JP4902977B2 - ブロワ用モータの振動吸収手段を備えた支持体 - Google Patents

Description

本発明は、特に自動車に搭載される空調機のブロワ用モータの振動吸収手段を備えた支持体に関する。

自動車の空調機におけるブロワは、周知のように、支持体に取り付けられた回転型モータを具備している。しかし、このブロワの空気を推進させる羽根を駆動するモータが回転する際に、回転速度の変動やモータの偏りにより、騒音や振動が発生する。この騒音と振動は、空調機以外の装置、特に、通風口に向けてこれら騒音と振動を拡散しうるダッシュボード、固定部材（種々の構成要素を取付けるためのフック、ブッシュ、ねじ等）、またはグローブボックスの蓋等の可動部材に伝達することができる。

このような振動は、部品を破損させたり、部品が外れる原因となるだけでなく、乗員にとっても気になるところである。

このような不都合を解消するため、これまでに、特許文献１に記載されているような手段が開発された。この文献においては、モータによって発生する振動が支持体に伝播するのを回避するため、モータの固定箇所にゴム材料を埋め込んで、モータを音響的に隔離することが提案されている。しかし、この手段は、モータから発生するすべての振動、すなわち、すべての周波数の振動を吸収することはできない。

モータが約０〜３０００回転／分の速度で回転するとき、モータが偏っていると、周波数が０〜５０Ｈｚの振動が発生する。

また、約１６０〜４０００Ｈｚの単一の周波数の下では、モータの偶力によってつくり出される複数の高調波が作用する。

さらに、モータの給電トラックと接触するブラシが、２０００〜８０００Ｈｚの周波数下で擦れると、両者がかち合って騒音が発生する。

このように、公知のモータ支持体は、振動の伝播に関して、モータを支持体から適切に隔離することができず、モータの偏りによって発生する振動の伝播を減殺することはできなかった。また、外部からの衝撃に対する抵抗力も有しなかった。これは、これらのモータ支持体が、このモータ支持体とモータを隔離することによって振動を処理するよう、各構成要素を配置しているが、振動の拘束が種々の方向においてなされるため、振動が適切に隔離されないことによる。

また、振動隔離手段に用いられる材料にも問題がある。外部の振動に耐え、かつモータの偏りが増大するのを回避する剛質さと、騒音の伝播を減殺するための軟質さの両方を備えていなければならないからである。

さらに、公知のように構成要素を配置したモータ支持体は、振動伝播の減殺が、天候やモータに係る機械的条件に依存するなど、長期的な信頼性に欠ける。

したがって、製造コストが高いにもかかわらず劣化し、製品全体の品質を低下させる部品の構成比率が高まるのを回避するために、振動の伝播を大幅に減殺することが求められる。

また、公知のモータ支持体は、磨耗するのが早かったため、早期に振動の吸収能力が低下して、乗員の不快感を増大させるとともに、部品が破損する危険性も高かった。

さらに、公知のモータ支持体は、モータの修理や交換の際に、モータを取外すのが困難で、複雑な作業を要していた。
欧州特許第８０００００号明細書

本発明の目的は、モータの回転に伴う振動が、モータからその周囲へ伝播するのを防止するため、この振動を最小限の水準に低減させるか、好ましくは完全に抑えることにある。

上記の問題を解決するために、本発明は、モータの支持体に振動吸収手段を一体化することを提案する。

より正確にいうと、本発明は、自動車に搭載される空調機のブロワに用いられる回転軸を有するモータの振動吸収手段を備えた支持体であって、モータを収容する概ね円筒形のアダプタと、このアダプタを収容するケーシングと、振動吸収手段とを備える支持体において、前記振動吸収手段は、アダプタと共働するよう、前記ケーシング上に二重成形されていることを特徴とする支持体を提供する。

