JP2009250131A - Cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling device.
従来から、自動車のラジエータ冷却用にＤＣブラシモータを用いたファンモータ（冷却装置）が用いられる場合がある。この種のファンモータは、モータの外周壁側に冷却ファンが取り付けられているものがある。この冷却ファンは、モータの前面を覆うように設けられた有底筒状のファンボスと、ファンボスの周壁から径方向外側に向けて放射状に延出するファンブレードとを備えている。この構成によれば、モータの回転に同期して冷却ファンが回転し、この冷却ファンの回転によりラジエータへ向けて空気流を生じさせることができる。 Conventionally, a fan motor (cooling device) using a DC brush motor is sometimes used for cooling a radiator of an automobile. Some fan motors of this type have a cooling fan attached to the outer peripheral wall side of the motor. This cooling fan includes a bottomed cylindrical fan boss provided so as to cover the front surface of the motor, and fan blades extending radially outward from the peripheral wall of the fan boss. According to this configuration, the cooling fan rotates in synchronization with the rotation of the motor, and an air flow can be generated toward the radiator by the rotation of the cooling fan.
ところで、上述したファンモータにあっては、ファンモータ内部、例えばアーマチュアのコイル等で発生する熱の影響により、ブラシの摩耗や、モータ特性の低下等が生じるという問題がある。そのため、ファンモータ内部での発熱を抑え、ファンモータを十分に冷却することが必要となる。
その一例として、例えば特許文献１に示すように、冷却ファンのファンボスにモータの軸方向に沿って一様な内径を有する通気孔を形成するような構成が知られている。この場合、この通気孔からモータに向けて外気を導入し、この外気によってファンボスとモータとの間に滞留する空気を取り去ってファンモータ内部の冷却を行っている。
For example, as shown in
しかしながら、上述の従来技術にあっては、ファンモータ内部を十分に冷却ができないという問題がある。つまり、従来では通気孔がモータの軸方向に沿って一様な内径で形成されているため、冷却ファンの周囲を流れる外気と同程度の流速でしかモータに向けて外気を導入することができないという問題がある。そのため、ファンモータ内部で発生した熱を効率良く冷却することができず、ファンモータ内部に熱が残存してしまう。 However, the above-described prior art has a problem that the inside of the fan motor cannot be sufficiently cooled. In other words, conventionally, since the vent hole is formed with a uniform inner diameter along the axial direction of the motor, the outside air can be introduced toward the motor only at the same flow rate as the outside air flowing around the cooling fan. There is a problem. Therefore, the heat generated inside the fan motor cannot be efficiently cooled, and the heat remains inside the fan motor.
その結果、上述したようにブラシの摩耗や、モータ特性の低下等が生じるという問題がある。さらに、ファンモータ内部で発生した熱により、コイル表面に被覆された絶縁被膜が剥がれる虞があり、耐熱性の高い絶縁被膜を採用する必要があった。そのため、材料コストが増加するという問題がある。 As a result, as described above, there is a problem in that brush wear, motor characteristics, etc. are deteriorated. Furthermore, there is a possibility that the insulating film coated on the coil surface may be peeled off due to heat generated in the fan motor, and it is necessary to employ an insulating film having high heat resistance. Therefore, there is a problem that the material cost increases.
これに対して、通気孔の内径を拡大してモータに向けて導入される外気の流量を増加させることも考えられる。しかしながら、通気孔の内径を拡大し過ぎると、ファンボス内に水等が浸入しやすくなってしまい、ファンボス内に浸入した水がモータ内部に浸入する虞がある。その結果、モータ内部の電気的接続部が短絡してモータが故障する虞がある。 On the other hand, it is also conceivable to increase the flow rate of the outside air introduced toward the motor by enlarging the inner diameter of the vent hole. However, if the inner diameter of the ventilation hole is excessively enlarged, water or the like easily enters the fan boss, and there is a possibility that the water that has entered the fan boss enters the motor. As a result, the electrical connection inside the motor may be short-circuited, causing the motor to fail.
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、モータ本体内部への水等の浸入を防いだ上で、冷却装置内部で発生した熱を効率良く放熱することができ、冷却装置内部を効率良く冷却することができる冷却装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can prevent heat from entering the motor body and efficiently dissipate heat generated in the cooling device. An object of the present invention is to provide a cooling device capable of efficiently cooling the inside of the cooling device.
