７と、ランド４５ａ〜４５ｅに接合されている第２層の導電パターン４８ａ〜４８ｇ（図４参照）、第３層の導電パターン４８ｈ〜４８ｎ（図５参照）、第４層の導電パターン４８ｏ〜４８ｐ（図６参照）とが交差している。
【００２７】
さらに、プリント基板１０上には、高電圧が印加される導電パターンの他に、制御装置４から入力される制御信号が印加される導電パターンがあり、高電圧が印加されるランドと、制御信号が印加される導電パターンとの間に、高電圧が印加される側の接地パターンが配置されている。
【００２８】
例えば、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３を制御するため、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の制御入力部のリードに接合されるランド５０ａ〜５０ｃ（図４参照）に接合されている第４層の導電パターン群５１（図６参照）と、前述したマグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点のリードに接合されるランド４１ａ〜４１ｃとの間に、接地パターン４２が配置されている。また、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８を制御するため、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の制御入力部のリードに接合されるランド５２ａ〜５２ｈ（図３参照）に接合されている第４層の導電パターン群５３（図６参照）と、前述したソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の交流入出力部のリードに接合されるランド４５ａ〜４５ｈとの間に、接地パターン４７が配置されている。尚、プリント基板１０においては、全ての接地パターンと接地パターン以外の導電パターンとの間を２．５ｍｍ以上確保している。
【００２９】
次に、プリント基板１０に電気部品が実装され、電力供給装置１の電気回路基板として機能している場合に、電気部品のリードランドとを接合するハンダ１６にクラックが発生したときの状態を、図７を参照しつつ説明する。
【００３０】
特に高電圧の電力を供給することで高温になるような電気部品２０がプリント基板１０に実装されている場合には、プリント基板１０を通電させる度に電気部品２０が発熱を繰り返し、電気部品２０近傍において熱応力が発生する。さらにハンダ１６が高温になることでハンダ１６に含まれる亜鉛やスズ等が粗大化を起こしてハンダ１６の強度が低下する。そして図７（ｂ）に示すように、発生した熱応力とハンダ１６の強度の低下とによりランド１２とリード２１とを接合しているハンダ１６にクラック１７が発生する。クラック１７が発生した状態で、導電パターン１３からランド１５を介してハンダ１６に高電圧が印加されると、クラック１７の間でアーク放電が生じる。アーク放電が生じるとことによりクラック１７の近傍はさらに高温になり、ハンダ１６に含まれるフラックス、基材１１に含まれるフラックスやガラスエポキシ等が導電パターン１３とともに炭化してグラファイト化する。
【００３１】
図７（ｃ）に示すように、基材１１がグラファイト化することにより、抵抗値を有する新たな電路１８が形成される。そして導電パターン１３には高電圧が印加されているため、電路１８と導電パターン１３との間でさらにアーク放電が発生し、アーク放電のため隣接する基材１１のグラファイト化がさらに進行する。その結果、電路１８が導電パターン１３に沿うように延びていく。しかし高電圧が印加されるリード２１に接合されたランド１２近傍には、プリント基板１０に垂直な方向から見て、ランド１２に接合されている導電パターン１３と交差するように接地パターン１４が配置されているため、電路１８が導電パターンに沿うように延びていけば必ず近傍に配置された接地パターン１４と短絡する。電路１８と接地パターン１４とが短絡することにより、接地パターンに微弱電流が流れ、漏電ブレーカ３がこれを検知することにより電力供給装置１に対する電力の供給を遮断する。
【００３２】
以上、説明した第１の実施の形態では、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の交流入出力部のリード及びランド４１ａ〜４１ｃ，４５ａ〜４５ｈを接合するハンダ１６に発生するクラック１７間のアーク放電により、ランド４１ａ〜４１ｃ，４５ａ〜４５ｈに接合されている導電パターン４３ａ〜４３ｈ，４８ａ〜４８ｐに沿って基材のグラファイト化が進行しても、基材がグラファイト化することにより新たに形成される電路１８と、ランド４１ａ〜４１ｃ，４５ａ〜４５ｈ近傍に配置された接地パターン４２，４７とがすぐに短絡し、漏電ブレーカ３が短絡を検知することで供給電力が遮断されるため、アーク放電による基材１１のグラファイト化を素早く検知することができる。
【００３３】
また、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点のリードと接合されるランド４１ａ〜４１ｃに接合されている導電パターン４３ａ〜４３ｈと、接地パターン４２とが、及び、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の交流入出力部のリードと接合されるランド４５ａ〜４５ｈに接合されている導電パターン４８ａ〜４８ｐと、接地パターン４７とが、プリント基板１０に垂直な方向から見て交差しているため、グラファイト化により形成された電路１８と接地パターン４２，４７とを確実に短絡させることができる。
【００３４】
