JP2023037760A - 軸流ファンモータ - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板の実装面積を増大させると共に従来に比して一段と放熱性を向上した軸流ファンモータを提供する。
【解決手段】軸流ファンモータとしてのファン装置（１００）は、軸（X）方向の一端に吸気口（２０１）、および、軸（X）方向の他端に排気口（３０１）が設けられた中空筒状のケーシング（１５０（２００、３００））と、ケーシング（１５０）に収容された、複数の羽根（２１２）を有するインペラ（２１０）と、ケーシング（１５０）に収容された、インペラ（２１０）を回転させるモータ（２５０）と、ケーシング（１５０）における排気口（３０１）の側に軸（X）方向に沿って配接された複数の回路基板（４００、５００）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸流ファンモータに関する。

近年、情報機器の高性能化に伴って、その情報機器の内部にある電子部品の消費電力が増加の一途をたどっている。これに伴って、例えば、高出力、高機能が要求されるサーバ等の情報機器に配される電子部品の冷却に用いられるファンにおいても、当然に高出力化による冷却性能の向上が求められている。したがって、高出力化されたファンを駆動させる制御基板へ電力が集中することに起因した当該制御基板の熱についても冷却する必要がある。

このような課題に対して、従来、制御基板がファンの回転中心軸に対して略平行に配置されているため、回転羽根によって枠体の吸気口から排気口へ流れる気流の中に制御基板が配置されることになり、当該気流が制御基板の全部または一部に当たる構造を有するファンモータが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

国際公開第２００８／０４１３５３号

しかしながら、特許文献１に記載された制御基板は、Ｔ字形状からなる１枚板によって形成されており、その実装面積がファンの大きさに依存して上限が決定されてしまうため、実装面積を更に増大することができず、ファンの高出力化に対応することが困難であるという恐れがあった。

また、制御基板の実装面積を更に増大することができないために、延出部についても大きくすることに限界があり、それゆえ発熱量の多い電子部品の全てを延出部に設置することができず、放熱性を今以上に向上させることが困難であった。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、回路基板の実装面積を増大させると共に従来に比して一段と放熱性を向上した軸流ファンモータを提供することを目的とする。

上記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明の軸流ファンモータは、軸方向の一端に吸気口、および、前記軸方向の他端に排気口が設けられた中空筒状のケーシングと、前記ケーシングに収容された、複数の羽根を有するインペラと、前記ケーシングに収容された、前記インペラを回転させるモータと、前記ケーシングにおける前記排気口の側に前記軸方向に沿って配接された複数の回路基板と、を備える。

本発明によれば、回路基板の実装面積を増大させると共に従来に比して一段と放熱性を向上した軸流ファンモータを実現することができる。

本発明の実施の形態にかかるファン装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態にかかるファン装置の上ケーシングと下ケーシングの構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態にかかるファン装置における駆動部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態にかかるファン装置の下ケーシングの構成を示す上面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、および、（Ｂ）におけるＡ－Ａ断面図（Ｃ）である。 本発明の実施の形態にかかるファン装置において、２枚の回路基板の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態にかかるファン装置において、２枚の回路基板が接合された状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態にかかるファン装置において、２枚の回路基板が下ケーシングに取り付けられた状態を示す下面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる回路基板の下ケーシングに対して取り付けられる配置のパターンを示す下面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる４枚の回路基板が側壁部をなすファン装置の構成を示す斜視図である。

＜実施の形態＞
以下、本発明の実施の形態について図１乃至図７を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるファン装置の全体構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態にかかるファン装置の上ケーシングと下ケーシングの構成を示す斜視図である。図３は、本発明の実施の形態にかかるファン装置における駆動部の構成を示す断面図である。図４は、本発明の実施の形態にかかるファン装置の下ケーシングの構成を示す上面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、および、（Ｂ）におけるＡ－Ａ断面図（Ｃ）である。図５は、本発明の実施の形態にかかるファン装置において、２枚の回路基板の構成を示す分解斜視図である。図６は、本発明の実施の形態にかかるファン装置において、２枚の回路基板が接合された状態を示す斜視図である。図７は、本発明の実施の形態にかかるファン装置において、２枚の回路基板が下ケーシングに取り付けられた状態を示す下面図である。

なお、本発明の実施の形態の説明において、説明の便宜上、軸Ｘに沿った矢印ａ方向を上側または上方とする。上側または上方は吸気口側を意味する。軸Ｘに沿った矢印ｂ方向を下側または下方とする。下側または下方は排気口側を意味する。ここで、矢印ａｂ方向を上下方向と称するが、重力方向における上下方向とは、必ずしも一致しない。また、軸Ｘから離れる矢印ｃ方向を外周側、軸Ｘに近づく矢印ｄ方向を内周側と称し、矢印ｃｄ方向を径方向と称する。

本発明の実施の形態における軸流ファンモータとしてのファン装置１００は、軸Ｘ方向に気流を送風する軸流送風機である。このファン装置１００は、上ケーシング２００と下ケーシング３００とが一体に結合されたケーシング１５０を有している。上ケーシング２００および下ケーシング３００は、軸Ｘ方向に沿って互いに連結されている。

