JP2010056363A - 表面実装用超小形ファンモータ - Google Patents

Abstract

【課題】機構的にも電気的にもその機能を満たすためにケース表面および内面に配線パターンを形成することにより、基板の上面に自動実装可能な表面実装用超小形ファンモータを提供する。
【解決手段】電子部品を半田付けするための配線パターン模様がファンモータ収容部３ａ内に形成される。ステイ６ｃ，６ｂに形成された配線パターン９は、配線パターン模様に接続されるとともにファンモータ収容部３ａの内壁３ｂに形成された配線パターンに接続される。さらにケース底面３ｃに形成された配線パターン９ｃ，９ｄに接続され、ケース側面３ｄの配線パターン端子９ｅ，９ｆに接続される。表面実装用基板のパターンにファンモータの配線パターン端子９ｅ，９ｆを半田付けすることによりファンモータを電気的に表面実装用基板に接続するとともに固定できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、機構的，電気的に面実装可能な形状・構造としたファンモータの基板面実装に関する。

一般的なファンモータの基板への取付けを図８に示す。
ファンモータ３５はケース３８に取り付け用孔３７及び電気信号ケーブル３１を有している。基板（PCB)３３にファンモータ３５を直接取り付ける場合、ケース３８の取り付け用孔３７にネジ３０を挿入しナット３４で固定する。またはリベットを挿入し，スナップ・フックなどで固定する。電気信号ケーブル３１はコネクタ３２により基板３３の電気端子に接続される。

また特許文献１（小型ファンユニット及びブラシレス小型直流モータ）にモータの基板取付け構造の他の一例を示す。この例はファンを機械的に基板に取り付け、その後、ファンのピンを基板に半田付けするものが開示されている。これは表面実装ではなく、ファンモータに付いたピンを基板の孔に挿入してファンモータと反対側より半田付けする構造である。
特許第４１０４７４７号公報

ところで携帯電話機等の小形機器では、部品実装の自動化を進めるために、機構部品も含めて表面実装用部品が求められている。しかしながら、上記従来のモータの基板への取付け構造では表面実装に対応できなかった。

本発明の目的は、機構的にも電気的にもその機能を満たすためにケース表面および内面に配線パターンを形成することにより、基板の上面に自動実装可能な表面実装用超小形ファンモータ（以下、「表面実装用ファンモータ」という）を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明の請求項１記載の発明は、ファンモータ部と、ケース貫通形状のファンモータ収容部を有し、ケース外周部からステイで支持されるケース基部に前記ファンモータ部を取り付けたケースを備え、前記ケース基部，ステイに電子部品を取り付けるための配線パターンを形成し、前記ステイから前記ファンモータ収容部の内壁に配線パターンを延長し、延長した配線パターンをケース下面を経由してケース側面に引き出したことを特徴とする。
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において前記ケースの４つの側面にそれぞれ配線パターンを導き、その先端部を表面実装用基板に電気的に接続する端子としたことを特徴とする。
本発明の請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において前記４つの側面それぞれに導く配線パターンは２個以上であることを特徴とする。
本発明の請求項４記載の発明は、請求項１，２または３記載の発明において前記ケースは矩形状であり、前記ファンモータ収容部は、円柱形状の空間部であることを特徴とする。
本発明の請求項５記載の発明は、ファンモータ部と、ファンモータ収容部を有し、側面の一つに空気を排出するための開口部を設けるとともにファンモータ収容部底部のケース基部に前記ファンモータ部を取り付けたケースを備え、前記ケース基部に電子部品を取り付けるための配線パターンを形成し、前記ケース基部に孔を設け、該孔を経由してケース基部の裏面側に前記配線パターンを延長し、延長した配線パターンをケース側面に引き出したことを特徴とする。
本発明の請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において前記ケースの３つの側面にそれぞれ配線パターンを導き、その先端部を表面実装用基板に電気的に接続する端子としたことを特徴とする。
本発明の請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において前記３つの側面それぞれに導く配線パターンは２個以上であることを特徴とする。
本発明の請求項８記載の発明は、請求項１〜７記載の発明において前記ケースの下面に位置決めガイドを設けるとともに表面実装用基板にガイド嵌合用孔を設け、ファンモータ実装のとき、前記位置決めガイドを前記ガイド嵌合用孔に嵌合させてファンモータの位置決めを行うことを特徴とする。
本発明の請求項９記載の発明は、請求項１〜８記載の発明において前記ケースに形成する配線パターンはＭＩＤの手法により形成することを特徴とする。
本発明の請求項１０記載の発明は、請求項１〜９記載の発明において前記ケースは、ポリフタルアミド，液晶ポリマーまたはセラミックスを材料とすることを特徴とする。

