JPH1191334A - 送風ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数のリブの形状を工夫することでリブによる
通風抵抗の増加を出来るかぎり小さく抑える。 【解決手段】下ケーシング２ａには底面２ｄから突出し
対数螺旋状に沿って延びた複数のリブ１３〜１６が一体
成形されている。これら複数のリブ１３〜１６は、ファ
ン３の径方向外方に並ぶように形成されている。また、
複数のリブ１３〜１６は、流路８の空気下流側に行くほ
ど本数が増加するように設けられている。水は電動モー
タ４に到達するまでには、矢印ａで示すようにリブ１３
を乗り越えてさらに矢印ｂで示すようにリブ１４を乗り
越え、さらには矢印ｃといったようにリブ１２〜１６を
乗り越えなければならない。このため、電動モータ４に
水が侵入することが確実に防止できる。さらにこれに加
え、複数のリブ１３〜１６が流路８に沿った対数螺旋状
にほぼ延びるように形成されているため、複数のリブ１
３〜１６による通風抵抗の増加を小さくすることができ
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、送風ユニットにお
いて、特に車両用空調装置に適用される送風ユニットに
好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置の送風ユニットで
は、スクロールケーシング内に遠心式ファン（以下、フ
ァン）を配置するものが一般的で周知である。そして、
この従来装置において、スクロールケーシングの底面に
は、円形状のファン挿入孔が形成されており、上記ファ
ンは上記挿入孔からスクロールケーシング内に挿入配置
される。また、従来装置では、スクロールケーシング内
部に侵入した水が、ファンを駆動するモータ側に流れ込
まないように、ファン挿入孔の開口縁に沿って上方に突
出したリブが設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者ら
は、空調風の送風量を増加させるのに有利と言われる、
縦広がりケーシング２を試作してみた。ここで、縦広が
りケーシング２とは、図１〜図４に示すようにケーシン
グ２を、内部の流路が縦方向（電動モータ４の回転軸線
方向）に拡大するように構成するものである。そして、
この従来装置において、ファン３によって吸い込まれ、
空調装置の外気導入口からケーシング２内に入り込む水
の挙動について検討した結果、下記の「課題を解決する
手段」にて述べるような現象が確認され、この水がモー
タ４内に入り込み、電動モータ４の耐久性を悪化させる
という問題が分かった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者の数値解析の結
果を図５に示す。なお、図５は図２中Ｄ−Ｄにて断面を
切ったときの空気流れベクトルを示すものである。この
検討装置によると、微量の水が侵入した場合には、上記
従来装置のようなリブを設けることで効果を有するので
あるが、例えば空調装置作動中（ファン２が作動中）の
まま、自動車を自動洗車機にて洗車すると、自動洗車機
からの高圧で多大の水は、ファン３によって吸い込ま
れ、上記リブでは、十分に電動モータ４への水の侵入が
防止できない。

【０００５】このような問題を対処するためには、リブ
の高さを高くすれば水の侵入を低減できるのであるが、
このようにするとリブが通風抵抗となり、送風空気の流
れの邪魔となって、風量低下および騒音増大等の問題が
生じる。この問題を解決すべく、本発明者はさらに検討
を進めた結果、上記検討装置において電動モータ４への
水侵入を助長するものとして、図５中○Ｓで示すように
電動モータ４側に向かう空気流が存在することが確認さ
れ、この空気流によって水が電動モータ４側に流れると
いった現象が起きていることが分かった。

【０００６】なお、このような空気流の発生は、ケーシ
ング内の流路８を電動モータ４の回転軸心方向に拡大す
るように構成したため、流路が拡大している際に、空気
流の乱れが発生するからでないかと考えられる。このよ
うに本発明者は、上記現象および挙動に着目し、上記電
動モータ４側に向かう空気流に水が流されないようにす
るために、リブを追加し、複数のリブ１３〜１６を設け
ることを検討した。つまり、複数のリブ１３〜１６を設
ければ、リブの高さを大きくせずに、電動モータの水入
りを低減することができる。しかし、このような複数の
リブ１３〜１６を設けると、通風抵抗が増加するので、
好ましくない。

【０００７】そこで、さらに複数のリブの形状を工夫す
ることで、リブによる通風抵抗の増加を出来るかぎり小
さく抑えることができることを着想した。本発明は、こ
のような検討によって考えだされたものであって、請求
項１ないし４記載の発明では、ケーシング（２ａ）内の
下面（２ｄ）から突出し、対数螺旋状にほぼ延び、遠心
式ファン（３）の径方向外方に並ぶ複数のリブ（１３〜
１６）を設けたことを特徴としている。

