JP2021025504A - 遠心ファン - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板の裏側の半田付け状態の良否を目視で検査することができる遠心ファンを提供する。【解決手段】下ケーシング１３０は、その側方に開口部１９１を有するコネクタハウジング１９０と、内部に埋設されたコネクタピン１９２とを備え、コネクタピン１９２の一端部はコネクタハウジング１９０内に突出し、コネクタピン１９２の他端部は回路基板１３５を貫通して回路基板１３５に半田付けされ、回路基板１３５の表裏面とコネクタピン１９２との隅部に半田フィレット１９５ａ，１９５ｂが形成される。下ケーシング１３０と回路基板１３５のコネクタピン１９２に貫通された箇所との間に隙間１３９を設け、下ケーシング１３０の底壁部に、コネクタピン１９２の半田フィレット１９５ｂに一方の開口部１９３ｄが近接し他方の開口部１９３ｅから半田フィレット１９５ｂが素通しとなる視認用貫通孔１９３を設けた。【選択図】図７

Description

本発明は遠心ファンに係り、特に、回路基板にコネクタピンを半田付けした際に回路基板の裏側での半田付けの良否を目視で確認できる遠心ファンに関する。

従来、この種の遠心ファンとして、例えば特許文献１の遠心ファンが知られている。特許文献１の遠心ファンは、下ケーシング１４０を成形する際に同時にコネクタハウジング１６１が樹脂の一体成形にて形成されている。コネクタハウジング１６１の内側にはコネクタピン１６２が装着され、コネクタピン１６２は下ケーシング１４０の凹部１４１に配置した回路基板１３２の配線パターンと半田で接合される。

特開２０１８−２０００４８号公報（図３）

一般に、コネクタピン１６２は回路基板１３２に形成した貫通孔に半田付けされる。溶融した半田により、回路基板１３２の表面とコネクタピン１６２との隅部に半田フィレット（フロントフィレット）が形成されるとともに、溶融した半田の一部は貫通孔に充填され、貫通孔を介して回路基板１３２の裏側に流動して半田フィレット（バックフィレット）が形成されることで、コネクタピン１６２を回路基板１３２に強固に固着することができる。半田付け状態は、コネクタピン１６２の固着強度や性能に影響を及ぼすため、半田付け状態の良否を目視で検査することが望ましい。

しかしながら、特許文献１の遠心ファンでは、コネクタピン１６２は下ケーシング１４０の凹部１４１の底面に配置した回路基板１３２の配線パターンと半田付けされるため、回路基板１３２の表側（上面側）から半田付け状態の良否を目視で検査することはできるが、回路基板１３２の裏側の半田付け状態の良否を目視で検査することは難しい。

本発明は、上記の事情に鑑み、回路基板の裏側の半田付け状態の良否を目視で検査することができる遠心ファンの提供を目的とする。

本発明は、第１ケーシングと、前記第１ケーシングと協働してケーシングを構成する第２ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に設けられたインペラと、前記インペラを回転させるモータと、前記第２ケーシングに設けられた回路基板とを備え、前記第２ケーシングは、その側方に開口部を有するコネクタハウジングと、内部に埋設されたコネクタピンとを備え、前記コネクタピンの一端部は前記コネクタハウジング内に突出し、前記コネクタピンの他端部は前記第２ケーシングの底面から突出するとともに前記回路基板を貫通して該回路基板に半田付けされ、これにより、前記回路基板の表裏面と前記コネクタピンとの隅部に半田フィレットが形成され、前記第２ケーシングと前記回路基板の前記コネクタピンに貫通された箇所との間に隙間を設け、前記第２ケーシングの底壁部に、前記隙間に存在する前記コネクタピンの前記半田フィレットに一方の開口部が近接し他方の開口部から前記半田フィレットが素通しとなる視認用貫通孔を設けた遠心ファンである。

本発明の遠心ファンによれば、第２ケーシングの底壁部に、隙間に存在するコネクタピンの半田フィレットに一方の開口部が近接し他方の開口部から前記半田フィレットが素通しとなる貫通孔を設けたから、第２ケーシング側から貫通孔を通して半田フィレットを視認可能であり、回路基板の裏側の半田付け状態の良否を目視で検査することができる。