さらに、高電圧の電力が印加されるランド５０ａ〜５０ｃ，５２ａ〜５２ｈと制御信号が印加される導電パターン群５１，５３との間に接地パターン４２，４６，４７が配置されているため、高電圧の電力が印加される側においてグラファイト化により形成された電路１８が、制御信号が印加される側の導電パターン群５１，５３と短絡する前に、高電圧の電力が印加される側の接地パターン４２，４７に短絡させることができるため、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の制御部に規格外の電圧が印加されることを防ぐことができる。
【００３５】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明に係る第２の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図８は、第２の実施の形態に係る電力供給装置１Ａを含んでいる装置６０Ａの構成を示すブロック図である。尚、ここで装置６０Ａとは、例えば写真処理装置であるが、写真処理に関する具体的な説明については省略する。図８に示すように、装置６０Ａは、電力供給装置１Ａと、電源２と、制御装置４と、複数の負荷装置５によって構成されている。電力供給装置１Ａは、漏電検知装置３Ａを備え、入力された高電圧の電力を分配し、分配された電力を各負荷装置５に供給するためのものである。漏電検知装置３Ａは、電源２から供給される高電圧の電力を中継するとともに、電力供給装置１Ａの漏電を監視するものである。そして、漏電検知装置３Ａが電力供給装置１Ａの漏電を検知した場合には、即座に供給されている電力を遮断する。電源２は電力供給装置１に供給される高電圧の電力の発生源である交流電源である。制御装置４は、電力供給装置４に接続され、電力供給装置４による各負荷装置５への電力供給の制御を行うものである。負荷装置５は、電力供給装置１から電力の供給を受ける各種装置であり、例えばヒータ、モータ、及び他の制御装置等である。
【００３６】
そして、電力供給装置１Ａの電気回路基板として使用されているプリント基板１０は、第１の実施の形態のプリント基板１０と実質的に同等であり、第１の実施の形態のプリント基板１０の説明を適用することができるため、第２の実施の形態のプリント基板１０の詳細な説明は省略する。
【００３７】
以上、説明した第２の実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加えて、電力供給装置１Ａが漏電検知装置３Ａを備えているため、装置６０Ａの設置場所に漏電検知装置等が備えられていない場合であっても、アーク放電による基材１０１のグラファイト化を素早く検知することができる。
【００３８】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更が可能なものである。例えば、第１及び第２の実施の形態では、ランド１２が円筒状の金属部材であるが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、ランドが基材１１の平面上に配置される板状の金属部材でもよい。この場合、ランドに接合されるリードの形状もランドの平面部と接合される平面部を有することになる。
【００３９】
また、第１及び第２の実施の形態では、基材１１がガラスエポキシ等で構成されているが、このような構成に限定されるものではなく、例えば紙エポキシや紙フェノール等他の材質で構成されていてもよい。
【００４０】
また、第１及び第２の実施の形態では、リード２１とランド１２とが鉛とスズを含んでいるハンダ１６により接合される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、銅や銀を含んでいるハンダで接合してもよいし、鉛フリーのハンダで接合してもよい。
【００４１】
さらに、第１の実施の形態では、漏電ブレーカ３を介して電力供給装置１に電力を供給する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、接地パターンに流れる電流値をＣＰＵで監視する等、漏電ブレーカ３以外の漏電検知装置を備える構成でもよい。尚、このような漏電検知装置は、第１の実施の形態のように電力供給装置１の外部に備える構成でもよいし、第２の実施の形態のように電力供給装置１Ａの内部に備える構成でもよい。
【００４２】
また、第１及び第２の実施の形態では、ターミナルＴＡ３に交流の電力が入力される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、直流の電力が入力されるような構成でもよい。
【００４３】
加えて、第１及び第２の実施の形態では、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点のリードと接合されるランド４１ａ〜４１ｃに接合されている導電パターン４３ａ〜４３ｈと、接地パターン４２とが、及び、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の交流入出力部のリードと接合されるランド４５ａ〜４５ｈに接合されている導電パターン４８ａ〜４８ｐと、接地パターン４７とが、プリント基板１０に垂直な方向から見て交差するように接地パターンを配置する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、例えば導電パターンの一部と接地パターンとが重なるような構成でもよい。
【００４４】
また、第１及び第２の実施の形態では、高電圧が印加されるランド５０ａ〜５０ｃ，５２ａ〜５２ｈと制御信号が印加される導電パターン群５１，５３との間に接地パターン４２，４７を配置する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、異なる電圧が印加される導電パターンの間に接地パターンを配置しない構成でもよい。尚、この場合、高電圧の電力が印加されるパターンと制御信号が印加される導電パターンとが接触しないように導電パターンを配置すれば同様の効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によると、漏電検知装置が漏電を検知すると同時にプリント基板に対する電力の供給を遮断するため、アーク放電による基材のグラファイト化を素早く検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプリント基板を使用した電力供給装置による装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板のシルク印刷の内容を示す図である。
