JP4581286B2 - 車両用送風機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用送風機に関するものであり、車両用空調装置に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
車両用空調装置に採用される送風機は、小型で大きな送風能力を必要とされるので、通常、気体が径方向に羽根車を通過する遠心ファン(JIS B 0132 番号1004参照)を採用している。
【0003】
ところで、遠心ファン(以下、ファンと略す。)では、ファンから吹き出した空気を効率よく集合させるべく、巻き始め側から巻き終わり側に向かうほど通路断面積が増大するような渦巻き状のスクロールケーシング(以下、ケーシングと略す。)内にファンが収納されているが、ファンから吹き出す空気(の主流)は吸入口と反対側に偏るので、吸入口と反対側(電動モータ側)が巻き始め側から巻き終わり側に向かうほど、吸入口と反対側に大きく突出するように螺旋状に拡大したケーシングが提案されている。
【0004】
しかし、このケーシングでは、吸入口側の形状と電動モータ側の形状とが大きく相違するので、車両左側に配置するための送風機(ケーシング)と車両右側に配置するための送風機(ケーシング)とを共用することが難しい。
【0005】
これに対して、ケーシングのうち回転軸と平行な部位の寸法を一定として、吸入口と反対側に突出する部分を廃止すると、通路断面積を確保するためにケーシングの径寸法(空気通路を対数螺線にて拡大するときには、拡がり角)を大きくする必要があるので、ケーシングの大型化を招いてしまう。
【0006】
本発明は、上記点に鑑み、ケーシングの大型化を抑制しつつ、車両左側に配置するための送風機(ケーシング)と車両右側に配置するための送風機(ケーシング)とを共用することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、回転軸方向(CL)から空気を吸入して径外方側に空気を吹き出す遠心ファン(20)と、遠心ファン(20)を収納するとともに、遠心ファン(20)から吹き出す空気の通路(22a)を構成する渦巻き状のスクロールケーシング(22)と、遠心ファン(20)を回転駆動する駆動手段(21)とを有し、スクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)と平行な部位の寸法(W)は、スクロールケーシング(22)の巻始め側から巻終わり側に渡って略一定であり、スクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)一端側に対応する部位には吸入口(23)が形成され、回転軸方向(CL)他端側に対応する部位には駆動手段(21)が取付部材(21a)を介してスクロールケーシング(22)に固定され、遠心ファン(20)の回転軸方向略中央部を通過するファン基準線(CLf)は、スクロールケーシング(22)の巻始め側から巻終わり側に渡ってスクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)と平行な部位の略中央部を通過するケーシング基準線(CLc)より吸入口(23)側にずれており、ファン基準線(CLf)とケーシング基準線(CLc)とが平行になっており、さらに、取付部材(21a)のうち遠心ファン(20)に面するフランジ部(21d)は、スクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)他端側より回転軸方向(CL)一端側にずれた部位に位置し、取付部材(21a)にスクロールケーシング(22)の外周側内壁面(22b)と所定の隙間を介して対向した略円筒状の円筒部(21e)が形成されており、円周部(21e)と外周側内壁面(22b)との間に形成される空間は、フランジ部(21d)より回転軸方向(CL)他端側にずれた状態となるように形成されていることを特徴とする。
【0008】
これにより、スクロールケーシング(22)のうち吸入口(23)側の形状と駆動手段(21)側の形状とが大きく相違してしまうことを防止できるので、車両左側に配置するための送風機(スクロールケーシング)と車両右側に配置するための送風機(スクロールケーシング)とを共用することが可能となる。
【0009】
また、ファン基準線(CLf)は、ケーシング基準線(CLc)より吸入口(23)側にずれ、かつ、フランジ部(21d)は、スクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)他端側より回転軸方向(CL)一端側にずれた部位に位置しているので、フランジ部(21d)より回転軸方向(CL)他端側にずれた(突出した)空間が形成されるため、スクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)と平行な部位の寸法(W)を、スクロールケーシング(22)の巻始め側から巻終わり側に渡って略一定としても、十分な通路断面積を確保することができる。
【0010】
