JP3750281B2 - 電動ファン装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ラジエータやカーエアコン用コンデンサ等に装着され、モータにて冷却風をラジエータ等に通過させるとともにコントローラにてモータ回転数を制御する電動ファン装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5には、一般的な自動車用ラジエータ40およびラジエータ40に冷却風を送るための電動ファン装置41を示す。電動ファン装置41は、ファンモータ42と、ファンブレード43と、モータ回転数制御用コントローラ44とを備えている。より詳しくは、冷却風の下流側においてファンモータ42が支持され、ファンモータ42の駆動にてファンブレード43が回転して冷却風Wを発生させる。一方、箱型のモータ回転数制御用コントローラ44は、基端部44aがファンモータ42のエンドフレーム42a外周部に固定されるとともに、先端側の放熱部(アルミニウム等よりなる放熱フィン部)44bがファンモータ42のエンドフレーム42a外周部から外周側に突出している。そして、コントローラ44の内部にはパワートランジスタ等が収納され、このパワーデバイスの発する熱が放熱部44bにおいて冷却風Wと接触して放熱される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図6(図5のB矢視図)に示すように、前記コントローラ44は一端がエンドフレーム42aに固定されるとともに他端が外周側に延び自由端となり、いわゆる片持ち梁構造となっているために、モータ42の駆動に伴う振動により、片持ち梁構造のコントローラ44においては固定端を支点にして自由端が振動してしまう。そして、場合によっては、コントローラ44の根元部(取付部)が破損する虞がある。
【0004】
特に、コントローラ44の冷却性を向上させるために、冷却風Wが当たる放熱部44bの面積を大きくした場合には、コントローラ44の占有体積を一定とするためには厚みを薄くすることが必要となり、このようにコントローラ厚みを薄くすると、コントローラ44の根元部(取付部)での強度が更に弱くなり、破損に至る可能性が大きくなる。
【0005】
このようにコントローラ44の取付けに際して耐振構造をとる必要があった。本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ファンモータに取着されるコントローラの耐振性を向上させることができる電動ファン装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の電動ファン装置は、ファンモータの下流側外周面から突出されるコントローラの先端部に、該コントローラの構成素子の駆動に伴って発生する熱を放熱する放熱部と、コントローラの先端部をシュラウドに連結する取付片とを設けたことを特徴としている。
【0007】
このような構成を採用することにより、箱型をなすモータ回転数制御用コントローラは、その基端部がファンモータにおける冷却風の下流側外周面に固定されるとともに、放熱部が前記ファンモータの下流側外周面から外側に突出するが、当該コントローラの先端部においては取付片によりシュラウド側と連結される。
【0008】
従って、ファンモータの駆動に伴う振動によりコントローラの先端側が振動しようとするが、先端側がシュラウド側と連結されているため、コントローラの先端側の振動が抑制される。
【0009】
この構造を採用するにあたり、請求項2に記載の発明は、前記コントローラの形状として四角形状をなし、対向する二辺のうちの一方の辺をファンモータの下流側端面に固定し、他の辺での両角部に前記第1の取付片を、それぞれ配置したことを特徴としている。
【0010】
従って、四角形状をなすコントローラを用いた場合において、4つの角部が固定されることとなり、最小の取付箇所にて確実に振動を抑制できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に従って説明する。
本実施形態の電動ファン装置は、空冷式車載熱交換器としての自動車用ラジエータに装着されている。
【0012】
図1には、自動車のフロントグリル部に配置されるラジエータ1、及び、ラジエータ1に冷却風Wを送るための電動ファン装置2の平面図を示す。
図2は、図1のラジエータ1及び電動ファン装置2を後方から見た図である(図1のA矢視図)である。
【0013】
図1,2に示すように、ラジエータ1の背面にはシュラウド3が設けられている。シュラウド3はファンカバー4とシュラウドステー5とを有している。円筒状のファンカバー4はラジエータ1の背面に固定されるとともに、ラジエータ1の背面でのファンカバー4の外周部からラジエータ1の後方(即ち、冷却風Wの下流側)にシュラウドステー5が延設されている。より詳しくは、シュラウドステー5は4つの脚部6a,6b,6c,6dとモータ支持プレート部7とを有し、脚部6a,6b,6c,6dの一端がラジエータ1の背面に固定され、他端にモータ支持プレート部7が一体形成されている。
