JP2014501661A - 絶縁が改善された換気システム用モータマウント - Google Patents

Abstract

本発明は、内部に電気モータ２が収容されるマウント２であって、この電気モータ３は、長手軸１３に沿って延びるシャフト１０を有するとともに、前記長手軸１３を横切って該電動モータの重心４０を通過する質量平衡線２２を有し、当該マウントは、該モータの外周を巡って分布する複数の絶縁手段２０によって、前記モータ３へと接続され、少なくとも１つの絶縁手段２０の当該マウント２に対する長手方向の位置Ｄ２、および、前記長手軸１３に沿った前記絶縁手段２０の寸法Ｄ３が、前記質量平衡線２２に関して決定されることを特徴とするマウント２に関する。

Description

本発明は、自動車の換気、暖房、および／または空調システムのモータのための取り付け装置の分野に関する。より詳細には、本発明は、モータの振動を絶縁するための手段を備える取り付け装置に関する。

換気、暖房、および／または空調システムにおいて、当該システムを循環する空気の流れは、モータによって駆動されて回転するブロアホイールによって推進させられる。ブロアホイールおよびモータの動作によって、振動が生じる。そのような振動は、車両の客室に音響および振動による迷惑（不安定を含む）を生じさせる。振動が、モータマウントを介して換気、暖房、および／または空調システムの全体へと伝わり、車両の乗客の快適さを妨害する音波を引き起こす。

これを改善するため、絶縁手段が、モータとモータマウントとの間に配置されている。この絶縁手段は、特定の周波数帯についてのみ（振動に関して）有効であり、換気、暖房、および／または空調システムへのすべての振動の伝達の防止は可能にしていない。より具体的には、モータがブロアホイールを駆動するとき、いくつかの現象が足し合わさり、周波数範囲の全体にわたる振動を引き起こす。第１に、ホイールの不釣り合いが、忌避されるべきモータの径方向の運動を引き起こす。第２に、ブロアホイールによる空気の吸引に起因するポンピング現象がホイールの変形と相俟って、モータの軸方向の運動を引き起こす。最後に、モータがブロアホイールを駆動して回転させるとき、モータのピッチング運動またはいわゆる接線方向運動が生じる。

この問題は、モータのサイズ、出力、および技術が製造者ごとにさまざまであり、結果として振動音響的特徴がモータの種類ごとに異なるという事実により、さらに強調される。したがって、各々の種類のモータを、前記特徴に相応しいマウントに取り付けることが、望ましいと考えられる。

そのような状況の欠点は、各々の種類のモータを受け入れるマウントの標準化の欠如である。そのようにマウントの種類が幅広いと、自動車用の換気および暖房システムの製造者にとって減らすことが望まれる管理および資材調達の問題につながる。

本発明は、前記製造者のために、この状況を改善することを目的とする。

したがって、本発明の目的は、基本的に、モータの重心を通過する平面に対する寸法に関して絶縁手段の位置および長さの両方を利用し、この組み合わせによって現時点において市販されているすべての種類の電動モータを包含する良好な妥協を形成することによって、さまざまな種類の電動モータに使用することができ、振動の高度な絶縁を達成するモータマウントを設計することによって、上述の欠点を改善することにある。

したがって、本発明の主題は、内部に電気モータが収容されるマウントであって、この電気モータは、長手軸に沿って延びるシャフトを有するとともに、長手軸を横切ってモータの重心を通過する質量平行線を有し、当該マウントは、該モータの外周を巡って分布する複数の絶縁手段（２０）によって、前記モータ（３）へと接続され、少なくとも１つの絶縁手段の当該マウントに対する長手方向の位置、および、長手軸に沿った前記絶縁手段の寸法が、前記モータの質量平衡線の位置に対して決定され、特に当該マウントを構成しているベースに関して決定されていることを特徴とするマウントである。すなわち、絶縁手段の長さおよびマウントに対する位置が、マウントに対するモータの質量平衡線の位置に対して計算され、このことが、同じモータマウントが特に重量の異なるいくつかの種類の電動モータに有効であることを保証できるようにする。質量平衡線は、モータを同一な重量の２つの部分へと分割する。

