(57)【要約】【課題】水滴等がヒートシンクを伝って制御回路に浸入することを抑制することができる車両用ファンモータを得る。【解決手段】車両用ファンモータ１０は、ファン５４を回転させるモータ１２と、モータ１２の回転を制御すると共に箱状のケース（上ケース３２及び下ケース４８）の内部に収容された制御回路（回路素子１６及び回路基板１８）と、を備えている。また、回路基板１８にはヒートシンク２０の一部が接合されている。また、ヒートシンク２０の他の一部は上ケース３２に形成された開口部３３から該上ケース３２の外側に露出している。さらに、ヒートシンク２０の他の一部には、縦壁部８８が設けられることによって凹部９０が形成されており、この凹部９０の底壁９２にはボス部９４が立設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転することによってファンを回転させるモータと、
前記モータの回転を制御すると共に箱状のケースの内部に収容された制御回路と、
一部が前記制御回路に接合されていると共に他の一部が前記ケースに形成された開口部から該ケースの外側に露出することによって前記制御回路の熱を前記ケースの外側に放熱させ、かつ前記他の一部には、前記ケースの外側に向けて立設された縦壁部が前記開口部の内周縁部に沿って設けられることによって前記ケースの外側に向けて開放された凹部が形成されており、該凹部の底壁に放熱部が立設されているヒートシンクと、
を備えた車両用ファンモータ。
【請求項２】
車両用空調装置が車体に固定された状態において、前記凹部が車両上方側に向けて開放されている請求項１記載の車両用ファンモータ。
【請求項３】
前記底壁が前記開口部の内周縁部よりも制御回路側に位置している請求項２又は請求項３記載の車両用ファンモータ。
【請求項４】
前記底壁には複数の前記放熱部が立設されており、該複数の放熱部が互い違いに配列されている請求項３記載の車両用ファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ファンモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、車両の空調装置に用いられるファンモータが開示されている。このファンモータは、出力軸の回転（ファンの回転）を制御するための制御回路を有して構成されている。また、制御回路は回路基板及び該回路基板上に取付けられた回路素子を含んで構成されており、さらに制御回路は箱状に形成されたケース内に収容されている。また、回路基板にはヒートシンクが取付けられていると共に、ヒートシンクの一部（放熱フィン）はケースの外側に露出している。これにより、回路素子の熱をヒートシンクを介してケースの外側に放熱することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３６７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両の空調装置の内部に配置されるファンモータには、車両の外部から浸入した水滴やエアコン消臭剤等の液滴が付着し易い。そのため、制御回路を有するファンモータには所望の防水性が要求されるが、ヒートシンクがケースの外側に露出しているファンモータでは、水滴等がヒートシンクを伝って制御回路に浸入することが考えられる。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、水滴等がヒートシンクを伝って制御回路に浸入することを抑制することができる車両用ファンモータを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係る車両用ファンモータは、軸線回りに回転することによってファンを回転させるモータと、前記モータの回転を制御すると共に箱状のケースの内部に収容された制御回路と、一部が前記制御回路に接合されていると共に他の一部が前記ケースに形成された開口部から該ケースの外側に露出することによって前記制御回路の熱を前記ケースの外側に放熱させ、かつ前記他の一部には、前記ケースの外側に向けて立設された縦壁部が前記開口部の内周縁部に沿って設けられることによって前記ケースの外側に向けて開放された凹部が形成されており、該凹部の底壁に放熱部が立設されているヒートシンクと、を備えている。
【０００７】
請求項１記載の本発明では、モータが回転することによってファンが回転すると、車両の外側の空気がキャビンに向けて送風される、或いは、キャビン内の空気が循環する。また、ファンが回転又は静止している状態において、水滴等が車両の外側又はキャビン側から車両用ファンモータに向けて侵入し、該水滴等が車両用ファンモータに付着すると、該水滴等がヒートシンクを伝って制御回路に侵入することが考えられる。しかしながら、本発明では、ヒートシンクにおけるケースの外側に露出している部位（他の一部）に凹部が形成されているため、該凹部内に水滴等を溜めることができる。これにより、本発明では、水滴等がヒートシンクを伝って制御回路に浸入することを抑制することができる。
