JP2002500859A - 特にアキシャルファン又はラジアルファンを形成するためのファンホイールを備えた電動モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、駆動ユニットと、制御ケーシングを有する制御ユニットとを備えた、特にアキシャルファン又はラジアルファンを形成するためのファンホイールを備えた電動モータであって、駆動ユニットが、固定子と、回転子と、少なくとも１つの電気コイルとを有していて、制御ユニットが、前記電気コイルへの電流供給を制御又は調整するための電子回路を有している形式のものに関する。駆動ユニットと制御ユニットとがモジュールによって形成されており、互いに電気的に接続するための互いに対応配置された接触エレメントが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 特にアキシャルファン又はラジアルファンを形成するためのファンホイールを備 えた電動モータ 本発明は、請求項１の上位概念に記載したような、特にアキシャルファン（軸 流送風機）又はラジアルファン（ラジアル送風機）を形成するためのファンホイ ールを備えた電動モータに関する。本発明はさらに、このような本発明による電 動モータを備えたアキシャルファン又はラジアルファンに関する。 従来の技術 公知の電動モータにおいては、駆動ユニットと制御ユニットとが、物理的に分 離した構造によって熱的に遮断(Entkoppeln)されており、この場合、制御ユニッ トは良好な熱導出のためにファン枠に配置されていて、ケーブルハーネス(Kabel baum)を介して駆動ユニットに接続されている。このような構成は、最適なファ ン効率を有しておらず、また制御ユニットを駆動ユニットに接続するケーブルハ ーネスが付加的に設けられていることによって、最適に製造することができない 。 電子装置を備えた公知の加熱ブロアにおいては、制御ユニットは駆動ユニット のケーシング内に組み込まれていて、共通のカバーキャップを使用して充填材に よって周囲の影響に対して保護されている。制御ユニットと駆動ユニットとの間 の熱的な遮断は、加熱ブロアにおいては必要ないので、実現されていない。 アキシャルファンのためのその他の電動モータはヨーロッパ公開特許第０７１ ５３９６号明細書により公知である。この公知の電動モータは、円筒形のモータ ケーシングを有していて、このモータケーシングの前方の端面側の手前に、回転 軸に結合されたファンホイールが設けられていて、モータケーシングの後ろの端 面側は軸受シールドによって形成されており、この軸受シールドにおいてモータ の後ろ側で、ファンホイールとは反対側には調整装置ケーシングが取り付けられ ている。モータケーシングと調整装置ケーシングとの間にはエアギャップが設け られていて、モータと調整装置との間の電気接続は、エアギャップをブリッジす るケーブルハーネスによって行われる。一方では、モータケーシングと調整装置 ケーシングとの間の熱的な遮断は、エアギャップが設けられているにも拘わらず 、調整装置ケーシングがモータケーシングに直接固定されているために最適なも のではなく、また他方では、調整装置をモータに電気的に接続するためのケーブ ルハーネスが設けられていることによって、モータ及び場合によってはアキシャ ルブロア若しくは軸流ブロア(Axialgeblaese)の完成時に高価な電気接続作業が 必要となる。 このような形式の高価な組立作業によって、製造コストが高くなり、従って不 都合である。さらにまた制御ユニットの熱的な影響が駆動ユニット及ぼされるこ とは十分に避けられる。 発明の利点 これに対して、請求項１の特徴を有する本発明による電動モータは、互いに対 応配置された接触エレメントを設けたことによて、制御ユニットを駆動ユニット に迅速に組み付けることができるので、制御ユニットと駆動ユニットをモジュー ル形式で前組立し、互いに組み付けることができる。接触エレメントが各ケーシ ングから突き出していれば、駆動ユニットと制御ユニットとの間の直接的なケー シング接触は必要ないので、より改善された熱的な遮断が得られる。 駆動ユニットと制御ユニットとが円筒形に構成されていれば、特に有利である 。このような形式で、駆動ユニットも制御ユニットもファンホイールのボスの流 れの陰に取り付けられるので、流れはほぼ妨害されることなく維持される。 駆動ユニットが円筒形に構成されており、制御ユニットが部分円筒形の、特に 半円筒形の形状を有していてもよい。これによっても、アキシャルファンを通る 流れは殆ど影響を受けることはない。しかしながらこのような構成の利点は、制 御ユニットを組み付ける際に側方から、つまり電動モータの軸線に対して直交す る方向若しくは横方向から取り付けることができるという点にある。