CN101256012A

CN101256012A - 车辆用鼓风机和空气调节器

Info

Publication number: CN101256012A
Application number: CNA2007101865579A
Authority: CN
Inventors: 斋藤美由树; 闰间直树; 市川幸太
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2008-09-03
Also published as: JP2008207645A; US20080205001A1

Abstract

本发明公开一种车辆用鼓风机和空气调节器，其中鼓风机，包括：壳体(1)，所述壳体用于限定空气通路(1a)，空气通过该空气通路(1a)吹进室中；风扇(2)，所述风扇位于壳体中以便在壳体中产生空气流；用于驱动风扇的电机(3)；用于控制电机转速的电机控制装置(6)；和散热件(7)，所述散热件被定位成将电机控制装置的热量辐射到空气通路中流动的空气。所述散热件具有暴露到空气通路中的散热片(73)，并且电机控制装置和散热件中的至少一个热连接到电机的轭。

Description

车辆用鼓风机和空气调节器

技术领域

本发明涉及一种由电机驱动风扇的鼓风机，和一种使用该鼓风机的车辆用空气调节器。

背景技术

在传统的车辆空气调节器中，用于控制电机转速的电机控制装置和散热件定位在吹气通路中，从而使得电机控制装置产生的热量经散热件辐射到吹气通路中的空气中。在该情况下，当电机控制装置产生的热量大时散热件的热辐射片需要被增加。然而，当散热件的热辐射片的尺寸变得更大时，吹气量会被减少或吹气噪声会增加。

专利文献JP-A-2004-140893提出一种电机控制器，其中，电机控制装置产生的热量扩散到电机的轭(yoke of a motor)。在该情况下，因为冷却电机控制装置的冷却能力通常较小，因此当电机控制装置操作时产生大量热量时，它就难以被使用。

发明内容

鉴于前述问题，本发明的一个目的是有效地冷却电机控制装置，并且即使当电机控制装置热产生量很大时散热件的散热片也不增加。

本发明的另一目的是提供一种车辆用鼓风机和空气调节器，其中在散热件被定位成将电机控制装置的热量辐射到空气通路中流动的空气的结构中，电机控制装置和散热件中的至少一个热连接到电机的轭。

根据本发明的一个方面，车辆用鼓风机或空气调节器包括：壳体，所述壳体用于限定空气通路，空气通过该空气通路吹进室中；风扇，所述风扇位于壳体中以便在壳体中产生空气流；用于驱动风扇的电机；用于控制电机转速的电机控制装置；和散热件，所述散热件被定位成将电机控制装置的热量辐射到空气通路中流动的空气。在该空气调节器中，所述散热件具有暴露到空气通路中的散热片，并且电机控制装置和散热件中的至少一个热连接到电机的轭。因此，电机控制装置产生的热量能够传递和扩散到轭，同时经散热片被辐射到空气通路中的空气。结果，即使当散热件的散热片的尺寸制得很小时，电机控制装置中产生的热量也能够有效地辐射。

壳体中可具有从空气通路分支出来的电机冷却空气通路部分，所述电机冷却空气通路部分可被设置成使得风扇吹送的空气的一部分通过轭的外周侧被引导进电机的内部。在该情况下，电机控制装置和散热件可定位在电机冷却空气通路部分中。因此，也可通过使用电机冷却空气通路部分中的空气来冷却电机控制装置，因此即使当散热片的尺寸减小时，也能进一步地增加电机控制装置的热辐射性能。

散热件可附接到在堆叠方向上与散热件堆叠的轭的外周表面上。在该情况下，散热件在设定方向上具有尺寸，所述设定方向垂直于堆叠方向和电机的旋转轴线，并且散热件在设定方向上的尺寸等于或小于轭的直径。

此外，散热件可附接到轭上以便固定到轭上，并且电机控制装置可附接到散热件上以便固定到散热件上。在该情况下，电机控制装置可在比空气通路更靠近轭的位置处被固定到散热件上，或可在比轭更靠近空气通路的位置处被固定到散热件上。

热导片可被结合到散热件上。在该情况下，热导片可由热导率大于散热件的热导率的材料制成，并且热导片可被附接成从电机控制装置向散热件的散热片传递热量。

散热件可具有另一种散热片，该另一种散热片被定位成暴露到电机冷却空气通路部分中。在该情况下，另一种散热片可包括彼此平行布置的一对平板，并且电机控制装置可位于一对平板之间。

