(57)【要約】【課題】冷却性能の向上と、軸受への水の浸入防止を達成できる電動ファン装置を提供すること。【解決手段】ロータおよび固定子を収容する収容室を備えたハウジングと、ハウジングを形成するフロントハウジングおよびリアハウジングと、収容室と外部との空気の流通を許す外気出入部５６と、リアハウジング５３に伝達される駆動回路の熱を収容室に放熱可能にリアハウジング５３から収容室５１に向けて突出されているとともに、リア側軸受を囲む突条状に一体形成され、かつ、リア側軸受の径方向に複数並設されたラビリンス用フィン７２と、各フィン７２の径方向外側と径方向内側とで空気の流通を許すよう各フィン７２に径方向に貫通して形成され、かつ、径方向に内外で連続して重ならないよう配置された空気流通用溝７３と、を備えていることを特徴とする電動ファン装置とした。【選択図】図２
2009055666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンの回転軸に駆動力を与えるロータおよび固定子を収容する収容室を備えたハウジングと、
前記収容室を挟んで前記ファン側に配置されて前記回動軸を支持するフロント側軸受を備えたフロントハウジングおよび前記ファンから離れた側に配置されて前記回転軸を支持するリア側軸受を備えたリアハウジングと、
前記収容室の外周部において、前記フロントハウジングと前記リアハウジングとの合わせ部分に形成されて前記収容室と外部との空気の流通を許す外気出入部と、
前記リアハウジングに設置され、前記ロータと前記固定子とを相対駆動させる駆動回路と、
前記リアハウジングの熱を前記収容室に放熱可能に前記リアハウジングから前記収容室に向けて突出されているとともに、前記リア側軸受を囲む突条状に一体形成され、かつ、前記リア側軸受の径方向に複数並設されたフィンと、
各フィンの前記径方向外側と前記径方向内側とで空気の流通を許すよう各フィンに前記径方向に貫通して形成され、かつ、前記径方向に内外で連続して重ならないよう配置された空気流通用溝と、
を備えていることを特徴とする電動ファン装置。  
【請求項２】
前記フィンが、前記リア側軸受を囲む同心円状に配置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装置。
【請求項３】
前記外気出入部が、前記リアハウジングと前記フロントハウジングとの外周部において、両者の間隔を拡げて形成され、
この外気出入部に、前記リアハウジングの熱を放熱可能に、前記リアハウジングから前記フロントハウジングに向けて突設されるとともに外径方向に延在された複数の外周フィンを備え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装置。
【請求項４】
前記駆動回路の発熱部と前記フィンとが、前記回転軸の軸方向に平行な方向に重なって配置さ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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるブラシレスモータに適用するのに好適な電動ファン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、乗用自動車のラジエータ装置の冷却に用いられる電動ファン装置は、走行時に水が浸入するおそれがあるため、その対策を行ったものが、例えば、下記の特許文献１に記載されている。
この特許文献１には、固定子およびロータを収容したハウジングに開口された外気取入口の周囲に防水壁を立設し、かつ、この外気取入口の外径方向に水抜き孔を設け、収容室に外気導入口から外気を導入して、発熱部の冷却を行うとともに、収容室への水の浸入を防止する技術について記載されている。
【特許文献１】特開２００４−４０９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の従来技術では、水の浸入を、防水壁および水抜き孔で止めることができずに、水が収容室に浸入してしまった場合、回転軸を支持する軸受部に水が達し、ファン性能の低下を招くおそれがあった。
