JP2010133309A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ部の冷却効率を高めることができる送風装置を提供すること。
【解決手段】内周面に界磁石（永久磁石）１４ｂが取り付けられると共に、一方端が開放し且つ周面に排気開口１９が形成されたハウジング（ヨーク）１４ａと、ハウジング１４ａの内側に配置された電機子（ステータ）１３とを有するモータ部（ブラシレスモータ）１０により、回転軸１２に固定されると共にモータ部１０を内包し且つ排気開口１９から流出した空気を通過させる通気開口３０が形成されたディスク部２１と、ディスク部２１の外縁部（連結リング部）２５から軸方向に立設してこのディスク部２１を取り囲む多数の羽根部２２とを有するファン部２０を回転駆動し、モータ部１０に吸込んだ空気をファン部２０の内側から外側に向けて送風する送風装置１であって、ハウジング１４ａは、開放端部１７からディスク部２１の内周面２４ｂに向かって延びるフランジ部１８を有し、フランジ部１８とディスク部２１の内周面２４ｂとの間に隙間をなくした。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ部に吸い込んだ空気を、このモータ部で回転駆動するファン部内側から外側に向けて送風する送風装置に関するものである。

従来から、モータ部とこのモータ部をディスク部で内包したファン部とを備え、モータ部によりファン部を回転駆動して送風する送風装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この送風装置では、モータ部が一方端が開放したハウジングを有し、この開放端部からハウジング内に空気を吸い込んでこのハウジング内の電機子を冷却し、その後ハウジングの周面に形成された排気開口を介して空気を排出する。排出された空気はハウジングとディスク部との間に流れ、このディスク部に形成された通気開口を介してファン部の外側に流出する。
実公平７−３３５７８号公報

ところで、上述の送風装置では、ハウジングの開放端部とファン部のディスク部との間に隙間が開いている。そのため、ハウジングの開放端部に向かって流れた空気の一部は、ハウジングとディスク部との間に入り込み、ハウジング内に流れ込むことなくファン部の外側に流出することがあった。そのため。電機子の冷却効率が低下すると言う問題が生じていた。

そこで、この発明は、モータ部の冷却効率を高めることができる送風装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、この発明に係る送風装置は、モータ部によりファン部を回転駆動し、前記モータ部に吸い込んだ空気を前記ファン部の内側から外側に向けて送風する送風装置であって、前記モータ部は、内周面に界磁石が取り付けられると共に、一方端が開放し且つ周面に排気開口が形成されたハウジングと、該ハウジングの内側に配置された電機子と、前記ハウジング及び前記電機子を貫通すると共に前記ハウジング又は前記電機子のいずれか一方が固定される回転軸と、を有し、前記ファン部は、前記回転軸に固定されると共に前記モータ部を内包し且つ前記排気開口から流出した空気を通過させる通気開口が形成されたディスク部と、該ディスク部の外縁部から軸方向に立設してこのディスク部を取り囲む多数の羽根部と、を有し、前記ハウジングは、開放端部から前記ディスク部の内周面に向かって延びるフランジ部を有し、該フランジ部と前記ディスク部の内周面との間に隙間をなくしたことを特徴とする。

よって、本発明の送風装置においては、ハウジングの開放端部からディスク部の内周面に向かって延びるフランジ部を設け、このフランジ部とディスク部の内周面との間に隙間をなくした。
すなわち、ディスク部によりハウジングの開放端部とファン部のディスク部との間に生じる隙間がフランジ部により閉塞され、上記開放端部に向かって流れ込む空気を、全てハウジング内に流入することができる。この結果、モータの冷却効率を高めることができる。

以下、本発明の送風装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の送風装置を示す縦断面図である。

図１に示す電動ファン装置（送風装置）１は、図外の自動車のラジエータやコンデンサ等の冷却を行うために用いられるものである。この電動ファン装置１は、ブラシレスモータ（モータ部）１０と、このブラシレスモータ１０により回転駆動されるシロッコファン（ファン部）２０とを備えている。

