JP4102514B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両用空調装置の送風機用モータとして使用されるブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置の送風機用モータとして使用されるアウターロータ型ブラシレスモータは、ケース部材にステータが固定され、そのステータに励磁電流を供給することにより、同ステータを覆うように形成されたロータが回転駆動される。
この励磁電流を供給する回路装置は、モータ部と一体に構成され、モータホルダ部の一方の面にステータ、また他方の面に回路装置が収納され、ケースカバーで回路装置を覆っている。このケースカバーは、モータホルダの端面とビス等により固着されている。ケースカバーとモータホルダとの接合面はシール材を介在させ、洗車時等に備え防水性を高めることも考えられるが、シール材介在のための余分なコストがかかるという問題点があった。
【０００３】
またコスト削減のため、シール材を省略すると洗車時、あるいは結露等により、モータホルダとモータケースとの間から水滴が進入し、回路素子へ悪影響を及ぼしたり、回路基板上で短絡し、モータが誤作動するおそれがあった。
【０００４】
この発明の目的は、コスト上昇を招くことなく、回路装置への防水性を確保することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータホルダにステータを固定し、前記ステータにロータを回転可能に支持し、前記ステータに励磁電流を供給する励磁回路を搭載した回路基板を前記モータホルダに取着し、前記回路基板を覆うケースを前記モータホルダに取着し、前記励磁電流に基づいて前記ロータを回転駆動するブラシレスモータにおいて、前記モータホルダと前記ケースとの接合部で、水滴を逃がす切欠きを前記ケース側に設け、前記モータホルダに取着されたファンの周囲を覆うブロワケースの上部に形成された開口部から導入された空気の一部を分流させる分流ダクト先端部から下方に連なり、前記ケース側に設けた切欠きの導入孔側の側面に当接させ、反対側に空隙を設け、水滴を下方に誘導する凸部を前記モータホルダに設けたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記ケースに設けた切欠きと同位置で、モータホルダ側に切欠き（７１）を形成し、モータホルダ側に水滴が伝わるのを防ぎ、下部ケース側の切欠き５０ｂにより下方に自然落下するように形成したことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。図１に示すように、合成樹脂で成形されたモータホルダ１にはステータ２が固定されている。前記ステータ２は、センターピース３と、コア４と、そのコア４に巻着された巻線５とから構成される。
【００１１】
前記センターピース３は円筒部３ａと、その円筒部３ａから延長して形成される延設部３ｂとから構成されている。円筒部３ａ内の中間部には、円筒状のホルダベアリングＨが圧入固定されている。また、円筒部３ａ内の上下両側には上側および下側軸受１０ａ，１０ｂが固定されている。
【００１２】
前記ステータ２にはロータ６が回転可能に支持される。前記ロータ６は、ヨーク７と、そのヨーク７の内周面に固着される複数のマグネット８と、前記ヨークの中心部に圧入される出力軸９とから構成される。そして、前記出力軸９が軸受１０ａ，１０ｂを介して前記センターピース３の中心部に回転可能に支持され、その出力軸９の先端にファン１１が固定されている。
【００１３】
前記モータホルダ１の下面には回路基板１２が一つ若しくは複数のネジ１３で固定され、その回路基板１２には励磁回路を構成する多数の素子及びチョークコイル１４が搭載されている。そして、励磁回路から前記巻線５に励磁電流が供給されると前記ロータ６が回転され、ロータ６の回転にともなって出力軸９が回転される。従って、巻線５に励磁電流が供給されると、出力軸９の回転とともにファン１１が回転されて、送風動作が行われる。