以上に述べたように、本発明では、通路断面積を確保するためにスクロールケーシングの径寸法を大きくする必要がないので、スクロールケーシングの大型化を抑制しつつ、車両左側に配置するための送風機(スクロールケーシング)と車両右側に配置するための送風機(スクロールケーシング)とを共用することが可能となる。
【0011】
なお、請求項2に記載の発明のごとく、スクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)と平行な部位の寸法(W)は、遠心ファン(20)の回転軸方向と平行な部位の寸法(h)の1.1倍より大きく、かつ、1.6倍より小さくすることが望ましい。
【0012】
また、請求項3に記載の発明のごとく、スクロールケーシング(22)のノーズ部(No)における、ノーズ部(No)と遠心ファン(20)との距離(NG)は、遠心ファン(20)の直径(D)の0.07倍未満とすることが望ましい。
【0013】
また、単純にスクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)と平行な部位の寸法(W)を拡大すると、ノーズ部(no)の通路断面積が大きくなり空気流れが不安定となるので、送風機内の圧力及び騒音レベルが悪化する。
【0014】
そこで、ノーズ部(No)と遠心ファン(20)との距離(ノーズギャップNG)を請求項3に記載の発明に示す値とすることにより、送風機の騒音レベルが悪化することを防止しつつ、送風機の性能を向上させ、かつ、スクロールケーシング(22)の小型化を図ることができる。
【0015】
請求項4に記載の発明では、回転軸方向(CL)から空気を吸入して径外方側に空気を吹き出す遠心ファン(20)と、遠心ファン(20)を収納するとともに、遠心ファン(20)から吹き出す空気の通路(22a)を構成する渦巻き状のスクロールケーシング(22)と、遠心ファン(20)を回転駆動する駆動手段(21)とを有し、スクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)と平行な部位の寸法(W)は、スクロールケーシング(22)の巻始め側から巻終わり側に渡って略一定であり、スクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)一端側に対応する部位には吸入口(23)が形成され、回転軸方向(CL)他端側に対応する部位には駆動手段(21)が取付部材(21a)を介してスクロールケーシング(22)に固定され、遠心ファン(20)の回転軸方向略中央部を通過するファン基準線(CLf)は、スクロールケーシング(22)の巻始め側から巻終わり側に渡ってスクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)と平行な部位の略中央部を通過するケーシング基準線(CLc)より吸入口(23)側にずれており、ファン基準線(CLf)とケーシング基準線(CLc)とが略平行になっており、さらに、取付部材(21a)のうち遠心ファン(20)に面するフランジ部(21d)は、スクロールケーシング(22)のうち回転軸方向(CL)他端側より回転軸方向(CL)一端側にずれた部位に位置し、取付部材(21a)にスクロールケーシング(22)の外周側内壁面(22b)と所定の隙間を介して対向した略円筒状の円筒部(21e)が形成されており、円周部(21e)と外周側内壁面(22b)との間に形成される空間は、フランジ部(21d)より回転軸方向(CL)他端側にずれた状態となるように形成されていることを特徴とする。
【0021】
因みに、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一例である。
【0022】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係る車両用送風機を車両用空調装置に適用したものであって、図1は第1実施形態による車両用空調装置の室内ユニット部10の全体構成の概略断面図であり、図2、3は室内ユニット部10を車両後方側から見た正面図であり、図2は右ハンドル車用の室内ユニット部10を示し、図3は左ハンドル車用の室内ユニット部10を示す。
【0023】
室内ユニット部10は車室内前部の計器盤(図示せず)内側において車両幅(左右)方向の略中央部に配置される。その際、室内ユニット部10は車両の上下前後左右方向に対して図1〜3の矢印のように搭載される。
【0024】
本実施形態による室内ユニット部10は、内外気切替部11、送風機部(車両用送風機)12、熱交換部13、吹出モード切替部14、及び内外気切替部11の空気出口部と送風機部12の吸入側との間を接続する接続ダクト15に大別される。なお、各部11〜15の詳細は後述する
また、室内ユニット部10は、図2、3に示すように、紙面左右方向に2分割可能な分割ケーシング体17、18をボルトやクリップ等の締結手段により締結したケーシング19(室内ユニット10)の分割面(分割ケーシングの接合面)16が、車両幅(左右)方向の略中央部に位置するように車両に搭載される。
【0025】