本発明の第１の特徴によれば、前記シャフトが、タービンを受け入れることができるゾーンを備えており、前記マウントが、前記質量平衡線に対して前記ゾーンの側面に位置する平面内を広がるエッジを備えており、質量平衡線と平面とが、１１〜２５ミリメートル（好適には、１７〜２５ミリメートル）の間の値だけ離れていることを特徴とする。

本発明の第２の特徴によれば、寸法が１５〜４０ミリメートルの間の絶縁手段の長さを形成する。

本発明のさらなる特徴によれば、絶縁手段の長さが２０ミリメートルである。

本発明のさらなる特徴によれば、質量平衡線と、絶縁手段の中央面とを隔てる長手軸に沿った距離が、０〜７ミリメートルの間である。

本発明のさらなる特徴によれば、中央面が、質量平衡線に対してタービンを受け入れるゾーンとは反対の側において広がっている。

中央面と質量平衡線とを隔てる距離は、７ミリメートルである。

好適には、このマウントは、実質的に一定の角度オフセットにて分布した複数の絶縁スタッド（ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ ｓｔｕｄｓ）を備える。マウントが３つのスタッドを備える場合、角度オフセットは、例えば１２０°に等しい。

さらに好適には、絶縁手段が、電動モータを収容するリングへとベースを接続し、前記リングは、長手軸に沿って延びる第１の面を有し、前記ベースは、長手軸に沿って延びる第２の面を有し、絶縁手段は、第１の面と第２の面との間に介装される。

一変形形態によれば、絶縁手段が、好適には中央面においてＨ形の断面を有する。

さらに本発明は、上述の特徴のうちのいずれか１つに記載のマウントと、モータのシャフトに取り付けられたタービンと、を備える車両の換気システム用のモータ・ブロアアセンブリに関する。

本発明による主要な利点は、同じマウントがいくつかの異なるモータに適し、配置すべきモータマウントの数を電動モータの種類の数よりも少なくできる点にある。

さらなる利点は、複数の種類のモータに同じモータマウントを使用して達成される高度な振動音響性能、すなわち不釣り合いに関係した振動の軽減およびモータに関係した騒音の軽減にある。

本発明のさらなる特徴、詳細、および利点が、図面を参照して目安として提示される以下の説明を検討することによって、さらに明確に浮かび上がるであろう。

本発明によるマウントおよびモータを備えるモータ・ブロアアセンブリの断面図である。 図１の側面図である。

添付の図は、本発明を実施するために、本発明を詳細に明らかにしており、これらの図を、当然ながら、必要であれば本発明をさらに明確に定義するために使用できることに、注意すべきである。

図１は、電動モータ３を収容するマウント２を備えているモータ・ブロアアセンブリ１を示している。さらに、モータ・ブロアアセンブリは、ブロアホイールまたはタービン４を備えている。前記ブロアホイールまたはタービンが、開口面５を介して空気を引き込み、次いで空気を、開口面５を通過する空気取り入れ方向に対して垂直な方向に、側方へと排出する。

前記タービンは、自由端においてバンド７によってつなぎ合わせられた、一連の羽根６を備えている。前記羽根６は、椀８の外周縁から始まっており、前記椀は、例えば中身が詰まっていてもよいし、孔が開けられていてもよい。ハブ９が前記椀の中心に設けられており、ハブ９の機能は、タービン４をモータ３の一部を形成するシャフト１０へと機械的に接続することにある。

電動モータ３が、車両の換気システムにおいて空気の流れを循環させるために、タービン４を駆動して回転させる。電動モータは、モータの内部空間を画定するケージ１１を備えており、前記モータが、例えば固定子、回転子、ならびにブラシホルダおよびブラシアセンブリなどの構成部品（図示せず）を備えている。

