JP6740362B2 - 遠心送風機 - Google Patents

Description

本発明は、二層流式の車両用空調装置のための遠心送風機に関する。

車両用空調装置の分野において、二層流式の車両用空調装置が知られている。この形式の空調装置は、互いに分離された２つの送風路すなわち第１送風路及び第２送風路と、これらの２つの送風路に空気を流す単一の遠心送風機とを備えている。遠心送風機は、スクロールハウジングと、スクロールハウジングに送られる空気を取り込むための空気取入ハウジングとを有している。

遠心送風機は、スクロールハウジングの吸込口及び羽根車の翼列の径方向内側の空間に挿入された分離筒を有している（例えば特許文献１、２を参照）。羽根車の翼列の径方向外側とスクロールハウジングとの間の空間は分離壁により上下に分割され、これにより第１送風路に連通する第１空気流路及び第２送風路に連通する第２空気流路が形成されている。分離筒は、当該分離筒の外側の第１通路を流れる第１空気流が翼列の上半部に導入された後に第１空気流路に流入し、分離筒の内側の第２通路を流れる第２空気流が翼列の下半部に導入された後に第２空気流路に流入するように設けられている。

空気取入ハウジングは、車室外の空気（外気）を取り込むための外気導入口と、車室内の空気（内気）を取り込むための内気導入口とを有する。通常、外気導入口と内気導入口とはスクロールハウジング中心軸に関して互いに反対の位置に設けられている。多くの場合、外気導入口は車両の前方側に設けられ、内気導入口は車両の後方側に設けられている。特許文献２の遠心送風機では、外気導入口及び内気導入口が設けられている領域と、分離筒の入口側端部との間に、フィルタが設けられる。

空調装置が外気モードで運転されると、外気導入口から空気取入ハウジングに導入された外気は、フィルタの中央部を通って分離筒内に導入される空気流と、フィルタの前記中央部よりも前部のみを通って分離筒の外側へ流れる空気流とに分かれたのち、スクロールハウジングに吸い込まれる。

空調装置が内気モードで運転されると、内気導入口から空気取入ハウジングに導入された外気は、フィルタの中央部を通って分離筒内に導入される空気流と、フィルタの前記中央部よりも後部のみを通って分離筒の外側へ流れる空気流とに分かれたのち、スクロールハウジングに吸い込まれる。

そして空調装置が内外気二層流モードで運転されると、内気導入口から空気取入ハウジングに導入された内気は、フィルタの中央部を通って分離筒内に導入され、外気導入口から空気取入ハウジングに導入された外気は、フィルタの前記中央部よりも前部のみを通って分離筒の外側へ流れ、スクロールハウジングに吸い込まれる。

このように特許文献２の遠心送風機では、フィルタの中央部は動作モードに関わらず常に空気が通過する一方、フィルタの前部や後部は動作モードによって空気が通過しない。

このため、フィルタの中央部は、フィルタの前部や後部に対し、相対的に早期に、フィルタに期待される集塵性能や脱臭性能が劣化することとなり、フィルタの有効な利用が妨げられていた。

特開２００４−１３２３４２号公報 国際公開ＷＯ２０１５／０８２４３６号パンフレット

本発明は、吸込みモードに関わらず、フィルタの全領域を空気が通過するようにして、該フィルタを有効に利用することができる、分離筒を備えた車両用の片吸込型の遠心送風機を提供することを目的としている。

本発明の好適な一実施形態によれば、車両用の片吸込型の遠心送風機であって、モータと、周方向翼列を形成する複数の翼を有し、前記モータによって回転軸周りに回転駆動されて、軸方向の一端側から前記翼列の半径方向内側の空間に吸入した空気を、半径方向外側に向けて吹き出す羽根車と、前記羽根車を収容する内部空間と、前記軸方向の一端側に開口する吸込口と、周方向に開口する吐出口と、を有するスクロールハウジングと、前記スクロールハウジングの前記内部空間のうちの前記スクロールハウジングの内周面と前記羽根車の外周面との間の領域、並びに前記吐出口の内部空間を、前記軸方向に分割して第１空気流路及び第２空気流路を形成する仕切壁と、前記吸込口の半径方向内側及び前記羽根車の前記翼列の半径方向内側を通って前記軸方向に延びる分離筒であって、前記吸込口から前記スクロールハウジング内に吸入される空気の流れを、分離筒の外側を通る第１空気流と、前記分離筒の内側を通る第２空気流とに分割するように設けられ、かつ、前記第１空気流を半径方向外向きに転向して前記第１空気流路に案内するとともに、前記第２空気流を半径方向外向きに転向して前記第２空気流路に案内する出口側端部を有している、分離筒と、車両の外気を取り込むための少なくとも１つの外気導入口と、車両の内気を取り込むための少なくとも１つの内気導入口と、を有し、前記外気導入口から取り込んだ外気を前記分離筒の外側に流すとともに前記内気導入口から取り込んだ内気を前記分離筒の内側に流すことができるように構成された空気取入ハウジングと、前記内気導入口及び前記外気導入口と、前記分離筒の入口側端部との間において、前記入口側端部に近接する位置で、前記空気取入ハウジング内で保持されるフィルタと、を備え、空気の流れ方向に関して上流側から前記フィルタを見て、前記フィルタの周縁を横切る仮想分割線により前記フィルタを第１領域及び第２領域の二つの領域に分割したときに、前記分離筒の前記入口側端部の周縁により囲まれる開口領域が前記第１領域と一致している、遠心送風機が提供される。