なお、分割ケーシング体17、18はポリプロピレンのようなある程度の弾性を有し、機械的強度の高い樹脂材料にて成形されているとともに、ケーシング19(分割ケーシング17、18)を分割面16に対して左右対称の形状とすることにより、室内ユニット部10の全体を右ハンドル車と左ハンドル車とで共通化している。
【0026】
次に、内外気切替部11及び送風機部12について説明する(図1参照)。
【0027】
内外気切替部11は、熱交換部13の上部、かつ、車両前方側の部位に配置され、送風機部12は、室内ユニット部10の下部、かつ、車両後方側(車室内乗員寄り)の部位に配置されている。
【0028】
そして、送風機部12は、図4に示すように、遠心ファン(以下、ファンと略す。)20、ファン20を回転駆動する電動モータ(駆動手段)21、及びファン20を収納するとともに、ファン20から吹き出す空気の通路22aを構成する渦巻き状の樹脂(本実施形態では、ポリプロピレン)製のスクロールケーシング(以下、ファンケーシングと呼ぶ。)22等から構成されている。
【0029】
ここで、ファンケーシング22のうち回転軸方向CLと平行な部位の寸法Wは、ファンケーシング22の巻始め側から巻終わり側に渡って略一定であり、かつ、ファンケーシング22のうち回転軸方向CL一端側に対応する部位(本実施形態では、水平方向一端側)には吸入口23が形成され、回転軸方向CL他端側(本実施形態では、水平方向他端側)に対応する部位には、電動モータ21(以下、モータ21と略す。)がモータホルダ(取付部材)21aを介してファンケーシング22に固定されている。
【0030】
なお、モータホルダ21aは、モータ21のロータ(アーマチャ)21bを収納する略円筒状のモータハウジング21cの外周部全周に渡って径外方側に突出してファン20に面する略円盤状のフランジ部21d、及びファンケーシング22の外周側内壁面22bと所定の隙間を介して対向した略円筒状の円筒部21e等からなるもので、円筒部21eがファンケーシング22に嵌合組み付けされている。
【0031】
因みに、モータハウジング21cは、ロータ21b側に面した磁性材料からなるヨーク部と、このヨーク部を覆い、かつ、モータホルダ21aが一体化された樹脂製のホルダ部とからなる二重円筒状のものである。
【0032】
また、ファン20の回転軸方向CL略中央部を通過するファン基準線CLfは、ファンケーシング22のうち回転軸方向CLと平行な部位の略中央部を通過するケーシング基準線CLcより吸入口23側(図4の左側)にずれ、かつ、モータホルダ21aのフランジ部21dは、ファンケーシング22のうち回転軸方向CL他端側(紙面右端)より回転軸方向CL一端側(吸入口23側)にずれた部位に位置している。
【0033】
このため、円筒部21eと外周側内壁面22bとの間に形成される空間(隙間)αは、フランジ部21dより回転軸方向CL他端側(紙面右端)にずれた(突出した)状態となる。
【0034】
ところで、図5は内外気切替部11と送風機部12との接続構成を示すもので、内外気切替部11は、車両幅方向に延びる空気通路24を形成するケーシング25により形成されており、このケーシング25はケーシング19の一部として一体成形されるものである。
【0035】
なお、ケーシング25は、図1に示すように、円形断面を持つ略円筒状に成形され、かつ、空気通路24の車両幅方向の両端部に円形の第1(右側)開口部26及び第2(左側)開口部27が設けられている。
【0036】
また、ケーシング19及びケーシング25の車両幅方向の中央部の上部には、図2、3に示すように、室外空気を導入する外気吸入口28が設けられており、この外気吸入口28は、車両の幅方向に対しても略中央部に位置するようになっている。そして、ケーシング25の第1開口部26及び第2開口部27のうち、一方が内気吸入口を構成し、他方が接続ダクト15の上流端と接続される内外気出口を構成するようになっている。
【0037】
具体的には、図5の実線部及び図2に示す右ハンドル車の場合には、第1開口部26を直接に車室内側に開口して内気吸入口とし、接続ダクト15の上流端を内外気出口となる第2開口部27に接続し、一方、接続ダクト15の下流端をスクロールケーシング22の左側面の吸入口23に接続する。
【0038】
また、図5の破線部及び図3に示す左ハンドル車の場合には第2開口部27を直接車室内へ開口して内気吸入口とし、接続ダクト15の上流端を内外気出口となる第1開口部26に接続し、一方、接続ダクト15の下流端をスクロールケーシング22の右側面の吸入口23に接続する。
【0039】
一方、空気通路24内の車両幅方向の略中央部(外気吸入口28の下方側)には、内外気切替ドア29が回転軸30a,30bにより回転可能に配置されている。なお、図6は図1のX−X断面図であり、図7は内外気切替ドア29単体の形態を示すもので、内外気切替ドア29のドア本体31は、図1、図7(d)に示すように、車両前後方向には半円状に形成された円周面、及び車両前後方から見て、上方側に底辺を有するような三角状(図6、図7b)参照)に側面部を有した鞍形状となっている。
【0040】