ここで、貫通孔の半田フィレットに近接した面は、回路基板の平面方向において半田フィレット側と逆方向を向き下り勾配となる傾斜面とすることができる。この態様によれば、傾斜した部分に第２ケーシングの肉が確保されるので、その強度を補うことができる。

第２ケーシングの底面に、第１ケーシング側へ突出する複数の凸部を設け、凸部に回路基板を支持することができる。この態様では、第２ケーシングと回路基板のコネクタピンに貫通された箇所との間の隙間を広くすることができるので、バックフィレットの視認が容易となる。

凸部と第２ケーシングに、両者を貫通する貫通孔を設け、モータに、ステータコアに装着されてコイルが巻かれるインシュレータを設け、インシュレータに、貫通孔を貫通して第２ケーシングの表面に突出するピンを設け、ピンの突出した端部をかしめて第２ケーシングの表面に固定することができる。この態様では、貫通孔の軸方向の厚さを大きくすることができるので、貫通孔の周囲の強度を高めることができる。

樹脂製の前記第２ケーシングの底面にリブを形成し、平面視で樹脂製の前記凸部を前記リブと重複させかつ一体的に融合させて形成し、前記凸部を前記リブから前記第１ケーシング側へ突出させることができる。この態様では、凸部がリブと重複して一体的に形成されるから、リブが強化される。

半田フィレットの検査が終了したら視認用貫通孔の外側の開口部を銘板等で閉塞することが望ましい。これにより、遠心ファンの内部への塵埃や水、油などの侵入を防止することができる。

本発明によれば、回路基板の裏側の半田付け状態の良否を目視で検査することができる遠心ファンが提供される。

実施形態の遠心ファンの斜視図である。 実施形態の遠心ファンの平面図である。 図２のＡ−中心−Ａ線断面図である。 実施形態の遠心ファンの側面図である。 実施形態における下ケーシングの平面図である。 実施形態における下ケーシングの底面図である。 図３の一部拡大断面図である。

［１］遠心ファンの構造
図１は、本発明の実施形態の遠心ファン１００の斜視図、図２は側面図、図３は回転軸であるシャフト１２５の中心を含む断面図である。遠心ファン１００は、略円板状をなす上ケーシング（第１ケーシング）１１０および下ケーシング（第２ケーシング）１３０から構成されたケーシング１５０を備えている。なお、実施形態の説明において、構成要素に付する「上」および「下」の記載は、図３等における方向を示すものであり、実機での遠心ファン１００の姿勢を特定するものではない。

上ケーシング１１０は樹脂で構成され、その中央には吸込口１１１が形成されている。また、上ケーシング１１０の外周には、その４カ所に半径方向外方へ向かって突出する略三角形状をなすフランジ１１２が形成されている。図１に示すように、上ケーシング１１０の上面には、その外周側に放射状リブ１１３と同心状リブ１１４が形成され、その内周側にも放射状リブ１１５と同心状リブ１１６が形成されている。

フランジ１１２には、図３において下方へ向かって延びる支柱１４０が一体成形されている。なお、フランジ１１２の下面に座刳り穴を形成し、そこに支柱１４０を嵌合させて接着等の手段で取り付けることもできる。上ケーシング１１０と下ケーシング１３０は、支柱１４０によって互いに結合されている。

この実施形態では、フランジ１１２および支柱１４０に貫通孔１１２ａが形成され、支柱１４０の下端面が下ケーシング１３０の底面に当接し、下ケーシング１３０に形成した貫通孔１３０ａ（図４および図５にのみ記載）にネジ（図示略）を挿通し、ネジを支柱１４０の貫通孔１１２ａにねじ込むことで上ケーシング１１０および下ケーシング１３０は支柱１４０を介して結合されている。なお、支柱１４０の下面にボスを形成し、ボスを下ケーシング１３０の貫通孔１３０ａに挿通し、貫通孔１３０ａから突出したボスの先端を熱かしめや赤外線かしめにて塑性変形させて結合してもよい。

ケーシング１５０の側面における支柱１４０を除いた部分は、上ケーシング１１０と下ケーシング１３０の間の隙間となっており、この隙間の部分が噴出口１１１ａとなっている。そして、上ケーシング１１０と下ケーシング１３０の間には、樹脂製のインペラ１２０が回転可能な状態で収納されている。

