JP2019025941A - 車両用空調ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の上流側通風路と複数の下流側通風路との間で、送風ファンの回転によって複数の空気流れの相互配置に生じるファン軸線まわりの位相ズレを抑制する。
【解決手段】上流側案内部材26は、ファン軸方向DRaにおける上流側案内部材26の他方側が一方側に対しファン回転方向RTfとは逆方向へファン軸線まわりに捩れた形状を有している。そして、上流側案内部材26は、その捩れた形状に空気を沿わせて送風ファン201へ案内する。これにより、第1および第2上流側通風路から流出するそれぞれの空気流れは、ファン回転方向RTfとは逆方向へ予め回されてから送風ファンへ流入する。このことは、第1および第2上流側通風路から第1および第2下流側通風路へ流れる複数の空気流れの相互配置に送風ファンの回転によって生じるファン軸線まわりの位相ズレを、打ち消す方向に作用する。従って、その位相ズレを抑制することが可能である。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両用空調ユニットに関するものである。
この種の車両用空調ユニットとして、例えば特許文献1に記載された車両用空調ユニットが従来から知られている。この特許文献1に記載された車両用空調ユニットは、ケーシング内において複数の空気通路から空気を吸い込んで吹き出す送風ファンと、ケーシング内において送風ファンの吸込側に配置された吸込側仕切部材とを備えている。また、特許文献1の車両用空調ユニットは、ケーシング内において送風ファンの吹出側に配置された吹出側仕切部材を備えている。その吸込側仕切部材と吹出側仕切部材はそれぞれ、複数の空気通路からの空気流れを互いに仕切るものであり、そのように仕切ることによってその複数の空気流れの混合を抑制する。
また、吸込側仕切部材に対する吹出側仕切部材の相対位置が送風ファンの回転方向にずれるように、吸込側仕切部材および吹出側仕切部材が配置されている。更に、その吸込側仕切部材に対する吹出側仕切部材の相対位置は、電動アクチュエータにより吸込側仕切部材が回転させられることによって調整される。
特開2016−11101号公報
特許文献1の車両用空調ユニットは、ケーシング内すなわち空調ケース内において複数の上流側通風路から流出した空気を送風ファンを介して複数の下流側通風路へ流すものである。このような車両用空調ユニットでは、複数の上流側通風路から流出する各空気流れは、送風ファンの回転によりファン軸線を中心に回転させられてから複数の下流側通風路に流入する。すなわち、その複数の上流側通風路から流出する各空気流れは、送風ファンの回転によって、各空気流れの相互配置にファン軸線まわりの位相ズレを生じて、複数の下流側通風路に流入する。
これに対し、その送風ファンの回転による各空気流れの位相ズレを抑制したい場合が想定される。例えば、内外気2層構造の空調ユニットでは、換気ロス低減と窓曇り防止とを両立するため、外気を使って車両上方側に配置されるウインドシールドの窓晴らしを行い、内気で乗員足元の暖房を行う。その一方で、外気を車室内に導くためには、外気導入ダクトを通じて空調ユニットの上方から外気を空調ケース内に導入する必要がある。従って、空調ケース内において送風ファンに対する空気流れ上流側と下流側との何れでも、外気が流通する通風路は内気が流通する通風路に対し上方に設けられる。
このように、内外気2層構造の空調ユニットを一例とした種々の空調ユニットでは、送風ファンの回転による各空気流れの位相ズレを抑制するのが好ましい場合が想定される。そこで、発明者らは、特許文献1の吸込側仕切部材を用いてその位相ズレを抑制することを考えた。
しかし、その吸込側仕切部材は回転させられることによって上記位相ズレを調整するものであるので、その吸込側仕切部材の回転位置によっては、吸込側仕切部材に対する空気流れ上流側の空気通路を仕切る仕切壁と、吸込側仕切部材との連結部分に段差が生じる。そして、その段差は、吸込側仕切部材に沿う空気流れの経路を局所的に変形させるので、その吸込側仕切部材に沿う空気流れを乱す原因になる可能性があった。発明者らの詳細な検討の結果、以上のようなことが見出された。
本発明は上記点に鑑みて、送風ファンに対する空気流れ上流側または下流側で空気流れを円滑に案内しつつ、複数の上流側通風路と複数の下流側通風路との間で、送風ファンの回転によって複数の空気流れの相互配置に生じるファン軸線まわりの位相ズレを抑制することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の車両用空調ユニットは、
空気が流れる第1上流側通風路(121)、その第1上流側通風路と並列に設けられ空気が流れる第2上流側通風路(122)、第1上流側通風路から流出した空気が流れる第1下流側通風路(123)、および、その第1下流側通風路と並列に設けられ第2上流側通風路から流出した空気が流れる第2下流側通風路(124)が形成された空調ケース(12)と、
空調ケース内に設けられファン軸線(CL1)まわりに回転する送風ファン(201)を有し、その送風ファンの回転により、第1上流側通風路と第2上流側通風路とから流出した空気をファン軸線の軸方向(DRa)の一方側から吸い込み且つその吸い込んだ空気を第1下流側通風路と第2下流側通風路とへ流す送風機(20)と、
空調ケース内において送風ファンに対し軸方向の一方側に設けられ、第1上流側通風路と第2上流側通風路とから流出し軸方向の一方側からその一方側の反対側である他方側へ流れる空気を送風ファンへ案内する上流側案内部材(26)とを備え、
上流側案内部材は、軸方向における上流側案内部材の他方側が一方側に対し送風ファンの回転方向(RTf)とは逆方向へファン軸線まわりに捩れた形状を有し、その捩れた形状に空気を沿わせて送風ファンへ案内する。
このようにすれば、第1および第2上流側通風路から流出するそれぞれの空気流れは、送風ファンの回転方向とは逆方向へ予め回されてから送風ファンへ流入する。このことは、複数の空気流れの相互配置に送風ファンの回転によって生じるファン軸線まわりの位相ズレを打ち消す方向に作用するので、その位相ズレを抑制することが可能である。
そして、上流側案内部材は上記捩れた形状に空気を沿わせて送風ファンへ案内するので、特許文献1の吸込側仕切部材が生じさせる上記段差の発生を回避できる。そのため、送風ファンに対する空気流れ上流側で空気流れを円滑に案内することが可能である。
また、請求項7に記載の車両用空調ユニットは、
空気が流れる第1上流側通風路(121)、その第1上流側通風路と並列に設けられ空気が流れる第2上流側通風路(122)、第1上流側通風路から流出した空気が流れる第1下流側通風路(123)、および、その第1下流側通風路と並列に設けられ第2上流側通風路から流出した空気が流れる第2下流側通風路(124)が形成された空調ケース(12)と、
空調ケース内に設けられファン軸線(CL1)まわりに回転する送風ファン(201)を有し、その送風ファンの回転により、第1上流側通風路と第2上流側通風路とから流出した空気をファン軸線の軸方向(DRa)の一方側から吸い込み且つその吸い込んだ空気を第1下流側通風路と第2下流側通風路とへ流す送風機(20)と、
空調ケース内に設けられ、送風ファンから流出した空気を第1下流側通風路と第2下流側通風路とへ案内する複数の下流側案内部材(28)とを備え、
複数の下流側案内部材は、送風ファンから流出した空気を下流側案内部材に沿わせて流すことにより、送風ファンから流出した空気の流速のうち送風ファンの回転よって与えられた回転成分を抑制する。
このようにすれば、下流側案内部材が設けられていない場合と比較して、送風ファンから流出した空気が、第1下流側通風路と第2下流側通風路とのそれぞれへ流入する前に送風ファンの回転方向へ進みにくくなる。そのため、上記複数の空気流れの相互配置に生じるファン軸線まわりの位相ズレを抑制することが可能である。
そして、上記請求項1に記載の車両用空調ユニットと同様に、下流側案内部材によっても、特許文献1の吸込側仕切部材が生じさせる上記段差の発生を回避できる。そのため、送風ファンに対する空気流れ下流側で空気流れを円滑に案内することが可能である。
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。
