JP6726630B2 - 空調用ブロアモータユニット - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスモータによってブロアファンを回転させる空調用ブロアモータユニットに関する。

車両用空調装置では、空調用ブロアモータユニットを構成するブロアファンが回転動作し、これにより送風が行われる。このブロアファンは、ブラシレスモータの作用下に回転する。すなわち、ブラシレスモータは、電磁コイルを含むステータと、ヨークとして機能し且つ永久磁石を保持したカップ形状の回転盤を含むロータとを有する。前記電磁コイルに交流電流が通電されると、該電磁コイルと前記永久磁石との間に交番磁界が形成される。これに伴ってロータが回転することにより、該ロータに保持された回転軸、及び該回転軸に取り付けられたブロアファンが回転する。

ブラシレスモータの出力、ひいてはブロアファンの回転速度等は、回路基板に設けられた制御回路によって制御される。制御回路には、コンデンサや抵抗、スイッチング素子等の電子部品が設けられており、これらの電子部品は、ブラシレスモータを構成する電磁コイルに対して電気的に接続されている。

回転軸及びブロアファンが一体的に回転することに伴い、ブラシレスモータに振動が発生する。この振動がケーシング等に伝達されると騒音の一因となるので、これを防止するべく、振動を吸収して伝達を困難にする防振部材が設けられる。例えば、特許文献１には、ステータを支持するセンターピースの軸受収容部と、ステータコアとの間に防振部材が配置される。

また、特許文献２、３には、２分割された防振材を用いることが記載されている。

特開２００８−２５９４０７号公報 特開２００１−１６８３６号公報 特開２００１−１４５３００号公報

特許文献１記載の技術では、ステータは軸受収容部に対してフローティング支持されているものの、ロータはフローティング支持されていない。従って、ロータの振動が軸受収容部に伝達されることになる。しかも、センターピースを構成する下側センターピースがステータよりも大径であるので、下側センターピース全体が振動して音が発生する発音部位となり得る。このために静音化することが困難である。

また、特許文献２、３記載の技術では、軸受ハウジングに設けられたフランジに防振材を介在させるようにしてケーシングにモータを保持する構成を採用しているが、この場合、フランジがケーシングの天井部の外面であり、しかも、ロータもケーシングの外部に配置される。このため、フランジやロータが発音部位となり易く、静音化することが困難である。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、ブラシレスモータで発生した振動がそれ以外の部材に伝達されることを防止し得る空調用ブロアモータユニットを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ステータコアを被覆する絶縁材に線材が巻回されてなる複数個の電磁コイルを含むステータと、永久磁石を保持して前記ステータの周縁に沿って回転するロータとを有するブラシレスモータによってブロアファンを回転させる空調用ブロアモータユニットであって、
前記ステータに保持されるとともに、前記ブラシレスモータの回転軸を回転可能に支持した金属製の軸受保持部と、
前記ブラシレスモータを制御するための電子部品が設けられた回路基板と、
前記軸受保持部及び前記回路基板を、互いが重畳しない位置に保持した金属製の支持盤と、
を備え、
前記支持盤は、防振材を介して前記軸受保持部に保持されていることを特徴とする。

このように、本発明においては、ブラシレスモータのロータ及びステータを支持する軸受保持部と、回路基板を保持した支持盤との間に防振材が介在する。ブラシレスモータを構成する電磁コイルに通電がなされてロータ及び回転軸が一体的に回転することに伴ってブラシレスモータが振動する際、防振材が適切に変形する（例えば、撓む）。この変形により、ブラシレスモータから支持盤側に伝播する振動が吸収される。

このように、防振材が介在するためにブラシレスモータで発生した振動が支持盤に伝達され難くなる。このため、振動が支持盤を越えて回路基板やケーシングに伝達することが困難である。その結果としてケーシングが共振することが抑制され、空調用ブロアモータユニットが静音化される。換言すれば、静粛性に優れた空調用ブロアモータユニットが得られる。

軸受保持部は、ステータを保持する中空の第１軸受保持部材と、一部が前記第１軸受保持部材の中空内部に挿入される第２軸受保持部材とを有し、且つステータコアの円環状をなすヨーク部に比して小径であることが好ましい。この場合、振動して騒音が発生する発音部位となり得るフランジ等が軸受保持部に形成されることを回避して該軸受保持部を可及的に小径化・小面積化している。しかも、該軸受保持部に防振材を外嵌している。これにより、ステータと支持盤との間に防振材が介在され、振動が支持盤に伝達されることが回避される。

防振材と前記絶縁材との間には、クリアランスを形成することが好ましい。換言すれば、防振材と絶縁材を所定の距離で離間させるとよい。これにより、回転軸が回転した際に変形した防振材が絶縁材に当接することが回避される。従って、当接音が発生することが回避されて静粛性が向上する。

防振材は、回転軸の周回方向に沿って延在する扇状部を複数個有し、隣り合う扇状部同士の間に軸受保持部が係止されるとともに、線材の端部が通されることが好ましい。大面積の扇状部で軸受保持部を囲繞することで、ブラシレスモータの負荷（ロータの回転速度）が変動したときに伴って大きく振動することが抑制される。また、扇状部同士の間に線材の端部（結線部）を通すことで、結線部を直線形状とすることが可能となる。このため、電磁コイルと回路基板を最短距離で電気的に接続することができる。

扇状部は、防振材の厚み方向途中で外壁から突出するとともに軸受保持部よりも大径であり、且つその一端面が前記ヨーク部の一端面に当接していることが好ましい。軸受保持部に比して大径に設定された複数個の扇状部は、ステータコアの一端面を複数方向から支持する。このため、ブラシレスモータの歳差運動を抑制することができる。

防振材は、環状体からなる第１防振用部材と、前記扇状部が設けられた環状体からなり且つ前記第１防振用部材に比して大径な第２防振用部材とを有するものとして構成することができる。第１防振用部材及び第２防振用部材は、例えば、射出成形によって作製される。第２防振用部材は、扇状部が設けられているために外径が相違する部位同士が混在しているものの、該第２防振用部材を単独で射出成形した場合、離型が容易である。このように、第１防振用部材と第２防振用部材を個別に作製することにより、射出成形が容易となる。

