JP3816843B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータに係り、特に、外気をモータ内部に取り入れるための外気取入孔に、防水構造を備えたブラシレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７，図８は、従来の電動ファンモータの構成を示すものであり、図７は電動ファンモータの正面図、図８は電動ファンモータの側面断面図を示している。
【０００３】
図７，図８の符号１０１は、従来から乗用自動車に配設されたラジエータ装置等に用いられている電動ファンモータである。この電動ファンモータ１０１は、カップ状のロータヨーク１１１の内周面に永久磁石１１２が固定されてなるアウターロータ１１０と、コイル１２３が巻装された磁極部１２２を有して形成されたステータ１２０と、複数の羽根１３２を有して形成されたロータケーシング１３０と、からなるブラシレスモータで構成されている。
【０００４】
ステータ１２０には、ロータヨーク１１１の開口部を塞ぐようにモータホルダ１４０が配設されており、このモータホルダ１４０によって、ロータヨーク１１１の内部に異物や水が入りにくくなっている。
【０００５】
ロータケーシング１３０は、アウターロータ１１０と一体に形成されており、ロータケーシング１３０のロータヨーク１１１の底面１１４を覆うように形成された底面中央部には、円形切欠部１３５が形成され、この円形切欠部１３５からロータヨーク１１１の底面１１４の一部が露出するようになっている。
【０００６】
また、ロータケーシング１３０の円形切欠部１３５からロータヨーク１１１の底面１１４の一部が露出した部分には、軸方向に挿通する外気取入孔１１５が複数形成されており、この外気取入孔１１５によって、ロータヨーク１１１内に外気を取り入れ、ステータ１２０を冷却することができるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ブラシレスモータ１０１では、上述のように、ロータヨーク１１１に形成された外気取入孔１１５が外部に露出した状態となっているので、車両走行時に、外気取入孔１１５からロータヨーク１１１の内部に水が浸入する虞があった。
【０００８】
このような事態に対処するために、外気取入孔１１５に防水用の部品を取り付けることも考えられるが、このようにした場合には、コストパフォーマンスが低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、モータ内部を冷却することができると共に、低コストでモータ内部への水の浸入を防止することができるブラシレスモータを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項１に記載のブラシレスモータによれば、カップ状のロータヨークが配設されたアウターロータと、前記ロータヨーク内に収容されたステータと、前記ロータヨークの底面を覆うようにして前記アウターロータと一体に配設されたロータケーシングと、を備えたブラシレスモータであって、前記ロータケーシングの前記ロータヨークの底面を覆うように形成された部分と前記ロータヨークの底面との間には、空隙部が設けられ、前記ロータケーシングの前記ロータヨークの底面を覆うように形成された部分には、モータ外部から前記空隙部に連通する第一外気取入孔が形成され、前記ロータヨークの底面には、前記空隙部から前記ロータヨーク内部に連通する第二外気取入孔が形成され、前記空隙部の前記第二外気取入孔の周囲には、防水壁が立設され、前記ロータケーシングの前記第二外気取入孔よりも半径方向外側には、前記空隙部からモータ外部に連通する水抜き孔が形成されていること、により解決される。
【００１１】
このように、ロータケーシングのロータヨークの底面を覆うように形成された部分とロータヨークの底面との間に、空隙部が設けられ、ロータケーシングのロータヨークの底面を覆うように形成された部分に、モータ外部から空隙部に連通する第一外気取入孔が形成され、ロータヨークの底面に、空隙部からロータヨーク内部に連通する第二外気取入孔が形成されていると、第一外気取入孔、空隙部、第二外気取入孔を通じてモータ内部に外気を取り入れることができるので、モータ内部を冷却することができる。
【００１２】
また、空隙部の第二外気取入孔の周囲に防水壁が立設されていると、第一外気取入孔から空隙部に浸入してきた水を防水壁でブロックすることができるので、第二外気取入孔内に水が浸入することを防止することができる。
