(57)【要約】【課題】防音のための追加部材を必要とせず、簡単な構成で電磁騒音を低減できるブロワユニットを提供する。【解決手段】多数の羽根が固定されたファンと、ファンがモータシャフトに取り付けられ、モータケースに収納されたモータ７と、ファンとモータを内蔵し空気通路を形成するとともに外形を形成するブロワケース２と、により構成されるブロワユニット１において、モータシャフトの反出力側であるモータ底部において、モータケースが複数のネジ６によりブロワケース２に直に固定され、複数のネジ６はモータ中心から略円周上に配置され、ブロワケース２の複数のネジ固定部に囲まれた部分は、モータ中心部から円周方向に延在したリブと径方向に延在した放射状のリブからなるリブ３０により構成され、リブ３０はモータ低部に圧接し、リブ３０のバネ性によりモータ７とブロワケース２との共振を抑えることを特徴とする。【選択図】図１
2014015908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の羽根が固定されたファンと、
前記ファンがモータシャフトに取り付けられ、モータケースに収納されたモータと、
前記ファンと前記モータを内蔵し空気通路を形成するとともに外形を形成するブロワケースと、により構成されるブロワユニットにおいて、
前記モータシャフトの反出力側である前記モータ底部において、前記モータケースが複数のネジにより前記ブロワケースに直に固定され、前記複数のネジは前記モータ中心から略円周上に配置され、前記ブロワケースの前記複数のネジ固定部に囲まれた部分は、前記モータ中心部から円周方向に延在した円環状のリブと径方向に延在した放射状のリブにより構成され、前記リブは前記モータ低部に圧接し、前記リブのバネ性により前記モータと前記ブロワケースとの共振を抑えることを特徴としたブロワユニット。
【請求項２】
前記ブロワケースは、ブロワ上ケースとブロワ下ケースとにより構成され、前記リブは前記ブロワ下ケースに形成されたことを特徴とした請求項１に記載のブロワユニット。
【請求項３】
前記モータケースは金属製で、前記ブロワケースは樹脂である請求項１または請求項２に記載のブロワユニット。
【請求項４】
前記モータがインナーロータ型のブラシレスモータである請求項１〜３のいずれか１項に記載のブロワユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータとファンとを一体化してケースに収納したブロワユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用ブロワユニットなどに使用されるモータでは、ステータとロータ間の磁力を適宜切り替えることによりロータを回転させる。この磁力の切り替えの際に、モータの回転方向に磁気振動が発生し、この磁気振動に起因して電磁騒音が発生する。モータの電磁騒音の周波数は磁力の交番周波数、すなわちモータに印加される交流電圧の周波数で決まる。モータに電磁騒音が発生すると、モータとモータを収納するブロワケースの共振によって電磁騒音が増幅され、図８に示すような特定周波数ｆｍに大きなピークを持つ騒音となる場合がある。図８において、共振時の電磁騒音のレベルが暗騒音のレベルを超えると電磁騒音が大きな問題になる。
【０００３】
そこで、ステータ部を防振ゴムを介して外箱に取り付けて、振動が防振ゴムにより外箱に伝達するのを防止して、電磁騒音（共振音）を低減する構成が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９９４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案されている構成では、防振ゴムなどの防音のための追加部材が必要となりブロワユニットの小型化、低コスト化を阻害する要因となっていた。
【０００６】
本発明は以上の課題を解決するものであり、防音のための追加部材を必要とせず、簡単な構成で電磁騒音を低減できるブロワユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明のブロワユニットは、多数の羽根が固定されたファンと、ファンがモータシャフトに取り付けられ、モータケースに収納されたモータと、ファンとモータを内蔵し空気通路を形成するとともに外形を形成するブロワケースと、により構成されるブロワユニットにおいて、モータシャフトの反出力側であるモータ底部において、モータケースが複数のネジによりブロワケースに直に固定され、複数のネジはモータ中心から略円周上に配置され、ブロワケースの複数のネジ固定部に囲まれた部分は、モータ中心部から円周方向に延在した円環状のリブと径方向に延在した放射状のリブにより構成され、リブはモータ低部に圧接し、リブのバネ性によりモータとブロワケースとの共振を抑えることを特徴とする。