【図３】図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板の第１層の導電パターンを示す図である。
【図４】図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板の第２層の導電パターンを示す図である。
【図５】図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板の第３層の導電パターンを示す図である。
【図６】図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板の第４層の導電パターンを示す図である。
【図７】電気部品を実装した、図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板の断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る電力供給装置を含む装置の構成を示すブロック図である。
【図９】電気部品を実装した従来のプリント基板の断面図である。
【図１０】従来のプリント基板のシルク印刷の内容を示す図である。
【図１１】従来のプリント基板の第１層の導電パターンを示す図である。
【図１２】従来のプリント基板の第２層の導電パターンを示す図である。
【図１３】従来のプリント基板の第３層の導電パターンを示す図である。
【図１４】従来のプリント基板の第４層の導電パターンを示す図である。
【符号の説明】
１ 電力供給装置
２ 電源
３ 漏電ブレーカ
１０ プリント基板
１１ 基材
１２ ランド
１３ 導電パターン
１４ 接地パターン
１５ スルーホール
１６ ハンダ
１７ クラック
１８ 電路
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路に使用されるプリント基板を含んだ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気回路を実現する方法として、ガラスエポキシ等で構成されている基材の上に、銅箔で配線（導電パターン）を施したプリント基板（Printed Circuit Board：ＰＣＢ）を製作し、そのプリント基板上の所定の位置に電気部品を実装する方法が知られている。プリント基板は導電パターンを印刷工程で実現することにより、電気部品に対する配線を確実且つ精密に行うことができるため広く利用されている。プリント基板に電気部品を実装した例について、図９を参照しつつ説明する。図９は電気部品１１０を実装した従来のプリント基板１００の断面図である。
【０００３】
図９（ａ）に示すように、プリント基板１００は、基材１０１と、スルーホール１０４と、ランド１０３と、導電パターン１０２とを備えている。基材１０１は、プリント基板１００のベースとなる板状部材であり、ガラスエポキシ等で構成されている。スルーホール１０４は、基材１０１に設けられた、後述する電気部品１１０のリード１１１が挿入される孔である。ランド１０３は、電気部品１１０のリード１１１に接合される導電部材であり、スルーホール１０４の内壁部と開口部周辺とを囲うように配置されるとともに、導電パターン１０２に接合されている。導電パターン１０２は、プリント基板１００に実装される電気部品１１０に対して配線するための銅箔部材であり、あらかじめ接合されているランド１０３を介して電気部品１１０のリード１１１に接合される。電気部品１１０は、実装面に対して垂直方向に延びたリード１１１を備えている。リード１１１は、電気部品１１０に対して電力を供給するための金属部材である。
【０００４】
そして、電気部品１１０のプリント基板１００への実装時に、電気部品１１０のリード１１１がランド１０３の円筒内に挿入され、さらに、ランド１０３とリード１１１との間に熱溶解されたハンダ１１２が流し込まれることにより、ランド１０３とリード１１１とが電気的に接合される。ハンダ１１２は亜鉛とスズとを含んでいる合金である。尚、電気部品の実装方法としては、上述したスルーホール１０４を用いる方法の他、基材表面に配置された板状のランドと、平面部を有するリードとをハンダ１１２により面接合させる表面実装と呼ばれる方法がある。
【０００５】
ここで、特に高電圧で電力を供給することにより高温になる電気部品１１０が基板１００に実装されている場合には、基板１００を通電させる度に電気部品１１０が発熱を繰り返すことになり、電気部品１１０近傍において熱応力が発生する。さらにリード１１１を介してハンダ１１２が高温になることでハンダ１１２に含まれる亜鉛やスズ等が粗大化を起こしてハンダ１１２の強度が低下することになる。そして、図９（ｂ）に示すように、発生した熱応力とハンダ１１２の強度の低下とによりランド１０３とリード１１１とを接合しているハンダ１１２にクラック１１３が発生することがある。クラック１１３が発生した状態で、導電パターン１０２からランド１０３を介してハンダ１１２に高電圧が印加されると、クラック１１３の間でアーク放電が生じる。アーク放電が生じるとことによりクラック１１３近傍はさらに高温になり、ハンダ１１２に含まれるフラックス、基材１０１に含まれるフラックスやガラズエポキシ等が導電パターン１０３とともに炭化してグラファイト化する。尚、このようなクラック１１３は熱応力のほか機械的な応力により発生する場合もある。
