JP2021025504A - 遠心ファン - Google Patents
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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。
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。
[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。
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。
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。
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。
(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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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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