JP2015183634A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも小型で快適性を向上させた車両用空調装置を提供する。
【解決手段】第１係合部２Ａ１を有する翼１と、第１係合部２Ａ１と係合する第２係合部３Ａ１を有するボス部３と、第１係合部２Ａ１を覆うようにボス部３に載置されるホルダ５と、を備え、第１係合部２Ａ１は、翼１の先端側から翼１の基端側に向かって幅広となっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来、プロペラファンの回転軸に固定されるスパイダと、このスパイダの複数のブレード取付部にそれぞれ取り付けられたブレードと、各ブレードと前記ブレード取付部との重ね合わせ部分に取り付けられかつ当該重ね合わせ部分の輪郭形状を覆う大きさを有する補強板と、を備えたプロペラファンがあった（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載のプロペラファンは、このような構成としたことにより、ファンが回転したときに、ブレードに生じる遠心力に起因して生じるブレード取付部に生じる応力を低減させている。

また、従来、空気調和機の室外機等に用いられるプロペラファンであって、板状のボス取付板と、ボスと、ボス取付板の外周縁に放射状に等間隔で配置された複数の翼と、を備え、これらが樹脂で一体成型されたプロペラファンがあった（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載のプロペラファンは、翼の基端部とボス取付板とを繋ぐ連結壁をボス取付板の面に対して垂直に設けているため、翼が捩れる向きの力に対して十分な強度を得られるようになっている。

特開２００２−５０８６号公報（第２頁、第４図） 特開２０１３−１７４２０５号公報（第５頁、第３図）

しかしながら、特許文献１に記載のプロペラファンは、送風性能に影響の大きいブレードに補強板が取り付けられるため、翼面流れが乱されて送風性能が悪化し騒音が増大するという課題があった。また、ブレード及び補強板がブレード取付部にリベットで固定された場合には、送風性能が悪化し騒音が増大するという課題はさらに顕著になる。また、特許文献１に記載のプロペラファンは、ブレードが厚み一定の板金で構成されているため、ブレードの回転方向前縁部で気流が剥離しやすく、騒音が増大するという課題があった。

また、特許文献２に記載のプロペラファンは、ボス取付板、ボス、及び翼が樹脂で一体成型されているため、例えば車両用空気調和装置等に搭載されるような大型のプロペラファンにおいては、ボス取付板、ボス、及び翼を樹脂で一体成型するための金型及び設備が大型化して高価になるという課題があった。

本発明は、上述のような課題を背景としてなされたものであり、従来よりも小型で快適性を向上させた車両用空調装置を提供することを目的とする。

本発明の車両用空調装置は、第１係合部を有する翼と、前記第１係合部と係合する第２係合部を有するボス部と、前記第１係合部を覆うように前記ボス部に載置されるホルダと、を備え、前記第１係合部は、前記翼の先端側から前記翼の基端側に向かって幅広となっている。

本発明によれば、第１係合部を有する翼と、第１係合部と係合する第２係合部を有するボス部と、第１係合部を覆うようにボス部に載置されるホルダと、を備え、第１係合部は、翼の先端側から翼の基端側に向かって幅広となっている。このように、翼とボス部とが別体として設けられており、従来のようにスパイダを用いないで翼をボス部に固定できる。したがって、従来よりも小型で快適性を向上させた車両用空調装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１００の側面図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０の分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０のボス部３に翼１が取り付けられた状態を示す部分拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０の側面図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０の側面図である。 本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０のボス部３に翼１が取り付けられた状態を示す部分拡大図である。 本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０の側面図である。 本発明の実施の形態３に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０のボス部３に翼１が取り付けられた状態を示す部分拡大図である。 本発明の実施の形態４に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０のボス部３に翼１が取り付けられた状態を示す部分拡大図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１００の側面図である。図２は本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０の分解斜視図である。図３は本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０のボス部３に翼１が取り付けられた状態を示す部分拡大図である。図４は本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０の側面図である。図５は本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０の側面図である。

