JP3698488B2 - 自動車用空調機の送風ファン駆動用モータ - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明に係る自動車用空調機の送風ファン駆動用モータは、自動車室内の冷暖房等を行なう自動車用空調機の送風ファンを回転駆動する為に利用する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用空調機は、空気を冷却する為のエバポレータ及び加温する為のヒータコアを配置したダクトの上流端に送風ファンを配置する事により構成する。そして、上記ダクトの上流端に設けた取り入れ口を通じて車室内又は車室外から取り入れた空気を、上記エバポレータ及びヒータコアにより所望の温度に調整してから、上記ダクトの下流端に設けた吹き出し口より、車室内に吹き出す。
【0003】
上記送風ファンとして一般的には遠心多翼ファンを使用し、この遠心多翼ファンをモータにより回転駆動している。この様な送風ファン駆動用のモータは、円筒状のケース本体を有し、このケース本体の内周面にステータを支持固定している。又、上記ケース本体の下端開口部に下端板を、同じく上端開口部に上端板を、それぞれ固定している。この様な送風ファン駆動用モータとして、例えば特願平7−329096号に開示された構造のものがある。図3〜6は、この出願で開示された送風ファン駆動用のモータを示している。
【0004】
このモータは、鉄系の磁性材料等により円筒状に造られたケース本体1を有する。上記モータを自動車用空調機に組み込んだ状態で、このケース本体1は、鉛直方向若しくはそれに近い方向に配置される。このケース本体1の内周面中間部にはステータ2(永久磁石)を支持固定している。又、上記ケース本体1の下端開口部には、下端板3を、従来から周知である適宜の固定手段により固定している。この下端板3は、図5に示す様に、上記ケース本体1の直径よりも小さな幅寸法を有する。この様な下端板3は、上記ケース本体1の下端開口部に、その直径方向に配置し、その長さ方向両端部を上記ケース本体1の下端部に結合する事により、上記ケース本体1の下端開口部に支持固定している。従って、この下端板3の幅方向両側縁と上記ケース本体1の下端開口部との間には、1対の給気隙間4を形成している。一方、上記ケース本体1の上端開口部には、上端板5を、やはり従来から周知である適宜の固定手段により固定している。この上端板5は全体を丸鉢状に形成して、上記ケース本体1の上端開口部を完全に覆えるだけの外径寸法を有する。
【0005】
又、上記ケース本体1の中心部には、回転駆動軸6を挿通している。この回転駆動軸6の下端部は、上記下端板3の中心部に、下側軸受である下部滑り軸受7により、回転自在に支持している。又、上記回転駆動軸6の中間部上端寄り部分は、上記上端板5の中心部に、上側軸受である上部滑り軸受8により、回転自在に支持している。そして、この回転駆動軸6の中間部で、上記両滑り軸受7、8の間に位置し、上記ステータ2の内周面に対向する部分に、ロータ9を固定している。又、このロータ9と上記上端板5との間部分に於いて上記回転駆動軸6の中間部には、このロータ9を構成するコイルに通電する為のコンミテータ10を固定している。
【0006】
一方、上記ケース本体1の内側上端寄り部分で、上記上端板5と上記コンミテータ10との間部分には、合成樹脂等の絶縁材により円輪状に造られたブラシ基板11を固定している。このブラシ基板11は、円輪状の基板部12と、この基板部12の外周縁複数個所に設けられた脚片13とから構成される。それぞれがL字形で上記基板部12の外周縁から直径方向外方に突出する状態に形成された脚片13の先端部は、ゴム等の緩衝材14を介して、上記ケース本体1の上端部に支持固定している。即ち、このケース本体1の上端縁複数個所(図示の例では4個所)に形成した第一の切り欠き15、15の内側に上記緩衝材14、14を係合させ、各緩衝材14、14に形成した凹部16に、上記各脚片13、13の先端部を挿入している。上記各緩衝材14、14の上端面は、上記上端板5の外周縁部により抑え付けている。従って、上記各緩衝材14、14が上記各第一の切り欠き15、15から抜け出る事はなく、上記ブラシ基板11は上記ケース本体1の上端部内側に、緩衝的に支持固定される。