【００１３】
また、ロータケーシングの第二外気取入孔よりも半径方向外側に空隙部からモータ外部に連通する水抜き孔が形成されていると、空隙部に浸入してきた水をモータ外部に排出することができるので、モータ内部への水の浸入を確実に防止することができる。
【００１４】
また、アウターロータとロータケーシングとの間に空隙部を設け、この空隙部に防水壁を配設するだけで、モータ内部への水の浸入を防止することができるので、新たに防水用の部品を設ける必要がなく、製造コストを低減させることができる。
【００１５】
このとき、請求項２に記載のブラシレスモータのように、請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、防水壁が複数の突条体からなるリブで構成され、このリブが第二外気取入孔の周囲４方向を囲むように配設されていると、第一外気取入孔から空隙部に浸入してきた水を第二外気取入孔の周囲で確実にブロックすることができ、第二外気取入孔内に水が浸入することを防止することができるので好適である。
【００１６】
さらに、請求項３に記載のブラシレスモータのように、請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、リブがロータヨークの略半径方向に沿って形成された一対の短辺リブと、ロータヨークの略周方向に沿って形成されると共に、短辺リブの一部を覆うように形成された一対の長辺リブと、から構成されていると、アウターロータが回転しても、常に短辺リブと長辺リブによって第二外気取入孔がブロックされた状態を保つことができるので、モータ内部に水が浸入することを確実に防止することができ好適である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００１８】
図１乃至図６は本発明の一実施形態を示す図で、図１は電動ファンモータの正面図、図２は電動ファンモータの側面断面図、図３は防水壁周囲部の部分拡大図、図４は防水壁周囲部における空気の流れの様子を示す説明図、図５は防水壁周囲部における水の流れの様子を示す説明図である。
【００１９】
図１，図２に示す本発明の一実施形態に係る電動ファンモータ１は、本発明のブラシレスモータを適用した例を示すものである。この電動ファンモータ１は、例えば、乗用自動車等に配設されたラジエータ装置に用いられているものであり、アウターロータ１０と、ステータ２０と、ロータケーシング３０と、モータホルダ４０と、から構成されている。
【００２０】
アウターロータ１０は、カップ状のロータヨーク１１を有して構成されており、このロータヨーク１１の内周面には、永久磁石１２が固定され、ロータヨーク１１の底面中央部には、軸受１３が配設されている。
【００２１】
ステータ２０は、ロータヨーク１１の内部に収容され、環状体からなるコア本体２１を有して構成されている。このコア本体２１の外周部には、アウターロータ１０の永久磁石１２と対向するように磁極部２２が配設され、この磁極部２２には、コイル２３が巻装されている。
【００２２】
ロータケーシング３０は、ロータヨーク１１の底面１４を覆うようにしてロータヨーク１１と一体に配設されたカップ状のケース本体３１を有して構成されており、このケース本体３１には、半径方向外側に延出するように形成された羽根３２が放射状に複数配設されている。
【００２３】
ケース本体３１の底面３４の中央部分には、ロータヨーク１１の底面１４よりも若干モータ回転軸方向外側に膨らむように隆起部３４ａが形成されており、この隆起部３４ａが底面３４に形成されることにより、隆起部３４ａとケース本体３１の底面３４との間に空隙部５０が形成されている。
【００２４】
隆起部３４ａの中央部分には、モータ外部から空隙部５０に連通するように円形に切り欠かれた第一外気取入孔３５が形成されており、この第一外気取入孔３５によって、モータ外部から空隙部５０に外気を取り入れることができるようになっている。
【００２５】
底面１４の第一外気取入孔３５よりも半径方向外側の部分には、空隙部５０からロータヨーク１１の内部に連通する第二外気取入孔１５が複数（本実施形態では４箇所）形成されており、この第二外気取入孔１５によって、モータ外部から空隙部５０に取り入れられた外気をモータ内部に取り入れることができるようになっている。
【００２６】
このように、第一外気取入孔３５、空隙部５０、第二外気取入孔１５が形成されていることにより、モータ内部に外気を取り入れて、コイル２３やステータ２０全体を冷却することができるようになっている。
