JPWO2012096247A1

JPWO2012096247A1 - 電動ファン

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Publication number: JPWO2012096247A1
Application number: JP2012552720A
Authority: JP
Inventors: 木村　浩; 浩木村; 浩規増山; 細井　啓一; 啓一細井; 信哉齋藤
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2014-06-09
Anticipated expiration: 2032-01-10
Also published as: WO2012096247A1; JP5536236B2; US9249788B2; US20130287605A1

Abstract

この電動ファンは、ステータ（１１）に対して回転自在に設けられた回転軸（１３）と、回転軸（１３）に設けられ、ステータ（１１）をその前面から覆うように有底筒状に形成されたロータヨーク（１４）と、ステータ（１１）の後面を覆うように形成され、ステータ（１１）をファンシュラウド（４）に固定するためのブラケット（１２）とを有し、回転軸（１３）、およびロータヨーク（１４）と一体に回転するようにファン本体（３）が設けられている。ファン本体（３）は、ロータヨーク（１４）をその前面から覆うように有底筒状に形成されたファンボス（３４）と、ファンボス（３４）の外周面から放射状に突設された複数のブレード（３５）とを有する。ファンボス（３４）の開口部（３４ｄ）とファンシュラウド（４）との間には、第１ラビリンス部（４６）が設けられる。

Description

この発明は、例えば自動車のラジエータ冷却用等に用いられる電動ファンに関する。本願は、２０１１年１月１１日に、日本に出願された特願２０１１−００２９５３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来から、自動車のラジエータ冷却用の電動ファンとして、アウタロータ型の電動ブラシレスモータが用いられる場合がある。この種の電動モータは、複数のティースにコイルが巻かれて形成されるステータと、ステータをその前面から覆う有底筒状のロータヨークと、ロータヨークの内周面に配置された永久磁石と、ステータの径方向の中央に設けられ、ロータヨークを回転自在に枢支する回転軸とを備えている。
また、ロータヨークの外周にはファンブレードが設けられている。そして、コイルに電流が供給されるとステータのティースに磁界が形成される。その結果、ステータのティースとロータヨークの永久磁石との間に磁気的な吸引力や反発力が生じてロータヨークが回転し、ファンブレードによって回転軸の軸方向に冷却風が発生する。

上記の電動モータでは、ステータの外側でロータヨークが回転するので、内部の水密性を確保するためには、別途カバーが必要となり、電動モータが大型化する。このため、電動モータは、通常、ロータヨークが露出した開放型で構成される場合が多く、結果として必然的に外部から水が浸入し易い。
例えば、特許文献１に記載されたモータは、内部を冷却するために設けられたロータヨークの前面の空気取り入れ口から水が浸入することを防止するために防水壁が設けられ、水が浸入した際にこの水を外部に排出するための水抜き孔が設けられた構造を備える。
また、ステータには、ロータヨークの開口部を閉塞するようにモータホルダが設けられている。モータホルダによって、ロータヨークの内部への水の浸入が抑制される。

特開２００４−４０９３４号公報

しかしながら、上述の従来技術に係るモータは、モータホルダに対してロータヨークが回転する構造を備えるため、モータホルダとロータヨークの開口部との間に隙間が形成される必要がある。この隙間から内部に水が浸入すると共に、浸入経路が単純に形成されているためロータヨークの内部への水の浸入を効果的に抑制できない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、モータ内部への水の浸入を効果的に抑制することができる電動ファンを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の第一の態様によれば、電動ファンは、電動モータと、前記電動モータに取り付けられるファン本体と、前記電動モータを固定するためのファンシュラウドとを備える。前記電動モータは、コイルが巻かれて形成されるステータと、前記ステータの径方向中央に設けられ、前記ステータに対して回転自在に設けられた回転軸と、回転軸に設けられ、前記ステータをその前面から覆うように有底筒状に形成されたロータヨークと、前記ステータの後面を覆うように形成され、前記ステータを前記ファンシュラウドに固定するためのブラケットとを有し、前記回転軸、および前記ロータヨークと一体に回転するように前記ファン本体が設けられている。前記ファン本体は、前記ロータヨークをその前面から覆うように有底筒状に形成されたファンボスと、前記ファンボスの外周面から放射状に突設された複数のブレードとを有する。そして、前記ファンボスの開口部と前記ファンシュラウドとの間には、第１ラビリンス部が設けられている。

上記構成により、ファンボスとファンシュラウドとにより電動モータを覆うことができる。また、ファンボスとファンシュラウドとの間に第１ラビリンス部が形成されることで、水の電動モータ内部への浸入経路が複雑化される。このため、電動モータ内部への水の浸入を効果的に抑制することができる。

本発明の第二の態様によれば、前記ファンシュラウドは、前記ブラケットが取り付けられるベース部と、前記ベース部の外周部に前記ファン本体側に向かって立ち上がるように形成され、前記ファンボスの開口部を径方向外側から覆う筒状の第１浸入規制壁とを有する。前記ファンボスの周壁、および前記第１浸入規制壁は、互いに径方向で重なるように形成されている。ファンボスの周壁、および第１浸入規制壁によって前記第１ラビリンス部が構成されている。

