JP2006175930A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルタ等を保持するためのリブを備える空調装置において、風量を増加させる。
【解決手段】 送風機３における吸入口３２１の周囲に複数のリブ３２２を備え、リブ３２２にフィルタ２または整流格子を載せて保持する空調装置において、リブ３２２は、フィルタ２または整流格子を通過した空気流を、吸入口３２１側に案内するように向きが設定されている。これによると、回転しつつ吸入口３２１に向かって進む空気流のうち外周側部分の空気流Ｂは、リブ３２２に衝突した後リブ３２２に誘導されて吸入口３２１側に向かい、その風に引かれてリブ３２２間に停滞している空気が流れる。したがって、従来は空気が流れなかった部位も空気通路として利用されるため、風量を増加させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フィルタまたは整流格子をリブに載せて保持する空調装置に関するものである。

従来の一般的な車両用空調装置は、吸入される空気を清浄化するフィルタを、空気流を発生させる送風機の空気流れ上流側に配置している（例えば、特許文献１参照）。

そして、より詳細には、図７に示すように、送風機における吸入口３２１の周囲にリブ３２２が設けられ、空気を清浄化するフィルタをこのリブ３２２に載せて保持するようになっている。リブ３２２は、送風機の回転軸Ｚを挟んで平行に２つ形成されている。そして、フィルタ設置部前後付近では、空気流は回転軸Ｚに沿って且つ回転しつつ吸入口３２１に向かって進む。
特開平１０−３３１７９５号公報

しかしながら、図７に示す従来の空調装置は、フィルタと吸入口３２１との間の空気通路は２つのリブ３２２に挟まれた部分であり、各リブ３２２とケース３２の側壁との間の空間Ｅは空気が流れないため、空気通路面積が不足して充分な風量を得ることができないという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、フィルタ等を保持するためのリブを備える空調装置において、風量を増加させることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気通路を形成するケース（１１、３２）と、回転軸（Ｚ）を中心に回転して空気通路中に空気流を発生する送風機（３）と、ケース（１１、３２）に形成されるとともに、送風機（３）における吸入口（３２１）の周囲に配置された複数のリブ（３２２）と、空気通路中に配置されるとともに、リブ（３２２）に載せられて保持されるフィルタ（２）または整流格子とを備える空調装置において、リブ（３２２）は、フィルタ（２）または整流格子を通過した空気流を、吸入口（３２１）側に案内するように向きが設定されていることを特徴とする。

これによると、回転しつつ吸入口に向かって進む空気流のうち外周側部分の空気流は、リブに衝突した後リブに誘導されて吸入口側に向かい、その風に引かれてリブ間に停滞している空気が流れる。したがって、従来は空気が流れなかった部位も空気通路として利用されるため、風量を増加させることができる。

請求項２に記載の発明では、空気通路を形成するケース（１１、３２）と、回転軸（Ｚ）を中心に回転して空気通路中に空気流を発生する送風機（３）と、ケース（１１、３２）に形成されるとともに、送風機（３）における吸入口（３２１）の周囲に配置された複数のリブ（３２２）と、空気通路中に配置されるとともに、リブ（３２２）に載せられて保持されるフィルタ（２）または整流格子とを備える空調装置において、リブ（３２２）は、回転向き（Ｒ）の前方側が吸入口（３２１）側に寄るように斜めに形成されていることを特徴とする。

これによると、請求項１の発明と同様にして、風量を増加させることができる。

請求項３に記載の発明では、空気通路を形成するケース（１１、３２）と、回転軸（Ｚ）を中心に回転して空気通路中に空気流を発生する送風機（３）と、ケース（１１、３２）に形成されるとともに、送風機（３）における吸入口（３２１）の周囲に配置された複数のリブ（３２２）と、空気通路中に配置されるとともに、リブ（３２２）に載せられて保持されるフィルタ（２）または整流格子とを備える空調装置において、リブ（３２２）の両端部のうち送風機（３）の回転向き（Ｒ）の前方側に位置する端部を前方側端部（３２２ａ）とし、リブ（３２２）の両端部のうち送風機（３）の回転向き（Ｒ）の後方側に位置する端部を後方側端部（３２２ｂ）とし、前方側端部（３２２ａ）から回転軸（Ｚ）までの距離を前方側距離（Ｌ１）とし、後方側端部（３２２ｂ）から回転軸（Ｚ）までの距離を後方側距離（Ｌ２）としたとき、リブ（３２２）は、前方側距離（Ｌ１）よりも後方側距離（Ｌ２）の方が長く、且つ、回転軸（Ｚ）と前方側端部（３２２ａ）とを結ぶ線に対して傾斜していることを特徴とする。