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、モータ本体と、該モータ本体の回転軸に連結され、前記モータ本体の回転に同期して回転自在に支持された冷却ファンとを備えた電動モータにおいて、前記冷却ファンは、前記モータ本体の前面を覆うように設けられた略有底筒状のファンボスと、該ファンボスの周壁から径方向外側に向けて放射状に延出するファンブレードとを備え、前記ファンボスの内周面には、前記回転軸が連結されるボス部と、該ボス部から放射状に延出し、前記ファンボスの内周面に沿って形成されたリブとが設けられ、前記ファンボスの底部であって、隣接する前記リブ間には、前記回転軸の軸方向に貫通する通気孔が形成され、この通気孔における吐出口の開口面積は、受入口の開口面積に比べて小さく形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、冷却ファンの周囲を軸方向に沿って流れる外気は、ファンボスの底部に形成された通気孔を通過し、ファンボス内に導入された後、モータ本体に向けて流れる。この時、隣接するリブ間に通気孔が設けられているため、通気孔を通過した外気は、リブ間を通ってスムーズにモータ本体に向けて案内される。
特に、通気孔の吐出口の開口面積が、受入口の開口面積より小さく形成されているため、通気孔への外気の導入時の流速に比べ、吐出時の流速を増加させることができる。つまり、モータ本体に向けて流れる外気の流速を、冷却ファンの周囲を流れる外気の流速に比べて増加させることができる。これにより、モータ本体に向けて冷たい外気を連続的に導入することができ、モータ本体から放熱された熱と外気とを効率良く熱交換することができるため、冷却装置内部を効率良く冷却することができる。
In order to solve the above-described problems, the invention described in
According to this configuration, the outside air flowing in the axial direction around the cooling fan passes through the vent hole formed in the bottom portion of the fan boss, is introduced into the fan boss, and then flows toward the motor body. At this time, since air holes are provided between adjacent ribs, the outside air that has passed through the air holes is smoothly guided toward the motor body through the ribs.
In particular, since the opening area of the discharge port of the vent hole is smaller than the opening area of the receiving port, the flow rate at the time of discharge can be increased as compared with the flow rate at the time of introducing outside air into the vent hole. That is, the flow rate of the outside air flowing toward the motor body can be increased as compared with the flow rate of the outside air flowing around the cooling fan. As a result, cold outside air can be continuously introduced toward the motor body, and the heat radiated from the motor body can be efficiently exchanged with the outside air, so that the inside of the cooling device can be efficiently cooled. Can do.
請求項２に記載した発明は、前記通気孔の開口面積は、前記受入口から前記吐出口に向かうにつれ漸次小さくなるように形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、通気孔の開口面積が、受入口から吐出口に向かうにつれ漸次小さくなるように形成されているため、通気孔に導入された外気の流速を除々に増加させることができる。これにより、外気の流れの衝突を抑制することができるため、通気孔内を流れる外気の流量を一定に維持した状態で、外気の流速を効率良く増加させることができる。したがって、モータ本体に向けて外気をよりスムーズに導入することができ、モータ本体から発生する熱と外気とを効率良く熱交換させることができるため、冷却装置内部を効率良く冷却することができる。
The invention described in
According to this configuration, since the opening area of the vent hole is formed so as to gradually decrease from the receiving port toward the discharge port, the flow rate of the outside air introduced into the vent hole can be gradually increased. Thereby, since the collision of the flow of the outside air can be suppressed, the flow rate of the outside air can be efficiently increased in a state where the flow rate of the outside air flowing through the vent hole is kept constant. Therefore, the outside air can be introduced more smoothly toward the motor body, and the heat generated from the motor body and the outside air can be efficiently exchanged with heat, so that the inside of the cooling device can be efficiently cooled.
請求項３に記載した発明は、前記リブは、前記回転軸の軸方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、リブを回転軸の軸方向に対して傾斜して設けることで、冷却ファンが回転することにより、隣接するリブ間を外気が流れやすくなり、通気孔を通過する外気の流れを促進させることができる。
The invention described in
According to this configuration, by providing the ribs to be inclined with respect to the axial direction of the rotation shaft, the cooling fan rotates, so that the outside air easily flows between the adjacent ribs, and the outside air flows through the vent hole. Can be promoted.
請求項４に記載した発明は、前記リブは、前記受入口から前記吐出口に向かうにつれ漸次小さくなるように形成されている前記通気孔の壁面に沿って、傾斜して設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、回転軸と平行にリブを設けた場合に比べて、外気がファンボス内へ導入される際に外気の流れに衝突が生まれず、損失を低減することができる。これにより、通気孔からモータ本体内部に向けてよりスムーズに外気を導入することができる。したがって、冷却装置内部を効率良く冷却することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the rib is provided so as to be inclined along a wall surface of the vent hole formed so as to gradually become smaller from the receiving port toward the discharge port. Features.