上記実施形態によれば、分離筒の入口側端部の周縁により囲まれる開口領域が、二つの領域に分割されたフィルタの第１領域と一致して設けられるので、分離筒の開口領域の外側の領域は、二つの領域に分割されたフィルタの第２領域と一致して設けられる。そして、分離筒の開口領域を通過する空気は、吸込みモードに関わらずフィルタの第１領域を通過し、分離筒の開口領域の外側の領域を通過する空気は、吸込みモードに関わらずフィルタの第２領域を通過する。すなわち、上記実施形態により、遠心送風機に吸込まれる空気を常に第１領域と第２領域とに通過させて、吸込みモードに関わらずフィルタの全領域を有効に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る遠心送風機の子午断面を含む縦断面図である。 図１のIIＡ−IIＡ線に沿った断面図である。 図１のIIＢ−IIＢ線に沿った断面図である。 図１のIIＣ−IIＣ線に沿った断面図である。 図１のIIＤ−IIＤ線に沿った断面図である。 図１において一点鎖線で囲んだ領域（IIIＡ〜IIIＣ）を拡大して示す断面図である。 図１において一点鎖線で囲んだ領域（IIIＡ〜IIIＣ）を拡大して示す断面図である。 図１において一点鎖線で囲んだ領域（IIIＡ〜IIIＣ）を拡大して示す断面図である。 第１切換ドアの構造を示す概略斜視図である。 遠心送風機の空気取入ハウジング内に外気のみが取り込まれる状態を示す概略断面図である。 遠心送風機の空気取入ハウジング内に内気のみが取り込まれる状態を示す概略断面図である。 他の実施形態に係る遠心送風機の子午断面を含む縦断面図である。 さらに他の実施形態に係る遠心送風機の子午断面を含む縦断面図である。

以下に添付図面を参照して本発明の車両用の遠心送風機の実施形態について説明する。

各図では、Ｒが車両の右方、Ｌが車両の左方、Ｆｒが車両の前方、Ｒｒが車両の後方をそれぞれ意味している。但し、車両に対する遠心送風機の設置方向は、図示例に限定されるものではない。

図１に示す遠心送風機１は、片吸込型の遠心送風機である。遠心送風機１は、羽根車２を有する。羽根車２は、その外周部分に、周方向に並んだ翼列３Ａを形成する複数の翼３を有している。羽根車２は、モータ１３により回転軸線Ａｘ周りに回転駆動され、軸方向上側（軸方向一端側）から羽根車２の翼列の半径方向内側の空間に吸入した空気を、半径方向外側に向けて吹き出す。

なお、本明細書において、説明の便宜上、回転軸線Ａｘの方向を軸方向または上下方向と呼び、図１及び図２の上側及び下側をそれぞれ「軸方向上側」及び「軸方向下側」と呼ぶ。しかしながら、このことによって、空調装置が実際に車両に組み込まれた場合に回転軸線Ａｘの方向が鉛直方向に一致するものと限定されるわけではない。また、本明細書においては、特別な注記が無い限り、回転軸線Ａｘ上の任意の点を中心として回転軸線Ａｘと直交する平面上に描かれた円の半径の方向を半径方向と呼び、当該円の円周方向を周方向または円周方向と呼ぶ。

羽根車２は、当該羽根車２と一体成形された内側偏向部材９を含む。内側偏向部材９は、コーン部と呼ばれることもある。この内側偏向部材９は、幾何学的な意味における回転体であり、側周部１０と、円板形の中央部１１とを有している。中央部１１において、モータ１３の回転軸１２が羽根車２に連結される。この例では、側周部１０は、この側周部１０の外周面の子午断面における輪郭線が、中央部１１に近づくに従って急勾配となるように湾曲している。図示しない他の例では、側周部１０は、この側周部１０の外周面の子午断面における輪郭線が、中央部１１から翼列３Ａに向けて湾曲しない（断面が直線状である）場合もある。

羽根車２は、スクロールハウジング１７の概ね円柱形の内部空間に収容される。スクロールハウジング１７は、軸方向上側に開口する吸込口２２と、吐出口１７０（図２を参照）とを有している。図２に示すように、スクロールハウジング１７を軸方向から見た場合、吐出口１７０はスクロールハウジング１７の外周面の概ね接線方向に延びている。吐出口１７０は図１では見えない。

