(57)【要約】【課題】機構的にも電気的にもその機能を満たすような接続ピンを有し、基板の上面に自動実装可能な表面実装用ファンモータを提供する。【解決手段】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。このファン部分は矩形状のケース３に収容されている。ケース３の対面する側面の略中央に接続ピン２の根元の部分が固定されている。接続ピン２の幅はケース３の略２／３の幅である。接続ピン２の先端は表面実装用基板のパターンの上にのり、半田付けやスポット溶接などにより電気的に結合されるとともに強固に固定される。この構成により基板上に自動実装が可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンモータ部と、
回路基板と、
前記ファンモータ部および回路基板を支持するケースと、
前記ケースに固定され、ファンモータを実装するための表面実装用基板の表面に接続される複数の接続ピンを備え、
前記複数の接続ピンは前記回路基板と前記表面実装用基板表面のパターンとの間の電気信号を伝達するとともに前記ケースを前記表面実装用基板表面に強固に固定することを特徴とする表面実装用超小形ファンモータ。
【請求項２】
前記接続ピンは、その端部がケース側面の略中央に固定され、中間部は下方に向けて真っ直ぐに伸び、先端部は前記表面実装用基板表面のパターンの上に接する形状であり、前記先端部は電気的に導通するように取り付けられる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。
【請求項３】
前記接続ピンは、その端部がケース側面の略中央に固定され、中間部は上方に湾曲し、先端部は前記表面実装用基板表面のパターンの上に接する形状であり、前記先端部は電気的に導通するように取り付けられる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。
【請求項４】
前記ケースは矩形状であり、
４つの側面の略中央部にそれぞれ接続ピンが固定された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。
【請求項５】
前記ケースは矩形状であり、
対面する側面それぞれの略中央部にぞれぞれ複数の接続ピンが固定された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。
【請求項６】
前記ケースは矩形状であり、
対面する側面それぞれの上下方向に２つの接続ピンを並べて固定し、
前記２つの接続ピンの一方は上下に配置される２つファンモータ実装用基板の一方に、前記２つの接続ピンの他方は上下に配置される２つファンモータ実装用基板の他方にそれぞれ取り付けられ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。
【請求項７】
前記ケースに係止部を設け、
前記表面実装用基板に設けた空気流通用の開口部に前記係止部を係止してファンモータの位置決めをすることを特徴とする請求項１〜６記載の表面実装用超小形ファンモータ。
【請求項８】
前記ケースの側面の一部にスナップフックを設け、
前記表面実装用基板に設けた空気流通用の開口部に前記スナップフックを係止してファンモータの位置決めをすることを特徴とする請求項１〜５記載の表面実装用超小形ファンモータ。
【請求項９】
前記矩形状のケースは縦横の寸法が略１０ｍｍ，厚さが略２ｍｍであることを特徴とする請求項４〜８記載の表面実装用超小形ファンモータ。
【請求項１０】
前記接続ピンの横方向の寸法はケースの側面の幅に対し、略半分以上の幅を有することを特徴とする請求項１〜４，６〜９記載の何れかの表面実装用超小形ファンモータ。
【請求項１１】
回路基板と、
前記回路基板に取り付けられたファンモータ部と、
前記回路基板の端部を搭載し、ファンモータ部を収容する収容部を有し、ファンモータを実装するための表面実装用基板の表面に接続される複数の接続ピンを備え、
前記複数の接続ピンは前記回路基板と前記表面実装用基板表面のパターンとの間の電気信号を伝達するとともに前記ケースを前記表面実装用基板表面に強固に固定することを特徴とする表面実装用超小形ファンモータ。
【請求項１２】
前記回路基板は矩形状であり、
前記回路基板の各側面対応に前記接続ピンを設けたことを特徴とする請求項１１記載の表面実装用超小形ファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
一般的なファンモータの基板への取付けを図１３に示す。
ファンモータ７９はケース８２に取り付け用孔８１及び電気信号ケーブル７５を有している。基板（PCB)７７にファンモータ７９を直接取り付ける場合、ケース８２の取り付け用孔８１に螺子８０を挿入しナット７８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７５はコネクタ７６により基板７７の電気端子に接続される。
【０００３】
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（特許文献１）。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。
【特許文献１】特許第４１０４７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。  
【０００５】
