JP2019030182A - 空調装置用ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】空調装置用ブラシレスモータの騒音を低減する。
【解決手段】空調装置用ブラシレスモータ１２は、永久磁石１００を保持した側壁部１７２と、円形状底面部１７４とを有するカップ形状をなし、ヨークとして機能する回転盤１５４を備える。円形状底面部１７４には、該円形状底面部１７４の周方向に沿う寸法が、該円形状底面部１７４の直径方向内方から外方に向かうに従って大きくなる略台形形状をなす通気開口１８６が複数個形成される。隣り合う通気開口１８６同士の間にはスポーク部１８８が形成されるとともに、該スポーク部１８８に折曲部１９０が設けられる。さらに、円形状底面部１７４の一部である内周側底壁１９２には、スポーク部１８８を分枝する分枝口１９４が形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、空調装置を構成するブロアファンを回転させるための空調装置用ブラシレスモータに関する。

車両用空調装置では、空調用ブロアモータユニット（空調装置）を構成するブロアファンが空調装置用ブラシレスモータの作用下に回転動作し、これにより送風が行われる。ここで、ブラシレスモータは、電磁コイルを含むステータと、ヨークとして機能し且つ側面部に永久磁石を保持したカップ形状の回転盤を含むロータとを有する。前記電磁コイルに通電がなされると、該電磁コイルと前記永久磁石との間に交番磁界が形成される。これに伴ってロータが回転することにより、回転盤の底面部に保持された回転軸、及び該回転軸に取り付けられたブロアファンが回転する。

前記回転盤の底面部には、必要に応じて孔部が貫通形成される。例えば、特許文献１には、ロータをステータに組み付ける際に治具を通すための貫通孔（参照符号は１１ｂ）を形成することが記載されている。なお、貫通孔は、組付作業が終了した後に閉塞される。

また、特許文献２には、底面部の外周端近傍に、内周側に向かうにつれて幅狭となる通風孔（参照符号は５２）が形成されたロータが開示されている。この構成では、ロータが回転すると、通風孔を介して回転盤内部から外方に空気が排出されるか、又は空気が外方から回転盤内部に流入する。要するに、通風孔を介して空気が回転盤の内から外、又はその逆方向に流通することで冷却風が生じる。この冷却風により、モータ（特に、通電に伴って熱を帯びた電磁コイル）が冷却される。

特開２０１２−２３５６６５号公報 特開２００４−１２０９８３号公報

特許文献２に記載されるように回転盤に通風孔を形成した場合、該通風孔を空気が通過するときに風切り音が発生する。また、回転盤の底面部の実面積が小さくなるので該底面部の剛性が小さくなることから、ロータの回転時に振動していわゆるびびり音が発生する。このように、従来公知の技術では騒音が発生し易い。従って、静粛なモータを得ることが困難である。

特許文献１に記載されるように貫通孔を閉塞すれば、風切り音が発生することはない。しかしながら、この場合、モータを冷却することが困難となる。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、効率よく冷却することが可能であり、且つロータの騒音が低減されたために十分に静粛化された空調装置用ブラシレスモータを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、空調装置を構成するブロアファンを回転させるための空調装置用ブラシレスモータであって、
電磁コイルを含むステータと、
側壁部と底面部とで前記ステータを覆う有底カップ形状のヨークと、前記側壁部に設けられた永久磁石とを有するロータと、
を有し、
前記ヨークの底面部に、前記ブロアファンが設けられる回転軸を通す回転軸支持部が形成されるとともに、前記回転軸支持部よりも外周側に、前記ロータ内と前記ロータ外との間で大気を流通可能とするための複数個の通気開口と、隣り合う前記通気開口同士の間で前記底面部の直径方向に沿って放射状に延在するスポーク部とが形成され、且つ前記スポーク部と前記回転軸支持部との間に内周側底壁が介在し、
前記スポーク部の各々に、共振をミュートするための共振抑制部が形成され、
さらに、前記内周側底壁に、該内周側底壁を貫通して１個の前記スポーク部を分枝する分枝口と、前記分枝口によって前記スポーク部から分枝されたスポーク枝部とが形成されていることを特徴とする。

本発明においては、先ず、ヨークの底面部に通気開口を形成しているので、該通気開口を介して空気がロータ内とロータ外で流通可能となる。この流通する空気によって空調装置用ブラシレスモータが効率的に冷却される。

また、スポーク部に共振抑制部を設けるようにしている。すなわち、本発明者の鋭意検討によれば、上記した通気開口が形成された底面部において、振動モードの腹は、隣り合う通気開口同士の間に介在するスポーク部である。本発明では、スポーク部に設けた共振抑制部によって共振がミュートされるので、空調装置用ブラシレスモータとしての騒音が低減する。

さらに、分枝口を設けてスポーク部を分枝するようにしている（スポーク枝部が設けられるようにしている）。ヨークの側壁部で発生する回転力は、スポーク部及びスポーク枝部によって回転軸に確実に伝達されるので、ブロアファンが回転する。その一方で、分枝口が存在することにより、空気が通気開口を通過するときの風切り音や、ロータの振動によるびびり音が低減される。このような理由から、騒音レベルが低下して騒音が一層低減する。特に、スポーク部に比して幅広の分枝口を形成した場合、発音が緩和されるという利点が得られる。

共振抑制部は、例えば、スポーク部の一部がステータから離間する方向に突出した段部として設けることができる。この場合、段部の下方に若干のスペースが形成されるので、必要に応じ、当該スペースに渡り線等を収容することができる。なお、共振抑制部は、スポーク部の一部がステータに接近する方向に突出した段部であってもよい。