【０００８】これにより、ケーシング内に侵入した水
が、電動モータに到達するまでには、遠心式ファンの径
方向外方に並んだ複数のリブを乗り上げなければならな
いため、電動モータに水が侵入することが確実に低減で
きる。さらにこれに加え、複数のリブが流路に沿った対
数螺旋状にほぼ延びるように形成されているため、複数
のリブによる通風抵抗の増加を小さくすることができ
る。

【０００９】また、請求項２記載の発明では、複数のリ
ブ（１３〜１６）は、前記スクロール状の流路（８）の
空気下流側に行くほど、本数が増加するように設けられ
ていることを特徴としている。ここで、遠心式ファンに
て発生する空気流は、流路断面積が拡大する流路にて送
風圧力が徐々に高められる。このため、空気下流側に行
くほど、電動モータ側に向かう空気流も発生しやすくな
り、ケーシング内に侵入した水が、この空気流により電
動モータ側に流され易い。また、空気下流側に行くほ
ど、ケーシング内に侵入した水が集まって、ケーシング
の下面を流れる水量が増加する。

【００１０】そこで、請求項２記載の発明によれば、複
数のリブを流路の空気下流側に行くほど、本数が増加す
るように設けたため、送風圧力および水量に対応して、
確実に水がモータに侵入することを低減できる。また、
請求項３記載の発明では、複数のリブ（１３〜１６）の
うち、少なくとも１つは流路（８）のほぼ全域に設けら
れていることを特徴としている。

【００１１】ここで、本発明者の検討によると、リブを
流路のほぼ全域に設けないと、無い部分で水がふきあが
り、その水は送風空気中に含まれた状態で、空気下流側
に送られ、電動モータ内に侵入することが分かった。そ
こで、請求項３記載の発明によれば、リブを流路のほぼ
全域に設けたため、さらに確実にケーシング内に侵入し
た水が、電動モータに侵入することを低減できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づき説明する。図１は、車両用空調装置の送風
ユニット１の一部を示す図であり、図２のＣ−Ｃ断面図
である。また、図１は、送風ユニット１が車両に搭載さ
れた状態における図である。図２は、送風ユニット１を
構成する下ケーシング２ａの上面図（図１中上方から下
方に向けて見た図）である。

【００１３】送風ユニット１は、車室内へ向かう空気流
を発生するファン３と、このファン３を駆動する電動モ
ータ４と、上記ファン３を収納配置するケーシング２と
を有する。ファン３は、ポリプロピレン等の樹脂にて形
成されており、図１中上方から下方に向けて空気を吸い
込み、図１中左右方向に空気を吹き出す遠心式ファンで
ある。

【００１４】電動モータ４は、車載バッテリ（図示しな
い）にて駆動され、その回転軸（図示しない）には上記
ファン３が取り付けられている。そして、なお、電動モ
ータ４にてファン３が駆動されると、ファン３は、電動
モータ４の回転軸心方向（天地方向）から空気を吸い込
み、径方向外方に空気を吹き出す。電動モータ４は、樹
脂材のハウジング５（図示しない）内に収納されてお
り、さらにハウジング５の外周部には、環状の取付部材
６が設けられている。この取付部材６は、後述の下ケー
シング２ａに締結部材であるネジにて取り付けられる。

【００１５】ケーシング２は、ポリプロピレン等の樹脂
材にて形成されており、本例では、椀状の上ケーシング
（図示しない）と椀状の下ケーシング２ａとが組み付け
られて、スクロール状の流路８が構成される。具体的に
は、本例では上ケーシングと下ケーシング２ａとは、図
１中上下方向に組み付けて構成されている。なお、図２
は、上ケーシングを取り外したときの単体上面図を表し
ている。以下、本発明の要部である下ケーシング２ａの
詳細について説明する。図３に図２中Ａ−Ａ断面図、図
４に図２中Ｂ−Ｂ断面図を示す。

【００１６】図１、図２に示すように下ケーシング２ａ
内には、上記流路８が形成されており、この流路８は、
対数螺旋状で、空気下流側に行くにつれて流路断面積が
大きくなるように形成されている。なお、ここでいう対
数螺旋状とは、流体力学の数値解析に基づいて算出され
た形状であって、このようなケーシング２を設計する場
合において、必ず考慮すべき点であり、スクロール状の
流路８にてファン３による空気流を、スムーズに送風し
ながら、送風圧力を十分高めるためのものである。ま
た、流路８は、図１〜図４に示すように電動モータ４の
回転軸心方向に流路断面積が拡大する縦広がり形状とな
っている。