可选地，散热件可包括具有暴露到空气通路中的散热片的第一板和从第一板弯曲以便接触轭的第二板。在该情况下，电机控制装置可附接到散热件的第二板，或可附接到散热件的第一板。此外，热导片可附接到散热件上以便延伸到散热件的第一板和第二板。在该情况下，电机控制装置可经热导片附接到散热件的第一板和第二板中的一个上。

附图说明

当结合附图，根据下面的优选实施例的详细说明，本发明的其它目的和优点将变得更显然。

图1是显示本发明的第一实施例的车辆空气调节器用鼓风机的部分剖视图；

图2是显示图1中的鼓风机的散热件的立体图；

图3是显示本发明的第二实施例的车辆空气调节器用鼓风机的部分剖视图；

图4是显示本发明的第三实施例的车辆空气调节器用鼓风机的部分剖视图；

图5是显示本发明的第四实施例的车辆空气调节器用鼓风机的电机和散热件的底视图；

图6是显示图5中的鼓风机的散热件的立体图；

图7是根据第四实施例的、散热件的宽度W与驱动用半导体芯片的温度之间的关系图。

具体实施方式

(第一实施例)

下面将参考图1和图2来说明本发明的第一实施例。在第一实施例中，图1的鼓风机典型地用于车辆空气调节器。

车辆空气调节器包括用于吹气的鼓风机和用于冷却和/或加热鼓风机吹来的空气的空气调节单元。空气调节单元的被调节的空气被吹到车辆的乘客室中。鼓风机通常位于前乘客座椅侧，该前乘客座椅侧靠近仪表板下方的驾驶员座椅，仪表板位于乘客室的前部。

鼓风机包括壳体1，该壳体1由树脂制成以便形成空气通路1a，空气通过该空气通路1a吹进乘客室。用于在空气通路1a中产生空气流的风扇2位于风扇壳体1中。风扇2例如可由树脂制成。风扇2包括围绕旋转轴线的多个叶片，并被电机3驱动旋转。在第一实施例中，风扇2是离心多板风扇(centrifugal multi-plate fan)，其中空气从轴向吸入并径向地朝外吹出。

风扇壳体1的下游侧连接到空气调节单元(未显示)的上游部分。空气调节单元包括用于冷却空气的蒸发器、用于加热来自蒸发器的空气的加热器、和位于它的下游侧的空气出口部分。因此，风扇2吹的空气通过蒸发器和加热器芯，从而能够实现被调节的空气具有设定温度。然后，被调节的空气通过空气出口部分的排出口被吹进乘客室。

树脂盖4在风扇壳体1的一端侧被结合到开口部分，树脂制电机壳5连接到树脂盖4。电机壳5中具有电机冷却空气通路部分5a，风扇2吹的空气的一部分通过电机冷却空气通路部分5a被引导到电机3。即，电机冷却空气通路部分5a是从空气通路1a分支出来的，使得空气通路1a的一部分空气流进电机冷却空气通路部分5a。

电机冷却空气通路部分5a是从空气通路1a分支出来的，并形成为使得被吹动的空气的一部分经电机3的轭31的外周边侧流进电机3的内部。被引导到电机冷却空气通路部分5a的吹动的空气经轭31的通孔32流进电机3的内部，并在通过电机3(轭31)的内部之后返回到空气通路1a。

用于控制电机3的转速的电机控制装置6和用于将电机控制装置6的热量辐射到空气通路1a中流动的空气的散热件7被定位在电机冷却空气通路部分5a。电机控制装置6和散热件7通过螺钉被固定到轭31的外周侧。

电机控制装置6包括驱动用半导体芯片61和基于空气调节控制器(ECU)输出的指令信号来控制驱动用半导体芯片61的电机控制电路62。驱动用半导体芯片61可包括用于供应和中断施加到电机3的电流的功率晶体管(power transistor)。

散热件7可由具有相对高的热导率的热导材料制成，例如铝或铜。进一步地，散热件7包括第一板71和第二板72，第二板72从第一板71的末端弯曲以便与第一板71的表面大致垂直。

第一板71在它的表面处附接到轭31，从而使得第一板71的一个表面紧紧地接触轭31的一个表面。进一步地，电机控制装置6的半导体芯片61的一个表面紧紧地附接到第一板71的另一表面。第二板72被定位成与盖4的盖表面大致平行，并从盖4中设置的开口部分41暴露到空气通路1a。多个散热片73形成在第二板72上。第二板72被定位成使得第二板72的散热片73从空气通路1a中的第二板72的开口部分41凸进空气通路1a中。

