JP3821606B2 - 空調装置用ブロワモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内外気切替箱の空気の流れ方向の下流側に接続されるブロワケース内に収容されるファンを回転駆動するための空調装置用ブロワモータに関するもので、特にブラシレスモータのステータコイルへの通電状態を制御するモータ制御用回路基板への浸水を防止することが可能な空調装置用ブラシレスモータに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ブロワケース内に収容される遠心式ファンを回転駆動するための空調装置用ブラシレスモータが知られている。この空調装置用ブラシレスモータは、モータホルダにステータが固定され、そのステータコイルに励磁電流を供給することにより、ステータの外周を覆うように形成されたロータが回転して遠心式ファンを回転駆動するよう構成されている。なお、図６に示したように、ステータを保持するためのモータホルダ１０１の一端面は、内部にモータ制御用回路基板を収容するモータケース１０２の嵌合面に嵌合されている。
【０００３】
ここで、４輪駆動車等のＲＶ車（レジャーカー）による水路走行、洗車や雨天等のように車室外の環境により、内外気切替箱の外気導入口からエアコンユニット内に水が浸入する場合がある。このようにブロワケース内に水が浸入した場合には、モータ本体を取り付けるためのモータ取付部より溢れた水を、モータホルダ１０１の外周面より側方に張り出した張り出し部１０４に形成された口の字形状のモータ冷却風導入孔１０５付近の排水孔１０６より排水している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の空調装置用ブラシレスモータにおいては、排水孔１０６より排水された水が、図６に示したように、モータホルダ１０１の一端面とモータケース１０２の嵌合面との嵌合部分１０７の隙間に伝わり、モータケース１０２内に収容されたモータ制御用回路基板等の内部部品が浸水する可能性がある。一方、ブラシレスモータのモータホルダをブロワケースに締め付け固定するためのビス締付け部から染み出した水がモータケース１０２内に浸入して、上記と同様に、モータ制御用回路基板等の内部部品が浸水する可能性がある。
【０００５】
一方、空調装置用ブラシ付きモータにおいては、モータホルダに保持されたモータ本体の内部に水が浸入すると、寒冷地ではアーマチャ等の回転体が凍結したり、モータ本体の内部の軸受部品やメタル部品に錆が発生したりしてロックするという問題が生じる。
【０００６】
【発明の目的】
本発明の目的は、モータ取付部より溢れた水がモータホルダの一端面とモータケースの嵌合面との嵌合部分に伝うことを防止することのできる空調装置用ブロワモータを提供することにある。特には、モータケース内に収容されたモータ制御用回路基板への浸水を防止することのできる空調装置用ブロワモータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、モータホルダのモータ取付部より溢れた水は、排水孔から延ばされた排水用ガイドを伝って外部へ排水される。これにより、モータ取付部より溢れた水は、モータホルダの一端面とモータケースの嵌合面との嵌合部分に伝わらず、モータケース内に収容されたモータ制御用回路基板、あるいはモータ本体の内部への浸水を防止することができる。
また、モータケースとモータホルダとの締め付けを行う締付け部の周囲を囲むように凸状のリブ部を設けることにより、締付け部から水がモータケース内に染み出すことはなく、モータケース内に収容されたモータ制御用回路基板、あるいはモータ本体の内部への浸水を防止することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によれば、モータホルダのビス締付け部には、ビスが挿通する挿通孔が形成されている。また、モータケースは、モータホルダの下端面に嵌合して、モータ制御用回路基板を内蔵する下面ケースを構成する。そして、モータケースには、モータホルダのビス締付け部にビス締め付けされるビス締付け部が形成されている。また、モータケースのビス締付け部には、ビスが挿通する挿通孔が形成されている。
