WO2024105902A1 - ファン装置 - Google Patents

ファン装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024105902A1
WO2024105902A1 PCT/JP2023/018230 JP2023018230W WO2024105902A1 WO 2024105902 A1 WO2024105902 A1 WO 2024105902A1 JP 2023018230 W JP2023018230 W JP 2023018230W WO 2024105902 A1 WO2024105902 A1 WO 2024105902A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
motor
fan
heat shield
fan device
motor support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/018230
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
里司 永元
秀岳 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuba Corp
Original Assignee
Mitsuba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsuba Corp filed Critical Mitsuba Corp
Priority to US18/558,369 priority Critical patent/US12416309B2/en
Priority to CN202380011574.6A priority patent/CN118355179A/zh
Publication of WO2024105902A1 publication Critical patent/WO2024105902A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/10—Guiding or ducting cooling-air, to, or from, liquid-to-air heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/04—Pump-driving arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/06—Guiding or ducting air to, or from, ducted fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/068—Mechanical details of the pump control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • F04D25/082—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation the unit having provision for cooling the motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5806—Cooling the drive system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5813—Cooling the control unit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
    • H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans

Definitions

  • the present invention relates to a fan device that generates cooling air.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which part of the heat shield covering the back of the motor is extended radially outward to guide part of the cooling air generated by the fan to the motor.
  • the object of the present invention is to provide a fan device that can ensure the cooling air required to cool the object to be cooled and can properly cool the motor without increasing the size of the fan device.
  • the present invention provides a motor including a motor bracket, a rotor rotatably supported on the front surface of the motor bracket, a stator fixed to the front surface of the motor bracket and wound with a coil that generates a magnetic field for rotating the rotor, and a driver circuit fixed to the rear surface of the motor bracket and controls the generation of the magnetic field by the coil; a fan including a boss fixed to the rotor and blades each protruding radially outward from positions spaced apart in the circumferential direction on the outer circumferential surface of the boss; a shroud body having a fan accommodating hole formed therein for accommodating the fan;
  • a fan device including a motor support section that supports a motor, and a shroud that includes multiple stays that extend radially from the motor support section toward the shroud body, the fan is disposed on the front side of the motor support section, the motor is supported on the rear side of the motor support section, and the motor support section is formed with multiple air guide passages that each
  • FIG. 1A and 1B are external perspective views of a front side and a rear side of a fan device.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the fan unit as viewed from the front side.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the fan device as viewed from the rear side.
  • FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a rear view of the shroud.
  • 6 is a cross-sectional view of the motor support portion taken along line VI-VI in FIG. 5(A).
  • 2A is a perspective view of the front side and the back side of the heat shield plate;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a main portion of a motor support portion and a heat shield plate.
  • a fan device which is mounted on a vehicle such as an automobile and cools the engine coolant flowing through a radiator (object to be cooled).
  • FIG. 1 is an external perspective view of the front side (A) and rear side (B) of the fan unit 1.
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the fan unit 1 as viewed from the front side.
  • Figure 3 is an exploded perspective view of the fan unit 1 as viewed from the rear side.
  • the fan unit 1 mainly comprises a motor 2, a fan 3, a shroud 4, and a heat shield 5.
  • the fan unit 1 is installed, for example, in the engine room so as to face the radiator in the fore-and-aft direction. More specifically, in the engine room of a typical automobile, the radiator, fan unit 1, and engine are arranged in this order from front to rear. In other words, the fan unit 1 is arranged between the radiator and the engine in the fore-and-aft direction.
  • the front side (radiator side) of the fan unit 1 will be referred to as the "front side”
  • the rear side (engine side) of the fan unit 1 will be referred to as the "rear side.”
  • the shroud 4 is fixed in the engine compartment with bolts or the like.
  • the shroud 4 supports the motor 2 and houses the fan 3 attached to the motor 2.
  • the driving force of the motor 2 is transmitted to the fan 3, which rotates to generate cooling air that flows from the front side to the rear side of the fan unit 1.
  • the heat shield 5 covers the motor 2 from the rear side, blocking the radiant heat emitted from the engine and preventing it from reaching the motor 2.
  • Fig. 4 is a vertical cross-sectional view of the motor 2.
  • the motor 2 according to this embodiment is an outer rotor side brushless motor.
  • the motor 2 is a so-called "mechanically and electrically integrated" electric motor in which a driver circuit 25 that controls the brushless motor is integrated.
  • the motor 2 mainly includes a motor bracket 21, a shaft 22, a rotor 23, a stator 24, a driver circuit 25, a driver case 26, and a connector unit 27 (see Figs. 2 and 3).
  • the motor bracket 21 has a generally plate-like outer shape.
  • the motor bracket 21 supports the components of the motor 2 (i.e., the shaft 22, rotor 23, stator 24, driver circuit 25, driver case 26, and connector unit 27) on the front or back side.
  • the axial direction of the shaft 22 will be referred to simply as the "axial direction”
  • the radial direction centered on the axis of the shaft 22 will be referred to simply as the “radial direction”
  • the circumferential direction centered on the axis of the shaft 22 will be referred to simply as the "circumferential direction”.
  • the rotor 23 is rotatably supported on the shaft 22 via bearings 22A and 22B on the surface side of the motor bracket 21.
  • the rotor 23 has a number of permanent magnets 231 arranged at equal intervals in the circumferential direction so as to surround the outer periphery of the stator 24, and a rotor yoke 232 that covers the stator 24 and the number of permanent magnets 231.
  • the rotor yoke 232 is arranged on the surface side of the motor bracket 21 so as to be concentric with the axis of the shaft 22.
  • the rotor yoke 232 has an outer peripheral wall 232A, an inner peripheral wall 232B, and a connecting wall 232C.
  • the outer peripheral wall 232A has a cylindrical outer shape.
  • the outer peripheral wall 232A is disposed radially outward from the stator 24.
  • the inner peripheral surface of the outer peripheral wall 232A supports a plurality of permanent magnets 231.
  • the plurality of permanent magnets 231 are fixed to the inner peripheral surface of the outer peripheral wall 232A at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the inner peripheral wall 232B has a cylindrical outer shape.
  • the inner peripheral wall 232B is disposed radially inward from the stator 24.
  • the inner peripheral wall 232B is rotatably supported on the shaft 22 via the bearings 22A and 22B.
  • the connecting wall 232C has a disk-shaped outer shape.
  • the connecting wall 232C connects the axial ends of the outer peripheral wall 232A and the inner peripheral wall 232B. More specifically, the connecting wall 232C connects the outer peripheral wall 232A and the inner peripheral wall 232B on the other axial end side of the shaft 22 (i.e., the side opposite the motor bracket 21).
  • the stator 24 is housed in a space surrounded by the outer peripheral wall 232A, the inner peripheral wall 232B, the connecting wall 232C, and the motor bracket 21.
  • the stator 24 is fixed to the surface side of the motor bracket 21, radially inward from the multiple permanent magnets 231.
  • the stator 24 faces the multiple permanent magnets 231 with a predetermined gap in the radial direction.