【００１４】
前記出力軸９の下端部には、円盤状のセンサマグネット１５が嵌着され、前記回路基板１２上において、前記センサマグネット１５の外周部近傍には、ホール素子１６が配設されている。そして、センサマグネット１５の磁束をホール素子１６で検出することによりロータ６の回転角度が検出され、その検出信号に基づいて、前記励磁回路で励磁電流が制御される。
【００１５】
前記モータホルダ１には前記回路基板１２を覆う下部ケース１７が取着される。前記下部ケース１７は、前記モータホルダ１と同様な合成樹脂で、その周囲が上方へ垂立する皿型に成形され、軽量化を図るためにモータホルダ１より薄い肉厚で形成されている。そして、前記モータホルダ１と下部ケース１７との間に形成される回路素子収容部１８内に多数の回路素子を備えた前記回路基板１２が収容される。
【００１６】
前記モータホルダ１には、前記ファン１１の周囲を覆うブロワケース１９が取着される。このブロワケース１９の上部には、車室外あるいは車室内から空気を導入する導入ダクト（図示しない）に連なる開口部２０が形成されている。前記ブロワケース１９の側方には、送風ダクトに連なる送風口（図示しない）が形成される。そして、ファン１１の回転に基づいて開口部２０から取り入れられた空気は、ブロワケース１９内を渦巻状に送風口まで案内され、送風ダクトを介して車室内あるいは空調器に案内される。
【００１７】
前記ブロワケース１９には前記開口部２０から導入された空気の一部を分流させる分流ダクト２１が形成されている。前記モータホルダ１には、前記チョークコイル１４の近傍位置において、前記分流ダクト２１の先端部から下方に連なる導入孔２２が形成されている。
【００１８】
前記導入孔２２の下方において、前記下部ケース１７には導入孔２２を側方へ延ばす連通孔２３が形成されている。また、連通孔２３の、ステータ２側にはさらに下方に延びる水滴溜り２４が形成されている。この水滴溜り２４には、ケース１７の底部から立設された側壁２５が形成され、回路基板１２側へ水滴が流入しないようになっている。
【００１９】
前記モータホルダ１の中央部には、前記ステータ２及びロータ６の下部を収容する円筒部２６が形成され、その円筒部２６の前記導入孔２２に対向する側面には案内孔２７が形成されている。
【００２０】
前記ステータ２のセンターピース３は、熱伝導率に優れた金属で形成され、その下端部には前記円筒部２６の底面上を前記案内孔２７側へ延設される延設部３ｂが形成されている。そして、延設部３ｂが円筒部２６の底面にゴムクッション２８を介してネジ２９で固定されることにより、センターピース３がモータホルダ１に固定される。
【００２１】
前記ヨーク７の上面には、同ヨーク７の内外を連通する複数の通気孔３０が形成されている。前記回路基板１２上には、巻線５に励磁電流を出力する出力トランジスタ３２が配設され、その出力トランジスタ３２にはヒートシンク３３が取着されている。前記ヒートシンク３３は、モータホルダ１の上面に露出されている。
【００２２】
このように構成されたブラシレスモータでは、励磁回路から巻線５に励磁電流が供給されるとロータ６が回転され、そのロータ６の回転にともなってファン１１が回転される。ファン１１が回転されると、導入ダクトから導入された空気がブロワケース１９を介して送風ダクトに送風される。このとき、一部の空気が分流ダクト２１に案内され、導入孔２２から冷却風として案内される。すると、チョークコイル１４に冷却風があたり、同チョークコイル１４が冷却される。
【００２３】
収容部１８内に案内された冷却風は、案内孔２７からモータホルダ１の円筒部２６内に案内される。その際、モータホルダ１と下部ケース１７とで回路基板１２を挟み、回路素子への冷却風の流入を阻止する遮蔽板３４ａ，３４ｂにより、冷却風はすべて案内孔２７を通過するようになっている。すると、センターピース３の延設部３ｂに冷却風があたり、同センターピース３が冷却される。また、ヨーク７内に冷却風が案内されて巻線５が冷却される。
【００２４】