そして、ドア本体31の車両前後方向の両端部には、回転軸30a、30bが配置されているとともに、ドア本体31と回転軸30a、30bとは樹脂にて一体成形されている。
【0041】
また、ドア本体31の車両幅方向の左右の両縁部には弾性シール材32、33が固着されており、この弾性シール材32、33は弾性に富んだゴム系の弾性体により断面V字状に形成されてリップシール形状を構成している。
【0042】
なお、図6は右ハンドル車用(図2)として構成された内外気切替ドア29を示しており、ドア本体31の両縁部の弾性シール材32、33のV字状の左側先端部が外気吸入口28のシール面34、35に圧着して外気吸入口28を全閉し、ケーシング25の空気通路24の第1、第2開口部26、27間を開放しているので、内気吸入モードの状態となっている。
【0043】
そして、図6に示す状態から内外気切替ドア29を回転軸30a,30bを中心として矢印C方向に回転することにより、弾性シール材33のV字状の右側先端部が外気吸入口28のシール面34に圧着し、弾性シール材32のV字状の右側先端部が空気通路24内壁のシール面36に圧着して、内気吸入口をなす第1開口部26を閉塞し、外気吸入口28を全開する。これにより、外気吸入モードを設定できる。
【0044】
また、左ハンドル車の場合(図3)には、内外気切替ドア29として、弾性シール材32のV字状の右側先端部が外気吸入口28のシール面34に圧着し、弾性シール材33のV字状の右側先端部が外気吸入口28のシール面35に圧着して、外気吸入口28を全閉するタイプのものを用いる。この外気吸入口28の全閉時は空気通路24の第1、第2開口部26、27間を開放するので、内気吸入モードの状態となる。
【0045】
そして、この内外気切替ドア29を回転軸30a,30bを中心として矢印D方向に回転することにより、弾性シール材32のV字状の左側先端部が外気吸入口28のシール面35に圧着し、弾性シール材33のV字状の左側先端部が空気通路24内壁のシール面37に圧着して、内気吸入口をなす第2開口部27を閉塞し、外気吸入口28を全開する。これにより、外気吸入モードを設定できる。
【0046】
なお、内外気切替ドア29を図6、7に示す形状に限定されるものではなく、通常の板ドア等により構成してもよい。
【0047】
次に、室内ユニット部10のケーシング19内に配置される熱交換部13について述べる(図1参照)。
【0048】
熱交換部13は送風機部12の車両前方側に配置され、送風機部12のスクロールケーシング22の出口側から車両前方へ向かって延びる入口通路40がケーシング19内の最下部に形成されている。そして、ケーシング19内において、入口通路40の上方部位に冷房用熱交換器をなす蒸発器41が配置されている。
【0049】
なお、蒸発器41は略長方形の薄型形状であり、ケーシング19の底面部より所定高さだけ上方部位にて略水平方向に配置されている。
【0050】
ここで、略水平とは、厳密な水平配置ではなく、水平より微小角度だけ空気下流側(車両前方側)に向かって下方へ傾斜配置している。これは、蒸発器41に発生する凝縮水を空気流れに沿って空気下流側の傾斜下端部に集め、この傾斜下端部より凝縮水を下方へスムースに排出するためである。
【0051】
なお、蒸発器41は、蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器であり、車室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発することにより、車室内に吹き出す空気を冷却するものである。
【0052】
また、ケーシング19のうち蒸発器41の下方に位置する底面部は、凝縮水受け部を構成し、その最底部に凝縮水排出口(図示せず)が開口している。
【0053】
蒸発器41は、周知のようにタンク部41a、41bの間に熱交換部41cを配置した構成であり、この熱交換部41cは偏平チューブ(図示せず)と複数のコルゲート状の伝熱フィン(図示せず)とを交互に並列的に多数積層して接合した構成である。入口通路40の空気は蒸発器41の熱交換部を矢印Eのように下方から上方へ通過するようになっている。
【0054】
そして、ケーシング19内において、蒸発器41の空気流れ下流側、すなわち、蒸発器41の上方側で、かつ、車両後方側にヒータコア42が略直角状に垂直方向に配置されている。ここで、ヒータコア42は、車両エンジン(図示せず)からの温水により空気を加熱する暖房用熱交換器である。
【0055】
このヒータコア42は、上下方向に所定間隔を隔てて対向配置した温水入口タンク部42aと温水出口タンク部42bとの間に熱交換部42cを配置した構成であり、この熱交換部42cは、複数の偏平チューブ(図示せず)と複数のコルゲート状の伝熱フィン(図示せず)とを交互に並列的に積層し接合した構成である。
【0056】
このヒータコア42は、いわゆる全パスタイプ(一方向流れタイプ)のヒータコアであり、温水入口タンク部42aから温水を複数の偏平チューブの全てを通して、温水出口タンク部42bに向かって下方から上方への一方向に流す構成となっている。
【0057】
