JP2008062731A - 車両用空調装置の送風機ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】内外気切替ドアとベルマウスとの間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、風量低下や異音の発生を抑制ないしは防止する。
【解決手段】フィルタ１３を通過した空気がベルマウス２１１により遠心式ファン２２に導かれ、内外気切替ドア１２のドア回転軸１２１は、ドア回転軸方向がファン回転軸方向Ｘに対して垂直になるように配置された車両用空調装置の送風ユニットにおいて、ファン回転軸方向Ｘおよびドア回転軸方向に対してともに垂直な方向を基準方向Ｙとしたとき、ドア回転軸方向に沿って見たときのフィルタ１３とベルマウス２１１との隙間寸法が、基準方向Ｙの中央部よりも基準方向Ｙの両端側が大きくなるように、フィルタ１３の形状を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ファン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、内外気切替ドアと遠心式ファンとの間、より詳細には内外気切替ドアとベルマウスとの間に配置されている（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、ベルマウス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、ベルマウスとフィルタとの間の隙間が狭い場合は、圧損により風量が低下したり、またベルマウス近辺で圧力変動が周期的に発生して異音が発生するという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、内外気切替ドアとベルマウスとの間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、風量低下や異音の発生を抑制ないしは防止することを目的とする。

本発明は、フィルタ（１３）を通過した空気がベルマウス（２１１）により遠心式ファン（２２）に導かれ、内外気切替ドア（１２）のドア回転軸（１２１）は、ドア回転軸方向がファン回転軸方向（Ｘ）に対して垂直になるように配置された車両用空調装置の送風ユニットにおいて、ファン回転軸方向（Ｘ）およびドア回転軸方向に対してともに垂直な方向を基準方向（Ｙ）としたとき、ドア回転軸方向に沿って見たときのフィルタ（１３）とベルマウス（２１１）との隙間寸法が、基準方向（Ｙ）の中央部よりも基準方向（Ｙ）の両端側が大きくなるように、フィルタ（１３）の形状が設定されていることを特徴とする。

このようにすれば、基準方向（Ｙ）の両端側においてフィルタ（１３）とベルマウス（２１１）との隙間寸法が大きいため、圧損が小さくなって風量低下が抑制ないしは防止されるとともに、ベルマウス（２１１）の近辺での圧力変動が小さくなって異音の発生が抑制ないしは防止される。

ここで、ドア回転軸方向がファン回転軸方向（Ｘ）に対して垂直な送風機ユニットにおいては、内外気切替ドア（１２）の作動範囲とベルマウス（２１１）との間のスペースを基準方向（Ｙ）の両端側において大きく取ることが容易である。したがって、そのスペースを利用してフィルタ（１３）を設置することにより、送風機ユニットの大型化を回避することができる。

この場合、ドア回転軸方向に沿って見たとき、フィルタ（１３）とベルマウス（２１１）との隙間寸法が最小になる部位、およびドア回転軸（１２１）を、ファン回転軸方向（Ｘ）の延長線上に位置させることができる。

このようにすれば、送風機ユニットのファン回転軸方向（Ｘ）寸法を最小にすることができる。

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、図２は図１の内外気切替ドアの斜視図である。

図１、図２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、樹脂製の内外気切替ドア１２が配置されている。

この内外気切替ドア１２は、ケース１１の軸受穴に回転自在に挿入されるドア回転軸１２１を有し、このドア回転軸１２１を中心としてケース１１に対して回転可能なロータリドアである。なお、本明細書では、内外気切替ドア１２の回転方向をドア回転方向といい、ドア回転軸１２１の軸方向（図１の紙面垂直方向）をドア回転軸方向という。

内外気切替ドア１２は、ドア回転方向およびドア回転軸方向に延びる外周壁面１２２を有し、この外周壁面１２２におけるドア回転軸方向の両側端部とドア回転軸１２１との間をそれぞれ扇形の側板１２３で連結した構成になっている。

外周壁面１２２および側板１２３の周縁部には、リップ状（薄板状）のシール材１２４、１２５が固着されている。そして、内外気切替ドア１２が図１に示す位置にあるときには、第１シール材１２４が仕切り壁１１８に当接するとともに、第２シール材１２５が内気側開口縁部１１４に当接し、これにより、内気吸入口１１６が全閉で、外気吸入口１１７が全開になる。

一方、内外気切替ドア１２が図１に示す位置から反時計方向に回動して、第１シール材１２４が外気側開口縁部１１５に当接するとともに、第２シール材１２５が仕切り壁１１８に当接した状態では、外気吸入口１１７が全閉で、内気吸入口１１６が全開となる。

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空気を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、不織布製濾材よりなる直方体の２つのフィルタ部１３ａ、１３ｂを備え、この２つのフィルタ部１３ａ、１３ｂの１つの辺が布等の柔軟な部材にて連結されている。

