JP2018155151A - 車両用空調装置のための遠心送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】フット吹出口へ続く送風経路の通気抵抗が高くなっても、十分な風量で送風可能な遠心送風機（１，１Ａ，１Ｂ）を提供することを可能とする。【解決手段】遠心送風機（１，１Ａ，１Ｂ）は、空気をベント吹出口に送り出す第１スクロール（１８）と、空気をフット吹出口に送り出す第２スクロール（１９）と、を有する。回転軸線（Ａｘ）と第２スクロール（１９）の舌部（１９Ｔ）とを結ぶ第２基準線分（Ｌ０２）の位置から２００度進んだ角度位置から３００度進んだ角度位置までの間における第２スクロール（１９）の拡がり角が、回転軸線（Ａｘ）と第１スクロール（１８）の舌部（１８Ｔ）とを結ぶ第１基準線分（Ｌ０１）の位置から２００度進んだ角度位置から３００度進んだ角度位置までの間における第１スクロール（１８）の拡がり角よりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、二層流式の車両用空調装置に適用される遠心送風機に関する。

車両用空調装置は、一般に、デフロスタ吹出口とベント吹出口とフット吹出口とを有する。空調装置は、動作モードの違いに応じて、温度調整された空気をこれらの吹出口から選択的に吹き出す。例えばバイレベルモードでは、主にベント吹出口とフット吹出口との二カ所から空気を吹き出して、乗員の上半身及び足元に風を当てる。この場合、乗員の温熱快適性確保のため、フット吹出口から吹き出される空気は、ベント吹出口から吹き出される空気の温度よりも高くなるように、温度調整される。温度調整は、加熱用熱交換器を通過する空気の割合を調整することにより行われる。

また、車両用空調装置として、上下二層の送風経路を有するいわゆる二層流式空調装置が知られている。この空調装置は、一方の送風経路で車室内気を循環させつつ、他方の送風経路を介して外気を取り入れることができる。したがって、暖房時に、下層の送風経路において既に暖められた車室内気を循環させて熱効率を向上させると同時に、上層の送風経路を介して低湿度の外気を取り入れてフロントウインドウに当てて、内気に含まれる水蒸気によるフロントガラスの曇りを防止することができる。このような上下二層流式空調装置は、例えば特許文献１に示されるように、空気を吹き出す羽根車と、羽根車から吹き出された空気を各送風経路へ向ける２つのスクロールと、を有する遠心送風機を用いて構成される。

さて、上述のような上下二層流式空調装置をバイレベルモードで動作させる場合、上下二層の送風経路は、上層の送風経路を流れる空気よりも下層の送風経路を流れる空気のほうがより高い割合で加熱用熱交換器を通過するように、設定される。このため、下層の送風経路における通気抵抗が、上層の送風経路に比べて高くなってしまう。この結果、下層の送風経路から得られる風量が低下してしまって、フット吹出口からの温風吹出量が不足してしまうことが懸念されていた。

特開平９−０２４７２２号公報

本発明は、二層流式空調装置用の遠心送風機であって、フット吹出口へ続く送風経路の通気抵抗が高くなっても、十分な風量で送風可能な遠心送風機を提供することを目的としている。

本発明の好適な一実施形態によれば、車両用の遠心送風機であって、モータと、周方向翼列を形成する複数の翼を有し、前記モータにより軸方向に延びる回転軸線周りに回転駆動されて、前記翼列の半径方向内側の空間の空気を遠心方向に向けて吹き出す第１羽根車と、前記軸方向に開口する第１吸込口と周方向に開口する第１吐出口とを有し、前記第１羽根車を収容する第１スクロールであって、前記第１羽根車の回転により、前記第１吸込口から吸い込んだ空気を前記第１吐出口からデフロスタ吹出口及び／またはベント吹出口に送り出す第１スクロールと、周方向翼列を形成する複数の翼を有し、前記モータにより前記回転軸線周りに回転駆動されて、前記翼列の半径方向内側の空間の空気を遠心方向に向けて吹き出す第２羽根車と、前記軸方向に開口する第２吸込口と周方向に開口する第２吐出口とを有し、前記第２羽根車を収容する第２スクロールであって、前記第２羽根車の回転により前記第２吸込口から吸い込んだ空気を前記第２吐出口からフット吹出口に送り出す第２スクロールと、前記回転軸線に直交する前記第１スクロールの断面において、前記回転軸線と前記第１スクロールの舌部の中心点とを結ぶ仮想線分を第１基準線分とし、前記回転軸線に直交する前記第２スクロールの断面において、前記回転軸線と前記第２スクロールの舌部の中心点とを結ぶ仮想線分を第２基準線分としたときに、前記第２基準線分の位置から前記回転軸線の周りに前記第２羽根車の回転方向に沿って２００度進んだ角度位置から３００度進んだ角度位置までの間における前記第２スクロールの拡がり角が、前記第１基準線分の位置から前記回転軸線の周りに前記第１羽根車の回転方向に沿って２００度進んだ角度位置から３００度進んだ角度位置までの間における前記第１スクロールの拡がり角よりも小さい、遠心送風機が提供される。

