JP4016690B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関し、特に送風空気の一部をファン駆動用モータの内部に導いてモータの冷却を行う形式の空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平10−217745号公報に記載された従来の車両用空調装置は、送風空気の一部をモータの内部に導くために、送風通路に隣接して空気導入室が区画形成され、送風通路と空気導入室が空気導入口により連通され、空気導入室とモータの内部がモータ用ダクトにより連通されている。また、空気導入室を区画形成する壁面のうちの底壁面は、空気導入口が形成された側壁面に向かって高くなるように傾斜している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、雨天時等にはファンにより吸い込まれた空気と共に水がケース内に浸入することがあり、その水が空気導入口を介して空気導入室にも浸入する場合がある。そして、上記公報に記載の従来装置では、空気導入室の底壁面が、空気導入口が形成された側壁面に向かって高くなるように傾斜しているため、空気導入室に浸入した水が空気導入室にたまり、そのたまった水がモータ用ダクトを介して空気と共にモータ内に浸入し、モータが不具合を起こす恐れがあった。
【0004】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、送風空気の一部をファン駆動用モータの内部に導いてモータの冷却を行う形式の空調装置において、モータ内への水の侵入を防止することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、スクロール部(21)は、その起点となるノーズ部(24)を備えており、送風通路(23)は、スクロール部流路(22)から吹き出された空気が、ノーズ部(24)の上方を通過するように形成されており、空気導入室(26)は、ノーズ部(24)を構成する壁面の反対側の壁面を利用して区画形成されることによって、ノーズ部(24)の下方に隣接して設けられており、空気導入室(26)を形成する壁面(27、29)に、送風通路(23)と空気導入室(26)とを連通させる空気導入口(31)が形成され、空気導入口(31)は、空気導入室(26)を区画形成する壁面のうちスクロール部流路(22)の空気流れ下流側で送風通路(23)と空気導入室とを隔てる側壁面(29)の最下端位置に配置されており、空気導入室(26)を区画形成する壁面のうちの底壁面(27)は、空気導入口(31)が形成された部位に向かって低くなるように傾斜していることを特徴とする。
【0006】
これによると、空気導入室に水が浸入しても、その水は重力により空気導入口から送風通路側に排出されるため、空気導入室に水がたまるのを防止できる。従って、モータ内への水の浸入を防止して、モータ構成部品の錆の発生や、寒冷地でのモータの凍結を防止できる。
【0007】
請求項2に記載の発明では、送風通路(23)に隣接して壁面により区画形成された空気導入室(26)と、空気導入室(26)とモータ(12)の内部とを連通させるモータ用ダクト(33)と、壁面に形成されて送風通路(23)と空気導入室(26)とを連通させる空気導入口(31)と、壁面に形成されて空気導入室(26)とモータ用ダクト(33)とを連通させる空気導出口(32)とを備え、送風空気の一部を、空気導入室(26)およびモータ用ダクト(33)を介してモータ(12)の内部に導くようにした車両用空調装置であって、空気導入室(26)は、ノーズ部(24)を構成する壁面の反対側の壁面を利用して区画形成されることによって、ノーズ部(24)の下方に隣接して設けられており、空気導入口(31)は、空気導入室(26)を区画形成する壁面のうちスクロール部流路(22)の空気流れ下流側で送風通路(23)と空気導入室とを隔てる側壁面(29)に形成されており、壁面のうちの底壁面(27)は、空気導入口(31)が形成された側壁面(29)に向かって低くなるように傾斜していると共に、空気導入口(31)は、底壁面(27)における最下端位置に対応させて配置されていることを特徴とする。
【0008】
これによると、請求項1の発明と同様の効果を得ることができる。
【0009】
請求項3に記載の発明では、空気導出口(32)を空気導入口(31)よりも上方に配置したことを特徴とする。
【0010】
これによると、空気導入室からモータ用ダクトへ水が浸入しにくくなるため、モータ内への水の浸入をより確実に防止できる。
