JP2023167359A - 基板及び基板への導線の接続方法、並びに回転機器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でありながら、スルーホールに設けられたランドに導線を接続する作業が容易な基板及び基板への導線の接続方法並びに回転機器を提供する。【解決手段】基板１は、外周部１Ｃを有する板状体の表面１Ａ及び裏面１Ｂに配線を備え、少なくとも１のスルーホール１１と、スルーホール１１の内面を、表面１Ａから裏面１Ｂに渡って覆うランド１３と、外周部１Ｃからスルーホール１１まで延び、表面１Ａから裏面１Ｂに貫通する溝部１２と、を有する。基板への導線の接続方法は、基板１における溝部１２に、外周部１Ｃから導線を挿し込み、前記導線をスルーホール１１に接触させ、接続部材（はんだ）により、基板１の表面１Ａ及び裏面１Ｂのランド１３に導線を電気的に接続させる。回転機器は、基板１を備え、ステータのコイルの引出線が、スルーホール１１を通過し、かつ、ランド１３に電気的に接続している。【選択図】図１

Description

本発明は、基板及び基板への導線の接続方法、並びに回転機器に関する。

従来、回転機器等の電子機器には、その機器を稼働させたり、機器の動作を制御したり等の目的で、配線が施された基板が組み込まれている（例えば、特許文献１参照）。そのような基板には、電子部品が実装され、外部からの電源線、電子機器への電流供給線（回転機器であればコイルの引出線等）や制御用配線等の各種導線が接続される。

基板への導線の接続方法として、スルーホールに設けられたランドに導線をはんだ付けする方法が挙げられる。
しかし、線径の大きい導線をスルーホールに挿し込もうとする場合には、導線の剛直性から、導線の接続作業に手間や労力を要してしまう場合がある。

例えば、掃除機等の回転機器においては、吸塵性能の向上等の目的から高速回転化が求められており、それに応じて回転機器に供給される電流も大電流化が要求されている。回転機器のコイルに電流を供給する引出線の線径を、大電流に耐え得るように大きくすれば、より剛直性が顕在化し、剛直性を有する引出線をスルーホールに挿し込む作業は、手間や労力を要してしまう場合がある。

特開２００１－３１４０５６号公報

本発明は、簡易な構成でありながら、スルーホールに設けられたランドに導線を接続する作業が容易な基板、及び基板への導線の接続方法、並びに、当該基板を用いた回転機器を提供することを課題の一例とする。

上記課題は、例えば、以下の本発明の一態様により解決される。即ち、本発明の一態様は、外周部を有する板状体の表面及び裏面に配線を備えた基板であって、
少なくとも１のスルーホールと、
前記スルーホールの内面を、前記表面から前記裏面に渡って覆うランドと、
前記板状体の外周部から前記スルーホールまで延び、前記表面から前記裏面に貫通する溝部と、
を有する基板である。

本発明の一例である実施形態にかかる基板の斜視図である。 本発明の一例である実施形態にかかる基板の表面側に電子部品が実装された状態を示す斜視図である。 本発明の一例である実施形態にかかる基板の表面側に電子部品が実装された状態を示す表面側の平面図（上面図）である。 本発明の一例である実施形態にかかる基板の裏面側に電子部品が実装された状態を示す裏面１Ｂ側からの斜視図である。 本発明の一例である実施形態にかかる基板の裏面側に電子部品が実装された状態を示す裏面側の平面図（下面図）である。 本発明の一例である実施形態にかかる基板におけるスルーホールとその周辺を抜き出して拡大して示す拡大平面図である。 本発明の一例である実施形態にかかる基板において、スルーホールに導線を通過させる作業を説明するための説明図であり、基板におけるスルーホールとその周辺を抜き出して拡大して示す拡大斜視図に相当する。 本発明の一例である実施形態にかかる基板におけるスルーホールに導線を通過させ、かつ、外周部方向に折り曲げた状態を示す拡大斜視図である。 本発明の一例である実施形態にかかる基板におけるスルーホールのランドに導線が接続された裏面側からの状態を示す拡大斜視図である。 本発明の一例である実施形態にかかる基板におけるスルーホールのランドに導線が接続された表面側からの状態を示す拡大斜視図である。 本発明の一例である実施形態にかかる回転機器の正面図である。 本発明の一例である実施形態にかかる回転機器の横断面図であり、図１１及び図１４におけるＡ－Ａ断面図に相当する。 本発明の一例である実施形態にかかる回転機器の縦断面斜視図であり、図１２におけるＢ－Ｂ断面図に相当する。 本発明の一例である実施形態にかかる回転機器の縦断面図であり、図１２におけるＢ－Ｂ断面図に相当する。 本発明の一例である実施形態にかかる回転機器から筒のキャップ部を外した状態を示す斜視図である。 本発明の一例である実施形態にかかる回転機器を掃除機の筐体に取り付けた状態を模式的に示す模式図である。 本発明の一例である実施形態にかかる回転機器を下側から見た底面図である。