そして、モータホルダのビス締付け部に水が到達した場合、モータホルダのビス締付け部に形成された挿通孔からモータケースのビス締付け部側に染み出した水は、モータケースのビス締付け部に設けられた略コの字形状のリブ部とモータホルダとで堰き止められることによってモータケースのビス締付け部よりモータ制御用回路基板への浸水を妨げられる。なお、モータケースのビス締付け部に形成された挿通孔から下方に染み出した水は、モータケースのビス締付け部の下方に設けられたビス締め付け用の凹み部を経て外部に排水されるため、モータ制御用回路基板への浸水は有り得ない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔実施形態の構成〕
図１ないし図５は本発明の実施形態を示したもので、図１はカーエアコン用ブラシレスモータの排水構造を示した斜視図で、図２はモータホルダを示した図で、図３はブロワユニットの全体構造を示した図である。
【００１０】
本実施形態のカーエアコン用ブラシレスモータ１は、内外気切替箱（図示せず）の空気の流れ方向の下流（以下空気下流と言う）側に接続されるブロワケース２と、空調ダクト内において車室内に向かう空気流を発生させる遠心式ファン３とを伴って遠心式送風機（車両用空調装置のブロワユニット、インテークユニット）を構成する車両用空調装置の車室内送風用ブロワモータである。
【００１１】
遠心式ファン３は、カーエアコン用ブラシレスモータ１の回転力が伝達される底プレート１０と、この底プレート１０の外周部に等間隔で配設された多数のブレード（翼）１１と、各ブレード１１の一端部を保持する円環状の保持リング１２とから構成されている。
【００１２】
底プレート１０は、中央部に設けられたボス部１０ａに出力軸８が嵌め合わされて固定されている。なお、底プレート１０は、カーエアコン用ブラシレスモータ１のケース外側への飛び出しを少なくするために、出力軸８を螺着するボス部１３を有する中央部の方が外周部よりも内側へ凹んだ形状に形成されている。保持リング１２は、各ブレード１１の上端部（底プレート１０と反対側）を連結して、各ブレード１１を等間隔に保持する。
【００１３】
そして、カーエアコン用ブラシレスモータ１は、遠心式ファン３を回転駆動するアウタロータ型のモータ本体４と、このモータ本体４を制御するためのモータ制御用回路基板（図示せず）と、モータ本体４を保持するモータホルダ５と、内部にモータ制御用回路基板を収容する回路ケース６とを備えている。
【００１４】
モータ本体４は、モータホルダ５に固定されたステータと、このステータの外周に設けられたロータとを備えている。ここで、ステータは、センターピース、ステータコア、およびこのステータコアに巻装されたステータコイル（いずれも図示せず）等から構成されている。また、ロータは、ヨーク７、このヨーク７の内周面に固定された複数極のマグネット（図示せず）、およびヨーク７の中心部に圧入される出力軸８等から構成されている。
【００１５】
モータ制御用回路基板は、モータホルダ５の一端面（図示下面）に複数個のネジで固定され、ステータコイルに励磁電流を供給するための励磁回路を構成する複数の制御素子およびチョークコイル（いずれも図示せず）を搭載している。また、モータ制御用回路基板の端部には、ステータコイルに励磁電流を出力する出力用トランジスタが配設されている。
【００１６】
その出力用トランジスタにはヒートシンク（いずれも図示せず）が取着されている。なお、ヒートシンクは、遠心式ファン３の回転に伴って発生する空気流により冷却することが可能なように、モータホルダ５のモータ取付部２０の上端面に形成された長方形状の冷却窓９よりブロワケース２の渦巻き状通風路１６内に露出している。
【００１７】
ここで、本実施形態のカーエアコンの空調ダクトは、内外気切替ドアを内蔵する内外気切替箱、遠心式ファン３を内蔵するブロワケース２、冷却用熱交換器（エバポレータ）を内蔵するクーラケースおよび加熱用熱交換器（ヒータコア）を内蔵するヒータケースによって構成される。
【００１８】
そのうち内外気切替箱は、ポリプロピレン等の樹脂材料により一体成形されて、車両の車室内空気（以下内気と呼ぶ）を吸い込むための内気導入口、および車両の車室外空気（以下外気と呼ぶ）を吸い込むための外気導入口を形成している。そして、ブロワケース２の天井側には、ブロワケース２内に空気を供給するためのベルマウス状の吸入口１３が形成されている。
【００１９】
また、ブロワケース２は、ポリプロピレン等の樹脂材料により一体成形されて、内外気切替箱の底側に嵌合することで内外気切替箱に一体的に組み付けられる。そして、ブロワケース２には、吸入口１３から導入された空気の一部を分流させる軸方向通風路１４をそれぞれ形成する複数個の分流ダクト１５が一体的に設けられている。