これによると、請求項１の発明と同様にして、風量を増加させることができる。

請求項４に記載の発明のように、送風機（３）として、遠心式送風機を用いることができる。

請求項５に記載の発明では、請求項３に記載の空調装置において、複数のリブ（３２２）は、回転軸（Ｚ）と前方側端部（３２２ａ）とを結ぶ線に対する傾斜角（θ）が等しいことを特徴とする。

そして、全てのリブの傾斜角θを、リブに衝突した空気流を吸入口側に誘導するために適切な角度に設定することにより、さらに風量を増加させることができる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の空調装置において、ケース（１１、３２）は、フィルタ（２）または整流格子を脱着するための開口部（１１３）を備え、リブ（３２２）の両端部のうち開口部（１１３）に近い側の端部が、フィルタ（２）または整流格子の挿入向きに対して傾斜していることを特徴とする。

これによると、フィルタまたは整流格子の挿入作業性が向上する。

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。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る空調装置の送風機ユニット部を模式的に半断面で示す正面図、図２は図１のファンケース単体の平面図である。

図１に示す送風機ユニット部は、通常、自動車の車室内前部の計器盤下方で、助手席側の部位に配置される。なお、図１の上下方向の矢印は、車両搭載時における送風機ユニット部の上下方向を示している。

送風機ユニット部は、図１に示すように、空気流れ上流側から順に、内気導入口および外気導入口をドアにて開閉する内外気切替装置１、吸入される空気を清浄化するフィルタ２、空気流を発生させる送風機３が配置されている。

内外気切替装置１は、空気通路を形成する樹脂製の切替箱ケース１１を備え、切替箱ケース１１には、車室内空気を導入するための内気導入口１１１と、車室外空気を導入するための外気導入口１１２が形成されている。

ここで、内気導入口１１１は車室内空間に直接連通し、一方、外気導入口１１２は図示しない外気取り入れ通路を介して車体側の外気取り入れ口に接続され、この車体側の外気取り入れ口から外気が外気導入口１１２に導入されるようになっている。

切替箱ケース１１には、内気導入口１１１および外気導入口１１２を開閉する内外気切替ドア１２が、回転自在に装着されている。因みに、図１は、内外気切替ドア１２により外気導入口１１２を閉塞して、内気導入口１１１を全開する内気モードの状態を示しているので、外気導入口１１２の開口領域に内外気切替ドア１２が全面的に重合している。そして、内外気切替ドア１２が図１において時計回りに約９０°回転することにより、内気導入口１１１を閉塞して外気導入口１１２を全開する外気モードの状態となる。

切替箱ケース１１には、フィルタ２の脱着のために開口部１１３が形成されており、この開口部１１３は通常はカバー（図示せず）によって閉塞されている。このカバーは切替箱ケース１１に脱着可能に取り付けられており、カバーを取り外すことによりフィルタ２を開口部１１３から脱着して交換可能になっている。

因みに、フィルタ２は、ひだ折りされた不織布製のフィルタ濾材と、フィルタ濾材の両端に配置されてフィルタ濾材のひだ折り形状を保持する端板とを備えている。

送風機３は、回転軸Ｚ方向から吸入した空気を径方向外側に向けて吹き出す遠心式の多翼送風機であり、回転軸Ｚを中心に回転して空気を径方向外側に向けて吹き出す樹脂製の羽根車３１と、空気通路を形成するとともに羽根車３１を収納し、羽根車３１から吹き出す空気を集合させる渦巻き状の流路を形成する樹脂製のファンケース３２と、羽根車３１を駆動する電動モータ３３とからなる。なお、切替箱ケース１１およびファンケース３２は、本発明のケースに相当する。

図１、図２に示すように、ファンケース３２には、フィルタ２と対向する側にベルマウス状の吸入口３２１が形成されている。この吸入口３２１は、開口部が円形であり、羽根車３１の回転軸Ｚと同軸になっている。そして、内気導入口１１１または外気導入口１１２から導入された空気は、フィルタ２を通過した後、吸入口３２１を通って羽根車３１内に流入するようになっている。

ファンケース３２には、吸入口３２１の周囲に、フィルタ２が載せられる多数のリブ３２２が形成されている。このリブ３２２は、回転軸Ｚ方向に延びるとともに（図１参照）、ファンケース３２の側壁から内部側に向かって延びている（図２参照）。

ここで、リブ３２２を回転軸Ｚ方向に見たときのリブ３２２の向きについて、図２にて説明する。リブ３２２の両端部３２２ａ、３２２ｂのうち羽根車３１の回転向きＲの前方側に位置する端部３２２ａを前方側端部とし、リブ３２２の両端部３２２ａ、３２２ｂのうち回転向きＲの後方側に位置する端部３２２ｂを後方側端部とし、前方側端部３２２ａから回転軸Ｚまでの距離Ｌ１を前方側距離とし、後方側端部３２２ｂから回転軸Ｚまでの距離Ｌ２を後方側距離とする。