【0012】
ところで、回転軸を略水平にしてファンが設置され、スクロール部から吹き出された空気がノーズ部の上方を通過するように構成された空調装置では、ノーズ部の下方にデッドスペースが生じやすいが、請求項1、2、6の発明によれば、そのデッドスペースを有効に利用することができる。
【0013】
請求項4に記載の発明では、ケース(20)は複数個の分割ケース(20a、20b)を合わせ面(20c)で接合して構成され、空気導入口(31)は合わせ面(20c)に繋がっていることを特徴とする。
【0014】
これによると、空気導入口は合わせ面に繋がっているため、分割ケースを成形する際に空気導入口がいわゆるアンダカットになるのを回避することができる。
【0015】
請求項5に記載の発明では、ケース(20)は複数個の分割ケース(20a、20b)を合わせ面(20c)で接合して構成されると共に、合わせ面(20c)はファン回転軸(11a)の軸線に対して直交しており、空気導入口(31)は合わせ面(20c)からファン回転軸(11a)の軸線方向に延びていることを特徴とする。
【0016】
これによると、分割ケースを成形する際の型抜き方向と空気導入口の形成方向とが一致するため、分割ケースを成形する際に空気導入口がいわゆるアンダカットになるのを回避することができる。
【0017】
請求項6に記載の発明では、スクロール部(21)は、その起点となるノーズ部(24)を備えており、送風通路(23)は、スクロール部流路(22)から吹き出された空気が、ノーズ部(24)の上方を通過するように形成されており、空気導入室(26)は、ノーズ部(24)を構成する壁面の反対側の壁面(28)を利用して区画形成されることによって、ノーズ部(24)の下方に隣接して設けられており、空気導入室(26)と送風通路とは、スクロール部流路(22)の下流側で、底壁面(27)と側壁面(29)とで区画されており、その底壁面(27)に、送風通路(23)と空気導入室(26)とを連通させる空気導入口(31)が形成されていることを特徴とする。
【0018】
これによると、空気導入口が底壁面に形成されているため空気導入室に水が浸入しにくく、従って、モータ内への水の浸入を防止して、モータ構成部品の錆の発生や、寒冷地でのモータの凍結を防止できる。
【0019】
請求項7に記載の発明では、底壁面(27)を傾斜させると共に、底壁面(27)における最下端位置に空気導入口(31)を配置したことを特徴とする。
【0020】
これによると、仮に空気導入室に水が浸入しても、その水は重力により空気導入口から送風通路側に排出されるため、空気導入室に水がたまるのを防止でき、モータ内への水の浸入を確実に防止できる。
【0021】
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。
【0022】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。図1、2は本発明の第1実施形態を示し、図1は空調ユニット10を一部破断して示す正面図、図2は図1のA−B−C−D断面図である。
【0023】
空調ユニット10は、車室内前部の計器盤(図示せず)下方に設置されており、図1、図2に示した上下関係にして搭載される。また、空調ユニット10は、空気流を発生するファン11と、このファン11を駆動する電動モータ12と、送風空気を冷却除湿するエバポレータ13と、ファン11やエバポレータ13を収納する樹脂製のケース20とを有する。
【0024】
ファン11はその回転軸11aを略水平にして、ケース20に形成されたスクロール部21内に設置され、ファン11の一方の側方(図2の右側)においてケース20の外に電動モータ12が設置され、ファン11の他方の側方(図2の左側)には、内気導入口や外気導入口等を有する図示しない内外気切替箱が設置される。なお、このファン11は、内気導入口や外気導入口から空気を軸方向に吸い込み、径方向外方に空気を吹き出す遠心式ファンである。
【0025】
ケース20には、スクロール部21とファン11の外周との間にスクロール部流路22が形成され、また、ケース20においてスクロール部流路22の空気流れ下流には、送風空気を導くための送風通路23が形成されており、スクロール部流路22から吹き出された空気は、スクロール部21の起点となるノーズ部24の上方を通過するようになっている。
【0026】
