JP2019002392A - 車両用空調装置の送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】異音の発生を抑制しながら空気集合通路の断面積を確保することで、ファンハウジングの大型化を回避しつつ、単位時間あたりの送風量を増加させる。
【解決手段】空気集合通路３１の始点の壁面は、曲面部で構成されたノーズ部３３が設けられている。曲面部における遠心式ファン３ａの外周面に対向する部分は、第１の曲率で湾曲する第１湾曲面３３ａで形成され、曲面部における空気集合通路３１の下流側に臨む部分は、第１の曲率よりも小さな第２の曲率で湾曲する第２湾曲面３３ｂで形成されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、例えば自動車等に搭載される車両用空調装置の送風機に関し、特に遠心式ファンを備えた構造の技術分野に属する。

従来より、車両用空調装置は、空調用空気を送風する送風ユニット部と、冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器を収容した空調ユニット部とを備えており、送風ユニット部から送風された空調用空気を冷却用熱交換器や加熱用熱交換器で温度調節した後、車室の各部に供給することができるように構成されている。

この種の車両用空調装置としては、例えば特許文献１、２に開示されているように送風ユニット部及び空調ユニット部が一体化されて車幅方向中央部に配置されたフルセンタタイプ、例えば特許文献３、４に開示されているように送風ユニット部及び空調ユニット部が車幅方向に並ぶように配置されたセミセンタタイプ、例えば特許文献５に開示されているように空調用空気として車室内の空気と車室外の空気とを同時に導入することができるように構成された内外気２層流タイプ等がある。

これらいずれのタイプの車両用空調装置も、特許文献６に開示されているように、送風ユニット部は、モーターによって回転駆動される遠心式ファンとそれを収容するファンハウジングとを備えている。ファンハウジングの内部には、回転する遠心式ファンから吹き出した空気が集合する空気集合通路が形成されている。この空気集合通路は、遠心式ファンの周囲を囲むように延びており、遠心式ファンから吹き出した空気は、空気集合通路を流通して下流側へ送られることになる。空気集合通路の始点には、遠心式ファンに最も接近するようにノーズ部が形成されている。空気集合通路の断面は、ノーズ部から下流側へ向かって次第に拡大しながら延びている。

特開２０１５−５４５６８号公報 特開２０１０−３６７６５号公報 特開２０１５−２８３０６号公報 特開２００９−１２７４８号公報 特開２０１２−１７１４８９号公報 特開２０１０−１５１０４７号公報

ところで、一般的に車両用空調装置の送風ユニットは車室内に搭載されるので、騒音を低減したいという要求がある。また、車室内において送風ユニットを配設するためのスペースを十分に確保するのは困難になってきており、送風ユニットの小型化が必要になっているが、送風ユニットを小型化すると単位時間あたりの送風量が減少してしまい、その結果、乗員の快適性を満足できなくなる。

送風ユニットの送風量を向上させる手段としては、ファンハウジング内の静圧、即ち空気集合通路内の静圧を高める方法がある。空気集合通路内の静圧を高めるためには、始点となるノーズ部を構成している円弧面の半径を小さくしてノーズ部の空気集合通路への張り出し量を小さくするとともに、空気集合通路の下流側から再び上流側に流入してしまう空気、即ち再流入空気量を減少させることが考えられる。

しかしながら、本発明者の実験によると、ノーズ部を構成している円弧面の半径を小さくすると送風時に異音が発生し易くなることが分かった。従って、ノーズ部を構成している円弧面の半径を小さくするのには騒音の面から限界があり、その結果、ノーズ部を構成している円弧面の半径が大きくなってしまうので静圧が低下し、同サイズのファンハウジングと比較したときに、ノーズ部の空気集合通路への張り出し量が大きくなって空気集合通の断面積が減少し、送風量が減少してしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、異音の発生を抑制しながら空気集合通路の断面積を確保することで、ファンハウジングの大型化を回避しつつ、単位時間あたりの送風量を増加させることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、ノーズ部の曲面部を、相対的に曲率の小さな湾曲面と、相対的に曲率の大きな湾曲面とで形成するようにした。

第１の発明は、遠心式ファンと、該遠心式ファンを回転駆動するモーターと、該遠心式ファンを収容するファンハウジングとを有する車両用空調装置の送風機において、上記ファンハウジングの内部には、上記遠心式ファンの周囲を囲むように延びるとともに上記遠心式ファンから吹き出した空気を集合させて流す空気集合通路が設けられ、上記空気集合通路の始点の壁面には、該空気集合通路内へ向けて突出する曲面部で構成されたノーズ部が設けられ、上記ノーズ部における上記遠心式ファンの外周面に対向する部分は、第１の曲率で湾曲する第１湾曲面で形成され、上記ノーズ部における上記空気集合通路の下流側に臨む部分は、上記第１の曲率よりも小さな第２の曲率で湾曲する第２湾曲面で形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、遠心式ファンがモーターによって回転駆動されると、遠心式ファンから吹き出した空気がファンハウジング内の空気集合通路で集合して下流側へ送られる。このとき、ノーズ部を構成している曲面部における遠心式ファンの外周面に対向する部分は、相対的に曲率の大きな第１湾曲面で形成されているので、異音が抑制される。一方、ノーズ部を構成している曲面部における空気集合通路の下流側に臨む部分は、相対的に曲率の小さな第２湾曲面で形成されているので、ノーズ部がコンパクトになり、空気集合通路の下流側へのノーズ部の張り出し量が少なくなる。よって、空気集合通路の下流側が絞られることはなく、空気集合通路の下流側の断面積が確保されるので、上流側から下流側に向かって空気集合通路の断面積が徐々に拡大する理想に近い形状になる。よって、単位時間あたりの送風量が増加する。