【0007】
上記ブラシ基板11の片面で上記コンミテータ10と対向する面である、上記基板部12の下面2個所位置に固定したブラシホルダ17、17内にブラシ18、18を、それぞれ上記基板部12の直径方向に亙る変位自在に収納している。これら各ブラシ18、18は、それぞれ上記ケース本体1の外周面に設けたカプラー19の端子20、20と導通している。又、これら各ブラシ18、18には、図示しないばねにより、上記基板部12の直径方向内方に向いた弾力を付与している。従ってこれら各ブラシ18、18の内端面は、上記コンミテータ10の外周面と弾性的に摺接する。
【0008】
上述の様なブラシ基板11を構成する上記基板部12の外周縁と、上記ケース本体1の上端開口に固定した上端板5の内周面との間には、上記各脚片13、13を形成した部分を除き、円弧状の平面形状を有する通風路21を、円周方向に亙り間欠的に形成している。一方、上記上端板5の中間部外周寄り部分には複数の排気孔22、22を設けている。更に、上記基板部12の上面で上記排気孔22、22よりも上記基板部12の直径方向内側部分には、環状突壁23を、全周に亙り設けている。そして、この環状突壁23の上端縁を、上記上端板5の下面で上記排気孔22、22よりも直径方向内側部分に近接させている。従って、この環状突壁23の上端縁と上記上端板5の下面との間部分は、小さな隙間寸法を有するラビリンスシール部24となる。
【0009】
上述の様に構成される自動車用空調機の送風ファン駆動用モータを自動車用空調機に組み込む場合には、上記回転駆動軸6の上端部で上記上端板5の上面から突出した部分に、送風ファン25を固定する。又、モータを、図7に示す様に、その上端部を除いて、合成樹脂製の取付ブラケット26に保持する。この取付ブラケット26は、保持筒部27と、この保持筒部27の一部に形成した第二の切り欠き28と、取付フランジ29とを備える。このうちの保持筒部27は、上端が開口し、下端が塞がれた有底円筒状に形成している。又、この保持筒部27の下端部には給気口(図示せず)を設け、この給気口と、自動車用空調機を構成するダクト(図示せず)の中間部で、上記送風ファン25により吹き出される空気が通過する部分とを、給気ホース(図示せず)により連通させている。従って、自動車用空調機の運転時には、上記ダクト内を流通する空気の一部が上記保持筒部27内に送り込まれ、更にこの空気がモータの内部を通過し、排気孔22、22より送風ファン25の裏側部分に出て行く事になって、上記モータを冷却する。この様な保持筒部27の内周面には複数本の突条(図示せず)を、それぞれこの保持筒部27の軸方向に亙って形成している。これら複数本の突条の最大内接円の直径は、前記ケース本体1の外径よりも僅かに小さい。従って、このケース本体1を上記保持筒部27内に押し込んだ状態では、このケース本体1の外周面と上記各突条の先端縁との間に作用する強い摩擦力により、このケース本体1が上記保持筒部27内にしっかりと保持される。
【0010】
又、上記第二の切り欠き28は、保持筒部27の上端縁で、前記カプラー19の装着部に対応する部分に形成している。即ち、上記カプラー19は、合成樹脂により全体をL字形に造られたホルダ30を有する。このホルダ30は、前記ケース本体1の上端部外周面に添設される竪板部31と、この竪板部31の下端部外側面から、上記ケース本体1の直径方向外方に突出した横板部32とを備える。前記端子20、20は、このうちの横板部32の下面から下方に突出している。又、これら各端子20、20と前記ブラシ18、18とを導通させる為の導線は、上記ホルダ30を構成する合成樹脂内を通して、上記ケース本体1内に導入している。尚、このケース本体1の上端縁部で前記第二の切り欠き28と整合する位置にも、第三の切り欠き42(図6)を形成している。上記カプラー19のホルダ30は、上記竪板部31の一部を上記第三の切り欠き42に係合させる事により、上記ケース本体1に結合支持している。
【0011】
