JP5217626B2 - 車両用空調装置のブロワユニット - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調装置のブロワユニットに関する。

従来、車両用空調装置のブロワユニットは、例えば特許文献１に記載されるように、空気流を発生させる遠心式ファンと、この遠心式ファンを回転駆動するモータと、遠心式ファンを収容するとともにモータを取り付けるブロワケースとを有して構成されている。ブロワケースは、空気流れの上流端である吸込口としての内気導入口および外気導入口に連通しており、モータにより遠心式ファンを回転駆動することによりいずれかの導入口からブロワケース内に空気を吸い込むようになっている。

また、遠心式ファン、モータ、ブロワケースは、送風機として一体化されており、ブロワユニットの下方位置に配設される。
特開２０００−３３８１２号公報

ところで、こうしたブロワユニットにおいて、外気導入口からブロワユニット内に浸入した水は、徐々にブロワユニットの底面に貯まる。水が溜まって水面が上昇していき、モータの内部にまで浸入すると、モータの回転体等の金属部品に錆が発生し、モータが動かないといった問題や異音が発生するという不具合を引き起こしていた。

特に、車両搭載の制約を受ける関係上、ブロワユニットの下部がヒータユニットの下部よりも下方に位置し、送風機が傾斜して配置されるような場合などは、特に浸水速度が速くなり、上記問題が顕著に生じることとなっていた。

上記問題に鑑み、本発明は、ブロワユニット内に浸水した水を効率的にブロワユニット外へ排出することができる車両用空調装置のブロワユニットを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、外気導入口（５）と連通するブロワケース（３０）と、ブロワケース（３０）内に配置されてブロワケース（３０）内に空気を吸い込み送風する遠心式ファン（１０）と、遠心式ファン（１０）を回転駆動するモータ（２０）とを備える車両用空調装置のブロワユニットであって、モータ（２０）は、回転駆動体を内部に有するモータ部（２１）とモータ部（２１）を保持しブロワケース（３０）に嵌合されるハウジング部（２２）とを有し、ハウジング部（２２）とブロワケース（３０）との嵌合部（８）に、ブロワケース（３０）内に浸入した水を外部へ排出するための排水通路（４０）を形成したことを特徴とする。さらに、嵌合部（８）は、ブロワケース（３０）に下方へ突出形成される円周状の周状凸部（３５）と、ハウジング部（２２）に周状凸部（３５）と嵌合するように凹設される円周状の周状凹部（２３）とを有し、周状凸部（３５）と周状凹部（２３）とは、組み付け方向には圧接するとともに組み付け方向と直交する方向には隙間（４３，４４）が形成されるように嵌め合わされており、排水通路（４０）は、周状凸部（３５）の下端（３５ｂ）の一部に形成される切欠部（４１）と、隙間（４３，４４）とを有して構成されていることを特徴とする。

本構成によれば、外気導入口（５）から水が浸入した場合に、ハウジング部（２２）とブロワケース（３０）との嵌合部（８）に形成された排水通路（４０）を介してブロワユニット（２）内部から外部へ排出することができる。このため、ブロワユニット（２）内で水面が上昇してしまうことを極力回避することができ、モータ部（２１）への浸水を防いで、錆びや錆びによる異音の発生を抑制することができる。さらに本構成によれば、周状凸部（３５）と周状凹部（２３）とは、切欠部（４１）以外の部位では組み付け方向に圧接するため、ブロワユニット２内を流通する空調風のシールを行うことができる。また、周状凸部（３５）と周状凹部（２３）とは、組み付け方向（周状凸部（３５）の延設方向）と直交する部位に僅かな隙間（４３，４４）を形成することで相互に嵌合可能に構成されている。そして、本構成では、周状凸部（３５）の下端の一部に切欠部（４１）を形成しているため、ブロワケース（３０）内に浸入した水は、隙間（４３，４４）および切欠部（４１）を含んで構成される排水通路（４０）から排出される。すなわち、本構成によれば、ブロワケース（３０）内を流通する空調風はなるべく漏らさず、水のみを排水通路（４０）から排出することができる。また、周状凸部（３５）の下端の一部に切欠部（４１）を形成することで、容易に排水通路（４０）を構成することができ、好適な実施形態とすることができる。