上ケーシング２００は、平面視略正方形の筒形状からなり、軸Ｘ方向の上側（矢印ａ方向）から中空円筒形状の風洞部に空気を吸入するための吸気口２０１を有している。上ケーシング２００は、ハブ２１１および羽根２１２からなるインペラ２１０と、インペラ２１０を回転駆動するためのモータ２５０（図３）を収容している。

上ケーシング２００は、上側（矢印ａ方向）の角部に４個の上側フランジ部２０２を有すると共に、下側（矢印ｂ方向）の角部に４個の下側フランジ部２０３を有している。これらの上側フランジ部２０２および下側フランジ部２０３には、所定の機器や筐体に取り付けるためのボルト（図示せず）を挿通する貫通孔が設けられている。

上ケーシング２００は、インペラ２１０の周囲を径方向（矢印ｃｄ方向）から囲う側壁２０４と、軸Ｘ方向の下側端である排気口側に形成されたモータベース部２０５と、側壁２０４とモータベース部２０５とを径方向（矢印ｃｄ方向）において繋ぐ複数の静翼からなる固定翼２０６とを備えている。

これら上ケーシング２００の側壁２０４、モータベース部２０５、および、複数の固定翼２０６は、合成樹脂（例えばポリブチレンテレフタレート樹脂（含むガラス繊維入り））の射出成形により一体に形成されている。なお、側壁２０４とモータベース部２０５とを繋ぐ固定翼２０６の代わりに、棒状部分からなる複数のスポークが用いられるようにしてもよい。

上ケーシング２００の風洞部を構成する側壁２０４は、軸Ｘを中心とする円筒形状からなり、インペラ２１０の羽根２１２の外周端と接触することのない内径を有している。すなわち、インペラ２１０の羽根２１２の外周端と側壁２０４の内周面との間には所定の隙間が形成されている。

上ケーシング２００の側壁２０４は、インペラ２１０を保護するガード部としても機能する。この側壁２０４の外周側における上側（矢印ａ方向）および下側（矢印ｂ方向）には、４個の上側フランジ部２０２および４個の下側フランジ部２０３が当該側壁２０４と一体に形成されている。

モータベース部２０５は、円盤形状のベース部２０５ａと、ベース部２０５ａの外周側の端部から軸Ｘに沿って上側（矢印ａ方向）へ所定の長さだけ延在する円筒形状の外周壁２０５ｂと、ベース部２０５ａの内周側の端部から軸Ｘに沿って上側（矢印ａ方向）に所定の長さだけ突出したボス部２０５ｃとによって形成されている。

モータベース部２０５における外周壁２０５ｂの外周面には、上述した複数の固定翼２０６が一体に形成されている。すなわちモータベース部２０５の外周壁２０５ｂは、複数の固定翼２０６を介して上ケーシング２００の側壁２０４によって支持されている。

モータベース部２０５におけるボス部２０５ｃの内周面には、中空円筒形状の金属材からなる軸受ハウジング２０７が圧入されている。軸受ハウジング２０７は、ボス部２０５ｃに圧入されているが、これに限らず、軸受ハウジング２０７をボス部２０５ｃにインサートした状態でモータベース部２０５と一体に形成してもよい。

軸受ハウジング２０７の外周面にはステータ部２６０が配置されている。ただし、これに限るものではなく、ステータ部２６０は、軸受ハウジング２０７を介することなく、直接モータベース部２０５に取り付けられるようにしてもよい。

軸受ハウジング２０７の内周面には、軸Ｘ方向の上側（矢印ａ方向）および下側（矢印ｂ方向）に段差部が設けられており、上側（矢印ａ方向）および下側（矢印ｂ方向）の段差部に対して軸受２２１、２２２が嵌着されている。軸受２２１、２２２は、例えばボールベアリングである。なお、軸受２２１、２２２は、ボールベアリングに限るものではなく、例えばスリーブベアリング等、その他種々の軸受を用いるようにしてもよい。

軸受２２１は、ロータ部２７０のシャフト２７７に対して軸Ｘ方向の上側（矢印ａ方向）を回転可能に支持し、軸受２２２はシャフト２７７に対して軸Ｘ方向の下側（矢印ｂ方向）を回転可能に支持する。これにより、ロータ部２７０のシャフト２７７は、ステータ部２６０に対して回転可能に支持されることになる。

モータ２５０は、例えば単相のブラシレスＤＣモータであり、ステータ部２６０およびロータ部２７０によって構成されている。ステータ部２６０は、軟磁性材からなる電磁鋼板のコアを複数枚積層された積層体によって形成されたステータコア２６１と、そのステータコア２６１に装着された絶縁材料からなるインシュレータ２６２と、そのインシュレータ２６２を介してステータコア２６１に巻回されたコイル２６３とを有している。

このようにコイル２６３はインシュレータ２６２を介してステータコア２６１に巻回されているので、ステータコア２６１とコイル２６３とはインシュレータ２６２によって絶縁されている。なお、モータ２５０は、単相のブラシレスＤＣモータに限るものではなく、例えば三相ブラシレスＤＣモータ等、その他のモータを用いることができる。

ステータコア２６１においては、円形状の開口部を形成している内周面に対して軸受ハウジング２０７の外周面が嵌着されている。すなわち、ステータコア２６１は軸受ハウジング２０７に取り付けられている。但し、これに限るものではなく、接着剤を併用して、ステータコア２６１が軸受ハウジング２０７に固着されるようにしてもよい。

