JP2019117852A - プリント基板及び天井扇 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧が印加された場合に放電が開始される電圧を下げることができるプリント基板及び天井扇を提供すること。【解決手段】プリント基板は、アース部３１に配設された第１電子部品３４と、第１電子部品３４を固定しアース部３１と接続するために付設された第１はんだ部３５と、電源ライン３２に配設された第２電子部品３６と、第２電子部品３６を固定し電源ライン３２と接続するために付設された第２はんだ部３７と、を備える。そして、第１電子部品３４及び第１はんだ部３５と、第２電子部品３６及び第２はんだ部３７とは、所定の放電ギャップ３３の距離を離して対向して設けられる。【選択図】図８

Description

本発明は、雷サージ等に代表されるピーク電圧値の大きいノイズを吸収するプリント基板及び天井扇に関するものである。

従来、雷サージ等の瞬間的に発生した高電圧から、機器を構成する電気部品・電子部品の破壊を抑制するために、プリント基板に雷サージを放電するための放電機構を設けたものがある（例えば、特許文献１）。

この種の放電機構は、例えば、放電ギャップの距離を離した一対の銅箔部をプリント基板に形成して構成される。一方の銅箔部に対して雷サージのような高電圧が印加されると、放電ギャップを超えて放電が起こり、他方の銅箔部に大電流が生じる。この放電機構は、この他方の銅箔部に生じた大電流を外部に流すことによって、機器を構成する電気部品・電子部品の破壊を抑制できる。

特開平８−１０５９２７号公報

しかしながら、プリント基板に形成された従来の放電機構では放電が起こりにくく、放電が起こらない程度の高い電圧が印加されたことにより、結果として機器を構成する電気部品・電子部品の破壊を招いてしまうおそれがあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高電圧が印加された場合に放電が開始される電圧を下げることができるプリント基板及び天井扇を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明のプリント基板は、接地されるアース部と、外部からの電源に接続される電源ラインとがプリントされ、前記アース部の第１所定箇所に配設された少なくとも１つの第１電子部品と、前記第１電子部品を固定し前記アース部と接続するために付設された第１はんだ部と、前記電源ラインの第２所定箇所に配設された少なくとも１つの第２電子部品と、前記第２電子部品を固定し前記電源ラインと接続するために付設された第２はんだ部と、を備え、前記第１電子部品及び第１はんだ部と、前記第２電子部品及び第２はんだ部とは、所定の放電ギャップの距離を離して対向して設けられたものである。

また、本発明の天井扇は、前記プリント基板を備えたものである。

本発明のプリント基板及び天井扇によれば、アース部の第１所定箇所に配設された第１電子部品と、電源ラインの第２所定箇所に配設された第２電子部品とが、所定の放電ギャップの距離を離して対向して設けられる。これにより、第１電子部品の角と第２電子部品の角とによって、放電が起こりやすくなる。また、第１電子部品を固定しアース部と接続するために付設された第１はんだ部は、その第１電子部品により引っ張られ、第２電子部品を固定し電源ラインと接続するために付設された第２はんだ部は、その第２電子部品により引っ張られる。よって、放電ギャップの距離に近づけて第１はんだ部及び第２はんだ部を盛り上げることができ、放電を起こしやすくできる。よって、高電圧が印加された場合に放電が開始される電圧を下げることができる、という効果を得ることができる。

本発明の一実施の形態に係るプリント基板を備えた天井扇に用いられるブラシレスＤＣモータの構成を示す組立図である。 同ブラシレスＤＣモータの断面図である。 同ブラシレスＤＣモータのロータホルダを示す斜視図である。 同プリント基板の外観図である。 同ブラシレスＤＣモータの位置検出素子部の組立図である。 同ブラシレスＤＣモータの位置検出素子部の拡大図である。 同プリント基板に設けられた近傍部を拡大した拡大図である。 （ａ）の上側の図は、同プリント基板に設けられた放電機構（近接部）の１つを示した上面図であり、（ａ）の下側の図は、上側の図で示した断面線で切った場合の断面図であり、（ｂ）の上側の図は、従来の放電機構の１つを示した上面図であり、（ｂ）の下側の図は、上側の図で示した断面線で切った場合の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図８（ａ）に示したＩＶ方向から放電機構を見た場合の第１電子部品及び第１はんだ部の概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図８（ａ）に示したＩＶ方向から放電機構を見た場合の第１電子部品及び第１はんだ部の概略図である。 同ブラシレスＤＣモータを用いた天井扇の外観図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。

まず、図１〜図４を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るプリント基板を備えた天井扇に用いられるブラシレスＤＣモータの概略構成について説明する。図１は、そのブラシレスＤＣモータ９の構成を示す組立図であり、図２は、そのブラシレスＤＣモータ９の断面図である。図３は、そのブラシレスＤＣモータ９のロータホルダ５を示す斜視図である。図４は、そのブラシレスＤＣモータ９に設けられたプリント基板１０ｂの外観図である。

図１〜図３に示すように、ブラシレスＤＣモータ９は、ステータコア１、ロータホルダ５、ロータカバー８を備えている。ロータホルダ５には、後述するマグネット６が装着され、ロータホルダ５とロータカバー８が一体になってロータを構成する。