更に、前記取付フランジ29は、上記保持筒部27の中間部外周面に、この保持筒部27の直径方向外方に突出する状態で形成している。前記送風ファン25を取り付けた送風ファン駆動用モータを、自動車用空調機を構成するインテークユニットに装着するには、このインテークユニットを構成するケースの底板部に設けた通孔を通じて上記送風ファン25を上記ケース内に挿入する。そして、上記取付フランジ29を、上記底板部の下面に、ねじ、リベット等により固定する。尚、上記取付フランジ29の一部で、上記カプラー19と整合する位置には、この取付フランジ29の上面と下面とを連通させる通孔34を形成している。上記送風ファン駆動用モータのケース本体1を上記保持筒部27に内嵌固定した状態で上記カプラー19の下部は、この通孔34内に進入する。従って、上記送風ファン駆動用モータに通電する為のハーネスの端部に設けたコネクタ(図示せず)は、上記取付フランジ29の下方から上記通孔34内に挿入して、上記カプラー19と接続する。
【0012】
上述の様な組み付け状態から、前記端子20、20、導線33、ブラシ18、18、コンミテータ10を通じてロータ9のコイルに通電し、このロータ9を固定した回転駆動軸6を回転させると、上記送風ファン25が上記ダクトの上流端開口から空気を吸入し、下流端開口から車室内に吹き出させる。この様にしてダクト内を流れる空気の一部は、上記給気ホースを通じて、上記ケース本体1の下端開口部分に送られ、このケース本体1内を下端開口から上端開口に向けて流れ、送風ファン駆動用モータの構成各部材を冷却する。
【0013】
この様に、構成各部材を冷却しつつケース本体1内を下から上に向けて流れた空気のうちの多くの部分は、前記基板部12の外周縁と前記上端板5の内周面との間に存在する通風路21を通じて流れ、更に前記複数の排気孔22、22を通じて上記送風ファン25の直径方向内側に、この送風ファン25の吸引力の助けを借りつつ、排出される。上記通風路21を通過しない一部の空気は、上記基板部12の内周縁と前記コンミテータ10の外周縁との間の隙間を通じて流れる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成され作用する自動車用空調機の送風ファン駆動用モータは、耐久性、信頼性の確保の面から、モータ内部への水の進入防止をより確実にする事が望まれている。即ち、自動車用空調機のインテークユニットは、車室内の空気を取り入れる内気循環モードと、車室外の空気を取り入れる外気取り入れモードとを選択自在としている。そして、雨天時或は降雪時に外気取り入れモードを選択した場合、送風ファン25の内径側に吸引される外気中に、多少なりとは言え、雨滴等の水分が混入する事が避けられない。この様な水分が上記送風ファン駆動用モータのケース本体1内に入り込んだ場合には、この送風ファン駆動用モータの構成部品を腐食させる原因となったり、或は寒冷時には可動部の凍結による故障の原因となったりする。
【0015】
一方、従来構造の場合には、カプラー19を設置する為、図7に示す様に、取付ブラケット26を構成する保持筒部27の一部に形成した第二の切り欠き28の下端縁35の高さ位置を、上記取付ブラケット26の外周面に形成した取付フランジ29の上面の高さ位置とほぼ一致させるか、低く設定していた。この取付フランジ29の上面で第二の切り欠き28に整合する位置には、カプラー19の竪板部31を挿通する通孔34を囲む様にして、突壁36を形成してはいるが、必ずしも水分の進入防止効果が十分であるとは言えない。
【0016】
即ち、外気取り入れモードで上記送風ファン25を回転駆動し、この送風ファン25の内径側に外気を吸引すると、この外気に混入した雨滴が、上記突壁36を乗り越えて、上記ケース本体1の外周面近くにまで達する。上記送風ファン25の下面中間部には止水板37を全周に亙って設け、上記水分を下方に落下させる様にしてはいるが、一部の水分が上記ケース本体1の外周面にまで達する。そして、この様にしてケース本体1の外周面にまで達した雨滴は、保持筒部27の上端縁に形成した第二の切り欠き28及びケース本体1の上端縁に形成した第三の切り欠き42と、上記カプラー19の竪板部31との間の隙間から上記ケース本体1内に入り込み、上述した様な不都合を発生させる。