【００２０】
そして、ブロワケース２は、内外気切替箱の底側部分を伴って、遠心式ファン３の周囲にノーズ部を起点として渦巻き状通風路１６を形成することで、遠心式送風機のスクロールケーシングを構成する。その渦巻き状通風路１６の空気下流端には、クーラケース内の空気通路に連通する吐出口が設けられている。そして、ブロワケース２の一端側には、モータホルダ５の上端面と嵌合する嵌合壁、およびこの嵌合壁の外周面の一部より径方向外方に突出した略三角形状の締め付け片が形成されている。なお、締め付け片には、モータホルダ５とビス締め付けするためにビスが挿通する挿通孔が形成されている。
【００２１】
次に、本実施形態のモータホルダ５を図１ないし図４に基づいて説明する。ここで、図４（ａ）はモータホルダの排水構造を示した図で、図４（ｂ）はモータホルダの全体構造を示した図である。
【００２２】
モータホルダ５は、ポリプロピレン等の樹脂材料により一体成形されて、中央部には、円環板形状のモータ取付部２０が形成されている。このモータ取付部２０は、モータ本体４のステータが載置される環状壁２１、およびモータ本体４のステータとロータの下端部を収容する円筒壁２２を有している。環状壁２１には、複数個の補強用リブ部およびステータコイルへの通電用配線を通すための円形孔や楕円形孔が形成されている。
【００２３】
また、モータ取付部２０の冷却窓９付近には、複数個の補強用リブ部が形成されている。そして、モータ取付部２０の外周部には、ブロワケース２の嵌合壁が嵌合するための嵌合溝２３が形成されている。この嵌合溝２３の内周側の溝壁面とブロワケース２の嵌合壁の内周面との間には、モータ取付部２０より溢れた水を溜めるための円弧形状の水滴溜まりが形成される。
【００２４】
モータホルダ５の外周部の一部には、ブロワケース２の取付片をビス締め付けするためのビス締付け部２４、２５が形成されている。ビス締付け部２４には、ビスが挿通する挿通孔２６が形成されている。また、ビス締付け部２５は、モータホルダ５の外周部から径方向外方に張り出した張り出し部であり、周囲よりも凹んだ凹状部２７にビスが挿通する挿通孔２８が形成されている。また、ビス締付け部２５は、嵌合溝２３よりも若干上方に位置し、嵌合溝２３内に入り込んだ水がビス締付け部２５の表面に溢れないように段差２９を有している。
【００２５】
そして、ビス締付け部２５は、図４（ａ）に示したように、ビス締付け部２５の上端面の外周を囲む凸状のリブ部３１、およびこのリブ部３１よりも内側に設けられてモータ冷却風導入孔３２が開口する凸状の冷却風導入ダクト３３を有している。なお、リブ部３１は、モータ取付部２０の外周側の嵌合溝２３の外周側の溝壁面を形成する円弧形状のリブ部３４と同じ高さとなるように連続的に設けられている。
【００２６】
また、冷却風導入ダクト３３は、角筒状となるように形成され、ビス締付け部２５に入り込んだ水が乗り越えて回路ケース６内に流入しないように、リブ部３１よりも高い位置にモータ冷却風導入孔３２を形成している。このモータ冷却風導入孔３２は、複数個の分流ダクト１５内に形成された軸方向通風路１４の下方に連なる連通孔である。
【００２７】
そして、ビス締付け部２５の前面に位置するリブ部３１には、ビス締付け部２５の凹状部２７内に入り込んだ水を排水するための排水孔３５が形成されている。そして、排水孔３５には、モータホルダ５の底側面（下端面）と回路ケース６の嵌合面（上端面）との嵌合部分３６を跨ぐように排水用ガイド３７が設けられている。
【００２８】
排水用ガイド３７は、モータホルダ５のモータ取付部２０および嵌合溝２３から溢れた水を、上記の嵌合部分３６を伝うことなく、外部（例えば車室内）に排水するための排水路を形成するもので、排水孔３５より垂下されて、略コの字型の断面形状（両側壁および底壁）を有する樋形状のリブ部である。
【００２９】
なお、排水用ガイド３７の両側壁の高さ寸法は、ビス締付け部２５の前面（壁面）および排水用ガイド３７の底壁面からリブ部３１の先端の位置までの高さがあれば良い。また、排水用ガイド３７の底壁の幅寸法は、排水孔３５の間口分の幅があれば良い。そして、排水用ガイド３７の長さ寸法は、排水孔３５からモータホルダ５の底側面（下端面）と回路ケース６の嵌合面（上端面）との嵌合部分３６を少しだけ越えるだけの長さがあれば良い。
【００３０】
次に、本実施形態の回路ケース６を図１ないし図３、図５に基づいて説明する。ここで、図５（ａ）は回路ケースの排水構造を示した図で、図５（ｂ）は回路ケースの全体構造を示した図である。
【００３１】