これによっ て、所定の構造、特に接触エレメントの所定の構造のために、より簡単な組み付 け可能性が得られる。 駆動ユニットの接触エレメントが中心軸線の領域に設けられていて、ほぼ軸方 向で駆動ユニットの輪郭部から突き出ていて、制御ユニットの接触エレメントが 中心軸線の領域で制御ユニットのケーシングの切欠内に設けられていれば、有利 である。「中心軸線の領域」とは、例えばこの中心軸線を中心にして配置されて いるという意味である。このような構成によれば、駆動ユニットの巻線と制御ユ ニットの電子制御装置又は電子調整装置との間の電気導線経路が最小にされるの で、これによって導線損失も妨害信号の発信も最小にされる。 また制御ケーシングが外周部で別の切欠を備えており、この別の切欠内に、制 御ユニットに電流を供給するための接続エレメントが設けられていれば、有利で ある。接続エレメントを設けたことによって、制御ユニットをモジュール式に組 み付けることができ、場合によって、高価な接続作業を必要とすることなしに交 換することができる。 接続エレメントを外周部の切欠内に配置することによって、制御ユニットのた めの電気接続がアキシャルファンの流れ通路内に突入することがなく、従って空 気の流れが妨げられることはない。 駆動ユニットの接触エレメントが接触ピンによって形成されており、これに対 して制御ユニットの接触エレメントが接触ブシュ又は接触フォークによって形成 されていれば、制御ユニットの特に有利な組み付け可能性が得られる。このよう な形式で、制御ユニットを簡単に、しかも高価な電気的な組み付けコストを必要 とすることなしに駆動ユニットに組み付けることができる。接触フォークつまり フォーク状接触エレメント(Kontakutgabel)を使用したことによって、接触ピン と接触フォークとの間の接続を、付加的に別の形式例えばはんだ付け、溶接、ね じ固定又はリベット等によって行うことができる。 また選択的に、駆動ユニットの接触エレメントが接触ブシュ又は接触フォーク によって形成されており、これに対して制御ユニットの接触エレメントが接触ピ ンによって形成されていてもよい。これによって制御ユニットと駆動ユニットと を簡単に互いに差し込み結合することが可能である。 制御ケーシングが、ケーシング外側輪郭部から突き出る固定用舌片を備えてい れば、特に有利である。このような固定舌片によって、制御ユニットを相応の組 み付け面例えば固定しのボスに、間隔を保って組み付けることが可能であって、 これによって制御ユニットと所属の組み付け面との間の小さい面接触が得られる ので、制御ユニットから組み付け面への直接的な熱伝導が最小にされる。 電子出力素子が電気的に絶縁されていて、しかも熱を良好に伝導するようにバ スタブ状の制御ケーシングに接続されており、制御ケーシングが少なくとも部分 的に、良好な熱伝導率を有する材料より形成されていれば、良好な熱導出が保証 される。 バスタブ状の制御ケーシングの熱を導出する面が駆動ユニットとは反対側に設 けられていれば、制御ケーシング内に生じた熱は、制御ケーシング内を通過する 空気流によって導出され、駆動ユニットに伝達されない。 制御ケーシングが冷却リブを備えていれば、熱導出の効率は著しく高められる 。 本発明はさらに、以上述べた本発明による電動モータを備えたアキシャルファ ン又はラジアルファンに関するものであって、この場合、駆動ユニットの回転す る部分がファンホイールに結合されていて、駆動ユニットの回転しない部分が固 定子フランジに結合されており、該固定子フランジが駆動ユニットと制御ユニッ トとの間に設けられている。 このような形式のアキシャルファン又はラジアルファンは、駆動ユニットと制 御ユニットとが別個に製造され、組み付けられ、交換可能でもあるモジュール式 の構造を特徴としている。固定子フランジを駆動ユニ ットと制御ユニットとの間に配置したことによって、制御ユニットと駆動ユニッ トとの間の著しく効果的な断熱が得られるので、制御ユニットから駆動ユニット への直接的な熱伝導は著しく最小にされる。制御ユニットは、駆動ユニット及び 固定子フランジの後ろに設けられている、つまりアキシャルファン又はラジアル ファンを通って流れる空気流の下流側で、制御ユニット内に生じた熱が直接的に 空気流に導出される。このために、公知の形式で制御ケーシングに冷却リブを設 けてもよい。 付加的に、駆動ユニットと制御ユニットとの間に付加的に空気室が形成されて いれば、有利である。このような空気室を設けることによって、付加的に制御ユ ニットから駆動ユニットへの熱伝導が減少され、空気室が空気によって貫流され る可能性があることによって、制御ユニットの表面から熱がさらに導出され、こ の場合、空気室に隣接する、制御ユニットの端面に、同様に有利な形式で半径方 向の延びる冷却リブを備えることができる。 