JP2012505990A - 車両用ファン装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両用ファン装置であって、該ファン装置が、制御装置と、前記ファン装置の換気装置を作動させるためのモータとを有している形式のものにおいて、前記モータ及び制御装置が、前記換気装置の共通の空気流を介して冷却可能であるように、ファン装置が形成されていることを特徴とする。

Description

背景技術
本発明は、車両、例えば自動車に設けられた空調設備若しくはファン設備に接続するためのファン装置に関する。

通常は、ファン装置のモータに、内部冷却するための十分な空気を供給することが必要とされている。この冷却空気は、一般に空気通路を介して供給され、この空気通路は、モータケーシングと、顧客側のファン設備若しくは空調設備との間の接続部を形成する。

更に、車両のファン装置を制御するための制御装置を冷却する必要がある。このためには、制御装置の冷却体装置が一般にファン装置のファンケーシングの壁に挿入され、そこで冷却体装置は直接にファンの接線方向の空気流内に位置している。択一的に制御装置は、ファン装置の換気装置のすぐ近く又は下位に配置されてよく、これにより、冷却体は換気装置の半径方向の空気流内に位置している。

そこで本発明に基づき、制御装置及びモータの改善された冷却を伴うファン装置が提供される。

本発明に基づく、特に車両用のファン装置は、制御装置と、ファン装置の換気装置を作動させるためのモータとを有しており、このモータと制御装置とが、１つの共通の空気流を介して冷却可能であるように、ファン装置が形成されている。

このようなファン装置は、制御装置とモータとを適宜冷却するために、別個の措置を講じる必要がない、若しくは別個のインタフェースを用意する必要がない、という利点を有している。

これにより、製作コスト及び組立コストが低下され得る。更に、顧客側のファン設備若しくは空調設備に対する適合が、著しく簡単になる。本発明によるファン装置は更に、モータ及び制御装置の冷却が既に統合されているモジュールを提供する。

別の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

本発明による１構成では、制御装置が換気装置の後ろ若しくは下位に配置されている。このことは制御装置が、換気装置によって形成される空気流にネガティブな影響を及ぼす恐れはない、という利点を有している。

本発明による別の１構成では、ファン装置が空気通路案内部を有しており、この空気通路案内部では換気装置の空気流の一部が制御装置に沿って通過案内され、引き続きモータに向かって案内される。このことは、換気装置の空気流の一部によって、制御装置とモータの両方を冷却することができる、という利点を有している。この場合、空気流としては、換気装置から半径方向に流出する空気流の一部が使用され、この空気流は次いで制御装置に向かって流れる。

本発明による更に別の１構成では、空気通路案内部（若しくはモータ及び換気装置も配置されているファン装置のケーシング）が隔壁部材を有しており、この隔壁部材は、制御装置を換気装置からほぼ軸方向で隔離する一方で、当該の隔壁部材は、空気通路案内部若しくはファン装置のケーシングを、ほぼ半径方向で制御装置に対して開放させている。前記の軸方向の隔離は、制御装置が換気装置の空気流にネガティブな影響を及ぼさない、という利点を有している。但し、空気通路案内部若しくはファン装置のケーシングは、半径方向で少なくとも１区分においては、制御装置を換気装置から隔離するのではなく、この領域を開放しているので、例えばほぼ接線方向で流出する換気装置の空気流の一部を、制御装置と、付加的にモータとを冷却するために利用することができる。

接続可能なファンケーシング装置と一緒に示したファン装置の斜視図である。 既に接続されたファンケーシング装置と一緒に示した、別のファン装置の斜視図である。 別個の制御装置位置と一緒に示したファン装置用のファンケーシング装置の斜視図である。 接続可能なファンケーシング装置及び換気装置の下位に配置された制御装置と一緒に示した、更に別のファン装置の斜視図である。 図４に示したファン装置の別の斜視図である。 本発明の１実施形態による、接続されたファンケーシング装置を備えたファン装置の斜視図である。 図６に示したファン装置を、ファンケーシング装置無しで示した斜視図である。 図６に示したファン装置及び接続されたファンケーシング装置の部分断面図である。 図６に示したファン装置及びファンケーシング装置の部分断面図である。 図７に示したファン装置の部分断面図である。

