(57)【要約】【課題】ファンボスの膜面振動を低減する効果を確保しつつ、ファンボス内部への水の侵入を低減する。【解決手段】電動モータ１０１と、ロータ１０３と一体に回転するファン本体１Ａとを有する。ファン本体は、前壁２ａおよび周側壁２ｂを備えたファンボス２とファンブレード３とを有し、前壁の中心がロータに連結されている。ファンボスの前壁には、径方向中心領域の連結点と周側壁に繋がる外周部との間に位置させて、連結点から周側壁への振動の伝播を遮断する開口部１０が設けられ、その開口部の前側開口面１０ａと後側開口面１０ｂとの軸方向前方から見た位置が互いにずれている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、前記電動モータの回転部材に連結されることでロータと一体に回転するファン本体と、を備え、
前記ファン本体は、
前記電動モータの前記回転部材の軸方向前方に位置する前壁および前記ロータの回転部材の径方向外方に位置する周側壁を有し、前記電動モータを覆うファンボスと、
前記ファンボスの前記周側壁から径方向外方に延びるファンブレードと、
を備え、
前記ファンボスの前記前壁の径方向中心領域の連結点で、前記電動モータに前記ファンボスが連結されている電動ファンであって、
前記ファンボスの前記前壁に、前記径方向中心領域の前記連結点と前記周側壁に繋がる外周部との間に位置させて、前記連結点から前記周側壁への振動の伝播を遮断する開口部が設けられ、
前記開口部の前記前壁における前面側の前側開口面と、前記前壁における後面側の後側開口面との軸方向から見た位置が互いにずれている
ことを特徴とする電動ファン。
【請求項２】
前記開口部の前記前壁の前記前面側から前記前壁の前記後面側へ向けての貫通方向は、前記ロータの軸方向に対して斜めに設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電動ファン。
【請求項３】
前記電動モータは、ステータの外周側に配されたロータが回転するアウタロータ型の電動モータであって、
前記ロータは、前記ステータの軸方向前方に位置する前壁および前記ステータの径方向外方に位置する周側壁を有するロータヨークを有し、
前記ロータヨークの前記前壁の外周側の領域に、前記ロータの内部に侵入した水をロータの外部に排出する排水孔が設けられ、
前記開口部の前記前側開口面と前記排水孔との軸方向から見た位置が互いにずれている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動ファン。
【請求項４】
前記開口部は、前記ロータの周方向に等間隔に複数設けられている
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電動ファン。
【請求項５】
前記開口部は、軸方向から見た際に見通し不可となるように、前記開口部の前記前側開口面と前記後側開口面との軸方向前方から見た位置がずれている
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電動ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の熱交換器（ラジエータやコンデンサ等）の冷却用に用いられる電動ファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のラジエータ等の熱交換器の冷却用に、電動モータを駆動源とした電動ファンが広く用いられている。この種の電動ファンは、電動モータのロータヨーク等の回転部材にファン本体をボルト・ナット等の締結具で連結した構成をなしている。
【０００３】
ファン本体は、一般に、ロータの軸方向前方に位置する前壁およびロータの径方向外方に位置する周側壁を備えた略カップ形に形成されたファンボスを有している。ファンボスは、ロータを覆うように取り付けられており、前壁の径方向中心領域の単数または複数の連結点でボルト・ナット等によりロータに連結されている。そして、ファンボスの周側壁に径方向外方に延びる複数のファンブレードが設けられ、ファンブレードが回転することで、軸方向に流れる冷却風を発生する。
【０００４】
ところで、この種の電動ファンでは、作動時に電動モータのコギング振動等によりファンボスの前壁に膜面振動が発生し、耳障りな音響雑音が発生することがある。
【０００５】