ステータコア１は、複数のティース部１ａで外周を覆われた円盤形をしている。ティース部１ａは、シャフト３を中心に放射状に配置されている。ステータコア１の中心部は、シャフト３が貫通して固定されている。各ティース部１ａには樹脂製フィルムを介して駆動コイル２が巻かれ、この駆動コイル２が通電されることにより磁界が発生する。なお、ステータコア１の厚みは、設計事項であって様々な厚みをとることができる。そのため、ステータコア１は、場合によっては円柱型とも言える形状である。

シャフト３は、軸方向上方（図１における上側）でベアリング４ａの内輪がシャフト３に対して回動可能に固定されている。シャフト３において、ステータコア１を挟んでベアリング４ａとの反対側の軸方向下方（図１における下側）には、ベアリング４ｂの内輪がシャフト３に対して回動可能に固定されている。

ステータコア１の外周端部には、ロータホルダ５の内周面に備えられたマグネット６の磁束を検出する位置検出素子部７が固定されている。

ロータホルダ５は、椀状の形状、詳しくは、天面を有した円筒状をしている。ロータホルダ５の天面中心部には、シャフト３が貫通するシャフト開口（図示せず）を備える。ロータホルダ５の底面から天面に至る途中で、円筒の径が小さくなっており、これにより第１の段差１４ａ、第２の段差１４ｂが構成される。なお、ロータホルダ５は、内周面に複数個のマグネット６が円筒側面の周方向に所定間隔で取付けられているが、詳細は後述する。

ロータホルダ５の底面は、開口部となっており、ロータカバー８によってふさがれる。ロータカバー８は、ロータホルダ５の底面開口よりも大きな略円形状であり、ロータカバー８の略円形状中心部にはシャフト３が貫通するシャフト開口８ａを備えている。

このように、ブラシレスＤＣモータ９は、シャフト３に固定されたステータコア１の外周をロータホルダ５、ロータカバー８が一体となったロータが回転するアウターロータ型となっている。

上記構成を有するステータコア１、ロータホルダ５、ロータカバー８は、組み立て時には、ベアリング４ａの外輪がロータホルダ５の内周面に固定され、ベアリング４ｂの外輪がロータカバー８に固定される。この状態で、シャフト３の上部がロータホルダ５のシャフト開口を貫通し、シャフト３の下部がロータカバー８のシャフト開口８ａを貫通する。そして、ロータホルダ５の内周面に配置されたマグネット６は、ステータコア１を構成するティース部１ａの外周曲面、即ち対向面と対向する。つまり、ステータコア１が、ロータホルダ５とロータカバー８とに包まれる形でシャフト３に固定され、ブラシレスＤＣモータ９が構成される。

ブラシレスＤＣモータ９は、後述の制御回路基板１０により制御された電流を駆動コイル２に流すことで、ロータホルダ５及びロータカバー８を一体として、シャフト３を中心軸として回転駆動する。なお、電流の制御方法は、本発明に直接関係しないため詳細な説明を省略する。

次に、本実施の形態におけるシャフト３と、ステータコア１、ロータホルダ５との結合について、詳細に説明する。

シャフト３は、中空の円筒形状で、外部からの電源を内部に供給するための電源線、回転を制御するための制御線が通されている。シャフト３には、軸方向上方（図１における上側）でベアリング４ａの内輪が当接する段差３ａを有している。段差３ａは、シャフト３の外周に環状に形成され、段差３ａの軸方向上方よりも、シャフト３の軸方向下方の方がシャフト３の外径が大きくなっている。そして、段差３ａよりも軸方向上方におけるシャフト３は、ベアリング４ａの内輪にスムーズに挿入されるように、その外径が小さくなっている。また、段差３ａよりも軸方向下方におけるシャフト３の外径は、ベアリング４ａの内径より大きくなっている。

また、シャフト３の軸方向下方には、段差３ｂが設けられている。段差３ｂは、シャフト３の外周に環状に形成され、段差３ｂの軸方向上方よりも、シャフト３の軸方向下方の方がシャフト３の外径が小さくなっている。すなわち、段差３ａ、段差３ｂの間の部分の外径は、段差３ａの軸方向上方の外径、及び、段差３ｂの軸方向下方の外径よりも大きくなっている。そして、段差３ｂよりも軸方向下方におけるシャフト３は、後述するベアリング４ｂの内輪にスムーズに挿入されるように、その外径が小さくなっている。また、段差３ｂよりも軸方向上方におけるシャフト３の外径は、ベアリング４ｂの内径より大きくなっている。

ステータコア１は、シャフト３の段差３ａと段差３ｂとの間に圧入固定されている。

ベアリング４ａは、シャフト３の軸方向上方から挿入され、段差３ａに当接した状態で保持される。ベアリング４ａが保持されたシャフト３は、ロータホルダ５の中央開口に通され、ベアリング４ａは、ロータホルダ５の中央開口部分に設けられたベアリング保持部１３に圧入される。具体的には、ロータホルダ５のベアリング保持部１３には、ベアリング４ａの外輪が圧入固定され、内輪は接触していない状態となっている。

