(57)【要約】【課題】低コストのモータ及びこのモータを有するファンを提供する。【解決手段】ファン及びそのモータを提供する。モータはモータ駆動装置を含む。モータ駆動装置はプリント回路板を含む。プリント回路板に、制御管理ユニット及び電圧変換器が配置される。制御管理ユニットは、ＥＣＵによって供給される目標回転速度信号を、各々が特定の出力デューティ比に対応する複数の回転速度範囲に分類する。制御管理ユニットは、ＥＣＵから送信される目標回転速度信号を実時間で受信し、電圧調整信号を出力し、電圧調整信号は、ＥＣＵから送信される目標回転速度信号が含まれる回転速度範囲の１つに対応するデューティ比を有するパルス幅変調信号である。電圧変換器は、電源とモータとの間に接続され、制御管理ユニットから出力される特定のデューティ比を有する電圧調整信号に応じて、モータに出力される電圧を調整して、モータの回転速度を調整するように構成される。【選択図】図１
2018019588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
前記ステータに対して回転可能なロータと、
モータ駆動装置と、
を備えるモータであって、
前記ロータは、回転軸と、前記回転軸に固定される鉄心と、前記鉄心に配置される巻線とを備え、
前記モータ駆動装置は、前記巻線と電源との間に接続され、
前記モータ駆動装置は、プリント回路板を備え、
前記プリント回路板に、制御管理ユニット及び電圧変換器が配置され、
前記制御管理ユニットは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって供給される目標回転速度信号を、各々が特定の出力デューティ比に対応する複数の回転速度範囲に分類するように構成され、前記制御管理ユニットは、前記ＥＣＵから送信される目標回転速度信号を実時間で受信し、電圧調整信号を出力するように構成され、前記電圧調整信号は、前記ＥＣＵから送信される前記目標回転速度信号が含まれる前記回転速度範囲に対応するデューティ比を有するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号であり、
前記電圧変換器は、前記電源と前記巻線との間に接続され、前記制御管理ユニットから出力される前記特定のデューティ比を有する前記電圧調整信号に応じて、前記巻線に出力される電圧を調整して、前記モータの回転速度を調整するように構成される、
ことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記制御管理ユニットは、前記ＥＣＵによって供給される前記目標回転速度信号を、失速範囲、低速範囲、中速範囲及び最高速範囲の４つの回転速度範囲に分類するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記目標回転速度信号は、前記目標回転速度信号のデューティ比が、１０％未満の比の値Ｘ１よりも小さい場合、前記失速範囲内であり、
前記目標回転速度信号は、前記目標回転速度信号の前記デューティ比が、前記比の値Ｘ１以上であり且つ比の値Ｘ２よりも小さい場合、前記低速範囲内であり、前記比の値Ｘ２は、前記比の値Ｘ１よりも大きく且つ５０％以下であり、
前記目標回転速度信号は、前記目標回転速度信号の前記デューティ比が、前記比の値Ｘ２以上であり且つ比の値Ｘ３よりも小さい場合、前記中速範囲内であり、前記比の値Ｘ３は、前記比の値Ｘ２よりも大きく且つ９０％以下であり、
前記目標回転速度信号は、前記目標回転速度信号の前記デューティ比が、前記比の値Ｘ３以上且つ１００％未満の場合、前記最高速範囲内である、
ことを特徴とする、請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記失速範囲に対応する前記電圧調整信号のデューティ比は、０に等しく、
前記低速範囲に対応する前記電圧調整信号のデューティ比は、比の値Ｙ１に等しく、前記比の値Ｙ１は、２０％以上且つ５０％以下であり、
前記中速範囲に対応する前記電圧調整信号のデューティ比は、比の値Ｙ２に等しく、前記比の値Ｙ２は、５０％以上且つ８０％以下であり、
前記最高速範囲に対応する前記電圧調整信号のデューティ比は、１００％に等しい、
ことを特徴とする、請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記制御管理ユニットは、前記ＥＣＵによって供給される前記目標回転速度信号を、失速範囲、低速範囲及び最高速範囲の３つの回転速度範囲に分類するように構成され、前記低速範囲に対応する前記電圧調整信号のデューティ比は、２０％〜８０％の範囲であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項６】
前記ステータは、円筒状のケースと、前記円筒状のケースの内壁に配置される複数の永久磁石と、エンドキャップとを備え、
前記円筒状のケースの軸方向の一端に、開口部が形成され、前記エンドキャップは、前記円筒状のケースの軸方向の前記開口部に固定され、
前記モータは、更に、前記エンドキャップに配置されるブラシアセンブリを備え、前記ブラシアセンブリは、ブラシホルダと、前記ブラシホルダに配置される２つのブラシとを備え、
前記巻線と電気的に接続される整流子が、前記ロータに配置され、前記ブラシは、前記整流子と摺動接触しており、
前記モータ駆動装置の前記プリント回路板は、前記ブラシホルダに配置される、
ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項７】
前記ブラシホルダは、中心に貫通穴を有する環形状であり、
前記ロータの前記整流子は、前記ブラシホルダの中心の前記貫通穴を貫通し、
前記２つのブラシは、前記ブラシホルダに、周方向に間隔を置いて配置され、
前記ブラシホルダに、取付溝が形成され、前記モータ駆動装置の前記プリント回路板は、前記取付溝に収容される、
ことを特徴とする、請求項６に記載のモータ。
【請求項８】
熱を放散するための円弧形状の穴が、前記取付溝の底壁に配置され、前記円弧形状の穴と連通する熱放散穴が、前記エンドキャップに形成されることを特徴とする、請求項７に記載のモータ。
【請求項９】
前記モータ駆動装置を前記電源及び前記ＥＣＵと接続するためのコネクタが、前記ブラシホルダの一端に一体化され、
前記コネクタは、ベースと、前記ベース上に覆い被せられる遮蔽ハウジングとを備え、
３つのスロットが、前記ベースに形成され、３つの入力端子の各々の一端が、前記ベースの前記スロットの１つに収容され、ワイヤと接続され、前記ワイヤは、前記ベースの一端から延出し、
前記３つの入力端子の各々の他端は、前記ベースの他端から延出し、前記プリント回路板に固定される、
ことを特徴とする、請求項６に記載のモータ。
【請求項１０】
２つの出力端子が、前記プリント回路板に配置され、前記電圧変換器は、前記２つの出力端子によって、電圧を前記巻線に出力するように構成されることを特徴とする、請求項９に記載のモータ。
【請求項１１】
前記ステータは、円筒状のケースを備え、前記円筒状のケースの軸方向の一端に、開口部が形成され、エンドキャップが、前記円筒状のケースの軸方向の前記開口部に固定され、
ブラシホルダが、前記エンドキャップの第１の収容空間に配置され、
前記モータ駆動装置の前記プリント回路板は、前記エンドキャップの第２の収容空間に配置される、
ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項１２】
前記第１の収容空間は、前記エンドキャップの内側に位置し、前記第２の収容空間は、前記エンドキャップの外側に位置することを特徴とする、請求項１１に記載のモータ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のモータと、
前記モータによって駆動されるインペラと、
を備えることを特徴とするファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]
本開示は、冷却装置に関し、特に、車両の冷却システムに適用されるファン及びこのファンのためのモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]