在车辆空气调节器中，当风扇2被电机3操作时，风扇2吹动的空气通过空气通路1a流进空气调节单元。此时，风扇2吹动的一部分空气被引导进电机冷却空气通路5中，从而使得电机控制装置6中产生的热量被辐射到引导进电机冷却空气通路部分5a中的空气。

电机控制装置6产生的热量经散热件7的第一板71传导到第二板72，并从第二板72的散热片73辐射到空气通路1a中的空气中。此外，电机控制装置6产生的热量被传递和扩散到要散热的第一板71的轭31。

电机控制装置6产生的热量不仅经散热件7辐射到空气通路1a中的空气，而且辐射到电机冷却空气通路部分5a中的空气和轭31。因此，能够减小散热件7的散热片73的尺寸。结果，当鼓风机吹空气时能够防止噪声增加，并且能够防止鼓风机吹气量的减少。

进一步地，因为散热件7的散热片73的尺寸被减小，因此能够容易地防止第一散热片73和风扇2之间的干涉。因此，散热件7能够被缩小尺寸，因此电机控制装置6和散热件7能够容易地被布置在电机冷却空气通路部分5a中。

在上述第一实施例中，电机控制装置6经散热件7的第一板71在不同于散热件7的第二板72的散热片73的位置处被附接到轭31。然而，电机控制装置6的附接位置不限于图1显示的位置，可以适当地变化。进一步地，在图1中，电机控制装置6被布置成与电机3的轴向方向大致平行。然而，电机控制装置6可布置成在不同于散热片73的位置处与电机3的轴向方向不平行。此外，电机驱动装置6还可通过使用除了螺钉8的其它装置附接到散热件7，该其它装置经散热件7热连接到轭31。

(第二实施例)

下面将参考图3来说明本发明的第二实施例。在第二实施例中，电机控制装置6的位置、电机控制装置6的固定方法和散热件7的固定方法不同于上述第一实施例。在第二实施例中，与上述第一实施例中的部件的功能相同的部件用相同的参考标记表示，并省略其说明。

在第二实施例中，如图3所示，电机控制装置6在与轭31隔离的位置处被固定到散热件7。即，电机控制装置6在靠近散热片73的位置处连接到散热件7的第二板72。因此，电机控制装置6产生的热量能够经散热件7的散热片73被有效地被辐射到空气通路1a中的空气中。甚至在第二实施例中，电机控制装置6能够经散热件7热连接到轭31，因此不仅能够将电机控制装置6产生的热量辐射到空气通路1a和电机冷却空气通路部分5a的空气中，而且能够经散热件7将电机控制装置6产生的热量辐射到轭31。

在第二实施例中，可通过使用具有良好热导的粘性带或双面胶带将电机控制装置6固定到散热件7。进一步地，可通过使用具有良好热导的粘性带或双面胶带将散热件7固定到轭31。

(第三实施例)

下面将参考图4来说明本发明的第三实施例。在第三实施例中，在鼓风机的结构中增设了热导片(热量传导片)9。与上述第一实施例中的部件的功能相同的其它部件用相同的参考标记表示，并省略其说明。

热导片9由热导率高于散热件7的热导材料制成，并且散热件7紧紧地结合到热导片9。电机控制装置6附接到热导片9上以便紧紧地连接到热导片9上。因此，电机控制装置6产生的热量能够经热导片9被有效地传递到具有散热片73的第二板72上。结果，电机控制装置6产生的热量不仅能够经散热片73更有效地辐射到空气通路1a的空气中，而且能够辐射到轭31。

散热件7和热导片9可由相同的热导材料或不同的热导材料制成。例如，在第三实施例中，散热件7由铝制成，热导片9可由铜制成。

在第三实施例中，螺钉8用于将电机控制装置6固定到热导片9上。然而，可通过使用与上述第二实施例相似的、具有热导性的粘结剂将电机控制装置6结合到热导片9。热导片9可结合到图3的结构中的散热件7。在散热件7的散热片73暴露到空气通路1a的结构中，当位于电机冷却空气通路部分5a中的电机控制装置6热连接到轭31时，鼓风机的其它结构可以适当地变化。

