JP2006177289A - ブロワユニット - Google Patents

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

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。

本実施形態のブロワユニットのＡ−Ａ断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ断面図である。 図２における遠心ファン部分のＣ矢視図である。 図２における空気流れを示す図である。

符号の説明

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。

Claims (7)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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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