第２の発明は、第１の発明において、上記第１湾曲面は、円弧面で構成され、上記第２湾曲面は、上記第１湾曲面の半径よりも小さな半径を有する円弧面で構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１湾曲面及び第２湾曲面が円弧面となるので、ノーズ部の曲面部の形状が滑らかに連続する形状になる。

第３の発明は、第１または２の発明において、上記曲面部は、上記第１湾曲面と、上記第２湾曲面とが連続して構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１湾曲面と第２湾曲面とが連続して曲面部が形成されるので、第１湾曲面による騒音低減効果と、第２湾曲面による送風量増大効果とが十分に得られる。

第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、上記第１湾曲面は、上記空気集合通路の壁面における上記ノーズ部よりも下流側の部分に連続していることを特徴とする。

この構成によれば、空気の流れがスムーズになる。

第５の発明は、第２の発明において、上記第２湾曲面を構成する円弧面の半径は、上記第１湾曲面を構成する円弧面の半径の１／２以下に設定されていることを特徴とする。

この構成によれば、第２湾曲面の曲率が十分に小さくなるので、空気集合通路の下流側へのノーズ部の張り出し量がより一層少なくなる。

第６の発明は、第１から５のいずれか１つの発明において、上記第１湾曲面は、上記空気集合通路の壁面における上記第１湾曲面以外の部分に比べて上記遠心式ファンの外周面に最も接近していることを特徴とする。

この構成によれば、相対的に大きな曲率の第１湾曲面が遠心式ファンの外周面に最も接近することで、騒音の抑制効果が更に高まる。

第１の発明によれば、ノーズ部の構成する曲面部における遠心式ファンの外周面に対向する部分を、相対的に大きな曲率を有する第１湾曲面で形成し、曲面部における空気集合通路の下流側に臨む部分を、相対的に小さな曲率を有する第２湾曲面で形成したので、異音の発生を抑制しながら、空気集合通路の断面積を確保することができ、ファンハウジングの小型化と単位時間あたりの送風量増加を両立させることができる。

第２の発明によれば、第１湾曲面及び第２湾曲面を円弧面にしたので、ノーズ部の曲面部の形状を滑らかに連続する形状にすることができ、騒音をより一層低減することができる。

第３の発明によれば、第１湾曲面と第２湾曲面とが連続することでノーズ部の曲面部が構成されているので、騒音低減効果と送風量増大効果とを十分に得ることができる。

第４の発明によれば、第１湾曲面が空気集合通路の壁面におけるノーズ部よりも下流側の部分に連続しているので、空気の流れをより一層スムーズにすることができる。

第５の発明によれば、第２湾曲面を構成する円弧面の半径を第１湾曲面を構成する円弧面の半径の１／２以下にしたので、空気集合通路の下流側へのノーズ部の張り出し量をより一層少なくすることができ、単位時間あたりの送風量を更に増加させることができる。

第６の発明によれば、相対的に大きな曲率の第１湾曲面を遠心式ファンの外周面に最も接近させたことで、騒音の抑制効果を更に高めることができる。

実施形態に係る車両用空調装置の送風機の正面図である。 実施形態に係る車両用空調装置の送風機の左側面図である。 実施形態に係る車両用空調装置の送風機の右側面図である。 実施形態に係る車両用空調装置の送風機の背面図である。 実施形態に係る車両用空調装置の送風機の底面図である。 実施形態に係る車両用空調装置の送風機の分解斜視図である。 実施形態に係る車両用空調装置の送風機の断面図である。 ファンモーターモジュユールを送風ケーシングから取り外した状態を示す図７相当図である。 図８におけるIX−IX線断面図である。 図９におけるＡ部拡大図である。 本発明に係る送風機と比較例の送風機との騒音を比較して示すグラフである。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置の送風機（送風ユニット部ともいう。）１を示すものである。この送風機１は、図示しないが車両用空調装置の空調ユニット部に空調用空気を送風するためのものであり、車室内の前端部に設けられたインストルメントパネル（図示せず）の内部に収容される。送風機１はインストルメントパネル内の助手席側（この実施形態では車両右側）に配置される一方、上記空調ユニット部は車幅方向の略中央部に配置される。この実施形態の説明では、車両右側を単に「右」といい、車両左側を単に「左」といい、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」というものとする。

空調ユニット部は、空調ケーシングに収容される冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器を備えるとともに、送風機１から送風された空調用空気のうち、冷却用熱交換器を通過する空気量と加熱用熱交換器を通過する空気量とを変更するエアミックスダンパや、生成された調和空気を車室の各部（デフロスタ吹出口、ベント吹出口、ヒート吹出口、リヤベント吹出口等）に選択的に供給するための複数の吹出方向切替ダンパ等を備えている。この空調ユニットは、車室外の空気（外気）のみを導入して温度調節すること、車室内の空気（内気）のみを導入して温度調節すること、及び、車室外の空気と車室内の空気の両方を導入して温度調節することが可能に構成された内外気二層流ユニットである。

（送風機の全体構成）
送風機１は、上記空調ユニット部の内外気二層流構造に対応するように、必要に応じて空調用空気を内外気二層流状態で空調ユニットに送風することができるように構成されている。送風機１と空調ユニット部とは一体化されていてもよいし、別体とされていて中間ダクト等によって接続されていてもよい。送風機１と空調ユニット部とを一体化する場合には、車幅方向中央部に配置されたフルセンタタイプとすることができる。送風機１と空調ユニット部とを別体とする場合には、送風機１と空調ユニット部とを車幅方向に並ぶように配置したセミセンタタイプとすることができる。