インペラ１２０は、カップ状をなすハブ１２１と、ハブ１２１の上面の外周付近から半径方向に対して傾斜した外方へ延びる複数の羽根１２２とから構成されている。羽根１２２は全て同じ形状で周方向に均等に配置されている。つまり、羽根１２２は、図２において時計回りの方向へ回転して半径方向外方へ空気を噴出する。

インペラ１２０の円筒状の部分の内周面には、環状のヨーク（図示略）とロータマグネットとなる環状のマグネット１２８（図３のみに示す）が配置されている。環状のマグネット１２８の内側（軸中心側）には、隙間を介してステータコア１６１が配置されている。ステータコア１６１は、電磁鋼板等の薄板状の軟磁性材料を積層したもので、環状の形状を有し、外周に複数の突極が設けられている。

ステータコア１６１には、上下に半割構造とされた樹脂製のインシュレータ１６２が装着され、ステータコア１６１の各突極には、インシュレータ１６２を介してステータコイル１６３が巻かれている。

下ケーシング１３０は、樹脂で構成された皿状の構造であり、凹部１３４を有している。凹部１３４には、回路基板１３５が収納されている。回路基板１３５は、ステータコイル１６３への駆動電流を供給する駆動回路を備えている。回路基板１３５とその周辺の構成については後に詳細に説明する。

下ケーシング１３０の中央部には、上方へ向けて突出する円筒部１３２が形成されている。円筒部１３２には、金属製（例えば、真鍮）で筒形状をなす軸受ホルダー（軸受保持部）１７０がインサート成形によって固定されている。軸受ホルダー１７０の外周には、前述したステータコア１６１が取り付けられている。軸受ホルダー１７０の外周面には、段部１７０ａ（図７参照）が設けられており、この段部１７０ａにステータコア１６１の内周部が載置されている。

ステータコア１６１、インシュレータ１６２およびステータコイル１６３により、ステータ１６０が構成されている。また、シャフト１２５、環状のヨーク（図示略）とマグネット１２８により、ロータ１２９が構成されている。このようにして、ステータ１６０とロータ１２９により、アウターロータ型のブラシレスＤＣモータが構成されている。

図３に示すように、軸受ホルダー１７０の内側には、一対の玉軸受１８１，１８２が上下方向に離間して配置され、シャフト１２５は玉軸受１８１，１８２にて回転可能に支持されている。シャフト１２５は、インペラ１２０のハブ１２１とインサート成形により一体成形されている。このため、ロータ１２９と共にインペラ１２０が回転する。

［２］回路基板周辺の構成
図４〜図７を参照して回路基板１３５の周辺の構成について説明する。
図５に示すように、下ケーシング１３０の底面には、複数の放射状のリブ１３６と同心状のリブ１３７が形成されている。放射状のリブ１３６の外周側の端部には、図７に示すように、三角形状のリブ１３６ａが形成されている。また、下ケーシング１３０の中心付近には、平面視で円形の凸部１３８が平面視で放射状のリブ１３６および同心状のリブ１３７リブと重複しかつ一体的に融合させて形成されている。凸部１３８は、放射状のリブ１３６および同心状のリブ１３７から上ケーシング１１０側へ突出している。

凸部１３８には、下ケーシング１３０の裏面まで貫通する貫通孔１３８ａが形成されている。そして、凸部１３８には、回路基板１３５が支持され、放射状のリブ１３６および同心状のリブ１３７と回路基板１３５との間には、隙間１３９が形成されている。

一方、下側のインシュレータ１６２には、図３に示すように、下方へ向けて突出する樹脂ピン１６２ａが形成されている。樹脂ピン１６２ａは、先端部に基端部よりも細い小径部を有しており、小径部を回路基板１３５に形成した貫通孔（図示略）と凸部１３８に形成した貫通孔１３８ａに貫通させ、貫通孔１３８ａから突出した小径部の先端部を熱カシメ、または赤外線カシメなどの手段で潰すことにより下ケーシング１３０に取り付けられている。そして、基端部と小径部との境界の段差部が回路基板１３５に当接することにより、回路基板１３５の上方への移動が規制されている。

図７に示すように、下ケーシング１３０の側方には、コネクタハウジング１９０が下ケーシング１３０と一体的に形成されている。コネクタハウジング１９０は側面視で矩形状をなし、その側面には開口部１９１が形成されている。コネクタハウジング１９０の内部には、下ケーシング１３０とインサート成形によって一体的に成形された複数のコネクタピン１９２の一端部が突出している。コネクタピン１９２はＬ字状をなし、その他端部は上方へ向けて延び、回路基板１３５に形成された貫通孔１３５ａを貫通して突出している。そして、コネクタピン１９２は、回路基板１３５に半田付けされ、回路基板１３５に配線された駆動回路と接続されている。