第1実施形態において、車両用空調ユニットの主要な構成を示した模式的な断面図である。 第1実施形態において、上流側案内部材およびその周辺部位を抜粋して示した斜視図である。 第1実施形態において、下流側案内部材およびその周辺部位を抜粋して示した斜視図である。 第1実施形態において、図1のIV−IV断面を示した断面図である。 第1実施形態において、図1のV−V断面を示した断面図である。 第1実施形態において、図1のV−V断面よりもファン軸方向の他方側に位置するVI−VI断面を示した断面図である。 第1実施形態において、図1のVI−VI断面よりもファン軸方向の他方側に位置するVII−VII断面を示した断面図である。 第1実施形態において、図5のVIII−VIII断面を示した断面図である。 第1実施形態において、図1のIX−IX断面を示した断面図である。 第1実施形態において、図9のX−X断面を示した断面図である。 第2実施形態において、上流側案内部材およびその周辺部位を抜粋して示した斜視図であって、図2に相当する図である。 第3実施形態において、車両用空調ユニットの主要な構成を示した模式的な断面図であって、図1と同じ断面図にXIV−XIV断面の位置とXV−XV断面の位置とを示した図である。 第3実施形態において、下流側案内部材およびその周辺部位を抜粋して示した斜視図であって、図3に相当する図である。 第3実施形態において図12のXIV−XIV断面を示した断面図であって、図9に相当する図である。 第3実施形態において、図12のXIV−XIV断面よりもファン軸方向の他方側に位置するXV−XV断面を示した断面図である。 第4実施形態において、下流側案内部材およびその周辺部位を抜粋して示した斜視図であって、図3に相当する図である。 第4実施形態において、図1のIX−IX断面を示した断面図であって、図9に相当する図である。 第5実施形態において、下流側案内部材およびその周辺部位を抜粋して示した斜視図であって、図3に相当する図である。 第5実施形態において、図1のIX−IX断面を示した断面図であって、図9に相当する図である。 他の実施形態において、車両用空調ユニットの主要な構成を示した模式的な断面図であって、図1に相当する図である。
以下、図面を参照しながら、各実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態の車両用空調ユニット10は、空調ケース12、フィルタ13、蒸発器16、ヒータコア18、送風機20、複数のドア21、22、23、24a、24b、25、上流側案内部材26、および複数の下流側案内部材28を備えている。この車両用空調ユニット10は、例えば、車室内の最前部に設けられたインストルメントパネルの内側に配置されている。なお、図1において各案内部材26、28の図示は、車両前後方向DR1における各案内部材26、28の位置を示すものであり、図1は、各案内部材26、28の具体的形状を示すものではない。
また、図1および図4の各矢印DR1、DR2、DR3は、車両用空調ユニット10が搭載される車両の向きを示す。すなわち、図1の矢印DR1は車両前後方向DR1を示し、矢印DR2は車両上下方向DR2を示し、図4の矢印DR3は車両左右方向DR3すなわち車両幅方向DR3を示している。これらの方向DR1、DR2、DR3は互いに交差する方向、厳密に言えば互いに直交する方向である。
空調ケース12は、車両用空調ユニット10の外殻を成す樹脂製の部材である。空調ケース12は全体として車両前後方向DR1に延びる筒形状を成している。例えば、空調ケース12は基本的に図2に示すように矩形断面の筒状であるが、送風機20の送風ファン201を収容している部分では図3に示すように円筒状になっている。
図1に示すように、空調ケース12の内部には、空気が流れる複数の上流側通風路121、122と、空気が流れる複数の下流側通風路123、124とが形成されている。例えば、これらの通風路121、122、123、124は何れも、車両前後方向DR1に延びるように形成されている。
空調ケース12に形成された複数の上流側通風路121、122は、本実施形態では具体的に、第1上流側通風路121と第2上流側通風路122とである。その第2上流側通風路122は、第1上流側通風路121と並列に設けられた通風路である。そして、図1および図4に示すように、空調ケース12は上流側仕切壁125を有している。この上流側仕切壁125は、第1上流側通風路121と第2上流側通風路122との間に配置され、その第1上流側通風路121と第2上流側通風路122との間を仕切っている。要するに、上流側仕切壁125は、第1上流側通風路121と第2上流側通風路122との間の隔壁である。これにより、第1上流側通風路121は第2上流側通風路122に対し上側に設けられている。
また、図1に示すように、空調ケース12に形成された複数の下流側通風路123、124は、本実施形態では具体的に、第1下流側通風路123と第2下流側通風路124とである。その第1下流側通風路123は、第1上流側通風路121から流出した空気が流れる通風路であり、第2下流側通風路124は、第2上流側通風路122から流出した空気が流れる通風路である。そして、第2下流側通風路124は、第1下流側通風路123と並列に設けられている。
また、空調ケース12は下流側仕切壁126を有している。この下流側仕切壁126は、第1下流側通風路123と第2下流側通風路124との間に配置され、第1下流側通風路123と第2下流側通風路124との間を仕切っている。要するに、下流側仕切壁126は、第1下流側通風路123と第2下流側通風路124との間の隔壁である。これにより、第1下流側通風路123は第2下流側通風路124に対し上側に設けられている。
フィルタ13は、例えば不織布などで構成されている。フィルタ13は空調ケース12内に収容され、上流側仕切壁125を跨いで第1上流側通風路121と第2上流側通風路122との両方に及ぶように設けられている。そして、フィルタ13は、第1上流側通風路121を流れる空気を濾過すると共に、第2上流側通風路122を流れる空気を濾過する。
蒸発器16は、その蒸発器16を通過する空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器16は空調ケース12内に収容され、下流側仕切壁126を跨いで第1下流側通風路123と第2下流側通風路124との両方に及ぶように設けられている。そして、蒸発器16は、第1下流側通風路123を流れる空気を冷却すると共に、第2下流側通風路124を流れる空気を冷却する。
例えば、蒸発器16は、不図示のコンプレッサ、コンデンサ、および膨張弁とともに、冷媒を循環させる周知の冷凍サイクル装置を構成している。そして、蒸発器16は、蒸発器16を通過する空気と冷媒とを熱交換させ、その熱交換により冷媒を蒸発させると共に空気を冷却する。
送風機20は、空調ケース12内に設けられファン軸線CL1まわりに回転する送風ファン201と、その送風ファン201を回転駆動するファンモータ202とを有している。その送風ファン201は本実施形態では遠心ファンである。
遠心送風機である送風機20は、送風ファン201の回転によりファン軸線CL1の軸方向DRaの一方側から空気を吸い込み、その吸い込んだ空気を送風ファン201の径方向外側へ吹き出す。なお、送風ファン201は回転しながら径方向外側へ空気を吹き出すので、その送風ファン201から流出した空気の流速は、径方向外側向きの速度成分だけでなく、送風ファン201の回転よって与えられた回転成分も有することになる。要するに、送風ファン201から流出した空気は、何も拘束されないとすれば、送風ファン201の径方向の外側へ流れつつ送風ファン201の回転方向RTfにも流れる。
具体的に送風ファン201は、ファン軸線CL1の軸方向DRaにおいて第1および第2上流側通風路121、122と第1および第2下流側通風路123、124との間に配置されている。詳細には、第1上流側通風路121と第2上流側通風路122とに対し空気流れ下流側で且つ第1下流側通風路123と第2下流側通風路124とに対し空気流れ上流側に配置されている。そのため、送風機20は、送風ファン201の回転により、第1上流側通風路121と第2上流側通風路122とから流出した空気を上流側案内部材26を介して、ファン軸線CL1の軸方向DRaの一方側から吸い込む。それと共に、送風機20は、その吸い込んだ空気を、下流側案内部材28を介して第1下流側通風路123と第2下流側通風路124とへ流す。
なお、ファン軸線CL1の軸方向DRaは本実施形態では車両前後方向DR1に一致している。また、ファン軸線CL1の軸方向DRaをファン軸方向DRaとも呼ぶものとする。また、送風ファン201の径方向は別言すればファン軸線CL1の径方向である。そして、そのファン軸線CL1の径方向をファン径方向とも呼ぶものとする。
送風機20の送風ファン201は、第1下流側通風路123および第2下流側通風路124に配置された蒸発器16に対して空気流れ上流側に配置されている。そして、送風ファン201は、送風ファン201の空気吸込み側が第1および第2下流側通風路123、124側とは反対側すなわちファン軸方向DRaの一方側を向くように配置されている。
そして、第1および第2下流側通風路123、124は、その第1および第2下流側通風路123、124のそれぞれの空気流入側がファン軸方向DRaの一方側を向いて開口するように配置されている。従って、第1および第2下流側通風路123、124にはそれぞれ、ファン軸方向DRaの一方側から空気が流入する。
つまり、送風ファン201は、ファン軸線CL1の他方側が第1および第2下流側通風路123、124の空気流れ下流側へ延びる向きに配置されている。別言すれば、送風ファン201は、ファン軸方向DRaにおける送風ファン201の他方側が第1および第2下流側通風路123、124の空気流入側に対向する向きを向くように配置されている。
