CN1722576A - 车辆用电扇 - Google Patents

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Abstract

冷却空气引入端口24被打开到电机壳体部分11，12的轴向端部部分的下部部分，用于覆盖冷却空气引入端口24的防水盖25被连接到壳体部分11，12的轴向端部部分的外部，具有迷宫式气密结构的空气引入通道26由设置在防水盖25的下端部分中的被弯曲部分25d、设置在罩的环形部分21b中的第一壁表面21d以及第二壁表面21e所构成。

Description

车辆用电扇
技术领域
本发明涉及用于将空气移动到车辆的散热器的电扇。具体而言，本发明涉及用于将冷却空气引入到用于驱动风扇的电机中的结构。
背景技术
对于将将冷却空气引入到用于驱动风扇的电机中的装置，JP-A-9-74718的官方公报所描述的装置是公知的。
根据上述的专利文献，冷却空气引入端口(向下指向)被形成在用于驱动扇的电机的端部壳体的端部部分内。此外，第一至第三迷宫式气密挡板(labyrinth plate)被设置在从此冷却空气引入端口至电机的内部的通道中。
第一迷宫式气密挡板与电机的圆柱形主体壳体相接触并固定到所述圆柱形主体壳体，并当电机被安装到车辆上时，在基本垂直于水平方向的方向上指向。第二迷宫式气密挡板与第一迷宫式气密挡板相比与电机内侧上的圆柱形主体壳体相接触并固定到所述圆柱形主体壳体，并与第一迷宫式气密挡板在基本相同的方向上延伸。第三迷宫式气密挡板从端部壳体到电机的内部在水平的方向上延伸。
根据上述专利文献中所描述的结构，包括第一至第三迷宫式气密挡板的迷宫式气密结构在电机的圆柱形主体壳体中的冷却空气引入端口的附近中在相对较短的范围内构成。因此，与冷却空气一起流入到装置中的水和灰尘不能充分地分离。
因此，为了充分地将冷却空气从水和灰尘分离，必须将迷宫式气密结构中的通道的横截面设计的较小。结果，可能遇到下述问题。迷宫式气密结构的通风阻力被增加，并且冷却空气的体积被减小。相应地，电机的冷却性能被降低。
发明内容
本发明被实现用于解决上述问题。本发明的目的是从冷却空气分离水和灰尘的动作与在用于车辆的电扇中维护冷却空气的体积相兼容。
本发明人注意到存在实现引导在用于车辆的电扇装置中从扇(16)所发送的空气流的功能的罩(21)，并且也实现固定部件的功能，所述固定部件用于固定驱动扇的电机(10)。本发明被设计用于通过将此罩(21)有效地进行使用而实现上述目的。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的电扇，包括：
扇(16)；用于驱动扇(16)的电机(10)；以及用作引导从扇(16)所发送的空气的引导件的罩(21)，其中：
罩(21)具有安置在电机(10)的外周部分内的环形部分(21b)并且环形部分(21b)被固定到电机(10)，
用于车辆的电扇还包括：
用于将冷却空气引入到壳体部件(11，12)的冷却空气引入端口(24)，形成在电机(10)的壳体(11，12)的轴向方向上的端部部分的下部部分中；
防水盖(25)，用于覆盖冷却空气引入端口(24)，所述防水盖(25)被安置在壳体部件(11，12)的轴向方向端部部分的外部，同时以预定的距离从冷却空气引入端口(24)分离；
形成在防水盖(25)的下端部分上的被弯曲部分(25d)，所述被弯曲部分从壳体部件(11、12)的下端部分以预定的距离向下延伸并在被发送的空气的流动方向上弯曲到上游侧；
形成在环形部分(21d)内的第一壁表面(21d)，所述第一壁表面(21d)在空气流动方向上的上游部分内的车辆的垂直方向上以预定的距离从被弯曲部分(25d)的前端部分延伸；
第二壁表面(21e)，所述第二壁表面(21e)从第一壁表面(21d)向下相对被弯曲部分(25d)以预定的距离凸起，这样第二壁表面(21e)可以与被弯曲部分(25d)重叠；以及