図２〜７にも示すように、送風機１は、樹脂製の送風ケーシング２と、該送風ケーシング２の内部に形成された空気通路を開閉するための空気通路開閉構造と、送風ファン（遠心式ファン）３と、ファンモーター４と、エアフィルタ５とを備えている。図１〜図６に示すように、送風ケーシング２は、上下方向中間部において分割可能に構成されており、送風ケーシング２の略上半部を構成する上側ケーシング部材２０と、送風ケーシング２の略下半部を構成する下側ケーシング部材２１とを備えている。さらに、上側ケーシング部材２０は、左右方向中間部において分割されており、左側部材２２と右側部材２３とで構成されている。また、下側ケーシング部材２１は、上下方向に３つの部材に分割されており、上側部材２４、中間部材２５及び下側部材２６で構成されている。下側部材２６は、送風ケーシング２の下側部分を構成するとともに、該送風ケーシング２の上側部分（上側ケーシング部材２０、上側部材２４及び中間部材２５）に対して別体に構成されており、本発明の下側ケース構成部材である。尚、ケーシング２の分割構造はこれに限られるものではなく、自由に構成することができ、固定構造についてもビスやファスナを用いた構造とすることができる。

下側部材２６は、下側部材２６よりも上側部分を構成している中間部材２５に対して締結部材７（図６に示す）により締結固定されている。締結部材７としては、例えばネジやボルトを挙げることができるが、各種クリップやファスナ等であってもよく、特に限定されるものではない。締結部材７がネジやボルトの場合、下側部材２６の下方から中間部材２５に螺合させることによって下側部材２６を中間部材２５に締結するのが好ましい。また、中間部材２５と上側部材２５も締結部材（図示せず）によって締結固定されている。さらに、左側部材２２と右側部材２３も締結部材（図示せず）によって締結固定されている。そして、上側ケーシング部材２０と下側ケーシング部材２１も締結部材（図示せず）によって締結固定されている。

上側ケーシング部材２０の上部の前側には、車室外の空気（外気）を送風ケーシング２内に導入するための開口を有する外気導入ダクト部２０ａが上方かつ前方へ突出するように形成されている。この外気導入ダクト部２０ａの先端部に形成されている開口には、図示しないが車体のカウル部等に形成された車室外との連通孔が接続されるようになっている。一方、上側ケーシング部材２０の上部の後側には、車室内に開口して車室内の空気（内気）を送風ケーシング２内に導入するための複数の内気導入口２０ｂがそれぞれ車室内に開口するように形成されている。内気導入口２０ｂは上側ケーシング部材２０の右側壁部の上部にも開口しており、全てを合わせることで広い開口面積を確保している。

図７に示すように、上側ケーシング部材２０の内部には、該上側ケーシング部材２０の上部から下部へ延びる空気導入通路（空気通路）２０ｃが設けられている。空気導入通路２０ｃは、外気導入ダクト部２０ａの下流端に連通するとともに、内気導入口２０ｂにも連通しており、空気導入通路２０ｃに外気及び内気の一方のみ、または両方を同時に導入可能になっている。

さらに、上側ケーシング部材２０の内部には、空気導入通路２０ｃに上側仕切部材２７が配設されている。上側仕切部材２７は、空気導入通路２０ｃにおいて左右方向の中間部に配置されて前後方向に延びるとともに上下方向にも延びており、上側ケーシング部材２０に固定されている。また、上側仕切部材２７が配設される範囲は、空気導入通路２０ｃの空気流れ方向中間部のみであり、この上側仕切部材２７によって空気導入通路２０ｃの中間部が左側通路２０ｄと右側通路２０ｅとに仕切られる。左側通路２０ｄと右側通路２０ｅは上下方向に延びている。左側通路２０ｄの左右方向の寸法は、右側通路２０ｅの左右方向の寸法よりも長く設定されている。

上記エアフィルタ５は、空気導入通路２０ｃにおける上側仕切部材２７よりも空気流れ方向下流側に配設されている。エアフィルタ５は、濾過材をプリーツ状に折り曲げて構成された厚肉板状のものであり、略水平に延びる姿勢とされて上側ケーシング部材２０に固定されている。

図７に示すように、下側ケーシング２１の左側壁部には、空気送出ダクト部２１ａが左側へ突出するように形成されている。空気送出ダクト部２１ａの先端部は上記空調ユニット部に接続されている。空気送出ダクト部２１ａの内部には、上下方向中間部に左右方向に延びる下側仕切部材２８が設けられている。空気送出ダクト部２１ａの内部は、下側仕切部材２８により上側送出通路２１ｂと下側送出通路２１ｃとに仕切られる。

下側ケーシング２１の内部には、上側ファンケース（ファンハウジング）２９と、下側ファンケース（ファンハウジング）３０とが上下方向に並ぶように形成されている。詳細は後述するが、ファンモーター４は、下側ファンケース３０よりも下方に配設されている。このファンモーター４は、上下方向に延びる回転軸４ａと、回転軸４ａの下側に接続されて該回転軸４ａを駆動するモーター本体４ｂとを有している。モーター本体４ｂは、下側ケーシング２１の底壁部（下側）を構成する下側部材２６に締結部材等によって固定されている。回転軸４ａの上側部分は、下側ファンケース３０内を通って上側ファンケース２９内に達するように上方へ延びている。

送風ファン３は、上側ファンケース２９の内部に配置される上側ファン３ａと、下側ファンケース３０の内部に配置される下側ファン３ｂとを有している。上側ファン３ａ及び下側ファン３ｂは、遠心式ファン（シロッコファン）であり、回転中心線が上下方向に延びる姿勢で配置されてファンモーター４の回転軸４ａに固定されている。上側ファン３ａ及び下側ファン３ｂが回転することで、上側ファン３ａ及び下側ファン３ｂがそれぞれ有する多数の翼の間から径方向外方へ向けて空気が吹き出すように構成されている。この構成は、従来から周知のものである。上側ファン３ａの外径は下側ファン３ｂの外径よりも小さくなっている。上側ファン３ａは、上側ファンケース２９の内部に収容され、また、下側ファン３ｂは、下側ファンケース３０の内部に収容される。

