(57)【要約】【課題】構成部品の冷却性能を確保する。【解決手段】送風装置１０は、回転軸１６を有するモータ１８と、回転軸１６の回転に伴い回転されるファン１２と、モータ１８への通電を制御する制御回路３８と、を備えている。また、制御回路３８にはヒートシンク４４が取付けられている。ヒートシンク４４は、ファン１２によって送風された空気流の一部が通過する複数のボス部４４Ｂと、複数のボス部４４Ｂに対して空気流の下流側に配置され、複数のボス部４４Ｂの間を通過した空気流を遮る方向に延びるフィン４４Ｃと、を備えている。【選択図】図１
2017175769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するモータと、
前記回転軸の回転に伴い回転されるファンと、
前記モータへの通電を制御する制御回路と、
前記制御回路に取付けられ、前記ファンによって送風された空気流の一部が通過する複数の第１突起部と、前記複数の第１突起部に対して前記空気流の下流側に配置され、前記複数の第１突起部の間を通過した前記空気流を遮る方向に延びる第２突起部と、を有するヒートシンクと、
を備えた送風装置。
【請求項２】
前記第２突起部の高さが、前記第１突起部の高さよりも高く設定された請求項１記載の送風装置。
【請求項３】
前記第２突起部において前記空気流の上流側に向けられた面の面積が、前記第１突起部において前記空気流の上流側に向けられた面の面積よりも広く設定された請求項１又は請求項２記載の送風装置。
【請求項４】
前記第２突起部の長手方向への寸法が、前記ヒートシンクにおける前記第２突起部の長手方向への寸法よりも短く設定されており、
前記第２突起部の長手方向の端部を通過した前記空気流が、前記モータ側へ向けて流れる請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の送風装置。
【請求項５】
前記第２突起部の少なくとも一部が、前記空気流の方向と直交する方向に延在している請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の送風装置。
【請求項６】
前記第２突起部の長手方向が、前記空気流の方向と直交する方向に向けられている請求項５記載の送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、車両用空調装置の一部を構成する送風装置であるブロアモータが開示されている。このブロアモータは、ファンを回転させるモータと、当該モータの回転を制御する制御回路と、制御回路等が収容されたモータハウジングと、を備えている。また、制御回路の一部を構成する回路基板には、ヒートシンクが取付けられている。そして、制御回路の熱が、ヒートシンクを介して放熱されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７６１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載されたブロアモータの一部を構成するモータ及び制御回路等は通電されることによって発熱するため、当該モータ及び制御回路等の冷却性能を確保することが肝要である。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、構成部品の冷却性能を確保することができる送風装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の送風装置は、回転軸を有するモータと、前記回転軸の回転に伴い回転されるファンと、前記モータへの通電を制御する制御回路と、前記制御回路に取付けられ、前記ファンによって送風された空気流の一部が通過する複数の第１突起部と、前記複数の第１突起部に対して前記空気流の下流側に配置され、前記複数の第１突起部の間を通過した前記空気流を遮る方向に延びる第２突起部と、を有するヒートシンクと、を備えている。
【０００７】
請求項１記載の送風装置によれば、モータへの通電が制御回路によって制御されることにより、モータの回転軸が回転する。これにより、ファンが回転されて送風が開始される。また、制御回路の熱は当該制御回路に取付けられたヒートシンクに伝達される。ここで、請求項１記載の本発明では、ファンによって送風された空気流の一部がヒートシンクに設けられた複数の第１突起部の間を通過する。これにより、ヒートシンクに伝達された熱を複数の第１突起部の表面から当該複数の第１突起部の間を流れる空気流に放熱させることができる。また、複数の第１突起部の間を通過した空気流は、第２突起部によって遮られることにより複数の第１突起部側へ向けて跳ね返される。これにより、ファンによって送風された空気流の一部を複数の第１突起部の間に留めやすくすることができる。これにより、複数の第１突起部の表面から空気流への放熱性能を向上させることができる。このように、請求項１記載の本発明では、送風装置を構成する構成部品の冷却性能を確保することができる。
