JP2021092171A - 遠心送風機及び遠心送風機が搭載された車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 静粛性の高い遠心送風機を提供すること。【解決手段】遠心送風機（１０）のスクロールハウジング（２０）には、ダクト部（４０）を流れる空気の一部をモータ（１１）を冷却するモータ冷却空気として導入する冷却空気導入口（５１）と、冷却空気導入口（５１）からモータ（１１）に向かって延びる第１冷却路（５２）と、が形成されている。冷却空気導入口（５１）は、舌部（３１）よりも下流側に設けられている。第１冷却路（５２）は、ダクト部（４０）に沿って延びていると共に、内部にモータ冷却空気を分流するための隔壁部（５４）が設けられている。隔壁部（５４）は、冷却空気導入口（５１）から第１冷却路（５２）の内部まで延びる第１壁部（５４ａ）と、この第１壁部（５４ａ）の端部からダクト部（４０）に沿って延びる第２壁部（５４ｂ）と、を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、スクロールハウジングを備えた遠心送風機に関する。

遠心送風機に関する従来技術として、特許文献１に開示される技術がある。遠心送風機は、モータと、このモータによって回転され軸方向から吸引した空気を径外方向に吹き出すインペラと、がスクロールハウジングに収納されてなる。

スクロールハウジングは、平面視において舌形状を呈する舌部と、この舌部を起点にしてインペラの外周に螺旋状に形成された螺旋状通風路と、この螺旋状通風路の下流側の端部に接続されているダクト部と、を有する。

舌部には、螺旋状通風路からダクト部に流れる空気を舌部内に導入するための導入口が形成されている。導入口から導入された空気は、モータの外周を通じてモータの背面に導かれ、モータの内部を通過することで、モータを冷却する。

特開２００８−２０２５０２号公報

車室内の静粛性を向上させるために、車両用空調装置の遠心送風機から発生する騒音を抑制することが望まれる。

本発明は、車両に搭載される遠心送風機について、静粛性の高い構造の提供を課題とする。

以下の説明では、本発明の理解を容易にするために添付図面中の参照符号を括弧書きで付記するが、それによって本発明は図示の形態に限定されるものではない。

本発明によれば、回転軸（１１ａ）を有するモータ（１１）と、
前記モータ（１１）により回転されることにより前記回転軸（１１ａ）の軸方向から吸引した空気を径外方向に吹き出すインペラ（１２）と、
前記インペラ（１２）を収容していると共に、前記インペラ（１２）が吸引する空気の取入口となる空気取入口（６１）と、舌部（３１）を起点に前記インペラ（１２）の周囲に設けられる螺旋状通風路（３２）と、前記舌部（３１）よりも下流側に延びるダクト部（４０）と、前記ダクト部（４０）の壁面に設けられて前記ダクト部（４０）を流れる空気の一部を前記モータ（１１）を冷却するモータ冷却空気として導入する冷却空気導入口（５１）と、当該冷却空気導入口（５１）と連通する第１冷却路（５２）と、を有するスクロールハウジング（２０）と、
を備え、
前記冷却空気導入口（５１）は、前記舌部（３１）よりも下流側に設けられ、
前記第１冷却路（５２）は、前記冷却空気導入口（５１）から前記モータ（１１）に向かって前記ダクト部（４０）に沿って延びていると共に、内部に前記モータを冷却する空気を分流するための隔壁部（５４）が設けられ、
前記隔壁部（５４）は、略Ｌ字状を呈し、前記冷却空気導入口（５１）から前記第１冷却路（５２）の内部まで延びる第１壁部（５４ａ）と、この第１壁部（５４ａ）の端部から前記ダクト部（４０）に沿って延びる第２壁部（５４ｂ）と、
を有していることを特徴とする車両用空調装置の遠心送風機（１０）が提供される。

冷却空気導入口を舌部よりも下流側に形成したので、舌部又は舌部近傍から冷却空気を導入する場合に比べて、空気の流路の形状を緩やかにすることができ、冷却空気導入口へ円滑に空気を導くことができる。これにより、静粛性の高い遠心送風機を提供することができる。