上記本発明の実施形態によれば、フット吹出口に続く送風経路の通気抵抗が高くなっても、フット吹出口へ十分な風量で送風することが可能である。

空調装置の空気取入部及び遠心送風機の構造を示し、かつ、遠心送風機の子午断面を含む縦断面図である。 図１における切断面と直交する切断面で切断した、空調装置の空気取入部及び遠心送風機の構造を示す縦断面図である。 図１に示す第１スクロールを遠心送風機の回転軸線に直交する切断面で切断した、第１スクロール及び第２スクロールの拡がり角の違いを示す横断面図である。 図１に示す第２スクロールを遠心送風機の回転軸線に直交する切断面で切断した、第１スクロール及び第２スクロールの拡がり角の違いを示す横断面図である。 スクロールをその中心線に直交する切断面で切断した、当該スクロールの拡がり角を説明する図である。 他の実施形態に係る遠心送風機の構造を示す、遠心送風機の子午断面を含む縦断面図である。 さらに他の実施形態に係る遠心送風機の構造を示す、遠心送風機の子午断面を含む縦断面図である。

以下に添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。

図１及び図２は、車両用の空調装置の空気取入部及び遠心送風機の近傍の構造を示す断面図である。

本実施形態の遠心送風機１は、二層流式空調装置用の遠心送風機であり、車両用の空調装置に用いられる。当該空調装置は、デフロスタ吹出口（図示せず）とベント吹出口（図示せず）とフット吹出口（図示せず）とを有し、それぞれの吹出口から、車両のフロントウインドウ、乗員の上半身及び乗員の足元に向けて送風するようになっている。

図１及び図２に示すように、遠心送風機１は、モータ１３と、モータ１３の回転軸線Ａｘ方向に並ぶ第１羽根車５及び第２羽根車６と、第１羽根車５を収容する第１スクロール１８と、第２羽根車６を収容する第２スクロール１９と、を有する。第１羽根車５及び第１スクロール１８、並びに、第２羽根車６及び第２スクロール１９は、それぞれ、軸方向の一側及び他側（図１に示す例では上側及び下側）に位置している。

なお、本明細書において、説明の便宜上、回転軸線Ａｘの方向を軸方向または上下方向と呼び、図１及び図２の上側及び下側をそれぞれ「軸方向の一側」あるいは「軸方向上側」及び「軸方向の他側」あるいは「軸方向下側」と呼ぶ。しかしながら、このことによって、空調装置が実際に車両に組み込まれた場合に回転軸線Ａｘの方向が鉛直方向に一致するものと限定されるわけではない。また、本明細書においては、特別な注記が無い限り、回転軸線Ａｘ上の任意の点を中心として回転軸線Ａｘと直交する平面上に描かれた円の半径の方向を半径方向と呼び、当該円の円周方向を周方向または円周方向と呼ぶ。

第１羽根車５は、その外周部分に、周方向に並んだ翼列５０Ａを形成する複数の翼５０を有している。第１羽根車５は、モータ１３により、軸方向に延びる回転軸線Ａｘ周りに回転駆動され、翼列５０Ａの半径方向内側の空間の空気を、遠心方向に向けて吹き出す。第１羽根車５は、第１スクロール１８の概ね円柱形の内部空間に収容される。

第１スクロール１８は、軸方向に開口する第１吸込口２２Ａと、周方向に開口する第１吐出口１８０とを有している。第１吐出口１８０は、第１スクロール１８を軸方向から見た場合、第１スクロール１８の外周面の概ね接線方向に延びている。第１スクロール１８は、第１羽根車５の回転により、第１吸込口２２Ａから吸い込んだ空気を、第１吐出口１８０からデフロスタ吹出口及び／またはベント吹出口に送り出す。

第２羽根車６は、その外周部分に、周方向に並んだ翼列６０Ａを形成する複数の翼６０を有している。第２羽根車６は、モータ１３により回転軸線Ａｘ周りに回転駆動され、翼列６０Ａの半径方向内側の空間の空気を、遠心方向に向けて吹き出す。第２羽根車６は、第２スクロール１９の概ね円柱形の内部空間に収容される。

第２スクロール１９は、軸方向に開口する第２吸込口２２Ｂと、周方向に開口する第２吐出口１９０とを有している。第２吐出口１９０は、第２スクロール１９を軸方向から見た場合、第２スクロール１９の外周面の概ね接線方向に延びている。第２スクロール１９は、第２羽根車６の回転により第２吸込口２２Ｂから吸い込んだ空気を、第２吐出口１９０からフット吹出口に送り出す。

なお、第１羽根車５及び第２羽根車６は、その回転方向Ｇが、第１スクロール１８及び第２スクロール１９の外周面が描く螺旋形状の回転方向と一致するように配置される。

図１に示す例においては、第１スクロール１８及び第２スクロール１９は、一体に成形されたスクロールハウジング１７の内部空間を仕切壁２０で分割することにより形成されている。より具体的には、仕切壁２０は、スクロールハウジング１７の外周壁１７Ａから半径方向内側に向けて延びており、スクロールハウジング１７の内部空間のうちのスクロールハウジング１７の内周面と羽根車５，６の外周面との間の領域を軸方向に（上下に）分割している。そして、仕切壁２０の両側に、第１スクロール１８及び第２スクロール１９を形成する。