ロータ部２７０は、中空円筒形状を有し軟磁性材からなるロータヨーク２７１と、そのロータヨーク２７１の内周面に配置された環状のマグネット２７２と、ロータヨーク２７１及びマグネット２７２と同軸上に配置され、後述するハブ２１１にブッシュ２７３を介して結合されたシャフト２７７とによって構成されている。因みに、ロータヨーク２７１はブッシュ２７３を用いることのない構成であってもよい。

ロータヨーク２７１の内周縁は、ブッシュ２７３の外周縁に対してカシメにより一体に固定されている。シャフト２７７は、ブッシュ２７３に圧入されている。ロータヨーク２７１、マグネット２７２、および、シャフト２７７は、ハブ２１１を介して一体化されており、シャフト２７７はブッシュ２７３を介してハブ２１１と一体化されている。すなわち、インペラ２１０がロータ部２７０のロータヨーク２７１と一体に取り付けられている。

インペラ２１０は、有底断面略逆Ｕ字状のカップ形状からなるハブ２１１と、そのハブ２１１の外周面に周方向に沿って設けられた複数の羽根２１２とを備えている。ハブ２１１および複数の羽根２１２は、合成樹脂（例えばポリブチレンテレフタレート樹脂（含むガラス繊維入り））の射出成形により一体に形成されている。

インペラ２１０のハブ２１１は、中空円筒形状からなるロータヨーク２７１の上側（矢印ａ方向）の外周面に対して接着剤により一体に接着されている。但し、これに限るものではなく、ロータヨーク２７１をハブ２１１にインサートし、当該ハブ２１１の内周面とロータヨーク２７１の外周面とを一体に形成するようにしてもよい。すなわち、ハブ２１１とロータヨーク２７１とは一体化されている。

複数の羽根２１２は、全て同じ形状を有しており、ハブ２１１の周方向において当間隔で均等に配置されている。したがって、ロータ部２７０は、ロータヨーク２７１と一体に取り付けられたハブ２１１によって羽根２１２と一体となり回転体として機能する。したがって、ステータ部２６０とロータ部２７０との電磁気的作用によってロータヨーク２７１がシャフト２７７を中心に回転すると、ロータヨーク２７１とともにインペラ２１０が回転し、アウターロータ型モータを構成する。

また、ハブ２１１は、シャフト２７７の上側（矢印ａ方向）の端部を覆い、外部から異物の進入を防止している。因みに、インペラ２１０のハブ２１１と軸Ｘ方向の上側（矢印ａ方向）に嵌着された軸受２２１との間には、軸受２２１に予圧を付与するためのコイルばね２２３が介装されている。

下ケーシング３００は、平面視略正方形の筒形状からなり、正方形を形成する側壁３０４の内側に軸Ｘ方向の下側（矢印ｂ方向）から空気を排出するための排気口３０１を有している。下ケーシング３００は、上ケーシング２００に収容されているモータ２５０を駆動制御するための２枚の回路基板４００、５００を収容している。

下ケーシング３００についても、上ケーシング２００のように、上側（矢印ａ方向）の角部に４個の上側フランジ部３０２を有すると共に、下側（矢印ｂ方向）の角部に４個の下側フランジ部３０３を有している。

これらの上側フランジ部３０２および下側フランジ部３０３には、所定の機器や筐体に取り付けるためのボルト（図示せず）を挿通する貫通孔が設けられている。なお、下ケーシング３００についても、合成樹脂（例えばポリブチレンテレフタレート樹脂（含むガラス繊維入り））の射出成形により一体に形成されている。

実際上、上ケーシング２００および下ケーシング３００は、それぞれ別体により形成された後、上ケーシング２００の下側フランジ部２０３の貫通孔と、下ケーシング３００の上側フランジ部３０２の貫通孔とが対向配置して当接された後、これらの貫通孔を介してボルト等の締結具により結合されている。かくして上ケーシング２００および下ケーシング３００からなるケーシング１５０が形成される。但し、ケーシング１５０は、一体成型されることにより形成されるようにしてもよい。

図４に示すように、下ケーシング３００においては、上側フランジ部３０２の貫通孔および下側フランジ部３０３の貫通孔を形成するために、これらの貫通孔の周囲には側壁３０４よりも厚みのある肉厚部分３０６が形成されている。肉厚部分３０６は、側壁３０４の一部であり、かつ、貫通孔と側壁３０４との間に形成された部分である。

側壁３０４の肉厚部分３０６には、回路基板４００、５００が差し込まれた挿入状態で保持することが可能な溝（以下、これを「基板挿入溝」と言う。）３０８が形成されている。基板挿入溝３０８は、下ケーシング３００の角部近傍において上側フランジ部３０２から下側フランジ部３０３まで到達するように軸Ｘに沿って平行に形成されている。

基板挿入溝３０８は、回路基板４００、５００の端部形状に合わせた矩形状の凹部からなり、所定の深さであって、軸Ｘに沿って上下方向（矢印ａｂ方向）に延びている。複数の基板挿入溝３０８は、下ケーシング３００の対角線上に存在するもの同士が対向するように配置され、対向する２つの基板挿入溝３０８によって回路基板４００、５００を保持することが可能である。