【０００６】
図９（ｃ）に示すように、基材１０１がグラファイト化することにより、抵抗値を有する新たな電路１１４が形成される。そして導電パターン１０２には高電圧が印加されているため、電路１１４と導電パターン１０２との間でさらにアーク放電が発生し、隣接する基材１０１のグラファイト化が進行して電路１１４が導電パターン１０２に沿うように延びていく。このように、電路１１４が形成されると、導電パターン１０２が配置されている面と異なる面に配置されている導電パターンと電路１１４とが短絡することがある。特に多層のプリント基板においては導電パターンが複雑に配置され、他層の導電パターンとの短絡の可能性は高くなる。
【０００７】
そして、例えば、電路１１４と接地された導電パターンである接地パターンとが短絡しても、電路１１４自身が抵抗値を持っているため、電気回路に過電流が流れることがない。電気回路に過電流が流れることがないと過電流保護装置であるヒューズやブレーカでは基材１０１のグラファイト化の発見が困難となる。そこで基板に漏電検知装置を配置する方法が提案されている（特許文献１参照）。このように、漏電検知装置を用いて電気回路の漏電を検知することができれば、電路１１４と接地パターンとの短絡により、基材１０１のグラファイト化を発見することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１９９５７５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
別の従来のプリント基板１２０の導電パターンについて図１０〜図１４を参照しつつ説明する。図１０〜図１４は従来のプリント基板１２０（４層プリント基板）の導電パターンを示した図である。尚、図１０は基板１２０の表面に施されるシルク印刷の内容を、図１１〜図１４は第１層〜第４層の導電パターンを示している。プリント基板１２０は電力供給用装置を実現するためのプリント基板である。電力供給装置は、外部に設置された漏電ブレーカを介して入力される高電圧の電力を分配し、外部から入力される制御信号に基づいて、コネクタを介して接続される他の装置に供給するためのものである。尚、第１層（図１１参照）及び第４層（図１４参照）に接地パターン１２１が配置されている。
【００１０】
マグネットリレーＸ１〜Ｘ５（図１０参照）の出力側接点に接合されている第１層の導電パターン１２２ａ〜１２２ｅ（図１１参照）、第２層の導電パターン１２２ｆ〜１２２ｊ（図１２参照）及び第３層の導電パターン１２２ｋ〜１２２ｏ（図１３参照）に高電圧が印加される。導電パターン１２２ａ〜１２２ｏに高電圧が印加された状態で、マグネットリレーＸ１〜Ｘ５の出力側接点のリードと、これに接続されるランドとのいずれかの接合部にクラックが発生すると、クラック間にアーク放電が発生し、クラックの周辺温度が上昇して基材がグラファイト化することになる。基材のグラファイト化が導電パターン１２２ａ〜１２２ｏに沿って進行すると、グラファイト化によって形成される新たな電路がマグネットリレーＸ１〜Ｘ５の制御ラインである第４層の導電パターン群１２５と短絡することになる。制御ラインはマグネットリレーＸ１〜Ｘ５の出力接点に印加される電力系統と異なる電力系統の信号が流れるラインであるため、グラファイト化によって形成される新たな電路と導電パターン１２５とが短絡すると制御ライン系に接合された電気部品に不具合が生じる恐れがある。
【００１１】
このように特許文献１の方法では、グラファイト化によって形成される新たな電路と接地パターンとが短絡するまで回路の漏電を検知することができず、導電パターンの配置状態によって基材１０１のグラファイト化の発見時期が遅れるという問題点がある。
【００１２】
そこで本発明は、アーク放電による基材のグラファイト化を素早く検知することができるプリント基板を含んだ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリント基板を含んだ装置は、漏電検知を行うための漏電検知装置と、電気回路に使用される単層または多層のプリント基板とを備えており、前記プリント基板が、複数の面に配置されている複数の導電パターンと、前記導電パターンに接合されており、実装される電気部品に電力を供給するための部材であるリードに接合されるランドとを備えており、前記導電パターンは、接地された導電パターンである接地パターンを含んでおり、前記ランド近傍において、前記ランドに接合されている前記接地パターン以外の前記導電パターンが配置された面と異なる面に、前記接地パターンが配置されており、前記ランドに接合されている前記接地パターン以外の前記導電パターンと前記接地パターンとが、交差するように配置されており、前記プリント基板の前記接地パターンと前記接地パターン以外の前記導電パターンの一部とが、前記漏電検知装置に接続されている。
【００１４】
これによると、リード及びランドを接合しているハンダのクラック間に発生するアーク放電により、ランドに接合されている導電パターンに沿って基材のグラファイト化が進行する場合であっても、基材がグラファイト化することにより新たに形成される電路と、ランド近傍に配置された接地パターンとがすぐに短絡し、漏電検知装置が漏電を検知すると同時にプリント基板に対する電力の供給を遮断するため、アーク放電による基材のグラファイト化を素早く検知することができる。
【００１５】
さらに、前記ランドに接合されている前記導電パターンと前記接地パターンとが、交差するように配置されているため、グラファイト化により形成された電路と接地パターンとを確実に短絡させることができる。
【００１６】
本発明においては、前記プリント基板に、所定の電圧が印加される領域である１次側と、前記１次側と異なる電圧が印加される領域である２次側とで構成されている場合には、前記１次側の前記ランドと前記２次側の前記導電パターンとの間に、前記１次側の前記接地パターンが配置されていてよい。これによると、１次側でグラファイト化により形成された電路を、２次側の導電パターンに短絡させることなく、１次側の接地パターンに短絡させることができるため、電気部品に規格外の電圧が印加されることを防ぐことができる。