さらに、収容室に外気を導入するだけでは、冷却性能を十分に得ることができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述の従来の問題点に着目して成されたもので、冷却性能の向上と、軸受への水の浸入防止を達成できる電動ファン装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的達成のため本発明は、ファンの回転軸に駆動力を与えるロータおよび固定子を収容する収容室を備えたハウジングと、前記収容室を挟んで前記ファン側に配置されて前記回動軸を支持するフロント側軸受を備えたフロントハウジングおよび前記ファンから離れた側に配置されて前記回転軸を支持するリア側軸受を備えたリアハウジングと、前記収容室の外周部において、前記フロントハウジングと前記リアハウジングとの合わせ部分に形成されて前記収容室と外部との空気の流通を許す外気出入部と、前記リアハウジングに設置され、前記ロータと前記固定子とを相対駆動させる駆動回路と、前記リアハウジングの熱を前記収容室に放熱可能に前記リアハウジングから前記収容室に向けて突出されているとともに、前記リア側軸受を囲む突条状に一体形成され、かつ、前記リア側軸受の径方向に複数並設されたフィンと、各フィンの前記径方向外側と前記径方向内側とで空気の流通を許すよう各フィンに前記径方向に貫通して形成され、かつ、前記径方向に内外で連続して重ならないよう配置された空気流通用溝と、を備えていることを特徴とする電動ファン装置とした。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動ファン装置において、前記フィンが、前記リア側軸受を囲む同心円状に配置されていることを特徴とする電動ファン装置とした。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電動ファン装置において、前記外気出入部が、前記リアハウジングと前記フロントハウジングとの外周部において、両者の間隔を拡げて形成され、この外気出入部に、前記リアハウジングの熱を放熱可能に、前記リアハウジングから前記フロントハウジングに向けて突設されるとともに外径方向に延在された複数の外周フィンを備えていることを特徴とする電動ファン装置とした。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電動ファン装置において、前記駆動回路の発熱部と前記フィンとが、前記回転軸の軸方向に平行な方向に重なって配置されていることを特徴とする電動ファン装置とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、回転子あるいはロータの熱は、これらが配置された収容室内の空気が外気出入部を通って外気と交換されることで冷却される。また、リアハウジングに設置された駆動回路の熱は、リアハウジングに伝達された後、リアハウジングに一体に突設されたフィンから収容室に放熱されることで冷却される。
したがって、本発明では、リアハウジングにフィンを設けないものと比較して、駆動回路の冷却性能を向上させることができる。しかも、フィンはリアハウジングと一体に形成しているため、リアハウジングと別体のものと比較して、熱の伝導性を確保して、冷却性能を向上させることができるとともに、製造の手間を軽減して低コスト化を図ることができる。加えて、フィンは、リア側軸を囲んで複数形成しているため、単数の場合と比較して、より高い冷却性能を得ることができる。さらに、フィンは、空気流通用溝を備えているため、空気流通用溝を備えないものと比較して、空気の流通が円滑に行われるとともに、フィンの表面積が拡大され、いっそう冷却性能を高めることができる。
【００１０】
一方、フロントハウジングとリアハウジングとの合わせ部分に設けられた外気出入部から浸入した水は、リアハウジングを伝って自然落下するが、このとき、リア側軸受に向かう流れは、フィンに受け止められ、フィンを伝う。このフィンは、途中に径方向の空気流通用溝を備えているため、フィンを伝う水は、この空気流通用溝から内径方向のリア側軸受の方向へ進む可能性があるが、空気流通用溝は、径方向に連続して重ならない配置としているため、フィンと空気流通用溝とによりラビリンス構造が形成され、この水がリア側軸受に達するのを妨げることができる。
