JPH10309069A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシレスモータを使用する構成でありなが
ら、ブラシレスモータの通電用の電子部品を十分に冷却
し、しかも、全体の構成を小形化し、また、製造コスト
を低減する。 【解決手段】 本発明の送風装置２５は、ハウジング４
１の内底部にベース４３を立設し、このベース４３の外
周部にステータ４６を設け、このステータ４６のステー
タコイル４５を通電制御するための電子部品４７を実装
した配線基板４８を設け、ステータ４６の外側を回転す
る外転形のロータ５１の回転軸５２をベース４３の内部
に回転可能に支持して成るブラシレスモータ３６と、こ
のブラシレスモータ３６により回転されるファン３７に
より生成された風の一部をハウジング４１内におけるベ
ース４３の基端部に供給するパイプ６２と、ベース４３
の周壁部に基端部から先端部まで貫通し且つパイプ６２
と連通するように設けられた通風路６４とを備えたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車載用の空
調装置のブロアとして用いることに好適する送風装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】車載用の空調装置のブロアは、モータと
このモータによって回転されるファンとから構成されて
いる。ブロアのモータとしては、一般に整流子モータが
使用されている。しかし、この整流子モータには、ブラ
シが摩耗するため、寿命が比較的短いという問題点があ
ると共に、モータから発生する騒音が大きいという問題
点がある。

【０００３】このため、最近、整流子モータに代えてブ
ラシレスモータを採用することが考えられている。この
ブラシレスモータを用いた構成では、ブラシや整流子が
ないから、寿命が長くなると共に、モータから発生する
騒音が小さくなる。更に、ブラシレスモータの速度制御
が容易であるため、送風の強さを可変制御し易いという
利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車載用のブ
ロアのブラシレスモータは、低電圧駆動しなければなら
ないため、高出力を得るためには、大きな電流を流す必
要がある。このため、ブラシレスモータを通電制御する
ための電子部品、例えばスイッチング素子の発熱が大き
くなる。ここで、スイッチング素子が高温になると、素
子の破壊につながるため、スイッチング素子で発生した
熱を放出させる必要がある。そこで、スイッチング素子
に大きな放熱器を取り付けることにより、スイッチング
素子で発生する熱を良好に放熱させるようにしていた。

【０００５】この構成の場合、大きな放熱器用のスペー
スが必要となるため、ブラシレスモータひいてはブロア
が大形化するという欠点があった。また、スイッチング
素子及び放熱器の周辺に配設する部材を耐熱性の高い材
料で形成しなければならず、総じてブロアの製造コスト
が高くなるという問題点があった。

【０００６】このような問題点を解消するために、本発
明者は、ファンにより生成された風の一部をブラシレス
モータ側に供給することにより、該風により電子部品を
冷却するようにした構成を考えている。この構成につい
て、図７に従って説明する。図７に示すように、ハウジ
ング１の内底部には、円筒状のベース２が立設されてお
り、このベース２の下端部の外周部にステータ３が設け
られている。このステータ３は、ステータコア４とステ
ータコイル５とから構成されている。上記ベース２にお
けるステータ３の上方部位には、ステータコイル５を通
電制御するための電子部品６を実装した配線基板７が配
設されている。

【０００７】また、ベース２の内部には、回転軸８が軸
受９、１０を介して回転可能に支持されている。この回
転軸８には、ステータ３の外側を回転する外転形のロー
タ１１が取り付けられている。ロータ１１は、ロータヨ
ーク１２と、このロータヨーク１２の内周部にステータ
３の磁極部と対向するように取り付けられたロータマグ
ネット１３とから構成されている。そして、このように
構成されたブラシレスモータ１４の回転軸８の上端部
に、シロッコファンからなるファン１５が取り付けられ
ている。上記ブラシレスモータ１４及びファン１５は、
ブロアケーシング内に配設されている。

【０００８】更に、上記ファン１５により生成された風
の一部は、ハウジング１の底壁部１ａにおけるステータ
コア４と対向する部分に連結された冷却風供給管１６を
通ってハウジング１内に供給されるように構成されてい
る。そして、この供給された冷却風によって、電子部品
６等が冷却される構成となっている。この構成によれ
ば、電子部品６に取り付ける放熱器を小さくすることが
できる。

