JP2006177289A - ブロワユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】 スクロールケーシングの円滑な動きを阻止することなく、モータの冷却を行う。
【解決手段】 遠心ファン11を駆動する両軸ブロワモータ2は本体ケース4に固定配置されたモータケース5内に固定収納される。遠心ファンは回転軸回りに回動可能なスクロールケーシング14に収納され、吹出位置が変えられる吹出口18より空気が吹き出される。モータケースの一方のフランジ部6には冷却風取り入れ口8が、及び、他方の蓋部9には冷却風抜け穴10が、夫々設けられる。更に、遠心ファンの底部12に底抜き穴13が設けられる。スクロールケーシングの回動によらず、吸気口15より主たる送風流れと共にバイパス通路19及び冷却風取入れ口よりモータ室7に吸い込まれた外側空気は、モータを冷却して冷却風抜け穴及び底抜き穴を通ってファン内部11aに吸い込まれる冷却風流れを形成し、送風流れに合流できる。
【選択図】 図2
【解決手段】 遠心ファン11を駆動する両軸ブロワモータ2は本体ケース4に固定配置されたモータケース5内に固定収納される。遠心ファンは回転軸回りに回動可能なスクロールケーシング14に収納され、吹出位置が変えられる吹出口18より空気が吹き出される。モータケースの一方のフランジ部6には冷却風取り入れ口8が、及び、他方の蓋部9には冷却風抜け穴10が、夫々設けられる。更に、遠心ファンの底部12に底抜き穴13が設けられる。スクロールケーシングの回動によらず、吸気口15より主たる送風流れと共にバイパス通路19及び冷却風取入れ口よりモータ室7に吸い込まれた外側空気は、モータを冷却して冷却風抜け穴及び底抜き穴を通ってファン内部11aに吸い込まれる冷却風流れを形成し、送風流れに合流できる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、ブロワユニットに関する。
従来より車両用空調装置において、スクロールケーシング内に遠心ファンを配置し、この遠心ファンの底部側に配置したモータにて遠心ファンを駆動するブロワユニットを用いるものが一般的である。そして、このようなブロワユニットでは、モータ冷却風の通路を介して送風空気の一部をモータの内部に導いてモータの冷却を行うようになっている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−133393号公報
上記従来技術では、スクロールケーシングにおける遠心ファンの吐出側通路からモータケースまで、モータ冷却風を取り込むためのダクトを形成することにより、吐出側の高圧空気を強制的にモータケース内に送っていた。
しかし、このような従来技術において、スクロールケーシングを遠心ファンの回転軸回りに回動させることにより、吹出口の方向を変化させようとする場合、モータ冷却風用ダクトがスクロールケーシングの動きに干渉し、円滑な回動ができないという問題がある。
本発明は、上記点に鑑み、スクロールケーシングの円滑な動きを阻止することなく、モータの冷却を行うことを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、吸気口(15)から吸い込まれ送風される空気の送風通路(17a)を形成するスクロールケーシング(14)と、スクロールケーシングの内部に配置され、送風通路に送風する遠心ファン(11)と、遠心ファンを駆動するモータ(2)と、モータを収納するモータケース(5)とを備え、モータケースは、スクロールケーシングの外側空気と連通する冷却風取入れ口(8)を備えるとともに、モータケースのモータ回転軸(3)回りの外周部(20a)がスクロールケーシングに嵌合し、モータケース内空間(7)とスクロールケーシング内空間とが連通状態とされ、遠心ファンの底部(12)には底抜き穴(13)が形成されて、底抜き穴を介してモータケース内空間(7)と遠心ファンの内部(11a)とが連通可能とされている、ことを特徴とする。
