JP4273576B2

JP4273576B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP4273576B2
Application number: JP15842399A
Authority: JP
Inventors: 英彦山口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2019-06-04
Also published as: JP2000343924A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関し、特に送風空気の一部をファン駆動用モータの内部に導いてモータの冷却を行う形式の空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置では、送風機ケース内に遠心式ファン（以下、ファン）を配置し、このファンの下方に配置したモータにてファンを駆動するものが一般的である。そして、この従来装置においては、送風通路を通る送風空気の一部をモータの内部に導いてモータの冷却を行うようになっている。
【０００３】
モータに冷却風を導く冷却風通路中には、冷却風通路を通る送風空気中の水を一時的に溜める水分離機能を有する空気室が設けられており、この空気室は送風機ケースの側壁部によって区画されて送風通路の側方に配置され、送風機ケースの側壁部に形成した入口部を介して送風通路から空気室へ空気が導入されるようになっている。
【０００４】
そして、空気室の底面部よりも高い位置に開口した出口部から、空気のみをモータ側に導くようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、洗車時や雨天時には外気導入口から送風機ケース内に水が浸入し、その水が上記した冷却風通路中の空気室に浸入することがある。そして、冷却風通路中の入口部は、送風機ケースの側壁部の上部（空気室の底面部から離れた上方）に形成されているため、外気導入口から浸入した水が空気室に一旦浸入してしまうと排水することができず、従って、空気室に滞留した水が腐敗して悪臭が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、モータ冷却風通路中の空気室に滞留した水からの悪臭の発生を防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ノーズ部（１３ａ）を起点とするスクロール形状の流路（１５）を形成するとともに、流路（１５）の下流に空気の送風通路（１６）を形成するケース（１３）と、ケース（１３）の内部に配置され、送風通路（１６）に送風するファン（１１）と、このファン（１１）を駆動するモータ（１２）と、送風空気の一部をモータ（１２）の内部に導く冷却風通路（１７、２０、２３、２４）と、冷却風通路（１７、２０、２３、２４）を通る送風空気中の水を一時的に溜める空気室（１７）とを備える車両用空調装置において、
ノーズ部（１３ａ）から連続して形成される側壁部（１９）として、送風通路（１６）に面する側壁部（１９）とスクロール形状の流路（１５）に面する側壁部（１９）がケース（１３）に形成されており、
送風通路（１６）に面する側壁部（１９）は、送風通路（１６）の通路面積を上流側から下流側へ向かって拡大する方向に形成されており、
空気室（１７）をノーズ部（１３ａ）に隣接して送風通路（１６）の側方に配置し、
空気室（１７）は、両側壁部（１９）によりスクロール形状の流路（１５）および送風通路（１６）と隔てられており、
両側壁部（１９）のうち、送風通路（１６）に面する側壁部（１９）の上部に、送風通路（１６）から空気室（１７）に空気を導入する入口部（２０）を設け、
空気室（１７）に浸入した水を送風通路（１６）側に排出する排出口（２１）を、入口部（２０）の下端から下方に延びるように送風通路（１６）に面する側壁部（１９）の下部に設け、
さらに、排出口（２１）は入口部（２０）よりも横方向の幅が狭いスリット状であって、排出口（２１）の下端が空気室（１７）の底面部（１８）まで延びていることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、空気室（１７）に侵入した水は排出口（２１）から排出されるため、空気室（１７）に水は滞留しなくなり、滞留水からの悪臭の発生を防止することができる。
【００１０】
特に、請求項１に記載の発明では、排出口（２１）の下端を空気室（１７）の底面部（１８）まで延ばしているため、空気室（１７）に侵入して底面部（１８）に集まった水は、排出口（２１）から容易かつ確実に排出される。
【００１１】