ブラシレスモータ１０は、電気回路基板１１から回転可能に立設した回転軸１２と、この回転軸１２と同軸に設けられたステータ（電機子）１３と、回転軸１２に一体的に設けられると共に電気回路基板１１と所定のクリアランスをあけてステータ１３の周囲を回転するロータ１４とを有している。すなわち、このブラシレスモータ１０は、回転子であるロータ１４が固定子であるステータ１３の外方に配置された、いわゆるアウタロータ型ブラシレスモータとなっている。

電気回路基板１１は、図示しない駆動回路や制御回路等の配線パターンや、電解コンデンサ１１ａ等が設けられ、回路保護ケース１１ｂ内に収容されている。この回路保護ケース１１ｂのアッパケース１１ｂ´にはボス部１１ｃが形成され、このボス部１１ｃには回転軸１２の一端部１２ａが挿入されている。

回転軸１２は、回路保護ケース１１ｂのボス部１１ｃから立ち上がった軸保持部１１ｄに軸受部１２ｂを介して回転自在に保持されており、これにより、この回転軸１２は、電気回路基板１１に対して回転可能に立設している。なお、回路保護ケース１１ｂ内に挿入された回転軸１２の一端部１２ａには、センサ磁石１５が固定されている。このセンサ磁石１５は、電気回路基板１１に実装された図示しないホール素子と協働して後述するロータ１４の永久磁石１４ｂの回転位置を検出するようになっている。

ステータ１３は、金属薄板を積層させたコア１３ａと、このコア１３ａに巻かれたコイル１３ｂとを有している。ここで、コア１３ａは、軸受部１２ｂを介して回転軸１２を回転自在に支持する軸保持部１１ｄの外周に固定されている。これにより、ステータ１３は、回転軸１２と同軸に設けられることとなる。

ロータ１４は、ステータ１３を覆うヨーク（ハウジング）１４ａと、ヨーク１４ａの内側に保持された複数の永久磁石（界磁石）１４ｂとを有している。

ヨーク１４ａは、円筒状の本体部１６ａと、この本体部１６ａの一方の端部を閉鎖する閉鎖面部１６ｂと、本体部１６ａと閉塞面部１６ｂとの間を面取りするように傾斜した傾斜面部１６ｃと、本体部１６ａの他方の端部である開放端部１７から後述するディスク部２１の内周面２４ｂに向かって延びるフランジ部１８とを有している。

そして、このヨーク１４ａは、開放端部１７を回路保護ケース１１ｂに向けると共に、この回路保護ケース１１ｂと開放端部１７との間に所定の間隔をおいた状態で、閉鎖面部１６ｂの中心部１６ｂ´が回転軸１２に貫通固定されている。ここで、フランジ部１８は、回転軸１２の軸方向と直交する方向に延在され、ディスク部２１に向かってつば状に張り出している。このため、このフランジ部１８は回路保護ケース１１ｂのアッパケース１１ｂ´上面に対して平行になり、このアッパケース１１ｂ´上面と干渉することはない。さらに、ヨーク１４ａの閉鎖面部１６ｂ及び傾斜面部１６ｃには、それぞれ複数の排気開口１９が形成されている。この排気開口１９は、保護ケース１１ｂとヨーク１４ａの開放端部１７の隙間から流れ込み、ステータ１３とロータ１４との間、すなわちヨーク１４ａの内部を通った空気が排出される部分である。

一方、複数の永久磁石１４ｂは、ステータ１３を取り巻くヨーク１４ａの本体部１６ａの内周面に、この本体部１６ａの周方向に沿って相異なる磁極を交互に配列された状態で取り付けられている。これにより、ロータ１４は、回転軸１２及びステータ１３と同軸的に配置されると共に、永久磁石１４ｂとステータ１３との磁気相互作用により、ヨーク１４ａの開放端部１７と回路保護ケース１１ｂとの間に間隔をおいた状態で、回転軸１２と一体的に回転可能となっている。すなわち、ロータ１４は、回転軸１２に一体的に設けられると共に、回路保護ケース１１ｂ内の電気回路基板１１と所定の間隔をあけてステータ１３の周囲を回転する。

