(57)【要約】温度調和ユニット（１０）は、インペラ（１１０）と、回転駆動源（２００）と、ファンケース（１２０）と、筐体（３００）と、吸気チャンバと、を備える。インペラ（１１０）は、回転軸を中心部に含み、回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のインペラディスク（１１２）と、インペラディスク（１１２）の片面の吸気孔（１２２）の側に立設する複数の動翼（１１１）と、を有する。回転駆動源（２００）は、シャフト（２１０）を含み、シャフト（２１０）を介してインペラ（１１０）に連結されている。ファンケース（１２０）は、回転軸を中心として形成された実質的に円筒状の側壁と、回転軸に垂直な面で回転軸を中心とする円形状の吸気孔（１２２）と、回転軸に沿った方向において、側壁に対して吸気孔（１２２）とは反対側に位置する吐出孔（１２３）と、を有する。筐体（３００）は、ファンケース（１２０）が取り付けられる外表面を含み、内部には被温度調和対象が収納される。分岐ダクト部は、吐出孔（１２３）から流れる空気を分岐する。吸気チャンバにおいては、被温度調和対象の流入面に流体が溜まる。
2017051521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心部に含み、前記回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のインペラディスクと、
前記インペラディスクの片面の吸気孔の側に立設する複数の動翼と、
を有するインペラと、
シャフトを含み、前記シャフトを介して前記インペラに連結されている回転駆動源と、
前記回転軸を中心として形成された実質的に円筒状の側壁と、
前記回転軸に垂直な面で回転軸を中心とする円形状の吸気孔と、
前記回転軸に沿った方向において、前記側壁に対して前記吸気孔とは反対側に位置する吐出孔と、
を有するファンケースと、
前記ファンケースが取り付けられる外表面を含み、内部には被温度調和対象が収納される筐体と、
前記吐出孔から流れる空気を分岐する分岐ダクト部と、
前記被温度調和対象の流入面に前記空気が溜まる複数の吸気チャンバと、
を備える温度調和ユニット。
【請求項２】
前記ファンケースの内壁面は、
前記吸気孔から吸気される空気が、前記インペラの回転によって前記インペラの外周方向の全周に出力される、遠心風を方向変換する、前記ファンケースの前記側壁である気流誘導形状と、
前記インペラの回転軸と平行な方向成分と、前記インペラの回転方向に対して、前記吐出孔に向かうにつれて回転軸からの距離が大きくなるスクロール形状とを含む曲面形状と、
を具備する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項３】
前記ファンケースの内壁面は、
前記インペラの前記回転軸と平行な方向成分と、前記インペラの回転軸を中心とする円弧形状とを含む実質的な円筒形状を
具備する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項４】
前記インペラは、
前記動翼の各々の端部を前記吸気孔側にて覆設する環状板体であるシュラウドを含む請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項５】
前記動翼の後縁は前記インペラディスクの外周側に位置し、
前記動翼の前縁は前記回転軸の中心側であり、かつ、前記後縁よりも前記インペラの回転方向の前進側に位置する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項６】
前記動翼の後縁は前記インペラディスクの外周側に位置し、
前記動翼の前縁は前記回転軸の中心側であり、かつ、前記後縁よりも前記インペラの回転方向前方側に位置し、
前記動翼は前記インペラの回転方向前方側に凸状の湾曲面を有する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項７】
前記回転駆動源は電動機である請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項８】
遠心送風機要素は、前記インぺラと前記ファンケースとを含み、
前記筐体の少なくとも内側と外側とのいずれかに前記遠心送風機要素の制御部を具備する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項９】
前記被温度調和対象が二次電池である請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１０】
前記被温度調和対象が電力変換装置である請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１１】
前記回転駆動源である電動機の固定子巻線が、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金を含む請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１２】
前記インペラが少なくとも金属と樹脂とのいずれかを含む請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１３】
前記インぺラから出力される遠心風を減速させつつ、前記インぺラと前記ファンケースとを含む遠心送風機要素からの出力風の圧力を高めるディフューザを具備し、
前記ディフューザが少なくとも金属と樹脂のいずれかを含む請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１４】
前記ファンケース及び前記回転駆動源を覆う駆動源外装体、及び、前記筐体に内装される部品群の少なくとも一部を覆う部品外装体を具備し、
前記駆動源外装体と前記部品外装体の接続部には、少なくとも隙間と段差のどちらかを有する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１５】
前記ファンケース、及び前記回転駆動源を覆う駆動源外装体、及び、前記筐体に内装される部品群の少なくとも一部を覆う部品外装体を具備し、
前記駆動源外装体と前記部品外装体の接続部には、少なくともシール剤とパッキンのどちらかを有する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１６】
前記インペラと前記ファンケースとからなる遠心送風機要素を含む請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１７】
前記筐体内に導入された空気を前記筐体の外に排気する排気孔をさらに有する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１８】
請求項１７に記載の温度調和ユニットを２つ有し、
各々の前記温度調和ユニットのうち、その一方を第１の温度調和ユニットとするとともに、もう一方を第２の温度調和ユニットとし、
前記第１の温度調和ユニットが有する前記排気孔又は前記吸気孔と、前記第２の温度調和ユニットが有する前記吸気孔又は前記排気孔と、を接続する複数のダクトと、
前記複数のダクトが接続された状態を切り替える切替部と、
少なくとも、前記第１の温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数、又は、前記第２の温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数のいずれか一方を制御する回転数制御部と、
前記切替部と前記回転数制御部とを制御して、前記複数のダクト内を流れる空気の流路又は前記空気の風量を制御する制御部と、
を備える温度調和システム。
【請求項１９】
請求項１７に記載された温度調和ユニットと、
前記温度調和ユニットを介することなく空気を流す第１のダクトと、
前記温度調和ユニットへ供給される前記空気を流す、又は、前記温度調和ユニットから吐出される前記空気を流す、第２のダクトと、
前記第１のダクト及び前記第２のダクトが接続され、前記空気の流れを切り替える切替部と、前記温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数を制御する回転数制御部と、前記切替部と前記回転数制御部とを制御して、前記複数のダクト内を流れる空気の流路又は前記空気の風量を制御する制御部と、
を備える温度調和システム。
【請求項２０】
動力源と、
前記動力源から供給される動力で駆動する駆動輪と、
前記動力源を制御する走行制御部と、
請求項１８に記載の温度調和システムと、を備える車両。
【請求項２１】
動力源と、
前記動力源から供給される動力で駆動する駆動輪と、
前記動力源を制御する走行制御部と、
請求項１に記載の温度調和ユニットと、を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被温度調和対象を温度調和する温度調和ユニット、温度調和システム、及びそれらを備えた車両に関する。特に、電気自動車又はハイブリッド自動車などの車両に搭載される蓄電装置、又は、インバータ装置などを温度調和する温度調和ユニット、温度調和システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の動力源を持ち、そのうちのひとつとして二次電池を搭載しているハイブリッド自動車などの車両において、二次電池のセルは、充放電により電池内部を流れる電流と、電池セルの内部抵抗およびセル接続体の接触抵抗などにより発熱する。二次電池の温度は寿命に大きく影響する。常温の空気の送風などによる電池セルの冷却、又は極低温時の加温は、電池システムの出力向上、及び、セル数削減に対して非常に重要である。【０００３】
しかし、車両内での空間の確保から、二次電池の設置領域を十分広く取ることには限界があり、限られたサイズの筐体内に複数の電池セルが配列される。通常では、強制空冷手段を用いて空気の送風による空冷を図り、被温度調和対象である二次電池の温度を調節している。当然、電池の出力密度が高くなると、温度調和ユニット及び温度調和システム等の装置の高出力化が希求される。高出力化を図ると装置の大型化を招く。一方では、装置の小型化も求められる。このように、高出力化と小型化とを同時に図ることは、難度の高いテーマであることはいうまでも無い。【０００４】
特許文献１などに示される冷却装置には、発熱体を包含する筐体内に別体で構成された軸流送風機又は遠心送風機が多用されている。機器として独立した送風機を筐体内に配設するためには、発熱体を冷却する能力を有する送風機と、冷却風が通る流路のための領域が必要となる。冷却能力はファンの大きさに起因するところが大きい。特許文献２などに示される冷却装置では、筐体の小型化と相反するため、ファンケースを設けない構成を余儀なくされる場合がある。ファンケースは、送風機の静圧を上昇させる機構であり、ファンの吐出流を任意の方向へ制御し、且つ、整流する効果を有する。したがって、ファンケースを省略すると、送風機の出力効率が低下するとともに、乱流騒音の増加にもつながるという問題がある。【０００５】
特許文献３などには、電気自動車及びハイブリッド自動車などの車両に搭載される蓄電装置、又はインバータ装置などを温度調和する温度調和ユニット、温度調和システム等において、多用される遠心送風機が示される。【０００６】
特許文献３などに示される遠心送風機を用いた温度調和ユニットに関して、比較例として代表的なケースについて説明する。図１４は、比較例の温度調和ユニットを示す断面図である。図１４に示す比較例の筐体３１０の内部には、被温度調和対象３５０が収容されている。スクロールケーシング１１２０内において、前向きファン４００から吐出された空気は、周方向に積分される。スクロールケーシング１１２０は、側壁１１２１が回転軸１１１２ａからの距離が徐々に大きくなる。よって、前向きファン４００から吐出された空気の流れ３０１は、側壁１１２１の内周面１１２１ａ側に偏る。従って、筐体３１０内に供給される空気の流れ３０１を一様にするために、筐体３１０の内部には、ダクト１３１１などの整流機構１３１０を取り付ける必要がある。【０００７】
しかしながら、前向きファン４００を用いた遠心送風機１１００は、遠心送風機１１００の重心Ｇから吐出孔１１２３までの距離Ｌが長くなる。よって、遠心送風機１１００を筐体３１０に取り付ける場合、温度調和ユニット１０１０は、バランスが悪く、不安定な体格となる。従って、温度調和ユニット１０１０は、取付部１１２４を介して、周囲の部材に固定されることがある。この場合、取付部１１２４は、温度調和ユニット１０１０が使用される環境に適合するため、多様な形状変更が求められる。【０００８】
特に、整流機構１３１０が筐体３１０と分離して構成される場合、重心Ｇから整流機構１３１０までの距離を考慮する必要がある。一般的に、重心Ｇから整流機構１３１０までの距離は長くなる。よって、温度調和ユニットの体格は、バランスの欠けたものになり易い。【０００９】
このように、比較例による温度調和ユニットにおいては、更なる高性能化を意図して、騒音の低減及び温度調和ユニット自体の体格の小型化・合理化という技術動向の高まりがある。本発明は上記の問題点を解決することを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−９３２７４号公報
【特許文献２】特開２００５−９３７９３号公報
【特許文献３】特開２０１３−１０４３６５号公報
【発明の概要】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の温度調和ユニットは、インペラと、回転駆動源と、ファンケースと、筐体と、分岐ダクト部と、複数の吸気チャンバとを備える。インペラは、回転軸を中心部に含み、回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のインペラディスクと、インペラディスクの片面の吸気孔の側に立設する複数の動翼と、を有する。回転駆動源は、シャフトを含み、シャフトを介してインペラに連結されている。ファンケースは、回転軸を中心として形成された実質的に円筒状の側壁と、回転軸に垂直な面で回転軸を中心とする円形状の吸気孔と、回転軸に沿った方向において、側壁に対して吸気孔とは反対側に位置する吐出孔と、を有する。筐体は、ファンケースが取り付けられる外表面を含み、内部には被温度調和対象が収納される。分岐ダクト部は、吐出孔から流れる空気を分岐する。吸気チャンバにおいては、被温度調和対象の流入面に空気が溜まる。
