(57)【要約】【課題】改良されたヒートシンクを備え、このヒートシンクがダイカスト合金ではなく単なる打抜板金製でも、効率的に除熱できるようになっているファンアセンブリを提供する。【解決手段】ファンアセンブリ(1)は、支持構造体(2)と、支持構造体に固定されるモータ(6)とを有する。モータは、ステータ(7)と、外側ロータ(8)と、コントローラとを有する。コントローラの構成部品は、ステータの一端で板状ヒートシンク(11)と熱交換関係にある。ロータに固定されるファン(12)は、ブレード(14)が延びている中空ハブ(13)を有する。空気は、ハブの前壁(13a)の吸気口を流れる。ヒートシンク(11)は、内側面(20b)から軸方向にずらした外側面(20a)を有するスリット(20)を有する。ヒートシンクの部分は翼部(21)を形成し、翼部は、スリット(20)を通る吸気口からの気流の一部を偏向し、その気流がヒートシンク(11)の面の上方を通過するようになっている。【選択図】図１
2015158203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側フレームと、複数のスポークによって前記フレームに連結される内側部材とを含む固定支持構造体と、
前記内側部材に固定されるステータと、前記ステータに対して回転可能なロータとを含む電気モータと、
前記ステータの一端で前記モータの軸に対して横方向に延びる板状ヒートシンクと熱交換関係にある構成部品を有するコントローラと、
前記ステータの他端で前記ロータに固定され、複数のブレードが延びている中空ハブを有するファンであって、前記ハブは、前記ファンによって生じる気流が衝突するように意図されている前壁と、前記モータを取り囲み、前記モータに対して環状空間を形成する側面スカートとを有し、前記前壁には複数の吸気口が設けられ、前記吸気口から空気が前記環状空間内に流入するようになっているファンと、
を備える、特に自動車の熱交換器のためのファンアセンブリであって、
前記ヒートシンクは、前記環状空間に対向する周辺領域において、スリットを有し、前記スリットは、半径方向に対して角度をなす方向に延びており、内側辺に対して前記モータから遠ざかるようにずらした外側辺を有し、前記ヒートシンクの前記スリットの外側辺に隣接する部分は翼部を形成し、前記翼部は、使用時に、前記環状空間からの気流の一部を偏向し、前記スリットを通して送り、その気流が、前記ヒートシンクの前記スリットの内側辺に隣接する面の上方を通過するようになっていることを特徴とするファンアセンブリ。
【請求項２】
前記ヒートシンクは、切削及び打抜板金からなることを特徴とする、請求項１に記載のファンアセンブリ。
【請求項３】
前記ヒートシンクは、関連するデフレクタを有し、前記デフレクタは、前記スリットに近い前記ヒートシンクの外面の近くに位置し、前記デフレクタと前記ヒートシンクとの間に、使用時に前記スリットから出る気流の一部のための少なくとも１つの経路を形成するようになっていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のファンアセンブリ。
【請求項４】
前記デフレクタは、波形板の形を取り、前記波形板は、前記スリットの方向と本質的に直交する方向に配置される複数の平行な波形部を有することを特徴とする、請求項３に記載のファンアセンブリ。
【請求項５】
前記ヒートシンクは、前記コントローラの対応する構成部品の位置において、少なくとも１つの外方に突出するボスを有し、これに対応して、前記デフレクタは、前記ボスを取り囲む開口部を有し、使用時に、前記ヒートシンクと前記デフレクタとの間に送られる気流は、前記ボスの上方を通過するように方向づけられるようになっていることを特徴とする、請求項３又は４に記載のファンアセンブリ。
【請求項６】
前記内側部材は環状であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のファンアセンブリ。
【請求項７】
前記モータは外側ロータモータであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のファンアセンブリ。
【請求項８】
前記モータはブラシレスモータであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のファンアセンブリ。
【請求項９】