以下、本発明の実施形態にかかる基板、及び基板への導線の接続方法について、図面を参照しながら説明する。その後、当該実施形態にかかる基板を用いた回転機器についても、実施形態を挙げて説明する。なお、本実施形態において、「回転機器」とは、モータを内蔵する電子機器を意味し、モータ自体をも含む概念である。

［基板、及び基板への導線の接続方法］
図１は、本発明の一例である実施形態にかかる基板１の斜視図であり、図２は、基板１の表面１Ａに電子部品１４が実装された状態を示す表面１Ａ側からの斜視図であり、図３は、その表面１Ａ側の平面図（上面図）である。また、図４は、基板１の裏面１Ｂに電子部品１５が実装された状態を示す裏面１Ｂ側からの斜視図であり、図５は、その裏面１Ｂ側の平面図（下面図）である。なお、本明細書において、「基板」とは、図１に示されるように、電子部品１４や電子部品１５等の電子部品が実装される前の板状体を示すものである。

ここで、基板１の「表面１Ａ」及び「裏面１Ｂ」とは、説明の便宜のため、一方を「表面」、他方を「裏面」とするものであり、表裏関係に具体的な意義を有するものではない。即ち、一方を「表面」とした際の他方が「裏面」とされるのであり、表裏を言葉上入れ替えても全て説明が成り立つものである。ただし、本明細書において、基板１の表裏は、図１～図５において「表面１Ａ」及び「裏面１Ｂ」で示される面にそれぞれ統一されている。

基板１には、外周部１Ｃを有する板状体の表面１Ａ及び裏面１Ｂの双方に配線を備えている（不図示）。配線は、電気回路のパターン状に金属箔をプリントすることによって形成されてなるものである。配線を成す金属箔の金属としては、各種金属が用いられ、特に制限は無いが、一般的には、銅が用いられている。

なお、図１～図５においては、配線の図示が省略されている他、電子部品１４及び電子部品１５以外の電子部品についても図示が省略されている（後述する［回転機器］の項を含め、以降の図において同様。）。

基板１となる板状体としては、一般的にプリント基板や配線基板として用いられているものを問題なく使用することができる。具体的には、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスエポキシ基板、複合基材エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ＢＴ基板、ガラスフッ素基板、ＰＰＯ基板、ＬＴＣＣ基板や、各種フレキシブル基板等を基板１の板状体として例示することができる。

なお、本実施形態において、「板状体」とは基板１を形成するための材料としての板のことを指し、当該板状体を加工して、スルーホール１１やランド１３、不図示の配線等が形成された状態を「基板」としている。ただし、以下の説明において、両者を区別する必要がない場面では、「基板」あるいは「基板１」と表記する。

また、本実施形態において、「スルーホール」とは、基板の表裏を貫通する孔であり、その開口にはランドと呼ばれる金属箔の配線がプリントされている。この「ランド」は、スルーホールの孔の内周から基板の配線面のスルーホールの周囲にかけて設けられたドーナツ状の金属箔部分である。

本実施形態にかかる基板１の形状は、略円形となっている。ここで「略円形」とは、閉じた丸い曲線で囲まれた形状をいう。具体的に「略円形」とは、基板１の輪郭を閉じた丸い曲線で囲める形状、真円や、後述する溝部１２やスルーホール１１、凹部１６等が基板１の外周部１Ｃにある形状を含む。

図１～図５に示されるように、基板１は、周方向に等間隔の位置に、３つのスルーホール１１を有している。スルーホール１１には、スルーホール１１の内面を基板１の表面１Ａから裏面１Ｂに渡って、ランド１３が覆っている。ランド１３は、スルーホール１１の内面の全面を覆うとともに、基板１の表面１Ａ及び裏面１Ｂの双方の面に、ドーナツ状の金属箔が形成されてなるものである。ランド１３を形成する金属箔は、既述の配線と同様の材質のものが用いられる。

本実施形態においては、基板１の外周部１Ｃに、２種類の凹部が形成されている。このうち、一方の種類の凹部について説明する。なお、位置決めや固定部の役割を有する他方の種類の凹部については後述する。一方の種類の凹部においては、基板１の外周部１Ｃからスルーホール１１まで延び、基板１の表面１Ａから裏面１Ｂに貫通する溝部（一方の種類の凹部の一部）１２が形成されている。即ち、基板１の外周部１Ｃの凹部（一方の種類の凹部）が、溝部１２とスルーホール１１と、で構成されている。