  • the stator 24 has a cylindrical stator core 241, a number of teeth 242 protruding radially outward from the stator core 241, and a conductive coil 243 wound around the teeth 242 covered with an insulating insulator.
  • the stator 24 generates a magnetic field when a current flows through the coil 243.
  • the rotor yoke 232 rotates around the axis of the shaft 22 due to the attractive and repulsive forces generated between the magnetic field generated by the coil 243 and the multiple permanent magnets 231.
  • the driver circuit 25 controls the generation of a magnetic field by the coil 243 by switching the timing of supplying current to the coil 243.
  • the driver circuit 25 is composed of a circuit board and electronic components mounted on the circuit board.
  • the driver case 26 is fixed to the rear side of the motor bracket 21 (i.e., the side opposite the shaft 22, rotor 23, and stator 24).
  • An accommodation space 28 is formed between the rear side of the motor bracket 21 and the driver case 26.
  • the driver circuit 25 is housed in the accommodation space 28 formed on the rear side of the motor bracket 21.
  • the connector unit 27 is attached to the end of the motor bracket 21.
  • the connector unit 27 is an integrated unit of two connectors to which an external harness is connected.
  • the driver circuit 25 is electrically connected to an external device (e.g., an automobile control device) via the connector unit 27.
  • the fan 3 has a boss 31 fixed to the rotor yoke 232, a plurality of blades 32 (nine in this embodiment) each protruding radially outward from circumferentially spaced positions on the outer circumferential surface of the boss 31, and a plurality of connecting members 33 (nine in this embodiment) connecting adjacent blades 32 at their tips.
  • the fan 3 rotates integrally with the rotor 23, with the axis of the shaft 22 as the center of rotation.
  • the boss 31 also includes a disk-shaped disk portion 311 and a cylindrical peripheral wall portion 312 that protrudes from the outer edge of the disk portion 311 toward the motor 2 and has a plurality of blades 32 attached to it.
  • the disk portion 311 faces the connecting wall 232C of the rotor yoke 232
  • the peripheral wall portion 312 surrounds the outer peripheral wall 232A of the rotor yoke 232.
  • the inner diameter dimension of the peripheral wall portion 312 of the boss 31 is set slightly larger than the outer dimension of the rotor yoke 232.
  • Fig. 5 is a front view (A) and a rear view (B) of the shroud 4.
  • Fig. 6 is a cross-sectional view of the motor support part 42 taken along line VI-VI in Fig. 5(A).
  • the shroud 4 is made up of a shroud main body 41, the motor support part 42, and a plurality of stays 43 (11 in this embodiment).
  • the shroud 4 is integrally molded, for example, by injection molding a resin material.
  • the shroud body 41 has a generally plate-like outer shape.
  • the outer peripheral surface of the shroud body 41 is provided with a number of fixed portions 411 for fixing the shroud 4 (in other words, the fan unit 1) in the engine room with bolts or the like.
  • the shroud body 41 also has a fan accommodating hole 412 that penetrates in the thickness direction.
  • the fan accommodating hole 412 is a circular through-hole for accommodating the fan 3.
  • the diameter of the fan accommodating hole 412 is set slightly larger than the outer dimensions of the fan 3 (i.e., the diameter of an imaginary circle connecting the tips of the multiple blades 32).
  • a plurality of reinforcing ribs 413 are formed on the front and rear surfaces of the shroud body 41.
  • the reinforcing ribs 413 protrude in the thickness direction from the front and rear surfaces of the shroud body 41 and extend in any direction.
  • the reinforcing ribs 413 on the front surface side of the shroud body 41 may be inclined radially outward in the opposite direction (counterclockwise) to the rotation direction (clockwise) of the fan 3 with respect to an imaginary line (dash line) that extends radially through the center of the fan accommodating hole 412. This allows the air on the front surface side of the shroud body 41 to flow smoothly into the fan accommodating hole 412, thereby increasing the amount of cooling air passing through the fan device 1.
  • the motor support part 42 is disposed inside the fan accommodating hole 412 (more specifically, in the center of the fan accommodating hole 412) to support the motor 2.
  • the motor support part 42 has a generally arc-shaped outer shape. As shown in Figures 5 and 6, the motor support part 42 mainly includes an inner circumferential wall 421, an outer circumferential wall 422, a plurality of connecting walls 423, a motor fixing part 424, and a heat shield fixing part 425.
  • the inner peripheral wall 421 and the outer peripheral wall 422 have a generally arc-shaped outer shape.
  • the outer peripheral wall 422 is disposed radially outward from the inner peripheral wall 421. That is, the inner peripheral wall 421 and the outer peripheral wall 422 are disposed at a predetermined distance in the radial direction.
  • the inner diameter dimension of the inner peripheral wall 421 is set to be slightly larger than the outer dimension of the rotor yoke 232.
  • the outer dimensions of the inner peripheral walls 421 and 422 are set to be slightly larger than the outer dimensions of the boss 31 (more specifically, the peripheral wall portion 312).
  • the connecting walls 423 connect the outer peripheral surface of the inner peripheral wall 421 and the inner peripheral surface of the outer peripheral wall 422 at positions spaced apart in the circumferential direction.
  • the space surrounded by the outer peripheral surface of the inner peripheral wall 421, the inner peripheral surface of the outer peripheral wall 422, and the adjacent connecting walls 423 functions as an air guide passage 426 that penetrates the motor support part 42 in the thickness direction.
  • the motor support part 42 has multiple air guide passages 426 formed at positions spaced apart in the circumferential direction, each of which penetrates in the thickness direction.
  • the multiple air guide passages 426 are located radially outward from the boss 31.
  • the multiple air guide passages 426 face the multiple blades 32.
  • the cooling air generated by the fan 3 passes through the air guide passages 426 from the front side to the back side of the motor support part 42.
  • the outer peripheral surface of the inner peripheral wall 421 that defines the air guide passage 426 extends generally in the thickness direction of the motor support portion 42 (in other words, the shroud 4).
  • the inner peripheral surface of the outer peripheral wall 422 that defines the air guide passage 426 is inclined radially inward from the front surface side to the rear surface side of the motor support portion 42. That is, the air guide passage 426 is inclined radially inward from the front surface side to the rear surface side of the motor support portion 42.
  • the opening area of the air guide passage 426 on the rear surface side of the motor support portion 42 is set smaller than the opening area of the air guide passage 426 on the front surface side of the motor support portion 42. That is, the opening area of the air guide passage 426 gradually decreases from the front surface side to the rear surface side of the motor support portion 42.
  • the inner circumferential surface of the outer peripheral wall 422 that defines the air guide passage 426 is composed of a first surface 422A on the front surface side of the motor support portion 42, a second surface 422B on the rear surface side of the motor support portion 42, and a step 422C between the first surface 422A and the second surface 422B.
  • the first surface 422A and the second surface 422B are both inclined radially inward from the front surface side to the rear surface side of the motor support portion 42.
  • the inclination angle of the second surface 422B is set to be larger than the inclination angle of the first surface 422A.
  • the opening area of the air guide passage 426 decreases gradually from the front surface side to the rear surface side of the motor support portion 42 in the region of the first surface 422A and decreases rapidly in the region of the second surface 422B.
  • the motor fixing portion 424 is a portion through which a bolt for fixing the motor 2 to the motor support portion 42 is inserted. More specifically, the front side of the motor 2 is abutted against the rear side of the motor support portion 42. This allows the bolt holes in the motor bracket 21 to communicate with the bolt holes in the motor fixing portion 424.
  • the motor 2 is supported on the rear side of the motor support portion 42 by screwing a nut onto the tip of the bolt that has passed through the communicating bolt hole. At this time, the rotor yoke 232 passes inside the inner circumferential wall 421 and protrudes on the front side of the motor support portion 42.