さらに、軸受保持部とは別部材として構成される支持盤を、第１ケーシング部材と第２ケーシング部材で構成されるケーシングの中空内部に位置決め固定することが好ましい。軸受保持部と支持盤を別部材としており、その間に防振材を介在させているので、ブラシレスモータから支持盤を介してケーシングに振動が伝達されることが困難となる。従って、静粛性が一層向上する。

本発明によれば、ブラシレスモータのロータ及びステータを支持する軸受保持部と、回路基板を保持した支持盤との間に防振材を介在させるようにしている。ブラシレスモータを構成する電磁コイルに通電がなされてロータ及び回転軸が一体的に回転することに伴ってブラシレスモータが振動した際には、防振材が撓む。この撓みにより、ブラシレスモータから支持盤側に伝播する振動が吸収される。従って、静粛性に優れた空調用ブロアモータユニットが得られる。

本発明の実施の形態に係る空調用ブロアモータユニットの概略縦断面図である。 図１に示す空調用ブロアモータユニットを構成するステータ、防振材、支持盤を示す要部分解斜視図である。 図３Ａは、図２に示す防振材の分解斜視図であり、図３Ｂは、防振材を扇状部の一端面側から見た平面図である。 扇状部と結線部の位置関係を示した要部概略平面図である。

以下、本発明に係る空調用ブロアモータユニットにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以降における「下」、「上」は、図１における下方（Ｚ１方向）及び上方（Ｚ２方向）に対応する。また、各図面に付したＸ１方向同士は同一方向を表し、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１及びＺ２方向同士についても同様である。また、図１におけるＸ１方向、Ｘ２方向はそれぞれ、紙面奥側、紙面手前側であり、図３ＢにおけるＺ１方向、Ｚ２方向はそれぞれ紙面手前側、紙面奥側、図４におけるＺ１方向、Ｚ２方向はそれぞれ紙面奥側、紙面手前側である。

図１は、本実施の形態に係る空調用ブロアモータユニット１０の概略縦断面図である。この空調用ブロアモータユニット１０は、ブラシレスモータ１２と、該ブラシレスモータ１２を制御する制御回路が設けられた回路基板１４と、該回路基板１４を支持する支持盤１６と、これらブラシレスモータ１２、回路基板１４及び支持盤１６を収容したケーシング１８とを有する。ブラシレスモータ１２の回転軸２０には、仮想線で示すブロアファン２２が取り付けられる。

ケーシング１８は、いずれも樹脂からなる下側半体２４（第１ケーシング部材）と上側半体２６（第２ケーシング部材）とが組み合わされて構成される。下側半体２４は、上側半体２６に臨む側が開口した中空体であり、一方、上側半体２６は、下側半体２４に臨む側が開口した中空体である。すなわち、下側半体２４は底部を構成し、上側半体２６は天井部を構成する。従って、ケーシング１８も中空体として構成され、その中空内部は、上側半体２６に立設されたダクト２７（図１参照）から導入された冷却風の流通路となる。なお、冷却風は、回転するブロアファン２２によって発生する空気流である。

下側半体２４には、該下側半体２４を上側半体２６に連結する連結ネジ３０を通すための連結ネジ挿通孔３２が複数個（例えば、３個）形成されており、図１にはその中の１個が示されている。勿論、連結ネジ挿通孔３２は、冷却風の流通を妨げない位置に形成される。また、下側半体２４には、その底壁部が上側半体２６側に指向して折曲されることで、略逆Ｖ字形状をなす突部３４が形成されている。この突部３４は、冷却風を案内する案内部として機能する。

下側半体２４の上側開口の外縁部近傍には、該外縁部に沿って周回する薄肉の第１嵌合部３６が形成されている。一方、上側半体２６の下側開口には、該外縁部に沿って周回する薄肉の第２嵌合部３８が形成されており、下側半体２４に上側半体２６が組み付けられたときには、第２嵌合部３８が第１嵌合部３６を囲繞する。すなわち、第１嵌合部３６の外面と第２嵌合部３８の内面とが互いに当接する。これにより、下側半体２４と上側半体２６とが互いに嵌合している。

前記ダクト２７は、所定の部材、例えば、ブロアファン２２を囲繞するいわゆるスクロール形状のファンケーシング（図示せず）に接続される。また、上側半体２６の周縁部には、空調用ブロアモータユニット１０を前記ファンケーシングに連結するための３個のステー部４２が設けられている。

連結ネジ挿通孔３２に対応する部位には、連結ネジ用孔４４が設けられる。すなわち、連結ネジ挿通孔３２に通された連結ネジ３０は、連結ネジ用孔４４に螺合される。これにより、下側半体２４と上側半体２６が連結されてケーシング１８が構成される。

上側半体２６の天井壁部には、円環状突部４６が上方に指向して突出形成される。該円環状突部４６には、後述するロータ５０よりも大径の回転軸挿通口５２が形成される。この回転軸挿通口５２からは、ブラシレスモータ１２の回転軸２０が露呈する。その一方で、ブラシレスモータ１２を構成するステータ５４及びロータ５０、該ブラシレスモータ１２を制御する回路基板１４等は、支持盤１６とともにケーシング１８に収容されている。さらに、上側半体２６の、下側半体２４を臨む側の面（すなわち、裏面）には、後述する支持ネジ５８を螺合するための支持ネジ用孔６０が形成される。

支持盤１６は、薄肉の金属からなる。略円盤形状をなす支持盤１６の約半分は、回路基板１４に重畳する重畳部位である。重畳部位には、ヒートシンク部６２が一体的に設けられる。なお、ヒートシンク部６２は、複数個のフィン（図示せず）が立設されることで表面積が大となった放熱部である。すなわち、ヒートシンク部６２により、支持盤１６に伝達された回路基板１４の熱の放散が促進される。

