JP2001016836A - 送風機用のブラシレスモータ - Google Patents

送風機用のブラシレスモータ

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JP2001016836A JP11180552A JP18055299A JP2001016836A JP 2001016836 A JP2001016836 A JP 2001016836A JP 11180552 A JP11180552 A JP 11180552A JP 18055299 A JP18055299 A JP 18055299A JP 2001016836 A JP2001016836 A JP 2001016836A
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Shigenori Ohira
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヨークで発生する振動を小さく抑えて、回路
保護ケースの固有振動数との共振を回避し、うなり音を
小さくする。 【解決手段】 回路保護ケース７から立上がるシャフト
５に装着された軸受部６３と、軸受部６３と一体に連続
成形され、下方が開放された垂直筒部７１とから成るヨ
ーク５３と、前記垂直筒部７１の内側に設けられた磁石
５５と、磁石５５と対向し前記シャフト５を回転自在に
支持する固定ハウジング１１に設けられたステータ３１
とを備え、前記磁石５５が設けられたヨーク５３の垂直
筒部７１と、軸受部６３との間に、リング状の振動緩和
領域７３を設けて軸受部６３へ伝わる振動を小さく抑
え、回路保護ケース７の固有振動数との共振を回避す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用空気調
和装置に適する送風機用のブラシレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用空気調和装置に用いられ
る送風機用のブラシレスモータの概要は、取付部材を兼
ねる回路保護ケースからシャフトが立上がり、そのシャ
フトに送風用のファンが取付けられている。
【０００３】送風用のファンは、駆動部からの回転動力
がシャフトを介して与えられる。駆動部は、前記シャフ
トに装着されたヨークと、ヨークの内周壁面にＳ極，Ｎ
極，Ｓ極の順に設けられた複数の磁石と、磁石と対向
し、前記シャフトを回転自在に支持する固定ハウジング
に設けられたステータとから成る構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ヨークは、前記した如
く内周壁面に磁石が設けられると共に、磁石と対向し合
うステータを取囲むよう下方が開放された円筒状の形状
となっている。
【０００５】一方、駆動部は、例えば、１回転に１２回
ステータのコイルの電流を切替えることで、対向し合う
磁石との間で吸引と反発力を繰返しながら駆動力が発生
するようになっている。この時、磁石が設けられたヨー
クは、下方が開放された円筒形状の自由端となるため、
吸引、反発力に対応して変形し易く、それが振動エネル
ギとなってシャフトに伝達される。
【０００６】シャフトは、回路保護ケースから立上がる
ため、シャフトに伝達された振動は、回路保護ケース及
びモータを取付けるケースの固有の振動数である、例え
ば、２４０Ｈｚ付近で共振し、それがうなり音（磁気
音）として増大し、目立つようになる。
【０００７】このうなり音は、品質感を著しく損ねる所
から、できるだけ小さく抑えることが急務となってい
る。
【０００８】そこで、この発明は、簡単な工夫によって
うなり音を小さく抑えることができるようにした送風機
用のブラシレスモータを提供することを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明の請求項１によれば、回路保護ケースから
立上がるシャフトに装着された軸受部と、軸受部と一体
に連続成形され、下方が開放された垂直筒部とから成る
