JP5236454B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調装置に関し、特に、ブロワモータを冷却するための冷却風を取り入れる冷却風取入口を備えたものに関する。

従来、車両用空調装置を連続的に使用することでブロワモータが高温になることを避けるため、ブロワモータおよびブロワファンを収納するブロワケース内に冷却風取入口を設け、この冷却風取入口からブロワモータへ冷却風を送り込むように構成した車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６１−１４３２１２号公報

しかしながら、上記従来の車両用空調装置にあっては、ブロワケース内であって、ブロワファンからの送風を吹き出す筒部（ノーズ部）の側壁やこの側壁の近傍に冷却風取入口を設けており、風速が高いところから冷却風を取り入れることになる。この結果、冷却風取入口において笛吹き音のような騒音が発生するという問題があった。

また、ブロワファンからの送風が直接冷却風取入口に流入するため、空気中に水滴や粉雪等が混入している場合には、これらが冷却風取入口から浸入するという虞がある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、騒音の発生を抑えることができ、かつ、冷却風取入口から水滴や粉雪等が浸入することを抑えることができる車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、熱交換器を収容した空調ハウジングを有するメインモジュールと、ブロワモータ、ブロワファンおよびブロワケースを有するブロワモジュールと、を備え、前記ブロワケースには、前記ブロワファンからの送風を前記空調ハウジングの内部に向けて吹き出すブロワ吹出口を有する車両用空調装置において、前記ブロワモータを冷却するための冷却風を取り入れる冷却風取入口を、前記ブロワ吹出口から吹き出される風の送風通路から隔離した位置に設定し、前記ブロワケースは、一体に形成したスクロールケース部およびモータケース部と、別体のベースプレート部と、を有し、前記冷却風取入口は、前記ベースプレート部に開口し、前記冷却風取入口から前記ブロワモータへ冷却風を導く冷却風通路を、一体形成した前記モータケース部および前記スクロールケース部と、前記ベースプレート部と、の組み合わせにより形成したことを特徴とする。

よって、本発明の車両用空調装置にあっては、冷却風取入口を、ブロワ吹出口から吹き出される風の送風通路から隔離した位置に設定したことにより、風速の高い領域（高風速域）と冷却風取入口とが隔離される。このため、風速が低い領域から冷却風を取り入れることができ、また風の乱流を抑えられるため、騒音の発生を抑えることができる。さらに、ブロワ吹出口と冷却風取入口とが隔離していることにより、ブロワファンからの送風が直接冷却風取入口に取り込まれることがなく、空気中に水滴や粉雪等が混入している場合であってもこれらが冷却風取入口から浸入することを防ぐことができる。この結果、騒音の発生を抑えることができ、かつ、冷却風取入口から水滴や粉雪等が浸入することを抑えることができる。
また、前記ブロワケースは、一体に形成したスクロールケース部およびモータケース部と、別体のベースプレート部と、を有し、前記冷却風取入口は、前記ベースプレート部に開口し、前記冷却風取入口から前記ブロワモータへ冷却風を導く冷却風通路を、一体形成した前記モータケース部および前記スクロールケース部と、前記ベースプレート部と、の組み合わせにより形成したため、冷却風通路のための専用構造を新たに設けることなく、冷却風通路を形成することができる。

以下、本発明の車両用空調装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の車両用空調装置１００の部分破断面図であり、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。以下、図１および図２に基づいて、車両用空調装置１００の全体構成を説明する。

実施例１の車両用空調装置１００は、図１に示すように、メインモジュール１と、ブロワモジュール２と、を備えている。

前記メインモジュール１は、図２（ａ）に示すように、エアフィルタ３と、エバポレータ４（冷却用熱交換器）と、ヒータコア５（暖房用熱交換器）と、これらを収容した空調ハウジング６と、を有している。

前記ブロワモジュール２は、図１に示すように、ブロワモータ７と、第１ブロワファン８と、第２ブロワファン８’と、これらを収容したブロワケース９と、第１インテークユニット１０と、第２インテークユニット１０’と、を備えている。

