JP5805210B2 - ファンモジュール駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ファンモジュール駆動装置に関するものである。

たとえば自動車に搭載されて新気を車内に搬送するために使用されるファンモジュールは、通常、ハウジング内に受容される、ファンホイールを備えた電動機を含んでいる。電動機は振動が緩衝されるようにハウジング内に受容され、ハウジングは自動車の空気通路への組み込みのために設けられている。振動が緩衝される受容により、一方では自動車の振動および衝撃の影響を受けず、その結果電動機の寿命を長くさせることができる。他方、電動機の振動は自動車から切り離されるので、他の個所では自動車の車内の搭乗者が不快と感ずるような音響的に知覚可能な音にならない。

通常は、切り離しのために、弾性要素が半径方向において電動機とハウジングとの間に配置される。このためにハウジングは弾性要素を受容するための凹部を有し、他方電動機は弾性要素に係合するための装置を有している。細条部によって互いに結合される２つの球状部分の形態で弾性要素をダンベル状に形成するのが通常であり、この場合前記装置は細条部の領域で弾性要素に係合する。

ファンモジュールを高温で作動させると、弾性要素の弾性硬さは著しく低下する。その結果、半径方向に突出している電動機の係合要素が電動機の周方向に沿って凹部の境界面と接触し、これによりあらゆる緩衝が失われる。それ故、本発明の課題は、この種の打ち抜き防止を改善したファンモジュール駆動装置を提供することである。本発明の他の課題は、このようなファンモジュールのための製造方法を提供することにある。

本発明は、この課題を、請求項１の構成を備えた駆動装置により解決する。

発明の開示
ファンモジュール駆動装置は、電動機と、ハウジングと、前記電動機を前記ハウジングに防振固定するための防振器とを含んでいる。前記電動機は前記弾性要素に係合するための半径方向の係合要素を有し、前記ハウジングは前記弾性要素を受容するための半径方向の凹部を有している。この場合、前記弾性要素は半径方向の一部分において前記係合要素を取り囲むように延在している。

弾性要素の特別な構成により、たとえば老化、摩耗または高温により弾性要素の弾性および緩衝力がかなり衰えた場合でも、係合要素が凹部の境界部と接触することが実際に阻止されている。これによって衝撃が回避され、従って電動機の寿命を長くすることができ、駆動モジュールの領域での音響障害を阻止することができる。係合要素とハウジングとの衝突に対し安全性が向上することにより、弾性要素のディメンションを比較的脆弱に選定でき、その結果突起物が少なくなる。これにより弾性要素の緩衝特性は短期的にも長期的にも改善される。また、ハウジングに対する構造的荷重が小さくなる。さらに、弾性要素と係合要素または凹部との接触面積を大きくすることができ、その結果特に弾性要素の材料疲労が少なくなる可能性がある。

弾性要素は、好ましくは、電動機の回転方向に沿った該弾性要素ばね剛性が電動機の回転軸線に対し平行な方向でのばね剛性よりも小さいように、成形されている。これにより、回転方向に沿った電動機の振動をハウジングから好適に切り離すことができ、同時に、回転軸線方向での電動機の支持はしっかり維持される。これにより、たとえば電動機と結合されているファンホイールと空気案内通路との衝突を防止することができる。

弾性要素は、電動機の周方向での凹部に対する当接面積を小さくするために、該凹部に関し半径方向の面取り部を有している。これにより、弾性要素の放熱面を大きくすることができ、その結果弾性要素から熱を逃がすように改善できる。この処置により、特に高温作動時の弾性要素の寿命を延ばすことができる。同じ処置により、電動機の周方向での弾性要素のばね剛性を小さくすることもできる。

弾性要素は、ハウジングの一部分に当接するために、該弾性要素の半径方向外面が湾曲しているように成形されていてもよい。これにより、凹部の半径方向境界面に沿った弾性要素の転動運動を少なくさせることができ、よって弾性要素の摩耗が少なくなり、弾性要素のばね定数を一定に保持することができる。他方これによって駆動装置のハウジングに対する弾性要素の放熱の改善を実現できる。