図７は、コネクタピン１９２と回路基板１３５の表面との隅部に、溶融した半田が溜まって形成された半田フィレット（フロントフィレット）１９５ａと、溶融した半田が回路基板１３５の貫通孔１３５ａを流れてコネクタピン１９２と回路基板１３５の裏面との隅部に溜まって形成された半田フィレット（バックフィレット）１９５ｂを示している。

下ケーシング１３０の底壁部には、コネクタピン１９２に近接して視認用貫通孔１９３が形成されている。視認用貫通孔１９３は、回路基板１３５と直交する直交面１９３ａと、直交面１９３ａに対して傾斜した傾斜面１９３ｂと、傾斜面１９３ｂに対して直交する側面１９３ｃとから形成されている。この場合、傾斜面１９３ｂは、コネクタピン１９２側と反対方向を向き下り勾配となる。

視認用貫通孔１９３の内側の開口部１９３ｄはバックフィレット１９５ｂに近接し、外側の開口部１９３ｅからバックフィレット１９５ｂは素通しとなっている。なお、図４において符号１９６はコネクタハウジング１９０を補強するリブであり、符号１９７は三角形状をなすリブである。

［３］実施形態の作用
図７に示すように、回路基板１３５と放射状のリブ１３６および同心状のリブ１３７との間に設けられた隙間１３９にバックフィレット１９５ｂを配置し、視認用貫通孔１９３を形成しているので、コネクタピン１９２に形成したバックフィレット１９５ｂの状態を視認することができる。

コネクタピン１９２は、バックフィレット１９５ｂとフロントフィレット１９５ａとによって回路基板１３５を挟持するように回路基板１３５に強固に固定されているので、コネクタピン１９２の性能を維持することができる。なお、フロントフィレット１９５ａの検査は、下ケーシング１３０の上方から行われる。このように、上記実施形態では、視認用貫通孔１９３の外側の開口部１９３ｅ側からコネクタピン１９２のバックフィレット１９５ｂまで素通しとしたから、半田フィレット（バックフィレット）１９５ｂを視認可能であり、回路基板１３５の裏側の半田付け状態の良否を目視で検査することができる。なお、半田フィレット（バックフィレット）１９５ｂの検査が終了したら視認用貫通孔１９３の外側の開口部１９３ｅは銘板等で閉塞される。

上記実施形態では、視認用貫通孔１９３に、コネクタピン１９２側と反対方向を向き下り勾配となる傾斜面１９３ｂを設けているので、傾斜した部分に下ケーシング１３０の肉が確保され、その強度を補うことができる。

上記実施形態では、下ケーシング１３０の底面に、上方へ突出する複数の凸部１３８を設け、凸部１３８に回路基板１３５を支持しているから、下ケーシング１３０と回路基板１３５のコネクタピン１９２に貫通された箇所との間の隙間を広くすることができ、バックフィレット１９５ｂの視認が容易となる。

上記実施形態では、凸部１３８と下ケーシング１３０に、両者を貫通する貫通孔１３８ａを設ける一方、インシュレータ１６２に、貫通孔１３８ａを貫通して下ケーシング１３０の裏面に突出する樹脂ピン１６２ａを設け、樹脂ピン１６２ａの突出した端部をかしめて下ケーシング１３０の裏面に固定している。このため、貫通孔１３８ａの軸方向の厚さが大きく、貫通孔１３８ａの周囲の強度を高めることができる。

上記実施形態では、下ケーシング１３０の底面に放射状のリブ１３６と同心状のリブ１３７を形成し、平面視で凸部１３８をリブ１３６，１３７と重複させかつ一体的に融合させて形成しているから、リブ１３６，１３７を強化することができる。

