JP3821606B2 - 空調装置用ブロワモータ - Google Patents
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Description
【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)
- (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。 - 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。 - 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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