図１に示されるように、車両用空調装置１００は、本体１００Ａを備える。本体１００Ａの内部には、プロペラファン５０（図２）が設けられている。図２に示されるように、プロペラファン５０は、翼１と、ボス部３と、ホルダ５と、を備える。

翼１は、例えば樹脂で成型されており、プロペラファン５０に好適な断面形状となっている。翼１の根元側（基端側）には、翼取付部２が設けられている。翼取付部２は、翼１をボス部３に取り付けるための部材であり、例えばアリガタ形状に構成されている。翼取付部２は、第１係合部２Ａ１及び幅狭部２Ａ２を有する。なお、翼１と翼取付部２とは一体であっても別体であってもよい。第１係合部２Ａ１の詳細については図３を用いて後述する。

ボス部３は、例えば円柱状に構成された部材であり、少なくとも天面部３ａ及び側面部３ｂを有する。ボス部３には、貫通穴３ｃ１，３ｃ２、軸取付穴（図示省略）、及び溝４が設けられている。

貫通穴３ｃ１，３ｃ２は、ボス部３の厚さ方向に貫通するように設けられる開口である。なお、ボス部３に設けられる貫通穴の具体的な数はこれに限定されるものではなく、例えばボス部３に３つ以上の貫通穴が設けられていてもよい。上述の軸取付穴は、プロペラファン５０を駆動するモータ（図示省略）を取り付けるための開口であり、例えばボス部３の中心に設けられている。

溝４は、翼取付部２が設けられる空間であり、例えばアリミゾ形状に構成されている。溝４は、例えば、ボス部３の外面からボス部３の内側に向かって切り欠かれることで形成される。溝４は、例えば、天面部３ａの一部及び側面部３ｂの一部を切り欠いた形状を有する。溝４が設けられることで、ボス部３には、第２係合部３Ａ１及び幅狭部３Ａ２が設けられる。

ホルダ５は、例えば円柱状に構成された部材であり、例えばボス部３と同一の外径を有する。ホルダ５は、例えばボス部３に翼１を押さえるように取り付けられる。ホルダ５は、例えば天面部３ａを覆うようにボス部３に載置される。ホルダ５には、貫通穴５ｃ１，５ｃ２及び軸取付穴５ｚが設けられている。

貫通穴５ｃ１，５ｃ２は、ホルダ５の厚さ方向に貫通するように設けられる開口である。なお、ホルダ５に設けられる貫通穴の具体的な数はこれに限定されるものではなく、例えばホルダ５に３つ以上の貫通穴が設けられるようにしてもよい。軸取付穴５ｚは、プロペラファン５０を駆動するモータ（図示省略）を取り付けるための開口であり、例えばホルダ５の中心に設けられている。

なお、以上の説明においては、プロペラファン５０が翼１を一枚のみ有する例について説明したが、プロペラファン５０が翼１を複数有していてもよい。

図３に示されるように、第１係合部２Ａ１は、翼１の先端側から翼１の基端側に向かって幅広となる部位である。幅狭部２Ａ２は、第１係合部２Ａ１のうち最も翼１の基端側の部分に接続され、第１係合部２Ａ１から翼１の基端側に向かって幅狭となる部位である。第２係合部３Ａ１は、第１係合部２Ａ１と係合する部位である。幅狭部３Ａ２は、幅狭部２Ａ２と係合する部位である。

図４に示されるように、翼取付部２の上面及びボス部３の上面は同一平面状になっている。このため、プロペラファン５０を組み立てた状態で、ホルダ５の下面と翼取付部２の上面とが当接し、ホルダ５の下面とボス部３の上面とが当接することとなる。

以上の説明においては、プロペラファン５０を組み立てた状態で、翼取付部２の上面及びボス部３の上面が同一平面状である例について説明したが、これに限定されない。例えば、図５に示されるように、翼取付部２の高さ（翼取付部２の厚さ方向の長さ）を図４のものよりも低くし、ホルダ５のうち翼取付部２と当接させる部位の高さを図４のものよりも高くする凸形状としてもよい。このようにしても、プロペラファン５０を組み立てた状態で、翼取付部２とホルダ５とが当接するため、翼取付部２の上下方向の移動は規制される。

