(57)【要約】【課題】大型化や重量増加を招くことなくファン本体に作用する荷重に起因するロータの変形を防止できるようにして、ロータと周囲の部材との干渉防止と小型・軽量化を同時に図ることのできる車両用電動ファンを提供する。【解決手段】コイル１０を巻回したステータ１１を設置用のブラケット１２に固定する。ブラケット１２には、軸受２０Ａ，２０Ｂを介して回転軸１３を回転可能に支持させる。回転軸１３にはロータ１４を一体回転可能に結合する。ファン本体３の底壁部３１に設けた軸固定部である金属プレート３７を回転軸１３に直接結合する。【選択図】図１
2012095404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを巻回したステータと、
前記ステータを支持するステータ支持部材と、
前記ステータ支持部材に軸受を介して回転自在に支持される回転軸と、
有底円筒状に形成され、周壁部にマグネットが設置されるとともに、底壁部が前記回転軸に一体回転可能に結合されるロータと、
前記ロータと一体に回転して送風を行うファン本体と、を備えた車両用電動ファンにおいて、
前記ファン本体に、前記回転軸に直接固定される軸固定部が設けられていることを特徴とする車両用電動ファン。
【請求項２】
前記ファン本体と前記ロータの底壁部との間に、軸方向に離間するスペースが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用電動ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のラジエータ冷却部等に用いられる車両用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冷却部に用いられる車両用電動ファンとして、アウタロータ型のブラシレスモータを用いたものが知られている。
このブラシレスモータは、ステータ支持部材であるブラケットに、励磁用の複数のコイルを巻回したステータが取り付けられ、そのステータの外周側に、内周面に複数のマグネットを取り付けた有底円筒状のロータが回転可能に配置され、各コイルにタイミングをずらして電流を流すことによってロータを回転させるようになっている。また、ロータの底壁部の軸心には回転軸が一体に取り付けられ、その回転軸がブラケットに軸受を介して回転自在に支持されている。
【０００３】
このようなブラシレスモータを用いた車両用電動ファンにおいては、送風ブレードを有するファン本体が、ロータの底壁部の前面に重ねられて、軸心部から離間した位置において複数のボルトでロータに結合されている。このため、ステータのコイルに通電が行われると、ファン本体はロータとともに一体に回転する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６１２６４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、この従来の車両用電動ファンの場合、ファン本体がロータの底壁部の前面に重ねられてその底壁部に結合される構造とされているため、ファン本体に作用する荷重が全てロータの底壁部に直接入力されてしまう。このため、例えば、車両走行時の飛び石による衝撃や冠水時の衝撃、路面振動等によってファン本体に大きな荷重が入力されると、ロータがその荷重を受けて撓み変形することが懸念される。
このようにしてロータが変形すると、ロータの回転時に、ロータがステータや他の固定部材と干渉するおそれがあるため、ロータの周囲や前後に充分なスペースを設けたり、ロータの変形、特に、底壁部の変形を防止するために底壁部に肉厚で大型の補強部材を追加したりしなければならない。そして、ロータの周囲や前後に充分なスペースを設ける場合には、電動ファンの小型化を図るうえで不利となり、また、補強部材を追加する場合には、軸長の増加によってやはり電動ファンの小型化が難しくなるうえ、装置の重量増加を招いてしまう。
【０００６】
そこでこの発明は、大型化や重量増加を招くことなくファン本体に作用する荷重に起因するロータの変形を防止できるようにして、ロータと周囲の部材との干渉防止と小型・軽量化を同時に図ることのできる車両用電動ファンを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る車両用電動ファンでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、コイルを巻回したステータと、前記ステータを支持するステータ支持部材と、前記ステータ支持部材に軸受を介して回転自在に支持される回転軸と、有底円筒状に形成され、周壁部にマグネットが設置されるとともに、底壁部が前記回転軸に一体回転可能に結合されるロータと、前記ロータと一体に回転して送風を行うファン本体と、を備えた車両用電動ファンにおいて、前記ファン本体に、前記回転軸に直接固定される軸固定部が設けられていることを特徴とするものである。