基板挿入溝３０８は、側壁３０４よりも太い肉厚部分３０６に対して軸Ｘに向かって突出した突出壁３０７が射出成形により形成されている。なお、基板挿入溝３０８は、側壁３０４の肉厚部分３０６の貫通孔の近傍において１ヶ所だけ形成されているが、肉厚部分３０６において貫通孔の両側に２ヶ所形成されるようにしてもよい。

因みに、下ケーシング３００の側壁３０４は、薄い板状の部分であるが、肉厚部分３０６が形成されていることにより薄板化による強度低下を防止している。

図５および図６に示すように、回路基板４００、５００は同一の基板サイズおよび基板形状を有している。回路基板４００、５００は、モータ２５０を回転駆動させるモータ駆動制御回路（図示せず）を構成する各種電子部品４１１、５１１が実装された複数の配線層を有する平面視長方形状に形成されたプリント配線基板である。但し、これに限るものではなく、回路基板４００、５００は、単層のプリント配線基板であってもよい。

モータ駆動制御回路は、モータ２５０の回転を制御するための回路である。モータ駆動制御回路は、回路基板４００、５００に各種電子部品４１１、５１１が実装され、モータ２５０と電気的に接続されることにより実現される。モータ駆動制御回路は、例えば、モータ２５０の回転を制御するための制御信号を生成する制御回路と、当該制御信号に基づいてモータ２５０を駆動するインバータ回路等を含む。

回路基板４００は、長方形の長手方向の中央には上下方向（矢印ａｂ方向）の下側（矢印ｂ方向）から上側（矢印ａ方向）に向かって半分の高さまで切り欠かれたスリット４０４が形成されている。これにより、スリットが形成されていない部分において配線をつなぐことができるので、スリットが半分の高さ以上に設けられたものと比べて、スリットを中心にした時の左右の基板をつなぐ配線を十分確保できる。スリット４０４は、その幅が回路基板５００の基板幅と同じか、または基板幅よりも僅かに大きい。

回路基板５００についても同様に長方形の長手方向の中央には上下方向（矢印ａｂ方向）の上側（矢印ａ方向）から下側（矢印ｂ方向）に向かって半分の高さまで切り欠かれたスリット５０４が形成されている。スリット５０４は、その幅が回路基板４００の基板幅と同じか、または基板幅よりも僅かに大きい。

回路基板４００のスリット４０４と、回路基板５００のスリット５０４とが互いにスライドして係合されることにより一体に組み合わされて接合される。この場合、回路基板４００のスリット４０４が、上下方向（矢印ａｂ方向）の半分の長さであり、回路基板５００のスリット５０４についても上下方向（矢印ａｂ方向）の半分の長さである。このため、回路基板４００、５００は、組み合わされた際の強度バランスに優れ、かつ、スリット部分の存在による基板実装面積の減少を最小限に留めている。

回路基板４００は、半田付けするための面である矩形状の平面パッド４１３乃至４１５を有している。平面パッド４１３は、スリット４０４を長手方向にわたって跨ぐように形成された一方側パッド４１３ａ、他方側パッド４１３ｂによって形成されている。

平面パッド４１４は、平面パッド４１３（４１３ａ、４１３ｂ）の上側（矢印ａ方向）に設けられ、スリット４０４の一方側にのみ形成されている。平面パッド４１５は、スリット４０４の上側（矢印ａ方向）であって、回路基板４００の上方端部に形成されている。

なお、１つのスリット４０４に対して２種類の平面パッド４１３（４１３ａ、４１３ｂ）、平面パッド４１４が設けられているが、これは平面パッド４１３と平面パッド４１４とでは流れる信号が異なるためである。したがって、流れる信号が同じであれば１つの平面パッド４１３（４１３ａ、４１３ｂ）、または、平面パッド４１４だけであってもよい。

また、回路基板４００では、スリット４０４の周辺であって、当該スリット４０４を間に挟んで互いに対向するように形成された断面半円形状の凹部からなり、層間の導通を図るスルーホール４２１ａ、４２１ｂを有している。スルーホール４２１ａ、４２１ｂは、一方側パッド４１３ａ、他方側パッド４１３ｂに重ねられた状態で形成されている。スルーホール４２１ａ、４２１ｂは、断面半円形状の凹部であって回路基板４００を貫通しているため、スリット４０４と空間的に連通している。

また、回路基板４００では、スルーホール４２１ａの上方であって、スリット４０４と連通した断面半円形状の凹部からなるスルーホール４２２を有している。スルーホール４２２は、スリット４０４の周辺の平面パッド４１４に重ねられた状態で設けられており、スルーホール４２１ａと同じ構造を有している。これらのスルーホール４２１（４２１ａ、４２１ｂ）、４２２の内周面には、銅膜等の導電性材料によって塗膜されている。

このように回路基板４００では、スルーホール４２１（４２１ａ、４２１ｂ）、４２２が設けられた平面パッド４１３（４１３ａ、４１３ｂ）、４１４と、スルーホールが設けられていない平面パッド４１５を有している。スルーホールの有無の差は、平面パッド４１３乃至４１５に流れる電流の大小によって決まり、電流が大きい場合にはスルーホール４２１、４２２が設けられることにより、高い導電性を確保することができる。

