JP6098504B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、車両用空調装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle air conditioner.
従来、送風機において、電動モータの回転軸の周りに複数枚のブレードを有する遠心式多翼ファンと、遠心式多翼ファンを収納し、かつ回転軸の軸方向一端側に開口する吸入口と、巻き始め部から巻き終わり部にかけて渦巻き状に形成される空気通路を形成する側壁を有するスクロールケーシングとを備えるものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a blower, a centrifugal multiblade fan having a plurality of blades around a rotation shaft of an electric motor, a suction port that houses the centrifugal multiblade fan and opens on one end side in the axial direction of the rotation shaft, Some include a scroll casing having a side wall forming an air passage formed in a spiral shape from a winding start portion to a winding end portion (see, for example, Patent Document 1).
このものにおいて、巻き始め部から巻き終わり部にかけて、スクロールケーシングのスクロール半径が軸方向に変化している。スクロール半径は、側壁と回転軸との間の寸法のことである。軸方向におけるスクロール半径の最大半径Rが、スクロールケーシングの側壁のうち軸方向他端側に設定されている。一方、軸方向におけるスクロール半径の最小半径rが、スクロールケーシングのうち軸方向一端側に設定されている。 In this, the scroll radius of the scroll casing changes in the axial direction from the winding start portion to the winding end portion. The scroll radius is a dimension between the side wall and the rotation axis. The maximum radius R of the scroll radius in the axial direction is set on the other axial end side of the side wall of the scroll casing. On the other hand, the minimum radius r of the scroll radius in the axial direction is set on one end side in the axial direction of the scroll casing.
本発明者は、上記特許文献1の送風機を冷却用熱交換器の上側に配置して、送風機から冷却用熱交換器の車両前側に空気を吹き出し、この吹き出された空気を冷却用熱交換器が冷却して車両後方に吹き出す車両用空調装置について、送風機のファンから吹き出される空気によって電動モータを冷却することを検討した。
This inventor arrange | positions the air blower of the said
例えば、送風機1のファンから吹き出される空気を空気取り入れ口3を介して取り入れて電動モータ4側に流通させる空気通路5bを構成するモータフランジ5を用いる場合には、次のような問題が生じる(図7、図8参照)。
For example, when using the
上記特許文献1の送風機1では、上述の如く、スクロール半径の最大半径Rが、軸方向の他方側(すなわち、吸入口の反対側)に設定されている。これに伴い、側壁のうち巻き始め部側と回転軸との間の寸法が大きくなる。これに加えて、空気取り入れ口3(図7参照)を、スクロールケーシング2の側壁2aの巻き始め部の下側に配置する。これにより、回転軸および空気取り入れ口3の間の寸法が大きくなる。これに伴って、モータフランジ5の空気通路5bの長さが長くなる。
In the
ここで、空気取り入れ口3およびモータフランジ5を冷却用熱交換器の上側に配置すると、空気取り入れ口3およびモータフランジ5に冷却用熱交換器が干渉して、車両用空調装置の上下方向の寸法が増大化する。そこで、空気取り入れ口3およびモータフランジ5に冷却用熱交換器が干渉することを避けて、モータフランジ5に対して冷却用熱交換器を車両後方に配置すると、車両用空調装置の車両前後方向の寸法が増大化する。つまり、車両用空調装置の空気流れ方向の寸法が増大化する。空気流れ方向は、冷却用熱交換器を通過する空気の流れ方向である。
Here, if the
一方、図8に示すように、冷却用熱交換器が干渉することを避けるために、モータフランジ5の空気通路5bを短くして、空気取入口3から吸入した空気をモータフランジ5のダクト部5aのモータ冷却口5cに導く空気通路3aをスクロールケーシングの底壁2bの下側に構成することも考えられる。ダクト部5aは、モータフランジ5のうち空気通路5bを形成するものである。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the
例えば断面U字状のダクト部2cをスクロールケーシング2の底壁2bの図中下側に設ける。ダクト部2cおよび底壁2bの間には、空気通路3aを構成している。この場合、スクロールケーシング2の底壁2bのうち一部分2d(図中鎖線で囲む部分)がダクト部2cを図中上側から覆う形状になる。つまり、底壁2bのうち一部分2dとダクト部2cとが図中上下方向で重なる形状になる。
For example, a
したがって、スクロールケーシング2のうち、底壁2bおよびダクト部2cを含む樹脂部品を、射出成形により一体成形することができない。よって、底壁2bのうち一部分2dとダクト部2cとを独立して成形することが必要になり、ケーシングを構成する部品を追加することが必要になる。
Therefore, in the
本発明は上記点に鑑みて、ケーシングを構成する部品を追加することなく、ファンから吹き出される空気を送風機の電動モータ側に導く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。 An object of this invention is to provide the vehicle air conditioner which can guide the air which blows off from a fan to the electric motor side of a fan, without adding the components which comprise a casing in view of the said point.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、送風機(10)と、送風機の下側に配置されている熱交換器(50)と、を備え、
送風機は、電動モータの回転軸(12a)を中心とする円周方向に並べられている複数のブレード(13)を有し、回転軸の回転に伴って回転軸の軸方向の一方側から吸い込んだ空気を回転軸の径方向外側に吹き出すファン(11)と、ファンを収納し、かつ巻き始め部(29)から巻き終わり部(32)にかけて回転軸を中心として渦巻き状に形成されてファンから吹き出される空気を流通させる空気通路(31)を形成する側壁(23)を有するスクロールケーシング(26)と、を備え、
熱交換器は、空気通路を通過した空気との間で熱交換するものであり、
回転軸および側壁の間の寸法は、巻き始め部から巻き終わり部にかけて、軸方向に変化し、軸方向において側壁のうち寸法が最も小さくなる最小径部が軸方向一方側に形成され、軸方向において側壁のうち寸法が最も大きくなる最大径部が軸方向の他方側に形成され、
側壁の巻き始め部の下側に開口して空気通路を通過した空気を取り入れる空気取入口(41)を有し、空気取入口から取り入れた空気を側壁および熱交換器の間を通過して熱交換器の空気流れ下流側まで流通させる冷却空気通路(42)を形成するダクトケース(40)と、