以下に、本発明のプロペラファン５０の組立の概要について説明する。
まず、翼取付部２が溝４に設けられるように翼１をボス部３に取り付ける。次に、ホルダ５が翼取付部２を覆うように、ホルダ５をボス部３に載置する。このようにして、ボス部３及びホルダ５が翼取付部２を挟み込み、プロペラファン５０を平面視した状態で、貫通穴３ｃ１と貫通穴５ｃ１とが一致し、貫通穴３ｃ２と貫通穴５ｃ２とが一致した状態となる。この状態で、貫通穴３ｃ１及び貫通穴５ｃ１にネジ等の固定手段を挿通し、貫通穴３ｃ２及び貫通穴５ｃ２にネジ等の固定手段を挿通し、当該固定手段とナット等の部材とを螺合することで、ボス部３がホルダ５に固定される。

以上のように、本実施の形態１に係る車両用空調装置１００は、第１係合部２Ａ１を有する翼１と、第１係合部２Ａ１と係合する第２係合部３Ａ１を有するボス部３と、第１係合部２Ａ１を覆うようにボス部３に載置されるホルダ５と、を備え、第１係合部２Ａ１は、翼１の先端側から翼１の基端側に向かって幅広となっている。
このように、翼１とボス部３とが別体として設けられており、翼１のみが樹脂成型されているため、翼１とボス部３とを一体成型する場合に比べて、金型、設備の大型化を抑制することができる。したがって、車両用空調装置１００の大型化を抑制することができ、従来よりも安価に車両用空調装置１００を得ることができる。
また、従来のようにスパイダを用いないで翼１をボス部３に固定できる。このため、翼面に段差、突起部が生じず翼面流れの乱れを抑制することができる。したがって、送風性能を向上し騒音の低減を図ることができ、従来よりも快適性を向上させた車両用空調装置１００を得ることができる。

また、プロペラファン５０が組み立てられた状態で、ホルダ５の下面が翼１の上面と当接する。このため、プロペラファン５０の運転時に、翼１に対して遠心力が生じても、ホルダ５から翼取付部２に面圧が加わるため、翼１の上下方向の移動は規制されて翼１は保持される。

また、ネジ等の固定手段及びナット等の部材を用いてボス部３はホルダ５に固定される。このため、翼取付部２とボス部３との接触面及び翼取付部２とホルダ５との接触面に面圧が生じ、翼１は摩擦力によって拘束される。

実施の形態２．
本実施の形態２の車両用空調装置１００は、実施の形態１の車両用空調装置１００とは異なり、翼取付部２に貫通穴２ｄ１，２ｄ２を設け、ボス部３に貫通穴３ｄ１，３ｄ２を設けたものである。なお、本実施の形態２においては、実施の形態１と同一の構成について同一の符号を付して説明を省略する。

図６は本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０のボス部３に翼１が取り付けられた状態を示す部分拡大図である。
図７は本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０の側面図である。

図６，図７に示されるように、翼取付部２には貫通穴２ｄ１，２ｄ２が設けられ、ボス部３には貫通穴３ｄ１，３ｄ２（図７）が設けられている。貫通穴２ｄ１，２ｄ２，３ｄ１，３ｄ２にはボルト、リベット等の固定手段２０が挿通される。

翼取付部２を溝４に設けると、ボス部３を平面視した状態で、貫通穴２ｄ１と貫通穴３ｄ１とが一致し、貫通穴２ｄ２と貫通穴３ｄ２とが一致した状態となる。この状態で、固定手段２０を貫通穴２ｄ１，２ｄ２，３ｄ１，３ｄ２に挿通し、当該固定手段とナット等の部材とを螺合することで、翼取付部２がボス部３に固定される。