スクロールハウジング１７は、当該スクロールハウジング１７の外周壁１７Ａから半径方向内側に向けて延びる仕切壁２０を有している。この仕切壁２０は、スクロールハウジング１７の内部空間のうちのスクロールハウジング１７の内周面と羽根車２の外周面との間の領域を軸方向に（上下に）分割して、スクロールハウジング１７の外周壁１７Ａに沿って周方向に延びる上側の第１空気流路１８及び下側の第２空気流路１９を形成する。

スクロールハウジング１７内には、吸込口２２を介して、分離筒１４が挿入されている。図２Ａ〜図２Ｄよりわかるように、分離筒１４の上部２４（入口側端部）の断面（回転軸線Ａｘに直交する断面を意味する）は概ね長方形である。分離筒１４の中央部１５の断面は円形（又は概ね円形）である。分離筒１４の断面形状は、上部２４から中央部１５に近づくに連れて、長方形から円形に滑らかに推移する。また、分離筒１４の断面中心の位置は、上部２４から中央部１５に近づくに連れて滑らかに推移する。分離筒１４の下部１６（出口側端部）は、下端に近づくに従って拡径するフレア形状を有しているとともに、下端は円形である。

分離筒１４の中央部１５から下部１６は、吸込口２２の半径方向内側の空間を通り、羽根車２の翼列３Ａの半径方向内側の空間４まで軸方向に延びている。分離筒１４の上端は、スクロールハウジング１７の外側（吸込口２２よりも軸方向上側）に位置している。分離筒１４の下端は、羽根車２の翼列３Ａの半径方向内側の空間４内に位置している。

図１および図２Ａ〜図２Ｄのように遠心送風機１および分離筒１４を構成することで、フィルタ３５をスクロールハウジング１７の上方空間に配置し、遠心送風機１の構成要素を上下方向に積層して、コンパクトに集約することができる。

図示された形状を有する分離筒１４を、樹脂射出成形技術により一体成形することは不可能であるか、可能だとしても非常に困難である。従って、別々に射出成形された２つまたはそれ以上のピースを例えば接着または嵌め込み等の手法により連結することによって、分離筒１４を製造することが好ましい。

分離筒１４は、スクロールハウジング１７内に吸入される空気の流れを、分離筒１４の外側の第１通路１４Ａを通る第１空気流と、分離筒１４の内側の第２通路１４Ｂを通る第２空気流とに分割する。第１空気流は、スクロールハウジング１７の吸込口２２のうちの分離筒１４の外周面より外側のリング状領域を通り、羽根車２の翼列の上半部５（吸込口２２に近い部分）に流入する。第２空気流は、分離筒１４の上端から分離筒１４の内側に入り、羽根車２の翼列の下半部６（吸込口２２から遠い部分）に流入する。従って、スクロールハウジング１７の吸込口２２のうちの分離筒１４の外周面より外側のリング状領域がスクロールハウジング１７の第１吸入口、分離筒１４の上端の開口がスクロールハウジング１７の第２吸入口、と見なすこともできる。

スクロールハウジング１７には、空気取入ハウジング２１が連結されている。スクロールハウジング１７と空気取入ハウジング２１とは、一体成形されていてもよいし、別々に作製された後にネジ止め、接着、嵌め込み等の手法により連結されてもよい。スクロールハウジング１７及び空気取入ハウジング２１は空調装置ケーシングの一部を成す。

空気取入ハウジング２１は、第１開口（外気導入口）２５、第２開口（内気導入口）２６及び第３開口（内気導入口）２７を有している。第１開口２５には、車両に設けられた外気導入路の出口（図示せず）と連結されているかあるいは当該出口の近傍にあり、第１開口２５を介して外気（車両外部から取り入れた空気）を空気取入ハウジング２１内に導入することができる。第２開口２６及び第３開口２７は車両に備えられた内気導入路の出口（図示せず）と連結されているかあるいは当該出口の近傍にあり、第２及び／又は第３開口２６，２７を介して内気（車室内空気）を空気取入ハウジング２１内に導入することができる。

例示的かつ非限定的な実施形態においては、図２Ａに示すように、第１開口２５、第２開口２６及び第３開口２７の各々は、車両の横方向（Ｌ−Ｒ方向）に延びる長方形の孔とすることができる。第２開口２６及び第３開口２７は、仕切部材（図示せず）により分割された２つの開口であるが、これに限定されるものではなく、仕切部材を設けずに連続した一つの開口に第２開口２６及び第３開口２７としての役割を持たせることができる。

空気取入ハウジング２１内には２つの切換ドア（第１切換ドア３３，第２切換ドア３４）が設けられている。図４に示すように、第１切換ドア３３は、回転軸３３ａに、一対の扇形の支持体３３１，３３２を介して支持される円弧形の断面を有する閉鎖体３３３を有する。閉鎖体３３３の長手方向に延びる縁３３ｅと回転軸３３ａとの間は窓（開口）となっており、この窓を空気が通過することができる。第１切換ドア３３は、回転モータ等のアクチュエータ３３５により、回転軸線周りに旋回することができる。第１切換ドア３３は、ロータリ式ドアと呼ばれることもある。