  • the boss 31 is placed on the rotor yoke 232 protruding on the front side of the motor support portion 42 and fixed with a bolt, thereby attaching the fan 3 to the motor 2.
  • the fan 3 is disposed on the front side of the motor support portion 42.
  • the heat shield fixing portion 425 is a portion through which a bolt is inserted to fix the heat shield 5 to the motor support portion 42.
  • the heat shield 5 is positioned so as to cover the motor 2 attached to the motor support portion 42 from the rear side. This allows the bolt holes 55 (see FIG. 7) that penetrate the heat shield 5 in the thickness direction to communicate with the bolt holes provided in the heat shield fixing portion 425.
  • the heat shield 5 covering the motor 2 from the rear side is fixed to the motor support portion 42 by screwing a nut onto the tip of the bolt that has passed through the communicating bolt hole.
  • the multiple stays 43 extend radially from the motor support portion 42 toward the shroud body 41 at positions spaced apart in the circumferential direction. More specifically, the stays 43 connect the outer peripheral surface of the outer peripheral wall 422 to the surface that defines the fan accommodating hole 412 of the shroud body 41. As a result, the motor support portion 42 is supported by the shroud body 41 at the center of the fan accommodating hole 412.
  • Fig. 7 is a perspective view of the front side (A) and the back side (B) of the heat shield 5.
  • Fig. 8 is a cross-sectional view of the main parts of the motor support part 42 and the heat shield 5.
  • the heat shield 5 is disposed between the motor 2 and the engine. This prevents infrared rays emitted from the engine from reaching the motor 2 (in other words, blocks the radiant heat of the engine).
  • the heat shield 5 also discharges the cooling air guided to the back side of the motor 2 through the air guide passage 426 and an air guide section 52 described later.
  • the heat shield 5 mainly comprises a heat shield main body 51 and a plurality of air guide sections 52.
  • the heat shield body 51 has a generally flat plate-like outer shape.
  • the heat shield body 51 has multiple exhaust holes 53 and multiple louvers 54 formed therein.
  • the exhaust holes 53 are through holes that penetrate the heat shield body 51 in the thickness direction.
  • the exhaust holes 53 are elongated holes formed in the shape of a slit.
  • the exhaust holes 53 exhaust the cooling air that is guided between the driver case 26 and the heat shield body 51 by the air guide section 52.
  • the louvers 54 are provided adjacent to the exhaust holes 53.
  • the louvers 54 are provided at an incline with respect to the thickness direction of the heat shield body 51. More specifically, the louvers 54 are inclined toward the surface side (i.e., the motor 2 side) of the heat shield body 51.
  • the louvers 54 control the exhaust direction of the cooling air through the exhaust holes 53. More specifically, the louvers 54 exhaust the cooling air guided between the driver case 26 and the heat shield body 51 from the exhaust holes 53 along the inclined surface of the louvers 54.
  • the opening area A1 of the exhaust holes 53 as viewed from the thickness direction of the heat shield 5 is set smaller than the opening area A2 of the exhaust holes 53 as viewed obliquely along the inclination direction of the louvers 54.
  • the multiple air guide sections 52 are provided on the outer edge of the heat shield body 51.
  • the air guide sections 52 are inclined toward the front side of the heat shield body 51 (i.e., toward the motor support section 42). As shown in FIG. 8, when the heat shield 5 is attached to the heat shield fixing section 425, the air guide sections 52 are arranged facing the air guide passage 426 on the rear side of the motor support section 42.
  • the air guide sections 52 are located radially inward from the outer peripheral wall 422.
  • the air guide sections 52 guide the cooling air generated by the fan 3 and passing through the air guide passage 426 to the rear side of the motor bracket 21 (in other words, the space between the driver case 26 and the heat shield fixing section 425).
  • the cooling air generated by the fan 3 inclines radially inward along the inner circumferential surface of the outer wall 422 as it passes through the air guide 426, and accelerates as the opening area decreases.
  • the cooling air that has passed through the air guide 426 is guided by the air guide section 52 into the space between the driver case 26 and the heat shield fixing section 425.
  • the air guided into the space between the driver case 26 and the heat shield fixing section 425 cools the driver case 26 (more specifically, the driver circuit 25), and is then exhausted from the air exhaust hole 53 along the louvers 54.
  • the heat shield 5 is formed integrally from, for example, a steel plate. That is, bolt holes 55 are formed in predetermined positions of the steel plate by punching. Furthermore, slit-shaped openings are formed by punching in the part that will become the heat shield body 51, and the part adjacent to the opening is bent toward the front surface by bending to form the air exhaust holes 53 and louvers 54. Furthermore, the outer edge of the heat shield body 51 is bent toward the front surface to form the air guide section 52.
  • the cooling air that has passed through the air guide passage 426 provided in the motor support section 42 is guided to the driver case 26 through the air guide section 52.
  • This allows the motor 2 (more specifically, the driver circuit 25) to be properly cooled.
  • the deterioration of the motor 2 over time can be delayed, which extends the life of the fan device 1 and contributes to reducing waste and defective products.
  • an air guide passage 426 is provided in the existing motor support portion 42, and the air guide portion 52 is positioned so that it does not extend radially outward from the motor support portion 42. This makes it possible to minimize the amount of cooling air blocked by the air guide portion 52. As a result, it is possible to ensure the cooling air required to cool the radiator without increasing the size of the fan device 1.
  • the cooling air that has passed through the air guide passage 426 can be efficiently guided to the motor 2 side. Furthermore, according to the above embodiment, by gradually reducing the opening area of the air guide passage 426 toward the outlet, the cooling air passing through the air guide passage 426 can be accelerated. As a result, the motor 2 can be efficiently cooled.
  • the driver circuit 25 (more specifically, the driver case 26) with the heat shield 5
  • the temperature of the motor 2 (more specifically, the driver circuit 25) from increasing due to radiant heat from the engine.
  • This allows the driver circuit 25 to be efficiently cooled with a small amount of cooling air. As a result, it is possible to further prevent the fan device 1 from becoming larger.
  • the driver circuit 25 can be cooled efficiently with even less cooling air.
  • the exhaust direction of the cooling air can be controlled by providing louvers 54 adjacent to the exhaust holes 53. Furthermore, by making the opening area A1 of the exhaust holes 53 as viewed in the thickness direction of the heat shield 5 smaller than the opening area A2 of the exhaust holes 53 as viewed obliquely along the inclination direction of the louvers 54, the amount of infrared rays reaching the motor 2 from the engine through the exhaust holes 53 can be reduced without reducing the amount of cooling air exhausted.
  • the fan device 1 is mounted on a vehicle driven by an engine
  • the vehicle on which the fan device 1 is mounted may also be driven by an electric motor.
  • the heat shield body 51 can be omitted (i.e., the air guide section 52 may exist alone).
  • an example of a radiator has been described as an object to be cooled by the fan device 1, but the object to be cooled by the fan device 1 is not limited to this.
  • Fan device 2 Motor 3 : Fan 4 : Shroud 5 : Heat shield 21 : Motor bracket 22 : Shaft 22A, 22B : Bearing 23 : Rotor 24 : Stator 25 : Driver circuit 26 : Driver case 27 : Connector unit 28 : Storage space 31 : Boss 32 : Blade 33 : Connection member 41 : Shroud body 42 : Motor support portion 43 : Stay 51 : Heat shield body 52 : Air guide portion 53 : Air exhaust hole 54 : Louver 55 : Bolt hole 231 : Permanent magnet 232 : Rotor yoke 232A, 422 : Outer peripheral wall 232B, 421 : Inner peripheral wall 232C : Connection wall 241 : Stator core 242 : Teeth 243 : Coil 311 : Disk portion 312 : Peripheral wall portion 411 : Fixed portion 412 : Fan accommodating hole 413 : Reinforcing rib 422A : First surface 422B : Second surface 422