以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。

全ての図面において同一の若しくは同一機能の部材及び装置には−別の記載が無い限り−同一符号が付されている。

まず最初に図１には、従来技術に基づくファン装置１０の斜視図が示されている。この場合、ファン装置１０は換気装置１２を有しており、この換気装置１２は周辺環境から空気を吸い込んで、更に例えば対応配置されたファンケーシング装置１４を介して、車両の空調設備若しくはファン設備へと案内する。空気流を案内するための、例えばファン装置１０を接続することのできる空調設備のケーシング装置は、図１を見やすくする理由から図示されていない。更に、換気措置１２を作動させるモータ１６が設けられている。この場合、このモータ１６は、例えば以下で図３に示したような、外部の制御装置を介して制御可能であるか、又は択一的に、例えば車両に設けられたスイッチの形の、簡単な作動装置を介して制御され得る。

図２には、別のファン装置１０の斜視図が示されている。この場合、このファン装置１０もやはり、換気装置１２を有している。この換気装置１２が周辺環境から空気を吸い込み、次いで空気流は半径方向で換気装置１２からファンケーシング装置１４に流入する。このファンケーシング装置１４は空気流を更に、ファン装置１０に接続された空調設備若しくはファン設備（図示せず）へと案内する。このためにファンケーシング装置１４は、一方の端部に固定フランジ区分１８を有している。この場合、換気装置１２を作動させるためのモータ１６は、例えば対応配置された車両に設けられた１つ又は複数のスイッチの形の、例えば適当な作動装置を介して作動される。例えばモータ１６を精密制御するための制御装置は、本実施形態では設けられていない。

更に図３には、例えば空調設備のファン装置（図示せず）に接続するための、空調設備若しくはファン設備のファンケーシング装置１４の斜視図が示されている。この場合、ファン装置としては、図１に示したようなファンが使用されてよい。この場合は外部の制御装置２０が設けられており、この制御装置２０は別個の制御装置位置で、空調設備の換気装置１２に配置されている。この場合、制御装置２０は空気流によって冷却され、この空気流はファン装置の換気装置から、接続された空調設備若しくはファン設備に向かって流出する。

図４には、従来技術に基づくファン装置１０の別の斜視図が示されている。この場合、このファン装置１０に接続されるファンケーシング装置は、図面を見やすくする理由から図示されていない。図４から判るように、換気装置１２若しくはバケットリング２２の下位には、換気装置１２のモータ１６を制御するための制御装置２０が設けられている。この場合、この制御装置２０は冷却体装置２４として一方の側に、例えばアルミニウム突起等の複数の突起が設けられた面を有しており、これらの突起を介して制御装置２０を冷却することができる。この場合、制御装置２０はその冷却体装置２４と一緒に、換気装置１２の半径方向の空気流内に位置している。

図５には、図４に示したファン装置１０をモータ１６の側から見た図が示されている。冷却体装置２４の突起面の下位には、制御装置２０の電子機器２６と、例えば制御装置２０のための接続コネクタ２８とが設けられている。

ファン装置の従来の実施形態は様々な欠点を有している。つまり、ファン装置と、車両の空調設備若しくはファン設備との間に、車両の空調設備若しくはファン設備に空気、例えば冷却空気を供給するインタフェースを規定し且つ供給せねばならない。

更に、前記インタフェースはＣＷ（時計回り）モータ及びＣＣＷ（反時計回り）モータに関して、一般に種々異なる構造を必要とする。当該インタフェースの形状及び寸法決めについては、顧客とサプライヤとの間で慎重に調整しなければならない。車両に設けられるあらゆる空調設備若しくはあらゆる注文ファン装置は、それぞれ別個の構造を必要とする。更に、冷却性能は、注文ファン装置のどの箇所に空気取出し部（Luftangriff）が配置されるのかということに著しく依存している。クオリティは、注文ファンと一緒に組み立てられないと評価することができない。しかし、このようなインタフェースは、例えばシール性及び製作誤差に関して潜在的な弱点を成しており、構造及び製作に関して大きな手間を要する。

制御装置がファン装置のファンケーシング内の任意の位置に配置されると、モータ冷却用の空気取出し部の場合と同様の欠点が、制御装置の除熱設計において生じる。即ち、制御装置が例えば最適には冷却されないか、又は制御装置はその組込み位置に基づき、換気装置の空気流の不都合な障害を招く。