第２切換ドア３４の構造は第１切換ドア３３と同じである。第２切換ドア３４の回転軸には符号３４ａが、第２切換ドア３４の一対の扇形の支持体には符号３４１，３４２が、第２切換ドア３４の閉鎖体には符号３４３が、そして閉鎖体３４３の長手方向に延びる縁には符号３４ｅが、それぞれ付けられている。

第１切換ドア３３は、第１開口２５を閉鎖しかつ第２開口２６を開放する第１位置（図５Ｂ）と、第１開口２５を開放しかつ第２開口２６を閉鎖する第２位置（図５Ａ）との間で移動することができる。第２切換ドア３４は、第３開口２７を閉鎖する第１位置（図５Ａ）と、第３開口２７を開放する第２位置（図５Ｂ）との間で移動することができる。

空気取入ハウジング２１内には、第１〜第３開口２５〜２７と、分離筒１４の上部２４の上端部に設けられる入口開口（図２に示す開口領域２４０に対応）との間に、空気中に含まれるダスト、パーティクル等の汚染物質や異臭を除去するためのフィルタ３５が設けられている。フィルタ３５は、第１切換ドア３３、第２切換ドア３４の稼働範囲よりも、分離筒１４の入口開口側に設けられる。フィルタ３５は、例えば所定の通気性を有する不織布をひだ状に折り曲げて構成される。異臭を除去するために、活性炭等の臭気除去物質が取り付けられることもある。また、フィルタ３５は、空気取入ハウジング２１内に設けられた図示しないスロット内またはレール内に挿入されて、分離筒１４の上部２４すなわち入口側端部に近接する位置に保持されている。

図１のIIＡ−IIＡ線に沿った断面図である図２Ａに示すように、空気の流れ方向に関して上流側からフィルタ３５（図２ではドットが付けられている）を見ると、フィルタ３５は四角形（通常は、長方形または正方形）である。フィルタ３５を、当該フィルタ３５の周縁を横切る仮想分割線ＤＬにより第１領域３５Ａ及び第２領域３５Ｂの二つの領域に分割してみる。図示例では、仮想分割線ＤＬは、フィルタ３５の表面を構成する四角形（より詳細には長方形または正方形）の対辺に直交する直線であり、フィルタ３５の表面形状に対応する四角形を第１領域３５Ａ及び第２領域３５Ｂに対応する２つの四角形（より詳細には長方形）に分割している。

図２Ａには、フィルタ３５を透かして見た分離筒１４の長方形の上端部（入口開口）が破線で描かれている。上端部の周縁は、長方形の４つの辺にそれぞれ対応する周縁部分２４１，２４２，２４３，２４４から構成されている。平面視において、周縁部分２４１，２４２，２４３，２４４により囲まれた分離筒１４の入口開口の開口領域２４０は、フィルタ３５の第１領域３５Ａと一致している。なお、図２Ａにおいて、空気取入ハウジング２１の壁体２１１，２１２，２１３，２１４はハッチング付きで表示されている。

上記構成により、フィルタ３５の第１領域３５Ａを通過する空気のほぼ全てが分離筒１４内に流入し、フィルタ３５の第２領域３５Ｂを通過する空気のほぼ全てが分離筒１４の外側を通って、スクロールハウジング１７の吸込口２２に流入するようになる。

空気取入ハウジング２１の壁体２１４と分離筒１４の上端の周縁部分２４４との接続構造が図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃに示されている。壁体２１１と周縁部分２４１との接続構造、並びに壁体２１３と周縁部分２４３との接続構造も、図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃに記載されたものと同様とすることができる。

図３Ａの例では、周縁部分２４４から外側に張り出すフランジ２４４Ｆが、空気取入ハウジング２１の壁体２１４から張り出すフランジ２１４Ｆの上に載っている。図３Ｂの例では、図３Ａに示した各フランジ２４４Ｆ、２１４Ｆに、互いに係合する相補的な凹凸を形成している。図３Ｃの例では、空気取入ハウジング２１の壁体２１４と分離筒１４の上部とが一体成形されている。このような構成を採用することにより、分離筒１４内に流入する空気（例えば、第３開口から空気取入ハウジング２１に導入した内気）が、分離筒１４の外側の空間に漏出することを防止または抑制することができる。