According to this configuration, compared to the case where ribs are provided in parallel to the rotation shaft, when the outside air is introduced into the fan boss, no collision occurs in the outside air flow, and loss can be reduced. Thereby, outside air can be introduced more smoothly from the air hole toward the inside of the motor body. Therefore, the inside of the cooling device can be efficiently cooled.
請求項１〜４に記載した発明によれば、モータ本体内部を効率良く冷却することができるため、ブラシの摩耗や、モータ特性の低下を抑制することができる。さらに、モータ本体内部で発生した熱により、コイル表面に被覆された絶縁被膜が剥がれる虞もないため、コイルを被覆するための絶縁材料を、従来に比べ耐熱性の低い材料に置換することができ、材料コストを低減することができる。 According to the first to fourth aspects of the present invention, since the inside of the motor body can be efficiently cooled, it is possible to suppress wear of the brush and deterioration of the motor characteristics. In addition, since there is no risk of the insulating coating on the coil surface being peeled off due to the heat generated inside the motor body, the insulating material for coating the coil can be replaced with a material having lower heat resistance than before. , Material cost can be reduced.
次に、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において図１の左側を前側（一端側）、図１の右側を後側（他端側）とする。
図１に示すように、ファンモータ（冷却装置）Ｆは、自動車のラジエータを冷却するためのものであって、モータ（モータ本体）１と、このモータ１の回転軸２０の先端に連結され、モータ１の回転に同期して回転自在に支持された冷却ファン５とを備えている。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the left side in FIG. 1 is the front side (one end side), and the right side in FIG. 1 is the rear side (the other end side).
As shown in FIG. 1, a fan motor (cooling device) F is for cooling a radiator of an automobile, and is connected to a motor (motor body) 1 and a tip of a rotating shaft 20 of the
モータ１は、インナーロータ型のブラシ付モータであって、有底筒状のヨーク２内にアーマチュア３が回転自在に支持されている。
ヨーク２は、円筒部１０と底部１１とが一体形成されたものであり、円筒部１０の内周面１０ａには、周方向に分割された複数の瓦状の永久磁石４が等間隔に、かつ隣り合う永久磁石４の極性が互いに逆になるように固定されている。一方、円筒部１０の外周面１０ｂには、モータ１を固定するときに使用される取付片９が突設されている。
The
The
底部１１の径方向中央部には、軸方向外側に向けて突出する軸受けハウジング１２が形成されている。この軸受けハウジング１２は、絞り加工等により底部１１の径方向中央部を軸方向外側に折り曲げて形成されたものであり、軸方向における両端が開放されている。軸受けハウジング１２の内側には、軸受け１３が圧入されている。この軸受け１３には、回転軸２０の一端側が挿入され、回転自在に支持されている。
A bearing housing 12 that protrudes outward in the axial direction is formed at a central portion in the radial direction of the
アーマチュア３は、回転軸２０と、回転軸２０の一端側に外嵌固定されたアーマチュアコア２１と、回転軸２０の他端側に外嵌固定されたコンミテータ（整流子）２３とで構成されている。
