JP2014015908A - Blower unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータとファンとを一体化してケースに収納したブロワユニットに関する。 The present invention relates to a blower unit in which a motor and a fan are integrated and housed in a case.
車載用ブロワユニットなどに使用されるモータでは、ステータとロータ間の磁力を適宜切り替えることによりロータを回転させる。この磁力の切り替えの際に、モータの回転方向に磁気振動が発生し、この磁気振動に起因して電磁騒音が発生する。モータの電磁騒音の周波数は磁力の交番周波数、すなわちモータに印加される交流電圧の周波数で決まる。モータに電磁騒音が発生すると、モータとモータを収納するブロワケースの共振によって電磁騒音が増幅され、図8に示すような特定周波数fmに大きなピークを持つ騒音となる場合がある。図8において、共振時の電磁騒音のレベルが暗騒音のレベルを超えると電磁騒音が大きな問題になる。 In a motor used for a vehicle-mounted blower unit or the like, the rotor is rotated by appropriately switching the magnetic force between the stator and the rotor. When this magnetic force is switched, magnetic vibration is generated in the rotation direction of the motor, and electromagnetic noise is generated due to the magnetic vibration. The frequency of the electromagnetic noise of the motor is determined by the alternating frequency of the magnetic force, that is, the frequency of the AC voltage applied to the motor. When electromagnetic noise is generated in the motor, the electromagnetic noise is amplified by resonance between the motor and the blower case that houses the motor, and may become noise having a large peak at a specific frequency fm as shown in FIG. In FIG. 8, when the level of electromagnetic noise at resonance exceeds the level of background noise, electromagnetic noise becomes a big problem.
そこで、ステータ部を防振ゴムを介して外箱に取り付けて、振動が防振ゴムにより外箱に伝達するのを防止して、電磁騒音(共振音)を低減する構成が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 Then, the structure which attaches a stator part to an outer case via vibration-proof rubber, prevents that a vibration transmits to an outer box by vibration-proof rubber, and reduces electromagnetic noise (resonance sound) is proposed ( For example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1で提案されている構成では、防振ゴムなどの防音のための追加部材が必要となりブロワユニットの小型化、低コスト化を阻害する要因となっていた。
However, in the configuration proposed in
本発明は以上の課題を解決するものであり、防音のための追加部材を必要とせず、簡単な構成で電磁騒音を低減できるブロワユニットを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a blower unit that does not require an additional member for soundproofing and can reduce electromagnetic noise with a simple configuration.
上記の目的を達成するために、本発明のブロワユニットは、多数の羽根が固定されたファンと、ファンがモータシャフトに取り付けられ、モータケースに収納されたモータと、ファンとモータを内蔵し空気通路を形成するとともに外形を形成するブロワケースと、により構成されるブロワユニットにおいて、モータシャフトの反出力側であるモータ底部において、モータケースが複数のネジによりブロワケースに直に固定され、複数のネジはモータ中心から略円周上に配置され、ブロワケースの複数のネジ固定部に囲まれた部分は、モータ中心部から円周方向に延在した円環状のリブと径方向に延在した放射状のリブにより構成され、リブはモータ低部に圧接し、リブのバネ性によりモータとブロワケースとの共振を抑えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a blower unit of the present invention includes a fan having a large number of blades fixed thereto, a motor mounted on a motor shaft and housed in a motor case, a fan and a motor built in, and an air In the blower unit comprising a blower case that forms a passage and an outer shape, the motor case is fixed directly to the blower case with a plurality of screws at the bottom of the motor on the side opposite to the output side of the motor shaft. The screw is arranged approximately on the circumference from the motor center, and the portion surrounded by the plurality of screw fixing portions of the blower case extends in the radial direction with an annular rib extending in the circumferential direction from the motor center portion. It is composed of radial ribs, and the ribs are pressed against the lower part of the motor, and the resonance between the motor and the blower case is suppressed by the spring property of the ribs.
このような構成により、モータ底部においてブロワケースに設けられたバネ性のリブにより、モータは電磁振動方向に押さえられブロワケースとモータとの共振が抑制される。このため、防音のための追加部材を必要とせず、簡単な構成でブロワユニットの電磁騒音を低減できる。 With such a configuration, the spring is provided in the blower case at the bottom of the motor so that the motor is pressed in the electromagnetic vibration direction and resonance between the blower case and the motor is suppressed. For this reason, an additional member for soundproofing is not required, and electromagnetic noise of the blower unit can be reduced with a simple configuration.
本発明によれば、防音のための追加部材を必要とせず、簡単な構成で電磁騒音を低減できるブロワユニットを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a blower unit capable of reducing electromagnetic noise with a simple configuration without requiring an additional member for soundproofing.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例にのみその効果を限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the effects of the present invention are not limited to the following examples.