ファン装置は、冷却装置内に広く適用され、車両のエンジンなどの発熱部品の熱を放散するために用いられる。既存のエンジン冷却システムに用いられるエンジン冷却ファンは、抵抗を調整することによって、ファンの回転速度を制御する。ファンの回転速度を制御するためのモータ駆動装置では、リレーを用いて、抵抗の抵抗値を調整し、複数のワイヤハーネスを用いて、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）とリレーとの間で制御信号を送出し、その結果、ファンのコストの増加を招く。
【０００３】
[0003]
別の既存の方法では、ファンの回転速度は、パルス幅変調（ＰＷＭ）調整器によって調整される。ＰＷＭ調整器は、車両のＥＣＵに接続されて、ＥＣＵの指示に応じて、実時間で、デューティ比を変化させて、ファンのモータに出力される電圧が調整され、更に、ファンの回転速度が継続的に調整されるようになっている。しかしながら、電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）が、高周波数で切り換えられて、ファンの回転速度を継続的に調整することにより、電力消費が高くなり、ファンのコストが著しく増加する。というのは、電力消費により発生する熱を放散するために、大型のラジエータを設置する必要があり、高価なマイクロプロセッサが、ファンの動作に関する診断フィードバック情報を処理する必要があるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]
このことに鑑みて、低コストのモータ及びこのモータを有するファンを提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]
本開示の一実施形態によるモータを提供するものであり、このモータは、ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータと、モータ駆動装置とを含む。前記ロータは、回転軸と、前記回転軸に固定される鉄心と、前記鉄心に配置される巻線とを含む。前記モータ駆動装置は、前記巻線と電源との間に接続され、前記モータ駆動装置は、プリント回路板を含む。前記プリント回路板に、制御管理ユニット及び電圧変換器が配置される。前記制御管理ユニットは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって供給される目標回転速度信号を、各々が特定の出力デューティ比に対応する複数の回転速度範囲に分類するように構成され、前記制御管理ユニットは、前記ＥＣＵから送信される目標回転速度信号を実時間で受信し、電圧調整信号を出力するように構成され、前記電圧調整信号は、前記ＥＣＵから送信される前記目標回転速度信号が含まれる前記回転速度範囲に対応するデューティ比を有するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号である。前記電圧変換器は、前記電源と前記巻線との間に接続され、前記制御管理ユニットから出力される前記特定のデューティ比を有する前記電圧調整信号に応じて、前記巻線に出力される電圧を調整して、前記モータの回転速度を調整するように構成される。
【０００６】
[0006]
好ましい実施形態として、前記制御管理ユニットは、前記ＥＣＵによって供給される前記目標回転速度信号を、失速範囲、低速範囲、中速範囲及び最高速範囲の４つの回転速度範囲に分類するように構成される。
【０００７】
[0007]
好ましい実施形態として、前記目標回転速度信号は、前記目標回転速度信号のデューティ比が、１０％未満の比の値Ｘ１よりも小さい場合、前記失速範囲内であり、前記目標回転速度信号は、前記目標回転速度信号の前記デューティ比が、前記比の値Ｘ１以上であり且つ比の値Ｘ２よりも小さい場合、前記低速範囲内であり、前記比の値Ｘ２は、前記比の値Ｘ１よりも大きく且つ５０％以下であり、前記目標回転速度信号は、前記目標回転速度信号の前記デューティ比が、前記比の値Ｘ２以上であり且つ比の値Ｘ３よりも小さい場合、前記中速範囲内であり、前記比の値Ｘ３は、前記比の値Ｘ２よりも大きく且つ９０％以下であり、前記目標回転速度信号は、前記目標回転速度信号の前記デューティ比が、前記比の値Ｘ３以上且つ１００％未満の場合、前記最高速範囲内である。
【０００８】
[0008]
好ましい実施形態として、Ｘ１は、５％以下である。
【０００９】
[0009]
好ましい実施形態として、Ｘ２は、４０％以下である。
【００１０】
[0010]
好ましい実施形態として、Ｘ３は、８０％以下である。
【００１１】
[0011]
好ましい実施形態として、前記失速範囲に対応する前記電圧調整信号のデューティ比は、０に等しく、前記低速範囲に対応する前記電圧調整信号のデューティ比は、比の値Ｙ１に等しく、前記比の値Ｙ１は、２０％以上且つ５０％以下であり、前記中速範囲に対応する前記電圧調整信号のデューティ比は、比の値Ｙ２に等しく、前記比の値Ｙ２は、５０％以上且つ８０％以下であり、前記最高速範囲に対応する前記電圧調整信号のデューティ比は、１００％に等しい。
【００１２】
[0012]
好ましい実施形態として、前記制御管理ユニットは、前記ＥＣＵによって供給される前記目標回転速度信号を、失速範囲、低速範囲及び最高速範囲の３つの回転速度範囲に分類するように構成され、前記低速範囲に対応する前記電圧調整信号のデューティ比は、２０％〜８０％の範囲である。
【００１３】
[0013]
好ましい実施形態として、前記制御管理ユニットは、前記ＥＣＵから送信される前記目標回転速度信号が属する前記回転速度範囲を判定し、前記回転速度範囲に対応する前記デューティ比に基づいて、目標電圧をアナログ形式で出力するように構成される命令管理部と、三角波を発生させるための三角波発振器が配置されるＰＷＭ発生部であって、前記目標電圧が、前記三角波と比較されて、前記パルス幅変調信号を出力する、ＰＷＭ発生部とを含む。
【００１４】
[0014]
好ましい実施形態として、前記電圧変換器は、前記電源の正極と接地との間に直列に接続されるダイオード及びＭＯＳトランジスタを備え、前記ダイオードのカソードは、前記電源の前記正極に接続され、前記ダイオードのアノードは、前記ＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、前記ＭＯＳトランジスタのソースは、接地され、前記ＭＯＳトランジスタのゲートは、前記制御管理ユニットから出力される前記電圧調整信号を受信し、前記ダイオードの前記アノード及び前記カソードは、前記モータに接続されるように構成される。
【００１５】
[0015]
好ましい実施形態として、前記ステータは、円筒状のケースと、前記円筒状のケースの内壁に配置される複数の永久磁石と、エンドキャップとを含み、前記円筒状のケースの軸方向の一端に、開口部が形成され、前記エンドキャップは、前記円筒状のケースの軸方向の前記開口部に固定される。前記モータは、更に、前記エンドキャップに配置されるブラシアセンブリを含み、前記ブラシアセンブリは、ブラシホルダと、前記ブラシホルダに配置される２つのブラシとを含む。前記巻線と電気的に接続される整流子が、前記ロータに配置され、前記ブラシは、前記整流子と摺動接触しており、前記モータ駆動装置の前記プリント回路板は、前記ブラシホルダに配置される。
【００１６】
[0016]
好ましい実施形態として、前記ブラシホルダは、中心に貫通穴を有する環形状であり、前記ロータの前記整流子は、前記ブラシホルダの中心の前記貫通穴を貫通する。前記２つのブラシは、前記ブラシホルダに、周方向に間隔を置いて配置され、前記ブラシホルダに、取付溝が配置され、前記モータ駆動装置の前記プリント回路板は、前記取付溝に収容される。
【００１７】
[0017]
好ましい実施形態として、熱を放散するための円弧形状の穴が、前記取付溝の底壁に配置され、前記円弧形状の穴と連通する熱放散穴が、前記エンドキャップの前記円弧形状の穴に対応する位置に配置される。
【００１８】
[0018]