さらに、第１冷却路には、内部に隔壁部が設けられている。隔壁部は、略Ｌ字状を呈し、冷却空気導入口から第１冷却路の内部まで延びる第１壁部と、この第１壁部の端部からダクト部に沿って延びる第２壁部と、を有している。冷却空気導入口から導入された空気は、第１冷却路のうち冷却空気導入口に対向する部位に接触する。この風量が多いと、騒音が大きくなるものと考えられる。隔壁部を設けることにより、第１冷却路に接触する風量を減少させることができる。加えて、隔壁部は、第１冷却路の内部に設けられている。このため、第１壁部と第２壁部とのコーナ部分近傍に接触し発生する騒音は、第１冷却路の内部が発生源となるため、外部に漏れにくい。これにより、遠心送風機の静粛性をさらに高めることができる。

好ましくは、前記スクロールハウジング（２０）は、前記第１冷却路（５２）と連通するとともに、前記螺旋状通風路（３２）の外側を前記モータ（１２）の前記空気取入口（６１）とは反対側に向かって延びる第２冷却路（５３）を有し、
前記隔壁部（５４）の前記第２壁部（５４ｂ）は、前記第１冷却路（５２）と前記第２冷却路（５３）とが連通する連通部（５６）まで延びている。

好ましくは、前記ダクト部（４０）は、前記舌部（３１）から下流に向かって延びる一般面（４１ａ）に対して外方に向かって突出しているダクト凸部（４２）を含み、
前記冷却空気導入口（５１）は、前記ダクト凸部（４２）に形成されている。

好ましくは、前記スクロールハウジング（２０）は、前記一般面（４１ａ）を延長した仮想面から鋭角に延びて前記ダクト部（４０）から前記冷却空気導入口へ空気を導くガイド部（６３）を含む。

好ましくは、前記遠心送風機（１０）は、最前列の座席の前方であって、前記ダクト部（４０）が前記車両の幅方向に沿って延びるよう配置され、
前記第１冷却路（５２）は、前記ダクト部（４０）の後方に位置している。

車両に搭載される遠心送風機について、静粛性の高い構造を提供できる。

実施例による遠心送風機の斜視図である。 図１の２−２線断面図である。 図１に示された遠心送風機から上蓋部材を取り除いた状態の平面図である。 図２に示されたスクロールハウジングの要部を拡大した斜視図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。図中Ｆｒは車両の進行方向を基準として前、Ｒｒは車両の進行方向を基準として後、Ｌｅは車両の乗員を基準として左、Ｒｉは車両の乗員を基準として右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。

＜実施例＞
図１及び図２を参照する。遠心送風機１０は、例えば、車両Ｖｅのエアコン装置に用いられる。例えば、遠心送風機１０から送られた風は、エアコン装置内において冷却され、車室内に吹き出される。

遠心送風機１０は、最前列の座席（例えば、運転席及び／又は助手席）の前方に配置される。遠心送風機１０は、通電することにより回転軸１１ａが回転するモータ１１と、このモータ１１の回転軸１１ａに接続され回転軸１１ａが回転することにより回転するインペラ１２と、これらのモータ１１及びインペラ１２を収納しているハウジング２０と、を有している。

インペラ１２は、回転軸１１ａの軸線Ｏを中心にして周方向に沿って複数の羽根が等間隔に立てられてなる。インペラ１２は、回転することにより上方（軸方向）から吸引した空気を径外方向に吹き出す。

スクロールハウジング２０は、インペラ１２が収容されているハウジング本体３０と、このハウジング本体３０の下部に設けられモータ１１が取り付けられるハウジング下蓋部２２と、ハウジング本体３０の上部に設けられインペラ１２を覆っているハウジング上蓋部６０と、を有する。

図３を参照する。ハウジング本体３０は、平面視において略舌形状を呈する舌部３１と、この舌部３１を起点にインペラ１２の外周を囲うように略円形に形成されている螺旋状通風路３２と、この螺旋状通風路３２から舌部３１よりも下流側に略直線状に延びるダクト部４０と、このダクト部４０を流れる空気の一部が導入されモータ１１（図２参照）の外周に導くモータ冷却部５０と、を有する。発熱部品としては、例えばモータ１１へ流れる電流の量を調整するためのパワートランジスタが挙げられる。

図４を参照する。さらに、ハウジング本体３０には、作動することにより発熱する発熱部品を取り付けるための発熱部品取付穴４２ａが形成されている。発熱部品取付穴４２ａに取り付けられた発熱部品は、一部がダクト部４０に臨む。ダクト部４０を流れる空気によって、発熱部品を冷却することができる。