冷却空気通路を通過した空気を電動モータ側に流通させる空気通路(45)を形成するモータハウジング(43)と、を備え、
ダクトケースおよびスクロールケーシングの側壁は一体に成形されたものであり、モータハウジングのうち冷却空気通路に接続されるモータ冷却口(44)は、側壁の下側において、熱交換器の上側でかつ熱交換器に対して空気流れ下流側に位置することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
The blower has a plurality of blades (13) arranged in a circumferential direction around the rotation shaft (12a) of the electric motor, and sucks from one side in the axial direction of the rotation shaft as the rotation shaft rotates. The fan (11) that blows air outward in the radial direction of the rotating shaft, and the fan is housed and formed in a spiral shape around the rotating shaft from the winding start portion (29) to the winding end portion (32). A scroll casing (26) having a side wall (23) that forms an air passage (31) through which blown air is circulated, and
The heat exchanger exchanges heat with the air that has passed through the air passage.
The dimension between the rotating shaft and the side wall changes in the axial direction from the winding start part to the winding end part, and the smallest diameter part of the side wall in the axial direction that has the smallest dimension is formed on one side in the axial direction. The largest diameter portion of the side wall having the largest dimension is formed on the other side in the axial direction,
There is an air intake (41) that opens below the winding start portion of the side wall and takes in the air that has passed through the air passage. The air taken from the air intake passes between the side wall and the heat exchanger and is heated. A duct case (40) that forms a cooling air passage (42) that circulates to an air flow downstream side of the exchanger;
A motor housing (43) that forms an air passage (45) through which air that has passed through the cooling air passage flows to the electric motor side,
The side walls of the duct case and the scroll casing are integrally formed, and the motor cooling port (44) connected to the cooling air passage in the motor housing is below the side wall, above the heat exchanger, and to the heat. It is located downstream of the air flow with respect to the exchanger.
請求項1に記載の発明によれば、ダクトケースおよび側壁は、一体に成形されたものである。このため、側壁と一体に成形されているダクトケースを用いて、スクロールケーシングから吹き出された空気を電動モータ側に導くことができる。したがって、ケーシングを構成する部品を追加することなく、ファンから吹き出される空気により送風機の電動モータを冷却することができる。 According to the first aspect of the present invention, the duct case and the side wall are integrally formed. For this reason, the air blown from the scroll casing can be guided to the electric motor side using the duct case formed integrally with the side wall. Therefore, the electric motor of the blower can be cooled by the air blown out from the fan without adding any parts constituting the casing.
請求項1に記載の発明によれば、モータ冷却口が、側壁の下側において、熱交換器の上側でかつ熱交換器に対して空気流れ下流側に位置する。このため、モータ冷却口が熱交換器に干渉することなく、熱交換器の上側に送風機を配置することができる。これにより、モータ冷却口に対する干渉を避けるために、送風機に対して空気流れ方向に熱交換器を配置する場合に比べて、車両用空調装置において空気流れ方向の寸法を小さくすることができる。空気流れ方向は、熱交換器を通過する空気の流れ方向である。 According to the first aspect of the present invention, the motor cooling port is located on the lower side of the side wall, on the upper side of the heat exchanger and on the downstream side of the air flow with respect to the heat exchanger. For this reason, a fan can be arrange | positioned above a heat exchanger, without a motor cooling port interfering with a heat exchanger. Thereby, in order to avoid interference with a motor cooling port, the dimension of an air flow direction can be made small in a vehicle air conditioner compared with the case where a heat exchanger is arranged in the air flow direction with respect to a blower. The air flow direction is the flow direction of air passing through the heat exchanger.