【０００９】ところで、上記車載用のブロアの場合、ブ
ラシレスモータ１４に防水性を持たせる必要がある。こ
のため、ブラシレスモータ１４の取付面（この場合、ハ
ウジング１の底壁部１ａ）に対して、配線基板７の配設
位置を上方に位置させなければならない。そして、冷却
風供給管１６がハウジング１の底壁部１ａ、即ち、ブラ
シレスモータ１４の取付面に接続されている。従って、
冷却風供給管１６から供給された冷却風は、ステータコ
ア４やステータコイル５や配線基板７により遮られるた
め、配線基板７の上側に配置された電子部品６の冷却が
不十分になるという欠点があった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、ブラシレスモー
タを使用する構成でありながら、ブラシレスモータの通
電用の電子部品を十分に冷却することができ、しかも、
全体の構成を小形化することができ、また、製造コスト
を低減することができる送風装置を提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の送風装置は、ハ
ウジングと、このハウジングに立設された筒状のベース
と、このベースに設けられたステータと、このステータ
のステータコイルへの通電を制御するための電子部品を
実装した配線基板と、前記ベースに回転可能に支持され
た回転軸と、この回転軸に設けられたロータとを備えて
構成されたブラシレスモータと、このブラシレスモータ
により回転されるファンと、このファンにより生成され
た風の一部を前記ハウジング内における前記ベースの基
端部に供給する冷却風供給路と、前記ベースの周壁内部
に基端部から先端部まで貫通するように穿孔され、前記
冷却風供給路と連通する通風路とを備えたところに特徴
を有する。

【００１２】上記構成によれば、ファンにより生成され
た風の一部をハウジング内におけるベースの基端部に供
給する冷却風供給路を設けると共に、ベースの周壁部に
基端部から先端部まで貫通する通風路を設け、この通風
路を冷却風供給路と連通させるように構成した。これに
より、冷却風供給路から供給された冷却風は、ベースの
通風路を通って配線基板の上側に供給されるようにな
る。このため、配線基板の上側に配置された電子部品を
十分に冷却することができる。そして、この構成の場
合、大きな放熱器が不要になるから、全体の構成を小形
化することができると共に、製造コストを低減すること
ができる。

【００１３】また、上記構成の場合、電子部品のうちの
発熱する電子部品を、ベースの周面に取り付けることが
好ましい。更に、ベースの周面に、凹部または凸部を設
けることが一層好ましい構成である。そして、ベースに
おける通風路の周壁部に、通風路に連通する孔を設ける
ことが良い構成である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用空調装置に
用いる送風装置に適用した一実施例について図１ないし
図６を参照しながら説明する。まず、図４は車両用空調
装置の全体構成を概略的に示す図である。この図４にお
いて、車両用空調装置の送風路を構成するエアダクト２
１の最上流側には、内気吸入口２２及び外気吸入口２３
が設けられていると共に、内外気切換ダンパ２４が設け
られている。

【００１５】この内外気切換ダンパ４により内気吸入口
２２を閉塞することによって（図４に実線で示す状
態）、車外の空気を外気吸入口２３から吸入することが
できる構成となっている。また、上記内外気切換ダンパ
４を切り換え動作させて該内外気切換ダンパ４により外
気吸入口２３を閉塞することによって（図４に２点鎖線
で示す状態）、車室内の空気を内気吸入口２２から吸入
することができる構成となっている。

【００１６】そして、上記エアダクト２１の内部には、
その上流側から下流側にかけて、送風装置である例えば
ブロア２５と、このブロア２５から送風される空気を冷
却するエバポレータ２６と、エバポレータ２６を通過し
た空気を加熱するヒータコア２７とが配設されている。
ここで、ヒータコア２７の上流側部分には、該ヒータコ
ア２７を通る風量と、これをバイパスする風量との割合
を調整するためのエアミックスダンパ２８が設けられて
いる。このエアミックスダンパ２８の回動角度を調整す
ることにより、上記風量割合を調整し、所望温度の空調
風を得ることが可能な構成となっている。