上記構成により、簡素な構造で第１ラビリンス部を形成することができ、安価に電動モータ内部への水の浸入を確実に抑制できる。

本発明の第三の態様によれば、前記ベース部には、前記第１浸入規制壁よりも径方向内側に、筒状の第２浸入規制壁が前記ファンボスの周壁の手前に至るまで延出するように立ち上がって形成されている。

上記構成により、ファンシュラウドのベース部、第１浸入規制壁、および第２浸入規制壁により袋小路が形成される。この袋小路が形成される分、水の浸入経路が長く、複雑に形成され、さらに電動モータ内部への水の浸入を抑制することができる。

本発明の第四の態様によれば、前記ファンシュラウドと前記ブラケットとの間に、第２ラビリンス部が設けられる。

上記構成により、ファンシュラウドの後方からの電動モータ内部への水の浸入を防止できる。また、仮にファンボスの外周部からファンボスの内部に水が浸入した場合でも、第２ラビリンス部を利用して水を外部に排水することができる。このため、ファンボスの内部に水が溜まることを防止できる。

本発明の第五の態様によれば、前記ファンシュラウドの前記ベース部が、中央部が大きく開口するように、かつ前記ブラケットの外周部と軸方向で重なるように略環状に形成される。さらに、前記ベース部と前記ブラケットとの間に隙間が形成されるように前記ファンシュラウドが設けられ、前記ブラケット、および前記ベース部によって第２ラビリンス部が構成される。

上記構成により、簡素な構造で第２ラビリンス部を形成することができる。そのため、安価に電動モータ内部への水の浸入を抑制できると共に、内部に浸入した水を外部に排水することができる。さらに、隙間が形成されることにより、ブラケットの冷却が促進され、電動モータへの熱害を抑制することができる。

本発明の第六の態様によれば、前記第一の態様から前記第五の態様において、前記ロータヨークは、底壁と、底壁から軸方向に向かって立ち上がるように形成された周壁とを有する。そして、前記ロータヨークの径方向中央には、前記周壁と同側に突出するボス部が一体的に形成される。さらに、前記ボス部の周囲には、前記底壁の内側面側から前記ステータに近接してウォータシールドリングが取付けられ、ウォータシールドリングと前記ステータとの間に第３ラビリンス部が設けられる。

上記構成により、ロータヨークの内部に水が浸入した場合でも、軸受が被水することを防止できる。そのため、軸受の潤滑材の流出が抑制され、音振性能及び耐久性が向上する。

本発明によれば、ファンボスとファンシュラウドとにより電動モータを覆うことができる。また、ファンボスとファンシュラウドとの間に第１ラビリンス部が形成されることで、水の電動モータ内部への浸入経路が複雑化される。このため、電動モータ内部への水の浸入を効果的に抑制することができる。

本発明の一実施形態における電動ファンのファンボスの一部を取り除いた平面図である。本発明の一実施形態における電動ファンを鉛直方向に沿って切った断面図である。本発明の一実施形態におけるファンシュラウドの斜視図である。本発明の一実施形態におけるファンシュラウドの外周部に水がかかった場合の水の挙動についての説明図である。本発明の一実施形態におけるブラケットの斜視図である。

（電動ファン）
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、電動ファンの一部を切り欠いた平面図、図２は、電動ファンを鉛直方向に沿って切った断面図である。なお、図２における矢印Ｆは、車両の前方側を指している。以下の説明においては、矢印Ｆの指す方向（図２における左方向）を「前」、矢印Ｆの指す方向と逆の方向（図２における右方向）を「後」などと表現して説明する。

図１、図２に示すように、電動ファン１は、例えば車両のラジエータ冷却用として用いられる部材であって、ラジエータ（不図示）の前方側に設置される。電動ファン１は、駆動部である電動モータ２と、電動モータ２によって回転駆動されるファン本体３とを備える。電動ファン１では、電動モータ２がファンシュラウド４を介して不図示のラジエータに取り付けられるように構成されている。

（電動モータ）
電動モータ２は、アウタロータ型のブラシレスモータによって構成され、励磁用の複数のコイル１０が巻装されたステータ１１と、ステータ１１を支持するブラケット１２と、ブラケット１２に回転自在に支持される回転軸１３と、鋼板材をプレス成形してなり、回転軸１３に一体回転可能に結合されたロータヨーク１４と、ロータヨーク１４の回転をフィードバックしてコイル１０の通電を制御する制御ユニット１５とを備えている。

ステータ１１は、複数の金属板が積層されて形成された環状のステータコア１８を有している。ステータコア１８には、径方向の外側に向かって放射状に突出する複数のティース１８ａが設けられている。これらティース１８ａには、絶縁部材であるインシュレータ１９を介してコイル１０が巻かれている。なお、ステータコア１８は、軟磁性の粉末を加圧して形成することもできる。