空气引入通道(26)，具有迷宫式气密结构，所述迷宫式气密结构由防水盖(25)，冷却空气引入端口(24)的入口侧上的第一壁表面(21d)和第二壁表面(21e)所组成。
根据本发明，设置在罩(21)的环形部分(21b)中的第一壁表面(21d)，第二壁表面(21e)以及防水盖(25)的被弯曲部分(25d)包括具有迷宫式气密结构的空气引入通道(26)，构造在冷却空气引入端口(24)的入口侧上，即壳体部分(11、12)的外部。
因此，与上述其中迷宫式气密结构被构造在电机之内的空间中的专利文献中所描述的结构相比，迷宫式气密结构可以形成在显著较大的空间中。出于上述的原因，当迷宫式气密结构的通道长度在没有特别地减小迷宫式气密结构的通道的横截面的情况下延伸，包含在冷却空气中的水和灰尘可以有效地从冷却空气引入端口(24)的入口侧上的冷却空气分离和移除。
因为没有必要特别地减小迷宫式气密结构中的通道的横截面区域，迷宫式气密结构的通风阻力可以被减小到相对较低的值。结果，就可能让从冷却空气分离水和灰尘的动作与维持用于冷却电机的冷却空气的体积相兼容。
罩(21)侧上的第一壁表面(21d)在车辆的垂直方向上延伸，并且在迷宫式气密结构中的空气引入通道26与空气流通方向A的上游侧的连通被关闭。相应地，空气和灰尘没有可能通过在车辆运行时所产生的动态压力(柱塞压力(ram pressure))而被推入到空气引入通道(26)中。
根据本发明的第二方面，在用于车辆的电扇的第一方面中，被弯曲部分(25d)被形成以倾斜向下指向。
由于前述，在防水盖(25)内部的空间中所分离的空气和灰尘可以平稳地通过向下倾斜指向的被弯曲部分(25d)的倾斜表面释放到空气引入通道26的入口侧上。
根据本发明的第三方面，在用于车辆的电扇的第一方面中，被弯曲部分(25d)和第二壁表面(21e)被形成以倾斜向下指向。
由于前述，除了被弯曲部分(25d)上的水和灰尘之外，第二壁表面(21e)上的水和灰尘也可以很容易通过向下指向的倾斜表面所释放。
根据本发明的第四方面，在用于车辆的电扇的第一至第三方面之一中，被弯曲部分(25d)和第二壁表面(21e)的水平方向上的重叠长度(L5)不小于3mm。
根据本发明人的调查，前述被确认。当重叠长度(L5)被设置为3mm或者更多，水和灰尘可以有效地从冷却空气通过迷宫式气密结构的作用而分离。
根据本发明的第五方面，在用于车辆的电扇的第一至第三方面之一中，第二壁表面(21e)的前端位置基本与防水盖(25)的位置相同。
根据本发明的第六方面，在用于车辆的电扇的第一至第五方面之一中，
旋转轴(15)的一端部部分突出到壳体部件(11，12)之外，所述旋转轴(15)与安置在壳体部件(11，12)中的转子(14)一体形成，
扇(16)被连接到旋转轴(15)的凸起端部部分(15a)并且旋转轴(15)的凸起端部部分(15a)的附近的压力通过扇(16)的空气吹送作用而变为负压，
排气端口(11f)朝向旋转轴(15)的一端侧上的壳体部件(11，12)的一部分敞开，以及
冷却空气引入端部(24)朝向旋转轴(15)的另外一端侧上的壳体部分(11，12)的一部分敞开。
如上所述，在用于车辆的电扇装置中，其中排气端口(11f)在壳体部件(11，12)中的旋转轴(15)的一端侧上的一部分上开口，冷却空气引入端口(24)在壳体部件(11，12)中的旋转轴(15)的另外一端侧上的一部分内开口，本发明可以优选地执行。
顺便提及的是，用于指示上述装置的括号中的参考数字用于显示特定装置的关系，这将在下述在本发明的实施例中进行说明。
本发明可以从本发明的优选的实施例并结合附图而详细了解到。
附图说明
在附图中：
图1是本发明的第一实施例的用于车辆的电扇装置的整个布置的横截面视图；
图2是图1的电机部分的放大横截面视图；