ケース１１には、フィルタ１３が載せられる第１リブ１４と、フィルタ１３を上から保持する棒状の第２リブ１５が設けられている。第１リブ１４は、ケース１１の壁面から空気通路１１１中に突出する板状のリブであり、第１リブ１４内には空気が通過するリブ内開口１４１が形成されている。そして、フィルタ１３は、図１の紙面垂直方向からケース１１に挿入されて、第１リブ１４と第２リブ１５とによって保持・固定されるようになっている。

フィルタ１３よりも空気流れ下流側で、且つケース１１の下端部には、送風機２の樹脂製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、ファン回転軸方向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、ファン２２と同軸に配置されてフィルタ１３を通過した空気をファン２２に導くベルマウス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。

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。

ここで、ファン回転軸方向Ｘおよびドア回転軸方向に対してともに垂直な方向を基準方向Ｙとする。

内外気切替ドア１２は、ドア回転軸方向がファン回転軸方向Ｘに対して垂直になるように配置されるとともに、図１のようにドア回転軸方向に沿って見たときに、ドア回転軸１２１がファン回転軸方向Ｘの延長線上に位置している。

また、ドア回転軸方向に沿って見たときに、内外気切替ドア１２が接離する内気側開口縁部１１４および外気側開口縁部１１５は、Ｖ字状に折れ曲がっている。より詳細には、ドア回転軸方向に沿って見たときに、内気側開口縁部１１４および外気側開口縁部１１５とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法が、基準方向Ｙの中央部よりも基準方向Ｙの両端側が大きくなるように、内気側開口縁部１１４および外気側開口縁部１１５は折れ曲がっている。

そして、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が内外気切替ドア１２の作動範囲であり、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がフィルタ１３の設置スペースになっており、そのスペースにフィルタ１３が以下のようにして配置されている。

すなわち、ドア回転軸方向に沿って見たときに、第１リブ１４はＶ字状に折れ曲がっており、フィルタ１３は第１リブ１４に倣ってＶ字状に折れ曲がった状態で保持・固定されている。より詳細には、ドア回転軸方向に沿って見たときに、フィルタ１３とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法が、基準方向Ｙの中央部よりも基準方向Ｙの両端側が大きくなるように、フィルタ１３および第１リブ１４は折れ曲がっている。また、ドア回転軸方向に沿って見たときに、フィルタ１３とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法が最小になる部位（すなわち、折れ曲がり部）が、ファン回転軸方向Ｘの延長線上に位置している。

上記構成による送風機ユニットは、内外気切替ドア１２をドア回転軸１２１の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Ｖ字状に折り曲げて、フィルタ１３とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法が基準方向Ｙの両端側において大きくなるようにしているため、圧損が小さくなって風量低下が抑制ないしは防止されるとともに、ベルマウス２１１の近辺での圧力変動が小さくなって異音の発生が抑制ないしは防止される。

また、Ｖ字状に折れ曲がった内気側開口縁部１１４および外気側開口縁部１１５の空気流れ下流側のスペースを利用して、Ｖ字状のフィルタ１３を配置しているため、送風機ユニットの大型化を回避することができる。特に、本実施形態では、ドア回転軸方向に沿って見たときに、フィルタ１３とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法が最小になる部位、およびドア回転軸１２１が、ファン回転軸方向Ｘの延長線上に位置するようにしているため、送風機ユニットにおけるファン回転軸方向Ｘの寸法を最小にすることができる。

（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３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の断面図、図４は図３のフィルタの斜視図である。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４に示すように、フィルタ１３は、不織布製濾材よりなり、変形が容易なように薄型になっている。より詳細には、ひだ折りされた濾過部１３１が板状の縁部１３２にて取り囲まれており、全体的には平板状になっている。そして、フィルタ１３は、図３の紙面垂直方向からケース１１に挿入されて、第１リブ１４と第２リブ１５とによって保持・固定されるようになっている。

図３に示すように、ドア回転軸方向に沿って見たときに、第１リブ１４は円弧状になっており、フィルタ１３は第１リブ１４に倣って円弧状になった状態で保持・固定されている。より詳細には、ドア回転軸方向に沿って見たときに、フィルタ１３とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法が、基準方向Ｙの中央部よりも基準方向Ｙの両端側が大きくなるように、フィルタ１３および第１リブ１４は曲がっている。また、ドア回転軸方向に沿って見たときに、フィルタ１３とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法が最小になる部位が、ファン回転軸方向Ｘの延長線上に位置している。

本実施形態では、フィルタ１３を円弧状に曲げて、フィルタ１３とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法が基準方向Ｙの両端側において大きくなるようにしているため、圧損が小さくなって風量低下が抑制ないしは防止されるとともに、ベルマウス２１１の近辺での圧力変動が小さくなって異音の発生が抑制ないしは防止される。

また、Ｖ字状に折れ曲がった内気側開口縁部１１４および外気側開口縁部１１５の空気流れ下流側のスペースを利用して、円弧状のフィルタ１３を配置しているため、送風機ユニットの大型化を回避することができる。特に、本実施形態では、ドア回転軸方向に沿って見たときに、フィルタ１３とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法が最小になる部位、およびドア回転軸１２１が、ファン回転軸方向Ｘの延長線上に位置するようにしているため、送風機ユニットにおけるファン回転軸方向Ｘの寸法を最小にすることができる。