１実施態様では、弾性要素は、電動機の周方向にある境界面が凹部の対応する境界面に面一に当接するように成形されている。これにより、凹部を電動機の周方向に沿ってショックアブゾーバーによって完全に充填することができ、その結果弾性要素の予緊張力を少なくさせることができ、或いは、省略することができる。従って、電動機の周方向における弾性要素のばね定数は、大部分は弾性要素の材料またはショア硬さの選択によって可能である。

参考例では、係合要素は、電動機のポールポットに固定されている丸い金属細条部を含んでいる。この簡単に製造できる係合要素により、弾性要素に対する係合領域での鋭いエッジを回避することができる。

参考例では、金属細条部は片側をヘッディング加工され、ヘッディング加工された端部は電動機のポールポットと背部閉鎖リングとの間に配置されている。これにより簡単で低コストの製造を可能にすることができる。

好適には、弾性要素は電動機の半径部のまわりでの回転に関し対称に成形されている。これにより、弾性要素を不正確な位置に誤って取り付けることが回避される。ポカヨケ（「不適切なミスの回避」）を目的とした補助処置は場合によっては省略することができ、このことは更なるコスト低減になりうる。

１実施態様では、ハウジングを軸線方向に閉鎖するカバーが設けられ、弾性要素は凹部の境界部とカバーとの間で軸線方向に形状拘束的に保持されている。このようにして電動機をハウジング内に簡単に取り付け、取り外しすることができる。

上述の金属細条部の形態の係合要素を備えた駆動装置を製造するための参考例による方法は、金属細条部を、ポールポットに設けた対応するくり抜き部を通じて挿入するステップと、背部閉鎖リングをポールポットに挿着するステップと、背部閉鎖リングをポールポットに結合させるステップと、金属細条部上に弾性要素をスライドさせて取り付けるステップと、電動機をハウジングに挿着して、弾性要素をハウジングの凹部に受容させるステップとを含んでいる。

電動機のポールポットの舌片が半径方向外側へ湾曲したものとして実現されている係合要素を備えた技術水準の駆動装置とは異なり、上述の駆動装置を前述のように簡単に製造することができる。

次に、本発明を添付の図面を参照してより詳細に説明する。

ファンモジュールの展開図 図１の電動機の詳細図 防振器 図１の電動機の防振器 図１の電動機の係合要素 図５の係合要素のための防振器 図１の電動機の係合要素 図７の係合要素のための防振器 図１の駆動モジュールを製造するための方法のフローチャート

実施形態の詳細な説明
図１の弾性要素１３０、図３の弾性要素３００および図４の弾性要素４００は、参考例である。
図１はファンモジュール１００の一部分の展開縦断面図である。ファンモジュール１００はファンホイール１０５と駆動装置１１０とを含んでいる。駆動装置１１０は電動機１１５を含み、該電動機はカバー１２５を備えたハウジング１２０内に受容されている。ハウジング１２０またはカバー１２５に対して電動機１１５を支持するため、弾性要素１３０が設けられている。弾性要素１３０は通常はプラスチックまたはゴムから製造されている。

ハウジング１２０には、弾性要素１３０を受容するための凹部１３５が設けられている。凹部１３５は電動機１１５の回転軸線１４０に沿って上方をカバー１２５によって密閉され、半径方向内側は開口している。弾性要素１３０は、５面が凹部１３５の境界面に当接し、第６面が半径方向において電動機１１５に対向するように成形されている。

通常は、適当な凹部１３５と係合要素１４５とを備えた複数個の弾性要素１３０が電動機１１５の周囲に配分されている。この場合、すべての弾性要素１３０が電動機１１５の回転軸線１４０に関して同じ高さにある必要はない。さらに、電動機１１５の回転軸線１４０に対するこれら弾性要素１３０の間の角度は異なっていてよい。

弾性要素１３０は、半径方向に、電動機１１５から半径方向に突出している係合要素１４５を受容するためのくり抜き部を有している。好適な実施形態では、電動機１１５の半径方向の係合要素１４５が弾性要素１３０のくり抜き部と係合するばかりでなく、これと同時に、弾性要素１３０の電動機１１５側の表面は電動機の半径方向境界部と係合する。これにより、ハウジング１２０またはカバー１２５に対する電動機１１５の支持が改善され、その結果電動機１１５とハウジング１２０またはカバー１２５との間で動力および振動が実質的に弾性要素１３０だけで伝えられる。