なお、基板１には、通常の円形のスルーホール１７も２つ形成されている。これら２つのスルーホール１７は、周囲全体が基板１を形成する部材で囲まれている。スルーホール１７は、スルーホール１１と同様、内面を基板１の表面１Ａから裏面１Ｂに渡って覆うようにランドが形成されているが、図１～図４において、ランドの図示は省略されている。

また、基板１には、周方向に等間隔の位置に、外周部１Ｃの外縁から内側に向けて凹んだ凹部（他方の種類の凹部）１６が３つ形成されている。この凹部１６は、外周部１Ｃをおよそ円弧状に切り欠いた形状を有している。凹部１６は、基板１を電子機器やそのハウジング等に取り付ける際の位置決めと固定部の役割を担っている。

図６に、基板１におけるスルーホール１１とその周辺を抜き出して拡大した拡大平面図を示す。図６に示されるように、溝部１２は、基板１の外周部１Ｃからスルーホール１１まで延びているとともに、基板１の表面１Ａから裏面１Ｂに貫通した状態になっている。

図６に示されるように、溝部１２は、幅ｗ２に比して幅ｗ１の方が大きくなっている。即ち、溝部１２の幅は、基板１の内側（図６中の矢印ｄ側。以下、「内側ｄ」と記す。）から外周部１Ｃに向かうにしたがって漸次広がっている。基板１の内側ｄにおける溝部１２の端部には、スルーホール１１が連なっている。

図６には、溝部１２の中心線ｑが点線で描かれている。スルーホール１１は、中心線ｑの内側ｄへの延長線上の点Ｏ１ではなく、矢印ｐだけ周方向（図６中の矢印ｅで示される反時計回り方向。以下、「周方向ｅ」と表記する。）にずれた位置にある点Ｏ２を中心とする位置に設けられている。即ち、スルーホール１１は、基板１の内側ｄにおける溝部１２の端部に連なり、周方向ｅに向けて延在している。なお、図６中に描かれた円形の点線は、点Ｏ１を中心とする位置に設けられたと仮定した場合のスルーホールの外形を表す仮想線である。

ここで、基板１への導線１８の接続方法について、説明する。
まず、基板１のスルーホール１１に導線１８を通過させる。図７に、基板１において、スルーホール１１に導線１８を通過させる作業を説明するための説明図を示す。図７は、基板１の裏面１Ｂ側から見たスルーホール１１とその周辺を抜き出して拡大して示す拡大斜視図に相当する。

導線１８をスルーホール１１に通過させようとする際には、図７に示されるように、まず、導線１８を位置１８－１から矢印ｍ１方向に動かして、基板１の外周部１Ｃから溝部１２へと導線１８を挿し込む。このとき、導線１８は、導線１８の端部ではなく、導線１８の側方から溝部１２へ挿し込むことができる。そして、導線１８をそのまま位置１８－２から矢印ｍ２方向に動かして、スルーホール１１内の位置１８－３まで到達させる。

さらに、導線１８を位置１８－３から矢印ｍ３方向、即ち外周部１Ｃ方向に動かして、スルーホール１１内の位置１８－４まで移動する。位置１８－４において、スルーホール１１の内側の壁が外周部１Ｃ側にあり、ここに導線１８が引っ掛かるため、溝部１２を逆行して外周部１Ｃの外に導線１８が外れてしまうことが抑止される。

次に、スルーホール１１の開口の縁で導線１８を外周部１Ｃ方向に折り曲げる。図８は、スルーホール１１を通過した導線１８を外周部１Ｃ方向に折り曲げた状態を示す拡大斜視図である。スルーホール１１の開口の縁で導線１８を外周部１Ｃ方向に折り曲げることで、外周部１Ｃ側にあるスルーホール１１の内側の壁への導線１８の係止が強化される。そのため、導線１８が、溝部１２を逆行して外周部１Ｃの外に抜けて、あるいは、表面１Ａ側からスルーホール１１を抜けて、外れてしまうことが、より一層抑止される。

そして、導線１８を位置１８－４に配置し、かつ、外周部１Ｃ方向に折り曲げてスルーホール１１の内面に接触させた後、導線１８とランド１３とをはんだ付けすることによって、ランド１３に導線１８を電気的に接続することができる。

図９に、基板１におけるスルーホール１１のランド１３に導線１８が接続された裏面１Ｂ側からの状態を拡大斜視図にて示す。また図１０に、基板１におけるスルーホール１１のランド１３に導線１８が接続された表面１Ａ側からの状態を拡大斜視図にて示す。図９及び図１０に示されるように、導線１８は、はんだ（接続部材）１９によりランド１３に電気的に接続される。このとき、導線１８は、はんだ１９により、基板１の表面１Ａ及び裏面１Ｂの両面のランド１３に電気的に接続される。