支持盤１６は、ヒートシンク部６２の下面が前記突部３４側を臨み且つ前記フィンが上側半体２６を臨む姿勢でケーシング１８内に収容されている。ヒートシンク部６２、及びそれ以外の数箇所（本実施の形態では２箇所）には、下側半体２４に臨む側から上側半体２６に臨む側に向かって延在するように、取付ネジ用孔６４が形成される。

図２を併せて参照して諒解されるように、支持盤１６の外縁からは、互いに約１２０°の位相差となる位置に配設された３個のネジ台座部６６が突出する。ネジ台座部６６には支持ネジ挿通孔６８が形成されており、該支持ネジ挿通孔６８には、支持盤１６を上側半体２６に取り付けるための支持ネジ５８が通される。

支持盤１６の中心には、金属からなる軸受保持部としての第１ベアリングホルダ７０及び第２ベアリングホルダ７２（図１参照）を保持する保持孔７４が形成されるとともに、該保持孔７４の内周壁から直径方向外方に指向して陥没する形状の３個の通過孔７６が形成される。また、支持盤１６の下端面側では、保持孔７４の開口近傍が上端面側に指向して陥没することで環状段部７８が形成されている。

さらに、支持盤１６には、該保持孔７４を中心として円弧形状に延在する通風孔８０が複数個（例えば、３個）形成される。１個の通風孔８０の近傍には、図２に示す円筒状ネジ部８２が形成される。

以上のように構成される支持盤１６は、例えば、アルミニウム合金からなる鋳造物として得ることができる。この支持盤１６には、車体側に設けられたワイヤハーネスを挿入するためのカプラハウジング（いずれも図示せず）が、前記円筒状ネジ部８２に螺合される保持ネジ（図示せず）によって支持される。該カプラハウジングは樹脂からなり、絶縁性である。なお、前記ワイヤハーネスは、カプラハウジング内に先端が突出した図示しない導通部材に電気的に接続される。

ここで、第１ベアリングホルダ７０の大径な下端には第１ベアリング８４及び図示しないウェーブワッシャが挿入され、一方、第２ベアリングホルダ７２に臨む側の上端は、下端に比して小径に設定されている。また、第２ベアリングホルダ７２は、図１及び図２から諒解されるように、小径下端部８６と、該小径下端部８６に比して内径及び外径が大きな大径上端部８８とを有する。小径下端部８６には第１ベアリングホルダ７０が挿入され、大径上端部８８には第２ベアリング９０が挿入される。第１ベアリング８４及び第２ベアリング９０は直径が互いに略同等である一対の転がり軸受であり、第１ベアリング８４を収容する第１ベアリングホルダ７０の大径な下端と、第２ベアリング９０を収容する第２ベアリングホルダ７２の大径上端部８８は、ともに略同等の外径に設定されている。換言すれば、軸受保持部は可及的に小径化されている。

小径下端部８６の外周壁からは、直径方向外方に指向する３個の径方向凸部９２が放射状に突出している（図２参照）。径方向凸部９２は、互いに約１２０°の位相差となるように離間する。

保持孔７４には、図３Ａに示す第１防振用ラバー部材９４（第１防振用部材）と第２防振用ラバー部材９６（第２防振用部材）とが組み合わされたラバー組立体９８（防振材）を介して第１ベアリングホルダ７０及び第２ベアリングホルダ７２が嵌装される。

ここで、第１防振用ラバー部材９４は第２防振用ラバー部材９６に比して小径な環状体であり、内壁部には、直径方向外方に向かって陥没し、且つ互いに約１２０°で離間した第１径方向凹部１００が３個形成されている。一方、第２防振用ラバー部材９６の外壁には、その厚み方向（Ｚ１〜Ｚ２方向）の途中で、互いに約１２０°で離間した扇状部１０２が３個形成されている。この扇状部１０２が存在することにより、第２防振用ラバー部材９６は、第１防振用ラバー部材９４に比して若干大径な環状体となっている。

第２防振用ラバー部材９６において、扇状部１０２が設けられていない部位（下部）は、扇状部１０２が設けられた部位（上部）に比して小径である。このように直径に差異があるため、第２防振用ラバー部材９６には、厚み方向に段差部が形成される。

第２防振用ラバー部材９６の内壁部には、第１径方向凹部１００の位相に対応する位相に、直径方向外方に向かって陥没し、且つ互いに約１２０°で離間した第２径方向凹部１０４が３個形成されている。また、隣り合う扇状部１０２同士は、第２径方向凹部１０４の位相に対応する位相で互いに離間している。この離間により、扇状部１０２同士の間に、直径方向内方に指向して陥没し、且つ互いに約１２０°で離間した第３径方向凹部１０６が形成される。

扇状部１０２の、第１防振用ラバー部材９４に臨む面の裏面には、図３Ｂに示すように、厚み方向凹部１０８が周方向に沿って周回するように複数個形成される。第１径方向凹部１００、第２径方向凹部１０４、第３径方向凹部１０６及び厚み方向凹部１０８が形成されているため、第１防振用ラバー部材９４及び第２防振用ラバー部材９６が柔軟となり、凹部１００、１０４、１０６、１０８が形成されていない場合に比して各々のバネ定数が小さくなる。なお、第１防振用ラバー部材９４及び第２防振用ラバー部材９６のバネ定数は、凹部１００、１０４、１０６、１０８の個数や深さを変更することで適宜の値に調節することが可能である。

図１に示すように、扇状部１０２の、第１防振用ラバー部材９４に臨む面は支持盤１６に当接する。一方、その裏面、すなわち、厚み方向凹部１０８が設けられた面は、ステータ５４のヨーク部に当接している。さらに、扇状部１０２と後述するインシュレータ１３４ａとの間には、所定のクリアランスが形成される。

以上のように構成されるラバー組立体９８は、第１ベアリングホルダ７０及び第２ベアリングホルダ７２の下端と上端の直径がそれぞれ相違することで形成される段部によって位置決めされる。

第１ベアリングホルダ７０、第２ベアリングホルダ７２には、第１ベアリング８４、第２ベアリング９０を介してブラシレスモータ１２の回転軸２０が回転自在に支持される（図１参照）。

