JP2008280928A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御基板の温度上昇を防止できる送風装置を実現する。
【解決手段】渦形室３８を形成するファンケース３５と、ファン３１と、駆動モータ２４と、制御基板２２と、駆動モータ２４と制御基板２２とを配置するベース板２１とを備え、ファンケース３５は、ファン３１と駆動モータ２４との間に設けられ、駆動モータ２４の出力軸２５が貫通する貫通孔４１を有し、ベース板２１と駆動モータ２４と制御基板２２とを収容した区画空間３６と渦形室３８とを区画するように形成された仕切り板４２と備え、駆動モータ２４を作動させたときに、ファン３１の裏側に発生する負圧を利用して、区画空間３６内の空気を貫通孔４１から吸い出すように構成された。これにより、制御基板の温度上昇を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却流体を送風する送風装置に関するものであり、特に、駆動モータ近傍に配置される制御基板の冷却に関する。

従来、この種の送風装置として、例えば、特許文献１に示されるものが知られている。すなわち、吸入口と吐出口を有し、吸入口から吐出口へ向けて空気を流す渦形室を形成するするファンケースと、ファンケース内に配置されたファンと、ファンを駆動する駆動モータと、駆動モータを制御する制御基板と、駆動モータと制御基板とを配置する固定基盤とを備えて、ファンケース内にファン、駆動モータおよび制御基板を配置している。

また、ファンと駆動モータとの間には、駆動モータおよび制御基板を渦形室から区画する仕切り板が設けられている。更に、仕切り板に形成された駆動モータの出力軸の貫通孔をラビリンス構造によるシール部材でシールするように構成されている。以上の構成によれば、渦形室に流れる空気が、仕切り板及びシール部材によって、駆動モータおよび制御基板に侵入しにくくなっている。
特開２００６−２２８５２１号公報

しかしながら、上記特許文献１のような構成の送風装置によれば、駆動モータを作動したときは、制御基板が仕切り板によって密閉されているため、制御基板に配設された発熱体近傍において温度上昇がある。例えば、駆動モータの過電流を検出するための抵抗などの発熱体では、外部との放熱が行えないため温度上昇が問題である。

また、上記特許文献１では、仕切り板がファンケースと別体で設けられており、その仕切り板を固定基盤に固定するように構成されているため部品点数が多くなる問題もある。

そこで、本発明の第１の目的は、制御基板の温度上昇を防止できる送風装置を提供することにある。また、第２の目的は、部品点数の少ない送風装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、以下の技術的手段が採用されている。即ち、請求項１に記載の発明では、吸入口（３７）と吐出口（３９）とを有し、吸入口（３７）から吐出口（３９）へ向けて空気を流す渦形室（３８）を形成するファンケース（３５）と、このファンケース（３５）内に配置されるファン（３１）と、このファン（３１）を駆動する駆動モータ（２４）と、この駆動モータ（２４）を制御する制御基板（２２）と、吸入口（３７）の反対側に配設され、駆動モータ（２４）と制御基板（２２）とを配置する固定基盤（２１）とを備え、
ファンケース（３５）は、ファン（３１）と駆動モータ（２４）との間に設けられ、駆動モータ（２４）の出力軸（２５）が貫通する貫通孔（４１）を有し、固定基盤（２１）と駆動モータ（２４）と制御基板（２２）とを収容した区画空間（３６）と渦形室（３８）とを区画するように形成された仕切り板（４２）と備え、駆動モータ（２４）を作動させたときに、ファン（３１）の裏側に発生する負圧を利用して、区画空間（３６）内の空気を貫通孔（４１）から吸い出すように構成されたことを特徴としている。

この発明によれば、区画空間（３６）内の空気が流通されることにより、制御基板（２２）の温度上昇を防止することができる。

請求項２に記載の発明では、ファンケース（３５）には、区画空間（３６）に連通して、外部の空気を取り入れる開口孔（４０）が形成されていることを特徴としている。この発明によれば、貫通孔（４１）と開口孔（４０）との間に冷却通路が形成されることで制御基板（２２）の温度上昇を防止することができる。