アーマチュアコア２１は、鉄心片を積層して製造され、回転軸２０を中心にして放射状に延びる複数のティース２４を有する。ティース２４には、それぞれインシュレータ３６が装着されており、そのインシュレータ３６を介してアーマチュアコイル２２が巻装されている。アーマチュアコイル２２は、インシュレータ３６を介してティース２４に巻線２７が複数回巻回されてなるものである。なお、巻線２７は、銅線が絶縁被膜であるエナメルにより被膜された、いわゆるエナメル線である。
The
The
コンミテータ２３は、回転軸２０の他端側に外嵌固定された円柱形状のものであり、その表面には周方向に沿って導電材で形成された複数のセグメント２５が配設されている。これらセグメント２５は、露出した状態で回転軸２０を中心に放射状に等間隔に配設され、隣接するセグメント２５は互いに絶縁されている。各セグメント２５のアーマチュアコア２１側（一端側）の端部には、径方向外側に折り返す形で突設され先端が径方向内側に折り曲げられたライザ２６が一体成形されている。ライザ２６は、セグメント２５にアーマチュアコイル２２を接続させるためのものであって、アーマチュアコイル２２から引き出された巻線２７の巻き始め端と巻き終わり端とがそれぞれ掛け回わされ、ヒュージングにより固定されている。これにより、セグメント２５とこれに対応するアーマチュアコイル２２とが電気的に接続される。
The
円筒部１０の開口端（他端側）には、これを閉塞するようにエンドブラケット１７が設けられている。エンドブラケット１７は、金属等からなる円板状のものであり、その径方向中央部には軸受けハウジング１８が形成されている。この軸受けハウジング１８は、径方向中央部において、絞り加工等によりエンドブラケット１７を折り曲げて軸方向内側に突設させた後、再び軸方向外側に折り返されて形成されたものであり、径方向の中央部と外側とが区画されている。軸受けハウジング１８内には、回転軸２０の他端側を回転自在に支持する軸受け１９が圧入されている。
An
エンドブラケット１７のファンモータＦ取付状態における下部（図１における下部）には、径方向外側に張り出す張出部５０が形成されている。そして、この張出部５０とヨーク２の周縁との間の隙間は、通気孔５１として形成されており、この通気孔５１からヨーク２内に向けて外気Ｋが導入される。また、エンドブラケット１７の前面側（一端側）には、ホルダステー３０が設けられている。ホルダステー３０は、樹脂等からなる円板状のものであり、その前面側には複数のブラシホルダ３２が設けられている。ブラシホルダ３２には、それぞれブラシ３４がスプリング３５を介して径方向に向けて付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ３４の先端部は、スプリング３５によって付勢されているためコンミテータ２３のセグメント２５に摺接している。
A projecting
また、各ブラシ３４は、図示しないピグテールを介して図示しないターミナルにそれぞれ接続されている。これらターミナルは、図示しないコネクタと電気的に接続されており、このコネクタを介して外部電源からブラシ３４へ電流が供給されるようになっている。そして、ブラシ３４に供給された電流が、ブラシ３４からコンミテータ２３へと供給されるようになっている。
Each
一方、底部１１の前面側であって、軸受けハウジング１２の径方向外側には、軸受けハウジング１２の周囲を軸方向外側（一端側）に折り曲げて形成された凹部１５が形成されている。この凹部１５内には、軸受けハウジング１２の周囲を囲むようにウォータシールドリング１６が設けられている。このウォータシールドリング１６は、円筒状のものであり、凹部１５内に嵌入される内輪部２８と、内輪部２８より内径が拡大された外輪部２９と、外輪部２９の先端に形成され、径方向外側に張り出すフランジ部３７とを備えている。
また、凹部１５の径方向外側には、周方向に沿って複数の通気孔３３が形成されている。これら通気孔３３は、底部１１を切り起こして形成されたものであり、ヨーク２内に導入された外気Ｋ１は、通気孔３３を通ってヨーク外へ放出される。
On the other hand, on the front side of the
A plurality of vent holes 33 are formed on the outer side in the radial direction of the
ここで、図１〜４に示すように、モータ１の前面側には、これを覆うように冷却ファン５が設けられている。この冷却ファン５は、ヨーク２の外周面を前面から覆うように設けられた有底筒状のファンボス４０と、ファンボス４０の円筒部４２から径方向外側に向けて放射状に延出する複数のファンブレード４１とを備えている。
Here, as shown in FIGS. 1-4, the cooling
ファンボス４０は、樹脂等からなる有底筒状のものであって、円筒部４２と底部４４とが一体形成されたものであり、円筒部４２と底部４４との間は、面取りが施された面取り部４５として構成されている。円筒部４２の外周面には、周方向に沿って複数（例えば、７枚）のファンブレード４１が一体形成されている。
The