図１を参照する。ハウジング上蓋部６０は、インペラ１２の上方に開けられインペラ１２が回転することにより空気が通過する空気取入口６１を含む。

図２及び図３を参照する。ハウジング上蓋部６０は、さらに、舌部３１からインペラ１２の外周に向かって延びダクト部４０から螺旋状通風路３２への風の逆流を防止する逆流防止部６２と、ダクト部４０からモータ冷却部５０へ空気を導くガイド部６３と、を有する。逆流防止部６２と、ガイド部６３とによって、舌部３１は挟まれている。

螺旋状通風路３２は、舌部３１を起点として、下流に向かって徐々に流路が広くなるよう形成されている。図３に示される状態において、インペラ１２から吹き出された風は、螺旋状通風路３２を反時計回りに流れる。

ダクト部４０は、軸線Ｏよりも前方において概ね車幅方向に延びている。ダクト部４０は、舌部３１よりも下流側に略直線状に延びているダクト本体部４１と、このダクト本体部４１から後方に向かって略Ｕ字状に突出しているダクト凸部４２と、を有する。

図４を参照する。ダクト本体部４１のうち、舌部３１から下流に向かって概ね平面状に延びている面を一般面４１ａという。ダクト凸部４２は、一般面４１ａに対して、後方に向かって略Ｕ字状に突出している、ということができる。ダクト凸部４２は、ダクト本体部４１に対して、略垂直に突出し、舌部３１の側方に（左側に）位置している。

略Ｕ字状に形成されたダクト凸部４２の先端には、モータ冷却部５０が臨んでいると共に、発熱部品取付穴４２ａが開けられている。

モータ冷却部５０は、ダクト凸部４２の先端に開けられモータ１１（図２参照）を冷却するための空気が導入される冷却空気導入口５１と、この冷却空気導入口５１からモータ１１に向かってダクト４０に沿って延び冷却空気導入口５１から導入されたモータ冷却空気が流れる第１冷却路５２と、この第１冷却路５２の下流側の端部からハウジング下蓋部２２（図２参照）に向かって延びる第２冷却路５３と、モータ冷却空気を分流するための隔壁部５４と、冷却空気導入口５１からダクト本体部４１に向かって延び隔壁部５４の裏面（他面）にモータ冷却空気を導く冷却路延長部５５（図４参照）と、を有する。

冷却空気導入口５１は、発熱部品取付穴４２ａの上方に形成されている。即ち、冷却空気導入口５１の少なくとも一部は、発熱部品取付穴４２ａに重なる位置に形成されている。

第１冷却路５２は、冷却空気導入口５１からモータ１１に向かってダクト本体部４１に略平行に延びている。第１冷却路５２は、螺旋状通風路３２の側方であってダクト部４０の後方に位置している。換言すれば、第１冷却路５２は、螺旋状通風路３２と、ダクト部４０とによって囲われた領域に位置している。第１冷却路５２は、冷却空気導入口５１に対向する部位Ｃ１が後方（外方）に向かって膨出している。これにより、第１冷却路５２の他の部位に比べて流路面積が大きく形成されている。

第２冷却路５３は、第１冷却路５２と連通するとともに、舌部３１の側方において下方に向かって延びている。すなわち、第２冷却路５３は、螺旋状通風路３２の外側をモータ１２の空気取入口６１とは反対側に向かって延びている。モータ冷却空気は、第２冷却路５３を介してモータ１１（図２参照）の側方に導かれる。

隔壁部５４は、略Ｌ字状を呈し、第１冷却路５２を二分している。隔壁部５４は、冷却空気導入口５１から第１冷却路５２の内部まで延びる第１壁部５４ａと、この第１壁部５４ａの端部からダクト部４０に沿って延びる第２壁部５４ｂと、を有する。第２壁部５４ｂは、第１冷却路５２と第２冷却路５３とが連通する連通部５６まで延びている。

なお、第２壁部５４ｂは、必ずしも連通部５６まで延びている必要はない。理由は後述する。

冷却路延長部５５は、第１冷却路５２のうち第１隔壁部５４よりも下流側の部位においてダクト本体部４１に向かって延びている。冷却路延長部５５の先端は、ダクト部４０の一般面４１ａと同一面上に位置している。

図２を参照する。逆流防止部６２は、舌部３１に接する部位において螺旋状通風路３２の大部分を塞ぎ、螺旋状通風路３２の上流に向かって徐々に開放量が大きくなるよう、下面６２ａが下流から上流に向かって上り勾配に形成されている。図４に示されるように、逆流防止部６２の舌部３１に接している部位の形状は、舌部３１の表面の形状に沿っている。