本発明の好ましい態様には、次の特徴を有するものがある。
−前記アダプタは、少なくとも１つのガイドピン(24)を備える。
−前記振動吸収手段は、前記ガイドピンと共働する少なくとも１つの振動隔離ソケットを備える。
−前記各振動隔離ソケットは、シリンダ状をなし、かつ中央部に、前記アダプタの取付けアームの位置を調整するためのオリフィスを有する。
−前記各振動隔離ソケットの軸方向の長さは、概ね４〜１０ｍｍであり、かつこの振動隔離ソケットの前記オリフィスの周りの径方向の長さは、少なくとも２ｍｍである。
−前記振動隔離ソケットは、少なくとも３つ設けられる。
−前記振動吸収手段は、この支持体の軸方向に延びる少なくとも１つの紐状体を備え、この紐状体は、前記アダプタの外壁と共働する。
−前記紐状体は、前記ケーシングの内壁に強固に結合されており、かつ前記アダプタの外壁と接触する。
−前記紐状体は、少なくとも３つ設けられる。
−前記各紐状体の軸方向の長さは、少なくとも２０ｍｍであり、かつこの紐状体の径方向の長さは、少なくとも１ｍｍである。
−前記振動隔離ソケットと紐状体は、互いに６０°の間隔を開けて交互に配置される。
−前記振動隔離ソケットと紐状体は、前記ケーシングと一体となるよう、二重成形される。
−前記振動吸収手段は、エラストマーを含む、弾性変形可能な材料を主成分とする。
−前記弾性変形可能な材料は、ショア硬度が２０〜３０、理想的には約２５の熱可塑性エラストマーである。

本発明の効果および特徴は、次の通りである。
−振動を発生源の近傍に隔離することができる。
−支持体の静止状態を保つため、３つの振動隔離ソケットと３つの紐状体を同時に働かせることができる。
−振動を最適に分配するため、アダプタの３本の取付けアーム22同士、および３本のガイドピン24同士が、それぞれ互いに概ね１２０°の間隔を開けて、かつ隣合う取付けアーム22およびガイドピン24が、互いに概ね６０°の間隔を開けて配置される。
−アダプタは、開放されているため、所定の大きさの範囲内のものであれば、外部からアクセスしうる電気コードを有し、連続的に回転するあらゆる型のモータを収容することができる。
−振動隔離ソケットと紐状体には、種々のショア硬度の材料を用いることができ、またその大きさと形状も種々のものとなしうるため、振動を理想的に吸収することができる。
−ポリプロピレン製のアダプタ上に、熱可塑性エラストマー製の振動隔離ソケットと紐状体を二重成形するため、製造工程を単純なものにすることができ、かつ壊れにくい支持体を速やかに製造することができる。
−二重成形に係るアダプタ、ならびに振動隔離ソケットおよび紐状体の各材料の組合せは、一体化しやすく、かつ一方の材料から他方の材料への振動の伝播が十分に減殺されるものが選択される。

上記以外の本発明の特徴、詳細、および効果は、添付図面を参照して行う、以下の例示としての説明から明らかになると思う。

図１と図２は、それぞれ、図３に詳細を示す、羽根付きホイールを備えたブロワ102用の回転型モータ100を支持する支持体10を、互いに異なる角度から視た分解斜視図である。

支持体10の中央部には、モータの回転軸ＸＸ’の回りで回転する、断面略円形のシリンダ状のアダプタ20が設けられている。アダプタ20には、図３に示すモータ100の本体104、およびモータ100と、制御盤106や電源108のような外部の要素とを結ぶ複数の電気コードが収容されている。

アダプタ20は、通常、ポリプロピレンのような剛質のプラスチック材料からなる成形品であり、上方環状部23と下方環状部25からなる外壁21を有している。また、このアダプタ20は、上方環状部23の近傍において、外壁21から外部に向かって径方向に延びる３本の取付けアーム22を備えている。

この３本の取付けアーム22には、剛質にするためのリブ、および上方環状部23側から下方環状部25側へ向かって軸方向に延びるガイドピン24が設けられている。ガイドピン24は概ね円筒状であり、その長さは、１０〜１５ｍｍ、好ましくは約１２．５ｍｍであり、その外径は、５〜７ｍｍ、好ましくは約６ｍｍである。

３本の取付けアーム22、したがって、３本のガイドピン24は、正三角形の頂点を形成するように、互いに１２０°の間隔を開けて、同一面の同一周上に配置するのが好ましい。このような構成にすると、モータ、および羽根付きホイールの重心が、ガイドピン24によって形成される三角形の重心と一致するようになり、モータ100の稼動の安定性が改善され、また、モータが、回転軸の回りで揺れ動くことにより発生する振動も、良好に吸収される。