好ましい実施形態として、前記電圧変換器と接続されるフィルタ処理部が、前記プリント回路板に配置され、前記フィルタ処理部は、インダクタ、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを含み、前記インダクタは、前記電源と前記電圧変換器との間に接続され、前記電源と接続される前記インダクタの一端は、前記第１のコンデンサを介して接地され、前記電圧変換器に接続される前記インダクタの一端は、前記第２のコンデンサを介して接地され、前記インダクタ、前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサは、前記プリント回路板の前記円弧形状の穴に正対する位置に位置する。
【００１９】
[0019]
好ましい実施形態として、前記モータは、更に、ラジエータを含み、前記ラジエータは、前記モータの前記エンドキャップの外側に取り付けられ、前記モータの前記エンドキャップの外面に密接に取り付けられる。
【００２０】
[0020]
好ましい実施形態として、前記ラジエータは、環状の扇形の基板と、前記基板の外縁から垂直に延在する側壁とを含む。突起部が、前記基板の前記熱放散穴及び前記円弧形状の穴に対応する位置に配置され、前記突起部は、前記熱放散穴及び前記円弧形状の穴内に延在して、前記プリント回路板に接近する。
【００２１】
[0021]
好ましい実施形態として、前記モータ駆動装置を前記電源及び前記ＥＣＵと接続するためのコネクタが、前記ブラシホルダの一端に一体化され、前記コネクタは、ベースと、前記ベース上に覆い被せられる遮蔽ハウジングとを含む。３つのスロットが、前記ベースに形成され、３つの入力端子の各々の一端が、前記ベースの前記スロットの１つに収容され、ワイヤと接続され、前記ワイヤは、前記ベースの一端から延出する。前記３つの入力端子の各々の他端は、前記ベースの他端から延在し、前記プリント回路板に固定される。
【００２２】
[0022]
好ましい実施形態として、２つの出力端子が、前記プリント回路板に配置され、前記電圧変換器は、前記２つの出力端子によって、電圧を前記巻線に出力するように構成される。
【００２３】
[0023]
好ましい実施形態として、前記ステータは、円筒状のケースを含み、前記円筒状のケースの軸方向の一端に、開口部が形成され、エンドキャップが、前記円筒状のケースの軸方向の前記開口部に固定され、ブラシホルダが、前記エンドキャップの第１の収容空間に配置され、前記モータ駆動装置の前記プリント回路板は、前記エンドキャップの第２の収容空間に配置される。
【００２４】
[0024]
好ましい実施形態として、前記第１の収容空間は、前記エンドキャップの内側に位置し、前記第２の収容空間は、前記エンドキャップの外側に位置する。
【００２５】
[0025]
好ましい実施形態として、前記モータ駆動装置は、コネクタを含み、前記コネクタは、前記エンドキャップが前記ケースに連結される連結位置に配置され、前記エンドキャップが前記ケースに連結される前記連結位置に保持される保持部と、前記保持部の一端から延在する取付部とを含む。前記電源及び前記ＥＣＵを接続するための３つの入力端子及び前記巻線に供給される電圧を出力するための２つの出力端子が、前記取付部に配置される。
【００２６】
[0026]
好ましい実施形態として、前記入力端子の各々の一端は、ワイヤと接続され、前記入力端子の各々の他端は、前記取付部の外側に延び出て、前記エンドキャップに向かって延在する。
【００２７】
[0027]
好ましい実施形態として、２つの端子溝が、前記取付部に配置され、前記出力端子の各々は、Ｕ字形状であり、２つの垂直アームと、水平部とを含み、前記水平部は、前記取付部に配置され、前記出力端子の一方の垂直アームは、前記取付部の外側に延び出て、前記エンドキャップに向かって延在し、前記出力端子の他方の垂直アームの２つの側壁は、互いに逆向きに屈曲して、リング形状部を形成し、前記リング形状部に対応する前記端子溝に挿入される。
【００２８】
[0028]
好ましい実施形態として、前記ブラシホルダに、ブラシ及び金属シートが配置され、前記金属シートは、前記ブラシを前記出力端子に接続するように構成され、前記金属シートは、前記端子溝に挿入され、前記出力端子の他方の垂直アームに電気的に接続される。
【００２９】
[0029]
好ましい実施形態として、凹部が、前記エンドキャップの外側で凹んで、前記モータ駆動装置の前記プリント回路板を収容する。
【００３０】
[0030]
好ましい実施形態として、前記凹部の底壁に、貫通スロットが配置され、前記コネクタの前記入力端子の他端及び前記出力端子の一方の垂直アームは、前記貫通スロットを貫通して、前記プリント回路板上に挿入する。
【００３１】
[0031]
好ましい実施形態として、前記モータは、更に、前記プリント回路板を前記エンドキャップ上に固定するための封止カバーを含む。
【００３２】
[0032]
本開示の実施形態によるファンを提供するものであり、このファンは、上記のいずれかのモータと、前記モータによって駆動されるインペラとを含む。
【００３３】
[0033]
本開示の実施形態によるファン及びモータでは、ＥＣＵによって出力される目標回転速度信号のデューティ比に基づいて、巻線に出力されるパルス幅変調信号のデューティ比に対して、区分制御が行われるので、電圧変換器では、ファンの速度を調整するのに必要なＭＯＳトランジスタは１つだけであり、ＥＣＵでは、ＥＣＵをモータ駆動装置に接続するのに必要なワイヤハーネスは１つだけなので、本開示の実施形態によるモータは、簡単な構造を有し、高効率且つ低コストである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ファンがモータ駆動装置を含む、本開示の第１の実施形態によるファンの部分構造を示す概略図である。
【図２】図１に示すモータ駆動装置の分解図である。
【図３】モータ駆動装置の機能ブロック図である。
【図４】図３に示すモータ駆動装置の概略回路図である。
【図５】ＥＣＵから出力される目標回転速度信号のデューティ比に基づいた区分の特定のデューティ比を有する電圧調整信号の出力の関係図である。
【図６】従来のＰＷＭ方式でファンのモータの回転速度を調整する場合のＭＯＳトランジスタの電力消費と、本開示の実施形態によるファンのモータの回転速度を調整する場合のＭＯＳトランジスタの電力消費との比較図である。
【図７】本開示の第２の実施形態によるファンのモータを示す概略図である。
【図８】図７に示すモータの分解図である。
【図９】図８に示すモータの別の方向の分解図である。
【図１０】モータ駆動装置のプリント回路板が、ブラシホルダに取り付けられ、コネクタに接続されることを示す組立図である。
【図１１】本開示の第３の実施形態によるファンのモータを示す概略図である。
【図１２】図１１に示すモータの分解図である。
【図１３】図１１に示すモータの別の方向の分解図である。
【図１４】エンドキャップを取り外した後のモータ駆動装置のプリント回路板、コネクタ及びブラシホルダの概略組立図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
[0049]
上記の図面と併せて、本開示の実施形態を更に例示する。
【００３６】
[0050]
本開示の実施形態による技術的解決策は、以下、本開示の実施形態における図面と併せて、明確かつ完全に説明され、説明された実施形態は、実施形態の全てではなく一部にすぎないことが明らかである。本開示の実施形態に基づいて、当業者が創作的作業を行うことなく得る全ての他の実施形態は、本開示の保護範囲に属する。図面は、参照及び例示のために用いられるにすぎず、本開示を限定することを意図するものではないことを理解されたい。図面に示す大きさは、比例関係を限定するのではなく、説明を分かりやすくするために用いられるにすぎない。
【００３７】
[0051]
ある部品が、他の部品に「接続される」場合、ある部品は、直接又は中間部品を介して、他の部品に接続することができることに留意されたい。別段の定義がない限り、ここで使用する全ての技術用語及び科学用語は、本開示の当業者により一般に理解されるものと同じ意味を有する。ここで本開示の明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明するために用いられるにすぎず、本開示を限定することを意図するものではない。