ステータコア１の軸方向下方には、制御回路基板１０が設けられる。制御回路基板１０は、ステータコア１と電気的、物理的に接続され、ブラシレスＤＣモータ９の駆動を制御するものである。制御回路基板１０は、基板ホルダ１０ａと、本発明の一実施の形態であるプリント基板１０ｂとで構成される。

基板ホルダ１０ａは、中心部にシャフト３を通す円筒部１０ｃを有している。また、基板ホルダ１０ａは、プリント基板１０ｂを保持する保持部１０ｄ，１０ｇを有している。保持部１０ｄ，１０ｇは、プリント基板１０ｂの外周側と内周側を保持するように、外周用保持部１０ｄと内周用保持部１０ｇとを備えている。外周用保持部１０ｄは、径方向に突出した腕部１０ｅと、軸方向下方から装着されるプリント基板１０ｂを引っ掛けて保持するための爪部１０ｆで構成されている。内周用保持部１０ｇは、軸方向下方に向けて伸びた腕部１０ｈと、軸方向下方からプリント基板１０ｂを引っ掛けて保持するための爪部１０ｉで構成されている。

図４に示すように、プリント基板１０ｂは、ほぼ中央部分にシャフト３を通す開口（以降、中央開口）を有している。この中央開口は、外周と連通していて、言わば切り欠き状となっている。プリント基板１０ｂの外形状は、アルファベットの「Ｃ」のような形状である。

図２に示すように、基板ホルダ１０ａは、プリント基板１０ｂの外周を外周用保持部１０ｄ（爪部１０ｆ）で保持し、プリント基板１０ｂの中央開口を内周用保持部１０ｇ（爪部１０ｉ）で保持する。より詳しくは、内周用保持部１０ｇの爪部１０ｉが係合するのは、プリント基板１０ｂの中央開口のうち、シャフト３が貫通する部分よりも外周側であって、中心部と外周部とをつなぐ連通部である。

ステータコア１には、基板ホルダ支持部１８が設けられている。基板ホルダ支持部１８は、ステータコア１の下方、すなわち基板ホルダ１０ａ側で、シャフト３の径方向外側であって、巻線よりも径方向内側に、下方に向けて立設した円筒状の壁である。基板ホルダ支持部１８は、樹脂を用いて成型されている。

シャフト３を基板ホルダ１０ａに挿入し、固定位置となる位置では、円筒部１０ｃは、軸方向上端側でステータコア１と接触している。そして、基板ホルダ１０ａは、基板ホルダ支持部１８の下方端と当接している。

さらに、プリント基板１０ｂを装着した状態で、シャフト３に軸方向下方からスプリング１１を挿入する。スプリング１１の内径は、シャフト３の外径よりも少し大きめのものを用いている。そして、スプリング１１の軸方向上端は、基板ホルダ１０ａの円筒部１０ｃの下端に当接する。

ベアリング４ｂは、シャフト３の下端、あるいは、下端近傍に挿入される。スプリング１１は、ベアリング４ｂの内輪に当接した状態になる。すなわち、スプリング１１の弾性力は、一端側ではベアリング４ｂの内輪に、他端側では基板ホルダ１０ａを介してステータコア１にかかることになる。

そして、ベアリング４ｂは、ロータカバー８のベアリング装着部８ｂに圧入固定されるのである。具体的には、ロータカバー８のベアリング装着部８ｂには、ベアリング４ｂの外輪が圧入固定され、内輪は接触していない状態となっている。

このような構成により、制御回路基板１０は、ベアリング４ｂとステータコア１との間にスプリング１１によって与圧されて固定されている。スプリング１１は、ベアリング４ｂの内輪側を押さえつけて、ベアリング４ｂにおいては内輪と外輪の軸方向のズレを生じさせている。すなわち、ベアリング４ｂの内輪は、外輪よりも軸方向下方に位置することになる。一方、軸方向上方では、基板ホルダ１０ａに当接したスプリング１１の与圧は、基板ホルダ１０ａ、ステータコア１、シャフト３を介してベアリング４ａの内輪にかかることになる。すなわち、ベアリング４ａの内輪は、外輪よりも軸方向上方に位置することになる。

上記のように、スプリング１１によって、制御回路基板１０は、シャフト３と一体となったステータコア１に押されて保持された状態となっている。従って、ロータホルダ５とベアリング４ａ、ロータカバー８とベアリング４ｂを分解することによって、シャフト３と一体となったステータコア１、制御回路基板１０とを容易に分解することができる。さらに、ベアリング４ａ、ベアリング４ｂの部分のシャフト３の外径は、それぞれのベアリングの内輪の内径よりも大きいので、ベアリング４ａ、ベアリング４ｂを容易にはずすことができる。

また、シャフト３の長さ、円筒部１０ｃの軸方向長さが調整できるので、スプリング１１のストロークを適切に確保することができる。すなわち、スプリング１１による与圧の大きさを適切に設定することができる。ベアリング４ａ、ベアリング４ｂに対して適切な与圧をかけることによって、ベアリング４ａ、ベアリング４ｂからの発熱を抑え、さらに、ベアリング４ａ、ベアリング４ｂから発生する騒音を低減し、結果としてベアリング４ａ、ベアリング４ｂの劣化を抑えることができる。