【０００８】
請求項２記載の送風装置は、請求項１記載の送風装置において、前記第２突起部の高さが、前記第１突起部の高さよりも高く設定されている。
【０００９】
請求項２記載の送風装置によれば、第２突起部の高さを第１突起部の高さよりも高く設定することにより、第２突起部によって遮られた空気流を複数の第１突起部側へ向けてより跳ね返し易くすることができる。これにより、複数の第１突起部の表面から空気流への放熱性能をより一層向上させることができる。
【００１０】
請求項３記載の送風装置は、請求項１又は請求項２記載の送風装置において、前記第２突起部において前記空気流の上流側に向けられた面の面積が、前記第１突起部において前記空気流の上流側に向けられた面の面積よりも広く設定されている。
【００１１】
請求項３記載の送風装置によれば、第１突起部及び第２突起部において空気流の上流側に向けられた面の面積を上記のように設定することにより、第２突起部によって遮られた空気流を複数の第１突起部側へ向けてより跳ね返し易くすることができる。これにより、複数の第１突起部の表面から空気流への放熱性能をより一層向上させることができる。
【００１２】
請求項４記載の送風装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の送風装置において、前記第２突起部の長手方向への寸法が、前記ヒートシンクにおける前記第２突起部の長手方向への寸法よりも短く設定されており、前記第２突起部の長手方向の端部を通過した前記空気流が、前記モータ側へ向けて流れる。
【００１３】
請求項４記載の送風装置によれば、第２突起部の長手方向への寸法がヒートシンクにおける第２突起部の長手方向への寸法よりも短く設定されている。当該構成では、複数の第１突起部の間を通過した空気流が第２突起部の長手方向の端部を通過して、モータ側へ向けて流れる。これにより、モータの冷却性能を向上させることができる。
【００１４】
請求項５記載の送風装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の送風装置において、前記第２突起部の少なくとも一部が、前記空気流の方向と直交する方向に延在している。
【００１５】
請求項５記載の送風装置によれば、第２突起部の少なくとも一部を空気流の方向と直交する方向に延在させることにより、当該第２突起部の少なくとも一部に遮られた空気流を複数の第１突起部側へ向けてより跳ね返し易くすることができる。これにより、複数の第１突起部の表面から空気流への放熱性能をより一層向上させることができる。
【００１６】
請求項６記載の送風装置は、請求項５記載の送風装置において、前記第２突起部の長手方向が、前記空気流の方向と直交する方向に向けられている。
【００１７】
請求項６記載の送風装置によれば、第２突起部の長手方向を空気流の方向と直交する方向に向けることにより、第２突起部に遮られた空気流を複数の第１突起部側へ向けてより跳ね返し易くすることができる。これにより、複数の第１突起部の表面から空気流への放熱性能をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】送風装置をモータの回転軸方向に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図２】ヒートシンクを示す平面図である。
【図３】ヒートシンクを示す側面図である。
【図４】車両用空調装置の一部の断面を模式的に示した断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、第１変形例〜第４変形例に係るヒートシンクを模式的に示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、図１〜図４を用いて本発明の実施形態に係る送風装置について説明する。
【００２０】
図１に示されるように、本実施形態の送風装置１０は、回転することによって送風を行うファン１２がモータユニット１４に取付けられることにより構成されている。
【００２１】