これにより、ファン本体は軸固定部を介して回転軸に直接支持されることになり、ファン本体に作用する荷重は回転軸によって主に支持されるようになる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る車両用電動ファンにおいて、前記ファン本体と前記ロータの底壁部との間に、軸方向に離間するスペースが設けられていることを特徴とするものである。
これにより、ファン本体に作用する荷重はロータの底壁部に直接入力されなくなる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、ファン本体に作用する荷重が軸固定部を介して回転軸によって主に支持されるため、ファン本体に作用する荷重に起因するロータの変形を未然に防止することができる。したがって、この発明によれば、ロータと周囲の部材との干渉防止と装置の小型・軽量化を同時に図ることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、ファン本体とロータの底壁部の間に、軸方向に離間するスペースが設けられているため、ファン本体に作用する荷重がロータに直接入力されるのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態の車両用電動ファンの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施形態の車両用電動ファン１（以下、「電動ファン１」と呼ぶ。）を鉛直方向に沿って切った断面図である。なお、図中矢印Ｆは、車両の前方側を指している。以下の説明においては、矢印Ｆの指す方向を「前」、矢印Ｆの指す方向と逆の方向を「後」と呼ぶものとする。
この電動ファン１は、車両のラジエータ冷却用として用いられ、図示しないラジエータの前方側に設置される。この電動ファン１は、駆動部である電動モータ２と、電動モータ２によって回転駆動されるファン本体３とを備えている。
【００１３】
電動モータ２は、アウタロータ型のブラシレスモータによって構成され、励磁用の複数のコイル１０が巻回されたステータ１１と、ステータ１１を支持するブラケット１２（ステータ支持部材）と、ブラケット１２に回転自在に支持される回転軸１３と、この回転軸１３に一体回転可能に結合されたロータ１４と、ロータ１４の回転をフィードバックしてコイル１０の通電を制御する制御ユニット１５と、を備えている。
【００１４】
ブラケット１２は、全体が略円盤状に形成され、その外周縁部に締結部である複数の固定アーム１２ａが延設されている。固定アーム１２ａは、ファン本体３の周囲を取り囲んで送風を案内するファンシュラウド１６に締結固定され、ファンシュラウド１６は、ラジエータの前方側に固定設置されるようになっている。
また、ブラケット１２の前面側の中央には円筒状のボス部１２ｂが突設されており、そのボス部１２ｂには、外周側でステータ１１を固定する略円筒状のステータ固定パイプ１７（ステータ支持部材）が取り付けられている。
【００１５】
ステータ固定パイプ１７は、一端側がボス部１２ｂ内に圧入固定され、他端側がボス部１２ｂの前端部から前方に突出している。ステータ固定パイプ１７のボス部１２ｂから前方に突出した領域の外周面には、ステータ１１のステータコア１８が嵌合固定されている。ステータコア１８には、放射方向に突出する複数のティース１８ａが設けられ、その各ティース１８ａに絶縁部材であるインシュレータ１９を介して前記コイル１０が巻回されている。
【００１６】
また、ブラケット１２の前面側の外周縁には、略円筒状の水浸入規制壁２５がボス部１２ｂと同軸に形成されている。さらに、ブラケット１２の前面には、水浸入規制壁２５よりも小径の２つの円筒壁２６，２７がボス部１２ｂと同軸に形成されている。円筒壁２６，２７は、水浸入規制壁２５と同様に、ブラケット１２の上部外周側から、電気接点や制御ユニット１５の配置されている中心側に流入しようとする水滴をこれらの外周面に沿わせて下方に滴下させる。
【００１７】
回転軸１３は、車体前後方向に沿うように略水平に延出し、一対の軸受２０Ａ，２０Ｂを介してブラケット１２のボス部１２ｂとステータ固定パイプ１７とに回転自在に支持されている。回転軸１３の後端部は軸受２０Ａから後方側に突出し、その突出端に回転検出用のセンサリング２１が取り付けられている。このセンサリング２１を用いて検出された回転軸１３の回転は、ロータ１４の回転情報として制御ユニット１５に出力される。一方、回転軸１３の前端部は軸受２０Ｂから前方側に突出し、その突出部分にロータ１４とファン本体３とが取り付けられるようになっている。
具体的には、回転軸１３の前部側の突出領域には、軸受２０Ｂに隣接してロータ支持部２２が拡径して形成されるとともに、そのロータ支持部２２に隣接してロータ支持部２２よりも小径のファン固定部２３が形成されている。そして、回転軸１３のファン固定部２３よりも先端側にはファン固定部２３よりも小径の雄ねじ部２４が形成されている。