【０００８】
このような構成により、モータ底部においてブロワケースに設けられたバネ性のリブにより、モータは電磁振動方向に押さえられブロワケースとモータとの共振が抑制される。このため、防音のための追加部材を必要とせず、簡単な構成でブロワユニットの電磁騒音を低減できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、防音のための追加部材を必要とせず、簡単な構成で電磁騒音を低減できるブロワユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態におけるブロワユニットの斜視図
【図２】同ブロワユニットのＡ方向から見たＸ−Ｚ面の断面図
【図３】同ブロワ夕ニットのＢ方向から見たＸ−Ｙ面の断面図
【図４】同ブロワユニットのブロワケースの斜視図
【図５】同ブロワユニトのブロワケースの底面図
【図６】同ブロワユニットのモータ底部の２次元振動特性図
【図７】同ブロワユニットの騒音測定結果を示す図
【図８】モータの電磁騒音を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例にのみその効果を限定されるものではない。
【００１２】
（実施の形態）
本実施の形態におけるブロワユニット１の構成を図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態におけるブロワユニットの斜視図、図２は同ブロワユニットのＡ方向から見たＸ−Ｚ面の断面図、図３は同ブロワユニットのＢ方向から見たＸ−Ｙ面の断面図である。なお、本実施の形態では、バッテリを冷却するための車載用ブロワユニットを例に説明する。
【００１３】
ブロワユニット１は、樹脂で形成されたブロワケース２とブロワケース２内に収納されたモータ７とファン３とを有している。ブロワケース２は、ブロワ上ケース２ａとブロワ下ケース２ｂとがフック８により結合されて構成されている。モータ７のモータシャフト２２の出力側には、多数の羽根１４が固定された送風用のファン３が連結されている。ブロワケース２は、ファン３の外周に空気通路１０を形成するとともにブロワユニット１の外形を形成している。モータシャフト２２の反出力側であるモータ底部において、モータケース１５（ケース蓋１５ｂ）が３本のネジ６によりブロワ下ケース２ｂに直に固定されている。ブロワ下ケース２ｂのモータ底部側にはバネ性を有する複数のリブ３０がモータ７に圧接して形成されており、モータ７はこのリブ３０により上方向（Ｙ方向）に付勢されている。また、ブロワ下ケース２ｂにはブロワユニット１を取付台（図示せず）に取り付けるための固定取付足５が設けられている。
【００１４】
ブロワユニット１は、モータシャフト２２の方向の上方（Ｙ軸方向）に開口した吸気口９（図３）を備えている。また、ブロワユニット１は、モータシャフト２２と直交する方向（Ｘ軸方向）に開口した噴出口４を備えている。モータ７が回転するとモータシャフト２２を介してファン３が回転し、吸気口９から外気を吸い込み、吸い込まれた外気は空気通路１０を経由して噴出口４から噴出され、バッテリを冷却する。
【００１５】
次に、図３を参照してブロワユニット１内部の構造を詳細に説明する。本実施の形態では、ロータがステータの内周側に回転自在に配置されたインナーロータ型のブラシレスモータの例を挙げて説明する。
【００１６】
図３に示すように、モータ７は、ステータ１１、ロータ１２、回路基板１３、モータケース１５を備えている。モータケース１５は、金属で形成され、モータ底部側に開口部を有するケース本体１５ａと、この開口部を塞ぐケース蓋１５ｂとから構成されている。モータケース１５内に、ステータ１１と、ロータ１２と、回路基板１３とが収納されている。なお、本実施の形態では、ケース蓋１５ｂが配置される側を底部側、その反対側を上側または頭部側として説明する。
【００１７】