(実施の形態)
本実施の形態におけるブロワユニット1の構成を図1〜図3を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態におけるブロワユニットの斜視図、図2は同ブロワユニットのA方向から見たX−Z面の断面図、図3は同ブロワユニットのB方向から見たX−Y面の断面図である。なお、本実施の形態では、バッテリを冷却するための車載用ブロワユニットを例に説明する。
(Embodiment)
The structure of the
ブロワユニット1は、樹脂で形成されたブロワケース2とブロワケース2内に収納されたモータ7とファン3とを有している。ブロワケース2は、ブロワ上ケース2aとブロワ下ケース2bとがフック8により結合されて構成されている。モータ7のモータシャフト22の出力側には、多数の羽根14が固定された送風用のファン3が連結されている。ブロワケース2は、ファン3の外周に空気通路10を形成するとともにブロワユニット1の外形を形成している。モータシャフト22の反出力側であるモータ底部において、モータケース15(ケース蓋15b)が3本のネジ6によりブロワ下ケース2bに直に固定されている。ブロワ下ケース2bのモータ底部側にはバネ性を有する複数のリブ30がモータ7に圧接して形成されており、モータ7はこのリブ30により上方向(Y方向)に付勢されている。また、ブロワ下ケース2bにはブロワユニット1を取付台(図示せず)に取り付けるための固定取付足5が設けられている。
The
ブロワユニット1は、モータシャフト22の方向の上方(Y軸方向)に開口した吸気口9(図3)を備えている。また、ブロワユニット1は、モータシャフト22と直交する方向(X軸方向)に開口した噴出口4を備えている。モータ7が回転するとモータシャフト22を介してファン3が回転し、吸気口9から外気を吸い込み、吸い込まれた外気は空気通路10を経由して噴出口4から噴出され、バッテリを冷却する。
The
次に、図3を参照してブロワユニット1内部の構造を詳細に説明する。本実施の形態では、ロータがステータの内周側に回転自在に配置されたインナーロータ型のブラシレスモータの例を挙げて説明する。
Next, the internal structure of the
図3に示すように、モータ7は、ステータ11、ロータ12、回路基板13、モータケース15を備えている。モータケース15は、金属で形成され、モータ底部側に開口部を有するケース本体15aと、この開口部を塞ぐケース蓋15bとから構成されている。モータケース15内に、ステータ11と、ロータ12と、回路基板13とが収納されている。なお、本実施の形態では、ケース蓋15bが配置される側を底部側、その反対側を上側または頭部側として説明する。
As shown in FIG. 3, the
ステータ11の内周側には、空隙を介してロータ12が挿入されている。ロータ12は、ロータフレーム19の外周に円筒形状の永久磁石20を保持し、軸受21で支持されたモータシャフト22を中心に回転自在に配置される。軸受21は、ケース本体15aに固定されている。また、モータシャフト22の一方の端部は、ケース蓋15bの中央部に配置されたスラスト板23で回転自在に支承される。そして、モータシャフト22は、軸受21およびケース本体15aの天面部を貫通して、モータシャフト22の他方の端部が、出力軸として頭部側に突出しており、モータシャフト22にはファン3が取り付けられている。また、モータシャフト22にはロータフレーム19が固着されている。そして、ロータフレーム19の外周側に固着された永久磁石20が、ステータコア17の突極の先端面と対向するように配置されている。永久磁石20は、S極とN極とが交互に配置されるように、周方向に等間隔で着磁されている。
A
さらに、モータケース15に内蔵された回路基板13には、モータ7の制御や巻線18を通電駆動するための駆動制御回路が搭載されている。
Further, the
以上のように構成されたモータ7に対して、外部から電源電圧や制御信号を供給することにより、回路基板13の制御回路や駆動回路によって巻線18に駆動電流が流れ、ステータコア17から所定の周波数の交番磁界が発生する。そして、ステータコア17からの交番磁界と永久磁石20からの磁界とにより、それら磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じ、これらの力によってモータシャフト22を中心にロータ12が回転する。このロータ12の回転に連動してモータシャフト22に連結されたファン3が回転する。この際、交番磁界の交番周波数に対応した電磁振動が発生する。そして、このモータの電磁騒振動がモータケース15やブロワケース2の構造系の固有振動と共振して増幅され、大きな電磁騒音となる場合がある。この電磁騒音の大きさはモータケース15やブロワケース2の材質、構造あるいはモータケース15とブロワケース2との取り付け構造などに影響される。
By supplying a power supply voltage and a control signal from the outside to the
ファン3には、その外周に沿って多数の羽根14が形成されている。ケース本体15aおよびケース蓋15bはその外周近傍でブロワ下ケース2bとネジ6により固定されている。このように構成されたブロワユニット1のファン3の外周には空気通路10が形成されており、吸気口9から吸い込まれた外部の空気はこの空気通路10を経由して噴出口4から噴出される。
A large number of
次に、図4および図5を参照してブロワケース2の詳細な構成について説明する。
図4は本発明の実施の形態におけるブロワユニットのブロワケースの斜視図、図5は同ブロワケースの底面図である。
Next, a detailed configuration of the
FIG. 4 is a perspective view of a blower case of the blower unit in the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a bottom view of the blower case.