分枝口の形状は、特に限定されるものではないが、典型的な例としては、円形、三角形、又は涙滴形が挙げられる。このような形状の分枝口は、打抜パンチによる打抜加工によって容易に形成することができる。

分枝口は、内周側底壁の、回転軸を支持する軸受に対向する位置で開口していることが好ましい。この場合、ロータを組み立てる際、所定の治具ないし工具等を分枝口から挿入して軸受に当接させることができる。従って、ロータの組み立てが容易となる。

回転盤に保持された永久磁石が複数個の磁極を構成するとき、隣り合う永久磁石の磁極の周方向端面同士を、スポーク部の幅方向中心を間に挟んで対向させるとよい。この場合、永久磁石の電磁力に基づくスポーク部の直径方向に沿う収縮振動が、２個の永久磁石から１本のスポーク部に略均等に伝達される。このために振動ピークが低減するので、騒音が一層低減するからである。

本発明によれば、ロータを構成する回転盤（ヨーク）の底面部に、該底面部の周方向に沿う寸法が、該底面部の直径方向内方から外方に向かうに従って大きくなる略台形形状をなす通気開口を形成するとともに、隣り合う前記通気開口同士の間に介在するスポーク部に、共振抑制部を設けるようにしている。さらに、通気開口及びスポーク部の内周側に、スポーク部を分枝する分枝口を形成している。

振動モードの腹がスポーク部に位置するので、共振がミュートされ、回転盤から回転軸に振動が伝達されることが防止される。しかも、分枝口により、空気が通気開口を通過するときの風切り音や、ロータの振動（発音）によるびびり音が低減される。以上のような理由から、騒音が低減した空調装置用ブラシレスモータが得られる。

本発明の実施の形態に係るブラシレスモータを含む空調用ブロアモータユニットの概略全体斜視図である。 図１の空調用ブロアモータユニットの概略縦断面図である。 図３Ａは、ブラシレスモータを構成するロータを、ケーシングを構成する下側半体側から視認したときの概略底面図であり、図３Ｂ及び図３Ｃは、ロータを構成する回転盤の円形状底面部に形成された分枝口を示す平面図である。 図３Ａに示すロータのＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。

以下、本発明に係る空調装置用ブラシレスモータにつき、それを備える空調用ブロアモータユニットとの関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以降における「下」、「上」は、図１、図２及び図４における下方（Ｚ１方向）及び上方（Ｚ２方向）に対応する。また、各図面に付したＸ１方向同士は同一方向を表し、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１及びＺ２方向同士についても同様である。さらに、空調装置用ブラシレスモータを単に「ブラシレスモータ」と表記する。

図１は、空調用ブロアモータユニット１０の概略全体斜視図であり、図２は、その概略縦断面図である。この空調用ブロアモータユニット１０は、本実施の形態に係るブラシレスモータ１２と、該ブラシレスモータ１２を制御する制御回路が設けられた回路基板１４と、該回路基板１４を支持する支持盤１６と、これらブラシレスモータ１２、回路基板１４及び支持盤１６を収容したケーシング１８とを有する。ブラシレスモータ１２の回転軸２０には、図２に仮想線で示すブロアファン２２が取り付けられる。

ケーシング１８は、いずれも樹脂からなる下側半体２４と上側半体２６とが組み合わされて構成される。下側半体２４は、上側半体２６に臨む側が開口した中空体であり、一方、上側半体２６は、下側半体２４に臨む側が開口した中空体である。すなわち、下側半体２４は底部を構成し、上側半体２６は天井部を構成する。従って、ケーシング１８も中空体として構成され、その中空内部は、上側半体２６に形成された空気導入口２８から導入された冷却風（空気）の流通路となる。なお、冷却風は、回転するブロアファン２２によって発生する。

下側半体２４には、該下側半体２４を上側半体２６に連結する連結ネジ３０を通すための連結ネジ挿通孔３２が複数個（例えば、３個）形成されており、図２にはその中の１個が示されている。勿論、連結ネジ挿通孔３２は、冷却風の流通を妨げない位置に形成される。また、下側半体２４には、その底壁部が上側半体２６側に指向して折曲されることで、略逆Ｖ字形状をなす突部３４が形成されている。この突部３４は、冷却風を案内する案内部として機能する。

下側半体２４の上側開口の外縁部近傍には、該外縁部に沿って周回する薄肉の第１嵌合部３６（図２参照）が形成されている。一方、上側半体２６の下側開口には、該外縁部に沿って周回する薄肉の第２嵌合部３８が形成されており、下側半体２４に上側半体２６が組み付けられたときには、図２に示すように、第２嵌合部３８が第１嵌合部３６を覆う。すなわち、第１嵌合部３６の外面と第２嵌合部３８の内面とが互いに当接する。これにより、下側半体２４と上側半体２６とが互いに嵌合している。

上側半体２６の、前記空気導入口２８の近傍には、所定の部材、例えば、ブロアファン２２を囲繞するいわゆるスクロール形状のファンケーシング（図示せず）に接続されるダクト４４が立設される。また、上側半体２６の周縁部には、空調用ブロアモータユニット１０を前記ファンケーシングに連結するための複数個（例えば、３個）のステー部４６が設けられている。

連結ネジ挿通孔３２に対応する部位には、連結ネジ用孔４８が設けられる。すなわち、連結ネジ挿通孔３２に通された連結ネジ３０は、連結ネジ用孔４８に螺合される。これにより、下側半体２４と上側半体２６が連結されてケーシング１８が構成される。