【００１２】
以上のように、本発明によれば、高密度に配置された部品を内包する筐体に対しても効率的に送風することが可能な、小型の温度調和ユニットを簡易な構造にて提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットを示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットを示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットにおける共用部品の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２の温度調和ユニットを示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態３の温度調和ユニットを示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態４の温度調和ユニットを示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、比較例における温度調和ユニットに用いられるインペラの動翼形状（前向きファンの回転軸に垂直な面における翼断面形状）を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明における温度調和ユニットに用いられるインペラの動翼形状（後向きファンの回転軸に垂直な面における翼断面形状）を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図６Ａに示す動翼（前向きファンの翼形状）の要部を拡大して絶対流出角を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図６Ｂに示す動翼（後向きファンの翼形状）の要部を拡大して絶対流出角を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する効率特性を示すグラフである。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する流量係数と圧力係数特性との関係を示すグラフである。
【図７Ｅ】図７Ｅは、本発明における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する風量と風圧との関係を示すグラフである。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１〜４におけるインペラにディフューザを付加した場合の様態を示す斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態１〜４におけるディフューザを示す前方斜視図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、実施の形態１〜４におけるディフューザを示す後方斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態５における温度調和システムの概要を示すシステム構成図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態５における他の温度調和システムの概要を示すシステム構成図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態５におけるさらに他の温度調和システムの概要を示すシステム構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態５における車両の概要を示す概要図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態５における他の車両の概要を示す概要図である。
【図１４】図１４は、比較例の温度調和ユニットを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について、図面及び表を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図の表記は実際の設置の天地を限定するものではない。以下では、送風機１００から吐き出される空気の流れ（気流）を吐出流れと記述する。なお、図面に描いた白抜きの矢印の表示は、空気の流れ（気流）及び吐出流れの様態を模式的に示す。
【００１５】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニット１０を示す断面図である。図１Ｂは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニット１０を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１の温度調和ユニット１０における共用部品の一例を示す斜視図である。温度調和ユニット１０は、筐体３００によって外装される。筐体３００の内部に、以下に記す構成要素を収容する。遠心送風機要素である送風機１００は、複数の動翼１１１と、動翼１１１を連結する実質的に円板状のインペラディスク１１２を具備するインペラ１１０（遠心ファン）と、インペラ１１０の回転軸と実質的に並行でインペラの回転方向に対して吐出孔１２３に向かうにつれて回転軸からの距離が大きくなるスクロール形状をなす側壁と回転軸に垂直な面で回転軸を中心とする円形状の吸気孔１２２を具備するファンケース１２０とから構成されている。インペラ１１０は、シャフト２１０を介して回転駆動源である電動機２００に連結固定されている。回転駆動源である電動機２００はシャフト２１０を含む。
【００１６】
回転駆動源である電動機２００が回転駆動することにより、インペラ１１０が回転し、ファンケース１２０の吸気孔１２２から流入して動翼１１１によりエネルギーを与えられた空気が回転軸と実質的に垂直な方向に吐出される。吐出流れは、気流誘導形状であるファンケース１２０の側壁により回転軸の反吸込み方向へ方向変換される。なお、側壁の内壁の形状は、気流の流れを妨げないようになだらかな曲面が好ましい。ファンケース１２０の吐出孔１２３から流出された気流の流れは、被温度調和対象３５０に接した吸気側チャンバ３１１ａに連通されている。吸気側チャンバ３１１ａにためられた空気がほぼ一様に被温度調和対象３５０に送気され、電池パックなどの部品を冷却又は加温する。被温度調和対象３５０を制御するための電子機器部３２０が被温度調和対象３５０空間内に同胞されている場合もある。送風機１００の吸込み部が面する領域は吸気側チャンバ３１１ａと隔絶されている。隔絶壁３１１はファンケース１２０と別体で、ファンケース１２０と隔絶壁３１１間に漏洩流れが生じないように設置されていても良いし、隔絶壁３１１とファンケース１２０が一体で構成されていても良い。
【００１７】
インペラ１１０は、回転駆動源である電動機２００の回転軸を中心部に含み、回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のインペラディスク１１２と、インペラディスク１１２の片面の吸気孔の側に立設する複数の動翼１１１とを含む。インペラ１１０はシュラウド１１４を含む。シュラウド１１４の様態は、インペラ１１０の動翼１１１の各々の端部を吸気孔側にて覆設する環状板体である。
【００１８】
シュラウド１１４の形状は、中央部に孔部を有する漏斗状、朝顔状又はラッパ状である。シュラウド１１４は、シュラウド１１４の広口側をインペラディスク１１２の側に向け、シュラウド１１４の窄まり口側を吸気孔側に向ける構成である。インペラディスク１１２の外周端部は、送気方向へ傾斜する傾斜部１１３を具備し、気流の流れに対する送風抵抗の低減を図っている。本実施の形態においては、送風機効率を優先してこのような形状としているが、平面状のシュラウドでも十分効果はあり、製造工程の簡素化のために、シュラウドを省略しても送風機としての機能は果たす。
【００１９】
従来、被温度調和対象に送風する場合、発熱体近傍に送風機構を配置する手法がとられている。しかしながら、本実施の形態のように、筐体に対して被温度調和対象が大きく、発熱体が多数密集して配置されている電気機器では、送風抵抗すなわち圧力損失が高くなってしまう。そこで、筐体に対する被温度調和対象の占有体積が大きい場合は、被温度調和対象の流入面と流出面に流体が溜まるチャンバ領域が設けられ、被温度調和対象にほぼ一様に送風される。吸気側チャンバ及び排気側チャンバは、電気機器の小型化のために最小領域に抑えられることが多い。一方、筐体の通風抵抗が高いため、送風機構には、高出力が求められており、おのずと送風機構が大型化し、筐体内に送風機構を収容することが困難である。そこで、筐体外に送風機構を設置し、送風機の吐出孔と筐体の流入口をダクトなどで連結して流路を構成する事例も多い。なお、この場合は、被温度調和対象と温度調和システムを含む電気機器の小型化も難しい。
【００２０】
一方、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、静圧の高い遠心送風機要素を採用することにより、吸気側チャンバ３１１ａ及び排気側チャンバ３１１ｂの様態が偏平形状でも十分な冷却風を通気させることができる。遠心送風機要素である送風機１００には、吸気側チャンバ３１１ａ及び排気側チャンバ３１１ｂのどちらか又は両方を配置してもよい。図１Ａは、吸気側チャンバ３１１ａ側に遠心送風機要素である送風機１００を設置した様態を示す。
【００２１】
また、本実施の形態の空調装置は、筐体３００を大型化することなしに、インペラ１１０の体格又は細部の形状をある程度の範囲で調整可能である。本実施の形態の空調装置は、送風機１００の効率の最適化を図ることができる。従って、冷却風の風量を調整することができる。また、筐体内の各々の部品及び部品群、この筐体内の部品群の一部又は全部を覆う部品外装体、ファンケース及び回転駆動源を覆う駆動源外装体など、これらの一部又は全部を一体化して、共用部品５００として構成することができる。これにより、流路形状が滑らかになり、漏洩流れ、及び段差による乱流損失が抑制される。
【００２２】
図２は、上記の共用部品５００の一例を示す。遠心送風機要素である送風機１００に対して複数の吸気チャンバ５０１を配置する場合は、送風機の吐出流を分岐する分岐ダクト部５０２を設ける。この場合の遠心送風機要素は、送風機１００に加えて、送風機１００と各々の吸気チャンバ５０１とを結合する分岐ダクト部５０２とを含む。図２に示すとおり、本実施の形態では、筐体の支柱と他部品カバーとファンケースと分岐ダクト部とを一体化する共用部品５００を用いる。一体化した共用部品５００によって、流路形状が滑らかになり、漏洩流れ、及び段差による乱流損失が抑制される。
【００２３】
上記被温度調和対象と送風機構を含むことにより、電気機器を小型化することができる。これにより、この電気機器を車両に搭載した場合は、室内空間を広くとることができる。従って、搭乗者の快適性が向上する。
【００２４】
本実施の形態の遠心送風機要素の構成部材は、金属又は樹脂材料で構成されるが、特に限定しない。
【００２５】
回転駆動源である電動機の固定子巻線の材質は、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金であるが、特に限定しない。
【００２６】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、インペラ１１０と、回転駆動源と、ファンケース１２０と、筐体３００と、分岐ダクト部５０２と、吸気チャンバ５０１とを備える。インペラ１１０は、回転軸１１２ａを中心部に含み、回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のインペラディスク１１２と、インペラディスク１１２の片面の吸気孔１２２の側に立設する複数の動翼１１１と、を有する。回転駆動源は、シャフト２１０を含み、シャフト２１０を介してインペラ１１０に連結されている。ファンケース１２０は、回転軸１１２ａを中心として形成された実質的に円筒状の側壁１２１と、回転軸１１２ａに垂直な面で回転軸１１２ａを中心とする円形状の吸気孔１２２と、回転軸１１２ａに沿った方向において、側壁１２１に対して吸気孔１２２とは反対側に位置する吐出孔１２３と、を有する。筐体３００は、ファンケース１２０が取り付けられる外表面３０２を含み、内部には被温度調和対象３５０が収納される。分岐ダクト部５０２は、吐出孔１２３から流れる空気を分岐する。吸気チャンバ５０１においては、被温度調和対象３５０の流入面に空気が溜まる。
【００２７】
これにより、高密度に配置された部品を内包する筐体３００に対しても効率的に送風することが可能な、小型の温度調和ユニット１０を提供することができる。
【００２８】
また、ファンケース１２０の内壁面は、吸気孔１２２から吸気される空気が、インペラ１１０の回転によってインペラ１１０の外周方向の全周に出力される、遠心風を方向変換する、ファンケース１２０の側壁１２１である気流誘導形状と、インペラ１１０の回転軸１１２ａと平行な方向成分と、インペラ１１０の回転方向に対して、吐出孔１２３に向かうにつれて回転軸１１２ａからの距離が大きくなるスクロール形状とを含む曲面形状と、を具備してもよい。
【００２９】
また、インペラ１１０は、動翼１１１の各々の端部を吸気孔１２２側にて覆設する環状板体であるシュラウド１１４を含んでもよい。
【００３０】
また、回転駆動源は電動機２００であってもよい。
【００３１】
また、遠心送風機要素は、インぺラ１１０とファンケース１２０とを含んでもよい。
【００３２】
また、回転駆動源である電動機の固定子巻線が、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金を含んでもよい。
【００３３】
また、インペラが少なくとも金属と樹脂とのいずれかを含んでもよい。
【００３４】
また、温度調和ユニット１０は、インペラ１１０とファンケース１２０とからなる遠心送風機要素を含んでもよい。