図面 本発明の実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。 第１図は、本発明による電動モータを備えたアキシャルファンの部分的に断面 した側面図、 第２図は、第１図の矢印II方向から見た、アキシャ ルファンの後側の図、 第３図は、第１図のIII−III線に沿った電動モータの縦断面図、 第４図は、駆動ユニットと制御ユニットとの間の電気的な接点接続部を示す図 、 第５図は、閉鎖していない制御ユニットの平面図、 第６図は、第５図のVI−VI線に沿った制御ユニットの断面図、 第７図は、制御ユニット内に出力素子を固定した状態の原理図である。 実施例の説明 第１図に示されているように、電動モータ１０は、アキシャルファン１１（第 ２図）のボス内に組み込まれている。この場合、駆動ユニット１２は、回転子ケ ーシング１３’を備えた回転する回転子１３を有している。この回転子１３には 、半径方向に延びるファンブレード１４’が取り付けられていて、それによって ファンホイール１４を形成している。本発明の図示していない構成によれば、フ ァンブレードは、空気を半径方向で変向させるように構成されているので、公知 の構成形式が得られる。このような駆動ユニットは、流れ方向Ｓで固定子フラン ジ１５の手前に配置されていて、この固定子フランジ１５のボス１６は、駆動ユ ニット１２の後側の端壁に隣接して設けられている。流れ方向で、固定子フラン ジ１５のボス１６の後ろに は制御ユニット１７が配置されている。この制御ユニット１７は、駆動ユニット １２のための電子制御装置又は調整装置を有している。回転子ケーシング１３’ とボス１６と、制御ユニット１７のケーシング１８とは、同じ直径の円筒形形状 を有していて、アキシャルファンの軸線１９に沿って同軸的に配置されている。 第２図には、第１図に示した固定子フランジ１５の後ろから見た、制御ユニッ トなしの図が示されており、この場合、固定子フランジ１５がブレード１５’と 固定子リング１５”とを有していることが示されており、この固定子リング１５ ”はモータを図示していないモータ受容部に固定するために使用される。制御ユ ニット１７は、例えば中央に配置された開口１７’を備えており、この開口１７ ’内に、後述されている接触エレメントが設けられている。 第３図には、第１図に示したアキシャルファンのIII−III線に沿った軸方向平 面の断面図が示されている。駆動ユニット１２はアウターロータとして構成され ており、この場合、ファンブレード１４’を備えた回転子ケーシング１３’は、 モータ軸２０と相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）結合されており 、このモータ軸２０は固定子装置２２の軸受２１内に回転可能に支承されている 。モータ軸２０の幾何学的な軸線は、アキシャルファン１１の軸線１９に相当す る。 回転子ケーシング１３’内には、内周面の領域に、半径方向で内方に向けられ た磁石が公知の形式で配置されている。固定子装置２２は、積層鉄芯２４と電気 コイル２５の巻線とを備えている。電気コイル２５の巻線は、接触ピン２６，２ ７で終わっており、これらの接触ピン２６，２７は、駆動ユニット１２の半径方 向内側の領域内で軸受２１に隣接し、駆動ユニット１２から軸方向で後ろに突き 出ていて、固定子フランジ１５に設けられた相応の開口２６’，２７’を通って 突き出している。この場合、これらの接触ピン２６，２７は固定子フランジ１５ の後側の制限部を越えて突き出ている。 固定子フランジ１５の後側には、第３図に概略的に示された制御ユニット１７ が配置されており、この制御ユニット１７は、制御ケーシング１８を有していて 、この制御ケーシング１８は、円環状のバスタブ状の形状を有している。この場 合、円環状のバスタブは固定子フランジ１５に向かって開放している。制御ケー シング１８の中央の開口１７’内に、駆動ユニット１２の接触ピン２６，２７が 侵入している。制御ケーシング１８の壁部は、良好な熱伝導性材料から形成され ている。 第４図には、接触ピン２６と２７との間の電気的な接触が示されている。この 場合、例えば接触ピン２６だけが示されていて、この接触ピン２６は接触ユニッ ト１７の所属の接触フォーク２９を備えている。接触フォーク２９は、接触ピン ２６を、接触フォークの叉２９’，２９”間の中間室内に受容されており、この 中間室で、接触フォークの叉２９’，２９”間で緊締によって機械的に保持され 、電気接触されるか、又はここで溶接又ははんだ結合によって接触フォーク２９ と電気的及び機械的に結合される。接触フォーク２９は、そのシャフト２９’” が、制御ケーシング１８の壁部内に挿入された絶縁部材３０を貫通している。