したがって、リア側軸受への水の浸入防止を図り、ファン性能を確保できる。加えて、この水の浸入防止を図るラビリンス構造を、放熱用のフィンを利用して形成しているため、フィンとは別個にこのようなラビリンス構造を設けるのと比較して、構造の簡略化、使用材料の低減を図ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、フィンを、リア側軸受を囲む同心円状に配置したため、水の落下を円滑に行うことができ、リア側軸受への水の浸入防止性能を高めることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、外気出入部に外周フィンを形成したため、収容室に外気の導入および排出を行う部分でも、リアハウジングの放熱を行うことができる。
したがって、外気出入部として、単に、リアハウジングとフロントハウジングとの間に隙間を設けるなどの放熱フィンを設けない構成と比較して、冷却性能を向上させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、駆動回路の発熱部における発熱が、フィンに短い距離で伝達可能であり、両者が離れているものと比較して、冷却性能を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態の電動ファン装置は、ファン（１）の回転軸（２）に駆動力を与えるロータ（３）および固定子（４）を収容する収容室（５１）を備えたハウジング（５）と、このハウジング（５）を形成し、前記収容室（５１）を挟んで前記ファン（１）側に配置されて前記回動軸（２）を支持するフロント側軸受（５４）を備えたフロントハウジング（５２）および前記ファン（１）から離れた側に配置されて前記回転軸（２）を支持するリア側軸受（５５）を備えたリアハウジング（５３）と、前記収容室（５１）の外周部において、前記フロントハウジング（５２）と前記リアハウジング（５３）との合わせ部分に形成されて前記収容室（５１）と外部との空気の流通を許す外気出入部（５６）と、前記リアハウジング（５３）に設置され、前記ロータ（３）と前記固定子（４）とを相対駆動させる駆動回路（６）と、前記リアハウジング（５３）の熱を前記収容室（５１）に放熱可能に前記リアハウジング（５３）から前記収容室（５１）に向けて突出されているとともに、前記リア側軸受（５５）を囲む突条状に一体形成され、かつ、前記リア側軸受（５５）の径方向に複数並設されたフィン（７２）と、各フィン（７２）の前記径方向外側と前記径方向内側とで空気の流通を許すよう各フィン（７２）に前記径方向に貫通して形成され、かつ、前記径方向に内外で連続して重ならないよう配置された空気流通用溝（７３）と、を備えていることを特徴とする電動ファン装置である。
【実施例１】
【００１５】
以下に、図１〜図４に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例１の電動ファン装置Ａについて説明する。
【００１６】
この実施例１の電動ファン装置Ａは、図３に示すように、ファン１と、ファン１と一体に回転する回転軸２と、回転軸２の外周に固定されたロータ３と、ロータ３の外周に配置された固定子４と、ハウジング５と、を備えている。この電動ファン装置Ａは、図示を省略した自動車の前部に配置され、その車両後方（図において矢印ＲＲ方向）に配置された図示を省略したラジエータやコンデンサなどに送風を行って冷却する。
【００１７】
ファン１は、回転軸２の車両前方（矢印ＦＲ方向）の先端に取り付けられ、回転時に図において車両後方（矢印ＲＲ方向）の送風を形成する。
【００１８】
ロータ３は、内部に永久磁石（図示せず）を備えており、一方、固定子４は、周状に複数の電磁石４ａを備え、これら電磁石４ａにあらかじめ設定された位相の通電を行うことで、ロータ３が回転される。
【００１９】
ロータ３および固定子４は、図４に示すように、ハウジング５の収容室５１に収容されている。
ハウジング５は、アルミなどの熱伝導性に優れた金属鋳造製のもので、ファン１側のフロントハウジング５２とファン１から遠い側のリアハウジング５３とを備えている。
【００２０】