回路基板４００では、長手方向の両側端部に対して複数の電子部品４１１が上下方向（矢印ａｂ方向）に沿って取り付けられている。これは、インペラ２１０の羽根２１２によって生じる空気の流路の中に露出した状態で電子部品４１１が配置されると、放熱効果が向上するからである。

回路基板５００は、半田付けするための面である矩形状の平面パッド５１３乃至５１８を有している。回路基板５００の表面に設けられた平面パッド５１３、５１４は、スリット５０４の下側（矢印ｂ方向）に上下方向（矢印ａｂ方向）に並ぶように形成されている。回路基板５００は、図５（Ａ）に回路基板５００の表面が示されており。図５（Ｂ）に回路基板５００の裏面が示されている。

平面パッド５１５は、スリット５０４の周辺であって、当該スリット５０４を長手方向にわたって跨ぐように形成された一方側パッド５１５ａ、他方側パッド５１５ｂによって形成されている。同様に、平面パッド５１６においても、スリット５０４を長手方向にわたって跨ぐように形成された一方側パッド５１６ａ、他方側パッド５１６ｂによって形成されている。

回路基板５００の裏面に設けられた平面パッド５１７は、スリット５０４の下側（矢印ｂ方向）であって、回路基板５００の下方端部に形成されている。回路基板５００の裏面に設けられた平面パッド５１８は、回路基板５００の上方端部に配置され、スリット５０４を長手方向にわたって跨ぐように形成された一方側パッド５１８ａ、他方側パッド５１８ｂによって形成されている。

回路基板５００においては、スリット５０４を間に挟んで互いに対向するように形成された断面半円形状の凹部からなり、導体パターンの層間の導通を図るスルーホール５２１ａ、５２１ｂを有している。

スルーホール５２１ａ、５２１ｂは、回路基板５００の表面に設けられた一方側パッド５１６ａ、他方側パッド５１６ｂ、および、回路基板５００の裏面に設けられた一方側パッド５１８ａ、他方側パッド５１８ｂに重ねられた状態で形成されている。

スルーホール５２１ａ、５２１ｂは、断面半円形状の凹部であって回路基板５００を貫通しているため、スリット５０４と空間的に連通している。これらのスルーホール５２１（５２１ａ、５２１ｂ）の内周面についても、銅膜等の導電性材料によって塗膜されている。

このように回路基板５００においても、スルーホール５２１（５２１ａ、５２１ｂ）が設けられた平面パッド５１６（５１６ａ、５１６ｂ）、５１８（５１８ａ、５１８ｂ）と、スルーホールが設けられていない平面パッド、５１３、５１４、５１５（５１５ａ、５１５ｂ）、５１７を有している。この場合もスルーホールの有無の差は、平面パッド５１３乃至５１８に流れる電流の大小によって決まり、電流が大きい場合にはスルーホール５２１（５２１ａ、５２１ｂ）が設けられることにより、高い導電性を確保することができる。

回路基板５００では、長手方向の両側端部に対して複数の電子部品５１１が上下方向（矢印ａｂ方向）に沿って取り付けられている。これは、回路基板４００と同様に、インペラ２１０の羽根２１２によって生じる空気の流路の中に露出した状態で電子部品５１１が配置されると、放熱効果が向上するからである。

このような構成の回路基板４００、５００は、互いに十字状になるように配置され、かつ、スリット４０４、５０４同士が対向された状態で互いにスライドしながら係合して組み合わされる。これにより、回路基板４００、５００からなる十字状の一体型基板６００（図６）が形成される。

このように回路基板４００、５００がスリット４０４、５０４を介して組み合わされた場合、回路基板４００のスルーホール４２１ａの内周面と、回路基板５００の平面パッド５１３とが至近距離で向かい合うことになる。このとき同時に、回路基板４００のスルーホール４２１ｂの内周面と回路基板５００の平面パッド５１７とが至近距離で向かい合う。

同様に、回路基板４００のスルーホール４２２の内周面と回路基板５００の平面パッド５１４とが至近距離で向かい合う。さらに、回路基板４００の平面パッド４１５と、回路基板５００のスルーホール５２１ｂの内周面とが至近距離で向かい合う。

この状態において、回路基板４００の平面パッド４１３ａと回路基板５００の平面パッド５１３とが半田付けによって機械的かつ電気的に接合される。このとき、回路基板４００のスルーホール４２１ａ、４２１ｂ、４２２、回路基板５００のスルーホール５２１ａ、５２１ｂに対しても半田が流れ込むことになる。

かくして、回路基板４００のスルーホール４２１（４１２ａ、４２１ｂ）、４２２と回路基板５００の平面パッド５１３、５１４とが半田付けによって機械的かつ電気的に接合される。また、回路基板５００のスルーホール５２１（５２１ａ、５２１ｂ）と回路基板４００の平面パッド４１５とが半田付けによって機械的かつ電気的に接合される。

このとき、スルーホール（４１２ａ、４２１ｂ）、４２２と回路基板５００の平面パッド５１３、５１４とが至近距離で互いに向かい合った状態で半田により接続されるため、断面半円形状のスルーホール（４１２ａ、４２１ｂ）、４２２の空間に流れ込む半田が最小量で済み、コスト削減を可能としている。また、半田が断面半円形状のスルーホール（４１２ａ、４２１ｂ）、４２２の空間に充填された状態となるので、導電性が一段と向上すると共に接合強度についても向上することになる。