モータ３は、長手軸と称される軸１３に沿って両側においてケージ１１を通過しているシャフト１０を備えており、シャフト１０が、モータ３の全長を定めている。前記シャフト１０は、１または２つのベアリング、および／または、１または２つの転がり軸受、ならびに／あるいは、ベアリングと転がり軸受との組み合わせによって保持されており、これらはケージ１１の各々の端部にそれぞれ位置する。シャフト１０は、モータの片側において他方の側よりも大きく突き出しており、タービン４を駆動して回転させるべく、ハブ９を通過するシャフト１０の部位を形成するシャフト１０のゾーン２５を形成している。

マウント２は、プラスチック材料から製造され、ベース１４と、電動モータ３が収容されるリング１５とを備えている。

リング１５は、内壁１５ａと、外壁または第１の面１５ｂとによって画定されている。内壁１５ａがシャフト１０へと向けられている一方で、第１の面１５ｂはベース１４へと向けられている。前記リング１５は、電動モータ３のための保持装置として機能する。前記支持が、リング１５に対するモータの取り付けおよび取り外し段階の場合を除き、モータ３とリング１５との間に平衡の様相で設けられている。

ベース１４は、モータ・ブロアアセンブリ１を車両の換気システム（図示せず）へと接続する構成要素を形成する。前記ベース１４は、外周壁１６を備えており、外周壁１６からエッジ１７が延びている。外周壁１６は、ブロアハウジング（図示せず）に組み付けられる。中間リング１８は、エッジ１７に対して外周壁１６の反対側に位置しており、前記リングは、外周壁１６と同心に形成されている。

エッジ１７は、長手軸１３に対して垂直な平面内を広がっている。前記平面が、参照番号２１によって示されている。タービン４がシャフト１０に取り付けられるとき、タービンのエッジは、そこから羽根６が始まっており、エッジ１７から３ミリメートル分離れている。

ベース１４は、長手軸１３に沿って延びる第２の面１９を有しており、前記第２の面が、長手軸の方に向けられている。この実施の形態においては、第２の面１９は、中間リング１８の内面で構成されている。

絶縁手段２０は、中間リング１８の前記内面または第２の面１９と、第１の面１５ｂとして知られるリング１５の外面との間に設置される。したがって、電動モータ３が発生させる振動が、絶縁手段によって弱められ、ベース１４においてはほとんど知覚できないように大きく減衰させられる。

電動モータ３は、長手軸１３を横切って電動モータ３の重心（この図では、参照番号４０によって示されている）を通過する参照番号２２によって示される線で分割される。この質量平衡線（ｍａｓｓ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｌｉｎｅ）として知られる前記線２２は、電動モータ３を重量の等しい２つの部分へと分割する平面を通過する。質量平衡線を、重心４０を通過する長手軸１３に対して垂直な平面に位置すると表現することができる。

電動モータの種類がさまざまであるということは、それらのモータを異なる方法でマウントに設置しなければならないことを意味する。この違いは、特に、エッジ１７を通過する平面２１に対するモータの質量平衡線２２の位置に現れる。この位置は、この場合には長手軸１３に沿った距離であり、この図に参照符号Ｄ１によって示されている。

例えば１０００ｇ未満の軽量な電動モータは、それらの質量平衡線２２が平面２１から１１〜１８ミリメートルの間の距離に位置するようにモータマウント２に設置される。中程度の重量、すなわち１０００ｇ〜１１００ｇの間の電動モータは、それらの質量平衡線２２が平面２１から１４〜２２ミリメートルの間の距離に位置するようにモータマウント２に設置される。重量が大きい、すなわち１１００ｇを上回る電動モータは、それらの質量平衡線２２が平面２１から１７〜２５ミリメートルの間の距離に位置するようにモータマウント２に設置される。

