JP3003239B2 - 車両用電動ファン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用電動ファン制御
装置に係り、特に、車両に搭載したエンジンの冷却系統
及び冷房系統にそれぞれ設けられるラジエータ及びコン
デンサの少なくとも一方の空冷に必要な各電動ファンを
制御するに適した電動ファン制御装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、この種の電動ファン制御装置におい
ては、例えば、 特開昭６０ー１４１１５２号公報に示
されているように、フレキシブルプリント基盤上に制御
回路部品を装着し、同制御回路部品をフレキシブルプリ
ント基盤と共に樹脂ケース内に収容して熱伝導性のよい
エポキシ樹脂によりモールドした上で金属性モータケー
ス内に納めるようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成においては、制御回路電子部品が、上述のように、
樹脂ケース内に収容されているため、この制御回路電子
部品をモータの放熱から遮断し得るとも考えられる。ま
た、同制御回路電子部品が、上述のように、熱伝導性の
よいエポキシ樹脂によりモールドされているため、制御
回路電子部品の発熱を効率よく樹脂ケースに放熱させ得
るとも考えられる。しかしながら、モータの内部の温度
は、通常、外気温を基準に、５０（℃）〜６０（℃）程
上昇し容易に飽和状態に達してしまう。従って、モータ
の内部に制御回路電子部品を収容することは、同制御回
路電子部品の熱的な信頼性の面からすれば、実用上、不
適当といえる。これに対しては、特開昭６２ー２５１４
１８号公報に示されているように、電動ファンの制御装
置本体を、ファンシュラウド内にて同電動ファンの羽根
の後流に位置するステイに取り付けるようにすることも
考えられる。しかし、かかる場合には、ファンシュラウ
ドがその上流から後流側にかけて細く絞るような形状を
有するため、ファンシュラウド内での制御装置本体の占
積スペースがかなり大きなものとなる。従って、制御装
置本体が、電動ファンからの空気流により適正に冷却さ
れたとしても、同空気流のエンジン側への流出量が、制
御装置本体のために減少するという不具合があった。そ
こで、本発明は、以上のようなことに対処すべく、車両
用電動ファン制御装置において、ラジエータ及びコンデ
ンサの少なくとも一方の冷却のための電動ファンを制御
するに必要な制御回路電子部品を、その占積スペースの
増大を招くことなく、モータの放熱から極力遮断するよ
うに配設しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決にあた
り、本発明によれば、 車両に搭載のエンジンの前方に立
設された当該エンジンの冷却系統用ラジエータ及び冷房
用コンデンサの少なくとも一方の立面から延出するファ
ンシュラウド内に略同軸的に支持した電動ファンであっ
てモータ及びこのモータに同軸的に支持されて当該モー
タにより駆動されるファンを有する電動ファンと、前記
モータを駆動制御する半導体制御回路とを備える電動フ
ァン制御装置において、前記モータの両軸方向外壁部の
うち軸受け部を内蔵し前記ファンとは反対側に位置する
軸方向外壁部（以下、反対側軸方向外壁部という）に同
軸的に取り付けられたケーシング部材を備えており、こ
のケーシング部材のうち前記反対側軸方向外壁部に対す
る対向部分には中空部が形成され、前記ケーシング部材
のうち前記対向部分以外の部分には収容穴部が前記反対
側軸方向外壁部側に向け開口するように形成されてお
り、 また、前記ケーシング部材の前記反対側軸方向外壁
部との取付部分を除いた前記ケーシング部材の前記反対
側軸方向外壁部との対向面部分間には所定の間隙が設け
られており、 前記半導体制御回路は前記収容穴部内に収
容されていることを特徴とする車両用電動ファン制御装
置が提供される。