この発明によれば、モータケースとスクロールケーシングおよび遠心ファン内部との間が連通可能になっているので、遠心ファンによる送風が行われているとき、モータケースの外部から冷却風取り入れ口を介してモータケース内に流入した空気は、更に、スクロールケーシングおよび遠心ファンの底抜き穴より低圧側の遠心ファン内部へ吸い込まれるよう冷却風通路が形成される。したがって、遠心ファンにおいて、モータケース内空間をモータを冷却しながら流れる冷却風を、主たる空気流れである吸気口からの空気とともにスクロールケーシングへと送風することができる。これにより、従来のように、スクロールケーシングの吐出側からモータケースへダクトを設けることによりモータ冷却風通路を形成する必要がないので、吹出方向を変えるためにスクロールケーシングをモータケースに対して回動させようとする場合でも、円滑なスクロールケーシングの動きを阻止することはない。
そして、請求項2に記載のように、モータケースのモータ回転軸(3)周りの外周部(20a)を、スクロールケーシングに嵌合させることができる。
さらに、請求項3に記載のように、モータケースを構成する隔壁のうちモータ回転軸と外周部との間の蓋部(9)が、スクロールケーシング内空間に面しており、蓋部にはモータケース内空間とスクロールケーシング内空間とを連通状態とする穴(10)を設けることができる。これにより、蓋部によってモータケースに回動時の形状保持強度を与えるとともに、蓋部の穴によりモータケース内空間とスクロールケーシング内空間とを連通状態とすることができる。
なお、請求項4に記載のように、ケーシング回転機構(22)により、スクロールケーシングをモータケースに対してモータ回転軸回りに、すなわち、モータケースの外周部との嵌合部に沿って回動させることができる。
また、請求項5に記載のように、モータケースに固定され、モータケース及びスクロールケーシングを収納する本体ケース(4)を備え、本体ケースとスクロールケーシングとの間に、一方が吸気口側に開口し、他方に冷却風取入れ口が設けられたバイパス通路(19)を形成することにより、冷却風取入れ口からモータケース内へ流入する空気を遠心ファンの吸気口から取り入れることができる。
さらに、請求項6に記載のように、吸気口には吸入空気をろ過するフィルタ(16)を設けることにより、バイパス通路および遠心ファンに流入する外側空気を、フィルタによりろ過して清浄化することができ、この清浄化された空気をモータ冷却風として利用することができ、さらには遠心ファンにより空調風に付加して送風することができる。
請求項7に記載の発明は、それぞれ吸気口(15)から吸い込まれ送風される空気の送風通路(17a)を形成する第1および第2のスクロールケーシング(14)と、それぞれ第1および第2のスクロールケーシングの内部に配置され、送風通路に送風する第1および第2の遠心ファン(11)と、回転軸の両端側でそれぞれ第1および第2の遠心ファンを駆動する両軸モータ(2)と、両軸モータを収納するモータケース(5)と、スクロールケーシングをモータケースに対してモータ回転軸(3)回りに回動させるケーシング回転機構(22)とを備え、モータケースは、外側空気と連通する冷却風取入れ口(8)を備えるとともに、モータケースのモータ回転軸(3)回りの第1および第2の外周部(20a)がそれぞれ第1および第2のスクロールケーシングに嵌合し、モータケース内空間(7)と第1および第2のスクロールケーシング内空間とがそれぞれ連通状態とされ、第1および第2の遠心ファンの各底部(12)には底抜き穴(13)が形成されて、各底抜き穴を介してモータケース内空間と第1および第2の遠心ファンの内部(11a)とが連通可能とされている、ことを特徴とする。
すなわち、モータケースに収納されるモータを両軸型とし、その回転軸の両端側に第1および第2の遠心ファンを設け、各遠心ファンに対してそれぞれ第1および第2のスクロールケーシングを配置することにより、これらのスクロールケーシングをモータケースのモータ回転軸回りの外周部との嵌合部に沿って回動させることができる。このとき、冷却風取入れ口よりモータケース内に流入した冷却風は、モータを冷却したのち、それぞれ嵌合部で連通可能状態となっている第1および第2のスクロールケーシング内に吸い込まれ、第1および第2の遠心ファンによりそれぞれ送風される。
したがって、1つの両軸モータにより2つの遠心ファンを駆動して、それぞれスクロールケーシングより空調風とモータ冷却風とを同時に送風するとき、吹き出し方向の変更のためにスクロールケーシングを回動させる場合でも、その動きを阻止することがなく円滑に行うことができる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係わるブロワユニット1を後部座席用の車両用空調装置に適用したもので、図1は本実施形態の車両用空調装置のブロワユニット1のA−A断面図、図2は図1におけるB−B断面図、図3は図2における遠心ファン4部分のC矢視図である。
