JP3840817B2

JP3840817B2 - 車両用空調装置の送風機

Info

Publication number: JP3840817B2
Application number: JP28510798A
Authority: JP
Inventors: 祐治若山; 柳町　　佳宣
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2018-10-07
Also published as: JP2000110791A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置の送風機において、吸い込まれた水がモータへ侵入することを阻止する技術に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
自動車など車両に搭載される空調装置は、室内気と室外気との切換箱の下面に、ファンの回転軸を縦に配した遠心式送風機の吸入口を接続した送風機ユニットを備える。遠心式送風機の吐出口は、ダクトを介して内部にエバポレータが収容されたクーリングユニットに連結されている。
【０００３】
この車両用空調装置の送風機は、縦軸を有するように取り付けられ、上側板に吸入口が開口するとともに下側板にモータ装着穴が形成され、前記上側板と前記下側板の外縁を連結する渦巻き状周壁に設けたノーズ部（スクロールノーズ）を介して、略接線方向を指向した吐出口が設けられているスクロールケーシングと、該スクロールケーシング内に装着され縦軸を有する遠心式ファンと、前記モータ装着穴を塞いで締結されたフランジと、該フランジの中心に縦に固定され、出力軸が前記遠心式ファンに連結されたモータとを備える。
なお、ブラシの温度を下げて耐久性を向上させるため、近年、空冷能力が高いＳ型モータ（ストリップモータ）が良く採用される。
【０００４】
自動車の前窓の前部（カウルトップ）は、構造によっては雨水などがカウル部より送風機ユニット内へ吸い込まれる。この吸い込まれた水は、大部分がファンによりスクロールケーシング内を旋回して吐出口の下流に設置されているクーリングユニット内に吹き出される。しかしながら、吸い込まれた水の一部は、ファンの下側のスクロールケーシングの下側板および該下側板に嵌め込まれたモータフランジに付着して旋回する。吸い込んだ水の量や吸込抵抗、送風機の下流の圧損によっては、その水がスクロールノーズ側よりモータフランジの中央に設けたモータ保持筒部壁またはモータハウジングの側壁を乗り越えてモータハウジングの上端に開口したモータ冷却口からモータ内に侵入し、モータの故障（錆つきロック）を招く。
【０００５】
モータ内への水の侵入を防ぐ技術として、従来より下記に示すものが知られている。
スクロールケーシングの下板にリブを立てる（従来例１）。
モータを環状突起で包囲する（従来例２；特開平５- １３３３９３号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１の技術は、水侵入には多少の効果があるものの、送風性能やモータ冷却性能に悪影響を及ぼす。
従来例２の技術は、環状突起内に水が溜まるまでは効果があるが、溜まり出す（一旦溜まると出ない）と逆にモータ内に水が侵入し易くなる。
【０００７】
本願発明者は、図７、図８に示す如く、モータフランジ５の上面またはスクロールケーシング２の下側板２３の上面に付着して旋回する水滴の運動を観察した結果、モータ４内に侵入する水は、モータフランジ５のノーズ部２７側において、水滴がノーズ部２７から吸い込まれる空気によって中心方向への運動エネルギーを付与されて矢印のように移動することを見出した。
【０００８】
この水滴は図７に示す矢印の如く、モータ４を保持しているモータフランジ５の保持筒５１を乗り越えて、モータ４のハウジング４２のモータ冷却口４５に到達することを見出した。
本発明の目的は、送風性能の低下を招かずに、送風機内に入り込んだ水のファンモータ内への侵入を有効に阻止できる車両用空調装置の送風機の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１について〕
モータフランジの上面に、モータの軸を中心とする複数の円弧状リブを、少なくともノーズ部側が多重となるように同心円的に形成している。