【0014】
シュラウドステー5のモータ支持プレート部7にはモータ挿入孔8(図2参照)が形成され、このモータ挿入孔8には、円柱状のファンモータ9が挿入されている。又、図2に示すように、ファンモータ9の外周面には、径方向外側に突出する3つの取付ブラケット10(図2において、その2つを示す)が等角度間隔に形成され、各取付ブラケット10がシュラウド3のモータ支持プレート部7に対してボルト11にて固定されている。
【0015】
又、図1に示すように、ファンモータ9は、後端部(エンドプレート)が冷却風Wの下流側を向くとともに、出力軸12がラジエータ1に向いている。この出力軸12にはファンブレード13が駆動連結され、同ファンブレード13は前述のシュラウド3のファンカバー4の内部に位置している。そして、ファンモータ9の駆動によりファンブレード13が回転し、このファンブレード13の回転により、ラジエータ1を通過する冷却風Wが発生する。
【0016】
一方、図1,2に示すように、ファンモータ9の後端部には四角箱状をなすモータ回転数制御用コントローラ(以下、単にコントローラという)14が機械的・電気的に連結されている。より詳しくは、図3に示すように、ファンモータ9の後端部の側面には雌型コネクタ15が設けられるとともに、コントローラ14には雄型コネクタ16が設けられており、コントローラ16の雄コネクタ16をファンモータ9の雌コネクタ15に挿入することにより、両者が電気的に接続される。又、ファンモータ9の後端部(冷却風Wの下流側端面)の外側面には、径方向外側に突出する取付片17,18が設けられるとともに、四角形状のコントローラ14における対向する二辺のうちの一方の辺での両角部には取付用突起部19,20が形成されている。そして、コントローラ14の雄コネクタ16をファンモータ9の雌コネクタ15に挿入した状態で、ボルト21,22が取付片17,18の貫通孔17a,18aを貫通して取付用突起部19,20に形成したネジ孔19a,20aに螺入され、ファンモータ9の後端部にコントローラ15が固定されている。このとき、コントローラ14は、基端部がファンモータ9の後端部に固定されるが、先端側はファンモータ9の外周面から外周側に突出することとなる。
【0017】
又、コントローラ14の内部には、モータ回転数制御回路(図示略)が内蔵され、この回路はパワートランジスタ等を含む各種デバイスにて構成されている。コントローラ14にはコネクタ23が備えられ、モータ回転数制御回路はコネクタ23を介して車載バッテリからの電源電圧の供給を受けるとともにエンジン冷却水温信号等を入力する。そして、モータ回転数制御回路は水温等に応じたファン回転数となるようにファンモータ9をPWM方式により制御するようになっている。
【0018】
さらに、図4に示すように、コントローラ14におけるファンモータ9から径方向に突出する部位は、放熱部24となっており、具体的には、アルミニウム等よりなる放熱フィン25が形成されている。放熱部24は前述のモータ回転数制御回路の構成素子(パワートランジスタ等)と熱的に結合しており、該素子(パワートランジスタ等)の駆動に伴い発生する熱が放熱部24に伝播してくる。
【0019】
このようにコントローラ14は四角箱型をなし、その基端部がファンモータ9における冷却風Wの下流側端面外周部に固定されるとともに、先端側の放熱部24がファンモータ9の下流側端面外周部から外周側に突出している。
【0020】
さらに本実施の形態においては、図1,2に示すように、四角形状のコントローラ14の先端部の両角部に先端側取付片26,27が延設されている。一方、前記シュラウド3のモータ支持プレート部7には、各先端側取付片26,27に対応するシュラウド側取付片28,29が延設されている。尚、各取付片26〜29は、板状をなしている。そして、組付ボルト30により先端側取付片26とシュラウド側取付片28が連結固定されるとともに(図1参照)、組付ボルト31により先端側取付片27とシュラウド側取付片29が連結固定されている。このように、コントローラ14は、各先端側取付片26,27がそれぞれ対応したシュラウド取付片28,29に対して組付ボルト30,31にて固定される。
【0021】
次に、このように構成された電動ファン装置2の作用を、以下に記載する。
コントローラ14のモータ回転数制御回路はエンジン冷却水温信号等を入力して水温等に応じたファン回転数となるようにファンモータ9をPWM制御する。このファンモータ9の駆動に伴いファンブレード13が回転して冷却風Wがラジエータ1を通過する。ラジエータ1において、冷却風Wにてウォータジャケットからの高温のエンジン冷却水が冷却され、ウォータジャケットへ戻される。又、コントローラ14において、モータ回転数制御回路の構成素子(パワートランジスタ等)の発する熱はファンモータ9から径方向に突出する放熱部24(放熱フィン25)に伝えられ放熱される。この時、ファンモータ9の駆動による前記冷却風Wが接触して、より効率的に熱が逃がされる。