また、図１に示す例において、遠心送風機１は、片吸込型の遠心送風機である。より具体的には、第１スクロール１８の第１吸込口２２Ａは、軸方向の一側（軸方向上側）に開口している。また、第２スクロール１９の第２吸込口２２Ｂも、軸方向の一側（軸方向上側）に開口している。そして、第１スクロール１８の内部空間と第２スクロール１９の内部空間とは、第２吸込口２２Ｂを介して連通している。

また、図１に示す例において、第１羽根車５及び第２羽根車６は、一体に形成されている。また、羽根車５，６には、内側偏向部材９が一体に成形されている。内側偏向部材９は、コーン部と呼ばれることもある。この内側偏向部材９は、幾何学的な意味における回転体であり、第２羽根車６の下端７に接続された側周部１０と、円板形の中央部１１とを有している。中央部１１において、モータ１３の回転軸１２が羽根車５，６に連結される。この例では、側周部１０は、この側周部１０の外周面の子午断面における輪郭線が、中央部１１に近づくに従って急勾配となるように湾曲している。図示しない他の例では、側周部１０は、この側周部１０の外周面の子午断面における輪郭線が、中央部１１から翼列６０Ａに向けて湾曲しない（断面が直線状である）場合もある。

スクロールハウジング１７内には、第１吸込口２２Ａを介して、分離筒１４が挿入されている。図１と図２を比較対照することにより理解できるように、分離筒１４の入口側端部（上部）２４の断面は概ね矩形である。分離筒１４の中央部１５の断面は円形（又は、概ね円形）である。分離筒１４の断面形状は、入口側端部２４から中央部１５に近づくに従って、矩形から円形（又は、概ね円形）に滑らかに推移する。分離筒１４の出口側端部（下部）１６は、下端に近づくに従って拡径するフレア形状を有しているとともに、下端は円形である。

分離筒１４は、第１吸込口２２Ａの半径方向内側及び第１羽根車５の翼列５０Ａの半径方向内側を通って、軸方向に延びている。分離筒１４の入口側端部２４は、スクロールハウジング１７の外側（第１吸込口２２Ａよりも軸方向上側）に位置している。分離筒１４の出口側端部１６は、軸方向において仕切壁２０と略同じ位置となるように設けられている。

分離筒１４の全体が樹脂射出成形により一体成形されていてもよい。これに代えて、分離筒１４の入口側端部（上部）２４と、分離筒１４の中央部１５及び下部出口側端部（下部）１６を別々に成形した後に、両者を連結してもよい。

分離筒１４は、スクロールハウジング１７内に吸入される空気の流れを、分離筒１４の外側の第１通路１４Ａを通る第１空気流と、分離筒１４の内側の第２通路１４Ｂを通る第２空気流とに分割する。第１空気流は、第１スクロール１８の第１吸込口２２Ａのうちの分離筒１４の外周面１４１より外側のリング状領域を通って第１羽根車５の翼列５０Ａの半径方向内側に流入する。第２空気流は、分離筒１４の上端から分離筒１４の内側に入り、第２スクロール１９の第２吸込口２２Ｂを通って第２羽根車６の翼列６０Ａの半径方向内側に流入する。従って、第１スクロール１８の第１吸込口２２Ａのうちの分離筒１４の外周面１４１より外側のリング状領域がスクロールハウジング１７の第１吸入口、分離筒１４の入口側端部２４がスクロールハウジング１７の第２吸入口、と見なすこともできる。分離筒１４の出口側端部１６は、流入した第１空気流を半径方向外向きに転向して第１スクロール１８に案内するとともに、流入した第２空気流を半径方向外向きに転向して第２スクロール１９に案内する。

空調装置の空気取入部は、ハウジング２１を有している。このハウジング２１は、スクロールハウジング１７と区別するために、「空気取入ハウジング」と呼ぶこととする。スクロールハウジング１７と空気取入ハウジング２１とは、一体成形されていてもよいし、別々に作製された後にネジ止め、接着、嵌め込み等の手法により連結されてもよい。スクロールハウジング１７及び空気取入ハウジング２１は空調装置ケーシングの一部を成す。なお、好適な一実施形態においては、分離筒１４は、スクロールハウジング１７及び空気取入ハウジング２１とは別体の部品であり、空気取入ハウジング２１によって所定位置に支持される。

空気取入ハウジング２１は、第１開口２５、第２開口２６、第３開口２７及び第４開口２８を有している。第１開口２５及び第３開口２７を介して、空気取入ハウジング２１の内部空間２３に、車室内空間２９（詳細は図示せず）から、内気（車室内空気）を導入することができる。つまり、第１開口２５及び第３開口２７は、空気取入ハウジング２１内に内気を取り込むための第１及び第２の内気導入口である。また、第２開口２６及び第４開口２８を介して、空気取入ハウジング２１の内部空間２３に、車両に備えられた外気導入路の出口３０（詳細は図示せず）から、外気（車両外部から取り入れた空気）を導入することができる。つまり、第２開口２６及び第４開口２８は、空気取入ハウジング２１内に外気を取り込むための第１及び第２の外気導入口である。

ドア３１を回転軸３１Ａ周りに回転させることにより、第１開口２５から空気取入ハウジング２１内への空気（内気）の流入を許容または遮断することができる。ドア３２を回転軸３２Ａ周りに回転させることにより、第２開口２６から空気取入ハウジング２１内への空気（外気）の流入を許容または遮断することができる。ドア３３を回転軸３３Ａ周りに回転させて位置を切り替えることにより、第３開口２７及び第４開口２８のうちのいずれか一方を介して空気取入ハウジング２１内へ空気（内気または外気）を流入させることができる。