さらに、支持体10は、モータ100を収容し、かつこの支持体10と一体とされるか、またはこの支持体10の周りに配置される他の付属部品を取り付けうる複雑な形状のケージング30を備えている。ケージング30は、通常、ポリプロピレン等の剛質のプラスチック材料から成形され、内壁33を有するシリンダ形状の収容部32、開口部34、およびドーム部36を有する。収容部32は、断面円形であり、モータ100が装着される長手アダプタ20の少なくとも一部を収容する。

ケーシング30の収容部32の周縁部には、第１の振動吸収手段50を構成する３つの振動隔離ソケット40が設けられている。この振動隔離ソケット40は、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）を主成分とする熱可塑性エラストマーのような、音を吸収する軟質のゴム材料から形成されている。

振動隔離ソケット40は、図７に示すように、正三角形の頂点を形成するように、互いに１２０°の間隔を開けて、同一面の同一周上に配置するのが好ましい。振動隔離ソケット40をこのように配置すると、ガイドピン24と同様の理由により、騒音を良好に隔離することができる。すなわち、モータおよび羽根付きホイール（ならびに電子部品のような他の付属的構成要素）の重心が、振動隔離ソケット40によって形成される正三角形の重心と一致するようになる。

アダプタ20は、ガイドピン24を、対応する各振動隔離ソケット40に嵌め込むことにより、ケーシング30の収容部32に収容される。ケーシング30においてアダプタ20を軸方向に支える手段は、ガイドピン24の断面円形のオリフィスに螺合される３本のねじ28である。

図３に示すように、モータ100をアダプタ20の内部に取付けた後に、このアダプタ20をケーシング30の内部に取付ける。図３においては、３つの振動隔離ソケット40は、モータ100と羽根付きホイールのアセンブリの重心の近傍に位置している。このような構成にすると、モータが回転しつつ揺れ動いたときのてこの効果、およびモータの偏りの効果を減殺することができる。

振動隔離ソケット40は、支持体の製造を容易にし、かつ振動の吸収特性を改善するため、ハウジング30の表面に直接成形される。支持体の構成材料には、ショア硬度が約２５の熱可塑性エラストマーを用いるのが好ましい。このエラストマーは、周波数が約２〜１０ｋＨｚの振動を吸収することができる。

図８〜図１３に示すように、アダプタ20のガイドピン24を収容する振動隔離ソケット40は、種々の形状にすることができる。一般に、振動隔離ソケット40は、種々の長さのシリンダ状であり、横断面は、円形（図８および図１１）、または楕円形（図９および図１２）であり、縦断面は、直線状、または双曲線状（図１０および図１３）である。シリンダ内部のオリフィス42の横断面は、円形が好ましいが、ガイドピン24の横断面が楕円形の場合には、これに合わせて楕円形にすることができる。

振動隔離ソケット40の径方向の長さは、吸収すべき振動がどのようなものか、特に振動の周波数と伝播の方向によって決まる。この長さは、モータがその重心の回りで回転しつつ揺れ動くときに、振動を最大限に吸収し、同時にモータ100の稼働の安定性を良好に保ちうるものにするのが好ましい。

この実施形態においては、振動隔離ソケット40は、断面円形のシリンダ形状であり、軸方向の長さは少なくとも８ｍｍ、径方向の長さは少なくとも約２ｍｍである。

ケーシング30は、第２の振動吸収手段７０を構成する、長手の３つの紐状体60を有している。この紐状体60は、熱可塑性エラストマーのようなゴム材料からなっており、収容部32の内壁33に沿って軸方向に延びている。また、紐状体60は、平面視において、正三角形の頂点を形成するように、互いに１２０°の間隔を開けて、同一周上に配置するのが好ましい。このような構成にすると、振動隔離ソケット40と同様に、紐状体60によって、騒音を良好に隔離することができる。

図７に示すように、振動隔離ソケット40と紐状体60は、振動吸収機能を最適に配分するため、交互に６０°ずつずらして配置されている。

特に低周波数の振動を吸収させるため、紐状体60の軸方向の長さは約２０ｍｍ、径方向の厚さは約１ｍｍとしてある。アダプタ20をケーシング30の内部に取付けると、アダプタ20の外壁21は、間にクリアランスが存在しない紐状体60を押圧し、軽く押し潰す。

