(57)【要約】【課題】ロータの内周側への水滴の浸入を有効に防止できるようにして、耐久性に優れた車両用電動ファンを提供する。【解決手段】ブラケット１２に固定されるステータ１１と、ステータ１１の前面側と外周側を覆う有底円筒状のロータ１４を設ける。ロータ１４は軸受２０Ａ，２０Ｂを介してブラケット１２に回転可能に支持させる。ロータ１４の外側領域を覆う有底円筒状のロータカバー２５を設ける。ロータカバー２５の開口側の端部をブラケット１２の前面に固定し、ロータカバー２５は、ロータ１４とファン本体３に対して非接触状態とする。【選択図】図１
2012095403.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とともに、水平方向に延出する回転軸と、
前記ステータの前面側と外周側を覆うように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、
前記ロータに一体回転可能に結合され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、
前記ステータ支持部材に固定され、前記ロータと前記ファン本体に対して非接触状態で前記ロータの外側領域を覆うロータカバー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】
前記ロータカバーは、少なくとも前記ロータの略上半部を覆う領域で前記ステータ支持部材に密着状態で固定さ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。
【請求項３】
前記ロータカバーの下端領域には水抜き孔が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の車両用電動ファン。
【請求項４】
前記ロータカバーは、前記ロータの外面形状に略沿って有底円筒状に形成され、
前記ロータカバーの外周壁の開口側の端縁が前記ステータ支持部材に固定されるとともに、前記ロータカバーの底壁の軸心部に軸受保持部が設けられ、
前記回転軸は、基端側が第１の軸受を介して前記ステータ支持部材に支持されるとともに、前記ロータの底壁部を貫通した先端側が第２の軸受を介して前記ロータカバーの軸受保持部に支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用電動ファン。
【請求項５】
前記ファン本体は、前記ロータの底壁部を貫通し前記第２の軸受から突出した前記回転軸の先端部に固定されていることを特徴とする請求項４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ボルトによって結合されている。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。
また、この種の車両用電動ファンにおいては、雨水等の水滴の吹き込みを考慮して、ロータの周壁部と、ステータ支持部材であるブラケットの間には、ロータの内周側への水滴の浸入を規制するための構造が設けられている。この構造としては、例えば、ブラケットの前面側に、ロータと同軸に円筒状の規制壁を突出させ、その規制壁をロータの周壁の開口側の縁部と軸方向でオーバーラップさせるようにしたものが知られている（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２００９−２５４２０５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においては、ブラケットの規制壁をロータの周壁部とオーバーラップさせることで水滴の浸入を規制する構造であるため、大量の雨水が吹き込んだ場合等には、ブラケットの規制壁とロータの周壁部の隙間から水滴が内側に入り込むのを、充分に規制することが難しい。
【０００６】
そこでこの発明は、ロータの内周側への水滴の浸入を有効に防止できるようにして、耐久性に優れた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とともに、水平方向に延出する回転軸と、前記ステータの前面側と外周側を覆うように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、前記ロータに一体回転可能に結合され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、前記ステータ支持部材に固定され、前記ロータと前記ファン本体に対して非接触状態で前記ロータの外側領域を覆うロータカバー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、ステータ支持部材に固定されたロータカバーによってロータの外側領域が覆われ、ロータの外側領域からの水滴の浸入がロータカバーによって規制される。
【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、前記ロータカバーは、少なくとも前記ロータの略上半部を覆う領域で前記ステータ支持部材に密着状態で固定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る車両用電動ファンにおいて、前記ロータカバーの下端領域には水抜き孔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、ロータの内周側に万が一水滴が浸入した場合には、その水滴がロータカバーの下端領域の水抜き孔から外部に排出されることになる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に係る車両用電動ファンにおいて、前記ロータカバーは、前記ロータの外面形状に略沿って有底円筒状に形成され、前記ロータカバーの外周壁の開口側の端縁が前記ステータ支持部材に固定されるとともに、前記ロータカバーの底壁の軸心部に軸受保持部が設けられ、前記回転軸は、基端側が第１の軸受を介して前記ステータ支持部材に支持されるとともに、前記ロータの底壁部を貫通した先端側が第２の軸受を介して前記ロータカバーの軸受保持部に支持されていることを特徴とするものである。