フロントハウジング５２は、底壁５２ａと、底壁５２ａの外周に一体に連続する筒状の筒部５２ｂと、この筒部５２ｂの端部から外周に一体に連続して延びる外周フランジ５２ｃと、により、縦方向断面が略ハット形状に形成されている。
【００２１】
また、底壁５２ａの中心部に、回転軸２を貫通させる貫通穴５２ｄが形成されている。そして、貫通穴５２ｄを囲む筒状の支持フランジ５２ｅの内周に、回転軸２の車両前方側の端部を支持するフロント側軸受５４が設けられている。
【００２２】
リアハウジング５３は、底壁５３ａと、この底壁５３ａの外周に一体に連続する筒状の筒部５３ｂと、により、有底の円筒状に形成されている。
【００２３】
底壁５３ａは、その外径がフロントハウジング５２の外周フランジ５２ｃの外径に略一致する寸法の円盤状に形成されている。
筒部５３ｂの周方向の３箇所には、外径方向に板厚を厚くした厚肉部５３ｃが形成され、かつ、各厚肉部５３ｃには、ネジ５７を螺合可能なネジ穴５３ｄが一対形成されている（図１および図２参照）。
底壁５３ａの中央部には、フロント側軸受５４と同軸に、収容室５１側に円筒状に突出されて支持フランジ５３ｅが形成され、この支持フランジ５３ｅに、回転軸２の車両後方側の端部を支持するリア側軸受５５が設置されている。
また、底壁５３ａにおいて、収容室５１とは反対側の後面には、図３に示すように、固定子４の電磁石４ａを駆動させる駆動回路６を備えた基板６１が、設置されている。そして、基板６１において、駆動回路６のパワートランジスタなどの発熱部６２が設置されている部位には、底壁５３ａに当接された当接部６１ａが設定されている。
【００２４】
フロントハウジング５２は、リアハウジング５３にネジ５７により締結されている。
すなわち、フロントハウジング５２の外周フランジ５２ｃは、厚肉部５３ｃと車両前後方向（矢印ＦＲが車両前方を示している）で重なる位置の３箇所で、底壁５３ａに当接され、この当接部分で、外周フランジ５２ｃを貫通させたネジ５７をネジ穴５３ｄに螺合させて上記締結が成されている。
【００２５】
また、フロントハウジング５２において、上記３箇所の厚肉部５３ｃとの締結部分を除く周方向の３箇所では、底壁５３ａから車両前方に離して配置されるよう、外周フランジ５２ｃおよび筒部５２ｂの一部が切り欠かれ（図示省略）、フロントハウジング５２とリアハウジング５３との間に、収容室５１と外部との空気の流通を許す外気出入部５６が形成されている。この外気出入部５６は、図１および図２に示すように、周方向の３箇所に設けられ、その１つは、収容室５１の下端部に配置されている。
【００２６】
さらに、本実施例１の電動ファン装置Ａにあっては、図１および図２に示すように、リアハウジング５３の底壁５３ａの収容室５１側（車両前方側）の面に一体に、外周フィン７１とラビリンス用フィン７２とが形成されている。
【００２７】
外周フィン７１は、各外気出入部５６に配置され、底壁５３ａからフロントハウジング５２に当接するまで車両前方へ突出するとともに外径方向に延在された薄板状に形成されており、複数、すなわち本実施例１では、１つの外気出入部５６につき１６枚形成されている。
【００２８】
ラビリンス用フィン７２は、収容室５１に向けて突出されているとともに、リア側軸受５５および支持フランジ５３ｅを囲む円弧を描く突条状に形成され、かつ、リア側軸受５５の径方向に複数、本実施例１では、径方向に７重に形成されている。また、これらラビリンス用フィン７２は、基板６１がリアハウジング５３の底壁５３ａに当接する当接部６１ａと、車両前後方向で重なる位置に配置されている。
これらのラビリンス用フィン７２のうち、最も外側のものは、同一線上で周方向に間隔を空けて配置されている。
【００２９】
一方、その内側に配置された６重に配置されたものは、周方向の４箇所に、それぞれ径方向外側と径方向内側とで空気の流通を許すよう各ラビリンス用フィン７２を径方向に貫通して空気流通用溝７３が形成されている。
これらの空気流通用溝７３は、相対的に径方向で内側のものと外側のものとで、周方向の位相を４５度異ならせて配置されており、径方向で重なって配置された空気流通用溝７３，７３の間には、各フィン７２の突条部分が配置されて、空気流通用溝７３が径方向に連続して重なって配置されることのない配置となっている。