本発明の自動車用空調機の送風ファン駆動用モータは、この様な不都合を解消すべく発明したものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動車用空調機の送風ファン駆動用モータは、前述した従来の自動車用空調機の送風ファン駆動用モータと同様に、自動車用空調機の送風ファンを回転駆動する為の駆動用モータと、この駆動用モータを自動車用空調機のインテークユニットを構成するケースの底面に結合する為の取付ブラケット若しくは上記ケースの底面を含む部分を構成する下部ケース等の、上記駆動用モータの上端部外周面から直径方向外方に突出する、フランジ状部分を有する部材とを備える。
そして、このうちの駆動用モータは、円筒状のケース本体と、このケース本体の下端開口部に固定された下端板と、上記ケース本体の上端開口部に固定された上端板と、上記ケース本体の中心部に挿通され、その下端部を上記下端板に下側軸受により、その中間部上端寄り部分を上記上端板に上側軸受により、それぞれ回転自在に支持された回転駆動軸と、この回転駆動軸の中間部に固定されたロータと、上記ケース本体の内周面に固定されてこのロータの外周面と対向するステータと、上記ケース本体の上端縁部に係合保持された通電用のカプラーとを備える。
又、上記取付ブラケット若しくは下部ケースは、上記ケース本体をその内側に嵌合保持する保持筒部と、この保持筒部の上端縁で上記カプラーの装着部に対応する部分に形成された切り欠きと、上記保持筒部の中間部外周面に、この保持筒部の直径方向外方に突出する状態で形成された取付フランジ若しくは上記ケースの底面を構成する底板部とを備える。
そして、上記回転駆動軸の上端部で上記ケース本体の上端部から突出した部分に送風ファンを固定した状態で使用される。
特に、本発明の自動車用空調機の送風ファン駆動用モータに於いては、使用状態で上記切り欠きの下端縁を、上記取付フランジ若しくは底板部の上面よりも、この切り欠きを通じての水分の進入を防止できる程度に、上方に位置させると共に、上記カプラーの一部に、上記保持筒部の一部で上記切り欠きの下端縁の下側部分を挿入させる係合溝を形成している。又、これと共に、上記取付フランジ若しくは底板部の上面に欠円筒状の立壁を形成すると共に、この立壁の不連続部を、この立壁の円周方向に関して上記切り欠きと同位置に位置させている。
【0018】
【作用】
上述の様に構成される本発明の自動車用空調機の送風ファン駆動用モータにより、車室内或は車室外から取り入れた空気を、エバポレータやヒータコアを配置したダクト内に送り込む際の作用は、前述した従来の自動車用空調機の送風ファン駆動用モータと同様である。
特に、本発明の自動車用空調機の送風ファン駆動用モータの場合には、保持筒部の上端縁で上記カプラーの装着部に対応する部分に形成された切り欠きの下端縁を、上記取付フランジ若しくはケースの底板部の上面よりも上方に位置させている為、この切り欠きとカプラーとの間の隙間を通じてケース本体内に入り込む雨滴等の水分の量を少なくできる。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の参考例の1例を示している。尚、本例の特徴は、外気取り入れモードの際に、送風ファン駆動用モータを構成するケース本体1内に雨滴等の水分が入り込みにくくする為、取付けブラケット26を構成する保持筒部27の上端縁に形成した第二の切り欠き28a(請求項に記載した切り欠きに相当する)の下端縁35aの高さ位置を十分に上方にずらせると共に、カプラー19aを構成するホルダ30aの一部に係合溝38を形成した点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述した従来構造の場合と同様であるから、同等部分に関する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【0020】