また、空調ケース12は、送風ファン201に対しファン軸方向DRaの一方側で且つ上流側案内部材26に対しファン軸方向DRaの他方側に配置されたファンケース壁127を有している。そのファンケース壁127は、空調ケース12の内部をファン軸方向DRaの一方側と他方側とに仕切っている。そして、ファンケース壁127の中央部分には、ファン軸方向DRaに貫通したファン吸入孔127aが形成されている。従って、送風ファン201の回転により送風ファン201に吸い込まれる空気は、ファン軸方向DRaの一方側からファン吸入孔127aを介して送風ファン201に吸い込まれる。なお、ファン軸方向DRaの他方側とはファン軸方向DRaの一方側の反対側のことである。
ヒータコア18は、そのヒータコア18を通過する空気を加熱する加熱器である。ヒータコア18は、空調ケース12内に収容され、下流側仕切壁126を跨いで第1下流側通風路123と第2下流側通風路124との両方に及ぶように設けられている。
但し、ヒータコア18は、蒸発器16に対して空気流れ下流側に配置されている。そして、第1下流側通風路123のうちヒータコア18に対する上側には、ヒータコア18に対して並列に空気を流す上側バイパス通路123aが形成されている。更に、第2下流側通風路124のうちヒータコア18に対する下側には、ヒータコア18に対して並列に空気を流す下側バイパス通路124aが形成されている。すなわち、それらのバイパス通路123a、124aはそれぞれ、蒸発器16からの空気をヒータコア18を迂回して流す迂回通路である。
第1下流側通風路123のうちヒータコア18に対する空気流れ上流側で且つ蒸発器16に対する空気流れ下流側には、第1エアミックスドア24aが設けられている。この第1エアミックスドア24aはスライド式のドア機構であり、不図示の電動アクチュエータによってスライドさせられる。第1エアミックスドア24aは、第1下流側通風路123の中で、ヒータコア18の空気流入側を開閉すると共に、上側バイパス通路123aを開閉する。
そして、第1エアミックスドア24aはそのスライド位置に応じて、ヒータコア18を通過する風量と、上側バイパス通路123aを通過する風量との風量割合を調節する。
第2下流側通風路124のうちヒータコア18に対する空気流れ上流側で且つ蒸発器16に対する空気流れ下流側には、第2エアミックスドア24bが設けられている。この第2エアミックスドア24bはスライド式のドア機構であり、不図示の電動アクチュエータによってスライドさせられる。第2エアミックスドア24bは、第2下流側通風路124の中で、ヒータコア18の空気流入側を開閉すると共に、下側バイパス通路124aを開閉する。
そして、第2エアミックスドア24bはそのスライド位置に応じて、ヒータコア18を通過する風量と、下側バイパス通路124aを通過する風量との風量割合を調節する。
空調ケース12には、その空調ケース12外へ空気を吹き出すフェイス吹出口12a、デフロスタ吹出口12b、およびフット吹出口12cが形成されている。そのフェイス吹出口12aおよびデフロスタ吹出口12bはそれぞれ、ヒータコア18および上側バイパス通路123aに対する空気流れ下流側にて第1下流側通風路123に連結している。また、フット吹出口12cは、ヒータコア18および下側バイパス通路124aに対する空気流れ下流側にて第2下流側通風路124に連結している。
フェイス吹出口12aから流出する空気は、不図示のダクトを介して導かれ、車室内の前席に着座する乗員の顔または胸部へ向けて吹き出される。デフロスタ吹出口12bから流出する空気は、不図示のダクトを介して導かれ、車室内にて車両前面の窓ガラスに向けて吹き出される。フット吹出口12cから流出する空気は、不図示のダクトを介して導かれ、車室内の前席に着座する乗員の足下へ向けて吹き出される。
また、フェイス吹出口12aにはフェイスドア21が設けられており、フェイスドア21はフェイス吹出口12aを開閉する。デフロスタ吹出口12bにはデフロスタドア22が設けられており、デフロスタドア22はデフロスタ吹出口12bを開閉する。フット吹出口12cにはフットドア23が設けられており、フットドア23はフット吹出口12cを開閉する。
また、第1下流側通風路123においてヒータコア18の空気流れ下流側では、ヒータコア18を通った暖風と上側バイパス通路123aを通った冷風とが混合される。そして、その混合された空気は、主としてフェイス吹出口12aとデフロスタ吹出口12bとのうちの開いている吹出口から車室内へ吹き出される。
また、下側バイパス通路124aにおいてヒータコア18の空気流れ下流側では、ヒータコア18を通った暖風と下側バイパス通路124aを通った冷風とが混合される。そして、その混合された空気は、フット吹出口12cが開いている場合には、主としてそのフット吹出口12cから車室内へ吹き出される。
また、下流側通風路123、124のうちヒータコア18の空気流れ下流側には、通風路連通ドア25が設けられている。この通風路連通ドア25は、ヒータコア18の空気流れ下流側において2つの下流側通風路123、124の間の相互の連通を断接する。
例えば通風路連通ドア25が開けば、2つの下流側通風路123、124は相互に連通する。この場合、第1下流側通風路123においてヒータコア18と上側バイパス通路123aとの一方または両方を通過した空気は、フェイス吹出口12aおよびデフロスタ吹出口12bだけでなくフット吹出口12cへも流通可能になる。そして、第2下流側通風路124においてヒータコア18と下側バイパス通路124aとの一方または両方を通過した空気は、フット吹出口12cだけでなくフェイス吹出口12aおよびデフロスタ吹出口12bへも流通可能になる。
また、通風路連通ドア25が閉じれば、2つの下流側通風路123、124の間の相互の連通は遮断される。この場合、第1下流側通風路123においてヒータコア18と上側バイパス通路123aとの一方または両方を通過した空気は、フット吹出口12cへ流通不可能になる。そして、第2下流側通風路124においてヒータコア18と下側バイパス通路124aとの一方または両方を通過した空気は、フェイス吹出口12aおよびデフロスタ吹出口12bへ流通不可能になる。
図1および図2に示すように、上流側案内部材26は、空調ケース12内において送風ファン201に対しファン軸方向DRaの一方側に設けられている。また、上流側案内部材26は、第1および第2上流側通風路121、122に対し空気流れ下流側、具体的にはファン軸方向DRaの他方側に設けられている。すなわち、上流側案内部材26は、空調ケース12の上流側仕切壁125に対しファン軸方向DRaの他方側に設けられている。上流側案内部材26は空調ケース12に固定されている。
そして、上流側案内部材26は、第1上流側通風路121と第2上流側通風路122とから流出しファン軸方向DRaの一方側から他方側へ流れる空気を送風ファン201へ案内する。その案内された空気はファン吸入孔127aを経て送風ファン201へ吸い込まれる。
また、図5〜図7に示すように、上流側案内部材26は、ファン軸線CL1を中心として捩れた板形状を成す板状部材で構成されている。詳細に言えば、上流側案内部材26は、ファン軸方向DRaにおける上流側案内部材26の他方側が一方側に対し送風ファン201の回転方向RTfとは逆方向へファン軸線CL1まわりに捩れた形状を有している。
また、上流側案内部材26は、第1および第2上流側通風路121、122から送風ファン201までの空気通路を、互いに並列に設けられた第1上流側案内通路261と第2上流側案内通路262とに仕切り分けている。上流側案内部材26は、第1上流側案内通路261と第2上流側案内通路262とを完全に隔てて形成してもよいし、第1上流側案内通路261と第2上流側案内通路262との間の相互連通を多少許容していてもよい。
第1上流側案内通路261は、第2上流側案内通路262に対し上流側案内部材26を挟んで上側に配置されている。そして、第1上流側案内通路261には第1上流側通風路121から空気が流入し、第2上流側案内通路262には第2上流側通風路122から空気が流入する。上流側案内部材26は、上記の上流側案内部材26の捩れた形状に複数の上流側案内通路261、262の空気を各々沿わせて送風ファン201へ案内する。
なお、送風ファン201の回転方向RTfをファン回転方向RTfとも呼ぶものとする。また、図5〜図7は、ファン軸方向DRaを法線方向とした平面で切断した断面を示している。また、図5および図6に示された上流側案内部材26の部位A1は、図7に示された上流側案内部材26の断面部位A1と同じ部位である。更に、図5に二点鎖線で示された上流側案内部材26の部位A2は、図6に示された上流側案内部材26の断面部位A2と同じ部位である。
このような上流側案内部材26の捩れた形状により、上流側案内部材26は、その上流側案内部材26に沿う空気を、その空気がファン軸方向DRaの他方側へ進むほど送風ファン201の周方向ではファン回転方向RTfとは逆方向へ流れるように案内する。
例えば、上流側案内部材26は、第1上流側案内通路261の空気を図2の矢印F1a、F1bに示すように流す。すなわち、上流側案内部材26は、第1上流側通風路121から流出し上流側案内部材26に沿う空気を、その空気がファン軸方向DRaの他方側へ進むほど送風ファン201の周方向ではファン回転方向RTfとは逆方向へ流す。