上側半体２６を構成する円盤形状部位の中心部には、円環状突部５０が上方に指向して突出形成される。該円環状突部５０には、後述するロータ５２よりもやや大径の回転軸挿通口５４が形成される。この回転軸挿通口５４からは、ブラシレスモータ１２の回転軸２０が露呈する。その一方で、ブラシレスモータ１２を構成するステータ５６及びロータ５２、該ブラシレスモータ１２を制御する回路基板１４等は、支持盤１６とともにケーシング１８に収容されている。さらに、上側半体２６の、下側半体２４を臨む側の面（すなわち、内面）には、後述する支持ネジ６０を螺合するための支持ネジ用孔６２が形成される。

支持盤１６は、薄肉の金属からなる。略円盤形状をなす支持盤１６の約半分は、回路基板１４に重畳する重畳部位である。重畳部位には、ヒートシンク部６４が一体的に設けられる。なお、ヒートシンク部６４は、複数個のフィン（図示せず）が立設されることで表面積が大となった放熱部である。すなわち、ヒートシンク部６４により、支持盤１６に伝達された回路基板１４の熱の放散が促進される。

また、支持盤１６の外縁には、所定角度で互いに離間した複数個（例えば、３個）のネジ台座部７０が突出する。図２には、その中の１個が示されている。ネジ台座部７０には支持ネジ挿通孔７２が形成されており、該支持ネジ挿通孔７２には、支持盤１６を上側半体２６に取り付けて位置決め固定するための支持ネジ６０が通される。

さらに、支持盤１６の中心には、金属からなる軸受保持部としての第１ベアリングホルダ７４及び第２ベアリングホルダ７６を保持する保持孔７８が形成されるとともに、該保持孔７８を中心として円弧形状に延在する通風孔８０が複数個（本実施の形態では、３個）形成される。１個の通風孔８０の近傍には、図示しない円筒状ネジ部が形成される。

保持孔７８には、第１防振用ラバー部材９０と第２防振用ラバー部材９２とが組み合わされたラバー組立体９４が嵌装される。また、保持孔７８には、後述するステータ側端子部９６が挿通される切欠部９８が形成される。

さらに、図２に示すように、通風孔８０は、ロータ５２を構成して環状に配置された複数個の永久磁石１００の略直下に位置する。換言すれば、通風孔８０は、永久磁石１００の配置に沿って円弧状に湾曲している。

以上のように構成される支持盤１６は、例えば、アルミニウム合金からなる鋳造物として得ることができる。この支持盤１６には、車体側に設けられたワイヤハーネス（図示せず）を挿入するためのカプラハウジング１０２が、通風孔８０の近傍に設けられる前記円筒状ネジ部に保持ネジが螺合されることで支持される。該カプラハウジング１０２は樹脂からなり、絶縁性である。なお、前記ワイヤハーネスは、カプラハウジング１０２（図１参照）内に先端が突出した図示しない導通部材に電気的に接続される。

ここで、第１ベアリングホルダ７４の大径な下端には第１ベアリング１０４（軸受）及び図示しないウェーブワッシャが挿入され、一方、第２ベアリングホルダ７６に臨む側の上端は、下端に比して小径に設定されている。また、第２ベアリングホルダ７６の大径な上端には第２ベアリング１０６（軸受）が圧入され、一方、第１ベアリングホルダ７４に臨む側の下端は、前記上端に比して小径に設定されている。また、該第１ベアリングホルダ７４に臨む側の下端には、第１ベアリングホルダ７４が圧入される。

前記ラバー組立体９４は、圧入結合される第１ベアリングホルダ７４及び第２ベアリングホルダ７６の下端と上端の直径がそれぞれ相違することで形成される段部によって支持盤１６に挟着され、前記保持孔７８に位置決めされる。その結果、軸受保持部としての第１ベアリングホルダ７４及び第２ベアリングホルダ７６が、ラバー組立体９４を介して支持盤１６に弾性保持される。

第１ベアリングホルダ７４、第２ベアリングホルダ７６には、第１ベアリング１０４、第２ベアリング１０６を介してブラシレスモータ１２の回転軸２０が回転自在に支持される。

回路基板１４は支持盤１６の約半分に重畳する略半円形状を呈し、略直線形状をなす部位が前記第１ベアリングホルダ７４側を臨むように配置される。このため、回路基板１４は、平面視で回転軸２０ないし軸受保持部に重なる（覆う）ことはなく、囲繞することもない。

すなわち、軸受保持部及び回路基板１４は、支持盤１６により、互いが重畳しない位置に保持される。なお、回路基板１４は、ブラシレスモータ１２の制御に回転検出センサを必要としないセンサレス制御方式である。このため、回路基板１４における回転軸２０の近傍に、回転軸２０の回転角度状態を検出するための回転検出センサを設ける必要がない。従って、軸受保持部と回路基板１４を互いに離間させることが容易である。

回路基板１４には、取付ネジ１１０が通される取付ネジ挿通孔１１２が形成される。取付ネジ挿通孔１１２の位置は、ヒートシンク部６４（フィンの裏面）に形成された取付ネジ用孔１１４の位置に対応する。取付ネジ挿通孔１１２に取付ネジ１１０が通されるとともに、該取付ネジ１１０が取付ネジ用孔１１４に螺合されることにより、回路基板１４が支持盤１６に支持される。回路基板１４は、支持盤１６を介して間接的にケーシング１８に支持されるが、ケーシング１８に直接連結されてはいない。

回路基板１４には、コンデンサや抵抗、スイッチング素子等の各種の電子部品１２０が設けられるとともに図示しない配線によって導電経路が形成され、これにより制御回路が構成されている。該制御回路は、回転軸２０の回転速度を制御する等の制御を行う。