しかも、ケース（１３）内に浸入した水は主に送風通路（１６）の底面部（１６ａ）を流れるが、送風通路（１６）の底面部（１６ａ）と近い位置にある排出口（２１）をスリット状にしているため、排出口（２１）から空気室（１７）への水の浸入を極力少なくすることができる。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明では、入口部（２０）を側壁部（１９）の上部に形成し、排出口（２１）を入口部（２０）の下端から下方に延ばしているため、排出口（２１）を入口部（２０）の下方に連続して形成できる。このため、ケース（１３）が樹脂成型の場合、複雑な成型機を用いることなく、排出口（２１）を容易に形成することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、排出口（２１）の下端および空気室（１７）の底面部（１８）を、送風通路（１６）の底面部（１６ａ）よりも高い位置に設定したことを特徴としている。
【００１５】
これによれば、空気室（１７）に一時的に溜まった水は送風通路（１６）側にスムーズに排出され、一方、ケース（１３）内に浸入して送風通路（１６）の底面部（１６ａ）を流れる水は空気室（１７）に浸入しにくい。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明では、入口部（２０）および排出口（２１）を、冷却用熱交換器（３２）および凝縮水出口（３３）よりも空気流れ上流側に配置したことを特徴としている。
【００１７】
これによれば、送風通路（１６）に排出された水を、凝縮水出口（３３）を利用して車室外に排出することができる。
【００１８】
なお、上記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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。図１〜４は一実施形態を示し、図１は送風ユニット１０およびエアコンユニット３０の各上ケースを取り外した状態の平面図である。
【００２０】
空調装置の通風系は、車室内前部の計器盤（図示せず）下方に設置され、その通風系のうち、送風ユニット１０が助手席側に配置され、エアコンユニット３０が車両左右方向の略中央部に配置される。
【００２１】
送風ユニット１０は、空気流を発生するファン１１と、このファン１１の下方に配置されてファン１１を駆動する電動モータ１２と、上記ファン１１を収納配置する送風機ケース１３とを有する。ファン１１の上方には、内気導入口や外気導入口等を有する図示しない内外気切り替えケースが設置される。ファン１１は、内気導入口や外気導入口から空気を軸方向に吸い込み、径方向外方に空気を吹き出す遠心式ファンである。電動モータ１２の外周部には環状の取付部材１４が設けられ、電動モータ１２はこの取付部材１４を介してケース１３にネジにて取り付けられている。
【００２２】
ケース１３にはスクロール形状の起点となるノーズ部１３ａが形成され、ファン１１の外周側にスクロール形状の流路１５が形成されている。流路１５の下流には、送風空気をエアコンユニット３０に導くための送風通路１６が形成されている。また、ファン１１の外周に沿ってケース１３の底面部から上方に突出したリブ１３ｂが形成され、このリブ１３ｂによって、外気導入口からケース１３内に浸入した水がモータ１２内に流れ込むのを防止している。なお、ケース１３は、機械的強度に優れ、かつある程度の柔軟性を有する、ポリプロピレン等の樹脂材にて形成されている。
【００２３】
エアコンユニット３０は樹脂製のケース３１を有し、このケース３１内には、空調空気の冷却用熱交換器をなすエバポレータ３２や、その空気下流側に位置する図示しないヒータコア（加熱用熱交換器）等が配設されている。ケース３１の底面部においてエバポレータ３２の下方には、凝縮水等を排出するための凝縮水出口３３が形成されている。
【００２４】
エバポレータ３２は、図示しない圧縮機、凝縮器、受液器、減圧器とともに配管結合された周知の冷凍サイクルを構成するものであり、ケース３１内の空気を冷却除湿する。ヒータコアは、自動車エンジンからの温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する。
【００２５】
次に、本実施形態の特徴部分について説明する。
【００２６】
送風機ケース１３内には、ノーズ部１３ａ近傍で、かつ送風通路１６の側方に空気室１７が形成され、この空気室１７は、ケース１３の底面部１８とこの底面部１８から上方に延びる側壁部１９とによって区画されている。空気室１７を形成する底面部１８は、送風通路１６側の底面部１６ａよりも高い位置になるように形成されている。この空気室１７は、送風空気中の水を一時的に溜める水分離機能を有する。