次に、図１〜図３に示す車両用空調装置の動作について説明する。

車両用空調装置の第１の動作モードでは、図５Ａに示すように、第１切換ドア３３が第２位置とされて第１開口２５が開放され、第２開口２６が閉鎖される。また、第２切換ドア３４が第１位置とされて第３開口２７が閉鎖される。この場合、第１開口２５から空気取入ハウジング２１内に導入された外気ＡＥは、フィルタ３５の第２領域３５Ｂを通り、分離筒１４の外側の第１通路１４Ａを通って羽根車２の翼列３Ａの上半部５に流入する第１空気流と、フィルタ３５の第１領域３５Ａを通り、分離筒１４の内側の第２通路１４Ｂを通って羽根車２の翼列の下半部６に流入する第２空気流を形成する。第１の動作モードは、外気モードと呼ばれることもある

第２の動作モードでは、図１に示すように、第１切換ドア３３が第２位置とされて第１開口２５第１開口２５が開放され、第２開口２６が閉鎖される。また、第２切換ドア３４が第２位置とされて、第３開口２７が開放される。この場合、第１開口２６から空気取入ハウジング２１内に導入された導入された外気ＡＥは、フィルタ３５の第２領域３５Ｂを通り、分離筒１４の外側の第１通路１４Ａを通り、羽根車２の翼列３Ａの上半部５に流入する第１空気流を形成する。また、第３開口２７から導入された内気ＡＲは、フィルタ３５の第１領域３５Ａを通り、分離筒１４の内側の第２通路１４Ｂを通り、羽根車２の翼列３Ａの下半部６に流入する第２空気流を形成する。なお、図１より明らかなように、第２位置にある第２切換ドア３４の閉鎖体３４３は、フィルタ３５の上方の空間を、第１開口２５側の空間と第３開口２７側の空間とに分割し、フィルタ３５の上方で外気ＡＥと内気ＡＲとが混合されることを防止する。すなわち第２位置にある第２切換ドア３４の閉鎖体３４３は、第２の動作モードのときに、フィルタ３５の上方で外気ＡＥと内気ＡＲとを分離する分離壁の機能を有している。第２の動作モードは、内外気２層流モードと呼ばれることもある

第３の動作モードでは、図５Ｂに示すように、第１切換ドア３３が第１位置とされて第１開口２５が閉鎖され、第２開口２６が開放される。また、第２切換ドア３４が第２位置とされて、第３開口２７が開放される。この場合、第２開口２６及び第３開口２７から空気取入ハウジング２１内に導入された内気ＡＲは、フィルタ３５の第２領域３５Ｂを通り、分離筒１４の外側の第１通路１４Ａを通って羽根車２の翼列３Ａの上半部５に流入する第１空気流と、フィルタ３５の第１領域３５Ａを通り、分離筒１４の内側の第２通路１４Ｂを通って羽根車２の翼列の下半部６に流入する第２空気流を形成する。第３の動作モードは、内気モードと呼ばれることもある

第２の動作モード（内外気２層流モード）は、特に冬季または比較的気温が低い時期に、車室内が冷えている状態からフロントウインドウの曇りを防止しつつ速やかに車室内を暖める暖房運転を行う際に用いられる。あるいは、暖房運転の初期には第３の動作モード（内気モード）とされ、車室内の温度の上昇が開始されたら速やかに第２の動作モードに移行することも行われる。この暖房運転が自動制御により行われるときには、外気ＡＥが車室のデフロスタ吹出口（図示せず）からフロントウインドウ（図示せず）に吹き付けられ、内気ＡＲが車室のフット吹出口（図示せず）から乗客の足元に向けて吹き出される。

第２の動作モード（内外気２層流モード）が実行されるときには、羽根車２の翼列３Ａの上半部５に流入する外気ＡＥが第１空気流路１８を介してデフロスタ吹出口に供給され、羽根車２の翼列３Ａの下半部６に流入する内気ＡＲが第２空気流路１９を介してフット吹出口に供給される。このとき、外気ＡＥに対して相対的に高湿度の内気ＡＲがデフロスタ吹出口に供給される外気ＡＥに混入すると、フロントウインドウの曇りという安全上問題となる事象が生じうる。また、内気ＡＲに対して相対的に低温の外気ＡＥがフット吹出口に供給される内気ＡＲに混入すると、乗客に不快感を与える要因となり得る。従って、第２の動作モードが実行されるときには、内気ＡＲに対して相対的に低湿度の外気ＡＥの全てが第１空気流路１８に流入し、かつ、外気ＡＥに対して相対的に高温の内気ＡＲの全てが第２空気流路１９に流入することが望ましい。

ところで、先に背景技術の項でも説明したように、前述した特許文献２に記載された遠心送風機では、分離筒の長方形の入口開口が存在する領域である第１領域は、当該入口開口を含む空気取入ハウジングの断面の中央部に位置する。そして、当該断面内には、当該入口開口の両脇（前方及び後方）にそれぞれ位置する２つの長方形の領域（説明の便宜上、「第２領域Ａ」、「第２領域Ｂ」と呼ぶ）が存在し、分離筒１４内に流入せずに分離筒１４の外側を流れる空気は、第２領域Ａまたは第２領域Ｂのいずれかを通って、スクロールハウジング１７内に流入する。