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

ファン装置を大型化することなく、冷却対象を冷却するのに必要な冷却風を確保すると共に、モータを適切に冷却可能なファン装置を提供する。　ファン装置（１）は、モータ支持部（４２）を備えるシュラウド（４）と、モータ支持部（４２）の表面側に配置されたファン（３）と、モータ支持部（４２）の背面側に支持されたモータ（２）とを備える。モータ支持部（４２）には、ファン（３）のボス３１より径方向外側の周方向に離間した位置において、各々が厚み方向に貫通する複数の導風路（４２６）が形成されている。ファン装置（１）は、モータ支持部（４２）の背面側で導風路（４２６）に対面して配置され、ファン（３）によって生起され且つ導風路（４２６）を通過した冷却風を、モータブラケット（２１）の背面側に導く導風部（５２）をさらに備える。

Description

ファン装置
　本発明は、冷却風を生起させるファン装置に関する。
　近年、持続可能な開発目標（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｇｏａｌｓ、持続可能な開発のための２０３０アジェンダ、平成２７（２０１５）年９月２５日国連サミット採択、以下「ＳＤＧｓ」という）の推進に向けた取り組みが行われている。それに伴い、持続可能な生産消費形態の確保などのため、廃棄物や不良品の削減などを目指す技術が知られている。
　従来より、ラジエータに冷却風を供給するファン装置として、冷却風を生起させるファンと、ファンを回転させるモータと、ファン及びモータを支持するシュラウドとを一体化したものが知られている。
　上記構成のファン装置では、モータ自体も発熱するため、ラジエータに冷却風を供給することに加えて、モータの冷却対策も必要になる。例えば特許文献１には、モータの背面を覆う遮熱板の一部を径方向外向きに延長して、ファンが生起させた冷却風の一部をモータに導く構成が開示されている。
特開２０１９－５２５７６号公報
　特許文献１の構成では、径方向外向きに大きく延長された遮熱板によって、ファン装置を通過しようとする冷却風の流れが遮られる。そのため、ラジエータの冷却に必要な冷却風を確保するためには、ファンの直径を大きくする等の対策が必要になる。
　そこで、本発明の目的は、ファン装置を大型化することなく、冷却対象を冷却するのに必要な冷却風を確保すると共に、モータを適切に冷却可能なファン装置を提供することにある。
　上記の目的を達成するために、本発明は、モータブラケット、前記モータブラケットの表面側に回転自在に支持されたロータ、前記モータブラケットの表面側に固定されて、前記ロータを回転させるための磁界を発生するコイルが巻装されたステータ、及び前記モータブラケットの背面側に固定されて、前記コイルによる磁界の発生を制御するドライバ回路を備えるモータと、前記ロータに固定されたボス、及び前記ボスの外周面の周方向に離間した位置から各々が径方向外向きに突出するブレードを備えるファンと、前記ファンを収容するファン収容孔が形成されたシュラウド本体、前記ファン収容孔の中央で前記モータを支持するモータ支持部、及び前記モータ支持部から前記シュラウド本体に向けて放射状に延びる複数のステーを備えるシュラウドとを備えるファン装置において、前記ファンは、前記モータ支持部の表面側に配置され、前記モータは、前記モータ支持部の背面側に支持され、前記モータ支持部には、前記ボスより径方向外側の周方向に離間した位置において、各々が厚み方向に貫通する複数の導風路が形成され、前記モータ支持部の背面側で前記導風路に対面して配置され、前記ファンによって生起され且つ前記導風路を通過した冷却風を、前記モータブラケットの背面側に導く導風部をさらに備えることを特徴とする。
　本発明によれば、ファン装置を大型化することなく、冷却対象を冷却するのに必要な冷却風を確保すると共に、モータを適切に冷却可能なファン装置を得ることができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
ファン装置の表面側（Ａ）及び背面側（Ｂ）の外観斜視図である。 ファン装置の表面側から見た分解斜視図である。 ファン装置の背面側から見た分解斜視図である。 モータの縦断面図である。 シュラウドの表面図（Ａ）及び背面図（Ｂ）である。 図５（Ａ）のＶＩ－ＶＩにおけるモータ支持部の断面図である。 遮熱板の表面側（Ａ）及び背面側（Ｂ）の斜視図である。 モータ支持部及び遮熱板の要部断面図である。
　以下、本発明の実施形態に係るファン装置の一態様として、例えば自動車などの車両に搭載され、ラジエータ（冷却対象）内を流れるエンジンの冷却水などを冷却するファン装置１について説明する。
（ファン装置１の全体構成）
　まず、図１及び図２を参照して、ファン装置１の全体構成を説明する。図１は、ファン装置１の表面側（Ａ）及び背面側（Ｂ）の外観斜視図である。図２は、ファン装置１の表面側から見た分解斜視図である。図３は、ファン装置１の背面側から見た分解斜視図である。図１～図３に示すように、ファン装置１は、モータ２と、ファン３と、シュラウド４と、遮熱板５とを主に備える。
　ファン装置１は、例えば、前後方向においてラジエータと対向するように、エンジンルーム内に設置される。より詳細には、一般的な自動車のエンジンルーム内には、前方から後方に向かって、ラジエータ、ファン装置１、エンジンの順に配置されている。すなわち、ファン装置１は、前後方向においてラジエータ及びエンジンの間に配置されている。以下、ファン装置１の前方側（ラジエータ側）を「表面側」と表記し、ファン装置１の後方側（エンジン側）を「背面側」と表記する。
　シュラウド４は、ボルト等によってエンジンルーム内に固定される。また、シュラウド４は、モータ２を支持すると共に、モータ２に取り付けられたファン３を収容する。ファン３は、モータ２の駆動力が伝達されて回転することによって、ファン装置１の表面側から背面側に向かう冷却風を生起させる。遮熱板５は、背面側からモータ２を覆うことによって、エンジンから放出される輻射熱を遮断して、モータ２に届くのを阻止している。
　ファン３が回転することによって、ファン装置１の前方側（すなわち、ラジエータが設置された領域）が負圧になる。これにより、ラジエータが設置された領域にも前方側から後方側に向かう冷却風が生まれる。そして、ファン装置１を表面側から背面側に通過する冷却風の風量が多くなるほど、ラジエータを通過する冷却風の風量も多くなる。