ブラケット１２は、ステータ１１の後面を覆うように略円盤状に形成されたベース部５１と、ベース部５１の外周縁から前方に向かって立ち上がるように形成される略円筒状の浸入規制壁５２とが一体的に成形された部材である。浸入規制壁５２は、ロータヨーク１４の内部への水の浸入を抑制するための部材である。浸入規制壁５２の開口縁５２ａには、径方向の外側に向かって外フランジ部５３が一体的に成形されている。なお、本実施形態においては、外フランジ部５３の一部は、外フランジ部５３の径方向外側への張り出し幅の位置に浸入規制壁５２と平行にベース部５１から前方に向かって立ち上がるように形成される壁部からなる２重の浸入規制壁で形成されており、後述するように、ファンボス３４の周壁３４ｂと外フランジ部５３との間の隙間が一定になるよう構成されている。

図５は、ブラケット１２の単品を前方側から見た斜視図である。ブラケット１２の最外周側に配置される浸入規制壁５２は、鉛直下方領域を除く内周面の全域が円形曲面状に形成されている。ブラケット１２には、円形曲面を形成する内周面の領域（内周面の一般部）に対して付け根部側が所定深さｄだけ段差状に窪む凹部５１ａが形成されている。浸入規制壁５２の内周面は、図２に示すように、ロータヨーク１４がブラケット１２に組み付けられた状態において、ロータヨーク１４の周壁２９の開口側の端縁（外フランジ部３３を含む）に隙間を有して対向する部分である。一方、鉛直下方領域に形成される凹部５１ａは、一般部に対して径方向外側に窪んで形成されているため、凹部５１ａとロータヨーク１４の開口側の縁部との離間幅が他の部位（一般部）に対して部分的に拡大する。

凹部５１ａは、水浸入規制壁５２の付け根部（ブラケット１２の垂立面から略水平に立ち上がる部位）から延出端にわたる範囲に溝状に形成されている。この凹部５１ａの底面５１ｂは、付け根部から延出端に向かって下方に傾斜する傾斜面で形成されている。

したがって、浸入規制壁５２の内周側に回り込んだ水滴は、浸入規制壁５２の内周面やブラケット１２の垂立面、円筒壁２６の外周面等を伝って下方に流れ落ちる。そして、下方領域の凹部５１ａに流れ込んだ後にロータヨーク１４の開口側の縁部と凹部５１ａとの間の隙間を通して外部に排出される。
ここで、水浸入規制壁５２に形成される凹部５１ａの窪みの深さｄは、凹部５１ａの水浸入規制壁５２の付け根部側のコーナに水滴が表面張力によって付着し、その水滴が凍結して氷塊となった場合に、その氷塊がロータヨーク１４の開口側の縁部と接触することがない深さに設定されている。
なお、浸入規制壁５２を天地方向の地側にて外周でファンボス３４の周壁３４ｂとの間の隙間が若干大きくなるように形成し、周壁３４ｂの内側の下方領域に流れ込んだ水滴をファンボス３４の外部に排出しやすくしてもよい。
なお、図５において、符号５４，５５は、各円筒壁２６、２７の内周面の各鉛直下方領域に形成された水滴排出用のテーパ面を示す。

一方、ベース部５１には、外周縁から径方向の外側に向かって延びるように固定アーム１２ａが設けられている。固定アーム１２ａは、ブラケット１２をファンシュラウド４に締結固定するための部材である。
また、ベース部５１の前面側には、径方向の中央に円筒状のボス部１２ｂが突設されている。ボス部１２ｂには、外周側でステータ１１を固定する略円筒状のステータ固定パイプ１７が取り付けられている。

ステータ固定パイプ１７は、一端側がボス部１２ｂの内部に圧入されて固定され、他端側がボス部１２ｂの前端部から前方に突出して設けられている。ステータ固定パイプ１７のボス部１２ｂから前方に突出した領域の外周面に、ステータコア１８が嵌め合わされて固定されている。
また、ベース部５１の前面には、外径が浸入規制壁５２よりも小さい２つの円筒壁２６，２７がボス部１２ｂと同軸に形成されている。円筒壁２６，２７は、ロータヨーク１４の内部に浸入し、ブラケット１２の上部の外周側から、電気接点や制御ユニット１５の配置されている中心側に流入する水滴を、ブラケット１２の外周面に沿わせて下方に滴下させるための部材である。

回転軸１３は、車体の前後方向に沿うように略水平に延びて設けられ、一対の軸受２０ａ，２０ｂを介してブラケット１２のボス部１２ｂとステータ固定パイプ１７とに回転自在に支持されている。回転軸１３の後端部は軸受２０ａから後方側に突出し、その突出端に回転検出用のセンサリング２１が取り付けられている。センサリング２１を用いて検出された回転軸１３の回転は、ロータヨーク１４の回転情報として制御ユニット１５に出力される。

制御ユニット１５は、不図示のビスを介してブラケット１２に固定されたセンサケース５５を有している。センサケース５５には、センサリング２１から発生する磁界の変化を検出するホール素子（不図示）が実装されている制御基板５６等が収納されている。制御基板５６には、ホール素子の他に所定のコイル１０に順次電流を供給するスイッチング素子や整流回路などを含むドライブ回路も設けられている。