第１開口２５及び／又は第２開口２６から空気取入ハウジング２１内に導入された空気のほぼ全てが第１通路１４Ａを通るように、かつ、第３開口２７及び／又は第４開口２８から空気取入ハウジング２１に導入された空気のほぼ全てが第２通路１４Ｂを通るように、空気取入ハウジング２１及び分離筒１４が形成されている。

第１開口２５、第２開口２６、第３開口２７及び第４開口２８が配置される領域と分離筒１４の入口側端部２４との間において、空気取入ハウジング２１内には、空気中のダスト、パーティクル等の汚染物質を除去するためのフィルタ３５が設けられている。フィルタ３５は、好ましくは単一のフィルタエレメントからなる。

図３は、第１羽根車５の回転軸線Ａｘに直交する第１スクロール１８の断面を示している。また、図４は、第２羽根車６の回転軸線Ａｘに直交する第２スクロール１９の断面を示している。

図３に示すように、回転軸線Ａｘと第１スクロール１８の舌部１８Ｔの中心点１８Ｔｐとを結ぶ仮想線分を第１基準線分Ｌ０１とする。また、図４に示すように、回転軸線Ａｘと第２スクロール１９の舌部１９Ｔの中心点１９Ｔｐとを結ぶ仮想線分を第２基準線分Ｌ０２とする。ここでスクロールの舌部の中心点とは、当該スクロールに収容される羽根車の回転軸線に直交する舌部の断面において、舌部の先端部がなす円弧の中心となる点である。

舌部１８Ｔの中心点１８Ｔｐと舌部１９Ｔの中心点１９Ｔｐとは、軸方向において同じ位置であることが好ましい。かつ、舌部１８Ｔの中心点１８Ｔｐから舌部１８Ｔの先端部までの半径と舌部１９Ｔの中心点１９Ｔｐから舌部１９Ｔの先端部までの半径とは、同じ寸法であることが好ましい。第１スクロール１８と第２スクロール１９の舌部１８Ｔ，１９Ｔにおける段差が生じることが無く、騒音の増加を抑制することができる。

図４に示すように、第２基準線分Ｌ０２の位置から回転軸線Ａｘの周りに第２羽根車６の回転方向Ｇに沿って２００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ１２で示す位置）から３００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ２２で示す位置）までの間における第２スクロール１９の拡がり角は、第１基準線分Ｌ０１の位置から回転軸線Ａｘの周りに第１羽根車５の回転方向Ｇに沿って２００度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ１１で示す位置）から３００度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ２１で示す位置）までの間における第１スクロール１８の拡がり角よりも小さい。第２基準線分Ｌ０２の位置から回転軸線Ａｘの周りに第１羽根車６の回転方向Ｇに沿って２００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ１２で示す位置）から３００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ２２で示す位置）までの間は、第２スクロール１９において、第２吐出口１９０から吹き出す空気の圧力の上昇に大きく影響する範囲である。本実施形態では、当該範囲における第２スクロール１９の拡がり角を第１スクロール１８の拡がり角よりも小さくしたので、第２吐出口１９０から吹き出す空気の圧力を、第１吐出口１８０から吹き出す空気よりも効果的に高くすることができる。

ここで、図５を参照して、拡がり角について説明する。図５は、スクロールＳをスクロールＳに収容される羽根車Ｉの回転軸線Ｘに直交する断面で切断した横断面図である。ここで、スクロールＳは、一定の拡がり角ｎで形成されている。この場合、拡がり角ｎは、回転軸線ＸからスクロールＳの外周壁１７Ｔまでの距離（以下、「スクロール半径」と言う）と、スクロールＳの巻き角θとの関係において、例えば次式のように表される。

ｒ（θ）：巻き始め（図５において回転軸線ＸとスクロールＳの舌部Ｔの中心点Ｔｐとを結ぶ仮想線分Ｌ０で示す位置）を基準とした巻き角θにおけるスクロール半径
ｒ_０：羽根車Ｉの外周面からスクロールＳの巻き始めにおけるスクロールＳの外周壁１７Ｔまでの距離
ｒ_１：羽根車Ｉの半径
ｎ：拡がり角（ラジアン）
θ：巻き始め（図５において破線Ｌ０で示す位置）を基準として、回転軸線Ｘの周りに回転方向Ｃに沿って進んだ任意の角度