シロッコファン２０は、回転軸１２に固定されると共にブラシレスモータ１０を内包したディスク部２１と、このディスク部２１の後述する連結リング部２５の外縁部２５ａから軸方向に立設した多数の羽根部２２とを有している。

ディスク部２１は、回転軸１２に固定される軸結合部２３と、この軸結合部２３の周囲から延びる湾曲面部（周面部）２４と、この湾曲面部２４の端部２４ａから外方に延びる連結リング部２５とを有している。

軸結合部２３は、回転軸１２が貫通固定される貫通孔２３ａを有する円筒形状を呈している。なお、この軸結合部２３の外周面と湾曲面部２４の外周面との間には、複数の補強片２３ｂが形成されている。

湾曲面部２４は、軸結合部２３を中心とすると共に、回路保護ケース１１ｂに向かうに連れて次第に外径が大きくなるドーム形状を呈しており、回路保護ケース１１ｂ側に開放している。そして、この湾曲面部２４には、周方向に所定の間隔をおいて並ぶ複数の通気開口３０が形成されると共に、端部２４ａの内周面２４ｂから内側に突出形成された複数の補強リブ２４ｃが設けられている。

さらに、湾曲面部２４の内側にはブラシレスモータ１０が配置されるが、このとき、ヨーク１４ａのフランジ部１８と湾曲面部２４の内周面２４ｂとの間に隙間が生じない状態でヨーク１４ａが嵌合される。なお、フランジ部１８と補強リブ２４ｃとが干渉しないようにフランジ部１８には図示しない切込みが設けられており、フランジ部１８が湾曲面部２４の内側に嵌合した際に、この切込みに補強リブ２４ｃが嵌入する。

各通気開口３０は、ヨーク１４ａに形成された複数の排気開口１９から流出した空気が通る部分であり、各通気開口３０の回路保護ケース１１ｂからの軸方向位置は、排気開口１９の回路保護ケース１１ｂからの軸方向位置よりも、ヨーク１４ａの開放端部１７に近い位置になっている。つまり、ディスク部２１に形成された通気開口３０はヨーク１４ａに形成された排気開口１９よりも下側に配置される。

連結リング部２５は、湾曲面部２４の端部から次第に水平になるように傾斜しており、外縁部２５ａが多数の羽根部２２の根元部２２ａと一体になっている。

多数の羽根部２２は、それぞれディスク部２１の連結リング部２５の外縁部２５ａに根元部２２ａが固定され、この外縁部２５ａの周方向へ相互に間隔をおいて配置されると共に、回転軸１２と平行に延びるように形成されている。なお、各羽根部２２の先端部２２ｂは、リング部材２２ｃにより連結されている
次に、実施例１の送風装置における作用を説明する。

実施例１の電動ファン装置１では、回転軸１２に固定されたセンサ磁石１５により検出されたロータ１４の永久磁石１４ｂの位置に基づいて、電気回路基板１１からステータ１３のコイル１３ｂに交番的に通電される。これにより、ロータ１４の永久磁石１４ｂに回転磁界が発生し、ヨーク１４ａと回転軸１２とシロッコファン２０とが一体的に回転する。

このとき、シロッコファン２０の回転に伴って、ヨーク１４ａの開放端部１７及びシロッコファン２０のディスク部２１の連結リング部２５と、回路保護ケース１１ｂとの間の空間（以下、吸込空間という）Ｓ１が高圧になり、ディスク部２１と複数の羽根部２２との間の空間（以下、排気空間という）Ｓ２が負圧になる。

そのため、高圧である吸込空間Ｓ１から、負圧である排気空間Ｓ２に向かって空気が移動する流れが生じる。また、外気からの空気が多数の羽根部２２の先端部２２ｂ側から吸い込まれ、緩斜面部２４に沿って流れて排気空間Ｓ２に流れ込む。