上側ファンケース２９の下壁部は下側ファンケース３０の上壁部と共通化されていて、この上側ファンケース２９の下壁部には、上側ファンケース２９の内部と下側ファンケース３０の内部とを連通させる略円形の連通孔２９ｂが形成されている。ファンモーター４の回転軸４ａは、連通孔２９ｂ内を通っている。連通孔２９ｂの内径は、上側ファン３ａの外径よりも大きく設定されており、上側ファン３ａを連通孔２９ｂの下方から該連通孔２９ｂに挿入することができるようになっている。

上側ファンケース２９の上壁部には、略円形の上側ベルマウス開口部２９ａが上方に向けて開口するように形成されている。上側ベルマウス開口部２９ａは、空気導入通路２０ｃのエアフィルタ５よりも下流側において上側仕切部材２７よりも左側に連通している。上側ベルマウス開口部２９ａの周縁部は、全周が下方へ向けて湾曲形成されている。上方から見たとき、上側ベルマウス開口部２９ａと上記連通孔２９ｂとは同心上に位置するように配置されている。また、上側ベルマウス開口部２９ａは連通孔２９ｂよりも小径とされている。

図９に示すように、上側ファンケース２９の内部には、上側ファン３ａの周囲を囲むように延びるとともに、上側ファン３ａから吹き出した空気を集合させて流す上側空気集合通路３１が設けられている。上側空気集合通路３１の始点は、上側ファン３ａの左斜め前方に位置しており、この上側空気集合通路３１の始点の壁面２９ｃには、該上側空気集合通路３１内へ向けて突出する曲面部で構成された上側ノーズ部３３が設けられている。上側空気集合通路３１は、上側ノーズ部３３から上側ファン３ａの左側方、後方、右側方、前方を順に通るように湾曲して延びている。上側空気集合通路３１の断面積は上側ノーズ部３３近傍が最も狭く、下流側へ向かって次第に拡大している。そして、上側空気集合通路３１の断面積が最も大きい部分（下流端）が上側送出通路２１ｂの上流端に連通しており、上側空気集合通路３１を流通した空気は全て上側送出通路２１ｂに流入して空調ユニット部に送られる。

図１０に示すように、上側ノーズ部３３における上側ファン３ａの外周面に対向する部分は、第１の曲率で湾曲する第１湾曲面３３ａで形成されている。また、上側ノーズ部３３における上側空気集合通路３１の下流側に臨む部分は、第１の曲率よりも小さな第２の曲率で湾曲する第２湾曲面３３ｂで形成されている。第１湾曲面３３ａ及び第２湾曲面３３ｂは、それぞれ、水平断面で見たときに円弧を描くように延びる円弧面で構成されている。第２湾曲面３３ｂは、第１湾曲面３３ａの半径よりも小さな半径を有している。具体的には、第２湾曲面３３ｂを構成する円弧面の半径は、第１湾曲面３３ａを構成する円弧面の半径の１／２以下に設定されている。この実施形態では、第１湾曲面３３ａを構成する円弧面の半径は１２．０ｍｍであり、第２湾曲面３３ｂを構成する円弧面の半径は６．０ｍｍである。第１湾曲面３３ａを構成する円弧面の半径及び第２湾曲面３３ｂを構成する円弧面の半径は、上記値に限られるものではなく、第２湾曲面３３ｂを構成する円弧面の半径の方が小さいという条件を満たせば、任意に設定することができる。

また、第１湾曲面３３ａと第２湾曲面３３ｂとは滑らかに連続しており、第１湾曲面３３ａと第２湾曲面３３ｂとの間に段差や窪み等ができないようになっている。また、第１湾曲面３３ａは、上側空気集合通路３１の壁面２９ｃにおける上側ノーズ部３３よりも下流側の部分に連続している。さらに、第１湾曲面３３ａは、上側空気集合通路３１の壁面２９ｃにおける第１湾曲面３３ａ以外の部分に比べて上側ファン３ａの外周面に最も接近している。

また、図９に示すように、下側ファンケース３０の内部には、下側ファン３ｂの周囲を囲むように延びるとともに、下側ファン３ｂから吹き出した空気を集合させて流す下側空気集合通路３２が設けられている。下側空気集合通路３２の始点は、下側ファン３ｂの左斜め前方に位置しており、この下側空気集合通路３２の始点の壁面３０ｃには、該下側空気集合通路３２内へ向けて突出する曲面部で構成された下側ノーズ部３４（図６に示す）が設けられている。下側空気集合通路３２は、上側空気集合通路３１と同様に、下側ノーズ部３４から下側ファン３ｂの左側方、後方、右側方、前方を順に通るように湾曲して延びている。下側空気集合通路３２の下流端が下側送出通路２１ｃの上流端に連通しており、下側空気集合通路３２を流通した空気は全て下側送出通路２１ｃに流入して空調ユニット部に送られる。下側ノーズ部３４は上側ノーズ部３３と同様に第１湾曲面及び第２湾曲面３３ｂが連続した曲面部で形成されている。

下側ケーシング２１の内部において上側ファンケース２９及び下側ファンケース３０の右側方には、該下側ケーシング２１の上部から下部へ延びる中間通路２１ｄが形成されている。中間通路２１ｄの上部は、空気導入通路２０ｃのエアフィルタ５よりも下流側において上側仕切部材２７よりも右側部分に連通している。中間通路２１ｄの下部は、下側ケーシング２１の底壁部（下壁部）に沿って延びるように形成されている。

下側ファンケース３０の下壁部は、下側ケーシング２１の底壁部から上方に離れて形成されており、下側ファンケース３０の下壁部と下側ケーシング２１の底壁部との間に中間通路２１ｄの下部が形成されている。下側ファンケース３０の下壁部には、ベルマウス部６０が挿入されるベルマウス部挿入孔３０ａが、上下方向から見たときに連通孔２９ｂと同心上に位置するように形成されている。