上記したように、略水平方向に配置された蒸発器41に対して、ヒータコア42を略直角状に垂直方向に配置しているのであるが、その際に、蒸発器41の水平方向の一端部(本例では、車両後方側に位置するタンク部41a側)に、ヒータコア42の下方の一端部(本例では温水入口タンク部42a側)を近接配置している。
【0058】
ここで、図示の例では、蒸発器41の一端のタンク部41aとヒータコア42の下方端の温水入口タンク部42aとの間に所定間隔43を設けて、両者の間の断熱を行うようになっている。
【0059】
上記のようにヒータコア42の下方端部を蒸発器41の水平方向の車両後方側の一端部に近接配置して、ヒータコア42を蒸発器41の上方側へ垂直に配置しているため、ヒータコア42よりも車両前方側の部位に、ヒータコア42の熱交換部42cの面と平行に垂直方向(上下方向)に延びる空間44を形成できる。そして、この空間44の上方部に、ヒータコア42をバイパスして冷風を矢印Fのように流す冷風バイパス通路45が形成されている。
【0060】
ヒータコア42の上方端部付近で、車両前方側の部位にはエアミックスドア46の回転軸46aが配置されている。この回転軸46aは、図1の紙面垂直方向(車両幅方向)に延びるように配置され、回転軸46aの両端部はケーシング19の壁面の軸受孔(図示せず)により回転可能に保持される。回転軸46aには板状のエアミックスドア45の上端部が一体に連結され、エアミックスドア45は空間43内で回転軸46aを中心として、図1の実線位置と2点鎖線位置との間で回転可能になっている。
【0061】
ここで、エアミックスドア45の実線位置はヒータコア42の熱交換部42cの通風路を全閉する最大冷房位置であって、2点鎖線位置は冷風バイパス通路45を全閉する最大暖房位置である。エアミックスドア45がヒータコア42の熱交換部42cの通風路を開けると、空間44の空気は矢印Gのように熱交換部42cを車両前方側から車両後方側へと通過する。
【0062】
エアミックスドア46は周知のごとくヒータコア42の熱交換部42cを通過する温風(矢印G)とヒータコア42をバイパスして冷風バイパス通路45を通過する冷風(矢印F)との風量割合を調整して車室内への吹出空気温度を調整する温度調整手段である。
【0063】
ケーシング19内においてヒータコア42及び冷風バイパス通路45の車両後方側(送風機部12の上方側)に空気混合部47が形成され、ここで、上記温風(矢印G)と上記冷風(矢印F)が混合される。この冷温風の混合により所望温度の空気が得られる。
【0064】
この空気混合部47の下流側、すなわち、空気混合部47の斜め後方の上側に吹出モード切替部14が配置されている。本例の吹出モード切替部14は、車両幅方向に延びる半円筒状の開口シール面48をケーシング19に形成し、この開口シール面48のうち、車両後方側の面にフット開口部49を配置し、フット開口部49の開口位置より上方位置にフェイス開口部50を配置し、このフェイス開口部50の車両前方側にデフロスタ開口部51を配置している。
【0065】
半円筒状の開口シール面48の内側には、吹出モード切替ドア52が回転軸53により回転可能に配置されている。この吹出モード切替ドア52は一般にロータリドアと称されるタイプのドアであって、回転軸53を中心とする所定曲率の円周壁面を有するドア本体52aを有している。ドア本体52aの円周方向の中間部位に連通穴52bを有し、このドア本体52aの回転により上記の各開口部49〜51を開閉する。
【0066】
なお、フット開口部49はフット吹出通路部54を介してフット吹出口54aに連通し、このフット吹出口54aは車両幅方向の左右両側に開口しており、ここから乗員の足元部に向けて空気を吹出すようになっている。フェイス開口部50は図示しないフェイスダクトを介して乗員の顔部に向けて空気を吹出すものである。デフロスタ開口部51は図示しないデフロスタダクトを介して車両前面窓ガラスの内面に向けて空気を吹出すものである。
【0067】
なお、吹出モード切替ドア52の回転軸53は、図示しないリンク機構を介して吹出モード操作機構に連結されて、この吹出モード操作機構によりドア52を回転操作する。同様に、エアミックスドア46の回転軸46aもリンク機構を介して温度調整操作機構に連結されて、この温度調整操作機構によりエアミックスドア46の開度が調整される。また、内外気切替ドア29の回転軸30a,30bの一方もリンク機構を介して内外気切替操作機構に連結されて、この内外気切替操作機構により内外気切替ドア29を回転操作する。
【0068】
これらの吹出モード操作機構、温度調整操作機構及び内外気切替操作機構は、サーボモータを用いたオート操作機構で構成しても、乗員の手動操作力によるマニュアル操作機構のいずれでもよい。
【0069】
次に、上記構成に基づいて本実施形態の作動を簡単に説明する。
【0070】
モータ21によりファン20を作動させると、内外気切替部11から内気または外気が吸入され、この吸入空気は接続ダクト15を介してスクロールケーシング22の吸入口23に吸入される。
【0071】