【００１７】また、エアダクト２１の下流側には、空調
風を車両のフロントガラスに向けて吹き出すためのデフ
ロスト吹出口２９、車両乗員の足元に向けて吹き出すた
めのフット吹出口３０、車両乗員の顔や胸元に向けて吹
き出すためのフェイス吹出口３１などが設けられてい
る。上記各吹出口２９〜３１は、吹出口切換ダンパ３２
〜３４により開閉されるように構成されている。これら
吹出口切換ダンパ３２〜３４を開閉動作させることによ
り、所望の吹出口２９〜３１から空調風が吹き出る構成
となっている。

【００１８】さて、上記ブロア２５は、図５にも示すよ
うに、エアダクト２１の上流側の一部分を構成するケー
シング３５と、このケーシング３５内に配設されたモー
タ３６と、このモータ３６により回転駆動されるファン
３７とから構成されている。上記ファン３７は、例えば
シロッコファンやターボファン等の遠心ファンから構成
されている。

【００１９】また、ケーシング３５の図５中上壁部に
は、内気吸入口２２及び外気吸入口２３に連通する吸入
口３８が形成されている。ケーシング３５の底壁部に
は、モータ３６を取り付けるための例えば円形の開口部
３９が形成されている。ケーシング３５の右端部には、
ファン３７により生成された空気流を吐出するための吐
出口４０が形成されている。

【００２０】一方、モータ３６は、外転形のＤＣブラシ
レスモータにより構成されている。このブラシレスモー
タ３６の具体的構成を図１を参照して説明する。図１に
示すように、ブラシレスモータ３６のハウジング４１は
全体として浅底容器状をなしており、その開口縁部には
ケーシング３５の開口部３９に取り付けるための取付フ
ランジ４２が形成されている。

【００２１】上記ハウジング４１の内底部の中央部に
は、全体として中空筒状のベース４３が例えばねじ止め
されて立設されている。このベース４３の外側の形状
は、下側の半部が円筒状をなし、上側の半部が矩形状を
なしている（ベース４３の下面を示す図２参照）。そし
て、上記ベース４３の下端部の外周部には、ステータコ
ア４４が嵌合固定されている。このステータコア４４に
は、複数相のステータコイル４５が巻装されている。こ
れらステータコア４４及びステータコイル４５からステ
ータ４６が構成されている。

【００２２】また、ベース４３における上記ステータ４
６の上方部位には、ブラシレスモータ３６を通電制御す
るための種々の電子部品４７を実装したプリント配線基
板４８が嵌合固定されている。上記電子部品４７として
は例えばトランジスタ等からなるスイッチング素子があ
り、このスイッチング素子はプリント配線基板４８の上
側に実装されている。また、上記スイッチング素子（電
子部品）４７は、図１及び図３に示すように、ベース４
３の矩形状に形成された上端部の平坦な外周面４３ａに
直接接触するようにして例えばねじ止めされている。更
に、ベース４３の平坦な外周部４３ａにおける電子部品
４７を接触させない部分には、多数の溝状の凹部４３ｂ
が形成されている。

【００２３】一方、ベース４３の内部の上下部位には、
一対の軸受４９、５０が嵌合固定されており、この軸受
４９、５０にロータ５１のシャフト５２が回転可能に支
持されている。上記ロータ５１のロータヨーク５３は、
シャフト５２を貫通させる上部壁部５３ａと、この上部
壁部５３ａの外周部から下方に向かってテーパ状に広が
るテーパ部５３ｂと、このテーパ部５３ｂの下端部から
下方に向かって円筒状に延びる円筒部５３ｃとから構成
されている。

【００２４】上記ロータヨーク５３は、その上部壁部５
３ａの中央部に形成されたボス部５３ｄにシャフト５２
を貫通させて固着させることにより、シャフト５２に取
り付けられている。更に、ロータヨーク５３の円筒部５
３ｃの内周部には、ステータ４６の外周部と対向するよ
うにロータマグネット５５が取り付けられている。