上記構成によれば、従来、機構部品と考えられ表面実装が出来なかったファンモータは表面実装可能な部品となった。これによりファンモータの表面実装基板への実装時、自動化が可能となった。例えば、携帯電話機の表面実装用基板に縦横が８〜１２ｍｍの範囲で、厚さが１．８〜２．５ｍｍ範囲の表面実装用ファンモータの実装が自動化でき、携帯電話機の製造コストの低減化を実現できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明による表面実装用ファンモータの実施の形態を示す図で、（ａ）は平面図，（ｂ）は左側面図，（ｃ）は右側面図，（ｄ）は正面図および（ｅ）は底面図である。図２Ａは、図１のＡ−Ａ断面図、図２Ｂは、ステイおよびケース基部に形成した配線パターン，配線パターン模様の例を示す図、図２Ｃは、配線パターン模様に電子部品を搭載し、その上部にコイルを配置した例を示す図である。
この例は表面実装用配線パターン端子を有する軸流ファンモータであり、配線パターン端子は電気的に接続することと、機械的に固定することの２つの機能を持つ。

シャフト１５に固定されたロータハブ４の周囲に複数のファン５が植設されている。このファンモータ部は矩形状のケース３のファンモータ収容部３ａに収容されている。
ケース底面３ｃには３つのステイ６ａ，６ｂ，６ｃが形成され、この３つのステイ６ａ，６ｂ，６ｃで支持された状態で中央にケース基部１７が一体に形成されている。このケース基部１７に軸受ハウジング（図４参照）が固定され、該軸受ハウジング内に軸受けが固定されている。ファンモータ部のシャフト１５が軸受けに回転可能に取り付けられる。

配線パターンおよび配線パターン模様はステイ６ｂ，６ｃおよびケース基部１７の裏面に図２Ｂに示すように形成されている。ステイ６ｂ，６ｃにはそれぞれ２本の配線パターン９が形成されている。ケース基部１７には電子部品を搭載するための配線パターン模様２およびランド１３ａ，１３ｂ，１３ｃが形成されており、配線パターン模様２はステイ６ｂ，６ｃの配線パターンに接続されている。

電子部品１０ａ，１０ｂは配線パターン模様２に半田付けにより接続されている。
ステイ６ｂ，６ｃにそれぞれ形成された２本の配線パターン９は、図２Ａに示すようにケース内壁３ｂに形成された配線パターン９ａ，９ｂに接続されている。さらに配線パターン９ａ，９ｂはケース底面３ｃに形成された配線パターン９ｃ，９ｄに接続されている。さらには配線パターン９ｃ，９ｄはケース側面３ｄに形成された配線パターン端子９ｅ，９ｆに接続されている。配線パターン端子９ｅ，９ｆは表面実装用基板に半田付けする部分である。

このような配線により、表面実装用ファンモータ１は図３に示すように表面実装用基板２０のパターン２０ａに半田２１によって電気的に接続されるとともに機械的に固定される。例えば、パターン２０ａの一方をファンモータ供給電源のプラスとし、パターン２０ａの他方をＧＮＤとすれば、従来必要であったリード線を省略して表面実装用基板２０と電気的に接続することが可能となる。２０ｂは空気流通用の開口部である。