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ような接続ピンを有し、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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、回路基板と、前記ファンモータ部および回路基板を支持するケースと、前記ケースに固定され、ファンモータを実装するための表面実装用基板の表面に接続される複数の接続ピンを備え、前記複数の接続ピンは前記回路基板と前記表面実装用基板表面のパターンとの間の電気信号を伝達するとともに前記ケースを前記表面実装用基板表面に強固に固定することを特徴とする。
この構成は例えば図１に対応する。
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接続ピンは、その端部がケース側面の略中央に固定され、中間部は下方に向けて真っ直ぐに伸び、先端部は前記表面実装用基板表面のパターンの上に接する形状であり、前記先端部は電気的に導通するように取り付けられることを特徴とする。
この構成は例えば図２に対応する。
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において前記接続ピンは、その端部がケース側面の略中央に固定され、中間部は上方に湾曲し、先端部は前記表面実装用基板表面のパターンの上に接する形状であり、前記先端部は電気的に導通するように取り付けられることを特徴とする。
この構成は例えば図５に対応する。
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、４つの側面の略中央部にそれぞれ接続ピンが固定されたことを特徴とする。
この構成は例えば図６に対応する。
本発明の請求項５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、対面する側面それぞれの略中央部にぞれぞれ複数の接続ピンが固定されたことを特徴とする。
この構成は例えば図７に対応する。
本発明の請求項６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、対面する側面それぞれの上下方向に２つの接続ピンを並べて固定し、前記２つの接続ピンの一方は上下に配置される２つ表面実装用基板の一方に、前記２つの接続ピンの他方は上下に配置される２つ表面実装用基板の他方にそれぞれ取り付けられることを特徴とする。
この構成は例えば図８に対応する。
本発明の請求項７記載の発明は、請求項１〜６記載の発明において前記ケースに係止部を設け、前記表面実装用基板に設けた空気流通用の開口部に前記係止部を係止してファンモータの位置決めをすることを特徴とする。
この構成は例えば図９に対応する。
本発明の請求項８記載の発明は請求項１〜５記載の発明において前記ケースの側面の一部にスナップフックを設け、前記表面実装用基板に設けた空気流通用の開口部に前記スナップフックを係止してファンモータの位置決めをすることを特徴とする。
この構成は図１０に対応する。
本発明の請求項９記載の発明は、請求項４〜８記載の発明において前記矩形状のケースは縦横の寸法が略１０ｍｍ，厚さが略２ｍｍであ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１〜４，６〜９記載の何れかの発明において前記接続ピンの横方向の寸法はケースの側面の幅に対し、略半分以上の幅を有することを特徴とする。
本発明の請求項１１記載の発明は回路基板と、前記回路基板に取り付けられたファンモータ部と、前記回路基板の端部を搭載し、ファンモータ部を収容する収容部を有し、ファンモータを実装するための表面実装用基板の表面に接続される複数の接続ピンを備え、前記複数の接続ピンは前記回路基板と前記表面実装用基板表面のパターンとの間の電気信号を伝達するとともに前記ケースを前記表面実装用基板表面に強固に固定することを特徴とする。
本発明の請求項１２記載の発明は請求項１１記載の発明において前記回路基板は矩形状であり、前記回路基板の各側面対応に前記接続ピンを設けたことを特徴とする。
請求１１および請求項１２は図１２に対応する。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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および図２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正面図および側面図であり、図２は表面実装用基板６に実装した状態を示している。
この例は表面実装用接続ピンを有する軸流ファンモータであり、接続ピンは、電気的と機械的の２つの機能を持つ。
【０００９】
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。このファン部分は矩形状のケース３に収容されている。ケース３の対面する側面の略中央に接続ピン２の根元の部分が固定されている。接続ピン２の幅はケース３の略２／３の幅であり、ケース固定部２ａから少し横に伸び、中間部２ｂはその部分から略４５度下向きに伸び、その先端部２ｃは水平方向に向きを変え表面実装用基板６のパターン６ｂの上に載る。表面実装用基板６のパターン６ｂに先端部２ｃは半田付けやスポット溶接などにより電気的に結合されるとともに強固に固定される。
【００１０】