（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は本発明の第３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。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、内外気切替ドア１２としてロータリドアを用いたが、本実施形態では、内外気切替ドア１２として片持ち式の板ドアを用いている。

図５に示すように、内外気切替ドア１２は、ケース１１の軸受穴に回転自在に挿入されるドア回転軸１２１と、このドア回転軸１２１を中心として回動する板部１２６とを備えている。また、内外気切替ドア１２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いる。

内外気切替ドア１２の板部１２６が内気側開口縁部１１４に当接した状態（ドア１２が図５の二点鎖線位置）では、内気吸入口１１６が全閉で、外気吸入口１１７が全開になる。一方、内外気切替ドア１２が外気側開口縁部１１５に当接した状態（ドア１２が図５の実線位置）では、外気吸入口１１７が全閉で、内気吸入口１１６が全開となる。

本実施形態では、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が内外気切替ドア１２の作動範囲となり、この内外気切替ドア１２の作動範囲よりも空気流れ下流側にフィルタ１３が配置されている。

そして、ドア回転軸方向に沿って見たときに、内外気切替ドア１２の作動範囲とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法は、基準方向Ｙの中央部よりも基準方向Ｙの両端側が大きくなるため、内外気切替ドア１２の作動範囲よりも空気流れ下流側のスペースにＶ字状のフィルタ１３を配置することにより、送風機ユニットの大型化を回避することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図６は本発明の第４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。第２実施形態（図３参照）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２実施形態では、内外気切替ドア１２としてロータリドアを用いたが、本実施形態では、内外気切替ドア１２として片持ち式の板ドアを用いている。

図６に示すように、内外気切替ドア１２は、ケース１１の軸受穴に回転自在に挿入されるドア回転軸１２１と、このドア回転軸１２１を中心として回動する板部１２６とを備えている。また、内外気切替ドア１２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いる。

内外気切替ドア１２の板部１２６が内気側開口縁部１１４に当接した状態（ドア１２が図６の二点鎖線位置）では、内気吸入口１１６が全閉で、外気吸入口１１７が全開になる。一方、内外気切替ドア１２が外気側開口縁部１１５に当接した状態（ドア１２が図６の実線位置）では、外気吸入口１１７が全閉で、内気吸入口１１６が全開となる。

本実施形態では、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が内外気切替ドア１２の作動範囲となり、この内外気切替ドア１２の作動範囲よりも空気流れ下流側にフィルタ１３が配置されている。

そして、ドア回転軸方向に沿って見たときに、内外気切替ドア１２の作動範囲とベルマウス２１１とのファン回転軸方向Ｘの隙間寸法は、基準方向Ｙの中央部よりも基準方向Ｙの両端側が大きくなるため、内外気切替ドア１２の作動範囲よりも空気流れ下流側のスペースに円弧状のフィルタ１３を配置することにより、送風機ユニットの大型化を回避することができる。

（他の実施形態）
上記第１実施形態および第３実施形態では、２つのフィルタ部１３ａ、１３ｂが連結されたフィルタ１３を用いたが、２つのフィルタ部１３ａ、１３ｂは連結されていなくてもよい。

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の内外気切替ドアの斜視図である。 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の断面図である。 図３のフィルタの斜視図である。 本発明の第３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。 本発明の第４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。

符号の説明

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、１１６…内気吸入口、
１１７…外気吸入口、１２１…ドア回転軸、２１１…ベルマウス、
Ｘ…ファン回転軸方向、Ｙ…基準方向。

Claims (4)

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、
   ドア回転軸（１２１）を中心に回動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、
   前記内外気切替ドア（１２）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、ファン回転軸方向（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）と、
   前記遠心式ファン（２２）と同軸に配置されて、前記フィルタ（１３）を通過した空気を前記遠心式ファン（２２）に導くベルマウス（２１１）とを備え、
   前記ドア回転軸（１２１）は、ドア回転軸方向が前記ファン回転軸方向（Ｘ）に対して垂直になるように配置された車両用空調装置の送風ユニットにおいて、
   前記ファン回転軸方向（Ｘ）および前記ドア回転軸方向に対してともに垂直な方向を基準方向（Ｙ）としたとき、
   前記ドア回転軸方向に沿って見たときの前記フィルタ（１３）と前記ベルマウス（２１１）との隙間寸法が、前記基準方向（Ｙ）の中央部よりも前記基準方向（Ｙ）の両端側が大きくなるように、前記フィルタ（１３）の形状が設定され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. 前記ドア回転軸方向に沿って見たときの前記フィルタ（１３）の形状は、Ｖ字状であ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. 前記ドア回転軸方向に沿って見たときの前記フィルタ（１３）の形状は、円弧状であ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。
4. 前記ドア回転軸方向に沿って見たとき、前記フィルタ（１３）と前記ベルマウス（２１１）との隙間寸法が最小になる部位、および前記ドア回転軸（１２１）が、前記ファン回転軸方向（Ｘ）の延長線上に位置す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の送風機ユニット。

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