請求項1に記載の発明によれば、冷却空気通路は、側壁の巻き始め部の下側から熱交換器の空気流れ下流側まで形成されている。このため、空気取入口からモータ冷却口までの距離を長くすることができる。したがって、送風機から空気とともに吹き出される水が冷却空気通路を通して電動モータ側に進入することを抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, the cooling air passage is formed from the lower side of the winding start portion of the side wall to the downstream side of the air flow of the heat exchanger. For this reason, the distance from an air intake port to a motor cooling port can be lengthened. Therefore, it can suppress that the water blown off with the air from the blower enters the electric motor side through the cooling air passage.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。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、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
図1〜図5に本発明の車両用空調装置1の第1実施形態を示す。図中各矢印は車両搭載状態を示し、前矢印は車両進行方向前側、後矢印は車両進行方向後側、上矢印は天地方向上側、下矢印は天地方向下側を示す。右矢印は車両幅方向右側、左矢印は車両幅方向左側を示す。
(First embodiment)
1 to 5 show a first embodiment of a
本実施形態の車両用空調装置1は、図1および図2に示すように、送風機10を備える。
The
送風機10は、ファン11および電動モータ12を備える。ファン11は、複数枚のブレード13を備える。複数枚のブレード13は、電動モータ12の回転軸12aの軸心を中心として円周方向に並べられている。複数枚のブレード13は、回転軸12aの軸方向一方側(図2中右側)に支持されている。ファン11は、回転軸12aの回転に伴って、回転軸12aの軸方向一方側から空気を吸い込んでこの吸い込んだ空気を回転軸12aの径方向外側に吹き出すファンである。回転軸12aは、その軸線CL(図2参照)が車両幅方向に延びるように配置されている。つまり、回転軸12aの軸方向は、車両幅方向に平行である。
The
ファン11は、ケーシング20内に収納されている。ケーシング20は、図2に示すように、分割ケース部21、22が嵌合されて構成されている。分割ケース部21は分割ケース部22に対して回転軸12aの軸方向一方側(車両幅方向一方側)に配置されている。
The
分割ケース部21は、側壁23および壁部24を備える。側壁23は、ファン11に対して径方向外側に形成されている。側壁23は、回転軸12aを中心として渦巻き状に形成されたものである。壁部24は、ファン11に対して軸方向一方側に形成されている。壁部24は、空気を吸入する吸入口30を形成する。壁部24のうち吸入口30の外縁部には、空気を滑らかにファン11側に導くためのベルマウス30aが設けられている。分割ケース部22は、壁部25(底部)を備える。
The
側壁23、壁部24、および壁部25は、ファン11を収納して送風機10を構成するスクロールケーシング26を形成している。スクロールケーシング26は、ファン11の径方向外側に空気通路31を構成している。空気通路31は、ファン11から吹き出される空気を集めて流す通路である。空気通路31のうち空気流れ下流側、すなわち巻き終わり32側には、空気通路31を流れた空気を送風機10の外側に吹き出す吹出口33が設けられている。本実施形態の吹出口33は、後述する冷却用熱交換器50に対して車両進行方向前側に空気を吹き出す。以下、より具体的に、スクロールケーシング26の形状について説明する。
The
スクロールケーシング26のノーズ部27は、図3に示すように、回転軸12aの軸方向一端側(図3の紙面手前側)から回転軸12aの軸方向他端側(図3の紙面奥側)に向かうにつれて曲率半径が徐々に小さくなっている。
As shown in FIG. 3, the nose portion 27 of the
このため、ノーズ部27のうち回転軸12aの軸方向一端部における曲率中心(以下、この曲率中心を吸入口側巻き始め部と呼ぶ。)28と、ノーズ部27のうち回転軸12aの軸方向他端部における曲率中心(以下、この曲率中心をモータ側巻き始め部と呼ぶ。)29とを結ぶ線分27aが、回転軸12aの軸方向に対して傾斜している。なお、モータ側巻き始め部29は、本発明における巻き始め部に該当するものである。
For this reason, the center of
本実施形態では、吸入口側巻き始め部28およびモータ側巻き始め部29は、巻き終わり32よりも天地方向下側に配置されている。
In the present embodiment, the suction-side winding
スクロールケーシング26は、モータ側巻き始め部29から巻き終わり部32にかけて、回転軸12a(すなわち、ファン11の回転中心)から側壁23までの寸法(以下、この寸法をスクロール半径と呼ぶ。)が回転軸12aの軸方向に変化するように形成されている。
The
図4(a)は、図3におけるA−A断面図である。ここで、線分A−Aは、モータ側巻き始め部29とファン11の回転中心とを結ぶ線分である。以下、このA−A断面をモータ側巻き始め部29における断面と呼ぶ。
FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. Here, the line segment AA is a line segment connecting the motor side winding
モータ側巻き始め部29におけるスクロールケーシング26の側壁23の断面形状は、吸入口30側(図4(a)の上方側)では回転軸12aの軸方向(図4(a)の上下方向)と略平行になっており、電動モータ12側(図4(a)の下方側)ではモータ側壁部18に向かうにつれてスクロールケーシング26の径方向外側(図4(a)の右方側)に傾斜している。
The cross-sectional shape of the
具体的には、スクロール半径が、吸入口30側端部(図4(a)の上端部)で最小半径rになり、電動モータ12側端部(図4(a)の下端部)で最大半径Rになっている。つまり、スクロールケーシング26の側壁23のうち、吸入口30側の壁部24よりも壁部2と反対側の壁部25に近い部位に最大半径Rが設定され、壁部25よりも壁部24に近い部位に最小半径rが設定されている。よって、軸方向において、側壁23のうちスクロール半径が最も小さくなる最小径部が軸方向一方側に形成されている。軸方向において、側壁23のうちスクロール半径が最も大きくなる最大径部が軸方向他方側に形成される。
Specifically, the scroll radius becomes the minimum radius r at the end portion on the
そして、図4(b)〜(e)に示すように、側壁23の断面形状はモータ側巻き始め部29から巻き終わり部32に向かうにつれて変化している。側壁23はモータ側巻き始め部29から巻き終わり部32に向かうにつれて、電動モータ12側がスクロールケーシング26の径外方側に傾斜する形状から、回転軸12aの軸方向(図4(b)〜(e)の上下方向)と平行である形状に変化する。
Then, as shown in FIGS. 4B to 4E, the cross-sectional shape of the
換言すれば、空気通路31の断面形状はモータ側巻き始め部29から巻き終わり部32に向かうにつれて、電動モータ12側領域が吸入口30側領域よりもスクロールケーシング26の径外方側に拡がる形状から、矩形状に変化する。
In other words, the cross-sectional shape of the
具体的には、モータ側巻き始め部29と巻き終わり部32の間の中間部における断面(B−B断面〜D−D断面)では、モータ側巻き始め部29における断面(A−A断面)と同様に、スクロール半径が吸入口30側端部で最小半径rになり、電動モータ12側端部で最大半径Rになっている。
Specifically, in a cross section (BB cross section to DD cross section) in an intermediate portion between the motor side winding
ここで、最小半径rは巻き始め部23から巻き終わり部32に向かうにつれて大きくなっている。具体的には、最小半径rは、吸入口側巻き角θ1に対して対数螺線、すなわちr=r0・exp(θ1・tan(α))的に変化している。
Here, the minimum radius r increases from the winding
ここで、吸入口側巻き角θ1とは、図3に示すように、吸入口側巻き始め部28とファン11の回転中心とを結ぶ基準線L1からファン回転方向aに図った角度を言う。r0は基準線L1上における最小半径である。また、αは拡がり角であり、本例では、この拡がり角αを3〜5度としている。なお、本例では、最小半径rが対数螺線的に大きくなっているが、最小半径rが吸入口側巻き角θ1に比例して線形的に大きくなるようにしてもよいし、これらに限定されることなく連続的に大きくなるようにしてもよい。
Here, as shown in FIG. 3, the inlet-side winding angle θ <b> 1 refers to an angle in the fan rotation direction a from a reference line L <b> 1 connecting the inlet-side winding
一方、最大半径Rはモータ側巻き始め部29から巻き終わり部32にかけて一定になっている。換言すれば、最大半径Rはモータ側巻き角θ2に関係なく一定になっている。ここで、モータ側巻き角θ2とは、図3に示すように、モータ側巻き始め部29とファン11の回転中心とを結ぶ基準線L2からファン回転方向aに図った角度をいう。そして、巻き終わり部32における断面(E−E断面)では、最小半径rが最大半径Rと同一寸法になっているので、空気通路31の断面形状が矩形状になっている。本実施形態の空気通路31の高さ寸法(回転軸の軸方向の寸法(図4(a)〜(e)の上下方向寸法)は、モータ側巻き始め部29から巻き終わり部32にかけて徐々に大きくなっている。
On the other hand, the maximum radius R is constant from the motor side winding
ケーシング20の分割ケース21には、図1および図2に示すように、ダクトケース40が設けられている。ダクトケース40は、電動モータ12に対してファン11側(すなわち、回転軸12aの軸方向一方側)で、かつスクロールケーシング26の側壁23の下側に形成されている。ダクトケース40には、冷却空気通路42を形成する形成部40aが設けられている。冷却空気通路42は、空気取入口41から取り入れた空気を空気出口42aまで流通させる通路である。本実施形態の冷却空気通路42は、空気取入口41よりも空気出口42aの方が上側に位置する。空気取入口41は、スクロールケーシング26のノーズ部27(すなわち、モータ側巻き始め部29)の下側に配置されて、吹出口33側に開口している。具体的には、空気取入口41は、車両進行方向前側で斜め下側に開口している。冷却空気通路42は、空気取入口41から、スクロールケーシング26の側壁23および冷却用熱交換器50の間を通過して冷却用熱交換器50に対して空気流れ下流側(車両後側)まで延びている。空気出口42aは、冷却用熱交換器50に対して空気流れ下流側において、スクロールケーシング26の側壁23の下側で、かつ冷却用熱交換器50の上側に位置する。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