請求項３に記載の発明では、開口孔（４０）は、制御基板（２２）に配設される発熱体（２３）の近傍のファンケース（３５）の外周に形成されていることを特徴としている。この発明によれば、貫通孔（４１）と開口孔（４０）との冷却通路の中途に設けられた発熱体（２３）の温度上昇を防止することができる。

請求項４に記載の発明では、ファンケース（３５）は、渦形室（３８）の径方向外側の形状を規定する外周壁（３５ｃ）を有し、仕切り板（４２）は、外周壁（３５ｃ）に一体的に形成されていることを特徴としている。この発明によれば、仕切り板（４２）をファンケース（３５）に一体的に形成できる。これにより、部品点数を少なくすることができる。

請求項５に記載の発明では、ファン（３１）の裏側には、回転軸線方向に沿って垂下する筒状の垂下部（３１ｄ）を一体的に設けるとともに、仕切り板（４２）には、貫通孔（４１）の外周に出力軸（２５）の軸線上に沿って延出する筒状の筒状部（４２ａ）を設け、この筒状部（４２ａ）が垂下部（３１ｄ）の内側に差し込むように配置されてラビリンス構造を形成していることを特徴としている。

この発明によれば、渦形室（３８）から貫通孔（４１）に至る経路を筒状部（４２ａ）および垂下部（３１ｄ）によって長くすることができる。これにより、ファン（３１）が停止したときに、塩分や水分やダストなどを含んだ流体が渦形室（３８）を経て貫通孔（４１）から区画空間（３８）内に侵入しにくくすることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、一実施形態における送風装置を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、送風装置の全体構成を示す縦断面図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、図２に示すＩＩＩ矢視図である。図４は、駆動モータ組立体の概略構成を示す縦断面図である。

本実施形態の送風装置２０は、車両に搭載される車両駆動用電源である電池組立体を冷却するための装置である。電池組立体には、車室外の外気を取り入れて発熱体に流通する冷却通路が形成されている。例えば、送風装置２０は、この電池組立体の冷却通路に併設されており、発熱体を流通した空気を吸込んで、車室外に排気するように構成されている。

送風装置２０は、図１及び図２に示すように、固定基盤であるベース板２１に配置された制御基板２２および駆動モータ２４と、ファン３１と、ファンケース３５とを備えている。ファンケース３５は、スクロール状に形成された樹脂製のケースであって、上ケース３５ａと下ケース３５ｂとに２分割されている。

上ケース３５ａおよび下ケース３５ｂのスクロール形状の中心部位には、シロッコファンからなるファン３１が配置されている。上ケース３５ａには、ファン３１と同軸上の吸入口３７が形成されている。上ケース３５ａおよび下ケース３５ｂとファン３１との間には、スクロール状の渦形室３８が形成されており、その下流端には、吐出口３９が形成されている。

ファン３１の下方は、駆動モータ２４の出力軸２５に固定されている。ファン３１の回転により、吸入口３７から吸入された空気が、図１中に示す矢印のようにファン３１の径方向外方へ流れる。ファン３１の径方向外方へ流れた空気は、渦形室３８を経由して吐出口３９に吐出される。吐出口３９は、図示しない外装ケースに開口された排出口を介して、外部に排出する排出ダクトに接続されている。

本実施形態のファンケース３５には、吸入口３７と対向する反対側、即ち裏側に、駆動モータ２４とファン３１との間を区画するための仕切り板４２が配置され、この仕切り板４２の下方に、ベース板２１、駆動モータ２４および制御基板２２を収容するための区間空間３６が形成されている。ファンケース３５の下面には、開口部３６ａが形成されている。この開口部３６ａにベース板２１を固定することにより、区画空間３６が外部と区画されるようになっている。