【００１７】下ケーシング２ａには、図１、３、４に示
すように空気下流側に行くにつれて、幅広となる傾斜面
２ｃが形成されている。この傾斜面２ｃは、空気流をス
ムーズに流すためのものであって、図５に示す数値解析
結果から分かるようにファン３の外周部から吹き出され
た空気が、下方斜め向きに吹き出すことから、これに合
わせて形成されている。

【００１８】下ケーシング２ａには、この傾斜面２ｃの
下端部から水平方向に延びて、最も下側の底面（下面）
２ｄが形成されており、さらにこの底面２ｄの外端部
（ファン３の径方向における最も外側）から上方に延び
て、スクロール状に形成された周壁部２ｅが形成されて
いる。上記底面２ｄには、上記ファン３が挿入される円
形状の挿入孔９が形成されている。さらにこの底面２ｄ
には、上記ファン３を取り付けるためのネジ孔１０が形
成されている。そして、ファン３は、この挿入孔９を通
じて図１中下方から上方に向けて挿入され、その後、上
記ビスをネジ孔１０にねじ込むことで、上記取付部材６
によよりファン３がケーシング２内に配置固定される。
また、下ケーシング２ａの流路８の外側には、上ケーシ
ングとの合わせ面となる取付面１１が形成されている。

【００１９】上記挿入孔９には、図１、図２に示すよう
にこの開口縁に沿って上方に突出した円弧状のリブ１２
が形成されている。このリブ１２は、電動モータ４に水
が入り込まないようにするためのものである。なお、こ
こでいう電動モータ４に水が入るとは、上記ハウジング
５と電動モータ４との合わせ面に水が侵入したりする事
などを意味する。

【００２０】そして、本例では、図１〜図４に示すよう
に下ケーシング２ａには、底面２ｄから突出し、上記対
数螺旋状に沿って延びた複数のリブ１３〜１６が一体成
形されている。そして、これら複数のリブ１３〜１６
は、図１、２に示すようにファン３の径方向外方に並ぶ
ように形成されている。また、複数のリブ１３〜１６
は、図５に示すように流路８の空気下流側に行くほど、
本数が増加するように設けられている。

【００２１】具体的には、複数のリブ１３〜１６のう
ち、リブ１３は図２に示すように下ケーシング２ａ内の
ほぼ全域に設けられており、リブ１３〜１６の最も外側
に形成されている。リブ１４は、その始点１４ａがリブ
１３のそれよりも空気下流側に位置している。また、リ
ブ１５の始点１５ａは、流路８の巻き終わり（図２中Ｅ
−Ｅ）より若干空気上流側に位置している。さらにリブ
１６の始点１６ａは、リブ１５の始点１５ａよりも空気
下流側に位置している。

【００２２】このようにすることで、例えば図１に示す
ように上記水が、電動モータ４に到達するまでには、矢
印ａで示すようにリブ１３を乗り越えて、さらに矢印ｂ
で示すようにリブ１４を乗り越え、さらには矢印ｃとい
ったように全てのリブ１２〜１６を乗り越えなければな
らない。このため、電動モータ４に水が侵入することが
確実に低減できる。さらにこれに加え、複数のリブ１３
〜１６が流路８に沿った対数螺旋状にほぼ延びるように
形成されているため、複数のリブ１３〜１６による通風
抵抗の増加を小さくすることができる。

【００２３】なお、これらリブ１３〜１６は、騒音発生
や通風抵抗を出来るかぎり小さくするために、突出高さ
（図１中上下方向の高さ、底面２ｄからリブの先端まで
の高さ、図１中矢印ｈ）は、３ｍｍ以内が好ましく、本
例では３ｍｍとしてある。また、このように複数のリブ
１３〜１６が、流路８の空気下流側に行くほど、本数が
増加するように設けたのは、以下の理由がある。つま
り、ファン３にて発生する空気流は、流路断面積が拡大
する流路８にて送風圧力が徐々に高められる。このた
め、空気下流側に行くほど、電動モータ４側に向かう空
気流も発生しやすくなり、下ケーシング２ａ内に侵入し
た水が、この空気流により電動モータ４側に流され易
い。また、空気下流側に行くほど、ケーシング２ａ内に
侵入した水が集まって、下ケーシング２ａの下面２ｄを
流れる水量が増加する。