【００３８】
[0052]
図１を参照すると、本開示の一実施形態によるファン１００は、熱を放散するか又は装置の換気を行うように構成される。車両のエンジンを、実施形態の装置の一例として、ファン１００は、ファンハウジング１０と、ファンハウジング１０に取り付けられるモータ２０（図３参照）と、モータ２０によって駆動されるインペラ８０と、ファンハウジング１０に取り付けられるモータ駆動装置３０とを含む。
【００３９】
[0053]
具体的には、ファンハウジング１０に、大面積の通気穴が配置され、通気穴の中心に向かって延在する複数のスポーク１２が配置される。スポーク１２の各々の一端に、ハブ部１４が固定され、ハブ部１４は、通気穴の中心に配置される。モータ２０は、ハブ部１４に取り付けられ、モータ２０は、インナーロータモータであり、インペラ８０は、モータのロータに固定される。モータ２０及びインペラ８０は、通気穴に収容される。
【００４０】
[0054]
図２及び図３を参照すると、凹部領域１５が、ファンハウジング１０の外縁に配置されて、モータ駆動装置３０を取り付ける。回路接続関係では、モータ駆動装置３０は、外部電源９０とモータ２０との間に直列に接続され、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）９５の目標回転速度信号ＣＯＭを受信し、ＥＣＵ９５の目標回転速度信号ＣＯＭに応じて、モータ２０に出力される電圧を変化させて、モータ２０の回転速度を変化させて、ファン１００の回転速度が、車両のモータの熱放散要件の変化に基づいて変化されるようになっている。好ましくは、電源９０は、車両のバッテリである。
【００４１】
[0055]
モータ駆動装置３０は、互いにバックルで取り付けられるケース３１及びラジエータ３６と、ケース３１に取り付けられるプリント回路板４１とを含む。好ましくは、ケース３１及びラジエータ３６の各々は、半ケース形状であり、ケース３１及びラジエータ３６は、複数のねじ３３によって、互いにバックルで取り付けられて、完全なエンクロージャを形成する。
【００４２】
[0056]
コネクタ３２が、ケース３１と一体に形成され、内側に取り付けられる３つの入力端子及び２つの出力端子を含み、これらは、入力端子３４ａ、入力端子３４ｂ、入力端子３４ｃ、出力端子３５ａ及び出力端子３５ｂである。好ましくは、３つの入力端子３４ａ〜３４ｃの位置及び機能は、従来のコネクタと同じである。例えば、入力端子３４ａは、外部電源９０の負極に接続され、入力端子３４ｂは、外部電源９０の正極に接続され、入力端子３４ｃは、ＥＣＵ９５に接続されて、ＥＣＵ９５から出力される目標回転速度信号ＣＯＭを受信する。入力端子３４ａ〜３４ｃの各々の一端は、外方に折り曲げられて、調整コネクタに接続する。入力端子３４ａ〜３４ｃの各々の他端は、プリント回路板４１上に挿入されて、電源９０によって供給される電圧及び目標回転速度信号ＣＯＭをプリント回路板４１に送る。出力端子３５ａ及び３５ｂの各々の一端は、プリント回路板４１上に挿入され、出力端子３５ａ及び３５ｂの各々の他端は、ワイヤ３８ａ及び３８ｂによって、モータ２０に接続される。出力端子３５ａ及び３５ｂは、それぞれ、モータの正極及び負極に接続される。封止材３９が、コネクタ３２の後部に配置されて、コネクタ３２を封止する。モータ駆動装置３０のエンクロージャは、防水及び防湿の機能を有する。本実施形態では、ワイヤ３８ａ及び３８ｂは、コネクタ３２から延びる。
【００４３】
[0057]
ＥＣＵ９５は、各種センサ（温度センサ、圧力センサ、回転センサ、フローセンサ、位置センサ等を含む）によって、エンジンの各部の動作状態に関する情報を収集する。ＥＣＵ９５は、この情報を受信し、解析して、車両の動作環境及びエンジンの動作状態を取得し、更に、ＥＣＵ９５は、プログラム動作に応じて、既知の動作状態において、どの実行素子を用いて、どの動作を実行するかを判定し、次に、指示を実行素子に送信して、実行素子に動作するように命令する。本実施形態では、ＥＣＵ９５は、目標回転速度信号ＣＯＭを、ファン１００のモータ駆動装置３０に送信して、車両の動作環境及びモータの動作状態に基づいて、車両のエンジンの熱を放散し、モータ駆動装置３０は、目標回転速度信号ＣＯＭを認識し、目標回転速度信号ＣＯＭに応じて、ファンの回転速度を制御する。
【００４４】
[0058]
図４を参照すると、モータ駆動装置３０は、ＥＣＵ９５によって供給される目標回転速度信号ＣＯＭを、複数の回転速度範囲に分類する。各回転速度範囲は、特定のデューティ比に対応する。モータ駆動装置３０は、受信した目標回転速度信号ＣＯＭに応じて、ＥＣＵ９５から送信される目標回転速度信号ＣＯＭが含まれる範囲に対応するデューティ比を有するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号である電圧調整信号を出力して、モータ２０の回転速度を調整し、この回転速度で作動するようにインペラ８０を駆動する。本実施形態では、ＥＣＵ９５から出力される目標回転速度信号ＣＯＭは、１０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲の低周波数を有するＰＷＭ（パルス幅変調）指示信号である。
【００４５】
[0059]
モータ駆動装置３０のプリント回路板４１に、制御管理ユニット３２０、電圧変換器３１０、フィルタ処理部３３０、電源３４０、ゲートドライバ３５０、電流センサ３６０、過電圧・不足電圧保護部３７０及び超過温度保護部３８０が配置される。
【００４６】
[0060]
フィルタ処理部３３０は、入力端子３４ｂと電圧変換器３１０との間に接続され、電圧変換器３１０の電圧のノイズをフィルタ処理して除去するように構成される。フィルタ処理部３３０は、インダクタＬと、コンデンサＣ１及びＣ２とを含む。インダクタＬは、入力端子３４ｂと電圧変換器３１０との間に接続され、コンデンサＣ１は、入力端子３４ｂと接地との間に接続され、コンデンサＣ２は、接地と、インダクタＬと電圧変換器３１０との間のノードとの間に接続される。プリント回路板４１上の配置では、インダクタＬやコンデンサＣ１及びＣ２などの発熱しやすい素子が、ラジエータ３６側のプリント回路板４１の１つの側に位置する（図２参照）。ラジエータ３６は、凹状空胴３７を有し、インダクタＬやコンデンサＣ１及びＣ２などの発熱しやすい素子を収容して、発熱しやすい素子の熱をより良く受け、放散する。ラジエータ３６に、ラジエータの本体の表面から突出する熱放散ポスト３８が形成されて、ラジエータ３６の熱放散面積を大きくする。好ましくは、凹状空胴３７の壁部３９も、ラジエータ３６の本体の表面から突出する。
【００４７】
[0061]
電源３４０は、端子３４ｂ及び端子３４ａを介して、電源９０に接続されて、電源９０によって供給される電圧を、モータ駆動装置３０の各素子で必要な電源電圧ＶＣＣ及び基準電圧Ｖｒｅｆに変換する。基準電圧Ｖｒｅｆは、安定化電圧であり、基準電圧として、過電圧・不足電圧保護部３７０などの回路に供給される。
【００４８】
[0062]
制御管理ユニット３２０は、ＥＣＵ９５から送信される目標回転速度信号ＣＯＭを受信し、ＥＣＵ９５によって供給される目標回転速度信号ＣＯＭを複数の回転速度範囲に分類するように構成される。各回転速度範囲は、特定のデューティ比に対応する。制御管理ユニット３２０は、ＥＣＵ９５から送信される目標回転速度信号ＣＯＭを実時間で受信し、受信した目標回転速度信号ＣＯＭに応じて、受信した目標回転速度信号ＣＯＭに対応するデューティ比を有するＰＷＭ（パルス幅変調）信号である電圧調整信号Ｖｐｗｍを、電圧変換器３１０に出力する。電圧変換器３１０は、電圧調整信号Ｖｐｗｍに応じて、電源９０によって供給される電圧を変調し、変調した電圧をモータ２０に入力して、モータ２０の動作を制御する。
【００４９】
[0063]
制御管理ユニット３２０は、命令管理部３２２、速度管理部３２４、ＰＷＭ発生部３２６、及びロックロータ管理部３２７及び保護管理部３２８を含む。
【００５０】
[0064]
命令管理部３２２は、ＥＣＵ９５から出力されるファンの回転速度を調整するための目標回転速度信号ＣＯＭを受信し、目標回転速度信号ＣＯＭが属する回転速度範囲に対応するデューティ比に基づいて、目標電圧Ｖｃｍｄをアナログ形式で出力するように構成される。