送風通路23中に配置された冷却用熱交換器をなすエバポレータ13は、送風通路23を通過する空気と熱交換してその空気を冷却除湿するもので、図示しない圧縮機、凝縮器、受液器、減圧器とともに周知の冷凍サイクルを構成する。そして、送風通路23を通過した空気は、図示しないダクトを介して図示しない吹出グリルから車室内に吹き出されるようになっている。また、ケース20においてエバポレータ13の下方には、エバポレータ13部で発生した凝縮水をケース20外に排出するためのドレンポート25が形成されている。
【0027】
送風通路23に隣接してノーズ部24の下方には、ケース20に一体成形された空気導入室26が設けられている。この空気導入室26は、外部と空気導入室26とを隔てる底壁面27と、スクロール部流路22と空気導入室26とを隔てる第1側壁面28と、送風通路23と空気導入室26とを隔てる第2側壁面29と、底壁面27の両側(図2の左右)からノーズ部22側に向かって延びて外部と空気導入室26とを隔てる第3側壁面30とによって、区画形成されている。また、第2側壁面29には、送風通路23と空気導入室26とを連通する空気導入口31が形成され、第3側壁面30には、空気導入室26とモータ用ダクト33(詳細後述)とを連通する空気導出口32が形成されている。
【0028】
底壁面27は、空気導入口31が形成された第2側壁面29に向かって低くなるように傾斜しており、これにより、空気導入室26は、底壁面27における第2側壁面29側の端部が最下端位置となっている。そして、空気導入口31は、底壁面27における最下端位置、換言すると、空気導入室26における最下端位置に開口している。より詳細には、空気導入口31の最下端位置の高さと、底壁面27における最下端位置の高さが、一致している。また、空気導出口32は、空気導入口31よりも上方に配置されている。なお、水平面に対する底壁面27の傾斜角は、車両の最大安定傾斜角以上にするのが望ましい。
【0029】
ケース20の外部に設置されたモータ用ダクト33は、一端が空気導出口32を介して空気導入室26に連通し、他端が電動モータ12の内部に連通しており、このモータ用ダクト33を介して空気導入室26から電動モータ12の内部に空気を導くようになっている。従って、空気導入室26とモータ用ダクト33とにより、送風空気の一部を電動モータ12の内部に導く冷却風通路を構成している。なお、電動モータ12の内部は図示しない連通部によってスクロール部流路22と連通している。
【0030】
ケース20は、機械的強度に優れ、かつある程度の柔軟性を有する、ポリプロピレン等の樹脂材よりなり、射出成形にて形成される。また、図2に示すように、ケース20は複数個(本例では2個)に分割された第1、第2分割ケース20a、20bを合わせ面20cで接合して構成されている。第1、第2分割ケース20a、20bは、合わせ面20cがファン11の回転軸11aの軸線に対して直交するように分割されており、従って、射出成形時の型抜き方向はファン11の回転軸11aの軸線方向(図2の左右方向)となる。
【0031】
そして、空気導入口31は合わせ面20cに繋がっており、また、空気導入口31は合わせ面20cからファン11の回転軸11aの軸線方向(射出成形時の型抜き方向)に沿って延びている。このように、分割ケース20a、20bを成形する際の型抜き方向と空気導入口31の形成方向とを一致させることにより、分割ケース20a、20bを成形する際に空気導入口31がいわゆるアンダカットになるのを回避することができる。
【0032】
次に、本実施形態の作動を説明する。電動モータ12にてファン11が駆動されると、空気がスクロール部流路22および送風通路23を介して送風される。送風空気はエバポレータ13で冷却除湿された後、車室内に吹き出される。
【0033】
送風通路23を通る送風空気の一部は、空気導入口31から空気導入室26に流入し、さらにモータ用ダクト33を介して空気導入室26から電動モータ12の内部に流入し、電動モータ12内部を通過した後スクロール部流路22に戻される。この電動モータ12内部を通る空気により電動モータ12が冷却される。
【0034】
本実施形態によると、ファン11により吸い込まれた空気と共に水がケース20内に浸入し、その水が空気導入口31を介して空気導入室26に浸入した場合でも、空気導入室26に水がたまるのを防止できる。すなわち、底壁面27が第2側壁面29に向かって低くなるように傾斜しており、また、空気導入口31が底壁面27の最下端位置に対応して開口しているため、空気導入室26に浸入した水は重力により底壁面27の最下端位置(すなわち、空気導入口31側)に向かって流れ、空気導入口31から送風通路23側に排出される。従って、空気導入室26に水がたまるのを防止し、電動モータ12内への水の浸入を防止して、電動モータ12を構成する部品の錆の発生や、寒冷地での電動モータ12の凍結を防止できる。