【００２７】
送風通路１６に面する側の側壁部１９の上部に、送風通路１６と空気室１７とを連通する入口部２０が形成され、送風通路１６に面する側の側壁部１９の下部には、入口部２０の下端から底面部１８まで延びる細長いスリット状の排出口２１が形成されている。この排出口２１は、空気室１７に侵入した水を送風通路１６側に排出するためのものである。
【００２８】
空気室１７において入口部２０および排出口２１から離れた位置に、底面部１８を貫通する２つの出口部２３が形成されている。これらの出口部２３は、底面部１８から上方に延びる仕切り壁２２によって囲まれ、この仕切り壁２２によって、空気室１７の底面部１８に集まった水が出口部２３に流れ込むのを防止している。
【００２９】
電動モータ１２の外周側には、内部に図示しない通路を有する樹脂製のダクト２４が設置され、ダクト２４内の通路によって出口部２３とモータ１２内部とが連通されている。また、モータ１２内部は図示しない連通部によって流路１５と連通している。
【００３０】
なお、入口部２０、空気室１７、出口部２３およびダクト２４によって、送風空気の一部をモータ１２の内部に導くための冷却風通路を構成している。
【００３１】
ここで、冷却風通路を構成する部位の、設計例について説明する。まず、入口部２０の開口面積が過度に大きくなると、入口部２０で送風空気の流れが乱れて異音が発生しやすくなり、また、エバポレータ３２側への送風量が低下してしまうという問題が生じるため、入口部２０の開口面積は、モータ１２の冷却に必要な風量が確保できる程度に設定しており、本例では、入口部２０の幅を２０ｍｍ、入口部２０の高さを２５ｍｍにしている。
【００３２】
排出口２１のスリット幅は、空気室１７に侵入した水を送風通路１６側にスムーズに排水可能で、かつ送風通路１６から空気室１７には水が浸入しにくいように、３ｍｍ程度に設定するのが望ましい。なお、排出口２１の長さは本例では３９ｍｍである。排出口２１の下端および空気室１７を形成する底面部１８と、送風通路１６側の底面部１６ａとの段差は、１．５ｍｍにしている。
【００３３】
仕切り壁２２の高さは、出口部２３への水の流入を防止するために、１．５ｍｍ以上にするのが好ましい。また、２つの出口部２３の合計の通路面積、およびダクト２４内の通路面積は、入口部２０の開口面積と略同一に設定している。
【００３４】
次に、本実施形態の作動を説明する。電動モータ１２にてファン１１が駆動されると、空気が流路１５および送風通路１６を介してエアコンユニット３０に送風される。送風空気はエバポレータ３２で冷却除湿され、ヒータコアにて加熱される。そして、ヒータコアによる加熱量を調整することにより、送風空気の温度が調整され、その送風空気は図示しない吹出口から車室内に吹き出される。
【００３５】
送風通路１６を通る送風空気の一部は、エバポレータ３２に到達する前に入口部２０から空気室１７に流入し、さらに図４に矢印で示すように出口部２３およびダクト２４内を介してモータ１２内部に流入し、モータ１２内部を通過した後流路１５に戻される。このモータ１２内部を通る空気により、モータ１２が冷却される。
【００３６】
ところで、洗車時や雨天時には外気導入口から送風機ケース１３内に水が浸入する場合があり、その水は送風通路１６を通る送風空気流によって主にケース１３の底面部を伝って流され、一部はケース１３の側壁面を伝って流される。
【００３７】
そして、ケース１３の側壁面を伝って流れる水が入口部２０から空気室１７に浸入した場合、その水は空気室１７の底面部１８に集まる。ここで、排出口２１が底面部１８まで延びており、また、空気室１７側の底面部１８および排出口２１が、送風通路１６側の底面部１６ａよりも高い位置にあるため、空気室１７に一時的に溜まった水は、排出口２１から送風通路１６側にスムーズに排出される。そして、送風通路１６に排出された水は、エバポレータ３２の下方の凝縮水出口３３から車室外に排出される。従って、空気室１７での水の滞留はなくなり、滞留水からの悪臭の発生を防止することができる。
【００３８】
また、外気導入口からケース１３内に浸入した水は主に送風通路１６側の底面部１６ａを流れるが、空気室１７側の底面部１８および排出口２１の下端は、送風通路１６側の底面部１６ａよりも高い位置にあるため、送風通路１６側の底面部１６ａを流れる水は排出口２１から空気室１７へ浸入しにくい。
【００３９】
また、排出口２１の下端と送風通路１６側の底面部１６ａとの段差が小さい場合でも、排出口２１は幅が狭く設定してあり、しかも排出口２１は水の流れ方向に対して略垂直方向に開口しているため、送風通路１６側の底面部１６ａを流れる水は排出口２１から空気室１７へ浸入しにくい。