上記保持筒部27の上端縁には、上記カプラー19aのホルダ30aを構成する竪板部31aを係合させるべく、第二の切り欠き28aを形成している。又、上記保持筒部27の一部で、この第二の切り欠き28aの下側に位置し、取付フランジ29の上面よりも上方に位置する部分には、堰板部39を形成している。従って、この堰板部39の上端縁が、上記第二の切り欠き28aの下端縁35aとなり、この第二の切り欠き28aの下端縁35aは、図1に示した高さh分だけ、上記取付フランジ29の上面よりも上方に存在する事になる。
【0021】
一方、上記ホルダ30aを構成する竪板部31aの下面中間部には、上記堰板部39及びケース本体1の上端縁部を隙間なく挿入させる為の係合溝38を形成している。送風ファン駆動用モータに取付ブラケット26を取り付けるべく、上記ケース本体1を上記保持筒部27内に押し込むと、上記堰板部39が係合溝38に挿入されると同時に、上記ホルダ30aの横板部32の下面から突出した端子20、20が、上記取付フランジ29に形成した通孔34内に挿入される。
【0022】
上述の様に構成される本発明の参考例の自動車用空調機の送風ファン駆動用モータの場合には、上記保持筒部27の上端縁で上記カプラー19aの装着部に対応する部分に形成された第二の切り欠き28aの下端縁を、上記取付フランジ29の上面よりも十分に上方に位置させている為、この第二の切り欠き28aとカプラー19aの竪板部31aとの間の隙間を通じて、上記送風ファン駆動用モータのケース本体1内に入り込む雨滴等の水分の量を少なくできる。即ち、外気取り入れモードで送風ファン25を回転駆動し、この送風ファン25の内径側に外気を吸引すると、この外気に混入した水分が、上記通孔34の周囲に設けた突壁36を乗り越えて、上記ケース本体1の外周面近くにまで達する。この水滴は、上記送風ファン25の下面中間部に全周に亙って設けた止水板37に衝突して下方に落下するか、保持筒部27の内周面とケース本体1の外周面との間の隙間内に進入する。
【0023】
前述した従来構造の場合には、この様に止水板37により下方に落下した水分の一部が、第二の切り欠き28の内周縁と竪板部31の外周縁との間の隙間を通じて上記ケース本体1内に入り込んだが、本発明の参考例の自動車用空調機の送風ファン駆動用モータの場合には、止水板37により下方に落下した水分の殆どは、上記堰板部39に遮られて上記ケース本体1内に入り込む事はない。従って、このケース本体1内に水分が入り込む事による不都合、即ち構成部品の腐食や水分の凍結による作動不良の発生を防止できる。
【0024】
次に、図2は、本発明の実施の形態の1例を示している。本例は、上述した参考例で、取付ブラケット26を構成する取付フランジ29の上面に、欠円筒状の立壁40を形成している。即ち、上記取付フランジ29の上面に上記立壁40を形成し、この立壁40と送風ファン25の下面に形成した止水板37(図1、7参照)とを直径方向に亙り少しずらせて配置する事により、雨滴等の水分がケース本体1にまで達する通路を屈曲させ、この水分を下方に落下させ易くしている。立壁40の一部を不連続とするのは、この立壁の内側に落下した水分を排出する為である。但し、上記立壁40が保持筒部27の上端縁部に形成した第二の切り欠き28aの近傍部分に存在すると、この立壁40の外周面に衝突して上方に跳ね上がった水分が、上記第二の切り欠き28a部分に達する可能性がある。そこで、本例の場合には、上記立壁40の一部で上記第二の切り欠き28aの近傍部分(図2の鎖線部分)を省略する事により、この第二の切り欠き28a部分で水分が上方に跳ね上がる事を防止している。
【0025】
尚、本発明者の行なった実験によると、上記立壁40の内側に入り込んだ水分を排出する為、この立壁40の端縁と上記突壁36との間に設けた隙間41、41の幅寸法を10mmとし、上記第二の切り欠き28aの下端縁35aを取付フランジ29の上面から11mmの位置に設けた場合には、上記幅寸法が3mmで、第二の切り欠き28の下端縁位置を取付フランジ29の上面位置と一致させた従来構造の場合に比べて、ケース本体1内に入り込む水分の量を1/200以下にまで減少させる事ができた。
【0026】