图3是图2的右视图；
图4是显示图2的主要部分的放大视图；
图5是显示本发明的第二实施例的电机部分的放大横截面视图。
具体实施方式
首先，本发明的第一实施例将在下面进行说明。图1-4是显示了本发明的第一实施例的视图。图1是显示了用于本发明的第一实施例的电扇装置的整个布置的横截面视图，图2是图1的电机部分的放大横截面视图，图3是图2的右视图，图4是显示图2的主要部分的放大视图。在此连接中，附图中的上、下、前、后的箭头指示本发明的用于车辆的电扇被安装到车辆上的情况中的方向。
在图1、2中，用于驱动扇的电机10被安装到车辆上，这样扇的轴向方向可以在车辆的纵向方向(水平方向)指向。用于驱动扇的电机(10)包括由铁所制造的圆柱形主体壳体11，其通常被称为轭壳体。在此圆柱形主体壳体11的轴向方向上的一端侧(附图中的左侧)上，底部表面壁部分11a一体形成。在此圆柱形主体壳体11的轴向方向中的另外一端侧(在附图中的右边上)，开口端部分11b被设置。
盘状端部壳体12固定到此开口端部分11b(圆柱形主体壳体11的轴向方向上的另外的端部部分)，这样其可以覆盖此开口端部分11b。此端部壳体12通常由树脂制造，但是，其可以由金属所制造(例如，铁)。
由环形磁铁所制造的定子18被固定到圆柱形主体壳体11的内周表面上。在定子13的内周侧面上，具有线圈14a的电枢(armature)14被可枢转地与定子13同心设置。在此电枢14的中心上，旋转轴15被一体设置。
此旋转轴15的一端侧(附图中的左边)穿透形成在底表面壁部分11a的中心上所形成的通孔11c并凸起到底部表面壁部分11a的外部。在轴向流动型扇16的盘形凸起部分16a的中心上，由金属所制造的环形插入部分16b通过插入成形一体设置。此环形插入部分16b的中心孔部分与旋转轴15的凸起端部部分15a配合，其方式是此环形插入部分16b的中心孔部分(其形状是非圆形的)与旋转轴15的凸起端部部分15a配合，其形状也是非圆形的，这样中心孔部分和凸起端部分不能相对旋转。当螺帽16c被拧到凸起端部部分15a的前端外螺纹部分15b时，旋转轴16和扇16的盘形凸起部分16a彼此一体连接。
轴向流动型扇16和盘形凸起部分16a通过一体模制从树脂制造。在此实施例中，当轴向流动型扇16通过电机10旋转时，空气可以在图1、2中的箭头A的方向上发送。
旋转轴15的一端侧(图中的左侧)通过设置在底部表面壁部分11a的中心圆柱形部分11d中设置的轴承17所枢转支撑。排气端口11f相对中心圆柱形部分11d被形成在外周侧上的底部表面壁部分11a的一部分内。空气从此排气端口11f从电机的内部排放到外部。特别地，空气从电机的内部排放到扇16的盘形凸起部分16a的内部区域16c。多个排气端口11f以规则的间距被设置在底部表面壁部分11a的周向方向上。
另一方面，在旋转轴15的另外一端侧(图中之右)上，设置换向器18，刷装置19与此换向器18相滑动接触。刷装置19通过盘形刷保持板19a所保持。刷保持板19a由树脂制造。此刷保持板19a的外周边部分被设置并固定在圆柱形主体壳体11的开口端部分11b和端部壳体12之间。
旋转轴15的另外的端部部分15b通过设置在端部壳体12的中心圆柱部分12a中的轴承20所可枢转地支撑。此电机结构是公知技术。因此，电机结构的详细说明将被省略。
在图1中，罩21是由连接到散热器22的树脂所制造的部件。罩21用作将从轴向流动型扇16所发送的空气流进行引导的引导件。此外，罩21用作固定用于驱动扇的电机的固定部件。
此罩21包括：安置在扇16的外周侧上的外周侧环形部分21a；以及安置在扇16的内周端的附近中的扇16的下游侧上安置的内周侧环形部分21b。外周侧环形部分21a和内周侧环形部分21b通过径向安置在外和内周环形部分之间的多个臂部分21c而一体彼此连接。部分21a-21c通过一体模制从树脂制造。