それと共に、上流側案内部材26は、第2上流側案内通路262の空気を図2の矢印F2a、F2bに示すように流す。すなわち、上流側案内部材26は、第2上流側通風路122から流出し上流側案内部材26に沿う空気を、その空気がファン軸方向DRaの他方側へ進むほど送風ファン201の周方向ではファン回転方向RTfとは逆方向へ流す。
なお、図2の矢印F1a、F2aは、ファン軸方向DRaにおける上流側案内部材26の一方側にて上流側案内部材26の表面に沿って進む空気流れを表している。そして、図2の矢印F1b、F2bは、ファン軸方向DRaにおける上流側案内部材26の他方側にて上流側案内部材26の表面に沿って進む空気流れを表している。
図1および図8に示すように、空調ケース12の上流側仕切壁125は、ファン軸方向DRaの他方側に他方端125aを有している。また、上流側案内部材26は、ファン軸方向DRaの一方側に一方端26aを有している。
その上流側仕切壁125の他方端125aと上流側案内部材26の一方端26aは何れも、車両幅方向DR3へ延びるように形成されている。そして、上流側案内部材26の一方端26aは、上流側仕切壁125の他方端125aに対しファン軸方向DRaに並ぶように配置されている。この上流側案内部材26の一方端26aは上流側仕切壁125の他方端125aからファン軸方向DRaに多少隙間を空けて離れていてもよいが、本実施形態では、上流側案内部材26の一方端26aは上流側仕切壁125の他方端125aに連結している。
このように上流側案内部材26と上流側仕切壁125とが連結されているので、第1上流側案内通路261は第1上流側通風路121に連結すると共に、第2上流側通風路122および第2上流側案内通路262に対して隔てられている。そして、第2上流側案内通路262は第2上流側通風路122に連結すると共に、第1上流側通風路121および第1上流側案内通路261に対して隔てられている。
また、上流側案内部材26は上流側仕切壁125に連結されているので、ファン軸方向DRaでは、上流側仕切壁125の他方端125aからファン吸入孔127aまでの間にわたって設けられている。そして、ファン軸方向DRaにおいて、上流側案内部材26は、ファン吸入孔127aを通って上流側案内部材26の他方側の端が送風ファン201の内側に入り込むまで延びていてもよいし、ファン吸入孔127aまででとどまっていてもよい。
図1および図3に示すように、複数の下流側案内部材28は、空調ケース12内に設けられている。その複数の下流側案内部材28は、送風ファン201に対し空気流れ下流側で且つ第1下流側通風路123と第2下流側通風路124とに対し空気流れ上流側に配置されている。なお、図3には、送風ファン201の概略の外形が二点鎖線で表示されており、このことは後述の図13、図16、および図18でも同様である。
具体的には、図3および図9に示すように、複数の下流側案内部材28はそれぞれ、送風ファン201に対し径方向外側に配置され、その送風ファン201の周方向に並んで設けられている。従って、複数の下流側案内部材28は、第1下流側通風路123、第2下流側通風路124、および下流側仕切壁126に対しファン軸方向DRaの一方側に配置されている。
なお、図9は図1のIX−IX断面を示すので、ファン吸入孔127aおよび上流側案内部材26は図9に表われるものではないが、図9には、ファン吸入孔127aおよび上流側案内部材26が二点鎖線で表示されている。ファン吸入孔127aと上流側案内部材26と下流側案内部材28との相対的な位置関係を示すためである。このことは後述の図14、図15、図17、および図19でも同様である。
例えば本実施形態では下流側案内部材28は2つ設けられており、送風ファン201の周方向に均等なピッチで並んで設けられている。下流側案内部材28は空調ケース12に固定されているので、回転する送風ファン201に干渉しないように、送風ファン201に対して径方向隙間を空けて配置されている。
そして、複数の下流側案内部材28は、送風ファン201から流出した空気を第1下流側通風路123と第2下流側通風路124とへ案内する。具体的には、送風ファン201から流出した空気は、下流側案内部材28に対するファン径方向の内側から下流側案内部材28に沿うように流れる。そして、その下流側案内部材28に沿って案内される空気は、ファン径方向の外側へ進むほどファン軸方向DRaの他方側へ流れ、第1下流側通風路123と第2下流側通風路124とへ流入する。
このとき、複数の下流側案内部材28は、送風ファン201から流出した空気を下流側案内部材28に沿わせて流すことにより、送風ファン201から流出した空気の流速のうち送風ファン201の回転よって与えられた回転成分を抑制する。
具体的には、図3、図9、および図10に示すように、複数の下流側案内部材28はそれぞれ、送風ファン201の周方向に対して交差するように設けられた板形状を成している。また、下流側案内部材28は、その板形状の一面側に設けられた第1案内面281と、その板形状の他面側に設けられた第2案内面282とを有している。
その第1案内面281は、2つの案内面281、282のうち、送風ファン201の周方向においてファン回転方向RTfに対向する側を向いた面である。逆に、第2案内面282は、2つの案内面281、282のうち、送風ファン201の周方向においてファン回転方向RTfに対向する側とは反対側を向いた面である。
そして詳細には、下流側案内部材28は、送風ファン201から流出した空気を第1案内面281に沿わせて流すことにより、送風ファン201から流出した空気の流速の回転成分を抑制する。すなわち、下流側案内部材28の第1案内面281は、送風ファン201から流出した空気がファン径方向の外側へ流れることを許容しつつ、その空気が送風ファン201の周方向へ流れることを抑止するように作用する。
また、複数の下流側案内部材28はそれぞれ、ファン軸方向DRaの他方側に他方端28aを有している。従って、第1案内面281もファン軸方向DRaの他方側に他方端281aを有し、第2案内面282もファン軸方向DRaの他方側に他方端282aを有している。そして、その第1案内面281の他方端281aおよび第2案内面282の他方端282aは下流側案内部材28の他方端28aに含まれる。
また、各案内面281、282に沿って流れる空気は、下流側案内部材28に対するファン軸方向DRaにある下流側通風路123、124へ流れるので、第1案内面281の他方端281aは、その第1案内面281に沿う空気流れの下流端になっている。そして、第2案内面282の他方端282aは、その第2案内面282に沿う空気流れの下流端になっている。
また、図3および図10に示すように、第1案内面281と第2案内面282は、ファン軸方向DRaの他方側ほどファン回転方向RTfにおける順方向側に位置するようにファン軸線CL1に対して傾いている。
図1および図10に示すように、空調ケース12の下流側仕切壁126は、ファン軸方向DRaの一方側に一方端126aを有している。その下流側仕切壁126の一方端126aと下流側案内部材28の他方端28aは何れも、車両幅方向DR3へ延びるように形成されている。そして、複数の下流側案内部材28の他方端28aは何れも、下流側仕切壁126の一方端126aに対しファン軸方向DRaに並ぶように配置されている。この下流側案内部材28の他方端28aは下流側仕切壁126の一方端126aからファン軸方向DRaに多少隙間を空けて離れていてもよいが、本実施形態では、下流側案内部材28の他方端28aは何れも、下流側仕切壁126の一方端126aに連結している。
次に、車両用空調ユニット10の作動について説明する。車両用空調ユニット10は、所定の複数の運転モードのうちの何れかのモードに切り替えられて運転される。例えば、車室内の空気である内気と車室外の空気である外気とを分けて流す内外気2層モードで車両用空調ユニット10で運転される場合について説明する。
その内外気2層モードでは、図1に示すように、通風路連通ドア25が閉じられる。そして、送風機20が作動すると、矢印FA1のように外気が第1上流側通風路121に導入されると共に、矢印FB1のように内気が第2上流側通風路122に導入される。
その第1上流側通風路121を流れる外気はフィルタ13を通過した後、上流側案内部材26に案内されて送風ファン201に吸い込まれる。そして、その送風ファン201に吸い込まれた外気は送風ファン201から吹き出され下流側案内部材28に案内されて、矢印FA2のように第1下流側通風路123へ流入する。
また、第2上流側通風路122を流れる内気はフィルタ13を通過した後、上流側案内部材26に案内されて送風ファン201に吸い込まれる。そして、その送風ファン201に吸い込まれた内気は送風ファン201から吹き出され下流側案内部材28に案内されて、矢印FB2のように第2下流側通風路124へ流入する。
このとき、第1上流側通風路121から流出した外気は、各案内部材26、28に案内されることによって、第2下流側通風路124へは殆ど流れず専ら第1下流側通風路123へと流れる。それと共に、第2上流側通風路122から流出した内気は、各案内部材26、28に案内されることによって、第1下流側通風路123へは殆ど流れず専ら第2下流側通風路124へと流れる。従って、第1上流側通風路121から第1下流側通風路123へ流れる外気と、第2上流側通風路122から第2下流側通風路124へ流れる内気は、各案内部材26、28に案内されることによって互いに殆ど混ざり合うことなく、それぞれ流通する。