送風ケーシング２の内部には、略円形の下側ベルマウス開口部６０ａを有するベルマウス部６０が設けられている。ベルマウス部６０は、リング状をなしていて下側ファンケース３０の下壁部とは別体とされている。ベルマウス部６０は、ベルマウス部挿入孔３０ａに下方から挿入され、下側ファンケース３０の下壁部におけるベルマウス部挿入孔３０ａの周縁部に対して下方から接触するように構成されている。ベルマウス部６０は、下側部材２６よりも上側部分を構成している下側ファンケース３０の下壁部に対して非固定状態とされている。下側ファンケース３０の下壁部は中間部材２５に形成されている。ここで、非固定状態とは、締結部材等の固定手段を用いることなく、ベルマウス部６０が下側ファンケース３０の下壁部に接触しているのみであって、ベルマウス部６０を下方へ移動させるだけでベルマウス部６０が下側ファンケース３０の下壁部から容易に離脱する状態である。

図８に示すように、ベルマウス部６０の外周部には、環状に延びる溝（凹部）６０ｂが形成されている。また、下側ファンケース３０の下壁部におけるベルマウス部挿入孔３０ａの周縁部には、溝６０ｂに挿入される突条部（凸部）３０ｂが下方へ突出するように形成されている。この突条部３０ｂは、溝６０ｂに沿うように環状に延びている。溝６０ｂと該溝６０ｂに挿入される突条部３０ｂとで凹凸嵌合構造が構成される。凹凸嵌合構造を設けることで、ベルマウス部６０と、送風ケーシング２の中間部材２５との間からの空気の漏れが抑制される。また、ベルマウス部６０のガタつきも抑制される。

ベルマウス部６０の内方に、中間通路２１ｄの下部及び下側ファンケース３０内に連通するように下側ベルマウス開口部３０ａが形成されている。この下側ベルマウス開口部３０ａの周縁部は、全周が上方へ向けて湾曲形成されている。上方から見たとき、連通孔２９ｂと下側ベルマウス開口部３０ａとは同心上に位置するように配置されている。また、下側ベルマウス開口部３０ａは上側ベルマウス開口部２９ａよりも大径としてもよいし、同径としてもよい。

図６に示すように、下側部材２６の下部には、後述するファンモーター４が取り付けられるモーター取付孔２６ｂが形成されている。下側部材２６におけるモーター取付孔２６ｂの周縁部には、上方へ延びる複数の支持部２６ｃが周方向に互いに間隔をあけて設けられている。これら支持部２６ｃは下側部材２６に一体成形されている。支持部２６ｃはベルマウス部６０を支持するための部分であり、支持部２６ｃの上端部にベルマウス部６０が一体成形されている。つまり、ベルマウス部６０は下側部材２６に一体成形されている。

また、図１等に示すように、上側ケーシング部材２０の左側部材２２には、車体のダッシュパネル（図示せず）等に取り付けられる上側取付脚部（取付部）２２ａが一体成形されている。ダッシュパネルは、車室とエンジンルームとを仕切る鋼板製の部材である。また、下側部材２６には、ダッシュパネル等に取り付けられる下側取付脚部（取付部）２６ａが一体成形されている。この実施形態では、下側部材２６に下側取付脚部２６ａを一体成形しているが、これに限らず、下側部材２６よりも上側の部材、上側部材２４や中間部材２５に下側取付脚部を一体成形してもよい。

（空気通路開閉構造の構成）
次に、空気通路を開閉するための空気通路開閉構造の構成について説明する。図６に示すように、空気通路開閉構造は、左側ダンパ４０と、右側ダンパ４１と、軸４２と、クランク部材４３と、リンク４４と、アクチュエータ４５とを備えている。左側ダンパ４０及び右側ダンパ４１は、樹脂材からなるロータリーダンパであり、互いに同軸上に配置されて独立して回動するようになっている。

左側ダンパ４０は空気導入通路２０ｃの上側仕切部材２７よりも左側である左側通路２０ｄの内部に配設されており、左側通路２０ｄを、内気導入口２０ｂに連通させた状態と、外気導入ダクト部２０ａに連通させた状態と、内気導入口２０ｂ及び外気導入ダクト部２０ａの両方に連通させた状態とに切り替えるためのものである。

右側ダンパ４１は空気導入通路２０ｃの上側仕切部材２７よりも右側である右側通路２０ｅの内部に配設されており、右側通路２０ｅを、内気導入口２０ｂに連通させた状態と、外気導入ダクト部２０ａに連通させた状態と、内気導入口２０ｂ及び外気導入ダクト部２０ａの両方に連通させた状態とに切り替えるためのものである。

右側ダンパ４１は、閉塞板部４１ａと、閉塞板部４１ａの左右両側縁部から延びる端板部４１ｂ、４１ｂとを有している。閉塞板部４１ａは、内気導入口２０ｂの上側仕切部材２７よりも右側を閉塞し、また、外気導入ダクト部２０ａの上側仕切部材２７よりも右側を閉塞するための部分であり、この実施形態では略矩形状とされている。

端板部４１ｂは側面視で三角形に近い形状とされている。左側の端板部４１ｂの端部には、略円形断面の左側支軸部４１ｃが左側へ突出するように設けられている。右側の端板部４１ｂの端部には、断面が略円形の右側支軸部４１ｄが右側へ突出するように設けられている。右側支軸部４１ｄは、上側ケーシング部材２０の右側壁部に左右方向に貫通するように形成された右側軸受孔２０ｆに挿通されて回動可能に支持されている。右側支軸部４１ｄは、上側ケーシング部材２０の右側壁部から右側へ突出している。

右側ダンパ４１の左側支軸部４１ｃは、上側仕切部材２７を左右方向に貫通するように、該上側仕切部材２７に形成された軸受孔２７ａに挿通されて回動可能に支持されている。左側支軸部４１ｃは軸受孔２７ａに挿通された状態で上側仕切部材２７から左側へ突出している。左側支軸部４１ｃの内部には、嵌合孔４１ｅが左端面に開口して左側支軸部４１ｃ内を右側へ延びるように形成されている。嵌合孔４１ｅの断面形状は円形の一部を切り欠いた形状となっている。