另一方面，多个支架部件23以预定的间距被固定到周向方向上圆柱形主体壳体11的外周表面上。支架部件23通过诸如螺钉的紧固件被固定到罩21的内周侧环形部分21b。这样，包括扇16的整个电机10可以被支撑并被固定到罩21。
冷却空气引入端口24被形成在端部壳体12的下部部分中。在此实施例中，如图3所示，此冷却空气引入端口24被形成为矩形，所述矩形从侧至侧较长。相对端部壳体12，防水盖25被安置在此冷却空气引入端口24的外部中的位置上同时通过较小的距离L1(如图4所示)分离。在这种情况下，例如，距离L1被设置为5-8mm。
此防水盖25是由树脂制造的部件。此防水盖25被形成为盒状形状，所述盒形形状具有从矩形平面的周向部分弯曲的壁，所述矩形平面与冷却空气引入端口24相对，朝向冷却空气引入端口24的侧面。
特别地，防水盖25包括：沿着冷却空气引入端口24的上边部分所形成的上表面壁部分25a；以及右25c和左侧壁部分25b(如图3所示)，它们沿着冷却空气引入端口24的右、左边部分所形成。
此外，防水盖25的下端部分从端部壳体12以预定的距离L2的下端部分向下延伸(如图4所示)。从此位置，防水盖25的下端部分被弯曲到空气流动方向A中的上游侧，这样被弯曲的部分25d可以被形成。在此实施例中，此弯曲部分25d被形成以相对水平表面倾斜向下指向。在端部壳体12的周向方向内，此被弯曲部分25d沿着端部壳体12的外周被形成为弓形形状(如图3所示)。
另一方面，第一壁表面21d在与罩21的内周侧环形部分21b中的圆柱形主体壳体11的下侧上的防水盖25相对的部分中所一体形成。此第一壁表面21d是在车辆的垂直方向上延伸的壁表面，换言之，在电机的径向方向上延伸。
在内周侧环形部分21b中所形成的车辆的垂直方向上延伸的环形壁表面上，只有第一壁表面21d被形成，这样第一壁表面21d比其它部分的壁表面21f更靠近圆柱形主体壳体11的开口端部分11b。由于前述，第一壁表面21d与防水盖25的下端侧上的被弯曲部分25d的前端部分相对同时以预定的较小距离L3分离(如图4所示)。
从第一壁表面21d相对被弯曲部分25d的前端部分以预定的距离L4(如图4所示)向下凸起的第二壁表面21e被形成在内周侧环形部分21b中。此第二壁表面21e被形成为从第一壁表面21d到空气流的下游侧的水平方向上凸起的形状，并且第二壁表面21e的前端部分被安置在基本与在防水盖25的垂直方向上延伸的矩形平面部分的位置相同的位置上。
与被弯曲部分25d相似的方式，第二壁表面21e沿着端部壳体12的外周被形成为弓形形状(如图3中所示)。
在此连接中，在本实施例中，第二壁表面21e的重叠长度L5(如图4中所示)和防水盖25的被弯曲部分25d被设置在大约10mm上。距离L2、L3和L4大约与距离L1相同。
在冷却水引入端口24的内侧上，具有迷宫式气密结构的空气引入通道26由防水盖25、设置在罩21侧上的第一壁表面21d以及第二壁表面21e。
如图2所示，防水盖25的上表面壁部分25a的前端侧上的一部分从冷却空气引入端口24插入到端部壳体12的内部中。冷却空气引入端口24的上边部分(端部壳体12的开口边部分)被弹性地挤压并通过两个从上表面壁部分25a至上侧凸起的凸起件25e、25f所保持。
由于前述，防水盖25被连接到端部壳体12。在这种情况下，右25c和左侧壁部分25b的前端部分与端部壳体12的表面紧密接触。
盘形刷保持板19a被安置以预定的距离远离冷却空气引入端口24的端部壳体12的内部部分中。在此刷保持板19a上，开口部分19b打开同时与端部壳体12的冷却空气引入端口24相对。开口部分19b的形状沿着冷却空气引入端口24也被形成为矩形。
基本与距离L1相同的预定距离L6(如图4所示)被设置在刷保持板19a的开口部分19b和端部壳体12的冷却空气引入端口24之间。在刷保持板19a和端部壳体12之间的下侧部分内，水分离空间27在此预定距离L6被设置时所形成。在此水分离空间27的最下部分中，即，在圆柱形主体壳体11的最下部分中，用于排放的开口部分28被形成。
