JPH0645368Y2 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、送風機能の向上された送風機が組込まれた自
動車用空気調和装置に関する。

〔従来の技術〕

乗用自動車の運転席計器盤の下面に設置される型式の従
来の自動車用空気調和装置は一般に第９図に模式的断面
図として示された如き構造を備えている。即ち装置のケ
ーシングをなす空調用ダクト20の上流側端にはファンケ
ーシング100が接続されており、内蔵された多翼ファン1
04の一方の開口端に面して外気吸入口101と内気吸入口1
02が開口している。103はこの両吸入口の選択的開閉用
の内外気切替ダンパであり、105はファンモータであ
る。ファン104の下流には冷房用熱交換器としてのエバ
ポレータ21と暖房用温水式ヒータとしてのヒータコア22
が、そしてダクト20の下流側端には、主として冷風の吹
出用のベンチレーション吹出口26、温風の吹出用のヒー
ト吹出口27、及び窓ガラスの曇り止め用のデフロスト吹
出口28がそれぞれ設けられている。

被空調空気はファン104によって吸入口101又は102から
空調用ダクト20内に導入され、エバポレータ21を通過さ
せられることによって冷房運転時には冷房除湿された
後、ヒータコア22への冷風流入量の調節用エアミックダ
ンパ23の開度調整によって、ヒータコア22を通過して暖
められる空気とヒータコア22をバイパスする冷風路24を
流れる空気とに任意の分配比をもって分流させられる。
この冷温両風は各吹出口26〜28の手前のエアミックスチ
ャンバ25で合流して所望の空気温度となる。３つの吹出
口即ちベンチレーション吹出口26、ヒート吹出口27、デ
フロスト吹出口28のいずれから空調済空気を吹出すかを
選択するために、空調装置操作パネルに設けられた吹出
モード切替レバーを動かすと、リンク機構が働きベンド
〜デフ切換ダンパ31及びヒートダンパ33が所定の連動関
係のもとに開閉される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この種の自動車用空気調和装置にはスペースにゆとりの
乏しい車内空間に設置するために、極力外形をコンパク
トに納めしかも必要とする送風能力を確保する必要があ
る。また送風機から発生する甚だ耳ざわりな送風騒音の
低減も重要な課題をなしている。

本考案は上記の如き従来の自動車用空気調和装置に組込
まれて来た送風機の構造を更に改良することによって、
装置の大型化を伴うことなく送風機への吸気口の開口面
積を大幅に増大させ、装置の送風能力を向上させると同
時に、通風抵抗を低減させて送風騒音を低減し得る自動
車用空気調和装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本考案の自動車用空気調和
装置は、軸方向の両方の開口端から空気を吸入しうるよ
うに構成された多翼ファンと、前記多翼ファンを収納す
るファンケーシングと、前記ファンケーシングのうち、
前記多翼ファンの回転軸方向の一方の開口端に連なる部
分に設けられた外気吸入口及び第１の内気吸入口と、前
記ファンケーシングのうち、前記多翼ファンの回転軸方
向の他方の開口端に連なる部分に設けられた第２の内気
吸入口と、前記外気吸入口及び第１の内気吸入口を選択
的に開閉する第１の開閉手段と、前記第２の内気吸入口
を開閉する第２の開閉手段と、前記第１の開閉手段と前
記第２の開閉手段とを連動して開閉作動させる連動手段
とを備え、 （ｈ）外気吸入空調モード時には、少なくとも前記第１
の開閉手段によって前記外気吸入口を開き、前記第１の
内気吸入口を閉じ、 一方内気循環空調モード時には、前記第１の開閉手段に
よって前記外気吸入口を閉じ、前記第１の内気吸入口を
開くとともに、前記第２の開閉手段によって前記第２の
内気吸入口を開くように前記連動手段が構成されている
という技術的手段を採用する。