【００３５】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２の温度調和ユニット１０を示す断面図である。実施の形態２は、実施の形態１とほぼ同一の構成である。相違点は、実施の形態１では、筐体３００の内部の部品群の一部又は全部を覆う部品外装体、ファンケース１２０及び回転駆動源を覆う駆動源外装体など、これらの一部又は全部を一体化して共用部品５００として構成しているのに対して、実施の形態２では、筐体３００の内部の部品群の一部又は全部を覆う部品外装体、ファンケース１２０及び回転駆動源を覆う駆動源外装体などについての一体化は図っておらず、筐体３００の内部の部品群の一部又は全部を覆う部品外装体、ファンケース１２０及び回転駆動源を覆う駆動源外装体などの部品は、各々個別の部品にて構成する。したがって、筐体３００の内部の部品群の一部又は全部を覆う部品外装体、ファンケース１２０及び回転駆動源を覆う駆動源外装体、これら部品の互いの接続部には、隙間又は段差が生じるため、漏洩流れ、乱流などによる出力低下が生じる。例えば、実施の形態２においては、隙間５０３を有するため、この隙間５０３を流路として矢印５０４で示す空気の漏れが生じる。このように、送気された空気の漏洩流れ、乱流などによる出力低下が生じる点で、実施の形態１に比べて、実施の形態２は劣る。しかし、その他の点では、実施の形態１と同様であり、遜色は無い。
【００３６】
なお、上記の接続部に生じる隙間や段差は、樹脂充填剤などのシール剤の塗布やパッキンの追加などによって覆うことで、漏洩流れ、乱流などの低減が可能である。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、ファンケース１２０及び回転駆動源を覆う駆動源外装体、及び、筐体３００に内装される部品群の少なくとも一部を覆う部品外装体を具備してもよい。また、駆動源外装体と部品外装体の接続部には、少なくとも隙間と段差のどちらかを有してもよい。
【００３８】
また、駆動源外装体と前記部品外装体の接続部には、少なくともシール剤とパッキンのどちらかを有してもよい。
【００３９】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３の温度調和ユニット１０を示す断面図である。図４の温度調和ユニット１０は、ファンケース１２０の構成に、回転軸を中心とする実質的に円筒状の側壁１２１を具備する様態を示す。本実施の形態では、インペラ１１０（遠心ファン）からの吐出流は、半径方向から軸方向に大きく方向を曲げられ、回転軸方向の反吸込み側に吐出される。このようなファンケースでは、筐体３００の壁部の一部とファンケース１２０が一体化される。また、本実施の形態においては、実施の形態１における隔絶壁３１１を、筐体３００の壁部の一部が兼ねる構成である。したがって、本実施の形態の構成によれば、温度調和ユニット１０の体格（体積）の小型化が可能である。
【００４０】
なお、ファンケース１２０の側壁１２１の回転軸方向の寸法を短く設定すると、インペラからの吐出流れの半径方向成分が多くなる。一方、ファンケース１２０の側壁１２１の回転軸方向の寸法を短く設定すると、吐出流れがファンケースによって方向転換させられる量が増加するので、軸方向成分が多くなる。このように、ファンケース１２０の側壁１２１の軸方向高さによって、吐出流れの軸方向成分と半径方向成分との割合は、任意に調整可能である。前向きファンではファンのみでは静圧が上昇せず、ファンケースによって静圧回復をしているが、後向きファンでは半径方向に翼長が長いため翼の入口と出口で流速差が大きく、ファン独自で静圧を上昇させることができる。従って、インペラの回転軸を中心とする実質的に円筒形状の側壁を具備するファンケースとの組み合わせが有効である。
【００４１】
以上のように、本実施の形態のファンケース１２０の内壁面は、インペラ１１０の回転軸１１２ａと平行な方向成分と、インペラ１１０の回転軸１１２ａを中心とする円弧形状とを含む実質的な円筒形状を具備してもよい。
【００４２】
（実施の形態４）
図５には、本発明の実施の形態４の温度調和ユニット１０を示す断面図である。実施の形態４の構成は、実施の形態３の構成とほぼ同一である。相違点は、実施の形態３の構成から、ファンケースを具備しない構成としている点である。また、換言すると、実施の形態３の構成において、ファンケース１２０の側壁１２１の回転軸方向の寸法を零に設定した構成とも言える。
【００４３】
実施の形態４の構成では、インペラ１１０からの吐出流が直接筐体３００の内壁に衝突する。そのため、実施の形態３に比べて、筐体隅部等で乱流が生じやすく、損失や騒音が増加する。筐体３００の隅部等で乱流が生じやすく、損失や騒音が増加する点で、実施の形態３に比べて、実施の形態４は劣る。しかし、その他の点では、実施の形態３と同様であり、遜色は無い。また、実施の形態４においても、実施の形態３と同様に、温度調和ユニット１０の体格（体積）の小型化が可能である。
【００４４】
図８Ａは、実施の形態１〜４におけるインペラにディフューザを付加した場合の様態を示す斜視図である。図８Ｂは、実施の形態１〜４におけるディフューザを示す前方斜視図である。図８Ｃは、実施の形態１〜４におけるディフューザを示す後方斜視図である。各実施の形態においては、インペラ１１０の構成に加えて、さらにディフューザ１１５を付加する構成を採用している。ディフューザ１１５は、インペラ１１０と回転駆動源である電動機２００との間に配置される。ディフューザ１１５は、電動機２００の回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のディフューザプレート１１６と、このディフューザプレート１１６の片面の吸気孔の側に立設されて、インペラ１１０から吐出される遠心風を整流する複数の静翼１１７とを具備する。
【００４５】
ディフューザ１１５は、インペラ１１０からの出力風（遠心風）を、ディフューザ１１５の静翼１１７の翼間で減速させつつ、圧力を昇圧する作用を発揮し、送風機からの出力風の圧力を高める。図８Ａは、インペラ１１０に上述のディフューザ１１５を付加した場合の様態（斜視図）を示す。また、上述のディフューザの様態について、図８Ｂには、前方斜視図を示す。同じく図８Ｃには、後方斜視図を示す。なお、遠心風を整流する作用は損なわれるが、ディフューザ１１５を除いてインペラ１１０のみとする構成を、各実施の形態に採用しても良い。例えば、ディフューザ１１５による遠心風を整流する作用が、過剰である場合には、ディフューザ１１５を除いて、スペック・ダウンを図ることも有用である。
【００４６】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニットは、インぺラ１１０から出力される遠心風を減速させつつ、インぺラ１１０とファンケース１２０とを含む遠心送風機要素からの出力風の圧力を高めるディフューザ１１５を具備してもよい。また、ディフューザ１１５が少なくとも金属と樹脂のいずれかを含んでもよい。
【００４７】
（本発明と比較例との対比）
ここで、本発明の実施の形態１に示す温度調和ユニット１０と、図１４に示す、比較例の温度調和ユニット１０１０を比較する。比較例の温度調和ユニット１０１０は、従来の車載用空調装置にも用いられたスクロールケーシング１１２０を有する。
【００４８】
スクロールケーシング１１２０の内部には、前向きファン４００が取り付けられる。前向きファン４００は、シロッコファンともいう。前向きファン４００は、図１４の手前から奥に向けて吸込まれた空気を、前向きファン４００の周方向に向かって吐出する。前向きファン４００から吐出された空気の流れ３０１は、スクロールケーシング１１２０の側壁１１２１に沿って、吐出孔１１２３に流される。
【００４９】
さらに、詳細に説明する。
【００５０】
比較例として示すスクロールケーシング１１２０内において、前向きファン４００から吐出された空気は、周方向に積分される。スクロールケーシング１１２０は、回転軸１１１２ａから側壁１１２１までの距離が徐々に大きくなる。よって、前向きファン４００から吐出された空気の流れ３０１は、側壁１１２１の外周面１１２１ａ側に偏る。従って、筐体３１０内に供給される空気の流れ３０１を一様にするために、筐体３１０の内部には、ダクト１３１１などの整流機構１３１０を取り付ける必要がある。
【００５１】
しかしながら、前向きファン４００を用いた遠心送風機１１００は、遠心送風機１１００の重心Ｇから吐出孔１１２３までの距離Ｌが長くなる。よって、遠心送風機１１００を筐体３１０に取り付ける場合、温度調和ユニット１０１０は、バランスが悪く、不安定となる。従って、温度調和ユニット１０１０は、取付部１１２４を介して、周囲の部材に固定されることがある。この場合、取付部１１２４は、温度調和ユニット１０１０が使用される環境に適合するため、多様な形状変更が求められる。
【００５２】
特に、整流機構１３１０が筐体３１０と分離して構成される場合、重心Ｇから整流機構１３１０までの距離を考慮する必要がある。一般的に、重心Ｇから整流機構１３１０までの距離は長くなる。よって、温度調和ユニットのバランスは、より悪くなる。
【００５３】
一方、図１Ａに示すように、実施の形態１における温度調和ユニット１０によれば、送風機１００から吐出される空気の流れ３０１は、筺体３００の内部に対して偏りが少ない気流を提供できる。よって、整流機構を取り付けなくても、効果的に筺体３００内に収納された被温度調和対象である二次電池の温度を調節できる。従って、実施の形態１における温度調和ユニット１０は、ダクトなどの整流機構が不要となる。つまり、実施の形態１における温度調和ユニット１０は、従来、整流機構を取り付けることで生じる、空気の流れ３０１における、圧力損失や摩擦損失を低減できる。この結果、実施の形態１における温度調和ユニット１０は、送風機１００の高効率化と、温度調和ユニット１０の構造の簡略化と小型化、および、温度調和ユニット１０を構成する部品を減少させることによるコスト削減が期待できる。
【００５４】
さらに、実施の形態１における温度調和ユニット１０は、比較例で示す温度調和ユニット１０１０よりも、その体格の小型化が可能である。比較例で示す温度調和ユニット１０１０では、筐体３１０から外部に向けて、前向きファン４００の直径寸法Ｌを確保できる空間が必要となるが、実施の形態１においては、上記の空間に相当する体積を要しない。
【００５５】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニットにおいて、被温度調和対象３５０が二次電池であってもよい。
【００５６】
また、被温度調和対象３５０が電力変換装置であってもよい。
【００５７】
（前向きファンと後向きファンとの対比）
図６Ａは、比較例における温度調和ユニット１０１０に用いられるインペラの動翼形状（前向きファンの回転軸に垂直な面における翼断面形状）を示す図である。図６Ｂは、本発明における温度調和ユニッ１０トに用いられるインペラ１１０の動翼形状（後向きファンの回転軸に垂直な面における翼断面形状）を示す図である。図７Ａは、図６Ａに示す動翼（前向きファンの翼形状）の要部を拡大して絶対流出角を示す図である。同じく、図７Ｂは、図６Ｂに示す動翼（後向きファンの翼形状）の要部を拡大して絶対流出角を示す図である。この図７Ａ及び図７Ｂに示す模式的描画によって、ファンの翼出口の絶対流出角の速度三角形の比較を表現する。少なくとも一部が回転方向前方に凸形状で構成されている後向きファンを用いた場合には、絶対流出角α２が前向きファンを用いた場合の絶対流出角α１よりも大きく、９０度に近くなる。すなわち、流れの半径方向成分が大きくなるため、遠方まで流れを到達させることができ、ファンケース外径よりも大きな被温度調和対象に送風することが可能である。
【００５８】
図７Ｃは、本発明の実施の形態における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラの効率特性を示すグラフである。図７Ｄは、本発明の実施の形態における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラの流量係数と圧力係数特性の関係を示すグラフである。図７Ｅは、本発明の実施の形態における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラの風量と風圧の関係を示すグラフである。
【００５９】
一般に、前向きファンは、動翼間における相対速度の減速率が大きく、二次流れ損失が高い。よって、前向きファンは、後向きファンよりも効率が低い。
【００６０】
図７Ｄには、前向きファンと後向きファンとについて、流量係数と圧力係数との関係を示す。
【００６１】
図７Ｄに示すように、前向きファンは、後向きファンと比べて仕事係数は高い。しかしながら、低流量で動作した場合、前向きファンには、圧力係数が右下がりから右上がりへと特性に変化が生じる、不安定領域４１０が存在する。
【００６２】
一方、後向きファンは、前向きファンと比べて、仕事係数が低い。しかしながら、後向きファンには、前向きファンのように特性が変化する不安定領域は存在しない。よって、後向きファンは、全領域で安定して使用できる。従って、後向きファンは、高速回転することで高出力を得ることができる。
【００６３】
図６Ａ、図６Ｂには、比較例として例示する前向きファンと、本発明の各実施の形態に採用する後向きファンについて、ファンの回転軸１１２ａに垂直な面における動翼の断面形状を示す。図７Ａ、図７Ｂには、前向きファンと後向きファンの動翼出口における速度三角形の比較を示す。
【００６４】
図６Ａ、図７Ａに示すように、前向きファンにおいて、動翼１１１１の、回転軸１１２ａと交差する方向の断面形状は、インペラディスク１１１２が回転する方向に向かって凹となる円弧状である。動翼１１１１は、回転軸１１２ａ側に位置する内周側端部１１１１ａが反回転軸側に位置する外周側端部１１１１ｂよりも後方に位置する。
【００６５】
前向きファンを回転した場合、各々の動翼１１１１から吐出される空気の流出角α１は、インペラディスク１１１２の外周における接線方向に近い角度となる。よって、前向きファンを用いる場合、空気の流れは、インペラディスク１１１２の半径方向に向かう成分が小さいため、遠方まで空気の流れを到達させることが困難である。