図4、図5に示すように、ブロワ下ケース2bの底部側にはリブ30が形成されている。リブ30は円環状のリブ30a、30kと複数の放射状のリブ30b〜30jから構成されている。リブ30aは、モータ7中心部から周方向に延在して円環状に形成されている。リブ30kは、周方向に延在し、リブ30aの外側に同心円環状に形成されている。また、リブ30b〜30jは、円環状のリブ30aとリブ30kを連結するように径方向に延在して放射状に略等間隔で形成されている。リブ30aの内周により囲まれる領域32、リブ30aとリブ30kとリブ30b〜30jにより囲まれる領域33は空洞となっており、これによりリブ30はバネ性を有している。リブ30は、3箇所のネジ固定部31a〜31cに囲まれて形成されている。これらのリブ30a〜30kは、モータ7の底部に圧接し、リブ30a〜30kのバネ性によりモータ7とブロワケース2の共振を抑えている。なお、リブ30の形状やネジ固定部31の数などは本実施の形態に限定されるものではなく、バネ性を備えてモータ7とブロワケース2との共振を抑えるものであればよい。
As shown in FIGS. 4 and 5, a
次に、バネ性のリブ30をブロワ下ケース2bの底部側に設けた効果を、従来のブロワ下ケースと比較して説明する。ステータ11の巻線18に所定の周波数で極性が交番する交流電流が流れると、前述したようにステータコア17に交番磁界が発生する。この交番磁界がロータ12の永久磁石20からの磁界と作用してロータ12が回転し、交番磁界の周波数に対応した電磁振動が発生する。この電磁振動がモータケース15、ブロワケース2などの構造系の固有振動と共振して電磁騒音が発生する。
Next, the effect of providing the spring-
図6は、モータ7の底部の2次元振動特性図である。図6では、高さ方向すなわちモータシャフト22の方向(Y方向)の4.872KHzの振動の変形量(μm)を等高線として示している。図6に示すように、モータ7は、モータ7の底部中心を通る軸A(X軸方向)を中心に左側と右側で交互に反対方向の上下振動(Y軸方向振動)が発生する2次元振動モードを有する。すなわち、図6に示すような2次元振動モードでは、モータ7の左側がT方向(頭部方向)へ移動している時には、モータ7の右側はB方向(底部方向)へ移動し、逆に左側がB方向へ移動している時には、右側はT方向へ移動するように振動する。
FIG. 6 is a two-dimensional vibration characteristic diagram of the bottom of the
図7は、本実施の形態のブロワユニットの電磁騒音の周波数特性を示す図である。図7において、横軸は周波数(KHz)、縦軸は音圧レベル(dB)を示す。上段の特性グラフは従来のブロワ下ケースを使用した場合、下段の特性グラフは本実施の形態のブロワ下ケース2bを使用した場合をそれぞれ示す。また、左側の特性グラフは風量が52m3/h、静圧が34.2Paの場合(ケースA)、右側の特性グラフは風量が60m3/h、静圧が45.6Paの場合(ケースB)である。また、各特性グラフ中の数値は上段が平均音圧レベル、下段がピーク周波数とそのときの音圧レベルである。ここで、従来のブロワ下ケースとは、本実施の形態のブロワ下ケース2bと形状は同じで、その底部にリブ30を有していないものである。
FIG. 7 is a diagram illustrating frequency characteristics of electromagnetic noise of the blower unit according to the present embodiment. In FIG. 7, the horizontal axis represents frequency (KHz), and the vertical axis represents sound pressure level (dB). The upper characteristic graph shows the case where the conventional blower lower case is used, and the lower characteristic graph shows the case where the blower
図7に示すように、ケースAの場合には、従来のブロワ下ケースを使用した場合、電磁騒音のピーク周波数が4.84KHzに存在し、騒音レベルは3.78dBである。一方、本実施の形態のブロワ下ケース2bを使用した場合、電磁騒音のピーク周波数は4.95KHzで、騒音レベルは−1.07dBとなる。すなわち、本実施の形態のブロワ下ケース2bを使用した場合、従来のブロワ下ケースを使用した場合と比較して、ピーク周波数における騒音レベルは4.85dbだけ改善される。
As shown in FIG. 7, in case A, when a conventional lower blower case is used, the peak frequency of electromagnetic noise is 4.84 KHz and the noise level is 3.78 dB. On the other hand, when the
同様に、ケースBの場合には、従来のブロワ下ケースを使用した場合、電磁騒音のピーク周波数が4.85KHzに存在し、騒音レベルは3.74dBである。一方、本実施の形態のブロワ下ケース2bを使用した場合、電磁騒音のピーク周波数は4.95KHzで、騒音レベルは−2.87dBとなる。すなわち、本実施の形態のブロワ下ケース2bを使用した場合、従来のブロワ下ケースを使用した場合と比較して、ピーク周波数における騒音レベルは6.61dBだけ改善される。
Similarly, in case B, when a conventional lower blower case is used, the peak frequency of electromagnetic noise is 4.85 KHz and the noise level is 3.74 dB. On the other hand, when the
