JP6131770B2

JP6131770B2 - 送風機

Info

Publication number: JP6131770B2
Application number: JP2013170394A
Authority: JP
Inventors: 知恵渡部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2033-08-20
Also published as: CN105264235B; CN105264235A; JP2015040479A; US20160177970A1; WO2015025498A1; US10215188B2

Description

本発明は、空気流を発生させるファンを電動機にて駆動する送風機に関するものである。

従来の車両用空調装置に用いられる送風機として、例えば特許文献１、２に記載されたものがある。

この特許文献１、２に記載された送風機は、複数枚のブレードを主板で連結したファンと、ファンを駆動する電動機と、ファンを収容するとともに、ファンの外周に渦巻き状のスクロール室を形成するスクロールケーシングと、電動機を収容するとともに、主板に対向して配置される電動機ケーシングとを備えている。

また、主板には、電動機ケーシングに向かって突出する環状のファン側リブが形成され、電動機ケーシングには、主板に向かって突出する環状の電動機側リブが形成され、これにより、スクロール室を流れる空気が、主板と電動機ケーシングとの隙間を介してスクロール室の上流側へ逆流するのを抑制するようにしている。

さらに、車室に送られる送風空気の一部を電動機冷却用空気として電動機の内部に導入して電動機を冷却するようにしており、電動機内部を通過後の電動機冷却用空気は、主板と電動機ケーシングとの隙間を介してスクロール室に戻される。

そして、電動機側リブには、スクロール室における低圧領域に臨む部位に、電動機側リブの内周側空間と外周側空間とを連通させる切り欠き部が形成され、これにより、電動機冷却用空気が切り欠き部を介してスクロール室における低圧領域に戻されるようになっている。なお、本明細書で用いる圧力に関する用語（例えば、「低圧」、「高圧」）は、全て静圧である。

特開２００２−４８０９７号公報特開２００２−１６１８９０号公報

ところで、送風機には、雨水やエバポレータ洗浄剤等の水分が送風空気とともに流入する。その送風空気および水分の一部は、スクロール室に流入した後、電動機側リブを乗り越えて、或いは電動機側リブに形成した切り欠き部を介して、電動機側リブの内周側空間に浸入する。

また、送風空気および水分は、スクロール室における送風空気の流速が高い低圧領域で、リブの内周側空間に浸入する場合が多い。したがって、従来の送風機のようにスクロール室における低圧領域に切り欠き部を形成した場合、送風空気および水分はスクロール室から切り欠き部を介して電動機側リブの内周側空間に浸入し易く、一方で、電動機側リブの内周側空間に浸入した水分は切り欠き部を介してスクロール室には排出されにくい。

そして、電動機側リブの内周側空間に浸入した水分がスムーズにスクロール室に排出されない場合は、電動機ケーシングにおける電動機が収容された部位に水分が浸入し、その結果、浸入した水分により電動機の構成部品が腐食してしまう虞があった。

本発明は上記点に鑑みて、電動機側リブの内周側空間に浸入した水分がスクロール室に排出されやすくすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電動機（１）と、電動機の回転軸周りに配置された複数枚のブレード（２１）、および複数枚のブレードを連結するとともに電動機が発生した回転駆動力を複数枚のブレードに伝達する主板（２２）を有し、軸方向一端側から空気を吸引して径方向外側に向かって空気を吹き出すファン（２）と、ファンを収容するとともに、ファンの外周に渦巻き状のスクロール室（４３）を形成するスクロールケーシング（４）と、電動機を収容するとともに、主板に対向して配置される電動機ケーシング（３）とを備え、主板は、電動機ケーシングに対向する面に配置され、ファン周方向に沿って環状に形成されるとともに電動機ケーシングに向かって突出するファン側リブ（２３）を備え、電動機ケーシングは、主板に対向する面に配置され、ファン周方向に沿って環状に形成されるとともに主板に向かって突出する電動機側リブ（３５）と、電動機側リブと同心状に配置され、電動機側リブの径方向外側においてファン周方向に沿って環状に形成されるとともに主板に向かって突出する電動機側第２リブ（３６）と、を含んで構成されており、電動機側リブは、スクロール室における高圧領域に臨む部位に、電動機側リブの内周側空間と外周側空間とを連通させる切り欠き部（３５ａ）を備え、電動機側第２リブは、スクロール室における高圧領域に臨む部位に、電動機側第２リブの内周側空間と外周側空間とを連通させる外側切り欠き部（３６ｂ）を備えることを特徴とする。