回路基板１４は支持盤１６の約半分に重畳する略半円形状を呈し、略直線形状をなす部位が前記第１ベアリングホルダ７０側を臨むように配置される。このため、回路基板１４は、平面視で軸受保持部に重なる（覆う）ことはなく、囲繞することもない。

すなわち、軸受保持部及び回路基板１４は、支持盤１６により、互いが重畳しない位置に保持される。なお、回路基板１４は、ブラシレスモータ１２の制御に回転検出センサを必要としないセンサレス制御方式である。このため、回路基板１４における回転軸２０の近傍に、回転軸２０の回転角度状態を検出するための回転検出センサを設ける必要がない。従って、軸受保持部と回路基板１４を互いに離間させることが容易である。

回路基板１４には、取付ネジ１１０が通される取付ネジ挿通孔１１２（図１参照）が形成される。取付ネジ挿通孔１１２の位置は、ヒートシンク部６２（フィンの裏面）に形成された前記取付ネジ用孔６４の位置に対応する。取付ネジ挿通孔１１２に取付ネジ１１０が通されるとともに、該取付ネジ１１０が取付ネジ用孔６４に螺合されることにより、回路基板１４が支持盤１６に支持される。回路基板１４は、支持盤１６を介して間接的にケーシング１８に支持されるが、ケーシング１８に直接連結されてはいない。

回路基板１４には、コンデンサや抵抗、スイッチング素子等の各種の電子部品が設けられるとともに配線（いずれも図示せず）によって導電経路が形成され、これにより制御回路が構成されている。該制御回路は、回転軸２０の回転速度を制御する等の制御を行う。

前記導通部材は、前記配線に電気的に接続される。前記制御回路への通電（給電）は、この導通部材を介してなされる。該導通部材は、回路基板１４の上方（上面）にハンダ等で固着されて回路基板１４から突出し、上述したように、突出した導通部材の先端側はカプラハウジング内に収納されている。

回路基板１４にはバスバーユニット１２０が支持されており、該バスバーユニット１２０には、可撓性を有する３本のバスバー１２１が保持される。なお、図１中には、３本中の１本の断面を示している。前記制御回路から、ステータ５４を構成するＵ相用電磁コイル１２２ａ、Ｖ相用電磁コイル１２２ｂ、Ｗ相用電磁コイル１２２ｃ（図２参照）への通電は、これらバスバー１２１によってなされる。

ブラシレスモータ１２は、図１に示すように、第２ベアリングホルダ７２の外周壁に位置決め固定されたステータ５４と、回転軸２０に保持されて該回転軸２０と一体的に回転するロータ５０とを有する。この中のステータ５４は円環形状をなす部材であり、内周側に第２ベアリングホルダ７２を収納可能とした内孔を形成するようにしてステータ５４の内周側で円環形状をなすヨーク部と、ヨーク部の外周から回転軸２０の軸線と垂直な方向に放射状に突出するように形成されるティース部とを有する積層コア１３２（ステータコア）を有する。該積層コア１３２は、１組のインシュレータ１３４ａ、１３４ｂ（絶縁材）で上下から挟持される。ステータ５４は、さらに、インシュレータ１３４ａ、１３４ｂを介して積層コア１３２のティース部に巻回されたＵ相用電磁コイル１２２ａ、Ｖ相用電磁コイル１２２ｂ、Ｗ相用電磁コイル１２２ｃを備える。

ヨーク部は、第２ベアリングホルダ７２の外周壁に堅牢に位置決め固定される。一方、ティース部は、ロータ５０を構成する回転盤１４０の内周壁に対向する。すなわち、この場合、ブラシレスモータ１２は、ステータ５４の外方にロータ５０が位置する、いわゆるアウタロータ型である。また、上述したように、第１ベアリングホルダ７０の大径な下端と、第２ベアリングホルダ７２の大径上端部８８との外径は略同等であり、このため、軸受保持部はヨーク部に比して小径である。

隣接するティース部同士は、所定間隔で互いに離間している。すなわち、互いの間にはクリアランスが形成されている。このクリアランスは、冷却風が通過する通路となる。

図２に示すように、支持盤１６を臨む積層コア１３２の下方のインシュレータ１３４ａには、支持盤１６及び回路基板１４に指向して延在する第１端子埋設部１４２ａ〜第３端子埋設部１４２ｃがそれぞれ設けられる。なお、第１端子埋設部１４２ａ〜第３端子埋設部１４２ｃの各々は、互いに隣接するティース部同士の間に位置するように配設されている。そして、これら第１端子埋設部１４２ａ〜第３端子埋設部１４２ｃの各々からは、第１ステータ側端子部１４４ａ〜第３ステータ側端子部１４４ｃの下端が下側半体２４に指向してそれぞれ突出している。すなわち、第１ステータ側端子部１４４ａ〜第３ステータ側端子部１４４ｃの上端は、第１端子埋設部１４２ａ〜第３端子埋設部１４２ｃにそれぞれ埋入している。

また、インシュレータ１３４ａ、１３４ｂは、内周側で前記ヨーク部に沿って円環形状をなすヨーク被覆部１４３ａと、前記ティース部に沿ってヨーク被覆部１４３ａの外周から回転軸２０の軸線と垂直な方向に放射状に突出するように形成されるティース被覆部１４３ｂとを有する。ヨーク被覆部１４３ａの内孔は、前記ヨーク部の内孔よりも大径に形成される。従って、前記ヨーク部の内端側下面はインシュレータ１３４ａ、１３４ｂに被覆されず、露呈している。

第１端子埋設部１４２ａ〜第３端子埋設部１４２ｃから露呈した第１ステータ側端子部１４４ａ〜第３ステータ側端子部１４４ｃは、側方から突出して互いに近接する方向に折り返された第１フック部及び第２フック部と、下端が二叉に分岐することで形成されたクランプ部とを有する。以下、理解を容易にするべく、第１ステータ側端子部１４４ａの第１フック部、第２フック部及びクランプ部の参照符号を１５０ａ、１５２ａ、１５４ａ、第２ステータ側端子部１４４ｂの第１フック部、第２フック部及びクランプ部の参照符号を１５０ｂ、１５２ｂ、１５４ｂ、第３ステータ側端子部１４４ｃの第１フック部、第２フック部及びクランプ部の参照符号を１５０ｃ、１５２ｃ、１５４ｃとする。