【００６６】
一方、図６Ｂ、図７Ｂに示すように、後向きファンにおいて、動翼１１１の、回転軸１１２ａと交差する方向の断面形状は、インペラディスク１１２が回転する方向に向かって凸となる円弧状である。動翼１１１は、回転軸１１２ａ側に位置する内周側端部１１１ａが反回転軸側に位置する外周側端部１１１ｂよりも前方に位置する。
【００６７】
後向きファンを回転した場合、各々の動翼１１１から吐出される空気の絶対流出角α２は、インペラディスク１１２の外周における接線方向から大きく開いた角度となる。よって、後向きファンを用いる場合、空気の流れは、インペラディスク１１２の半径方向に向かう成分が大きいため、遠方まで空気の流れを到達させることができる。
【００６８】
図７Ｅに示すように、前向きファンは、ファンのみでは静圧が上昇しない。よって、前向きファンを使用する場合、スクロールケーシングを用いるなどして、ファンケースによる静圧回復を実現する。
【００６９】
一方、図６Ｂに示すように、後向きファンは、インペラディスク１１２の半径方向において、動翼１１１が長い。よって、インペラ１１０が回転する際、動翼１１１の入口である内周側端部１１１ａと、動翼１１１の出口である外周側端部１１１ｂとの間において、流れる空気の流速差が大きくなる。従って、図７Ｅに示すように、後向きファンは、ファン自体で静圧を上昇できる。よって、本発明の各実施の形態における温度調和ユニットを用いれば、筐体３００内に収納される被温度調和対象の実装密度が高くなることに伴い、動作点がＡからＢに変化する。
【００７０】
この特性を利用することで、本発明の各実施の形態における温度調和ユニットは、小型化を図っている。
【００７１】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニットにおいて、動翼１１１の後縁はインペラディスク１１２の外周側に位置し、動翼１１１の前縁は回転軸１１２ａの中心側であり、かつ、後縁よりもインペラ１１０の回転方向の前進側に位置する。これにより、温度調和ユニットの小型化を図ることができる。
【００７２】
また、動翼１１１の後縁はインペラディスク１１２の外周側に位置し、動翼１１１の前縁は回転軸１１２ａの中心側であり、かつ、後縁よりもインペラ１１０の回転方向前方側に位置し、動翼１１１はインペラ１１０の回転方向前方側に凸状の湾曲面を有してもよい。これにより、空気の流れの半径方向成分が大きくなるため、遠方まで流れを到達させることができ、ファンケース外径よりも大きな被温度調和対象に送風することが可能である。
【００７３】
（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５における温度調和システム２０の概要を示すシステム構成図である。図１０は、本発明の実施の形態５における他の温度調和システム２０ａの概要を示すシステム構成図である。図１１は、本発明の実施の形態５におけるさらに他の温度調和システム２０ｂの概要を示すシステム構成図である。
【００７４】
また、図１２は、本発明の実施の形態５における車両３０の概要を示す概要図である。図１３は、本発明の実施の形態５における他の車両３０ａの概要を示す概要図である。
【００７５】
なお、実施の形態１における温度調和ユニットと同様の構成については、同じ符号を付して、説明を援用する。
【００７６】
図９から図１１に示すように、本発明の実施の形態５における温度調和システムは、以下の構成である。
【００７７】
すなわち、図９に示すように、本発明の実施の形態５における温度調和システム２０は、第１の温度調和ユニット７１１ａと、第２の温度調和ユニット７１１ｂと、複数のダクト７００、７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、及び７００ｄと、切替部７０１と、回転数制御部７０２と、制御部７０３と、を備える。
【００７８】
第１の温度調和ユニット７１１ａ及び第２の温度調和ユニット７１１ｂは、実施の形態１で説明した温度調和ユニット１０を使用できる。図９には、実施の形態１において、図１Ａを用いて説明した温度調和ユニットを示す。
【００７９】
複数のダクトの一部であるダクト７００ｂ、７００ｃは、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する排気孔１２５ａと、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する吸気孔１２２ｂとを接続する。吸気孔１２２ｂは筐体内に空気を吸気する。排気孔１２５ａは吸気された空気を筐体の外に排気する。
【００８０】
又は、複数のダクトの一部であるダクト７００、７００ａは、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する吸気孔１２２ａと第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する排気孔１２５ｂとを接続する。
【００８１】
切替部７０１は、ダクト７００、７００ａ、７００ｄが接続された状態を切り替える。
【００８２】
回転数制御部７０２は、少なくとも、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する電動機２００ａの回転数、又は、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する電動機２００ｂの回転数のいずれか一方を制御する。
【００８３】
制御部７０３は、切替部７０１と回転数制御部７０２とを制御する。制御部７０３は、複数のダクト７００、７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、及び７００ｄ内を流れる空気の流路又は空気の風量を制御する。
【００８４】
また、図１０に示すように、本発明の実施の形態５における温度調和システム２０ａは、第１の温度調和ユニット７２０ａと、第２の温度調和ユニット７２０ｂと、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆと、切替部７０１と、回転数制御部７０２と、制御部７０３と、を備える。
【００８５】
第１の温度調和ユニット７２０ａ及び第２の温度調和ユニット７２０ｂには、実施の形態１で説明した温度調和ユニットを使用できる。図１０には、実施の形態１において、図１Ａを用いて説明した温度調和ユニットを示す。
【００８６】
複数のダクトの一部であるダクト７００、７００ｅは、第１の温度調和ユニット７２０ａが有する吸気孔１２２ａと、第２の温度調和ユニット７２０ｂが有する吸気孔１２２ｂとを接続する。
【００８７】
又は、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆは、第１の温度調和ユニット７２０ａが有する排気孔１２５ａと第２の温度調和ユニット７２０ｂが有する排気孔１２５ｂとを接続してもよい。
【００８８】
切替部７０１は、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆの接続状態を切り替える。
【００８９】
回転数制御部７０２は、少なくとも、第１の温度調和ユニット７２０ａが有する電動機２００ａの回転数と、第２の温度調和ユニット７２０ｂが有する電動機２００ｂの回転数のいずれか一方を制御する。
【００９０】
制御部７０３は、切替部７０１と回転数制御部７０２とを制御する。制御部７０３は、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆ内を流れる空気の流路又は空気の風量を制御する。
【００９１】
又は、図１１に示すように、本発明の実施の形態５における温度調和システム２０ｂは、温度調和ユニット１０ａと、第１のダクト７３０、７３０ａ、及び７３０ｂと、第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄと、切替部７０１ａ、７０１ｂと、回転数制御部７０２と、制御部７０３と、を備える。
【００９２】
温度調和ユニット１０ａには、実施の形態１で説明した温度調和ユニットを使用できる。図１１には、実施の形態１において、図１Ａを用いて説明した温度調和ユニットを示す。
【００９３】
第１のダクト７３０、７３０ａ、及び７３０ｂは、温度調和ユニット１０ａを介することなく空気を流す。
【００９４】
第２のダクト７３０ｃは、温度調和ユニット１０ａへ供給される空気を流す。第２のダクト７３０ｄは、温度調和ユニット１０ａから吐出される空気を流す。なお、吸気孔１２２から空気は吸気される。排気孔１２５から空気は排気される。
【００９５】
切替部７０１ａ、７０１ｂには、第１のダクト７３０、７３０ａ、７３０ｂ及び第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄが接続される。切替部７０１ａ、７０１ｂは、空気の流れを切り替える。
【００９６】
回転数制御部７０２は、少なくとも、温度調和ユニット１０ａが有する電動機２００の回転数を制御する。
【００９７】
制御部７０３は、切替部７０１ａ、７０１ｂと回転数制御部７０２とを制御する。制御部７０３は、第１のダクト７３０、７３０ａ、及び７３０ｂ内と、第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄ内とを流れる空気の流路又は空気の風量を制御する。
【００９８】
図１２は、本発明の実施の形態５における車両３０の概要を示す概要図である。車両３０は、動力源８００と、駆動輪８０１と、走行制御部８０２と、温度調和システム８０３と、を備える。
【００９９】
駆動輪８０１は、動力源８００から供給される動力によって駆動される。走行制御部８０２は、動力源８００を制御する。温度調和システム８０３は、上述した温度調和システム２０、２０ａ、及び２０ｂを利用できる。
【０１００】
また、図１３は、本発明の実施の形態５における他の車両３０ａの概要を示す概要図である。車両３０ａは、動力源８００と、駆動輪８０１と、走行制御部８０２と、温度調和ユニット８０４と、を備える。
【０１０１】
駆動輪８０１は、動力源８００から供給される動力で駆動する。走行制御部８０２は、動力源８００を制御する。温度調和ユニット８０４には、実施の形態１で説明した各温度調和ユニットを利用できる。
【０１０２】
図１２と１３を用いて、さらに、詳細に説明する。
【０１０３】
図１２に示すように、本発明の実施の形態５における温度調和システム８０３は、車両３０に搭載される。車両３０に温度調和システム８０３を搭載する際、以下の構成を採用すれば、被温度調和対象の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
【０１０４】
つまり、本実施の形態５における温度調和システム８０３には、複数の、上述した本発明の実施の形態における温度調和ユニットを利用できる。温度調和システム８０３は、各温度調和ユニットが有する、吸気孔及び通気孔どうしを接続する、複数のダクトを備える。温度調和システム８０３は、ダクト内を流れる気流の量、又は、気流を流すための経路を切り替える切替部を備える。
【０１０５】
例えば、吸気側の気温が常温より低い場合、複数の温度調和ユニットをダクトで接続する。この構成とすれば、被温度調和対象を効率よく温度調和できる。
【０１０６】
また、実施の形態５における温度調和システム８０３は、温度調和ユニットの吸気孔及び通気孔と接続される、複数のダクトを有する。温度調和システム８０３は、ダクト内を流れる気流の量、又は、気流を流すための経路を切り替える切替部を備える。
【０１０７】
例えば、本実施の形態における温度調和ユニットが有する、吸気孔及び通気孔には、複数のダクトが接続される。
【０１０８】
図１１に示すように、ダクト７３０は、一端が車両の外部に接続され、他端が切替部７０１ａに接続される。ダクト７３０ａは、一端が切替部７０１ａに接続され、他端が切替部７０１ｂに接続される。また、ダクト７３０ｃは、一端が切替部７０１ａに接続され、他端が温度調和ユニット１０ａの有する吸気孔１２２に接続される。ダクト７３０ｄは、一端が温度調和ユニット１０ａの有する排気孔１２５に接続され、他端が切替部７０１ｂに接続される。
【０１０９】
本構成において、車両３０の外部気温が所定範囲内の場合、ダクトを介して、直接、車外の空気を車両３０内に取り込むことができる。車両３０の外部気温が所定範囲外の場合、ダクトと、温度調和ユニットとを介して、車外の空気を車両３０内に取り込むことができる。
【０１１０】
つまり、温度調和システム８０３は、車両の外部気温に応じて、被温度調和対象に提供する空気を切り替えることができる。よって、温度調和システム８０３は、効率よく、かつ、省エネルギー化を実現しながら、被温度調和対象の温度調和を実現できる。
【０１１１】
なお、温度調和システム８０３において、ダクトを切り替えるための車両の外部気温の閾値は、目的に応じて、適宜設定すればよい。また、温度調和システム８０３において、ダクトを切り替えるための車両外部の空気の取り込みは、車両外部の気温に代えて、気圧による切替とすることもできる。
【０１１２】
また、図１３に示した形態は、図１２に示した形態の温度調和システム８０３を温度調和ユニット８０４に読み替えることで、その説明を援用できる。
【０１１３】
上述の各実施の形態においては、一例としてハイブリッドカーの電池の温度調和装置として説明したが、これに限定するものではない。本発明の実施の形態の温度調和ユニットは、その他に、エンジンコントロールユニット、インバータ装置、電動機の温度調和などにも適用可能である。
【０１１４】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニットは、筐体の少なくとも内側と外側とのいずれかに遠心送風機要素の制御部７０３を具備する。
【０１１５】
また、温度調和ユニットは、筐体内に導入された空気を筐体３００の外に排気する排気孔１２５をさらに有してもよい。
【０１１６】