【0035】
なお、空気導入口31から送風通路23側に排出された水は、エバポレータ13部で発生した凝縮水と共に、ドレンポート25から排出される。
【0036】
また、空気導出口32を空気導入口31よりも上方に配置しているため、空気導入室26からモータ用ダクト33へ水が浸入しにくくなり、電動モータ12内への水の浸入をより確実に防止できる。
【0037】
また、本実施形態のように、回転軸11aを略水平にしてファン11が設置され、スクロール部21から吹き出された空気がノーズ部24の上方を通過するように構成された空調ユニット10では、ノーズ部24の下方にデッドスペースが生じやすい。本実施形態では、空気導入室26をノーズ部24の下方に隣接して設けることにより、そのデッドスペースを有効に利用している。
【0038】
(第2実施形態)
図3は本実施形態になる空調ユニット10を一部破断して示す正面図で、第1実施形態ではファン11の回転軸11aを略水平にしているのに対し、本実施形態は、ファン11の回転軸11aを上下方向にして、ケース20内にファン11を設置したものである。なお、第1実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付している。
【0039】
本実施形態においても、底壁面27が第2側壁面29に向かって低くなるように傾斜しており、また、空気導入口31が底壁面27の最下端位置に対応して開口しているため、空気導入室26に浸入した水は重力により底壁面27の最下端位置(すなわち、空気導入口31側)に向かって流れ、空気導入口31から送風通路23側に排出される。また、空気導出口32を空気導入口31よりも上方に配置しているため、空気導入室26からモータ用ダクト33へ水が浸入しにくくなり、電動モータ12内への水の浸入をより確実に防止できる。
【0040】
(第3実施形態)
図4は本実施形態になる空調ユニット10を一部破断して示す正面図で、第1実施形態ではスクロール部流路22から吹き出された空気がノーズ部24の上方を通過するのに対し、本実施形態は、スクロール部流路22から吹き出された空気がノーズ部24の下方を通過するようにしている。なお、第1実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付している。
【0041】
本実施形態においても、底壁面27が第2側壁面29に向かって低くなるように傾斜しており、また、空気導入口31が底壁面27の最下端位置に対応して開口しているため、空気導入室26に浸入した水は重力により底壁面27の最下端位置(すなわち、空気導入口31側)に向かって流れ、空気導入口31から送風通路23側に排出される。また、空気導出口32を空気導入口31よりも上方に配置しているため、空気導入室26からモータ用ダクト33へ水が浸入しにくくなり、電動モータ12内への水の浸入をより確実に防止できる。
【0042】
(第4実施形態)
図5は本実施形態になる空調ユニット10を一部破断して示す図で、第1実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付している。
【0043】
図5において、送風通路23は空気導入室26を区画形成する底壁面27の下方まで拡大されており、従って、本実施形態の底壁面27は送風通路23内に位置する。そして、底壁面27は、第2側壁面29から第1側壁面28に向かって低くなるように傾斜している。
【0044】
送風通路23と空気導入室26とを連通する空気導入口31は、底壁面27における第1側壁面28側、換言すると、底壁面27における最下端位置に、形成されている。また、空気導出口32は、空気導入口31よりも上方に配置されている。なお、この実施形態のように、底壁面27に空気導入口31を形成する場合に、空気導入口31は必ずしも最下端位置である必要はなく、他の部位であってもほぼ同様の効果が期待できる。
【0045】
本実施形態の空調ユニット10は、車室内後部に設置されて主に車室内後部の冷房を行うものであり、ケース20が車両の床面40に当接する状態で搭載されている。ケース20と床面40には、ケース20と床面40とが当接する部位に、図示しない貫通穴が形成されている。そして、ドレンポート25は床面40の貫通穴を通って車室外に突出している。