はんだ付けは、基板１の表面１Ａ側、あるいは、裏面１Ｂ側の何れかから行えば、スルーホール１１を通って反対側の面のランド１３に達する。勿論、基板１の表面１Ａ及び裏面１Ｂの両側からはんだ付けを行っても構わない。

以上、説明した通り、本実施形態にかかる基板１によれば、基板１の外周部１Ｃからスルーホール１１まで延び、基板１の表面１Ａから裏面１Ｂに貫通する溝部１２を有するので、基板１の外周部１Ｃから導線１８を挿し込むことで、導線をスルーホール１１に達せられる。このとき、導線１８は、導線１８の端部ではなく、導線１８の側方から溝部１２へ挿し込むことができる。したがって、導線の先端をスルーホール１１に突き刺すように挿し込む必要がなく、簡易な構成でありながら、スルーホール１１に設けられたランド１３に導線１８を接続する作業が容易となる。

また、本実施形態にかかる基板１によれば、溝部１２の幅が、基板１の内側ｄから外周部１Ｃに向かうにしたがって漸次広がっていることから、外周部１Ｃで溝部１２が広がっているため、導線１８を基板１の外周部１Ｃから溝部１２に容易に挿し込むことができる。

そして、溝部１２の幅が、スルーホール１１に近づくにしたがって漸減しているので、径の小さなスルーホール１１に導線１８を容易に導くことができる。したがって、導線１８をスルーホール１１に通過させる一連の作業がスムーズに行われるため、簡易な構成でありながら、スルーホール１１に設けられたランド１３に導線１８を接続する作業がより容易となる。

さらに、本実施形態にかかる基板１によれば、溝部１２が基板１の外周部１Ｃから内側へ延び、スルーホール１１が、基板１の内側における溝部１２の端部に連なり、周方向（矢印ｅ方向）に向けて延在しているため、スルーホール１１内に導線を一時的に保持し易い。

即ち、基板１においては、スルーホール１１の内側の壁が外周部１Ｃ側にあり、例えば太くて剛性の高い導線１８であり、強い反発弾性が作用したとしても、スルーホール１１の内側に導線１８が引っ掛かる。そのため、溝部１２を逆行して外周部１Ｃの外に導線１８が外れてしまうことが抑止される。

また、周方向において、複数のスルーホール１１はともに同じ向き（周方向ｅ）に延在しているので、複数の導線１２を順々に続けてスルーホール１１の内側に引っ掛けていく作業が容易になる。なお、導線１８が折り曲げられた方向において、導線１８が引っ掛かるスルーホール１１の内側の壁と外周部１Ｃとの間には、基板１の一部分がある。

また、本実施形態にかかる基板１によれば、導線１８が、はんだ（接続部材）１９によって、基板１の表面１Ａ及び裏面１Ｂの両面のランド１３に電気的に接続される。そのため、大電流にも対応し得るとともに、接続の安定性、安全性、さらには耐久性にも優れている。

［回転機器］
次に、以上説明した実施形態にかかる基板１を用いた、実施形態にかかる回転機器について説明する。本実施形態では、回転機器の一例として、コンパクト掃除機に代表される掃除機の主要部品として内蔵される回転機器１０を例示する。

図１１は、本発明の一例である実施形態にかかる回転機器１０の正面図であり、図１２は、回転機器１０の横断面図であり、図１３は、回転機器１０の縦断面斜視図であり、図１４は、回転機器１０の縦断面図である。図１２は、図１１及び図１４におけるＡ－Ａ断面図に相当し、図１３及び図１４は、図１２におけるＢ－Ｂ断面図に相当する。

本実施形態の説明において、回転機器１０の回転軸である軸線ｘ方向（回転軸方向）において、矢印ａ方向の側を上側ａとし、矢印ｂ方向の側を下側ｂとする。なお、本実施形態の説明において、上側乃至下側と云う時は、図面における上下関係を意味し、重力方向における上下関係とは、必ずしも一致しない。

また、本実施形態の説明において、軸線ｘに垂直な径方向において、軸線ｘから遠ざかる方向（矢印ｃ方向）の側を外側ｃとし、軸線ｘに向かう方向（矢印ｄ方向）の側を内側ｄとする。さらに、軸線ｘを中心とする円周方向（以下、「周方向ｅｆ」ともいう。）において、上側ａから見た時の時計周りの方向を周方向ｅとし、同様に反時計周りの方向を周方向ｆとする。