また、本実施の形態の温度調和システム２０は、各々が実施の形態１に記載された第１の温度調和ユニット７１１ａ及び第２の温度調和ユニット７１１ｂと、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する排気孔１２５ａ又は吸気孔１２２ａと、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する吸気孔１２２ｂ又は排気孔１２５ｂと、を接続する複数のダクト７００、７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、及び７００ｄと、を備える。また、温度調和システム２０は、複数のダクトが接続された状態を切り替える切替部７０１と、少なくとも、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する回転駆動源の回転数、又は、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する回転駆動源の回転数のいずれか一方を制御する回転数制御部７０２と、を備える。また、温度調和システム２０は、切替部７０１と回転数制御部７０２とを制御して、複数のダクト内を流れる空気の流路又は前記空気の風量を制御する制御部７０３を備える。これにより、被温度調和対象の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
【０１１７】
また、本実施の形態の温度調和システム２０ｂは、実施の形態１に記載された温度調和ユニット１０ａと、温度調和ユニット１０ａを介することなく空気を流す第１のダクト７３０、７３０ａ、７３０ｂと、温度調和ユニット１０ａへ供給される空気を流す、又は、温度調和ユニット１０ａから吐出される空気を流す、第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄと、を備える。また、温度調和システム２０ｂは、第１のダクト７３０、７３０ａ、７３０ｂ及び第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄが接続され、空気の流れを切り替える切替部７０１ａと、温度調和ユニット１０ａが有する回転駆動源の回転数を制御する回転数制御部７０２と、切替部７０１ａと回転数制御部７０２とを制御して、複数のダクト内を流れる空気の流路又は空気の風量を制御する制御部７０３と、を備える。これにより、被温度調和対象の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
【０１１８】
また、本実施の形態の車両３０は、動力源８００と、動力源８００から供給される動力で駆動する駆動輪８０１と、動力源８００を制御する走行制御部８０２と、本実施の形態に記載の温度調和システム８０３と、を備える。これにより、被温度調和対象の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
【０１１９】
また、本実施の形態の車両３０ａは動力源８００と、動力源８００から供給される動力で駆動する駆動輪８０１と、動力源８００を制御する走行制御部８０２と、実施の形態１に記載の温度調和ユニット８０４と、を備える。これにより、被温度調和対象の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明の温度調和ユニット及び温度調和システムは、小型化、高出力化、高効率化が可能であり、車載電池温度調節用途などに有用である。また、本発明の温度調和ユニット及び温度調和システムの車両への搭載は、過剰な振動や騒音を抑制可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０    温度調和ユニット
１０ａ    温度調和ユニット
２０    温度調和システム
２０ａ    温度調和システム
２０ｂ    温度調和システム
３０    車両
３０ａ    車両
１００    送風機
１１０    インペラ（遠心ファン）
１１１    動翼
１１１ａ    内周側端部
１１１ｂ    外周側端部
１１２    インペラディスク
１１２ａ    回転軸
１１３    傾斜部
１１４    シュラウド
１１５    ディフューザ
１１６    ディフューザプレート
１１７    静翼
１２０    ファンケース
α１    絶対流出角
α２    絶対流出角
１２１    側壁
１２２    吸気孔
１２２ａ    吸気孔
１２２ｂ    吸気孔
１２３    吐出孔
１２５    排気孔
１２５ａ    排気孔
１２５ｂ    排気孔
２００    電動機
２００ａ    電動機
２００ｂ    電動機
２１０    シャフト
３００    筐体
３０１    空気の流れ
３０２    外表面
３１０    筐体
３１１    隔絶壁
３１１ａ    吸気側チャンバ
３１１ｂ    排気側チャンバ
３２０    電子機器部
３５０    被温度調和対象
４００    前向きファン
４１０    不安定領域
５００    共用部品
５０１    吸気チャンバ
５０２    分岐ダクト部
５０３    隙間
５０４    矢印
７００    ダクト
７００ａ    ダクト
７００ｂ  ダクト
７００ｃ    ダクト
７００ｄ    ダクト
７００ｅ    ダクト
７００ｆ    ダクト
７０１    切替部
７０１ａ    切替部
７０１ｂ    切替部
７０２    回転数制御部
７０３    制御部
７１１ａ    第１の温度調和ユニット
７１１ｂ    第２の温度調和ユニット
７２０ａ    第１の温度調和ユニット
７２０ｂ    第２の温度調和ユニット
７３０    第１のダクト
７３０ａ    第１のダクト
７３０ｂ    第１のダクト
７３０ｃ    第２のダクト
７３０ｄ    第２のダクト
８００    動力源
８０１    駆動輪
８０２    走行制御部
８０３    温度調和システム
８０４    温度調和ユニット
１０１０    温度調和ユニット
１１１１    動翼
１１１１ａ    内周側端部
１１１１ｂ    外周側端部
１１１２    インペラディスク
１１２０    スクロールケーシング
１１２１    側壁
１１２１ａ    内周面
１１２３    吐出孔
１１２４    取付部
１３１０    整流機構
１３１１    ダクト
【図１Ａ】
2017051521.tif 000003
【図１Ｂ】
2017051521.tif 000004
【図２】
2017051521.tif 000005
【図３】
2017051521.tif 000006
【図４】
2017051521.tif 000007
【図５】
2017051521.tif 000008
【図６Ａ】
2017051521.tif 000009
【図６Ｂ】
2017051521.tif 000010
【図７Ａ】
2017051521.tif 000011
【図７Ｂ】
2017051521.tif 000012
【図７Ｃ】
2017051521.tif 000013
【図７Ｄ】
2017051521.tif 000014
【図７Ｅ】
2017051521.tif 000015
【図８Ａ】
2017051521.tif 000016
【図８Ｂ】
2017051521.tif 000017
【図８Ｃ】
2017051521.tif 000018
【図９】
2017051521.tif 000019
【図１０】
2017051521.tif 000020
【図１１】
2017051521.tif 000021
【図１２】
2017051521.tif 000022
【図１３】
2017051521.tif 000023
【図１４】
2017051521.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月4日(2017.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被温度調和対象を温度調和する温度調和ユニット、温度調和システム、及びそれらを備えた車両に関する。特に、電気自動車又はハイブリッド自動車などの車両に搭載される蓄電装置、又は、インバータ装置などを温度調和する温度調和ユニット、温度調和システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の動力源を持ち、そのうちのひとつとして二次電池を搭載しているハイブリッド自動車などの車両において、二次電池のセルは、充放電により電池内部を流れる電流と、電池セルの内部抵抗およびセル接続体の接触抵抗などにより発熱する。二次電池の温度は寿命に大きく影響する。常温の空気の送風などによる電池セルの冷却、又は極低温時の加温は、電池システムの出力向上、及び、セル数削減に対して非常に重要である。
【０００３】
しかし、車両内での空間の確保から、二次電池の設置領域を十分広く取ることには限界があり、限られたサイズの筐体内に複数の電池セルが配列される。通常では、強制空冷手段を用いて空気の送風による空冷を図り、被温度調和対象である二次電池の温度を調節している。当然、電池の出力密度が高くなると、温度調和ユニット及び温度調和システム等の装置の高出力化が希求される。高出力化を図ると装置の大型化を招く。一方では、装置の小型化も求められる。このように、高出力化と小型化とを同時に図ることは、難度の高いテーマであることはいうまでも無い。
【０００４】
特許文献１などに示される冷却装置には、発熱体を包含する筐体内に別体で構成された軸流送風機又は遠心送風機が多用されている。機器として独立した送風機を筐体内に配設するためには、発熱体を冷却する能力を有する送風機と、冷却風が通る流路のための領域が必要となる。冷却能力はファンの大きさに起因するところが大きい。特許文献２などに示される冷却装置では、筐体の小型化と相反するため、ファンケースを設けない構成を余儀なくされる場合がある。ファンケースは、送風機の静圧を上昇させる機構であり、ファンの吐出流を任意の方向へ制御し、且つ、整流する効果を有する。したがって、ファンケースを省略すると、送風機の出力効率が低下するとともに、乱流騒音の増加にもつながるという問題がある。
【０００５】
特許文献３などには、電気自動車及びハイブリッド自動車などの車両に搭載される蓄電装置、又はインバータ装置などを温度調和する温度調和ユニット、温度調和システム等において、多用される遠心送風機が示される。
【０００６】
特許文献３などに示される遠心送風機を用いた温度調和ユニットに関して、比較例として代表的なケースについて説明する。図１４は、比較例の温度調和ユニットを示す断面図である。図１４に示す比較例の筐体３１０の内部には、被温度調和対象３５０が収容されている。スクロールケーシング１１２０内において、前向きファン４００から吐出された空気は、周方向に積分される。スクロールケーシング１１２０は、側壁１１２１が回転軸１１１２ａからの距離が徐々に大きくなる。よって、前向きファン４００から吐出された空気の流れ３０１は、側壁１１２１の内周面１１２１ａ側に偏る。従って、筐体３１０内に供給される空気の流れ３０１を一様にするために、筐体３１０の内部には、ダクト１３１１などの整流機構１３１０を取り付ける必要がある。
【０００７】
しかしながら、前向きファン４００を用いた遠心送風機１１００は、遠心送風機１１００の重心Ｇから吐出孔１１２３までの距離Ｌが長くなる。よって、遠心送風機１１００を筐体３１０に取り付ける場合、温度調和ユニット１０１０は、バランスが悪く、不安定な体格となる。従って、温度調和ユニット１０１０は、取付部１１２４を介して、周囲の部材に固定されることがある。この場合、取付部１１２４は、温度調和ユニット１０１０が使用される環境に適合するため、多様な形状変更が求められる。
【０００８】
特に、整流機構１３１０が筐体３１０と分離して構成される場合、重心Ｇから整流機構１３１０までの距離を考慮する必要がある。一般的に、重心Ｇから整流機構１３１０までの距離は長くなる。よって、温度調和ユニットの体格は、バランスの欠けたものになり易い。
【０００９】
このように、比較例による温度調和ユニットにおいては、更なる高性能化を意図して、騒音の低減及び温度調和ユニット自体の体格の小型化・合理化という技術動向の高まりがある。本発明は上記の問題点を解決することを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−９３２７４号公報
【特許文献２】特開２００５−９３７９３号公報
【特許文献３】特開２０１３−１０４３６５号公報
【発明の概要】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の温度調和ユニットは、インペラと、回転駆動源と、ファンケースと、筐体と、分岐ダクト部と、複数の吸気チャンバとを備える。インペラは、回転軸を中心部に含み、回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のインペラディスクと、インペラディスクの片面の吸気孔の側に立設する複数の動翼と、を有する。回転駆動源は、シャフトを含み、シャフトを介してインペラに連結されている。ファンケースは、回転軸を中心として形成された実質的に円筒状の側壁と、回転軸に垂直な面で回転軸を中心とする円形状の吸気孔と、回転軸に沿った方向において、側壁に対して吸気孔とは反対側に位置する吐出孔と、を有する。筐体は、ファンケースが取り付けられる外表面を含み、内部には被温度調和対象が収納される。分岐ダクト部は、吐出孔から流れる空気を分岐する。被温度調和対象の流入面には吸気チャンバを備える。
【００１２】