【0046】
エバポレータ13には減圧器50が接続され、この減圧器50に冷媒配管51が接続されている。冷媒配管51は、ケース20の貫通穴および床面40の貫通穴を通って車室外に延びている。それらの貫通穴は、ケース20と床面40とが当接する部位に形成されているため、冷媒配管51は車室内に露出しない構成となっている。
【0047】
そして、冷媒配管51におけるケース20内に位置する部位で発生した凝縮水は、エバポレータ13部で発生した凝縮水や、送風空気中に含まれていた水と共に、ドレンポート25から車室外に排出される。
【0048】
本実施形態によると、空気導入口31を底壁面27に形成しているため、送風空気中に水分が含まれている場合でも、空気導入室26に水が浸入しにくくなる。しかも、底壁面27における最下端位置に空気導入口31を配置しているため、仮に空気導入室26に水が浸入しても、その水は重力により空気導入口31から送風通路23側に排出されるため、空気導入室26に水がたまるのを防止でき、電動モータ12内への水の浸入を確実に防止できる。
【0049】
また、冷媒配管51が車室内に露出していると、そこで発生した凝縮水が床面40上に落ちるため、従来は霜付き防止用の断熱材を冷媒配管51に巻いていたが、本実施形態では、冷媒配管51が車室内に露出しない構成にしているため、断熱材を廃止して構造の簡素化やコストダウンを図ることができる。
【0050】
(他の実施形態)
上記実施形態では、空気導入室26とモータ用ダクト33とを介して、送風空気の一部を電動モータ12の内部に導くようにしたが、モータ用ダクト33を介さずに空気導入室26を直接電動モータ12の内部に連通させてもよい。
【0051】
本発明は、ファン11よりも空気流れ上流側にエバポレータ13が配置される形式の空調装置にも適用することができる。
【0052】
また、本発明は、車両エンジンからの温水(冷却水)を熱源として送風空気を加熱するヒータコアを、送風通路23中に配置した形式の空調装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態になる車両用空調装置の要部を一部破断して示す正面図である。
【図2】図1のA−B−C−D断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態になる車両用空調装置の要部を一部破断して示す正面図である。
【図4】本発明の第3実施形態になる車両用空調装置の要部を一部破断して示す正面図である。
【図5】本発明の第4実施形態になる車両用空調装置の要部を一部破断して示す図である。
【符号の説明】
11…ファン、12…モータ、20…ケース、23…送風通路、
26…空気導入室、27…底壁面、31…空気導入口、32…空気導出口、
33…モータ用ダクト。
Claims (7)
- 径方向外方に空気を吹き出す遠心式ファン(11)と、
前記ファン(11)を駆動するモータ(12)と、
ファン回転軸(11a)を略水平にして前記ファンが内部に設置されるスクロール部(21)を有し、前記スクロール部(21)と前記ファン(11)の外周との間にスクロール部流路(22)を形成すると共に、前記スクロール部流路(22)の空気流れ下流に、車室内に吹き出す送風空気の送風通路(23)を形成するケース(20)とを備え、
前記送風空気の一部を、壁面により区画形成された空気導入室(26)を介して、前記モータ(12)の内部に導くようにした車両用空調装置において、
前記スクロール部(21)は、その起点となるノーズ部(24)を備えており、
前記送風通路(23)は、前記スクロール部流路(22)から吹き出された空気が、前記ノーズ部(24)の上方を通過するように形成されており、
前記空気導入室(26)は、前記ノーズ部(24)を構成する壁面の反対側の壁面を利用して区画形成されることによって、前記ノーズ部(24)の下方に隣接して設けられており、
前記空気導入室(26)を区画形成する壁面のうち前記スクロール部流路(22)の空気流れ下流側で前記送風通路(23)と空気導入室とを隔てる側壁面(29)の最下端位置に、前記送風通路(23)と前記空気導入室(26)とを連通させる空気導入口(31)が形成され、
前記空気導入室(26)を区画形成する壁面のうちの底壁面(27)は、前記空気導入口(31)が形成された部位に向かって低くなるように傾斜していることを特徴とする車両用空調装置。 - 径方向外方に空気を吹き出す遠心式ファン(11)と、
前記ファン(11)を駆動するモータ(12)と、