このとき、リブ３２２は、前方側距離Ｌ１よりも後方側距離Ｌ２の方が長くなっている。また、リブ３２２における空気流が衝突する側の面は、回転軸Ｚと前方側端部３２２ａとを結ぶ線Ａに対して傾斜しており、その傾斜角θは鈍角である。

換言すると、リブ３２２の向きは、フィルタ２を通過した空気流を吸入口３２１側に案内するように設定されている。さらに換言すると、リブ３２２は、回転向きＲの前方側が吸入口３２１側に寄るように（近づくように）斜めに形成されている。

なお、リブ３２２を回転軸Ｚ方向に見たときのリブ３２２の向きは、本実施形態では全て平行になっている。

また、送風機３の空気流れ下流側には、送風空気と冷凍サイクル内の冷媒との熱交換により送風空気を冷却する蒸発器（図示せず）、送風空気とエンジン冷却水との熱交換により送風空気を加熱するヒータコア（図示せず）、ヒータコアを通る風量とバイパス通路を通る風量との風量割合を調節することにより車室内に吹き出す空気の温度を調節するエアミックスドア（図示せず）が配設されている。

上記構成において、送風機３の作動により、内気導入口１１１または外気導入口１１２から導入された空気が切替箱ケース１１内を流通する。導入された空気は、フィルタ２にて塵埃が捕集される。そして、フィルタ２にて塵埃が捕集されて清浄化された空気は、蒸発器やヒータコアを通過して温度が調整され、車室内に吹き出される。

ここで、フィルタ２設置部前後付近では、空気流は回転軸Ｚに沿って且つ回転しつつ吸入口３２１に向かって進む。そして、図２に示すように、回転しつつ吸入口３２１に向かって進む空気流のうち外周側部分の空気流Ｂは、リブ３２２に衝突した後リブ３２２に誘導されて吸入口３２１側に向かい、その風（空気流Ｂ）に引かれて、リブ３２２間に停滞している空気が矢印Ｃで示すように吸入口３２１側に流れる。したがって、従来は空気が流れなかった部位も空気通路として利用されるため、風量が増加する。

図３は、本実施形態の空調装置と従来の空調装置の風量を比較したもので、横軸は吸入口３２１とリブ３２２間の最小距離Ｌｍｉｎ、縦軸はリブがない場合の風量を基準にした風量変化量である。

図３から明らかなように、従来の空調装置においては、最小距離Ｌｍｉｎの減少に伴って風量が低下する。そして、最小距離Ｌｍｉｎを２２ｍｍにした場合、従来の空調装置は約５ｍ^３／ｈ風量が低下するのに対し、本実施形態の空調装置は風量が低下しなかった。因みに、最小距離Ｌｍｉｎを２２ｍｍにした従来の空調装置を基準にすると、最小距離Ｌｍｉｎを２２ｍｍにした本実施形態の空調装置は、約３％風量が増加した。

以上のように、本実施形態では、リブ３２２は、前方側距離Ｌ１よりも後方側距離Ｌ２の方が長く、且つ、回転軸Ｚと前方側端部３２２ａとを結ぶ線Ａに対して傾斜しているため、リブ３２２間に停滞している空気が吸入口３２１側に流れるようになり、風量が増加する。

なお、回転軸Ｚから離れた位置にあるリブ３２２には空気があまり流れないため、そのような位置のリブについては、空気流Ｂを吸入口３２１側に案内するように向きを設定する必要はない。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図４は第２実施形態に係る空調装置のファンケース単体の平面図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

第１実施形態では、リブ３２２を回転軸Ｚ方向に見たときのリブ３２２の向きを全て平行にしたが、本実施形態では、図４に示すように、リブ３２２を回転軸Ｚ方向に見たときのリブ３２２の向きは全て非平行になっている。また、リブ３２２は、回転向きＲに沿って等間隔に８個設けられている。

具体的には、各リブ３２２は、回転軸Ｚと前方側端部３２２ａとを結ぶ線に対する傾斜角θが全て等しくなっている。また、各リブ３２２の前方側距離Ｌ１も、全て等しくなっている。