ここで、制御基板５６とコイル１０とは、互いに接続端子５７を介して電気的に接続されている。センサケース５５のブラケット１２側には、接続端子５７を導く導通部５８が突出して形成されている。導通部５８には、センサケース５５の厚さ方向に貫通する挿通孔５９が形成されている。挿通孔５９には接続端子５７が挿通されている。
また、センサケース５５には、制御基板５６からの出力信号を外部の制御機器（不図示）等に出力するためのコネクタ部５９ａ，５９ｂが径方向の外側に向かって突出して設けられている。コネクタ部５９ａ，５９ｂに外部の制御機器（不図示）から延びるハーネスが接続されることにより、制御機器に制御基板５６からの出力信号が出力される。

一方、回転軸１３の前端部は軸受２０ｂから前方側に突出し、その突出部分にロータヨーク１４とファン本体３とが取り付けられている。
具体的には、回転軸１３の前部側の突出領域には、軸受２０ｂに隣接してロータ支持部２２が拡径して形成されるとともに、そのロータ支持部２２に隣接してロータ支持部２２よりも径が小さいファン固定部２３が形成されている。そして、回転軸１３のファン固定部２３よりも先端側にはファン固定部２３よりも径が小さい雄ねじ部２４が形成されている。

ロータヨーク１４は、ステータ１１をその前面から覆うように有底筒状に形成された部材である。ロータヨーク１４は、底壁２８と、底壁２８から軸方向の後方に向かって立ち上がるように形成された周壁２９とを有している。底壁２８の外周側には、複数の水抜き孔６１が周方向に等間隔で形成されている。水抜き孔６１は、ロータヨーク１４の内部に浸入した水を排出する機能を有する。この他に、水抜き孔６１は、ロータヨーク１４の内部から空気を排出する機能も有している。
また、底壁２８の径方向中央には、周壁２９と同側に突出するボス部２８ａが一体的に形成されている。そして、ボス部２８ａが回転軸１３のロータ支持部２２の外周に圧入されて固定されている。

図２、図４に示すように、ロータヨーク１４の底壁２８のボス部２８ａの周囲には、ボス部２８ａと同芯状に底壁２８の内側面（裏面）側からウォータシールドリング６０がスポット溶接等により取付けられている。
ウォータシールドリング６０は、ロータヨーク１４と同じ材質で形成され、内輪部６０ａと内輪部６０ａより軸方向に偏心して形成された外輪部６０ｂとで構成される環状部材である。外輪部６０ｂの周縁部は、ステータ１１のインシュレータ１９の周壁内側であって高さ方向の中途部に近接して設けられている。そして、底壁２８と外輪部６０ｂとで環状の凹溝が形成されている。この構成により、ウォータシールドリング６０の外輪部６０ｂとインシュレータ１９の周壁との間に第３ラビリンス部６１が形成される。
そのため、ウォータシールドリング６０の部位まで水が浸入した場合でも、水は、底壁２８とウォータシールドリング６０の間の凹溝を伝って下方に誘導され、前述の水抜き孔６１を介してロータヨーク１４の外部に排出される。その結果、軸受２０ａ、２０ｂ部分への水の浸入が防止される。したがって、ロータヨーク１４の内部に浸入した水の軸受２０ａ，２０ｂへの侵入は、第３ラビリンス部６１によって防止される。そのため、軸受２０ａ，２０ｂにおける潤滑材の流出が抑制され、軸受２０ａ，２０ｂの潤滑性能が維持され、音振性能及び耐久性が向上する。

一方、ロータヨーク１４の周壁２９には、内面に複数のマグネット３０が円周方向に沿って取り付けられている。これらマグネット３０は、ステータ１１のティース１８ａの先端と対峙した状態で取り付けられている。また、ロータヨーク１４の周壁２９には、開口縁（後端縁）２９ａに径方向外側に屈曲した外フランジ部３３が突出して設けられている。

外フランジ部３３を含むロータヨーク１４の開口縁２９ａは、ロータヨーク１４が回転軸１３と軸受２０ａ，２０ｂとを介してブラケット１２に組み付けられた状態において、ブラケット１２の浸入規制壁５２と円筒壁２６の間のスペースに配置されている。そして、ロータヨーク１４の開口縁２９ａは、浸入規制壁５２と円筒壁２６に対して径方向に所定量だけ重なり合うように構成されている。そして、ロータヨーク１４と浸入規制壁５２と円筒壁２６とでラップ領域Ｒ１（ハッチ部参照）が形成される。
なお、外フランジ部３３は、ロータヨーク１４の周壁２９の外周面に滴下した水滴が、開口縁２９ａ側に流れ込むのを規制する規制壁としての機能を有するとともに、ロータヨーク１４の補強部としての機能も有する。

一方、ファン本体３は、ロータヨーク１４をその前面から覆うように有底筒状に形成されたファンボス３４と、ファンボス３４の外周面から放射状に突出して設けられた複数のブレード３５とを備えている。ファンボス３４とブレード３５とは樹脂によって一体的に形成されている。
ファンボス３４は、底壁３４ａと、底壁３４ａから後方に向かって立ち上がるように形成された周壁３４ｂとが一体的に成形された部材である。底壁３４ａの中央には開口部３６が形成される。さらに、底壁３４ａには、開口部３６を閉塞するように別体の金属プレート３７が後面側から取り付けられている。