以上のように、本実施の形態２に係る車両用空調装置１００は、翼取付部２には貫通穴２ｄ１，２ｄ２が設けられ、ボス部３には貫通穴３ｄ１，３ｄ２が設けられている。
このため、プロペラファン５０の運転時に、翼１に対して遠心力が生じても、翼１がボス部３に固定されるため、翼１はボス部３に支持される。このため、翼１がボス部３から脱落することを抑制でき、プロペラファン５０の信頼性が向上する。

翼１をボス部３及びホルダ５と共締めしないで、翼１とボス部３とを締結し、ボス部３とホルダ５とを締結しているため、クリープ変形により、翼１とボス部３との締結部のボルト軸力が低下した場合でも、ボス部３とホルダ５と締結部が健全であれば、翼取付部２とボス部３、ホルダ５の当たり面での面圧による摩擦力が期待できる。このため、プロペラファン５０が組立てられた状態で、翼１がボス部３から脱落することを抑制でき、プロペラファン５０の安全性が向上する。

実施の形態３．
本実施の形態３の車両用空調装置１００は、実施の形態１の車両用空調装置１００とは異なり、プロペラファン５０の内部に充填材７を充填したものである。なお、本実施の形態３においては、実施の形態１と同一の構成について同一の符号を付して説明を省略する。

図８は本発明の実施の形態３に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０のボス部３に翼１が取り付けられた状態を示す部分拡大図である。
図８に示されるように、ボス部３と翼取付部２との間に生じる隙間、ボス部３とホルダ５との間に生じる隙間、及び翼取付部２とホルダ５との間に生じる隙間には充填材７が設けられている。なお、充填材７としては例えば、エポキシ樹脂系接着材が用いられる。

ここで一般に、例えば、翼取付部２とボス部３との間には、製作上隙間が生じることがある。このような場合に、充填材７を当該隙間に充填することで、翼１のがたつき、面圧のばらつき、翼取付部２が滑ることによる締結ボルトの緩み、及び嵌合部における点接触を抑制することができる。なお、上述の嵌合部とは、翼取付部２が溝４に設けられた場合に、第１係合部２Ａ１及び第２係合部３Ａ１とが係合する部分を指す。

以上のように、本実施の形態３に係る車両用空調装置１００は、プロペラファン５０の内部に生じる隙間に充填材７を充填している。このため、翼１、ボス部３の寸法誤差により生じる面圧の低下や、嵌合部での点接触を抑制することができる。したがって、嵌合部での点接触が生じた場合に生じうる、接触箇所に応力が集中し翼１が摩耗して破損するような不具合を抑制することができる。

また、翼１とボス部３との間、翼１とホルダ５との間、及びボス部３とホルダ５との間に隙間が生じていたとしても、雨等の水分がこの隙間に浸入することを抑制し、翼１等の腐食等を抑制することができる。このため、過酷な環境下で用いられるプロペラファン５０の信頼性が向上する。したがって、車両用空調装置１００の信頼性が向上する。

実施の形態４．
本実施の形態４の車両用空調装置１００は、実施の形態１の車両用空調装置１００とは異なり、翼１に第１係合部８を設けたものである。なお、本実施の形態４においては、実施の形態１と同一の構成について同一の符号を付して説明を省略する。

図９は本発明の実施の形態４に係る車両用空調装置１００のプロペラファン５０のボス部３に翼１が取り付けられた状態を示す部分拡大図である。
図９に示されるように、翼取付部２には第１係合部８が設けられる。第１係合部８は、翼１の最も基端側において幅方向外方に突出する返しである。具体的には、第１係合部８は、翼１の先端側から翼１の基端側に向かって内周面に沿うように幅広となっている。第１係合部８は、翼１に生じる遠心力に抗するように設けられる。また、ボス部３は中空形状となっており、これにより、ボス部３には内周面３ｚが設けられる。内周面３ｚには、第１係合部８と係合する第２係合部３ｚ１が設けられる。