在此连接中，在本实施例中，用于排放的开口部分28在基本与圆柱形主体壳体11的轴向方向上的第一壁表面21d的位置基本相同的位置上敞开。
接着，本实施例的操作将在下面进行说明。当电流被供给到电机10，并且电机10(电枢14)被旋转时，扇16通过电机10被驱动旋转。由于前述，通过散热器22的空气(外部空气)被强力地发送到箭头A的方向中。相应地，热交换在用于冷却在散热器22中循环的引擎用的冷却水和从扇所发送的空气之间进行，这样引擎冷却水可以被冷却。
在此连接中，在扇16的盘形凸起部分16a的内区域16c中，空气抽吸作用由于扇16的空气吹送作用而被产生。因此，此内部区域16c变成负压区域。出于此原因，电机10的内部空间中的压力通过排气端口11f变为负。
结果，被冷却的空气通过具有迷宫式气密结构的空气引入通道26被引入到电机10的内空间中→防水盖25的内空间→被冷却空气引入端口24→水分离空间27。此冷却空气流通过电枢14和定子13之间的间隙部分以冷却电机10的内机构。然后，冷却空气流从排气端口11f被排放到盘形凸起部分16a的内区域16c中。
在此连接中，根据本实施例，具有迷宫式气密结构的空气引入通道26通过防水盖25、设置在罩21侧上的第一壁表面21d以及冷却空气引入端口24的入口端口侧上的第二壁表面21e所构成。因此，具有迷宫式气密结构的空气引入通道26在电机壳体11、12之外形成。
出于上述的原因，与其中迷宫式气密结构在如上述的专利文献中所描述的电机的内空间中所构成的结构相比，本实施例中对于迷宫式气密结构具有足够的空间。相应地，容纳在冷却空气流中的水和灰尘可以有效地分离和在冷却空气引入端口24的入口端部侧上通过增加迷宫式气密结构的通道长度而分离和移除，而没有特别地减小迷宫式气密结构的通道的横截面区域。
由于特别地减小迷宫式气密结构中的通道的横截面变得不是必要，迷宫式气密结构的通风阻力可以相对较小。结果，让水和灰尘的分离动作与保持冷却空气的体积用于冷却电机相兼容变得可能。
由于罩21的第一壁表面21d在车辆的垂直方向(电机的散热方向)上延伸，并且迷宫式气密结构的空气引入通道26与空气流动方向A的上游侧的连通被关闭，水和灰尘没有可能通过在车辆运行时所产生的动态压力(柱塞压力)而推入到空气引入通道26中。由于空气引入通道26的入口部分只开口到空气流动方向A的下游侧，水和灰尘没有可能通过车辆在运行时所产生的动态压力而推入到空气引入通道26的入口部分中。
在本实施例中，由于防水盖25的下端侧上的被弯曲部分25d被形成的方式使得其向下倾斜指向，在防水盖25的内空间中所分离的水和灰尘可以通过此被弯曲部分25d的倾斜表面平稳地排放到空气引入通道26的入口端口侧。
在水分离空间27中所分离的水和灰尘从用于排放的开口部分28的电机之外释放，所述开口部分28朝向最下部分开口。
在此连接中，在空气引入通道26中，其中包含迷宫式气密结构的被弯曲部分25d、入口部分和第二壁表21e彼此重叠的重叠部分的长度L5极大地影响了分离水和灰尘的分离动作。在本实施例中，此重叠部分的长度L5被设置在10mm上。但是，根据本发明人的调查，优选地，重叠部分的长度L5被设置在至少3mm或者更大，这样水和灰尘可以完全分离。
接着，第二实施例将在下面进行说明。图5是显示了第二实施例的视图。防水盖25的下端侧上的被弯曲部分25d被形成以倾斜向下指向。此外，设置在罩21的内周侧环形部分21b中的第二壁表面21e也被形成以倾斜向下指向。
由于前述结构，除了连接到被弯曲部分25d上的水和灰尘之外，连接到第二壁表面21e上的水和灰尘也可以很容易地通过向下倾斜的被倾斜表面所释放。