金属プレート３７は、ファン本体３を回転軸１３に直接固定するための軸固定部を構成する部材である。金属プレート３７の中央部には、回転軸１３のファン固定部２３が嵌め込まれる嵌合孔３８が形成されている。ファン本体３は、金属プレート３７が座金３９とともに回転軸１３のファン固定部２３に嵌合され、金属プレート３７から突出した回転軸１３の雄ねじ部２４にナット４０が締め込まれることによって回転軸１３に一体的に結合されている。

また、金属プレート３７とともにファン固定部２３に嵌合された座金３９は、回転軸１３上のファン固定部２３よりも大径のロータ支持部２２の近傍部に当接して形成されている。そのため、ロータヨーク１４の底壁２８と金属プレート３７の間には、軸方向に離間する隙間Ｓ１が確保されている。
本実施形態の場合、軸固定部である金属プレート３７はファンボス３４の底壁に複数のビス３１によって固定されている。ただし、ファンボス３４に対する金属プレート３７の固定はビス止めに限らず、金属プレート３７がファンボス３４の内周縁部にインサート成形によって埋め込まれて固定されてもよい。

一方、ファンボス３４の周壁３４ｂにおける開口部３４ｄの縁部は、回転軸１３に金属プレート３７を介してファン本体３が組み付けられた状態において、ブラケット１２における浸入規制壁５２の外フランジ部５３よりも径方向外側に配置されている。そして、ファンボス３４の周壁３４ｂにおける開口部３４ｄの縁部は、浸入規制壁５２に対して径方向に所定量だけ重なり合うように構成されており、ファンボス３４の周壁３４ｂと外フランジ部５３との間の隙間が一定になるよう構成されている。そして、周壁３４ｂと浸入規制壁５２とでラップ領域Ｒ２（ハッチ部参照）が形成される。この構成により、ロータヨーク１４の開口部側（後端側）は、ファンボス３４の周壁３４ｂとブラケット１２の浸入規制壁５２とで覆われる。

また、ファンボス３４の底壁３４ａには、周壁３４ｂよりも径方向内側に第２の周壁３４ｃが後方側に向かって立ち上がるように形成されている。第２の周壁３４ｃは、底壁３４ａからブラケット１２の浸入規制壁５２の手前に至るまで延出して設けられている。このように形成された第２の周壁３４ｃに加え、ファンボス３４の底壁３４ａ、および周壁３４ｂによって、袋小路部６２が形成される。
また、ファンボス３４の周壁３４ｂと、ブラケット１２の浸入規制壁５２と、浸入規制壁５２に形成されている外フランジ部５３とにより外部からロータヨーク１４の内部への水の浸入を抑制するためのラビリンス部６３が構成される。

（ファンシュラウド）
図３は、ファンシュラウドの斜視図である。
図１〜図３に示すように、電動モータ２を固定するためのファンシュラウド４は、ラジエータの前方側に固定して設置されるように構成された部材である。ファンシュラウド４は、ブラケット１２の周囲を取り込むように略Ｃ字状に形成されたベースフレーム４１を有している。ベースフレーム４１の開口側には、制御ユニット１５の一側を取り囲むように、保護フレーム４２が一体成形されている。すなわち、ファンシュラウド４は、全体として平面視略環状に形成されている。
保護フレーム４２は、制御ユニット１５に設けられているコネクタ部５９ａ，５９ｂとの干渉を回避しつつ、コネクタ部５９ａ，５９ｂと外部の部品との接触を回避できるように保護するための部材である。

また、ベースフレーム４１の外周縁には、段差により後方に向かって張り出すようにフランジベース４３が一体成形されている。フランジベース４３の外周縁に、ファン本体３側に向かって立ち上がるように形成された筒状の第１浸入規制壁４４が設けられている。第１浸入規制壁４４は、ファンシュラウド４に電動モータ２を取り付けた状態において、ファンボス３４の周壁３４ｂよりも径方向外側に位置するように形成されている。

そして、第１浸入規制壁４４は、開口縁４４ａ側が、ファンボス３４の周壁３４ｂと径方向で所定量だけ重なり合うように形成されている。この構成により、第１浸入規制壁４４とファンボス３４の周壁３４ｂとでラップ領域Ｒ３（図２におけるハッチ部参照）が形成される。
その結果、ファンボス３４とファンシュラウド４とで電動モータ２が覆われる。また、ファンボス３４の周壁３４ｂと、ファンシュラウド４の第１浸入規制壁４４とでラップ領域Ｒ３が形成されることにより、内部への水の浸入を抑制するための第１ラビリンス部４６が構成される。

また、第１浸入規制壁４４の周囲には、ベースフレーム４１の剛性を高めるための補強フレーム７１が一体成形されている。補強フレーム７１は、複数のリブ７１ａを有している。そして、これら複数のリブ７１ａが第１浸入規制壁４４の外周面に設けられることにより、ベースフレーム４１の全体の剛性が高まる。

