JP2015203419A - 電動冷却ファン - Google Patents

Abstract

【課題】厳しい要件を満たすことができる電動ファンを提供する。【解決手段】軸流ファンは、ハブを支持するブレードを有する。ハブは、１つ以上の連結点で、それぞれの連結装置によって、電気モータのロータに取り付けられる。各連結装置は環状ダンパを含み、ダンパはハブの開口部に配置され、ダンパにはねじが貫通している。ダンパとねじとの間に、ロータに当接する一端を有する剛性エレメントが設けられる。他端は、ダンパとねじの頭部との間に設けられた環状フランジ状部を有する。剛性エレメントは、ダンパの周囲のフランジ状部から延びて、ファンのハブから予め設定した距離だけ離れた位置まで延在する環状スカートを有し、ファンが所定の大きさよりも大きく振動すると、ハブがスカートに突き当たることによって、その振動を制限するようになっている。【選択図】図３

Description

本発明は、特に自動車の熱交換器（ラジエータ等）のための電動冷却ファンに関する。

より詳細には、本発明の対象は、ロータ及びステータを含む電気モータと、複数のブレードが延びている中心ハブを有し、前記ハブが１つ以上の連結点で前記モータの前記ロータに連結される軸流ファンとを備える型の電動ファンである。前記各連結点において、前記ファンの前記ハブは、それぞれの連結装置によって、前記ロータに連結される。前記各連結装置は弾性材料の環状ダンパを有し、前記ダンパは前記ハブの開口部に配置され、前記ダンパには固締部材が貫通している。前記ダンパと前記固締部材との間に、前記ロータに当接する一端を有する剛性エレメントが設けられる。前記剛性エレメントの他端は、前記ロータと反対側で前記ダンパに当接する環状フランジ状部を有する。

このような解決法では、弾性材料のダンパを含む連結装置の使用は、モータからファンに伝わる振動の強さを低減し、その結果、特に低速の場合の耳障りな音響雑音の発生を低減するためのものである。

しかしながら、弾性ダンパの存在によって、ファンと駆動モータのロータとの連結の剛性が低くなる。自動車メーカーが行ったいくつかの試験によれば、特に、電動ファンを設置した自動車が極めて高い角加速度を受けているときでも、ファンはごく限られた大きさの振動のみを行い、ファンとファン付近の固定部分との接触を回避できるようにすることが必要とされる。

したがって、このような厳しい要件を満たすことができる電動ファンが望まれる。

したがって、本発明は、その一態様において、ロータ及びステータを含む電気モータと、複数のブレードが延びている中心ハブを有し、前記ハブが１つ以上の連結点で前記モータの前記ロータに連結される軸流ファンとを備え、前記１つの連結点又は前記各連結点において、前記ファンの前記ハブは、振動ダンパを含むそれぞれの連結装置によって、前記モータの前記ロータに連結され、前記ダンパは前記ハブの開口部に配置され、前記ダンパには固締部材が貫通しており、前記ダンパと対応する前記固締部材との間に剛性エレメントが設けられ、前記剛性エレメントは、前記ロータに当接する一端と、前記ロータと反対側で前記ダンパに当接する環状フランジ状部を有する他端とを有する、電動冷却ファンを提供し、ここで、前記剛性エレメントは、前記ダンパの周囲の前記フランジ状部から延びて、前記ハブから予め設定した距離だけ離れた位置まで延在する環状スカートを有し、前記ファンが前記ロータに対して所定の大きさよりも大きく振動すると、前記ハブが前記スカートに突き当たることによって、前記振動の大きさを制限するようになっている。

前記ファンの前記ハブは実質的にカップ状の形状であり、環状側壁に連結される基壁を有し、前記ロータは、前記ハブ内部に延びて前記基壁の近くまで延在するキャップを有し、前記キャップは、それぞれの振動ダンパを含む複数の連結装置によって、前記基壁に連結されることが好ましい。