ブロワモータ７は、軸心位置でブロワモータ７の両側に突出した駆動軸を備え、この駆動軸の両側に第１ブロワファン８および第２ブロワファン８’がツインファン構成で設けられている。従って、第１ブロワファン８および第２ブロワファン８’は、ブロワモータ７の駆動により一体的に回転し、回転により軸方向から空気を吸い込んで、外径方向に吹き出すものである。

図３は、図１のブロワモジュール２の詳細な構造を示す分解斜視図であり、図４は、図３のブロワケース９を組み立てた状態を示す斜視図である。以下、図３および図４に基づいて、ブロワモジュール２に備えられたブロワケース９の詳細な構造について説明する。

ブロワケース９は、図３に示すように、モータケース部１１と、第１スクロールケース部１２と、第２スクロールケース部１２’と、ベースプレート部１３と、を備えている。これらモータケース部１１と、第１スクロールケース部１２と、第２スクロールケース部１２’と、は一体に形成し、ベースプレート部１３は別体とした。

すなわち、これら一体形成したモータケース部１１、第１スクロールケース部１２および第２スクロールケース部１２’と、ベースプレート部１３と、を組み合わせることでブロワケース９を形成した。

第１スクロールケース部１２は、スクロール形状に形成した湾曲部２１と、湾曲部２１と連通し略長方形の筒状に形成したノーズ部２２と、を有する。
湾曲部２１は、第１ブロワファン８を収容し、第１インテークユニット１０から吸入された風を送る。ノーズ部２２は、第１ブロワファン８からの送風を空調ハウジング６の内部に向けて吹き出す。

同様に、第２スクロールケース部１２’は、スクロール形状に形成した湾曲部２１’と、湾曲部２１’と連通し略長方形の筒状に形成したノーズ部２２’と、を有する。
湾曲部２１’は、第２ブロワファン８’を収容し、第２インテークユニット１０’から吸入された風を送る。ノーズ部２２’は、第２ブロワファン８’からの送風を空調ハウジング６の内部に向けて吹き出す。

ベースプレート部１３は、ブロワケース９の下部を形成し、空調ハウジング６の上部に固定される。このベースプレート部１３には、一対のブロワ吹出口（第１ブロワ吹出口１４、第２ブロワ吹出口１４’）と、ブロワモータ７を冷却するための冷却風を取り入れる冷却風取入口１６と、を開口した。

第１ブロワ吹出口１４は、第１ブロワファン８からの送風を空調ハウジング６の内部に向けて吹き出す開口であり、第２ブロワ吹出口１４’は、第２ブロワファン８’からの送風を空調ハウジング６の内部に向けて吹き出す開口である。

冷却風取入口１６は、第１ブロワ吹出口１４と第２ブロワ吹出口１４’との間のデッドスペース位置であって、第１ブロワ吹出口１４および第２ブロワ吹出口１４’から吹き出される風の送風通路から隔離した位置に設けた。
さらに、この冷却風取入口１６の開口の向きは、第１ブロワ吹出口１４および第２ブロワ吹出口１４’から吹き出される風の流れに対し、取り入れる冷却風の流入方向が逆向きとなるように設定した。

図５は、図３のブロワモジュール２を矢印Ｄの方向から見た分解図であり、図６は、図３のベースプレート部１３の構造をより詳細に示す拡大斜視図であり、図７は、冷却風通路２０の構造を説明するための断面斜視図である。

以下、ブロワモジュール２に形成した冷却風通路２０の構造について図５ないし図７に基づいて説明する。

モータケース部１１には、図５および図７に示すように、冷却風をブロワモータ７に向けて吹き出す冷却風吹出口１８を設けた。

ベースプレート部１３には、図６に示すように、ブロワケース９を組み合わせた際にモータケース部１１に対応する位置に、一対の位置決め用ガイド（第１位置決め用ガイド１９、第２位置決め用ガイド１９’）を設けた。
第１位置決め用ガイド１９は、第１ブロワ吹出口１４側に形成し、第２位置決め用ガイド１９’は、第２ブロワ吹出口１４’側に形成した。
これらの位置決め用ガイド１９、１９’は、いずれもモータケース部１１側に向かって凸条に形成したものであり、これらの表面（上面）とモータケース部１１とが嵌合してブロワケース９を形成する。