ここで、図2のダクトケース40の外表面40bは、回転軸12aの軸方向一方側に凸になる断面U字状に形成されている。形成部40a(内表面)は、外表面40bに沿うように、回転軸12aの軸方向一方側に凸になる断面U字状になっている。そして、形成部40aと分割ケース部22によって囲まれた空間が冷却空気通路42を構成している。
Here, the
分割ケース部22には、冷却空気通路42の空気出口42aとモータフランジ43のモータ冷却口44との間を接続する接続部44aが設けられている。モータフランジ43は、電動モータ12を支持するとともに、モータ冷却口44を通して冷却空気通路42から吹き出される空気を電動モータ12側に流通させる空気通路45を形成する。モータ冷却口44は、モータフランジ43の空気通路45のうち、冷却空気通路42から吹き出される空気を取り入れる空気吸入口である。
The
本実施形態では、モータ冷却口44は、スクロールケーシング26の側壁23の下側において、冷却用熱交換器50の上側でかつ冷却用熱交換器50に対して空気流れ下流側に位置する。ダクトケース40、およびスクロールケーシング26の側壁23、壁部24は、金型を用いた射出成形により一体に成形された樹脂部品である。冷却空気通路42の断面積は、上述の如く、モータフランジ43の空気通路45のうち冷却空気通路42に接続されるモータ冷却口44の断面積と同じ面積、或いはモータ冷却口44の断面積よりも大きくなっている。
In the present embodiment, the
さらに、図1の車両用空調装置1は、ケーシング20内において、冷却用熱交換器50、加熱用熱交換器60、エアミックスドア70、およびモードドア80、81を備える。
1 includes a
冷却用熱交換器50は、送風機10の天地方向下側に配置されている。冷却用熱交換器50は、第1、第2のタンクと第1、第2のタンクの間に配置されている熱交換コアとによって扁平形状に形成されている。熱交換コアは、車両幅方向に配列されている複数本のチューブと複数本のチューブの表面に配置されている熱交換フィンとから構成されている。熱交換コアのうち厚み方向一方側には、空気を吹き出す空気流出面50aが形成されている。
The
冷却用熱交換器50は、立てた状態で、空気流出面50aを車両幅方向(車両左右方向)に平行で、かつ車両後側に向けて配置されている。冷却用熱交換器50は、圧縮機、膨張弁、コンデンサ等とともに、冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成し、冷媒により送風機10の吹出口33から吹き出される空気を冷却して冷風を空気流出面50aから吹き出す。
The
本実施形態では、冷却用熱交換器50に対して車両進行方向前側にフィルタ50bが配置されている。フィルタ50bは、送風機10の吹出口33から吹き出される空気を濾過する。なお、冷却用熱交換器50、およびフィルタ50bは、ケーシング20によって支持されている。
In the present embodiment, a
加熱用熱交換器60は、冷却用熱交換器50に対して車両後側に立てた状態で配置されている。加熱用熱交換器60は、第1、第2のタンクと第1、第2のタンクの間に車両幅方向に配列されている複数本のチューブ等とによって扁平形状に形成されている。加熱用熱交換器60は、冷却用熱交換器50から吹き出される冷風を温水(エンジン冷却水)によって加熱する。なお、加熱用熱交換器60は、ケーシング20によって支持されている。
The
ケーシング20のうち冷却用熱交換器50および加熱用熱交換器60の間には、バイパス通路90が形成されている。バイパス通路90は、冷却用熱交換器50から吹き出す冷風を加熱用熱交換器60をバイパスして開口部100、101、102側に導く通路である。開口部100、101、102は、フット開口部100、デフロスタ開口部101、およびフェイス開口部102を総称したものである。
A
フット開口部100は、乗員下半身に向けて空調風を吹き出す。デフロスタ開口部101は、フロントガラスの内表面に空調風を吹き出す。フェイス開口部102は、乗員上半身に向けて空調風を吹き出す。
The
ケーシング20のうち加熱用熱交換器60の車両後側には、温風通路91が形成されている。温風通路91は、加熱用熱交換器60から吹き出される温風を天地方向上側に導く通路である。ケーシング20のうちバイパス通路90の上側には、バイパス通路90からの冷風と加熱用熱交換器60からの温風とを混合する混合空間92が形成されている。
A
エアミックスドア70は、バイパス通路90の開口面積と加熱用熱交換器60の開口面積との比率を変えることにより、バイパス通路90を通過する空気量と加熱用熱交換器60を通過する空気量との比率を変える。
The
モードドア80は、空気通路110とフット開口部100とのうち一方の開口部を開けて、他方の開口部を閉じる。空気通路110は、デフロスタ開口部101およびフェイス開口部102と、フット開口部100との間に形成されている空気通路である。モードドア81は、デフロスタ開口部101およびフェイス開口部102のうち一方の開口部を開けて、他方の開口部を閉じる。エアミックスドア70、およびモードドア80、81はそれぞれリンク機構を介してスイッチにより駆動される。
The