そして、この吸入空気は、ファン20によりスクロールケーシング22内を送風され、矢印B(図1参照)のごとく車両後方側から車両前方側へ向かって送風される。従って、送風空気は蒸発器41の下側の入口通路40へ導入され、その後、蒸発器41を矢印Eのごとく下方から上方へ通過して冷却され、冷風となる。
【0072】
この冷風は、次に、エアミックスドア46の開度により冷風バイパス通路45を通過する冷風Fとヒータコア42を通過する温風Gとに振り分けられるので、エアミックスドア46により冷風Bと温風Fの風量割合を調整することにより、この冷風Fと温風Gが空気混合部47付近で混合して所望の温度の空気が得られる。
【0073】
そして、吹出モード切替ドア52を操作して、フット開口部49とフェイス開口部50とデフロスタ開口部51の開閉を選択することにより、所定の1つの開口部または複数の開口部から車室内へ空気を吹き出すことができる。
【0074】
次に、ファンケーシング22の製造方法の概略を述べる。
【0075】
ファンケーシング22を樹脂成形するための樹脂成型用(溶融状態の材料が充填される)金型を、図8に示すように、ファン20の回転軸方向CL一端側対応する部位に設けられた第1開口部221を形成する第1入れ子110、及び回転軸方向CL他端側対応する部位に設けられた第2開口部222を形成する第2入れ子120それぞれが、本体金型100に対して取り外し可能なものとするとともに、両入れ子110、120を本体金型100に取り付けた状態で溶融状態の樹脂を充填する。
【0076】
次に、本実施形態の特徴(作用効果)を述べる。
【0077】
ファンケーシング22のうち回転軸方向CLと平行な部位の寸法Wは、ファンケーシング22の巻始め側から巻終わり側に渡って略一定であるので、ファンケーシング22のうち吸入口23側の形状とモータ21側の形状とが大きく相違してしまうことを防止できる。
【0078】
したがって、ファンケーシング22の製造方法の説明の欄で述べたように、入れ子110、120を交換するのみで、容易に右ハンドル車用のファンケーシング22及び左ハンドル車用ファンケーシング22を製造することができる。延いては、車両左側に配置するための送風機(ファンケーシング)と車両右側に配置するための送風機(ファンケーシング)とを共用することが可能となる。
【0079】
また、ファン20の回転軸方向CL略中央部を通過するファン基準線CLfは、ファンケーシング22のうち回転軸方向CLと平行な部位の略中央部を通過するケーシング基準線CLcより吸入口23側(図4の左側)にずれ、かつ、モータホルダ21aのフランジ部21dは、ファンケーシング22のうち回転軸方向CL他端側(紙面右端)より回転軸方向CL一端側(吸入口23側)にずれた部位に位置しているので、フランジ部21dより回転軸方向CL他端側(図4の右端)にずれた(突出した)空間αが形成されるため、ファンケーシング22のうち回転軸方向CLと平行な部位の寸法Wを、ファンケーシング22の巻始め側から巻終わり側に渡って略一定としても、十分な通路断面積を確保することができる。
【0080】
以上に述べたように、本実施形態では、通路断面積を確保するためにファンケーシングの径寸法(空気通路22aを対数螺線にて拡大するときには、拡がり角)を大きくする必要がないので、ファンケーシングの大型化を抑制しつつ、車両左側に配置するための送風機(ファンケーシング)と車両右側に配置するための送風機(ファンケーシング)とを共用することが可能となる。
【0081】
なお、本実施形態では、拡がり角を4.5°としている。因みに、拡がり角とは、r=ro・e(n・ θ )(対数螺線方程式)のnを言い、roは図9に示すように、ファン20(ファンケーシング20)の中心とノーズ部Noとを結ぶ線Lo上における、ファン20(ファンケーシング20)の中心からファンケーシング20の外周側内壁面22bまでの寸法を言い、巻き角θは線Loからファン20の回転の向きに図った角度を言う。
【0082】
また、ノーズ部Noとは、周知のごとく、ファンケーシング22の巻き始め側と巻き終わり側との重なる部分を言い、このノーズ部Noでは、空気上流側と空気下流とが、僅かな隙間を介して連通している。
【0083】
また、ファン20の回転軸方向CL略中央部を通過するファン基準線CLfは、ファンケーシング22のうち回転軸方向CLと平行な部位の略中央部を通過するケーシング基準線CLcより吸入口23側(図4の左側)にずれているので、図10(a)に示すように、ファン基準軸CLfにおいてファンケーシング22内を流通する空気の風速が最大となるような略正規分布状となる。因みに、図10(b)は、ファン基準軸CLfとケーシング基準線CLcとを一致させたときの風速分布を示すものである。
【0084】
