JPH10176698A - 空調装置用送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロスフローファンを用いて送風機の薄幅化
を維持しつつ、送風機の吐出圧力を向上させる。 【解決手段】 スクロールケーシング３の巻角Ｑ₁ を１
８０°以上とするとともに、スタビライザ角Ｑ₂ を４５
°以下とする。これにより、クロスフローファン１から
吹き出す空気をより多く集合させることができるととも
に、その集合させた空気の運動エネルギより多く圧力の
エネルギに変換することができる。さらに、ファン１内
部の圧力変動が抑えられるので、吹出口４の有効面積が
増えるため送風量を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調装置用送風機
（以下、送風機と略す。）に関するもので、後部座席用
空調装置（以下、リアエアコンと呼ぶ。）に適用して有
効である。

【０００２】

【従来の技術】リアエアコンの構造は、センターコンソ
ール部やグローボックスの下方部位に配設された、通常
の車両用空調装置（以下、フロントエアコンと呼ぶ。）
と同様に、送風機およびエバポレータ（蒸発器）等の空
調手段を収納する空調ケーシング等から構成されてお
り、空調ケーシングから吹き出す空調後の空気は、通風
ダクトを介して車室内に向けて送風される。

【０００３】ところで、リアエアコンは、通常、車両の
側面側の外板と内板（トリム）との間に形成される側面
空間に配設されているので、特に、リアエアコンのうち
車両幅方向に対応する部位の小型化（以下、この小型化
を薄幅化いう。）を図る必要性がある。この必要性を実
現すべく、例えば特公平７−７５９３９号公報では、送
風機として横流ファン（クロスフローファン）を用いて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般的に、ク
ロスフローファンの吐出圧力はシロッコファンに比べて
小さいため、リアエアコン等のように圧力損失の大きい
通風系では、十分な送風量を得ることが困難であった。
本発明は、上記点に鑑み、横流ファン（クロスフローフ
ァン）を用いて送風機の薄幅化を維持しつつ、送風機の
吐出圧力を向上させることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１ま
たは２に記載の発明では、スクロールケーシング（３）
の巻き始め（３ａ）から巻き終わり（３ｂ）まで至る、
スクロールケーシング（３）の巻角（Ｑ₁ ）を１８０°
以上とすることを特徴とする。

【０００６】これにより、横流ファン（１）から吹き出
す空気をより多く集合させることができるとともに、そ
の集合させた空気の運動エネルギより多く圧力のエネル
ギに変換することができる。したがって、速度三角形の
周方向速度成分である送風空気の圧力を向上させること
ができるので、空調装置用送風機の吐出圧力を向上させ
ることができる。

【０００７】ところで、エバポレータやヒータコア等の
熱交換器は、圧力損失が比較的大きいため、両熱交換器
を空調空気の通路を形成する空調ケーシング内に配設す
ると、圧力損失の大きい通風系となってしまう。このた
め、フロントエアコンでは、周知のごとく、吐出圧力の
大きいシロッコファンを用いた送風機を使用している。

【０００８】一方、リアエアコンでは、「従来の技術」
の欄で述べたようにリアエアコンの薄幅化を図るべく、
横流ファン（クロスフローファン）を用いる必要性があ
ることに加えて、クロスフローファンの吐出圧力が小さ
いため、従来は、エバポレータとヒータコアとを備え、
かつ、薄幅なリアエアコンを実現することが困難であっ
た。

【０００９】これに対して、本発明によれば、後述のご
とく、横流ファン（１）を用いた送風機であっても、シ
ロッコファンを用いた送風機と同等以上の吐出圧力およ
び送風量を得ることができるので、本発明に係る空調装
置用送風機をリアエアコンに採用すれば、薄幅化を維持
しつつ、エバポレータとヒータコアとを備えるリアエア
コンを実現することができる。

【００１０】請求項２に記載の発明では、スタビライザ
部（６）の端部と回転中心（Ｏ）とを通る第１基準線
（Ｌ₁ ）と、巻き終わり（３ｂ）と回転中心（Ｏ）とを
通る第２基準線（Ｌ₂ ）に直交する第３基準線（Ｌ₃ ）
とのなす角（Ｑ₂ ）は、４５°以下であることを特徴と
する。これにより、後述するように、横流ファン（１）
内部の圧力変動が抑えられるので、安定したファン特性
とすることができるとともに、吹出口（４）の有効面積
が増えるため送風量を向上させることができる。

【００１１】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施の形
態について説明する。 （第１実施形態）図１は、本実施形態に係る送風機を、
いわゆるワンボックス型車両の後部座席側に向けて吹き
出す空気の調和を図るリアエアコン１００に適用した状
態を示す平面図であり、図２はリアエアコン１００の正
面図である。