次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。まず、電動モータ12がファン11を図3の矢印a方向に回転駆動すると、ファン11は回転軸12aの軸方向一端側の吸入口30から吸入された空気をファン11の径外方側に吹き出す。ファン11から吹き出された空気は空気通路31を巻き終わり部32へ向かって流れて、吹出口33から冷却用熱交換器50側に吹き出される。
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. First, when the
ここで、巻き終わり部32からモータ側巻き始め部29の範囲においてファン11から吹き出される空気の風速分布と空気通路31の断面形状とに着目する。図4(e)からわかるように、巻き終わり部32では、空気通路幅(回転軸12aと直交する方向(図4(a)〜(e)の左右方向)における空気通路31の寸法)が吸入口30側端部から電動モータ12側端部までの全域にわたって広くなっている。
Here, attention is paid to the wind speed distribution of the air blown from the
図4(a)から分かるように、モータ側巻き始め部29では、吸入口30側の空気通路幅が狭くなっているものの、電動モータ12側の空気通路幅が電動モータ12側に偏る風速分布に合わせて吸入口30側の空気通路幅よりも広くなっている。換言すれば、電動モータ12側では、モータ側巻き始め部29における空気通路幅が巻き終わり部32における空気通路幅と略同一寸法になっている。このため、モータ側巻き始め部29でブレード13間の静圧(翼間静圧)が上昇することを抑制できるので、翼間静圧の変動を抑制できる。この結果、この翼間静圧の変動に起因する騒音を低減することができる。
As can be seen from FIG. 4A, in the motor side winding
軸方向におけるスクロール半径の最小半径rが、スクロールケーシング26のうち吸入口30側に設定されているので、巻き終わり部32と吸入口側巻き始め部28との間の連通面積が拡大されることを抑制できる。このため、巻き終わり部32側から吸入口側巻き始め部28に再び流れ込む空気(再循環流)が増加することを抑制できるので、送風性能が低下することを抑制できるとともに、再循環流とファン11から吹き出される空気との衝突による騒音が増加することを抑制できる。
Since the minimum radius r of the scroll radius in the axial direction is set on the
このような送風機10は、吹出口33から冷却用熱交換器50に対して車両前側に空気を吹き出す。そして、吹出口33から吹き出された空気は、フィルタ50bを通過して冷却用熱交換器50に流れる。この際、空気は、冷却用熱交換器50の冷媒より冷却されて冷却用熱交換器50から車両後側に吹き出される。
Such a
冷却用熱交換器50から吹き出された冷風の一部は、バイパス通路90を通過し、残りの冷風は加熱用熱交換器60により加熱されて加熱用熱交換器60から温風として吹き出される。これに伴い、加熱用熱交換器60からの温風は温風通路91を経て混合空間92に流れる。混合空間92では、温風通路91を通過した温風とバイパス通路90を通過した冷風と混合されて空調風として開口部100、101、102側に流れる。
A part of the cold air blown out from the
例えば、モードドア80がフット開口部100を開けた状態では、混合空間92からの空調風がフット開口部100を通して車室内に吹き出される。モードドア80が空気通路110を開けて、モードドア81がデフロスタ開口部101を開けると、混合空間92からの空調風がデフロスタ開口部101を通して車室内に吹き出される。モードドア81が空気通路110を開けて、モードドア81がフェイス開口部102を開けると、混合空間92からの空調風がフェイス開口部102を通して車室内に吹き出される。
For example, in a state where the
また、送風機10の吹出口33から吹き出された空気の一部は、空気取入口41を通して冷却空気通路42、空気出口42a、モータ冷却口44、空気通路45を通して電動モータ12側に流通される。このため、送風機10からの送風により電動モータ12を冷却することになる。
A part of the air blown from the
以上説明した本実施形態によれば、車両用空調装置1において、送風機10は、モータ側巻き始め部29から巻き終わり部32にかけて渦巻き状に形成されてファン11から吹き出される空気を流通させる空気通路31を形成する側壁23を有するスクロールケーシング26を備える。冷却用熱交換器50は、立てた状態で車両幅方向に平行になっている。送風機10は、冷却用熱交換器50の上側で、電動モータ12の回転軸12aの軸方向が車両幅方向に平行になっている。ダクトケース40は、空気取入口41から取り入れた空気を側壁23および冷却用熱交換器50の間を通して冷却用熱交換器50の空気流れ下流側まで流通させる冷却空気通路42を形成する。モータフランジ43は、電動モータ12を支持するとともに、空気通路45を通過した空気を電動モータ12側に流通させる空気通路45を形成する。モータフランジ43のうち、冷却空気通路42に接続されるモータ冷却口44は、側壁23の下側にて、冷却用熱交換器50の上側でかつ冷却用熱交換器50に対して空気流れ下流側に位置する。ダクトケース40および側壁23は、射出成形によって一体に成形された樹脂部品である。
According to the present embodiment described above, in the
以上により、側壁23と一体成形されてなるダクトケース40を用いて、吹出口33から吹き出された空気を電動モータ12側に導くことができる。このため、ケーシング20を構成する部品を追加することなく、ファン11から吹き出される空気により送風機10の電動モータ12を冷却することができる。