ガイド部６３は、ダクト凸部４２の内面に沿って略Ｌ字状に形成され位置決めを行う位置決め部６３ａと、ダクト部４０の一般面４１ａと略同一面上に形成されているガイド部一般面部６３ｂと、このガイド部一般面部６３ｂの端から冷却空気導入口５１の縁まで延びているガイド部斜面部６３ｃと、を有する。

ガイド部斜面部６３ｃは、ダクト部４０の一般面４１ａを延長した仮想面から鋭角に延びてダクト部４０から冷却空気導入口５１へ空気を導く。ガイド部斜面部６３ｃは、ダクト部４０から冷却空気導入口５１へ向かって鋭角に延びている、ということもできる。

遠心送風機１０の作用について説明する。

図３を参照する。インペラ１２が回転すると、空気が上方からスクロースハウジング２０内に引き込まれ、インペラ１２の外周に向かって吐出される。吐出された空気は、螺旋状通風路３２を反時計回りに流れ、下流側に接続されているダクト部４０に流れる。ダクト部４０に流れた空気の大部分は、下流側に配置されているエバポレータ等（図示せず）に導かれ、温度調和されたのち車室内へ供給される。

図４を参照する。一方、ダクト本体部４１を流れる空気の一部は、ガイド部一般面部６３ｂ及びガイド部斜面部６３ｃを介して冷却空気導入口５１へ導かれる。また、ダクト本体部４１を流れる風の一部は、冷却路延長部５５を介して第１壁部５４ａの裏面（他面）側に導かれる。冷却空気導入口５１を通過した空気（モータ冷却空気）は、第１冷却路５２及び第２冷却路５３を通過して、モータ１１（図２参照）の側方に導かれる。その後、モータ冷却空気は、モータ１２のうち空気取入口６１とは反対側に導かれ、モータ１１の内部を通流し、スクロールハウジング２０の内部に流れる。モータ１１は、このようにして、導かれたモータ冷却空気によって冷却される。

以上に説明した遠心送風機１０は、以下の効果を奏する。

冷却空気導入口５１は、舌部３１よりも下流側に形成されている。舌部３１又は舌部３１近傍から冷却空気を導入する場合に比べて、空気の流路の形状を緩やかにすることができ、冷却空気導入口５１へ円滑に空気を導くことができる。これにより、静粛性の高い遠心送風機１０を提供することができる。

さらに、第１冷却路５２には、内部に隔壁部５４が設けられている。隔壁部５４は、略Ｌ字状を呈し、冷却空気導入口５１から第１冷却路５２の内部まで延びる第１壁部５４ａと、この第１壁部５４ａの端部からダクト部４０に沿って延びる第２壁部５４ｂと、を有している。冷却空気導入口５１から導入された空気は、第１冷却路５２のうち冷却空気導入口５１に対向する部位Ｃ１に接触する。この風量が多いと、騒音が大きくなるものと考えられる。隔壁部５４を設けることにより、第１冷却路５２に接触する風量を減少させることができる。加えて、隔壁部５４は、第１冷却路５２の内部に設けられている。このため、第１壁部５４ａと第２壁部５４ｂとのコーナ部分Ｃ２近傍に接触し発生する騒音は、第１冷却路５２の内部が発生源となるため、外部に漏れにくい。これにより、遠心送風機１０の静粛性をさらに高めることができる。

第２壁部５４ｂは、第１冷却路５２と第２冷却路５３とが連通する連通部５６まで延びている。隔壁部５４の第２壁部５４ｂが、第１冷却路５２と第２冷却路５３とが連通する連通部５６にまで延びることで、第１冷却路５２の内部で発生した騒音を、よりいっそう外部に漏れにくくすることができ、静粛性を高めることができる。

冷却空気導入口５１は、ダクト凸部４２に形成されている。風の流量は、風の流速と流路面積との積によって求められる。ダクト凸部４２が形成されている部位は、ダクト本体部４１のみが形成されている部位に比べて、ダクト凸部４２の分だけ流路面積が大きくなる。一方、流路面積が大きくなる分、ダクト凸部４２が形成されている部位における流速は、遅くなる。冷却空気導入口５１から導入される風の流速を遅くすることにより、第１冷却路５２内で発生する騒音を小さくし、静粛性を高めることができる。

スクロールハウジング２０は、ダクト部４０から冷却空気導入口５１へ空気を導くガイド部６３を含む。ダクト部４０の空気を冷却空気導入口５１へ導く際に、空気が剥離することなく導くことができ、静粛性を高めることができる。