さらに図３に及び図４に示す例では、第２基準線分Ｌ０２の位置から回転軸線Ａｘの周りに第２羽根車６の回転方向に沿って０度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ０２で示す位置）から３００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ２２で示す位置）までの間における第２スクロール１９の拡がり角が、第１基準線分Ｌ０１の位置から回転軸線Ａｘの周りに第１羽根車５の回転方向に沿って０度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ０１で示す位置）から３００度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ２１で示す位置）までの間における第１スクロール１８の拡がり角よりも小さいが、これに限定されない。すなわち、第２基準線分Ｌ０２の位置から回転軸線Ａｘの周りに第２羽根車６の回転方向Ｇに沿って２００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ１２で示す位置）から３００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ２２で示す位置）までの間における第２スクロール１９の拡がり角が、第１基準線分Ｌ０１の位置から回転軸線Ａｘの周りに第１羽根車５の回転方向Ｇに沿って２００度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ１１で示す位置）から３００度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ２１で示す位置）までの間における第１スクロール１８の拡がり角よりも小さければ、その他の角度位置における第１スクロール１８と第２スクロール１９の拡がり角の関係は任意である。例えば、第２基準線分Ｌ０２の位置から回転軸線Ａｘの周りに第２羽根車６の回転方向Ｇに沿って０度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ０２で示す位置）から２００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ１２で示す位置）までの間における第２スクロール１９の拡がり角は、第１基準線分Ｌ０１の位置から回転軸線Ａｘの周りに第１羽根車５の回転方向Ｇに沿って０度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ０１で示す位置）から２００度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ１１で示す位置）までの間における第１スクロール１８の拡がり角と等しくてもよい。

もっとも、図３、図４で示すように、第２基準線分Ｌ０２の位置から回転軸線Ａｘの周りに第２羽根車６の回転方向へ２００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ１２で示す位置）までの間における第２スクロール１９の拡がり角（第２スクロール１９の巻き角０度から２００度までの範囲における拡がり角）を、第１基準線分Ｌ０１の位置から回転軸線Ａｘの周りに第１羽根車５の回転方向Ｇへ２００度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ１１で示す位置）までの間における第１スクロール１８の拡がり角（第１スクロール１８の巻き角０度から２００度までの範囲における拡がり角）よりも小さくすることで、よりいっそう第２吐出口１９０から吹き出す空気の圧力を、第１吐出口１８０から吹き出す空気よりも高くすることができる。

なお、第１スクロール１８及び第２スクロール１９は、上述の拡がり角の条件を満たしていれば、一定の拡がり角で形成されていなくてもよい。

また、図１乃至図４から分かるように、第２羽根車６の複数の翼６０の幅Ｗ２が、第１羽根車５の複数の翼５０の幅Ｗ１よりも大きい。さらに、図３及び図４から分かるように、第２羽根車６の複数の翼６０の数が、第１羽根車５の複数の翼５０の数よりも多い。

次に、図１〜図４に示す車両用空調装置の動作について説明する。

車両用空調装置の第１の動作モードでは、第２開口２６及び第４開口２８が開かれ、第１開口２５及び第３開口２７が閉じられる。この状態は図示されていない。この場合、第２開口２６から導入された外気は、分離筒１４の外側の第１通路１４Ａを通り、第１羽根車５の翼列５０Ａに流入する第１空気流を形成する。また、第４開口２８から導入された外気は、分離筒１４の内側の第２通路１４Ｂを通り、第２羽根車６の翼列６０Ａに流入する第２空気流を形成する。第１の動作モードは、外気モードと呼ばれることもある。

第２の動作モードでは、第２開口２６及び第３開口２７が開かれ、第１開口２５及び第４開口２８が閉じられる。この状態は図１及び図２に示されている。この場合、第２開口２６から導入された外気ＦＥは、分離筒１４の外側の第１通路１４Ａを通り、第１羽根車５の翼列５０Ａに流入する第１空気流を形成する。また、第３開口２７から導入された内気ＦＲは、分離筒１４の内側の第２通路１４Ｂを通り、第２羽根車６の翼列６０Ａに流入する第２空気流を形成する。第２の動作モードは、内外気二層流モードと呼ばれることもある。

第３の動作モードでは、第１開口２５及び第３開口２７が開かれ、第２開口２６及び第４開口２８が閉じられる。この状態は図示されていない。この場合、第１開口２５から導入された内気は、分離筒１４の外側の第１通路１４Ａを通り、第１羽根車５の翼列５０Ａに流入する第１空気流を形成する。また、第３開口２７から導入された内気は、分離筒１４の内側の第２通路１４Ｂを通り、第２羽根車６の翼列６０Ａに流入する第２空気流を形成する。第３の動作モードは、内気モードと呼ばれることもある。

第２の動作モード（内外気二層流モード）は、例えば、デフフットモードやバイレベルモードでの運転を行うときに用いられる。このときには、所謂頭寒足熱の快適な環境を乗員に提供すべく、比較的低温の調和空気が車室のデフロスト吹出口から車両のフロントウインドウ、あるいはベント吹出口（いずれも図示せず）から乗員の上半身に向けて吹き出され、比較的高温の調和空気が車室のフット吹出口（図示せず）から乗員の足元に向けて吹き出される。

ところで、上述のバイレベルモードでの運転を行う場合には、第１羽根車５の翼列５０Ａに流入する外気ＦＥが、第１スクロール１８を介してベント吹出口に供給される。また、第２羽根車６の翼列６０Ａに流入する内気ＦＲが、第２スクロール１９を介してフット吹出口に供給される。このとき、第２スクロール１９から供給される空気は、第１スクロール１８から供給される空気よりも、高い温度になるように温度調整される。具体的には、第２スクロール１９から供給される空気の加熱用熱交換器（図示せず）を通過する割合が、第１スクロール１８から供給される空気の加熱用熱交換器を通過する割合に比べて高くなるように、第１スクロール１８とベント吹出口との間に配置した第１エアミックスドア（図示せず）の位置、及び、第２スクロール１９とフット吹出口との間に配置した第２エアミックスドア（図示せず）の位置が調整される。この結果、第２スクロール１９とフット吹出口との間の送風経路の通気抵抗が、第１スクロール１８とベント吹出口との間の送風経路に比べて高くなってしまって、第２スクロール１９からフット吹出口へ向けて空気を送り出すことが困難になってしまう虞がある。