モータの軸を中心とする複数の円弧状リブを同心円的に形成しているので、スクロールケーシング内に入り込んだ水の一部がリブ間を流れる。この水流が外側のリブを乗り越えてリブ間に入り込んだ水をリブ間から押し出すので、モータ内への水の侵入を阻止できる。
なお、ノーズ部は低圧であり水が集まり易いので、ノーズ部側が多重になるように円弧状リブを同心円的に形成している。
【００１０】
また、モータフランジの上面に、複数の円弧状リブを同心円状に形成しているので、スクロールケーシング内の気流を乱すことが少なく、圧損・騒音の増大や、送風性能の低下を招かない。
【００１１】
〔請求項２について〕
複数の円弧状リブは、ノーズ部の反対側に欠落部を有し、外側に位置する円弧状リブの円弧角を内側に位置する円弧状リブの円弧角より小さくするとともに、外側に位置する円弧状リブの端を内側に位置する円弧状リブの端より後退させている。
これにより、リブ間を流れる水流の水量を多くすることができ、外側のリブを乗り越えてリブ間に入り込んだ水をリブ間から強力に押し出せ、モータ内への水の侵入を確実に阻止できる。
【００１２】
〔請求項３について〕
ノーズ部は圧力が最も低いので、スクロールケーシング内に侵入した水が集まり易い。
しかし、請求項３の構成では、モータフランジの上面に、ノーズ部で重なるように、内側リブをノーズ部の近傍から遠心式ファンの回転方向に延設し、外側リブをノーズ部の近傍から遠心式ファンの反回転方向に延設している。
これにより、外側リブを乗り越えて外側リブ内に侵入して来た水を、内側リブ内の通路と、リブが重なった内側リブ- 外側リブ間の通路とに分流することができる。よって、モータ内へ侵入し易い状態の水の水量を減らすことができるので、モータ内への水の侵入を阻止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例（請求項１、２に対応）を、図とともに説明する。図１および図２は本発明にかかる車両用空調装置の送風機１を示す。
送風機１は、自動車のエンジンルーム内に回転軸が縦となるように取り付けられており、スクロールケーシング２を備える。
スクロールケーシング２は、上側板２１の中心部にベルマウス付きの吸入口２２が開口しており、上側に設置された内気・外気切替箱２０とともに送風機ユニットを構成している。
【００１４】
スクロールケーシング２の下側板２３には、中心部にモータ４を装着するためのモータ装着穴２４が開口している。
モータ４は、モータ装着穴２４を塞ぐモータフランジ５により縦に固定されている。
モータフランジ５は、外径がモータ装着穴２４に対応した寸法に設定された円環板状を呈し、中央から上方に、モータ４を保持する保持筒５１が延設されている。
【００１５】
スクロールケーシング２内には、遠心式ファン３が収容されており、本実施例では、モータ４により左回転方向に駆動される。
スクロールケーシング２の渦巻き状周壁２５には、略接線方向を指向した吐出口２６が設けられており、吐出口２６の回転方向側（図示上側）はノーズ部２７となっている。
【００１６】
ノーズ部２７は、ファン３の外周に近接して吐出口２６とスクロールケーシング２の内部とを区隔している。
このため、ノーズ部２７の図示上側（スクロールケーシング２内）の静圧は、ノーズ部２７の図示下側（吐出口２６内）の静圧より低くなっている。この結果、吐出口２６からノーズ部２７とファン３の外周との隙間を通じてスクロールケーシング２内に洩れる図示上方へ気流が存在する。
【００１７】
ファン３は、中央部が上方に膨出した膨出部３１となっている底板３２を備える。この底板３２の外周部３３は、環状の平板となっており翼列３４が列設されている。翼列３４の上端は連結環３５により連結されている。膨出部３１の中心には、モータ４の出力軸４１が嵌め込まれる軸穴３６が貫設されている。
【００１８】
モータ４は、上方に出力軸４１が突設され、ハウジング４２の上部４４がモータフランジ５の保持筒５１に嵌め込まれて固定されている。
モータ装着穴２４は、ファン３の外形より幾分大きい直径を有する。
ファン３およびモータ４の組付は、出力軸４１に固定されたファン３とともにモータ４の上部４４を、モータ装着穴２４からスクロールケーシング２内に挿入し、モータフランジ５の外周を下側板２３に締結してなされている。モータ４の上部４４は、ファン３の膨出部３１内に突き出した状態で配され、ハウジング４２の上端面にはモータ４を冷却するためのモータ冷却口４５が開けられている。