第1下流側通風路123を流れる外気は蒸発器16を通過してから、ヒータコア18と上側バイパス通路123aとの各々または片方を通過する。そして、その通過した空気は、矢印FA3、FA4のようにフェイス吹出口12aとデフロスタ吹出口12bとのうちの開放されている吹出口から、車室内の所定箇所へ吹き出される。
また、第2下流側通風路124を流れる内気は蒸発器16を通過してから、ヒータコア18と下側バイパス通路124aとの各々または片方を通過する。そして、その通過した空気は、矢印FB3のようにフット吹出口12cから車室内の所定箇所へ吹き出される。
上述したように、本実施形態によれば、図1、図2、および図5に示すように、上流側案内部材26は、ファン軸方向DRaにおける上流側案内部材26の他方側が一方側に対しファン回転方向RTfとは逆方向へファン軸線CL1まわりに捩れた形状を有している。そして、上流側案内部材26は、その上流側案内部材26の捩れた形状に空気を沿わせて送風ファン201へ案内する。
これにより、第1および第2上流側通風路121、122から流出するそれぞれの空気流れは、ファン回転方向RTfとは逆方向へ予め回されてから送風ファン201へ流入する。このことは、第1および第2上流側通風路121、122から第1および第2下流側通風路123、124へ流れる複数の空気流れの相互配置に送風ファン201の回転によって生じるファン軸線CL1まわりの位相ズレを、打ち消す方向に作用する。従って、その位相ズレを抑制することが可能である。
また、本実施形態によれば、図1、図3、および図9に示すように、複数の下流側案内部材28は、送風ファン201から流出した空気を下流側案内部材28に沿わせて流すことにより、送風ファン201から流出した空気の流速のうち送風ファン201の回転よって与えられた回転成分を抑制する。
これにより、下流側案内部材28が設けられていない場合と比較して、送風ファン201から流出した空気が、第1および第2下流側通風路123、124へ流入する前にファン回転方向RTfへ進みにくくなる。そのため、第1および第2上流側通風路121、122から第1および第2下流側通風路123、124へ流れる複数の空気流れの相互配置に送風ファン201の回転によって生じるファン軸線CL1まわりの位相ズレを、抑制することが可能である。
このように、上流側案内部材26と下流側案内部材28とにより上記位相ズレを調整することで、複数の空気流れの混合を抑制しつつ、その複数の空気流れを送風機20から予め定めた任意の方向に流すことが可能である。例えば本実施形態では、上記位相ズレがほぼ零になるように調整されている。
また、上流側案内部材26と下流側案内部材28との何れを用いても、上記位相ズレが調整される空気流れを円滑に案内することが可能である。
ここで、内外気2層モードで吹出しモードがフット/デフロスタモードのときには、窓曇り防止のために、第1上流側通風路121から第1下流側通風路123へは外気が流れる。それと共に、換気ロス低減のために、第2上流側通風路122から第2下流側通風路124へは内気が流れる。従って、通常、車両用空調ユニット10の使用モードがこの内外気2層モードかつフット/デフロスタモードである場合に、上流側通風路121、122から下流側通風路123、124へ流れる複数の空気流れの分離性が最も必要とされる。
そして、本実施形態では、その複数の空気流れの分離性が最も必要とされる使用モードの作動点のファン回転数と風量との関係から、上流側案内部材26と下流側案内部材28とによる全位相調整角度は算出される。その全位相調整角度とは、上流側案内部材26による上流側位相調整角度と、下流側案内部材28による下流側位相調整角度とを合計した角度である。その上流側位相調整角度とは、上記複数の空気流れの相互配置に生じるファン軸線CL1まわりの位相ズレを上流側案内部材26によって縮小させる角度である。そして、下流側位相調整角度とは、そのファン軸線CL1まわりの位相ズレを下流側案内部材28によって縮小させる角度である。
例えば、全位相調整角度は、上記使用モードの作動点のファン回転数と風量との関係から求められた送風ファン回転による位相ズレ量に基づいて決定され、その全位相調整角度から、上流側位相調整角度と下流側位相調整角度は決定される。このとき、送風ファン201の入口側よりも出口側の方が圧損への影響が大きいので、その圧損を低減する観点から、上流側位相調整角度の方が下流側位相調整角度よりも大きくなるように決定される。
そして、上流側位相調整角度に基づいて、例えば上流側案内部材26の捩れた形状における図5の捩れ角度AGtが決定される。また、下流側位相調整角度に基づいて、例えばファン軸線CL1に対する傾きなど下流側案内部材28の形状が決定される。
また、本実施形態では、図1に示すように、上流側案内部材26と下流側案内部材28との両方によって上記位相ズレが抑制されるので、その何れか一方だけにより上記位相ズレが抑制される場合と比較して、通風路の急変が抑えられる。その結果、上記位相ズレの抑制に起因した空気流れの圧損増加を抑えることができる。
また、上流側案内部材26と下流側案内部材28は空調ケース12に固定されている。すなわち、その上流側案内部材26または下流側案内部材28を動作させるためのアクチュエータは設けられていない。従って、そのアクチュエータが占有するスペースを削減でき、車両用空調ユニット10の車両前後方向DR1の体格を抑えることができる。
また、上流側案内部材26と下流側案内部材28は何れも空調ケース12に固定されているので、その上流側案内部材26および下流側案内部材28の各々と空調ケース12との間のシール性を向上させやすい。そのため、上流側案内部材26および下流側案内部材28に案内される複数の空気流れの分離性向上を図ることが可能である。
また、本実施形態によれば、図1および図8に示すように、上流側仕切壁125は、第1上流側通風路121と第2上流側通風路122との間に配置され、第1上流側通風路121と第2上流側通風路122との間を仕切っている。そして、上流側案内部材26の一方端26aは、上流側仕切壁125の他方端125aに対しファン軸方向DRaに並ぶように配置されている。詳細には、上流側案内部材26は上流側仕切壁125に連結している。従って、第1および第2上流側通風路121、122から流出した空気が上流側案内部材26に案内されるまでの過程で、第1上流側通風路121からの空気と第2上流側通風路122からの空気とが混ざり合うことを抑制しやすくなる。
また、本実施形態によれば、図1および図3に示すように、送風ファン201は遠心ファンである。そして、複数の下流側案内部材28は、送風ファン201に対し径方向外側に配置され、その送風ファン201の周方向に並んで設けられている。従って、下流側案内部材28を空調ケース12内に設けることに起因して空調ケース12がファン軸方向DRaへ長くなることを、抑制することが可能である。
また、本実施形態によれば、図3、図9、および図10に示すように、複数の下流側案内部材28は、送風ファン201の周方向においてファン回転方向RTfに対向する側を向いた第1案内面281を有している。そして、その下流側案内部材28は、送風ファン201から流出した空気を第1案内面281に沿わせて流すことにより、送風ファン201から流出した空気の流速の回転成分を抑制する。また、第1案内面281の他方端281aは、その第1案内面281に沿う空気流れの下流端になっている。更に、第1案内面281は、ファン軸方向DRaの他方側ほどファン回転方向RTfにおける順方向側に位置するようにファン軸線CL1に対して傾いている。
従って、送風ファン201から流出した空気流れが有する上記回転成分を緩やかに抑制することが可能である。例えば、送風ファン201の出口側では空気流れの流速が高くなっているが、そのような高流速の空気流れの向きをファン回転方向RTfとは逆向きに転向させようとすれば、その空気流れに大きな圧損が生じる。この点、上記のファン軸線CL1に対する第1案内面281の傾きからすれば、送風ファン201から流出した空気流れの向きがファン回転方向RTfとは逆向きには転向しないので、そのような大きな圧損が生じることを回避することができる。
また、本実施形態によれば、図1および図10に示すように、下流側仕切壁126は、第1下流側通風路123と第2下流側通風路124との間に配置され、第1下流側通風路123と第2下流側通風路124との間を仕切っている。そして、複数の下流側案内部材28の他方端28aは何れも、下流側仕切壁126の一方端126aに対しファン軸方向DRaに並ぶように配置されている。詳細には、複数の下流側案内部材28は何れも下流側仕切壁126に連結している。従って、下流側案内部材28に案内された空気が第1および第2下流側通風路123、124へ流入する前に、その第1下流側通風路123へ流入する空気と第2下流側通風路124へ流入する空気とが混ざり合うことを抑制しやすくなる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の実施形態の説明においても同様である。