【００２５】また、前記ファン３７は、端板５６と多数
の翼片５７とから構成されている。上記端板５６は、中
心部に設けられたボス部５６ａと、このボス部５６ａか
ら下方に向かってテーパ状に広がるテーパ部５６ｂと、
このテーパ部５６ｂの外周部から外方へ延設された環状
平板部５６ｃとから構成されている。この場合、端板５
６の環状平板部５６ｃの上面に、上記多数の翼片５７が
取り付けられている。尚、環状平板部５６ｃの下面に
は、多数の短尺な補助翼片５８が取り付けられている。

【００２６】そして、上記ファン３７をシャフト５２の
上端部に取り付けるに当たっては、端板５６のボス部５
６ａをシャフト５２の上端部に嵌合させてからナット５
９により締め付け固定している。また、このような構成
のブラシレスモータ３６をケーシング３５に取り付ける
に当たっては、ブラシレスモータ３６をケーシング３５
の開口部３９からその内部に収納すると共に、ブラシレ
スモータ３６のハウジング４１でケーシング３５の開口
部３９を塞ぐ（図５参照）。そして、ハウジング４１の
取付フランジ４２をケーシング３５の開口部３９の周縁
部に嵌合させてから、例えばねじ止めすることにより固
定している。

【００２７】このような構成のブラシレスモータ３６の
ステータコイル４５が通電されると、ロータ５１が回転
され、このロータ５１と一体にファン３７が回転され
る。これにより、内気吸入口２２或いは外気吸入口２３
からケーシング３５の吸入口３８を通して空気が吸引さ
れると共に、この吸引された空気がケーシング３５の吐
出口４０を通してエアダクト２１内のエバポレータ２
６、ヒータコア２７側へ送風されるように構成されてい
る。

【００２８】ここで、上記ブラシレスモータ３６が運転
されると、ステータコイル４５やプリント配線基板４８
に搭載された電子部品４７などが発熱する。特に、電子
部品４７のうちのスイッチング素子４７は、大きな電流
が流れるため、発生する熱量が多い。

【００２９】そこで、本実施例においては、ブロア２５
のファン３７により生成した風の一部を利用してブラシ
レスモータ３５を冷却するように構成されている。以
下、この冷却構成について具体的に説明する。まず、図
５に示すように、ケーシング３５のうちの吐出口４０側
の下部壁部６０には、ファン３７が生成した風の一部を
取り出すための取出口６１が形成されている。この取出
口６１には、冷却風供給路である例えばパイプ６２の一
端部が接続されている。

【００３０】また、ブラシレスモータ３６のハウジング
４１の底壁部における中心部、即ち、ベース４３の下端
部（基端部）に対応する部分には、冷却風を供給するた
めの供給口６３が形成されている。この供給口６３に
は、上記パイプ６２の他端部が接続されている。これに
より、ファン３７により生成された風の一部が取出口６
１、パイプ６２及び供給口６３を通ってハウジング４１
内におけるベース４３の基端部（下端部）に供給される
ようになっている。

【００３１】さて、ベース４３の周壁部には、図１及び
図２に示すように、複数例えば３個の通風路６４が下端
部（基端部）から上端部（先端部）まで貫通するように
設けられている。これら各通風路６４の横断面形状は、
長孔を円弧状に曲げた形状となっている。そして、ベー
ス４３における各通風路６４の内側の周壁部４３ｃの下
端部には、切欠状の開口部６５が形成されている。この
開口部６５及び供給口６３を介して、通風路６４とパイ
プ６２が連通するように構成されている。

【００３２】また、ベース４３における各通風路６４の
外側の周壁部４３ｄの下端部には、それぞれ２個の孔６
６が形成されている。一方、ロータヨーク５３のテーパ
部５３ｂの上端部には、複数個の排気口５３ｅが形成さ
れている。

【００３３】さて、上記構成の場合、ブロア２５のブラ
シレスモータ３６が通電駆動されると、ファン３７が回
転され、車室内の空気或いは車室外の空気がケーシング
３５内に吸引されると共に、吐出口４０から送風され
る。そして、この送風される空気（冷却風）の一部は、
ケーシング３５の取出口６１からパイプ６２へ入り、こ
のパイプ６２を通ってブラシレスモータ３６のハウジン
グ４１の供給口６３からブラシレスモータ３６内に吹き
出される。