底部４４の径方向中央部には、ファンボス４０内（軸方向内側）に向けて突出するボス部４６（図１，２参照）が形成されている。ボス部４６は、ファンボス４０の底部４４側（基端側）に形成された大径部６０と、先端側に形成され大径部６０より外径が縮小した小径部６１とで構成されている。ボス部４６の径方向中央部には、底部４４の厚さ方向に貫通する貫通孔４９が形成されている。この貫通孔４９には、小径部６１の軸方向内側における端面が、上述した軸受けハウジング１２内における軸受け１３の内輪側の端面に当接した状態で、モータ１の回転軸２０の一端が挿入されている。そして、ファンボス４０における底部４４はボルト６２によって回転軸２０に締結固定されている。これにより、モータ１と冷却ファン５とが連結され、軸線回りに共回りするようになっている。
A boss portion 46 (see FIGS. 1 and 2) that protrudes toward the inside of the fan boss 40 (in the axial direction) is formed at the center portion in the radial direction of the
また、底部４４の後面側には、軸方向に突出するウォータシールドリング部４７（図１，２参照）が、ボス部４６を囲むようにして形成されている。具体的には、ウォータシールドリング部４７とボス部４６との間に、ウォータシールドリング１６を取り囲むように設けられており、ウォータシールドリング部４７とボス部４６との間にフランジ部３７が臨むように配されている。したがって、ウォータシールドリング部４７及びフランジ部３７、大径部６０の間がラビリンス状に構成されることになり、モータ１と冷却ファン５との間に浸入してきた水等が軸受けハウジング１２からモータ１内（ファンモータＦ内部）へ浸入することを防ぐことができる。
Further, a water shield ring portion 47 (see FIGS. 1 and 2) protruding in the axial direction is formed on the rear surface side of the
ウォータシールドリング部４７の径方向外側には、ファンボス４０を周方向及び軸方向、径方向に対して補強するリブ５２がファンボス４０に一体形成されている。このリブ５２は、環状リブ４８と、第１リブ５５と、第２リブ５６とで構成されている。
環状リブ４８は、ウォータシールドリング部４７の周囲を取り囲むように、軸方向内側に向けて突出形成されている。
On the radially outer side of the water
The
第１リブ５５は、底部４４の後面側において、突出する矩形棒状のものである。そして、第１リブ５５は、その先端部分において環状リブ４８と交差しており、第二リブ５６に連結されている。
第２リブ５６は、ファンボス４０における円筒部４２の内周面に沿って形成される短形棒状のものであり、回転軸２０と平行に円筒部４２の開口端近傍まで延出している。
The
The
ここで、図１〜４に示すように、隣接する第２リブ５６間の基端部には通気孔３９が形成されている。通気孔３９は、冷却ファン５外に流れる外気Ｋ（図１，４参照）のうち、ファンボス４０に向けて流れる外気ＫをファンモータＦ内部へ導入させるものであり、各第２リブ５６におけるファンボス４０の回転方向（図２，４中白抜き矢印）に対向する端面５６ａ側に配されている。
Here, as shown in FIGS. 1 to 4, a
この通気孔３９は、ファンボス４０の底部４４を厚さ方向（回転軸２０の軸方向）に向けて貫通した開口部円形の貫通孔であり、その吐出口（底部４４の後面側）３９ｂの内径Ｄ２が、受入口（底部４４の前面側）３９ａの内径Ｄ１に比べ小さく形成されている（Ｄ１＞Ｄ２）。つまり、吐出口３９ｂの開口面積が、受入口３９ａの開口面積に比べ小さく形成されている。具体的には、受入口３９ａから吐出口３９ｂ（軸方向内側）に向かうにつれ、開口面積が漸次小さくなるような断面視台形状に形成されている。つまり、受入口３９ａから吐出口３９ｂに向かうにつれて外気Ｋの流路が狭められている。
The
次に、図１〜４に基づいて、モータの冷却方法について説明する。具体的には、ファンモータＦ内に導入される外気Ｋの流れ（図中実線矢印Ｋ）について説明する。
図１〜４に示すように、アーマチュアコイル２２に電流が流れると回転軸２０が回転し、これに同期して回転軸２０の一端に連結された冷却ファン５も回転する（図２，４中白抜き矢印参照）。冷却ファン５が回転すると、ファンモータＦの軸方向に沿って外気Ｋが送風され、ラジエータとの間で熱交換が行われラジエータが冷却されるようになっている。また、自動車が走行し始めると、ファンモータＦの周囲では相対的にファンモータＦに向けて外気Ｋが流れることになる。
Next, a method for cooling the motor will be described with reference to FIGS. Specifically, the flow of outside air K introduced into the fan motor F (solid arrow K in the figure) will be described.
