JP4861482B2 - ブロワ装置 - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、ブロワ装置であって、ブロワ回転車（ファン）を駆動する電動モータが設けられており、該電動モータが、モータハウジング内に配置されていて、少なくとも２つのブラシを備えたコンミテータを有しており、該ブラシが、コンミテータに対してそれぞれ１つの対応するブラシ当付け面を形成しており、ブロワ回転車により形成されたブロワ空気流から、電動モータを冷却するための冷却空気流が、モータハウジングに設けられた冷却空気通路内へ導出される形式のものに関する。

このような形式のブロワ装置は、保持フランジを有するかまたは有しないモータハウジング内に設けられたブロワモータ、有利には直流モータと、モータシャフト端部に配置されたブロワ回転車と、統合されたモータ制御部とから成る、組立ての完了したユニットである。この場合、全てのコンポーネントは技術的に互いに調和されている。

このブロワ装置は、たとえば自動車の暖房システム、通気システムおよび空調システムにおいて、たとえば車両内室を空気調整するために使用され、この場合、ブロワ装置は種々様々な顧客固有および用途固有の要求に適合されて種々のモジュールの形に構成される。この場合、車両技術における発展により、高いブロワ出力を有するモジュールをますます小型化することが要求される。

このようなブロワ装置では、電動モータを冷却するために複数の冷却空気通路が使用される。これらの冷却空気通路はモータハウジングに組み込まれている。通常では、モータ冷却のための冷却空気流が、内部で、ブロワ回転車により形成されたブロワ空気流から分岐されて、冷却空気通路によってモータにまで案内される。この冷却空気通路は冷却空気流をモータの中心点へ案内し、これによりこの中心点を起点として、モータの熱負荷された構成部分、たとえばコンミテータのブラシ、軸受けおよび磁気回路の周囲に冷却空気流を均一に流過させ、ひいてはこれらの構成部分を冷却する。

所要のモータ冷却を達成するために、冒頭で述べた形式のブロワ装置では、ブロワ空気流から分岐されなければならない大規模な量の冷却空気流が必要とされる。このことは一方では大きな冷却空気通路を必要とし、このような大きな冷却空気通路はスペース節約を求める努力に反する。他方において、分岐された冷却空気流は、ブロワ装置内の圧力損失に不都合な影響を与え、そして最終的にブロワ出力を減少させる。

したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式のブロワ装置のモータ冷却を一層効率的に行うことである。

発明の開示
この課題は、冷却空気通路が空気分配器を有しており、該空気分配器が、冷却空気流を少なくとも２つの冷却空気部分流に分流し、該冷却空気部分流が、それぞれ１つのブラシ当付け面に直接にかつ方向付けられて供給されることにより解決される。

本発明は、熱的な観点から見て直流モータにおける最も臨界的な個所はコンミテータのブラシであることを認識することから出発する。すなわち、コンミテータのブラシは発生されたモータ熱の大部分を有している。ロータの巻き線はコンミテータのブラシ（コンタクト）を介して電気的な供給部に接続される。ブラシのブラシ当付け面は、直接的なコンタクトの形でロータ巻き線に接触していて、ロータの回転時にロータ巻き線に沿って摺動し、コンミテータはロータ巻き線の極性を常時変化させる。ブラシは良導電性の材料から成っていて、作動時に摩滅する。摩擦に基づき、ブラシ当付け面は、特にブロワ駆動装置のためのモータにおいて生じるような高い回転数において特に熱くなる。冷却空気通路の本発明による構成によれば、ブラシ当付け面は方向付けられた冷却空気部分流によって的確にかつ均一に流過される。冷却空気流に対する最大の温度差を有するブラシに冷却空気部分流が集中されて供給されることにより、特に良好な熱伝達が得られる。したがって、ブラシにおいて生じるモータ熱は良好に導出され、このことは、このために使用される冷却空気流を減少させることを可能にする。こうして、モータ冷却は極めて効果的に行われる。

冷却空気通路が、流れ方向で空気分配器に後続して、つまり空気分配器の下流側に、少なくとも２つの案内側縁を有しており、該案内側縁によって各１つの冷却空気部分流が、それぞれ１つのブラシ当付け面の方向へ変向可能であると、冷却空気部分流の案内が特に的確に行われる。これによって、冷却空気部分流は、冷却空気通路の位置により任意に規定された流れ方向から変向され、コンパクトに収束されてブラシ当付け面へ向けられ得る。