このように、特許文献２に記載された遠心送風機では、フィルタ３５の第１領域、第２領域Ａ、および第２領域Ｂのすべてを同時に空気が通過することがない。このため、空気がフィルタ３５を通過する面積が限られて、遠心送風機全体としての通気抵抗が上昇し、送風量が確保できないおそれがある。また、３つの動作モードのうちのいずれのモードにおいてもフィルタ３５の第１領域は常に空気が通過するので、第２領域Ａや第２領域Ｂに対して相対的に早期にパーティクルが蓄積することや、汚染物質や異臭の除去能力が低下するおそれがある。このように、特許文献２に記載された遠心送風機は、フィルタ３５の第１領域の集塵性能や脱臭性能が他の領域に対して早期に劣化することとなり、均一な利用ができず、フィルタ全体としての有効な利用が妨げられていた。更には、フィルタ３５のうち一部の領域を利用しないことで、フィルタを通過する空気に対する通気抵抗が上昇し、遠式送風機としての送風能力を十分に発揮できないおそれがある。

一方、上記実施形態においては、前述したように、空気の流れ方向に関して上流側からフィルタ３５を見たときに、フィルタ３５の周縁を横切る仮想分割線ＤＬにより前記フィルタを第１領域３５Ａ及び第２領域３５Ｂの二つの領域（図示例ではいずれも長方形である）に分割したときに、分離筒１４の入口開口（図示例では長方形である）の開口領域２４０が第１領域３５Ａと一致している。従って、分離筒１４内に流入する空気のほぼ全てが、動作モードによらず単一の領域つまり第１領域３５Ａを通り、分離筒１４内に流入せずに分離筒１４の外側を流れる空気のほぼ全てが、動作モードによらず単一の領域つまり第２領域３５Ｂを通る。このため、動作モードによらずフィルタ３５の全領域に空気を通過させて、フィルタ全体としての有効な利用を行うことができる。また、動作モードによらずフィルタ３５の全領域に空気を通過させることができるから、フィルタを通過する空気に対する通気抵抗の上昇を抑制し、遠式送風機としての送風能力を十分に発揮することができる。

上記実施形態では、第１領域３５Ａの面積と第２領域３５Ｂの面積の比は５：５であるが、これには限定されず、例えば６：４または４：６でもよい。

上記実施形態では、仮想分割線ＤＬは、フィルタ３５の表面を２つの長方形に分割しており、こうすることが好ましいが、こうすることに限定されるものではなく、２つの台形に分割してもよい。つまり、仮想分割線ＤＬがフィルタ３５の表面を構成する長方形（正方形でもよい）の対辺と成す角度が９０度でなくてもよい。仮想分割線ＤＬは、直線であることが好ましいが、いくらか湾曲していても構わない。

空気取入ハウジング２１の構造を図６に示すように改変することができる。図６に示す空気取入ハウジング２１Ａは、外気導入口としての開口２５Ａ，２５Ｂと、内気導入口としての開口２６Ａ，２７Ａとを有している。開口２５Ａと開口２６Ａとは、回転軸４１ａとこの回転軸４１ａから延出する閉塞部を有する第１切換ドア４１により開閉される。開口２５Ｂと開口２７Ａとは、回転軸４２ａとこの回転軸４２ａから延出する閉塞部を有する第２切換ドア４２により開閉される。第１切換ドア４１と第２切換ドア４２とは、片持式ドアと呼ばれることもある。フィルタ３５の上流（図６では上方）において、空気取入ハウジング２１Ａ内に分離壁４３が設けられている。この分離壁４３により、開口２５Ｂ，２７Ａから空気取入ハウジング２１Ａ内に導入された空気が分離筒１４内に導入され、開口２５Ａ，２６Ａから空気取入ハウジング２１Ａ内に導入された空気が、分離筒１４の外側を通ってスクロールハウジング１７に導入されるようになっている。従って、開口２５Ａから空気取入ハウジング２１Ａに外気が導入され、かつ開口２７Ａから空気取入ハウジング２１Ａに内気が導入されるときに、分離壁４３は、外気と内気を互いに分離して両者が互いに混じり合わないようする。

なお、前述した内外気２層流モードを実行する際に、デフロスタ吹出口に供給される低湿度の外気ＡＥに、高湿度の内気ＡＲが混合されることは可能な限り回避することが望ましい。このため、図６に示す実施形態では、空気の流れ方向に関して上流側からフィルタ３５を見たときに、分離壁４３の下端４３ｅ（フィルタ３５近傍に位置する端縁）が、分離筒１４の上端の入口開口つまり第１領域３５Ａ内に位置するように、分離筒１４の上端の周縁部分２４３の上端２４３ａの位置と下端４３ｅとの位置が距離Ｓだけ第１領域３５Ａ側にずれている。この点については、後述する図７に示した実施形態でも同様である（分離壁４３の下端４３ｅと分離筒１４Ｃの周縁部分の上端２４３ｂとの距離Ｓの位置ずれを参照）。距離Ｓの寸法としては、３ミリから５ミリの範囲が好ましい。３ミリより短いと、距離Ｓを空気が通流するときに異音が発生するおそれがある。５ミリより長いと、内外気二層流モードのときに、内気に混入する外気の量が多くなり、分離すべき２つの空気流の分離性が悪化する。