以上のように、本発明によれば、高密度に配置された部品を内包する筐体に対しても効率的に送風することが可能な、小型の温度調和ユニットを簡易な構造にて提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットを示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットを示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットにおける共用部品の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２の温度調和ユニットを示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態３の温度調和ユニットを示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態４の温度調和ユニットを示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、比較例における温度調和ユニットに用いられるインペラの動翼形状（前向きファンの回転軸に垂直な面における翼断面形状）を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明における温度調和ユニットに用いられるインペラの動翼形状（後向きファンの回転軸に垂直な面における翼断面形状）を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図６Ａに示す動翼（前向きファンの翼形状）の要部を拡大して絶対流出角を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図６Ｂに示す動翼（後向きファンの翼形状）の要部を拡大して絶対流出角を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する効率特性を示すグラフである。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する流量係数と圧力係数特性との関係を示すグラフである。
【図７Ｅ】図７Ｅは、本発明における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する風量と風圧との関係を示すグラフである。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１〜４におけるインペラにディフューザを付加した場合の様態を示す斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態１〜４におけるディフューザを示す前方斜視図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、実施の形態１〜４におけるディフューザを示す後方斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態５における温度調和システムの概要を示すシステム構成図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態５における他の温度調和システムの概要を示すシステム構成図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態５におけるさらに他の温度調和システムの概要を示すシステム構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態５における車両の概要を示す概要図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態５における他の車両の概要を示す概要図である。
【図１４】図１４は、比較例の温度調和ユニットを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について、図面及び表を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図の表記は実際の設置の天地を限定するものではない。以下では、送風機１００から吐き出される空気の流れ（気流）を吐出流れと記述する。なお、図面に描いた白抜きの矢印の表示は、空気の流れ（気流）及び吐出流れの様態を模式的に示す。
【００１５】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニット１０を示す断面図である。図１Ｂは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニット１０を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１の温度調和ユニット１０における共用部品の一例を示す斜視図である。温度調和ユニット１０は、筐体３００によって外装される。筐体３００の内部に、以下に記す構成要素を収容する。遠心送風機要素である送風機１００は、複数の動翼１１１と、動翼１１１を連結する実質的に円板状のインペラディスク１１２を具備するインペラ１１０（遠心ファン）と、インペラ１１０の回転軸と実質的に並行でインペラの回転方向に対して吐出孔１２３に向かうにつれて回転軸からの距離が大きくなるスクロール形状をなす側壁と回転軸に垂直な面で回転軸を中心とする円形状の吸気孔１２２を具備するファンケース１２０とから構成されている。インペラ１１０は、シャフト２１０を介して回転駆動源である電動機２００に連結固定されている。回転駆動源である電動機２００はシャフト２１０を含む。
【００１６】
回転駆動源である電動機２００が回転駆動することにより、インペラ１１０が回転し、ファンケース１２０の吸気孔１２２から流入して動翼１１１によりエネルギーを与えられた空気が回転軸と実質的に垂直な方向に吐出される。吐出流れは、気流誘導形状であるファンケース１２０の側壁により回転軸の反吸込み方向へ方向変換される。なお、側壁の内壁の形状は、気流の流れを妨げないようになだらかな曲面が好ましい。ファンケース１２０の吐出孔１２３から流出された気流の流れは、被温度調和対象３５０に接した吸気側チャンバ３１１ａに連通されている。吸気側チャンバ３１１ａにためられた空気がほぼ一様に被温度調和対象３５０に送気され、電池パックなどの部品を冷却又は加温する。被温度調和対象３５０を制御するための電子機器部３２０が被温度調和対象３５０空間内に同胞されている場合もある。送風機１００の吸込み部が面する領域は吸気側チャンバ３１１ａと隔絶されている。隔絶壁３１１はファンケース１２０と別体で、ファンケース１２０と隔絶壁３１１間に漏洩流れが生じないように設置されていても良いし、隔絶壁３１１とファンケース１２０が一体で構成されていても良い。
【００１７】
インペラ１１０は、回転駆動源である電動機２００の回転軸を中心部に含み、回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のインペラディスク１１２と、インペラディスク１１２の片面の吸気孔の側に立設する複数の動翼１１１とを含む。インペラ１１０はシュラウド１１４を含む。シュラウド１１４の様態は、インペラ１１０の動翼１１１の各々の端部を吸気孔側にて覆設する環状板体である。
【００１８】
シュラウド１１４の形状は、中央部に孔部を有する漏斗状、朝顔状又はラッパ状である。シュラウド１１４は、シュラウド１１４の広口側をインペラディスク１１２の側に向け、シュラウド１１４の窄まり口側を吸気孔側に向ける構成である。インペラディスク１１２の外周端部は、送気方向へ傾斜する傾斜部１１３を具備し、気流の流れに対する送風抵抗の低減を図っている。本実施の形態においては、送風機効率を優先してこのような形状としているが、平面状のシュラウドでも十分効果はあり、製造工程の簡素化のために、シュラウドを省略しても送風機としての機能は果たす。
【００１９】
従来、被温度調和対象に送風する場合、発熱体近傍に送風機構を配置する手法がとられている。しかしながら、本実施の形態のように、筐体に対して被温度調和対象が大きく、発熱体が多数密集して配置されている電気機器では、送風抵抗すなわち圧力損失が高くなってしまう。そこで、筐体に対する被温度調和対象の占有体積が大きい場合は、被温度調和対象の流入面と流出面にチャンバ領域が設けられ、被温度調和対象にほぼ一様に送風される。吸気側チャンバ及び排気側チャンバは、電気機器の小型化のために最小領域に抑えられることが多い。一方、筐体の通風抵抗が高いため、送風機構には、高出力が求められており、おのずと送風機構が大型化し、筐体内に送風機構を収容することが困難である。そこで、筐体外に送風機構を設置し、送風機の吐出孔と筐体の流入口をダクトなどで連結して流路を構成する事例も多い。なお、この場合は、被温度調和対象と温度調和システムを含む電気機器の小型化も難しい。
【００２０】
一方、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、静圧の高い遠心送風機要素を採用することにより、吸気側チャンバ３１１ａ及び排気側チャンバ３１１ｂの様態が偏平形状でも十分な冷却風を通気させることができる。遠心送風機要素である送風機１００には、吸気側チャンバ３１１ａ及び排気側チャンバ３１１ｂのどちらか又は両方を配置してもよい。図１Ａは、吸気側チャンバ３１１ａ側に遠心送風機要素である送風機１００を設置した様態を示す。
【００２１】
また、本実施の形態の空調装置は、筐体３００を大型化することなしに、インペラ１１０の体格又は細部の形状をある程度の範囲で調整可能である。本実施の形態の空調装置は、送風機１００の効率の最適化を図ることができる。従って、冷却風の風量を調整することができる。また、筐体内の各々の部品及び部品群、この筐体内の部品群の一部又は全部を覆う部品外装体、ファンケース及び回転駆動源を覆う駆動源外装体など、これらの一部又は全部を一体化して、共用部品５００として構成することができる。これにより、流路形状が滑らかになり、漏洩流れ、及び段差による乱流損失が抑制される。
【００２２】
図２は、上記の共用部品５００の一例を示す。遠心送風機要素である送風機１００に対して複数の吸気チャンバ５０１を配置する場合は、送風機の吐出流を分岐する分岐ダクト部５０２を設ける。この場合の遠心送風機要素は、送風機１００に加えて、送風機１００と各々の吸気チャンバ５０１とを結合する分岐ダクト部５０２とを含む。図２に示すとおり、本実施の形態では、筐体の支柱と他部品カバーとファンケースと分岐ダクト部とを一体化する共用部品５００を用いる。一体化した共用部品５００によって、流路形状が滑らかになり、漏洩流れ、及び段差による乱流損失が抑制される。
【００２３】
上記被温度調和対象と送風機構を含むことにより、電気機器を小型化することができる。これにより、この電気機器を車両に搭載した場合は、室内空間を広くとることができる。従って、搭乗者の快適性が向上する。
【００２４】
本実施の形態の遠心送風機要素の構成部材は、金属又は樹脂材料で構成されるが、特に限定しない。
【００２５】
回転駆動源である電動機の固定子巻線の材質は、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金であるが、特に限定しない。
【００２６】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、インペラ１１０と、回転駆動源と、ファンケース１２０と、筐体３００と、分岐ダクト部５０２と、吸気チャンバ５０１とを備える。インペラ１１０は、回転軸１１２ａを中心部に含み、回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のインペラディスク１１２と、インペラディスク１１２の片面の吸気孔１２２の側に立設する複数の動翼１１１と、を有する。回転駆動源は、シャフト２１０を含み、シャフト２１０を介してインペラ１１０に連結されている。ファンケース１２０は、回転軸１１２ａを中心として形成された実質的に円筒状の側壁１２１と、回転軸１１２ａに垂直な面で回転軸１１２ａを中心とする円形状の吸気孔１２２と、回転軸１１２ａに沿った方向において、側壁１２１に対して吸気孔１２２とは反対側に位置する吐出孔１２３と、を有する。筐体３００は、ファンケース１２０が取り付けられる外表面３０２を含み、内部には被温度調和対象３５０が収納される。分岐ダクト部５０２は、吐出孔１２３から流れる空気を分岐する。
【００２７】
これにより、高密度に配置された部品を内包する筐体３００に対しても効率的に送風することが可能な、小型の温度調和ユニット１０を提供することができる。
【００２８】
また、ファンケース１２０の内壁面は、吸気孔１２２から吸気される空気が、インペラ１１０の回転によってインペラ１１０の外周方向の全周に出力される、遠心風を方向変換する、ファンケース１２０の側壁１２１である気流誘導形状と、インペラ１１０の回転軸１１２ａと平行な方向成分と、インペラ１１０の回転方向に対して、吐出孔１２３に向かうにつれて回転軸１１２ａからの距離が大きくなるスクロール形状とを含む曲面形状と、を具備してもよい。
【００２９】
また、インペラ１１０は、動翼１１１の各々の端部を吸気孔１２２側にて覆設する環状板体であるシュラウド１１４を含んでもよい。
【００３０】
また、回転駆動源は電動機２００であってもよい。
【００３１】
また、遠心送風機要素は、インぺラ１１０とファンケース１２０とを含んでもよい。
【００３２】
また、回転駆動源である電動機の固定子巻線が、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金を含んでもよい。
【００３３】
また、インペラが少なくとも金属と樹脂とのいずれかを含んでもよい。
【００３４】
また、温度調和ユニット１０は、インペラ１１０とファンケース１２０とからなる遠心送風機要素を含んでもよい。
【００３５】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２の温度調和ユニット１０を示す断面図である。実施の形態２は、実施の形態１とほぼ同一の構成である。相違点は、実施の形態１では、筐体３００の内部の部品群の一部又は全部を覆う部品外装体、ファンケース１２０及び回転駆動源を覆う駆動源外装体など、これらの一部又は全部を一体化して共用部品５００として構成しているのに対して、実施の形態２では、筐体３００の内部の部品群の一部又は全部を覆う部品外装体、ファンケース１２０及び回転駆動源を覆う駆動源外装体などについての一体化は図っておらず、筐体３００の内部の部品群の一部又は全部を覆う部品外装体、ファンケース１２０及び回転駆動源を覆う駆動源外装体などの部品は、各々個別の部品にて構成する。したがって、筐体３００の内部の部品群の一部又は全部を覆う部品外装体、ファンケース１２０及び回転駆動源を覆う駆動源外装体、これら部品の互いの接続部には、隙間又は段差が生じるため、漏洩流れ、乱流などによる出力低下が生じる。例えば、実施の形態２においては、隙間５０３を有するため、この隙間５０３を流路として矢印５０４で示す空気の漏れが生じる。このように、送気された空気の漏洩流れ、乱流などによる出力低下が生じる点で、実施の形態１に比べて、実施の形態２は劣る。しかし、その他の点では、実施の形態１と同様であり、遜色は無い。