本実施形態のブロワユニット1は、図1、図2に矢印で配置方向を示すように、後部座席の後方側に設けられたトランクルーム(図示せず)内に設置され、図1において紙面左側の傾斜部分が後部座席のシートバック(図示せず)に沿うように配置される。なお、図2において、蒸発器23およびヒータコア24は、省略されている。
ブロワユニット1は、中心部に両軸ブロワモータ2を備えている。この両軸ブロワモータ2は、回転軸としてのシャフト3の長手方向が左右方向となるよう、モータケース5に固定配置されている。なお、シャフト3の左右側の各部位は線対称の関係にあり、一方を「第1」、他方を「第2」と称することができる。ただし、以下では、左右同一構成には同一符号を付して、「第1」および「第2」を省略して説明する。
モータケース5は、両軸ブロワモータ2を収納するよう略円筒形状のモータ室7を形成して、本体ケース4にフランジ部6を介して一体的に固定されている。本体ケース4およびモータケース5は、それぞれ左右幅方向の中央部で左右対称の2つの部分に分割形成され、組付時には、適宜のクランプ等の締結手段(図示せず)にて両者が一体に連結される。なお、本体ケース4、モータケース5および後述する回転スクロールケーシング14等は、樹脂により形成されている。
モータケース5のフランジ部6には、本体ケース4および後述する回転スクロールケーシング14により形成されるバイパス通路19と、モータケース5内空間であるモータ室7とを連通する冷却風取入れ口8が設けられている。
両軸ブロワモータ2のシャフト3は、モータケース5を構成する隔壁のうちモータ回転軸であるシャフト3に垂直な平面をなす蓋部9よりモータケース5外に突出し、シャフト3の先端には、遠心ファン11の底部12が締結されている。
この蓋部9には冷却風抜け穴10が複数設けられ、モータケース5内のモータ室7と遠心ファン11側とを連通可能としている。更に、遠心ファン11の底部12には、シャフト3の周囲に底抜き穴13が複数設けられている。したがって、遠心ファン11が両軸ブロワモータ2により回転駆動されると、遠心ファン11の内部11aの圧力が低下するため、大気圧相当のモータ室7から冷却風抜け穴10および底抜き穴13を介して遠心ファン11の内部へ空気流れが発生する。
遠心ファン11は、回転スクロールケーシング14内に収納されている。回転スクロールケーシング14の遠心ファン11の底部12とは反対側には、吸気口15が開口している。この吸気口15の外側に配置されたフィルタ16で清浄化された外側空気は、吸気口15より吸い込まれ、遠心ファン11により送風されて、回転スクロールケーシング14の外周壁17により囲まれた空気通路17aで集められ、吹出口18より吹き出される。
回転スクロールケーシング14の内周嵌合部20bは、円形をなし、中心をシャフト3の回転軸と一致するよう配置される。一方、モータケース5の外周部とモータ回転軸3との間には蓋部9が形成されている。そして、この回転スクロールケーシング14の内周嵌合部20bは、同心円配置されたモータケース5の蓋部9の円形の外周部である外周嵌合部20aと摺動可能に嵌合される。
このように、蓋部9は回転スクロールケーシング14の内部空間に面しており、モータケース5内空間と回転スクロールケーシング14内空間とを隔てる唯一の隔壁となっている。したがって、蓋部9に冷却風抜け穴10を設けることにより、モータケース5内空間と回転スクロールケーシング14内空間とを連通状態とすることができる。しかも、蓋部9により外周嵌合部20aの円形形状の強度を保つことができるので、回転スクロールケーシング14の回動に対してモータケース5の形状変化が生じない効果がある。
また、モータケース5のフランジ部6に形成されたガイド部材21aと回転スクロールケーシング14側に設けたガイド部材21bとが摺動可能に嵌合されている。さらに、回転スクロールケーシング14の外周壁17と本体ケース4との間は、円環状に開口したバイパス通路19が形成されている。
すなわち、バイパス通路19の一方の端は、本体ケース4の吸気口15側に開口しており、他方の端は、モータケース5のフランジ部6に接続されている。したがって、モータケース5内のモータ室7は、フランジ部6に設けられた冷却風取入れ口8およびバイパス通路19を介して本体ケース4の外側空気の圧力(大気圧)が加わることとなる。