このように一体型基板６００は、回路基板４００と回路基板５００とが互いのスリット４０４、５０４を介して十字状に組み合わされると共に、互いの接触部分である平面パッド同士が半田で接合され、かつ、スルーホール４２１、４２２、５２１を介して平面パッド同士が接合されているので、機械的かつ電気的に強固に接続されている。

この一体型基板６００は、下ケーシング３００における側壁３０４の肉厚部分３０６に形成された４つの基板挿入溝３０８にスライドしながら挿入され、下ケーシング３００に保持された状態が形成される（図１、図２）。なお、一体型基板６００は、圧入によって下ケーシング３００の基板挿入溝３０８に挿入して保持されるようにしてもよい。

図７に示すように、一体型基板６００の回路基板４００、５００は、下ケーシング３００の基板挿入溝３０８に保持された状態において、複数の固定翼２０６の長手方向に延びる端縁２０６ａと直線状に重なるように配置されている。

複数の固定翼２０６は、等角度間隔で偶数枚設けた場合、一体型回路基板６００は９０度間隔の十字状に形成されているため、回路基板４００、５００と固定翼２０６の端縁２０６ａとが直線的に重なった状態で配置することが可能である。

実際上、下ケーシング３００の下面視において、一体型基板６００の回路基板４００、５００が固定翼２０６の端縁２０６ａと直線的に重なっているが、これに限るものではなく、回路基板４００、５００が固定翼２０６の端縁２０６ａからはみ出すことがなく、固定翼２０６と空間的に重ならなければ（例えば、固定翼２００６と固定翼２０６との間）、必ずしも端縁２０６ａと重なっていなくてもよい。

これにより、一体型基板６００の回路基板４００、５００がインペラ２１０の羽根２１２によって整流された風の流れを邪魔する障害となることはなく、ファン装置１００において効率の低減を抑えることができる。

なお、回路基板４００、５００における下側（矢印ｂ方向）の端部および下側半分程の基板表面には、絶縁性部材の樹脂等を用いてコーティング処理が施されている。これにより一体型基板６００は、コーティング処理によって静電気が発生し難い状態が形成されている。

以上の構成においてファン装置１００は、モータ２５０のステータ部２６０に巻回されたコイル２６３に対して一体型基板６００のモータ駆動制御回路により励磁電流を印加するとロータヨーク２７１が回転し、ロータヨーク２７１の回転に伴って当該ロータヨーク２７１と結合されたインペラ２１０が回転することによりファンとして機能する。

このとき、インペラ２１０の回転によって上流側の上ケーシング２００の吸気口２０１から吸気された空気は風となって、下流側の下ケーシング３００の排気口３０１から排出される。ここで、下ケーシング３００には内側空間に一体型基板６００の回路基板４００、５００が十字状に組み合わされた状態で収容されており、かつ、発熱量の多い電子部品４１１、５１１が流路の中に露出した状態で存在しているため、効率良く冷却される。

ファン装置１００は、下流側の下ケーシング３００に対してインペラ２１０の回転軸である軸Ｘと基板面が沿うように回路基板４００、５００が配置されている。

これによりファン装置１００では、ファンの高出力化のために２枚の回路基板４００、５００を用いて実装面積をほぼ２倍に増大させているが、ケーシング１５０（上ケーシング２００および下ケーシング３００）を大型化することなく、回路基板４００、５００の電子部品４１１、５１１を全て効率的に冷却することができる。

また、ファン装置１００は、一体型基板６００の回路基板４００と回路基板５００とがスリット４０４、５０４を介して組み合わされていることに加えて、平面パッド同士が半田で接続されているため、回路基板４００、５００が機械的かつ電気的に強固に結合されている。さらに、ファン装置１００は、回路基板４００、５００のスルーホール４２１、４２２、５２１を介して平面パッド同士が接合されているため、導電性の向上と共に接合強度がさらに向上している。

＜他の実施の形態＞
なお、上述した実施の形態におけるファン装置１００においては、一体型基板６００の十字状の回路基板４００、５００が下ケーシング３００によって保持されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図８（Ａ）乃至（Ｅ）に示すように、その他種々の組み合わせにより、軸Ｘに沿って複数の回路基板が下ケーシング３００に保持されるようにしてもよい。

図８（Ａ）に示すように、回路基板１１００、１２００、１３００が三角形状に組み合わせられた状態で基板面が軸Ｘに沿って平行に配設された一体型基板１５００を下ケーシング３００の基板挿入溝３０８に保持されるようにしてもよい。この場合、回路基板１１００、１２００の一方の端部が互いに設けられたスリットを介して組み合わされると共に、回路基板１１００、１２００の他方の端部と回路基板１３００の両端部とが接着または嵌合等で一体に組み合わされる。この一体型基板１５００においては、一体型基板６００と同様に電子部品が回路基板１３００の長手方向の両側端部に対して配置されている。ただし、回路基板１１００、１２００については、側壁３０４に沿うように軸Ｘから離れて配置され、インペラ２１０によって生じる風の流路に基板自体が配置されているので、基板の全範囲に電子部品が配置されていてもよい。これにより、一体型基板１５００では、電子部品の実装面積を３枚分に増大させることができるうえに、インペラ２１０によって生じる風の流路の中に露出した状態で配置された全ての電子部品が効率的に冷却される。