【０００５】

【作用効果】これにより、前記電動ファンが、前記半導
体制御回路の制御による前記モータの作動に応じ駆動さ
れると、この電動ファンが、車両の前部から前記ファン
シュラウド内に外気流を導入し、前記ラジエータ及びコ
ンデンサの少なくとも一方を空冷しつつエンジンに向け
て送風する。この場合、上述のように、前記モータの前
記反対側軸方向外壁部が前記ケーシング部材の中空部に
対向しているので、当該モータの前記反対側軸方向外壁
部に内蔵した前記軸受け部が、前記反対側軸方向外壁部
及び前記中空部を通して外方を臨むこととなる。しか
も、前記半導体制御回路が、前記ケーシング部材のうち
前記対向部分以外の部分に形成した収容部内に収容され
ているから、当該半導体制御回路は、前記モータの外側
にてその外壁端部から半径方向に位置ずれして配設され
ていることとなる。さらに、前記ケーシング部材と前記
モータの前記反対側軸方向外壁部との間には、前記所定
の間隙が設けられている。従って、前記電動ファンの連
続作動中に、前記モータの前記反対側軸方向外壁部内の
軸受け部が当該反対側軸方向外壁部を通して放熱エネル
ギーを放出しても、この放熱エネルギーが、前記間隙及
び前記中空部を通り直接外方へ放出されることとなる。
その結果、前記半導体制御回路が、前記モータの前記反
対側軸方向外壁部内の軸受け部の放熱エネルギーから確
実に遮断されて、その本来の制御機能を常に適正に発揮
し得る。また、前記半導体制御回路を収容した前記ケー
シング部材が、前記モータの前記反対側軸方向外壁部に
同軸的に取り付けられているので、前記半導体制御回路
が半径方向に前記モータの外周を越えて不必要に突出す
ることがない。その結果、当該半導体制御回路が前記フ
ァンシュラウドの内部を不適正に占積することがなく、
エンジンへの外気流の流量を十分に確保し得る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明のー実施例を図面により説明す
ると、図１において、符号１０は、車両に搭載した冷房
系統のー部を構成する冷媒凝縮用コンデンサ（図示せ
ず）のためのファンシュラウドを示している。このファ
ンシュラウド１０は、前記コンデンサの前面から当該車
両の前方（図２にて図示左方）へ略円筒状に延出してお
り、このファンシュラウド１０内には、電動ファン２０
が、図１及び図２にて示すごとく、モータ２０ａと、フ
ァン２０ｂとにより構成されて、同軸的に組み付けられ
ている。モータ２０ａは、その環状フランジ部２１に
て、複数のステイ１１〜１１（ファンシュラウド１０の
内周面前縁部からその軸心に向け延出する）の各内端部
に溶接した共通環部１２に複数のネジ１３の締着により
同軸的に組み付けられており、このモータ２０ａの出力
軸２２には、ファン２０ｂがファンシュラウド１０の後
部内にて同軸的に軸支されている。

【０００７】しかして、この電動ファン２０は、モータ
２０ａの作動に応じ、当該車両の前部からファンシュラ
ウド１０内にこのファンシュラウド１０の内周面前縁部
とモータ２０ａのフランジ部２１との間の環状空間部か
ら外気流を導入し前記コンデンサを通しエンジンに向け
送風する。本実施例においては、モータ２０ａの後部２
３（当該車両の前方に向いている）の端面中央にては、
突出部２３ａが同軸的に突出されており、また、モータ
２０ａの後部２３の端面の左右両側にては、各突出部２
３ｂ、２３ｂが対称的に突出されている。但し、突出部
２３ａ内にては、図示しない軸受け部が、出力軸２２の
後端部を回転自在に軸支して受承されている。また、各
突出部２３ｂ、２３ｂ内においては、図示しない各ブラ
シが、モータ２０ａのロータに軸支したコミュテータの
外周面に摺接すべく保持されている。