前記導通部材は、前記配線に電気的に接続される。前記制御回路への通電（給電）は、この導通部材を介してなされる。該導通部材は、回路基板１４の上方（上面）にハンダ等で固着されて回路基板１４から突出し、上述したように、突出した導通部材の先端側は前記カプラハウジング１０２内に収納されている。

ブラシレスモータ１２を構成する電磁コイル１２２への通電は、導通用ユニット１２４を介してなされる。具体的には、導通用ユニット１２４は、絶縁性支持部材１２６と、該絶縁性支持部材１２６に設けられた導電線１２８を有する。

絶縁性支持部材１２６は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂材料からなり、固定ネジ１３０を介して回路基板１４に位置決め固定される。この絶縁性支持部材１２６には、基板側端子部１３２の一部が埋設されている。ここで、基板側端子部１３２は、Ｕ相用、Ｖ相用及びＷ相用の３個が設けられているが、図２中ではその中の１個のみが示されている。

基板側端子部１３２の両端部は絶縁性支持部材１２６から露呈し、一端部は二叉に分岐されるとともに回路基板１４に形成された２個１組のスルーホールに差し込まれる。また、他端部には、前記導電線１２８の一端部が係止及び電着（ヒュージング）される。一方、この導電線１２８の他端は、ステータ５６に設けられたステータ側端子部９６の下方側の第１フック部１４０に係止及び電着される。この点については後述する。

ブラシレスモータ１２は、回転軸２０に保持されて該回転軸２０と一体的に回転する前記ロータ５２と、複数個の前記電磁コイル１２２を含み且つ第２ベアリングホルダ７６の外周壁に位置決め固定されたステータ５６とを有する。この中のステータ５６は、周知のように円環形状をなす部材であり、第２ベアリングホルダ７６が圧入されたヨーク部と、ヨーク部の外周から回転軸２０の軸線と垂直な方向に放射状に突出するように形成されるティース部とを有する積層コア１５０（ステータコア）を有する。該積層コア１５０は、１組のインシュレータ１５２ａ、１５２ｂ（絶縁材）で上下から挟持される。

ヨーク部は、該積層コア１５０の内周側で円環形状をなし、第２ベアリングホルダ７６の外周壁に堅牢に位置決め固定される。一方、ティース部は、ロータ５２を構成する回転盤１５４の内周壁に対向する。すなわち、この場合、ブラシレスモータ１２は、ステータ５６の外方にロータ５２が位置する、いわゆるアウタロータ型である。

隣接するティース部同士は、所定間隔で互いに離間している。すなわち、互いの間にはクリアランスが形成されている。このクリアランスは、冷却風が通過する通路となる。

電磁コイル１２２は、ティース部に線材が巻回されることで構成される。電磁コイル１２２は、例えば、１５個が設けられ、５個が１組としてＵ相用領域、Ｖ相用領域、Ｗ相用領域を構成する。

支持盤１６を臨む積層コア１５０の下方のインシュレータ１５２ａには、支持盤１６及び回路基板１４に指向して延在する端子埋設部１５６が設けられるとともに、該端子埋設部１５６にステータ側端子部９６がそれぞれ埋入される。ステータ側端子部９６の一部は、端子埋設部１５６から下側半体２４に指向して突出するとともに、支持盤１６に形成された切欠部９８に挿通される。端子埋設部１５６、ステータ側端子部９６及び切欠部９８は、Ｕ相用、Ｖ相用及びＷ相用の３個設けられるが、図２中ではその中の１個のみが示されている。

ステータ側端子部９６は、第１フック部１４０、第２フック部１６０を有する。上記したように第１フック部１４０には導電線１２８が電着され、第２フック部１６０には、Ｕ相用領域、Ｖ相用領域又はＷ相用領域を構成する電磁コイル１２２にそれぞれ設けられた掛止部１７０が係止及び電着される。これにより、いわゆるデルタ接続がなされる。

ロータ５２は、図１及び図２に示す回転盤１５４（ヨーク）を有する。この回転盤１５４は、第１ベアリングホルダ７４、第２ベアリングホルダ７６に回転自在に挿入された回転軸２０に支持される。該回転盤１５４は、側壁部１７２と円形状底面部１７４とを有する有底カップ形状をなし、円形状底面部１７４から略垂下するように形成された側壁部１７２の内面には、ステータ５６のティース部と対向するように、永久磁石１００が環状に保持されている。回転軸２０とともに回転盤１５４が回転するときには、永久磁石１００も回転盤１５４と一体的に回転する。

回転盤１５４の円形状底面部１７４は上方を臨み、且つ該円形状底面部１７４は、上側半体２６の円環状突部５０に形成された回転軸挿通口５４から、回転軸２０とともに露呈する。円環状突部５０と円形状底面部１７４との間には、所定のクリアランスが形成される。なお、図２から諒解されるように、側壁部１７２は回転軸挿通口５４に囲繞されており、空調用ブロアモータユニット１０の外部には露呈しない。

さらに、円形状底面部１７４には、ブロアファン２２が設けられる回転軸２０を通すべく中心部に設けられた回転軸支持部１８０が円環状突部として設けられるとともに、ティース部（電磁コイル１２２）に臨む複数の通気開口１８６が形成される。該通気開口１８６の、円形状底面部１７４の周方向に沿う寸法は、該円形状底面部１７４の直径方向内方から外方に向かうに従って大きくなるように設定されている。このため、通気開口１８６は、短辺が回転軸挿通口５４を臨み、長辺が円形状底面部１７４の外周縁部を臨む略台形形状をなす。