ヨークと、前記垂直筒部の内側に設けられた磁石と、磁
石と対向し前記シャフトを回転自在に支持する固定ハウ
ジングに設けられたステータとを有する送風機用のブラ
シレスモータにおいて、前記磁石が設けられたヨークの
垂直筒部と、軸受部との間に、リング状の振動緩和領域
を設ける。
【００１０】これによりステータに電流が流れること
で、対向し合う磁石との間で吸引・反発力を繰返しなが
ら駆動力が発生する。この時、ヨークにおいて、磁石が
設けられた垂直筒部で発生する振動に伴なう動きは、リ
ング状の振動緩和領域によって垂直筒部のみ独立して振
動し、大きな振動が軸受部側へ伝わるのが低減される。
この結果、振動緩和領域で振動エネルギが吸収されたか
たちとなるため、シャフトへの振動伝達が小さく抑えら
れ、回路保護ケースの固有振動数との共振が回避される
ようになる。
【００１１】また、この発明の請求項２によれば、振動
緩和領域は、周方向に連続する薄肉部の形状とする。
【００１２】これにより、周方向に連続する薄肉部を形
成すればよいため、成形加工が容易となる。また振動に
伴ない垂直筒部は、薄肉部によって独立して動くように
なるため、大きな振動が軸受部側へ伝わるのが低減され
る。この結果、振動エネルギが吸収されたかたちとな
り、シャフトへの振動伝達が小さく抑えられ、回路保護
ケースの固有振動数との共振が回避される。
【００１３】また、この発明の請求項３によれば、薄肉
部に、連続した周溝を形成する。
【００１４】これにより、薄肉部と周溝との組合せによ
って、垂直筒部は、軸受部側へ大きな影響を与えること
のない独立した振動となるため、薄肉部と周溝とによっ
て効率よく振動エネルギが吸収されたかたちとなり、シ
ャフトへの振動伝達が小さく抑えられる。
【００１５】また、この発明の請求項４によれば、薄肉
部を、垂直筒部から軸受部へ続く前記垂直筒部の肩部に
連続して設ける。
【００１６】これにより、垂直筒部は、肩部の薄肉部を
支点として垂直筒部領域全体が独立して振動し、他に大
きな影響を与えることがなくなり、一番効率のよい位置
に設定することができる。
【００１７】また、この発明の請求項５によれば、回路
保護ケースから立上がるシャフトに装着された軸受部
と、軸受部と一体に連続成形され、下方が開放された垂
直筒部とから成るヨークと、前記垂直筒部の内側に設け
られた磁石と、磁石と対向し前記シャフトを回転自在に
支持する固定ハウジングに設けられたステータと、前記
固定ハウジングの取付けフランジ部を上から押え、前記
回路保護ケースのアッパーケースに固着するリング状に
形成された所定幅の固定支持プレートとを有する送風機
用のブラシレスモータにおいて、前記固定支持プレート
に、上方に立上がる振動緩和屈曲部を設ける。
【００１８】これにより、ステータに電流が流れること
で、対向し合う磁石との間で吸引・反発力を繰返しなが
ら駆動力が発生する。この時、ヨークにおいて発生した
振動は、固定支持プレートにおいて、振動緩和屈曲部が
屈曲変形することで、回路保護ケースに伝わる動きが大
幅に低減される。この結果、振動緩和屈曲部で振動エネ
ルギーが吸収されたかたちとなるため、回路保護ケース
の固有振動数との共振が回避されるようになる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１で
は、運転中のうなり音の発生源となるヨークにおいて、
垂直筒部から発生する振動は、リング状の振動緩和領域
によって、軸受部へ大きく伝わることがなくなり、垂直
筒部のみ独立して振動するようになる。この結果、振動
エネルギを吸収するかたちとなるため、シャフトへの振
動伝達が小さく抑えられ、回路保護ケースの固有振動数
との共振を回避できる。したがって、うなり音を抑え、
品質感を高めることができる。
【００２０】また、請求項２では、振動緩和領域を薄肉
部とすることで、加工が容易となる。また、請求項３で
は、薄肉部と周溝との組合せによって、軸受部へは、さ
らに伝わりにくくなるため、垂直筒部は、独立して振動
するようになり、シャフトへの振動伝達を小さく抑える