〔作用および考案の効果〕

上記の如き構成を備えた自動車用空気調和装置は、装置
を外気導入状態のもとに働かせる時には、送風機のファ
ンケーシングに設けられた少なくとも第１の内気吸入口
を閉ざすと共に外気吸入口を開く様に各吸入口を開閉さ
せる。

また内気循環状態のもとに装置を働かせる時には、外気
吸入口を閉ざし、第１及び第２の内気吸入口を連動して
開かせることによって、内気吸入口の開口面積が従来の
同種同形状の送風機に較べて著しく広くなり、送風量を
増大させると共に、吸気域の通風抵抗の低減によって送
風騒音のレベルを低下させることができる。多翼ファン
の回転軸方向の両端から内気を吸入する構成であるか
ら、多翼ファンの外径の増大化を招くことなく上記効果
を達成でき、スペース上の制約が大きい自動車において
実用上極めて有利であるとともに、第1,第２の開閉手段
によって、内外気の切替導入機能を何ら支障なく良好に
発揮できる。

〔実施例〕

以下図に示す実施例に基づいて本考案の具体的な構成を
説明する。

第１図及び第２図は一実施例装置の模式的側断面図及び
送風機に組込まれているファンの斜視図であって、装置
の本体部分Ｂのハウジングとしての空調用ダクト20は、
空気入口端20aにスクロールケーシングを備える遠心式
送風機Ａの吹出口を接続させている。

多翼ファン11を納めた送風機Ａのファンケーシング10A
は樹脂製であって、このファンケーシング10Aには、フ
ァン11の回転軸方向の一方の開口端ａに臨む吸気口10a
を覆うように上側付属ケーシング10Bが一体成形され、
又他方の開口端ｂに臨む吸気口10bを覆うように樹脂製
の下側付属ケーシング10Cが取付けられている。前記吸
気口10aを有するベルマウス部10Dは鉄板製であり、ファ
ンケーシング10Aにビスにより一体に締付け固定されて
いる。そして、上側付属ケーシング10Bには、上方部に
おいて大きく開口する外気吸入口１と、この吸入口１の
左右両側に隣接させる様にして２個所に分散させた第１
の内気吸入口２及び３が設けられている。第１の内気吸
入口の一方の分口２と大きく開口する外気吸入口１の一
半側開口部とを選択的に開閉させるために内外気切替ダ
ンパ５が、また第１の内気吸入口の他方の分口３と外気
吸入口１の他半側開口部を選択的に開閉させるために内
外気切替ダンパ６がそれぞれ上側付属ケーシング10B内
に組込まれている。第１の開閉手段はこの内外気切替ダ
ンパ５と６により構成される。

２つの内外気切替ダンパ５と６は、これら両ダンパの連
動機構及び内外気切替用遠隔操作機構の働きによって内
気導入空調モードに切替られたときには、第１図に一点
鎖線で示す位置に移動して外気吸入口１を完全閉鎖し、
外気導入空調モードに切替えた時には２個所に分かれた
第１の内気吸入口２と３とを完全に閉じる図示実線位置
に移動するようになっている。

一方、下側付属ケーシング10Cには第２の内気吸入口４
が設けられており、この吸入口４には第２の開閉手段で
ある内気吸入口ダンパ７が組付けられている。この内気
吸入口ダンパ７には、第１の内気吸入口２及び３と第２
の内気吸入口４とを連動的に開閉するための連動機構が
付設されている。

送風機Ａの多翼ファン11は樹脂の一体成形品からなり、
第２図に示されている様に、回転軸方向の両側の開口端
ａとｂからそれぞれ流入して来る空気の混流を防ぐため
の仕切壁11Cによって２つのファン部11Aと11Bとに分割
されている。そして、この２つのファン部11A,11Bの羽
根の配設位置は、第２図にみられる様にファンの回転方
向に相対的にずらされている。11dはファン11をその駆
動用モータ12の出力軸に取付けるためのボス部である。
なお、仕切壁11Cはボス部11dの外周端部に一体形成され
ている。