【００４０】
さらに、仕切り壁２２は底面部１８から上方に延びているため、底面部１８に一時的に溜まった水が出口部２３に流入することはない。従って、モータ１２内部への水の浸入による、モータ１２構成部品の錆の発生や、寒冷地でのモータ１２の凍結を防止できる。
【００４１】
一方、上記のように、ノーズ部１３ａ近傍でかつ送風通路１６側方に空気室１７を形成することにより、空間を有効利用して、装置の大型化を避けることができる。しかも、空気室１７とモータ１２が近接し、ダクト２４を短くすることができる。
【００４２】
また、排出口２１を入口部２０の下方に連続させているため、ケース１３を成型する際、排出口２１および入口部２０は上下方向に型抜きできる。従って、排出口２１を追加しても、従来と同様の形式の成型機にてケース１３を成型することができる。
【００４３】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、入口部２０と排出口２１を連続させているが、入口部２０と排出口２１を分離して形成してもよい。その際、送風通路１６に面する側の側壁部１９の下部に排出口２１を形成し、排出口２１の下端を底面部１８と同じ高さにする。
【００４４】
また、空気室１７の底面部１８に集まった水が、排出口２１側に速やかにかつ確実に向かうようにするために、底面部１８において排出口２１を形成した部分が最も低くなるように、底面部１８に傾斜をつけてもよい。
【００４５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における車両用空調装置の要部の平面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図２のＢ視図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１１…ファン、１２…モータ、１３…ケース、１６…送風通路、
１７…空気室、１９…側壁部、２０…入口部、２１…排出口、
２３、２４…冷却風通路の一部をなす出口部およびダクト。

Claims

ノーズ部（１３ａ）を起点とするスクロール形状の流路（１５）を形成するとともに、前記流路（１５）の下流に空気の送風通路（１６）を形成するケース（１３）と、
前記ケース（１３）の内部に配置され、前記送風通路（１６）に送風するファン（１１）と、
このファン（１１）を駆動するモータ（１２）と、
前記送風通路（１６）の送風空気の一部を前記モータ（１２）の内部に導く冷却風通路（１７、２０、２３、２４）と、
前記冷却風通路（１７、２０、２３、２４）を通る送風空気中の水を一時的に溜める空気室（１７）とを備える車両用空調装置において、
前記ノーズ部（１３ａ）から連続して形成される側壁部（１９）として、前記送風通路（１６）に面する側壁部（１９）と前記スクロール形状の流路（１５）に面する側壁部（１９）が前記ケース（１３）に形成されており、
前記送風通路（１６）に面する側壁部（１９）は、前記送風通路（１６）の通路面積を上流側から下流側へ向かって拡大する方向に形成されており、
前記空気室（１７）を前記ノーズ部（１３ａ）に隣接して前記送風通路（１６）の側方に配置し、
前記空気室（１７）は、前記両側壁部（１９）により前記スクロール形状の流路（１５）および前記送風通路（１６）と隔てられており、
前記両側壁部（１９）のうち、前記送風通路（１６）に面する側壁部（１９）の上部に、前記送風通路（１６）から前記空気室（１７）に空気を導入する入口部（２０）を設け、
前記空気室（１７）に浸入した水を前記送風通路（１６）側に排出する排出口（２１）を、前記入口部（２０）の下端から下方に延びるように前記送風通路（１６）に面する側壁部（１９）の下部に設け、
さらに、前記排出口（２１）は前記入口部（２０）よりも横方向の幅が狭いスリット状であって、前記排出口（２１）の下端が前記空気室（１７）の底面部（１８）まで延びていることを特徴とする車両用空調装置。
前記排出口（２１）の下端および前記空気室（１７）の底面部（１８）を、前記送風通路（１６）の底面部（１６ａ）よりも高い位置に設定したことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
前記ケース（１３、３１）内に冷却用熱交換器（３２）が設置され、前記ケース（１３、３１）の底面部に前記冷却用熱交換器（３２）の凝縮水を排出するための凝縮水出口（３３）が形成され、
前記入口部（２０）および前記排出口（２１）は、前記冷却用熱交換器（３２）および前記凝縮水出口（３３）よりも空気流れ上流側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。