【００３４】続いて、上記供給口６３から吹き出した冷
却風は、図６に示すように、ベース４３の開口部６５か
ら通風路６４へ入り、この通風路６４を通ってベース４
３の上方へ吹き出る。この吹き出た冷却風は、ロータヨ
ーク５３の内面に沿って下方へ流れる。そして、この冷
却風は、電子部品４７、プリント配線基板４８、ベース
４３の表面に吹き付けられて、これらの部品を冷却す
る。尚、上記各部品を冷却した後の空気（熱を奪った空
気）は、ロータヨーク５３の排気口５３ｅを通ってブラ
シレスモータ３６の外へ排出されるように構成されてい
る。

【００３５】一方、ハウジング４１の供給口６３から吹
き出た冷却風の一部は、ベース４３の開口部６５及び孔
６６を通ってステータ４６とハウジング４１との隙間内
を流れ、更に、ステータコア４４とロータマグネット５
５やロータヨーク５３との隙間などを通ってステータ４
６の下側から上側に向かって流れる。この冷却風の流れ
により、ステータコア４４、ステータコイル４５、プリ
ント配線基板４８、電子部品４７等が冷却される。尚、
上記各部品を冷却した後の空気（熱を奪った空気）は、
ロータヨーク５３の排気口５３ｅを通って排出される。

【００３６】また、ベース４３の孔６６を通ってステー
タ４６とハウジング４１との隙間内を流れた冷却風の一
部は、ロータヨーク５３の円筒部５３ｃとハウジング４
１の凹部の周壁部４１ａとの隙間を通って流れ、ブラシ
レスモータ３６の外部へ排出されるように構成されてい
る。

【００３７】更に、上記ロータヨーク５３の円筒部５３
ｃとハウジング４１の周壁部４１ａとの隙間を通って排
出される空気と、前記ロータヨーク５３の排気口５３ｄ
を通って排出される空気は、ファン３７の補助翼片５８
の送風作用により吸引されるように構成されている。従
って、上記各排気は、ブラシレスモータ３６内に滞ると
いうことがなく、速やかに排出される。

【００３８】このような構成の本実施例によれば、ブロ
ア２５のファン３７により生成された風の一部を、パイ
プ６２を通すことにより、ブラシレスモータ３６のハウ
ジング４１内のベース４３の基部に供給すると共に、こ
の供給された冷却風をベース４３の通風路６４を通して
べース４３の上方へ吹き出すように構成した。これによ
り、パイプ６２から供給された冷却風は、電子部品４
７、プリント配線基板４８、ベース４３の表面に吹き付
けられ、これらの部品を冷却するようになる。このた
め、プリント配線基板４８の上側に配置された電子部品
４７を十分に冷却することができる。そして、上記実施
例の場合、従来構成とは異なり、大きな放熱器が不要に
なるから、全体の構成を小形化することができると共
に、製造コストを低減することができる。

【００３９】また、上記実施例では、電子部品４７のう
ちの発熱する電子部品であるスイッチング素子４７を、
ベース４３の外周面に直接接触するように取り付けた。
このため、スイッチング素子４７で発生する熱をベース
４３に伝達し、該熱をベース４３全体からスムーズに放
熱することができる。特に、この構成の場合、冷却風が
ベース４３内に設けられた通風路６４を通る構成である
ので、ベース４３ひいては電子部品４７がより一層良好
に冷却される。

【００４０】更に、上記実施例においては、図３に示す
ように、ベース４３の外周面４３ａに溝状の凹部４３ｂ
を設けたので、ベース４３の放熱面積が大きくなる。こ
れにより、ベース４３ひいては電子部品４７をより一層
十分に冷却することができる。更にまた、上記実施例で
は、ベース４３における通風路６４の外側の周壁部４３
ｄに、通風路６４に連通する孔６６を設けた。このた
め、冷却風が孔６６を通ってステータ４６とハウジング
４１との隙間を流れ、更に、ステータコア４４とロータ
マグネット５５との隙間などを通ってステータ４６の下
側から上側に向かって流れる。この結果、上記冷却風の
流れにより、ステータコア４４、ステータコイル４５、
プリント配線基板４８、電子部品４７などをより一層十
分に冷却することができる。