本発明が、質量平衡線２２の平面２１に対する隔たりの距離Ｄ１が、１１〜２５ミリメートルの間であり、モータの重量の関数として、この範囲内の任意の値であってよいように、電動モータのマウントへの配置について個別の選択を可能にすることは、言うまでもない。

絶縁手段２０は、タービン１０を受け入れるシャフト１０のゾーン２５の側に位置する第１の端部２３と、絶縁手段を形成しているスタッドに対して第１の端部２３の反対側に位置する第２の端部２４とを有している。前記２つの端部２３および２４が、長手軸１３に平行な方向の絶縁手段２０の寸法を特徴付ける。この場合には、この距離が、図１において参照符号Ｄ３によって示されている絶縁手段２０の長さを形成している。

したがって、この長さＤ３は、１５〜４０ミリメートルの間であってよい。

さらに詳しくは、電動モータ３の質量平衡線２２が平面２１から１７ミリメートル以内に位置する場合には、絶縁手段２０の長さＤ３が、１５ミリメートル〜２５ミリメートルの間である。電動モータ３の質量平衡線２２が平面２１から１７〜２２ミリメートルの間に位置する場合には、絶縁手段２０の長さＤ３が、１８〜３２ミリメートルの間であり、電動モータ３の質量平衡線２２が平面２１から２２ミリメートル超に位置する場合には、絶縁手段２０の長さＤ３が、２３〜４０ミリメートルの間である。当然ながら、本発明は、前記３つの例に限られず、絶縁手段２０の長さＤ３は、距離Ｄ１の関数として、この範囲のうちの任意の値であってよい。

換言すると、絶縁手段の長さＤ３は、距離Ｄ１、すなわち平面２１と、重心４０を通過する質量平衡線２２とを隔てている距離の関数に関係する。

マウント２に対する絶縁手段２０の位置も、本発明にとって重要である。絶縁手段２０は、長手軸１３に対して垂直な中央面を有し、この中央面が、マウント２に対する絶縁手段２０の長手軸１３に沿った位置を画定する。参照番号２６によって示されているこの中央面は、絶縁手段２０の全長を仮想的な様相で長さの同一な２つの部分に分割する。

絶縁手段の距離Ｄ２の決定は、距離Ｄ１によって定められる質量平衡線２２の位置に関連付けられる。したがって、この距離Ｄ２は、距離Ｄ１がモータの重量の関数であるため、モータの重量の関数として変化する。

使用されるモータの関数として、中央面２６は、質量平衡線２２のいずれかの側に位置することができ、すなわち質量平衡線２２に対してモータのタービン４を受け入れるためのゾーン２５の側または他方の側に位置することができる。

絶縁手段の位置を変えることによって、中央面２６は、質量平衡線２２から０〜７ミリメートルの間の距離に配置され、すなわち最大で質量平衡線の片側へ７ミリメートルまたは質量平衡線の他方の側へ７ミリメートルの距離に配置される。したがって、この値の範囲の広がりは、１４ミリメートルに等しい。別の基準値を採用すると、中央面２６は、エッジ１７を通過する平面２１から４〜３２ミリメートルの間の値Ｄ２だけ離される。

しかしながら、質量平衡線２２に対してゾーン２５とは反対の側に中央面２６を位置させることが、広い範囲の異なる種類の電動モータについて満足できる振動音響性能をもたらすがゆえに、好適であることに気付くであろう。

より具体的には、中央面２６は、質量平衡線２２が平面２１から１１〜１８ミリメートルの間にあるとき、質量平衡線２２から０（ゼロ）〜５ミリメートルの間に位置する。

質量平衡線２２が、平面２１から１４〜２２ミリメートル分だけ離れている場合には、中央面２６は、質量平衡線２２から２〜６ミリメートル分だけ離れて位置する。

最後に、質量平衡線２２が、平面２１から１７〜２５ミリメートル分だけ離れている場合には、中央面２６は、質量平衡線２２から３〜７ミリメートル分だけ離れて位置する。

したがって、以上から、長手軸に沿った絶縁手段の寸法（特に、長さ）に加えて、この絶縁手段のマウントに対する長手方向における位置が、マウントに対するモータの質量平衡線の位置に関連して決定されることを、理解できるであろう。したがって、本発明は、絶縁手段２０の位置および長さと電動モータの質量平衡線の位置（換言すると、モータの重量）との間の特定の関係に関する。