（モータ２の構成）
　次に、図４を参照して、モータ２の構成を説明する。図４は、モータ２の縦断面図である。本実施形態に係るモータ２は、アウターロータ側のブラシレスモータである。また、モータ２は、ブラシレスモータを制御するドライバ回路２５が一体化された、所謂「機電一体型」の電動モータである。図４に示すように、モータ２は、モータブラケット２１と、シャフト２２と、ロータ２３と、ステータ２４と、ドライバ回路２５と、ドライバケース２６と、コネクタユニット２７（図２及び図３参照）とを主に備える。
　モータブラケット２１は、概ね板状の外形を呈する。モータブラケット２１は、表面側または裏面側において、モータ２の構成部品（すなわち、シャフト２２、ロータ２３、ステータ２４、ドライバ回路２５、ドライバケース２６、コネクタユニット２７）を支持する。
　シャフト２２は、軸方向の一端がモータブラケット２１の表面側に固定されている。以下、シャフト２２の軸方向を単に「軸方向」とし、シャフト２２の軸心を中心とした径方向を単に「径方向」とし、シャフト２２の軸心を中心とした周方向を単に「周方向」とする。
　ロータ２３は、モータブラケット２１の表面側において、ベアリング２２Ａ、２２Ｂを介してシャフト２２に回転自在に支持されている。ロータ２３は、ステータ２４の外周を囲むように周方向に等間隔に並んで配置された複数の永久磁石２３１と、ステータ２４及び複数の永久磁石２３１を覆うロータヨーク２３２とを有する。そして、ロータヨーク２３２は、シャフト２２の軸心と同心になるようにモータブラケット２１の表面側に配置されている。ロータヨーク２３２は、外周壁２３２Ａと、内周壁２３２Ｂと、連結壁２３２Ｃとを備える。
　外周壁２３２Ａは、円筒形状の外形を呈する。また、外周壁２３２Ａは、ステータ２４より径方向の外側に配置されている。さらに、外周壁２３２Ａは、複数の永久磁石２３１を内周面で支持している。換言すれば、複数の永久磁石２３１は、周方向に所定の間隔を隔てて外周壁２３２Ａの内周面に固定されている。
　内周壁２３２Ｂは、円筒形状の外形を呈する。また、内周壁２３２Ｂは、ステータ２４より径方向の内側に配置されている。さらに、内周壁２３２Ｂは、ベアリング２２Ａ、２２Ｂを介してシャフト２２に回転自在に支持される。
　連結壁２３２Ｃは、円盤形状の外形を呈する。また、連結壁２３２Ｃは、外周壁２３２Ａ及び内周壁２３２Ｂの軸方向の端部同士を接続する。より詳細には、連結壁２３２Ｃは、シャフト２２の軸方向の他端側（すなわち、モータブラケット２１と反対側）において、外周壁２３２Ａ及び内周壁２３２Ｂを接続する。
　ステータ２４は、外周壁２３２Ａ、内周壁２３２Ｂ、連結壁２３２Ｃ、及びモータブラケット２１で囲まれた空間に収容されている。また、ステータ２４は、複数の永久磁石２３１より径方向の内側において、モータブラケット２１の表面側に固定されている。さらに、ステータ２４は、径方向に所定の隙間を隔てて複数の永久磁石２３１に対面している。
　ステータ２４は、円筒形状のステータコア２４１と、ステータコア２４１から径方向外向きに突出された複数のティース２４２と、絶縁性のインシュレータで覆われたティース２４２に巻回された導電性のコイル２４３とを有する。ステータ２４は、コイル２４３に電流が流れることにより磁界を発生する。そして、コイル２４３で発生した磁界と、複数の永久磁石２３１との間に生じる引力及び斥力によって、ロータヨーク２３２がシャフト２２の軸心を中心として回転する。
　ドライバ回路２５は、コイル２４３に対する電流の供給タイミングを切り替えることによって、コイル２４３による磁界の発生を制御する。ドライバ回路２５は、回路基板と、回路基板上に実装された電子部品とで構成される。ドライバケース２６は、モータブラケット２１の背面側（すなわち、シャフト２２、ロータ２３、及びステータ２４と反対側）に固定されている。モータブラケット２１の背面及びドライバケース２６の間には、収容空間２８が形成される。ドライバ回路２５は、モータブラケット２１の背面側に形成された収容空間２８に収容される。
　図２及び図３に示すように、コネクタユニット２７は、モータブラケット２１の端部に取り付けられている。コネクタユニット２７は、外部ハーネスが接続される２つのコネクタが一体になったものである。ドライバ回路２５は、コネクタユニット２７を介して外部装置（例えば、自動車の制御装置）に電気的に接続されている。
（ファン３の構成）
　図１～図３に示すように、ファン３は、ロータヨーク２３２に固定されるボス３１と、ボス３１の外周面の周方向に離間した位置から各々が径方向外向きに突出する複数（本実施形態では９枚）のブレード３２と、隣り合うブレード３２同士を先端側で連結する複数（本実施形態では９つ）の連結部材３３とを有する。ファン３は、シャフト２２の軸心上を回転中心として、ロータ２３と一体回転する。
　また、ボス３１は、円盤形状の円盤部３１１と、円盤部３１１の外縁からモータ２に向けて突出すると共に、複数のブレード３２が取り付けられた円筒形状の周壁部３１２とを含む。ファン３がモータ２に取り付けられると、円盤部３１１はロータヨーク２３２の連結壁２３２Ｃに対面し、周壁部３１２はロータヨーク２３２の外周壁２３２Ａを囲む。すなわち、ボス３１の周壁部３１２の内径寸法は、ロータヨーク２３２の外形寸法より僅かに大きく設定されている。
（シュラウド４の構成）
　図５は、シュラウド４の表面図（Ａ）及び背面図（Ｂ）である。図６は、図５（Ａ）のＶＩ－ＶＩにおけるモータ支持部４２の断面図である。図５及び図６に示すように、シュラウド４は、シュラウド本体４１と、モータ支持部４２と、複数のステー４３（本実施形態では、１１個）とで構成される。シュラウド４は、例えば、樹脂材料を射出成形して一体成形される。
　シュラウド本体４１は、概ね板状の外形を呈する。シュラウド本体４１の外周面には、ボルト等によってシュラウド４（換言すれば、ファン装置１）をエンジンルーム内に固定するための複数の被固定部４１１が設けられている。また、シュラウド本体４１には、厚み方向に貫通するファン収容孔４１２が形成されている。ファン収容孔４１２は、ファン３を収容するための円形の貫通孔である。すなわち、ファン収容孔４１２の直径は、ファン３の外形寸法（すなわち、複数のブレード３２の先端を結んだ仮想円の直径）より僅かに大きく設定されている。