Ｕ相を形成するＵ相用電磁コイル１２２ａ、Ｖ相を形成するＶ相用電磁コイル１２２ｂ、Ｗ相を形成するＷ相用電磁コイル１２２ｃは、奇数個（本実施の形態では５個）ずつ存在する。なお、Ｕ相用電磁コイル１２２ａ、Ｖ相用電磁コイル１２２ｂ、Ｗ相用電磁コイル１２２ｃはいずれも、１本の線材が、周方向に沿って隣り合う奇数個、例えば、５個のティース部に順次掛け渡されることで形成される。そして、５個のＵ相用電磁コイル１２２ａの中、両端に位置するものから結線部１６０ａ、１６０ｂが１本ずつ引き出される。５個のＶ相用電磁コイル１２２ｂ、５個のＷ相用電磁コイル１２２ｃにおいても同様に、両端に位置するものから結線部１６０ｃ、１６０ｄ、結線部１６０ｅ、１６０ｆが１本ずつ引き出される。

結線部１６０ａ、１６０ｂは、それぞれ、第３ステータ側端子部１４４ｃの第２フック部１５２ｃ、第１ステータ側端子部１４４ａの第１フック部１５０ａに挟持される。また、結線部１６０ｃ、１６０ｄは、第１ステータ側端子部１４４ａの第２フック部１５２ａ、第２ステータ側端子部１４４ｂの第１フック部１５０ｂに挟持され、結線部１６０ｅ、１６０ｆは、第２ステータ側端子部１４４ｂの第２フック部１５２ｂ、第３ステータ側端子部１４４ｃの第１フック部１５０ｃに挟持される。

図１に示すように、第１ステータ側端子部１４４ａ〜第３ステータ側端子部１４４ｃは支持盤１６に形成された前記通過孔７６を通って支持盤１６の下方に露出する。この露出に伴い、回路基板１４が支持盤１６に保持されたとき、第１ステータ側端子部１４４ａ〜第３ステータ側端子部１４４ｃのクランプ部１５４ａ〜１５４ｃが前記３本のバスバー１２１にそれぞれ対向する。バスバー１２１は、この状態で、クランプ部１５４ａ〜１５４ｃに保持される。

この状態で、第１ステータ側端子部１４４ａ〜第３ステータ側端子部１４４ｃとバスバー１２１との電気的接続がなされる。従って、結線部１６０ｂ、１６０ｃが第１ステータ側端子部１４４ａを介して制御回路に電気的に接続される。同様に、結線部１６０ｄ、１６０ｅが第２ステータ側端子部１４４ｂを介して制御回路に電気的に接続され、結線部１６０ｆ、１６０ａが第３ステータ側端子部１４４ｃを介して制御回路に電気的に接続される。

ロータ５０は、図１に示す回転盤１４０を有する。この回転盤１４０は、第１ベアリングホルダ７０、第２ベアリングホルダ７２に回転自在に挿入された回転軸２０に支持される。該回転盤１４０は、側壁部１６２と円形状底面１６４とを有する有底カップ形状をなし、円形状底面１６４から略垂下するように形成された側壁部１６２の内面には、ステータ５４のティース部と対向するように、複数個の永久磁石１７０が保持されている。回転軸２０とともに回転盤１４０が回転するときには、永久磁石１７０も回転盤１４０と一体的に回転する。

回転盤１４０の円形状底面１６４は上方を臨み、且つ該円形状底面１６４は、上側半体２６の円環状突部４６に形成された回転軸挿通口５２から、回転軸２０とともに露呈する。円環状突部４６と円形状底面１６４との間には、所定のクリアランスが形成される。なお、図１から諒解されるように、側壁部１６２は回転軸挿通口５２に囲繞されており、空調用ブロアモータユニット１０の外部には露呈しない。

さらに、円形状底面１６４には、ブロアファン２２が設けられる回転軸２０を通すべく中心部に設けられた回転軸支持部１７２が円環状突部として設けられるとともに、ティース部に臨む複数の通気開口１７４が形成される。

本実施の形態に係る空調用ブロアモータユニット１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

空調用ブロアモータユニット１０は、以下のようにして組み立てられる。すなわち、はじめに、第１端子埋設部１４２ａ〜第３端子埋設部１４２ｃから第１ステータ側端子部１４４ａ〜第３ステータ側端子部１４４ｃの下端が露呈したインシュレータ１３４ａとインシュレータ１３４ｂで積層コア１３２を覆った後、インシュレータ１３４ａ、１３４ｂを介してティース部に線材（巻線）を巻回することで電磁コイルを形成する。１個のティース部に対する巻回が終了したら、隣のティース部に線材を掛け渡して巻回する。これを繰り返して５個の電磁コイルを形成し、Ｕ相用電磁コイル１２２ａとする。同様にして、Ｖ相用電磁コイル１２２ｂ、Ｗ相用電磁コイル１２２ｃを形成する。

そして、Ｕ相用電磁コイル１２２ａの結線部１６０ｂ、Ｖ相用電磁コイル１２２ｂの結線部１６０ｃを第１端子埋設部１４２ａに沿ってそれぞれ引き出す。同様にして、Ｖ相用電磁コイル１２２ｂの結線部１６０ｄ、Ｗ相用電磁コイル１２２ｃの結線部１６０ｅを第２端子埋設部１４２ｂに沿って引き出すとともに、Ｗ相用電磁コイル１２２ｃの結線部１６０ｆ、Ｕ相用電磁コイル１２２ａの結線部１６０ａを第３端子埋設部１４２ｃに沿って引き出す。

以上とは別に、第１防振用ラバー部材９４、第２防振用ラバー部材９６を、個別に射出成形等によって作製する。第１防振用ラバー部材９４、第２防振用ラバー部材９６の各々はアンダーカット部が存在しないので、離型が容易である。このように、第１防振用ラバー部材９４、第２防振用ラバー部材９６を個別に作製する場合、成形が容易であるという利点がある。