図11に示すように、本実施形態の上流側案内部材26は、ファン軸線CL1を中心として捩れた図2の板形状を2つ有し、その2つの板形状が互いに交差して結合した形状を成している。従って、本実施形態では上流側案内部材26は、第1上流側案内通路261を、互いに並列に設けられた2本の上流側案内通路261a、261bに仕切り分けている。そして、上流側案内部材26は、第2上流側案内通路262を、互いに並列に設けられた2本の上流側案内通路262a、262bに仕切り分けている。上流側案内部材26は、これら複数の上流側案内通路261a、261b、262a、262bを相互に完全に隔てて形成してもよいし、複数の上流側案内通路261a、261b、262a、262bの相互間の連通を多少許容していてもよい。
このように形成された本実施形態の上流側案内通路261a、261b、262a、262bは合計4本である。これに対し、空調ケース12に設けられた上流側通風路121、122は合計2本である。従って、本実施形態では、複数の上流側案内通路261a、261b、262a、262bの数は、複数の上流側通風路121、122の数よりも多くなっている。
これにより、例えば、その複数の上流側案内通路の数と複数の上流側通風路の数とが同じである場合と比較して、その複数の上流側通風路121、122から流出する空気流れ全体を、上流側案内部材26が有する捩れた形状に従ってファン軸線CL1まわりに回しやすくなる。
以上説明したことを除き、本実施形態は第1実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。
図12〜図14に示すように、本実施形態では、下流側案内部材28は、第1実施形態と同様に、送風ファン201に対し径方向外側に配置され、送風ファン201の周方向に対して交差するように設けられた板形状を成している。従って、本実施形態の下流側案内部材28は、第1実施形態と同様に第1案内面281と第2案内面282とを有している。しかし、本実施形態では第1実施形態と比較して、下流側案内部材28の枚数が多く、下流側案内部材28の形状が異なる。
具体的には図13〜図15に示すように、複数の下流側案内部材28はそれぞれ、ファン径方向での外側ほどファン回転方向RTfにおける順方向側に位置するように曲がっている。そして、その下流側案内部材28の曲がり形状は、第1案内面281を凸面として且つ第2案内面282を凹面とする湾曲形状である。図14の矢印Foは、送風ファン201から吹き出され下流側案内部材28に沿って案内される空気流れを表している。
また、ファン軸方向DRaにおける下流側案内部材28の形状について言えば、図14および図15に示すように、板状の下流側案内部材28はそれぞれ、ファン軸方向DRaの他方側ほどファン回転方向RTfにおける順方向側に位置するようにファン軸線CL1に対して傾いている。すなわち、第1案内面281と第2案内面282はそれぞれ、ファン軸方向DRaの他方側ほどファン回転方向RTfにおける順方向側に位置するようにファン軸線CL1に対して傾いている。この点では、本実施形態の下流側案内部材28は第1実施形態と同様である。
なお、図15に二点鎖線で示された下流側案内部材28の部位C1は、図14に示された下流側案内部材28の断面部位C1と同じ部位である。従って、図12、図14、および図15に示すように、下流側案内部材28を切断する断面位置がファン軸方向DRaの他方側へずれるほど、矢印Baのように、切断された下流側案内部材28の断面部位はファン回転方向RTfにおける順方向側へずれる。
以上説明したことを除き、本実施形態は第1実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
また、本実施形態によれば、図13〜図15に示すように、複数の下流側案内部材28はそれぞれ、送風ファン201の周方向に対して交差するように設けられた板形状を成している。そして、その複数の下流側案内部材28はそれぞれ、ファン径方向での外側ほどファン回転方向RTfにおける順方向側に位置するように曲がっている。従って、送風ファン201から流出した空気がファン径方向での外側へ向かうに従って、その空気の流速に含まれる回転成分を緩やかに抑制することが可能である。
また、本実施形態によれば、空気流れを案内する板状の下流側案内部材28が放射状に多数設けられている。従って、空気の質量流量の偏りを低減する整流効果を下流側案内部材28に持たせることが可能である。その整流効果とは、詳しく言えば、空気の質量流量が下流側案内部材28近くで高くなることに起因した質量流量のバラツキ拡大を抑制する効果である。このような整流効果を下流側案内部材28に持たせることより、省スペース化および低圧損化を図ることが可能である。
なお、本実施形態は第1実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第2実施形態と組み合わせることも可能である。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。
図16および図17に示すように、本実施形態では、下流側案内部材28は、第1実施形態と同様に、送風ファン201に対し径方向外側に配置され、第1案内面281と第2案内面282とを有している。そして、その第1案内面281と第2案内面282はそれぞれ、ファン軸方向DRaの他方側ほどファン回転方向RTfにおける順方向側に位置するようにファン軸線CL1に対して傾いている。しかし、本実施形態では第1実施形態と比較して、下流側案内部材28の形状が異なる。
具体的には、複数の下流側案内部材28はそれぞれ、ファン径方向での外側ほど送風ファン201の周方向に拡幅するように形成されている。要するに、その周方向での下流側案内部材28の幅Wrは、ファン径方向での外側ほど広くなっている。従って、下流側案内部材28に沿う空気の流れに例えば渦等の乱れが生じることを抑制することが可能である。なお、図17の矢印Foは、送風ファン201から吹き出され下流側案内部材28に沿って案内される空気流れを表している。
以上説明したことを除き、本実施形態は第1実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
なお、本実施形態は第1実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第2実施形態と組み合わせることも可能である。
(第5実施形態)
次に、第5実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。
図18および図19に示すように、本実施形態では、下流側案内部材28が合計4つ設けられている。この点において、本実施形態は第1実施形態と異なっている。
また、本実施形態の複数の下流側案内部材28は、送風ファン201の周方向に不均等なピッチで並んで設けられている。なお、図19の矢印Foは、送風ファン201から吹き出され下流側案内部材28に沿って案内される空気流れを表している。
以上説明したことを除き、本実施形態は第1実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
なお、本実施形態は第1実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第2実施形態または第4実施形態と組み合わせることも可能である。
(他の実施形態)
(1)上述の各実施形態では図1等に示すように、車両用空調ユニット10は上流側案内部材26と下流側案内部材28との両方を備えているが、その上流側案内部材26と下流側案内部材28とうちの一方を備え他方を備えていないことも考え得る。
(2)上述の各実施形態では図5および図8に示すように、上流側案内部材26の一方端26aは、上流側仕切壁125の他方端125aに対しファン軸方向DRaに並ぶように配置されているが、それに限られなくてもよい。
(3)上述の第1実施形態では図10に示すように、複数の下流側案内部材28の他方端28aは何れも、下流側仕切壁126の一方端126aに対しファン軸方向DRaに並ぶように配置されているが、それに限られなくてもよい。例えば、複数の下流側案内部材28の何れか又は全部は、その他方端28aが下流側仕切壁126の一方端126aに対し送風ファン201の周方向にずれた位置に配置されるように設けられていることも考え得る。
(4)上述の第1実施形態では図5〜図7に示すように、上流側案内部材26は、ファン軸線CL1を中心として捩れた形状を有しているが、そのファン軸線CL1を中心として捩れた形状は、厳密にファン軸線CL1を中心とする必要はなく、ファン軸線CL1を大体中心としていればよい。このことは、第2実施形態以降の各実施形態でも同様である。
(5)上述の各実施形態では図1等に示すように、ファン軸方向DRaは車両前後方向DR1に一致しているが、それに限らず、例えば、送風ファン201は、ファン軸線CL1が車両前後方向DR1に対して傾くように設けられていても差し支えない。
(6)上述の第4実施形態では図17に示すように、下流側案内部材28が設けられている箇所において空調ケース12の外形は、下流側案内部材28の形状に関係なく形成されているが、これは一例である。例えば、空調ケース12の外形は、下流側案内部材28の形状に倣いファン径方向の内側へ窪んでいても差し支えない。