【００５１】
[0065]
本実施形態では、ＥＣＵ９５によって供給される目標回転速度信号ＣＯＭは、４つの回転速度範囲に分類され、各回転速度範囲は、モータ２０の回転速度の特定のデューティ比に対応する。
【００５２】
[0066]
図５を参照すると、目標回転速度信号ＣＯＭは、目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が、Ｘ１未満の場合、失速範囲内であり、目標回転速度信号ＣＯＭは、目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が、Ｘ１以上且つＸ２未満の場合、低速範囲内であり、目標回転速度信号ＣＯＭは、目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が、Ｘ２以上且つＸ３未満の場合、中速範囲内であり、目標回転速度信号ＣＯＭは、目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が、Ｘ３以上且つ１００％未満の場合、最高速範囲内であり、ここで、０＜Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３＜１００％である。失速範囲に対応する電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比は、０に等しく、低速範囲に対応する電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比は、Ｙ１に等しく、中速範囲に対応する電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比は、Ｙ２に等しく、最高速範囲に対応する電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比は、１００％に等しく、ここで、１＜Ｙ１＜Ｙ２＜Ｙ３＜１００％である。範囲の終点Ｘ１、Ｘ２及びＸ３の値は、モータの異なる用途や設計に応じて調整することができる。例えば、Ｘ１は、１０％未満、好ましくは５％以下であり、Ｘ２は、５０％以下、好ましくは４０％以下であり、Ｘ３は、９０％以下、好ましくは８０％以下である。電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比Ｙ１及びＹ２も、モータの異なる用途や設計に基づいて調整することができる。例えば、Ｙ１は、２０％以上且つ５０％以下であり、Ｙ２は、５０％以上且つ８０％以下である。
【００５３】
[0067]
本開示の実施形態による目標回転速度信号ＣＯＭに応じて、モータの回転速度に対して区分制御を行う原理を、一例として具体的な値と共に示すが、これらの値は、本開示を限定することを意図するものではない。
【００５４】
[0068]
ＥＣＵ９５によって供給される目標回転速度信号ＣＯＭは、目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が、５％未満の場合、失速範囲内であり、失速範囲に対応する電圧調整信号Ｖｐｗｍの特定のデューティ比は、０に等しい。目標回転速度信号ＣＯＭは、目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が、５％以上且つ４０％未満の場合、低速範囲内であり、低速範囲に対応する電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比は、３０％に等しい。目標回転速度信号ＣＯＭは、目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が、４０％以上且つ８０％未満の場合、中速範囲内であり、中速範囲に対応する電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比は、５５％に等しい。目標回転速度信号ＣＯＭは、目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が、８０％以上且つ１００％未満の場合、最高速範囲内であり、最高速範囲に対応する電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比は、１００％に等しい。目標電圧Ｖｃｏｍは、異なる特定のデューティ比に対応する異なる電圧値を有する。実際、他の実施形態では、回転速度範囲の数は、４つに限定されるものではなく、各範囲に対応する目標回転速度信号の範囲及びその範囲に対応する特定のデューティ比の値は、設計要件に応じて調整することができる。例えば、目標回転速度信号は、失速範囲、低速範囲及び最高速範囲の３つの回転速度範囲に分類することができ、低速範囲に対応する電圧調整信号のデューティ比は、２０％〜８０％の範囲にすることができる。本実施形態では、目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が、１００％に等しい場合、モータは停止する。他の実施形態では、目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が、１００％に等しい場合、モータは、最高速で作動することができる。
【００５５】
[0069]
速度管理部３２４は、命令管理部３２２、ＰＷＭ発生部３２６及びモータ２０に接続され、基準電圧としての目標電圧Ｖｃｍｄを、モータ２０によってフィードバックされる電圧と比較し、比較結果に基づいて、制御信号ＶｃｏｎをＰＷＭ発生部３２６に出力するように構成される。速度管理部３２４は、モータの回転速度を調整するためのフィードバック機構を設け、目標電圧Ｖｃｍｄをモータによってフィードバックされる電圧と比較することによって、モータの動作状態を取得する。モータによってフィードバックされる収集電圧が、目標電圧Ｖｃｍｄよりも小さい場合、出力された制御信号Ｖｃｏｎの電圧を適宜増加させることができるので、ＰＷＭ発生部によって発生される電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比を増加させることができて、モータ２０に出力される電圧を増加させるようになっている。それ以外の場合では、ＰＷＭ発生部３２６によって発生される電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比を低減させることができて、モータ２０に出力される電圧を低減させるようになっている。結果として得られる効果として、モータに出力される電圧が、目標電圧Ｖｃｍｄに無限に近づくことが可能になる。当業者であれば、モータの回転速度が非常に正確である必要がない場合、速度管理部３２４を省略することができ、目標電圧ＶｃｏｍをＰＷＭ発生部３２６に直接供給することができることを理解できる。
【００５６】
[0070]
三角波を発生させるための三角波発振器が、ＰＷＭ発生部３２６に配置され、制御信号Ｖｃｏｎは、三角波と比較されて、電圧調整信号Ｖｐｗｍを出力する。
【００５７】
[0071]
電圧変換器３１０は、ＭＯＳトランジスタＱ１、ダイオードＤ１及びサンプリング抵抗器（図４に図示せず）を含む。ＭＯＳトランジスタＱ１のゲートは、ゲートドライバ３５０に接続され、ＭＯＳトランジスタＱ１のドレインは、ダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードは、フィルタ処理部３３０を介して、電源９０の正極に接続され、ＭＯＳトランジスタＱ１のソースは、サンプリング抵抗器を介して、接地される。ダイオードのカソードは、出力端子３５ａに接続され、ダイオードのアノードは、出力端子３５ｂに接続される。ゲートドライバ３５０は、電圧調整信号Ｖｐｗｍに対して電力増幅を行って、ＭＯＳトランジスタＱ１を駆動するためのゲートソース信号Ｖｇｓを発生することにより、電圧変換器３１０のＭＯＳトランジスタＱ１を制御して、オン又はオフにする。電源９０によって入力される電圧は、特定のデューティ比を有する電圧調整信号に応じて変調されて、ＭＯＳトランジスタＱ１を制御してオン又はオフにし、モータ２０に入力される電圧を調整することにより、ファンの回転速度を調整する。