第 ５図に示されているように、制御ケーシング１８の内側では、接触フォーク２９ のシャフト２９”’が相応の電気的又は電子的な部材に結合されている。 第５図には閉じられていない制御ユニット１７の平面図が示されており、この 平面図では、概略的に示されたプリント基板３１が、駆動ユニット１２の接触ピ ン２６，２７と接触するように構成された多数の内側の接触フォーク２９に接続 されている。接触フォーク２９は、第５図に示した実施例では方形に構成された 半径方向内側の切欠１７”内に設置されており、この切欠１７”は、第５図の実 施例では、前述の制御ユニット１７の中央の開口１７’の代わりに設けられてい る。半径方向内側の切欠１７”は、後ろ側の領域が制御ケーシング１８の後ろ側 の端壁１８’によって覆われているので、接触フォーク２９は制御ケーシング１ ８の組み立てられた状態で外部の影響に対して保護さ れている。 制御ケーシング１８は、半円形状の輪郭を有していて、この場合、駆動ユニッ ト１２を駆動するために必要なすべての制御装置又は調整装置は、第５図に示さ れているように半円形の制御ケーシング１８内に収容されているか、又は第１図 及び第２図に示されているように、共通の１つの円筒形の制御ユニット１７成す 、このような形式の２つの半円形の制御ケーシング内に収容されている。制御ケ ーシング１８の半円形の形状によって、半円形の制御ケーシング１８は例えばア キシャルファンの軸線１９に対して直交する側から挿入することができる。この 場合、接触フォーク２９は同じ側から接触ピン２６，２７に被せ嵌められ、これ らの接触ピンを有利な形式で機械的及び電気的に接触するために強制的に緊締す る。 接触フォーク２９の叉２９’，２９”の自由端部は、第５図に間隔ａで示され ているように、直径方向の制限壁２８の外側面を規定する平面から間隔を保って いる。これによって、２つの半円形状の制御ケーシング１８を１つの共通の制御 ユニット１７とし挿入する際に、各半円形状の制御ケーシングの各接触フォーク ２９は互いに接触し合う。 半径方向内側の切欠１７”とは反対側の、制御ケーシング１８の半径方向外側 には、半径方向外側の切欠１８”が設けられており、こられの切欠１８”内には 接続エレメント３２が収容されていて、これらの接続エレメント３２は、同様に フォーク状に構成されていて、接触フォーク２９と同様に、また同じ形式で接触 ケーシング１８の壁部を貫通ガイドされている。接続エレメント３２は、電動モ ータ１０のための電流供給の接続のために用いられる。接触フォーク２９は、そ の接触フォークの叉２９’，２９”がそれぞれアキシャルファン１１の軸線１９ に対して直角に延びる共通の平面に位置するように整列されており、これに対し て、フォーク状の接続エレメントの整列は特に規定されていないが、接続エレメ ント３２のために、接触フォーク２９と同様の整列が有利である。 制御ケーシング１８はその外側面で、半径方向に突き出る固定用舌片３８を備 えており、この固定用舌片３８は固定用孔３８’を有していて、この固定用孔３ ８’を通って、公知の形式で制御ユニット１７を固定するためのねじ又はリベッ トを貫通案内することができる。固定用舌片３８は、第６図に示されているよう に制御ケーシング１８の前方の制限部を越えて軸方向に突き出ており、これによ って固定後に、制御ユニット１７のための組み付け面と制御ユニット１７の前側 （第６図の上側）との間の空気中間室が得られる。 第５図にはさらに、電子出力素子例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）がプ リント基板３１の側方から突き出ていて、制御ケーシング１８の特に良好な熱伝 導率を有する後壁１８’に固定されており、この場合、固定のために、良好な熱 電導率を有する手段をそれぞれのＦＥＴ３３と後壁１８’との間に付加的に取り 付けることができる。この構成は、第６図に示した断面図により特に良好に示さ れている。第６図には、別の電子構成素子有利にはＳＭＤ構成素子（表面実装素 子）３４も設けられている。制御ケーシング１８によって制限された、制御ユニ ット１７の内室３５は、制御又は調整のための電子回路を外部に対して熱的に遮 断するために、プリント基板３１並びにその他の電気素子及び電子素子３３，３ ４の取り付け後に、充填樹脂によって公知の形式で充填されるか又はカバーによ って閉鎖される。こうして接触フォーク２９と接続エレメント３２だけが制御ユ ニット１７内に収容された電子回路に対して接続される。 第７図には、制御ケーシング１８内のＦＥＴ３３のための固定可能性の詳細が 示されている。この場合、出力構成素子例えばＦＥＴ３３が保持ばね３６によっ て制御ケーシング１８の後壁１８’に押し付けられ、このような形式で緊締保持 される。