しかしながら、上記実施形態のように、第２スクロール１９の拡がり角を第１スクロール１８の拡がり角よりも小さくすれば、第２スクロール１９とフット吹出口との間の送風経路の通気抵抗が高くなっても当該送風経路へ十分な風量を供給することができる。とりわけ、上述の第２基準線分Ｌ０２の位置から回転軸線Ａｘの周りに第２羽根車６の回転方向Ｇに沿って２００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ１２で示す位置）から３００度進んだ角度位置（図４において破線Ｌ２２で示す位置）までの間における第２スクロール１９の拡がり角を、第１基準線分Ｌ０１の位置から回転軸線Ａｘの周りに第１羽根車５の回転方向Ｇに沿って２００度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ１１で示す位置）から３００度進んだ角度位置（図３において破線Ｌ２１で示す位置）までの間における第１スクロール１８の拡がり角よりも小さくすれば、フット吹出口から吹き出す空気の量を十分に確保することができる。

また、第２羽根車６の複数の翼６０の幅Ｗ２を、第１羽根車５の複数の翼５０の幅Ｗ１よりも大きくすることが好ましい。翼の幅が大きいと、空気を送風機の下流側へ押し出す能力が向上する。これにより、第２スクロール１９とフット吹出口との間の送風経路の通気抵抗が高くなっても、当該送風経路へ十分な風量を供給することができる。

また、第２羽根車６の複数の翼６０の数を、第１羽根車５の複数の翼５０の数よりも多くすることが好ましい。翼の枚数が多いと、空気を送風機の下流側へ押し出す能力が向上する。これにより、第２スクロール１９とフット吹出口との間の送風経路の通気抵抗が高くなっても、当該送風経路へ十分な風量を供給することができる。

ところで、上述の角度位置の間において第２スクロール１９の拡がり角が第１スクロール１８の拡がり角よりも小さいという関係を成立させるための遠心送風機の構成は、図１乃至図４に示したものには限定されない。

例えば図６に示す遠心送風機１Ａのように、第１羽根車５及び第２羽根車６が別体に形成され、第１スクロール１８及び第２スクロール１９が離間して配置されていてもよい。図６に示す例においては、第１羽根車５及び第２羽根車６は、それぞれモータ１３の軸方向の一側（軸方向上側）及び他側（軸方向下側）に配置され、第１スクロール１８は、軸方向の一側に位置して第１羽根車５を収容し、第２スクロール１９は、軸方向の他側に位置して第２羽根車６を収容している。第１羽根車５及び第２羽根車６は、それぞれ内側偏向部材９を有している。第１スクロール１８の第１吸込口２２Ａは、軸方向の一側に開口している一方、第２スクロール１９の第２吸込口２２Ｂは、軸方向の他側に開口している。図６に示す例においては、第１空気流及び第２空気流は、それぞれ、第１スクロール１８の第１吸込口２２Ａ及び第２スクロール１９の第２吸込口２２Ｂから、第１羽根車５の翼列５０Ａの半径方向内側及び第２羽根車６の翼列６０Ａの半径方向内側に流入する。

この場合も、上述の角度位置の間において第２スクロール１９の拡がり角が第１スクロール１８の拡がり角よりも小さい、という関係が成立していれば、上述の実施の形態の遠心送風機１と同様の効果を得ることができる。

また、図７に示す遠心送風機１Ｂのように、上述の角度位置の間において第２スクロール１９の拡がり角が第１スクロール１８の拡がり角よりも小さければ、当該範囲において、第２スクロール１９の回転軸線Ａｘに直交する断面における寸法が、第１スクロールの回転軸線Ａｘに直交する断面における寸法よりも大きくてもよい。図７に示す例においては、第１羽根車５及び第２羽根車６は、一体に形成されている。また、第１スクロール１８及び第２スクロール１９は、一体に成形されたスクロールハウジング１７の内部空間を仕切壁２０で軸方向に分割することにより、軸方向において当該仕切壁２０の両側に形成されている。そして、第１スクロール１８は、軸方向の一側（軸方向上側）に位置し、第１吸込口２２Ａは、軸方向の一側に開口している。一方、第２スクロール１９は、軸方向の他側（軸方向下側）に位置し、第２吸込口２２Ｂは、軸方向の他側に開口している。

図７に示す例においては、第２スクロール１９内には、第２吸込口２２Ｂを介して、モータ１３が挿入されている。モータ１３は、第２羽根車６の翼列６０Ａの半径方向内側を通って、第１羽根車５の翼列５０Ａの内側まで延びている。モータ１３の回転軸１２は、第１羽根車５と一体に形成された内側偏向部材９において、羽根車５，６に連結されている。この場合、第２空気流は、第２スクロール１９の第２吸込口２２Ｂのうちのモータ１３の外周面１３１より外側のリング状領域を通って第２羽根車６の翼列６０Ａの半径方向内側に流入する。当該リング状領域を十分な大きさにし、また、モータ１３の外周面１３１と第２羽根車６の翼列６０Ａの内周面及び第２スクロール１９の内周面との間の領域を十分な大きさにするため、第２スクロール１９の回転軸線Ａｘに直交する断面における寸法は、第１スクロール１８の回転軸線Ａｘに直交する断面における寸法よりも大きく設計されている。