さらに、積層コア１３２の内周側で円環形状をなすヨーク部の内孔に、第２ベアリングホルダ７２の大径上端部８８を圧入する。その後、第２防振用ラバー部材９６を、扇状部１０２の上面（厚み方向凹部１０８が形成されている面）が大径上端部８８の底部外面を臨むとともに、第２ベアリングホルダ７２の小径下端部８６の外周壁から突出した径方向凸部９２が、第２防振用ラバー部材９６の第２径方向凹部１０４に進入するようにして、第２防振用ラバー部材９６を小径下端部８６に外嵌する。

これに伴い、扇状部１０２の上面が、インシュレータ１３４ａに覆われていない（インシュレータ１３４ａから露呈した）ヨーク部の内端側下面に当接する。この際、扇状部１０２と、ヨーク部の内孔よりも大径に形成されたインシュレータ１３４ａのヨーク被覆部１４３ａの内孔との間にクリアランスが形成される。また、第１ステータ側端子部１４４ａ〜第３ステータ側端子部１４４ｃが、第３径方向凹部１０６を通過して露呈する。換言すれば、図４に示すように、結線部１６０ａ〜１６０ｆが第３径方向凹部１０６内に挿入される。このように、隣り合う扇状部１０２同士の間の間隙である第３径方向凹部１０６に結線部１６０ａ〜１６０ｆを通すことで、結線部１６０ａ〜１６０ｆを回路基板１４に向けて直線形状とすることが可能となる。すなわち、ブラシレスモータ１２と回路基板１４を、最短距離で互いに電気的に接続することができる。

さらに、径方向凸部９２と第２径方向凹部１０４が嵌合することで、隣り合う扇状部１０２同士の間に第２ベアリングホルダ７２が係止されるとともに、第２防振用ラバー部材９６の回り止めがなされる。これに伴い、小径下端部８６の先端が、第２防振用ラバー部材９６から若干突出する。

次に、第２防振用ラバー部材９６の小径な下端部（すなわち、扇状部１０２が形成されていない部位）を支持盤１６の保持孔７４に嵌装する。これに伴い、第１ステータ側端子部１４４ａ〜第３ステータ側端子部１４４ｃが、支持盤１６に形成された通過孔７６を通過して支持盤１６の下端面側に露出する。なお、第２防振用ラバー部材９６の下端面は環状段部７８の下面と面一となり、小径下端部８６の先端は環状段部７８よりも下方に若干突出する。

次に、環状段部７８よりも突出した小径下端部８６に、径方向凸部９２が第１径方向凹部１００に進入するようにして、第１防振用ラバー部材９４を外嵌する。第１防振用ラバー部材９４の上端面は、第２防振用ラバー部材９６の下端面及び環状段部７８の下面に当接する。

次に、第１ベアリングホルダ７０の小径な上端を、第２ベアリングホルダ７２の小径下端部８６の中空内部に圧入する。その結果、第１ベアリングホルダ７０の、上端と下端の外径が相違することで形成される段部と、第２ベアリングホルダ７２の、小径下端部８６と大径上端部８８との間の段部とで、第１防振用ラバー部材９４及び第２防振用ラバー部材９６からなるラバー組立体９８が挟持される。これにより、軸受保持部がラバー組立体９８を介して支持盤１６に弾性支持される。

次に、第２ベアリングホルダ７２の内孔に第２ベアリング９０を圧入し、さらに、第２ベアリング９０の内孔に、ロータ５０を保持した回転軸２０を圧入する。その後、下方から第１ベアリングホルダ７０の内孔にウェーブワッシャを挿入する。そして、第１ベアリング８４を回転軸２０に圧入するとともに前記ウェーブワッシャを挟持するようにして第１ベアリング８４を第１ベアリングホルダ７０の内孔に挿入する。これにより、ロータ５０（永久磁石１７０）がステータ５４の外縁を囲繞するブラシレスモータ１２が構成される。すなわち、回転盤１４０の側壁部１６２の内面に支持されてロータ５０を構成する永久磁石１７０が、ステータ５４の積層コア１３２に対向する。

その後、カプラ部を構成するカプラハウジングを、保持ネジを前記円筒状ネジ部８２に螺合することで支持盤１６に連結する。このように、カプラハウジングは支持盤１６に設けられ、回路基板１４には設けられていない。このため、回路基板１４における電子部品の搭載スペースが十分な広さとして確保されるので、回路基板１４にいわゆるデッドスペースが生じ難い。加えて、カプラハウジングが平面視で回転軸２０に重なることがない。

以上のようにして得られたブラシレスモータ１２と支持盤１６の組立体を、上側半体２６に組み付ける。すなわち、支持ネジ５８を、ネジ台座部６６の支持ネジ挿通孔６８に通し且つ支持ネジ用孔６０に螺合することで、支持盤１６を上側半体２６に連結する。これと同時に、回転軸２０と、回転盤１４０の円形状底面１６４が上側半体２６の回転軸挿通口５２から露呈する。

次に、回路基板１４を支持盤１６に取り付ける。すなわち、回路基板１４の取付ネジ挿通孔１１２に通した取付ネジ１１０を、ヒートシンク部６２（フィンの裏面）、及びそれ以外の２箇所に形成された取付ネジ用孔６４に螺合する。これにより、回路基板１４が取付ネジ１１０を介して支持盤１６に支持される。

これに伴い、３本のバスバー１２１がクランプ部１５４ａ〜１５４ｃにそれぞれ接続される。また、カプラハウジングの導通部材が、回路基板１４に設けられている配線（プリント配線）に接続される。これにより、回路基板１４に実装された電子部品とＵ相用電磁コイル１２２ａ、Ｖ相用電磁コイル１２２ｂ、Ｗ相用電磁コイル１２２ｃとが電気的に接続される。なお、回路基板１４は支持盤１６を介して上側半体２６に間接的に支持され、上側半体２６に直接連結されることはない。