【００１３】図１、２中、１は回転軸に直角な断面内を
空気が貫流する横流ファン（クロスフローファン）であ
り、２はクロスフローファン１を駆動する電動モータで
あり、３はクロスフローファン（以下、ファンと略
す。）１を収納する樹脂製のスクロールケーシング（以
下、スクロールと略す。）である。このスクロール３
は、ファン１の径外方側にから吹き出す空気を順次集合
させながら下流側に導く空気流路３１（図３参照）を形
成するとともに、ファン１から、その周速に近い絶対速
度でもって吹き出された空気の運動エネルギの一部を圧
力のエネルギに変換している。

【００１４】このため、スクロール３は、図３に示すよ
うに、空気流路３１の下流側に向かうほど、空気流路３
１の断面積が拡大するように渦巻き状に形成され、か
つ、スクロール３の巻き始め３ａから巻き終わり３ｂま
で至るスクロールの巻角（以下、巻角と略す。）Ｑ₁ が
１８０°以上（本実施形態では、１９５°）となるよう
に形成さてている。

【００１５】また、空気流路３１の上流側であるスクロ
ール３の巻き始め３ａ側には、ファン１の径方向側に向
けて開口する吸入口４が形成され、一方、空気流路３１
の下流側である巻き終わり３ｂ側には、後述するヒータ
コアに向けて空気を吹き出す吹出口５が形成されてい
る。そして、巻き終わり３ｂより空気下流側には、吸入
口４と吹出口５とを区画するとともに、空気流路３１内
を上流側から下流側に向けて流通してきた空気が吸入口
４に逆流することを防止するスタビライザ部６がスクロ
ール３に一体成形されている。

【００１６】そして、スタビライザ部６のうち吹出口５
側の空気流れ上流側端部６ａと、ファン１の回転中心Ｏ
とを通る第１基準線Ｌ₁ と、巻き終わり３ｂと回転中心
Ｏとを通る第２基準線Ｌ₂ に直交する第３基準線Ｌ₃ と
のなす角（以下、スタビライザ角と呼ぶ。）Ｑ₂ は、４
５°以下となるようにスタビライザ部６が形成されてい
る。

【００１７】なお、スタビライザ角Ｑ₂ を小さくしてい
くと、吸入口４の開口面積が縮小して風量低下を招くの
で、実用的には、スタビライザ角Ｑ₂ は、４５°≧Ｑ₂
≧２０°が望ましく、本実施形態では、約４５°ある。
また、図１、２中、７は吹出口５から吹き出した空気を
冷却する、周知のエバポレータであり、８はエンジン
（図示せず）の冷却水を熱源とするヒータコアである。
９はヒータコア８を迂回するバイパス流路であり、１０
はバイパス流路９およびヒータコア８に流通する風量割
合を調節して車室内に吹き出す空気の温度を調節する周
知のエアミックドアである。

【００１８】１１はバイパス流路９を流通する冷風とヒ
ータコア８を流通する温風との混合を図る空間（エアミ
ックチャンバー）であり、１２は車両天井に形成さた空
気吹出口１３（図４参照）にダクト１４を介して連通す
るフェイス吹出口であり、１５は車両下方に形成された
空気吹出口１６（図４参照）にダクト１７を介して連通
するフット吹出口である。なお、１８はフェイス吹出口
１２とフット吹出口とを切り換え開閉して吹き出しモー
ドを切り換える吹出モードドアである。

【００１９】ところで、リアエアコン１００は、図１に
示すように、車両の側面側の外板１１０と内板（トリ
ム）１２０との間に形成される側面空間１３０内に配設
されている。そして、内板１２０には、車室内と側面空
間１３０とを連通させる車室内吸入口１４０が形成され
ており、この車室内吸入口１４０には、吸入空気の塵埃
を取り除くフィルタ１５０が配設されている。

【００２０】このため、本実施形態では、リアエアコン
１００（送風機）は、車室内空気をダクト等を介して直
接的に吸入するのではなく、側面空間１３０内の空気を
吸入することにより、間接的に車室内空気を吸入してい
る。また、リアエアコン１００（送風機）は、電動モー
タ２の回転軸２ａが車両幅方向に平行であって、かつ、
吸入口４が、車両前方斜め下方側に向いて開口するよう
に側面空間１３０内に配設されている。

【００２１】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態では、巻角Ｑ₁ が１８０°以上となるようにスクロ
ール３が形成されているので、ファン１から吹き出す空
気をより多く集合させることができるとともに、その集
合させた空気の運動エネルギより多く圧力のエネルギに
変換することができる。