【００２７】
隆起部３４ａの空隙部５０側面には、突条体からなる防水壁３６が第二外気取入孔１５の周囲４方向を囲むように配設されている。防水壁３６は、図３に示すように、ロータヨーク１１の略半径方向に沿って形成された一対の短辺リブ３６ａと、ロータヨーク１１の略周方向に沿って形成された一対の長辺リブ３６ｂと、から構成されている。
【００２８】
短辺リブ３６ａは、第二外気取入孔１５に近接して配置されており、また、長辺リブ３６ｂの両端側の部分は、短辺リブ３６ａの方へ屈曲するように形成され、短辺リブ３６ａの一部を覆うようになっている。
【００２９】
このように、短辺リブ３６ａと長辺リブ３６ｂからなる防水壁３６が空隙部５０に配設されることにより、第一外気取入孔３５から空隙部５０（図２参照）に浸入してきた水が第二外気取入孔１５内に浸入しないようになっている。
【００３０】
また、隆起部３４ａの第二外気取入孔１５よりも半径方向外側の部分には、空隙部５０からモータ外部に連通する水抜き孔３７が形成されており、空隙部５０に浸入してきた水をモータ外部に排出することができるようになっている。
【００３１】
モータホルダ４０は、図２に示すように、円盤状のブラケット等で構成されたホルダ本体４１を有して構成されており、このホルダ本体４１が、ステータ２０の反シャフト側面と一体に配設されることにより、ロータヨーク１１の開口部からモータ内部に異物や水が入り込まないようになっている。
【００３２】
ホルダ本体４１の突出端部には、シャフト４２が配設されており、このシャフト４２にアウターロータ１０の軸受１３が固定されることにより、アウターロータ１０がステータ２０に対して回転可能になっている。
【００３３】
そして、上記各構成からなるブラシレスモータ装置において、図示しない車載用バッテリ等からコイル２３に電流が流れると、コイル２３に磁界が生じ、このコイル２３に生じた磁界と永久磁石１２とが界磁することによって、アウターロータ１０と共にロータケーシング３０が回転するようになっている。
【００３４】
ここで、図４に、アウターロータ１０と共にロータケーシング３０が回転しているときの防水壁周囲部における空気の流れの様子を、図５に、アウターロータ１０と共にロータケーシング３０が回転しているときの防水壁周囲部における空気の流れの様子をそれぞれ示す。
【００３５】
図４に示すように、モータ外部にある空気は、第一外気取入孔３５から取り入れられることにより空隙部５０（図２参照）に入り込み、この空隙部５０に入り込んできた空気６０は、図中点線で示すように、アウターロータ１０の回転方向、回転角度、重力などの影響を受けることなく、防水壁３６の隙間を通って、第二外気取入孔１５の内部に入り込んでいくことができる。これにより、モータ内部に外気を取り入れることができるので、コイル２３やステータ２０全体を冷却することができる。
【００３６】
一方、図５に示すように、ロータケーシング３０の外側部分に付着した水は、第一外気取入孔３５から空隙部５０（図２参照）に入り込み、この空隙部５０に入り込んできた水７０ａは、図中点線で示すように、アウターロータ１０の回転に伴う遠心力と重力により空隙部５０の半径方向外側に追いやられる。
【００３７】
このとき、空隙部５０の半径方向外側に追いやられた水７０ａは、途中、防水壁３６の長辺リブ３６ｂにブロックされ、長辺リブ３６ｂを伝って下方に滴り落ちる。
【００３８】
ところが、上述のように、長辺リブ３６ｂの両端側の部分が屈曲して短辺リブ３６ａの一部を覆うように形成されているので、長辺リブ３６ｂから滴り落ちた水は、第二外気取入孔１５内に浸入することなく短辺リブ３６ａを伝って、再び半径方向外側に追いやられる。
【００３９】
そして、上記のようにして、防水壁３６よりも半径方向外側に追いやられた水７０ｃは、空隙部５０の最外周部分に位置する水抜き孔３７からモータ外部に排出される。
【００４０】
また、水抜き孔３７よりも回転方向前方側の空隙部５０に入り込んできた水７０ｂは、アウターロータ１０の回転に伴う遠心力と重力により隆起部３４ａの内周面３４ｂを伝って下方に滴り落ちてきた後、水抜き孔３７から排出される。
【００４１】
このように、水抜き孔３７が空隙部５０の最外周部分に位置するように形成されているので、アウターロータ１０の回転に伴う遠心力によって水を空隙部５０の最外周部分に追いやるようにしてから、モータ外部に排出することができる。
【００４２】