モータユニット１４は、回転軸１６をその軸線回りに回転させるモータ１８と、モータ１８への通電を制御することにより回転軸１６の回転を制御するモータ駆動装置２０と、モータ１８及びモータ駆動装置２０を支持するセンタピース２２と、を備えている。なお、図中に適宜示す矢印Ｚ方向、矢印Ｒ方向及び矢印Ｃ方向は、モータ１８の回転軸１６の軸方向、径方向及び周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、モータ１８の回転軸１６の軸方向、径方向、周方向を示すものとする。
【００２２】
（モータ１８）
モータ１８は、回転軸１６、ロータ２４及びステータ２６を主要な要素として構成されている。
【００２３】
回転軸１６は、円柱状の鋼材に浸炭処理等の表面処理が施されることにより構成されており、この回転軸１６は、センタピース２２に固定された一対のベアリング２８によって回転自在に軸支されている。
【００２４】
また、ロータ２４は、一端が開放された有底円筒状に形成されたロータハウジング３０にロータマグネット３２が固定されることによって構成されている。ロータハウジング３０は、円盤状の底壁３０Ａと、底壁３０Ａの外周端から軸方向他方側へ屈曲して延びる周壁３０Ｂと、を備えている。さらに、底壁３０Ａの中心部には、回転軸１６が挿入される挿入部３０Ｃが設けられており、この挿入部３０Ｃに回転軸１６が圧入されることによってロータハウジング３０と回転軸１６とが一体回転可能に結合されている。また、周壁３０Ｂの径方向内側の面には、ロータマグネット３２が接着剤等を介して固定されている。
【００２５】
ステータ２６は、導電性の巻線３４が、ステータコア３６のティース部３６Ａに巻回されることにより構成されている。また、ステータ２６はロータハウジング３０の周壁３０Ｂの径方向内側に配置されている。そして、このステータ２６が界磁する磁界を受けて、ロータ２４が回転軸１６と共に回転することが可能となっている。詳述すると、ステータ２６はステータコア３６に巻線３４が巻かれた電磁石であって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相を構成している。ステータ２６のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各々は、後述するモータ駆動装置２０の制御により、電磁石で発生する磁界の極性が切り替えられることにより、いわゆる回転磁界を発生する。また、ステータ２６は、センタピース２２においてベアリング２８が固定された部位の径方向外側に配置された状態で当該センタピース２２に固定されている。
【００２６】
（モータ駆動装置２０）
モータ駆動装置２０は、前述のモータ１８の一部を構成するステータ２６（巻線３４）への通電を制御する制御回路３８を構成する回路基板４０及び複数の回路素子４２を備えている。また、モータ駆動装置２０は、回路素子４２等が発生した熱を放熱するためのヒートシンク４４を備えている。
【００２７】
回路基板４０は、軸方向を厚み方向とする矩形板状に形成されており、また回路基板４０は、絶縁性の材料を用いて形成された基板本体上に導電パターン部が形成されることによって構成されている。また、回路基板４０の長手方向の中央部には、回転軸１６が挿通される回転軸挿通孔４０Ａが形成されている。さらに、回路基板４０における回転軸挿通孔４０Ａの周縁部には、巻線３４の端末部が接続される巻線端末接合部４０Ｂが設けられている。また、回路基板４０において回転軸挿通孔４０Ａが形成された部分を挟んで一方側（回路基板４０の長手方向一方側）の部位の軸方向他方側の面には、動作時（通電時）の発熱が著しい回路素子４２である複数のＦＥＴ４２Ａが接合されている。さらに、回路基板４０において複数のＦＥＴ４２Ａが接合された側とは反対側（軸方向一方側）の面には、ヒートシンク４４が接合されている。
【００２８】
図２及び図３に示されるように、ヒートシンク４４は、熱伝導性が良好なアルミ又は銅などの金属や樹脂材料等を用いて形成されている。このヒートシンク４４は、回路基板４０（図１参照）の板厚方向から見て略矩板状に形成された基部４４Ａと、基部４４Ａの短手方向の一方側の部分に立設されていると共にヒートシンク４４に伝達された熱の大部分を放熱させる放熱部４６を構成する複数の第１突起部としての複数のボス部４４Ｂ及び第２突起部としての２つのフィン４４Ｃと、を含んで構成されている。また、本実施形態では、ファン１２（図１参照）によって送風された空気流の一部がヒートシンク４４上を流れるようになっている。なお、空気流の流れの方向を矢印Ｆで示している。
【００２９】