このとき、吸込空間Ｓ１からの空気は、回路保護ケース１１ｂに向けて開放したヨーク１４ａの開放端部１７から、ヨーク１４ａの本体部１６ａ内に流入し、閉鎖面部１６ｂ及び傾斜面部１６ｃに形成された複数の排気開口１９から排出された後に、ディスク部２１に形成された複数の通気開口３０を経て排気空間Ｓ２へと移動することとなる。

ここで、開放端部１７に形成されたフランジ部１８は、ディスク部２１の湾曲面部２４の内周面２４ｂとの間に隙間なく嵌合している。そのため、ヨーク１４ａとディスク部２１との間がフランジ部１８により閉塞され、吸込空間Ｓ１に流れ込んだ空気は全てヨーク１４ａの本体部１６ａ内に流入する。これにより、ヨーク１４ａの内側に配置されたステータ１３を直接冷却でき、放熱が効果的に行われ冷却効率の向上を図ることができる。

さらに、上述の実施例１の送風装置では、通気開口３０の回路保護ケース１１ｂからの軸方向位置は、排気開口１９の回路保護ケース１１ｂからの軸方向位置よりも、ヨーク１４ａの開放端部１７に近い位置になっている。そのため、結露等によりディスク部２１の湾曲面部２４外表面に生じた水滴が、この湾曲面部２４に沿って流れ落ちて通気開口３０内に入り込んだ場合であっても、この通気開口３０のよりも軸方向位置が高くなっている排気開口１９内に水滴が入ることはない。そのため、ロータ１４ａ内での氷結が生じることがなく、回転ロックの発生を防止することができる。

以上、この発明にかかる実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施例１に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。

例えば、上述の実施例１では、ブラシレスモータ１０が永久磁石１４ｂを保持したヨーク１４ａが回転するアウタロータ型ブラシレスモータとなっているが、コイル１３ｂが巻かれたコア１３ａが回転するインナロータ型ブラシレスモータであってもよい。この場合、ヨーク１４ａの開放端部１７から延在されたフランジ部１８とディスク部２１の内周面２４ｂとの間には僅かな間隙を設ける。これにより、ヨーク１４ａとディスク部２１との間に空気が流れ込むことを防止しつつ、シロッコファン２０の円滑な回転を確保することができる。

さらに、上述の実施例１では、電動ファン装置１が自動車のラジエータ等の冷却用に用いられるものを示したが、本発明に係る電動ファン装置１は、自動車用のものに限定されるものではなく、電車等の他の車両や、車両以外の産業機器等に用いることも可能である。

実施例１の送風装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 電動ファン装置（送風装置）
１０ ブラシレスモータ（モータ部）
１２ 回転軸
１３ ステータ（電機子）
１４ａ ヨーク（ハウジング）
１４ｂ 永久磁石（界磁石）
１７ 開放端部
１８ フランジ部
１９ 排気開口
２０ シロッコファン（ファン部）
２１ ディスク部
２２ 羽根部
２４ｂ 内周面
３０ 通気開口

Claims (2)

1. モータ部によりファン部を回転駆動し、前記モータ部に吸い込んだ空気を前記ファン部の内側から外側に向けて送風する送風装置であって、
   前記モータ部は、内周面に界磁石が取り付けられると共に、一方端が開放し且つ周面に排気開口が形成されたハウジングと、該ハウジングの内側に配置された電機子と、前記ハウジング及び前記電機子を貫通すると共に前記ハウジング又は前記電機子のいずれか一方が固定される回転軸と、を有し、
   前記ファン部は、前記回転軸に固定されると共に前記モータ部を内包し且つ前記排気開口から流出した空気を通過させる通気開口が形成されたディスク部と、該ディスク部の外縁部から軸方向に立設してこのディスク部を取り囲む多数の羽根部と、を有し、
   前記ハウジングは、開放端部から前記ディスク部の内周面に向かって延びるフランジ部を有し、該フランジ部と前記ディスク部の内周面との間に隙間をなくしたことを特徴とする送風装置。
2. 請求項１に記載された送風装置において、
   前記通気開口の軸方向位置は、前記排気開口の軸方向位置よりも前記ハウジングの開放端部に近いことを特徴とする送風装置。
   

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