【００１８】
ロータ１４は、有底円筒状のロータヨーク２８の周壁部２９の内面に複数のマグネット３０…が円周方向に沿って取り付けられている。また、ロータヨーク２８の底壁部３１の中央には、周壁部２９と同側に突出するボス部３２が形成され、そのボス部３２が回転軸１３のロータ支持部２２の外周に圧入固定されている。なお、ロータ１４は、周壁部２９に設置されたマグネット３０がステータ１１の外周面に対峙し、底壁部３１がステータ１１の前面側を覆うように回転軸１３に組み付けられている。
【００１９】
また、ロータヨーク２８の周壁部２９の開口側（後端側）の縁部には径方向外側に屈曲したフランジ３３が突設されている。このフランジ３３を含むロータヨーク２８の開口側の縁部は、ロータ１４が回転軸１３と軸受２０Ａ，２０Ｂを介してブラケット１２に組み付けられた状態において、ブラケット１２の水浸入規制壁２５と円筒壁２６の間のスペースに配置され、水浸入規制壁２５と円筒壁２６に対して軸方向で所定量オーバーラップするようになっている。なお、フランジ３３は、ロータヨーク２８の周壁部２９の外周面に滴下した水滴が、周壁部２９の開口側に流れ込むのを規制する規制壁として機能するとともに、ロータヨーク２８の補強部としても機能する。
【００２０】
一方、ファン本体３は、有底円筒状のファンボス３４と、ファンボス３４の外周面から径方向外側に突出する複数の送風ブレード３５と、を備えている。このファンボス３４と送風ブレード３５は樹脂によって一体に形成されている。ファンボス３４の底壁の中央には、開口３６が形成されるとともに、その開口３６を閉塞するように別体の金属プレート３７が後面側から取り付けられている。この金属プレート３７は、ファン本体３を回転軸１３に直接固定するための軸固定部を構成するものであり、その中央部には、回転軸１３のファン固定部２３が嵌入される嵌合孔３８が形成されている。ファン本体３は、金属プレート３７が座金３９とともに回転軸１３のファン固定部２３に嵌合され、金属プレート３７から突出した回転軸１３の雄ねじ部２４にナット４０を締め込むことによって回転軸１３に一体に結合されている。また、金属プレート３７とともにファン固定部２３に嵌合された座金３９は、回転軸１３上のファン固定部２３よりも大径のロータ支軸部２２の近傍部に当接し、それにより、ロータ１４の底壁部３１と金属プレート３７の間に軸方向に離間するスペースＳが確保されている。
この実施形態の場合、軸固定部である金属プレート３７はファンボス３４の底壁に複数のビス４１によって固定されている。ただし、ファンボス３４に対する金属プレート３７の固定はビス止めに限らず、金属プレート３７をファンボス３４の内周縁部にインサート成形によって埋め込み固定するようにしても良い。
【００２１】
以上の構成において、電動モータ２のコイル１０に通電が行われると、ステータ１１とロータ１４の間に回転力が発生し、ファン本体３がロータ１４と一体となって回転してラジエータに冷却風を供給するようになる。このとき、ロータ１４の回転力は回転軸１３を通してファン本体３に伝達される。
【００２２】
この電動ファン１においては、ファン本体３がファンボス３４に設けられた金属プレート３７部分で回転軸１３に直接固定されているため、車両走行時の飛び石や冠水衝撃、路面振動等による大きな荷重がファン本体３に作用した場合に、その荷重が主に回転軸１３によって支持されるようになる。このため、ファン本体３に大きな荷重が入力されても、その荷重による大きな変形力をロータ１４が受けることがなくなり、ロータ１４の変形によって作動中にロータ１４がステータ１７や周囲の他の固定部材と干渉する不具合を未然に防止することができる。
【００２３】
そして、この電動ファン１においては、ロータ１４の変形を考慮してロータ１４の周囲に大きな干渉防止スペースを設けたり、ロータ１４の底壁部３１を肉厚で大型の補強部材で補強したりする必要がないことから、ロータ１４と周囲の部材との干渉防止と、装置の小型・軽量化を同時に図ることができる。
【００２４】
また、この実施形態の電動ファン１は、回転軸１３に固定されるファン本体３の内周縁部とロータ１４の底壁部３１の間に軸方向に離間するスペースＳが確保されているため、ファン本体３に大きな荷重が作用した場合に、その荷重がロータ１４の底壁部３１に直接入力されるのを防止することができる。したがって、この電動ファン１においては、ファン本体３に作用する荷重に起因するロータ１４の変形をより確実に防止することができる。
【００２５】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１…電動ファン
３…ファン本体
１０…コイル
１１…ステータ
１２…ブラケット（ステータ支持部材）
１３…回転軸
１４…ロータ
１７…ステータ固定パイプ（ステータ支持部材）
２９…周壁部
３０…マグネット
３１…底壁部
３７…金属プレート（軸固定部）
Ｓ…軸方向に離間するスペース
【図１】
2012095404.tif 000003