(7)上述の各実施形態では図1に示すように、下流側案内部材28は送風ファン201に対し径方向外側に配置され、且つ、その送風ファン201に対しファン径方向に並んで設けられているが、これは一例である。例えば図20に示すように、下流側案内部材28は、送風ファン201に対しファン軸方向DRaの他方側にずれて配置されていても差し支えない。図20では、下流側案内部材28は、送風ファン201に対しファン径方向に並んではいない。
(8)上述の各実施形態では図1に示すように、蒸発器16とヒータコア18は何れも送風ファン201に対し空気流れ下流側に配置されているが、これは一例である。例えば、蒸発器16とヒータコア18は送風ファン201に対し空気流れ上流側に配置されていてもよい。或いは、蒸発器16が送風ファン201に対し空気流れ上流側に配置され、且つヒータコア18が送風ファン201に対し空気流れ下流側に配置されていてもよい。
(9)上述の各実施形態では図3および図10等に示すように、下流側案内部材28の第1および第2案内面281、282は、ファン軸方向DRaの他方側ほどファン回転方向RTfにおける順方向側に位置するようにファン軸線CL1に対して傾いているが、これは一例である。
例えば、第1および第2案内面281、282は、ファン軸線CL1に対して傾いてはおらず、ファン軸線CL1に平行な面になっていることも考え得る。また、別の例として、第1および第2案内面281、282が、ファン軸方向DRaの他方側ほどファン回転方向RTfとは逆方向側に位置するようにファン軸線CL1に対して傾いていることも考え得る。このようにしても、下流側案内部材28は、送風ファン201から流出した空気を下流側案内部材28に沿わせて流すことにより、送風ファン201から流出した空気の流速のうち送風ファン201の回転よって与えられた回転成分を抑制することができるからである。
なお、上記の送風ファン201の回転よって与えられた回転成分とは、送風ファン201の回転よるものなので、ファン軸線CL1を中心としてファン回転方向RTfを正方向とした回転成分である。従って、その送風ファン201の回転よって与えられた回転成分を抑制することには、その回転成分を零に近づけることだけでなく、負方向の回転成分に変えること、すなわちファン回転方向RTfとは逆向きの回転成分に変えることも含まれる。
(10)上述の各実施形態では例えば図1に示すように、送風ファン201は遠心ファンであるが、それに限らず例えば、軸流ファンまたは斜流ファンであっても差し支えない。
(11)上述の第1実施形態では図1および図8に示すように、上流側案内部材26は上流側仕切壁125に連結しているので、第1上流側通風路121から流出する空気と第2上流側通風路122から流出する空気とを仕切り分けることになるが、そうならなくても差し支えない。このことは、第2実施形態以降の各実施形態でも同様である。
(12)上述の第1実施形態では図1および図10に示すように、複数の下流側案内部材28の他方端28aは何れも、下流側仕切壁126の一方端126aに連結しているが、これは一例である。例えば、その下流側案内部材28の他方端28aの何れか又は全部が、下流側仕切壁126の一方端126aに連結していないことも考え得る。
(13)上述の第1実施形態では図1および図10に示すように、下流側案内部材28は下流側仕切壁126に連結しているので、第1下流側通風路123へ流入する空気と第2下流側通風路124へ流入する空気とを仕切り分けることになるが、そうならなくても差し支えない。このことは、第2実施形態以降の各実施形態でも同様である。
(14)上述の各実施形態では図1等に示すように、空調ケース12に形成された複数の上流側通風路121、122の数は2本であるが、3本以上であっても差し支えない。このことは、複数の下流側通風路123、124の数についても同様である。
(15)なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
(まとめ)
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、上流側案内部材は、空調ケース内において送風ファンに対しファン軸線の軸方向の一方側に設けられる。上流側案内部材は、第1上流側通風路と第2上流側通風路とから流出し上記軸方向の一方側からその一方側の反対側である他方側へ流れる空気を送風ファンへ案内する。また、上流側案内部材は、上記軸方向における上流側案内部材の他方側が一方側に対し送風ファンの回転方向とは逆方向へファン軸線まわりに捩れた形状を有し、その捩れた形状に空気を沿わせて送風ファンへ案内する。
また、第2の観点によれば、上流側案内部材は、その上流側案内部材に沿う空気を、その空気が上記軸方向の他方側へ進むほど送風ファンの周方向では送風ファンの回転方向とは逆方向へ流れるように案内する。従って、第1および第2上流側通風路から流出するそれぞれの空気流れは、送風ファンの回転方向とは逆方向へ予め回されてから送風ファンへ流入する。このことは、第1および第2上流側通風路からの複数の空気流れの相互配置に送風ファンの回転によって生じるファン軸線まわりの位相ズレを、打ち消す方向に作用する。従って、その位相ズレを抑制することが可能である。
また、第3の観点によれば、空調ケースは上流側仕切壁を有する。その上流側仕切壁は、第1上流側通風路と第2上流側通風路との間に配置され、第1上流側通風路と第2上流側通風路との間を仕切る。そして、上流側案内部材は上流側仕切壁に連結している。従って、第1および第2上流側通風路から流出した空気が上流側案内部材に案内されるまでの過程で、第1上流側通風路からの空気と第2上流側通風路からの空気とが混ざり合うことを抑制しやすくなる。
また、第4の観点によれば、上流側仕切壁は、上記軸方向の他方側に他方端を有し、上流側案内部材に対し上記軸方向の一方側に配置される。上流側案内部材は、上記軸方向の一方側に一方端を有し、その上流側案内部材の一方端は、上流側仕切壁の他方端に対し上記軸方向に並ぶように配置されている。このようにしても、上記第3の観点と同様に、第1および第2上流側通風路から流出した空気が上流側案内部材に案内されるまでの過程で、第1上流側通風路からの空気と第2上流側通風路からの空気とが混ざり合うことを抑制しやすくなる。
また、第5の観点によれば、上流側案内部材は、複数の上流側通風路から送風ファンまでの空気通路を互いに並列に設けられた複数の上流側案内通路に仕切り分けている。そして、その複数の上流側案内通路の数は複数の上流側通風路の数よりも多い。このようにすれば、例えば、その複数の上流側案内通路の数と複数の上流側通風路の数とが同じである場合と比較して、その複数の上流側通風路から流出する空気流れ全体を、上流側案内部材が有する捩れた形状に従ってファン軸線まわりに回しやすくなる。
また、第6の観点によれば、複数の下流側案内部材は空調ケース内に設けられ、送風ファンから流出した空気を第1下流側通風路と第2下流側通風路とへ案内する。そして、複数の下流側案内部材は、送風ファンから流出した空気を下流側案内部材に沿わせて流すことにより、送風ファンから流出した空気の流速のうち送風ファンの回転よって与えられた回転成分を抑制する。このことは、第7の観点においても同様である。
また、第8の観点によれば、送風ファンは遠心ファンである。そして、複数の下流側案内部材は、送風ファンに対し径方向外側に配置され、その送風ファンの周方向に並んで設けられている。このようにすれば、下流側案内部材を空調ケース内に設けることに起因して空調ケースが上記軸方向へ長くなることを、抑制することが可能である。
また、第9の観点によれば、複数の下流側案内部材はそれぞれ、送風ファンの周方向に対して交差するように設けられた板形状を成し、送風ファンの径方向での外側ほど送風ファンの回転方向における順方向側に位置するように曲がっている。従って、送風ファンから流出した空気が送風ファンの径方向での外側へ向かうに従って、その空気の流速に含まれる回転成分を緩やかに抑制することが可能である。
また、第10の観点によれば、複数の下流側案内部材はそれぞれ、送風ファンの径方向での外側ほど送風ファンの周方向に拡幅するように形成されている。従って、下流側案内部材に沿う空気の流れに例えば渦等の乱れが生じることを抑制することが可能である。
また、第11の観点によれば、複数の下流側案内部材は、送風ファンの周方向において送風ファンの回転方向に対向する側を向いた案内面を有し、送風ファンから流出した空気を案内面に沿わせて流すことにより回転成分を抑制する。その案内面は、上記軸方向の一方側の反対側である他方側に他方端を有し、その案内面の他方端は、その案内面に沿う空気流れの下流端になっている。そして、その案内面は、上記軸方向の他方側ほど送風ファンの回転方向における順方向側に位置するようにファン軸線に対して傾いている。
従って、送風ファンから流出した空気流れが有する上記回転成分を緩やかに抑制することが可能である。例えば、送風ファンの出口側では空気流れの流速が高くなっているが、そのような高流速の空気流れの向きを送風ファンの回転方向とは逆向きに転向させようとすれば、その空気流れに大きな圧損が生じる。この点、上記のファン軸線に対する案内面の傾きからすれば、送風ファンから流出した空気流れの向きが送風ファンの回転方向とは逆向きには転向しないので、そのような大きな圧損が生じることを回避することができる。