次に、ロータホルダ５、及びロータホルダ５へのマグネット６の装着について説明する。

図２及び図３に示すように、ロータホルダ５には、底部にロータカバー８を取り付けるための固定部１２が設けられている。固定部１２は、ロータホルダ５の底部で外周方向に張り出したもので、ネジを通して固定するためのネジ孔を有している。固定部１２は、周方向に一体となったフランジ形状としても良いし、図３に示すように、ネジ孔部分のみ張り出した形状としても良い。

また、ロータホルダ５は、ホルダ外郭５ａと、その内周側に設けたインサートリング５ｂを有している。前述したように、ホルダ外郭５ａは、略円筒形状で、頂部は、シャフト開口を有した天面、底部はロータカバー８で塞がれる開口となっている。ホルダ外郭５ａの円筒形状部分は、頂部、すなわち天面にむけて径が小さくなるよう、リング形状の段差が２箇所に設けられている（第１の段差１４ａ、第２の段差１４ｂ）。第１の段差１４ａは、第２の段差１４ｂよりも下方に設けられている。詳しくは後述するが、第１の段差１４ａよりも底部側には、バランスウェイト４０が挿入されるバランスウェイト挿入穴４１が環状に設けられている。第２の段差１４ｂよりも上方には、ベアリング保持部１３が設けられている。

インサートリング５ｂは、ホルダ外郭５ａの内周面であって、第１の段差１４ａと第２の段差１４ｂとの間を覆うように設けられている。すなわち、インサートリング５ｂの上辺は、第２の段差１４ｂに当接するように設けられる。そして、インサートリング５ｂの内周面に、マグネット６が装着される。マグネット６の上面についても第２の段差１４ｂに当接するようにマグネット６は装着される。インサートリング５ｂは、強磁性体の金属を材料とした平板を、ホルダ外郭５ａの内周面に合わせて円筒型にし、ホルダ外郭５ａに装着されたものである。インサートリング５ｂを形成する強磁性体の金属としては、鉄などが挙げられる。

ホルダ外郭５ａは、アルミニウムのダイキャスト製となっている。ダイキャスト製法によれば、ホルダ外郭５ａの外形形状を高い自由度で設計することができる。そして、インサートリング５ｂの内周面については、インサートリング５ｂ装着後、旋盤などにより切削加工を施すことにより、精度の高い円筒形状とすることができる。すなわち、インサートリング５ｂの内周面は、断面が真円に近い円筒となる。そして、マグネット６は、インサートリング５ｂの内周面に接着固定される。従って、真円に近い円筒内周に装着されたマグネット６は、シャフト３に対し、精度よく配置されるのである。すなわち、ステータコア１の外周とマグネット６との距離が精度よくなり、ブラシレスＤＣモータ９として、効率よく回転する。

また、切削加工により、マグネット６を接着する面の平面度（表面の滑らかさ）を上げて磁石の接着力を向上させることができる。さらに、切削加工により、マグネット６を接着する面のみ無垢の金属を表面に出すことで、磁石の接着力を向上させるとともに、接着する面以外を切削せずに錆びを抑制することができる。

インサートリング５ｂは、略長方形の金属平板を３ロールで丸めて作るとよい。そして、円筒を形成するとき、平板の端部同士をつなぎ合わせる部分、すなわちつなぎ目ができる。このつなぎ目では、磁束を通し難くなる。従って、磁力線の発するマグネット６の端部とインサートリング５ｂのつなぎ目とが一致しないほうが良い。より好ましくは、マグネット６の中心部とインサートリング５ｂのつなぎ目とが一致するようにマグネット６を配置すると良い。

また、第２の段差１４ｂにマグネット６の上面が当接するので、マグネット６の位置決めが容易にできることになる。

なお、インサートリング５ｂの厚み，すなわち、径方向の厚みは、大きくするほうが良い。すなわち、インサートリング５ｂは、ロータヨークとして機能するため、厚さを大きくして磁束の飽和を緩和することができる。すなわち、インサートリング５ｂの厚さを厚くすることによって、巻線に発生する誘起電圧を高くすることができ、マグネット６の機能を十分発揮させ、効率の高いブラシレスＤＣモータ９となる。なお、インサートリング５ｂの厚さは厚いほど発生する誘起電圧を高くすることができるが、所定の厚さ以上領域では発生する誘起電圧は飽和する。そのため、用いるマグネット６の磁力に応じ、適切なインサートリング５ｂの厚さを用いると良い。

また、インサートリング５ｂの軸方向の長さは、マグネット６の軸方向の長さよりも大きくすると良い。インサートリング５ｂをマグネット６よりも大きくすることによって、磁束を効率的に通すことができ、効率の良いブラシレスＤＣモータ９となる。

次に、位置検出素子部７について説明する。

図１に示すように、ステータコア１には、スロットインシュレータを装着した上で巻線を施す開口、すなわち、スロットが設けられている。このスロットは、周方向に複数設けられている。一方、前述したように、ブラシレスＤＣモータ９を駆動するための制御回路基板１０は、ステータコア１の回転軸方向下方に設けられている。位置検出素子部７は、制御回路基板１０とステータコア１の外周端部とを接続するように設けられている。