図２は、図１の電動機１１５の、係合要素１４５の領域における詳細図である。ここでは、係合要素１４５は実質的に筒状または中空筒状の要素によって形成され、特に鋼線によって形成されている。鋼線１４５は電動機１１５のポールポット２０５に設けたくり抜き部を貫通している。鋼線１４５はその左端をヘッディング加工されており、その結果鋼線１４５の径はポールポット２０５のくり抜き部の径よりも大きく、鋼線１４５はポールポット２０５のくり抜き部を右側へ滑り動くことができない。鋼線１４５のヘッディング加工端部の左側には、電動機１１５の背部閉鎖リング２１０の一部分が図示されている。背部閉鎖リング２１０は、鋼線１４５が左側へ滑り動いて電動機１１５内に進入するのを阻止している。

図３は、図１の弾性要素１３０に対応する弾性要素３００を示している。弾性要素３００は、特に図２に図示した係合要素１４５との関連で、図１の駆動装置１１０で使用することができる。

座標系は、図１の電動機１１５の回転軸線１４０に関する半径方向ｘと、軸線方向ｙと、周方向ｚとを表わしている。

弾性要素３００は、ｘ方向に延在して図１および図２の係合要素１４５を受容するくり抜き部３０５を有している。くり抜き部３０５に関して弾性要素３００は回転対称である。すなわち、１８０°回転させると、弾性要素３００は自らと重なる。

弾性要素３００の、ｘ方向において外側の面は、図１の凹部１３５の対応する当接面に応じて湾曲している。この場合湾曲部は、ｚ方向にある弾性要素３００の境界面の湾曲部に段差なしで移行している。ｙ方向に沿った弾性要素３００の境界部も、凹部１３５またはカバー１２５の境界面に対応している。

弾性要素３００の、ｚ方向に向いている複数の側面は、縮小され、正および負のｙ方向およびｚ方向のコーナーに４つの丸い部分が形成されている。これから生じる断面は、弾性要素３００の表面を大きくさせるのに寄与して、たとえば弾性要素３００の緩衝特性により該弾性要素内に発生する放熱を容易にさせる。

図４は図１の電動機１１５に設けられる弾性要素４００を示している。図示は、ほぼ電動機１１５の回転軸線１４０から半径方向外側へ見たものである。図３の座標系に対応している座標系は配向状態をわかりやすくしている。図３に図示した弾性要素３００の実施形態と異なるのは、ここではｘ軸に沿って２つの部分しか形成されておらず、これらの部分はｚ方向にある弾性要素４００の境界面を凹状に変形させている。

図５は、図１の電動機１１５の係合要素１４５の他の実施形態を示している。電動機１１５のポールポット２０５から舌片が打ち抜かれて外側へ折り曲がっており、係合要素１４５を形成している。この場合、舌片１４５はフォーク状にスリット化されている。この種の係合要素１４５は、鉛直方向に配向されたダンベル状の弾性要素１３０に係合するために技術水準で使用されるものである。

図６は、図５の舌片１４５と係合する弾性要素６００を示している。座標系は半径方向ｘ、軸線方向ｙ、周方向ｚを表わしている。弾性要素６００の外側の境界面は図３の弾性要素３００の境界部に類似している。しかしながらくり抜き部３０５は筒状ではなく、図５の舌片１４５のまわりにスリット状にくり抜かれる。弾性要素６００の、電動機１１５から離れている面では、スリット状のくり抜き部３０５と、弾性要素６００の、境を接している外側の境界面との間の移行部は、面取りされている。面取り部は、弾性要素１３０に設けた他の面取り部も同様であるが、弾性要素１３０の表面を拡大させて鋭いエッジまたはコーナーの領域での亀裂の危険を防止するのに寄与することができる。

図７は、図１の電動機１１５に設けられる他の係合要素１４５を示している。図５の実施形態の場合と同様に、電動機１１５のポールポット２０５から舌片が打ち抜かれて外側へ折り曲がっている。図示した実施形態では、舌片の側部部分は軸線方向において下方へ折り曲げられている。それ故、係合要素１４５の横断面は実質的に逆Ｕ字状である。