【００１７】
本発明においては、前記プリント基板の前記接地パターンと前記接地パターン以外の前記導電パターンの一部とが、前記漏電検知装置に接続されているため、装置の設置場所に漏電検知装置が備えられていない場合であっても、アーク放電による基材のグラファイト化を素早く検知することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施の形態に係るプリント基板１０を含んでいる電力供給装置１を用いた装置６０の構成を示すブロック図である。尚、ここで装置６０とは、例えば写真処理装置であるが、写真処理に関する具体的な説明については省略する。図１に示すように、装置６０は、電力供給装置１と、電源２と、漏電ブレーカ３と、制御装置４と、複数の負荷装置５によって構成されている。電力供給装置１は、入力された高電圧の電力を分配し、分配された電力を各負荷装置５に供給するためのものである。電源２は電力供給装置１に供給される高電圧の電力の発生源である交流電源である。漏電ブレーカ３は、漏電検知（検出）装置であり、電源２から電力供給装置１に供給される高電圧の電力を中継するとともに、電力供給装置１の漏電を監視する。そして、電力供給装置１の漏電を検知した場合には、即座に電力供給装置１への電力供給を遮断する。制御装置４は、電力供給装置４に接続され、電力供給装置４による各負荷装置５への電力供給の制御を行うものである。負荷装置５は、電力供給装置１から電力の供給を受ける各種装置であり、例えばヒータ、モータ、及び他の制御装置等である。
【００１９】
次に、電力供給装置１について図２〜図６を参照しつつ説明する。図２〜図６は電力供給装置１の電気回路基板に使用されているプリント基板１０の導電パターンを示した図である。図１はプリント基板１の表面に施されるシルク印刷の内容を、図２〜図５は第１層〜第４層の導電パターンを示している。
【００２０】
電力供給装置１の回路基板は、ターミナルＴＡ３、コンデンサＣ１，Ｃ２、サージアブソーバＺＮＲ１〜ＺＮＲ４、コネクタＰ６４１，Ｐ６４４，Ｐ６４６，Ｐ６４８，Ｐ６６０，Ｐ６６２、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８等を備えている（図２参照）。ターミナルＴＡ３は、電源２から漏電ブレーカ３を介して高電圧の電力を入力されるものである。コンデンサＣ１，Ｃ２は、ターミナルＴＡ３に入力された高電圧の電力の高周波ノイズを除去するものである。サージアブソーバＺＮＲ１〜ＺＮＲ４は、ターミナルＴＡ３に入力された高電圧の電力に発生するサージを除去するものである。コネクタＰ６４８は、制御装置４と接続するためのものである。コネクタＰ６４１，Ｐ６４４，Ｐ６４６，Ｐ６６０，Ｐ６６２は、負荷装置５と接続するためのものである。マグネットリレーＸ１〜Ｘ３と、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８とは、制御装置４からの制御により負荷装置５への電力供給の開始または停止を行うものである。尚、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の入力部は、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点から電力供給されている。
【００２１】
電力供給装置１の電気回路基板は、プリント基板１０に上述した各電気部品らを実装することにより実現される。プリント基板１０に対する各電気部品の実装方法について図７を参照しつつ説明する。図７はプリント基板１０に電気部品２０を実装した状態を示す断面図である。尚、プリント基板１０は導電パターンが配置されている層が４つ積層された４層のプリント基板であるが、図７においては中間の層を省略した断面図を示している。
【００２２】
図７（ａ）に示すように、プリント基板１０は、基材１１と、スルーホール１５と、ランド１２と、導電パターン１３と、接地パターン１４とを有している。基材１１は、プリント基板１０のベースとなる板状部材であり、ガラスエポキシ等で構成されている。スルーホール１５は、基材１０に設けられた孔であり、後述する電気部品２０のリード２１が挿入されるものである。ランド１２は、電気部品２０のリード２１に接合されるための円筒状の導電部材であり、スルーホール１５の内壁部と開口部周辺とを囲うように配置され、さらに導電パターン１３に接合されている。導電パターン１３は、プリント基板１０に実装される電気部品に対して配線するための銅箔部材であり、あらかじめ接合されているランド１２を介して電気部品２０のリード２１に接合される。接地パターン１４は、接地された導電パターンである。電気部品２０は、実装面に対して垂直方向に延びたリード２１を備えている。リード２１は、電気部品２０に対して電力を供給するための金属部材である。
【００２３】
そして、電気部品２０のプリント基板１０への実装時に、電気部品２０のリード２１がランド１２の円筒内に挿入され、さらに、ランド１２とリード２１との間に熱溶解されたハンダ１６が流し込まれることにより、ランド１２とリード２１とが電気的に接合される。その結果、導電パターン１３とリード２１とが電気的に接合される。ハンダ１６は亜鉛とスズとを含んでいる合金である。
【００２４】
次にプリント基板１０の導電パターンの特徴について説明する。プリント基板１０では、高電圧が印加されるリードに接合されるランドの近傍において、ランドに接合されている導電パターンが配置された層と異なる層に、プリント基板１０に垂直な方向から見て、接地パターンと接地パターン以外の導電パターンとが交差するように接地パターンが配置されている。
【００２５】