【００５８】
[0072]
例えば、ＥＣＵ９５は、車両の動作環境及びエンジンの動作状態に基づいて、出力された目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比を判定する。例えば、エンジンの温度が低いとき、ＥＣＵ９５によって出力される目標回転速度信号ＣＯＭを制御する目標回転速度のデューティ比は、２５％に等しく、この場合、ファン１００は、低速でエンジンの熱を放散する必要がある。命令管理部３２２は、２５％のデューティ比を有する目標回転速度信号ＣＯＭが低速範囲内であると判定し、低速範囲に対応する３０％のデューティ比を有するアナログ形式の目標電圧Ｖｃｍｄを速度管理部３２４に出力する。速度管理部３２４は、目標電圧Ｖｃｍｄを、モータに出力される現在の電圧と比較して、モータに出力される電圧が、目標電圧Ｖｃｍｄにできるだけ近づくことを可能にし、制御信号ＶｃｏｎをＰＷＭ発生部３２６に出力する。ＰＷＭ発生部３２６は、低速範囲に対応するデューティ比を有する電圧調整信号Ｖｐｗｍを、電圧変換器３１０に対して発生させる。電圧変換器３１０は、ＭＯＳトランジスタＱ１を制御して、３０％のデューティ比でオン及びオフにして、モータ２０に出力される電圧を調整し、モータを制御して、インペラを駆動して、３０％のデューティ比を有する回転速度で、エンジンの熱を放散する。
【００５９】
[0073]
モータが長期間作動し、高温且つ高電力であるとき、ＥＣＵ９５から出力される目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比は、例えば９５％に増加され、この場合、ファンは、高速で作動して、エンジンの熱を放散する必要がある。命令管理部３２２は、９５％のデューティ比を有する目標回転速度信号ＣＯＭが最高速範囲内であると判定する。最高速範囲に対応する１００％の特定のデューティ比を有する電圧調整信号Ｖｐｗｍが、電圧変換器３１０に出力される。電圧変換器３１０は、ＭＯＳトランジスタＱ１を制御して、１００％のデューティ比で常にオンにして、モータ２０を制御して、インペラ８０を駆動して、最高速で作動させて、エンジンの熱を放散する。当業者であれば、ファンが、車両の動作環境及びエンジンの動作状態に応じて、中速で作動する必要がある場合は、上記と同じ原理であり、これについては、ここでは繰り返さないことを理解されたい。ＥＣＵ９５から出力される目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比が５％未満の場合、命令管理部３２２から出力される目標電圧は０に等しく、モータ２０は作動しない。
【００６０】
[0074]
本開示の実施形態によるファン１００は、ファンのモータに出力される電圧調整信号Ｖｐｗｍのデューティ比を、ＥＣＵ９５から出力される目標回転速度信号ＣＯＭのデューティ比に基づいて、区分（失速範囲、低速範囲、中速範囲、最高速範囲）で制御する。したがって、ファンの速度を調整するためには、電圧変換器３１０に、ＭＯＳトランジスタＱ１を１つだけ配置しさえすればよく、ＥＣＵ９５をモータ駆動装置３０に接続するためには、ワイヤハーネスを１つだけ用いる。本開示の実施形態によるモータ駆動装置３０は、簡単な構造を有し、高効率且つ低コストである。
【００６１】
[0075]
図６を参照すると、この図は、従来のＰＷＭ方式でファンのモータの回転速度を調整する場合のＭＯＳトランジスタの電力消費と、本開示の実施形態によるファンのモータの回転速度を調整する場合のＭＯＳトランジスタの電力消費との比較図であり、曲線Ｓ１は、従来のＰＷＭ方式でファンのモータの回転速度を調整する場合のＭＯＳトランジスタの導通損失曲線を示し、曲線Ｓ２は、従来のＰＷＭ方式でファンのモータの回転速度を調整する場合のＭＯＳトランジスタのスイッチング損失曲線を示し、曲線Ｓ３は、従来のＰＷＭ方式でファンのモータの回転速度を調整する場合のＭＯＳトランジスタの全電力消費曲線を示し、点線の曲線Ｓ４は、本開示の実施形態によるファンのモータの回転速度を調整する場合のＭＯＳトランジスタの最大電力消費曲線を示す。図６から、従来のＰＷＭ方式でファンのモータを制御する場合、最大電力消費は１５Ｗであり、本開示の実施形態では、ＭＯＳトランジスタの電力消費は、６Ｗ未満であることが分かる。したがって、本実施形態では、電力消費が大きく低減される。１５Ｗの電力消費は一例にすぎず、最大電力消費は、実際にＭＯＳトランジスタのコストを制約することを考慮して、選択したＭＯＳトランジスタの内部抵抗の増加とともに、増加される。
【００６２】
[0076]
本開示の実施形態では、ＭＯＳトランジスタの導通状態を頻繁に切り換えることなく、ファンの回転速度に対して、区分制御が行われることによって、電力消費を低減し、電力消費により発生する熱を著しく低減し、モータ駆動装置３０の熱を放散するためのラジエータを著しく小型化し、従来のＰＷＭ方式の実時間調整と実質的に同じ効果が得られる。
【００６３】
[0077]
本開示の実施形態では、過熱、過電圧、過電流、不足電圧、ロータがロックされた等の場合や故障からエンジンを保護することもできる。
【００６４】
[0078]
図４を参照すると、ロックロータ管理部３２７は、サンプリング抵抗器の２つの端部の間の電圧を収集することによって、モータの動作状態を取得し、過電流状態のモータ２０の電流閾値を制約して、電流が閾値を超える場合（例えば、モータのロータがロックされた場合）でも、依然として、モータが駆動されるようになっている。
【００６５】
[0079]
電流センサ３６０は、モータ２０と保護管理部３２８との間に接続され、モータを流れる電流を検出し、電流の値を保護管理部３２８に出力するように構成される。保護管理部３２８は、モータを流れる電流が、モータの正常動作が必要とする予め設定した電流値を超えることを検出すると、保護信号を出力して、制御信号Ｖｃｏｎを無効にし、これにより、ＰＷＭ発生部３２６は、動作を停止し、過電流保護を行う。
【００６６】
[0080]
過電圧・不足電圧保護部３７０は、保護管理部３２８に接続されて、過電圧・不足電圧状態の管理を行う。モータ２０に供給される電圧が、モータの正常動作が必要とする予め設定した電圧範囲よりも大きいか又は小さいとき、過電圧・不足電圧保護部３７０は、保護信号を保護管理部３２８に出力する。保護管理部３２８は、保護信号を出力して、制御信号Ｖｃｏｎを無効にし、これにより、ＰＷＭ発生部３２６は、動作を停止し、過電圧・不足電圧保護を行う。
【００６７】
[0081]
超過温度保護部３８０は、温度センサを含む。温度センサは、電圧変換器３１０の温度を感知し、感知した温度が、予め設定した温度値を超えることを検出すると、超過温度保護信号を保護管理部３２８に出力する。保護管理部３２８は、保護信号を出力して、制御信号Ｖｃｏｎを無効にし、これにより、ＰＷＭ発生部３２６は、動作を停止し、超過温度保護を行う。
【００６８】
[0082]
当業者であれば、任意選択的に、過熱保護、過電圧保護、過電流保護、不足電圧保護、ロックロータ保護やその他の保護のための装置を、モータ駆動装置３０に配置することができることを理解できる。ＰＷＭ発生部３２６によって発生される信号Ｖｐｗｍによって、ＭＯＳトランジスタＱ１を駆動することができる場合、モータ駆動装置３０において、ゲートドライバ３５０を省略することができる。
【００６９】
[0083]
図７〜図９を参照する。図７は、本開示の第２の実施形態によるファンのモータ２００の斜視図である。第２の実施形態と第１の実施形態との主な相違点は、モータ駆動装置が、モータのエンクロージャ内に配置されることである。
【００７０】
[0084]
本開示の第２の実施形態によるモータ２００は、ステータ２１０、ステータ２１０に対して回転可能であり、ステータ２１０に収容されるロータ２４０、ブラシアセンブリ２６０、モータ駆動装置６００、及びラジエータ２８０を含む。この実施形態のモータ駆動装置６００は、第１の実施形態のモータ駆動装置３０と同じ回路構造を有するが、この実施形態のモータ駆動装置６００は、プリント回路板６１０上に集積され、プリント回路板６１０は、モータ２００に配置される。
【００７１】
[0085]