冷却空気通路、空気分配器および／または案内側縁が、少なくとも部分的にモータハウジングのハウジングカバーに配置されていると有利である。モータハウジングのハウジングカバーは一般にコンミテータの範囲に配置されているので、これによって構造的な手間、たとえばコンミテータのブラシに到達するための冷却空気通路の所要の通路長さに関する手間を最小限に抑えることができる。

さらに、ハウジングカバーが、モ―タハウジングに解離可能に結合されていると、一体化された冷却空気通路を備えたハウジングカバーを容易に交換することができる。たとえば一体化された冷却空気通路の大きさおよび形状に関するハウジングカバーの可変の構成では、冷却空気通路を備えたこのハウジングカバーを、ブロワ装置に設けられた電動モータの種々の用途に合わせてモジュール式に構成しかつ使用することができる。

冷却空気通路が、３つの側を、つまり３辺をハウジングカバーにより形成されており、コンミテータに面した１つの側が開いて形成されていると、冷却空気通路のための構造的な手間が最小限に抑えられる。この場合、冷却空気流もしくは冷却空気部分流の僅かな部分だけが、３つの側もしくは３辺で閉じられた冷却空気通路に沿って主流れ方向から離れて、モータを冷却するためにモータハウジングに大面積にわたって供給される。冷却空気流の大部分は本発明によれば、空気分配器により分流され、冷却空気部分流は引き続き案内側縁によって的確に変向される。

以下に、本発明によるブロワ装置の実施例を図面につき詳しく説明する。

本発明によるブロワ装置のモータハウジングの解離可能なハウジングカバーの内側を示す平面図である。 本発明によるブロワ装置の閉じられたモータハウジングの一部を示す縦断面図である。

発明の実施形態
図１は、本発明によるブロワ装置の、図２に示したモータハウジング２のハウジングカバー１を、モータハウジング２から取り外された位置で示している。この位置では、ハウジングカバー１の内側を覗き込むことができる（ハウジングカバー１はモータハウジング２の寸法に比べて少しだけ縮小されて描かれている）。図２に示した本発明によるブロワ装置のモータハウジング２の部分的な縦断面図からは、図１に示したハウジングカバー１によって閉鎖されたモータハウジング２が判る。この断面図はモータハウジング２の一部と、モータハウジング２内に位置する直流モータ３とを示している。直流モータ３はブロワ回転車（ファン）を駆動する。ブロワ回転車は、本発明の説明のためにあまり重要ではないので図示されていない。モータハウジング２の外周面には、ブロワ装置が、該ブロワ装置を通気設備（図示しない）内に取り付けるための保持フランジ４を有している。直流モータ３はロータ５を有しており、このロータ５はステータ６によって取り囲まれてロータ軸線７を中心にして回転する。ロータ軸線７の延長上には、ハウジングカバー１に面した側において、コンミテータ８が配置されている。このコンミテータ８は対になって互いに反対の側に位置する２つのブラシ９を備えており、このブラシ９は形成されたブラシ当付け面９ａを有している。この断面図にはやはり図示されていないが、ロータ５は短軸（Wellenstumpf）を有している。この短軸はロータ軸線７の延長上でかつハウジングカバー１とは反対の側でモータハウジング２から突出している。この短軸にはブロワ回転車が結合されている。

図１に示したハウジングカバー１には、冷却空気通路１０が組み込まれている（図２にも見えている）。ハウジングカバー１は互いに反対の側に位置する２つの取付け用ラグ１１，１２を有している。これらの取付け用ラグ１１，１２によってハウジングカバー１は閉鎖された状態においてモータハウジング２に取り付けられる。取付け用ラグ１１，１２は可撓性に形成されていて、ハウジングカバー１の取付けのためにモータハウジング２の外側輪郭に適合するように変形する。一方の取付け用ラグ１１は細長く形成されていて、モータハウジング２の閉鎖された状態においてモータハウジング２の外側輪郭と共に供給空気開口１３を形成している。この供給空気開口１３は冷却空気通路１０の第１の区分１４を有しており、この第１の区分１４によって冷却空気流はブロワ空気流から分岐されてモータハウジング２に供給される。図２に示した方向矢印は冷却空気通路１０の第１の区分１４における分岐された冷却空気流の流れ方向１５を示している。冷却空気通路１０の、流れ方向１５で見て後続の、つまり下流側の第２の区分１６は、ハウジングカバー１の内側に加工成形されていて、モータハウジング２の閉鎖された状態において第１の区分１４に対して直角に、ひいてはロータ軸線７に対して直角に延びている。冷却空気通路１０のこの第２の区分１６は３つの側もしくは３辺をハウジングカバー１により形成され、コンミテータ８に面した通路側において開いている。冷却空気通路１０の第２の区分１６における冷却空気流の流れ方向１７に沿って、３つの側もしくは３辺より成る冷却空気通路１０は徐々に拡開してゆき、滴形の閉鎖部１８により成端している、つまり滴形の閉鎖部１８により端部が形成されている。滴形の閉鎖部１８はハウジングカバー１の中心点１９を取り囲んでおり、この中心点１９はモータハウジング２の閉鎖された状態においてロータ軸線７上に位置している。