左側ダンパ４０は、閉塞板部４０ａと、閉塞板部４０ａの左右両側縁部から延びる端板部４０ｂ、４０ｂとを有している。閉塞板部４０ａは、内気導入口２０ｂの上側仕切部材２７よりも左側を閉塞し、また、外気導入ダクト部２０ａの上側仕切部材２７よりも左側を閉塞するための部分であり、この実施形態では略矩形状とされている。

端板部４０ｂ、４０ｂは右側ダンパ４１と同様に側面視で三角形に近い形状とされている。左側の端板部４０ｂの端部には、左側支軸部４０ｃが左側へ突出するように設けられている。右側の端板部４０ｂの端部には、右側筒部４０ｄが設けられている。左側支軸部４０ｃは、上側ケーシング部材２０の左側壁部に左右方向に貫通するように形成された左側軸受孔２０ｈに挿通されて回動可能に支持されている。左側支軸部４０ｃは、上側ケーシング部材２０の左側壁部から左側へ突出している。左側支軸部４０ｃは中空軸部とされている。左側支軸部４０ｃには、後述する軸４２の本体軸部４２ａが左右方向に挿通可能になっている。また、左側支軸部４０ｃの外周面の周方向の一部は切り欠かれている。

右側筒部４０ｄは左右方向に延びており、左右両端が開口している。右側筒部４０ｄの内部には、右側ダンパ４１の左側支軸部４１ｃにおける上側仕切部材２７から左側へ突出した部分が挿入されている。右側ダンパ４１の左側支軸部４１ｃは、右側筒部４０ｄに挿入された状態で回動可能となっている。つまり、右側筒部４０ｄは右側ダンパ４１の左側支軸部４１ｃに支持されて右側ダンパ４１と左側ダンパ４０とが相対的に回動可能になっている。

軸４２は、左右方向に延びる本体軸部４２ａと、本体軸部４２ａの左端部に設けられた動力伝達部４２ｂとを備えており、アクチュエータ４５の出力（駆動力）を右側ダンパ４１に伝達するためのものである。本体軸部４２ａの左側は、左側ダンパ４０の左側支軸部４０ｃの内部に挿通された状態で、相対的に回動可能となっている。また、本体軸部４２ａの中間部は、左側通路２０ｄ内に位置しており、左側通路２０ｄを左右方向に横切るように配置される。

本体軸部４２ａは、左側ダンパ４０の左側支軸部４０ｃの内部に挿入されて該左側ダンパ４０から右側ダンパ４１側（右側）へ突出するように形成されている。具体的には、本体軸部４２ａの右端部は上側仕切部材２７の軸受孔２７ａよりも右側に位置しており、この本体軸部４２ａにおける右側ダンパ４１側へ突出した部分が、右側ダンパ４１の左側支軸部４１ｃに結合されている。すなわち、本体軸部４２ａの右側は切り欠かれており、この本体軸部４２ａの右側の断面形状は、右側ダンパ４１の左側支軸部４１ｃの嵌合孔４１ｅの断面形状と略一致するようになっている。本体軸部４２ａの右側における切り欠かれた部分は、右側ダンパ４１の左側支軸部４１ｃの嵌合孔４１ｅに挿入された状態で該嵌合孔４１ｅの内面に嵌合し、相対的に回動しないようになっている。

動力伝達部４２ｂは、本体軸部４２ａに駆動力を伝達するための部分であり、本体軸部４２ａの外周面から径方向に突出するように形成されている。この動力伝達部４２ｂと本体軸部４２ａとは樹脂材により一体成形されている。動力伝達部４２ｂの先端側には、左側へ突出するピン（図示せず）が形成されている。

クランク部材４３には、左側ダンパ４０の左側支軸部４０ｃを挿入可能な連結孔４３ａが形成されている。連結孔４３ａは、左側ダンパ４０の左側支軸部４０ｃの外周面に嵌合するように形成されている。すなわち、連結孔４３ａの内周面の形状は、左側支軸部４０ｃの切り欠かれた部分の外周面の形状と略一致するように形成されている。そして、左側支軸部４０ｃの切り欠かれた部分を連結孔４３ａに挿入することで、クランク部材４３と左側支軸部４０ｃとが一体化して相対的に回動しなくなる。また、クランク部材４３には、連結孔４３ａから径方向に離れた部分に、左側へ突出するピン（図示せず）が形成されている。

図６に示すように、リンク４４は、板状部材からなるものであり、その略中心部が上側ケーシング部材２０の左側部材２２の左側壁部に対して回動可能に取り付けられている。リンク４４には、動力伝達部４２ｂのピンが差し込まれる第１溝（図示せず）と、クランク部材４３のピンが差し込まれる第２溝（図示せず）とが該リンク４４の回動方向に延びるように形成されている。リンク４４が回動することにより、第１溝に差し込まれている動力伝達部４２ｂのピンと、第２溝に差し込まれているクランク部材４３のピンとに、所定のタイミングで中心線周りの回動力を作用させるように構成されている。このリンク４４の構成は従来から周知のものである。

アクチュエータ４５はケーシング部材２０の左側部材２２の左側壁部に固定されている。アクチュエータ４５の出力軸は、リンク４４に結合されており、アクチュエータ４５の出力がリンク４４に対して該リンク４４の回動方向に作用するようになっている。アクチュエータ４５は従来から周知のものであり、図示しない空調コントロールユニットによって制御される。

（ファンモーターの構造）
上記ファンモーター４は、空調コントロールユニットによって制御される。図７に示すように、ファンモーター４の回転軸４ａの上側は、ファン３の回転中心線上に形成された孔部（図示せず）に圧入された状態で固定されている。回転軸４ａは、ファン３の下端部よりも下方へ延びていて、回転軸４ａの下側がモーター本体４ｂに接続されている。