巻線５を冷却した冷却風は通気孔３０からヨーク７外へ排出される。その際、冷却風はマグネット８とコア４の間からと、コア４とセンターピース３との間に形成される通気孔３１とを経て、通気孔３０から排出される。また、円筒部２６内に案内された冷却風の一部は、ヨーク７と円筒部２６との間を経て、ヨーク７の外周面を冷却しながら、円筒部２６外へ排出される。
【００２５】
ブロワケース１９内に吸入された空気に雨滴や雪が混入していたり、高湿度である場合には、分流ダクト２１の内壁に水滴が付着することがある。このような水滴は、分流ダクト２１の内壁および連通孔２３の底面を伝って水滴溜り２４内に滞留される。水滴溜り２４内に滞留した水は、分流ダクト２１に乾燥空気が導入されると、自然に蒸発する。
【００２６】
図２はモータホルダ１と下部ケース１７とを装着した状態を示す。尚、図１に示したブロワケース１９等、一部の構成を省略し、図面の簡素化を図った。この図に示すようにモータホルダ１と下部ケース１７との接合面の一部に、切欠き５０を下部ケース１７に設けた。図１、図４に示すように、分流ダクト２１から案内される空気が通過し、遮蔽板３４ａ，３４ｂより上流側をダクト通気室４０としている。このダクト通気室４０では水滴溜り２３、チョークコイル１４が備わっている。ダクト通気室４０内には回路基板１２の一部が存在するが、遮蔽板３４ａ，３４ｂによって水滴等の湿気をこのダクト通気室４０内で留め、回路素子を収納する回路室内への防水性を確保している。下部ケース１７に設けた切欠き５０はこのダクト通気室４０の範囲内に設けることが望ましい。
【００２７】
分流ダクト２１の内壁を伝わって落下する水滴はおおむね水滴溜り２３内に案内されるが、一部は分流ダクト２１とモータホルダ１の接合面、さらにモータホルダ１と下部ケース１７との接合面から水滴が徐々に伝っていく。すなわち、モータホルダ１と下部ケース１７は完全な密着面ではなく、狭小な接合面であるため、逆に水滴の誘導作用が働くことになる。しかし、切欠きを設けたことにより途中まで伝わった水滴はこの切欠き部で落下、あるいは滞留し、自然蒸発する。これにより、回路基板、回路素子等が収納された回路ケース内に進入しようとしても、事前に水滴の進入が阻止される。
【００２８】
この時、一般には水滴は下部ケース１７外に落下するが、ダクト通気室４０内に水滴が落下しても、分流ダクト２１から導入される空気により蒸発あるいは、水滴溜り２３内に溜まった水滴と同様、自然乾燥される。
【００２９】
図３は、図２の切欠き部５０の拡大図で、下部ケース１７側に切欠き、モータホルダ１側に、一面が前記下部ケース１７の切欠きの側部に当接する凸部７０を設け、水滴を下方に案内している。下方に案内された水滴は切欠き５０ａにより、凸部７０と切欠き５０ａの当接が離れ、空隙７５を形成しているため、再び水滴が上昇することはない。その隣の切欠きはモータホルダ１と下部ケース１７との両方に切欠きを形成した例で、前記例のようにモータホルダ１側に凸部はないが、モータホルダ１側の切欠き７１によりモータホルダ１側に水滴が伝わるのを防ぎ、下部ケース１７側の切欠き５０ｂにより下方に自然落下するようにしている。またモータホルダ１側は平坦で、下部ケース１７側のみに切欠き５０ｃを設けても十分に水滴を落下させることができる。いずれの切欠きに達した水滴は、接合部での伝達作用が止まり、水滴は下部ケース１７側に落下する。このように、一度落下した水滴は切欠きの壁部を再び上昇してまたモータホルダ１と下部ケース１７との接合面に伝わることはない。
【００３０】