　さらに、シュラウド本体４１の表面及び背面には、複数の補強リブ４１３が形成されている。補強リブ４１３は、シュラウド本体４１の表面及び背面から厚み方向に突出し、且つ任意の方向に延設されている。シュラウド本体４１の表面側の補強リブ４１３は、例えば図５（Ａ）に示すように、ファン収容孔４１２の中心を通って径方向に延びる仮想線（一点鎖線）に対して、径方向外向きに向かってファン３の回転方向（時計回り）と逆向き（反時計回り）に傾斜していてもよい。これにより、シュラウド本体４１の表面側の空気を、ファン収容孔４１２にスムーズに流入させることができるので、ファン装置１を通過する冷却風の風量が増加する。
　モータ支持部４２は、モータ２を支持するために、ファン収容孔４１２の内部（より詳細には、ファン収容孔４１２の中央）に配置されている。モータ支持部４２は、概ね円弧形状の外形を呈する。図５及び図６に示すように、モータ支持部４２は、内周壁４２１と、外周壁４２２と、複数の接続壁４２３と、モータ固定部４２４と、遮熱板固定部４２５とを主に備える。
　内周壁４２１及び外周壁４２２は、概ね円弧形状の外形を呈する。外周壁４２２は、内周壁４２１より径方向外側に配置されている。すなわち、内周壁４２１及び外周壁４２２は、径方向に所定の間隔を隔てて配置されている。また、内周壁４２１の内径寸法は、ロータヨーク２３２の外形寸法より僅かに大きく設定されている。さらに、内周壁４２１４２２の外形寸法は、ボス３１（より詳細には、周壁部３１２）の外形寸法より僅かに大きく設定されている。
　接続壁４２３は、周方向に離間した位置において、内周壁４２１の外周面と外周壁４２２の内周面とを接続する。その結果、内周壁４２１の外周面と、外周壁４２２の内周面と、隣接する接続壁４２３とで囲まれた空間は、モータ支持部４２を厚み方向に貫通する導風路４２６として機能する。すなわち、モータ支持部４２には、周方向に離間した位置において、各々が厚み方向に貫通する複数の導風路４２６が形成されている。
　モータ２及びファン３がシュラウド４に取り付けられたとき、複数の導風路４２６は、ボス３１より径方向外側に位置する。換言すれば、シュラウド４を厚み方向から平面視すると、複数の導風路４２６は、複数のブレード３２に対面する。これにより、ファン３（より詳細には、ブレード３２）が生起させた冷却風は、導風路４２６を通じてモータ支持部４２の表面側から背面側に通過する。
　図６に示すように、導風路４２６を画定する内周壁４２１の外周面は、概ねモータ支持部４２（換言すれば、シュラウド４）の厚み方向に延設されている。一方、導風路４２６を画定する外周壁４２２の内周面は、モータ支持部４２の表面側から背面側に向かって、径方向内側に傾斜している。すなわち、導風路４２６は、モータ支持部４２の表面側から背面側に向かって、径方向内側に傾斜している。さらに、モータ支持部４２の裏面側における導風路４２６の開口面積は、モータ支持部４２の表面側における導風路４２６の開口面積より小さく設定されている。すなわち、導風路４２６の開口面積は、モータ支持部４２の表面側から背面側に向かって徐々に小さくなっている。
　より詳細には、導風路４２６を画定する外周壁４２２の内周面は、モータ支持部４２の表面側の第１面４２２Ａと、モータ支持部４２の背面側の第２面４２２Ｂと、第１面４２２Ａ及び第２面４２２Ｂの間の段差４２２Ｃとで構成される。そして、第１面４２２Ａ及び第２面４２２Ｂは、いずれもモータ支持部４２の表面側から背面側に向かって径方向内側に傾斜している。但し、第２面４２２Ｂの傾斜角は、第１面４２２Ａの傾斜角より大きく設定されている。その結果、導風路４２６の開口面積は、モータ支持部４２の表面側から背面側に向かって、第１面４２２Ａの領域では緩やかに減少し、第２面４２２Ｂの領域では急激に減少する。
　モータ固定部４２４は、モータ２をモータ支持部４２に固定するためのボルトが挿通される部分である。より詳細には、モータ２の表面側をモータ支持部４２の背面側に当接させる。これにより、モータブラケット２１に設けられたボルト穴と、モータ固定部４２４に設けられたボルト穴とが連通する。そして、連通したボルト穴を通過したボルトの先端にナットを螺合することによって、モータ支持部４２の背面側にモータ２が支持される。このとき、ロータヨーク２３２は、内周壁４２１の内側を通過して、モータ支持部４２の表面側に突出する。さらに、モータ支持部４２の表面側に突出したロータヨーク２３２にボス３１を被せてボルトで固定することによって、モータ２にファン３が取り付けられる。すなわち、ファン３は、モータ支持部４２の表面側に配置される。
　遮熱板固定部４２５は、遮熱板５をモータ支持部４２に固定するためのボルトが挿通される部分である。モータ支持部４２に取り付けたモータ２を背面側から覆うように遮熱板５を配置する。これにより、遮熱板５を厚み方向に貫通するボルト穴５５（図７参照）と、遮熱板固定部４２５に設けられたボルト穴とが連通する。そして、連通したボルト穴を通過したボルトの先端にナットを螺合することによって、モータ２を背面側から覆った遮熱板５がモータ支持部４２に固定される。そして、遮熱板固定部４２５に遮熱板５を取り付けると、ドライバケース２６と遮熱板本体５１との間に、冷却風が流通する空間が形成される。
　複数のステー４３は、周方向に離間した位置において、モータ支持部４２からシュラウド本体４１に向けて放射状に延びている。より詳細には、ステー４３は、外周壁４２２の外周面と、シュラウド本体４１のファン収容孔４１２を画定する面とを接続する。これにより、モータ支持部４２は、ファン収容孔４１２の中央において、シュラウド本体４１に支持される。
（遮熱板５の構成）
　図７は、遮熱板５の表面側（Ａ）及び背面側（Ｂ）の斜視図である。図８は、モータ支持部４２及び遮熱板５の要部断面図である。遮熱板５は、モータ２と、エンジンとの間に配置される。これにより、エンジンから放出される赤外線がモータ２に到達するのを防ぐ（換言すれば、エンジンの輻射熱を遮断する）。また、遮熱板５は、導風路４２６及び後述する導風部５２を通じてモータ２の背面側に導かれた冷却風を排出する。図７に示すように、遮熱板５は、遮熱板本体５１と、複数の導風部５２とを主に備える。
　遮熱板本体５１は、概ね平板状の外形を呈する。遮熱板本体５１には、複数の排風孔５３と、複数のルーバ５４とが形成されている。排風孔５３は、遮熱板本体５１を厚み方向に貫通する貫通孔である。本実施形態に係る排風孔５３は、スリット状に形成された長孔である。そして、排風孔５３は、導風部５２によってドライバケース２６と遮熱板本体５１との間に導かれた冷却風を排出する。