【００４１】また、上記実施例においては、孔６６の大
きさや個数等を調節することにより、ベース４３の通風
路６４側へ流れる冷却風の量と孔６６側へ流れる冷却風
の量との割合を調節することが可能である。

【００４２】尚、上記実施例では、ベース４３の外周面
４３ａに溝状の凹部４３ｂを設けたが、これに代えて、
凸部（例えば凸条）を設けるように構成しても良い。ま
た、凹部４３ｂや凸部を設ける部分は、ベース４３の外
周面４３ａに限られるものではなく、ベース４３の上端
面部に設けるように構成しても良い。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、以上説明した通りの構成であ
るから、次の効果を得ることができる。即ち、請求項１
の送風装置によれば、ファンにより生成された風の一部
をハウジング内におけるベースの基部に供給する冷却風
供給路を設けると共に、ベースの周壁部における基端部
から先端部まで貫通するように通風路を設け、この通風
路を冷却風供給路と連通させるように構成したので、ブ
ラシレスモータの通電用の電子部品を十分に冷却するこ
とができ、また、大きな放熱器を不要にし得るから、全
体の構成を小形化することができ、ひいては製造コスト
を低減することができる。

【００４４】請求項２の送風装置によれば、電子部品の
うちの発熱する電子部品を、ベースの周面に取り付けた
ので、発熱する電子部品をより一層十分に冷却すること
ができる。更に、請求項３の送風装置によれば、ベース
の周面に、凹部または凸部を設ける構成としたので、ベ
ースの放熱面積を大きくすることができ、ベースの放熱
性を一層向上させることができる。

【００４５】請求項４の送風装置によれば、ベースにお
ける通風路の周壁部に、通風路に連通する孔を設けたの
で、冷却風供給路を通ってベースの基端部に供給された
冷却風の一部が上記孔を通ってベースの外部へ流れる。
そして、この冷却風は、ハウジングとステータ等の隙間
を通って流れるから、該冷却風によりステータコイル等
の部品を良好に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロワの縦断面図

【図２】ベースの下面図

【図３】ベースの側面図

【図４】車載用の空調装置の概略縦断面図

【図５】ブロワ周辺の縦断面図

【図６】冷却風の流れを示す図１相当図

【図７】従来構成を示す図１相当図

【符号の説明】

２１はエアダクト、２５はブロア（送風装置）、３５は
ケーシング、３６はブラシレスモータ、３７はファン、
３８は吸入口、４０は吐出口、４１はハウジング、４３
はベース、４４はステータコア、４５はステータコイ
ル、４６はステータ、４７は電子部品、４８はプリント
配線基板、４９、５０は軸受、５１はロータ、５２はシ
ャフト、５３はロータヨーク、５３ｅは排気口、５５は
ロータマグネット、６１は取出口、６２はパイプ（冷却
風供給路）、６３は供給口、６４は通風路、６５は開口
部、６６は孔を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジングに立設さ
   れた筒状のベースと、このベースに設けられたステータ
   と、このステータのステータコイルへの通電を制御する
   ための電子部品を実装した配線基板と、前記ベースに回
   転可能に支持された回転軸と、この回転軸に設けられた
   ロータとを備えて構成されたブラシレスモータと、 このブラシレスモータにより回転されるファンと、 このファンにより生成された風の一部を前記ハウジング
   内における前記ベースの基端部に供給する冷却風供給路
   と、 前記ベースの周壁内部に基端部から先端部まで貫通する
   ように穿孔され、前記冷却風供給路と連通する通風路と
   を備えたことを特徴とする送風装置。
2. 【請求項２】 前記電子部品のうちの発熱する電子部品
   を、前記ベースの周面に取り付けたことを特徴とする請
   求項１記載の送風装置。
3. 【請求項３】 前記ベースの周面に、凹部または凸部を
   設けたことを特徴とする請求項２記載の送風装置。
4. 【請求項４】 前記ベースにおける前記通風路の周壁部
   に、前記通風路に連通する孔を穿孔したことを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載の送風装置。