［４］変更例
（１）上記実施形態では、視認用貫通孔１９３の断面形状を矩形としているが、楕円あるいは長円状であってもよい。また、各コネクタピン１９２に対応する位置に、円形や矩形等の視認用貫通孔を形成してもよい。
（２）上記実施形態では、ロータマグネット１２８をインペラ１２０のハブ１２１に取り付けているが、シャフト１２５に金属製（例えば、真鍮）のブッシュを圧入などによって固定し、ブッシュに軟磁性材（例えば、鉄材）のヨークをかしめなどの手法によって取り付け、ヨークにロータマグネットを取り付け、ヨークをインペラに取り付けた構成にも本発明を適用することができる。

本発明は、家電機器、ＯＡ機器、産業機器の冷却、換気、空調や、車両用の空調、送風などに広く用いられている送風機としての遠心ファンの技術分野で利用可能である。

１００…遠心ファン、１１０…上ケーシング（第１ケーシング）、１１１…吸込口、１１１ａ…噴出口、１１２…フランジ、１１２ａ…貫通孔、１１３…放射状のリブ、１１４…同心状のリブ、１１５…放射状のリブ、１１６…同心状のリブ、１２０…インペラ、１２１…ハブ、１２２…羽根、１２５…シャフト、１２８…マグネット、１２９…ロータ、１３０…下ケーシング（第２ケーシング）、１３０ａ…貫通孔、１３２…円筒部、１３５…回路基板、１３５ａ…貫通孔、１３６…放射状のリブ、１３７…同心状のリブ、１３８…凸部、１３８ａ…貫通孔、１３９…隙間、１４０…支柱、１５０…ケーシング、１６０…ステータ、１６１…ステータコア、１６２…インシュレータ、１６２ａ…樹脂ピン、１６３…ステータコイル、１７０…軸受ホルダー、１７０ａ…段部、１８１…玉軸受、１８２…玉軸受、１９０…コネクタハウジング、１９１…開口部、１９２…コネクタピン、１９３…視認用貫通孔、１９３ａ…直交面、１９３ｂ…傾斜面、１９３ｃ…側面、１９３ｄ…内側の開口部、１９３ｅ…外側の開口部、１９５ａ…フロントフィレット、１９５ｂ…バックフィレット、１９６…リブ、１９７…リブ。

Claims (6)

1. 第１ケーシングと、
   前記第１ケーシングと協働してケーシングを構成する第２ケーシングと、
   前記ケーシング内に回転可能に設けられたインペラと、
   前記インペラを回転させるモータと、
   前記第２ケーシングに設けられた回路基板と、
   を備え、
   前記第２ケーシングは、その側方に開口部を有するコネクタハウジングと、内部に埋設されたコネクタピンとを備え、
   前記コネクタピンの一端部は前記コネクタハウジング内に突出し、前記コネクタピンの他端部は前記第２ケーシングの底面から突出するとともに前記回路基板を貫通して該回路基板に半田付けされ、これにより、前記回路基板の表裏面と前記コネクタピンとの隅部に半田フィレットが形成され、
   前記第２ケーシングと前記回路基板の前記コネクタピンに貫通された箇所との間に隙間を設け、 前記第２ケーシングの底壁部に、前記隙間に存在する前記コネクタピンの前記半田フィレットに 一方の開口部が近接し他方の開口部から前記半田フィレットが素通しとなる視認用貫通孔を設けた遠心ファン。
2. 前記視認用貫通孔の前記半田フィレットに近接した面は、前記回路基板の平面方向において前記半田フィレット側と逆方向を向き下り勾配となる傾斜面である請求項１に記載の遠心ファン。
3. 前記第２ケーシングの底面に、前記第１ケーシング側へ突出する複数の凸部を設け、該凸部に前記回路基板を支持した請求項１または２に記載の遠心ファン。
4. 前記凸部と前記第２ケーシングに、両者を貫通する貫通孔を設け、
   前記モータに、ステータコアに装着されてコイルが巻かれるインシュレータを設け、
   前記インシュレータに、前記貫通孔を貫通して前記第２ケーシングの表面に突出するピンを設け、前記ピンの突出した端部をかしめて前記第２ケーシングの表面に固定した請求項３に記載の遠心ファン。
5. 樹脂製の前記第２ケーシングの底面にリブを形成し、平面視で樹脂製の前記凸部を前記リブと重複させかつ一体的に融合させて形成し、前記凸部を前記リブから前記第１ケーシング側へ突出させた請求項３または４に記載の遠心ファン。
6. 前記視認用貫通孔の外側の開口部を閉塞部材によって閉塞した請求項１〜５のいずれかに記載の遠心ファン。
   

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