そこで、そのような音響雑音を低減する技術として、ファンボスの前壁に、ロータとの連結点から周側壁側への振動伝播を抑制するための開口部を設ける案が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−２０９８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、単にファンボスの前壁に開口部を設けると、降雨時などにその開口部からファンボス内部に水が侵入しやすくなる場合があった。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮し、ファンボスの膜面振動を低減する効果を確保しつつ、ファンボス内部への水の侵入を低減することのできる電動ファン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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動ファンは、電動モータと、前記電動モータの回転部材に連結されることでロータと一体に回転するファン本体と、を備え、前記ファン本体は、前記電動モータの前記回転部材の軸方向前方に位置する前壁および前記ロータの回転部材の径方向外方に位置する周側壁を有し、前記電動モータを覆うファンボスと、前記ファンボスの前記周側壁から径方向外方に延びるファンブレードと、を備え、前記ファンボスの前記前壁の径方向中心領域の連結点で、前記電動モータに前記ファンボスが連結されている電動ファンであって、前記ファンボスの前記前壁に、前記径方向中心領域の前記連結点と前記周側壁に繋がる外周部との間に位置させて、前記連結点から前記周側壁への振動の伝播を遮断する開口部が設けられ、前記開口部の前記前壁における前面側の前側開口面と、前記前壁における後面側の後側開口面との軸方向から見た位置が互いにずれていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成において、電動モータのロータからファンボスの前壁に伝わる振動によりファンボスの前壁に膜面振動が発生する。ところが、ファンボスの前壁に開口部が設けられることで、ファンボスの前壁上において膜面振動が著しく減衰し、その結果、電動モータから伝わる振動の影響により作動時に発生する音響雑音レベルが低下する。
【００１１】
また、開口部の前壁前面側の開口面と前壁後面側の開口面との軸方向前方から見た位置が互いにずれていることから、前壁前面側の開口面から侵入した水が前壁後面側の開口面までスムーズに到達しにくくなる。その結果として、ファンボスの軸方向前方から水がかかっても、ファンボス内部への水の侵入を妨げることができ、ロータ側への被水を極力防止可能となる。
【００１２】
本発明に係る電動ファンにおいて、前記開口部の前記前壁の前記前面側から前記前壁の前記後面側へ向けての貫通方向は、前記ロータの軸方向に対して斜めに設定されていることを特徴とする。
【００１３】
このように構成することで、開口部の前壁前面側の開口面と前壁後面側の開口面との軸方向前方から見た位置を容易に互いにずらすことができる。
【００１４】
本発明に係る電動ファンにおいて、前記ロータは、前記ステータの軸方向前方に位置する前壁および前記ステータの径方向外方に位置する周側壁を有するロータヨークを有し、前記ロータヨークの前記前壁の外周側の領域に、前記ロータの内部に侵入した水をロータの外部に排出する排水孔が設けられ、前記開口部の前記前側開口面と前記排水孔との軸方向から見た位置が互いにずれていることを特徴とする。
【００１５】
このように構成することで、仮に開口部から水がファンボス内部に侵入した場合にも、排水孔を通してロータ内部まで侵入しないようにすることができる。
【００１６】
本発明に係る電動ファンにおいて、前記開口部は、前記ロータの周方向に等間隔に複数設けられていることを特徴とする。
【００１７】
このように構成することで、ファンボスの前壁に開口部を設けることによる、ファン本体の回転バランスの悪化を無くすことができる。その結果、回転ムラの発生低減を図ることができる。
【００１８】
本発明に係る電動ファンにおいて、前記開口部は、軸方向から見た際に見通し不可となるように、前記開口部の前記前側開口面と前記後側開口面との軸方向前方から見た位置がずれていることを特徴とする。
【００１９】
このように構成することで、より確実にファンボス内部への外部からの水の浸入防止を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ファンボスの膜面振動を低減する効果を確保しつつ、ファンボス内部への水の侵入を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の電動ファンにおけるファン本体の斜め前方から見た斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の電動ファンにおけるファン本体の斜め後方から見た斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態の電動ファンの要部構成を一部断面として示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態の電動ファンの作用説明のための図３の部分拡大図である。