【００３６】
なお、上記の接続部に生じる隙間や段差は、樹脂充填剤などのシール剤の塗布やパッキンの追加などによって覆うことで、漏洩流れ、乱流などの低減が可能である。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、ファンケース１２０及び回転駆動源を覆う駆動源外装体、及び、筐体３００に内装される部品群の少なくとも一部を覆う部品外装体を具備してもよい。また、駆動源外装体と部品外装体の接続部には、少なくとも隙間と段差のどちらかを有してもよい。
【００３８】
また、駆動源外装体と前記部品外装体の接続部には、少なくともシール剤とパッキンのどちらかを有してもよい。
【００３９】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３の温度調和ユニット１０を示す断面図である。図４の温度調和ユニット１０は、ファンケース１２０の構成に、回転軸を中心とする実質的に円筒状の側壁１２１を具備する様態を示す。本実施の形態では、インペラ１１０（遠心ファン）からの吐出流は、半径方向から軸方向に大きく方向を曲げられ、回転軸方向の反吸込み側に吐出される。このようなファンケースでは、筐体３００の壁部の一部とファンケース１２０が一体化される。また、本実施の形態においては、実施の形態１における隔絶壁３１１を、筐体３００の壁部の一部が兼ねる構成である。したがって、本実施の形態の構成によれば、温度調和ユニット１０の体格（体積）の小型化が可能である。
【００４０】
なお、ファンケース１２０の側壁１２１の回転軸方向の寸法を短く設定すると、インペラからの吐出流れの半径方向成分が多くなる。一方、ファンケース１２０の側壁１２１の回転軸方向の寸法を短く設定すると、吐出流れがファンケースによって方向転換させられる量が増加するので、軸方向成分が多くなる。このように、ファンケース１２０の側壁１２１の軸方向高さによって、吐出流れの軸方向成分と半径方向成分との割合は、任意に調整可能である。前向きファンではファンのみでは静圧が上昇せず、ファンケースによって静圧回復をしているが、後向きファンでは半径方向に翼長が長いため翼の入口と出口で流速差が大きく、ファン独自で静圧を上昇させることができる。従って、インペラの回転軸を中心とする実質的に円筒形状の側壁を具備するファンケースとの組み合わせが有効である。
【００４１】
以上のように、本実施の形態のファンケース１２０の内壁面は、インペラ１１０の回転軸１１２ａと平行な方向成分と、インペラ１１０の回転軸１１２ａを中心とする円弧形状とを含む実質的な円筒形状を具備してもよい。
【００４２】
（実施の形態４）
図５には、本発明の実施の形態４の温度調和ユニット１０を示す断面図である。実施の形態４の構成は、実施の形態３の構成とほぼ同一である。相違点は、実施の形態３の構成から、ファンケースを具備しない構成としている点である。また、換言すると、実施の形態３の構成において、ファンケース１２０の側壁１２１の回転軸方向の寸法を零に設定した構成とも言える。
【００４３】
実施の形態４の構成では、インペラ１１０からの吐出流が直接筐体３００の内壁に衝突する。そのため、実施の形態３に比べて、筐体隅部等で乱流が生じやすく、損失や騒音が増加する。筐体３００の隅部等で乱流が生じやすく、損失や騒音が増加する点で、実施の形態３に比べて、実施の形態４は劣る。しかし、その他の点では、実施の形態３と同様であり、遜色は無い。また、実施の形態４においても、実施の形態３と同様に、温度調和ユニット１０の体格（体積）の小型化が可能である。
【００４４】
図８Ａは、実施の形態１〜４におけるインペラにディフューザを付加した場合の様態を示す斜視図である。図８Ｂは、実施の形態１〜４におけるディフューザを示す前方斜視図である。図８Ｃは、実施の形態１〜４におけるディフューザを示す後方斜視図である。各実施の形態においては、インペラ１１０の構成に加えて、さらにディフューザ１１５を付加する構成を採用している。ディフューザ１１５は、インペラ１１０と回転駆動源である電動機２００との間に配置される。ディフューザ１１５は、電動機２００の回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のディフューザプレート１１６と、このディフューザプレート１１６の片面の吸気孔の側に立設されて、インペラ１１０から吐出される遠心風を整流する複数の静翼１１７とを具備する。
【００４５】
ディフューザ１１５は、インペラ１１０からの出力風（遠心風）を、ディフューザ１１５の静翼１１７の翼間で減速させつつ、圧力を昇圧する作用を発揮し、送風機からの出力風の圧力を高める。図８Ａは、インペラ１１０に上述のディフューザ１１５を付加した場合の様態（斜視図）を示す。また、上述のディフューザの様態について、図８Ｂには、前方斜視図を示す。同じく図８Ｃには、後方斜視図を示す。なお、遠心風を整流する作用は損なわれるが、ディフューザ１１５を除いてインペラ１１０のみとする構成を、各実施の形態に採用しても良い。例えば、ディフューザ１１５による遠心風を整流する作用が、過剰である場合には、ディフューザ１１５を除いて、スペック・ダウンを図ることも有用である。
【００４６】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニットは、インぺラ１１０から出力される遠心風を減速させつつ、インぺラ１１０とファンケース１２０とを含む遠心送風機要素からの出力風の圧力を高めるディフューザ１１５を具備してもよい。また、ディフューザ１１５が少なくとも金属と樹脂のいずれかを含んでもよい。
【００４７】
（本発明と比較例との対比）
ここで、本発明の実施の形態１に示す温度調和ユニット１０と、図１４に示す、比較例の温度調和ユニット１０１０を比較する。比較例の温度調和ユニット１０１０は、従来の車載用空調装置にも用いられたスクロールケーシング１１２０を有する。
【００４８】
スクロールケーシング１１２０の内部には、前向きファン４００が取り付けられる。前向きファン４００は、シロッコファンともいう。前向きファン４００は、図１４の手前から奥に向けて吸込まれた空気を、前向きファン４００の周方向に向かって吐出する。前向きファン４００から吐出された空気の流れ３０１は、スクロールケーシング１１２０の側壁１１２１に沿って、吐出孔１１２３に流される。
【００４９】
さらに、詳細に説明する。
【００５０】
比較例として示すスクロールケーシング１１２０内において、前向きファン４００から吐出された空気は、周方向に積分される。スクロールケーシング１１２０は、回転軸１１１２ａから側壁１１２１までの距離が徐々に大きくなる。よって、前向きファン４００から吐出された空気の流れ３０１は、側壁１１２１の外周面１１２１ａ側に偏る。従って、筐体３１０内に供給される空気の流れ３０１を一様にするために、筐体３１０の内部には、ダクト１３１１などの整流機構１３１０を取り付ける必要がある。
【００５１】
しかしながら、前向きファン４００を用いた遠心送風機１１００は、遠心送風機１１００の重心Ｇから吐出孔１１２３までの距離Ｌが長くなる。よって、遠心送風機１１００を筐体３１０に取り付ける場合、温度調和ユニット１０１０は、バランスが悪く、不安定となる。従って、温度調和ユニット１０１０は、取付部１１２４を介して、周囲の部材に固定されることがある。この場合、取付部１１２４は、温度調和ユニット１０１０が使用される環境に適合するため、多様な形状変更が求められる。
【００５２】
特に、整流機構１３１０が筐体３１０と分離して構成される場合、重心Ｇから整流機構１３１０までの距離を考慮する必要がある。一般的に、重心Ｇから整流機構１３１０までの距離は長くなる。よって、温度調和ユニットのバランスは、より悪くなる。
【００５３】
一方、図１Ａに示すように、実施の形態１における温度調和ユニット１０によれば、送風機１００から吐出される空気の流れ３０１は、筺体３００の内部に対して偏りが少ない気流を提供できる。よって、整流機構を取り付けなくても、効果的に筺体３００内に収納された被温度調和対象である二次電池の温度を調節できる。従って、実施の形態１における温度調和ユニット１０は、ダクトなどの整流機構が不要となる。つまり、実施の形態１における温度調和ユニット１０は、従来、整流機構を取り付けることで生じる、空気の流れ３０１における、圧力損失や摩擦損失を低減できる。この結果、実施の形態１における温度調和ユニット１０は、送風機１００の高効率化と、温度調和ユニット１０の構造の簡略化と小型化、および、温度調和ユニット１０を構成する部品を減少させることによるコスト削減が期待できる。
【００５４】
さらに、実施の形態１における温度調和ユニット１０は、比較例で示す温度調和ユニット１０１０よりも、その体格の小型化が可能である。比較例で示す温度調和ユニット１０１０では、筐体３１０から外部に向けて、前向きファン４００の直径寸法Ｌを確保できる空間が必要となるが、実施の形態１においては、上記の空間に相当する体積を要しない。
【００５５】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニットにおいて、被温度調和対象３５０が二次電池であってもよい。
【００５６】
また、被温度調和対象３５０が電力変換装置であってもよい。
【００５７】
（前向きファンと後向きファンとの対比）
図６Ａは、比較例における温度調和ユニット１０１０に用いられるインペラの動翼形状（前向きファンの回転軸に垂直な面における翼断面形状）を示す図である。図６Ｂは、本発明における温度調和ユニッ１０トに用いられるインペラ１１０の動翼形状（後向きファンの回転軸に垂直な面における翼断面形状）を示す図である。図７Ａは、図６Ａに示す動翼（前向きファンの翼形状）の要部を拡大して絶対流出角を示す図である。同じく、図７Ｂは、図６Ｂに示す動翼（後向きファンの翼形状）の要部を拡大して絶対流出角を示す図である。この図７Ａ及び図７Ｂに示す模式的描画によって、ファンの翼出口の絶対流出角の速度三角形の比較を表現する。少なくとも一部が回転方向前方に凸形状で構成されている後向きファンを用いた場合には、絶対流出角α２が前向きファンを用いた場合の絶対流出角α１よりも大きく、９０度に近くなる。すなわち、流れの半径方向成分が大きくなるため、遠方まで流れを到達させることができ、ファンケース外径よりも大きな被温度調和対象に送風することが可能である。
【００５８】
図７Ｃは、本発明の実施の形態における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラの効率特性を示すグラフである。図７Ｄは、本発明の実施の形態における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラの流量係数と圧力係数特性の関係を示すグラフである。図７Ｅは、本発明の実施の形態における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラの風量と風圧の関係を示すグラフである。
【００５９】
一般に、前向きファンは、動翼間における相対速度の減速率が大きく、二次流れ損失が高い。よって、前向きファンは、後向きファンよりも効率が低い。
【００６０】
図７Ｄには、前向きファンと後向きファンとについて、流量係数と圧力係数との関係を示す。
【００６１】
図７Ｄに示すように、前向きファンは、後向きファンと比べて仕事係数は高い。しかしながら、低流量で動作した場合、前向きファンには、圧力係数が右下がりから右上がりへと特性に変化が生じる、不安定領域４１０が存在する。
【００６２】
一方、後向きファンは、前向きファンと比べて、仕事係数が低い。しかしながら、後向きファンには、前向きファンのように特性が変化する不安定領域は存在しない。よって、後向きファンは、全領域で安定して使用できる。従って、後向きファンは、高速回転することで高出力を得ることができる。
【００６３】
図６Ａ、図６Ｂには、比較例として例示する前向きファンと、本発明の各実施の形態に採用する後向きファンについて、ファンの回転軸１１２ａに垂直な面における動翼の断面形状を示す。図７Ａ、図７Ｂには、前向きファンと後向きファンの動翼出口における速度三角形の比較を示す。
【００６４】
図６Ａ、図７Ａに示すように、前向きファンにおいて、動翼１１１１の、回転軸１１２ａと交差する方向の断面形状は、インペラディスク１１１２が回転する方向に向かって凹となる円弧状である。動翼１１１１は、回転軸１１２ａ側に位置する内周側端部１１１１ａが反回転軸側に位置する外周側端部１１１１ｂよりも後方に位置する。
【００６５】
前向きファンを回転した場合、各々の動翼１１１１から吐出される空気の流出角α１は、インペラディスク１１１２の外周における接線方向に近い角度となる。よって、前向きファンを用いる場合、空気の流れは、インペラディスク１１１２の半径方向に向かう成分が小さいため、遠方まで空気の流れを到達させることが困難である。
【００６６】
一方、図６Ｂ、図７Ｂに示すように、後向きファンにおいて、動翼１１１の、回転軸１１２ａと交差する方向の断面形状は、インペラディスク１１２が回転する方向に向かって凸となる円弧状である。動翼１１１は、回転軸１１２ａ側に位置する内周側端部１１１ａが反回転軸側に位置する外周側端部１１１ｂよりも前方に位置する。
【００６７】
後向きファンを回転した場合、各々の動翼１１１から吐出される空気の絶対流出角α２は、インペラディスク１１２の外周における接線方向から大きく開いた角度となる。よって、後向きファンを用いる場合、空気の流れは、インペラディスク１１２の半径方向に向かう成分が大きいため、遠方まで空気の流れを到達させることができる。
【００６８】
図７Ｅに示すように、前向きファンは、ファンのみでは静圧が上昇しない。よって、前向きファンを使用する場合、スクロールケーシングを用いるなどして、ファンケースによる静圧回復を実現する。
【００６９】
一方、図６Ｂに示すように、後向きファンは、インペラディスク１１２の半径方向において、動翼１１１が長い。よって、インペラ１１０が回転する際、動翼１１１の入口である内周側端部１１１ａと、動翼１１１の出口である外周側端部１１１ｂとの間において、流れる空気の流速差が大きくなる。従って、図７Ｅに示すように、後向きファンは、ファン自体で静圧を上昇できる。よって、本発明の各実施の形態における温度調和ユニットを用いれば、筐体３００内に収納される被温度調和対象の実装密度が高くなることに伴い、動作点がＡからＢに変化する。