次に、下側半体２４に形成された連結ネジ挿通孔３２に連結ネジ３０を通し、さらに、該連結ネジ３０を、上側半体２６に形成された連結ネジ用孔４４に螺合する。これにより、下側半体２４と上側半体２６とが連結される。また、この際、第１嵌合部３６の外面を第２嵌合部３８の内面が覆うことで、下側半体２４が上側半体２６に嵌合される。以上により、前記組立体（回路基板１４、支持盤１６及びブラシレスモータ１２）を収容したケーシング１８が構成される。

さらに、回転軸２０にブロアファン２２（図１参照）が取り付けられることで、空調用ブロアモータユニット１０が得られるに至る。カプラハウジングは、下側半体２４から露出して該下側半体２４に隣り合う位置となる。

上記したように回路基板１４が平面視で軸受保持部に重ならないオフセット位置であるため、ケーシング１８の上下方向（厚み方向）寸法が大きくなることを回避することができる。さらに、カプラハウジング（カプラ部）が下側半体２４に隣り合うので、下側半体２４の厚みの範囲内に収まる。このため、ケーシング１８が厚み方向に大きくなることが回避される。従って、空調用ブロアモータユニット１０の小型化を図ることが容易となる。

空調用ブロアモータユニット１０は、車体に搭載されて車両用空調装置に組み込まれる。この際、ステー部４２に図示しない組付ネジが通されるとともに、該組付ネジが所定の部材、例えば、ブロアファン２２を囲繞するいわゆるスクロール形状のファンケーシング（図示せず）に螺合される。

この状態で、車体側のワイヤハーネスが前記カプラハウジング内に挿入されて導通部材に電気的に接続される。車両用空調装置を運転する際には、ワイヤハーネスから導通部材を介して制御回路に通電がなされる。

この通電に伴い、該制御回路の制御下にコンデンサや抵抗、スイッチング素子等の各種の電子部品を介してＵ相用電磁コイル１２２ａ、Ｖ相用電磁コイル１２２ｂ、Ｗ相用電磁コイル１２２ｃにも通電がなされる。その結果、ステータ５４に交番磁界が発生する。この交番磁界と、ロータ５０を構成する永久磁石１７０による磁界との間で吸引・反発が連続的に起こることにより、回転盤１４０が回転する。これと一体的に、回転軸２０及びブロアファン２２が回転する。

制御回路に通電がなされることに伴い、電子部品及び回路基板１４が熱を帯びる。この熱は、支持盤１６に伝達されて該支持盤１６のヒートシンク部６２に到達する。ヒートシンク部６２が回路基板１４に近接しているので、回路基板１４の熱が速やかにヒートシンク部６２に伝達される。

ブロアファン２２が回転することに伴い、図示しない前記ファンケーシング内に該ブロアファン２２の周囲（特に上方）の空気が巻き込まれて、遠心ファンであるブロアファン２２の遠心方向に向かう空気流となる。この空気流の一部は、上側半体２６のダクト２７内に形成された空気導入口３３からケーシング１８の内部に導入され、該ケーシング１８内の流通路を流通する冷却風となる。

ここで、下側半体２４には、上側半体２６に向かって凸となる突部３４が設けられている。冷却風が突部３４に接触した際には、該冷却風は、傾斜した上流側の側部に沿って流通する。その結果、冷却風の一部の進行方向が上側半体２６側に変更される。このように、突部３４は、冷却風の一部を上側半体２６側に案内する案内部である。

上側半体２６側に進行した冷却風の一部は、ヒートシンク部６２に接触する。従って、ヒートシンク部６２が速やかに冷却される。上記したように、回路基板１４の熱がヒートシンク部６２に速やかに伝達されるので、ヒートシンク部６２を介しての回路基板１４の熱の放散が効率よく進行する。このように、ケーシング１８内に突部３４（案内部）を設けて冷却風をヒートシンク部６２に向けるようにしたことにより、回路基板１４の熱を除去することが容易となる。

ヒートシンク部６２が支持盤１６の一部位として一体的に設けられているときには、支持盤１６の全体を放熱部材として利用可能となることから、別部材であるヒートシンクを支持盤１６に連結する場合に比して放熱面積を大きくすることができる。このため、空調用ブロアモータユニット１０の小型化を図りながら、回路基板１４を効率よく冷却することができる。

冷却風の残部は、突部３４を越えて下側半体２４内の流通路を流通し、回路基板１４やステータ５４側に向かって上昇する。冷却風は、回路基板１４等に接触した後に支持盤１６の通風孔８０を通過し、さらに、ステータ５４の周方向に隣接するティース部同士の間の間隙を通過する。これにより、回路基板１４や支持盤１６、ブラシレスモータ１２が冷却される。

冷却風は、上側半体２６の回転軸挿通口５２とブラシレスモータ１２の回転盤１４０との間の間隙や、回転盤１４０に形成された通気開口１７４を介してケーシング１８外に排出される。その後、ブロアファン２２（遠心ファン）の空気流に還流される。

回転軸２０が回転することに伴い、内孔に回転軸２０が通された第１ベアリングホルダ７０、第２ベアリングホルダ７２、及びステータ５４が振動する。ここで、本実施の形態では、軸受保持部の第１ベアリングホルダ７０の大径な下端と、第２ベアリングホルダ７２の大径上端部８８との外径が略同等であり、且つ積層コア１３２の円環状をなすヨーク部に比して小径である。すなわち、軸受保持部は可及的に小径化及び小面積化されている。このため、軸受保持部が振動に伴って発音部位となる事態が開示される。しかも、第１ベアリングホルダ７０、第２ベアリングホルダ７２、及びステータ５４と支持盤１６との間にはラバー組立体９８が介在している。ラバー組立体９８は弾性を示し、振動に対応して収縮変形する。この収縮変形により、振動が吸収される。