第１冷却路５２は、ダクト部４０の後方に位置している。つまり、第１冷却路５２は、より乗員に近い場所に位置している。このように、第１冷却路５２が車両Ｖｅの室内に向けて膨出する形態の場合、特に優れた静粛化の効果を得ることができる。

本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。例えば、第２壁部５４ｂは、第１冷却路５２と第２冷却路５３とが連通する連通部５６まで延びているものとして説明したが、必ずしも連通部５６まで延びていなくともよい。第２壁部５４ｂが長いほど静粛性が高まる一方、モータ冷却空気に対する通気抵抗が増加する。このため、第２壁部５４ｂを延長する長さは、静粛性とモータの冷却度とのバランスを考慮して設計することでよい。

本発明の遠心送風機は、車両用エアコン装置に搭載するのに好適である。

１０…遠心送風機
１１…モータ、１１ａ…回転軸
１２…インペラ
３１…舌部
３２…螺旋状通風路
４０…ダクト部
４１ａ…一般面
４２…ダクト凸部
５１…冷却空気導入口
５２…第１冷却路
５３…第２冷却路
５４…隔壁部、５４ａ…第１壁部、５４ｂ…第２壁部
５６…連通部
６１…空気取入口
６３…ガイド部
Ｖｅ…車両

Claims (5)

1. 回転軸（１１ａ）を有するモータ（１１）と、
   前記モータ（１１）により回転されることにより前記回転軸（１１ａ）の軸方向から吸引した空気を径外方向に吹き出すインペラ（１２）と、
   前記インペラ（１２）を収容していると共に、前記インペラ（１２）が吸引する空気の取入口となる空気取入口（６１）と、舌部（３１）を起点に前記インペラ（１２）の周囲に設けられる螺旋状通風路（３２）と、前記舌部（３１）よりも下流側に延びるダクト部（４０）と、前記ダクト部（４０）の壁面に設けられて前記ダクト部（４０）を流れる空気の一部を前記モータ（１１）を冷却するモータ冷却空気として導入する冷却空気導入口（５１）と、当該冷却空気導入口（５１）と連通する第１冷却路（５２）と、を有するスクロールハウジング（２０）と、
   を備え、
   前記冷却空気導入口（５１）は、前記舌部（３１）よりも下流側に設けられ、
   前記第１冷却路（５２）は、前記冷却空気導入口（５１）から前記モータ（１１）に向かって前記ダクト部（４０）に沿って延びていると共に、内部に前記モータ冷却空気を分流するための隔壁部（５４）が設けられ、
   前記隔壁部（５４）は、略Ｌ字状を呈し、前記冷却空気導入口（５１）から前記第１冷却路（５２）の内部まで延びる第１壁部（５４ａ）と、この第１壁部（５４ａ）の端部から前記ダクト部（４０）に沿って延びる第２壁部（５４ｂ）と、
   を有していることを特徴とする車両用空調装置の遠心送風機（１０）。
2. 前記スクロールハウジング（２０）は、前記第１冷却路（５２）と連通するとともに、前記螺旋状通風路（３２）の外側を前記モータ（１２）の前記空気取入口（６１）とは反対側に向かって延びる第２冷却路（５３）を有し、
   前記隔壁部（５４）の前記第２壁部（５４ｂ）は、前記第１冷却路（５２）と前記第２冷却路（５３）とが連通する連通部（５６）まで延びていることを特徴とする請求項１に記載の遠心送風機（１０）。
3. 前記ダクト部（４０）は、前記舌部（３１）から下流に向かって延びる一般面（４１ａ）に対して外方に向かって突出しているダクト凸部（４２）を含み、
   前記冷却空気導入口（５１）は、前記ダクト凸部（４２）に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠心送風機（１０）。
4. 前記スクロールハウジング（２０）は、前記一般面（４１ａ）を延長した仮想面から鋭角に延びて前記ダクト部（４０）から前記冷却空気導入口へ空気を導くガイド部（６３）を含むことを特徴とする請求項３に記載の遠心送風機（１０）。
5. 請求項１〜請求項３いずれか１項に記載の遠心送風機（１０）が搭載されている車両（Ｖｅ）であって、
   前記遠心送風機（１０）は、最前列の座席の前方であって、前記ダクト部（４０）が前記車両の幅方向に沿って延びるよう配置され、
   前記第１冷却路（５２）は、前記ダクト部（４０）の後方に位置していることを特徴とする車両（Ｖｅ）。

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