同様の理由により、図１〜図５に示す実施形態においても、図１に示すように内外気２層流モードを実行する際には、第２位置にある第２切換ドア３４の閉鎖体３４３の端縁３４ｅの位置と分離筒１４の上端の周縁部分２４３の上端２４３ａの位置とが同様に距離Ｓだけ第１領域３５Ａ側にずれていることが好ましい。

図６に示す実施形態において、フィルタ３５より下側の部分の構成は、図１〜図５に示した実施形態と同じである。従って、図６に示す実施形態においても、図１〜図５に示した実施形態と同様に、フィルタ３５を均一に利用することができる。

空気取入ハウジング２１の構造及び分離筒１４の構成を図７に示すように改変することができる。図７に示す分離筒１４Ｃは、回転軸線Ａｘに直交する断面の中心が軸方向に直交する方向に徐々にずらされてはおらず、回転軸線Ａｘを含み図７の紙面に垂直な平面に関して対称に形成されている。その代わりに、図７に示す空気取入ハウジング２１Ｂの回転軸線Ａｘに直交する断面の中心が軸方向に直交する方向に徐々にずらされており、その結果として、図１〜図６の実施形態と同様に、分離筒１４Ｃの入口開口の周縁により囲まれる開口領域がフィルタ３５の第１領域と一致するようになっている。従って、図７に示す実施形態においても、図１〜図６に示した実施形態と同様に、フィルタ３５を均一に利用することができる。

図７のように分離筒１４Ｃを構成することで、分離筒１４Ｃを対称な形状に形成することができ、生産性を向上することができる。

なお、仮想分割線ＤＬは、分離筒１４の上端の周縁部分２４３の上端２４３ａの位置と、分離壁４３の下端４３ｅ（第２ドア３４が第２位置のときの、閉塞体３４３のフィルタ側端部も含む）との位置が距離Ｓだけ第１領域３５Ａ側にずれている場合は、分離壁４３の下端４３ｅから距離Ｓだけ第２領域３５Ｂ側にずれた位置にあるとみなすことができる。また、仮想分割線ＤＬは、分離筒１４の上端の周縁部分２４３の上端２４３ａの位置と、分離壁４３の下端４３ｅとの位置がずれていない場合は、分離壁４３の下端４３ｅの位置にあるとみなすことができる。このように、空気の流れ方向に関して上流側からフィルタ３５を見たときに第１領域３５Ａ及び第２領域３５Ｂの二つの領域に分割する仮想分割線ＤＬは、分離壁４３の下端４３ｅの近傍に位置するものとして想定される分割線である。

１ 遠心送風機



２ 羽根車



Ａｘ 回転軸線



３ 翼



３Ａ 周方向翼列



１３ モータ



１４、１４Ｃ 分離筒



１６ 出口側端部（下部）



１７ スクロールハウジング



１７０ 吐出口



１８ 第１空気流路



１９ 第２空気流路



２０ 仕切壁



２１、２１Ａ、２１Ｂ 空気取入ハウジング



２２ 吸込口



２４ 入口側端部（上部）



２４０ 開口領域



２４１、２４２、２４３、２４４ 周縁（周縁部分）



２５、２５Ａ、２５Ｂ 外気導入口（開口）



２６、２７、２６Ａ、２７Ａ 内気導入口（開口）



３５ フィルタ



ＤＬ 仮想分割線



３５Ａ 第１領域



３５Ｂ 第２領域

Claims (7)

1. 
   
   
   車両用の片吸込型の遠心送風機（１）であって、
   
   
   
   モータ（１３）と、
   
   
   
   周方向翼列（３Ａ）を形成する複数の翼（３）を有し、前記モータによって回転軸線（Ａｘ）周りに回転駆動されて、軸方向の一端側から前記翼列（３Ａ）の半径方向内側の空間に吸入した空気を、半径方向外側に向けて吹き出す羽根車（２）と、
   
   
   
   前記羽根車を収容する内部空間と、前記軸方向の一端側に開口する吸込口（２２）と、周方向に開口する吐出口（１７０）と、を有するスクロールハウジング（１７）と、
   
   
   
   前記スクロールハウジング（１７）の前記内部空間のうちの前記スクロールハウジング（１７）の内周面と前記羽根車（２）の外周面との間の領域、並びに前記吐出口（１７０）の内部空間を、前記軸方向に分割して第１空気流路（１８）及び第２空気流路（１９）を形成する仕切壁（２０）と、
   
   
   