これは、図6に示した2次元振動モードに対して本実施の形態のブロワ下ケース2bでは、その底部側に形成されたバネ性のリブ30により、モータ7の底部左右両側のうちB方向に振動する一方の側が常に頭部方向(Y方向)に押さえられる。これにより、モータ7の電磁振動による変形量が低減され、モータ7とブロワケース2との共振が抑えられる。その結果、電磁振動に起因する電磁騒音が低減される。また、リブ30による電磁騒音の改善度合はブロワケース2の材料やリブ30の形状により変化する。
This is because the
以上説明したように、本発明のブロワユニットによれば、ブロワケースの底部側に設けられたバネ性のリブがモータ底部に圧接することにより、モータ底部が電磁振動方向に押さえられブロワケースとモータとの共振が抑制される。このため、防音のための追加部材を必要とせず、簡単な構成でブロワユニットの電磁騒音を低減できる。 As described above, according to the blower unit of the present invention, the spring bottom rib provided on the bottom side of the blower case is pressed against the motor bottom, so that the motor bottom is pressed in the electromagnetic vibration direction and the blower case and the motor Resonance is suppressed. For this reason, an additional member for soundproofing is not required, and electromagnetic noise of the blower unit can be reduced with a simple configuration.
本発明は、上記した車載用冷却ブロワ以外、モータの振動と構造系が共振する機器において、特定周波数にピークを有する騒音を抑制する場合に広く使用することができる。 The present invention can be widely used to suppress noise having a peak at a specific frequency in a device that resonates with the vibration of the motor and the structural system other than the above-described on-vehicle cooling blower.
1 ブロワユニット
2 ブロワケース
2a ブロワ上ケース
2b ブロワ下ケース
3 ファン
4 噴出口
5 固定取付足
6,6a〜6c ネジ
7 モータ
8 フック
9 吸気口
10 空気通路
11 ステータ
12 ロータ
13 回路基板
14 羽根
15 モータケース
15a ケース本体
15b ケース蓋
17 ステータコア
18 巻線
19 ロータフレーム
20 永久磁石
21 軸受
22 モータシャフト
23 スラスト板
30,30a〜30k リブ
31,31a〜31c ネジ固定部
32,33 領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ファンがモータシャフトに取り付けられ、モータケースに収納されたモータと、
前記ファンと前記モータを内蔵し空気通路を形成するとともに外形を形成するブロワケースと、により構成されるブロワユニットにおいて、
前記モータシャフトの反出力側である前記モータ底部において、前記モータケースが複数のネジにより前記ブロワケースに直に固定され、前記複数のネジは前記モータ中心から略円周上に配置され、前記ブロワケースの前記複数のネジ固定部に囲まれた部分は、前記モータ中心部から円周方向に延在した円環状のリブと径方向に延在した放射状のリブにより構成され、前記リブは前記モータ低部に圧接し、前記リブのバネ性により前記モータと前記ブロワケースとの共振を抑えることを特徴としたブロワユニット。 A fan with a large number of blades fixed,
A motor mounted on a motor shaft and housed in a motor case;
In the blower unit comprising the fan and the motor, and a blower case that forms an air passage and forms an outer shape,
The motor case is fixed directly to the blower case with a plurality of screws at the bottom of the motor on the side opposite to the output side of the motor shaft, and the plurality of screws are disposed substantially on the circumference from the motor center. A portion of the case surrounded by the plurality of screw fixing portions is configured by an annular rib extending in the circumferential direction from the motor central portion and a radial rib extending in the radial direction, and the rib is formed by the motor. A blower unit, wherein the blower unit is pressed against a lower portion and suppresses resonance between the motor and the blower case by the spring property of the rib.
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