例えば、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３（図２参照）の出力側接点には、ターミナルＴＡ３から入力された高電圧が印加されており、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点のリードに接合されるランド４１ａ〜４１ｃ（図６参照）の近傍の第４層には、接地パターン４２（図６参照）が配置されている。そして、プリント基板１０の平面側からみて、接地パターン４２と、ランド４１ａ〜４１ｃに接合されている第１層の導電パターン４３ａ〜４３ｃ（図３参照）、第２層の導電パターン４３ｄ，４３ｅ（図４参照）、第３層の導電パターン４３ｆ〜４３ｈ（図５参照）とが交差している。
【００２６】
また、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８（図２参照）の交流入出力部には、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力接点から入力された高電圧が印加されており、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の交流入出力部のリードに接合されるランド４５ａ〜４５ｈ（図３参照）の近傍の第１層には、接地パターン４６（図３参照）が、第４層には、接地パターン４７（図６参照）が配置されている。そして、プリント基板１０の平面側からみて、接地パターン４６，４７と、ランド４５ａ〜４５ｅに接合されている第２層の導電パターン４８ａ〜４８ｇ（図４参照）、第３層の導電パターン４８ｈ〜４８ｎ（図５参照）、第４層の導電パターン４８ｏ〜４８ｐ（図６参照）とが交差している。
【００２７】
さらに、プリント基板１０上には、高電圧が印加される導電パターンの他に、制御装置４から入力される制御信号が印加される導電パターンがあり、高電圧が印加されるランドと、制御信号が印加される導電パターンとの間に、高電圧が印加される側の接地パターンが配置されている。
【００２８】
例えば、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３を制御するため、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の制御入力部のリードに接合されるランド５０ａ〜５０ｃ（図４参照）に接合されている第４層の導電パターン群５１（図６参照）と、前述したマグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点のリードに接合されるランド４１ａ〜４１ｃとの間に、接地パターン４２が配置されている。また、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８を制御するため、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の制御入力部のリードに接合されるランド５２ａ〜５２ｈ（図３参照）に接合されている第４層の導電パターン群５３（図６参照）と、前述したソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の交流入出力部のリードに接合されるランド４５ａ〜４５ｈとの間に、接地パターン４７が配置されている。尚、プリント基板１０においては、全ての接地パターンと接地パターン以外の導電パターンとの間を２．５ｍｍ以上確保している。
【００２９】
次に、プリント基板１０に電気部品が実装され、電力供給装置１の電気回路基板として機能している場合に、電気部品のリードランドとを接合するハンダ１６にクラックが発生したときの状態を、図７を参照しつつ説明する。
【００３０】
特に高電圧の電力を供給することで高温になるような電気部品２０がプリント基板１０に実装されている場合には、プリント基板１０を通電させる度に電気部品２０が発熱を繰り返し、電気部品２０近傍において熱応力が発生する。さらにハンダ１６が高温になることでハンダ１６に含まれる亜鉛やスズ等が粗大化を起こしてハンダ１６の強度が低下する。そして図７（ｂ）に示すように、発生した熱応力とハンダ１６の強度の低下とによりランド１２とリード２１とを接合しているハンダ１６にクラック１７が発生する。クラック１７が発生した状態で、導電パターン１３からランド１５を介してハンダ１６に高電圧が印加されると、クラック１７の間でアーク放電が生じる。アーク放電が生じるとことによりクラック１７の近傍はさらに高温になり、ハンダ１６に含まれるフラックス、基材１１に含まれるフラックスやガラスエポキシ等が導電パターン１３とともに炭化してグラファイト化する。
【００３１】
図７（ｃ）に示すように、基材１１がグラファイト化することにより、抵抗値を有する新たな電路１８が形成される。そして導電パターン１３には高電圧が印加されているため、電路１８と導電パターン１３との間でさらにアーク放電が発生し、アーク放電のため隣接する基材１１のグラファイト化がさらに進行する。その結果、電路１８が導電パターン１３に沿うように延びていく。しかし高電圧が印加されるリード２１に接合されたランド１２近傍には、プリント基板１０に垂直な方向から見て、ランド１２に接合されている導電パターン１３と交差するように接地パターン１４が配置されているため、電路１８が導電パターンに沿うように延びていけば必ず近傍に配置された接地パターン１４と短絡する。電路１８と接地パターン１４とが短絡することにより、接地パターンに微弱電流が流れ、漏電ブレーカ３がこれを検知することにより電力供給装置１に対する電力の供給を遮断する。
【００３２】