回転スクロールケーシング14は、回転スクロールケーシング14の外周部に配置されたケーシング回転機構としてのケーシング回転モータ22により、モータケース5の外周嵌合部20aの回りを回動する。このとき、吹出口18の同心円の嵌合部20a、20bの回転中心回りの位置変化により、蒸発器23のみに送風するマックスクール状態(図1中、D)からヒータコア24のみに送風するマックスホット状態(図1中、E)まで吹出方向を変化させることができる。
蒸発器23およびヒータコア24を通過した空気は空気混合室25でエアミックスされて、回転スクロールケーシング14の吹出位置に応じた温度の空気として開口部26より車室内へ吹き出される。
つぎに、図4を用いてブロワユニット1内の空気流れについて説明する。遠心ファン11が送風のために両軸ブロワモータ2により回転すると、遠心ファン11の内部11aの圧力が低下し、フィルタ16および吸気口15より本体ケース4外部の空気(大気圧)が吸い込まれ、遠心ファン11により回転スクロールケーシング14内の空気通路17aに送風されて吹出口18よりブロワユニット1外へ送風される(主たる空気流れF1)。
また、遠心ファン11の回転に伴うファン内部11aの圧力低下に応じて、ほぼ大気圧となっているモータ室7より、モータケース5に設けられた冷却風抜け穴10および遠心ファン11の底部12に設けられた底抜き穴13を介して連通状態となった遠心ファン11の内部11aへ空気が流れ込む(吸い込まれる)。そして、モータ室7に連通する冷却風取入れ口8およびバイパス通路19を介して吸気口15およびフィルタ16より本体ケース4の外側空気が清浄化されて吸い込まれる(冷却風流れF2)。
これにより、モータ室7内を冷却風が通過することにより両軸ブロワモータ2が冷却される。なお、本実施形態のブロワユニット1における冷却風流れF2によるブロワモータ2のブラシ温度は69.3℃であり、冷却風流れF2を形成させなかった場合のブラシ温度85.3℃と比較して、16℃もの温度低下(冷却)効果を得ることができた。
このように、遠心ファン11は、吸気口15より吸入された主たる空気流れF1と、モータ室7を通って両軸ブロワモータ2を冷却しながら遠心ファン11の内部11aに吸入される冷却風流れF2とを合流させて、吹出口18より吹き出すことができる。
さらに、上記モータ室7内外の冷却風流れF2は、モータケース5に冷却風取入れ口8を設けることによりモータ室7を本体ケース4外とほぼ同じ圧力(大気圧)にするとともに、モータケース5に冷却風抜け穴10を、および、遠心ファン11の底部12に底抜き穴13をそれぞれ設けて、モータ室7を負圧状態となる遠心ファン11の内部11aと連通状態として、モータ室7内に冷却風流れF2を形成している。したがって、吹出口18の向きを変えるために回転スクロールケーシング14を回転させても、冷却風取入れ口8、冷却風抜け穴10および底抜き穴13により形成される冷却風流れF2の流路は変化することなく、同様の両軸ブロワモータ2の冷却効果を得ることができる。換言すれば、両軸ブロワモータ2の冷却効果を維持しつつ、回転スクロールケーシング14の吹出方向を変えることができる。
なお、上記実施形態では、両軸ブロワモータ2を用い、第1および第2の遠心ファン11をシャフト3の両側に設けた例を示したが、これに限らない。すなわち、通常のモータで1つの遠心ファンを駆動し、この遠心ファンを収納する1つの回転スクロールケーシングを備えたブロワユニットに適用することができる。
また、上記実施形態では、モータ室7内に本体ケース4外の空気導入を、バイパス通路19およびモータケース5のフランジ部6に設けた冷却風取入れ口8を介して行う例を示したがこれに限らない。すなわち、冷却風取入れ口8をフランジ部6ではなく、モータケース5および本体ケース4の共通の外壁部分に設けて、直接本体ケース4の外側空気を導入するようにしてもよい。この場合、モータ室7内に清浄空気を取り入れるためには、冷却風取入れ口8を覆うようなエアフィルタを、直接装着すればよい。
さらに、上記実施形態では、吹出口18からの送風を、空調用熱交換器である蒸発器23やヒータコア24を通して、エアミックスさせる例を示したが、これに限らない。すなわち、吹出口18付近に、フェイス吹出口やフット吹出口などの複数の車室内吹出口を、位置を変えて設け、回転スクロールケーシング14の回転位置に応じて吹出口18の位置を変化させ、これにより車室内吹出口を切り替えるようにしてもよい。
1…ブロワユニット、2…両軸ブロワモータ、3…シャフト(回転軸)、