図５、図６を参照して、位置検出素子部７の詳細について説明する。図５は、位置検出素子部７の組立図であり、図６は、位置検出素子部７の拡大図である。図５、図６に示すように、位置検出素子部７は、実際に位置を検出するホール素子７ａと、ホール素子７ａを保持する素子ホルダ７ｂとを有している。

ホール素子７ａは、制御回路基板１０に固定されるとともに、回路接続されている。そして、ホール素子７ａは、検出した位置を制御回路に伝達している。一方、ホール素子７ａを保持する素子ホルダ７ｂは、ステータコア１側に突起部７ｃを有しており、この突起部７ｃは、ステータコア１のスロットに、回転軸方向下方から挿入されている。すなわち、ホール素子７ａは、ステータコア１に対して位置決めされていることになる。

さらに詳しく説明すると、ホール素子７ａは、制御回路基板１０に立設している。ホール素子７ａが立設する位置は、ステータコア１の略外周端部に対向する位置である。すなわち、ホール素子７ａは、径方向の位置をステータコア１の外周端部近傍で、回転軸方向にはステータコア１の下部に設けられている。ホール素子７ａが立設する略外周端部とは、ステータコア１の外周端に対し、径方向に外周側に突出、あるいは、内周側に入り込んでもよいが、マグネット６の磁力を検出し、ロータの回転に障害物とならない位置であれば良い。

そして、素子ホルダ７ｂは、３個のホール素子７ａをステータコア１側から被せるようにして一体に保持する。この状態で、制御回路基板１０ごとステータコア１と合体するように、突起部７ｃをスロットに挿入するのである。突起部７ｃは、複数設けられており、それぞれスロットに差し込まれることによって、位置決め、固定が確実に行われることになる。

マグネット６の回転軸方向の長さは、ステータコア１の回転軸方向の厚さよりも大きくなっており、マグネット６の下方において、ステータコア１と対向していない部分が存在する。このマグネット６がステータコア１と対向していない部分から出る磁力をホール素子７ａが検出するのである。

このような構成によれば、巻線とホール素子７ａとの位置関係が製造工程、あるいは部品のばらつきによらず固定されることになる。従って、ホール素子７ａから出力されるロータ（マグネット６）の位置情報は、高い精度を確保することができ、結果として、効率の良いモータ特性が得られることになる。

次に、プリント基板１０ｂに設けられた放電機構について説明する。

図４に示すように、プリント基板１０ｂには、アース部３１と電源ライン３２とが銅箔によってプリントされている。銅箔の厚さは１８μｍ〜７０μｍであり、銅箔は、一部を除いてソルダーレジスタにより覆われることで、銅箔の回路パターンが保護され、絶縁性が確保される。ソルダーレジスタに覆われていない銅箔部分は、はんだを付設可能であり、そのはんだを介して、電子部品と電気的接続をとる接点として使用される。

アース部３１の一端は、プリント基板１０ｂの中央開口の縁、特にシャフト３と接触する部分に設けられている。シャフト３は、プリント基板１０ｂの中央開口の縁に接触するようになっている。ここで、シャフト３とプリント基板１０ｂの中央開口の縁は常時接触するものではなく、狭い隙間を有した状態でよい。すなわち、プリント基板１０ｂに設けられた中央開口の内径は、シャフト３の外径よりも大きくなっている。アース部３１は、後述するようにシャフト３を介して接地される。

なお、アース部３１は、プリント基板１０ｂの中央開口の縁に回りこむようにプリントしておくとよい。すなわち、アース部３１の一端は、プリント基板１０ｂの中央開口の内周側端面にプリントされているとよい。

アース部３１の所定の箇所（本発明の「第１所定箇所」に相当）は、電源ライン３２の所定の箇所（本発明の「第２所定箇所」に相当）と、放電ギャップ３３だけの距離を離して設けられている。以下、当該部分を近接部と称す。

電源ライン３２は、外部からの電源が接続される入力部であり、本実施の形態では、交流電源が接続されている。本実施の形態では、単層交流電源に接続される電動機を例に説明するので、電源ライン３２は２箇所設けられている。そして、それぞれの電源ライン３２に近接部が設けられ、アース部３１が近接して設けられている。

ここで、図７を参照して、近接部の詳細を説明する。図７は、プリント基板１０ｂに設けられた近接部を拡大した拡大図である。

図７に示す通り、近接部において、アース部３１には第１電子部品３４が配設され、放電ギャップ３３を挟んで電源ライン３２には第２電子部品３６が配設される。第１電子部品３４が配設されるアース部３１は、ソルダーレジスタに覆われておらず、放電ギャップ３３に沿って第１電子部品３４の両側を第１はんだ部３５が付設される。第１電子部品３４は、第１はんだ部３５によってアース部３１と接続され、また、プリント基板１０ｂに固定される。

また、第２電子部品３６が配設される電源ライン３２は、ソルダーレジスタに覆われておらず、放電ギャップ３３に沿って第２電子部品３６の両側を第２はんだ部３７が付設される。第２電子部品３６は、第２はんだ部３７によって電源ライン３２と接続され、また、プリント基板１０ｂに固定される。