前記モータは直流モータであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のファンアセンブリ。
【請求項１０】
前記ハブは、複数の内側通気ベーンを備え、前記内側通気ベーンは、前記ハブの内面から延びており、使用時に、前記環状空間を通る気流を発生するようになっていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のファンアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンアセンブリに関し、特に、自動車の熱交換器のための冷却ファンモジュールに用いられるファンアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
より詳細には、本発明は、外側フレームと、複数のスポーク等によってこのフレームに連結される内側部材とを含む固定支持構造体と、前記内側部材に固定されるステータと、ロータとを含む電気モータ（詳細にはブラシレス直流モータ）と、前記ステータの一端で前記モータの軸に対して横方向に延びる本質的に板状のヒートシンクと熱交換関係にある構成部品を有するコントローラと、前記ステータの他端で前記モータの前記ロータに固定され、複数のブレードが延びている中空ハブを有するファンであって、前記ハブは、前記ファンによって生じる気流が衝突するように意図されている前壁と、前記モータを取り囲み、このモータに対して環状空間を形成する側面スカートとを有し、前記ハブの前記前壁には複数の吸気口が設けられ、空気が前記環状空間内を通って、前記モータ及び前記ヒートシンクの上方を通過するようになっているファンとを備える型のファンアセンブリに関する。
【０００３】
この種のファンアセンブリは、米国特許出願公開第２０１４／００６４９４１（Ａ１）号に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００６４９４１（Ａ１）号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の１つの目的は、改良されたヒートシンクを備え、このヒートシンクが、ダイカスト合金ではなく単なる打抜板金製でも、効率的に除熱できるようになっている、前記の型のファンアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明は、その一態様において、外側フレームと、複数のスポークによって前記フレームに連結される内側部材とを含む固定支持構造体と、前記内側部材に固定されるステータと、前記ステータに対して回転可能なロータとを含む電気モータと、前記ステータの一端で前記モータの軸に対して横方向に延びる板状ヒートシンクと熱交換関係にある構成部品を有するコントローラと、前記ステータの他端で前記ロータに固定され、複数のブレードが延びている中空ハブを有するファンであって、前記ハブは、前記ファンによって生じる気流が衝突するように意図されている前壁と、前記モータを取り囲み、前記モータに対して環状空間を形成する側面スカートとを有し、前記前壁には複数の吸気口が設けられ、前記吸気口から空気が前記環状空間内に流入するようになっているファンとを備える、特に自動車の熱交換器のためのファンアセンブリを提供し、ここで、前記ヒートシンクは、前記環状空間に対向する周辺領域において、スリットを有し、前記スリットは、半径方向に対して角度をなす方向に延びており、内側面に対して前記モータから遠ざかるようにずらした外側面を有し、前記ヒートシンクの前記スリットの外側面に隣接する部分は翼部を形成し、前記翼部は、使用時に、前記環状空間からの気流の一部を偏向し、前記スリットを通して送り、その気流が、前記ヒートシンクの前記スリットの内側面に隣接する面の上方を通過するようになっている。
【０００７】
前記ヒートシンクは、切削及び打抜板金からなることが好ましい。
【０００８】
前記ヒートシンクは、関連するデフレクタを有し、前記デフレクタは、前記スリットに近い前記ヒートシンクの外面の近くに位置し、前記デフレクタと前記ヒートシンクとの間に、使用時に前記スリットから出る気流の一部のための少なくとも１つの経路を形成するようになっていることが好ましい。
【０００９】
前記デフレクタは、波形板の形を取り、前記波形板は、前記スリットの方向と本質的に直交する方向に配置される複数の平行な波形部を有することが好ましい。
【００１０】