これにより、ロータを支持する回転軸が基端側でステータ支持部材に回転自在に支持される一方で、先端側でロータカバーに回転自在に支持されることになる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る車両用電動ファンにおいて、前記ファン本体は、前記ロータの底壁部を貫通し前記第２の軸受から突出した前記回転軸の先端部に固定さ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回転軸に直接支持され、ロータには伝達され難くなる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、ステータ支持部材に固定され、ロータとファン本体に対して非接触状態でロータの外側領域を覆うロータカバーが設けられていることから、ロータの外側領域から内周側への水滴の浸入をより確実に防止することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、ロータカバーが、ロータの略上半部を覆う領域でステータ支持部材に密着状態で固定されることから、ロータの上方側からロータの内周側への水滴の浸入を確実に防止することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、ロータカバーの下端領域に水抜き孔が設けられていることから、万が一ロータの内側に水滴が浸入したときの排水性を確保することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、ロータを支持する回転軸が基端側でステータ支持部材に回転自在に支持される一方で、先端側でロータカバーに回転自在に支持されることから、回転軸の軸方向に離間した二位置を安定的に支持することができ、ロータの回転を常時安定させることができる。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、ファン本体に作用する荷重が回転軸に直接支持されることから、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を防止するためのスペースを小さくして、装置の小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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の中央部には前方側に突出する円筒状のボス部１２ｂが設けられるとともに、そのボス部１２ｂの外周側を囲むように前方に突出する略円筒状のステータ支持壁１７（ステータ支持部材）が設けられている。
【００２１】
ステータ支持壁１７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。
【００２２】
回転軸１３は、車体前後方向に沿うように略水平に延出し、第１の軸受２０Ａと第２の軸受２０Ｂを介してブラケット１２のボス部１２ｂと後述するロータカバー２５とに回転自在に支持されている。回転軸１３の後端部は第１の軸受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。
また、回転軸１３の軸方向の略中央位置には、ロータ１４が同軸に圧入固定されている。この回転軸１３上のロータ１４の固定位置は、第１の軸受２０Ａによる支持位置と、第２の軸受２０Ｂによる支持位置のほぼ中間部に位置されている。また、第２の軸受２０Ｂから突出した回転軸１３の前端部にはファン本体３が嵌合されるファン嵌合部２３と、雄ねじ部２４とが形成されている。
【００２３】
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の外周面に圧入固定されるようになっている。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。
【００２４】
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。この送風ブレード３５とファンボス３４の大半の部分は樹脂によって一体に形成されているが、ファンボス３４の軸心部分には、中央に嵌合孔３８を有する別体の金属プレート３７がインサート成形によって埋設されている。ファン本体３は、金属プレート３７の嵌合孔３８がスペーサ３９とともに回転軸１３の先端部に嵌合され、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回転軸１３に一体に結合されている。
【００２５】
ところで、有底円筒状に形成されたロータ１４は、開口１４ａ側の端部をブラケット１２の前面側に対向させるようにして、回転軸１３とともにブラケット１２に組み付けられるが、ロータ１４の外側領域は上記のロータカバー２５によって非接触状態で覆われている。
【００２６】