空調装置本体部分Ｂの構成は第９図に示された従来装置
と基本的に異なる所はない。図中の26bはベンチレーシ
ョン吹出口の延長用ダクト、26aはその室内吹出口、27a
はヒート室内吹出口、28bはデフロスト吹出口の延長用
ダクト、28aはそのデフロスタノズル、29はベント〜デ
フ切替ダンパ、30はヒートダンパである。

第３図は上記実施例装置の操作パネルの正面図であっ
て、運転席計器盤に組み込まれている。40は操作パネル
のベース板、41は空調モードの切替用レバー、42はエア
ミックスダンパ23を回動させて吹出空気温度を調節する
ための調温用レバー、43は内外気切替用レバーであっ
て、パネルのベース板40に“FRESH"で表示した位置に操
作した時、ダンパ5,6,7により外気吸入口１が全開し第
１及び第２内気吸入口2,3及び４が全閉される。又レバ
ー43を“RECIRC"表示位置に操作すると、各吸入口１〜
４はダンパ5,6,7により外気吸入時と逆の開閉状態にな
り、内気循環空調モードに切替えられる。44はファン11
の送風能力の切替用レバーであり、ファンモータ12への
通電制御をつかさどる。尚小文字ａを付した符号は対応
する数字を示したレバーのそれぞれのガイド溝である。

第４〜６図に送風機Ａの具体的な構造の一例を示した。

50は内外気切替ダンパ５と６及び内気吸入口ダンパ７を
所定の連動関係のもとに開閉作動させるためのリンク機
構を納めたカバー体、60はこのリンク機構の作動用動力
源としてのサーボモータであって、その内部構造の図示
は省かれている。61は電気リード線で、サーボモータ60
に作動コントロール用の電気信号を入力するものであ
る。

各ダンパ5,6及び７の連動用リンク機構は、これらダン
パの各々の回転軸5a,6bおよび7aにそれぞれ一体に軸嵌
された回転用レバー5b,6bおよび7bと、回転用レバー5b
と6bの先端にそれぞれクランプ53を用いて可撓的に取付
けられたロッド51及び52と、回転軸54aの周りに回動可
能な第１の回転部材54と、サーボモータ60の出力軸に連
結された回転軸56の周りに回動する第２の回転部材55
と、この第２の回転部材55の回転を内気吸入口ダンパ７
の回転用レバー7bに伝えるためのワイヤ57とを主構成要
素として成りたっている。58はワイヤ57の保持用チュー
ブ材である。

このリンク機構の作動を説明すると、サーボモータ60の
電気リード線61は操作パネル40に設けられている内外気
切替レバー43の動きを受けてオン〜オフされるスイッチ
（図示略）又はこのスイッチを含む制御回路に接続され
ているので、レバー43の左右動に伴ってサーボモータ60
は一定の回転角だけ正回転又は逆回転させられる。モー
タ60の回転動は第２の回転部材55を左又は右回転させる
ので、部材55の回転軸56をはさんで一方の端部に連結さ
れているワイヤ57が内気吸入口ダンパ７を開き又は閉じ
させる様に前進又は後進動を起こす。第２の回転部材55
の回転軸56をはさんで他方の端部にはピン55bが植設さ
れており、このピン55bは第１の回転部材54に設けられ
た異形くり抜き穴54bに遊嵌されている。従って、第２
の回転部材55の回転動は、ピン55b及び異形くり抜き穴5
4bを介して第１の回転部材54をその回転軸54aの周りに
回動させる力として作用することになる。そして第２の
回転部材54は、その回転軸54aをはさんで一端部にロッ
ド51を、又他端側にロッド52をそれぞれ回転ピンを介し
て連結させているので、サーボモータ60の正又は逆回転
動はこれらのロッド51及び52を押し又は引く力として働
き、各々のロッドに連結されたレバー5bおよび6bを介し
て内外気切替ダンパ５及び６を、内気吸入口ダンパ７の
動きに同調させつつ、所定の開閉作動関係のもとに連動
させる。