最后，将在下面说明本发明的另外的实施例。在上述的实施例中，当冷却空气引入端口24的上边部分(端部壳体12的开口边部分)被弹性挤压并通过两个凸起件25e、25f所保持，所述凸起件25e、25f从防水盖25的上表面壁部分25a向上凸起，防水盖25被连接到端部壳体12。但是，当多个延伸到端部壳体12的外表面上的配合掣爪被形成在防水盖25上时，在这些配合掣爪的前端部分上的配合孔部分可以与端部壳体12的外表面上的配合凸起部分相配合，这样防水盖25可以连接到端部壳体12。
在第一实施例中，防水盖25的下端侧上的被弯曲部分25d被形成以倾斜向下指向。但是，此被弯曲部分25d可以被形成以基本水平。
尽管对本发明的一些实施例进行了说明，普通技术人员可以理解在不背离本发明的精神和原则的情况下可以对本发明进行修改和变化，其范围由所附权利要求书所限定。

Claims (6)

1.一种用于车辆的电扇，包括：
扇(16)；用于驱动扇(16)的电机(10)；以及用作引导从扇(16)所发送的空气的引导件的罩(21)，其中：
罩(21)具有安置在电机(10)的外周部分内的环形部分(21b)并且环形部分(21b)被固定到电机(10)，
用于车辆的电扇还包括：
用于将冷却空气引入到壳体部件(11，12)的冷却空气引入端口(24)，形成在电机(10)的壳体(11，12)的轴向方向上的端部部分的下部部分中；
防水盖(25)，用于覆盖冷却空气引入端口(24)，所述防水盖(25)被安置在壳体部件(11，12)的轴向方向端部部分的外部，同时以预定的距离从冷却空气引入端口(24)分离；
形成在防水盖(25)的下端部分上的被弯曲部分(25d)，所述被弯曲部分从壳体部件(11、12)的下端部分以预定的距离向下延伸并在被发送的空气的流动方向上弯曲到上游侧；
形成在环形部分(21d)内的第一壁表面(21d)，所述第一壁表面(21d)在空气流动方向上的上游部分内的车辆的垂直方向上以预定的距离从被弯曲部分(25d)的前端部分延伸；
第二壁表面(21e)，所述第二壁表面(21e)从第一壁表面(21d)向下相对被弯曲部分(25d)以预定的距离凸起，这样第二壁表面(21e)可以与被弯曲部分(25d)重叠；以及
具有迷宫式气密结构的空气引入通道(26)，所述迷宫式气密结构由防水盖(25)，冷却空气引入端口(24)的入口侧上的第一壁表面(21d)和第二壁表面(21e)所组成。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的电扇，其特征在于，被弯曲部分(25d)被形成以向下倾斜指向。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的电扇，其特征在于，被弯曲部分(25d)和第二壁表面(21e)被形成以倾斜向下指向。
4.根据权利要求1-3任一所述的用于车辆的电扇，其特征在于，被弯曲部分(25d)和第二壁表面(21e)的水平方向上的重叠长度(L5)不小于3mm。
5.根据权利要求1-3任一所述的用于车辆的电扇，其特征在于，第二壁表面(21e)的前端位置基本与防水盖(25)的位置相同。
6.根据权利要求1-5任一所述的用于车辆的电扇，其特征在于，
旋转轴(15)的一端部部分突出到壳体部件(11，12)之外，所述旋转轴(15)与安置在壳体部件(11，12)中的转子(14)一体形成，
扇(16)被连接到旋转轴(15)的凸起端部部分(15a)并且旋转轴(15)的凸起端部部分(15a)的附近的压力通过扇(16)的空气吹送作用而变为负压，
排气端(11f)朝向旋转轴(15)的一端侧上的壳体部件(11，12)的一部分敞开，以及
冷却空气引入端部(24)朝向旋转轴(15)的另外一端侧上的壳体部分(11，12)的一部分敞开。
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