As shown in FIGS. 1 to 4, when current flows through the
そして、ファンモータＦに向けて流れる外気Ｋのうち、ファンボス４０に向けて流れる外気Ｋは、ファンボス４０に形成された通気孔３９を通ってファンボス４０内、つまりモータ１に向けて導入される。一方、ファンモータＦに向けて流れる外気Ｋのうち、冷却ファン５の回転により生じた外気Ｋは、ファンブレード４１間を通過してエンドブラケット１７の張出部５０とヨーク２との間に形成された通気孔５１からモータ１内部に導入される。
Out of the outside air K flowing toward the fan motor F, the outside air K flowing toward the
通気孔５１からモータ１内部に導入された外気Ｋ１（モータ１の後側から導入された外気Ｋ）は、モータ１内部においてブラシホルダ３２やアーマチュア３に倣って流れ、ファンモータＦの前面（ヨーク２の底部１１側）側に向かって流れる。その後、外気Ｋ１は、ヨーク２の底部１１に形成された通気孔３３から放出され、ファンボス４０の底部４４とヨーク２の底部１１との間において径方向外側に向かって流れる。この時、モータ１内部、例えばアーマチュアコイル２２等で発生した熱が放熱され、この熱と外気Ｋ２との間で熱交換が行われることで、モータ１内の冷却を行うことができる。
The outside air K1 introduced into the
ところで、通気孔５１からモータ１内部に導入された外気Ｋ１は、モータ１内部で熱交換が行われた後にヨーク２の通気孔３３から放出されるため、通気孔３３から放出される際にはある程度の熱気となって放出される。この時、熱気となって放出された外気Ｋ１が、ヨーク２とファンボス４０との間で滞留すると、ファンモータＦの冷却効率が低下する。
By the way, the outside air K1 introduced into the
そこで、図１，４に示すように、ファンモータＦの周囲を流れる外気Ｋのうち、通気孔３９を通過する外気Ｋは、ファンボス４０の前面側の受入口３９ａから導入され、後面側の吐出口３９ｂから吐出されてファンボス４０内に導入される。この時、通気孔３９内では、受入口３９ａから吐出口３９ｂ（軸方向内側）に向けて流路が漸次狭くなるように形成されているため、通気孔３９の受入口３９ａから導入された外気Ｋ２は、通気孔３９内を流れる外気Ｋの流量を一定に維持した状態で、次第に流速が増加する。また、自動車の走行中やファンモータＦの回転中において、ファンボス４０内（ファンボス４０とヨーク２との間）は負圧となるため、通気孔３９を通過する外気Ｋは、ファンボス４０内へ吸込まれるように導入されていく。
Therefore, as shown in FIGS. 1 and 4, out of the outside air K flowing around the fan motor F, outside air K passing through the
そして、通気孔３９を通過した外気Ｋ２は、ヨーク２表面に沿って、ファンボス４０の開口端へ向けて流れる。この時、通気孔３９から導入された外気Ｋ２は、上述したヨーク２の通気孔３３から放出された外気Ｋ１を取り去り、ヨーク２表面に沿って流れていく。つまり、通気孔３３から放出されヨーク２とファンボス４０との間で滞留する外気Ｋ１は、通気孔３９から導入された外気Ｋ２とともにヨーク２表面に沿って流れ、ファンボス４０の開口端から外方へ放出される。
Then, the outside air K <b> 2 that has passed through the
ここで、ヨーク２表面に沿って、ファンボス４０の開口端へ向かって流れる外気Ｋ２は、隣接する第２リブ５６間を伝わりながらヨーク２の底部１１及び円筒部１０に沿ってスムーズに流れていき、ファンボス４０の開口端から放出される。この時、モータ１内で発生し、ヨーク２の底部１１及び円筒部１０の外周面から外方に向かって放熱される熱と、ヨーク２表面を流れる外気Ｋ２との間でも熱交換が行われ、ファンモータＦ内の冷却を行うことができる。
Here, the outside air K2 flowing toward the opening end of the
したがって、上述の実施形態によれば、冷却ファン５の周囲を軸方向に沿って流れる外気Ｋのうち、ファンボス４０に向かって流れる外気Ｋは、ファンボス４０の底部４４に形成された通気孔３９を通過し、ファンボス４０内に導入される。この時、隣接する第２リブ５６間に通気孔３９が設けられているため、通気孔３９を通過した外気Ｋ２は、第２リブ５６間を通ってスムーズにモータ１に向けて案内される。
特に、通気孔３９の吐出口３９ｂの開口面積が、受入口３９ａの開口面積より小さく形成されているため、通気孔３９への外気Ｋの導入時の流速に比べ、通気孔３９から吐出時の流速を増加させることができる。つまり、モータ１に向けて流れる外気Ｋ２の流速を、冷却ファン５の周囲を流れる外気Ｋの流速に比べて増加させることができる。これにより、モータ１に向けて冷たい外気Ｋ２を連続的に導入することができるため、ヨーク２とファンボス４０との間に滞留する外気Ｋ１を効率良く取り去り、ファンボス４０の外方に向けて送り出すことができる。つまり、モータ１から放熱された熱と外気Ｋ２とを効率良く熱交換することができるため、ファンモータＦ内部を効率良く冷却することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the outside air K that flows toward the
In particular, since the opening area of the
また、通気孔３９の開口面積が、受入口３９ａから吐出口３９ｂに向かうにつれ漸次小さくなるように形成されているため、通気孔３９に導入された外気Ｋの流速を除々に増加させることができる。これにより、外気Ｋの流れの衝突を抑制することができるため、通気孔３９内を流れる外気Ｋの流量を一定に維持した状態で、外気Ｋ２の流速を効率良く増加させることができる。したがって、モータ１に向けて外気Ｋをよりスムーズに導入することができ、ヨーク２とファンボス４０との間に滞留する外気Ｋ１を効率良く取り去ることができるため、ファンモータＦ内部を効率良く冷却することができる。