更に、ファン装置のこのような実施形態の場合は、換気装置が２つの別個の構成群から成っている。この場合、制御装置が換気装置の半径方向の空気流内で、ファン装置のモジュール支持体に配置されると、制御装置を、一方では冷却するために冷却体が十分に空気流内に位置するように構成し、且つ他方では制御装置が限られた構成空間内に収納され得るように構成する必要がある。このことは一般に、特に換気装置の特別な形状に関連して、複雑で手間のかかる構成を生ぜしめる。更に、換気装置の半径方向の空気流に突入する制御装置の冷却体は、空気流の妨害を生ぜしめる。このこともやはり、ファン性能の低下を招く。

そこで本発明に基づき、組み込まれた制御装置２０を備えた、改良されたファン装置１０が提供される。

図６には、本発明による実施形態のファン装置１０を、このファン装置１０のモータ１６の方向から見た斜視図が示されている。この場合ファン装置１０は、例えばほぼ完全に換気装置を取り囲んで配置されたファンケーシング装置１４に結合されている。このファンケーシング装置１４は、別個の部品としてファン装置１０に結合され得るか、又はファン装置１０の部分であってもよい。

この場合、制御装置２０を固定するためには、ケーシング区分内で換気装置の下位に、収容部３２が配置されている。本実施形態では、空気流が換気装置によって吸い込まれ、次いでこの空気流の一部が制御装置２０に沿ってモータ１６に向かって案内され、これにより、モータ１６も例えば同様に冷却される。

図７にはファン装置１０のみが、このファン装置１０に結合可能なファンケーシング装置無しで示されている。この場合は換気装置１２の入口の方向から見たファン装置１０が示されている。この場合、換気装置１２の下位で、制御装置２０がケーシング若しくはケーシング区分３０に設けられた収容部３２内に配置されている。この場合、制御装置２０は軸方向で見て、換気装置１２に対して閉鎖若しくは隔離されている。このことは、隔壁部材３４が、制御装置２０と換気装置１２との間に設けられていることによって達成される。この場合、換気装置１２は制御装置２０に対して半径方向で開放されて形成されている。

前記隔壁部材３４はこのために、例えば少なくとも１つの開口３６を半径方向若しくはほぼ半径方向に有している。このようにして、換気装置１２の空気流が制御装置２０によって妨げられること無しに、換気装置１２の空気流の一部が制御装置２０若しくはこの制御装置２０の冷却体装置２４に向かって流れることができるということが達成される。この場合、制御装置２０は冷却体装置２４として、例えばアルミニウム突起等の複数の突起３８を備えた、例えば１つの面を有しており、前記突起３８は、換気装置１２の空気流によって冷却可能である。但し、別のあらゆる形式の冷却体装置２４が使用され得る。図７に示したものは、純粋に例として挙げたものである。冷却体装置２４の下位には、特に制御装置２０の電子機器２６が設けられてよい。

図８には、本発明によるファン装置１０と、このファン装置１０に結合された外側のファンケーシング装置１４と、収容部３２内の制御装置２０とが、部分的に断面されて示されている。この場合、制御装置２０はその冷却体装置２４の下位に、電子機器２６の他に例えば接続コネクタ装置２８を有している。更に、内部に制御装置２０の配置された収容部３２が、軸方向で換気装置１２に対して、対応する隔壁部材３４によって閉鎖されている。これにより、換気装置１２の配置されている第１の空気通路区分４０と、その上の、制御装置２０の配置されている第２の空気通路区分４２とが形成される。この場合、収容部３２は半径方向を開放されて形成されているので、この収容部３２は制御装置２０と一緒に、例えば接線方向で流出する換気装置１２の空気によって貫流され得る。換言すると、これにより、換気装置１２の空気流を妨げること無しに制御装置２０を適宜冷却するために、一種のアンダーフロア換気が提供される。この場合、両空気通路区分４０，４２が半径方向で互いに接続されるので、換気装置１２の空気流の一部は制御装置２０に向かって流れ、次いでモータ１６に向かって流れることができる。

図９にファン装置１０の断面図を示したように、制御装置２０は前記収容部３２に、この制御装置の冷却体装置２４が接線方向若しくはほぼ接線方向の空気流内に位置するように組み込まれる。更に、前記収容部３２は第２の空気通路区分４２を介してモータケーシングの内室に接続されるので、同時に換気装置１２の空気流の一部を取り出してモータ１６に供給することができ、これにより、このモータ１６を例えば冷却する。