なお、［基板、及び基板への導線の接続方法］の項で説明した図１～図９における「内側ｄ」と、本実施形態の説明における「内側ｄ」とは、向きが同じになるよう回転機器１０に基板１が取り付けられている。また、実施形態にかかる基板１の項で説明した図４～図８における裏面１Ｂ側から見た反時計回り方向である周方向ｅと、本実施形態の説明における上側ａから見た時の時計回り方向である周方向ｅについても、向きが同じになるよう回転機器１０に基板１が取り付けられている。

［基板、及び基板への導線の接続方法］の項で説明したとおり、基板１には、その表面１Ａ及び裏面１Ｂに、それぞれ、電子部品（符号１４及び１５並びに不図示）が実装されている。

図１１～図１４に示されるように、本実施形態にかかる回転機器１０は、既述の基板１と、回転軸となるシャフト２と、シャフト２に固定されて共に回転するロータ３と、ロータ３を取り囲むように配置されたステータ４と、回転機器１０の構成部品の一部を内部に収容するハウジング５と、を備える。

ハウジング５は、ステータ４及び基板１を支持するホルダ５１、並びに、ステータ４を囲む筒５２を有する。軸線ｘ方向（回転軸方向）において、ホルダ５１は、ステータ４と基板１との間にある。筒５２の上側の部分は、キャップ部５３になっている。キャップ部５３の上側ａには、軸線ｘを開口の中心とする吸引口５２ａが設けられている。キャップ部５３は、筒５２の上側ａの端部で囲まれた開口のうち、開口の一部としての吸引口５２ａを残して、他の開口を覆っている。吸引口５２ａの縁には、上側ａに向けて円形に突出する環状の突出部（以下、「リング部」と呼称する。）５６を有する。

図１５に、筒５２のキャップ部５３を外した状態の回転機器１０の斜視図を示す。
シャフト２は、２つの軸受２１を介してホルダ５１に回転自在に支持されている。軸線ｘ方向において、シャフト２における吸引口５２ａ側（＝上側ａ）の端部またはその近傍に、インペラ６が取り付けられている。シャフト２には、ロータ３が固定されている。

ロータ３は、円筒状の形状を備えている。ロータ３は、磁性体で形成されたロータコアと、ロータコアを囲む環状のマグネットと、を備える。ロータ３は、ステータ４に囲まれている。

ステータ４は、磁性体で形成されたステータコア４１とコイル４２とからなる。ステータコア４１は、円環状の円環部４１ａと、円環部４１ａからシャフト２に向けて突出する３本のティース部４１ｂとからなり、ティース部４１ｂの先端が磁極部となり、この磁極部はロータ３の外周面に位置するマグネットを取り囲むように、ロータ３と対向している。ティース部４１ｂにおける磁極部の内側の部分には、コイル４２が巻回されている。

コイル４２からは、引出線が引き出されている（不図示）。コイル４２から引き出された引出線は、軸線ｘ方向（回転軸方向）において、コイル４２の下側ｂに向けて引き出され、基板１に接続されている。基板１と引出線との接続は、［基板、及び基板への導線の接続方法］の項で図７～図１０を用いて説明した基板１への導線１８の接続方法に基づいて、コイル４２から引き出された引出線を導線１８に見立てて接続が行われる。即ち、回転機器１０においても、上記説明中の「導線１８」を「コイル４２から引き出された引出線」、または「コイル４２の引出線」に読み替えて解釈することができる（以下、単に「引出線１８」と表記する場合がある。）。

したがって、回転機器１０において、コイル４２の引出線１８は、スルーホール１１を通過し、かつ、はんだ（接続部材）１９を介してランド１３に電気的に接続されている。また、はんだ（接続部材）１９は、基板１の表面１Ａ及び裏面１Ｂの両面のランド１３に電気的に接続されている。

ランド１３に接続するコイル４２の引出線１８は、１本のみでもよいが、複数の引出線を１のランド１３に接続しても構わない。この場合には、異なるコイル４２から引き出された複数の引出線を１つや２つ以上にまとめて、あるいは、それぞれ別々に、溝部１２を経由してスルーホール１１を通過させればよい。スルーホール１１を通過した複数の引出線は、はんだによってランド１３に電気的に接続されている。

なお、基板１に形成された通常の円形の２つのスルーホール１７のランドには、外部電源（不図示）からの電源線７が、はんだにより電気的に接続されている（接続部は不図示）。

本実施形態にかかる回転機器１０によれば、基板１の外周部１Ｃからスルーホール１１まで延び、基板１の表面１Ａから裏面１Ｂに貫通する溝部１２を有する基板１を用いているので、基板１の外周部１Ｃから引出線１８を挿し込むことで、引出線１８をスルーホール１１に達せられる。このとき、引出線１８は、引出線１８の端部ではなく、引出線１８の側方から溝部１２へ挿し込むことができる。したがって、引出線１８の先端をスルーホール１１に突き刺すように挿し込む必要がなく、回転機器１０の組み立て作業の際に、スルーホール１１に設けられたランド１３に引出線１８を接続する作業が容易となる。