Further, since the opening area of the
このように、ファンモータＦ内部を効率良く冷却することができるため、ブラシ３４の摩耗や、モータ特性の低下を抑制することができる。さらに、アーマチュアコイル２２を被覆するための絶縁材料を、従来に比べ耐熱性の低い材料に置換することができるので、材料コストを低減することができる。
また、通気孔３９の内径を拡大し過ぎることがないため、ファンモータＦ内部への水等の浸入を防ぐことができ、ファンモータＦ内部における電気的接続部の短絡も防止することができる。
Thus, since the inside of the fan motor F can be efficiently cooled, wear of the
Further, since the inner diameter of the
次に、図５，６に基づいて本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、ファンボスに形成された第２リブや通気孔の構成について相違しているため、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
図５，６に示すように、本実施形態のリブ１５２は、第２リブ１５６が、その基端部から先端部にかけて回転軸２０の軸方向に対して傾斜して形成されている。具体的には、各第２リブ１５６は、ファンボス４０の底部４４に対して冷却ファン５の回転方向（図５，６中白抜き矢印）に沿う方向に向けて傾斜しており、円筒部４２の内周面において互いに平行になるように形成されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. In the present embodiment, since the configurations of the second ribs and vent holes formed on the fan boss are different, the same configurations as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
As shown in FIGS. 5 and 6, the
そして、隣接する第２リブ１５６間の基端部には、通気孔１３９が形成されている。この通気孔１３９は、ファンボス４０の底部４４を厚さ方向（回転軸２０の軸方向）に向けて貫通した開口部円形の貫通孔であり、その吐出口（底部４４の後面側）１３９ｂの内径Ｄ４が、受入口（底部４４の前面側）１３９ａの内径Ｄ３に比べ小さく形成されている（Ｄ３＞Ｄ４）。つまり、吐出口１３９ｂの開口面積が、受入口１３９ａの開口面積に比べ小さく形成されている。具体的には、通気孔１３９は、上述した第２リブ１５６と同様に、ファンボス４０の前面側から後面側（軸方向内側）にかけて回転方向に沿う方向に向けて傾斜しており、受入口１３９ａから吐出口１３９ｂに向かうにつれ、開口面積が漸次小さくなるような断面視台形状に形成されている。すなわち、受入口３９ａから吐出口３９ｂに向かうにつれて外気Ｋの流路が狭められている。さらに、通気孔１３９における第２リブ１５６の端面１５６ａ側の傾斜角θ２と第２リブ１５６の傾斜角θ１とが等しく形成されているとともに、第２リブ１５６の端面１５６ａの基端部と、通気孔１３９の吐出口１３９ｂの周縁とが一致するように配されている。したがって、通気孔１３９は、第２リブ１５６の端面１５６ａと断面視で一直線になる部分を有する。
A
ここで、第２リブ１５６が冷却ファン５の回転方向に沿う方向に向けて傾斜しているため、外気Ｋがファンボス４０内へ導入される際に衝突が生まれず、第２リブ１５６間を通過する外気Ｋの損失が少ない。つまり、ファンボス４０内に導入された外気Ｋ２がファンボス４０内で滞留することなく、軸方向内側に向けてスムーズに流れていくため、ファンボス４０の通気孔１３９を通過した外気Ｋ２は、ファンボス４０の開口端及びヨーク２に向けて積極的に流れていく。
これにより、ファンボス４０とヨーク２との間での外気Ｋ２の流れがスムーズになり、冷却ファン５の周囲を流れる冷たい外気Ｋを連続的に通気孔１３９から導入させることができる。つまり、ファンモータＦ内部やモータ１の周囲に積極的に外気Ｋを導入させることができる。その結果、ヨーク２の通気孔３３から放出され、ファンボス４０とヨーク２との間で滞留する外気Ｋ１を効率良くファンボス４０の外方へ送り出すことができ、ファンモータＦ内部の冷却を効率良く行うことができる。
Here, since the
Thereby, the flow of the outside air K2 between the
したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することに加え、第２リブ１５６を回転軸２０の軸方向に対して傾斜して設けることで、冷却ファン５が回転することにより、隣接する第２リブ１５６間を外気Ｋ２が流れやすくなり、通気孔１３９を通過する外気Ｋ２の流れを促進させることができる。つまり、回転軸と平行にリブを設けた場合に比べて、外気Ｋがファンボス４０内へ導入される際に外気Ｋの流れに衝突が生まれず、損失を低減することができる。これにより、ファンボス４０内に導入された外気Ｋ２がファンボス４０内で滞留することなく、軸方向内側に向けてスムーズに流れていくため、ファンボス４０の通気孔１３９を通過した外気Ｋ２は、ファンボス４０の開口端及びヨーク２に向けて積極的に流れていく。したがって、通気孔１３９からファンモータＦ内部に向けて、冷たい外気Ｋを効率良く導入することができ、ファンモータＦ内部を効率良く冷却することができる。
Therefore, according to the present embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the cooling