さらに、ベースフレーム４１には、フランジベース４３との間に形成されている段差部４３ａ、つまり、フランジベース４３の内周縁からファン本体３に向かって延出する筒状の第２浸入規制壁４５が一体成形されている。第１浸入規制壁４４と第２浸入規制壁４５との間には、複数のリブ７２が周方向に等間隔で設けられている。その結果、第１浸入規制壁４４と第２浸入規制壁４５との剛性が高まる。
また、第２浸入規制壁４５は、ベースフレーム４１からファンボス３４の周壁３４ｂの手前に至るまで延出して形成される。このように第２浸入規制壁４５が形成されることにより、第２浸入規制壁４５と第１浸入規制壁４４とがフランジベース４３とにより袋小路部４７が形成される。

さらに、第２浸入規制壁４５は、ファンシュラウド４に電動モータ２が取り付けられた状態において、ファンボス３４の周壁３４ｂよりも径方向内側に位置するように形成されている。換言すれば、ファンボス３４の開口部３４ｄは、ファンシュラウド４に電動モータ２が取り付けられ、さらに電動モータ２にファン本体３が取り付けられた状態において、第１浸入規制壁４４と第２浸入規制壁４５との間の袋小路部４７に配置される。

また、ベースフレーム４１には、ブラケット１２の固定アーム１２ａに対応する部位に、固定アーム１２ａを載置可能な台座部４８が形成されている。台座部４８に固定アーム１２ａが載置された状態でブラケット１２が固定されると、ベースフレーム４１とブラケット１２のベース部５１との間に隙間Ｓ２が形成される。
さらに、ベースフレーム４１、およびブラケット１２のベース部５１は、互いに軸方向で重なり合うように構成されており、ベースフレーム４１とベース部５１とでラップ領域Ｒ４（図２におけるハッチ部参照）が形成される。そして、ベースフレーム４１と、ブラケット１２のベース部５１とにより、第２ラビリンス部４９が構成される。

上記構成のもと、電動ファン１のコイル１０に電流が供給されるとティース１８ａに磁界が形成される。そして、ロータヨーク１４のマグネット３０との間に磁気的な吸引力や反発力が生じてロータヨーク１４が回転する。その結果、ファン本体３によって回転軸１３の軸方向に冷却風が発生する。

このとき、電動ファン１のロータヨーク１４、およびファンボス３４は、ステータ１１を前面から覆っているので、ステータ１１の前側からの水の浸入が阻止される。一方、ファンボス３４の外周部に水がかかった場合であっても、ファンボス３４の周壁３４ｂと、ファンシュラウド４の第１浸入規制壁４４とにより第１ラビリンス部４６が構成されていると共に、ベースフレーム４１と、ブラケット１２のベース部５１とにより、第２ラビリンス部４９が構成されているので、電動モータ２内部への水の浸入が抑制される。

（第１ラビリンス部、および第２ラビリンス部、第３ラビリンス部の作用）
より詳しく、図４に基づいて、第１ラビリンス部４６、第２ラビリンス部４９、および第３ラビリンス部６１の作用について説明する。
図４は、ファンシュラウドの外周部に水がかかった場合の水の挙動についての説明図である。

同図に示すように、ファンシュラウド４の外周部に水がかかった場合であっても、ファンシュラウド４とファンボス３４の周壁３４ｂとの間に第１ラビリンス部４６が形成されているので、ファンシュラウド４とファンボス３４の周壁３４ｂとの間から内部に水が浸入しにくい（図４における矢印Ｙ１参照）。
なお、第１ラビリンス部４６が形成されるラップ領域Ｒ３（図２参照）は、できるかぎり大きく設定されることが望ましい。ラップ領域Ｒ３が大きく設定されることにより、より効果的に水の浸入が抑制される。

ここで、仮にファンシュラウド４とファンボス３４の周壁３４ｂとの間から内部に水が浸入した場合であっても、ファンシュラウド４の第１浸入規制壁４４、第２浸入規制壁４５、およびフランジベース４３により袋小路部４７が形成されているので、電動モータ２までの水の浸入経路が複雑に、かつ長く形成される。このため、電動モータ２の内部に水が浸入しにくい。
また、ファンシュラウド４に袋小路部４７が形成されているので、ファンシュラウド４の後方（図４における右方）から電動モータ２内部への水の浸入が防止される（図４における矢印Ｙ２参照）。

さらに、仮に袋小路部４７を伝って内部に水が浸入した場合であっても、ブラケット１２のベース部５１に浸入規制壁５２が一体的に成形されており、さらに浸入規制壁５２の開口縁５２ａに外フランジ部５３が一体的に成形されているので、ブラケット１２から電動モータ２側に水が回り込みにくい。
また、ベースフレーム４１とブラケット１２のベース部５１との間に隙間Ｓ２が形成されているので、ファンシュラウド４を介して内部に浸入し、ブラケット１２の浸入規制壁５２に垂れ落ちた水は、隙間Ｓ２を通って外部に排水される。

さらに、隙間Ｓ２が形成されることにより、ブラケット１２の冷却が促進される。すなわち、ブラケット１２には、電動モータ２のステータ１１が取り付けられているので、電動モータ２の熱がブラケット１２に伝達され易い。このとき、ブラケット１２とファンシュラウド４との間に隙間Ｓ２が形成されているので、この隙間Ｓ２を空気が通り、ブラケット１２の冷却が促進される。この結果、ブラケット１２の電動モータ２に対する放熱性能も向上する。