また、本実施形態にかかる回転機器１０によれば、溝部１２の幅が、基板１の内側ｄから外周部１Ｃに向かうにしたがって漸次広がっている基板１を用いているので、外周部１Ｃで溝部１２が広がっているため、引出線１８を基板１の外周部１Ｃから溝部１２に容易に挿し込むことができる。

そして、基板１においては、溝部１２の幅が、スルーホール１１に近づくにしたがって漸減しているので、径の小さなスルーホール１１に引出線１８を容易に導くことができる。したがって、引出線１８をスルーホール１１に通過させる一連の作業がスムーズに行われるため、回転機器１０の組み立て作業の際に、スルーホール１１に設けられたランド１３に引出線１８を接続する作業がより容易となる。

これら回転機器１０の組み立て作業の際の作業性向上効果は、吸塵性能の向上等の目的から高速回転化が求められている掃除機の主要部品である本実施形態において、特に有効である。即ち、高速回転化に応じて回転機器１０に供給される電流も大電流化するため、コイル４２に電流を供給する引出線１８も大径化し、より剛直になる。そのため、本実施形態によれば、大径化した引出線１８であってもスルーホール１１に挿し込む作業が容易であり、スルーホール１１に設けられたランド１３に引出線１８を接続する作業が容易となる。

さらに、本実施形態にかかる回転機器１０によれば、溝部１２が基板１の外周部１Ｃから内側へ延び、スルーホール１１が、基板１の内側における溝部１２の端部に連なり、周方向ｅに向けて延在している基板１を用いているので、スルーホール１１内に引出線１８を一時的に保持し易い。

即ち、回転機器１０で用いている基板１においては、スルーホール１１の内側の壁が外周部１Ｃ側にあり、太くて剛性の高い引出線１８によって、強い反発力（復元力）が作用したとしても、スルーホール１１の内側に引出線１８が引っ掛かる。そのため、溝部１２を逆行して外周部１Ｃの外に引出線１８が外れてしまうことが抑止される。また、周方向ｅｆにおいて、複数のスルーホール１１はともに同じ向き（周方向ｅ）に延在しているので、複数の引出線１８を順々に続けてスルーホール１１の内側に引っ掛けていく作業が容易になる。

さらに、本実施形態にかかる回転機器１０によれば、引出線１８が、はんだ（接続部材）１９によって、基板１の表面１Ａ及び裏面１Ｂの両面のランド１３に電気的に接続される。そのため、大電流にも対応し得るとともに、接続の安定性、安全性、さらには耐久性にも優れている。

本実施形態にかかる回転機器１０のモータ部分は、ブラシレスのインナーロータ型のモータである。コイル４２に所定の電流が流れるとティース部４１ｂの先端に磁力が発生し、ロータ３の外周面に位置するマグネットとの相互作用によって、ロータ３が回転する。そして、ロータ３とともにシャフト２が回転し、インペラ６も連れ回る。

本実施形態にかかる回転機器１０は、ロータ３及びシャフト２とともにインペラ６が、上側ａから見て反時計回り方向である周方向ｆに回転することで、吸引口５２ａから回転機器１０の内部に空気が吸引される。この空気流は、図１４中に、矢印Ｄで示されている。吸引口５２ａから吸引された空気は、矢印Ｄで示されるように、先ず、径方向の外側ｃに向かい、筒５２におけるキャップ部５３の内周面に当たって向きを下側ｂ方向に変える。

図１４に示される通り、径方向ｃｄにおいて、筒５２とステータ４（詳しくは、円環部４１ａ）との間には、通気路５４が形成されており、矢印Ｄで示されるように、回転機器１０の内部に吸引された空気が、この通気路５４を流れて行く。

回転機器１０は、掃除機の主要部品として装置内に組み込まれるものであり、図１１～図１４で示されるような剥き出しの状態で使用されるものではない。より具体的には、デザインが施された外装その他の部材を含む筐体に回転機器１０が取り付けられた状態で、掃除機として機能する。なお、この場合の「掃除機」も、本明細書で定義されるところの「回転機器」の範疇に含まれる。

図１６に、本実施形態にかかる回転機器１０を掃除機の筐体５５に取り付けた状態を模式的に示す模式図である。掃除機の筐体は、実際には、デザインが施されたものであるが、図１６に示される筐体５５は、あくまでも模式的なものであり、単純な形状で描かれている。なお、筐体５５は、掃除機という回転機器において、ハウジングの一部を構成する。即ち、図１６に記載された掃除機としての回転機器においては、ホルダ５１、筒５２（キャップ部５３を含む）及び筐体５５が、ハウジング５を構成する。