【００２２】したがって、速度三角形の周方向速度成分
である送風空気の圧力を向上させることができるので、
送風機の吐出圧力を向上させることができる。また、ス
タビライザ角Ｑ₂ が４５°以下となっているので、ファ
ン１の内部に発生する渦の位置が、ファン１の内部の下
方に移動して圧力変動が抑えられるので、安定したファ
ン特性とすることができるとともに、渦が下方へ移動す
ることにより吹出口４の有効面積が増えるため送風量を
向上させることができる。

【００２３】なお、図５は、本実施形態に係る送風機お
よびシロッコファンを用いた送風機の風量と静圧との関
係を調査した試験結果であり、破線は本実施形態に係る
送風機の特性を示すグラフであり、実線はシロッコファ
ンを用いた送風機の特性を示すグラフである。因みに、
一点鎖線は、クール・フェイス（Ｃｏｏｌ−ｆａｃ
ｅ）、クール・フット（Ｃｏｏｌ−ｆｏｏｔ）、ホット
・フェイス（Ｈｏｔ−ｆａｃｅ）およびホット・フット
（Ｈｏｔ−ｆｏｏｔ）の各吹き出しモードにおける通風
抵抗曲線を示しており、各特性グラフと通風抵抗曲線と
の交点が実風量である。

【００２４】そして、図５から明らかなように、本実施
形態に係る送風機は、シロッコファンを用いた送風機に
比べて、開放点風量（ａ）、および各吹き出しモードに
おける実風量を大きくすることができるとともに、締切
点静圧（ｂ）をシロッコファンを用いた送風機と同等に
するこができる。また、送風量の向上とともに送風機の
効率が向上するので、騒音を低減することができる。な
お、発明者等の確認試験によれば、本実施形態に係る送
風機は、シロッコファンを用いた送風機に比べて、同一
風量で約３．５ｄＢ（Ａ）騒音を低減することができ
た。

【００２５】ところで、エバポレータ７やヒータコア８
等の熱交換器は、圧力損失が比較的大きいため、両熱交
換器７、８を空調空気の通路を形成する空調ケーシング
内に配設すると、圧力損失の大きい通風系となってしま
う。このため、フロントエアコンでは、周知のごとく、
吐出圧力の大きいシロッコファンを用いた送風機を使用
している。

【００２６】一方、リアエアコンでは、「従来の技術」
の欄で述べたようにリアエアコンの薄幅化を図るべく、
クロスフローファンを用いる必要性があることに加え
て、クロスフローファンの吐出圧力が小さいため、従来
は、エバポレータ７とヒータコア８とを備え、かつ、薄
幅なリアエアコンを実現することが困難であった。これ
に対して、本実施形態によれば、前述のごとく、クロス
フローファン１を用いた送風機であっても、シロッコフ
ァンを用いた送風機と同等以上の吐出圧力および送風量
を得ることができるので、リアエアコン１００（送風
機）の薄幅化を維持しつつ、エバポレータ７とヒータコ
ア８とを備えるリアエアコンを実現することができる。

【００２７】また、送風機は、電動モータ１の回転軸１
ａが車両幅方向と平行になるように側面空間１３０内に
配設されているので、薄幅化を維持しつつ、ファン１の
外径寸法の拡大を図ることができる。したがって、薄幅
化を維持しつつ、送風機の吐出圧力の向上を図ることが
できる。因みに、図６は、等しいファン１において、巻
角Ｑ₁ を１９５°とし、スタビライザ角Ｑ₂ を４５°と
した（□印で示す）場合と、巻角Ｑ₁ を１００°とし、
スタビライザ角Ｑ₂ を６０°とした（○印で示す）場合
とのファン特性の相違を示す試験結果である。因みに、
ファン１の外径はφ６２ｍｍ、全長は３０９ｍｍであ
る。

【００２８】なお、図６に示す試験結果は、横軸に風量
（ｍ³ ／ｍｉｎ）を取り、縦軸に、静圧（ｍｍＡｑ）、
回転数（ｒｐｍ）、電流値（Ａ）、消費電力（Ｗ）およ
び効率を取り上げている。そして、図６から明らかなよ
うに、本実施形態に係る送風機は、比較試験対象品に比
べて、開放点風量（ａ）で１．１５倍、締切点静圧
（ｂ）で４．３３倍、効率では４倍となり、ファン特性
が大幅に向上していることた判る。

【００２９】（第２実施形態）上述の実施形態では、電
動モータ１の回転軸１ａが車両幅方向と平行になるよう
に送風機を側面空間１３０内に配設したが、本実施形態
では、図７、８に示すように、回転軸１ａを車両上下方
向と平行になるように配設したものである。これによ
り、吸入口４の開口面積、およびファン１を車両上下方
向に拡大することができるので、吸入空気量を増大させ
て吐出風量を増大させることができる。