(第四实施例)

下面将参考图5-7来说明本发明的第四实施例。在第四实施例中，散热件7包括第一板71和第二板72。多个第一散热片73设置在第二板72上以便暴露到空气通路1a中，并且一对第二散热片74被设置成从第一板71和第二板72凸进电机冷却空气通路部分5a中。

两个第二散热片74彼此平行地布置，从而使得电机控制装置6位于第二散热片74之间。第二散热片74的表面被布置成与电机冷却空气通路部分5a的空气流动方向大致平行，因而减少电机冷却空气通路部分5a中的压力增加。

在第四实施例中，因为电机控制装置6产生的热量也从第二散热片74被辐射到电机冷却空气通路部分5a中，因此散热件7的热辐射性能能够进一步增加。

根据本申请的发明人的试验，当如第四实施例那样设置第二散热片74时，与设置单个第二散热片74或大于两个的多个第二散热片74相比，电机冷却空气通路部分5a的压力损失能够被减小。根据第四实施例，散热件7的热辐射性能能够被增加，同时能够防止电机冷却空气通路部分5a的空气流量或空气流速的降低。

在图5中，A表示散热件7和轭31堆叠的堆叠方向，B表示电机3的轴线方向，C表示与堆叠方向A和轴线方向B垂直的宽度方向(设定方向)。如图5所示，散热件7在宽度方向C上具有宽度W，轭31具有直径D。

图7是显示散热件7的宽度W与半导体芯片61的温度(芯片温度)之间的关系图。在图7中，轭直径D被设定成62mm，环境温度大约50℃。如图7所示，当散热件7的宽度W等于或大于轭直径D的2/3时，散热件7的热辐射性能能够大致为常数，因此半导体芯片61的温度能够被设定成大致的常数值。

根据本发明的第四实施例，通过将散热件7在宽度方向C上的宽度W设定成等于或小于轭直径D，散热件7的热辐射性能能够被保持，同时能够有效地减小散热件7的尺寸。

第四实施例的散热件7的结构能够适当地用于所述第一至第三实施例中任一个的鼓风机。

(其它实施例)

尽管已经参考附图、结合优选实施例全面地说明了本发明，但是请注意，对于本领域的熟练技术人员而言，各种变化和修改是显而易见的。

例如，在本发明的上述实施例中，散热件7的一个表面附接到轭31上，从而使得电机控制装置6能够经散热件7被热连接到轭31。然而，电机控制装置6的一个表面可直接附接到轭31上，从而使得电机控制装置6能够热连接到轭31，或者散热件7和电机控制装置6两者都可以热连接到轭31。

在上述任何实施例中，当散热件7被定位成将电机控制装置6的热量辐射到空气通路1a中流动的空气，并且散热件7具有暴露到空气通路1a中的散热片73时，电机控制装置6和散热件7中的至少一个能够热连接到电机3的轭31。

在上述任何实施例中，散热件7能够附接到轭31的外周面上，轭31在堆叠方向A上与散热件7堆叠。在该情况下，散热件7在与堆叠方向和电机3的旋转轴向垂直的宽度方向(设定方向)上具有宽度尺寸，散热件7在堆叠方向上的尺寸可等于或小于轭31的直径D。散热件7可附接到轭31上以便固定到轭31上，电机控制装置6可附接到散热件7上以便固定到散热件7上。在该情况下，电机控制装置6可在比空气通路1a更靠近轭31的位置处被固定到散热件7上。可选地，电机控制装置6可在比轭31更靠近空气通路1a的位置处被固定到散热件7上。