ＦＥＴ３３と後壁１８’との間には、電気的に絶縁されているが良好に 熱を伝導する中間層有利には絶縁シート３７が挿入されている。これによってＦ ＥＴ３３と後壁１８’との間の熱伝導は可能であるが、これらの部材間の導電接 続は避けられるようになっている。 第１図、第３図及び第７図に符号Ｑで示された矢印は、制御ユニット１７の制 御ケーシング１８からの熱導出方向を示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 21/22 Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 駆動ユニット（１２）と、制御ケーシング（１８）を有する制御ユニット （１７）とを備えた、特にアキシャルファン又はラジアルファン（１１）を形成 するためのファンホイール（１４）を備えた電動モータ（１０）であって、駆動 ユニット（１２）が、固定子（２２）と、回転子（１３）と、少なくとも１つの 電気コイル（２５）とを有していて、制御ユニット（１７）が、前記電気コイル （２５）への電流供給を制御又は調整するための電子回路を有している形式のも のにおいて、 駆動ユニット（１２）と制御ユニット（１７）とがモジュールによって形成さ れており、互いに電気的に接続するための互いに対応配置された接触エレメント （２６，２７，２９）が設けられていることを特徴とする、特にアキシャルファ ン又はラジアルファンを形成するためのファンホールを備えた電動モータ。 2. 駆動ユニット（１２）と制御ユニット（１７）とが円筒形に構成されてい る、請求項１記載の電動モータ。 3. 駆動ユニット（１２）が円筒形に構成されており、制御ユニット（１７） が部分円筒形の、特に半円筒形の形状を有している、請求項１記載の電動モータ 。 4. 駆動ユニット（１２）の接触エレメント（２６，２７）が中心軸線（１９ ）の領域に設けられていて、ほぼ軸方向で駆動ユニット（１２）の輪郭部から突 き出ていて、制御ユニット（１７）の接触エレメント（２９）が中心軸線（１９ ）の領域で制御ユニット（１７）のケーシング（１８）の切欠（１７’，１７” ）内に設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電動モータ。 5. 制御ケーシング（１８）が外周部で別の切欠（１８”）を備えており、こ の別の切欠（１８”）内に、制御ユニット（１７）に電流を供給するための接続 エレメント（３２）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載 の電動モータ。 6. 駆動ユニット（１２）の接触エレメント（２６，２７）が接触ピンによっ て形成されており、これに対して制御ユニット（１７）の接触エレメント（２９ ）が接触ブシュ又は接触フォークによって形成されている、請求項１から５まで のいずれか１項記載の電動モータ。 7. 駆動ユニット（１２）の接触エレメント（２７，２７）が接触ブシュ又は 接触フォークによって形成されており、これに対して制御ユニット（１７）の接 触エレメント（２９）が接触ピンによって形成されている、請求項１から６まで のいずれか１項記載の電動モータ。 8. 制御ケーシング（１８）が、ケーシング外側輪郭部から突き出る固定用舌 片（３８）を備えている、請求項１から７までのいずれか１項記載の電動モータ 。 9. 電子出力素子（３３）が電気的に絶縁されていて、しかも熱を良好に伝導 するようにバスタブ状の制御ケーシング（１８）に接続されており、制御ケーシ ング（１８）が少なくとも部分的に、良好な熱伝導率を有する材料より形成され ている、請求項１から８までのいずれか１項記載の電動モータ。 10．バスタブ状の制御ケーシング（１）の熱を導出する面（１８’）が駆動ユ ニット（１２）とは反対側に設けられている、請求項９記載の電動モータ。 11．制御ケーシング（１８）が冷却リブを備えている、請求項９又は１０記載 の電動モータ。 12．請求項１から１１までのいずれか１項記載の電動モータ（１０）を備えた アキシャルファン又はラジアルファン（１１）において、 駆動ユニット（１２）の回転する部分（１３）がファンホイール（１４）に結 合されていて、駆動ユニット（１２）の回転しない部分（２２）が固定子フラン ジ（１５）に結合されており、該固定子フランジ（１５）が駆動ユニット（１２ ）と制御ユニット（１７）との間に設けられていることを特徴とする、電動モー タを備えたアキシャルファン又はラジアルファン。 13．駆動ユニット（１２）と制御ユニット（１７）との間に付加的に空気室が 形成されている、請求項１２記載のアキシャルファン又はラジアルファン。