As described above, the air blown from the
本実施形態では、モータ冷却口44は、側壁23の下側において、冷却用熱交換器50の上側でかつ冷却用熱交換器50に対して空気流れ方向の下流側に位置する。このため、モータ冷却口44が冷却用熱交換器50に干渉することなく、冷却用熱交換器50の上側に送風機10を配置することができる。つまり、モータ側巻き始め部29と冷却用熱交換器50との間の距離を縮めつつ、冷却用熱交換器50の上側に送風機10を配置することができる。よって、モータ冷却口44に対する干渉を避けるために、送風機10に対して車両後側に冷却用熱交換器50を配置する場合に比べて、車両用空調装置1において車両前後方向(すなわち、冷却用熱交換器50の空気流れ方向)の寸法を小さくすることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、冷却空気通路42の断面積は、上述の如く、モータフランジ43の空気通路45のうち冷却空気通路42に接続されるモータ冷却口44の断面積と同じ面積、或いはモータ冷却口44の断面積よりも大きくなっている。これにより、空気取入口41から冷却空気通路42および空気通路45を通して電動モータ12側に空気を流通させる際に生じる圧力損失を小さくすることができる。
In the present embodiment, the cross-sectional area of the cooling
また、送風機10は、水を空気とともに吸入口30から吸い込むと、吹出口33から水を空気とともに吹き出す場合がある。そこで、本実施形態では、冷却空気通路42は、空気取入口41からスクロールケーシング26および冷却用熱交換器50の間を通して冷却用熱交換器50の車両後側まで形成されている。このため、空気取入口41からモータフランジ43のモータ冷却口44までの距離を大きくすることができる。よって、吹出口33から吹き出された水が空気取入口41側からモータフランジ43に進入し難くすることができる。
In addition, when the
本実施形態では、冷却空気通路42は、空気取入口41よりも空気出口42aの方が上側に位置する。このため、水が空気取入口41から空気出口42a側に進入し難くすることができる。
In the present embodiment, in the cooling
(第2実施形態)
本実施形態では、上記第1実施形態において、ダクトケース40のうち冷却空気通路42内に突起部40bを設けて冷却空気通路42内に水が進入することを阻止する例について図6を参照して説明する。図6は、ダクトケース40のうち冷却空気通路42内部を示す部分拡大図である
本実施形態では、図6に示すように、ダクトケース40のうち冷却空気通路42を形成する形成部40aには、複数の突起部40bが設けられている。複数の突起部40bは、空気取入口41側に向けて側に突起している。このため、空気取入口41側から進行した水が電動モータ12側に進行することを妨げることができる。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, referring to FIG. 6, an example in which a
ここで、冷却空気通路42は、空気取入口41からスクロールケーシング26および冷却用熱交換器50の間を通して冷却用熱交換器50の車両後側まで形成されている。このため、空気取入口41からモータフランジ43までの距離を大きくすることができる。このため、ダクトケース40の形成部40aに設置する突起部40bの個数を増やすことができる。したがって、水がモータフランジ43側に進行することを確実に妨げることができる。
Here, the cooling
(他の実施形態)
上記第1、第2の実施形態では、冷却用熱交換器50および加熱用熱交換器60を備える車両用空調装置1を本発明とした例について説明したが、これに代えて、冷却用熱交換器50および加熱用熱交換器60のうち一方を備える車両用空調装置1を本発明としてもよい。この場合、冷却用熱交換器50を用いていない車両用空調装置1では、加熱用熱交換器60を本発明の熱交換器とし、加熱用熱交換器60の上側に送風機10を配置してもよい。
(Other embodiments)
In the said 1st, 2nd embodiment, although the example which set the
上記第1、第2の実施形態では、空気通路31の高さ寸法をモータ側巻き始め部29から巻き終わり部32にかけて徐々に大きくした例について説明したが、これに代えて、空気通路31の高さ寸法をモータ側巻き始め部29から巻き終わり部32にかけて同一になるようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the example in which the height dimension of the
上記第2の実施形態では、冷却空気通路42を形成するダクトケース40の形成部40aおよび分割ケース部22のうち、形成部40a側に突起部40bを設けた例について説明したが、これに代えて、分割ケース部22側に突起部40bを設けてもよい。或いは、形成部40aおよび分割ケース部22のそれぞれに突起部40bを設けてもよい。
In the second embodiment, the example in which the protruding
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。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。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably. Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible.