【００２４】このため、本例では、複数のリブ１３〜１
６を流路８の空気下流側に行くほど、本数が増加するよ
うに設けたため、送風圧力および下ケーシング２ａに集
まる水量にに対応して、確実に水が電動モータ４に侵入
することがか確実に防止できる。また、本例では下ケー
シング２ａ内で、最も空気上流側に位置、つまり最も流
路断面積が小さい部位に形成されているのは、リブ１３
のみである。ここで、この部位に、２列のリブを形成し
ても良いのではあるが、２列のリブは、ある程度の間隔
を開けて形成する必要がある。この理由は、２つのリブ
を近づけると、図５中矢印ａ〜ｃで示したように水がリ
ブ１２〜１６を乗り越えるのでなく、水の表面張力によ
り、リブの頂上に沿って流れてしまうからである。さら
には、狭い部位に２列のリブを形成しようとすると、樹
脂の型抜きが困難となるため、好ましくない。このた
め、本例では、最も空気上流側には、１つのリブ１３の
みとした。

【００２５】そして、本例では、下ケーシング２ａ内に
侵入した水は、以下のように空気下流側に流される。先
ず、流路８のうち最も上流側、つまり、下ケーシング２
ａの内周面２ｇと隣接して設けられたリブ１３が形成さ
れた部位では、下ケーシング２ａ内に侵入した水は、底
面２ｄと内周面２ｇとリブ１３とにて溝２０が形成され
ている。これにより、ファン３のうち、流路８の上流側
に吹き出された送風空気は隣接した内周面２ｇに吹き当
たり、底面２ｄに沿って流れ落ち、溝２０内に溜まる。
溝２０内に溜まった水は、ファン３の送風空気の風圧に
よって、空気下流側に案内される。

【００２６】リブ１３とリブ１４と底面２ｄとでも、同
様な溝が形成され、さらにリブ１４とリブ１５、リブ１
５とリブ１６とでも同様な溝が形成される。このため、
本例では、下ケーシング２ａ内に侵入した水が、送風空
気によって吹き上げられることなく、溝２０らによっ
て、スムーズに空気下流側に案内される。なお、このよ
うに案内された水は、周知のエバポレータ（図示しな
い）の下流側に開口形成された、ドレン水排水パイプ
（図示しない）から車室外に排出される。

【００２７】また、上記リブ１３は、流路８の全域に設
けられているが、本発明者の検討によると、リブ１３の
うち流路８の空気上流側部位が無いと、この部分で水が
ふきあがり、送風空気中に含まれた状態で、空気下流側
に送られ、水が電動モータ４に侵入することが分かっ
た。そこで、本例では、リブ１３を流路８の全域に設け
たため、下ケーシング２ａ内に侵入した水を、さらに確
実に電動モータ４に侵入することが防止できる。（変形
例）上記実施形態では、流路８は、電動モータ４の回転
軸心方向に流路断面積が拡大する縦広がり形状となって
いたが、電動モータ４の回転軸心方向において、流路幅
が一定のものであっても、本発明は適用できる。

【００２８】また、上記各実施形態では、挿入孔９の開
口縁に沿って円弧状に延びるリブ１２を設けたが、この
リブ１２は、発明の必須用件でなく、無くても良い。ま
た、本発明は、リブ１３〜１６を対数螺旋状に形成した
が、リブ１３〜１６を若干対数螺旋状からずれるように
形成したものも本発明に含む。また、本発明は、車両用
空調装置の送風ユニット１のみに適用されるものでは無
く、どのような用途にでも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における送風ユニットの構成
図である。

【図２】上記実施形態におけるケーシングの上面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】本発明者の検討結果を示す図である。

【符号の説明】

１…送風ユニット、２ａ…ケーシング、２ｄ…下面、３
…ファン、４…電動モータ、８…流路、１３〜１６…リ
ブ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対数螺旋状のスクロール状の流路（８）
   をなすケーシング（２ａ）内に、電動モータ（４）にて
   駆動され、この電動モータ（４）の回転軸心方向が上下
   方向を向くように遠心式ファン（３）が収納配置される
   送風ユニット（１）であって、 前記ケーシング（２ａ）内の下面（２ｄ）から突出し、
   前記対数螺旋状にほぼ延び、前記遠心式ファン（３）の
   径方向外方に並ぶ複数のリブ（１３〜１６）を設けたこ
   とを特徴とする送風ユニット。
2. 【請求項２】 前記複数のリブ（１３〜１６）は、前記
   スクロール状の流路（８）の空気下流側に行くほど、本
   数が増加するように設けられていることを特徴とする請
   求項１記載の送風ユニット。
3. 【請求項３】 前記複数のリブ（１３〜１６）のうち、
   少なくとも１つは前記流路（８）のほぼ全域に設けられ
   ていることを特徴とする請求項２記載の送風ユニット。
4. 【請求項４】 前記流路（８）は、前記回転軸心方向に
   流路断面積が拡大する縦広がり形状となっていることを
   特徴とする請求項１ないし３いずれか１つに記載の送風
   ユニット。