【図５】本発明の第１実施形態のファン本体の開口部の拡大断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の電動ファンにおけるファン本体の斜め前方から見た斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態の電動ファンにおけるファン本体の斜め後方から見た斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態の電動ファンにおけるファン本体の斜め前方から見た斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態の電動ファンにおけるファン本体の斜め後方から見た斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態のファン本体の開口部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の電動ファンにおけるファン本体の斜め前方から見た斜視図である。図２は、ファン本体の斜め後方から見た斜視図である。図３は、電動ファンの要部構成を一部断面として示す斜視図である。
【００２４】
図１および図２に示すファン本体１Ａは、図３に示す第１実施形態の電動ファン１００を構成するものである。この電動ファン１００は、車両のラジエータ冷却用として用いられるものである。
図３に示すように、駆動源である電動モータ１０１と、電動モータ１０１によって回転駆動されるファン本体１Ａと、を備えている。この電動ファン１００は、例えば、図示略のファンシュラウド等を介して、前方にファン本体１Ａを向けた姿勢でラジエータの前側に取り付けられる。
【００２５】
（電動モータ）
電動モータ１００は、アウタロータ型のブラシレスモータ（アウタロータ型の電動モータ１０１）によって構成されている。
図３に簡略的に示すように、アウタロータ型のブラシレスモータ（電動モータ１０１）は、図示されないステータの外周側に配されたロータ１０３が回転する形式の電動モータである。いずれも図示されていないが、ステータには励磁用の複数のコイルが巻装されている。また、ステータはブラケットで支持され、ブラケットには回転自在にモータシャフトが支持されている。そして、モータシャフトに一体回転可能にロータ１０３が結合されている。
【００２６】
ロータ１０３は、モータシャフトに結合されたロータヨーク１０２を有している。ロータヨーク１０２は、ステータをその前面から覆うようにカップ状に形成された磁性材料製の部材であり、ステータの軸方向前方に位置する前壁１０２ａおよびステータの径方向外方に位置する周側壁１０２ｂを有している。そして、ロータヨーク１０２の周側壁１０２の内周に、ステータのティースと対向するマグネットが配置されている。ここで、ロータヨーク１０２の前壁１０２ａの外周側の領域に、ロータ１０３内部に侵入した水をロータ１０３外部に排出する排水孔１１０が設けられている場合もある。
【００２７】
（ファン本体）
図１および図２に示すように、ファン本体１Ａは、径方向中心部のファンボス２と、その外周側のファンブレード３および外周リング４と、を有する。ファンボス２は、ロータヨーク１０２（図３参照）の軸方向前方に位置する前壁２ａと、ロータヨーク１０２の径方向外方に位置する周側壁２ｂと、を備えたカップ形に形成されている。ファンボス２の中心部の円形の肉厚部分６には、連結用の円盤状の金属プレート７がモールド成形により埋め込まれている。この金属プレート７の中心には、モータシャフトの先端と結合するための連結孔７ａが設けられている。
【００２８】
ファン本体１Ａは、カップ形のファンボス２がロータヨーク１０２を覆うように、電動モータ１０１に組み付けられる。その際、連結孔７ａを用いて、ボルト・ナット等の締結具１０８により、ファンボス２の前壁２ａの中心部がモータシャフトに連結される。従って、本実施形態では、前壁２ａの径方向の中心が連結点（連結孔７ａのある箇所）に相当する。ファンブレード３は、ファンボス２の周側壁２ｂから径方向外方に延びており、周方向に等間隔に複数配置されている。そして、複数のファンブレード３の外周端を繋ぐように、外周リング４が設けられている。ファン本体１Ａは、金属プレート７以外、合成樹脂で一体成形されている。
【００２９】
（ファンボス）
図２に示すように、ファンボス２の内面側には、前壁２ａから軸方向後方に延びる円筒リブ２ｃが周側壁２ｂと同心状に設けられている。
図３に示すように、ファン本体１の電動モータ１０１との組付状体において、この円筒リブ２ｃは、ロータヨーク１０２の周側壁１０２ｂの外周側に位置する。また、前壁２ａの後面（内面）には、円筒リブ２ｃと前述の金属プレート７が埋設された肉厚部分６との間に位置させて、円筒リブ２ｃと同心状に高さの低い環状リブ２ｄが設けられている。また、前壁２ａの後面（内面）には、前述の金属プレート７が埋設された肉厚部分６から円筒リブ２ｃにまで至るように放射状に高さの低い放射リブ２ｅが設けられている。さらに、円筒リブ２ｃと周側壁２ｂとの間にも放射リブ２ｆが設けられている。
【００３０】
図４は、図３の部分拡大図である。