回路ケース６は、本発明のモータケースに相当するもので、モータホルダ５の下端面に嵌合して、モータ制御用回路基板を内蔵する下面ケースを構成する。この回路ケース６の底側側面には、２個のモータ冷却風導入孔３２から回路ケース６内に導入した空気によってモータ制御用回路基板に装着された発熱素子を冷やした後に、その冷却風を外部に排出するための冷却風排出口４０が形成されている。なお、冷却風排出口４０を冷却風取入口として利用しても良い。
【００３２】
そして、回路ケース６の外周部の一部には、モータホルダ５のビス締付け部２４にビス締め付けされるビス締付け部４１、およびモータホルダ５のビス締付け部２５にビス締め付けされるビス締付け部４２が形成されている。そのビス締付け部４２には、ビスが挿通する挿通孔４３が形成されている。また、回路ケース６のビス締付け部４２の下方には、ビス締め付けする際に締め付け用工具を入れるためのビス締め付け用の凹み部４４が形成されている。
【００３３】
そして、ビス締付け部４２には、モータホルダ５の凹状部２７に嵌め合わされ、ビス締付け部４２の周囲を囲むように凸状のリブ部（堤状部）４５が略コの字形状に設けられている。なお、リブ部４５は、回路ケース６の外周部に形成されるリブ部４６と同じ高さとなるように、しかもモータホルダ５の底部の下面に略液密的に密着するように連続的に設けられ、リブ部４６と共にモータホルダ５の底側の外周部に設けられた嵌合壁または嵌合溝等の嵌合部に嵌め合わされる被嵌合部を構成する。
【００３４】
〔実施形態の作用〕
次に、本実施形態のブロワユニットの作用を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００３５】
モータ本体４のステータコイルに励磁電流が流れると、ロータが回転することにより、出力軸８が回る。これにより、遠心式ファン３が回転することにより、空調ダクト内に風が発生する。ここで、雨天時に、内外気モードが外気導入モードの場合には、車室外よりブロワケース２内に外気を吸い込むとと同時に、雨水が浸入する。
【００３６】
具体的には、車両のカウルトップに設けられた外気口から外気導入通路を経て外気導入口から内外気切替箱内に浸入した雨水は、ベルマウス状の吸入口１３を経てブロワケース２内に入り込んで多数のブレード１１の内周側に形成される内部空間、遠心式ファン３の底プレート１０の表面、および隣設する２つのブレード１１間を通って、ブロワケース２の底側に嵌合したモータホルダ５のモータ取付部２０上に到達する。そして、モータ取付部２０から溢れた雨水は、モータ取付部２０の外周側に設けられた嵌合溝２３とブロワケース２の嵌合壁との間に形成される円弧形状の水滴溜まり内に流入して、一旦貯留される。
【００３７】
そして、モータ取付部２０から直接モータホルダ５のリブ部３１で囲まれたビス締付け部２５に溢れ出したり、車両が坂道を走行する等して水滴溜まりに溜まった水が段差２９を乗り越えて、モータホルダ５のビス締付け部２５に溢れ出したりすると、ビス締付け部２５の凹状部２７内に雨水が到達する。
【００３８】
そして、凹状部２７内に到達した雨水は、凹状部２７の前面、すなわち、リブ部３１の前面に形成された排水孔３５より、モータホルダ５の底側面（下端面）と回路ケース６の上端面との嵌合部分３６を跨ぐように配設された樋形状の排水用ガイド３７を通って回路ケース６の外部（車室内）に排水される。これにより、モータホルダ５の排水孔３５より排水された水がモータホルダ５の底側面と回路ケース６の上端面との嵌合部分３６の隙間に伝わらず、回路ケース６内に収容されたモータ制御用回路基板への浸水を防げる。
【００３９】
一方、モータホルダ５をブロワケース２に締め付け固定するためのビス締付け部２５の凹状部２７に形成された挿通孔２８から回路ケース６のビス締付け部４２側に染み出した水は、回路ケース６のリブ部４５とモータホルダ５の底部の下面とで堰き止められることによってビス締付け部４２よりモータ制御用回路基板への浸水を妨げられる。なお、ビス締付け部４２に形成された挿通孔４３から下方に染み出した水は、回路ケース６のビス締め付け用の凹み部４４を経て外部（車室内）に排水されるため、モータ制御用回路基板への浸水は有り得ない。
【００４０】