ステータ２１０は、近似的に円筒形状のケース２１１と、ケース２１１の内壁に配置される複数の永久磁石２１３と、エンドキャップ２１４とを含む。ケースの軸方向の一端に、開口部が形成され、エンドキャップ２１４は、ケース２１１の軸方向の開口部に固定される。ロータ２４０は、回転軸２４１と、回転軸２４１に固定される鉄心２４２と、鉄心２４２の周りに巻き付けられる巻線２４４と、整流子２４６とを含む。巻線２４４は、整流子２４６に電気的に接続される。
【００７２】
[0086]
エンドキャップ２１４は、ケース２１１の軸方向の開口部に固定され、ロータ２４０の回転軸２４１は、エンドキャップ２１４及びケース２１１の軸方向の閉端に配置される軸受（図８に図示せず）によって支持されて、ロータ２４０が、ステータ２１０に対して回転可能になっている。
【００７３】
[0087]
ブラシアセンブリ２６０も、ケース２１１の軸方向の開口部に配置され、エンドキャップ２１４とロータ２４０との間に配置される。ブラシアセンブリ２６０は、ブラシホルダ２６２と、整流子２４６と一致する２つのブラシ２６４とを含む。ブラシホルダ２６２は、中心に貫通穴を有する環形状であり、整流子は、ブラシホルダ２６２の中心の貫通穴を貫通することができる。２つのブラシ２６４は、ブラシホルダの周方向の６０度の範囲に配置される。ブラシ２６４は、モータ２００の半径方向に延在する。モータ２００が組み立てられた後、ブラシ２６４の各々の一端は、ロータ２４０の整流子２４６と摺動接触しており、電源９０によって供給される電圧は、モータ駆動装置６００の制御により、ブラシ２６４及び整流子２４６を介して、巻線２４４に供給される。モータ駆動装置６００のプリント回路板６１０は、ブラシホルダ２６２に配置され、ブラシホルダ２６２のブラシ２６４が配置されていない部分に、取付溝２６５が配置される。好ましくは、取付溝２６５は、円弧形状であり、モータ駆動装置６００のプリント回路板６１０も、円弧形状であり、取付溝２６５に収容される。
【００７４】
[0088]
図１０を参照すると、ブラシホルダ２６２の一端に、モータ駆動装置６００を電源９０及びＥＣＵ９５と接続するためのコネクタ２６８が配置され、コネクタ２６８は、ベース２６８１と、ベース２６８１に配置される遮蔽ハウジング２６８２とを含む。好ましくは、コネクタ２６８のベース２６８１は、ブラシホルダ２６２と一体に形成される。３つのスロット２６８３が、ベース２６８１に形成され、３つの入力端子２６８４ａ〜２６８４ｃの各々の一端が、ベース２６８１のスロット２６８３の１つに収容され、ワイヤ２６８５と接続される。ワイヤ２６８５は、ベース２６８１の一端から延出して、電源９０及びＥＣＵ９５に接続する。３つの入力端子２６８４ａ〜２６８４ｃは、それぞれ、電源の負極、電源の正極、及びＥＣＵ９５に接続される。３つの入力端子２６８４ａ〜２６８４ｃの各々の他端は、ベース２６８１の他端から延在し、垂直に屈曲して、プリント回路板６１０上に挿入されて、電源の電圧及びＥＣＵによって出力される目標回転速度信号ＣＯＭが、プリント回路板６１０に配置される電源及び制御管理ユニットに送られるようになっている。遮蔽ハウジング２６８２は、絶縁ベース２６８１上に覆い被せられ、入力端子２６８４ａ〜２６８４ｃがワイヤ２６８５に接続される接続位置を覆う。凸状スナップ２６８７が、ベース２６８１の２つの外側に配置され、遮蔽ハウジング２６８２には、下方に延在する２つの取付アーム２６８８が設けられる。取付アーム２６８８には、ボタン穴２６８９が設けられる。凸状スナップ２６８７は、ボタン穴２６８９に嵌め込まれて、遮蔽ハウジング２６８２をベース２６８１に取り付ける。ダイオードのアノード及びカソードに接続される２つの出力端子（図示せず）が、プリント回路板６１０に配置される。２つのインダクタが、ブラシホルダ２６２に配置され、２つの出力端子は、それぞれ、２つのインダクタを介して、２つのブラシ２６４に接続される。
【００７５】
[0089]
図８及び図９を参照すると、コネクタを貫通させる取付穴２１５が、ケース２１１がエンドキャップ２１４に接合される接合位置に配置される。熱を放散するための円弧形状の穴２６６が、取付溝２６５の底壁に配置され、円弧形状の穴２６６と連通する熱放散穴２１４２が、エンドキャップ２１４の円弧形状の穴２６６に対応する位置に配置される。２つの位置決め部２６７が、それぞれ、エンドキャップ側のブラシホルダ２６２の円弧形状の穴２６６の２つの側に配置される。各位置決め部２６７は、近似的に円形のボスと、ボスに配置される位置決めポストとを含み、熱放散穴２１４２と連通する制限穴２１４５が、エンドキャップ２１４の熱放散穴２１４２の２つの側に配置される。プリント回路板６１０上のフィルタ処理部において発熱しやすいインダクタＬ、コンデンサＣ１及びＣ２及びその他の素子は、プリント回路板６１０の円弧形状の穴２６６に正対する位置に位置する。
【００７６】
[0090]
ラジエータ２８０は、モータのエンドキャップ２１４の外側に取り付けられ、モータのエンドキャップ２１４の外面に密接に取り付けられる。ラジエータ２８０は、近似的に扇形状の基板２８１と、基板２８１の外縁から垂直に延在する側壁２８２とを含む。突起部２８５が、ラジエータ２８０の基板２８１上の熱放散穴２１４２及び円弧形状の穴２６６に対応する位置に配置される。突起部２８５は、熱放散穴２１４２及び円弧形状の穴２６６内に延在して、プリント回路板６１０に接近又は接触して、プリント回路板６１０上の発熱体の熱放散効果を高める。側壁２８２に、スロットが設けられて、コネクタ２６８が貫通する。２つの環状突起２８４が、基板２８１の２つの端部から延在し、各突起２８４には、中心に円形穴が設けられる。突起２８４は、エンドキャップ２１４の制限穴２１４５に収容される。位置決め部２６７の凸状ポストは、円形穴を貫通して、エンドキャップ２１４のラジエータ２８０を制限する。ラジエータ２８０がエンドキャップ２１４に取り付けられた後、凸状ポストを加熱して溶融させて、円形穴よりも大きい外径を有するヘッダを形成することにより、ラジエータ２８０を固定することができる。複数のフィンが、エンドキャップ２１４からそれるラジエータ２８０の外面に形成される。フィンは、ラジエータ２８０の熱放散面積を大きくする範囲に配置される。ファンのインペラのための駆動ディスクを、モータ２０の出力軸に取り付けることができ、モータ２０は、モータ駆動装置６００の制御により、インペラを回転駆動して、車両のエンジンの熱を放散する。
【００７７】
[0091]
図１１を参照すると、この図は、本開示の第３の実施形態によるモータ７００の斜視図であり、第３の実施形態と第２の実施形態との相違点は、モータ駆動装置９００のプリント回路板９１０が、モータのエンドキャップの外側に配置されることである。図１２及び図１３を参照すると、本開示の第３の実施形態によるモータ７００は、ステータ７１０、ステータ７１０に対して回転可能であり、ステータ７１０に収容されるロータ７４０、ブラシアセンブリ７６０、モータ駆動装置９００、及び封止カバー７９５を含む。
【００７８】
[0092]
ステータ７１０は、近似的に円筒形状のケース７１１と、エンドキャップ７１４とを含む。ケース７１１の軸方向の一端に、開口部が形成され、エンドキャップ７１４は、ケース７１１の軸方向の開口部に固定される。ブラシアセンブリ７６０は、エンドキャップ７１４とロータ７４０との間に配置される。ブラシアセンブリ７６０は、ブラシホルダ７６２と、整流子と一致する４つのブラシ７６４とを含む。ブラシホルダ７６２は、半円形状であり、４つのブラシ７６４は、ブラシホルダ７６２の周方向の６０度の範囲に配置される。収容室７１４２が、エンドキャップ７１４に配置されて、ブラシホルダ７６２を収容する。ラジエータ７１４４が、エンドキャップ７１４の収容室７１４２からそれる側に配置される。
【００７９】
[0093]
