JP2007191119A - 車両用空調装置の送風機ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】送風機の上流側にフィルタが配置される車両用空調装置の送風機ユニットにおいて、送風機ユニットの大型化を回避しつつ、騒音や異音を低減する。
【解決手段】回転軸方向Ｘに対して直交する方向を基準方向Ｙとすると、フィルタ１３を基準方向Ｙに対して傾斜させて、フィルタ１３とファン２２との間の回転軸方向Ｘの隙間を、フィルタ１３の一端側領域１３ａにおいて大きくする。これにより、フィルタ１３の一端側領域１３ａにおける通風抵抗が小さくなって騒音や異音が減少するとともに、風量が増加する。この際、外気側開口縁部１１５を傾斜させて作ったスペースを利用してフィルタ１３を傾斜配置させて、送風機ユニット２の大型化を回避する。
【選択図】図１

Description

本発明は、送風機の上流側にフィルタが配置される車両用空調装置の送風機ユニットに関するものである。

従来の車両用空調装置の送風機ユニットは、車室内空間の居住性を向上させるべく、ほこりや臭いをとるためにフィルタを備えており、このフィルタは、例えば送風機ユニット内において送風機の上流側に配置されている（例えば、特許文献１参照）。この際、送風機ユニットの大型化を回避するために、送風機とフィルタをなるべく近づけて配置するようにしている。
特開２００２−２９２４０号公報

しかしながら、送風機とフィルタとの間の空間が狭い場合はフィルタは大きい通風抵抗となり、送風機内で圧力変動が周期的に発生し、騒音上昇や異音発生等の不具合が発生してしまう。

本発明は上記点に鑑みて、送風機の上流側にフィルタが配置される車両用空調装置の送風機ユニットにおいて、送風機ユニットの大型化を回避しつつ、騒音や異音を低減することを目的とする。

本発明は、内気側開口縁部（１１４）および外気側開口縁部（１１５）よりも空気流れ下流側に配置されて、送風空気を清浄化するフィルタ（１３）と、フィルタ（１３）よりも空気流れ下流側に配置されて、回転軸方向（Ｘ）から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式ファン（２２）を有する送風機（２）とを備える車両用空調装置の送風ユニットにおいて、回転軸方向（Ｘ）に対して直交する特定の方向を第１基準方向（Ｙ）とし、回転軸方向（Ｘ）および第１基準方向（Ｙ）に対してともに直交する方向を第２基準方向（Ｚ）としたとき、一方の開口縁部（１１５）は、空気通路（１１１）における第１基準方向（Ｙ）の中央部側からケース（１１）の壁面側に近くなるほど、遠心式ファン（２２）との間の回転軸方向（Ｘ）の隙間寸法が大きくなるように傾斜しており、さらに、フィルタ（１３）における第１基準方向（Ｙ）の一端側領域（１３ａ）および他端側領域（１３ｂ）のうち、遠心式ファン（２２）との間の回転軸方向（Ｘ）の隙間が大きい方の領域（１３ａ）が、一方の開口縁部（１１５）側に位置していることを特徴とする。

このように、フィルタ（１３）を第１基準方向（Ｙ）に対して傾斜させることにより、フィルタ（１３）における前記第１基準方向（Ｙ）の一端側領域（１３ａ）は遠心式ファン（２２）との間の隙間が大きくなるため、フィルタ（１３）を通過する空気の流速が低下するとともに通風抵抗が小さくなり、騒音や異音を低減することができるとともに風量を増加させることができる。

この際、一方の開口縁部（１１５）を傾斜させて作ったスペースを利用してフィルタ（１３）を傾斜配置させているため、送風機ユニット（２）の大型化を回避することができる。

この場合、フィルタ（１３）における遠心式ファン（２２）との間の回転軸方向（Ｘ）の隙間が大きい方の領域（１３ａ）を、スクロールケーシング（２１）の空気流入口（２１２）において空気の流速が最大になる領域（２１２ａ）側に位置させることができる。

このようにすれば、フィルタ（１３）において通過空気の流速が高くなりやすい部位の流速を低下させて、効果的に騒音や異音を低減することができる。

また、スクロールケーシング（２１）には、ベルマウス（２１１）の内周側縁部からベルマウス（２１１）の中心側に向かって延びる板部（２１７）を設けることができる。

このようにすれば、板部（２１７）を備えない場合よりも風量増加効果は少なくなるものの、板部（２１７）を備えない場合よりも騒音や異音をさらに低減することができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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は本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の送風機ユニットの断面図である。

図１に示すように、送風機ユニットは、上部に内外気切替装置１を有し、内外気切替装置１の下側に送風機２を有している。また、送風機ユニットは、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、前後方向は、車両搭載時における送風機ユニットの上下、前後方向を示している。