ことができる。
【００２１】また、請求項４では、肩部の薄肉部を支点
として垂直筒部領域全体が振動するため、軸受部への振
動影響を抑え、薄肉部を一番効率のよい位置に設定する
ことができる。
【００２２】また、請求項５では、ヨークで発生した振
動を、固定支持プレートに設けられた振動緩和屈曲部に
よる屈曲変形によって、回路保護ケースへの振動伝達を
小さく抑えることができる。これにより、回路保護ケー
スの固有振動数との共振が回避され、うなり音の発生を
低減する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図１乃至図８の図面を参照
しながらこの発明の第１の実施形態について具体的に説
明する。
【００２４】図１において、１は自動車用空気調和装置
に使用されるブラシレスモータ、３はブラシレスモータ
１によって回転動力が与えられる送風用のシロッコファ
ンをそれぞれ示している。
【００２５】シロッコファン３は、シャフト５の先端部
に一体に取付けられている。シャフト５は、回転保護ケ
ース７から立上がると共に上下の軸受９，１０を介して
固定ハウジング１１に回転自在に支持されている。固定
ハウジング１１は、前記シャフト５を支持する上下に長
い円筒部１３と水平状の取付けフランジ部１５とで形成
されている。取付けフランジ部１５は、ゴム等の材質か
ら成る下位側弾性部材１７及び上位側弾性部材１９によ
って挟みつけられると共に、さらに、上位側弾性部材１
９の上から所定幅のリング状の固定支持プレート２１に
よって前記回路保護ケース７の取付けボス部２３に取付
けねじ２５によって一体に固着されている。
【００２６】回路保護ケース７は、上下に着脱自在に組
合わされたアッパーケース２７と、ロアケース２９とか
らなり、回路保護ケース７内には、後述するステータ３
１を流れる電流の方向を切り換えてシャフト５を回転さ
せる駆動回路部３３が収納されている。
【００２７】駆動回路部３３は、所定の配線パターンを
備えた電気回路基板３５に、電流の方向を切り換えるス
イッチング素子３７や、電解コンデンサ３９等の電気回
路部品が実装されている。スイッチング素子３７は、ア
ルミ製のヒートシンク４１にビス固定されている。ヒー
トシンク４１は、放熱フィン４１ａを有し、スイッチン
グ素子３７の熱を放熱するもので、前記放熱フィン４１
ａは回路保護ケース７の外に露出され、アッパーケース
２７に取り付けられている。
【００２８】電気回路基板３５は、アッパーケース２７
に垂設されたボス部４３に取付けビス４５で固定支持さ
れている。なお、前記駆動回路部３３は、電気回路基板
３５を貫通する金属製のジョイントバー４７と、金属製
のバスバー４９と、電気回路基板３５を貫通する金属製
のターミナルピン５１とを介して前記ステータ３１と電
気的に接続している。
【００２９】ステータ３１は、ヨーク５３の内側に設け
られた永久磁石５５と対向し合うと共に、絶縁物５７を
介して巻線５９が施されたコア６１が所定間隔で複数設
けられた形状となっていて、前記固定ハウジング１１の
円筒部１３に一体に固定支持されている。
【００３０】ヨーク５３は、前記ステータ３１を取囲む
と共に、前記シャフト５に固着された軸受部６３と、軸
受部６３と一体に連続する水平部６５と、水平部６５と
一体に連続し、冷却風取入口６７を有する傾斜部６９
と、傾斜部６９と一体に連続する垂直筒部７１とから成
る下方が開放された円筒状の形状となっている。
【００３１】垂直筒部７１から傾斜部６９につながる肩
部には、図５に示すように、振動緩和領域７３となる薄
肉部７５がリング状に連続して設けられている。これに
より、垂直筒部７１は、全領域を含む肩部の薄肉部７５
を支点とする振動となり、一番効率のよい位置に設定さ
れている。なお、薄肉部７５は必ずしも連続していなく
てもよい。
【００３２】また、薄肉部７５には、さらに、水平な底
面と傾斜した左右の両側壁から成る連続した周溝７７が
設けられている。
【００３３】なお、周溝７７は、左右の両側壁を図６に
示すように垂直の形状としたり、あるいは、図７に示す