4…本体ケース、5…モータケース、6…フランジ部、7…モータ室、
8…冷却風取入れ口、9…蓋部、10…冷却風抜け穴、11…遠心ファン、
11a…ファン内部、12…ファン底部、13…底抜け穴、
14…回転スクロールケーシング、15…吸気口、16…フィルタ、
17a…空気通路、18…吹出口、19…バイパス通路、20a、b…嵌合部、
21a、b…ガイド部材、22…ケーシング回転モータ、
F1…送風流れ、F2…冷却風流れ。
4…本体ケース、5…モータケース、6…フランジ部、7…モータ室、
8…冷却風取入れ口、9…蓋部、10…冷却風抜け穴、11…遠心ファン、
11a…ファン内部、12…ファン底部、13…底抜け穴、
14…回転スクロールケーシング、15…吸気口、16…フィルタ、
17a…空気通路、18…吹出口、19…バイパス通路、20a、b…嵌合部、
21a、b…ガイド部材、22…ケーシング回転モータ、
F1…送風流れ、F2…冷却風流れ。
Claims (7)
- 吸気口(15)から吸い込まれ送風される空気の送風通路(17a)を形成するスクロールケーシング(14)と、
前記スクロールケーシングの内部に配置され、前記送風通路に送風する遠心ファン(11)と、
前記遠心ファンを駆動するモータ(2)と、
前記モータを収納するモータケース(5)とを備え、
前記モータケースは、前記スクロールケーシングの外側空気と連通する冷却風取入れ口(8)を備えるとともに、前記モータケース内空間(7)と前記スクロールケーシング内空間とが連通状態とされ、
前記遠心ファンの底部(12)には底抜き穴(13)が形成されて、前記底抜き穴を介して前記モータケース内空間(7)と前記遠心ファンの内部(11a)とが連通可能とされている、
ことを特徴とするブロワユニット。 - 前記モータケースの前記モータの回転軸(3)周りの外周部(20a)が、前記スクロールケーシングに嵌合することを特徴とする請求項1に記載のブロワユニット。
- 前記モータケースを構成する隔壁のうち前記モータ回転軸と前記外周部との間の蓋部(9)が、前記スクロールケーシング内空間に面しており、前記蓋部には前記モータケース内空間と前記スクロールケーシング内空間とを連通状態とする穴(10)が設けられていることを特徴とする請求項2に記載のブロワユニット。
- 前記スクロールケーシングを前記モータケースに対して前記モータ回転軸回りに回動させるケーシング回転機構(22)を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のブロワユニット。
- 前記モータケースに固定され、前記モータケース及びスクロールケーシングを収納する本体ケース(4)を備え、
前記本体ケースとスクロールケーシングとの間に、一方が前記吸気口側に開口し、他方に前記冷却風取入れ口が設けられたバイパス通路(19)が形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載のブロワユニット。 - 前記吸気口には前記吸入空気をろ過するフィルタ(16)が設けられていることを特徴とする請求項5に記載のブロワユニット。
- それぞれ吸気口(15)から吸い込まれ送風される空気の送風通路(17a)を形成する第1および第2のスクロールケーシング(14)と、
それぞれ前記第1および第2のスクロールケーシングの内部に配置され、前記送風通路に送風する第1および第2の遠心ファン(11)と、
回転軸の両端側でそれぞれ前記第1および第2の遠心ファンを駆動する両軸モータ(2)と、
前記両軸モータを収納するモータケース(5)と、
前記スクロールケーシングを前記モータケースに対して前記モータ回転軸(3)回りに回動させるケーシング回転機構(22)とを備え、
前記モータケースは、外側空気と連通する冷却風取入れ口(8)を備えるとともに、前記モータケースの前記モータ回転軸(3)回りの第1および第2の外周部(20a)がそれぞれ前記第1および第2のスクロールケーシングに嵌合し、前記モータケース内空間(7)と前記第1および第2のスクロールケーシング内空間とがそれぞれ連通状態とされ、
前記第1および第2の遠心ファンの各底部(12)には底抜き穴(13)が形成されて、前記各底抜き穴を介して前記モータケース内空間と前記第1および第2の遠心ファンの内部(11a)とが連通可能とされている、
ことを特徴とするブロワユニット。
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