【０００８】
請求項２記載の本発明に係る車両用ファンモータは、請求項１記載の車両用ファンモータにおいて、車両用空調装置が車体に固定された状態において、前記凹部が車両上方側に向けて開放されている。
【０００９】
請求項２記載の本発明では、ヒートシンクに形成された凹部が車両上方側に向けて開放されているため、前述の水滴等を凹部内により確実に溜めることができる。これにより、本発明では、水滴等がヒートシンクを伝って制御回路に浸入することをより一層抑制することができる。
【００１０】
請求項３記載の本発明に係る車両用ファンモータは、請求項２又は請求項３記載の車両用ファンモータにおいて、前記底壁が前記開口部の内周縁部よりも制御回路側に位置している。
【００１１】
請求項３記載の本発明では、ヒートシンクに形成された凹部の底壁がケースに形成された開口部の内周縁部よりも制御回路側に位置している。当該底壁の配置とすることにより、凹部の開放端部から底壁までの深さをより一層深くすることが可能となる。すなわち、より多くの水滴等を凹部内に溜めることが可能となる。これにより、本発明では、水滴等がヒートシンクを伝って制御回路に浸入することをより一層抑制することができる。
【００１２】
請求項４記載の本発明に係る車両用ファンモータは、請求項３記載の車両用ファンモータにおいて、前記底壁には複数の前記放熱部が立設されており、該複数の放熱部が互い違いに配列されている。
【００１３】
請求項４記載の本発明では、凹部の底壁に立設された複数の放熱部が互い違いに配列されている。そのため、複数の放熱部の間を流れる空気が放熱部に当接し、該放熱部の基端側（凹部の底壁側）に流れやすくなる。これにより複数の放熱部から該複数の放熱部の間を流れる空気への放熱性能が向上する。その結果、本発明では、制御回路のヒートシンクを介した放熱性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車両用ファンモータをシャフトの軸線方向に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図２】（Ａ）はヒートシンク及び回路素子が取付けられた回路基板を示す斜視図であり、（Ｂ）は回路基板をヒートシンクが取付けられた面と反対方向からみた平面図である。
【図３】（Ａ）はヒートシンクを示す平面図であり、（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ（Ａ）に示されたＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線に沿って切断したヒートシンクの断面を示す断面図である。
【図４】図１に示された車両用ファンモータを備えた車両用空調装置を模式的に示した模式図である。
【図５】ヒートシンクのボス部を拡大して示す拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図１〜図５を用いて本発明の実施形態に係る車両用ファンモータについて説明する。
【００１６】
図１及び図４に示されるように、本実施形態の車両用ファンモータ１０は、車両用空調装置５２の送風に用いられるモータユニットである。具体的には、車両用ファンモータ１０は、ファン５４が取付けられた出力軸１４をその軸線回りに回転させるモータ１２と、モータ１２の回転を制御するための制御回路としての回路素子１６及び回路基板１８と、回路素子１６の熱を放熱するためのヒートシンク２０と、を備えている。すなわち、車両用ファンモータ１０は、モータ１２及びこのモータ１２の回転を制御する制御回路と一体に構成されている。以下、先ず車両用空調装置５２の概略の構成について説明し、次いでモータ１２、回路基板１８及び回路素子１６について説明し、最後に本発明の要部であるヒートシンク２０の構成について説明する。
【００１７】
（車両用空調装置５２の概略の構成）
図４に示されるように、車両用空調装置５２は、キャビンの前部に設けられたダッシュボード内に設けられており、また車両用空調装置５２は、該車両用空調装置５２の外郭を構成するユニットケース５６を備えている。
【００１８】
また、ユニットケース５６には、該ユニットケース５６内に空気を導入するための導入口５８（車両の外側の空気が導入される外気導入口５８Ａ及びキャビン内の空気が導入される内気導入口５８Ｂ）が設けられていると共に、ユニットケース５６には、該ユニットケース５６内に導入された空気をキャビンに向けて送風するための吹出口６０（デフロスタ吹出口６０Ａ、ベント吹出口６０Ｂ及びフット吹出口６０Ｃ）が設けられている。
【００１９】