前記ヒートシンクは、前記コントローラの対応する構成部品の位置において、少なくとも１つの外方に突出するボスを有し、これに対応して、前記デフレクタは、前記ボスを取り囲む開口部を有し、使用時に、前記ヒートシンクと前記デフレクタとの間に送られる気流は、前記ボスの上方を通過するように方向づけられるようになっていることが好ましい。
【００１１】
前記内側部材は環状であることが好ましい。
【００１２】
前記モータは外側ロータモータであることが好ましい。
【００１３】
前記モータはブラシレスモータであることが好ましい。
【００１４】
前記モータは直流モータであることが好ましい。
【００１５】
前記ハブは、複数の内側通気ベーンを有し、前記内側通気ベーンは、前記ハブの内面から延びており、使用時に、前記環状空間を通る気流を発生するようになっていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるファンアセンブリの斜視背面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面斜視図である。
【図３】図２と類似の他の断面斜視図である。
【図４】図２の一部を拡大して示す図である。
【図５】本発明によるファンアセンブリのヒートシンクの斜視図である。
【図６】図５のヒートシンクに含まれる追加のデフレクタの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここで、添付図面の図を参照して、単なる例示として本発明の好ましい実施形態を説明する。図において、複数の図に現れる同一の構造体、要素又は部品は、一般に、それらが現れる全ての図において同じ符号で表記される。図内に示される構成部品及び構造部の寸法は、一般に、便宜のため及び提示の明確さのために選択されたものであり、必ずしも縮尺通りではない。
【００１８】
各図、特に図１及び図２において、符号１は、本発明によるファンアセンブリ全体を示し、ファンアセンブリは、特に自動車のラジエータ等の熱交換器を冷却するために使用できる。
【００１９】
ファンアセンブリ１は、全体を符号２で示す支持構造体を備え、この支持構造体は、作動時には固定される。公知のように、支持構造体２は外側フレーム３を備え、例示の実施形態において、外側フレーム３はリング形状であり、複数のスポーク４（図１）によって内側部材５に連結される。内側部材５もリング形状にすることができる。
【００２０】
図２〜図４により明確に示すように、ファンアセンブリ１は、全体を符号６で示す電気モータ、具体的にはブラシレス型の直流モータを備える。このモータは、公知の方法で支持構造体２の内側部材５に固定されるステータ７と、このステータの周囲に延びているロータ８とを含む。このように、図示のモータは外側ロータモータである。
【００２１】
モータ６は電子制御回路すなわちコントローラ９に関連しており、電子制御回路すなわちコントローラ９の各構成部品（図２及び４では全体を符号１０で示す）は、ステータ７の後端付近で、モータ６の軸Ａ−Ａに対して横方向に延びる板状ヒートシンク１１と熱交換関係にある。ヒートシンク１１は、薄板金を切削及び打抜くことによって容易に形成できる。
【００２２】
ファンアセンブリ１は、更に、図１において全体を符号１２で示すインペラすなわちファンを備える。ファン１２は、ヒートシンク１１とは反対側のステータ７の端部において、ロータ８に固定される。
【００２３】
ファン１２は中空ハブ１３を備え、中空ハブ１３から複数のブレード１４が延びており、ブレード１４の半径方向最外端は、支持構造体２のフレームすなわち外側リング３近傍に延在するリング１５に結合される（図１）。
【００２４】
ファン１２のハブ１３は、ファン１２によって生じる気流が衝突するように意図されている前壁１３ａ（特に図３参照）を有する。ハブ１３は、また、本質的に円筒形の側面スカート１３ｂを有し、側面スカート１３ｂは、モータ６を取り囲み、このモータに対して環状空間１６を形成する。ハブ１３は、更に、その内面から延びる複数の内側通気ベーン１７を備える。ベーン１７は、使用時に、環状空間１６内で、モータ６及びヒートシンク１１の上方を通過する冷却気流を発生するようになっている。ハブ１３の前壁１３ａには、複数の吸気口１３ｃが設けられ、空気が環状空間１６内に流入することができる（図３）。
【００２５】