さらに、第２リブ１５６の傾斜角θ１と通気孔１３９の傾斜角θ２とが等しく形成されているとともに、第２リブ１５６の端面１５６ａの基端部と、通気孔１３９の吐出口１３９ｂの周縁とが一致するように配されているため、通気孔１３９を通過した外気Ｋ２がスムーズに第２リブ１５６間に案内される。したがって、通気孔１３９からファンモータＦ内部に向けて、冷たい外気Ｋをより効率良く導入することができる。また、通気孔１３９は、第２リブ１５６と同様に冷却ファン５の回転方向に沿う方向に向けて傾斜しているため、通気孔１３９内を通過する外気Ｋを効率良くファンモータＦ内へ導入することができる。
Further, the inclination angle θ1 of the
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
上述の実施形態では、通気孔の開口面積が吐出口に向かうにつれ漸次縮小する構成について説明したが、通気孔における吐出口の開口面積は、受入口の開口面積に比べて小さく形成されていれば適宜設計変更が可能である。例えば、受入口から吐出口に向かうにつれ段々と開口面積が小さくなるような構成にしてもよい。
さらに、上述の実施形態では、モータ本体としてブラシ付きのインナーロータ型のモータについて説明したが、モータ本体はこれに限られるものではなく、アウターロータ型やブラシレスモータであってもよい。
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the configuration in which the opening area of the vent hole is gradually reduced as it goes to the discharge port has been described. However, if the opening area of the discharge port in the vent hole is formed smaller than the opening area of the receiving port. Design changes can be made as appropriate. For example, the opening area may be gradually reduced from the receiving port toward the discharge port.
Furthermore, in the above-described embodiment, the brushed inner rotor type motor has been described as the motor body. However, the motor body is not limited to this, and may be an outer rotor type or a brushless motor.
１…モータ ２…ヨーク ３…アーマチュア ５…冷却ファン ２０…回転軸 ３９，１３９…通気孔 ３９ａ，１３９ａ…受入口 ３９ｂ，１３９ｂ…吐出口 ４０…ファンボス ４１…ファンブレード ４２…円筒部（周壁） ４６…ボス部 ５６，１５６…第２リブ（リブ）
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該モータ本体の回転軸に連結され、前記モータ本体の回転に同期して回転自在に支持された冷却ファンとを備えた冷却装置において、
前記冷却ファンは、前記モータ本体の前面を覆うように設けられた略有底筒状のファンボスと、該ファンボスの周壁から径方向外側に向けて放射状に延出するファンブレードとを備え、
前記ファンボスの内周面には、前記回転軸が連結されるボス部と、該ボス部から放射状に延出し、前記ファンボスの内周面に沿って形成されたリブとが設けられ、
前記ファンボスの底部であって、隣接する前記リブ間には、前記回転軸の軸方向に貫通する通気孔が形成され、この通気孔における吐出口の開口面積は、受入口の開口面積に比べて小さく形成されていることを特徴とする冷却装置。 A motor body;
In a cooling device including a cooling fan connected to a rotation shaft of the motor body and rotatably supported in synchronization with the rotation of the motor body,
The cooling fan includes a substantially bottomed cylindrical fan boss provided so as to cover the front surface of the motor body, and fan blades extending radially outward from the peripheral wall of the fan boss,
The inner peripheral surface of the fan boss is provided with a boss portion to which the rotating shaft is coupled, and a rib extending radially from the boss portion and formed along the inner peripheral surface of the fan boss,
A vent hole penetrating in the axial direction of the rotating shaft is formed between the adjacent ribs at the bottom of the fan boss, and the opening area of the discharge port in the vent hole is larger than the opening area of the receiving port. The cooling device is characterized by being formed small.
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