そして、ブロワケース９を形成すると、図７に示すように、これらの位置決め用ガイド１９、１９’が側壁となって、冷却風取入口１６からブロワモータ７へ冷却風を導く冷却風通路２０が形成される。

次に、作用を説明する。

［騒音抑制作用］
図８は、現行の車両用空調装置の部分破断面図であり、図９（ａ）は、図８のＣ−Ｃ線断面図であり、図９（ｂ）は、冷却風取入口の部分を説明するための拡大斜視図である。

現行の車両用空調装置は、例えば、図８および図９に示すように、ブロワファンを収容したスクロールケース部の一部であるノーズ部の側壁に冷却風取入口を設けている。
このため、風速が高いところから冷却風を取り入れることになり、この結果、冷却風取入口において笛吹き音のような騒音が発生するという問題がある。

これに対し、実施例１の車両用空調装置１００では、冷却風取入口１６は、第１ブロワ吹出口１４および第２ブロワ吹出口１４’から吹き出される風の送風通路から隔離した位置に設定した。

このような構成により、冷却風取入口１６の周辺部であって空調ハウジング６側の空気の気圧が、ブロワモータ７の中心部の気圧と比較して高くなり、冷却風取入口１６の周辺部であって空調ハウジング６側の空気は自然に冷却風取入口１６に取り入れられる。

そして、このとき取り入れられる空気は、高風速域であるノーズ部２２、２２’内の空気と比較して風速が低い領域の空気であり、また、風の乱流が小さい領域の空気である。このため、現行の車両用空調装置のようにノーズ部に冷却風取入口を設定した場合に比べ、騒音の発生を抑制することができる。

図１０は、現行の車両用空調装置および実施例１の車両用空調装置１００のそれぞれについて、冷却風取入口の周辺で発生する騒音の周波数に対する騒音レベル（周波数特性）を示したグラフ図である。

現行の車両用空調装置の周波数特性と実施例１の車両用空調装置１００の周波数特性とを比較すると、図１０に示すように、周波数が約２５０Ｈｚ〜８００Ｈｚの領域における騒音レベルは、実施例１の車両用空調装置１００の方が現行の車両用空調装置と比較して低い値を示す。

騒音の程度は、全周波数領域における騒音レベルの合計によって決定するため、騒音レベルの高い周波数領域において騒音レベルを低下させることが、騒音の抑制には効果的である。
実施例１の車両用空調装置１００は、この騒音レベルの高い周波数領域である約２５０Ｈｚ〜８００Ｈｚの領域において騒音レベルを低下させているため、現行の車両用空調装置と比較して、騒音の発生を効果的に抑制していることを確認することができる。

［水滴、粉雪等の浸入抑制作用］
実施例１の車両用空調装置１００にあっては、上述のように、冷却風取入口１６が第１ブロワ吹出口１４および第２ブロワ吹出口１４’から隔離した位置に設定したため、第１ブロワファン８および第２ブロワファン８’からの送風が直接冷却風取入口１６に取り込まれることを防ぐことができる。このため、空気中に水滴や粉雪等が混入する場合であっても、これらが冷却風取入口１６から浸入することを抑えることができる。
したがって、ブロワモータ７に錆が発生したり、低温時に水滴等が凍結してブロワモータ７が回転不能になるといった作動不良を防止することができる。

さらに、この冷却風取入口１６の開口の向きは、第１ブロワ吹出口１４および第２ブロワ吹出口１４’から吹き出される風の流れに対し、取り入れる冷却風の流入方向が逆向きとなるように設定した。
このため、第１ブロワ吹出口１４および第２ブロワ吹出口１４’から吹き出される風が直接冷却風取入口１６に流入することをより効果的に防ぐことができ、水滴や粉雪等が冷却風取入口へ浸入することをより一層抑制することができる。