図８は、図７の係合要素７００と係合する弾性要素８００を示している。ここでも配向状態をわかりやすくするために座標系が図示されている。弾性要素８００の図はハウジング１２０の内部から見た図である。くり抜き部３０５は図７の舌片１４５に対応しており、横断面図にて実質的に逆Ｕ字状を有している。

図９は図１の駆動装置１１０を製造するための方法９００のフローチャートである。この場合、係合要素１４５は図２との関連で上述したような鋼線の形態で実施されている。弾性要素１３０は対応的に成形されており、たとえば図３の弾性要素３００または図４の弾性要素４００のように成形されている。

第１ステップ９０５では、図２の鋼線１４５をヘッディング加工していない面でもってポールポット２０５の対応するくり抜き部に挿入する。次のステップ９１０で背部閉鎖リング２１０をポールポット２０５に挿入し、その結果ヘッディング加工面がポールポット２０５に当接する。その後、ステップ９１５で背部閉鎖リングをポールポットと結合させ、好ましくはビード継ぎ、溶接または接着によって結合させる。次に、鋼線１４５を半径方向において電動機１１５に形状拘束的に且つ摩擦で取り付ける。

次のステップ９２０で、弾性要素３００、４００を鋼線１４５上に軸線方向へスライドさせて取り付ける。次に、電動機１１５を弾性要素３００、４００とともにハウジング１２０内へ挿入して、弾性要素３００、４００をハウジング１２０のくり抜き部１３５内で静止させる。次にカバー１２５をハウジング１２０に取り付ける。これにより好ましくは弾性要素３００、４００の軸線方向の位置が固定される。

Claims (6)

1. ファンモジュール（１００）のための駆動装置（１１０）であって、該駆動装置（１１０）が、
   電動機（１１５）と、
   ハウジング（１２０）と、
   前記電動機（１１５）を前記ハウジング（１２０）に防振固定するための防振器（６００、８００）と、
   を含み、
   前記電動機（１１５）は、前記防振器（６００、８００）に係合するための半径方向（ｘ）の係合要素（１４５）を有し、
   前記ハウジング（１２０）は、前記防振器（６００、８００）を受容するための半径方向の凹部（１３５）を有している、
   前記駆動装置（１１０）において、
   前記防振器（６００、８００）は、半径方向に延在し、前記係合要素（１４５）を受容するスリット状のくり抜き部（３０５）を有しており、
   前記防振器（６００、８００）は、前記凹部（１３５）に対する当接面積を小さくするために、ｙｚ平面における４つのコーナーに４つの面取り部を有しており、
   ｙ方向が前記電動機（１１５）の回転軸線（１４０）に平行な方向であり、ｚ方向が前記電動機（１１５）の周方向である、
   ことを特徴とする駆動装置（１１０）。
2. 前記電動機（１１５）の周方向に沿った前記防振器（６００、８００）のばね剛性が該電動機（１１５）の回転軸線（１４０）に対し平行な方向でのばね剛性よりも小さいように、前記防振器（６００、８００）が成形されている、
   請求項１に記載の駆動装置（１１０）。
3. 前記防振器（６００、８００）は、前記ハウジング（１２０）の一部分に当接するために、該防振器（６００、８００）の半径方向外面が湾曲しているように成形されている、
   請求項１または２に項記載の駆動装置（１１０）。
4. 前記防振器（６００、８００）は、前記電動機（１１５）の周方向にある境界面が前記凹部（１３５）の対応する境界面に面一に当接するように成形されている、
   請求項１から３いずれか１項記載の駆動装置（１１０）。
5. 複数の防振器（６００、８００）が設けられ、
   前記複数の防振器（６００、８００）は、前記電動機（１１５）の回転軸線（１４０）に関し対称に配置されている、
   請求項１から４いずれか１項記載の駆動装置（１１０）。
6. 前記ハウジング（１２０）を軸線方向に閉鎖するカバー（１２５）が設けられ、前記防振器（６００、８００）が前記凹部（１３５）の境界部と前記カバー（１２５）との間で軸線方向に形状結合によって保持されている、
   請求項１から５いずれか１項記載の駆動装置（１１０）。

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