これにより、表面実装用ファンモータ１は表面実装用基板６のパターン６ｂに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、接続ピン２の一方をファンモータ供給電源のプラスとし、反対側の接続ピン２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６と電気的に接続することが可能となる。６ａは空気流通用の開口部である。接続ピン２は、ケース成形時に一体成形される。
【００１１】
図３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。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の下側に電子部品１０を搭載した回路基板１７が設けられている。接続ピン２は固定部２ａから略９０度曲がって下部に伸びる接続部２ｄを有し、該接続部２ｄの先端が半田１６により電気接続されている。
【００１２】
図４は、図３におけるファンモータの回路基板とケースの位置関係を示す図である。
ケースのリブ部３ａの上に、図４に示すようにリブ部３ａより幅が小さい回路基板１７が配置されている。これは空気流通路１３を塞がないようにしたものである。この図は回路基板１７とケース３以外は省略してある。
【００１３】
図５は接続ピンの形状の他の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの側面図である。これは遠心ファンに応用したもので、接続ピン２０を図５のような形状にしてある。
すなわち、ケース２１の側面より水平に少し伸びた接続ピン２０の固定部２０ａは略直角に上に伸び、さらに略直角に曲がって水平に伸びた部分が湾曲部２０ｂである。湾曲部２０ｂの端で略４５度曲がって表面実装用基板２２まで達した部分が傾斜部２０ｃであり、傾斜部２０ｃの端部で水平方向に先端部２０ｄが形成されることにより接続ピン２０が構成されている。先端部２０ｄは、表面実装用基板２２のパターン２２ａに電気接続される。このような形状にするのは、ファンアンバランス等による振動を接続ピン２０で吸収するためである。
【００１４】
図６は接続ピンをケースの各側面に設けた場合の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの正面図である。
ファン２５，ロータハブ２６よりなるファンモータ部を収容するケース２７の４つの側面にそれぞれ接続ピン２４，２４，２４，２４を固定している。各接続ピンの幅はファン側面の幅の略２／３の幅である。
図７は接続ピンをケースの２つの側面に５個設けた場合の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの正面図である。
ファン３３，ロータハブ３２よりなるファンモータ部を収容するケース３１の対面する側面の一方に３つの接続ピン３０，３０，３０を、側面の他方に２つの接続ピン３０，３０を固定している。各接続ピンの幅は側面の幅の略１／５に細くしてある。
図６，図７に示すように接続ピン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，温度についてはそのセンサをファン回路基板に組み込む必要がある。
【００１５】
図８は２枚の表面実装用基板に接続ピンを接続する場合の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの側面図である。
ケース３９の対面する側面のそれぞれに接続ピン３５，３６を固定する。合計で４個である。接続ピン３５，３６は、側面の高さ方向に並べて固定されている。接続ピン３５，３５は下側の表面実装用基板３７のパターン３５ａに半田付けなどにより固定される。
接続ピン３６，３６は表面実装用基板３８のパターン３６ａに半田付けなどにより固定される。接続ピンの幅はケース側面の幅の約２／３の幅である。
このようにするとそれぞれ異なる表面実装用基板に電気信号を入出力でき、取付けの機械的強度も増加する。開口部３７ａ，３８ａは、空気流通用の孔である。
【００１６】
図９は、ケースに表面実装用基板位置決めガイドを付設した場合の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの側面図である。
ケース４７の下面に係止突起４９を設けてある。表面実装用基板４８に空気流通用の開口部４８ａの他に係止突起４９を嵌合させるための孔４８ｂを設けてある。
ファンモータを表面実装用基板４８に実装するとき係止突起４９を孔４８ｂに係止することにより、ファンモータを位置付けする。そして接続ピン４６，４６はパターン４８ｃに半田付けなどにより固定される。
【００１７】
図１０は、接続ピンの一部をスナップフックとして表面実装用位置決めガイドに用いた場合の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの側面図である。
ケース５１の対面する側面にそれぞれ接続ピン５０，５０を固定する。さらにスナップフック５３，５３が取り付けられている。スナップフック５３，５３は弾性部材で反発性を有し、その先端部は係止のためにくの字形状となっている。
表面実装用基板５２の開口部５２ｂはケース５１の底面の形状より大きくなっており、そのエッジ部分に、スナップフック５３，５３のくの字形状部分が嵌合し、ケースの位置決めができる。
【００１８】
図１１は、接続ピンとファン回路基板との接続方法の他の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの一部断面側面図である。
