JP3728777B2

JP3728777B2 - ブロア装置

Info

Publication number: JP3728777B2
Application number: JP24339995A
Authority: JP
Inventors: 秀人松崎
Original assignee: Asmo Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Asmo Co Ltd; Denso Corp
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2015-09-21
Also published as: JPH0988880A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブロア装置に関し、特にファンモータの回転速度を制御するパワー素子の放熱構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブロア装置のファンモータの回転速度をパワートランジスタ等で制御するものがあり、このトランジスタの放熱を図るために種々の構造が提案されている。例えば、特開平１−２５２１３８号公報では、ファンモータを保持するモータ保持板を熱伝導性の良好な材料で形成して、これに直接あるいは放熱フィンを介して上記トランジスタを設けている。
【０００３】
このモータ保持板はブロアケーシングの一部を構成して、ファンから送気口へ向かう送風流路に面しており、トランジスタからモータ保持板へ伝熱して送風気流中へ放散される。なお、上記公報においては、トランジスタの設置位置は送気口に面する位置が最善とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のブロア装置では、放熱効率が十分ではないためモータ保持板が大きくなり、これを覆着するケーシングの開口も大きくなってケーシング強度が低下するという問題がある。また、熱伝導性を良好にするために樹脂材が使用できず、モータ保持板の成型コストが高いという問題もある。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するもので、パワー素子の放熱効率が良く、ケーシングの強度低下をきたさない安価なブロア装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明の第１の特徴では、渦巻き状送風流路（Ｓ）中の、流路面積最小領域（ＣＡ）に面するケーシング内壁（１）に、ファン（４）を回転駆動するモータ（２）の周囲に設けられた第１の整流用のガイド壁（１１）と、第１のガイド壁（１１）の外方にあって渦巻き状送風流路（Ｓ）の流路面積最小領域（ＣＡ）から延びている第２の整流用のガイド壁（１２）とを突設するとともに、第２の整流用のガイド壁（１２）の下流端に、モータ（２）の制御用パワー素子（６）を位置させる。
【０００７】
このような構成によれば、最も流速の速い流路面積最小領域で送風が整流されて制御用パワー素子へ供給されるから、効率的に制御用パワー素子を放冷することができる。また、熱伝導性良好な材料よりなる大型のモータ保持板を使用する必要はないから、ケーシング強度の低下が回避され、本発明の第２の特徴のように、モータ保持板を樹脂材で構成して製造コストの低減を図ることができる。
【０００８】
本発明の第３の特徴では、制御用パワー素子（６）の放熱フィン（５）を第２の整流用のガイド壁（１２）の下流端に位置させているから、より効率的に制御用パワー素子を放冷することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本願発明をするに際して、図５、図６に示すブロア装置により送風流路内の空気流速を調査した。図５に示すブロアケーシング３は、上側の前室３３とファン４を収納した下側の主室３４とよりなり、ケーシング３の上面には前室３３を貫通してファン４頂面に至る吸気口３ａが開口している。
【００１０】
上記ファン４は平面視で円形（図６）の遠心型多翼ファンで、円形枠に沿って多数の翼体４１（図５）を設けたものである。この多翼ファン４は略円錐形の底面中心でモータ２の出力軸２１に固着されている。モータ２は保持板１により下半部が抱持されて垂直姿勢で配されており、モータ保持板１は外周の複数箇所でケーシング３の底壁開口３５縁に結合固定されている。
【００１１】
多翼ファン４の周囲のケーシング３側壁は、図６に示すように、ファン４外周から次第に離れる渦巻き状をしており、多翼ファン４が図における時計方向（黒矢印）へ回転すると、吸気口３ａからファン中心部へ空気が吸入され、翼体４１により径方向外方へ送出されて、図の白矢印で示すように、流路面積が漸次拡大する送風流路Ｓを送気口３ｂへ向けて流れる。そして、この流れのうち一部は多翼ファン４の翼体４１の下部とモータ保持板１との間の空間Ｃ（図５）に入り込む。
【００１２】
この時のモータ保持板１上の、空気流の流速分布を調査した結果が図７であり、図の矢印は風向、数字は風速（ｍ／ｓ）を示す。図より知られるように、空間Ｃに入り込んだ空気流は、流路面積の最小領域（図のＣＡ領域）で流速が最も速くなり、送気口３ｂに面する流路面積の最大領域（図のＣＢ領域）では流速は最も遅くなる。
【００１３】
したがって、流速の大きい上記ＣＡ領域にモータ制御用パワー素子を配置すれば、最も効率的にその放冷をすることができるが、図７に示すようにこの領域では風向きが乱れており、ここに上記パワー素子あるいはその冷却フィンを配置すると風切り音による騒音を生じるおそれがある。
本発明はこのような知見に基づいてなされたもので、その一実施形態を以下に説明する。