なお、ラビリンス用フィン７２の一部には、リアハウジング５３に形成された貫通穴５３ｆを避けて、一部途切れて形成されたものも存在する。
【００３０】
次に、実施例の作用を説明する。
まず、冷却性能について説明する。
駆動回路６により固定子４の電磁石４ａが駆動されてロータ３が回転すると、ファン１により車両後方への送風が形成される。
このとき、送風の一部が、外気出入部５６から収容室５１へ導入され、固定子４や駆動回路６で発生した熱が、外気と熱交換されて冷却される。
【００３１】
また、リアハウジング５３に設置された駆動回路６の熱は、リアハウジング５３の底壁５３ａに伝達された後、この底壁５３ａに一体に突設された外周フィン７１およびラビリンス用フィン７２から収容室５１に放熱されることで、効率良く冷却される。
【００３２】
加えて、収容室５１に外気を出し入れする外気出入部５６に外周フィン７１を配置しているため、この外気出入部５６を流れる送風は、必ず、外周フィン７１に接して熱交換され、これによっても効率的な冷却を行うことができる。
しかも、駆動回路６の基板６１を、当接部６１ａでリアハウジング５３の底壁５３ａに当接させ、加えて、この当接部６１ａの車両前後方向に重なる位置に、ラビリンス用フィン７２を配置しているため、発熱部と放熱部分との距離が短く、いっそう効率的な冷却を行うことができる。さらに、ラビリンス用フィン７２には、周方向の４箇所に空気流通用溝７３を形成しているため、空気流通用溝７３を備えないものと比較して、空気の流通が円滑に行われるとともに、ラビリンス用フィン７２の表面積が拡大され、いっそう冷却性能を高めることができる。
【００３３】
次に、水の浸入について説明する。
実施例１の電動ファン装置Ａでは、フロントハウジング５２とリアハウジング５３との合わせ目部分に外気出入部５６を形成しているため、この外気出入部５６から収容室５１へ水が浸入するおそれがある。この外気出入部５６から浸入した水は、図１において、矢印ＷＯで示すように、リアハウジング５３の底壁５３ａを伝って自然落下する。このとき、リア側軸受（支持フランジ５３ｅ）５５に向かう流れは、ラビリンス用フィン７２に受け止められ、このラビリンス用フィン７２を伝って落下する。
【００３４】
このラビリンス用フィン７２は、円弧状に形成されているため、水は、ラビリンス用フィン７２を円滑に自然落下する。また、ラビリンス用フィン７２の途中に径方向の空気流通用溝７３を備えているため、ラビリンス用フィン７２を伝う水は、この空気流通用溝７３から内径方向、すなわちリア側軸受５５の方向へ進む可能性があるが、実施例１では、空気流通用溝７３は、径方向に連続して重ならない配置としているため、径方向への水の浸入が妨げられ、この水がリア側軸受５５に達するのを妨げることができる。
【００３５】
そして、ラビリンス用フィン７２の下端に達した水は、図示のように、空気流通用溝７３から、収容室５１の下端に配置された外気出入部５６を介して、収容室５１の外部へ排出される。
したがって、リア側軸受５５への水の浸入防止を図ることができる。
【００３６】
以上説明したように、実施例１の電動ファン装置Ａでは、リアハウジング５３と一体に外周フィン７１ならびにラビリンス用フィン７２を設けたため、これらのフィン７１，７２を有しないものと比較して、駆動回路６の冷却性能を向上させることができる。しかも、両フィン７１，７２はリアハウジング５３と一体に形成しているため、リアハウジング５３と別体のものと比較して、熱の伝導性を確保して、冷却性能を向上させることができるとともに、製造の手間を軽減して低コスト化を図ることができる。
加えて、外周フィン７１は、収容室５１を出入する外気が必ず触れるように外気出入部５６に配置したため、効率の良い冷却が成される。
そして、ラビリンス用フィン７２は、リア側軸受５５を囲んで、７重に形成しているため、単数の場合と比較して、より高い冷却性能を得ることができる。しかも、ラビリンス用フィン７２は、上述のように内外に多重配置としながらも、径方向に貫通する空気流通用溝７３を４箇所に設けているため、空気流通用溝７３を備えないものと比較して、空気の流通が円滑に行われるとともに、フィンの表面積が拡大され、いっそう冷却性能を高めることができる。