また、第12の観点によれば、空調ケースは下流側仕切壁を有する。その下流側仕切壁は、第1下流側通風路と第2下流側通風路との間に配置され、第1下流側通風路と第2下流側通風路との間を仕切る。そして、複数の下流側案内部材のうちの何れか又は全部は、下流側仕切壁に連結している。従って、下流側案内部材に案内された空気が第1および第2下流側通風路へ流入する前に、その第1下流側通風路へ流入する空気と第2下流側通風路へ流入する空気とが混ざり合うことを抑制しやすくなる。
また、第13の観点によれば、下流側仕切壁は、上記軸方向の一方側に一方端を有する。複数の下流側案内部材はそれぞれ、上記軸方向の他方側に他方端を有し、下流側仕切壁に対し上記軸方向の一方側に配置される。そして、その複数の下流側案内部材の他方端のうちの何れか又は全部は、下流側仕切壁の一方端に対し上記軸方向に並ぶように配置されている。このようにしても、上記第12の観点と同様に、下流側案内部材に案内された空気が第1および第2下流側通風路へ流入する前に、その第1下流側通風路へ流入する空気と第2下流側通風路へ流入する空気とが混ざり合うことを抑制しやすくなる。
10 車両用空調ユニット
12 空調ケース
20 送風機
26 上流側案内部材
121 第1上流側通風路
122 第2上流側通風路
123 第1下流側通風路
124 第2下流側通風路
201 送風ファン
CL1 ファン軸線

Claims (13)

  1. 車両用空調ユニットであって、
    空気が流れる第1上流側通風路(121)、該第1上流側通風路と並列に設けられ空気が流れる第2上流側通風路(122)、前記第1上流側通風路から流出した空気が流れる第1下流側通風路(123)、および、該第1下流側通風路と並列に設けられ前記第2上流側通風路から流出した空気が流れる第2下流側通風路(124)が形成された空調ケース(12)と、
    前記空調ケース内に設けられファン軸線(CL1)まわりに回転する送風ファン(201)を有し、該送風ファンの回転により、前記第1上流側通風路と前記第2上流側通風路とから流出した空気を前記ファン軸線の軸方向(DRa)の一方側から吸い込み且つ該吸い込んだ空気を前記第1下流側通風路と前記第2下流側通風路とへ流す送風機(20)と、
    前記空調ケース内において前記送風ファンに対し前記軸方向の前記一方側に設けられ、前記第1上流側通風路と前記第2上流側通風路とから流出し前記軸方向の前記一方側から該一方側の反対側である他方側へ流れる空気を前記送風ファンへ案内する上流側案内部材(26)とを備え、
    前記上流側案内部材は、前記軸方向における前記上流側案内部材の前記他方側が前記一方側に対し前記送風ファンの回転方向(RTf)とは逆方向へ前記ファン軸線まわりに捩れた形状を有し、該捩れた形状に空気を沿わせて前記送風ファンへ案内する、車両用空調ユニット。
  2. 前記上流側案内部材は、該上流側案内部材に沿う空気を、該空気が前記軸方向の前記他方側へ進むほど前記送風ファンの周方向では前記送風ファンの回転方向とは逆方向へ流れるように案内する、請求項1に記載の車両用空調ユニット。
  3. 前記空調ケースは、前記第1上流側通風路と前記第2上流側通風路との間に配置され前記第1上流側通風路と前記第2上流側通風路との間を仕切る上流側仕切壁(125)を有し、
    前記上流側案内部材は前記上流側仕切壁に連結している、請求項1または2に記載の車両用空調ユニット。
  4. 前記空調ケースは、前記第1上流側通風路と前記第2上流側通風路との間に配置され前記第1上流側通風路と前記第2上流側通風路との間を仕切る上流側仕切壁(125)を有し、
    該上流側仕切壁は、前記軸方向の前記他方側に他方端(125a)を有し、前記上流側案内部材に対し前記軸方向の前記一方側に配置され、
    前記上流側案内部材は、前記軸方向の前記一方側に一方端(26a)を有し、
    前記上流側案内部材の前記一方端は、前記上流側仕切壁の前記他方端に対し前記軸方向に並ぶように配置されている、請求項1または2に記載の車両用空調ユニット。
  5. 前記第1上流側通風路と前記第2上流側通風路とを含み、前記上流側案内部材よりも空気流れ上流側に設けられ、前記空調ケースに形成され、空気が流れる複数の上流側通風路(121、122)を備え、
    前記上流側案内部材は、前記複数の上流側通風路から前記送風ファンまでの空気通路を互いに並列に設けられた複数の上流側案内通路(261a、261b、262a、262b)に仕切り分けており、
    前記複数の上流側案内通路の数は前記複数の上流側通風路の数よりも多い、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調ユニット。
  6. 前記空調ケース内に設けられ、前記送風ファンから流出した空気を前記第1下流側通風路と前記第2下流側通風路とへ案内する複数の下流側案内部材(28)を備え、
    前記複数の下流側案内部材は、前記送風ファンから流出した空気を前記下流側案内部材に沿わせて流すことにより、前記送風ファンから流出した空気の流速のうち前記送風ファンの回転よって与えられた回転成分を抑制する、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車両用空調ユニット。
  7. 車両用空調ユニットであって、
    空気が流れる第1上流側通風路(121)、該第1上流側通風路と並列に設けられ空気が流れる第2上流側通風路(122)、前記第1上流側通風路から流出した空気が流れる第1下流側通風路(123)、および、該第1下流側通風路と並列に設けられ前記第2上流側通風路から流出した空気が流れる第2下流側通風路(124)が形成された空調ケース(12)と、
    前記空調ケース内に設けられファン軸線(CL1)まわりに回転する送風ファン(201)を有し、該送風ファンの回転により、前記第1上流側通風路と前記第2上流側通風路とから流出した空気を前記ファン軸線の軸方向(DRa)の一方側から吸い込み且つ該吸い込んだ空気を前記第1下流側通風路と前記第2下流側通風路とへ流す送風機(20)と、
    前記空調ケース内に設けられ、前記送風ファンから流出した空気を前記第1下流側通風路と前記第2下流側通風路とへ案内する複数の下流側案内部材(28)とを備え、
    前記複数の下流側案内部材は、前記送風ファンから流出した空気を前記下流側案内部材に沿わせて流すことにより、前記送風ファンから流出した空気の流速のうち前記送風ファンの回転よって与えられた回転成分を抑制する、車両用空調ユニット。
  8. 前記送風ファンは遠心ファンであり、
    前記複数の下流側案内部材は、前記送風ファンに対し径方向外側に配置され、該送風ファンの周方向に並んで設けられている、請求項6または7に記載の車両用空調ユニット。
  9. 前記複数の下流側案内部材はそれぞれ、前記送風ファンの周方向に対して交差するように設けられた板形状を成し、前記送風ファンの径方向での外側ほど前記送風ファンの回転方向(RTf)における順方向側に位置するように曲がっている、請求項8に記載の車両用空調ユニット。
  10. 前記複数の下流側案内部材はそれぞれ、前記送風ファンの径方向での外側ほど前記送風ファンの周方向に拡幅するように形成されている、請求項8に記載の車両用空調ユニット。
  11. 前記複数の下流側案内部材は、前記送風ファンの周方向において前記送風ファンの回転方向(RTf)に対向する側を向いた案内面(281)を有し、前記送風ファンから流出した空気を前記案内面に沿わせて流すことにより前記回転成分を抑制し、
    前記案内面は、前記軸方向の前記一方側の反対側である他方側に他方端(281a)を有し、
    前記案内面の他方端は、該案内面に沿う空気流れの下流端になっており、
    前記案内面は、前記軸方向の前記他方側ほど前記送風ファンの回転方向における順方向側に位置するように前記ファン軸線に対して傾いている、請求項6ないし10のいずれか1つに記載の車両用空調ユニット。
  12. 前記空調ケースは、前記第1下流側通風路と前記第2下流側通風路との間に配置され前記第1下流側通風路と前記第2下流側通風路との間を仕切る下流側仕切壁(126)を有し、
    前記複数の下流側案内部材のうちの何れか又は全部は、前記下流側仕切壁に連結している、請求項6ないし11のいずれか1つに記載の車両用空調ユニット。
  13. 前記空調ケースは、前記第1下流側通風路と前記第2下流側通風路との間に配置され前記第1下流側通風路と前記第2下流側通風路との間を仕切る下流側仕切壁(126)を有し、
    該下流側仕切壁は、前記軸方向の前記一方側に一方端(126a)を有し、
    前記複数の下流側案内部材はそれぞれ、前記軸方向の前記一方側の反対側である他方側に他方端(28a)を有し、前記下流側仕切壁に対し前記軸方向の前記一方側に配置され、
    前記複数の下流側案内部材の前記他方端のうちの何れか又は全部は、前記下流側仕切壁の前記一方端に対し前記軸方向に並ぶように配置されている、請求項6ないし11のいずれか1つに記載の車両用空調ユニット。
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