　ルーバ５４は、排風孔５３に隣接して設けられている。ルーバ５４は、遮熱板本体５１の厚み方向に対して傾斜して設けられている。より詳細には、ルーバ５４は、遮熱板本体５１の表面側（すなわち、モータ２側）に向かって傾斜している。そして、ルーバ５４は、排風孔５３を通じた冷却風の排出方向を制御する。より詳細には、ルーバ５４は、ドライバケース２６と遮熱板本体５１との間に導かれた冷却風を、傾斜したルーバ５４の表面に沿って排風孔５３から排出する。さらに、図８に示すように、遮熱板５の厚み方向から見た排風孔５３の開口面積Ａ１は、ルーバ５４の傾斜方向に沿って斜めから見た排風孔５３の開口面積Ａ２より小さく設定されている。
　複数の導風部５２は、遮熱板本体５１の外縁部に設けられている。導風部５２は、遮熱板本体５１の表面側（すなわち、モータ支持部４２側）に傾斜している。また、図８に示すように、遮熱板固定部４２５に遮熱板５を取り付けると、導風部５２は、モータ支持部４２の背面側において、導風路４２６に対面して配置される。また、導風部５２は、外周壁４２２より径方向内側に位置している。導風部５２は、ファン３によって生起され且つ導風路４２６を通過した冷却風を、モータブラケット２１の背面側（換言すれば、ドライバケース２６及び遮熱板固定部４２５の間の空間）に導く。
　これにより、図８に矢印で示すように、ファン３によって生起された冷却風は、導風路４２６を通過する過程で、外周壁４２２の内周面に沿って径方向内側に傾斜すると共に、開口面積の縮小に伴って加速する。また、導風路４２６を通過した冷却風は、導風部５２によってドライバケース２６及び遮熱板固定部４２５の間の空間に導かれる。さらに、ドライバケース２６及び遮熱板固定部４２５の間の空間に導かれた空間は、ドライバケース２６（より詳細には、ドライバ回路２５）を冷却した後、ルーバ５４に沿って排風孔５３から排出される。
　遮熱板５は、例えば、鋼板によって一体形成される。すなわち、鋼板の所定位置にパンチ加工によってボルト穴５５を形成する。また、遮熱板本体５１となる部分にパンチ加工によってスリット状の開口を形成し、開口に隣接する部分を曲げ加工によって表面側に折り曲げることによって、排風孔５３及びルーバ５４を形成する。さらに、遮熱板本体５１の外縁部を表面側に折り曲げることによって導風部５２を形成する。
　上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。
　上記の実施形態によれば、モータ支持部４２に設けられた導風路４２６を通過した冷却風を、導風部５２を通じてドライバケース２６に導く。これにより、モータ２（より詳細には、ドライバ回路２５）を適切に冷却することができる。その結果、モータ２の経時劣化を遅らせることができるので、ファン装置１の寿命を延伸することができ、廃棄物や不良品の削減に寄与する。
　また、既存のモータ支持部４２に導風路４２６を設け、モータ支持部４２から径方向外側にはみ出さないように導風部５２を配置した。これにより、導風部５２によって遮断される冷却風を最小限に留めることができる。その結果、ファン装置１を大型化することなく、ラジエータの冷却に必要な冷却風を確保することができる。
　また、上記の実施形態によれば、導風路４２６（より詳細には、外周壁４２２の内周面）を径方向内側に傾斜させることによって、導風路４２６を通過した冷却風を効率的にモータ２側に導くことができる。また、上記の実施形態によれば、導風路４２６の開口面積を出口に向かって徐々に小さくすることによって、導風路４２６を通過する冷却風を加速させることができる。その結果、モータ２を効率的に冷却することができる。
　また、上記の実施形態によれば、ドライバ回路２５（より詳細には、ドライバケース２６）を遮熱板５で覆うことによって、エンジンからの輻射熱によってモータ２（より詳細には、ドライバ回路２５）の温度が上昇するのを防止できる。これにより、少ない冷却風でドライバ回路２５を効率的に冷却することができる。その結果、ファン装置１の大型化をさらに防止できる。
　また、上記の実施形態によれば、遮熱板本体５１に設けた排風孔５３を通じて冷却風を排出することによって、ドライバケース２６及び遮熱板固定部４２５の間に冷却風が滞留するのを防止できる。これにより、導風路４２６及び導風部５２を通じてドライバケース２６及び遮熱板固定部４２５の間に導かれる冷却風の流れがスムーズになる。その結果、さらに少ない冷却風でドライバ回路２５を効率的に冷却することができる。
　また、上記の実施形態によれば、排風孔５３に隣接してルーバ５４を設けることによって、冷却風の排出方向を制御できる。さらに、遮熱板５の厚み方向から見た排風孔５３の開口面積Ａ１を、ルーバ５４の傾斜方向に沿って斜めから見た排風孔５３の開口面積Ａ２より小さくすることによって、冷却風の排出量を減少させることなく、エンジンから排風孔５３を通じてモータ２に到達する赤外線の量を減少させることができる。
　さらに、上記の実施形態では、エンジンによって駆動される車両にファン装置１を搭載する例を説明したが、ファン装置１を搭載する車両は電動モータによって駆動されるものでもよい。この場合は、エンジンからの輻射熱が発生しないので、遮熱板本体５１は省略可能である（すなわち、導風部５２が単独で存在してもよい。）。また、上記の実施形態では、ファン装置１の冷却対象として、ラジエータの例を説明したが、ファン装置１の冷却対象はこれに限定されない。
　以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１　：ファン装置
２　：モータ
３　：ファン
４　：シュラウド
５　：遮熱板
２１　：モータブラケット
２２　：シャフト
２２Ａ，２２Ｂ　：ベアリング
２３　：ロータ
２４　：ステータ
２５　：ドライバ回路
２６　：ドライバケース
２７　：コネクタユニット
２８　：収容空間
３１　：ボス
３２　：ブレード
３３　：連結部材
４１　：シュラウド本体
４２　：モータ支持部
４３　：ステー
５１　：遮熱板本体
５２　：導風部
５３　：排風孔
５４　：ルーバ
５５　：ボルト穴
２３１　：永久磁石
２３２　：ロータヨーク
２３２Ａ，４２２　：外周壁
２３２Ｂ，４２１　：内周壁
２３２Ｃ　：連結壁
２４１　：ステータコア
２４２　：ティース
２４３　：コイル
３１１　：円盤部
３１２　：周壁部
４１１　：被固定部
４１２　：ファン収容孔
４１３　：補強リブ
４２２Ａ　：第１面
４２２Ｂ　：第２面
４２２Ｃ　：段差
４２３　：接続壁
４２４　：モータ固定部
４２５　：遮熱板固定部
４２６　：導風路