なお、図５に、空隙部５０に複数配置された防水壁３６のうち、アウターロータ１０の回転中における垂直方向下側に位置する防水壁の周囲部における水の流れの様子を例示したが、アウターロータ１０の回転中における垂直方向上側に位置する防水壁３６においても、常に短辺リブ３６ａと長辺リブ３６ｂによって第二外気取入孔１５がブロックされた状態を保つことができるので、モータ内部に水が浸入することを確実に防止することができる。
【００４３】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）図１，図２に示すように、本発明の一実施形態に係る電動ファンモータ１において、アウターロータ１０と一体に配設されたロータケーシング３０の底面３４とロータヨーク１１の底面１４との間に空隙部５０が設けられ、ロータケーシング３０の底面３４にモータ外部から空隙部５０に連通する第一外気取入孔３５が形成され、ロータヨーク１１の底面１４に空隙部５０からロータヨーク１１の内部に連通する第二外気取入孔１５が形成されているので、第一外気取入孔３５、空隙部５０、第二外気取入孔１５を通じてモータ内部に外気を取り入れることができ、モータ内部を冷却することができる。
【００４４】
（ロ）また、空隙部５０の第二外気取入孔１５の周囲に防水壁３６が立設されているので、第一外気取入孔３５から空隙部５０に浸入してきた水が第二外気取入孔１５内に浸入することを防止することができる。
【００４５】
（ハ）また、ロータケーシング３０の第二外気取入孔１５よりも半径方向外側に空隙部５０からモータ外部に連通する水抜き孔３７が形成されているので、空隙部５０に浸入してきた水をモータ外部に排出することができ、これにより、モータ内部への水の浸入を防止することができる。
【００４６】
（ニ）また、アウターロータ１０とロータケーシング３０との間に空隙部５０を設け、この空隙部５０に防水壁３６を配設するだけで、モータ内部への水の浸入を防止することができるので、新たに防水用の部品を設ける必要がなく、製造コストを低減させることができる。
【００４７】
（ホ）また、防水壁３６がロータヨーク１１の略半径方向に沿って形成された一対の短辺リブ３６ａと、ロータヨーク１１の略周方向に沿って形成されると共に、短辺リブ３６ａの一部を覆うように形成された一対の長辺リブ３６ｂと、から構成されているので、アウターロータ１０が回転しても、常に短辺リブ３６ａと長辺リブ３６ｂによって第二外気取入孔１５がブロックされた状態を保つことができ、これにより、モータ内部に水が浸入することを確実に防止することができる。
【００４８】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。
（ａ）本実施形態では、本発明のブラシレスモータをラジエータ装置用の電動ファンモータに適用した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明のブラシレスモータは、ラジエータ装置用の電動ファンモータの他にも、車両用空調装置のコンデンサ冷却用電動ファンモータや、車両空調装置の送風用ブロワモータ等に適用することができる。
【００４９】
（ｂ）本実施形態では、図３に示すように、防水壁３６がロータヨーク１１の略半径方向に沿って形成された一対の短辺リブ３６ａと、ロータヨーク１１の略周方向に沿って形成されると共に、短辺リブ３６ａの一部を覆うように形成された一対の長辺リブ３６ｂと、から構成されていたが、請求項１又は請求項２に記載の発明は、これに限定されるものではない。
【００５０】
例えば、本発明の防水壁は、図６に示すように、一定の曲率を有して構成された突条体からなる内側リブ２３６ａ，外側リブ２３６ｂを有して構成されていても良い。このような構成からなる防水壁２３６を用いても、アウターロータ１０の回転中に、第二外気取入孔１５がブロックされた状態を保つことができるので、モータ内部に水が浸入することを確実に防止することができる。
【００５１】
（ｃ）本実施形態では、図１，図２に示すように、防水壁３６がロータケーシング３０底面内側の部分に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、空隙部５０に配設されるものであれば、ロータヨーク１１の底面１４の外側部分に形成されていても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、アウターロータと一体に配設されたロータケーシングのロータヨークの底面を覆うように形成された部分とロータヨークの底面との間に空隙部が設けられ、ロータケーシングのロータヨークの底面を覆うように形成された部分にモータ外部から空隙部に連通する第一外気取入孔が形成され、ロータヨークの底面に空隙部からロータヨーク内部に連通する第二外気取入孔が形成されているので、第一外気取入孔、空隙部、第二外気取入孔を通じてモータ内部に外気を取り入れることができ、モータ内部を冷却することができる。