前記ハブの前記環状側壁は、少なくとも近似的に円筒形であることが好ましい。

前記振動ダンパは環状であることが好ましい。

前記ダンパは弾性材料を有することが好ましい。

前記弾性材料は加硫ゴムであることが好ましい。

前記ダンパは、実質的に円筒リングの形状であり、前記ハブの貫通開口部の端縁が係合する外周溝を有することが好ましい。

前記固締部材は、ねじ又はボルトであり、前記ねじ又はボルトは、前記剛性エレメントの前記フランジ部を押圧する頭部を有することが好ましい。

本発明による電動冷却ファンの正面図である。 特に、電動ファンのハブを拡大して示す部分斜視図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った部分断面図である。

ここで、添付図面の図を参照して、単なる例示として本発明の好ましい実施形態を説明する。図において、複数の図に現れる同一の構造体、エレメント又は部品は、一般に、それらが現れる全ての図において同じ符号で表記される。図内に示される構成部品及び構造部の寸法は、一般に、便宜のため及び提示の明確さのために選択されたものであり、必ずしも縮尺通りではない。

各図において、本発明による電動冷却ファン全体を符号１で示す。電動ファン１は、それ自身は公知のように、ファン（全体を符号４で示す）が回転可能に取り付けられる円形の主開口部３を有する実質的に板状の支持構造体すなわちシュラウド２を備える。

ファン４は、電気モータのロータに連結される。尚、この電気モータは、図１及び図２では見えないが、図３には一部を図示し、図中、全体を符号５で示す。電気モータ５は、それ自身は公知の方法で、例えば、複数のスポーク（図１において符号７で示す）によって、支持構造体すなわちシュラウド２に固定されるステータ６を備える。電気モータ５は、更に、キャップを含むロータ（図３において符号８で示す）を備える。

ファン４は、複数の湾曲ブレード１０が延びている中心ハブ９を備え、ブレード１０の最外端は、図１に示すように、外周リング１１に結合する。ファン４のハブ９は、１つ以上の連結点１２で、電気駆動モータ５のロータ８に連結される。尚、「連結点」という語は、必ずしも１つの点に限られるものではなく、使用する固定方法又は固締部材の種類によって、連結領域を含んでもよいものと理解されたい。

図示の実施形態では、ハブ９は、ファンの軸Ｘ−Ｘから同じ距離ｄだけ離れて配置される３つの連結点１２で、ロータ８のキャップに連結される（図３）。

図示の実施形態では、ファン４のハブ９は実質的にカップ状の形状であり、環状側壁９ｂに連結される基壁９ａを有し、側壁９ｂは少なくとも近似的に円筒形である。ロータ８のキャップは、ハブ９内部に延びて基壁９ａの近くまで延在し、このキャップは、それぞれの弾性振動ダンパを含む連結装置１３によって、３つの連結点１２で、基壁９ａに連結される。以下、より良く説明する。

特に図３を参照すると、各連結装置１３は、弾性材料、特にエラストマ材料（加硫ゴム）の環状ダンパ１４を備える。各ダンパ１４は、ファンのハブ９の基壁９ａのそれぞれの貫通開口部９ｃに配置される。ダンパ１４は、実質的に円筒リングの形状であり、その軸方向中間部に、貫通開口部９ｃの端縁が係合する外周溝１４ａを有する。

ファンの対応する固締部材１５は、ダンパ１４及びロータのキャップを貫通する。固締部材１５は、例えば、ねじ又はボルトであり、ダンパをロータのキャップに押し付ける頭部１５ａが設けられている。固締部材１５は、螺合連結によって、ロータのキャップに係合することが好ましい。すなわち、ねじ又はボルトをロータのキャップにねじ込む。

環状ダンパ１４とねじ又はボルト１５との間に、実質的に剛性材料、例えば金属材料などの管状エレメント１６が設けられる。剛性管状エレメント１６は、ねじ又はボルト１５の頭部１５ａとダンパ１４の隣接する端部との間に設けられる端部フランジ部１６ａを有するのがよい。ねじ又はボルト１５のねじ付き軸部は、これに対応してねじ切りした、ロータ８のキャップの開口部に係合する。

剛性エレメント１６は、また、ダンパ１４の周囲のフランジ状部１６ａから延びて、ファン４のハブ９から予め設定した距離だけ離れた位置まで延在する環状スカート１６ｂを有する。