ステータ１１の内周側には、空隙を介してロータ１２が挿入されている。ロータ１２は、ロータフレーム１９の外周に円筒形状の永久磁石２０を保持し、軸受２１で支持されたモータシャフト２２を中心に回転自在に配置される。軸受２１は、ケース本体１５ａに固定されている。また、モータシャフト２２の一方の端部は、ケース蓋１５ｂの中央部に配置されたスラスト板２３で回転自在に支承される。そして、モータシャフト２２は、軸受２１およびケース本体１５ａの天面部を貫通して、モータシャフト２２の他方の端部が、出力軸として頭部側に突出しており、モータシャフト２２にはファン３が取り付けられている。また、モータシャフト２２にはロータフレーム１９が固着されている。そして、ロータフレーム１９の外周側に固着された永久磁石２０が、ステータコア１７の突極の先端面と対向するように配置されている。永久磁石２０は、Ｓ極とＮ極とが交互に配置されるように、周方向に等間隔で着磁されている。
【００１８】
さらに、モータケース１５に内蔵された回路基板１３には、モータ７の制御や巻線１８を通電駆動するための駆動制御回路が搭載されている。
【００１９】
以上のように構成されたモータ７に対して、外部から電源電圧や制御信号を供給することにより、回路基板１３の制御回路や駆動回路によって巻線１８に駆動電流が流れ、ステータコア１７から所定の周波数の交番磁界が発生する。そして、ステータコア１７からの交番磁界と永久磁石２０からの磁界とにより、それら磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じ、これらの力によってモータシャフト２２を中心にロータ１２が回転する。このロータ１２の回転に連動してモータシャフト２２に連結されたファン３が回転する。この際、交番磁界の交番周波数に対応した電磁振動が発生する。そして、このモータの電磁騒振動がモータケース１５やブロワケース２の構造系の固有振動と共振して増幅され、大きな電磁騒音となる場合がある。この電磁騒音の大きさはモータケース１５やブロワケース２の材質、構造あるいはモータケース１５とブロワケース２との取り付け構造などに影響される。
【００２０】
ファン３には、その外周に沿って多数の羽根１４が形成されている。ケース本体１５ａおよびケース蓋１５ｂはその外周近傍でブロワ下ケース２ｂとネジ６により固定されている。このように構成されたブロワユニット１のファン３の外周には空気通路１０が形成されており、吸気口９から吸い込まれた外部の空気はこの空気通路１０を経由して噴出口４から噴出される。
【００２１】
次に、図４および図５を参照してブロワケース２の詳細な構成について説明する。
図４は本発明の実施の形態におけるブロワユニットのブロワケースの斜視図、図５は同ブロワケースの底面図である。
【００２２】
図４、図５に示すように、ブロワ下ケース２ｂの底部側にはリブ３０が形成されている。リブ３０は円環状のリブ３０ａ、３０ｋと複数の放射状のリブ３０ｂ〜３０ｊから構成されている。リブ３０ａは、モータ７中心部から周方向に延在して円環状に形成されている。リブ３０ｋは、周方向に延在し、リブ３０ａの外側に同心円環状に形成されている。また、リブ３０ｂ〜３０ｊは、円環状のリブ３０ａとリブ３０ｋを連結するように径方向に延在して放射状に略等間隔で形成されている。リブ３０ａの内周により囲まれる領域３２、リブ３０ａとリブ３０ｋとリブ３０ｂ〜３０ｊにより囲まれる領域３３は空洞となっており、これによりリブ３０はバネ性を有している。リブ３０は、３箇所のネジ固定部３１ａ〜３１ｃに囲まれて形成されている。これらのリブ３０ａ〜３０ｋは、モータ７の底部に圧接し、リブ３０ａ〜３０ｋのバネ性によりモータ７とブロワケース２の共振を抑えている。なお、リブ３０の形状やネジ固定部３１の数などは本実施の形態に限定されるものではなく、バネ性を備えてモータ７とブロワケース２との共振を抑えるものであればよい。
【００２３】
次に、バネ性のリブ３０をブロワ下ケース２ｂの底部側に設けた効果を、従来のブロワ下ケースと比較して説明する。ステータ１１の巻線１８に所定の周波数で極性が交番する交流電流が流れると、前述したようにステータコア１７に交番磁界が発生する。この交番磁界がロータ１２の永久磁石２０からの磁界と作用してロータ１２が回転し、交番磁界の周波数に対応した電磁振動が発生する。この電磁振動がモータケース１５、ブロワケース２などの構造系の固有振動と共振して電磁騒音が発生する。
【００２４】