【０００８】また、モータ２０ａには、ケーシング部材
３０が、その外周縁部を、モータ２０ａのフランジ部２
１にその図２にて図示左側から各ネジ１３〜１３を締着
して、同軸的に組み付けられており、このケーシング部
材３０は、合成樹脂材料により所定の板厚を有するよう
に形成されている。このケーシング部材３０の中央部に
は、略三角形状の中空部３１が、モータ２０ａの後部２
３に対向して、穿設されており、この中空部３１を通
し、各突出部２３ａ、２３ｂ及び２３ｂが、図１及び図
２に示すごとく、当該車両の前方を臨んでいる。また、
ケーシング部材３０には、略台形状の中空部３２が、中
空部３１の直上にて穿設されており、この中空部３２の
外壁内周縁部には、板状のヒートシンク３３が、各ネジ
３３ａ〜３３ａの締着により組み付けられて、同中空部
３２を前方から閉成している。このヒートシンク３３の
外壁には、複数のフィン３３ｂ〜３３ｂが、間隔を付与
して突設されている。中空部３２内にては、モータ２０
ａを駆動制御するための半導体制御回路３４が、その基
板３４ａをシートシンク３３に密着させて配設されてお
り、この半導体制御回路３４の接続端子３４ｂは、リー
ド線Ｌに接続されている。また、ケーシング部材３０の
内壁３５とモータ２０ａのフランジ２１との間には、内
壁３５とフランジ２１との組み付け部分を除き、少なく
とも所定の間隙ｇ（例えば、６（ｍｍ））が付与されて
いる。なお、各図１、図２において、符号ｐは、水抜き
管を示す。

【０００９】以上のように構成した本実施例において、
モータ２０ａが、半導体制御回路部３４による制御のも
とに、制御駆動されて、ファン２０ｂを作動させれば、
このファン２０ｂが、当該車両の前部からファンシュラ
ウド１０内に外気流を導入して前記コンデンサを通しエ
ンジンに向けて送風する。かかる場合、上述のように、
モータ２０ａの後部２３がケーシング部材３０の中空部
３１に対向して各突出部２３ａ、２３ｂ、２３ｂを同中
空部３１を通し当該車両の前方に臨ませている。しか
も、半導体制御回路部３４が、中空部３１の直上に位置
する中空部（収容部）３２内に収容配設されているか
ら、当該半導体制御回路部３４は、モータ２０ａの外側
にてその後部２３から半径方向に位置ずれして配設され
ていることとなる。さらに、ケーシング部材３０とモー
タ２０ａのフランジ２１との間には間隙ｇが付与されて
いる。従って、モータ２０ａの連続作動中に、モータ２
０ａの突出部２３ａ内の軸受け部や各突出部２３ｂ、２
３ｂ内の各ブラシが各突出部２３ａ、２３ｂ、２３ｂを
介し高放熱エネルギーを放出しても、この高放熱エネル
ギーが、間隙ｇ及び中空部３１を通り直接外方へ放出さ
れることとなる。その結果、半導体制御回路部３４が、
モータ２０ａの後部側軸受け部や前記各ブラシの放熱エ
ネルギーから確実に遮断されて、その本来の制御機能を
常に適正に発揮し得る。

【００１０】また、半導体制御回路部３４を組み付けた
ケーシング部材３０が、各図１、２に示したごとく、モ
ータ２０ａの後部２３側から同モータ２０ａのフランジ
２１に同軸的に取り付けられているので、半導体制御回
路部３４がフランジ２１の外周縁部から半径方向にフラ
ンジ２１の外周を越えて突出することがなく、その結
果、同半導体制御回路部３４がファンシュラウド１０の
内部を不適正に占積することがない。このため、ファン
シュラウド１０内への外気流の流入が円滑になされて乱
流や騒音を生ずることがなく、また、ファンシュラウド
１０内への外気流の流入量も十分に確保される。また、
上述のように、半導体制御回路部３４を組み付けたケー
シング部材３０が、モータ２０ａの後部２３側から同モ
ータ２０ａのフランジ２１に同軸的に取り付けられてい
るので、前記コンデンサからの外気流が直接ケーシング
部材３０の外表面に当たることとなる。その結果、ケー
シング部材３０の良好な放熱作用のもとに、半導体制御
回路部３４の冷却が効率よく達成される。しかも、ヒー
トシンク３３が、上述のように、その内壁に、半導体回
路制御部３４を支持した状態にて、ケーシング部材３０
の外表面に取り付けられているので、外気流がヒートシ
ンク３３に直接当たることとなる。従って、ヒートシン
ク３３の半導体制御回路部３４に対する冷却作用が、よ
り一層促進される。従って、同半導体制御回路部３４の
放熱エネルギーがモータ２０ａに侵入することもない。