ファンケース３５は、渦形室３８の径方向外側の形状を規定するとともに、吐出口３９が開設された外周壁３５ｃと、吸入口３７が設けられた第１側壁としての上ケース３５ａと、第２側壁としての仕切り板４２と、仕切り板４２より、更に延び出して区画空間３６の径方向外側を規定する筒状部分とを有している。ベース板２１は、ファンケース３５の一部として見ることができる。

仕切り板４２は、駆動モータ２４および制御基板２２の外形を覆うよう、これらとの間に適宜の隙間を空けて形成されている。仕切り板４２の上方には、駆動モータ２４の出力軸２５が貫通する貫通孔４１が設けられているとともに、その貫通孔４１の外縁を出力軸２５の軸線上に沿って上方に延出する筒状の筒状部４２ａとして形成している。

筒状部４２ａに対向するファン３１には、筒状部４２ａの外周および上端に隙間を空けて嵌め合うように筒状の垂下部３１ｄが形成されている。つまり、筒状部４２ａがファン３１に形成された垂下部３１ｄの内側の隙間に差し込まれるように形成されている。

リブ部４２ｂは、ファン３１の羽根３１ａの下方に配設するように、仕切り板４２にリング状に一体的に形成されている。つまり、ファン３１の径方向外周の裏側と、リブ部４２ｂの先端との間の隙間を狭めるようにしている。このリブ部４２ｂにより、羽根３１ａから渦形室３８に吹き出された空気がファン３１の裏側に入り込むことがない。

仕切り板４２は、渦形室３８に沿って拡がる環状の外側板部４２ｃと、その外側板部４２ｃの内側から駆動モータ２４を収容するように立ち上がる筒状の収容部４２ｄと、駆動モータ２４とファン３１との間に拡がる環状の内側板部４２ｅとを有する。

出力軸２５に沿って立ち上がる筒状部４２ａは、内側板部４２ｅの中央に位置づけられている。筒状部４２ａの径は、収容部４２ｄの径に比べて充分に小さく、出力軸２５の外形より僅かに大きい。筒状部４２ａは、シンプルな一重の筒である。

外側板部４２ｃとベース板２１との間に形成される区画空間３６は、収容部４２ｄの高さよりも充分に薄い。さらに、仕切り板４２は、区画空間３６の径方向外側から、収容部４２ｄを通り、筒状部４２ａの内部に至るまで連続する空気の通路を提供する。

吸入口３７を上側に位置づけた状態では、仕切り板４２は、駆動モータ２４および制御基板２２の全体を上側から覆い隠すことのできる大きさをもっている。さらに、筒状部４２ａの上方が、ファン３１によって覆われるため、駆動モータ２４および制御基板２２は、完全に上から覆われている。

しかも、筒状部４２ａの径方向外側に、一重の垂下部３１ｄが被さっている。このため、上からの水滴が筒状部４２ａ内に浸入することが回避される。仕切り板４２は、ファンケース３５に一体成形されている。このため、水が隙間から漏れ落ちることが防止される。加えて、開口孔４０は、吐出口３９から離れた位置、典型的には反対側に位置づけられている。

ファン３１は、出力軸２５に嵌合されるボス部３１ｃ、そのボス部３１ｃから径方向の外方に延びたお椀状の主板３１ｂ、外周部に配設される複数の羽根３１ａ、および複数の羽根３１ａの上端を支持する副板３１ｅを備えている。複数の羽根３１ａは、その下端が主板３１ｂで支持されている。主板３１ｂには、軸線上の下方に沿って垂下する筒状の垂下部３１ｄが一体的に形成されている。

従って、仕切り板４２に形成された貫通孔４１と渦形室３８との間が、筒状部４２ａと垂下部３１ｄとによって空気通路が長くなっている。言い換えると、渦形室３８から貫通孔４１に至る通路が、ラビリンス（迷路）構造になっている。これにより、渦形室３８から貫通孔４１に至る通路を通過するのに摩擦損失が大きくなるため、渦形室３８の空気が貫通孔４１に通過しにくくなる。