図１〜図４を参照すると、ヒートシンク１１は、環状空間１６に対向する周辺領域においてスリット２０を有し、例示の実施形態ではスリット２０は、弦方向、すなわち、軸Ａ−Ａを通る半径方向と本質的に直交する方向に延びている。スリット２０は、内側辺２０ｂと、内側辺２０ｂに対してモータ６から遠ざかる方向にずらした外側辺２０ａを有する。
【００２６】
ヒートシンク１１のスリット２０の外側辺２０ａに隣接する部分は、翼部２１を形成し、翼部２１は、使用時に、図４において矢印Ｆ１、Ｆ２及びＦ３で示すように、環状空間１６からの気流の一部を偏向し、スリットを通して送り、その気流が、ヒートシンク１１のスリットの内側辺２０ｂに隣接する面の上方を通過するようになっている。
【００２７】
図５及び６に示すように、ヒートシンク１１の主外面にデフレクタ２２を配設するのが好適だが、必ずしもこれに限らない。この解決法は、特定の場合に用いることができる。
【００２８】
図示の実施形態では、デフレクタ２２は、複数の平行な波形部を有する薄板金からなり、例えば、図５に示すようなリベット２３によってヒートシンク１１に固定される。
【００２９】
デフレクタ２２は、ヒートシンク１１のスリット２０付近に延び、その波形部はこのスリットと本質的に直交するのがよい。
【００３０】
デフレクタ２２の波形部は複数の小ダクトを形成し、このダクトは、使用時に、図５において矢印Ｆ４で示すように、スリット２０から出る気流の一部を取り込むことができる。
【００３１】
ヒートシンク１１は、コントローラ９の電子部品のいくつかの位置において、外方に突出する複数のボス２４を有してもよい。これに対応して、デフレクタ２２には開口部２５が設けられ、この開口部の輪郭はボス２４の輪郭に実質的に対応する。
【００３２】
デフレクタ２２を組み立てた状態において、ボス２４は、少なくとも一部が、デフレクタの関連する開口部２５の方に突出する。したがって、ヒートシンク１１の外面とデフレクタ２２の内面との間に送られる気流の一部は、特に前記ボス２４の上方を通過するように方向づけられる。
【００３３】
ヒートシンク１１、及びこれと併せて設けることができるデフレクタ２２を用いて、モータ６及び関連するコントローラ９が使用時に発生する熱を除去する効率を向上させることができる。
【００３４】
本出願の説明及び請求項において、動詞「備える（comprise）」、「含む（include）」、「有する（contain）」及び「有する（contain）」、並びにその変形形態は、説明する要素又は特徴の存在を規定するために包括的な意味で使用され、追加の要素又は特徴の存在を排除するものではない。
【００３５】
明確にするために別個の実施形態に関連して説明されている本発明の特定の特徴は、１つの実施形態において組み合わせて提供してもよいものと理解される。逆に、簡潔にするために１つの実施形態に関連して説明されている本発明の種々の特徴を、個別に又はそれらを適当に組み合わせて提供してもよい。
【００３６】
上記の実施形態は単なる例示であり、請求項に定義する本発明の範囲から逸脱することなく、他の様々な修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。
【００３７】
例えば、ロータは、モータ軸を介してロータに取り付けられたファンを備える内側ロータでもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  ファンアセンブリ
２  支持構造体
３  外側フレーム
４  スポーク
５  内側部材
６  電気モータ
７  ステータ
８  ロータ
９  電子制御回路（コントローラ）
１０  電子制御回路（コントローラ）の構成部品
１１  ヒートシンク
１２  ファン（インペラ）
１３  ハブ
１３ａ  前壁
１３ｂ  側面スカート
１３ｃ  吸気口
１４  ブレード
１５  リング
１６  環状空間
１７  内側通気ベーン
２０  スリット
２０ａ  外側辺
２０ｂ  内側辺
２１  翼部
２２  デフレクタ
２３  リベット
２４  ボス
２５  開口部
【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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【図６】
2015158203.tif 000008
【外国語明細書】
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