ところで、図11は、ファンケーシング22のうち回転軸方向CLと平行な部位の寸法(以下、スクロール幅Wと呼ぶ。)とファン20の回転軸方向と平行な部位の寸法(以下、ファン幅hと呼ぶ。)との比をパラメータとする送風機部12の送風特性を示す試験結果であり、図12はノーズギャップ(ファン20とノーズ部Noとの距離)NGと送風機部12の送風特性との関係を示す試験結果であり、これらの試験結果から明らかなように、スクロール幅Wはファン幅hの1.1倍より大きく、かつ、1.6倍より小さくすることが望ましく、さらに望ましくは、スクロール幅Wをファン幅hの1.1倍より大きく、かつ、1.6倍より小さくした状態でノーズギャップNGをファン20の直径Dの0.07倍未満とすることが望ましい。なお、本実施形態は、スクロール幅Wはファン幅hの1.3倍であり、ノーズギャップNGは、ファン直径Dの0.05倍である。
【0085】
因みに、上記の試験方法は、送風量350m3としたときに100Paの圧力損失(通風抵抗)が発生するよう状態として、JIS B 8330及びJISB 8346に準拠して測定した結果である。また、比騒音、効率、流量係数及び圧力係数の定義は、JIS B 0132による。
【0086】
(第2実施形態)
上場の実施形態では、内外気切替部11及び送風機部12等が全て、車両幅方向略中央部に配設されるセンタ置きユニットであったが、本実施形態は、図13に示すように、内外気切替部11、熱交換部13及び吹出モード切替部14等(以下、これらを総称して空調ユニットと呼ぶ。)を車両幅方向略中央部に配設し、送風機部12を接続ダクト15を介して空調ユニットに対して車両幅方向(右側又は左側)にずらして(オフセット)配置した室内ユニット10に対して適用したものである。
【0087】
そして、本実施形態では、図14に示すように、室内ユニット10(空調ケーシング)を構成する部品のうち、車種に共通使用される共通部品(本実施形態では、内外気切替部11、熱交換部13及び吹出モード切替部14)と車種毎に設定した専用部品(本実施形態では、ファンケーシング22及び接続ダクト15)とを別部品として製造し、右ハンドル用の専用部品と左ハンドル用の専用部品とを組み付け時に選定して組み付けることにより、容易に右ハンドル用の室内ユニット10と左ハンドル用の室内ユニット10とを製造することができる。
【0088】
(第3実施形態)
本実施形態は、図15に示すように、モータホルダ21a(フランジ部21d)に、ファン20から離れるほど、外径側に拡がるようなテーパ部21fを設けたものである。
【0089】
これにより、ファン20から吹き出す空気を滑らかに空気通路22a内に導くことができる。
【0090】
(第4実施形態)
本実施形態は、図16に示すように、ファン20の回転軸方向CL一端側対応する部位に設けられた第1開口部221と、回転軸方向CL他端側対応する部位に設けられた第2開口部222とを同一形状とするとともにに、吸入口23の外縁部に形成されるベルマウス部23aを別部品として、組み付け時にベルマウス部23aをファンケーシング22に組み付けるようにしたものである。因みに、本実施形態では、モータホルダ21a、及びベルマウス部23aはボルトb等の締結手段により組み付けられている。
【0091】
これにより、上述の実施形態と異なり、入れ子110、120を用いて開口部221、222形状を相違させる必要がないので、ファンケーシング22を製造するための金型費を低減しつつ、車両左側に配置するための送風機(ファンケーシング)と車両右側に配置するための送風機(ファンケーシング)とを共用することができる。
【0092】
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、送風機部12が下方側に配置された室内ユニット10であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図17に示すように、送風機部12が上方側に配置された室内ユニット10であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による車両用空調装置の室内ユニット部の概略断面図である。
【図2】図1の室内ユニット部の車室内側からみた正面図で、右ハンドル車の場合を示す。
【図3】図1の室内ユニット部の車室内側からみた正面図で、左ハンドル車の場合を示す。
【図4】本発明の第1実施形態に係る送風機の断面図である。
【図5】第1実施形態による内外気切替部と送風機部との接続構成の説明図である。
【図6】図1のX−X断面図である。
【図7】(a)は第1実施形態による内外気切替ドアの平面図、(b)は同ドアの正面図、(c)は同ドアの斜視図、(d)は同ドアの側面図である。
【図8】本発明の第1実施形態に係る送風機の効果を説明するための説明図である。
【図9】本発明の第1実施形態に係る送風機の正面図である。
【図10】本発明の第1実施形態に係る送風機の効果を説明するための説明図である。
【図11】ファンケーシング22のうち回転軸方向CLと平行な部位の寸法(スクロール幅Wと呼ファン20の回転軸方向と平行な部位の寸法(ファン幅h)との比をパラメータとする送風機部12の送風特性を示すグラフである。
【図12】ノーズギャップNGと送風機部の送風特性との関係を示すグラフである。
【図13】本発明の第2実施形態による車両用空調装置の室内ユニットの斜視図である。
【図14】本発明の第2実施形態による車両用空調装置の効果を説明するための説明図である。