隣り合う通気開口１８６同士の間には、回転軸２０を中心に放射状に並ぶスポーク部１８８が形成される。図１及び図３Ａから諒解されるように、スポーク部１８８には、側壁部１７２から回転軸２０に向かう途中で、ステータ５６や回路基板１４から離間する方向、換言すれば、上方に隆起（突出）した段部としての折曲部１９０（共振抑制部）が設けられている。各スポーク部１８８における折曲部１９０は、回転軸支持部１８０の軸芯と同心円を形成する仮想円Ｃ上に設けられている。換言すれば、各スポーク部１８８における折曲部１９０は、回転軸２０、ないし回転軸支持部１８０の軸芯に対して同心円上に配置されている。なお、折曲部１９０は、各スポーク部１８８の半径方向中心よりも内周側に偏在（オフセット）する位置に設けられている。このため、スポーク部１８８の、折曲部１９０よりも外周側は、折曲部１９０よりも内周側に比して面剛性が低くなる。

図３Ａに示すように、隣り合う永久磁石１００の周方向端面同士は、スポーク部１８８の幅方向中心を間に挟んで対向する。換言すれば、永久磁石１００は、スポーク部１８８の幅方向中心で分割されている。

スポーク部１８８及び通気開口１８６と、回転軸支持部１８０との間には、内周側底壁１９２が介在する。すなわち、スポーク部１８８同士は内周側底壁１９２で連なり、且つ回転軸支持部１８０は内周側底壁１９２から無蓋円筒状に形成されている。

内周側底壁１９２には、スポーク部１８８の延長線上に分枝口１９４が形成されている。このため、スポーク部１８８は分枝口１９４を境に２本のスポーク枝部１９６に分枝されている。複数のスポーク部１８８から個々に分枝されたスポーク枝部１９６は、分枝口１９４よりも内周側で互いに連なり、上記回転軸支持部１８０の基端部に接続している。

分枝口１９４は、内周側底壁１９２の、第２ベアリング１０６に対向する位置で開口している。従って、空調用ブロアモータユニット１０又はブラシレスモータ１２の平面視では、分枝口１９４の奥側に第２ベアリング１０６の外輪を視認することができる。

本実施の形態に係るブラシレスモータ１２を含む空調用ブロアモータユニット１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

空調用ブロアモータユニット１０は、以下のようにして組み立てられる。すなわち、はじめに、３個の端子埋設部１５６の各々からステータ側端子部９６の一部が露呈したインシュレータ１５２ａと、インシュレータ１５２ｂとで積層コア１５０を覆った後、インシュレータ１５２ａ、１５２ｂを介してティース部に線材（巻線）を巻回することで電磁コイル１２２を形成する。これを繰り返し、５個の電磁コイル１２２からなるＵ相用領域を作製する。

次に、Ｕ相用領域から線材を引き出すようにして掛止部１７０を形成し、該掛止部１７０を、ステータ側端子部９６の第２フック部１６０に掛止する。続いて、該第２フック部１６０に近接するティース部に対して順次線材（巻線）を巻回し、５個の電磁コイル１２２からなるＶ相用領域を設ける。以降は上記と同様にして、Ｖ相用領域の掛止部１７０、Ｗ相用領域の掛止部１７０を順次形成する。その後、３個の掛止部１７０の各々を、３個の第２フック部１６０の各々に個別に電着固定する。

さらに、積層コア１５０の内周側で円環形状をなすヨーク部の内孔に、第２ベアリングホルダ７６を圧入する。その後、第２ベアリングホルダ７６の小径な下端に第２防振用ラバー部材９２を外嵌し、さらに、第２防振用ラバー部材９２の比較的小径な部位（図２参照）に、支持盤１６の保持孔７８を嵌装する。これにより、第２ベアリングホルダ７６が、第２防振用ラバー部材９２を介して支持盤１６の保持孔７８に組み付けられる。

その後、第２ベアリングホルダ７６の小径な下端に第１防振用ラバー部材９０を外嵌する一方、該下端の内部に第１ベアリングホルダ７４の小径な上端を圧入する。その結果、ラバー組立体９４が構成されるとともに、第１ベアリングホルダ７４がラバー組立体９４及び第２ベアリングホルダ７６を介して支持盤１６の保持孔７８に保持される。

以上とは別に、通気開口１８６、スポーク部１８８、折曲部１９０、分枝口１９４及びスポーク枝部１９６が予め形成された回転盤１５４の側壁部１７２の所定位置に永久磁石１００を固着する一方で、回転軸２０に第２ベアリング１０６を外嵌する。さらに、この第２ベアリング１０６が外嵌された回転軸２０の上方から、永久磁石１００が固着された回転盤１５４を圧入固定する。

この圧入により、分枝口１９４の下方に第２ベアリング１０６が位置する。すなわち、回転盤１５４の上方からの平面視で、分枝口１９４を通して第２ベアリング１０６を視認することができるロータ５２が構成される。このようにして設けられたロータ５２に対し、回転軸２０を軸支するように設けられた回転バランス工具（図示せず）を使用することによって、適宜回転バランスの確認・調整が行われる。

次に、回転バランスの確認・調整が行われた回転軸２０を、第２ベアリング１０６ごと、支持盤１６に組み付けられた第２ベアリングホルダ７６の大径な上端に挿入する。さらに、回転盤１５４の上方から分枝口１９４を挿通して、図示しない圧入用治具を第２ベアリング１０６の上方に当接させ、その後、該圧入用治具を介して第２ベアリング１０６を押圧する。これにより、第２ベアリング１０６が、第２ベアリング１０６の上方から回転軸２０とともに第２ベアリングホルダ７６に圧入される。このように、圧入用治具を分枝口１９４に通すことにより、第２ベアリング１０６及び回転軸２０の第２ベアリングホルダ７６への圧入作業が容易となる。