内外気切替装置１は、内部に空気通路１１１を形成する樹脂製のケース１１を備えている。このケース１１には、車室内空気を導入する内気吸入口１１６と車室外空気を導入する外気吸入口１１７が隣接して設けられており、この内気吸入口１１６と外気吸入口１１７の中間部に、ケース１１の壁面から空気通路１１１中に突出する板状の仕切り壁１１８が設けられている。

ケース１１における内気吸入口１１６に近接する部位には、ケース１１の壁面から空気通路１１１中に突出する板状の内気側開口縁部１１４が設けられており、この内気側開口縁部１１４内に、内気吸入口１１６および外気吸入口１１７からの空気が通過する内気側開口１１２が形成されている。

また、ケース１１における外気吸入口１１７に近接する部位には、ケース１１の壁面から空気通路１１１中に突出する板状の外気側開口縁部１１５が設けられており、この外気側開口縁部１１５内に、内気吸入口１１６および外気吸入口１１７からの空気が通過する外気側開口１１３が形成されている。

内気側開口縁部１１４および外気側開口縁部１１５よりも空気流れ上流側の空気通路１１１中には、仕切り壁１１８、内気側開口縁部１１４および外気側開口縁部１１５と接離して内気吸入口１１６および外気吸入口１１７を開閉する内外気切替ドア１２が配置されている。この内外気切替ドア１２は、回転軸１２１を中心として回転可能なロータリドアである。

内気側開口縁部１１４および外気側開口縁部１１５よりも空気流れ下流側の空気通路１１１中には、送風空気中の塵埃を取り除いて清浄化するフィルタ１３が配置されている。このフィルタ１３は、不織布製濾材を樹脂製の基板部にて保持する構成になっている。そして、フィルタ１３は、ケース１１における車両後方側の部位に形成された開口部（図示せず）からケース１１に挿入され、その開口部は、ケース１１に脱着可能なカバー１４にて閉塞されている。

フィルタ１３よりも空気流れ下流側で、且つ内外気切替装置１のケース１１の下端部には、送風機２のスクロールケーシング２１が配置されている。スクロールケーシング２１内には、駆動用の電動モータ２３の回転軸２４に連結されて回転するファン２２が配置されている。このファン２２は、回転軸方向Ｘから吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式ファンである。

スクロールケーシング２１は、ベルマウス２１１と、ベルマウス２１１の内部に形成された空気流入口２１２とを備えている。そして、ケース１１内の空気通路１１１を流通する空気は、ベルマウス２１１に案内されて空気流入口２１２に導かれ、空気流入口２１２を通過してファン２２に吸入されるようになっている。なお、スクロールケーシング２１は樹脂製であり、上下に２分割されている。
す遠心式ファンである。

スクロールケーシング２１の空気出口部には空調ユニット（図示せず）が連結されており、この空調ユニット内には周知のように冷却用熱交換器、加熱用熱交換器、吹き出し空気温度の調整機構、吹出モード切替機構等が内蔵されている。そして、送風機２の送風空気が空調ユニット内にて冷却、除湿、再加熱されて温度調整後に車室内へ吹き出されるようになっている。

次に、図２〜図４を参照して、さらに詳細に説明する。図２は図１の送風機２を示す平面図であり、この図２は、２分割されたスクロールケーシング２１のうち、上側のスクロールケーシングを取り除いた状態を示している。図３は図１の上側のスクロールケーシング２１単体を示す平面図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

ここで、回転軸方向Ｘに対して直交する特定の方向（本実施形態では車両前後方向）を第１基準方向Ｙとし、回転軸方向Ｘおよび第１基準方向Ｙに対してともに直交する方向（本実施形態では車両左右方向）を第２基準方向Ｚとする。

図２に示すように、スクロールケーシング２１は、ファン２２から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路２１３を形成するものである。そして、スクロールケーシング２１の渦巻き形状の巻き始め部となるノーズ部２１４は、ファン２２の回転軸の位置を基準にすると車両側方側に位置している。また、スクロールケーシング２１の渦巻き形状の巻き終わり部２１５は、ファン２２の回転軸の位置を基準にすると車両前方側に位置している。因みに、スクロールケーシング２１の空気流入口２１２における空気の流速は、巻き終わり部２１５側の破線で囲んだ領域２１２ａ付近が最大になる。

図１に示すように、内気側開口縁部１１４および外気側開口縁部１１５は、第１基準方向Ｙに沿って直列に配置されるとともに、第２基準方向Ｚから見たときに第１基準方向Ｙに対して傾斜している。