図４は、ケース内部の詳細を示す一部破断断面図である。
シャフト１５にロータハブ４が固定され、その周囲にファン５が植設されている。ロータハブ４の下面にヨーク７，マグネット８が配置されている。軸受け１２は軸受ハウジング１４に挿入固定され、軸受け１２にシャフト１５が回動可能に挿入されている。軸受ハウジング１４の外側にコイル１１が配置されている。コイル１１の下側がケース基部１７であり、ケース基部１７の表面に配線パターン模様やランドが、ステイ６ｃの表面に配線パターン９が形成されている。ケース基部１７に並んでヨーク１６が配置されている。
ケース基部，ステイ，ファンモータ収容部，ケース底面およびケース側面に形成される配線パターン模様，配線パターンおよび配線パターン端子は、ＭＩＤ（Ｍｏｌｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｅｃｔｉｏｎ Ｄｉｅｃｅ）すなわち射出成形品表面に三次元回路を形成する手法を用いて作られる。このＭＩＤは別に回路基板を設ける必要がなく、ケース成形時に同時にケースに直接配線パターンを形成できるという利点がある。

図５は本発明の他の実施の形態を示す平面図である。
図１の実施の形態は、２つの側面に配線パターン端子を設けた例を示したが、この例は４つの側面に配線パターン端子を設けたものである。
配線パターン端子２５ａ，２５ｂ，２５ｃおよび２５ｄがそれぞれ２個ずつであるので、合成で８個の電気信号接続が可能である。
図５に示すように配線パターン端子の数を増加させることによりファン回転信号，加速度，湿度及び温度センサ出力のモニタリング等やＰＷＭ制御信号の入力が可能となる。
但し、加速度，湿度，温度についてはファン回路基板を設け、これにセンサを組み込む必要がある。

図６は、ファンモータ１に位置決めガイドを付設したさらに他の実施の形態を示す側面図である。
ケース３の下面に位置決めガイド２３を設けてある。表面実装用基板２０に空気流通用の開口部２０ｂの他にガイド嵌合用孔２０ｃを設けてある。
ファンモータ１を表面実装用基板２０に実装するとき位置決めガイド２３をガイド嵌合用孔２０ｃに係止することにより、ファンモータを位置付けする。配線パターン端子はパターン２０ａに半田付けなどにより接続される。

図７は表面実装用ファンモータとして遠心ファンモータに適用したさらに他の実施の形態を示す一部破断斜視図である。
ケース２４は矩形形状であり、ケース２４の一側面が開口部２４ａとなっている。ケース２４の上に空気吸入口２５ａを有する蓋２５が被せられる。ファンモータ収容部２７のケース基部２４ｂにファンモータ部２６が取り付けられる。空気吸入口２５ａから吸い込まれた空気は側面の開口部２４ａから排出される。

ケース基部２４ｂの表面に配線パターン模様（図示していない）が形成され、この部分に電子部品（図示していない）が搭載される。この配線パターン模様に配線パターン２８ａが接続され、さらにケース内壁に形成された配線パターン２８ｂに接続される。ケース基部に孔２４ｃが設けられ、この孔２４ｃ部分を経由して配線パターン２８ｂはケース側面の配線パターン端子２８ｃに接続される。
このようにケース基部２４ｂに形成された配線パターンがケース内壁，孔を経由してケース側面の配線パターン端子に接続される構成は、同じケース側面側の他の１個所と、反対側のケース側面側の２個所に設けられ、対面するケース側面に合計４個の配線パターン端子が形成される。

この図７は対面する側面に配線パターンを引き出す例を示しているが、３個のケース側面からそれぞれ２個ずつ、合計で６個配線パターンを引き出す構成にすることもできる。
この実施の形態の配線パターン模様，配線パターン，配線パターン端子もＭＩＤを用いて形成することができる。

本発明による表面実装用ファンモータのケース寸法は例えば縦横が１０ｍｍで厚さが２．２ｍｍである。ケースの樹脂材料は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ），液晶ポリマー（ＬＣＰ），セラミックス（アルミナ）などが用いられる。また、配線パターンの材質は、例えば銅パターンにニッケル，金，半田メッキまたはその組み合わせなどである。
以上の実施の形態について位置決めガイドを２つ設けた例を説明したが、３乃至４個位置決めガイドを設けても良い。さらに側面に設ける配線パターン端子は３つの側面に設けても良く、各側面には１つの配線パターン端子を設けても良い。