また、ベースフレーム４１とブラケット１２のベース部５１とが、隙間Ｓ２を介して軸方向で重なり合うように形成され、第２ラビリンス部４９が形成されているので、ファンシュラウド４の後方からブラケット１２側の内部へ水が浸入しにくい（図４における矢印Ｙ３参照）。
なお、第２ラビリンス部４９が形成されるラップ領域Ｒ４（図２参照）は、できるかぎり大きく設定されていることが望ましい。ラップ領域Ｒ４が大きく設定されることにより、より効果的に水の浸入が抑制される。

また、ロータヨーク１４の底壁２８のボス部２８ａの周囲には底壁２８の裏面側からウォータシールドリング６０が取付けられている。そして、その外周部の周縁部がインシュレータ１９の周壁の内側であって高さ方向の中途部に近接して設けられることにより、第３ラビリンス部６１が形成されている。そのため、ロータヨーク１４の内部に浸入した水が軸受２０ａ，２０ｂに至ることを防止できる。

（効果）
上述の実施形態によれば、ファンシュラウド４の第１浸入規制壁４４とファンボス３４の周壁３４ｂとによりラップ領域Ｒ３（図２におけるハッチ部参照）が形成され、第１ラビリンス部４６が形成される。そのため、ファンボス３４とファンシュラウド４とで電動モータ２を覆うことができる。その結果、ファンシュラウド４の内部、つまり、電動モータ２の内部への水の浸入を効果的に抑制することができる。
ファンシュラウド４の第１浸入規制壁４４とファンボス３４の周壁３４ｂとによりラップ領域Ｒ３が形成されることにより、簡素な構造で第１ラビリンス部４６を形成することができる。このため、安価に電動モータ２の内部への水の浸入を抑制することができる。

また、ファンシュラウド４のベースフレーム４１に、第１浸入規制壁４４が立ち上がるように形成されると共に、第１浸入規制壁４４の径方向内側に第２浸入規制壁４５が立ち上がるように形成され、第１浸入規制壁４４と、第２浸入規制壁４５と、フランジベース４３とにより袋小路部４７が形成されている。このため、電動モータ２までの水の浸入経路が複雑で、かつ長く形成され、電動モータ２の内部への水の浸入をより確実に抑制することができる。

さらに、ブラケット１２のベース部５１とファンシュラウド４のベースフレーム４１との間に隙間Ｓ２が設けられつつ、ベース部５１とベースフレーム４１とが軸方向で重なり合うように形成され、第２ラビリンス部４９が形成されている。このため、簡素な構造でファンシュラウド４の後方からのファンシュラウド４内部への水の浸入を抑制しつつ、ファンシュラウド４の内部に浸入した水を速やかに排水することができる。よって、内部に水が溜まることを防止できる。これに加え、ブラケット１２の冷却を促進することができ、電動モータ２への熱害を抑制することができる。

また、ロータヨーク１４の内部に水が浸入した場合でも、第３ラビリンス部６１によって水が軸受２０ａ，２０ｂに至ることを防止できる。そのため、軸受２０ａ，２０ｂにおける潤滑材の流出が抑えられ、軸受２０ａ，２０ｂの潤滑性能が維持され、音振性能及び耐久性が向上する。

このように、本実施の形態の冷却ファン１は、第１ラビリンス部４６、第２ラビリンス部４９、第３ラビリンス部６１により三重の水の浸入防止構造を備えるため、確実に、軸受２０ａ，２０ｂへの被水を防止することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、ファンボス３４の周壁３４ｂと、ファンシュラウド４の第１浸入規制壁４４とでラップ領域Ｒ３が形成されることにより、内部への水の浸入を抑制するための第１ラビリンス部４６が構成される場合について説明した。しかしながら、上記構成に限られず、ファンシュラウド４とファンボス３４の周壁３４ｂとの間にラビリンス部が形成されていればよく、特にラビリンス部の形状は特定されない。

また、上述の実施形態では、ベースフレーム４１、およびブラケット１２のベース部５１は、互いに軸方向で重なり合うように形成されており、ベースフレーム４１とベース部５１とでラップ領域Ｒ４（図２におけるハッチ部参照）が形成され、ベースフレーム４１と、ブラケット１２のベース部５１とにより、第２ラビリンス部４９が構成される場合について説明した。しかしながら、上記構成に限られず、ブラケット１２とファンシュラウド４との間にラビリンス部が形成されていればよく、特にラビリンス部の形状は特定されない。

１電動ファン
２電動モータ
３ファン本体
４ファンシュラウド
１０コイル
１１ステータ
１２ブラケット
１３回転軸
１４ロータヨーク
３４ファンボス
３４ｂ周壁
３４ｄ開口部
３５ブレード
４１ベースフレーム（ベース部）
４２保護フレーム（ベース部）
４３フランジベース（ベース部）
４４第１浸入規制壁
４５第２浸入規制壁
４６第１ラビリンス部
４９第２ラビリンス部
５１ベース部
６０ウォータシールドリング
６１第３ラビリンス部