【００１４】
図１はブロア装置の分解斜視図であり、ブロアケーシング３は、前室３３を形成する上側ケーシング３１と主室３４を形成する下側ケーシング３２とより構成されている。下側ケーシグ３２の底壁中心部の開口には樹脂製のモータ保持板１が装着されて、このモータ保持板１に既述のように垂直姿勢でモータ２が保持されている。
【００１５】
多翼ファン４はその底面中心が、上方を向くモータ出力軸２１の先端に固定されて主室３４内に位置している。そして、この多翼ファン４の周囲に、既に図６で説明したように、漸次流路面積が拡大する渦巻き状送風流路Ｓが形成されており、この渦巻き流路Ｓに面する上記モータ保持板１の板面に、整流用のガイド壁１１、１２、１３、１４と、モータ制御用パワートランジスタの放熱フィン５とが設けてある。
【００１６】
中心部にモータ２を収納保持したモータ保持板１の詳細平面図を図２に、一部断面側面図を図３にそれぞれ示す。図２において、モータ保持板１は円形で、外周三か所の取付け孔１５によりケーシング３底壁の開口にネジ止め固定される。取付け孔１５の下にモータ２の冷却用の通気孔１６が設けられている。
モータ保持板１の板面には、モータ２周囲の全周に水侵入防止を兼ねるガイド壁１１が同心円状に突設され、その一部は直線部１１１となっている。ガイド壁１１の外方にはこれと平行に、直線部１１１を挟んで左右対称位置にそれぞれガイド壁１２、１３が形成され、さらにその外方には上記直線部１１１と平行にガイド壁１４が形成されている。そして、これらガイド壁１１、１２、１３、１４に囲まれた矩形空間に放熱フィン５が配設されている。
【００１７】
放熱フィン５には放熱用突起５１が多数平行に形成されており（図３参照）、これら突起５１はガイド壁１１の直線部１１１およびガイド壁１４と並行し、かつガイド壁１２、１３と連続している。このような放熱フィン５の下面にモータ制御用のパワートランジスタ６（図３）が設けられている。また、ガイド壁１２全体、およびガイド壁１４の上流側端部は最も流速の速い既述のＣＡ領域に至っている。
【００１８】
モータ２により多翼ファン４（図３）が図２における時計方向へ回転させられると、渦巻き状の送風流路Ｓ（図１）を空気流が流れる。ここにおいて、ＣＡ領域では上記ガイド壁１１の一部、ガイド壁１２、およびガイド壁１４の上流側端部が間隔をおいて平行に位置していることにより、このＣＡ領域における空気流の流れ方向が規制され、整流される。整流されて風向の乱れが解消した空気流は上記ガイド壁１１、１２、１４により、最も速い流速を維持したまま放熱フィン５へ案内供給され、放熱フィン５の突起５１間を流れる過程でパワートランジスタ６を効率的に冷却する。
【００１９】
このように本実施形態によれば、パワートランジスタ６の放熱効率が良いから、放熱フィン５がコンパクトなものとなる。また、モータ保持板１は樹脂材を使用でき、従来のように熱伝導性の良好な材料で大型のものとする必要はない。したがって、モータ保持板１を覆着するケーシング開口３５（図５）は必要以上に大きくならず、ケーシング３の強度低下が回避されるとともに、モータ保持板１の製造コストも低減される。
【００２０】
なお、下流側のガイド壁１３は放熱フィン５での整流状態を確実に維持するのに有用であるが、特には必要としない。また、放熱量が十分である場合には放熱フィン５を使用せずにモータ保持板１上に直接パワートランジスタ６を設けるようにしても良い。
多翼ファン４の回転方向が上記実施形態と反対の反時計方向である場合には、図４に示すように、最も流速の速いＣＡ領域が左側に位置するが、ガイド壁１１〜１４の形成位置は特に変更する必要はない。なお、この場合には、ガイド壁１３が上流側となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるブロア装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるモータ保持板の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるモータ保持板の一部断面側面図で、断面部は図２のIII −III 線に沿うものである。
【図４】本発明の他の実施形態におけるモータ保持板の平面図である。
【図５】ブロア装置の垂直断面図である。
【図６】ブロア装置の概略水平断面図である。
【図７】モータ保持板上の空気流速分布を示す図である。
【符号の説明】
１…モータ保持板、１１、１２、１３、１４…ガイド壁、２…モータ、
３…ケーシング、３ａ…給気口、３ｂ…送気口、４…多翼ファン、
５…放熱フィン、６…パワートランジスタ、Ｓ…送風流路。

Claims

ケーシング（３）内に収納された遠心型多翼ファン（４）の周囲に、前記ケーシング（３）に設けた送気口（３ｂ）へ向けて漸次流路面積が増大する渦巻き状送風流路（Ｓ）を形成したブロア装置において、
前記渦巻き状送風流路（Ｓ）中の、流路面積最小領域（ＣＡ）に面するケーシング内壁（１）に、前記ファン（４）を回転駆動するモータ（２）の周囲に設けられた第１の整流用のガイド壁（１１）と、前記第１のガイド壁（１１）の外方にあって前記渦巻き状送風流路（Ｓ）の流路面積最小領域（ＣＡ）から延びている第２の整流用のガイド壁（１２）とを突設するとともに、前記第２の整流用のガイド壁（１２）の下流端に、前記モータ（２）の制御用パワー素子（６）を位置させたことを特徴とするブロア装置。
前記ケーシング内壁（１）は、樹脂で構成されたモータ保持板（１）の板面であることを特徴とする請求項１に記載のブロア装置。
前記制御用パワー素子（６）の放熱フィン（５）を、前記第２の整流用のガイド壁（１２）の下流端に位置させたことを特徴とする請求項１または２に記載のブロア装置。