冷却空気通路１０の第２の区分１６には空気分配器２０が設けられている。この空気分配器２０は冷却空気流をハウジングカバー１の中心点１９への到達前に２つの冷却空気部分流に分流するので、冷却空気流は中心点で直流モータへ案内されるのではなく、分流されて、ブラシ当付け面９ａを備えたコンミテータ８の、対になって互いに向かい合って位置するブラシ９に直接にかつ方向付けられて供給される。流れ方向１７に対して折り曲げられた２つの案内側縁２１により、それぞれ１つの冷却空気部分流がブラシ９のブラシ当付け面９ａへ的確に案内される。この案内側縁２１を用いて、各冷却空気部分流は収束されて、ロータ軸線７に対してほぼ平行に延びる流れ方向へ約９０゜だけ変向される。したがって、各冷却空気部分流は直接に上方からかつ集中されて各１つのブラシ当付け面９ａへ向けられる。冷却空気通路１０のこのような構成により、前で説明した有利な作用効果が得られる。

Claims (7)

1. ブロワ回転車を駆動する電動モータ（３）を備えたブロワ装置であって、該電動モータが、モータハウジング（２）内に配置されていて、コンミテータ（８）を有しており、該コンミテータが、少なくとも２つのブラシ（９）を備えており、該ブラシが、コンミテータ（８）に対してそれぞれ１つの対応するブラシ当付け面（９ａ）を形成しており、ブロワ回転車により形成されたブロワ空気流から、電動モータ（３）を冷却するための冷却空気流が、モータハウジング（２）に設けられた冷却空気通路（１０）内に導出される形式のものにおいて、冷却空気通路（１０）が空気分配器（２０）を有しており、該空気分配器（２０）が、冷却空気流を少なくとも２つの冷却空気部分流に分流しており、冷却空気通路（１０）が、冷却空気流の流れ方向（１７）に対して折り曲げられた２つの案内側縁（２１）を備えたモータハウジング（２）のハウジングカバー（１）の閉鎖部（１８）で成端しており、前記空気分配器（２０）により分流された冷却空気部分流が、前記閉鎖部（１８）の折り曲げられた案内側縁（２１）によって、それぞれ１つのブラシ当付け面（９ａ）に直接にかつ方向付けられて供給されることを特徴とするブロワ装置。
2. 冷却空気流の流れ方向（１７）に対して折り曲げられた前記案内側縁（２１）が、それぞれ冷却空気部分流を収束させかつ、電動モータ（３）のロータ軸線（７）に対してほぼ平行に延びる流れ方向へ約９０゜だけ変向させて、各冷却空気部分流が、上方からそれぞれ１つのブラシ当付け面（９ａ）へ向けられるようになっている、請求項１記載のブロワ装置。
3. 前記閉鎖部（１８）が滴形に形成されており、前記冷却空気通路（１０）が、該閉鎖部（１８）へ向かって流れ方向（１７）に沿って徐々に拡開している、請求項１記載のブロワ装置。
4. 冷却空気通路（１０）が、第１の区分（１４）と第２の区分（１６）とを有しており、第１の区分（１４）はモータハウジング（２）に配置されており、第２の区分（１６）はハウジングカバー（１）の内側に配置されていて、ハウジングカバー（１）の閉鎖された状態において第２の区分（１６）が第１の区分（１４）に対して直角に延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載のブロワ装置。
5. 冷却空気通路（１０）の第２の区分（１６）が、３つの側もしくは３辺をハウジングカバー（１）により形成され、コンミテータ（８）に面した通路側において開いている、請求項４記載のブロワ装置。
6. 前記閉鎖部（１８）が、ハウジングカバー（１）の中心点（１９）を取り囲んでおり、該中心点（１９）が、モータハウジング（２）の閉鎖された状態において電動モータ（３）ロータ軸線（７）上に位置している、請求項１から３までのいずれか１項記載のブロワ装置。
7. 前記空気分配器（２０）が、冷却空気流をハウジングカバー（１）の中心点（１９）への到達前に２つの冷却空気部分流に分流するので、冷却空気流は中心点で直流モータへ案内されなくなっている、請求項６記載のブロワ装置。

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