複数のボス部４４Ｂは、略円柱状に形成されており、図２に示されるように、この複数のボス部４４Ｂは、空気流の流れの方向Ｆ及び当該方向と直交する方向Ｘに互いに間隔をあけて配置されている。また、空気流の上流側（矢印Ｆ方向とは反対側）に配置された複数のボス部４４Ｂは、所定の曲率とされていると共に空気流の上流側へ凸状に湾曲された湾曲線Ｌ１上に配置されている。なお、湾曲線Ｌ１上に配置された複数のボス部４４Ｂを第１列目に配置された複数のボス部４４Ｂ１というものとする。
【００３０】
また、湾曲線Ｌ１上に配置された複数のボス部４４Ｂに対して空気流の下流側に配置された複数のボス部４４Ｂは、湾曲線Ｌ１と同一の曲率とされた湾曲線Ｌ２上に配置されており、湾曲線Ｌ２上に配置された複数のボス部４４Ｂに対して空気流の下流側に配置された複数のボス部４４Ｂは、湾曲線Ｌ１及び湾曲線Ｌ２と同一の曲率とされた湾曲線Ｌ３上に配置されている。なお、湾曲線Ｌ２上に配置された複数のボス部４４Ｂを第２列目に配置された複数のボス部４４Ｂ２というものとし、湾曲線Ｌ３上に配置された複数のボス部４４Ｂを第３列目に配置された複数のボス部４４Ｂ３というものとする。
【００３１】
２つのフィン４４Ｃは、空気流の流れの方向Ｆと直交する方向Ｘを長手方向とする略直方体状に形成されており、この２つのフィン４４Ｃは、空気流の流れの方向Ｆと直交する方向Ｘと対向する方向に間隔をあけて配置されている。また、フィン４４Ｃの長手方向の両側部分４４Ｃ１が、ボス部４４Ｂの外周面と同一の曲率で湾曲されている。これにより、フィン４４Ｃにおいて当該フィン４４Ｃの両側部分４４Ｃ１を除く部分が、空気流の流れの方向Ｆと直交する方向Ｘに延在されている。
【００３２】
また、フィン４４Ｃの長手方向への寸法Ｗ１は、ヒートシンク４４の長手方向（フィン４４Ｃの長手方向）への寸法Ｗ２よりも短く設定されていると共に、２つのフィン４４Ｃの長手方向への寸法を足し合わせた寸法も、ヒートシンク４４の長手方向への寸法Ｗ２よりも短く設定されている。また、フィン４４Ｃの短手方向への寸法Ｔは、ボス部４４Ｂの外径寸法Ｄと略同一の寸法に設定されている。
【００３３】
また、図３に示されるように、フィン４４Ｃの基部４４Ａに対する突出方向（軸方向）への高さＨ１は、ボス部４４Ｂの基部４４Ａに対する突出方向（軸方向）への高さＨ２よりも高く設定されている。そして、フィン４４Ｃの各部の寸法が上記のように設定されることにより、フィン４４Ｃにおいて空気流の上流側に向けられた面Ｓ１の面積が、ボス部４４Ｂにおいて空気流の上流側に向けられた面Ｓ２の面積よりも広くなっている。
【００３４】
図１に示されるように、以上説明したモータ駆動装置２０は、ケースとしての上ケース４８及び下ケース５０との間に形成された空間内に配置されている。また、上ケース４８には、ヒートシンク４４の複数のボス部４４Ｂの間及び２つのフィン４４Ｃの両側部分４４Ｃ１を通過してモータ１８側へ向かう空気が導入される導入部としての導入孔４８Ａが形成されている。この導入孔４８Ａは、複数のボス部４４Ｂと近接する部位に形成されている。
【００３５】
図４に示されるように、以上説明した送風装置１０は、車両用空調装置５２の一部を構成している。車両用空調装置５２は、内外気切替ドア５４が作動されることで選択された車両の外側の空気又はキャビン内の空気が導入される導入孔５６Ａを有し、この導入孔５６Ａから導入された空気流をキャビンに設けられた吹出口へと導くダクト部５６を備えている。このダクト部５６の下流側（吹出口側）には、導入孔５６Ａから導入された空気の温度を調節する熱交換器５８等が設けられている。また、ダクト部５６の上流側（導入孔５６Ａ側）には、送風装置１０が取付けられている。そして、送風装置１０が作動されることで当該送風装置１０のファン１２が回転されると、車両の外側の空気又はキャビン内の空気が導入孔５６Ａから導入された後、キャビンの吹出口側に向けて圧送されるようになっている。
【００３６】
また、ダクト部５６には、当該ダクト部５６内においてファン１２が配置された部分の下流側の空気を上ケース４８に形成された導入孔４８Ａへ導くための導入管部５６Ｂが当該ダクト部５６と一体に設けられている。そして、送風装置１０がダクト部５６に取付けられることで、導入管部５６Ｂと上ケース４８に形成された導入孔４８Ａとが繋がれる。これにより、ファン１２により送風された（圧送された）空気流の一部が導入管部５６Ｂ及び上ケース４８に形成された導入孔４８Ａを通じてヒートシンク側に向けて導入されるようになっている。
【００３７】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００３８】