これによると、電動機側リブの切り欠き部を、スクロール室における送風空気の流速が低い高圧領域に臨む部位に配置しているため、電動機側リブの内周側空間に浸入した水分は、スクロール室における送風空気の流速が高い低圧領域から電動機側リブの内周側空間に浸入してくる送風空気により切り欠き部側に押され、切り欠き部からスクロール室に排出される。

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。

本発明の第１実施形態に係る送風機を示す正面断面図である。図１の送風機のファンを取り除いた状態を示す平面断面図である。本発明の第２実施形態に係る送風機を示す正面断面図である。図３の送風機のファンを取り除いた状態を示す平面断面図である。

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、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。

図１、図２に示すように、送風機は、電動機１と、この電動機１により回転駆動されて空気を吹き出す樹脂製のファン２と、電動機１を収容する樹脂製の電動機ケーシング３と、ファン２を収納する樹脂製のスクロールケーシング４を備えている。なお、電動機１の回転軸１１の軸線方向を、以下、回転軸方向という。

ファン２は、回転軸１１の周りに板状のブレード２１が多数枚配設されている。このブレード２１は、回転軸方向の一端側すなわち後述する吸入口４５側の端部が、環状の側板（図示せず）によって連結されている。また、ブレード２１は、回転軸方向の他端側端部が主板２２によって連結されている。

主板２２は、回転軸方向の一端側すなわち吸入口４５側に凸となる略円錐形状である。また、主板２２は、その中心部において回転軸１１に結合されており、電動機１が発生した回転駆動力をブレード２１に伝達する。

そして、このファン２は、電動機１により回転駆動されることにより、回転軸方向の一端側からファン２内に空気を吸引し、その吸入した空気をファン径方向の外側に向かって吹き出すようになっている。

電動機ケーシング３は、第１電動機ケーシング３１と、第２電動機ケーシング３２とからなる。そして、電動機ケーシング３は、送風空気の一部を電動機冷却用空気として電動機１の内部に導く冷却風導入通路３３を内部に形成している。また、電動機１の内部を通過した後の電動機冷却用空気を後述するスクロール室４３に戻す冷却風排出通路３４が、第１電動機ケーシング３１と主板２２との間に形成されている。

スクロールケーシング４は、第１スクロールケーシング４１と、第２スクロールケーシング４２とからなる。そして、スクロールケーシング４は、ファン２の外周に渦巻き状のスクロール室４３を形成している。このスクロール室４３は、ファン２から吹き出す空気を効率よく集合させながら下流側に流すべく、スクロール室４３の巻き始め部、つまりノーズ部４４から巻き終わり部にかけて流路断面積が徐々に拡大している。なお、図２中の矢印Ａは、スクロール室４３内の空気流れを示している。

第１スクロールケーシング４１には、回転軸方向の一端側に、ファン２が吸引する空気の入口である吸入口４５が形成されている。第２スクロールケーシング４２には、吸入口４５に対向する位置に、第１電動機ケーシング３１が嵌合される貫通孔４６が形成されている。

主板２２には、冷却風排出通路３４に向かって突出するファン側リブ２３が、第１電動機ケーシング３１に対向する面に形成されている。このファン側リブ２３は、回転軸方向に延びるとともに、ファン周方向に沿って環状に形成されている。

第１電動機ケーシング３１には、冷却風排出通路３４に向かって突出する電動機側リブ３５が、主板２２に対向する面に形成されている。この電動機側リブ３５は、回転軸方向に延びるとともに、ファン周方向に沿って環状に形成されている。

電動機側リブ３５には、電動機側リブ３５の内周側空間と外周側空間とを連通させる第１切り欠き部３５ａおよび第２切り欠き部３５ｂが形成されている。

第１切り欠き部３５ａは、スクロール室４３における高圧領域Ｂに臨む部位に配置されている。なお、スクロール室４３内の圧力は、巻き始め部（すなわちノーズ部４４）から巻き終わり部にかけて次第に低くなる。したがって、高圧領域Ｂはノーズ部４４から空気流れＡに沿う所定の範囲であり、本実施形態では、高圧領域Ｂは、ノーズ部４４から約１３５°の範囲である。