モータ駆動装置９００は、プリント回路板９１０及びコネクタ９２０を含む。コネクタ９２０は、エンドキャップ７１４がケース７１１に接合される接合位置に配置され、ボルト９２８によって、エンドキャップ７１４に固定される。コネクタ９２０は、エンドキャップ７１４がケース７１１に接合される接合位置に保持される保持部９２２と、保持部９２２の一端から屈曲する取付部９２４とを含む。図１４を参照すると、３つの入力端子９２４ａ〜９２４ｃ及び２つの出力端子９２５ａ及び９２５ｂが、取付部９２４に配置される。入力端子９２４ａの一端は、ワイヤを介して、外部電源の負極に接続され、入力端子９２４ｂの一端は、ワイヤを介して、外部電源の正極に接続され、入力端子９２４ｃの一端は、ワイヤを介して、ＥＣＵ９５に接続される。入力端子９２４ａ〜９２４ｃの他端は、取付部９２４からエンドキャップ７１４に向かって延出する。２つの端子溝９２６ａ及び９２６ｂが、取付部９２４の前端に配置される。２つの出力端子９２５ａ及び９２５ｂは、近似的にＵ字形状である。出力端子９２５ａ及び９２５ｂの各々は、２つの垂直アームと、水平部とを含む。水平部は、取付部９２４に配置される。出力端子の各々の一方の垂直アームは、取付部９２４からエンドキャップ７１４に向かって延出し、出力端子の各々の他方の垂直アームの２つの側壁は、互いに逆向きに屈曲して、リング部を形成して、端子溝９２６ａ及び９２６ｂのうちの対応する端子溝に挿入される。ブラシ７６４を出力端子９２５ａ及び９２５ｂに接続するためのブラシホルダ７６２上の金属シート７１６ａ及び７１６ｂ（図１２参照）は、端子溝９２６ａ及び９２６ｂに挿入することができ、出力端子の他方の垂直アームに電気的に接続されて、モータ駆動装置９００が、モータのブラシ、ひいてはロータの巻線と接続されるようになっている。
【００８０】
[0094]
凹部７１６が、ラジエータ７１４４に隣接するエンドキャップ７１４の外側で凹んで、モータ駆動装置９００のプリント回路板９１０を収容する。凹部７１６の底壁に、貫通スロット７１６２が配置されて、エンドキャップ７１４に取り付けられるコネクタ９２０の入力端子９２４ａ〜９２４ｃの各々の他端及び出力端子９２５ａ及び９２５ｂの各々の一方の垂直アームが貫通して、入力端子９２４ａ〜９２４ｃの各々の他端及び出力端子９２５ａ及び９２５ｂの各々の一方の垂直アームを、エンドキャップ７１４の外側に取り付けられるプリント回路板９１０上に挿入するようになっている。モータ駆動装置９００のプリント回路板９１０は、エンドキャップの外側の凹部７１６に配置される。モータ駆動装置９００のプリント回路板９１０は、円弧形状部と、円弧形状部の中央部から外方に延在する延出部とを含む。凹部は、プリント回路板９１０と一致する形状を有する。封止カバー７９５を用いて、プリント回路板９１０をエンドキャップ７１４に固定する。ボタン穴７９６２が設けられた複数のバックル保持アーム７９６が、封止カバー７９５の周囲に配置され、複数の取付ブロック７１４５が、エンドキャップ７１４に配置される。バックル保持アーム７９６のボタン穴７９６２は、エンドキャップ７１４の取付ブロック７１４５と協働して、封止カバー７９５及びプリント回路板９１０をエンドキャップ７１４に取り付ける。
【００８１】
[0095]
モータの回転速度は、本開示のモータ駆動装置によって、４段階で制御される。モータの回転速度の制御は、別個の電子素子で実現することができる。代替的に、モータ駆動装置は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）によって実現することもでき、これは、低コストである。モータ駆動装置は、設計の必要に応じて、ファンハウジング又はモータに配置することができる。モータ駆動装置は、ファンハウジングに配置されると、交換しやすい。モータ駆動装置がモータに配置される場合、モータ及びモータ駆動装置の一体構造が設計され、モータ駆動装置のプリント回路板は、モータの内寸に応じて、ステータ内部の室と一致する、例えば円弧形の形状にして、モータ駆動装置をモータのエンドキャップ又はブラシホルダに挿入するか又は取り付けるように設計される。この場合、モータの外側、例えばファンハウジングへのモータ駆動装置の取付位置は、外観上、省略することができることによって、外観構造を簡素化する。モータは、他の接続線への干渉が最も低い最短の接続線で、モータ駆動装置に直接接続されることによって、電磁干渉を低減し、接続線の発熱損失を低減し、また、システムの効率及び信頼性を向上させる。駆動装置のハウジングを省略することによって、その分、コストが低くなる。
【００８２】
[0096]
当業者であれば、本開示の実施形態によるモータ駆動装置は、永久磁石モータ又はブラシ直流モータによって駆動されるファン、水ポンプ、及びその他の用途の駆動に適用可能であることを理解できる。
【００８３】
[0097]
上記は、本開示の好ましい実施形態にすぎず、本開示を限定することを意図するものではない。本開示の精神及び原理内でなされるいかなる変更、均等代替、及び修正も、本開示の保護範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８４】
１０  ファンハウジング
１２  スポーク
１４  ハブ部
１５  凹部領域
２０  モータ
３０  モータ駆動装置
３１  ケース
３２  コネクタ
３３  ねじ
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ  入力端子
３５ａ，３５ｂ  出力端子
３６  ラジエータ
３７  凹状空胴
３８  熱放散ポスト
３８ａ，３８ｂ  ワイヤ
３９  封止材／壁部
４１  プリント回路板
８０  インペラ
９０  外部電源
９５  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１００  ファン
２００  モータ
２１０  ステータ
２１１  ケース
２１３  永久磁石
２１４  エンドキャップ
２１５  取付穴
２４０  ロータ
２４１  回転軸
２４２  鉄心
２４４  巻線
２４６  整流子
２６０  ブラシアセンブリ
２６２  ブラシホルダ
２６４  ブラシ
２６５  取付溝
２６６  円弧形状の穴
２６７  位置決め部
２６８  コネクタ
２８０  ラジエータ
２８１  基板
２８２  側壁
２８４  環状突起
２８５  突起部
３１０  電圧変換器
３２０  制御管理ユニット
３２２  命令管理部
３２４  速度管理部
３２６  ＰＷＭ発生部
３２７  ロックロータ管理部
３２８  保護管理部
３３０  フィルタ処理部
３４０  電源
３５０  ゲートドライバ
３６０  電流センサ
３７０  過電圧・不足電圧保護部
３８０  超過温度保護部
６００  モータ駆動装置
６１０  プリント回路板
７００  モータ
７１０  ステータ
７１１  ケース
７１４  エンドキャップ
７１６  凹部
７１６ａ，７１６ｂ  金属シート
７４０  ロータ
７６０  ブラシアセンブリ
７６２  ブラシホルダ
７６４  ブラシ
７９５  封止カバー
７９６  バックル保持アーム
９００  モータ駆動装置
９１０  プリント回路板
９２０  コネクタ
９２２  保持部
９２４  取付部
９２４ａ〜９２４ｃ  入力端子
９２５ａ，９２５ｂ  出力端子
９２６ａ，９２６ｂ  端子溝
９２８  ボルト
２１４２  熱放散穴
２１４５  制限穴
２６８１  ベース
２６８２  遮蔽ハウジング
２６８３  スロット
２６８４ａ〜２６８４ｃ  入力端子
２６８５  ワイヤ
２６８７  凸状スナップ
２６８８  取付アーム
２６８９  ボタン穴
７１４２  収容室
７１４４  ラジエータ
７１４５  取付ブロック
７１６２  貫通スロット
７９６２  ボタン穴
Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ
Ｄ１  ダイオード
Ｌ  インダクタ
Ｑ１  ＭＯＳトランジスタ
Ｓ１  導通損失曲線
Ｓ２  スイッチング損失曲線
Ｓ３  全電力消費曲線
Ｓ４  最大電力消費曲線
ＣＯＭ  目標回転速度信号
ＶＣＣ  電源電圧
Ｖｃｍｄ  目標電圧
Ｖｃｏｍ  目標電圧
Ｖｃｏｎ  制御信号
Ｖｇｓ  ゲートソース信号
Ｖｐｗｍ  電圧調整信号
Ｖｒｅｆ  基準電圧
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３  デューティ比の値
Ｙ１，Ｙ２  デューティ比の値
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
2018019588000001.pdf