ようにＵ字状の形状を採用してもよい。
【００３４】一方、垂直筒部７１の内壁面に設けられた
永久磁石５５は、１８０度対向した位置にＮ極，Ｎ極，
Ｓ極，Ｓ極となるように配置されている。
【００３５】このように構成された送風機用のブラシレ
スモータ１において、ステータ３１に方向の異なる電流
が流れることで対向し合うコア６１と永久磁石５５との
間で、Ｓ・ＮあるいはＳ・Ｓ又はＮ・Ｎとなり、吸引・
吸発力が発生し、回転駆動力が得られる。この運転中に
おいて、垂直筒部７１に発生した振動は、薄肉部７５を
支点とする独立した振動となるため、薄肉部７５を境と
して、軸受部６３への振動は伝わりにくくなり、大幅に
低減される。特に、この実施形態にあっては、薄肉部７
５に設けられた周溝７７との組合せによって、軸受部６
３への振動伝達はさらに小さく低減されるようになる。
この結果、振動エネルギーが吸収されたかたちとなるた
め、シャフト５への振動伝達が抑えられ、回路保護ケー
ス７の固有振動数との共振が回避される。これにより、
図８に示す如く、従来に比べてうなり音の発生を小さく
抑え、品質感を高めることができる。
【００３６】図９から図１６はヨーク５３からの振動を
回路保護ケース７へ伝わるのを小さく抑えるようにした
第２の実施形態を示したものである。
【００３７】即ち、図１０に示すように、回路保護ケー
ス７のアッパーケース２７側に設けられた組付け凹部７
９内に、防振ゴムとなる下位側弾性部材８１をセット
し、その上から鎖線で示すように、固定ハウジング１１
の取付けフランジ部１５を重ね合せ、さらにその上から
図１１に示す防振ゴムとなる上位側弾性部材８３を重ね
合せ、前記取付けフランジ部１５を挟みつける。さら
に、その上から図１３に示す所定幅に形成されたリング
状の固定支持プレート８５を重ね合せ、それらは取付け
ビス８７により、前記組付け凹部７９内に設けられた円
筒状の取付部８９に固定支持されている。
【００３８】固定支持プレート８５には、上方へ向かっ
て屈曲成形された屈曲部９１ａを有する下向きコ字状の
振動緩和屈曲部９１が複数設けられている。振動緩和屈
曲部９１の天井部内側には、前記上位側弾性部材８３に
設けられた突起体８３ａが弾接し合う形状となってい
る。
【００３９】ヨーク５３は、軸受部６３と、水平部６５
と、傾斜部６９と垂直筒部７１とから成り、垂直筒部７
１の内側は永久磁石５５が配置された構造となってい
る。
【００４０】なお、他の構成要素は、第１の実施形態と
同一のため、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４１】したがって、この第２の実施形態によれ
ば、ヨーク５３の垂直筒部７１で発生した振動は、固定
支持プレート８５において、図１５に鎖線で示すように
屈曲部９１ａが屈曲変形することで、回路保護ケース７
に伝わる動きが大幅に低減される。また、水平方向の振
動に対しても、図１６に示すように屈曲部９１ａが変形
することで回路保護ケース７への駆動伝達が低減され
る。この結果、振動緩和屈曲部９１で振動エネルギーが
吸収されたかたちとなるため、回路保護ケース７の固有
振動数との共振が回避され、うなり音（磁気音）を小さ
く抑えることができる。これにより、品質感を高めるこ
とができる。
【００４２】なお、この実施形態の場合には、リング状
の振動緩和領域７５をヨーク５３に設ける第１の実施形
態と組合せることで、より一層のうなり音（磁気音）を
小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる送風機用のブラシレスモータ
を示した概要切断面図。
【図２】送風用のファンの一部分を切断した送風機用の
ブラシレスモータを示した説明図。
【図３】ヨークの平面図。
【図４】ヨークの切断面図。
【図５】ヨークの肩部に薄肉部を設けた一部分の拡大断
面図。
【図６】周溝の溝形状の別の実施形態を示した拡大説明
図。
【図７】周溝の溝形状の別の実施形態を示した拡大説明
図。
【図８】従来例と本案との測定モード結果を示した説明
図。
【図９】第２の実施形態を示した図２と同様の説明図。