空気通路案内部は、図９に示したように、２つの部分がほぼ対称的に配置されて構成されている。この場合、図９に矢印で示したように、空気はまず最初に換気装置１２を介して吸い込まれる。次いで空気流は、半径方向で換気装置１２から流出する。この場合、空気流の一部、例えば大部分が第１の空気通路区分４０に流入し、そこから更に、接続された外側のファンケーシング装置１４に流入する。このファンケーシング装置１４は、空気流を、例えば接続された空調設備若しくはファン設備に供給する。空気流の別の部分若しくはほぼ接線方向に流出する空気流は、ファン装置１０の第２の通路区分４２に流入する。それというのも、収容部３２は隔壁部材３４によって、換気装置１２に対して軸方向でのみ閉鎖されており、半径方向では閉鎖されていないからである。つまり、空気流は換気装置１２に続いて、例えば開口３６を通って収容部３２に向かって流れるか、若しくは制御装置２０とその冷却体装置２４とに沿って流れ、最後にモータ１６と、例えばこのモータ１６のカーボンブラシとに向かって流れる。これにより、換気装置１２の空気案内が妨げられること無しに、制御装置２０とモータ１６の両方が適宜冷却され得る。

このために換気装置１２は上で説明したように、制御装置２０から軸方向で隔壁部材３４によって隔離されているので、第１及び第２の通路区分４０，４２を通る空気流が、互いにネガティブに影響し合う恐れはない。隔壁部材３４は、本実施形態では図９に示したように、例えば円錐形のベース４４を備えて形成されている。但し、空気案内が制御装置２０に沿ってモータ１６に向かって行われる限りは、平ら若しくは扁平なベース、又は別のあらゆる形状を同様に有していてもよい。ベース４４の他に隔壁部材３４は、例えば付加的に側壁区分４６を有しており、この側壁区分４６は、第２の空気通路区分４２の一部を形成し且つこの第２の空気通路区分４２を、換気装置１２から例えば空調設備等に空気を供給するファンケーシング装置１４から少なくとも部分的に隔離している。

上で説明したように、換気装置１２の空気流の一部は制御装置２０に向かって流れ、そこから外側に向かってモータ１６の方向へ、第２の空気通路区分４２を介して流れる。換気装置１２の空気流の別の部分若しくは本実施形態では大部分は、第１の空気通路区分４０を介して半径方向外側に向かって流れ、そこから例えば接続された車両の空調設備若しくはファン設備に流入する。

図１０には、本発明によるファン装置１０の別の断面図が示されており、この場合、このファン装置１０に接続可能なファンケーシング装置は図示されていない。収容部３２に設けられた制御装置２０は、冷却体装置２４と電子機器２６の他に、例えば接続コネクタ２８を有している。更に、隔壁部材３４の、例えば部分的に周方向を取り囲む側壁部材４６と、円錐形のベース４４とが図示されている。更に、図９に示したのと同様に、換気装置１２から制御装置２０及びモータ１６に至るまでの空気流の経過が、矢印によって空気通路区分４０，４２に沿って示されている。

本発明では、制御装置の除熱と、モータ冷却とが、１つの共通の構造に統合されているので、互いに別個に実現せずに済む。更に、前記構造は、完全にファンモジュール若しくはファン装置に組み込まれている。本発明はこの場合、モータ及び制御装置用の冷却空気を取り出すための、注文空調設備若しくはファン設備に対する特別なインタフェースが最早必要とされない、という利点を有している。これにより、注文に対する組込みインタフェースが、著しく簡単且つ丈夫になる。

本発明によるファン装置の別の利点は、アンダーフロア換気の位置決めが、ファン装置の周面において、注文空調設備若しくは注文ファン設備とは無関係に規定され得る点にある。構成は、注文デザインとは概ね無関係である。特注バージョンの数が減らされる。更に、モータ及び制御装置用の冷却性能は、注文デザインに著しく依存せずに、注文ファン設備無しでも概ね最適化され得る。ほぼ対称的な構成に基づき、この構成は、ＣＷファンとＣＣＷファンとに同様に使用可能である。これにより更に、所要の個別部品の数が著しく減らされる。アンダーフロア換気構造によって更に、規格制御装置のための十分な構成空間が存在している。特別に適合された、複雑な冷却体装置を使用する必要はない。隔壁部材による、換気装置に対する上部被覆によって、半径方向の空気流は遮断され続け、妨げられることはない。更に、アンダーフロア換気は、様々な収容部横断面と、様々なファンケーシング装置の横断面とに関して、比較的丈夫であるということが判った。個別の横断面の構成及び配置を介して、冷却空気流の体積流が付加的に最適化され得る。