【００５３】
また、空隙部の第二外気取入孔の周囲に防水壁が立設されているので、第一外気取入孔から空隙部に浸入してきた水を防水壁でブロックすることができ、第二外気取入孔内に水が浸入することを防止することができる。
【００５４】
また、ロータケーシングの第二外気取入孔よりも半径方向外側に空隙部からモータ外部に連通する水抜き孔が形成されているので、空隙部に浸入してきた水をモータ外部に排出することができ、モータ内部への水の浸入を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動ファンモータの正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動ファンモータの側面断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る防水壁周囲部の部分拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る防水壁周囲部における空気の流れの様子を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る防水壁周囲部における水の流れの様子を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るリブの改変例を示す部分拡大図である。
【図７】従来技術に係る電動ファンモータの正面図である。
【図８】従来技術に係る電動ファンモータの側面断面図である。
【符号の説明】
１，１０１ 電動ファンモータ１０１１０ アウターロータ、１１，１１１ ロータヨーク、１２，１１２ 永久磁石、１３ 軸受、１４，１１４ 底面、１５第二外気取入孔、２０，１２０ ステータ、２１ コア本体、２２，１１２ 磁極部、２３，１２３ コイル、３０，１３０ ロータケーシング、３１ ケース本体、３２，１３２ 羽根、３４ｂ 内周面、３４ 底面、３４ａ 隆起部、３５ 第一外気取入孔、３６ａ 短辺リブ、３６ｂ 長辺リブ、３６，２３６ 防水壁、３７ 水抜き孔、４０，１４０ モータホルダ、４１ ホルダ本体、４２ シャフト、５０ 空隙部、６０ 空気、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ 水、１１５ 外気取入孔、１３５ 円形切欠部、２３６ａ 内側リブ、２３６ｂ 外側リブ

Claims (3)

1. カップ状のロータヨークが配設されたアウターロータと、前記ロータヨーク内に収容されたステータと、前記ロータヨークの底面を覆うようにして前記アウターロータと一体に配設されたロータケーシングと、を備えたブラシレスモータであって、
   前記ロータケーシングの前記ロータヨークの底面を覆うように形成された部分と前記ロータヨークの底面との間には、空隙部が設けられ、
   前記ロータケーシングの前記ロータヨークの底面を覆うように形成された部分には、モータ外部から前記空隙部に連通する第一外気取入孔が形成され、
   前記ロータヨークの底面には、前記空隙部から前記ロータヨーク内部に連通する第二外気取入孔が形成され、
   前記空隙部の前記第二外気取入孔の周囲には、防水壁が立設され、
   前記ロータケーシングの前記第二外気取入孔よりも半径方向外側には、前記空隙部からモータ外部に連通する水抜き孔が形成されていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記防水壁は、複数の突条体からなるリブで構成され、
   該リブは、前記第二外気取入孔の周囲４方向を囲むように配設されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記リブは、前記ロータヨークの略半径方向に沿って形成された一対の短辺リブと、
   前記ロータヨークの略周方向に沿って形成されると共に、前記短辺リブの一部を覆うように形成された一対の長辺リブと、から構成されていることを特徴とする請求項２に記載のブラシレスモータ。

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