第２切り欠き部３５ｂは、高圧領域Ｂ外である低圧領域に配置され、より詳細には、第１切り欠き部３５ａに対してファン周方向に約１８０°ずれている。

なお、図示しないが、車両用空調装置においては、送風機よりも空気流れ上流側には内外気切替箱が接続され、送風機よりも空気流れ下流側には空調ユニットが接続される。その空調ユニット内には、送風空気を冷却する蒸発器、送風空気を加熱するヒータコア、送風空気の送風先を設定するモードドア等が配設される。そして、ファン２により吸入された空気は、スクロール室４３を介して空調ユニットに送られ、空調ユニットを通過して、空気流れ最下流側の各吹出口に向けて送風される。

上記構成になる送風機は、電動機１によりファン２が駆動されると、スクロール室４３を介して空調ユニットに送風するとともに、送風空気の一部を冷却風導入通路３３に導入する。そして、冷却風導入通路３３に導入された電動機冷却用空気は、電動機１内を通過する際に電動機１を冷却し、その後冷却風排出通路３４を介してスクロール室４３に戻される。

また、雨水やエバポレータ洗浄剤等の水分が、冷却風排出通路３４を介して電動機１側に浸入することは、電動機側リブ３５により抑制される構成になっているが、水分の一部は、電動機側リブ３５を乗り越えて、電動機側リブ３５の内周側空間に浸入する。

すなわち、スクロール室４３における送風空気の流速は、巻き始め部から巻き終わり部にかけて次第に高くなる。すなわち、スクロール室４３における送風空気の流速は、第１切り欠き部３５ａが配置された高圧領域Ｂでは低く、第２切り欠き部３５ｂが配置された低圧領域は高くなる。

そして、雨水やエバポレータ洗浄剤等の水分の一部は、スクロール室４３に流入した後、スクロール室４３における送風空気の流速が高い低圧領域で、電動機側リブ３５を乗り越えて、電動機側リブ３５の内周側空間に浸入する。また、水分の一部は、低圧領域の第２切り欠き部３５ｂを介して、電動機側リブ３５の内周側空間に浸入する。

ここで、第１切り欠き部３５ａは、スクロール室４３における高圧領域Ｂに臨む部位に配置されているため、電動機側リブ３５の内周側空間に浸入した水分は、スクロール室４３における低圧領域から電動機側リブ３５の内周側空間に浸入してくる送風空気により第１切り欠き部３５ａ側に押され、第１切り欠き部３５ａからスクロール室４３に排出される。

本実施形態によると、電動機側リブ３５の内周側空間に浸入した水分はスクロール室４３に排出されるため、浸入した水分による電動機１の構成部品の腐食を防止することができる。

なお、電動機１が停止した時点で電動機側リブ３５の内周側空間に残留している水分は、重力により、第１切り欠き部３５ａや第２切り欠き部３５ｂからスクロール室４３に流出する。

したがって、回転軸方向が非鉛直方向であり、第１切り欠き部３５ａが第２切り欠き部３５ｂよりも下方側に配置されている場合は、水分は、重力により、第１切り欠き部３５ａからスクロール室４３に流出するため、第２切り欠き部３５ｂをなくしてもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図３、図４に示すように、第１電動機ケーシング３１には、電動機側リブ３５と同心状で且つ電動機側リブ３５の外周側に、電動機側第２リブ３６が形成されている。

この電動機側第２リブ３６は、冷却風排出通路３４に向かって突出するとともに、主板２２に対向する面に形成されている。また、電動機側第２リブ３６は、回転軸方向に延びるとともに、ファン周方向に沿って環状に形成されている。

電動機側第２リブ３６には、電動機側第２リブ３６の内周側空間と外周側空間とを連通させる外側第１切り欠き部３６ａおよび外側第２切り欠き部３６ｂが形成されている。

外側第１切り欠き部３６ａは、第１切り欠き部３５ａよりも空気流れＡの上流側に配置されている。より詳細には、外側第１切り欠き部３６ａは、第１切り欠き部３５ａに対してファン周方向の約９０°の範囲内に配置されている。

外側第２切り欠き部３６ｂは、第１切り欠き部３５ａよりも空気流れＡの下流側に配置されている。より詳細には、外側第２切り欠き部３６ｂは、第１切り欠き部３５ａに対してファン周方向の約９０°の範囲内に配置されている。

また、外側第１切り欠き部３６ａおよび外側第２切り欠き部３６ｂのうち、少なくとも外側第２切り欠き部３６ｂは、スクロール室４３における高圧領域Ｂに臨む部位に配置されている。