次に、支持盤１６の下方からウェーブワッシャを介在するようにして第１ベアリング１０４を回転軸２０に外嵌する。この際、第１ベアリング１０４は第１ベアリングホルダ７４内に摺動自在に挿入される。以上により、第１ベアリング１０４及び第２ベアリング１０６に軸受与圧が付与される。

また、ロータ５２（永久磁石１００）がステータ５６の外縁を囲繞するブラシレスモータ１２が構成される。すなわち、回転盤１５４の側壁部１７２の内面に支持されてロータ５２を構成する永久磁石１００が、ステータ５６の積層コア１５０に対向する。

その後、カプラ部を構成するカプラハウジング１０２を支持盤１６に連結する。このように、カプラハウジング１０２は支持盤１６に設けられ、回路基板１４には設けられていない。このため、回路基板１４における電子部品１２０の搭載スペースが十分な広さとして確保されるので、回路基板１４にいわゆるデッドスペースが生じ難い。加えて、カプラハウジング１０２が平面視で回転軸２０に重なることがない。

以上のようにして得られたブラシレスモータ１２と支持盤１６の組立体を、上側半体２６に組み付ける。すなわち、支持ネジ６０を、ネジ台座部７０の支持ネジ挿通孔７２に通し且つ支持ネジ用孔６２に螺合することで、支持盤１６を上側半体２６に連結する。これと同時に、回転軸２０と、回転盤１５４の円形状底面部１７４が上側半体２６の回転軸挿通口５４から露呈する。

以上とは別に、射出成形を行う等して３個の基板側端子部１３２の一部が埋入された絶縁性支持部材１２６を得る。その後、導電線１２８の一端を、基板側端子部１３２に係止して電着する。以上により、導通用ユニット１２４を構成する。

次に、固定ネジ通過孔に前記固定ネジ１３０を通し、該固定ネジ１３０を、絶縁性支持部材１２６に設けられた図示しないネジ穴に螺合する。これにより、導通用ユニット１２４が回路基板１４に取り付けられて位置決め固定される。

次に、回路基板１４を支持盤１６に取り付ける。すなわち、回路基板１４の取付ネジ挿通孔１１２に通した取付ネジ１１０を、ヒートシンク部６４（フィンの裏面）、及びそれ以外の２箇所に形成された取付ネジ用孔１１４に螺合する。これにより、回路基板１４が取付ネジ１１０を介して支持盤１６に支持される。

次に、３個の導電線１２８を適宜折曲し、その一端を、３個のステータ側端子部９６の各第２フック部１６０に係止して電着する。この電着により、回路基板１４に実装された電子部品１２０と、電磁コイル１２２（Ｕ相用領域、Ｖ相用領域及びＷ相用領域）とが電気的に接続される。なお、回路基板１４は支持盤１６を介して上側半体２６に間接的に支持され、上側半体２６に直接連結されることはない。

次に、下側半体２４に形成された連結ネジ挿通孔３２に連結ネジ３０を通し、さらに、該連結ネジ３０を、上側半体２６に形成された連結ネジ用孔４８に螺合する。これにより、下側半体２４と上側半体２６とが連結される。また、この際、第１嵌合部３６の外面を第２嵌合部３８の内面が覆うことで、下側半体２４が上側半体２６に嵌合される。以上により、前記組立体（回路基板１４、支持盤１６及びブラシレスモータ１２）を収容したケーシング１８が構成される。

さらに、回転軸２０にブロアファン２２（図２参照）が取り付けられることで、空調用ブロアモータユニット１０が得られるに至る。カプラハウジング１０２は、下側半体２４から露出して該下側半体２４に隣り合う位置となる。

上記したように回路基板１４が平面視で回転軸２０（ないし第１ベアリングホルダ７４）に重ならないオフセット位置であるため、ケーシング１８の上下方向（厚み方向）寸法が大きくなることを回避することができる。さらに、カプラハウジング１０２が下側半体２４に隣り合うので、下側半体２４の厚みの範囲内に収まる。このため、ケーシング１８が厚み方向に大きくなることが回避される。従って、空調用ブロアモータユニット１０の小型化を図ることが容易となる。

空調用ブロアモータユニット１０は、車体に搭載されて車両用空調装置に組み込まれる。この際、複数個のステー部４６の各々に固定ネジが通されるとともに、該固定ネジが所定の部材、例えば、ブロアファン２２を囲繞するいわゆるスクロール形状のファンケーシング（図示せず）に螺合される。

この状態で、車体側のワイヤハーネスが前記カプラハウジング１０２内に挿入されて導通部材に電気的に接続される。車両用空調装置を運転する際には、ワイヤハーネスから導通部材を介して制御回路に通電がなされる。

この通電に伴い、該制御回路の制御下にコンデンサや抵抗、スイッチング素子等の各種の電子部品１２０を介して電磁コイル１２２にも通電がなされる。その結果、ステータ５６に交番磁界が発生する。この交番磁界と、ロータ５２を構成する永久磁石１００による磁界との間で吸引・反発が連続的に起こることにより、回転盤１５４が回転する。これと一体的に、回転軸２０及びブロアファン２２が回転する。