【００１９】
モータフランジ５の上面には、モータ４の軸を中心とする円弧状の内側突条６および外側突条７が形成されている。
内側突条６（高さ６ｍｍ）は、ファン底板の膨出部３１の外周部に位置する。この内側突条６の高さは、後述する外側突条７の高さ＋２ｍｍ〜３ｍｍが好適である。また、本実施例では、内側突条６の円弧角は２７０度であるが、突条間を流れる水流量から鑑み、２７０度±１０度の範囲（何方回転のモータにも対応）が好適である。
なお、モータの回転方向が決まっている場合には、最低限、ノーズ部位置の上流１２０度からノーズ部位置の下流１５度まで内側突条６を形成すれば良い。
【００２０】
外側突条７（高さ４．５ｍｍ）は、ファン底板の平板となっている外周部３３の下方に位置する。この外側突条７の高さは、外側突条７の突起上面とファン部材底面とのキャップが３ｍｍ以上となる寸法に決定する。
また、本実施例では、外側突条７の円弧角は２４０度であり、外側突条７の端を内側突条６の端より１５度後退させている。なお、外側突条７の円弧角は、突条間を流れる水流量から鑑み、内側突条６の円弧角−（１０度〜３０度）が好適である。
【００２１】
また、本実施例では、内側突条６- 外側突条７間の隙間は１０ｍｍであるが、７ｍｍ〜１３ｍｍの範囲が好適である。隙間が広過ぎる（１３ｍｍを越える）と水流の流れが弱くて押し出し力が不足し、狭過ぎる（７ｍｍ未満）と水が内側突条６内に入ってしまう。
【００２２】
つぎに、送風機１内に吸い込まれた水の様子を説明する。
送風機１に吸い込まれた水の一部は、図１、図２に示す如く、一旦はスクロールケーシング２の渦巻き状周壁２５に付着して下側板２３の上面に流下する。この下側板２３の上面に付着した水滴は、矢印の如く、下側板２３の上面を旋回しながら大部分は吐出口２６から、下流のクーリングユニットに吹き出される。そして、一部の水滴が旋回しながら外側突条７を乗り越え、内側突条６- 外側突条７間に入り込む。
【００２３】
しかし、ノーズ部２７の反対側に欠落部を有し、外側突条７の円弧角を内側突条６の円弧より３０度小さくするとともに、外側突条７の端を内側突条６の端より１５度後退させている。
これにより、内側突条６- 外側突条７間に水が入り易くなって、リブ間を流れる水流の水量を多くすることができ、この水流により外側突条７を乗り越えてリブ間に入り込んだ水をリブ間から強力に押し出し、モータ４内への水の侵入を確実に阻止できる。
【００２４】
この結果、水の侵入に起因するモータ故障（錆つきロック）を防止することができる。なお、未対策品（図７、図８のもの）で２０ｃｃの混入が生じる様な条件で第１実施例品（図１、図２のもの）に対して水侵入試験を行ったところ、水の侵入は確認されなかった。なお、洗車する際に使用する洗剤液に対しても同様の侵入防止効果が確認された。
そして、内側突条６および外側突条７の外周に沿って回転方向に導かれた水は、半径方向の圧力差の少ない欠落部から遠心力で外側に移動し、さらに旋回運動して吐出口２６から排出される。
【００２５】
図３は、本発明の第２実施例（請求項１、２に対応）を示す。
本実施例では、外側突条７（高さ４．５ｍｍ）の外側に更に最外側突条８を形成している。
本実施例では、最外側突条８の円弧角は２１０度であり、最外側突条８の各端を外側突条７の各端より各々１５度後退させている。なお、最外側突条８の円弧角は、外側突条７と最外側突条８との突条間を流れる水流量から鑑み、外側突条７の円弧角−（１０度〜３０度）が好適である。
【００２６】
本実施例のものは、第１実施例のものより更に一層、モータ４内への水の侵入を阻止することができる。
【００２７】
図４、図５は、本発明の第３実施例（請求項１、３に対応）を示す。
本実施例では、ノーズ部２７に曲線距離で２０ｍｍのラップ代（重なり部分）ができる様に、ファン底板の平板となっている外周部３３に、外側突条７と内側突条６とを形成している。
【００２８】
本実施例では、内側突条６は高さが６ｍｍ、円弧角は１００度、外側突条７は高さが４．５ｍｍ、円弧角は１３０度である。また、重なり部における内側突条６- 外側突条７間の隙間は１０ｍｍである。
後述する分流を効果的に行うため円弧角や高さは以下の範囲が好適である。
内側突条６の円弧角はノーズ部２７から風下側に９０度以上、１２０度以下。内側突条６の高さは、外側突条７の高さ＋２ｍｍ〜３ｍｍ。外側突起７の円弧角はノーズ部２７から風上側に１２０度以上、１５０度以下。ラップ代はノーズ部２７を中心に曲線距離で２０ｍｍ以上。