そして、雨水やエバポレータ洗浄剤等の水分の一部は、スクロール室４３に流入した後、スクロール室４３における送風空気の流速が高い低圧領域で、電動機側第２リブ３６を乗り越えて、電動機側第２リブ３６の内周側空間に浸入する。

ここで、外側第２切り欠き部３６ｂは、スクロール室４３における高圧領域Ｂに臨む部位に配置されているため、電動機側第２リブ３６の内周側空間に浸入した水分は、スクロール室４３における低圧領域から電動機側第２リブ３６の内周側空間に浸入してくる送風空気により外側第２切り欠き部３６ｂ側に押され、外側第２切り欠き部３６ｂからスクロール室４３に排出される。

また、電動機側第２リブ３６の内周側空間に浸入した水分の一部は、電動機側リブ３５を乗り越えて、電動機側リブ３５の内周側空間に浸入する。さらに、水分の一部は、低圧領域の第２切り欠き部３５ｂを介して、電動機側リブ３５の内周側空間に浸入する。

そして、電動機側リブ３５の内周側空間に浸入した水分は、スクロール室４３における低圧領域から電動機側リブ３５の内周側空間に浸入してくる送風空気により第１切り欠き部３５ａ側に押され、第１切り欠き部３５ａから電動機側第２リブ３６の内周側空間に排出され、さらに、電動機側第２リブ３６の内周側空間に排出された水分は、電動機側第２リブ３６の内周側空間に浸入してくる送風空気により外側第２切り欠き部３６ｂ側に押され、外側第２切り欠き部３６ｂからスクロール室４３に排出される。

本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、電動機側リブ３５と電動機側第２リブ３６とを設けているため、雨水やエバポレータ洗浄剤等の水分が冷却風排出通路３４を介して電動機１側に浸入することをより確実に抑制することができる。

さらに、水分が冷却風排出通路３４を介して電動機１側に浸入することをより確実に抑制することができることに伴い、電動機側リブ３５と電動機側第２リブ３６の高さを最低限に抑えて、電動機冷却風の流れが妨げられないようにすることができる。

なお、第１切り欠き部３５ａを、スクロール室４３における高圧領域Ｂに臨む部位に２個配置し、外側第１切り欠き部３６ａおよび外側第２切り欠き部３６ｂのうちの一方をなくしてもよい。

また、電動機側リブ３５に切り欠き部を３個以上設けてもよいし、電動機側第２リブ３６に切り欠き部を３個以上設けてもよい。

（他の実施形態）
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。

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１電動機
２ファン
３電動機ケーシング
４スクロールケーシング
２１ブレード
２２主板
２３ファン側リブ
３５電動機側リブ
３６電動機側リブ
３５ａ切り欠き部
３６ｂ切り欠き部

Claims

電動機（１）と、
前記電動機の回転軸周りに配置された複数枚のブレード（２１）、および前記複数枚のブレードを連結するとともに前記電動機が発生した回転駆動力を前記複数枚のブレードに伝達する主板（２２）を有し、軸方向一端側から空気を吸引して径方向外側に向かって空気を吹き出すファン（２）と、
前記ファンを収容するとともに、前記ファンの外周に渦巻き状のスクロール室（４３）を形成するスクロールケーシング（４）と、
前記電動機を収容するとともに、前記主板に対向して配置される電動機ケーシング（３）とを備え、
前記主板は、前記電動機ケーシングに対向する面に配置され、ファン周方向に沿って環状に形成されるとともに前記電動機ケーシングに向かって突出するファン側リブ（２３）を備え、
前記電動機ケーシングは、
前記主板に対向する面に配置され、ファン周方向に沿って環状に形成されるとともに前記主板に向かって突出する電動機側リブ（３５）と、
前記電動機側リブと同心状に配置され、前記電動機側リブの径方向外側においてファン周方向に沿って環状に形成されるとともに前記主板に向かって突出する電動機側第２リブ（３６）と、を含んで構成されており、
前記電動機側リブは、前記スクロール室における高圧領域に臨む部位に、前記電動機側リブの内周側空間と外周側空間とを連通させる切り欠き部（３５ａ）を備え、
前記電動機側第２リブは、前記スクロール室における高圧領域に臨む部位に、前記電動機側第２リブの内周側空間と外周側空間とを連通させる外側切り欠き部（３６ｂ）を備えることを特徴とする送風機。
前記切り欠き部（３５ａ）および前記外側切り欠き部（３６ｂ）は、ファン周方向において異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の送風機。