さらに、駆動回路６の発熱部６２に設けた当接部６１ａで、基板６１をリアハウジング５３の底壁５３ａに当接させるとともに、この当接部６１ａと車両前後方向に重ならせてラビリンス用フィン７２を配置したため、発熱部と放熱部分との距離を短くでき、さらなる冷却性能の向上を図ることができる。
【００３７】
また、実施例１の電動ファン装置Ａでは、ラビリンス用フィン７２により、リア側軸受５５を多重に囲むラビリンス構造を形成し、かつ、このラビリンス用フィン７２に形成した空気流通用溝７３は、径方向に連続して重なることのないよう、内外で４５度ずつ位相を異ならせて配置した。したがって、外気出入部５６から底壁５３ａを伝って流れる水は、リア側軸受５５に達することなく、空気流通用溝７３および下端部の外気出入部５６を伝って収容室５１から排出され、リア側軸受５５への水の浸入防止を図り、ファン性能を確保できる。加えて、この水の浸入防止を図るラビリンス構造を、リアハウジング５３からの放熱用のラビリンス用フィン７２を利用して形成しているため、放熱用のフィンとは別個にこのようなラビリンス構造を設けるのと比較して、構造の簡略化、使用材料の低減を図ることができる。
【００３８】
加えて、実施例１では、ラビリンス用フィン７２を、リア側軸受５５を囲む同心円状に配置したため、水の落下を円滑に行うことができ、リア側軸受５５への水の浸入防止性能を高めることができる。
【００３９】
さらに、実施例１では、外気出入部５６の１つを、収容室５１の下端部に配置したため、排水性能を向上させることができる。
【００４０】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００４１】
例えば、実施例１では、電動ファン装置として、自動車のラジエータなどの冷却用に用いたものを示したが、本発明の電動ファン装置の適用範囲は、自動車に限定されるものではなく、電車などの他の車両や、車両以外の産業機器などに用いることも可能である。
【００４２】
また、実施例１では、フィンとして、リア側軸受５５の外周に円弧を描いて配置させたラビリンス用フィン７２を示したが、この形状は、円弧状に限定されるものではなく、三角、四角、六角、八角などの多角形状や、楕円状、涙状などの湾曲形状に形成することもできる。
また、実施例１では、フィンとして、リア側軸受５５を７重に囲んで配置したラビリンス用フィン７２を示したが、その多重の数は、２以上の複数であれば、７に限定されるものではない。
【００４３】
また、実施例１では、外気出入部５６に、外周フィン７１を形成した例を示したが、この外気出入部５６には、外周フィンを形成しなくてもよい。また、実施例１では、外気出入部５６を、３箇所に形成した例を示したが、この数は、３に限定されるものではなく、１あるいは３以外の複数でもよい。
【００４４】
また、実施例１では、固定子４の内側にロータ３を設けたものを示したが、これとは逆に、固定子の外側にロータを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の最良の実施の形態の実施例１の電動ファン装置Ａのリアハウジング５３を示す正面図であり、図４の矢印Ｙ１方向から視た状態を示している。
【図２】前記リアハウジング５３を示す斜視図である。
【図３】実施例１の電動ファン装置Ａの縦断面図である。
【図４】実施例１の電動ファン装置Ａの要部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１     ファン
２     回転軸
３     ロータ
４     固定子
５     ハウジング
６     駆動回路
５１   収容室
５２   フロントハウジング
５３   リアハウジング
５４   フロント側軸受
５５   リア側軸受
５６   外気出入部
６１   基板
６１ａ 当接部
６２   発熱部
７１   外周フィン
７２   ラビリンス用フィン
７３   空気流通用溝
Ａ     電動ファン装置
【図１】
2009055666.tif 000003
【図２】
2009055666.tif 000004
【図３】
2009055666.tif 000005
【図４】
2009055666.tif 000006