そして、各リブ３２２の傾斜角θを、リブ３２２に衝突した空気流を吸入口３２１側に誘導するために最適な角度に設定することにより、さらに風量を増加させることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図５は第３実施形態に係る空調装置における送風機ユニット部の要部を模式的に一部断面で示す正面図、図６は図５のファンケース単体の平面図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、図５、図６に示すように、各リブ３２２の両端部のうち開口部１１３に近い側の端部で、且つ各リブ３２２の上面側に、フィルタ２の挿入向きＤに対して傾斜した面取り部３２２ｃが形成されている。これによると、フィルタ２の挿入作業性が向上する。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、フィルタ２を備える空調装置を示したが、フィルタ２の代わりに、空気流れを整える整流格子を備える空調装置にも、本発明は適用することができる。この場合、整流格子はリブ３２２の上に載せられて保持される。

また、フィルタ２の脱着のための開口部１１３は、切替箱ケース１１における内気導入口１１１側の壁面（図１の紙面左側の壁面）に形成してもよい。

本発明の第１実施形態に係る空調装置の送風機ユニット部を模式的に半断面で示す正面図である。 図１のファンケース単体の平面図である。 第１実施形態の空調装置と従来の空調装置の風量を比較した図である。 本発明の第２実施形態に係る空調装置のファンケース単体の平面図である。 本発明の第３実施形態に係る空調装置の要部を模式的に一部断面で示す正面図である。 図５のファンケース単体の平面図である。 従来の空調装置におけるファンケース単体の平面図である。

符号の説明

２…フィルタ、３…送風機、１１…切替箱ケース（ケース）、３２…ファンケース（ケース）、３２１…吸入口、３２２…リブ、Ｚ…回転軸。

Claims (6)

1. 空気通路を形成するケース（１１、３２）と、
   回転軸（Ｚ）を中心に回転して前記空気通路中に空気流を発生する送風機（３）と、
   前記ケース（１１、３２）に形成されるとともに、前記送風機（３）における吸入口（３２１）の周囲に配置された複数のリブ（３２２）と、
   前記空気通路中に配置されるとともに、前記リブ（３２２）に載せられて保持されるフィルタ（２）または整流格子とを備える空調装置において、
   前記リブ（３２２）は、前記フィルタ（２）または前記整流格子を通過した前記空気流を、前記吸入口（３２１）側に案内するように向きが設定されていることを特徴とする空調装置。
2. 空気通路を形成するケース（１１、３２）と、
   回転軸（Ｚ）を中心に回転して前記空気通路中に空気流を発生する送風機（３）と、
   前記ケース（１１、３２）に形成されるとともに、前記送風機（３）における吸入口（３２１）の周囲に配置された複数のリブ（３２２）と、
   前記空気通路中に配置されるとともに、前記リブ（３２２）に載せられて保持されるフィルタ（２）または整流格子とを備える空調装置において、
   前記リブ（３２２）は、回転向き（Ｒ）の前方側が前記吸入口（３２１）側に寄るように斜めに形成されていることを特徴とする空調装置。
3. 空気通路を形成するケース（１１、３２）と、
   回転軸（Ｚ）を中心に回転して前記空気通路中に空気流を発生する送風機（３）と、
   前記ケース（１１、３２）に形成されるとともに、前記送風機（３）における吸入口（３２１）の周囲に配置された複数のリブ（３２２）と、
   前記空気通路中に配置されるとともに、前記リブ（３２２）に載せられて保持されるフィルタ（２）または整流格子とを備える空調装置において、
   前記リブ（３２２）の両端部のうち前記送風機（３）の回転向き（Ｒ）の前方側に位置する端部を前方側端部（３２２ａ）とし、
   前記リブ（３２２）の両端部のうち前記送風機（３）の回転向き（Ｒ）の後方側に位置する端部を後方側端部（３２２ｂ）とし、
   前記前方側端部（３２２ａ）から前記回転軸（Ｚ）までの距離を前方側距離（Ｌ１）とし、
   前記後方側端部（３２２ｂ）から前記回転軸（Ｚ）までの距離を後方側距離（Ｌ２）としたとき、
   前記リブ（３２２）は、前記前方側距離（Ｌ１）よりも前記後方側距離（Ｌ２）の方が長く、且つ、前記回転軸（Ｚ）と前記前方側端部（３２２ａ）とを結ぶ線に対して傾斜していることを特徴とする空調装置。
4. 前記送風機（３）は、遠心式送風機であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
5. 前記複数のリブ（３２２）は、前記回転軸（Ｚ）と前記前方側端部（３２２ａ）とを結ぶ線に対する傾斜角（θ）が等しいことを特徴とする請求項３に記載の空調装置。
6. 前記ケース（１１、３２）は、前記フィルタ（２）または前記整流格子を脱着するための開口部（１１３）を備え、前記リブ（３２２）の両端部のうち前記開口部（１１３）に近い側の端部が、前記フィルタ（２）または前記整流格子の挿入向きに対して傾斜していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の空調装置。

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