図８（Ｂ）に示すように、回路基板２１００、２２００、２３００、２４００が略正方形状に組み合わせられた状態で基板面が軸Ｘに沿って平行に配設された一体型基板２５００を下ケーシング３００の基板挿入溝３０８に保持されるようにしてもよい。この場合、４枚の回路基板２１００、２２００、２３００、２４００が互いに設けられたスリットを介して一体に組み合わされる。この一体型基板２５００では、電子部品の実装面積を４枚分に増大させることができるうえに、インペラ２１０によって生じる風の流路に４枚の基板が全て配置されているため基板の全範囲に電子部品が配置されていてもよく、インペラ２１０によって生じる風によって全ての電子部品が効率的に冷却される。

図８（Ｃ）に示すように、回路基板３１００、３２００が略Ｌ字状に組み合わせられた状態で基板面が軸Ｘに沿って平行に配設された一体型基板３５００を下ケーシング３００の基板挿入溝３０８に保持されるようにしてもよい。この場合、回路基板３１００、３２００が互いに設けられたスリットを介して組み合わされる。この一体型基板３５００においても、インペラ２１０によって生じる風の流路の中に２枚の回路基板３１００、３２００が配置されているので、基板の全範囲に電子部品が配置されていてもよい。これにより、一体型基板３５００では、電子部品の実装面積を２枚分に増大させることができるうえに、インペラ２１０によって生じる風の流路の中に露出した状態で配置された全ての電子部品が効率的に冷却される。

図８（Ｄ）に示すように、回路基板４１００、４２００、４３００が略Ｕ字状に組み合わせられた状態で基板面が軸Ｘに沿って平行に配設された一体型基板４５００を下ケーシング３００の基板挿入溝３０８に保持されるようにしてもよい。この場合、回路基板４１００、４２００、４３００が互いに設けられたスリットを介して組み合わされる。この一体型基板４５００においても、インペラ２１０によって生じる風の流路の中に３枚の回路基板４１００、４２００、４３００が配置されているので、基板の全範囲に電子部品が配置されていてもよい。これにより、一体型基板４５００では、電子部品の実装面積を３枚分に増大させることができるうえに、インペラ２１０によって生じる風の流路の中に露出した状態で配置された全ての電子部品が効率的に冷却される。

図８（Ｅ）に示すように、回路基板５１００、５２００が略Ｖ字状に組み合わせられた状態で基板面軸Ｘに沿って平行に配設された一体型基板５５００を下ケーシング３００の基板挿入溝３０８に保持されるようにしてもよい。この場合、回路基板５１００、５２００の一端が互いに接着または嵌合により組み合わされる。この一体型基板５５００においては、一体型基板６００と同様に電子部品が回路基板５２００の長手方向の両側端部に対して配置されている。ただし、回路基板５１００については、側壁３０４に沿うように軸Ｘから離れて配置され、インペラ２１０によって生じる風の流路の中に回路基板５１００自体が配置されているので、基板の全範囲に電子部品が配置されていてもよい。これにより、一体型基板５５００では、電子部品の実装面積を２枚分に増大させることができるうえに、インペラ２１０によって生じる風の流路の中に露出した状態でされた全ての電子部品が効率的に冷却される。

図９（Ａ）乃至（Ｅ）に示すように、ファン装置７０００は、実施の形態における上述した上ケーシング２００に対して新たな構造の下ケーシング７３００が一体に取り付けられている。すなわちファン装置７０００では、下ケーシング７３００の構成だけが異なるので、ここでは下ケーシング７３００について説明する。

下ケーシング７３００では、枠体としての基部７３０１および下側フランジ部７３０３が形成されているものの、下ケーシング３００のような側壁３０４（図４）が存在せず、側壁３０４の代わりに４枚の回路基板７３１０、７３２０、７３３０、７３４０が側壁を兼ねて用いられている。図９（Ｄ）に示すように、回路基板７３１０、７３３０は、下ケーシング７３００の形状に対応した略Ｔ字状の基板からなり、両側端部に平面視矩形状の貫通孔からなる係合孔部ｈ１が３個ずつ上下方向（矢印ａｂ方向）に沿って設けられている。図９（Ｅ）に示すように、回路基板７３２０、７３４０についても、回路基板７３１０、７３３０と同一サイズ、同一形状の略Ｔ字状の基板からなり、両側端部に平面視矩形状に突出した係合凸部ｐ１が３個ずつ上下方向（矢印ａｂ方向）に沿って設けられている。

これらの回路基板７３１０、７３２０、７３３０、７３４０において係合孔部ｈ１と係合凸部ｐ１とが互いに嵌合されて平面視正方形状の一体型基板７３５０が形成されている。一体型基板７３５０は、下ケーシング７３００に対して側壁の代わりに接着または嵌合等の種々の方式によって固定されている。一体型基板７３５０と上ケーシング２００との間にはスペーサとしての役割を担うジョイント部材７４００が介在し、上ケーシング２００と一体型基板７３５０とがジョイント部材７４００を介して結合されている。