本発明の改善においては、絶縁手段２０の寿命のパラメータを、振動の絶縁に関する性能を有意に下げることなく前記手段の長さを決定するために、考慮に入れることもできる。寿命を長くするために、絶縁手段は、質量平衡線の位置に関連した判断によって厳密に求められるよりもさらに、絶縁手段を長くし、厚さを増やし、あるいは材料の物理的な特性を変えることによって得られる剛性を有することができる。

図２は、図１の左側（すなわち、タービンの側）から見たモータ・ブロアアセンブリを示しており、前記タービンは、図２からは省略されている。

ベース１４が、２つの半円形のサブアセンブリ１４ａおよび１４ｂを向かい合わせに接合して構成される円形の形状を有しており、サブアセンブリ１４ａおよび１４ｂは、一方のサブアセンブリの他方のサブアセンブリに対する中心合わせを保証する対をなす形状２７を有している。

エッジ１７が、エッジの周囲に分布し、長手軸１３に平行な平面内を延びる補強リブ２８を支持している。さらにエッジ１７は、長手軸１３を挟んで互いに向かい合う２つの凹所３０を備えている。外周壁１６が、マウント２を換気システムのブロアハウジングに取り付けるためのストッパを形成する突出部２９を備えている。次いで、中間リング１８が、両端の各々において開いている円形断面の管を形成している。

外周壁１６、中間リング１８、およびリング１５が管状であり、同心に設置されていることに気付くであろう。

ベース１４が、各々の間に１２０°の角度αが形成されるように設置された３つの絶縁手段２０によって、リング１５へと接続されている。前記絶縁手段は、第１の面１５ｂに位置するハウジングに取り付けられ、前記ハウジングは、溝３１によって境界付けられている。さらに、前記絶縁手段は、例えばリブ３２によって縁取られたハウジングへのオーバーモールド（ｏｖｅｒｍｏｌｄｉｎｇ）によって第２の面１９へと固定されている。

長手軸１３に垂直な平面において、絶縁手段２０の断面は、Ｈ形を形成している。前記絶縁手段２０は第１の側面３５を備える平行六面体のスタッドであり、この第１の側面３５は、特に第１の面１５ｂへの接着、クリッピング（ｃｌｉｐｐｉｎｇ）、またはオーバーモールドによって、モータマウントのリング１５に直接接触する。

絶縁手段は、モータマウントの中間リング１８に直接接触する第２の側面３６と、電動モータ３の長手軸１３に平行に広がる第３の自由側面３７とを備える。第３の側面３７は、長手軸１３に平行な方向に延びる少なくとも１つの凹所３８を有している。

絶縁手段２０は、少なくとも１つの凹所３８をやはり有する第４の側面３９を備えている。

絶縁手段の幅は、第３の側面３７に形成された凹所３８の底と、第４の側面３９に形成された凹所３８の底と、の間で測定される距離である。前記幅は、好適には３〜５ミリメートルの間である。

絶縁手段の特有の構造は、モータおよびブロアホイールの使用によって引き起こされる振動がどのような種類であっても、電動モータ３とマウント２との間の振動の絶縁を保証する。すなわち、軸方向タイプおよび接線方向タイプの振動が、絶縁手段２０によって吸収される。長手軸１３に平行な方向に生成された凹所３８が、軸方向の応力および接線方向の応力に対する柔軟性を可撓なスタッドに与える一方で、径方向の応力に対するスタッドの剛性を維持する。このような絶縁手段２０の形状が、本発明に従って決定される長手方向の配置および長さと組み合わさって、複数の異なる種類の電動モータのための振動の絶縁に関してきわめて効率的なマウント２をもたらす。