ロータカバー２５は、この実施形態の場合、金属によって有底円筒状に形成されている。ロータカバー２５の外周壁２５ａの開口側の端部には円環状の外向きフランジ４１が一体に形成されている。ロータカバー２５は、外向きフランジ４１がブラケット１２の前面に重ねられ複数のビス４２によってブラケット１２に締結固定されている。ロータカバー２５の外周壁２５ａは、ブラケット１２からロータ１４の外周側にかけてを連続的に覆い、外周壁２５ａに連設される底壁２５ｂは、ロータ１４の底壁部２９の前面側を覆うようになっている。ロータカバー２５は、外周壁２５ａの端部が外向きフランジ４１部分でブラケット１２に密着状態で固定されているが、外周壁２５ａの下端領域（円周方向で最も低い領域）には、ロータカバー２５内に浸入した水滴を外部に排出するための水抜き孔４５が形成されている。
【００２７】
ロータカバー２５の底壁２５ｂは、ロータ１４の底壁部３１とファン本体３のファンボス３４との間の軸方向に離間したスペースに非接触状態で配置されている。また、底壁２５ｂの軸心部には、外周壁２５ａと同側に突出する円筒状のボス部４３が設けられ、そのボス部４３の内周面によって第２の軸受２０Ｂのアウタレースを保持するようになっている。この実施形態の場合、ボス部４３が軸受保持部を構成している。
また、ロータカバー２５の底壁２５ｂには、ボス部４３よりも径方向外側位置から前方側（ファンボス３４の底面側）に突出する略円筒状の水浸入規制壁４６が取り付けられている。水浸入規制壁４６は、上方側から流れ込んだ水滴をその外周面に沿わせて下方に滴下させることにより、第２の軸受方向２０Ｂ方向への水滴の浸入を規制する。なお、図中４６ａは、水浸入規制壁４６の円筒部の突出端に設けられた水捕捉フランジである。
【００２８】
また、ロータカバー２５の底壁２５ｂに対向するファンボス３４の底壁の後面には、ロータカバー２５側の水浸入規制壁４６と同様の円筒状の水浸入規制壁４７が突設されている。この溝侵入規制壁４７は、ロータカバー２５側の水浸入規制壁４６よりも大径に形成され、かつ、ロータカバー２５側の水浸入規制壁４６と軸方向でオーバーラップするようになっている。この水浸入規制壁４７は、ファンボス３４の底壁の後面側に流入した水滴を捕捉して、その外周面に沿わせて下方に滴下させる。
【００２９】
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は、ブラケット１２の前面側に取り付けられたロータカバー２５の内側で回転し、ロータ１４の回転は回転軸１３を通してファン本体３に伝達される。
【００３０】
この電動ファン１においては、ロータ１４の外側領域を覆うロータカバー２５が、ロータ１４とファン本体３に対して非接触状態になるようにブラケット１２に固定されているため、雨水の吹き込み等によってブラケット１２の前面側に水滴が流れ込んだ場合であっても、ロータ１４の内側方向への水滴の浸入がロータカバー２５によって阻止される。
具体的には、ブラケット１２の上部前面に当たった水滴や、ファン本体３の上部後面側に回り込んだ水滴は、ブラケット１２の前面に取り付けられたロータカバー２５の外周壁を伝い、若しくは、ロータカバー２５の外周壁２５ａと底壁２５ｂとを伝って下方に滴下し、ロータ１４側への浸入が阻止される。また、側方や下方から吹き込んだ水滴も同様にロータカバー２５によって内部への浸入を阻止される。
【００３１】
そして、この実施形態の電動ファン１は、ロータカバー２５の開口側の端部がブラケット１２の前面に密着状態で固定されているため、ブラケット１２の前面とファン本体３の間の隙間を通したロータ１４の内周側への水滴の浸入を確実に防止することができる。
【００３２】
また、この実施形態の電動ファン１の場合、ロータカバー２５の下端領域に水抜き孔４５が設けられているため、車両の浸水等によって万が一ロータカバー２５の内部に水滴が浸入した場合であっても、内部に入り込んだ水滴を水抜き孔４５を通して外部に確実に排出することができる。
【００３３】
また、この電動ファン１においては、ロータ１４の軸心部に取り付けられる回転軸１３が基端側で第１の軸受２０Ａを介してブラケット１２のボス部１２ｂに支持される一方で、先端側で第２の軸受２０Ｂを介してローターカバー２５のボス部４３に支持されているため、回転軸１３上のロータ連結部（ボス部３２が固定される部位）の前後が両持ち構造で安定的に支持されることになる。したがって、この電動ファン１では、ブラケット１２から前方側に膨出するローターカバー２５を有効利用してロータ１４の回転ブレを抑制することができる。
【００３４】
さらに、この電動ファン１の場合、ロータ１４が回転軸１３の軸方向の略中央位置に固定され、ファン本体３がロータ１４ではなく、ロータ１４から突出した回転軸１３の先端部に直接結合されていることから、浸水衝撃や回転反力等のファン本体３に作用する荷重がロータ１４に入力されてロータ１４が変形するのを未然に防止することができる。特に、この電動ファン１の場合、ロータ１４とファン本体３の間にロータカバー２５が介在されているため、荷重を受けたファン本体３がロータ１４に直接接触するのを確実に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、ロータ１４と周囲の部材との干渉を防止するためのスペースを小さくし、装置全体の小型化を図ることができる。
【００３５】
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】
【００３６】
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…ステータ支持壁（ステータ支持部材）
２０Ａ…第１の軸受
２０Ｂ…第２の軸受
２５…ロータカバー
２９…周壁部
３０…マグネット
３１…底壁部
４３…ボス部（軸受保持部）
４５…水抜き孔
【図１】
2012095403.tif 000003