シャフト６９にロータハブ６４が固定され、その周囲にファン６５が植設されている。軸受け７２は軸受ハウジング７４に挿入固定され、軸受け７２にシャフト６９が回動可能に挿入されている。軸受ハウジング７４の外側にコイル７３が配置されている。コイル７３の下側に電子部品７０を搭載した回路基板６６が設けられている。接続ピン６２は固定部６２ａから略直角に曲がって下部に接続延長部６２ｄが伸び、さらに略直角に曲がって接続部６２ｅが形成されている。接続部６２ｅが半田６１により電気接続されている。
図３とは接続ピンとファン回路基板の接続構造が異なっている。
【００１９】
図１２は、ファンケースを用いない他の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの正面図および側面図である。接続ピンを空気流通路として応用した例である。
回路基板４１は３個所に空気流通路を有し３個のステー４１ａ，４１ｂおよび４１ｃによってステータ支持基部４１ｄを支持している。回路基板４１の各辺に２個の係合溝４１ｅ，４１ｅが設けられている。
ファン４４ａなどからなるロータ部４４とステータ部４５によってファンモータ部が形成される。
【００２０】
ステータ部４５は回路基板４１の中央のステータ支持基部４１ｄ部に固定される。接続ピンは垂直方向に伸びる壁部４０ａ，壁部４０ａから略直角に曲がって平面部分を形成する回路搭載部４０ｂ，回路搭載部４０ｂから略４５度の傾斜で下に伸びる傾斜部４０ｃ，および傾斜部４０ｃから水平方向に伸びる接続部４０ｄより構成される。また、回路搭載部４０ｂの両端付近に突起４０ｅ，４０ｅが設けられている。
回路基板４１の４辺は接続ピン４０，４０，４０，４０の回路搭載部４０ｂ上にそれぞれ載され、各辺の係合溝４１ｅ，４１ｅに突起４０ｅ，４０ｅに係合して固定される。
４方向の接続ピン４０の壁部４０ａでファンモータ部を収容する収容部分が形成される。このような構成であっても接続ピンは電気信号伝達と機構部材としての２つの機能を有する。
【００２１】
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。
ファンモータの回路基板として以下の形状，材質の基板が用いられる。
厚さ０．５ｍｍ以下の薄型基板やFPC 基板（フレキシブル基板）である。また、ファン材料及び接続ピンの材質は例えば半導体と同じ熱硬化性樹脂および銅合金で構成されたものが使用される。
以上の実施の形態では接続ピンの幅はケース側面の幅に対し、３／４，１／２，１／５の幅の例を示したが、接続ピンの幅はこれに限られるものではない。また、折り曲げ形状も代表的には図２，図５，図１２の例を示したが、折り曲げ形状は他の湾曲した形状であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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正面図である。
【図２】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側面図である。
【図３】ケースの内部の詳細を示す一部破断断面図である。
【図４】回路基板とケースの位置関係を示す図である。
【図５】接続ピンの形状の他の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの側面図である。
【図６】接続ピンをケース各側面に設けた場合の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの正面図である。
【図７】接続ピンをケースの２つの側面に５個設けた場合の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの正面図である。
【図８】２枚の表面実装用基板に接続ピンを接続する場合の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの側面図である。
【図９】ケースに表面実装用基板位置決めガイドを付設した場合の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの側面図である。
【図１０】接続ピンの一部をスナップフックとして表面実装用位置決めガイドに用いた場合の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの側面図である。
【図１１】接続ピンとファン回路との接続方法の他の実施の形態を示す表面実装用ファンモータ一部破断断面図である。
【図１２】ファンケースを用いない他の実施の形態を示す表面実装用ファンモータの正面図および側面図である。
【図１３】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】
【００２４】
１  表面実装用ファンモータ  
２，２０，２４，３０，３５，３６，４０，４６，５０，６２  接続ピン  
３，２１，２７，３１，３９，４１，４７，５１，６３  ケース  
４，２６，３２，６４  ロータハブ  
５，２５，３３，４２，６５  ファン  
６，３７，３８，４３，４８，５２  表面実装用基板
７，９，６７，７１  ヨーク
８，６８，６９  マグネット
１０，７０  電子部品（駆動用ＩＣ，センサなど）
１１，７３  コイル
１２，７２  軸受け
１３  空気流通路
１４，７４  軸受ハウジング
１６，６１  半田
１５  シャフト
１７，４１，６６  回路基板
４４  ロータ部
４５  ステータ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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