また、第１ブロワ吹出口１４と第２ブロワ吹出口１４’との間のデッドスペース位置に冷却風取入口１６が設定されているため、双方から吹き出される風の影響により、冷却風取入口１６の周辺部であって空調ハウジング６側の気圧はさらに高くなる。
このため、ブロワモータ７の中心部の気圧との圧力差がさらに大きくなり、十分な流量の冷却風を確保することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用空調装置１００にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) エバポレータ４（冷却用熱交換器）およびヒータコア５（暖房用熱交換器）を収容した空調ハウジング６を有するメインモジュール１と、ブロワモータ７、ブロワファン８、８’およびブロワケース９を有するブロワモジュール２と、を備え、前記ブロワケース９には、前記ブロワファン８、８’からの送風を前記空調ハウジング６の内部に向けて吹き出すブロワ吹出口１４、１４’を有する車両用空調装置１００において、
前記ブロワモータ７を冷却するための冷却風を取り入れる冷却風取入口１６を、前記ブロワ吹出口１４、１４’から吹き出される風の送風通路から隔離した位置に設定した。
このため、騒音の発生を抑えることができ、かつ、冷却風取入口から水滴や粉雪等が浸入することを抑えることができる。

(2)前記冷却風取入口１６は、前記ブロワ吹出口１４、１４’から吹き出される風の流れに対し取り入れる冷却風の流入方向が逆向きの開口であるように設定されているため、水滴や粉雪等の冷却風取入口への浸入をより効果的に抑えることができる。

(3)前記ブロワケース９は、一体に形成したスクロールケース部１２、１２’およびモータケース部１１と、別体のベースプレート部１３と、を有し、
前記冷却風取入口１６は、前記ベースプレート部１３に開口し、前記冷却風取入口１６から前記ブロワモータ７へ冷却風を導く冷却風通路２０を、一体形成した前記モータケース部１１および前記スクロールケース部１２、１２’と、前記ベースプレート部１３と、の組み合わせにより形成したため、冷却風通路２０のための専用構造を新たに設けることなく、冷却風通路２０を形成することができる。

(4)前記冷却風通路２０は、前記ブロワケース９を組み合わせた際に前記モータケース部１１に対応する前記ベースプレート部１３の位置に有する位置決め用ガイド１９、１９’を、通路の側壁としたため、冷却風通路２０のための専用構造を新たに設けることなく、冷却風をブロワモータ７に送りこむために適切な位置に冷却風通路２０を形成することができる。

(5)前記ブロワファン８、８’は、前記ブロワモータ７の軸方向両側に設けられた第１ブロワファン８と第２ブロワファン８’とによるツインファン構成であり、
前記冷却風取入口１６は、前記第１ブロワファン８からの送風を吹き出す第１ブロワ吹出口１４と前記第２ブロワファン８’からの送風を吹き出す第２ブロワ吹出口１４’との間のデッドスペース位置に設定したため、十分な流量の冷却風を確保することができるとともに、デッドスペースを有効に利用することができる。

以上、本発明の車両用空調装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、冷却風取入口１６を、第１ブロワ吹出口１４と第２ブロワ吹出口１４’との間のデッドスペース位置であって、前記ブロワ吹出口１４、１４’から吹き出される風の流れに対し取り入れる冷却風の流入方向が逆向きの開口であるように設定した場合について説明した。
しかしながら、冷却風取入口は、ブロワ吹出口から隔離した位置であれば良く、例えば、ブロワ吹出口の周辺であって、ブロワ吹出口から吹き出される風が直接入りこむことがない位置に設置することも可能である。

また、実施例１では、ブロワケース９は、一体形成したモータケース部１１、第１スクロールケース部１２および第２スクロールケース部１２’と、別体であるベースプレート部１３と、から形成した場合について説明した。しかしながら、本発明に係る車両用空調装置は、ブロワケースが、別体であるベースプレート部１３を有していない場合にも適用することができる。