ファン４がロータ８に対して所定の大きさよりも大きく振動すると、ハブがスカート１６ｂの下端の端縁に突き当たることによって、その振動を制限するように構成されている。

ファン４の振動の最大許容範囲は、スカート１６ｂの下端縁とハブ９の表面との間の距離ｚによって決まる。

上記の解決法は、本明細書の始めに述べた要件を満たすためのものである。

本出願の説明及び請求項において、動詞「備える（comprise）」、「含む（include）」、「含む（contain）」及び「有する（have）」、並びにその変形形態は、説明するエレメント又は特徴の存在を規定するために包括的な意味で使用され、追加のエレメント又は特徴の存在を排除するものではない。

明確にするために別個の実施形態に関連して説明されている本発明の特定の特徴は、１つの実施形態において組み合わせて提供してもよいものと理解される。逆に、簡潔にするために１つの実施形態に関連して説明されている本発明の種々の特徴を、個別に又はそれらを適当に組み合わせて提供してもよい。

本発明の原理を維持するとすれば、実施形態の形態及び構成の詳細内容は、結果的に請求項に定義する本発明の範囲から逸脱することなく、単なる非限定的な実施例で説明して示したものから幅広く変更できることは当然である。

１ 電動ファン
２ 支持構造体／シュラウド
３ 主開口部
４ ファン
５ 電気モータ
６ ステータ
７ スポーク
８ ロータ
９ ハブ
９ａ 基壁
９ｂ 側壁
９ｃ 貫通開口部
１０ ブレード
１１ 外周リング
１２ 連結点
１３ 連結装置
１４ ダンパ
１４ａ 外周溝
１５ 固締部材（ねじ又はボルト）
１５ａ 頭部
１６ 剛性エレメント（管状エレメント）
１６ａ フランジ状部
１６ｂ スカート

Claims (8)

1. ロータ及びステータを含む電気モータと、
   複数のブレードが延びている中心ハブを有し、前記ハブが１つ以上の連結点で前記モータの前記ロータに連結される軸流ファンとを備え、
   前記１つの連結点又は前記各連結点において、前記ファンの前記ハブは、振動ダンパを含むそれぞれの連結装置によって、前記モータの前記ロータに連結され、前記ダンパは前記ハブの開口部に配置され、前記ダンパには固締部材が貫通しており、前記ダンパと対応する前記固締部材との間に剛性エレメントが設けられ、前記剛性エレメントは、前記ロータに当接する当接する一端と、前記ロータと反対側で前記ダンパに当接する当接する環状フランジ状部を有する他端とを有する、電動冷却ファンであって、
   前記剛性エレメントは、前記ダンパの周囲の前記フランジ状部から延びて、前記ハブから予め設定した距離だけ離れた位置まで延在する環状スカートを有し、前記ファンが前記ロータに対して所定の大きさよりも大きく振動すると、前記ハブが前記スカートに突き当たることによって、前記振動の大きさを制限するようになっていることを特徴とする電動冷却ファン。
2. 前記ファンの前記ハブは実質的にカップ状の形状であり、環状側壁に連結される基壁を有し、
   前記ロータは、前記ハブ内部に延びて前記基壁の近くまで延在するキャップを有し、前記キャップは、それぞれの振動ダンパを含む複数の連結装置によって、前記基壁に連結されることを特徴とする、請求項１に記載の電動ファン。
3. 前記ハブの前記環状側壁は、少なくとも近似的に円筒形であることを特徴とする、請求項２に記載の電動ファン。
4. 前記振動ダンパは環状であることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の電動ファン。
5. 前記ダンパは弾性材料を有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動ファン。
6. 前記弾性材料は加硫ゴムであることを特徴とする、請求項５に記載の電動ファン。
7. 前記ダンパは、実質的に円筒リングの形状であり、前記ハブの貫通開口部の端縁が係合する外周溝を有することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電動ファン。
8. 前記固締部材は、ねじ又はボルトであり、前記ねじ又はボルトは、前記剛性エレメントの前記フランジ部を押圧する頭部を有することを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電動ファン。