また、ユニットケース５６内における導入口５８と吹出口６０との間はメイン流路部６２とされており、さらにメイン流路部６２の上流側（導入口５８側）にはファン５４が取付けられた車両用ファンモータ１０が設けられている。また、メイン流路部６２の下流側（吹出口６０側）には、複数の熱交換機（エバポレータ６４、ヒータコア６６及びサブコンデンサ６８）が設けられている。なお、導入口５８とファン５４との間にはエアコンフィルタ７０が設けられており、このエアコンフィルタ７０によってメイン流路部６２を通過する粉塵が除去される構成である。
【００２０】
また、ユニットケース５６には、外気導入口５８Ａ及び内気導入口５８Ｂを開閉する内外気切り替えドア７２が設けられており、この内外気切り替えドア７２が作動することによって外気導入モードと内気循環モードとが切り替えられる構成である。
【００２１】
さらに、ユニットケース５６には、デフロスタ吹出口６０Ａ、ベント吹出口６０Ｂ及びフット吹出口６０Ｃを開閉する吹出しモード切り替えドア７４，７６，７８が設けられており、この吹出しモード切り替えドア７４，７６，７８がそれぞれ作動することによって吹出しモードが切り替えられる構成である。
【００２２】
また、エバポレータ６４とヒータコア６６との間には、エアミックスドア８０が設けられている。このエアミックスドア８０が作動することによって、エバポレータ６４を通過して降温された空気とヒータコア６６及びサブコンデンサ６８を通過して昇温された空気との混合比率が変更されてキャビンに向けて吹出される空気の温度が調整される構成である。
【００２３】
（モータ１２）
図１に示されるように、モータ１２は、出力軸１４、ロータ２２及びステータ２４を主要な要素として構成されている。
【００２４】
出力軸１４は、円柱状の鋼材に浸炭処理等の表面処理が施されることにより構成されており、軸受部材１５によって回転自在に軸支されている。
【００２５】
また、ロータ２２は、一端が開放された有底円筒状に形成されており、円盤状の底壁２２Ａと、底壁２２Ａの外周端からロータ２２の一端側へ屈曲して延びる周壁２２Ｂと、を備えている。さらに、底壁２２Ａの中心部には、出力軸１４が挿入される挿入孔２２Ｃが設けられており、この挿入孔２２Ｃに出力軸１４が圧入されることによってロータ２２と出力軸１４とが一体回転可能となっている。また、周壁２２Ｂの内側には、ロータマグネット２３が設けられている。
【００２６】
また、ステータ２４は、導電性の巻線２６が、環状に形成されたステータコア２８に巻回されることにより構成されている。また、ステータ２４はロータ２２の周壁２２Ｂの径方向内側に配置されており、このステータ２４が界磁する磁界を受けて、ロータ２２が出力軸１４と共に回転することが可能となっている。詳述すると、ステータ２４はステータコア２８を構成するコア部材３０に巻線２６が巻かれた電磁石であって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相を構成している。ステータ２４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各々は、制御回路の制御により、電磁石で発生する磁界の極性が切り替えられることにより、いわゆる回転磁界を発生する。また、ステータ２４は、ケースとしての上ケース３２に支持されている。
【００２７】
（回路基板１８及び回路素子１６）
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、回路基板１８は、矩形板状に形成されており、回路素子１６及び後に詳述するヒートシンク２０等と共にモータ駆動制御装置３４を構成している。具体的には、回路基板１８の中央付近には、ステータ１４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各々に電力を供給する電力供給端子３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃが設けられている。また、回路基板１８には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の制御装置が図示しないハーネス及びコネクタを介して接続されるコネクタ３８が取付けられている。さらに、回路基板１８には、複数の回路素子１６が取付けられている。詳述すると、回路基板１８には、コンデンサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄが並列に接続された状態で取付けられている。また、回路基板１８には、ＦＥＴ４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄ、４１Ｅ、４１Ｆが取付けられている。ＦＥＴ４１Ａ、４１ＤはＵ相に、ＦＥＴ４１Ｂ、４１ＥはＶ相に、ＦＥＴ４１Ｃ、４１ＦはＷ相に、各々供給される電力のスイッチングを行う構成である。さらに、回路基板１８には、ノイズ除去用のコイル４４が取付けられていると共に、回路保護のための逆接防止ＦＥＴ４１Ｇ及び大容量のコンデンサ４２が取付けられている。また、回路基板１８には、インバータ回路を制御するためのマイコン４６が取付けられている。