図中の符号35は気密の保持用パッキンを、36は上下の２
分割構造を備えた送風機ケーシング10Aの締結用部材を
表しており、その他の符号は前記のそれと共通してい
る。

次に、上記実施例装置の作動を車室内空気を被空調空気
として取り入れる内気循環空調モードと、外気を被空調
空気として取り入れる外気吸入空調モードとに分けて説
明する。

〔内気循環空調モード〕

一般に運転席計器盤に取付けられている自動車用空気調
和装置の操作パネルに設けてある内外気切替レバー43を
内気循環側（RECIRC位置）にセットすると、このレバー
の動きを受けて前記サーボモータ60を用いた連動機構が
働き、内外気切替ダンパ５と６、及び内気吸入口ダンパ
７は第１図中に一点鎖線で描かれた位置に移動し、２個
所に分散して開口する第１の内気吸入口２と３及び第２
の内気吸入口４は共に開放される。従って、第９図に例
示した如き従来装置の内気吸入口102に較べると送風機
の外形寸法が同一であっても内気吸入口の開口面積をは
るかに広くとることができる。従って、ファン11の吸気
域における通気抵抗が大幅に減少し、装置の送風能力を
大幅に増大できる効果が得られる。

また、遠心式送風機Ａは、ファンケーシング10A内に局
部的な圧力差が生ずることに伴う渦流の発生などによっ
て、又羽根やケーシングの共鳴現象によってかなりの運
転騒音を発するので、殊に乗用自動車の様に送風機が車
室内で乗員に近接した位置関係のもとに配置されている
場合には車室内の居住性を損なうことが著しいが、本考
案装置では上記の様にファンの吸気域での吸気抵抗を低
く押さえることができるので、このような重大な不都合
である送風機の運転騒音も又大幅に低減させることがで
きる。

更に、本考案装置に組込まれている送風機ファン11は、
ファンの回転軸方向に仕切壁11Cを設けることによって
２つのファン部11Aと11Bの組合わせ構成がとられてい
る。なお、両ファン部11A,11Bの羽根の配設位置は回転
方向に相対的にずらさなくてもよいが、ずらすことによ
り、元来空気の疎密波を生じさせる働きをもった２つの
ファン部11Aと11Bからそれぞれ発生する疎密波のピッチ
は同期状態からずらさせることになり、それに伴って２
つのファン部11A,11Bからの互いに波動周期のずれた２
つの空気の疎密波が、疎密の変動が小さい連続的な流れ
となって、送風騒音のレベルを低下させる効果を得るこ
とができる。又第１の内気吸入口も２個所に分散させる
ことによって装置外形のコンパクト化が図られている。

〔外気吸入空調モード〕

内外気切替レバーを外気導入側にセットすることによっ
て、２つの内外気切替ダンパ５と６は共に第１の内気吸
入口２と３を閉鎖させると共に第２の内気吸入口４もダ
ンパ７によって閉ざされる一方、外気吸入口１が全開さ
れて外気吸入モードが実現する。

もっとも第２の内気吸入口４が閉ざされると、ファン11
は仕切壁11Cの存在によって内気吸入口４側のファン部1
1Bがその機能を停止することになり、送風機11の送風能
力が減殺される不利を招くので、内気吸入口ダンパ７を
必要に応じて２つの内外気切替ダンパ５と６との連動関
係と切り離して独立的に開作動させるための開閉機構を
付設してもよい。あるいはファン11の仕切壁11Cに適宜
に通気孔を設ける様にしても外気吸入モード時の送風能
力低下を防ぐことができる。