筐体５５は、円筒部５５ｃと、円筒部５５ｃの一方側（上側ａ）の開口を覆う円盤部（以下、「吸引側円盤部」と称する。）５５ａと、円筒部５５ｃの他方側（下側ｂ）の開口を覆う円盤部（以下、「排気側円盤部」と称する。）５５ｂと、を有する円筒状の部材である。

吸引側円盤部５５ａと円筒部５５ｃとは一体成形されている。また、排気側円盤部５５ｂは、別体として、円筒部５５ｃの他方側（下側ｂ）の開口に嵌合するキャップ形状となっている。吸引側円盤部５５ａには、リング部５６が嵌合する開口部５５ｃが設けられている。そのため、吸引口５２ａは開口部５５ｃを通じて筐体５５の外部に露出しており、吸引口５２ａへの外気の流入の経路が確保されている。

一方、排気側円盤部５５ｂにも開口（符号５２ｂ）が設けられており、当該開口が排気口５２ｂとなる。排気口５２ｂは、デザイン上あるいは安全上等の処理が施されて、フィン状の開口になっている。排気口５２ｂの開口は、例えばメッシュ状、ハニカム状等他の形状の開口であってもよいし、さらに、排気を浄化するフィルター等が設けられていてもよい。

筐体５５の円筒部５５ｃにはハウジング５の筒５２が嵌まり込み、ハウジング５のキャップ部５３の上側ａの面が、筐体５５の円盤部５５ａの下面と接触した状態で固定されている。ハウジング５の筒５２は、軸線ｘ方向において、キャップ部５３から下側ｂに延びて、回転機器１０の途中で終わっている。しかし、筐体５５の円筒部５５ｃは、軸線ｘ方向において、さらに延び、基板１よりも下側ｂまで達している。

筒５２とステータ４との間に形成された通気路５４を流れる空気流Ｄは、そのまま筐体５５の円筒部５５ｃとステータ４との間を進む。即ち、筒５２とステータ４との間に形成された通気路５４は、筒５２の下端より下側ｂでは、筐体５５の円筒部５５ｃとステータ４との間に形成された状態になっている。よって、掃除機という回転機器において、筒５２と筐体５５の円筒部５５ｃとで、全体として、ステータ４との間に通気路５４を形成する機能を有する。

径方向ｃｄにおいて、筐体５５の円筒部５５ｃとステータ４との間の通気路５４を流れる空気流Ｄは、途中で基板１に衝突し、基板１の外周部１Ｃと円筒部５５ｃとの間が通気路５４になって、ここを通り抜ける。空気流Ｄが基板１に当たることによって、大電流が流れ込んで発熱した基板１を冷却することができるようになっている。

軸線ｘ方向（回転軸方向）において、溝部１２は通気路５４の一部になっている。即ち、基板１が存在する箇所においては、基板１の外周部１Ｃと円筒部５５ｃとの間における通気路５４の断面積（径方向における領域）に加え、基板１を貫通する溝部１２がの断面積（径方向における領域）が加わることで、通気路５４全体の断面積（径方向における領域）が大きくなる。その結果、空気流Ｄの抵抗が抑制される。また、径方向ｃｄにおいて、溝部１２の内側ｄには、大電流が流れる引出線１８とランド１３との接続部が隣接しているため、溝部１２を通過する空気流Ｄによって、引出線１８及びランド１３の発熱が効果的に冷却されるようになっている。

軸線ｘ方向（回転軸方向）において、基板１の位置を通過した空気流Ｄは、そのまま下側ｂに進み、排気口５２ｂから排出される（空気流Ｄ′）。

回転機器１０は、固定具５７によって、筐体５５に固定されている。図１７は、回転機器１０を下側ｂから見た底面図である。図１７に示されるように、固定具５７は、中央の円形部５７ａと、円形部５７ａから放射状に延びる３本の突出部５７ｂと、を有する。固定具５７は、ネジ５７ｃによって回転機器１０を筐体５５の円盤部５５ａに押し付けるようにして固定する部材である。

図１７に示されるように、固定具５７は、軸線ｘ方向と垂直方向の位置関係が、基板１におけるスルーホール１１、溝部１２及びランド１３と重ならないように、形状及び配置が設計されている。そのため、回転機器１０は、溝部１２を通過する空気流Ｄが固定具５７により遮られず、引出線１８及びランド１３の放熱が可能な構成になっている。

以上、本発明の基板及び基板への導線の接続方法、並びに回転機器について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の基板及び基板への導線の接続方法、並びに回転機器は、上記の実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態においては、基板１として、１枚の板状体の表裏面に配線が設けられた例を挙げているが、本発明においてはこれに限定されず、２枚以上の板の積層体であっても構わない。