【００２９】
つぎに、送風機１内に吸い込まれた水の様子を説明する。
ノーズ部２７は圧力が最も低いので、スクロールケーシング２内に侵入した水がノーズ部２７の近傍からモータ４内に入り易い。しかし、ラップ代を設けて外側突条７と内側突条６とを形成しているので、外側突条７を乗り越えて外側突条７内に侵入して来た水を、内側突条６内の通路と、ラップ代の内側突条６- 外側突条７間の通路とに分流することができる。よって、モータ４内へ侵入し易い状態の水の水量を減らすことができるので、モータ４内への水の侵入を阻止することができる。
【００３０】
なお、未対策品（図７、図８のもの）で２０ｃｃの混入が生じる様な条件で第３実施例品（図４、図５のもの）に対して水侵入試験を行ったところ、５ｃｃの侵入に抑えられた。
【００３１】
図６は、本発明の第４実施例（請求項１、３に対応）を示す。
本実施例では、外側突条７（高さ４．５ｍｍ）の外側に更に第二の外側突条９を形成している。
第二の外側突条９は、ノーズ部２７から風上側に形成され、その円弧角は９０度である。
本実施例のものは、第３実施例のものよりモータ４内への水の侵入を阻止することができ、同様の条件で２ｃｃの侵入に抑えられた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる送風機の横断面図である。
【図２】本発明の第１実施例にかかる送風機の縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施例にかかる送風機の横断面図である。
【図４】本発明の第３実施例にかかる送風機の横断面図である。
【図５】本発明の第３実施例にかかる送風機の縦断面図である。
【図６】本発明の第４実施例にかかる送風機の横断面図である。
【図７】従来技術にかかる送風機の横断面図である。
【図８】従来技術にかかる送風機の縦断面図である。
【符号の説明】
１送風機
２スクロールケーシング
３遠心式ファン
４モータ
５モータフランジ
６内側突条（円弧状リブ）
７外側突条（円弧状リブ）
８最外側突条（円弧状リブ）
９第二の外側突条（円弧状リブ）
２１上側板
２２吸入口
２３下側板
２４モータ装着穴
２５渦巻き状周壁
２６吐出口（吹出口）
２７ノーズ部
４１出力軸

Claims

縦軸を有するように取り付けられ、上側板に吸入口が開口するとともに下側板にモータ装着穴が形成され、前記上側板と前記下側板の外縁を連結する渦巻き状周壁に設けたノーズ部を有し略接線方向に吹き出す吹出口が設けられているスクロールケーシングと、
該スクロールケーシング内に装着され縦軸を有する遠心式ファンと、
前記モータ装着穴を塞いで締結されたモータフランジと、
該モータフランジの中心に縦に固定され、出力軸が前記遠心式ファンに連結されたモータとからなる車両用空調装置の送風機において、
前記モータフランジの上面に、前記モータの軸を中心とする複数の円弧状リブを、少なくともノーズ部側が多重となるように同心円的に形成したことを特徴とする車両用空調装置の送風機。
前記複数の円弧状リブは前記ノーズ部の反対側に欠落部を有し、
外側に位置する円弧状リブの円弧角を内側に位置する円弧状リブの円弧角より小さくするとともに、外側に位置する円弧状リブの端を内側に位置する円弧状リブの端より後退させたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置の送風機。
縦軸を有するように取り付けられ、上側板に吸入口が開口するとともに下側板にモータ装着穴が形成され、前記上側板と前記下側板の外縁を連結する渦巻き状周壁に設けたノーズ部を有し略接線方向に吹き出す吹出口が設けられているスクロールケーシングと、
該スクロールケーシング内に装着され縦軸を有する遠心式ファンと、
前記モータ装着穴を塞いで締結されたモータフランジと、
該モータフランジの中心に縦に固定され、出力軸が前記遠心式ファンに連結されたモータとからなる車両用空調装置の送風機において、
前記モータフランジの上面に、前記ノーズ部で重なるように、内側リブを前記ノーズ部の近傍から前記遠心式ファンの回転方向に延設し、外側リブを前記ノーズ部の近傍から前記遠心式ファンの反回転方向に延設したことを特徴とする車両用空調装置の送風機。