【図15】本発明の第3実施形態に係る送風機の断面図である。
【図16】本発明の第4実施形態に係る送風機の断面図である。
【図17】(a)は本発明のその他の実施形態による車両用空調装置の室内ユニットの断面図であり、(b)は本発明のその他の実施形態による車両用空調装置の室内ユニットの正面図である。
【符号の説明】
20…遠心ファン、21…電動モータ(駆動手段)、
21a…モータホルダ(取付部材)、22…スクロールケーシング、
23…吸入口。
Claims (4)
- 回転軸方向(CL)から空気を吸入して径外方側に空気を吹き出す遠心ファン(20)と、
前記遠心ファン(20)を収納するとともに、前記遠心ファン(20)から吹き出す空気の通路(22a)を構成する渦巻き状のスクロールケーシング(22)と、
前記遠心ファン(20)を回転駆動する駆動手段(21)とを有し、
前記スクロールケーシング(22)のうち前記回転軸方向(CL)と平行な部位の寸法(W)は、前記スクロールケーシング(22)の巻始め側から巻終わり側に渡って略一定であり、
前記スクロールケーシング(22)のうち前記回転軸方向(CL)一端側に対応する部位には吸入口(23)が形成され、前記回転軸方向(CL)他端側に対応する部位には前記駆動手段(21)が取付部材(21a)を介して前記スクロールケーシング(22)に固定され、
前記遠心ファン(20)の回転軸方向略中央部を通過するファン基準線(CLf)は、前記スクロールケーシング(22)の巻始め側から巻終わり側に渡って前記スクロールケーシング(22)のうち前記回転軸方向(CL)と平行な部位の略中央部を通過するケーシング基準線(CLc)より前記吸入口(23)側にずれており、
前記ファン基準線(CLf)と前記ケーシング基準線(CLc)とが平行になっており、
さらに、前記取付部材(21a)のうち前記遠心ファン(20)に面するフランジ部(21d)は、前記スクロールケーシング(22)のうち前記回転軸方向(CL)他端側より前記回転軸方向(CL)一端側にずれた部位に位置し、
前記取付部材(21a)に前記スクロールケーシング(22)の外周側内壁面(22b)と空間を介して対向した略円筒状の円筒部(21e)が形成されており、
前記円筒部(21e)と前記外周側内壁面(22b)との間に形成される前記空間は、前記フランジ部(21d)より回転軸方向(CL)他端側にずれた状態となるように形成され、
前記円筒部(21e)は前記空間に面していることを特徴とする車両用送風機。 - 前記スクロールケーシング(22)のうち前記回転軸方向(CL)と平行な部位の寸法(W)は、前記遠心ファン(20)の回転軸方向と平行な部位の寸法(h)の1.1倍より大きく、かつ、1.6倍より小さいこと特徴とする請求項1に記載の車両用送風機。
- 前記スクロールケーシング(22)のノーズ部(No)における、前記ノーズ部(No)と前記遠心ファン(20)との距離(NG)は、前記遠心ファン(20)の直径(D)の0.07倍未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用送風機。
- 回転軸方向(CL)から空気を吸入して径外方側に空気を吹き出す遠心ファン(20)と、
前記遠心ファン(20)を収納するとともに、前記遠心ファン(20)から吹き出す空気の通路(22a)を構成する渦巻き状のスクロールケーシング(22)と、
前記遠心ファン(20)を回転駆動する駆動手段(21)とを有し、
前記スクロールケーシング(22)のうち前記回転軸方向(CL)と平行な部位の寸法(W)は、前記スクロールケーシング(22)の巻始め側から巻終わり側に渡って略一定であり、
前記スクロールケーシング(22)のうち前記回転軸方向(CL)一端側に対応する部位には吸入口(23)が形成され、前記回転軸方向(CL)他端側に対応する部位には前記駆動手段(21)が取付部材(21a)を介して前記スクロールケーシング(22)に固定され、
前記遠心ファン(20)の回転軸方向略中央部を通過するファン基準線(CLf)は、前記スクロールケーシング(22)の巻始め側から巻終わり側に渡って前記スクロールケーシング(22)のうち前記回転軸方向(CL)と平行な部位の略中央部を通過するケーシング基準線(CLc)より前記吸入口(23)側にずれており、
前記ファン基準線(CLf)と前記ケーシング基準線(CLc)とが略平行になっており、
さらに、前記取付部材(21a)のうち前記遠心ファン(20)に面するフランジ部(21d)は、前記スクロールケーシング(22)のうち前記回転軸方向(CL)他端側より前記回転軸方向(CL)一端側にずれた部位に位置し、
前記取付部材(21a)に前記スクロールケーシング(22)の外周側内壁面(22b)と空間を介して対向した略円筒状の円筒部(21e)が形成されており、
前記円筒部(21e)と前記外周側内壁面(22b)との間に形成される前記空間は、前記フランジ部(21d)より回転軸方向(CL)他端側にずれた状態となるように形成され、
前記円筒部(21e)は前記空間に面していることを特徴とする車両用送風機。
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