ファン11を仕切壁11Cによって２分割することによって
形成された２つのファン部11Aと11Bのそれぞれの送風能
力の比率をどの様な値に設定すれば、外気吸入モード時
の送風量を不当に低下させることなく、内気循環モード
時の吸気能力向上効果を活用できるかについては様々に
実験を重ねた結果、ファン部11Aとファン部11Bのそれぞ
れの羽根の長さの比率を60:25とした時に、上記実施例
装置については総合的な送風能力が最大限にまで高めら
れることが確認された。

内外気切替ダンパ５と６及び内気吸入口ダンパ７とを上
記の様に時に応じて異なった連動関係のもとに作動させ
る事は純機械的なリンク機構で行うこともできるが、第
１図に示されている様に各ダンパ5,6及び７にそれぞれ
ダンパ開閉作動用の負圧アクチュエータ500、510及び52
0と、各アクチュエータに負圧又は大気圧を任意に切替
供給するためのバキュームソレノイドバルブ530、540及
び550を組合せて構成される如き、ダイヤフラムを用い
た遠隔開閉作動機構を採用してもよい。各バキュームソ
レノイドバルブ530〜550は図示が省かれている空調装置
のコントロールアンプＣからの出力信号によって開閉さ
れる。この場合には各ダンパ５〜７には車室内に所望の
様々な空調状態をもたらすための様々な開閉状態の組合
せを与えることができる。

第７図及び第８図はファンモータ12の具体的取付構造を
示すものであって、ファンケーシング10Aの底部には円
形開口部10′があけられており、この開口部10′の内周
部には樹脂製の環状空気案内板62が密着嵌合し、そして
空気案内板62には第７図に示すように半径方向外方へ部
分的に突出する第１突出部63が複数個（本例では３個）
形成され、この第１突出部63の部分をタッピングスクリ
ュ64によってファンケーシング10Aの底部に締付け固定
している。そして、本例においては、空気案内板62の内
周端部に吸気口10bが形成されている。ファンモータ12
の外周面には、３個の金属製ステー65の一端がスポット
溶接により固定され、この３個のステー65の他端にはそ
れぞれ穴66があけられ、この穴66にはゴム製の断面Ｔ形
状の第１グロメット67が挿通され、この第１グロメット
67の中央穴部には断面Ｔ形状の金属製カラー69が挿通さ
れ、更にステー65の他端部と、空気案内板62に部分的に
形成した３個の第２突出部63aとの間にゴム製の環状の
第２グロメット68を介在し、タッピングスクリュー70を
カラー69の中を通して空気案内板62の第２突出部63aに
締付けることにより、ファンモータ12のステー65を防振
的に空気案内板62に固定している。従って、ファンモー
タ12の振動がファンケーシング10A側に伝導するのを上
記防振取付部において良好に吸収できる。

また、第７図、第８図に示す構造においては、多翼ファ
ン11の外径より大きい外径寸法を持つ空気案内板62をフ
ァンケーシング10Aと別体にして、ファンケーシング10A
に対しタッピングスクリュー64により着脱自在に取付け
るとともに、下側付属ケーシング10Cをタッピングスク
リュー72（第８図）にてファンケーシング10Aに着脱自
在に取付けているから、送風機Ａの修理、交換時にはフ
ァンケーシング10Aから下側付属ケーシング10C及び空気
案内板62を取外すことにより、多翼ファン11とファンモ
ータ12を一体結合したままファンケーシング10Aの外部
へ取出すことができ、送風機Ａの修理・交換の作業を容
易に行うことができる。なお、第８図において内気吸入
口ダンパ７の下面には発泡弾性材からなるパッキン7bが
貼着されている。

なお、上記した実施例では、ファンケーシング10Aに上
側付属ケーシング10Bを一体成形しているが、この両者1
0A,10Bを別体で成形後、一体に組付ける構造としたり、
各空気吸入口の開口位置や寸法あるいはダンパ形状乃至
はそれらの設置個数等に適宜設計変更を施しても本考案
が目的とする装置の作用を維持させることは勿論可能で
ある。