尚、図示の例では、送風ファン駆動用モータのケース本体1を内嵌固定する為の保持筒部27を、インテークユニットを構成するケースとは独立して設けている。そして、この保持筒部27に形成した取付フランジ29を利用して、上記保持筒部27と上記ケースとを結合している。但し、本発明はこの様な構造に限らず、上記保持筒部27を上記ケースに直接形成した構造にも実施できる。即ち、上記インテークユニットを構成するケースは、上部ケースと下部ケースとを最中状に重ね合わせる事により構成する。この様な構造の場合、このうちの下部ケースの一部をなし、上記ケースの底面を構成する底板部から連続させて、上記保持筒部27を設ける。この様な構造に就いても、上記取付フランジ29が底板部に変わる以外は、図示の場合と同様に、本発明を実施できる。
【0027】
【発明の効果】
本発明の自動車用空調機の送風ファン駆動用モータは以上に述べた通り構成され作用するので、送風ファン駆動用モータの耐久性及び信頼性を向上させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の参考例の1例を示す、図6の右部に相当する図。
【図2】 本発明の実施の形態の1例を示す、取付ブラケットの部分斜視図。
【図3】先発明に係る送風ファン駆動用モータを示す半部切断側面図。
【図4】図3の上方から見た平面図。
【図5】同じく下方から見た底面図。
【図6】送風ファンを取り付けた状態を示す上部断面図。
【図7】取付ブラケットを装着した状態を示す、図6の右部に相当する図。
【符号の説明】
1 ケース本体
2 ステータ
3 下端板
4 給気隙間
5 上端板
6 回転駆動軸
7 下部滑り軸受
8 上部滑り軸受
9 ロータ
10 コンミテータ
11 ブラシ基板
12 基板部
13 脚片
14 緩衝材
15 第一の切り欠き
16 凹部
17 ブラシホルダ
18 ブラシ
19、19a カプラー
20 端子
21 通風路
22 排気孔
23 環状突壁
24 ラビリンスシール部
25 送風ファン
26 取付ブラケット
27 保持筒部
28、28a 第二の切り欠き
29 取付フランジ
30、30a ホルダ
31、31a 竪板部
32 横板部
33 導線
34 通孔
35、35a 下端縁
36 突壁
37 止水板
38 係合溝
39 堰板部
40 立壁
41 隙間
42 第三の切り欠き
Claims (1)
- 自動車用空調機の送風ファンを回転駆動する為の駆動用モータと、この駆動用モータを自動車用空調機のインテークユニットを構成するケースの底面に結合する為の取付ブラケット若しくは上記ケースの底面を含む部分を構成する下部ケースとを備え、
このうちの駆動用モータは、円筒状のケース本体と、このケース本体の下端開口部に固定された下端板と、上記ケース本体の上端開口部に固定された上端板と、上記ケース本体の中心部に挿通され、その下端部を上記下端板に下側軸受により、その中間部上端寄り部分を上記上端板に上側軸受により、それぞれ回転自在に支持された回転駆動軸と、この回転駆動軸の中間部に固定されたロータと、上記ケース本体の内周面に固定されてこのロータの外周面と対向するステータと、上記ケース本体の上端縁部に係合保持された通電用のカプラーとを備え、
上記取付ブラケット若しくは下部ケースは、上記ケース本体をその内側に嵌合保持する保持筒部と、この保持筒部の上端縁で上記カプラーの装着部に対応する部分に形成された切り欠きと、上記保持筒部の中間部外周面に、この保持筒部の直径方向外方に突出する状態で形成された取付フランジ若しくは上記ケースの底面を構成する底板部とを備え、
上記回転駆動軸の上端部で上記ケース本体の上端部から突出した部分に送風ファンを固定した状態で使用される自動車用空調機の送風ファン駆動用モータに於いて、
使用状態で上記切り欠きの下端縁を、上記取付フランジ若しくは底板部の上面よりも上方に位置させると共に、上記カプラーの一部に、上記保持筒部の一部で上記切り欠きの下端縁の下側部分を挿入させる係合溝を形成しており、且つ、上記取付フランジ若しくは底板部の上面に欠円筒状の立壁を形成すると共に、この立壁の不連続部を、この立壁の円周方向に関して上記切り欠きと同位置に位置させた事を特徴とする自動車用空調機の送風ファン駆動用モータ。
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