そして、アース部３１に設けられた第１電子部品３４及び第１はんだ部３５と、電源ライン３２に設けられた第２電子部品３６及び第２はんだ部３７とは、放電ギャップ３３の距離を離して設けられている。また、第１電子部品３４と第２電子部品３６とは、放電ギャップ３３を挟んで対向する位置に設けられ、第１はんだ部３５と第２はんだ部３７とは、放電ギャップ３３を挟んで対向する位置に設けられる。このような構成によって、放電機構が形成される。

このような放電機構において、雷サージのような高電圧が電源ライン３２に印加されると、まず、放電ギャップ３３を超えて放電が起こり、アース部３１に大電流が流れる。アース部３１に流れた電流は、アース部３１の一端、すなわち、プリント基板１０ｂの中央開口の縁でシャフト３側に放電して流れる。そして、シャフト３側に流れた電流は、グランド（ＧＮＤ）に逃げ、プリント基板１０ｂを保護することができる。このように、プリント基板１０ｂとシャフト３とを、リード線を用いて接続することなく、簡単な構成で雷サージ等の対策ができる。

ここで、図８を参照して、本実施の形態の放電機構の効果について説明する。図８（ａ）の上側の図は、本実施の形態のプリント基板１０ｂに設けられた放電機構（近接部）の１つを示した上面図であり、図８（ａ）の下側の図は、上側の図で示した断面線で切った場合の断面図である。また、図８（ｂ）は、本実施の形態との比較例を示したものであり、上側の図は、プリント基板に設けられた従来の放電機構の１つを示した上面図であり、下側の図は、上側の図で示した断面線で切った場合の断面図である。

図８（ｂ）に示した従来例は、アース部１３１に第１はんだ部１３５を付設し、電源ライン１３２に第２はんだ部１３７を付設したものである。この場合、第１はんだ部１３５及び第２はんだ部１３７によって、多少の盛り上がりが生じるものの、その高さには限界がある。また、第１はんだ部１３５の盛り上がりの頂点と、第２はんだ部１３７の盛り上がりの頂点との距離ｄ２は、放電ギャップ１３３の距離よりも長くなる。よって、図８（ｂ）に示した従来例では、放電が開始される電圧があまり下がらない。

一方、本実施の形態では、図８（ａ）に示すように、アース部３１の所定の箇所に配設された第１電子部品３４と、電源ライン３２の所定の箇所に配設された第２電子部品３６とが、所定の放電ギャップ３３の距離ｄ１を離して設けられる。これにより、第１電子部品３４の角と第２電子部品３６の角とによって、放電が起こりやすくなる。さらに、アース部３１に付設された第１はんだ部３５は第１電子部品３４により引っ張られ、電源ライン３２に付設された第２はんだ部３７は第２電子部品３６により引っ張られる。よって、放電ギャップ３３の距離ｄ１に近づけて第１はんだ部３５及び第２はんだ部３７を盛り上げることができ、放電を起こしやすくできる。よって、高電圧が印加された場合に放電が開始される電圧を下げることができる。

また、第１電子部品３４及び第２電子部品３６を配設した高電圧の放電機構の放電のし易さは、モータをはじめとする他の電気部品・電子部品の高電圧の放電のし易さよりも低くする必要がある。本実施の形態では、放電ギャップ３３の距離を変更することなく、第１電子部品３４及び第２電子部品３６を変更することにより、高電圧の放電のし易さを調整できる。

なお、放電ギャップ３３としては、０．５ｍｍ以上設けると良い。また、第１電子部品３４及び第２電子部品３６の高さは、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であるのが好ましい。第１電子部品３４及び第２電子部品３６の高さを０．３ｍｍ以上とすることで、雷サージ等による高電圧が電源ライン３２に印加された場合に、放電を確実に起こすことができる。一方、第１電子部品３４及び第２電子部品３６の高さが１．５ｍｍを超えると、放電のし易さにあまり変化が生じない。そこで、第１電子部品３４及び第２電子部品３６の高さを１．５ｍｍ以下とすることで、空間が確保できない場所においても、プリント基板１０ｂを実装できる。

ここで、第１電子部品３４及び第２電子部品３６は、異なる種類の電子部品であってもよいが、形状や高さが類似のものであるのが好ましく、これらが同一種類の電子部品であるのがより好ましい。第１電子部品３４及び第２電子部品３６を同一種類の電子部品とすることで、第１電子部品３４及び第２電子部品３６の角の位置や、第１はんだ部３５及び第２はんだ部３７の盛り上がりの位置をより近づけることができ、放電をよりし易くできる。

また、第１電子部品３４及び第２電子部品３６は、プリント基板１０ｂの他の箇所で用いられる電子部品と同種類のものであるのが好ましい。これにより、別の部品を購入する必要がなく、また、製造面においても、第１電子部品３４及び第２電子部品３６の取り付けを、その他の箇所の取り付けと同時に行うことができるので、コストの増加を抑制できる。