以上、説明した第１の実施の形態では、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の交流入出力部のリード及びランド４１ａ〜４１ｃ，４５ａ〜４５ｈを接合するハンダ１６に発生するクラック１７間のアーク放電により、ランド４１ａ〜４１ｃ，４５ａ〜４５ｈに接合されている導電パターン４３ａ〜４３ｈ，４８ａ〜４８ｐに沿って基材のグラファイト化が進行しても、基材がグラファイト化することにより新たに形成される電路１８と、ランド４１ａ〜４１ｃ，４５ａ〜４５ｈ近傍に配置された接地パターン４２，４７とがすぐに短絡し、漏電ブレーカ３が短絡を検知することで供給電力が遮断されるため、アーク放電による基材１１のグラファイト化を素早く検知することができる。
【００３３】
また、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点のリードと接合されるランド４１ａ〜４１ｃに接合されている導電パターン４３ａ〜４３ｈと、接地パターン４２とが、及び、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の交流入出力部のリードと接合されるランド４５ａ〜４５ｈに接合されている導電パターン４８ａ〜４８ｐと、接地パターン４７とが、プリント基板１０に垂直な方向から見て交差しているため、グラファイト化により形成された電路１８と接地パターン４２，４７とを確実に短絡させることができる。
【００３４】
さらに、高電圧の電力が印加されるランド５０ａ〜５０ｃ，５２ａ〜５２ｈと制御信号が印加される導電パターン群５１，５３との間に接地パターン４２，４６，４７が配置されているため、高電圧の電力が印加される側においてグラファイト化により形成された電路１８が、制御信号が印加される側の導電パターン群５１，５３と短絡する前に、高電圧の電力が印加される側の接地パターン４２，４７に短絡させることができるため、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の制御部に規格外の電圧が印加されることを防ぐことができる。
【００３５】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明に係る第２の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図８は、第２の実施の形態に係る電力供給装置１Ａを含んでいる装置６０Ａの構成を示すブロック図である。尚、ここで装置６０Ａとは、例えば写真処理装置であるが、写真処理に関する具体的な説明については省略する。図８に示すように、装置６０Ａは、電力供給装置１Ａと、電源２と、制御装置４と、複数の負荷装置５によって構成されている。電力供給装置１Ａは、漏電検知装置３Ａを備え、入力された高電圧の電力を分配し、分配された電力を各負荷装置５に供給するためのものである。漏電検知装置３Ａは、電源２から供給される高電圧の電力を中継するとともに、電力供給装置１Ａの漏電を監視するものである。そして、漏電検知装置３Ａが電力供給装置１Ａの漏電を検知した場合には、即座に供給されている電力を遮断する。電源２は電力供給装置１に供給される高電圧の電力の発生源である交流電源である。制御装置４は、電力供給装置４に接続され、電力供給装置４による各負荷装置５への電力供給の制御を行うものである。負荷装置５は、電力供給装置１から電力の供給を受ける各種装置であり、例えばヒータ、モータ、及び他の制御装置等である。
【００３６】
そして、電力供給装置１Ａの電気回路基板として使用されているプリント基板１０は、第１の実施の形態のプリント基板１０と実質的に同等であり、第１の実施の形態のプリント基板１０の説明を適用することができるため、第２の実施の形態のプリント基板１０の詳細な説明は省略する。
【００３７】
以上、説明した第２の実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加えて、電力供給装置１Ａが漏電検知装置３Ａを備えているため、装置６０Ａの設置場所に漏電検知装置等が備えられていない場合であっても、アーク放電による基材１０１のグラファイト化を素早く検知することができる。
【００３８】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更が可能なものである。例えば、第１及び第２の実施の形態では、ランド１２が円筒状の金属部材であるが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、ランドが基材１１の平面上に配置される板状の金属部材でもよい。この場合、ランドに接合されるリードの形状もランドの平面部と接合される平面部を有することになる。
【００３９】
また、第１及び第２の実施の形態では、基材１１がガラスエポキシ等で構成されているが、このような構成に限定されるものではなく、例えば紙エポキシや紙フェノール等他の材質で構成されていてもよい。
【００４０】
また、第１及び第２の実施の形態では、リード２１とランド１２とが鉛とスズを含んでいるハンダ１６により接合される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、銅や銀を含んでいるハンダで接合してもよいし、鉛フリーのハンダで接合してもよい。
【００４１】
さらに、第１の実施の形態では、漏電ブレーカ３を介して電力供給装置１に電力を供給する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、接地パターンに流れる電流値をＣＰＵで監視する等、漏電ブレーカ３以外の漏電検知装置を備える構成でもよい。尚、このような漏電検知装置は、第１の実施の形態のように電力供給装置１の外部に備える構成でもよいし、第２の実施の形態のように電力供給装置１Ａの内部に備える構成でもよい。
【００４２】
また、第１及び第２の実施の形態では、ターミナルＴＡ３に交流の電力が入力される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、直流の電力が入力されるような構成でもよい。