さらに、実施例１では、位置決め用ガイド１９、１９’を、冷却風通路２０の側壁とした場合について説明した。
しかしながら、本発明に係る車両用空調装置は、ホースやパイプのような、冷却風通路のための専用構造を設けるような構成としても良い。

実施例１では、ツインファン構成である車両用空調装置への適用例を示したが、本発明に係る車両用空調装置はこのような形態に限定されず、例えば、ブロワファンが１つである場合にも適用することができる。

実施例１の車両用空調装置１００の部分破断面図である。 （ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のブロワモジュール２の詳細な構造を示す分解斜視図である。 図３のブロワケース９を組み立てた状態を示す斜視図である。 図３のブロワモジュール２を矢印Ｄの方向から見た分解図である。 図３のベースプレート部１３の構造をより詳細に示す拡大斜視図である。 冷却風通路２０の構造を説明するための断面斜視図である。 現行の車両用空調装置の部分破断面図である。 （ａ）は、図８のＣ−Ｃ線断面図であり、（ｂ）は、冷却風取入口の部分を説明するための拡大斜視図である。 現行の車両用空調装置および実施例１の車両用空調装置１００のそれぞれについて、冷却風取入口の周辺で発生する騒音の周波数に対する騒音レベル（周波数特性）を示したグラフ図である。

符号の説明

１ メインモジュール
２ ブロワモジュール
３ エアフィルタ
４ エバポレータ
５ ヒータコア
６ 空調ハウジング
７ ブロワモータ
８ 第１ブロワファン
８’ 第２ブロワファン
９ ブロワケース
１０ 第１インテークユニット
１０’ 第２インテークユニット
１１ モータケース部
１２ 第１スクロールケース部
１２’ 第２スクロールケース部
１３ ベースプレート部
１４ 第１ブロワ吹出口
１４’ 第２ブロワ吹出口
１６ 冷却風取入口
１８ 冷却風吹出口
１９ 第１位置決め用ガイド
１９’ 第２位置決め用ガイド
２０ 冷却風通路
２１、２１’ 湾曲部
２２、 ２２’ノーズ部

Claims (4)

1. 熱交換器を収容した空調ハウジングを有するメインモジュールと、
   ブロワモータ、ブロワファンおよびブロワケースを有するブロワモジュールと、を備え、
   前記ブロワケースには、前記ブロワファンからの送風を前記空調ハウジングの内部に向けて吹き出すブロワ吹出口を有する車両用空調装置において、
   前記ブロワモータを冷却するための冷却風を取り入れる冷却風取入口を、前記ブロワ吹出口から吹き出される風の送風通路から隔離した位置に設定し、
   前記ブロワケースは、一体に形成したスクロールケース部およびモータケース部と、別体のベースプレート部と、を有し、
   前記冷却風取入口は、前記ベースプレート部に開口し、前記冷却風取入口から前記ブロワモータへ冷却風を導く冷却風通路を、一体形成した前記モータケース部および前記スクロールケース部と、前記ベースプレート部と、の組み合わせにより形成したことを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載された車両用空調装置において、
   前記冷却風通路は、前記ブロワケースを組み合わせた際に前記モータケース部に対応する前記ベースプレート部の位置に有する位置決め用ガイドを、通路の側壁としたことを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された車両用空調装置において、
   前記冷却風取入口は、前記ブロワ吹出口から吹き出される風の流れに対し取り入れる冷却風の流入方向が逆向きの開口であることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された車両用空調装置において、
   前記ブロワファンは、前記ブロワモータの軸方向両側に設けられた第１ブロワファンと第２ブロワファンとによるツインファン構成であり、
   前記冷却風取入口は、前記第１ブロワファンからの送風を吹き出す第１ブロワ吹出口と前記第２ブロワファンからの送風を吹き出す第２ブロワ吹出口との間のデッドスペース位置に設定したことを特徴とする車両用空調装置。

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