図１〜図４に示すように、このように構成されたファンボス２の前壁２ａには、径方向中心の連結点（連結孔７ａの設けられている箇所）と周側壁２ｂに繋がる外周部との間に位置させて、連結点から周側壁２ｂへの振動の伝播を遮断する複数の開口部１０が周方向に等間隔に設けられている。各開口部１０は、円筒リブ２ｃの内周側で放射リブ２ｅの間に配置されている。
【００３１】
図５は、開口部の拡大断面図である。
同図に示すように、各開口部１０は、その前壁前面２ａｘ側の開口面１０ａ（以下、前側開口面１０ａという）と前壁後面２ａｙ側の開口面１０ｂ（以下、後側開口面１０ｂという）との軸方向前方から見た位置が互いにずれている。すなわち、開口部１０は、前側開口面１０ａから後側開口面１０ｂへ向けての貫通方向が軸方向に対して斜めに設定されている。そして、後側開口面１０ｂが前側開口面１０ａよりも径方向外方に位置している。また、前側開口面１０ａの外周端１０ａｘに対して、後側開口面１０ｂの内周端１０ｂｙが径方向同位置か径方向外方に位置している。これにより、各開口部１０は、軸方向前方から見た際に見通し不可となっている。前側開口面１０ａの外周端１０ａｘと後側開口面１０ｂの内周端１０ｂｙが径方向同位置に位置する場合にあっては、軸方向前方および後方から垂直に切削するだけで、開口部１０が容易に成形できる。
【００３２】
（作用効果）
以上の構成において、作動時の電動モータ１０１のコギング振動等により連結点を介してファンボス２の前壁２ａに振動が伝わる。この振動がファンボス２の前壁２ａの膜面振動に起因する。しかしながら、ファンボス２の前壁２ａには、開口部１０が設けられているので、ファンボス２の前壁２ａ上において振動が著しく減衰する。その結果、モータ１０１から伝わる振動の影響により作動時に発生する音響雑音レベルが低下する。
【００３３】
また、開口部１０の前側開口面１０ａと後側開口面１０ｂとの軸方向前方から見た位置が互いにずれているので、図４に示すように、前側開口面１０ａ（図５参照）から侵入した水Ｗが、後側開口面１０ｂ（図５参照）までスムーズに到達しにくくなり、結果として、ファンボス２の軸方向前方から水がかかっても、ファンボス２内部への水の侵入を妨げることができる。そして、ロータ１０３側への被水を極力防止可能となる。
【００３４】
特に、各開口部１０が、軸方向前方から見た際に見通し不可となるように、開口部１０の前側開口面１０ａと後側開口面１０ｂとの軸方向前方から見た位置がずれている。このため、より確実にファンボス２内部への外部からの水の浸入防止を図ることができる。
【００３５】
また、各開口部１０の前壁前面２ａｘ側（前側開口面１０ａ）から前壁後面２ａｙ側（後側開口面１０ｂ）へ向けての貫通方向が、ロータ１０３の軸方向に対して斜めに設定されている。このため、開口部１０の前側開口面１０ａと後側開口面１０ｂとの軸方向前方から見た位置を容易に互いにずらすことができる。
【００３６】
また、各開口部１０が、ロータ１０３の周方向に等間隔に複数設けられているので、ファンボス２の前壁２ａに開口部１０を設けることによる、ファン本体１Ａの回転バランスの悪化を無くすことができる。このため、回転ムラの発生低減を図ることができる。
【００３７】
なお、図３および図５に示すように、ロータヨーク１０２の前壁１０２ａの外周側に排水孔１１０が設けられている場合は、開口部１０の後側開口面１０ｂと排水孔１１０との軸方向前方から見た位置を互いにずらすのが望ましい。そうすることで、仮に開口部１０から水がファンボス２内部に侵入した場合にも、排水孔１１０を通してロータ１０３内部まで水が侵入しないようにすることができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、図６および図７に基づいて、本発明の第２実施形態について説明する。
図６は、第２実施形態の電動ファンにおけるファン本体の斜め前方から見た斜視図である。図７は、ファン本体の斜め後方から見た斜視図である。
【００３９】
図６および図７に示すように、この第２実施形態の電動ファンにおけるファン本体１Ｂは、第１実施形態のファン本体１Ａに対して、さらに同様の構成・作用の開口部２０を複数追加して設けたものである。この追加して設けた開口部２０は、環状リブ２ｄの内周側で放射リブ２ｅの間に位置している。
開口部２０の基本的構成は、開口部１０と同様である。すなわち、開口部２０は、前壁前面２ａｘ側から前壁後面２ａｙ側へ向けての貫通方向が、軸方向に対して斜めに設定されている。そして、前壁前面２ａｘ側の開口面が、前壁後面２ａｙ側の開口面よりも径方向内方に位置している。
【００４０】
したがって、上述の第２実施形態によれば、開口部２０を追加して設けていることにより、さらに電動ファンの音響騒音抑制効果を高めることができる。
【００４１】