〔実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態のブロワユニットは、カーエアコン用ブラシレスモータ１のモータ取付部２０より溢れた水が、モータホルダ５の前面に設けられた排水孔３５から延ばされた排水用ガイド３７を伝って外部へ排水される。これにより、モータ取付部２０より溢れた水は、モータホルダ５の底側面と回路ケース６の嵌合面との嵌合部分３６に伝わらない。したがって、その嵌合部分３６から回路ケース６内に収容されたモータ制御用回路基板への排水経路が形成されることはなく、モータ制御用回路基板への浸水を確実に防止することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、カーエアコン用ブラシレスモータ１の回路ケース６とモータホルダ５とのビス締め付けを行うビス締付け部４２を囲むように凸状のリブ部（堤状部）４５を設けて水の染み出しを堰き止めているので、そのビス締付け部４２から水が回路ケース６のモータ制御用回路基板の収容部側に染み出すことはない。したがって、ビス締付け部４２からモータ制御用回路基板への排水経路が形成されることはなく、モータ制御用回路基板への浸水を防止することができる。
【００４２】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、本発明を、カーエアコン用ブラシレスモータ１に適用した例を説明したが、本発明を、カーエアコン以外の家庭用空調装置の送風用ブラシレスモータに適用しても良い。また、本発明をブラシ付きモータに適用しても良い。このブラシ付きモータの場合には、モータケースに、ブラシ付きモータの電機子等のロータ、このロータを回転自在に支持するための軸受部品、またはブラシ付きモータの内部に設けられた金属部品が内蔵されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブラシレスモータの排水構造を示した斜視図である（実施形態）。
【図２】モータホルダを示した平面図である（実施形態）。
【図３】ブロワユニットの全体構造を示した側面図である（実施形態）。
【図４】（ａ）はモータホルダの排水構造を示した斜視図で、（ｂ）はモータホルダの全体構造を示した側面図である（実施形態）。
【図５】（ａ）は回路ケースの排水構造を示した斜視図で、（ｂ）は回路ケースの全体構造を示した側面図である（実施形態）。
【図６】ブラシレスモータの排水構造を示した斜視図である（従来の技術）。
【符号の説明】
１ カーエアコン用ブラシレスモータ（空調装置用ブロワモータ）
２ ブロワケース
３ 遠心式ファン
４ モータ本体
５ モータホルダ
６ 回路ケース
２０ モータ取付部
２５ ビス締付け部
３５ 排水孔
３６ 嵌合部分
３７ 排水用ガイド
４２ ビス締付け部
４５ リブ部

Claims (3)

1. （ａ）室内に向かう空気流を発生するファンを回転駆動するモータ本体と、
   （ｂ）このモータ本体を取り付けるモータ取付部、およびこのモータ取付部より溢れた水を排水するための排水孔を有するモータホルダと、
   （ｃ）このモータホルダの一端面に嵌合する嵌合面を有し、内部に前記モータ本体を制御するためのモータ制御用回路基板を収容するモータケースと、
   （ｄ）前記排水孔から延ばされて、前記モータホルダの一端面と前記モータケースの嵌合面との嵌合部分を跨ぐように設けられた排水用ガイドと
   を備えた空調装置用ブロワモータにおいて、
   前記モータホルダは、ビスが挿通する挿通孔が形成されたビス締付け部を有し、
   前記モータケースは、ビスが挿通する挿通孔が形成され、前記モータホルダのビス締付け部にビス締め付けされるビス締付け部を有し、
   前記モータケースのビス締付け部には、このビス締付け部の周囲を囲むように凸状のリブ部が設けられていることを特徴とする空調装置用ブロワモータ。
2. 請求項１に記載の空調装置用ブロワモータにおいて、
   前記モータ本体は、ステータコイルが巻回されたステータと、このステータの外周を回転するロータを有するブラシレスモータであり、
   前記モータ制御用回路基板は、前記ステータコイルへの通電状態を制御することを特徴とする空調装置用ブロワモータ。
3. 請求項１に記載の空調装置用ブロワモータにおいて、
   前記モータケースは、前記モータホルダの下端面に嵌合して、前記モータ制御用回路基板を内蔵する下面ケースを構成し、
   前記リブ部は、略コの字形状に設けられており、
   前記モータケースのビス締付け部の下方には、ビス締付けする際に締め付け用工具を入れるためのビス締め付け用の凹み部が形成されていることを特徴とする空調装置用ブロワモータ。

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