請求項２に記載の発明では、周状凸部（３５）の切欠部（４１）が形成される部位に対応する外周面（３５ａ）および内周面（３５ｃ）の少なくとも一方には、溝部（４２）が凹設されていることを特徴とする。 本構成によれば、上記請求項２に記載の排水通路（４０）の構成に加え、周状凸部（３５）の溝部（４２）と周状凹部（２３）の内周面との間に形成される空間が排水通路（４０）となるため、水の流通容積が大きくなり、効率的に排水することができる。

請求項３に記載の発明では、ブロワケース（３０）の下部は傾斜しており、排水通路（４０）は傾斜下側に設けられていることを特徴とする。

本構成によれば、傾斜下側の排水通路（４０）からブロワユニット（２）内に浸入した水を効率的に外部へ排水することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の車両用空調装置のブロワユニットの一実施形態について図１〜図４を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置１を示す全体図である。図１に示すように、車両用空調装置１は、下方に遠心式送風機４（以下、単に「送風機」と言う。）を収容するブロワユニット２と、ヒータコア（図示略）等を収容するヒータユニット３とを備える。本実施形態は、車両搭載の制約上、ブロワユニット２の下部がヒータユニット３の下部より下方位置に配置されるとともに、送風機４が傾斜して配置されるタイプを示している。

ブロワユニット２の上方部には、外気導入口５と内気導入口（図示略）とを選択的に開閉する内外気切替箱６が配置されている。各導入口から流入した空気は、空気上流側から下流側に向けてブロワユニット２、ヒータユニット３の順に流通し、その間に温度調節され、温度調節された空調空気が吹出口（図示略）から車室内に吹き出されるようになっている。

図２は、図１におけるＩＩ方向から見た送風機４の全体を示す図であって、図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ部を示す断面図である。なお、図３における遠心式ファン１０は、便宜上、紙面向かって右側のみ断面図で示してある。また、図３は、車両搭載時の傾斜態様にて記載している。

図２、図３に示すように、送風機４は、空気を送る遠心式ファン１０と、遠心式ファン１０に結合し遠心式ファン１０を回転駆動させるモータ２０と、遠心式ファン１０およびモータ２０を内部に収容しモータ２０を固定する渦巻き形状のスクロールケーシング３０（「ブロワケース」に相当する。）とを備えて構成されている。

遠心式ファン１０は、周方向に沿って並ぶ多数の翼１１と、モータ２０の回転軸２４部分を嵌合させるボス部１２とを備えている。モータ２０は、円筒形状をなし内部に回転駆動体が収容されるモータ部２１とハウジング部２２とを備えており、遠心式ファン１０に嵌合する回転軸２４がモータ部２１から遠心式ファン１０側に延設されている。

スクロールケーシング３０は、偏平であって有底中空の渦巻き状の上ケーシング３１と下ケーシング３２とから構成され、各ケーシング３１，３２が上下で組み付けされることで内部に送風路３６が形成されるようになっている。上ケーシング３１には、外部からの空気をスクロールケーシング３０内に流入させるための流入口３３が開口形成されており、上方からスクロールケーシング３０内に流入した空気は、遠心式ファン１０によって径方向および周方向に整流されてスクロールケーシング３０の側方の流出口３４から流出するようになっている。また、下ケーシング３２にはモータ２０のハウジング部２２が嵌め合されて、３箇所のビス５１によりモータ２０が固定されるようになっている。なお、本実施形態では、スクロールケーシング３０およびハウジング部２２は共に樹脂製である。

以下、モータ２０の軸線ａに沿う方向を「軸方向」（本実施形態では組み付け方向と一致する。）、この軸方向に直交する方向を「径方向」と言うものとする。

次に、本発明の特徴部である排水通路４０について、下ケーシング３２とハウジング部２２との嵌合部８の構造と併せて詳細に説明する。図４は、図３において破線で囲んだ、下ケーシング３２とハウジング部２２との嵌合部８を示す拡大図である。また、図５は、排水通路４０を水が流通する態様を説明する図であって、下ケーシング３２の構造を示す斜視図である。

まず、図３に示すように、下ケーシング３２には、円周状の周状凸部３５が下方へ突出形成されている。一方、ハウジング部２２には、円周状の周状凹部２３が、他の部位よりも一段低くなるように上面２２ａ側から凹設されている。この周状凹部２３は、下ケーシング３２の周状凸部３５と位置対応するように形成されている。また、周状凹部２３の外周側上端２３ａは、内周側の上面２２ａよりも若干低くなっている。そして、組み付け時には、下ケーシング３２の周状凸部３５にハウジング部２２の周状凹部２３が嵌合するようになっている。