ここで、図９を参照して、第１電子部品３４及び第２電子部品３６対する第１はんだ部３５及び第２はんだ部３７の覆い方について説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、図８（ａ）に示したＩＶ方向から放電機構を見た場合の第１電子部品３４及び第１はんだ部３５の概略図である。なお、第２電子部品３６と第２はんだ部３７との関係は、図９（ａ）、（ｂ）に示した第１電子部品３４と第１はんだ部３５との関係と同一であるので、図示及び説明を省略する。

第１はんだ部３５は、図９（ａ）に示す通り、第１電子部品３４が固定できる程度の高さで、第１電子部品３４を覆うようにすればよい。これにより、アース部３１に付設された第１はんだ部３５は第１電子部品３４により引っ張られ、電源ライン３２に付設された第２はんだ部３７は第２電子部品３６により引っ張られるので、放電を起こしやすくできる。

一方で、第１はんだ部３５は、図９（ｂ）に示す通り、第１電子部品３４の高さとなるように、第１電子部品３４を覆うとなおよい。これにより、アース部３１に付設された第１はんだ部３５は第１電子部品３４に引っ張られて先端がより鋭角となり、電源ライン３２に付設された第２はんだ部３７は第２電子部品３６により引っ張られて先端がより鋭角となるので、さらに放電を起こしやすくできる。

なお、本実施の形態において、第１はんだ部３５は、放電ギャップ３３に沿って第１電子部品３４の両側に設けられ、第２はんだ部３７は、放電ギャップ３３に沿って第２電子部品３６の両側に設けられている。これにより、雷サージ等による高電圧が、第１電子部品３４の両側と第２電子部品３６の両側とに印加されるので、より放電しやすくすることができる。ただし、第１はんだ部３５は、放電ギャップ３３に沿って第１電子部品３４の片側に設けられ、第２はんだ部３７は、放電ギャップ３３に沿って第２電子部品３６の片側であって第１はんだ部３５と対向する位置に設けられても、本発明の効果が得られる。

次いで、図１０を参照して、第１電子部品３４及び第２電子部品３６の配設方法の変形例について説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）は、図８（ａ）に示したＩＶ方向から放電機構を見た場合の第１電子部品３４及び第１はんだ部３５の概略図である。なお、第２電子部品３６と第２はんだ部３７との関係は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示した第１電子部品３４と第１はんだ部３５との関係と同一であるので、図示を省略する。

まず、図１０（ａ）に示す通り、アース部３１に対して第１電子部品３４及び第２電子部品３６を１つ配設し、放電ギャップ３３に沿ってその両側に第１はんだ部３５及び第２はんだ部３７を設ける場合が、これまで説明した第１電子部品３４及び第２電子部品３６の配設方法である。

これに対し、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように、アース部３１に対し、放電ギャップ３３に沿って第１電子部品３４及び第２電子部品３６を複数（図１０（ｂ）の例では２つ、図１０（ｃ）の例では３つ）並設し、第１はんだ部３５及び第２はんだ部３７は、複数の第１電子部品３４及び第２電子部品３６に対して放電ギャップ３３に沿った両側に設けられてもよい。なお、第１電子部品３４及び第２電子部品３６の数は同数であるのが好ましい。

このように、第１電子部品３４及び第２電子部品３６を複数並設することで、電子部品やはんだ部における角部分を増やすことができるので、放電をさせ易くできる。とくに、第１電子部品３４及び第２電子部品３６として、高さの低い小さな電子部品しか用意できない場合であっても、この電子部品を図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように複数並設することで、放電が開始される電圧を下げることができる。

このようなアウターロータ型のブラシレスＤＣモータ９は、羽根径が大きな天井扇に適している。天井扇とは、天井から吊り下げられるように設けられた送風機である。このような天井扇においては、羽根径が大きいために生じるバランスの狂いを調整する必要がある。具体的には、羽根を取り付けたときに、水平方向の重心が回転軸（シャフト３）上になるようにバランスウェイト４０を筐体のいずれかの場所に配置することによって調整する。

図３に示すように、本実施の形態において、ホルダ外郭５ａの底面側には、バランスウェイト４０を装着するための複数のバランスウェイト挿入穴４１が設けられている。バランスウェイト挿入穴４１は、図２、図３に示すように、ホルダ外郭５ａの底面側からバランスウェイト４０を挿入できるような穴となっている。そして、バランスウェイト挿入穴４１は、ホルダ外郭５ａの底面外周部に複数個設けられている。本実施の形態においては、ホルダ外郭５ａの底部外周に、ほぼ隙間なく並んでいる。バランスを調整する場合には、水平方向の重心がシャフト３上となるように、１つあるいは複数のバランスウェイト４０をバランスウェイト挿入穴４１に差し込むことによって行う。

また、バランスの微調整ができるように、バランスウェイト４０を小さくするとよい。ただし、バランスウェイト４０が小さすぎると、目的のバランス調整のための能力が足りなくなる可能性がある。また、バランスウェイト４０が大きすぎると、バランス調整が難しくなる。

なお、本実施の形態におけるバランスウェイト４０は、略長方形の板状である。そして、バランスウェイト挿入穴４１は、バランスウェイト４０の対向する２辺を２本のレールで挟むように保持するものである。バランスウェイト挿入穴４１は、テーパー形状、すなわち、入口側より奥側が狭くなった形状となっている。すなわち、バランスウェイト挿入穴４１を形成する２本のレールは、平行ではなく、入口側から奥に向かって狭くなっている。