図１及び図４に示されるように、車両用空調装置５２が作動されることにより送風装置１０が作動されると、ファン１２により送風が開始される。これにより、ダクト部５６の導入孔５６Ａから当該ダクト部５６内に導入された空気が、その温度や湿度が調節された後にキャビンに向けて送風される。
【００３９】
ここで、図１に示されるように、本実施形態では、モータ駆動装置２０の一部を構成する回路素子４２に通電がなされると、回路素子４２が発熱する。特に、ＦＥＴ４２Ａの発熱が著しい。このＦＥＴ４２Ａの熱は回路基板４０を介してヒートシンク４４に伝達される。
【００４０】
ここで、本実施形態では、図１及び図４に示されるように、ファン１２によってキャビン側に向けて送られた空気の一部が、ダクト部５６に設けられた導入管部５６Ｂ及び上ケース４８に形成された導入孔４８Ａを通じて当該上ケース４８内に導入される。そして、導入孔４８Ａを通じて上ケース４８内に導入された空気は、ヒートシンク４４の複数のボス部４４Ｂの間及び２つのフィン４４Ｃの両側部分４４Ｃ１を通過する。これにより、ヒートシンク４４に伝達されたＦＥＴ４２Ａ等の熱を複数のボス部４４Ｂ及び２つのフィン４４Ｃから当該複数のボス部４４Ｂの間及び２つのフィン４４Ｃの両側部分４４Ｃ１を通過する空気に放熱することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、複数のボス部４４Ｂの間を通過した空気流の一部は、２つのフィン４４Ｃによって遮られることにより複数のボス部４４Ｂ側へ向けて跳ね返される。これにより、２つのフィン４４Ｃにより跳ね返された空気流を複数のボス部４４Ｂの周縁部に留めやすくすることができる。これにより、複数のボス部４４Ｂの表面から空気流への放熱性能を向上させることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、フィン４４Ｃの高さＨ１、長手方向への寸法Ｗ１、空気流に対する向き及び空気流の上流側に向けられた面Ｓ１の面積を前述のように設定することにより、フィン４４Ｃによって遮られた空気流を複数のボス部４４Ｂ側へ向けてより跳ね返し易くすることができる。これにより、複数のボス部４４Ｂの表面から空気流への放熱性能をより一層向上させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、フィン４４Ｃの長手方向への寸法Ｗ１をヒートシンク４４の長手方向への寸法Ｗ２よりも短く設定した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、フィン４４Ｃの長手方向への寸法Ｗ１をヒートシンク４４の長手方向への寸法Ｗ２と同一の寸法に設定してもよい。このように、フィン４４Ｃの長手方向への寸法Ｗ１は、導入孔４８Ａから導入された空気流の排出部の位置等を考慮して適宜設定すればよい。
【００４４】
また、本実施形態では、フィン４４Ｃの一部を空気流の方向Ｆと直交する方向Ｘに延在させた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、フィン４４Ｃの全体を空気流の方向Ｆと直交する方向Ｘに延在させてもよいし、フィン４４Ｃの一部又は全体を空気流の方向Ｆと直交する方向Ｘに対して傾けて配置させてもよい。一例として、図５（Ａ）に示されるように、フィン４４Ｃを空気流の上流側が開放された弓状に湾曲させてもよいし、図５（Ｂ）に示されるように、フィン４４Ｃの長手方向の中間部の複数箇所を屈曲させてもよい。また、図５（Ｃ）に示されるように、フィン４４Ｃの長手方向の両側部分４４Ｃ１を空気流の上流側へ向けて傾斜させてもよいし、図５（Ｄ）に示されるように、フィン４４Ｃを空気流の上流側が開放されたＶ字状に屈曲させてもよい。なお、図５（Ａ）〜（Ｄ）において二点鎖線で囲まれた領域には、前述の複数のボス部４４Ｂが設けられている。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１０   送風装置
１２   ファン
１６   回転軸
１８   モータ
３８   制御回路
４４Ｂ ボス部（第１突起部）
４４Ｃ フィン（第２突起部）
【図１】
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【図２】
2017175769.tif 000004
【図３】
2017175769.tif 000005
【図４】
2017175769.tif 000006
【図５】
2017175769.tif 000007