また、図５に示すように、モータホルダ補強用リブ８０の一部に切欠き８１を設けた。この図はモータホルダ１に下部ケース１７が装着された状態で、図１、図２の下方向から見た図である。モータホルダ１には複数個所の補強用リブが形成されている。図６は補強用リブ８０に設けた切欠き８１の拡大図である。この例は、下部ケース１７にコネクタ端子９０が設けられ、図示しないカプラが差し込まれる。洗車あるいは大雨等によってモータホルダ１のブロワケース１９の受け部から水滴の一部が伝わった場合、モータホルダ１の外周面から裏面の補強用リブ８０へと誘導される。しかし、補強用リブ８０に設けた切欠き部によって水滴は補強用リブ８０から下方に落下、あるいは水分の量が少ない場合はその切欠き部８１に滞留し、コネクタ端子９０と回路素子等が収納された下部ケース１７方向への水滴の伝わりが阻止される。また図７のように、補強用リブ８０の近傍にコネクタ端子等が存在しなく、カプラ等の干渉の心配がない場合は、切欠きの他、水滴誘導用の突起部８２を設けてもよい。これらの実施例では、切欠き、及び空隙は３ミリ以上の幅としている。水滴が完全に伝わらないようにするには、このように３ミリ以上の幅であることが望ましい。
【００３１】
上記のように構成されたブラシレスレスモータでは、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）分流ダクト２１等から、モータホルダ１と下部ケース１７との接合面に水滴が伝わっても、回路素子等を収納した空間に水滴が伝わる前、すなわちダクト通気室近傍で落下させるので、回路素子、回路基板に水滴がかかるのを未然に防止できる。
（２）モータホルダ１のブロワケース１９の受け部から水滴の一部が伝わった場合でも、補強用リブ８０に設けた切欠き部８１または凸部８２によって水滴は補強用リブ８０から下方に落下、あるいは水分の量が少ない場合はその切欠き部に滞留し、回路素子等が収納された下部ケース１７方向への水滴の伝わりが阻止され、回路素子、回路基板に水滴がかかるのを未然に防止できる。
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明は回路素子、回路基板を収納した下部ケース内の防水性を向上させたブラシレスモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のブラシレスモータ全体を示す断面図。
【図２】 一実施の形態のブラシレスモータ側面図。
【図３】 本発明の要部拡大図。
【図４】 ブラシレスモータの内部構造を示す平面図
【図５】 モータホルダに下部ケースを装着した状態を示すブラシレスモータ底面図。
【図６】 図５の切欠き部を示す要部拡大図。
【図７】 他の実施形態の部分拡大図
【符号の説明】
１…モータホルダ、２…ステータ、３…センターピース、４…コア、５…巻線、６…ロータ、１１…ファン、１２…回路基板、１４…チョークコイル、１７…下部ケース、１９…ブロワケース、２１…分流ダクト。５０、７１…切欠き、７０…凸部、８０…補強リブ、８１…切欠き部、８２…凸部

Claims (2)

1. モータホルダ（１）にステータ（２）を固定し、前記ステータ（２）にロータ（６）を回転可能に支持し、前記ステータ（２）に励磁電流を供給する励磁回路を搭載した回路基板（１２）を前記モータホルダ（１）に取着し、前記回路基板（１２）を覆うケース（１７）を前記モータホルダ（１）に取着し、前記励磁電流に基づいて前記ロータ（６）を回転駆動するブラシレスモータにおいて、
   前記モータホルダ（１）と前記ケース（１７）との接合部で、水滴を逃がす切欠き（５０）を前記ケース（１７）側に設け、
   前記モータホルダ（１）に取着されたファン（１１）の周囲を覆うブロワケース（１９）の上部に形成された開口部（２０）から導入された空気の一部を分流させる分流ダクト（２１）先端部から下方に連なり、前記ケース（１７）側に設けた切欠き（５０ａ）の導入孔（２２）側の側面に当接させ、反対側に空隙を設け、水滴を下方に誘導する凸部（７０）を前記モータホルダ（１）に設けたことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記ケース（１７）に設けた切欠き（５０）と同位置で、モータホルダ（１）側に切欠き（７１）を形成し、モータホルダ（１）側に水滴が伝わるのを防ぎ、下部ケース（１７）側の切欠き（５０ｂ）により下方に自然落下するように形成したことを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。

Images