Claims (6)

  1. 　モータブラケット、前記モータブラケットの表面側に回転自在に支持されたロータ、前記モータブラケットの表面側に固定されて、前記ロータを回転させるための磁界を発生するコイルが巻装されたステータ、及び前記モータブラケットの背面側に固定されて、前記コイルによる磁界の発生を制御するドライバ回路を備えるモータと、
    　前記ロータに固定されたボス、及び前記ボスの外周面の周方向に離間した位置から各々が径方向外向きに突出するブレードを備えるファンと、
    　前記ファンを収容するファン収容孔が形成されたシュラウド本体、前記ファン収容孔の中央で前記モータを支持するモータ支持部、及び前記モータ支持部から前記シュラウド本体に向けて放射状に延びる複数のステーを備えるシュラウドとを備えるファン装置において、
    　前記ファンは、前記モータ支持部の表面側に配置され、
    　前記モータは、前記モータ支持部の背面側に支持され、
    　前記モータ支持部には、前記ボスより径方向外側の周方向に離間した位置において、各々が厚み方向に貫通する複数の導風路が形成され、
    　前記モータ支持部の背面側で前記導風路に対面して配置され、前記ファンによって生起され且つ前記導風路を通過した冷却風を、前記モータブラケットの背面側に導く導風部をさらに備えることを特徴とするファン装置。
  2. 　請求項１に記載のファン装置において、
    　前記導風路は、前記モータ支持部の表面側から背面側に向かって、前記モータ支持部の径方向内側に傾斜していることを特徴とするファン装置。
  3. 　請求項２に記載のファン装置において、
    　前記モータ支持部の背面側における前記導風路の開口面積は、前記モータ支持部の表面側における前記導風路の開口面積より小さいことを特徴とするファン装置。
  4. 　請求項１に記載のファン装置において、
    　前記モータの背面側において、前記ドライバ回路を覆う遮熱板をさらに備え、
    　前記導風部は、前記遮熱板の外縁部に設けられていることを特徴とするファン装置。
  5. 　請求項４に記載のファン装置において、
    　前記遮熱板には、厚み方向に貫通して、前記導風部によって前記ドライバ回路及び前記遮熱板の間に導かれた冷却風を排出する排風孔が形成されていることを特徴とするファン装置。
  6. 　請求項５に記載のファン装置において、
    　前記遮熱板は、前記排風孔から排出される冷却風の流れを制御するために、前記遮熱板の厚み方向に対して傾斜したルーバを備え、
    　前記遮熱板の厚み方向から見た前記排風孔の開口面積は、前記ルーバの傾斜方向に沿って斜めから見た前記排風孔の開口面積より小さいことを特徴とするファン装置。
PCT/JP2023/018230 2022-11-16 2023-05-16 ファン装置 Ceased WO2024105902A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/558,369 US12416309B2 (en) 2022-11-16 2023-05-16 Fan device
CN202380011574.6A CN118355179A (zh) 2022-11-16 2023-05-16 风机装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-183599 2022-11-16
JP2022183599A JP7757266B2 (ja) 2022-11-16 2022-11-16 ファン装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024105902A1 true WO2024105902A1 (ja) 2024-05-23

Family

ID=91084089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/018230 Ceased WO2024105902A1 (ja) 2022-11-16 2023-05-16 ファン装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US12416309B2 (ja)
JP (1) JP7757266B2 (ja)
CN (1) CN118355179A (ja)
WO (1) WO2024105902A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH021498U (ja) * 1988-06-15 1990-01-08
JPH0377025U (ja) * 1989-11-27 1991-08-01
KR20030052300A (ko) * 2001-12-20 2003-06-27 한라공조주식회사 차량용 쿨링팬 모터의 냉각구조
JP2009074462A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ファンモータ
JP2015158203A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 ジョンソン エレクトリック ソシエテ アノニム ファンアセンブリ
JP2019052576A (ja) * 2017-09-14 2019-04-04 株式会社ミツバ 送風装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH064669B2 (ja) 1988-03-09 1994-01-19 工業技術院長 ポリエン物質及び肥満細飽機能調節剤
JPH0377025A (ja) 1989-08-21 1991-04-02 Fuji Electric Co Ltd タービン発電機の振動監視装置
US6227822B1 (en) * 1998-10-20 2001-05-08 Lakewood Engineering And Manufacturing Co. Fan with improved electric motor and mounting
JP6787860B2 (ja) * 2017-09-14 2020-11-18 株式会社ミツバ 送風装置
US10660235B2 (en) * 2018-10-17 2020-05-19 Arris Enterprises Llc Fan with pivotable blades, and corresponding electronics cooling system and methods
KR102710172B1 (ko) * 2020-03-13 2024-09-25 엘지전자 주식회사 팬모듈 및 이를 구비하는 휴대형 공기정화기

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH021498U (ja) * 1988-06-15 1990-01-08
JPH0377025U (ja) * 1989-11-27 1991-08-01
KR20030052300A (ko) * 2001-12-20 2003-06-27 한라공조주식회사 차량용 쿨링팬 모터의 냉각구조
JP2009074462A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ファンモータ
JP2015158203A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 ジョンソン エレクトリック ソシエテ アノニム ファンアセンブリ
JP2019052576A (ja) * 2017-09-14 2019-04-04 株式会社ミツバ 送風装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024072641A (ja) 2024-05-28
US20250084857A1 (en) 2025-03-13
US12416309B2 (en) 2025-09-16
CN118355179A (zh) 2024-07-16
JP7757266B2 (ja) 2025-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5286689B2 (ja) 冷却ファンユニット
US7541702B2 (en) Brushless fan motor
CN101025168B (zh) 风扇组件
US7946804B2 (en) Axial fan unit having reduced noise generation
CN101842600B (zh) 轴流风扇及其制造方法
JP6707954B2 (ja) ファンモータ
US20070098571A1 (en) Centrifugal fan
JP5072506B2 (ja) ファンモータ
JP2008541686A (ja) 電動機
JP2008082328A (ja) 遠心ファン
JPWO2008065985A1 (ja) 直列式軸流ファン
CN109578300B (zh) 离心风扇
CN106468283A (zh) 离心风扇
CN112610512A (zh) 风机的风罩、风机以及电器
US20070264123A1 (en) Counter-rotating fan
JP7757266B2 (ja) ファン装置
US8801375B2 (en) Fan arrangement
CN119790232A (zh) 用于相应车辆、特别是机动车辆的加热、通风和/或空调系统的马达支架和机动风扇单元
JP7792877B2 (ja) ファン装置
KR100858290B1 (ko) 공랭식 전동장치
CN223241667U (zh) 风机组件
JP2021011867A (ja) ファン装置
JP7722287B2 (ja) 電気機器
JPH06335201A (ja) アウタロータ電動機の回転子構造
JP2025181309A (ja) ブラシレスモータ

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18558369

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202380011574.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23891064

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 18558369

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 18558369

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 23891064

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1