【００３０】ところで、通常、冷房モード（Ｃｏｏｌ−
ｆａｃｅ、Ｃｏｏｌ−ｆｏｏｔ）では風量を増大させ、
暖房モードではストーブ比（暖房能力と風量の比）を上
げるため風量を減少させる。このため、シロッコファン
を用いた送風機では、暖房モード時に電気抵抗（ブロワ
レジスタ）を用いて送風機の電動モータの回転を低下さ
せる必要があった。

【００３１】これに対して、本実施形態に係る送風機
は、図９に示すように、シロッコファンを用いた送風機
に比べて、暖房モードでは風量が小さく、冷房モードで
は風量が大きいので、電気抵抗等を用いることなく、各
モードに適した風量とすることができる。したがって、
リアエアコン１００の部品点数の低減を図ることができ
るので、リアエアコン１００の製造原価低減を図ること
ができる。

【００３２】なお、図９は、本実施形態に係る送風機お
よびシロッコファンを用いた送風機の風量と静圧との関
係を調査した試験結果であり、破線は本実施形態に係る
送風機の特性を示すグラフであり、実線はシロッコファ
ンを用いた送風機の特性を示すグラフであり、一点鎖線
は各吹き出しモードに対応する通風抵抗曲線である。因
みに、上述の説明および図５、９から明らかなように、
回転軸２ａを車両幅方向に平行に配設する場合と車両上
下方向に平行に配設する場合とでは、送風機の特性が異
なるので、クロスフローフアン１を用いたリアエアコン
１００においては、リアエアコン１００の要求仕様に応
じて適宜、回転軸２ａの方向を決定する必要がある。

【００３３】ところで、本発明は、スタビライザ部６の
端部６ａに、図１０に示すように、吸入口４側に折り返
した折り返し部６ｂを設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係るリアエアコンの平面図であ
る。

【図２】第１実施形態に係るリアエアコンの正面図であ
る。

【図３】スクロールケーシングの断面図である。

【図４】リアエアコンの実装状態を示す斜視図である。

【図５】送風機の風量と圧力との関係を示すグラフであ
る。

【図６】送風機の風量と圧力等との関係を示すグラフで
ある。

【図７】第２実施形態に係るリアエアコンの平面図であ
る。

【図８】第２実施形態に係るリアエアコンの正面図であ
る。

【図９】送風機の風量と圧力との関係を示すグラフであ
る。

【図１０】スタビライザ部に折り返し部を設けた例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１…横流ファン（クロスフローファン）、２…電動モー
タ、３…スクロールケーシング、４…吸入口、５…吹出
口、６…スタビライザ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪井 利信 岐阜県大垣市久徳町100番地 太平洋工業 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の側面側の外板（１１０）と内板
   （１２０）との間に形成される側面空間（１３０）内に
   配設され、車室内に向けて送風される空気の調和を図る
   車両空調装置に適用される空調装置用送風機であって、 回転軸（２ａ）に直角な断面内を空気が貫流する横流フ
   ァン（１）と、 前記横流ファン（１）を収納する渦巻き状のスクロール
   ケーシング（３）と、 前記スクロールケーシング（３）の巻き始め（３ａ）側
   に形成され、前記横流ファン（１）の径方向側に向けて
   開口する吸入口（４）と、 前記スクロールケーシング（３）の巻き終わり（３ｂ）
   側に形成され、空気を吹き出す吹出口（５）とを備え、 前記スクロールケーシング（３）の巻き始め（３ａ）か
   ら巻き終わり（３ｂ）まで至る、前記スクロールケーシ
   ング（３）の巻角（Ｑ₁ ）は、１８０°以上であること
   を特徴とする空調装置用送風機。
2. 【請求項２】 前記スクロールケーシング（３）のう
   ち、前記巻き終わり（３ｂ）より空気下流側には、前記
   吸入口（４）と前記吹出口（５）とを区画するスタビラ
   イザ部（６）が形成されており、 前記スタビライザ部（６）のうち前記吹出口（５）側の
   空気流れ上流側端部（６ａ）と前記横流ファン（１）の
   回転中心（Ｏ）とを通る第１基準線（Ｌ₁ ）と、前記巻
   き終わり（３ｂ）と前記回転中心（Ｏ）とを通る第２基
   準線（Ｌ₂ ）に直交する第３基準線（Ｌ₃ ）とのなす角
   （Ｑ₂ ）は、４５°以下であることを特徴とする請求項
   １に記載の空調装置用送風機。