携帯電話機等の小形機器に用いられる基板表面実装用のファンモータである。

本発明による表面実装用ファンモータの実施の形態を示す図で、（ａ）は平面図，（ｂ）は左側面図，（ｃ）は右側面図，（ｄ）は正面図および（ｅ）は底面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 ステイおよびケース基部に形成した配線パターン，配線パターン模様の例を示す図である。 配線パターン模様に電子部品を搭載し、その上部にコイルを配置した例を示す図である。 表面実装基板にファンモータを実装した状態を示す図である。 ケース内の構造を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態を示す平面図である。 ファンモータに位置決めガイドを設けた例を示す図てある。 表面実装用ファンモータとして遠心ファンモータに適用したさらに他の実施の形態を示す一部破断斜視図である。 従来のファンモータの実装構造を説明するための図である。

符号の説明

１ 表面実装用ファンモータ
２ 配線パターン模様
３，２４ ケース
４ ロータハブ
５ ファン
６ ステイ
７，１６ ヨーク
８ マグネット
９ 配線パターン（ステイに形成された）
９ａ，９ｂ 配線パターン（ケース内壁に形成された）
９ｃ，９ｄ 配線パターン（ケース底面に形成された）
９ｅ，９ｆ 配線パターン端子（ケース側面に形成された）
１０ａ，１０ｂ 電子部品（駆動用ＩＣ，抵抗など）
１１ コイル
１２ 軸受け
１４ 軸受ハウジング
１５ シャフト
１７ ケース基部
１８ 遠心ファン
２０ 表面実装用基板
２１ 半田

Claims (10)

1. ファンモータ部と、
   ケース貫通形状のファンモータ収容部を有し、ケース外周部からステイで支持されるケース基部に前記ファンモータ部を取り付けたケースを備え、
   前記ケース基部，ステイに電子部品を取り付けるための配線パターンを形成し、前記ステイから前記ファンモータ収容部の内壁に配線パターンを延長し、延長した配線パターンをケース下面を経由してケース側面に引き出したことを特徴とする表面実装用超小形ファンモータ。
2. 前記ケースの４つの側面にそれぞれ配線パターンを導き、その先端部を表面実装用基板に電気的に接続する端子としたことを特徴とする請求項１記載の表面実装用超小形ファンモータ。
3. 前記４つの側面それぞれに導く配線パターンは２個以上であることを特徴とする請求項２記載の表面実装用超小形ファンモータ。
4. 前記ケースは矩形状であり、
   前記ファンモータ収容部は、円柱形状の空間部であることを特徴とする請求項１，２または３記載の表面実装用超小形ファンモータ。
5. ファンモータ部と、
   ファンモータ収容部を有し、側面の一つに空気を排出するための開口部を設けるとともにファンモータ収容部底部のケース基部に前記ファンモータ部を取り付けたケースを備え、
   前記ケース基部に電子部品を取り付けるための配線パターンを形成し、前記ケース基部に孔を設け、該孔を経由してケース基部の裏面側に前記配線パターンを延長し、延長した配線パターンをケース側面に引き出したことを特徴とする表面実装用超小形ファンモータ。
6. 前記ケースの３つの側面にそれぞれ配線パターンを導き、その先端部を表面実装用基板に電気的に接続する端子としたことを特徴とする請求項５記載の表面実装用超小形ファンモータ。
7. 前記３つの側面それぞれに導く配線パターンは２個以上であることを特徴とする請求項６記載の表面実装用超小形ファンモータ。
8. 前記ケースの下面に位置決めガイドを設けるとともに表面実装用基板にガイド嵌合用孔を設け、
   ファンモータ実装のとき、前記位置決めガイドを前記ガイド嵌合用孔に嵌合させてファンモータの位置決めを行うことを特徴とする請求項１〜７記載の表面実装用超小形ファンモータ。
9. 前記ケースに形成する配線パターンはＭＩＤの手法により形成することを特徴とする請求項１〜８記載の表面実装用超小形ファンモータ。
10. 前記ケースは、ポリフタルアミド，液晶ポリマーまたはセラミックスを材料とすることを特徴とする請求項１〜９記載の表面実装用超小形ファンモータ。

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