電動モータ３は、各々の端部において開いている管を形成するリング１５の内部空間に保持される。長手軸１３に沿った電動モータの変位は、リング１５の一方の端部を形成する断面の領域にリング１５と一緒に成形されることによって作られるストッパ３３によって阻止される。

モータ３に、２つの導体３４によってマウント２の外側から電気が供給される。

上述の発明は、１２０°の角度にてオフセットされた３つの絶縁手段のうちの少なくとも１つの絶縁手段２０の配置および長さに関する。本発明が、複数の絶縁手段が請求項１の主題に従って設置される場合にも関係することは、言うまでもない。

Claims (11)

1. 内部に電気モータ（３）が収容されるマウントであって、
   この電気モータ（３）は、長手軸（１３）に沿って延びるシャフト（１０）を有するとともに、前記長手軸（１３）を横切って該電動モータの重心（４０）を通過する質量平衡線（２２）を有し、
   当該マウントは、該モータの外周を巡って分布する複数の絶縁手段（２０）によって、前記モータ（３）へと接続され、
   少なくとも１つの絶縁手段（２０）の当該マウント（２）に対する長手方向の位置（Ｄ２）、および、前記長手軸（１３）に沿った前記絶縁手段（２０）の寸法（Ｄ３）が、前記質量平衡線（２２）に関して決定されることを特徴とするマウント（２）。
2. 前記シャフト（１０）は、タービン（４）を受け入れることができるゾーン（２５）を有し、
   前記マウント（２）は、前記質量平衡線（２２）に対して前記ゾーン（２５）の側面に位置する平面（２１）内を広がるエッジ（１７）を有し、
   前記質量平衡線（２２）と前記平面（２１）とは、１１〜２５ミリメートルの間の値（Ｄ１）だけ離れていることを特徴とする、請求項１に記載のマウント。
3. 前記寸法（Ｄ３）は、１５〜４０ミリメートルの間の前記絶縁手段（２０）の長さを形成している、請求項１または２に記載のマウント。
4. 前記絶縁手段（２０）の長さが２０ミリメートルである、請求項１から３のいずれか一項に記載のマウント。
5. 前記質量平衡線（２２）と、前記絶縁手段（２０）の中央面（２６）とを隔てる前記長手軸（１３）に沿った距離が０〜７ミリメートルの間である、請求項１から４のいずれか一項に記載のマウント。
6. 前記中央面（２６）は、前記質量平衡線（２２）に対して前記ゾーン（２５）とは反対の側において広がっている、請求項５に記載のマウント。
7. 前記中央面（２６）と前記質量平衡線（２２）とを隔てる前記距離は、７ミリメートルである、請求項５または６に記載のマウント。
8. １２０°の角度のオフセットにて分布した３つの絶縁手段（２０）を備えている、請求項１から７のいずれか一項に記載のマウント。
9. 前記絶縁手段（２０）は、内部に前記電動モータ（３）が収容されるリング（１５）へ、ベース（１４）を接続し、
   前記リング（１５）は、前記長手軸（１３）に沿って延びる第１の面（１５ｂ）を有し、
   前記ベース（１４）は、前記長手軸（１３）に沿って延びる第２の面（１９）を有し、
   前記絶縁手段（２０）は、前記第１の面（１５ｂ）と前記第２の面（１９）との間に介装される、請求項１から８のいずれか一項に記載のマウント。
10. 前記絶縁手段（２０）はＨ形の断面を有している、請求項１から９のいずれか一項に記載のマウント。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のマウント（２）と、
    前記電動モータ（３）の前記シャフト（１０）に取り付けられたタービン（４）と、を備える車両の換気システム用のモータ・ブロアアセンブリ（１）。

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