制御回路に通電がなされることに伴い、電子部品１２０及び回路基板１４が熱を帯びる。この熱は、支持盤１６に伝達されて該支持盤１６のヒートシンク部６４に到達する。ヒートシンク部６４が回路基板１４に近接しているので、回路基板１４の熱が速やかにヒートシンク部６４に伝達される。

ブロアファン２２が回転することに伴い、図示しない前記ファンケーシング内に該ブロアファン２２の周囲（特に上方）の空気が巻き込まれて、遠心ファンであるブロアファン２２の遠心方向に向かう気流、すなわち、空気流となる。この空気流の一部は、上側半体２６のダクト４４内に形成された空気導入口２８からケーシング１８の内部に導入され、該ケーシング１８内の流通路を流通する冷却風となる。

ここで、下側半体２４には、上側半体２６に向かって凸となる突部３４が設けられている。冷却風が突部３４に接触した際には、該冷却風は、傾斜した上流側の側部に沿って流通する。その結果、冷却風の一部の進行方向が上側半体２６側に変更される。このように、突部３４は、冷却風の一部を上側半体２６側に案内する案内部である。

上側半体２６側に進行した冷却風の一部は、ヒートシンク部６４に接触する。従って、ヒートシンク部６４が速やかに冷却される。上記したように、回路基板１４の熱がヒートシンク部６４に速やかに伝達されるので、ヒートシンク部６４を介しての回路基板１４の熱の放散が効率よく進行する。このように、ケーシング１８内に突部３４（案内部）を設けて冷却風をヒートシンク部６４に向けるようにしたことにより、回路基板１４の熱を除去することが容易となる。

ヒートシンク部６４が支持盤１６の一部位として一体的に設けられているときには、支持盤１６の全体を放熱部材として利用可能となることから、別部材であるヒートシンクを支持盤１６に連結する場合に比して放熱面積を大きくすることができる。このため、空調用ブロアモータユニット１０の小型化を図りながら、回路基板１４を効率よく冷却することができる。

ヒートシンク部６４に接触した冷却風は、上側半体２６を構成する円環状突部５０の内壁に案内されながら、回転盤１５４の側壁部１７２の外壁に沿って上昇する。この際に冷却風が側壁部１７２に接触するので、ロータ５２が外方から冷却される。

冷却風の残部は、突部３４を越えて下側半体２４内の流通路を流通し、回路基板１４やステータ５６側に向かって上昇する。冷却風は、回路基板１４等に接触した後に支持盤１６の通風孔８０を通過し、さらに、ステータ５６の周方向に隣接するティース部同士の間の間隙を通過する。これにより、回路基板１４や支持盤１６、ブラシレスモータ１２及びロータ５２（特に永久磁石１００）が冷却される。

冷却風は、上側半体２６の回転軸挿通口５４とブラシレスモータ１２の回転盤１５４との間の間隙や、回転盤１５４に形成された通気開口１８６を介してケーシング１８外に排出される。その後、ブロアファン２２（遠心ファン）の空気流に還流される。

回転軸２０が回転することに伴い、内孔に回転軸２０が通されたステータ５６が振動する。ここで、支持盤１６が金属からなるために剛性が高いので、該支持盤１６が共振を起こし難い。

さらに、支持盤１６及び回路基板１４は、ケーシング１８の内壁に対して所定距離で離間している。このため、支持盤１６及び回路基板１４が振動ないし揺動した場合であっても、突部３４やその他の内壁が支持盤１６ないし回路基板１４に干渉することが回避される。しかも、組立体（回路基板１４、支持盤１６及びブラシレスモータ１２）は、ケーシング１８に収容されている。このために組立体から放出される騒音がケーシング１８の内壁に衝突するので、騒音がケーシング１８の周囲に過度に放射される事態を防止することができる。以上のような理由から、静粛性が一層向上する。また、当接音が発生する懸念や、回路基板１４に傷が発生する懸念が払拭されるとともに、耐久性が向上する。

さらに、本実施の形態では、回転盤１５４の円形状底面部１７４に略台形形状の通気開口１８６が形成されている。通気開口１８６の形状と、通気開口１８６が形成されている分だけ円形状底面部１７４の面積が小さくなることとが相俟って、ロータ５２の、いわゆる鳴きが低減する。

また、円形状底面部１７４のスポーク部１８８には、段差となる折曲部１９０が、回転軸２０と同心円上に設けられている。この折曲部１９０によって、永久磁石１００の電磁力に基づく振動が吸収される。換言すれば、共振がミュートされる。このように、折曲部１９０は共振抑制部として機能し、側壁部１７２からの振動が回転軸２０に伝達されることを防止している。

加えて、隣り合う永久磁石１００の端面同士が、スポーク部１８８の幅方向中心を間に挟んで対向している。このため、永久磁石１００の電磁力に基づくスポーク部１８８の直径方向に沿う収縮振動が、２個の永久磁石１００からスポーク部１８８に略均等に伝達される。このため、振動ピークが低減して騒音が低減する。しかも、このようなロータ５２は、側壁部１７２が上側半体２６の円環状突部５０に覆われるようにして、支持盤１６とともにケーシング１８に収容されている。このため、ロータ５２の放射音が、円環状突部５０の内面に衝突することで低減される。以上のような理由からも、静粛性が一層向上する。このことも、ブラシレスモータ１２の静粛化に寄与する。

さらにまた、本実施の形態では、回転盤１５４に分枝口１９４を形成している。このため、側壁部１７２で発生する回転力を、スポーク枝部１９６を介して回転軸２０に確実に伝達しながら、空気（冷却風）が通気開口１８６を通過するときの風切り音や、ロータ５２の振動（発音）による鳴きやびびり音を低減することができる。