【図１０】固定ハウジングの取付けフランジ部の下側に
セットされる下位側弾性部材を回路保護ケースの取付け
部にセットした平面図。
【図１１】固定ハウジングの取付けフランジ部の上側に
セットされる上位側弾性部材の平面図。
【図１２】上位側弾性部材の側面図。
【図１３】上位側弾性部材を介して固定ハウジングの取
付けフランジを上から押える固定支持プレートの平面
図。
【図１４】固定支持プレートの側面図。
【図１５】固定支持プレートの動作図。
【図１６】固定支持プレートの動作図。
【符号の説明】
５ シャフト ７ 回路保護ケース １１ 固定ハウジング ３１ ステータ ５３ ヨーク ５５ 磁石 ６３ 軸受部 ７１ 垂直筒部 ７３ 振動緩和領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内野 節哉 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニック株式会社内 (72)発明者 須永 英樹 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニック株式会社内 (72)発明者 大平 滋規 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニック株式会社内 Ｆターム(参考） 5H019 AA06 CC04 CC09 DD01 EE01 FF00 FF01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回路保護ケース（７）から立上がるシャ
    フト（５）に装着された軸受部（６３）と、軸受部（６
    ３）と一体に連続成形され、下方が開放された垂直筒部
    （７１）とから成るヨーク（５３）と、前記垂直筒部
    （７１）の内側に設けられた磁石（５５）と、磁石（５
    ５）と対向し前記シャフト（５）を回転自在に支持する
    固定ハウジング（１１）に設けられたステータ（３１）
    とを有する送風機用のブラシレスモータにおいて、前記
    磁石（５５）が設けられたヨーク（５３）の垂直筒部
    （７１）と、軸受部（６３）との間に、リング状の振動
    緩和領域（７３）を設けるようにしたことを特徴とする
    送風機用のブラシレスモータ。
  2. 【請求項２】 振動緩和領域（７３）は、周方向に連続
    する薄肉部（７５）の形状であることを特徴とする請求
    項１記載の送風機用のブラシレスモータ。
  3. 【請求項３】 薄肉部（７５）に、連続した周溝（７
    ７）を形成することを特徴とする請求項２記載の送風機
    用のブラシレスモータ。
  4. 【請求項４】 薄肉部（７５）は、垂直筒部（７１）か
    ら軸受部（６３）へ続く前記垂直筒部（７１）の肩部に
    連続して設けるようにしたことを特徴とする請求項１又
    は２のいずれかに記載の送風機用のブラシレスモータ。
  5. 【請求項５】 回路保護ケース（７）から立上がるシャ
    フト（５）に装着された軸受部（６３）と、軸受部（６
    ３）と一体に連続成形され、下方が開放された垂直筒部
    （７１）とから成るヨーク（５３）と、前記垂直筒部
    （７１）の内側に設けられた磁石（５５）と、磁石（５
    ５）と対向し前記シャフト（５）を回転自在に支持する
    固定ハウジング（１１）に設けられたステータ（３１）
    と、前記固定ハウジング（１１）の取付けフランジ部
    （１５）を上から押え、前記回路保護ケース（７）のア
    ッパーケース（２７）に固着するリング状に形成された
    所定幅の固定支持プレートとを有する送風機用のブラシ
    レスモータにおいて、前記固定支持プレート（８５）
    に、上方に立上がる振動緩和屈曲部（９１）を設けるよ
    うにしたことを特徴とする送風機用のブラシレスモー
    タ。
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