【００２８】
図１に示されるように、ケースとしての下ケース４８が上ケース３２に取付けられることによって、回路素子１６が取付けられた回路基板１８が下ケース４８と上ケース３２との間に収容されている。また、上ケース３２には、後述するヒートシンク２０のボス部９４をケース（上ケース３２及び下ケース４８）の外側に露出させるための開口部３３が形成されている。なお、上ケース３２には、車両用ファンモータ１０をユニットケース５６（図４参照）に固定するためのハウジング８２が取付けられている。
【００２９】
（ヒートシンク２０）
以上説明した回路素子１６において、ＦＥＴ４１Ａ〜４１Ｆ及び逆接防止ＦＥＴ４１Ｇは、動作時の発熱が著しい。そこで、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、ヒートシンク２０が、回路基板１８における動作時の発熱が著しい回路素子（ＦＥＴ４１Ａ〜４１Ｆ及び逆接防止ＦＥＴ４１Ｇ）が取付けられている箇所と板厚方向に対向する部位（ＦＥＴ４１Ａ〜４１Ｆ及び逆接防止ＦＥＴ４１Ｇが取付けられた面と反対側の面）に固定ボルト５０を介して取付けられている。
【００３０】
具体的には、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、ヒートシンク２０は、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属製とされており、回路基板１８（図２参照）の板厚方向から見て略矩形状に形成されている。また、ヒートシンク２０は、回路基板１８に沿って延在する熱拡散部８４を備えており、さらに熱拡散部８４には、前述の固定ボルト５０（図２参照）が挿通される挿通孔８６が形成されている。この挿通孔８６に挿通された固定ボルト５０が回路基板１８（図２参照）に形成された図示しない螺子孔に螺入されて、熱拡散部８４の回路基板１８側の面が該回路基板１８に接合されることによって、回路素子１６の熱を熱拡散部８４内に拡散させることが可能となる構成である。なお、熱拡散部８４と回路基板１８との間には図示しない放熱材が介装されている。この放熱材としては、一例として流動性を有するシリコングリス、シリコーン樹脂等を用いることができる。
【００３１】
また、ヒートシンク２０は、上ケース３２（図１参照）の外側に向けて（車両用空調装置５２が車体に固定された状態において車両上方側に向けて）立設された縦壁部８８を備えている。この縦壁部８８は、上ケース３２の形成された開口部３３の内周縁部に沿って切れ目なく設けられており、その結果、ヒートシンク２０における回路基板１８と離間する側の部位には、上ケース３２の外側に向けて開放された凹部９０が形成されている。また、この凹部９０の底壁９２には、放熱部としての複数のボス部９４が立設されており、この複数のボス部５２が設けられることによって、ヒートシンク２０の表面積が大きくなり、該ヒートシンク２０の放熱性能が向上されている。また、複数のボス部９４はそれぞれ凹部９０の開放方向を軸方向とする円柱状に形成されている。
【００３２】
また、複数のボス部９４は互い違いに配列されている。詳述すると、ヒートシンク２０の短手方向の一端側から見て（矢印Ａ方向（回路基板１８の長手方向）から見て）第１列目に配列された複数のボス部９４Ａの軸中心と第２列目に配列された複数のボス部９４Ｂの軸中心とが重ならないように配列されている。また、第２列目に配列された複数のボス部９４Ｂの軸中心と第３列目に配列された複数のボス部９４Ｃの軸中心とが重ならないように配列されている。すなわち、第ｎ列目に配列された複数のボス部９４の軸中心と第ｎ＋１列目に配列された複数のボス部９４の軸中心とが重ならないように配列されている。
【００３３】
また、図１に示されるように、回路基板１８が下ケース４８と上ケース３２との間に収容された状態において、複数のボス部９４は上ケース３２から露出している。なお、上ケース３２の開口部３３とヒートシンク２０の縦壁部８８との間には図示しないシール材（ブチルゴム）が介装されている。
【００３４】
また、回路基板１８が下ケース４８と上ケース３２との間に収容された状態において、ヒートシンク２０に形成された凹部９０の底壁９２が開口部３３の内周縁部よりも回路基板１８側に位置している。
【００３５】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００３６】