振動隔離ソケット40の振動吸収効果が減殺されるのを避けるため、紐状体60の圧縮の程度は、振動隔離ソケット40のそれよりも小さいのが好ましい。振動の吸収は、第一義的には振動隔離ソケット40が行い、振動隔離ソケットの圧縮の程度が所定の閾値を超えた場合に、紐状体60が働くようにするのが好ましい。

図４と図５に示すように、振動隔離ソケット40と紐状体60は、単一の工程でケーシング30上に二重成形される組合せを構成している。二重成形の工程を容易に行うため、各振動隔離ソケット40、および各紐状体60の間には、連結体80と82がわたされる。すなわち、エラストマー製の連結体82は、ケーシング30の外面に配置されて紐状体60同士を結び、他方、同じくエラストマー製の連結体80は、ケーシング30の内部に位置して、隣合う振動隔離ソケット40同士を連結している。

振動隔離ソケット40と紐状体60を組合せることにより、第１および第２の手段50,70が存在しない場合にモータ100からダッシュボード（図示せず）に伝播する振動を、効果的に吸収させることができる。また、振動隔離ソケット40と紐状体60を組合せることにより、支持体10を支持する種々の固定手段を省くことができ、騒音の伝播を防ぐことができる。

振動隔離ソケット40は、ねじれによる小さな変形を吸収することができ、また、この振動隔離ソケット40を介して、モータ100と支持体との連結を解除することができる。紐状体60は、特に、強制的な変位による径方向の変形に対して効果があり、振動隔離ソケットに疲労やねじれが生じたとき、ならびに軸方向および径方向に変位が生じたときのあらゆる方向への低周波振動（０〜３００Ｈｚ）の伝播を減殺することができる。さらに、振動隔離ソケット40と紐状体60の組合せは、ねじれ時の変形または振動と、並進による変位に同時に対処することができる。

本明細書における記載内容は、本発明の例示的な説明にすぎず、本発明をこの記載内容に限定する趣旨ではない。特許請求の範囲の均等物も、本発明の範囲に含まれることに留意すべきである。

ここで説明した実施形態の変形例として、アダプタは、アダプタとハウジングとの間のねじれに柔軟に対処しうるよう、アダプタの外壁、およびアダプタとハウジングの接触領域に、径方向に蝶番状に連結された３枚の薄片を備えることができる。連結される薄片の数は、３枚が好ましく、また、これら連結された薄片は、互いに１２０°の間隔を開けて配置される。薄片の断面は、円形、矩形、三角形、楕円形等とすることができ、また薄片の断面は、軸方向と径方向とで異なるものにすることもできる。

振動隔離ソケット40と紐状体60は、２段階の二重成形によって、アダプタ上に形成することもできる。

紐状体60は、ケーシングとアダプタと接触領域となるものであるが、この紐状体は、例えば、アダプタと局所的に接触する複数の整列した小さなボス状とすることができる。

振動隔離ソケットと紐状体は、特に音の吸収を図るため、また、ハウジングもしくはアダプタの形状に合わせて、それぞれ４つ以上設けることができる。

モータとブロワのアセンブリの重心が、このアセンブリの回転軸からずれている場合には、振動隔離ソケット同士および紐状体同士を、それぞれ互いに１２０°の間隔を開けて配置するのは、もはや最適とはいえない。なぜならば、各振動隔離ソケットと紐状体が頂点となる各正三角形の重心は、モータとブロワのアセンブリの重心とは一致していないからである。このような場合には、振動隔離ソケットと紐状体が、それぞれ、モータとブロワのアセンブリの重心と一致する重心をもつ、正三角形ではない三角形の頂点となるように、これらを配置するのが望ましい。

さらに、振動隔離ソケット40と紐状体60は、互いに異なる面、または異なる周上に配置することもできる。

同一面、または同一周上に配置される振動隔離ソケット40と紐状体60を、正三角形の頂点とはならないように配置する場合には、振動隔離ソケット40と紐状体60の圧縮の程度を調整することもできる。

振動隔離ソケット40と紐状体60は、振動隔離ソケットを頂点とする多角形と、紐状体を頂点とする多角形の各重心が、モータとブロワのアセンブリの重心の近傍に位置するように配置するのが理想である。