尚第２の内気吸入口４は下側付属ケーシング10Cの側面
に設けてもよい。更にこの吸入口４の開閉は回転板とし
てのダンパの他にスライド式の蓋板を用いたり、連通穴
を有する嵌合２重筒を用いるなど様々な設計変更が可能
であるし、第２の内気吸入口４は複数個所に分散して設
け吸入口面積を増大させる様にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による一実施例装置の模式的側断面図、
第２図は装置に組込まれた送風機ファンの斜視図、第３
図は装置の操作パネルの正面図である。 第４〜６図はいずれも送風機Ａの具体的構造の例示図で
あって、第４図は各ダンパの連動用リンク機構の説明用
外観斜視図、第５図は送風機ケーシングの部分破断斜視
図、第６図は部分分解図である。第７図は本考案による
送風機ファンモータの具体的取付構造を例示する一部断
面平面図、第８図は第７図のX-X矢視断面図である。 第９図は従来の自動車用空気調和装置を模式的に示した
側側面図である。 １…外気吸入口,2,3…第１の内気吸入口,4…第２の内気
吸入口,5,6…第１及び第２の内外気切替ダンパ,7…第２
内気吸入口ダンパ,10A,10B,10C…ファンケーシング,11
…多翼ファン,a,b…ファンの開口端,11c…仕切壁,20…
空調ダクト,A…遠心式送風機,B…装置の本体部分。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 今枝 正良 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)考案者 市谷 裕 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)考案者 西村 要二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 精廣 清和 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−192705（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭55−1927（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）軸方向の両方の開口端から空気を吸
   入しうるように構成された多翼ファンと、 （ｂ）前記多翼ファンを収納するファンケーシングと、 （ｃ）前記ファンケーシングのうち、前記多翼ファンの
   回転軸方向の一方の開口端に連なる部分に設けられた外
   気吸入口及び第１の内気吸入口と、 （ｄ）前記ファンケーシングのうち、前記多翼ファンの
   回転軸方向の他方の開口端に連なる部分に設けられた第
   ２の内気吸入口と、 （ｅ）前記外気吸入口及び第１の内気吸入口を選択的に
   開閉する第１の開閉手段と、 （ｆ）前記第２の内気吸入口を開閉する第２の開閉手段
   と、 （ｇ）前記第１の開閉手段と前記第２の開閉手段とを連
   動して開閉作動させる連動手段とを備え、 （ｈ）外気吸入空調モード時には、少なくとも前記第１
   の開閉手段によって前記外気吸入口を開き、前記第１の
   内気吸入口を閉じ、 一方内気循環空調モード時には、前記第１の開閉手段に
   よって前記外気吸入口を閉じ、前記第１の内気吸入口を
   開くとともに、前記第２の開閉手段によって前記第２の
   内気吸入口を開くように前記連動手段が構成されている
   ことを特徴とする自動車用空気調和装置。
2. 【請求項２】前記連動手段は、一つのサーボモータと、
   そのサーボモータの出力を前記第１の開閉手段と前記第
   ２の開閉手段に伝動する伝動部材とからなることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の自動車用空
   気調和装置。
3. 【請求項３】前記多翼ファンは、その回転軸と直角方向
   に伸びる仕切壁を有し、この仕切壁によって２つのファ
   ン部を有することを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項又は第２項記載の自動車用空気調和装置。
4. 【請求項４】前記２つのファン部は、このファン部の羽
   根の配置位置がファンの回転方向に相対的にずらされて
   いることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第３項記
   載の自動車用空気調和装置。
5. 【請求項５】外気吸入空調モード時には、前記第１の開
   閉手段によって前記外気吸入口を開き、前記第１の内気
   吸入口を閉じるとともに、前記第２の開閉手段によって
   前記第２の内気吸入口を閉じるように前記連動手段が構
   成されていることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項ないし第４項のいずれか１つに記載の自動車用空
   気調和装置。