さらに、図５に良く示されるように、周状凸部３５の下端には、矩形状をなす切欠部４１が、周状凸部３５の肉厚分を繰り抜くように切り欠き形成されている。また、周状凸部３５の外周面３５ａには、下端の切欠部４１に連続するように溝部４２が凹設されている。

周状凸部３５と周状凹部２３とは、切欠部４１が形成されない部位における周状凸部３５の下端３５ｂ（図３参照）と周状凹部２３の内底面２３ｂ（図３参照）とが軸方向（組み付け方向）に圧接しており、径方向には嵌合間にそれぞれ隙間４３，４４（径方向内側に位置する隙間（周状凸部３５の内周面３５ｃ側の隙間）を第１隙間４３、径方向外側に位置する隙間（周状凸部３５の外周面３５ａ側の隙間）を第２隙間４４とする。）が形成されるように嵌め合わされる。

そして、本実施形態では、第１隙間４３、切欠部４１、溝部４２（第２隙間４４）が連通することで排水通路４０（図４参照）が構成されている。なお、排水通路４０の下流側は、例えば、車室内において一旦水を貯留する貯留部（図示略）を介して車両外部へと連通するようになっている。

さらに、本実施形態では、切欠部４１の切り欠き高さ（軸方向高さ）Ｃ１は約１ｍｍ、溝部４２の凹設深さＣ２は約１ｍｍ、周状凹部２３の凹部底面幅Ｗ１は約３ｍｍ、周状凸部３５の幅Ｗ２は約１．５ｍｍにそれぞれ設定されている。また、径方向の隙間４３，４４は共に約０．３ｍｍに設定されている。また、排水通路４０は、下ケーシング３２とハウジング部２２との嵌合部８において、最も低い位置となる部位（傾斜下側）に位置するように配置される。

また、図１に示すように、傾斜した下ケーシング３２（送風機４）の傾斜上側には、モータ部２１を冷却するための冷却風を流通させる冷却口７が形成されている。つまり、排水通路４０と冷却口７とは、１８０度離れて対向する部位にそれぞれ形成されている。

（作用）
次に、上記詳述した構成における作用効果について説明する。雨天時、吸込口モードが外気導入モードの場合には、車室外よりブロワユニット２内に外気導入口５から外気を吸い込むとともに、雨水が浸入することがある。ブロワユニット２内に浸入した水はブロワユニット２の底壁部（送風機４のハウジング部の上面２２ａ）に到達して、傾斜した最も低い部位（図３における下ケーシング３２の左側下部）から浸水していく。

なお、本実施形態では、ブロワユニット２（送風機４）の下部がヒータユニット３の下部より下方位置に配置されているため、ブロワユニット２内に浸入した水がヒータユニット３側に流通することはなく、ブロワユニット２内に徐々に貯水されてしまう。また、その水面上昇速度はブロワユニット２の下部が傾斜していない場合と比較して速い。

しかし、本実施形態では、ブロワユニット２内に浸入した水の水面が、傾斜下側に形成される排水通路４０の高さ位置まで到達すると、図５において矢印で示すように、水は排水通路４０（第１隙間４３、切欠部４１、溝部４２（第２隙間４４））を通って外部に排出される。すなわち、ブロワユニット２内での水面上昇をなるべく留めることで、モータ部２１への浸水を抑制して錆びや錆びによる異音の発生を抑制することができる。特に、本実施形態では、モータ部２１に連通する冷却口７が傾斜した送風機４の上方部位に形成され、この冷却口７と１８０度離れて対向する部位に排水通路４０が形成されている。このため、冷却口７まで浸水して冷却口７を介してモータ部２１が浸水することを効果的に防ぐことができる。

さらに、本実施形態では、周状凸部３５の下端３５ｂの切欠部４１に加えて、外周面３５ａに溝部４２を形成しているため、排水通路４０内を流通する水の流通容積が大きくなり、排水速度を向上させることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態において、切欠部４１の切り欠き高さＣ１および溝部４２の凹設深さＣ２の値については適宜設計変更することができる。例えば、上記実施形態では切欠部４１の切り欠き高さＣ１は約１ｍｍとしたが、排水通路４０からの空調風の洩れが許容範囲内であれば、より排水速度を上げるためにＣ１を１ｍｍより大きな値としても良い。