図１及び図４に示されるように、モータ１２が回転することによってファン５４が回転すると、外気導入口５８Ａから導入された空気が吹出口６０からキャビンに向けて送風される、或いは、内気導入口５８Ｂから導入された空気が吹出口６０からキャビンに向けて送風されることによってキャビン内の空気が循環する。また、外気導入口５８Ａ又は内気導入口５８Ｂからメイン流路部６２内に雨水やエアコン消臭剤等の水滴等が浸入し、この水滴等が車両用ファンモータ１０に付着すると、該水滴等が上ケース３２の開口部３３とヒートシンク２０の縦壁部８８との間から制御回路（回路基板１８及び回路素子１６）に侵入することが考えられる。しかしながら、本実施形態では、前述の凹部９０がヒートシンク２０に形成されているため、水滴等を該凹部９０内に溜めることができる。これにより、本実施形態では、水滴等がヒートシンク２０を伝って制御回路（回路基板１８及び回路素子１６）に浸入することを抑制することができる。なお、凹部９０内に溜まった水滴等は、ヒートシンク２０の温度が上昇することによって蒸発する。
【００３７】
また、本実施形態では、ヒートシンク２０に形成された凹部９０が車両上方側に向けて開放されているため、前述の水滴等を凹部９０内により確実に溜めることができる。これにより、本実施形態では、水滴等がヒートシンク２０を伝って制御回路（回路基板１８及び回路素子１６）に浸入することをより一層抑制することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態では、ヒートシンク２０に形成された凹部９０の底壁９２が上ケース３２に形成された開口部３３の内周縁部よりも回路基板１８側に位置している。当該底壁９２の配置とすることにより、凹部９０の開放端部から底壁９２までの深さをより一層深くすることが可能となる。すなわち、より多くの水滴等を凹部９０内に溜めることが可能となる。これにより、本実施形態では、水滴等がヒートシンク２０を伝って制御回路（回路基板１８及び回路素子１６）に浸入することをより一層抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、凹部９０の底壁９２に立設された複数のボス部９４が互い違いに配列されている、即ち、第ｎ列目に配列された複数のボス部９４の軸中心と第ｎ＋１列目に配列された複数のボス部９４の軸中心とが重ならないように配列されている。そのため、図５に示されるように、第ｎ列目に配列されたボス部９４の間を流れる空気が第ｎ＋１列目に配列されたボス部９４に当接し、第ｎ＋１列目に配列されたボス部９４の基端側（凹部９０の底壁９２側）に流れやすくなる。これにより複数のボス部９４から該複数のボス部９４の間を流れる空気への放熱性能が向上する。その結果、本実施形態では、回路素子１６のヒートシンク２０を介した放熱性能を向上させることができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、凹部９０の底壁９２に立設された複数のボス部９４を互い違いに配列した構成について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば、複数のボス部９４を整列させて配列させることもできる。このように、複数のボス部９４の配列は、ヒートシンク２０の放熱性能等を考慮して適宜設定すればよい。
【００４１】
また、本実施形態では、複数のボス部９４をヒートシンク２０に形成された凹部９０の底壁９２に設けた構成について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば、放熱部としての単一のフィンを凹部９０の底壁９２に設けることもできる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、ヒートシンク２０に形成された凹部９０の底壁９２が上ケース３２に形成された開口部３３の内周縁部よりも回路基板１８側に位置している例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。底壁９２の開口部３３の内周縁部に対する位置は、凹部９０内に溜める水滴等の量、即ち、車両用ファンモータ１０に付着する水滴等の量を考慮して適宜設定すればよい。
【００４３】
また、本実施形態では、ヒートシンク２０に形成された凹部９０の開放方向を車両上方側に向けた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。車両上下方向に対する凹部９０の開放方向は水滴等を該凹部９０内に溜められる範囲内において適宜設定すればよい。
【００４４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…車両用ファンモータ，１２…モータ，１６…回路素子（制御回路），１８…回路基板（制御回路），２０…ヒートシンク，３２…上ケース（ケース），３３…開口部，４８…下ケース（ケース），８８…縦壁部，９０…凹部，９２…底壁，９４…ボス部（放熱部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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