この場合には、表に露出する最上層の表面及び最下層の裏面に配線やスルーホールのランドが設けられていればよい。即ち、積層された板の内、表に露出しない板の面については、配線等は必須ではない。そして、スルーホールのランドは、スルーホールの内面を、最上層の表面から最下層の裏面に渡って覆っていればよい。なお、ここでいう「最上層」ならびに「最下層」とは、積層方向における両端の層を指し、何れか一方の層を最上層としたときに他方の層を最下層としているだけであり、重力方向における上下関係とは無関係である。

また、上記の実施形態では、掃除機や掃除機に内蔵される回転機器を例に挙げて説明しているが、本発明においてはこれに限定されず、本発明はあらゆる回転機器に適用可能であるし、本発明の基板は、あらゆる電気機器に用いることができる。

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の基板及び基板への導線の接続方法、並びに回転機器を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１…基板、１Ａ…表面、１Ｂ…裏面、１Ｃ…外周部、２…シャフト（回転軸）、３…ロータ、４…ステータ、５…ハウジング、６…インペラ、７…電源線、１０…回転機器、１１…スルーホール１２…溝部、１３…ランド、１４，１５…電子部品、１６…凹部、１７…スルーホール、１８…導線（引出線）、１９…はんだ（接続部材）、２１…軸受、４１…ステータコア（磁性体）、４１ａ…円環部（磁性体）、４１ｂ…ティース部（磁性体）、４２…コイル、５１…ホルダ、５２…筒、５２ａ…吸引口、５２ｂ…排気口、５３…キャップ部、５４…通気路、５５…筐体、５５ａ…吸引側円盤部、５５ｂ…排気側円盤部、５５ｃ…円筒部、５５ｃ…開口部、５６…リング部、５７…固定具、５７ａ…円形部、５７ｂ…突出部、５７ｃ…ネジ

Claims (10)

1. 外周部を有する板状体の表面及び裏面に配線を備えた基板であって、
   少なくとも１のスルーホールと、
   前記スルーホールの内面を、前記表面から前記裏面に渡って覆うランドと、
   前記板状体の外周部から前記スルーホールまで延び、前記表面から前記裏面に貫通する溝部と、
   を有する基板。
2. 前記溝部が、前記板状体の外周部から内側へ延び、
   前記スルーホールが、前記板状体の内側における前記溝部の端部に連なり、周方向に向けて延在している、請求項１に記載の基板。
3. 前記溝部の幅が、前記板状体の内側から外周部に向かうにしたがって漸次広がっている、請求項１に記載の基板。
4. 前記板状体の形状が略円形である、請求項１に記載の基板。
5. 前記板状体が、複数の板が積層された積層体であり、
   前記配線は、少なくとも、積層体の表面及び裏面に備えられている、請求項１に記載の基板。
6. 請求項１に記載の基板における前記溝部に、前記板状体の外周部から導線を挿し込み、前記導線を前記スルーホールに接触させ、接続部材により、前記板状体の表面及び裏面の前記ランドに前記導線を電気的に接続させる、基板への導線の接続方法。
7. 請求項１に記載の基板と、
   回転軸と、
   ロータと、
   コイルを有するステータと、
   を備え、
   前記コイルの引出線が、前記スルーホールを通過し、かつ、接続部材を介して前記ランドに電気的に接続しており、
   前記接続部材は、前記板状体の表面及び裏面の前記ランドにある、回転機器。
8. 請求項１に記載の基板と、
   回転軸と、
   ロータと、
   コイルを有するステータと、
   前記ステータ及び前記基板を支持するホルダ、並びに、前記ステータを囲む筒、を有するハウジングと、
   を備え、
   回転軸方向において、前記ホルダは、前記ステータと前記基板との間にあり、
   前記基板の表面及び裏面にはそれぞれ、電子部品が実装され、
   前記コイルの引出線が、前記スルーホールを通過し、かつ、接続部材を介して前記ランドに電気的に接続しており、
   前記接続部材は、前記板状体の表面及び裏面の前記ランドにある、回転機器。
9. 前記コイルの引出線が複数本である、請求項７または８に記載の回転機器。
10. 前記ハウジングは、吸引口と、排気口と、を有し、
    前記回転軸における前記吸引口側の端部またはその近傍にはインペラが取り付けられ、
    前記吸引口と前記排気口との間に、前記筒があり、
    径方向において、前記筒と前記ステータとの間には、通気路が形成されており、
    前記回転軸方向において、前記溝部は前記通気路の一部になっている、請求項８に記載の回転機器。
    
    

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