しかも、ラバー組立体９８を構成する第２防振用ラバー部材９６は、大面積の扇状部１０２で第２ベアリングホルダ７２を囲繞して支持している。このため、ブラシレスモータ１２の負荷変動（ロータ５６の回転速度の変動）に伴う大きな振動が抑制される。その上、第１ベアリングホルダ７０及び第２ベアリングホルダ７２の外径に比して大径に設定された３個の扇状部１０２は、積層コア１３２の下面側を三方向から支持する。このため、ブラシレスモータ１２の歳差運動が抑制される。

また、ラバー組立体９８は、積層コア１３２のヨーク部、支持盤１６、第１ベアリングホルダ７０及び第２ベアリングホルダ７２に当接しているが、これらはいずれも金属であり、剛性が比較的大きい。従って、ブラシレスモータ１２から支持盤１６、第１ベアリングホルダ７０及び第２ベアリングホルダ７２に振動が伝達されたとしても、これらの部材は共振を起こし難い。

加えて、扇状部１０２とインシュレータ１３４ａとの間にはクリアランスが形成されている。このため、ラバー組立体９８が収縮変形する間にインシュレータ１３４ａ（及びインシュレータ１３４ｂ）に当接することが防止される。樹脂からなるインシュレータ１３４ａ、１３４ｂは、金属に比して低剛性であるが、ラバー組立体９８が当接することが防止されるために当接音が発生することが回避される。

さらにまた、支持盤１６は、第１ベアリングホルダ７０及び第２ベアリングホルダ７２とは別部材として構成され、支持ネジ５８によってケーシング１８内に位置決め固定されている。従って、ブラシレスモータ１２から支持盤１６を介してケーシング１８に振動が伝達されることは困難である。

以上のような理由が相俟って、ブラシレスモータ１２で発生した振動が支持盤１６や回路基板１４、ケーシング１８に伝達されることが抑制される。これによりケーシング１８が共振することが回避されるので、空調用ブロアモータユニット１０を静音化することができる。

そして、ブラシレスモータ１２の全体がケーシング１８内に収容されているので、ブラシレスモータ１２が空気伝播音を発したとしても、ケーシング１８がこれを遮音する。このため、空調用ブロアモータユニット１０を一層静音化することができる。結局、本実施の形態によれば、静粛性に優れる小型な空調用ブロアモータユニット１０を構成することができる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、防振材は、第１防振用ラバー部材９４と第２防振用ラバー部材９６を組み合わせたいわゆるツーピース型に特に限定されるものではなく、３個以上の部材を組み合わせたものであってもよいし、１個の部材からなるものであってもよい。

１０…空調用ブロアモータユニット １２…ブラシレスモータ
１４…回路基板 １６…支持盤
１８…ケーシング ２０…回転軸
２２…ブロアファン ２４…下側半体
２６…上側半体 ２７…ダクト
５０…ロータ ５４…ステータ
５８…支持ネジ ６２…ヒートシンク部
６６…ネジ台座部 ７０、７２…ベアリングホルダ
７４…保持孔 ７６…通過孔
７８…環状段部 ８０…通風孔
８４、９０…ベアリング ９２…径方向凸部
９４、９６…防振用ラバー部材 ９８…ラバー組立体
１００、１０４、１０６…径方向凹部 １０８…厚み方向凹部
１２０…バスバーユニット １２１…バスバー
１２２ａ…Ｕ相用電磁コイル １２２ｂ…Ｖ相用電磁コイル
１２２ｃ…Ｗ相用電磁コイル １３２…積層コア
１３４ａ、１３４ｂ…インシュレータ １４２ａ〜１４２ｃ…端子埋設部
１４４ａ〜１４４ｃ…ステータ側端子部 １５０ａ〜１５０ｃ…第１フック部
１５２ａ〜１５２ｃ…第２フック部 １５４ａ〜１５４ｃ…クランプ部
１６０ａ〜１６０ｆ…結線部 １７０…永久磁石
１７４…通気開口

Claims (6)

1. ステータコアを被覆する絶縁材に線材が巻回されてなる複数個の電磁コイルを含むステータと、永久磁石を保持して前記ステータの周縁に沿って回転するロータとを有するブラシレスモータによってブロアファンを回転させる空調用ブロアモータユニットであって、
   前記ステータに保持されるとともに、前記ブラシレスモータの回転軸を回転可能に支持した金属製の軸受保持部と、
   前記ブラシレスモータを制御するための電子部品が設けられた回路基板と、
   前記軸受保持部及び前記回路基板を、互いが重畳しない位置に保持した金属製の支持盤と、
   を備え、
   前記支持盤は、防振材を介して前記軸受保持部に保持され、
   前記軸受保持部は、前記ステータを保持する中空の第１軸受保持部材と、一部が前記第１軸受保持部材の中空内部に挿入される第２軸受保持部材とを有し、且つ前記ステータコアの円環状をなすヨーク部に比して小径であることを特徴とする空調用ブロアモータユニット。
2. 請求項１記載の空調用ブロアモータユニットにおいて、前記防振材と前記絶縁材との間にクリアランスが形成されていることを特徴とする空調用ブロアモータユニット。
3. 請求項１又は２記載の空調用ブロアモータユニットにおいて、前記防振材が、前記回転軸の周回方向に沿って延在する扇状部を複数個有し、隣り合う前記扇状部同士の間に前記軸受保持部が係止されるとともに、前記線材の端部が通されることを特徴とする空調用ブロアモータユニット。
4. 請求項３記載の空調用ブロアモータユニットにおいて、前記扇状部が、前記防振材の厚み方向途中で外壁から突出するとともに前記軸受保持部よりも大径であり、且つその一端面が前記ヨーク部の一端面に当接していることを特徴とする空調用ブロアモータユニット。
5. 請求項４記載の空調用ブロアモータユニットにおいて、前記防振材は、環状体からなる第１防振用部材と、前記扇状部が設けられた環状体からなり且つ前記第１防振用部材に比して大径な第２防振用部材とを有することを特徴とする空調用ブロアモータユニット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の空調用ブロアモータユニットにおいて、前記支持盤は、第１ケーシング部材と第２ケーシング部材で構成されるケーシングの中空内部に位置決め固定されていることを特徴とする空調用ブロアモータユニット。

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