本実施形態のファンケース３５には、上記区間空間３６の外周壁３５ｃに開口孔４０が形成されている。この開口孔４０は、図２及び図３に示すように、制御基板２２に配設された発熱体２３近傍のファンケース３５の外周壁に形成されている。この開口孔４０は、外部から塵などが区間空間３６内に吸込まれないように複数の小孔によって形成されている。発熱体２３は、例えば、駆動モータ２４の作動電流を検出するための抵抗である。

そして、駆動モータ２４を作動させてファン３１が回転されると、ファン３１の裏側、即ち、貫通孔４１近傍が負圧になることにより、貫通孔４１で吸引作用が起こり、開口孔４０から取り入れた空気が区間空間３６内を通過して、貫通孔４１から吸い出される。このとき、発熱体２３を含めて制御基板２２が開口孔４０から取り入れた空気により冷却される。これにより、駆動モータ２４および制御基板２２の温度上昇を防止できる。

本実施形態の制御基板２２および駆動モータ２４は、ファンケース３５に容易に装着するために、駆動モータ組立体として、図４に示すように、ベース板２１の上面側に配設されている。ベース板２１は、金属板で形成され、ファンケース３５の下端に締結部材により固定される。また、ベース板２１は、ファンケース３５の一部を構成している。

制御基板２２は、駆動モータ２４を駆動制御するための制御装置であって、ベース板２１の上面側に配設されている。駆動モータ２４は、例えばブラシレスモータであって、ロータ２４ａ、ステータ２４ｂ、出力軸２５、固定スリーブ２６および軸受２７から構成されている。

制御基板２２及び駆動モータ２４は、ベース板２１に固定スリーブ２６の下端部を固定し、この固定スリーブ２６の下端近傍に制御基板２２を貫通固定するとともに、固定スリーブ２６の外周にステータ２４ｂを装着固着し、固定スリーブ２６の内周に配設された軸受２７にて出力軸２５を回転自在に支持し、この出力軸２５にロータ２４ａの内周を固定して取付けられている。

次に、以上の構成による送風装置２０の作動を説明する。駆動モータ２４を作動させると、ファン３１の回転により、吸入口３７から吸入された空気が、吸入口３７→渦形室３８→吐出口３９→排出口（図示せず）→排出ダクト（図示せず）の順に送風されて車両外部に排気される。

このとき、ファンケース３５内では、貫通孔４１と開口部４０との間の区間空間３６に冷却通路が形成されることにより、発熱体２３を含めて制御基板２２が開口孔４０から取り入れた空気により冷却される。これにより、駆動モータ２４および制御基板２２の温度上昇を防止することができる。

一方、駆動モータ２４（ファン３１）が停止したとき、駆動モータ２４と制御基板２２とが配置されている区画空間３６を、仕切り板４２によって渦形室３８と区画されているため、例えば、渦形室３８に流れていた空気に塩水ミストなど、塩分や水分やダストが含まれていても、区間空間３６内に浸入することはない。

特に、渦形室３８から貫通孔４１に至る通路を筒状部４２ａと垂下部３１ｄとによって、ラビリンス（迷路）構造になっているので、仕切り板４２で遮蔽された区画空間３６に塩水ミストなどが浸入しにくくすることができる。また、垂下部３１ｄをファン３１に一体的に形成したことにより、部品点数の低減が図れる。さらに、仕切り板４２をファンケース３５に一体的に形成したことにより、部品点数の低減が図れる。

また、仕切り板４２を、駆動モータ２４および制御基板２２の外形を覆うように別体で形成して、渦形室３８内でベース板２１に固定するように構成すると、仕切り板４２を固定する締結部材が渦形室３８内に露出するため、羽根３１ａから渦形室３８に吹き出された空気が乱れる恐れがある。つまり、風流れの騒音が上昇する恐れがあるが、本実施形態では、締結部材が渦形室３８内に露出しないため、羽根３１ａから渦形室３８に吹き出された空気を乱すことがない。