より詳細には、内気側開口縁部１１４は、第２基準方向Ｚから見たときに、空気通路１１１における第１基準方向Ｙの中央部側（すなわち、内外気切替ドア１２の回転軸１２１位置近傍）よりもケース１１の壁面側（すなわち、車両後方側）が下方に位置するように傾斜している。換言すると、内気側開口縁部１１４は、空気通路１１１における第１基準方向Ｙの中央部側からケース１１の壁面側に近くなるほど、ファン２２との間の回転軸方向Ｘの隙間が小さくなるように傾斜している。

一方、外気側開口縁部１１５は、第２基準方向Ｚから見たときに、空気通路１１１における第１基準方向Ｙの中央部側よりもケース１１の壁面側（すなわち、車両前方側）が上方に位置するように傾斜している。換言すると、外気側開口縁部１１５は、空気通路１１１における第１基準方向Ｙの中央部側からケース１１の壁面側に近くなるほど、ファン２２との間の回転軸方向Ｘの隙間が大きくなるように傾斜している。

フィルタ１３は、第２基準方向Ｚから見たときに、第１基準方向Ｙに対して傾斜している。より詳細には、フィルタ１３における第１基準方向Ｙの両端部のうち、車両前方側の端部が車両後方側の端部よりも上方に位置するように傾斜している。換言すると、フィルタ１３とファン２２との間の回転軸方向Ｘの隙間は、フィルタ１３の車両前方側の一端側領域１３ａが車両後方側の他端側領域１３ｂよりも大きくなっている。この、第２基準方向Ｚから見たときの、第１基準方向Ｙに対するフィルタ１３の傾斜角は、３°以上であり、より望ましくは５〜８°である。

図１、図３および図４に示すように、スクロールケーシング２１には、ベルマウス２１１よりも空気流れ上流側に、フィルタ１３が載せられるリブ２１６が十字状に形成されている。このリブ２１６のうち第１基準方向Ｙに延びるリブ２１６の上端面は、車両後方側の端部よりも車両前方側の端部が上方に位置するように傾斜している。

次に、上記構成による送風機ユニットの作動を説明する。内外気切替ドア１２を回転軸１２１周りに回動することにより、外気吸入口１１７を全閉して内気吸入口１１６を全開する内気モードと、外気吸入口１１７を全開して内気吸入口１１６を全閉する外気モード（図１の状態）とを切り替える。そして、ファン２２の作動により、選択された吸入口１１６、１１７から内気または外気を吸入して、フィルタ１３により清浄化された空気を空調ユニット側へ送風する。

ここで、フィルタ１３を第１基準方向Ｙに対して傾斜させて、フィルタ１３とファン２２との間の回転軸方向Ｘの隙間が、フィルタ１３の一端側領域１３ａにおいて大きくなるようにしている。このため、このフィルタ１３の一端側領域１３ａにおいてケース１１の壁面に近い部分も空気が流れるようになり、換言すると、フィルタ１３の一端側領域１３ａの実質的な通風面積が増加し、フィルタ１３の一端側領域１３ａを通過する空気の流速が低下するとともに通風抵抗が小さくなって、騒音や異音が減少するとともに風量が増加する。

特に、スクロールケーシング２１の空気流入口２１２において空気の流速が最大になる領域２１２ａと、フィルタ１３の一端側領域１３ａとが、回転軸方向Ｘから見たときに重なるようにしているため、フィルタ１３の一端側領域１３ａの空気の流速を大幅に低下させて、効果的に騒音や異音を減少させるとともに、効果的に風量を増加させることができる。

また、外気側開口縁部１１５を傾斜させて作ったスペースを利用してフィルタ１３を傾斜配置させているため、送風機ユニット２の大型化を回避することができる。

（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５は本発明の第２実施形態に係る車両用空調装置の送風機ユニットにおけるスクロールケーシング２１単体を示す平面図、図６は図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。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。

図５、図６に示すように、スクロールケーシング２１のベルマウス２１１の内周側には、ベルマウス２１１の内周側縁部からベルマウス２１１の中心側に向かって延びる板部２１７が、環状に連続して形成されている。

この板部２１７を設けることにより、板部２１７を備えない場合よりも風量増加効果は少なくなるものの、板部２１７を備えない場合よりも騒音や異音をさらに低減できることが、実験にて確認された。

本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の送風機ユニットの断面図である。 図１の送風機２を示す平面図である。 図１のスクロールケーシング２１単体を示す平面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用空調装置の送風機ユニットにおけるスクロールケーシング２１単体を示す平面図である。 図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