すなわち、本実施の形態４に係るプロペラファン５０は、第１係合部２Ａ１と第２係合部３Ａ１とが係合し、第１係合部８と第２係合部３ｚ１とが係合している。このため、翼１に対して翼１の先端側に向かう力が働いた場合に、第２係合部３Ａ１及び第２係合部３ｚ１が翼１の移動を規制し、翼１がボス部３から脱落することを抑制でき、プロペラファン５０の安全性が向上する。

以上のように、本実施の形態４に係る車両用空調装置１００は、翼取付部２に第１係合部８を設け、ボス部３の内周面３ｚに第２係合部３ｚ１を設けている。
このため、翼取付部２の第１係合部２Ａ１に亀裂等が生じた場合においても第１係合部８により翼１の脱落を抑制できるため、安全性が向上する。また、ボス部３をリング状に形成し、第１係合部８をリングの内周側に引掛ける構成とすることで、ボス部３に設けられる溝４が複雑にならず加工性の悪化を抑制できる。

なお、本実施の形態４においては、翼取付部２が第１係合部２Ａ１及び第１係合部８を有し、ボス部３が第２係合部３Ａ１及び第２係合部３ｚ１を有する例について説明したが、翼取付部２が第１係合部２Ａ１を有さず、ボス部３が第２係合部３Ａ１を有さない構成としてもよい。このように構成しても、第１係合部８及び第２係合部３ｚ１が係合することで、翼１に対して遠心力が生じたとき、翼１がボス部３から脱落することを抑制できる。

なお、翼１を繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で成型してもよく、このように成型することは軽量化の面から好ましい。繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）は比強度及び比剛性に優れているため、翼１を高強度、軽量化できる。このため、翼１に生じる遠心力が低下し破損する可能性を低減できる。また、翼取付部２の強度が高くなるため、翼１の根元側（基端側）を薄く構成することができる。したがって、プロペラファン５０の寸法を小さくすることができ、プロペラファン５０が搭載される車両用空調装置１００の寸法を小さくすることができる。

１ 翼、２ 翼取付部、２Ａ１，８ 第１係合部、２Ａ２ 幅狭部、２ｄ１，２ｄ２ 貫通穴、３ ボス部、３Ａ１，３ｚ１ 第２係合部、３Ａ２ 幅狭部、３ａ 天面部、３ｂ 側面部、３ｃ１，３ｃ２，３ｄ１，３ｄ２ 貫通穴、３ｚ 内周面、４ 溝、５ ホルダ、５ｃ１，５ｃ２ 貫通穴、５ｚ 軸取付穴、７ 充填材、２０ 固定手段、５０ プロペラファン、１００ 車両用空調装置、１００Ａ 本体。

Claims (7)

1. 第１係合部を有する翼と、
   前記第１係合部と係合する第２係合部を有するボス部と、
   前記第１係合部を覆うように前記ボス部に載置されるホルダと、を備え、
   前記第１係合部は、
   前記翼の先端側から前記翼の基端側に向かって幅広となっている
   ことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記第２係合部は、
   前記ボス部の外面から前記ボス部の内側に向かって切り欠いて溝を設けることで形成され、
   前記第１係合部は、
   前記溝に嵌る形状となっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記ボス部は、中空形状の部材であり、
   前記第２係合部は、前記ボス部の内周面に形成され、
   前記第１係合部は、前記翼の先端側から前記翼の基端側に向かって前記内周面に沿うように幅広となっている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記ボス部及び前記ホルダには貫通穴が設けられ、
   前記ボス部の貫通穴は、前記ボス部の厚さ方向に貫通し、
   前記ホルダの貫通穴は、前記ホルダの厚さ方向に貫通する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の車両用空調装置。
5. 前記ボス部と前記翼との間、前記ボス部と前記ホルダとの間、及び前記翼と前記ホルダとの間の少なくとも何れかの間には充填材が設けられる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の車両用空調装置。
6. 前記翼は、
   樹脂で成型される
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の車両用空調装置。
7. 前記翼は、
   繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で成型される
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の車両用空調装置。

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