   前記吸込口の半径方向内側及び前記羽根車（２）の前記翼列の半径方向内側を通って前記軸方向に延びる分離筒（１４；１４Ｃ）であって、前記吸込口（２２）から前記スクロールハウジング（１７）内に吸入される空気の流れを、分離筒の外側を通る第１空気流と、前記分離筒の内側を通る第２空気流とに分割するように設けられ、かつ、前記第１空気流を半径方向外向きに転向して前記第１空気流路（１８）に案内するとともに、前記第２空気流を半径方向外向きに転向して前記第２空気流路（１９）に案内する出口側端部（１６）を有している、分離筒（１４；１４Ｃ）と、
   
   
   
   車両の外気を取り込むための少なくとも１つの外気導入口（２５；２５Ａ，２５Ｂ）と、車両の内気を取り込むための少なくとも１つの内気導入口（２６，２７；２６Ａ，２７Ａ）と、を有し、前記外気導入口から取り込んだ外気を前記分離筒（１４；１４Ｂ）の外側に流すとともに前記内気導入口（２７）から取り込んだ内気を前記分離筒（１４）の内側に流すことができるように構成された空気取入ハウジング（２１；２１Ａ；２１Ｂ）と、
   
   
   
   前記内気導入口及び前記外気導入口と、前記分離筒（１４；１４Ｃ）の入口側端部（２４）との間において、前記入口側端部（２４）に近接する位置で、前記空気取入ハウジング（２１；２１Ａ；２１Ｂ）内で保持されるフィルタ（３５）と、を備え、
   
   
   
   空気の流れ方向に関して上流側から前記フィルタ（３５）を見て、前記フィルタの周縁を横切る仮想分割線（ＤＬ）により前記フィルタを第１領域（３５Ａ）及び第２領域（３５Ｂ）の二つの領域に分割したときに、前記分離筒（１４；１４Ｂ）の前記入口側端部（２４）の周縁（２４１，２４２，２４３，２４４）により囲まれる開口領域（２４０）が前記第１領域（３５Ａ）と一致している、遠心送風機。
   
   
   
2. 
   
   
   空気の流れ方向に関して上流側から前記フィルタ（３５）を見ると前記フィルタは四角形であり、前記仮想分割線（ＤＬ）は、直線であり、かつ、前記四角形の互いに対向する対辺（３５１，３５２）を横切って前記フィルタをともに四角形の前記第１領域（３５Ａ）及び前記第２領域（３５Ｂ）に分割し、前記分離筒（１４；１４Ｃ）の前記開口領域（２４０）は、前記第１領域の四角形に対応する形状及び寸法を有する四角形である、請求項１記載の遠心送風機。
   
   
   
3. 
   
   
   前記分離筒（１４；１４Ｃ）の前記四角形の前記開口領域（２４０）を囲む前記周縁（２４１，２４２，２４３，２４４）は、前記四角形の三辺に対応する部分（２４１，２４３，２４４）を有し、当該部分が前記空気取入ハウジング（２１；２１Ａ；２１Ｂ）の壁体（２１４）と接しているか若しくは一体である、請求項２記載の遠心送風機。
   
   
   
4. 
   
   
   前記分離筒（１４）の前記開口領域（２４０）が前記第１領域（３５Ａ）と一致するように、前記軸方向に関する前記分離筒（１４）の中間部分において、前記回転軸線（Ａｘ）に直交する前記分離筒（１４）の断面の中心が前記軸方向に直交する方向に徐々にずらされている、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の遠心送風機。
   
   
   
5. 
   
   
   前記分離筒（１４Ｃ）の前記開口領域（２４０）が前記第１領域（３５Ａ）と一致するように、前記フィルタ（３５）と前記スクロールハウジング（１７）との間の領域において、前記回転軸線（Ａｘ）に直交する前記空気取入ハウジング（２１Ｂ）の断面の中心が前記軸方向に直交する方向に徐々にずらされている、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の遠心送風機。
   
   
   
6. 
   
   
   前記内気導入口（２６，２７）が前記フィルタの前記第１領域（３５Ａ）の側に位置し、前記外気導入口（２５）が前記フィルタの前記第２領域（３５Ｂ）の側に位置する、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の遠心送風機。
   
   
   
7. 
   
   
   前記外気導入口（２５Ａ）から前記空気取入ハウジング（２１Ａ，２１Ｂ）に外気が取り入れられ、かつ前記内気導入口（２７Ａ）から前記空気取入ハウジング（２１Ｂ）に外気が取り入れられるときに、前記外気と前記内気とを分離する分離壁（４３）が前記空気取入ハウジング（２１Ｂ）内の前記フィルタ（３５）よりも上流側の領域に設けられ、空気の流れ方向に関して上流側から前記フィルタ（３５）を見たときに、前記分離壁（４３）の前記フィルタ（３５）近傍にある端縁（４３ｅ）が、前記第１領域（３５Ａ）内に位置している、請求項１記載の遠心送風機。

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