図３ＡのＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である図４には、上記した形状の回転盤１５４を用いたブラシレスモータ１２の回転時における回転盤１５４の模式的な振幅分布を併せて示している。詳述すると、振動源である永久磁石１００が配設されたロータ５２の外周側と、回転軸２０を支持する回転軸支持部１８０が突出した内周側底壁１９２側と、永久磁石１００と回転軸支持部１８０との略中間に位置するスポーク部１８８とでは、振幅量にそれぞれ差異がある。すなわち、この場合、スポーク部１８８の、折曲部１９０よりも内周側では、加振状況下での振幅が小さくなる。

この理由としては、スポーク部１８８の幅寸Ｌ１が、ロータ５２が回転することに伴って生起される振動の波長に対して十分に小さくなるように形成されていること、及び、折曲部１９０がスポーク部１８８の内端側に偏在されていることが挙げられる。すなわち、個々のスポーク部１８８が回転盤１５４のその他の部位よりも比較的低剛性な部位となっていることにより、永久磁石１００を起点として生起される振動エネルギが、スポーク部１８８の、折曲部１９０よりも外周側において集中的に吸収（散逸）される。この場合、スポーク部１８８の、折曲部１９０よりも内周側、すなわち、回転軸２０に近接する側では、振幅が小さくなる。

また、スポーク部１８８の各幅寸が上記したように十分に小さくなるように形成されているので、その結果として、スポーク部１８８による空気振動が抑制される。しかも、内周側底壁１９２には分枝口１９４を形成している。このため、内周側底壁１９２による空気振動も抑制される。このことは、ロータ５２が回転することに伴う加振状況下でのロータ５２及び回転軸２０の振幅が低下して放射音（鳴き）が生じ難くなること、換言すれば、空調用ブロアモータユニット１０の騒音レベル低下を達成できることを意味する。

結局、本実施の形態によれば、静粛性に優れる小型な空調用ブロアモータユニット１０を構成することができる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、分枝口１９４は図３Ａに示す円形状に限定されるものではなく、図３Ｂに示す三角形状であってもよいし、図３Ｃに示す涙滴形状であってもよい。三角形状や涙滴形状の場合、例えば、開口面積が小さな方をスポーク部１８８側、開口面積が大きな方を回転軸支持部１８０側とすることができるが、これと逆であっても差し支えはない。いずれの形状であっても、打抜パンチによる打抜加工によって分枝口１９４を容易に形成することができる。

１０…空調用ブロアモータユニット １２…空調装置用ブラシレスモータ
１４…回路基板 １６…支持盤
１８…ケーシング ２０…回転軸
２２…ブロアファン ２８…空気導入口
４４…ダクト ５２…ロータ
５６…ステータ ６４…ヒートシンク部
７４…第１ベアリングホルダ ７６…第２ベアリングホルダ
８０…通風孔 ９４…ラバー組立体
９６…ステータ側端子部 １００…永久磁石
１０２…カプラハウジング １０４…第１ベアリング
１０６…第２ベアリング １２０…電子部品
１２２…電磁コイル １２４…導通用ユニット
１２６…絶縁性支持部材 １２８…導電線
１３２…基板側端子部 １４０…第１フック部
１５０…積層コア １５２ａ、１５２ｂ…インシュレータ
１５４…回転盤 １５６…端子埋設部
１６０…第２フック部 １７０…掛止部
１７２…側壁部 １７４…円形状底面部
１８０…回転軸支持部 １８６…通気開口
１８８…スポーク部 １９０…折曲部
１９２…内周側底壁 １９４…分枝口
１９６…スポーク枝部

Claims (5)

1. 空調装置を構成するブロアファンを回転させるための空調装置用ブラシレスモータであって、
   電磁コイルを含むステータと、
   側壁部と底面部とで前記ステータを覆う有底カップ形状のヨークと、前記側壁部に設けられた永久磁石とを有するロータと、
   を有し、
   前記ヨークの底面部に、前記ブロアファンが設けられる回転軸を通す回転軸支持部が形成されるとともに、前記回転軸支持部よりも外周側に、前記ロータ内と前記ロータ外との間で大気を流通可能とするための複数個の通気開口と、隣り合う前記通気開口同士の間で前記底面部の直径方向に沿って放射状に延在するスポーク部とが形成され、且つ前記スポーク部と前記回転軸支持部との間に内周側底壁が介在し、
   前記スポーク部の各々に、共振をミュートするための共振抑制部が形成され、
   さらに、前記内周側底壁に、該内周側底壁を貫通して１個の前記スポーク部を分枝する分枝口と、前記分枝口によって前記スポーク部から分枝されたスポーク枝部とが形成されていることを特徴とする空調装置用ブラシレスモータ。
2. 請求項１記載のモータにおいて、前記共振抑制部は、前記スポーク部の一部が前記ステータから離間する方向、又は前記ステータに接近する方向のいずれかに突出することで形成された段部であることを特徴とする空調装置用ブラシレスモータ。
3. 請求項１又は２記載のモータにおいて、前記分枝口が円形、三角形、又は涙滴形をなすことを特徴とする空調装置用ブラシレスモータ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記分枝口は、前記内周側底壁の、前記回転軸を支持する軸受に対向する位置で開口していることを特徴とする空調装置用ブラシレスモータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータにおいて、前記永久磁石による磁極を複数個有し、隣り合う前記永久磁石の磁極の周方向端面同士は、前記スポーク部の幅方向中心を間に挟んで対向していることを特徴とする空調装置用ブラシレスモータ。

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