上記実施形態において、溝部４２は、周状凸部３５の外周面３５ａに設けたが、周状凸部３５の内周面３５ｃに設けても良い。または、周状凸部３５の外周面３５ａと内周面３５ｃとの両方に設ける構成としても良い。

上記実施形態において、十分な排水が確保できるようであれば、溝部４２を形成しなくても良い。切欠部４１のみを設ける構成としてもブロワユニット２内に浸入した水を外部へ排出することができる。

上記実施形態における溝部４２に換えてもしくは加えて、周状凹部２３の内周面２３ｃに凹部（溝等）を形成しても良い。このようにスクロールケーシング３０側ではなくハウジング部２２側を加工して排水通路４０を形成しても良い。

上記実施形態では、送風機４の軸線ａが傾き、送風機４の下部が傾斜しているタイプのブロワユニット２について説明したが、軸線ａが垂直もしくは水平なタイプであっても良い。ただし、軸線ａが水平な場合には、最も下方部位に排水通路４０を形成するのが良い。

上記実施形態または上記別な実施形態において、排水通路４０を２箇所以上の複数箇所形成する構成としても良い。

上記実施形態では、ブロワユニット２の下部がヒータユニット３の下部より下方位置に配置されるようにしたが、この形態に限定されることはない。例えば、ブロワユニット２がヒータユニット３より上方位置にあっても、上記排水通路４０を形成すればブロワユニット２内において確実に排水できるとともに、ブロワユニット２内に浸入した水をヒータユニット３側へ流通させてモータ２０を浸水から効果的に保護することができる。

第一実施形態の車両用空調装置を示す全体図である。 図１におけるＩＩ方向から見た送風機の全体を示す平面図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩを示す断面図である 図３において破線で囲んだ、下ケーシングとハウジング部との嵌合部を示す拡大図である。 排水通路を水が流通する態様を説明する図であって、下ケーシングの構造を示す斜視図である。

符号の説明

１ 車両用空調装置
２ ブロワユニット
３ ヒータユニット
４ 遠心式送風機
５ 外気導入口
１０ 遠心式ファン
２０ モータ
２１ モータ部
２２ ハウジング部
２３ 周状凹部
３０ スクロールケーシング（ブロワケース）
３５ 周状凸部
３５ａ 外周面
３５ｂ 下端
３５ｃ 内周面
４０ 排水通路
４１ 切欠部
４２ 溝部
４３ 第１隙間（隙間）
４４ 第２隙間（隙間）

Claims (3)

1. 外気導入口（５）と連通するブロワケース（３０）と、当該ブロワケース（３０）内に配置されて当該ブロワケース（３０）内に空気を吸い込み送風する遠心式ファン（１０）と、当該遠心式ファン（１０）を回転駆動するモータ（２０）とを備える車両用空調装置のブロワユニットであって、
   前記モータ（２０）は、回転駆動体を内部に有するモータ部（２１）と当該モータ部（２１）を保持し前記ブロワケース（３０）に嵌合されるハウジング部（２２）とを有し、当該ハウジング部（２２）と前記ブロワケース（３０）との嵌合部（８）に、前記ブロワケース（３０）内に浸入した水を外部へ排出するための排水通路（４０）を形成し、
   前記嵌合部（８）は、前記ブロワケース（３０）に下方へ突出形成される円周状の周状凸部（３５）と、前記ハウジング部（２２）に前記周状凸部（３５）と嵌合するように凹設される円周状の周状凹部（２３）とを有し、
   前記周状凸部（３５）と前記周状凹部（２３）とは、組み付け方向には圧接するとともに前記組み付け方向と直交する方向には隙間（４３，４４）が形成されるように嵌め合わされており、
   前記排水通路（４０）は、前記周状凸部（３５）の下端（３５ｂ）の一部に形成される切欠部（４１）と、前記隙間（４３，４４）とを有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ブロワユニット。
2. 前記周状凸部（３５）の前記切欠部（４１）が形成される部位に対応する外周面（３５ａ）および内周面（３５ｃ）の少なくとも一方には、溝部（４２）が凹設され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のブロワユニット。
3. 前記ブロワケース（３０）の下部は傾斜しており、前記排水通路（４０）は傾斜下側に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置のブロワユニット。

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