进一步地，热导片9可附接到散热件7上。在该情况下，热导片9可由热导率大于散热件7的热导率的材料制成，并可附接成将电机控制装置6的热量传递到散热片73。

在上述实施例中，具有第一和第二板71、72的散热件7大致以直角弯曲。然而，散热件7可根据风扇壳体1的形状以不同于直角的角度弯曲。

在上述实施例中，鼓风机典型地用于车辆空气调节器。然而，鼓风机也可用于其它的用于流动空气的风筒(air duct)。

因为这些变化在本发明的所附权利要求所限定的保护范围内，因此这些变化和修改是显而易见的。

Claims

1.一种用于具有乘客室的车辆的空气调节器，所述空气调节器包括：

壳体(1)，所述壳体用于限定空气通路(1a)，空气通过该空气通路(1a)吹进乘客室中；

风扇(2)，所述风扇位于壳体中以便在壳体中产生空气流；

用于驱动风扇的电机(3)，所述电机具有轭(31)；

用于控制电机转速的电机控制装置(6)；和

散热件(7)，所述散热件被定位成将电机控制装置的热量辐射到空气通路中流动的空气，所述散热件具有暴露到空气通路中的散热片(73)，

其中电机控制装置和散热件中的至少一个热连接到电机的轭。

2.如权利要求1所述的空气调节器，其中：

壳体中具有从空气通路分支出来的电机冷却空气通路部分(5a)，所述电机冷却空气通路部分被设置成使得风扇吹送的空气的一部分通过轭的外周侧被引导进电机的内部；并且

电机控制装置和散热件定位在电机冷却空气通路部分中。

3.如权利要求2所述的空气调节器，其中：

散热件附接到在堆叠方向(A)上与散热件堆叠的轭的外周表面上；

散热件在设定方向(C)上具有尺寸(W)，所述设定方向(C)垂直于堆叠方向和电机的旋转轴线；并且

散热件在设定方向上的尺寸(W)等于或小于轭的直径(D)。

4.如权利要求2所述的空气调节器，其中：

散热件附接到轭上以便固定到轭上；并且

电机控制装置附接到散热件上以便固定到散热件上。

5.如权利要求4所述的空气调节器，其中：

电机控制装置在比空气通路更靠近轭的位置处被固定到散热件上。

6.如权利要求4所述的空气调节器，其中：

电机控制装置在比轭更靠近空气通路的位置处被固定到散热件上。

7.如权利要求5所述的空气调节器，还包括：

结合到散热件上的热导片(9)，其中，热导片由热导率大于散热件的热导率的材料制成，并且热导片被附接成将来自电机控制装置的热量传递到散热片。

8.如权利要求2-7中任一项所述的空气调节器，其中：

散热件具有另一种散热片(74)，该另一种散热片被定位成暴露到电机冷却空气通路部分中。

9.如权利要求8所述的空气调节器，其中：

另一种散热片包括彼此平行布置的一对平板(74)；并且

电机控制装置位于一对平板之间。

10.如权利要求1-3中任一项所述的空气调节器，其中：

散热件包括具有暴露到空气通路中的散热片(73)的第一板(72)和从第一板弯曲以便接触轭的第二板(71)；并且

电机控制装置附接到散热件的第二板。

11.如权利要求1-3中任一项所述的空气调节器，其中：

电机控制装置附接到散热件的第一板。

12.如权利要求1-3中任一项所述的空气调节器，其中：

散热件包括具有暴露到空气通路中的散热片(73)的第一板(72)和从第一板弯曲以便接触轭的第二板(71)；

所述空气调节器还包括热导片(9)，所述热导片附接到散热件上以便延伸到散热件的第一板和第二板，

其中电机控制装置经热导片被附接到散热件的第一板和第二板中的一个上。

13.一种鼓风机，包括：

壳体(1)，所述壳体用于限定空气通路(1a)，空气通过该空气通路(1a)吹进室中；

风扇(2)，所述风扇位于壳体中以便在壳体中产生空气流；

用于驱动风扇的电机(3)，所述电机具有轭；

用于控制电机转速的电机控制装置(6)；和

14.如权利要求13所述的鼓风机，其中：

电机控制装置和散热件定位在电机冷却空气通路部分中。

15.如权利要求13或14所述的鼓风机，其中：

散热件包括具有暴露到空气通路中的散热片的第一板(72)和从第一板弯曲以便接触轭的第二板(71)；并且

电机控制装置(6)附接到散热件的第二板。

16.如权利要求13或14所述的鼓风机，其中：

电机控制装置附接到散热件的第一板。

17.如权利要求13或14所述的鼓风机，其中：

所述鼓风机还包括热导片(9)，所述热导片附接到散热件上以便延伸到散热件的第一板和第二板，

18.如权利要求17所述的鼓风机，其中：

热导片由不同于散热件的材料制成。

19.如权利要求14所述的鼓风机，其中：

散热件具有另一种散热片(74)，该另一种散热片被设置在第二板(71)上以便暴露到电机冷却空气通路部分中。

20.如权利要求14所述的鼓风机，其中：

另一种散热片包括彼此平行布置的一对平板(74)；并且

电机控制装置位于一对平板之间。