図６は、モータ７の底部の２次元振動特性図である。図６では、高さ方向すなわちモータシャフト２２の方向（Ｙ方向）の４．８７２ＫＨｚの振動の変形量（μｍ）を等高線として示している。図６に示すように、モータ７は、モータ７の底部中心を通る軸Ａ（Ｘ軸方向）を中心に左側と右側で交互に反対方向の上下振動（Ｙ軸方向振動）が発生する２次元振動モードを有する。すなわち、図６に示すような２次元振動モードでは、モータ７の左側がＴ方向（頭部方向）へ移動している時には、モータ７の右側はＢ方向（底部方向）へ移動し、逆に左側がＢ方向へ移動している時には、右側はＴ方向へ移動するように振動する。
【００２５】
図７は、本実施の形態のブロワユニットの電磁騒音の周波数特性を示す図である。図７において、横軸は周波数（ＫＨｚ）、縦軸は音圧レベル（ｄＢ）を示す。上段の特性グラフは従来のブロワ下ケースを使用した場合、下段の特性グラフは本実施の形態のブロワ下ケース２ｂを使用した場合をそれぞれ示す。また、左側の特性グラフは風量が５２ｍ3／ｈ、静圧が３４．２Ｐａの場合（ケースＡ）、右側の特性グラフは風量が６０ｍ3／ｈ、静圧が４５．６Ｐａの場合（ケースＢ）である。また、各特性グラフ中の数値は上段が平均音圧レベル、下段がピーク周波数とそのときの音圧レベルである。ここで、従来のブロワ下ケースとは、本実施の形態のブロワ下ケース２ｂと形状は同じで、その底部にリブ３０を有していないものである。
【００２６】
図７に示すように、ケースＡの場合には、従来のブロワ下ケースを使用した場合、電磁騒音のピーク周波数が４．８４ＫＨｚに存在し、騒音レベルは３．７８ｄＢである。一方、本実施の形態のブロワ下ケース２ｂを使用した場合、電磁騒音のピーク周波数は４．９５ＫＨｚで、騒音レベルは−１．０７ｄＢとなる。すなわち、本実施の形態のブロワ下ケース２ｂを使用した場合、従来のブロワ下ケースを使用した場合と比較して、ピーク周波数における騒音レベルは４．８５ｄｂだけ改善される。
【００２７】
同様に、ケースＢの場合には、従来のブロワ下ケースを使用した場合、電磁騒音のピーク周波数が４．８５ＫＨｚに存在し、騒音レベルは３．７４ｄＢである。一方、本実施の形態のブロワ下ケース２ｂを使用した場合、電磁騒音のピーク周波数は４．９５ＫＨｚで、騒音レベルは−２．８７ｄＢとなる。すなわち、本実施の形態のブロワ下ケース２ｂを使用した場合、従来のブロワ下ケースを使用した場合と比較して、ピーク周波数における騒音レベルは６．６１ｄＢだけ改善される。
【００２８】
これは、図６に示した２次元振動モードに対して本実施の形態のブロワ下ケース２ｂでは、その底部側に形成されたバネ性のリブ３０により、モータ７の底部左右両側のうちＢ方向に振動する一方の側が常に頭部方向（Ｙ方向）に押さえられる。これにより、モータ７の電磁振動による変形量が低減され、モータ７とブロワケース２との共振が抑えられる。その結果、電磁振動に起因する電磁騒音が低減される。また、リブ３０による電磁騒音の改善度合はブロワケース２の材料やリブ３０の形状により変化する。
【００２９】
以上説明したように、本発明のブロワユニットによれば、ブロワケースの底部側に設けられたバネ性のリブがモータ底部に圧接することにより、モータ底部が電磁振動方向に押さえられブロワケースとモータとの共振が抑制される。このため、防音のための追加部材を必要とせず、簡単な構成でブロワユニットの電磁騒音を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、上記した車載用冷却ブロワ以外、モータの振動と構造系が共振する機器において、特定周波数にピークを有する騒音を抑制する場合に広く使用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１    ブロワユニット
２    ブロワケース
２ａ    ブロワ上ケース
２ｂ    ブロワ下ケース
３    ファン
４    噴出口
５    固定取付足
６，６ａ〜６ｃ    ネジ
７    モータ
８    フック
９    吸気口
１０    空気通路
１１    ステータ
１２    ロータ
１３    回路基板
１４    羽根
１５    モータケース
１５ａ    ケース本体
１５ｂ    ケース蓋
１７    ステータコア
１８    巻線
１９    ロータフレーム
２０    永久磁石
２１    軸受
２２    モータシャフト
２３    スラスト板
３０，３０ａ〜３０ｋ    リブ
３１，３１ａ〜３１ｃ    ネジ固定部
３２，３３    領域
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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