この場合、図７に示したように、ファン装置はファンモジュールとして引き渡されることができ、このファンモジュールは後で、顧客側の例えば空調設備のファンケーシング装置に接続され得る。但し、例えば図６に示したように、ファン装置は付加的に、専用のファンケーシング装置を有していてもよく、相応のインタフェースを介して顧客側の空調設備若しくはファン設備に接続され得る。この場合、図６に示したようにファンケーシング装置は、例えば端部において半径方向及び／又は軸方向に拡張された区分を有している。この場合、ファンケーシング装置のこの端部区分は、付加的に車両、例えば自動車の空調設備若しくはファン設備に接続するためのインタフェースとして形成されていてよい。

Claims (10)

1. 車両用ファン装置であって、該ファン装置（１０）が、制御装置（２０）と、ファン装置（１０）の換気装置（１２）を作動させるためのモータ（１６）とを有している形式のものにおいて、
   前記モータ（１６）と制御装置（２０）とが、換気装置（１２）の１つの共通の空気流を介して冷却可能であるように、ファン装置（１０）が形成されていることを特徴とする、車両用ファン装置。
2. 制御装置（２０）が、換気装置（１２）の後ろ若しくは下位に配置されている、請求項１記載のファン装置。
3. 換気装置（１２）の空気流、例えばほぼ接線方向で流出する空気流の一部が、空気通路案内部（４０，４２）を介して制御装置（２０）の傍らを通過して、モータ（１６）に向かって案内される、請求項１又は２記載のファン装置。
4. 前記空気通路案内部（４０，４２）が隔壁部材（３４）を有しており、該隔壁部材が、制御装置（２０）を換気装置（１２）から軸方向で隔離する一方で、当該の隔壁部材（３４）は、空気通路案内部（４０，４２）を半径方向で制御装置（２０）に対して開放させている、請求項３記載のファン装置。
5. 前記空気通路案内部（４０，４２）が、隔壁部材（３４）を有しており、該隔壁部材が、制御装置（２０）を換気装置（１２）から部分的に隔離しており且つ換気装置（１２）が設けられた第１の空気通路区分（４０）を形成しており且つ制御装置（２０）が設けられた第２の空気通路区分（４２）を形成しており、前記両空気通路区分（４０，４２）が互いに接続されている、請求項３又は４記載のファン装置。
6. 制御装置（２０）が、冷却体装置（２４）、例えば少なくとも１つの突起面（３８）を有しており、当該制御装置（２０）が、ファン装置（１０）のケーシング区分（３０）の収容部（３２）に収容可能であり、これにより、前記冷却体装置（２４）に沿って換気装置（１２）の空気流が流れるか、若しくは該空気流により前記冷却体装置（２４）が冷却可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載のファン装置。
7. 空気通路案内部（４０，４２）が、別の設備、例えば空調設備若しくはファン設備に向かって換気装置（１２）の空気流の一部を案内するための、第１の空気通路区分（４０）を有している、請求項３から６までのいずれか１項記載のファン装置。
8. 空気通路案内部（４０，４２）の第１の空気通路区分（４０）が、ファンケーシング装置（１４）に接続可能であり、該ファンケーシング装置が、換気装置（１２）の空気を所定の設備、例えば空調設備若しくはファン設備に案内し、しかも、当該ファンケーシング装置（１４）が、例えばファン装置（１０）の一部であり且つ／又は前記設備の一部である、請求項３から７までのいずれか１項記載のファン装置。
9. 前記隔壁部材（３４）が、制御装置（２０）をほぼ軸方向で換気装置（１２）から隔離するか、若しくは第１の空気通路区分と第２の空気通路区分（４０，４２）とを隔離するベース（４４）を有しており、しかも、前記隔壁部材（３４）が選択的に、換気装置（１２）の空気をファン装置（１０）に接続可能な設備に供給するファンケーシング装置（１４）から、第２の空気通路区分（４２）を少なくとも部分的に隔離する、請求項４から８までのいずれか１項記載のファン装置。
10. ファン装置（１０）が、ＣＷモータ又はＣＣＷモータを有している、請求項１から９までのいずれか１項記載のファン装置。

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