（他の実施形態）
以上の一実施形態では、筒状の垂下部３１ｄをファン３１と一体的に形成したが、別体で形成しても良い。図５は、他の実施形態における送風装置の全体構成を示す縦断面図である。本実施形態の垂下部３１ｄは、図５に示すように、別体で形成して出力軸２５に装着できるように構成されている。

つまり、ファン３１のボス部３１ｃを分断し、その分断されたボス部３１ｃに軸線上の下方に沿って垂下する筒状の垂下部３１ｄが一体的に形成されている。これにより、上記一実施形態と同じように、仕切り板４２に形成された貫通孔４１と渦形室３８との間が、筒状部４２ａと垂下部３１ｄとによって空気通路が長くなっている。

これにより、渦形室３８から貫通孔４１に至る通路を通過するのに摩擦損失が大きくなるため、渦形室３８の空気が貫通孔４１に通過しにくくなる。また、以上の実施形態では、ファンケース３５を上下のファンケース３５ａ、３５ｂに２分割するように形成したが、これに限ることはない。

また、以上の実施形態では、開口孔４０をファンケース３５の外周壁３５ｃに形成したが、ファンケース３５の一部であるベース板２１に形成しても良い。

一実施形態における送風装置の全体構成を示す縦断面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ断面図である。 図２に示すＩＩＩ矢視図である。 一実施形態における駆動モータ組立体の概略構成を示す縦断面図である。 他の実施形態における送風装置の全体構成を示す縦断面図である。

符号の説明

２１…ベース板（固定基盤）
２２…制御基板
２３…発熱体
２４…駆動モータ
２５…出力軸
３１…ファン
３１ｄ…垂下部
３５…ファンケース
３５ｃ…外周壁
３６…区画空間
３７…吸入口
３８…渦形室
３９…吐出口
４０…開口孔
４１…貫通孔
４２…仕切り板
４２ａ…筒状部

Claims (5)

1. 吸入口（３７）と吐出口（３９）とを有し、前記吸入口（３７）から前記吐出口（３９）へ向けて空気を流す渦形室（３８）を形成するファンケース（３５）と、
   前記ファンケース（３５）内に配置されるファン（３１）と、
   前記ファン（３１）を駆動する駆動モータ（２４）と、
   前記駆動モータ（２４）を制御する制御基板（２２）と、
   前記吸入口（３７）の反対側に配設され、前記駆動モータ（２４）と前記制御基板（２２）とを配置する固定基盤（２１）とを備え、
   前記ファンケース（３５）は、前記ファン（３１）と前記駆動モータ（２４）との間に設けられ、前記駆動モータ（２４）の出力軸（２５）が貫通する貫通孔（４１）を有し、前記固定基盤（２１）と前記駆動モータ（２４）と前記制御基板（２２）とを収容した区画空間（３６）と前記渦形室（３８）とを区画するように形成された仕切り板（４２）と備え、前記駆動モータ（２４）を作動させたときに、前記ファン（３１）の裏側に発生する負圧を利用して、前記区画空間（３６）内の空気を前記貫通孔（４１）から吸い出すように構成されたことを特徴とする送風装置。
2. 前記ファンケース（３５）には、前記区画空間（３６）に連通して、外部の空気を取り入れる開口孔（４０）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 前記開口孔（４０）は、前記制御基板（２２）に配設される発熱体（２３）の近傍の前記ファンケース（３５）の外周に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の送風装置。
4. 前記ファンケース（３５）は、前記渦形室（３８）の径方向外側の形状を規定する外周壁（３５ｃ）を有し、
   前記仕切り板（４２）は、前記外周壁（３５ｃ）に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の送風装置。
5. 前記ファン（３１）の裏側には、回転軸線方向に沿って垂下する筒状の垂下部（３１ｄ）を一体的に設けるとともに、
   前記仕切り板（４２）には、前記貫通孔（４１）の外周に前記出力軸（２５）の軸線上に沿って延出する筒状の筒状部（４２ａ）を設け、前記筒状部（４２ａ）が前記垂下部（３１ｄ）の内側に差し込むように配置されてラビリンス構造を形成していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の送風装置。

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