なお、上述の第１実施形態および第２実施形態では、開口部１０は、前壁前面２ａｘ側（前側開口面１０ａ）から前壁後面２ａｙ側（後側開口面１０ｂ）へ向けての貫通方向が、ロータ１０３の軸方向に対して斜めに設定されている場合について説明した。そして、後側開口面１０ｂが前側開口面１０ａよりも径方向外方に位置している場合について説明した。また、開口部２０も開口部１０と同様の構成であると説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、開口部１０，２０は、前壁前面２ａｘ側の開口面が前壁後面２ａｙ側の開口面よりも径方向外方に位置していてもよい。このように構成した場合、ファン本体１Ａが回転駆動した際の遠心力により、前壁前面２ａｘに被水した水が前壁後面２ａｙに伝わりづらくなる。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、図８〜図１０に基づいて、本発明の第３実施形態について説明する。
図８は、第３実施形態の電動ファンにおけるファン本体の斜め前方から見た斜視図である。図９は、ファン本体の斜め後方から見た斜視図である。
【００４３】
この第３実施形態の電動ファンにおけるファン本体１Ｃは、第１実施形態のファン本体１Ａの開口部１０に替えて、それと異なる形状の開口部３０をファンボス２の前壁２ａに設けたものである。各開口部３０は、第１実施形態と同様に、前壁２ａの径方向中心の連結点（連結孔７ａの設けられている箇所）と周側壁２ｂに繋がる外周部との間に位置させて、連結点から周側壁２ｂへの振動の伝播を遮断するものである。そして、円筒リブ２ｃの内周側で放射リブ２ｅの間に、各開口部３０が配置されている。
【００４４】
図１０は開口部の拡大断面図である。
同図に示すように、各開口部３０は、軸方向前方から見た際に四角い凹みとして構成されている。また、各開口部３０は、前壁前面２ａｘ上の凹みの範囲が前壁前面２ａｘ側の開口面３０ａ（以下、前側開口面３０ａという）として構成されている。また、凹みの底壁として、各開口部３０の後面側に、前壁後面２ａｙよりも後方に位置する遮蔽壁３２が設けられている。そして、その遮蔽壁３２の外周端と前壁後面２ａｙとの間に隙間が確保され、その隙間が、前壁後面２ａｙ側の開口面３０ｂ（以下、後側開口面３０ｂという）として構成されている。
【００４５】
これにより、各開口部３０は、前側開口面３０ａと後側開口面３０ｂとの軸方向前方から見た位置が互いにずれる。そして、各開口部３０が、軸方向前方から見た際に見通し不可となる。
【００４６】
したがって、上述の第３実施形態のように構成されたファン本体１Ｃにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、開口部３０があることにより、電動モータ１０１のロータ１０３から連結点を介してファンボス２の前壁２ａに伝わる振動が著しく減衰される。その結果、モータ１０１から伝わる振動の影響により作動時に発生する音響雑音レベルが低下する。
【００４７】
また、開口部３０の前側開口面３０ａと後側開口面３０ｂとの軸方向前方から見た位置が互いにずれていることから、前側開口面３０ａから侵入した水が前壁後面２ａｙ側の開口面３０ｂまでスムーズに到達しにくくなる。その結果として、ファンボス２の軸方向前方から水がかかっても、ファンボス２内部への水の侵入を妨げることができ、ロータ１０３側への被水を極力防止可能となる。しかも、各開口部３０が、軸方向前方から見た際に見通し不可となっている。このため、より確実にファンボス２内部への外部からの水の浸入防止を図ることができる。
【００４８】
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。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、ファンボス２の前壁２ａの中心の１点（モータシャフトとの連結箇所）を連結点とした場合を説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、前壁の径方向中心領域の複数の連結点でボルト・ナット等によりファンボス２がロータに連結されていてもよい。
また、上記実施形態では、電動モータ１０１は、アウタロータ型の電動モータである場合を説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電動モータ１０１として、インナーロータ型の電動モータを採用してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…ファン本体
２…ファンボス
２ａ…前壁
２ａｘ…前壁前面
２ａｙ…前壁後面
２ｂ…周側壁
３…ファンブレード
７ａ…連結孔（連結点）
１０…開口部
１０ａ…前側開口面
１０ｂ…後側開口面
２０…開口部
３０…開口部
３０ａ…前壁前面側の開口面
３０ｂ…前壁後面側の開口面
１００…電動ファン
１０１…電動モータ
１０２…ロータヨーク
１０２ａ…前壁
１０２ｂ…周側壁
１０３…ロータ
１１０…排水孔
【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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