本発明に係るブロワ用回転型モータの支持体の分解斜視図である。 同じく、異なる角度から視た分解斜視図である。 本発明に係る支持体に取り付けられるブロワ用回転型モータの斜視図である。 図１に示す支持体に設けられる振動吸収手段の詳細な斜視図である。 図４に示す振動吸収手段と、アダプタとの相互作用を示す分解斜視図である。 振動吸収手段が取り付けられたアダプタの側面図である。 図４に示す振動吸収手段の横断面図である。 振動隔離ソケットの縦（軸方向）断面図である。 振動隔離ソケットの縦（軸方向）断面図である。 振動隔離ソケットの縦（軸方向）断面図である。 振動隔離ソケットの横（径方向）断面図である。 振動隔離ソケットの横（径方向）断面図である。 振動隔離ソケットの縦（軸方向）断面図である。

符号の説明

10 支持体
20 アダプタ
21 外壁
22 取付けアーム
23 上方環状部
24 ガイドピン
25 下方環状部
28 ねじ
30 ケージング
32 収容部
33 内壁
34 開口部
36 ドーム部
40 振動隔離ソケット
42 オリフィス
60 紐状体
80,82 連結体
100 モータ
102 ブロワ
104 モータの本体
106 制御盤
108 電源

Claims (14)

1. モータ（１００）の支持体（１０）であって、自動車の暖房、換気、および／または空調ユニットのブロワ用であり、前記モータ（１００）は、回転軸（ＸＸ'）を有し、前記支持体（１０）は、概ね円筒形の中空のスリーブ（２０）と、固定用のケーシング（３０）と、振動吸収手段（５０）（７０）を備え、前記スリーブ（２０）は、前記モータ（１００）を収容するようになっており、前記ケーシング（３０）は、前記スリーブ（２０）を収容するようになっている、支持体（１０）において、
   前記振動吸収手段（５０）（７０）は、前記ケーシング（３０）にオーバーモールドされ、少なくとも１つの長手方向の紐状体（６０）を備え、前記紐状体（６０）は、前記スリーブ（２０）の外壁（２１）と共働するようになっており、前記振動吸収手段（５０）（７０）は、エラストマーのような弾性変形可能な材料を主成分とすることを特徴とする支持体（１０）。
2. 前記スリーブ（２０）は、少なくとも１つのガイドピン（２４）を備えていることを特徴とする請求項１記載の支持体。
3. 前記振動吸収手段（５０）は、前記ガイドピン（２４）と共働する少なくとも１つの振動隔離ソケット（４０）を備えていることを特徴とする請求項２記載の支持体。
4. 前記各振動隔離ソケット（４０）は、シリンダ状をなし、かつ中央部に、前記スリーブ（２０）の取付けアーム（２２）の位置を調整するためのオリフィス（４２）を有することを特徴とする請求項３記載の支持体。
5. 前記各振動隔離ソケット（４０）の軸方向の長さは、概ね４〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項３または４記載の支持体。
6. 前記各振動隔離ソケット（４０）のオリフィス（４２）の周りの径方向の長さは、少なくとも２ｍｍであることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の支持体。
7. 前記振動隔離ソケット（４０）は、少なくとも３つ設けられることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の支持体。
8. 前記紐状体（６０）は、前記ケーシング（３０）の内壁（３３）に結合されており、前記スリーブ（２０）の外壁（２１）と接触することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の支持体。
9. 前記紐状体（６０）は、３つ設けられることを特徴とする請求項８記載の支持体。
10. 前記各紐状体（６０）の軸方向の長さは、少なくとも２０ｍｍであることを特徴とする請求項８または９に記載の支持体。
11. 前記各紐状体（６０）の径方向の長さは、少なくとも１ｍｍであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の支持体。
12. 前記振動隔離ソケット（４０）と紐状体（６０）は、互いに６０ーの間隔を開けて交互に配置されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の支持体。
13. 前記振動隔離ソケット（４０）および／または紐状体（６０）は、前記ケーシング（３０）と一体となるよう、オーバーモールドされていることを特徴とする請求項３〜１２のいずれかに記載の支持体。
14. 前記弾性変形可能な材料は、ショア硬度が２０〜３０の熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の支持体。

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