より具体的には、図７に示すように、上述の角度位置の間において、第２基準線分Ｌ０２から回転軸線Ａｘの周りに第２羽根車６の回転方向Ｇに任意の角度進んだ任意の角度位置における第２スクロール１９の子午断面における第２スクロール１９の幅Ｄ２が、第１基準線分Ｌ０１から回転軸線Ａｘの周りに第１羽根車５の回転方向Ｇに上述の任意と同じ角度進んだ角度位置における第１スクロール１８の子午断面における第１スクロール１８の幅Ｄ１よりも大きくてもよい。

この場合であっても、上述の角度位置の間において第２スクロールの拡がり角が第１スクロールの拡がり角よりも小さい、という関係が成立していれば、上述の実施の形態の遠心送風機１と同様の効果を得ることができる。

１ 遠心送風機
５ 第１羽根車
５０ 第１羽根車の翼
６ 第２羽根車
６０ 第２羽根車の翼
１３ モータ
１４ 分離筒
１６ 出口側端部
１７ スクロールハウジング
１８ 第１スクロール
１８０ 第１吐出口
１９ 第２スクロール
１９０ 第２吐出口
２０ 仕切壁
２１ 空気取入ハウジング
Ａｘ 回転軸線

本発明の好適な一実施形態によれば、車両用の遠心送風機であって、モータと、周方向翼列を形成する複数の翼を有し、前記モータにより軸方向に延びる回転軸線周りに回転駆動されて、前記翼列の半径方向内側の空間の空気を遠心方向に向けて吹き出す第１羽根車と、前記軸方向に開口する第１吸込口と周方向に開口する第１吐出口とを有し、前記第１羽根車を収容する第１スクロールであって、前記第１羽根車の回転により、前記第１吸込口から吸い込んだ空気を前記第１吐出口からデフロスタ吹出口及び／またはベント吹出口に送り出す第１スクロールと、周方向翼列を形成する複数の翼を有し、前記モータにより前記回転軸線周りに回転駆動されて、前記翼列の半径方向内側の空間の空気を遠心方向に向けて吹き出す第２羽根車と、前記軸方向に開口する第２吸込口と周方向に開口する第２吐出口とを有し、前記第２羽根車を収容する第２スクロールであって、前記第２羽根車の回転により前記第２吸込口から吸い込んだ空気を前記第２吐出口からフット吹出口に送り出す第２スクロールと、を備え、前記回転軸線に直交する前記第１スクロールの断面において、前記回転軸線と前記第１スクロールの舌部の中心点とを結ぶ仮想線分を第１基準線分とし、前記回転軸線に直交する前記第２スクロールの断面において、前記回転軸線と前記第２スクロールの舌部の中心点とを結ぶ仮想線分を第２基準線分としたときに、前記第２基準線分の位置から前記回転軸線の周りに前記第２羽根車の回転方向に沿って２００度進んだ角度位置から３００度進んだ角度位置までの間における前記第２スクロールの拡がり角が、前記第１基準線分の位置から前記回転軸線の周りに前記第１羽根車の回転方向に沿って２００度進んだ角度位置から３００度進んだ角度位置までの間における前記第１スクロールの拡がり角よりも小さい、遠心送風機が提供される。

Claims (7)