モーター本体４ｂの上側には、該モーター本体４ｂの内部から冷却風を排出ための冷却風排出口４ｃが上方に向けて開口している。この冷却風排出口４ｃの中心部に回転軸４ａが配置されていて、冷却風排出口４ｃの周縁部と回転軸４ａの外周面との間を冷却風が流通するようになっている。

モーター本体４ｂの上側部分は、下側部材２６のモーター取付孔２６ｂに挿入された状態で、送風ケーシング２の内部に配置される。モーター本体４ｂの下側部分は、送風ケーシング２の外部においてモーター取付孔２６ｂの外方まで延出するように形成されており、図６に示す締結部材８によって下側部材２６に締結固定されている。図８に示すように、ファンモーター４及び下側部材２６はモジュール化され、このモジュール化された部分が、送風ケーシング２における下側部材２６よりも上側部分に対して着脱可能になっている。

（送風機の動作）
次に、上記のように構成された送風機１の動作について説明する。この送風機１は、外気のみを導入する外気導入モードと、内気のみを導入する内気導入モードと、外気と内気の両方を導入する内外気二層流モードとの３つのモードのうちから任意の１つのモードに切り替えることができる。モードの切替は、例えば空調条件等に応じて空調コントロールユニットによって自動で行われるが、手動操作可能にしてもよい。

モードを切り替える際、右側ダンパ４１の左側支軸部４１ｃは、左側ダンパ４０の右側筒部４０ｄに挿入された状態で相対的に回動可能となっているので、右側ダンパ４１と左側ダンパ４０とは異なるタイミングで回動させることができるとともに、その回動量も個別に設定可能である。これはリンク４４の第１溝及び第２溝の形状設定によって可能になる。

空調コントロールユニットが外気導入モードを選択すると、アクチュエータ４５を作動させて、左側ダンパ４０及び右側ダンパ４１を共に後側へ回動させて内気導入口２０ｂを全閉状態にする。すなわち、クランク部材４３を中心線周りに後側へ回動させると、このクランク部材４３が取り付けられている左側ダンパ４０に対して中心線周りに後側へ回動力が作用して左側ダンパ４０が後側へ回動する。また、軸４２の動力伝達部４２ｂを中心線周りに後側へ回動させると、この軸４２が結合されている右側ダンパ４１に対して中心線周りに後側へ回動力が作用して右側ダンパ４１が後側へ回動する。

この外気導入モードが選択された状態でファンモーター４が作動して回転軸４ａが回転すると、上側ファン３ａ及び下側ファン３ｂが回転し、外気が外気導入ダクト部２０ａから吸い込まれる。外気導入ダクト部２０ａに吸い込まれた外気は空調用空気としてエアフィルタ５を通過して濾過された後、上側仕切部材２７よりも左側の左側通路２０ｄを流通した空気が上側ベルマウス開口部２９ａから上側ファンケース２９内に吸い込まれて上側送出通路２１ｂから空調ユニットに送られる。

また、上側仕切部材２７よりも右側の右側通路２０ｅを流通した空気は中間通路２１ｄを下側へ向かって流通して下側ベルマウス開口部３０ａから下側ファンケース３０内に吸い込まれる。下側ファンケース３０内に吸い込まれた空調用空気は、下側送出通路２１ｃから空調ユニットに送られる。

一方、空調コントロールユニットが内気導入モードを選択すると、アクチュエータ４５を作動させて、左側ダンパ４０及び右側ダンパ４１を共に前側へ回動させて外気導入ダクト部２０ａを全閉状態にする。すなわち、クランク部材４３を中心線周りに前側へ回動させて左側ダンパ４０を前側へ回動させ、また、軸４２の動力伝達部４２ｂを中心線周りに前側へ回動させて右側ダンパ４１を前側へ回動させる。

この内気導入モードが選択された状態でファンモーター４が作動すると、内気が内気導入口２０ｂから吸い込まれる。内気導入口２０ｂから吸い込まれた内気は空調用空気としてエアフィルタ５を通過して濾過された後、上側仕切部材２７よりも左側の左側通路２０ｄを流通した空気が上側ベルマウス開口部２９ａから上側ファンケース２９内に吸い込まれて上側送出通路２１ｂから空調ユニットに送られる。また、上側仕切部材２７よりも右側の右側通路２０ｅを流通した空気は中間通路２１ｄを流通して下側ベルマウス開口部３０ａから下側ファンケース３０内に吸い込まれて下側送出通路２１ｃから空調ユニットに送られる。

空調コントロールユニットが内外気二層流モードを選択すると、アクチュエータ４５を作動させて、左側ダンパ４０を後側へ回動させて内気導入口２０ｂを全閉状態にし、右側ダンパ４１を前側へ回動させて外気導入ダクト部２０ａを全閉状態にする。すなわち、クランク部材４３を中心線周りに前側へ回動させて左側ダンパ４０を前側へ回動させ、また、軸４２の動力伝達部４２ｂを中心線周りに前側へ回動させて右側ダンパ４１を前側へ回動させる。これにより、内気導入口２０ｂと外気導入ダクト部２０ａとが開かれる。そして、外気導入ダクト部２０ａに吸い込まれた外気は空調用空気としてエアフィルタ５を通過して濾過された後、上側仕切部材２７よりも左側の左側通路２０ｄを流通して上側ベルマウス開口部２９ａから上側ファンケース２９内に吸い込まれて上側送出通路２１ｂから空調ユニットに送られる。また、内気導入口２０ｂから吸い込まれた内気は空調用空気としてエアフィルタ５を通過して濾過された後、上側仕切部材２７よりも右側の右側通路２０ｅ及び中間通路２１ｄを流通して下側ベルマウス開口部３０ａから下側ファンケース３０内に吸い込まれて下側送出通路２１ｃから空調ユニットに送られる。