なお、コイル２６３の銅線は、上ケーシング２００の固定翼２０６に沿って下側（矢印ｂ方向）へ延びた後、一体型基板７３５０に結線されている。これにより、コイル２６３の銅線の余分な部分が生じることを抑制できるので断線等の不具合についても未然に防止することができる。さらに、一体型基板７３５０の外側を向く全ての面に対して樹脂等を用いたポッティング処理による表面加工が施されている。これにより、一体型基板７３５０の回路基板７３１０、７３２０、７３３０、７３４０に対する外部からの接触による応力や静電気から保護することができる。

このような構成のファン装置７０００においては、一体型基板７３５０が貫通孔ｈ１と凸部ｐ１との嵌合によって接合強度が向上されると共に、下ケーシング３００のような側壁３０４を有していない分だけコスト削減かつ軽量化が図られている。

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のファン装置１００、７０００を適宜改変し、また各種構成の組み合わせを変更することができる。かかる変更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。

１００、７０００…ファン装置（軸流ファンモータ）、１５０…ケーシング、２００…上ケーシング、３００，７３００…下ケーシング、４００…ケーシング、２０１…吸気口、２０２，３０２…上側フランジ部、２０３，３０３…下側フランジ部、２０４，３０４…側壁、２０５…モータベース部２０５，２０５ａ…ベース部、２０５ｂ…外周壁、２０５ｃ…ボス部、２０６…固定翼、２０７…軸受ハウジング、２１１…ハブ、２１２…羽根、２２１，２２２…軸受、２２３…コイルばね、２５０…モータ、２６０…ステータ部、２６１…ステータコア、２６２…インシュレータ、２６３…コイル、２７０…ロータ部、２７１…ロータヨーク、２７２…マグネット、２７３…ブッシュ、２７７…シャフト、３０１…排気口、３０４…側壁、３０６…肉厚部分、３０７…突出壁、３０８…基板挿入溝、４００，５００，１１００，１２００，１３００，２１００，２２００，２３００，２４００，３１００，３２００，４１００，４２００，４３００，５１００，５２００，７３１０，７３２０，７３３０，７３４０…回路基板、４０４，５０４…スリット、４１１，５１１…電子部品、４１３～４１５、５１７、５１８…平面パッド、４２１，４２２，５２１，６００，１５００，２５００，３５００，４５００，５５００，７３５０…一体型基板、７４００…ジョイント部材。

Claims (15)

1. 軸方向の一端に吸気口、および、前記軸方向の他端に排気口が設けられた中空筒状のケーシングと、
   前記ケーシングに収容された、複数の羽根を有するインペラと、
   前記ケーシングに収容された、前記インペラを回転させるモータと、
   前記ケーシングにおける前記排気口の側に前記軸方向に沿って配接された複数の回路基板と、を備える
   軸流ファンモータ。
2. 前記複数の回路基板には、電子部品が実装され、
   前記電子部品は、前記インペラが形成する流路の中に露出した状態で前記回路基板に配置されている
   請求項１に記載の軸流ファンモータ。
3. 前記複数の回路基板のうち、互いに係合して組み合わされる少なくとも一方の回路基板にはスリットが設けられており、
   前記スリットの周辺にはスルーホールが形成されている
   請求項１または２に記載の軸流ファンモータ。
4. 前記ケーシングは、上ケーシングと下ケーシングとが一体に結合されてなり、
   前記複数の回路基板は、前記下ケーシングの内部に収容されている
   請求項１に記載の軸流ファンモータ。
5. 前記複数の回路基板は、前記下ケーシングの角部近傍に形成された基板挿入溝に保持されている
   請求項４に記載の軸流ファンモータ。
6. 前記基板挿入溝は、前記下ケーシングの角部に形成されたフランジ部の肉厚部分に形成されている
   請求項５に記載の軸流ファンモータ。
7. 前記複数の回路基板は、平面視において十字状に接合された状態で前記下ケーシングに保持されている
   請求項６に記載の軸流ファンモータ。
8. 前記複数の回路基板は、平面視において三角形状に接合された状態で前記下ケーシングに保持されている
   請求項６に記載の軸流ファンモータ。
9. 前記複数の回路基板は、平面視において矩形状に接合された状態で前記下ケーシングに保持されている
   請求項６に記載の軸流ファンモータ。
10. 前記複数の回路基板は、平面視においてＬ字状に接合された状態で前記下ケーシングに保持されている
    請求項６に記載の軸流ファンモータ。
11. 前記複数の回路基板は、平面視においてＵ字状に接合された状態で前記下ケーシングに保持されている
    請求項６に記載の軸流ファンモータ。
12. 前記複数の回路基板は、前記下ケーシングの側壁として用いられている
    請求項４に記載の軸流ファンモータ。
13. 前記複数の回路基板は、係合孔部が形成されている回路基板と、前記係合孔部に係合される係合凸部が形成されている回路基板とが接合されている
    請求項１２に記載の軸流ファンモータ。
14. 前記複数の回路基板は、前記流路に露出されている側の露出面にのみ前記電子部品が実装され、前記露出面とは反対側となる外側の外側面がコーティング処理されている
    請求項１３に記載の軸流ファンモータ。
15. 前記回路基板は、前記流路の下流側の部分に所定のポッティング処理による表面加工が施されている
    請求項１２に記載の軸流ファンモータ。
    

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