なお、バランスウェイト挿入穴４１は、２本のレールで形成される上記の形状に限られるものではなく、円錐型、角錐型であってもよい。

図１１は、アウターロータ型のブラシレスＤＣモータ９を用いた天井扇５０の外観図である。このようなアウターロータ型のブラシレスＤＣモータ９を用いた天井扇５０においては、図１１に示すように、ブラシレスＤＣモータ９の上部をキャノピー４２で覆っても良い。キャノピー４２を用いることによって、シャフト３部分に設けられる電源配線、制御配線の接続をキャノピー４２内部でできる。すなわち、電源配線、制御配線の接続部分を覆い隠すことができる。

また、本実施の形態のブラシレスＤＣモータ９は、制御回路基板１０をステータコア１よりも下方に配置させたものとなっている。図１に示すように、直流駆動のため、ブラシレスＤＣモータ９の制御回路基板１０はたくさんの制御部品を搭載し、大きなものとなっている。そのため、ステータコア１側をキャノピー４２で覆うことにより、キャノピー４２、さらに天井扇５０を小型化することができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。また、上記各実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

本実施の形態では、本発明のプリント基板をブラシレスＤＣモータ及び天井扇に備えた場合について説明した。しかしながら、本発明は、ブラシレスＤＣモータ及び天井扇だけでなく、種々の装置に用いられるプリント基板に対して適用可能である。

本発明に係るプリント基板は、雷サージ等に代表されるピーク電圧値の大きいノイズを吸収するプリント基板として有用である。

１ ステータコア
１ａ ティース部
２ 駆動コイル
３ シャフト
３ａ 段差
３ｂ 段差
４ａ ベアリング
４ｂ ベアリング
５ ロータホルダ
５ａ ホルダ外郭
５ｂ インサートリング
６ マグネット
７ 位置検出素子部
７ａ ホール素子
７ｂ 素子ホルダ
７ｃ 突起部
８ ロータカバー
８ａ シャフト開口
８ｂ ベアリング装着部
９ ブラシレスＤＣモータ
１０ 制御回路基板
１０ａ 基板ホルダ
１０ｂ プリント基板
１０ｃ 円筒部
１０ｄ 外周用保持部
１０ｅ 腕部
１０ｆ 爪部
１０ｇ 内周用保持部
１０ｈ 腕部
１０ｉ 爪部
１１ スプリング
１２ 固定部
１３ ベアリング保持部
１４ａ 第１の段差
１４ｂ 第２の段差
３１ アース部
３２ 電源ライン
３３ 放電ギャップ
３４ 第１電子部品
３５ 第１はんだ部
３６ 第２電子部品
３７ 第２はんだ部
４０ バランスウェイト
４１ バランスウェイト挿入穴
４２ キャノピー
５０ 天井扇
１３１ アース部
１３２ 電源ライン
１３３ 放電ギャップ
１３５ 第１はんだ部
１３７ 第２はんだ部

Claims (8)

1. 接地されるアース部と、外部からの電源に接続される電源ラインとがプリントされたプリント基板であって、
   前記アース部の第１所定箇所に配設された少なくとも１つの第１電子部品と、
   前記第１電子部品を固定し前記アース部と接続するために付設された第１はんだ部と、
   前記電源ラインの第２所定箇所に配設された少なくとも１つの第２電子部品と、
   前記第２電子部品を固定し前記電源ラインと接続するために付設された第２はんだ部と、を備え、
   前記第１電子部品及び第１はんだ部と、前記第２電子部品及び第２はんだ部とは、所定の放電ギャップの距離を離して対向して設けられたプリント基板。
2. 前記第１はんだ部は、前記放電ギャップに沿って前記第１電子部品の両側に設けられ、
   前記第２はんだ部は、前記放電ギャップに沿って前記第２電子部品の両側に設けられた請求項１記載のプリント基板。
3. 前記第１電子部品と前記第２電子部品とは、同種類の電子部品である請求項１又は２記載のプリント基板。
4. 前記第１電子部品及び前記第２電子部品は、前記プリント基板の他の箇所で用いられる電子部品と同種類のものである請求項１から３のいずれかに記載のプリント基板。
5. 前記第１電子部品及び前記第２電子部品は、高さが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である請求項１から４のいずれかに記載のプリント基板。
6. 前記第１はんだ部は、その高さが略前記第１電子部品の高さとなるように付設され、
   前記第２はんだ部は、その高さが略前記第２電子部品の高さとなるように付設された請求項１から５のいずれかに記載のプリント基板。
7. 前記第１電子部品は、前記放電ギャップに沿って並設された複数の電子部品により構成され、
   前記第１はんだ部は、前記第１電子部品を構成する各電子部品に対して前記放電ギャップに沿った両側に設けられ、
   前記第２電子部品は、前記放電ギャップに沿って並設された、前記第１電子部品と同数の電子部品により構成され、
   前記第２はんだ部は、前記第２電子部品を構成する各電子部品に対して前記放電ギャップに沿った両側に設けられた請求項１から６のいずれかに記載のプリント基板。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のプリント基板を備えた天井扇。