【００４３】
加えて、第１及び第２の実施の形態では、マグネットリレーＸ１〜Ｘ３の出力側接点のリードと接合されるランド４１ａ〜４１ｃに接合されている導電パターン４３ａ〜４３ｈと、接地パターン４２とが、及び、ソリッドステートリレーＳＳＲ１〜ＳＳＲ８の交流入出力部のリードと接合されるランド４５ａ〜４５ｈに接合されている導電パターン４８ａ〜４８ｐと、接地パターン４７とが、プリント基板１０に垂直な方向から見て交差するように接地パターンを配置する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、例えば導電パターンの一部と接地パターンとが重なるような構成でもよい。
【００４４】
また、第１及び第２の実施の形態では、高電圧が印加されるランド５０ａ〜５０ｃ，５２ａ〜５２ｈと制御信号が印加される導電パターン群５１，５３との間に接地パターン４２，４７を配置する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、異なる電圧が印加される導電パターンの間に接地パターンを配置しない構成でもよい。尚、この場合、高電圧の電力が印加されるパターンと制御信号が印加される導電パターンとが接触しないように導電パターンを配置すれば同様の効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によると、漏電検知装置が漏電を検知すると同時にプリント基板に対する電力の供給を遮断するため、アーク放電による基材のグラファイト化を素早く検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプリント基板を使用した電力供給装置による装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板のシルク印刷の内容を示す図である。
【図３】図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板の第１層の導電パターンを示す図である。
【図４】図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板の第２層の導電パターンを示す図である。
【図５】図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板の第３層の導電パターンを示す図である。
【図６】図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板の第４層の導電パターンを示す図である。
【図７】電気部品を実装した、図１に示す電力供給装置に使用されるプリント基板の断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る電力供給装置を含む装置の構成を示すブロック図である。
【図９】電気部品を実装した従来のプリント基板の断面図である。
【図１０】従来のプリント基板のシルク印刷の内容を示す図である。
【図１１】従来のプリント基板の第１層の導電パターンを示す図である。
【図１２】従来のプリント基板の第２層の導電パターンを示す図である。
【図１３】従来のプリント基板の第３層の導電パターンを示す図である。
【図１４】従来のプリント基板の第４層の導電パターンを示す図である。
【符号の説明】
１ 電力供給装置
２ 電源
３ 漏電ブレーカ
１０ プリント基板
１１ 基材
１２ ランド
１３ 導電パターン
１４ 接地パターン
１５ スルーホール
１６ ハンダ
１７ クラック
１８ 電路
Claims (2)
- 漏電検知を行うための漏電検知装置と、
電気回路に使用される単層または多層のプリント基板とを備えており、
前記プリント基板が、
複数の面に配置されている複数の導電パターンと、
前記導電パターンに接合されており、実装される電気部品に電力を供給するための部材であるリードに接合されるランドとを備えており、
前記導電パターンは、接地された導電パターンである接地パターンを含んでおり、
前記ランド近傍において、前記ランドに接合されている前記接地パターン以外の前記導電パターンが配置された面と異なる面に、前記接地パターンが配置されており、
前記ランドに接合されている前記接地パターン以外の前記導電パターンと前記接地パターンとが、交差するように配置されており、
前記プリント基板の前記接地パターンと前記接地パターン以外の前記導電パターンの一部とが、前記漏電検知装置に接続されていることを特徴とするプリント基板を含んだ装置。 - 前記プリント基板に、所定の電圧が印加される領域である１次側と、前記１次側と異なる電圧が印加される領域である２次側とが設けられており、
前記１次側の前記ランドと前記２次側の前記導電パターンとの間に、前記１次側の前記接地パターンが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板を含んだ装置。
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| JP2003158037A JP4296848B2 (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | プリント基板を含んだ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003158037A JP4296848B2 (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | プリント基板を含んだ装置 |
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-
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