1 車両用空調装置
10 送風機
11 ファン
12 電動モータ
20 ケーシング
21、22 分割ケース部
23 側壁
26 スクロールケーシング
28 吸入口側巻き始め部
29 モータ側巻き始め部
31 空気通路
32 巻き終わり部
50 冷却用熱交換器(熱交換器)
40 ダクトケース
43 モータフランジ(モータハウジング)
DESCRIPTION OF
40
Claims (4)
前記送風機は、電動モータの回転軸(12a)を中心とする円周方向に並べられている複数のブレード(13)を有し、前記回転軸の回転に伴って前記回転軸の軸方向の一方側から吸い込んだ空気を前記回転軸の径方向外側に吹き出すファン(11)と、前記ファンを収納し、かつ巻き始め部(29)から巻き終わり部(32)にかけて前記回転軸を中心として渦巻き状に形成されて前記ファンから吹き出される空気を流通させる空気通路(31)を形成する側壁(23)を有するスクロールケーシング(26)と、を備え、
前記熱交換器は、前記空気通路を通過した空気との間で熱交換するものであり、
前記回転軸および前記側壁の間の寸法は、前記巻き始め部から前記巻き終わり部にかけて、前記軸方向に変化し、前記軸方向において前記側壁のうち前記寸法が最も小さくなる最小径部が前記軸方向一方側に形成され、前記軸方向において前記側壁のうち前記寸法が最も大きくなる最大径部が前記軸方向の他方側に形成され、
前記側壁の前記巻き始め部の下側に開口して前記空気通路を通過した空気を取り入れる空気取入口(41)を有し、前記空気取入口から取り入れた空気を前記側壁および前記熱交換器の間を通過して前記熱交換器の空気流れ下流側まで流通させる冷却空気通路(42)を形成するダクトケース(40)と、
前記冷却空気通路を通過した空気を前記電動モータ側に流通させる空気通路(45)を形成するモータハウジング(43)と、を備え、
前記ダクトケースおよび前記スクロールケーシングの側壁は一体に成形されたものであり、前記モータハウジングのうち前記冷却空気通路に接続されるモータ冷却口(44)は、前記側壁の下側において、前記熱交換器の上側でかつ前記熱交換器に対して空気流れ下流側に位置することを特徴とする車両用空調装置。 A blower (10) and a heat exchanger (50) disposed on the lower side of the blower,
The blower has a plurality of blades (13) arranged in a circumferential direction centering on a rotating shaft (12a) of an electric motor, and one of the rotating shafts in the axial direction as the rotating shaft rotates. A fan (11) that blows out air sucked in from the side to the outside in the radial direction of the rotating shaft, and a spiral shape around the rotating shaft from the winding start portion (29) to the winding end portion (32) that houses the fan. A scroll casing (26) having a side wall (23) that forms an air passage (31) through which air blown from the fan is formed.
The heat exchanger exchanges heat with the air that has passed through the air passage,
The dimension between the rotating shaft and the side wall changes in the axial direction from the winding start portion to the winding end portion, and the smallest diameter portion of the side wall in the axial direction that has the smallest dimension is the shaft. Formed on one side of the direction, the largest diameter portion where the dimension is the largest among the side walls in the axial direction is formed on the other side of the axial direction,
There is an air intake (41) that opens below the winding start portion of the side wall and takes in air that has passed through the air passage, and the air taken in from the air intake is in the side wall and the heat exchanger. A duct case (40) that forms a cooling air passage (42) that passes between them and flows to the downstream side of the air flow of the heat exchanger;
A motor housing (43) that forms an air passage (45) through which air that has passed through the cooling air passage flows to the electric motor side,
Side walls of the duct case and the scroll casing are integrally formed, and a motor cooling port (44) connected to the cooling air passage in the motor housing is provided on the lower side of the side wall. An air conditioner for a vehicle, which is located on the upper side of the unit and on the downstream side of the air flow with respect to the heat exchanger.
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