【0022】
一方、コントローラ14は、図2に示すように、基端側が取付片17,18および取付用突起部19,20にてファンモータ9側に固定され、先端側がファンモータ9の後端面外周から径方向外側に突出するが、先端側は取付片26,27および取付片28,29にてシュラウド3側に連結固定される。
【0023】
よって、ファンモータ9の駆動に伴い振動が発生し、その振動はコントローラ14に伝播し、コントローラ14の基端部を支点として先端部が振動しようとするが、コントローラ14は先端側取付片26,27とシュラウド取付片28,29とが連結されているため、その振動は抑制される。
【0024】
又、ファンモータ9とコントローラ14とは一体的に結合されており、かつ、ファンモータ9とコントローラ14とを同じ構造物であるシュラウドステー5に取付けているので、ファンモータ9の駆動により振動が発生したときに、コントローラ取付部(図2での取付片26,27)とモータ取付部(図2での取付ブラケット10)は同相で振動し、当該取付部に過大な応力が加わることがない。つまり、図2での取付片26,27と取付ブラケット10を異なった構造物に取り付けると、モータの振動が加わった時に当該取付部に過大な応力が加わってしまうが、これを回避することができる。
【0025】
上記したように、本実施の形態の電動ファン装置は、以下の特徴を有する。
(イ)コントローラ14の先端部に取付片26,27を設け、この取付片26,27にてコントローラ14の先端部をシュラウド3のモータ支持プレート部7に連結したので、箱型をなすコントローラ14は、その基端部がファンモータ9における冷却風Wの下流側端面外周部に固定されるとともに、先端側の放熱部24(放熱フィン25)がファンモータ9の下流側端面外周部から外周側に突出するが、コントローラ14の先端部においては取付片26,27によりシュラウド3のモータ支持プレート部7と連結される。その結果、ファンモータ9の駆動に伴う振動によりコントローラ14の先端側が振動しようとするが、先端側がシュラウド3のモータ支持プレート部7と連結されているため、コントローラ14の先端側の振動が抑制される。
【0026】
(ロ)コントローラ14の形状として四角形状をなし、対向する二辺のうちの一方の辺をファンモータ9の下流側端面に固定し、他の辺での両角部に取付片26,27を、それぞれ配置したので、四角形状をなすコントローラを用いた場合において、4つの角部が固定されることとなり、最小の取付箇所にて確実に振動を抑制できる。
【0027】
尚、本発明は上記形態に限定されることはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のようにしてもよい。
(1)上記実施の形態では、電動ファン装置1をラジエータ2に備えたが、カーエアコン用コンデンサ等に備えてもよい。
【0028】
(2)上記実施の形態では、コントローラ14の角部に形成された先端側取付片26,27とシュラウド3側のシュラウド取付片28,29とを組付ボルト30,31にて2箇所で固定したが、固定箇所はこの数に限定されない。例えば、1箇所であってもよい。又、角部でなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態におけるラジエータ及び電動ファン装置の平面図。
【図2】 図1のA矢視図。
【図3】 ファンモータとコントローラの分解斜視図。
【図4】 電動ファン装置の一部拡大図。
【図5】 従来の電動ファン装置の概略構成図。
【図6】 図5におけるB矢視図。
【符号の説明】
1…ラジエータ、3…シュラウド、9…ファンモータ、13…ファンブレード、14…コントローラ、24…放熱部、26,27…取付片、W…冷却風。
Claims (2)
- 冷却風の通過により熱交換を行う空冷式車載熱交換器における冷却風の下流側においてシュラウドにて支持されたファンモータと、
前記ファンモータに駆動連結され、回転により冷却風を発生するファンブレードと、
箱型をなし、その基端部が前記ファンモータにおける冷却風の下流側外周面に固定されるとともに、先端側が前記ファンモータの下流側外周面から外側に突出するように配されるモータ回転数制御用コントローラと
を備えた電動ファン装置であって、
前記コントローラの前記ファンモータの下流側外周面から突出される部位には、該コントローラの構成素子の駆動に伴って発生する熱を放熱する放熱部と、該コントローラの先端部を前記シュラウドに連結する取付片とを設けたことを特徴とする電動ファン装置。 - 前記コントローラは四角形状をなし、対向する二辺のうちの一方の辺を前記ファンモータの下流側端面に固定し、他の辺での両角部に前記取付片を、それぞれ配置したことを特徴とする請求項1に記載の電動ファン装置。
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