上記構成により、ファンシュラウドのベース部、第１浸入規制壁、および第２浸入規制壁により袋小路が形成される。この袋小路が形成される分、水の浸入経路が長く、複雑に形成され、さらに電動モータ内部への水の浸入を抑制することができる。
本発明の第四の態様によれば、前記ブラケットは、前記ステータの後面を覆うように略円盤状に形成されたベース部と、該ベース部の外周縁から前方に向かって立ち上がるように形成される略円筒状の浸入規制壁と、前記浸入規制壁の開口縁に形成されている外フランジ部とが一体的に形成され、前記ファンシュラウドに前記電動モータの前記ブラケットが締結固定されると共に、前記ロータヨークと一体回転するように前記ファン本体が設けられ、前記ファン本体の前記ファンボスの周壁と、前記浸入規制壁と、前記外フランジ部とにより、ラビリンス部が構成されている。

本発明の第五の態様によれば、前記ファンシュラウドと前記ブラケットとの間に、第２ラビリンス部が設けられる。

本発明の第六の態様によれば、前記ファンシュラウドの前記ベース部が、中央部が大きく開口するように、かつ前記ブラケットの外周部と軸方向で重なるように略環状に形成される。さらに、前記ベース部と前記ブラケットとの間に隙間が形成されるように前記ファンシュラウドが設けられ、前記ブラケット、および前記ベース部によって第２ラビリンス部が構成される。

本発明の第七の態様によれば、前記第一の態様から前記第六の態様において、前記ロータヨークは、底壁と、底壁から軸方向に向かって立ち上がるように形成された周壁とを有する。そして、前記ロータヨークの径方向中央には、前記周壁と同側に突出するボス部が一体的に形成される。さらに、前記ボス部の周囲には、前記底壁の内側面側から前記ステータに近接してウォータシールドリングが取付けられ、ウォータシールドリングと前記ステータとの間に第３ラビリンス部が設けられる。

１電動ファン
２電動モータ
３ファン本体
４ファンシュラウド
１０コイル
１１ステータ
１２ブラケット
１３回転軸
１４ロータヨーク
３４ファンボス
３４ｂ周壁
３４ｄ開口部
３５ブレード
４１ベースフレーム（ベース部）
４２保護フレーム（ベース部）
４３フランジベース（ベース部）
４４第１浸入規制壁
４５第２浸入規制壁
４６第１ラビリンス部
４９第２ラビリンス部
５１ベース部
５２浸入規制壁
６０ウォータシールドリング
６１第３ラビリンス部

Claims

電動モータと、
前記電動モータに取り付けられるファン本体と、
前記電動モータを固定するためのファンシュラウドとを備え、
前記電動モータは、
コイルが巻装されているステータと、
前記ステータの径方向中央に設けられ、前記ステータに対して回転自在に設けられた回転軸と、
前記回転軸に設けられ、前記ステータをその前面から覆うように有底筒状に形成されたロータヨークと、
前記ステータの後面を覆うように形成され、前記ステータを前記ファンシュラウドに固定するためのブラケットとを有し、
前記回転軸、および前記ロータヨークと一体に回転するように前記ファン本体が設けられている電動ファンであって、
前記ファン本体は、
前記ロータヨークをその前面から覆うように有底筒状に形成されたファンボスと、
前記ファンボスの外周面から放射状に突出して設けられた複数のブレードとを有し、
前記ファンボスの開口部と前記ファンシュラウドとの間に第１ラビリンス部が設けられた電動ファン。
前記ファンシュラウドは、
前記ブラケットが取り付けられるベース部と、
前記ベース部の外周部に前記ファン本体側に向かって立ち上がるように形成され、前記ファンボスの開口部を径方向外側から覆う筒状の第１浸入規制壁とを有し、
前記ファンボスの周壁、および前記第１浸入規制壁は、互いに径方向で重なるように形成され、
前記ファンボスの周壁、および前記第１浸入規制壁によって前記第１ラビリンス部が構成されている請求項１に記載の電動ファン。
前記ベース部には、前記第１浸入規制壁よりも径方向内側に、筒状の第２浸入規制壁が前記ファンボスの周壁の手前に至るまで延出するように立ち上がって形成されている請求項２に記載の電動ファン。
前記ファンシュラウドと前記ブラケットとの間に、第２ラビリンス部が設けられた請求項１〜請求項３の何れかに記載の電動ファン。
前記ファンシュラウドの前記ベース部が、中央部が大きく開口するように、かつ前記ブラケットの外周部と軸方向で重なるように略環状に形成され、
前記ベース部と前記ブラケットとの間に隙間が形成されるように前記ファンシュラウドが設けられ、
前記ブラケット、および前記ベース部によって第２ラビリンス部が構成されている請求項４に記載の電動ファン。
前記ロータヨークは、底壁と、前記底壁から軸方向に向かって立ち上がるように形成された周壁とを有し、
前記ロータヨークの径方向中央には、前記周壁と同側に突出するボス部が一体的に形成され、
前記ボス部の周囲には、前記底壁の内側面側から前記ステータに近接してウォータシールドリングが取付けられ、前記ウォータシールドリングと前記ステータとの間に第３ラビリンス部が設けられた請求項１に記載の電動ファン。