ファン回転軸(11a)を略水平にして前記ファンが内部に設置されるスクロール部(21)を有し、前記スクロール部(21)と前記ファン(11)の外周との間にスクロール部流路(22)を形成すると共に、前記スクロール部流路(22)の空気流れ下流に、車室内に吹き出す送風空気の送風通路(23)を形成するケース(20)とを備え、
前記スクロール部(21)は、その起点となるノーズ部(24)を備えており、
前記送風通路(23)は、前記スクロール部流路(22)から吹き出された空気が、前記ノーズ部(24)の上方を通過するように形成されており、
さらに、前記送風通路(23)に隣接して壁面により区画形成された空気導入室(26)と、
前記空気導入室(26)と前記モータ(12)の内部とを連通させるモータ用ダクト(33)と、
前記壁面に形成されて前記送風通路(23)と前記空気導入室(26)とを連通させる空気導入口(31)と、
前記壁面に形成されて前記空気導入室(26)と前記モータ用ダクト(33)とを連通させる空気導出口(32)とを備え、
前記送風空気の一部を、前記空気導入室(26)および前記モータ用ダクト(33)を介して前記モータ(12)の内部に導くようにした車両用空調装置であって、
前記空気導入室(26)は、前記ノーズ部(24)を構成する壁面の反対側の壁面を利用して区画形成されることによって、前記ノーズ部(24)の下方に隣接して設けられており、
前記空気導入口(31)は、前記空気導入室(26)を区画形成する壁面のうち前記スクロール部流路(22)の空気流れ下流側で前記送風通路(23)と空気導入室とを隔てる側壁面(29)に形成されており、
前記壁面のうちの底壁面(27)は、前記空気導入口(31)が形成された前記側壁面(29)に向かって低くなるように傾斜していると共に、前記空気導入口(31)は、前記底壁面(27)における最下端位置に対応させて配置されていることを特徴とする車両用空調装置。 - 前記空気導出口(32)を前記空気導入口(31)よりも上方に配置したことを特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置。
- 前記ケース(20)は複数個の分割ケース(20a、20b)を合わせ面(20c)で接合して構成され、前記空気導入口(31)は前記合わせ面(20c)に繋がっていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記ケース(20)は複数個の分割ケース(20a、20b)を合わせ面(20c)で接合して構成されると共に、前記合わせ面(20c)は前記ファン回転軸(11a)の軸線に対して直交しており、前記空気導入口(31)は前記合わせ面(20c)から前記ファン回転軸(11a)の軸線方向に延びていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 径方向外方に空気を吹き出す遠心式ファン(11)と、
前記ファン(11)を駆動するモータ(12)と、
ファン回転軸(11a)を略水平にして前記ファンが内部に設置されるスクロール部(21)を有し、前記スクロール部(21)と前記ファン(11)の外周との間にスクロール部流路(22)を形成すると共に、前記スクロール部流路(22)の空気流れ下流に、車室内に吹き出す送風空気の送風通路(23)を形成するケース(20)とを備え、
前記送風空気の一部を空気導入室(26)を介して前記モータ(12)の内部に導くようにした車両用空調装置において、
前記スクロール部(21)は、その起点となるノーズ部(24)を備えており、
前記送風通路(23)は、前記スクロール部流路(22)から吹き出された空気が、前記ノーズ部(24)の上方を通過するように形成されており、
前記空気導入室(26)は、前記ノーズ部(24)を構成する壁面の反対側の壁面(28)を利用して区画形成されることによって、前記ノーズ部(24)の下方に隣接して設けられており、
前記空気導入室(26)と前記送風通路とは、前記スクロール部流路(22)の下流側で、底壁面(27)と側壁面(29)とで区画されており、
前記底壁面(27)に、前記送風通路(23)と前記空気導入室(26)とを連通させる空気導入口(31)が形成されていることを特徴とする車両用空調装置。 - 前記底壁面(27)を傾斜させると共に、前記底壁面(27)における最下端位置に前記空気導入口(31)を配置したことを特徴とする請求項6に記載の車両用空調装置。
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