符号の説明

２…送風機、１１…ケース、１２…内外気切替ドア、１３…フィルタ、２２…遠心式ファン、１１１…空気通路、１１２…内気側開口、１１３…外気側開口、１１４…内気側開口縁部、１１５…外気側開口縁部、１１６…内気吸入口、１１７…外気吸入口、１１８…仕切り壁、Ｘ…回転軸方向、Ｙ…第１基準方向、Ｚ…第２基準方向。

Claims (3)

1. 車室内空気を導入する内気吸入口（１１６）および車室外空気を導入する外気吸入口（１１７）を有するとともに、内部に空気通路（１１１）を形成するケース（１１）と、
   前記内気吸入口（１１６）と前記外気吸入口（１１７）の中間部に位置し、前記ケース（１１）の壁面から前記空気通路（１１１）中に突出する仕切り壁（１１８）と、
   前記ケース（１１）における前記内気吸入口（１１６）に近接する部位の壁面から前記空気通路（１１１）中に突出して、前記内気吸入口（１１６）および前記外気吸入口（１１７）からの空気が通過する開口（１１２）を囲む内気側開口縁部（１１４）と、
   前記ケース（１１）における前記外気吸入口（１１７）に近接する部位の壁面から前記空気通路（１１１）中に突出して、前記内気吸入口（１１６）および前記外気吸入口（１１７）からの空気が通過する開口（１１３）を囲む外気側開口縁部（１１５）と、
   前記内気側開口縁部（１１４）および前記外気側開口縁部（１１５）よりも空気流れ上流側に配置されて、前記仕切り壁（１１８）、前記内気側開口縁部（１１４）および前記外気側開口縁部（１１５）と接離して前記内気吸入口（１１６）および前記外気吸入口（１１７）を開閉する内外気切替ドア（１２）と、
   前記内気側開口縁部（１１４）および前記外気側開口縁部（１１５）よりも空気流れ下流側に配置されて、送風空気を清浄化するフィルタ（１３）と、
   前記フィルタ（１３）よりも空気流れ下流側に配置されて、回転軸方向（Ｘ）から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式ファン（２２）を有する送風機（２）とを備える車両用空調装置の送風ユニットにおいて、
   前記回転軸方向（Ｘ）に対して直交する特定の方向を第１基準方向（Ｙ）とし、前記回転軸方向（Ｘ）および前記第１基準方向（Ｙ）に対してともに直交する方向を第２基準方向（Ｚ）としたとき、
   前記内気側開口縁部（１１４）および前記外気側開口縁部（１１５）は、前記第１基準方向（Ｙ）に沿って直列に配置されており、
   前記内気側開口縁部（１１４）および前記外気側開口縁部（１１５）のうち少なくとも一方の開口縁部（１１５）は、前記第２基準方向（Ｚ）から見たときに前記第１基準方向（Ｙ）に対して傾斜しており、
   前記一方の開口縁部（１１５）は、前記空気通路（１１１）における前記第１基準方向（Ｙ）の中央部側から前記ケース（１１）の壁面側に近くなるほど、前記遠心式ファン（２２）との間の前記回転軸方向（Ｘ）の隙間寸法が大きくなるように傾斜しており、
   前記フィルタ（１３）は、前記第２基準方向（Ｚ）から見たときに前記第１基準方向（Ｙ）に対して傾斜して配置され、
   さらに、前記フィルタ（１３）における前記第１基準方向（Ｙ）の一端側領域（１３ａ）および他端側領域（１３ｂ）のうち、前記遠心式ファン（２２）との間の前記回転軸方向（Ｘ）の隙間が大きい方の領域（１３ａ）が、前記一方の開口縁部（１１５）側に位置していることを特徴とする車両用空調装置の送風機ユニット。
2. 前記送風機（２）は、前記遠心式ファン（２２）に吸入される空気が通過する空気流入口（２１２）および前記遠心式ファン（２２）から吹き出した空気が流れる渦巻き状の空気流路（２１３）を有するスクロールケーシング（２１）を備え、
   前記フィルタ（１３）における前記遠心式ファン（２２）との間の前記回転軸方向（Ｘ）の隙間が大きい方の領域（１３ａ）が、前記空気流入口（２１２）において空気の流速が最大になる領域（２１２ａ）側に位置している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ユニット。
3. 前記送風機（２）は、前記遠心式ファン（２２）が収納されるスクロールケーシング（２１）を備え、
   前記スクロールケーシング（２１）は、前記遠心式ファン（２２）に吸入される空気が通過する空気流入口（２１２）と、前記空気流入口（２１２）に空気を導くベルマウス（２１１）と、前記ベルマウス（２１１）の内周側縁部から前記ベルマウス（２１１）の中心側に向かって延びる板部（２１７）とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置の送風機ユニット。

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