1. 車両用の遠心送風機（１、１Ａ、１Ｂ）であって、
   モータ（１３）と、
   周方向翼列（５０Ａ）を形成する複数の翼（５０）を有し、前記モータ（１３）により軸方向に延びる回転軸線（Ａｘ）周りに回転駆動されて、前記翼列（５０Ａ）の半径方向内側の空間の空気を遠心方向に向けて吹き出す第１羽根車（５）と、
   前記軸方向に開口する第１吸込口（２２Ａ）と周方向に開口する第１吐出口（１８０）とを有し、前記第１羽根車（５）を収容する第１スクロール（１８）であって、前記第１羽根車（５）の回転により、前記第１吸込口（２２Ａ）から吸い込んだ空気を前記第１吐出口（１８０）からデフロスタ吹出口及び／またはベント吹出口に送り出す第１スクロール（１８）と、
   周方向翼列（６０Ａ）を形成する複数の翼（６０）を有し、前記モータ（１３）により前記回転軸線（Ａｘ）周りに回転駆動されて、前記翼列（６０Ａ）の半径方向内側の空間の空気を遠心方向に向けて吹き出す第２羽根車（６）と、
   前記軸方向に開口する第２吸込口（２２Ｂ）と周方向に開口する第２吐出口（１９０）とを有し、前記第２羽根車（６）を収容する第２スクロール（１９）であって、前記第２羽根車（６）の回転により前記第２吸込口（２２Ｂ）から吸い込んだ空気を前記第２吐出口（１９０）からフット吹出口に送り出す第２スクロール（１９）と、
   前記回転軸線（Ａｘ）に直交する前記第１スクロール（１８）の断面において、前記回転軸線（Ａｘ）と前記第１スクロール（１８）の舌部（１８Ｔ）の中心点（１８Ｔｐ）とを結ぶ仮想線分を第１基準線分（Ｌ０１）とし、前記回転軸線（Ａｘ）に直交する前記第２スクロール（１９）の断面において、前記回転軸線（Ａｘ）と前記第２スクロール（１９）の舌部（１９Ｔ）の中心点（１９Ｔｐ）とを結ぶ仮想線分を第２基準線分（Ｌ０２）としたときに、前記第２基準線分（Ｌ０２）の位置から前記回転軸線（Ａｘ）の周りに前記第２羽根車（６）の回転方向に沿って２００度進んだ角度位置から３００度進んだ角度位置までの間における前記第２スクロール（１９）の拡がり角が、前記第１基準線分（Ｌ０１）の位置から前記回転軸線（Ａｘ）の周りに前記第１羽根車（５）の回転方向に沿って２００度進んだ角度位置から３００度進んだ角度位置までの間における前記第１スクロール（１８）の拡がり角よりも小さい、遠心送風機（１、１Ａ、１Ｂ）。
2. 前記第１羽根車（５）及び前記第２羽根車（６）は、一体に形成されており、
   前記第１スクロール（１８）及び前記第２スクロール（１９）は、一体に成形されたスクロールハウジング（１７）の内部空間を仕切壁（２０）で前記軸方向に分割することにより、前記軸方向において当該仕切壁（２０）の両側に形成されており、
   前記第１スクロール（１８）は、前記軸方向の一側に位置し、
   前記第１吸込口（２２Ａ）は、前記軸方向の一側に開口しており、
   前記第２スクロール（１９）は、前記軸方向の他側に位置し、
   前記第２吸込口（２２Ｂ）は、前記軸方向の一側に開口しており、
   前記第１スクロール（１８）の内部空間と前記第２スクロール（１９）の内部空間とは、前記第２吸込口（２２Ｂ）を介して連通しており、
   前記遠心送風機（１）は、更に、
   前記第１吸込口（２２Ａ）の半径方向内側及び前記第１羽根車（５）の前記翼列（５０Ａ）の半径方向内側を通って前記軸方向に延びる分離筒（１４）であって、前記第１吸込口（２２Ａ）から前記スクロールハウジング（１７）内に吸入される空気の流れを、前記分離筒（１４）の外側を通る第１空気流と、前記分離筒（１４）の内側を通る第２空気流とに分割するように設けられ、かつ、前記第１空気流を半径方向外向きに転向して前記第１スクロール（１８）に案内するとともに、前記第２空気流を半径方向外向きに転向して前記第２スクロール（１９）に案内する出口側端部（１６）を有している、分離筒（１４）を備えている、請求項１に記載の遠心送風機（１）。
3. 前記第１羽根車（５）及び前記第２羽根車（６）は、別体に形成されており、
   前記第１スクロール（１８）及び前記第２スクロール（１９）は、離間して配置されており、
   前記第１スクロール（１８）は、前記軸方向の一側に位置し、
   前記第１吸込口（２２Ａ）は、前記軸方向の一側に開口しており、
   前記第２スクロール（１９）は、前記軸方向の他側に位置し、
   前記第２吸込口（２２Ｂ）は、前記軸方向の他側に開口している、請求項１に記載の遠心送風機（１Ａ）。
4. 前記第１羽根車（５）及び前記第２羽根車（６）は、一体に形成されており、
   前記第１スクロール（１８）及び前記第２スクロール（１９）は、一体に成形されたスクロールハウジング（１７）の内部空間を仕切壁（２０）で前記軸方向に分割することにより、前記軸方向において当該仕切壁（２０）の両側に形成され、
   前記第１スクロール（１８）は、前記軸方向の一側に位置し、
   前記第１吸込口（２２Ａ）は、前記軸方向の一側に開口しており、
   前記第２スクロール（１９）は、前記軸方向の他側に位置し、
   前記第２吸込口（２２Ｂ）は、前記軸方向の他側に開口している、請求項１に記載の遠心送風機（１Ｂ）。
5. 前記第２基準線分（Ｌ０２）の位置から前記回転軸線（Ａｘ）の周りに前記第２羽根車（６）の回転方向に沿って０度進んだ角度位置から３００度進んだ角度位置までの間における前記第２スクロール（１９）の拡がり角が、前記第１基準線分（Ｌ０１）の位置から前記回転軸線（Ａｘ）の周りに前記第１羽根車（５）の回転方向に沿って０度進んだ角度位置から３００度進んだ角度位置までの間における前記第１スクロール（１８）の拡がり角よりも小さい、請求項１乃至４のいずれかに記載の遠心送風機（１）。
6. 前記第２羽根車（６）の前記複数の翼（６０）の幅（Ｗ２）が、前記第１羽根車（５）の前記複数の翼（５０）の幅（Ｗ１）よりも大きい、請求項１乃至５のいずれかに記載の遠心送風機（１、１Ａ、１Ｂ）。
7. 前記第２羽根車（６）の前記複数の翼（６０）の数が、前記第１羽根車（５）の前記複数の翼（５０）の数よりも多い、請求項１乃至６のいずれかに記載の遠心送風機（１、１Ａ、１Ｂ）。

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