【００１１】因みに、半導体制御回路部３４近傍の温度
上昇△Ｔが、ケーシング部材３０の中空部３１の有無や
間隙ｇの広狭に応じて、どのように変化するかにつき、
本発明者等が実験により調べたところ、図３に示すよう
な実験結果が得られた。但し、この図３において、点Ｑ
は、間隙ｇを零としケーシング部材３０の中空部３１を
無くした場合の温度上昇△Ｔを示す。また、曲線Ｓは、
ケーシング部材３０に中空部３１を形成した状態にて、
間隙ｇを変化させた場合の温度上昇△Ｔを示す。これに
よれば、中空部３１の無い場合に比べて、同中空部３１
を形成した場合の方が、温度上昇△Ｔの度合いがはるか
に少ないことが分かる。また、中空部３１を形成した場
合でも、間隙ｇが広い程、温度上昇△Ｔの度合いが少な
いことが分かる。かかる場合、本実施例では、ｇ＝６
（mm）の近傍で、温度上昇△Ｔの度合いの変化がほぼー
様になることから、ｇ＝６（mm）とした。

【００１２】なお、本発明の実施にあたっては、ケーシ
ング部材３０の中空部３１の形状寸法に応じて、間隙ｇ
の値を適宜変更して実施してもよい。また、前記実施例
においては、コンデンサ側の電動ファンに対し本発明が
適用された例について説明したが、これに代えて、車両
用エンジン冷却系統の構成要素たるラジエータ側の電動
ファン或いはコンデンサ及びラジエータの双方に本発明
を適用して実施してもよい。また、本発明の実施にあた
り、モータ２０ａとして、ブラシレスモータを採用して
実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施例を示す正面図である。

【図２】図１の電動ファン及びその半導体制御回路部の
要部断面図である。

【図３】図２の半導体制御回路部近傍の温度上昇△Ｔ
を、ケーシング部材の中空部３１の有無や間隙ｇの変化
に応じて示すグラフである。

【符号の説明】

１０…ファンシュラウド、２０…電動ファン、２０ａ…
モータ、２０ｂ…ファン、２３…後部、２３ａ、２３ｂ
…突出部、３０…ケーシング部材、３１、３２…中空
部、３４…半導体制御回路部、ｇ…間隙。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 和宏 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01P 5/02 F02B 77/11

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載のエンジンの前方に立設され
   た当該エンジンの冷却系統用ラジエータ及び冷房用コン
   デンサの少なくとも一方の立面から延出するファンシュ
   ラウド内に略同軸的に支持した電動ファンであってモー
   タ及びこのモータに同軸的に支持されて当該モータによ
   り駆動されるファンを有する電動ファンと、前記モータ
   を駆動制御する半導体制御回路とを備える電動ファン制
   御装置において、前記モータの両軸方向外壁部のうち軸受け部を内蔵し前
   記ファンとは反対側に位置する軸方向外壁部（以下、反
   対側軸方向外壁部という）に 同軸的に取り付けられたケ
   ーシング部材を備えており、 このケーシング部材のうち前記反対側軸方向外壁部に対
   する対向部分には中空部が形成され、前記ケーシング部
   材のうち前記対向部分以外の部分には収容穴部が前記反
   対側軸方向外壁部側に向け開口するように形成されてお
   り、 また、前 記ケーシング部材の前記反対側軸方向外壁部と
   の取付部分を除いた前記ケーシング部材の前記反対側軸
   方向外壁部との対向面部分間には所定の間隙が設けられ
   ており、 前記半導体制御回路は前記収容穴部内に収容されている
   こ とを特徴とする車両用電動ファン制御装置。