（実施形態の作用効果）
この実施形態に係る送風機１によれば、ベルマウス部６０が下側部材２６に一体成形されているので、部品点数の増加を抑制できる。また、下側部材２６とベルマウス部６０との相対位置がずれにくくなるので、下側部材２６を送風ケーシング２の中間部材２５に対して組み付けた状態で、ベルマウス部６０を所定位置に位置決めすることができる。さらに、ベルマウス部６０はファンモーター４とは別体になるので、例えばファン３の外径を車種等に応じて変える場合に、ファンモーター４を共通化してベルマウス部６０を下側部材２６と一緒に作り替えることで対応可能になる。

また、ファンモーター４及び下側部材２６をモジュール化したことで、ファンモーター４を交換等する際に、下側部材２６を送風ケーシング２の中間部材２５から取り外すだけでファンモーター４も同時に取り外すことが可能になる。ファンモーター４及び下側部材２６を送風ケーシング２の中間部材２５から取り外す際には、締結部材７による締結を緩めることで簡単に取り外すことが可能になる。

また、下側部材２６に下側取付脚部２６ａを一体成形しているが、上側部材２４や中間部材２５に下側取付脚部を一体成形する場合には、下側部材２６の下側取付脚部２６ａを省略することができる。これにより、サービス作業時には、下側部材２６を中間部材２５から容易に取り外すことが可能になる。

また、上側ノーズ部３３における上側ファン３ａの外周面に対向する部分は、相対的に曲率の大きな第１湾曲面３３ａで形成されているので、異音が抑制される。一方、上側ノーズ部３３における上側空気集合通路３１の下流側に臨む部分は、相対的に曲率の小さな第２湾曲面３３ｂで形成されているので、上側ノーズ部３３がコンパクトになり、上側空気集合通路３１の下流側への上側ノーズ部３３の張り出し量が少なくなる。よって、上側空気集合通路３１の下流側が絞られることはなく、上側空気集合通路３１の下流側の断面積が確保されるので、上流側から下流側に向かって上側空気集合通路３１の断面積が徐々に拡大する理想に近い形状になる。よって、単位時間あたりの送風量が増加する。従って、上側ファンケース２９の小型化と単位時間あたりの送風量増加を両立させることができる。

送風機１の騒音について図１１のグラフに基づいて説明する。グラフの横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は音圧ｄＢ（Ａ）である。送風量は最大送風量の８割程度に設定した。集音マイクは、送風機１の側方に配置した。また、比較例は、ノーズ部が半径６．０ｍｍの円弧面で構成されている場合であり、本発明は、図１０に記載されているようにノーズ部３３が、半径１２．０ｍｍの円弧面からなる第１湾曲面３３ａと、半径６．０ｍｍの円弧面からなる第２湾曲面３３ｂとで構成されている場合である。

図１１のグラフから明らかなように、本発明は比較例に比べて全体として見たときに音圧が低下している。つまり、同じ送風量で比較したときに、第１湾曲面３３ａ及び第２湾曲面３３ｂを形成しておくことで騒音を低減することができる。この結果は、ノーズ部を構成する曲面部の半径を変更してもほぼ同じである。

尚、上記実施形態では、２つのダンパを左右方向に並ぶように配置したが、これに限らず、例えば前後方向に並ぶように配置してもよい。また、本発明は内外気二層流モードを有しない空調ユニット部用の送風機に適用することもできる。

また、第１湾曲面３３ａ及び第２湾曲面３３ｂは円弧面でなくてもよく、円弧に近似した面や、湾曲した面等であればよい。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置の送風機は、例えば自動車に搭載することができる。

１ 送風機
２ 送風ケーシング
３ 送風ファン（遠心式ファン）
４ ファンモーター
７ 締結部材
２９ 上側ファンケース（ファンハウジング）
３０ 下側ファンケース（ファンハウジング）
６０ ベルマウス部
６０ａ 下側ベルマウス開口部

Claims (6)

1. 遠心式ファンと、該遠心式ファンを回転駆動するモーターと、該遠心式ファンを収容するファンハウジングとを有する車両用空調装置の送風機において、
   上記ファンハウジングの内部には、上記遠心式ファンの周囲を囲むように延びるとともに上記遠心式ファンから吹き出した空気を集合させて流す空気集合通路が設けられ、
   上記空気集合通路の始点の壁面には、該空気集合通路内へ向けて突出する曲面部で構成されたノーズ部が設けられ、
   上記ノーズ部における上記遠心式ファンの外周面に対向する部分は、第１の曲率で湾曲する第１湾曲面で形成され、上記ノーズ部における上記空気集合通路の下流側に臨む部分は、上記第１の曲率よりも小さな第２の曲率で湾曲する第２湾曲面で形成されていることを特徴とする車両用空調装置の送風機。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置の送風機において、
   上記第１湾曲面は、円弧面で構成され、
   上記第２湾曲面は、上記第１湾曲面の半径よりも小さな半径を有する円弧面で構成されていることを特徴とする車両用空調装置の送風機。
3. 請求項１または２に記載の車両用空調装置の送風機において、
   上記曲面部は、上記第１湾曲面と、上記第２湾曲面とが連続して構成されていることを特徴とする車両用空調装置の送風機。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用空調装置の送風機において、
   上記第１湾曲面は、上記空気集合通路の壁面における上記ノーズ部よりも下流側の部分に連続していることを特徴とする車両用空調装置の送風機。
5. 請求項２に記載の車両用空調装置の送風機において、
   上記第２湾曲面を構成する円弧面の半径は、上記第１湾曲面を構成する円弧面の半径の１／２以下に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。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の車両用空調装置の送風機において、
   上記第１湾曲面は、上記空気集合通路の壁面における上記第１湾曲面以外の部分に比べて上記遠心式ファンの外周面に最も接近していることを特徴とする車両用空調装置の送風機。

Images