【００７０】
この特性を利用することで、本発明の各実施の形態における温度調和ユニットは、小型化を図っている。
【００７１】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニットにおいて、動翼１１１の後縁はインペラディスク１１２の外周側に位置し、動翼１１１の前縁は回転軸１１２ａの中心側であり、かつ、後縁よりもインペラ１１０の回転方向の前進側に位置する。これにより、温度調和ユニットの小型化を図ることができる。
【００７２】
また、動翼１１１の後縁はインペラディスク１１２の外周側に位置し、動翼１１１の前縁は回転軸１１２ａの中心側であり、かつ、後縁よりもインペラ１１０の回転方向前方側に位置し、動翼１１１はインペラ１１０の回転方向前方側に凸状の湾曲面を有してもよい。これにより、空気の流れの半径方向成分が大きくなるため、遠方まで流れを到達させることができ、ファンケース外径よりも大きな被温度調和対象に送風することが可能である。
【００７３】
（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５における温度調和システム２０の概要を示すシステム構成図である。図１０は、本発明の実施の形態５における他の温度調和システム２０ａの概要を示すシステム構成図である。図１１は、本発明の実施の形態５におけるさらに他の温度調和システム２０ｂの概要を示すシステム構成図である。
【００７４】
また、図１２は、本発明の実施の形態５における車両３０の概要を示す概要図である。図１３は、本発明の実施の形態５における他の車両３０ａの概要を示す概要図である。
【００７５】
なお、実施の形態１における温度調和ユニットと同様の構成については、同じ符号を付して、説明を援用する。
【００７６】
図９から図１１に示すように、本発明の実施の形態５における温度調和システムは、以下の構成である。
【００７７】
すなわち、図９に示すように、本発明の実施の形態５における温度調和システム２０は、第１の温度調和ユニット７１１ａと、第２の温度調和ユニット７１１ｂと、複数のダクト７００、７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、及び７００ｄと、切替部７０１と、回転数制御部７０２と、制御部７０３と、を備える。
【００７８】
第１の温度調和ユニット７１１ａ及び第２の温度調和ユニット７１１ｂは、実施の形態１で説明した温度調和ユニット１０を使用できる。図９には、実施の形態１において、図１Ａを用いて説明した温度調和ユニットを示す。
【００７９】
複数のダクトの一部であるダクト７００ｂ、７００ｃは、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する排気孔１２５ａと、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する吸気孔１２２ｂとを接続する。吸気孔１２２ｂは筐体内に空気を吸気する。排気孔１２５ａは吸気された空気を筐体の外に排気する。
【００８０】
又は、複数のダクトの一部であるダクト７００、７００ａは、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する吸気孔１２２ａと第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する排気孔１２５ｂとを接続する。
【００８１】
切替部７０１は、ダクト７００、７００ａ、７００ｄが接続された状態を切り替える。
【００８２】
回転数制御部７０２は、少なくとも、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する電動機２００ａの回転数、又は、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する電動機２００ｂの回転数のいずれか一方を制御する。
【００８３】
制御部７０３は、切替部７０１と回転数制御部７０２とを制御する。制御部７０３は、複数のダクト７００、７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、及び７００ｄ内を流れる空気の流路又は空気の風量を制御する。
【００８４】
また、図１０に示すように、本発明の実施の形態５における温度調和システム２０ａは、第１の温度調和ユニット７２０ａと、第２の温度調和ユニット７２０ｂと、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆと、切替部７０１と、回転数制御部７０２と、制御部７０３と、を備える。
【００８５】
第１の温度調和ユニット７２０ａ及び第２の温度調和ユニット７２０ｂには、実施の形態１で説明した温度調和ユニットを使用できる。図１０には、実施の形態１において、図１Ａを用いて説明した温度調和ユニットを示す。
【００８６】
複数のダクトの一部であるダクト７００、７００ｅは、第１の温度調和ユニット７２０ａが有する吸気孔１２２ａと、第２の温度調和ユニット７２０ｂが有する吸気孔１２２ｂとを接続する。
【００８７】
又は、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆは、第１の温度調和ユニット７２０ａが有する排気孔１２５ａと第２の温度調和ユニット７２０ｂが有する排気孔１２５ｂとを接続してもよい。
【００８８】
切替部７０１は、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆの接続状態を切り替える。
【００８９】
回転数制御部７０２は、少なくとも、第１の温度調和ユニット７２０ａが有する電動機２００ａの回転数と、第２の温度調和ユニット７２０ｂが有する電動機２００ｂの回転数のいずれか一方を制御する。
【００９０】
制御部７０３は、切替部７０１と回転数制御部７０２とを制御する。制御部７０３は、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆ内を流れる空気の流路又は空気の風量を制御する。
【００９１】
又は、図１１に示すように、本発明の実施の形態５における温度調和システム２０ｂは、温度調和ユニット１０ａと、第１のダクト７３０、７３０ａ、及び７３０ｂと、第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄと、切替部７０１ａ、７０１ｂと、回転数制御部７０２と、制御部７０３と、を備える。
【００９２】
温度調和ユニット１０ａには、実施の形態１で説明した温度調和ユニットを使用できる。図１１には、実施の形態１において、図１Ａを用いて説明した温度調和ユニットを示す。
【００９３】
第１のダクト７３０、７３０ａ、及び７３０ｂは、温度調和ユニット１０ａを介することなく空気を流す。
【００９４】
第２のダクト７３０ｃは、温度調和ユニット１０ａへ供給される空気を流す。第２のダクト７３０ｄは、温度調和ユニット１０ａから吐出される空気を流す。なお、吸気孔１２２から空気は吸気される。排気孔１２５から空気は排気される。
【００９５】
切替部７０１ａ、７０１ｂには、第１のダクト７３０、７３０ａ、７３０ｂ及び第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄが接続される。切替部７０１ａ、７０１ｂは、空気の流れを切り替える。
【００９６】
回転数制御部７０２は、少なくとも、温度調和ユニット１０ａが有する電動機２００の回転数を制御する。
【００９７】
制御部７０３は、切替部７０１ａ、７０１ｂと回転数制御部７０２とを制御する。制御部７０３は、第１のダクト７３０、７３０ａ、及び７３０ｂ内と、第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄ内とを流れる空気の流路又は空気の風量を制御する。
【００９８】
図１２は、本発明の実施の形態５における車両３０の概要を示す概要図である。車両３０は、動力源８００と、駆動輪８０１と、走行制御部８０２と、温度調和システム８０３と、を備える。
【００９９】
駆動輪８０１は、動力源８００から供給される動力によって駆動される。走行制御部８０２は、動力源８００を制御する。温度調和システム８０３は、上述した温度調和システム２０、２０ａ、及び２０ｂを利用できる。
【０１００】
また、図１３は、本発明の実施の形態５における他の車両３０ａの概要を示す概要図である。車両３０ａは、動力源８００と、駆動輪８０１と、走行制御部８０２と、温度調和ユニット８０４と、を備える。
【０１０１】
駆動輪８０１は、動力源８００から供給される動力で駆動する。走行制御部８０２は、動力源８００を制御する。温度調和ユニット８０４には、実施の形態１で説明した各温度調和ユニットを利用できる。
【０１０２】
図１２と１３を用いて、さらに、詳細に説明する。
【０１０３】
図１２に示すように、本発明の実施の形態５における温度調和システム８０３は、車両３０に搭載される。車両３０に温度調和システム８０３を搭載する際、以下の構成を採用すれば、被温度調和対象の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
【０１０４】
つまり、本実施の形態５における温度調和システム８０３には、複数の、上述した本発明の実施の形態における温度調和ユニットを利用できる。温度調和システム８０３は、各温度調和ユニットが有する、吸気孔及び通気孔どうしを接続する、複数のダクトを備える。温度調和システム８０３は、ダクト内を流れる気流の量、又は、気流を流すための経路を切り替える切替部を備える。
【０１０５】
例えば、吸気側の気温が常温より低い場合、複数の温度調和ユニットをダクトで接続する。この構成とすれば、被温度調和対象を効率よく温度調和できる。
【０１０６】
また、実施の形態５における温度調和システム８０３は、温度調和ユニットの吸気孔及び通気孔と接続される、複数のダクトを有する。温度調和システム８０３は、ダクト内を流れる気流の量、又は、気流を流すための経路を切り替える切替部を備える。
【０１０７】
例えば、本実施の形態における温度調和ユニットが有する、吸気孔及び通気孔には、複数のダクトが接続される。
【０１０８】
図１１に示すように、ダクト７３０は、一端が車両の外部に接続され、他端が切替部７０１ａに接続される。ダクト７３０ａは、一端が切替部７０１ａに接続され、他端が切替部７０１ｂに接続される。また、ダクト７３０ｃは、一端が切替部７０１ａに接続され、他端が温度調和ユニット１０ａの有する吸気孔１２２に接続される。ダクト７３０ｄは、一端が温度調和ユニット１０ａの有する排気孔１２５に接続され、他端が切替部７０１ｂに接続される。
【０１０９】
本構成において、車両３０の外部気温が所定範囲内の場合、ダクトを介して、直接、車外の空気を車両３０内に取り込むことができる。車両３０の外部気温が所定範囲外の場合、ダクトと、温度調和ユニットとを介して、車外の空気を車両３０内に取り込むことができる。
【０１１０】
つまり、温度調和システム８０３は、車両の外部気温に応じて、被温度調和対象に提供する空気を切り替えることができる。よって、温度調和システム８０３は、効率よく、かつ、省エネルギー化を実現しながら、被温度調和対象の温度調和を実現できる。
【０１１１】
なお、温度調和システム８０３において、ダクトを切り替えるための車両の外部気温の閾値は、目的に応じて、適宜設定すればよい。また、温度調和システム８０３において、ダクトを切り替えるための車両外部の空気の取り込みは、車両外部の気温に代えて、気圧による切替とすることもできる。
【０１１２】
また、図１３に示した形態は、図１２に示した形態の温度調和システム８０３を温度調和ユニット８０４に読み替えることで、その説明を援用できる。
【０１１３】
上述の各実施の形態においては、一例としてハイブリッドカーの電池の温度調和装置として説明したが、これに限定するものではない。本発明の実施の形態の温度調和ユニットは、その他に、エンジンコントロールユニット、インバータ装置、電動機の温度調和などにも適用可能である。
【０１１４】
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニットは、筐体の少なくとも内側と外側とのいずれかに遠心送風機要素の制御部７０３を具備する。
【０１１５】
また、温度調和ユニットは、筐体内に導入された空気を筐体３００の外に排気する排気孔１２５をさらに有してもよい。
【０１１６】
また、本実施の形態の温度調和システム２０は、各々が実施の形態１に記載された第１の温度調和ユニット７１１ａ及び第２の温度調和ユニット７１１ｂと、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する排気孔１２５ａ又は吸気孔１２２ａと、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する吸気孔１２２ｂ又は排気孔１２５ｂと、を接続する複数のダクト７００、７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、及び７００ｄと、を備える。また、温度調和システム２０は、複数のダクトが接続された状態を切り替える切替部７０１と、少なくとも、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する回転駆動源の回転数、又は、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する回転駆動源の回転数のいずれか一方を制御する回転数制御部７０２と、を備える。また、温度調和システム２０は、切替部７０１と回転数制御部７０２とを制御して、複数のダクト内を流れる空気の流路又は前記空気の風量を制御する制御部７０３を備える。これにより、被温度調和対象の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
【０１１７】
また、本実施の形態の温度調和システム２０ｂは、実施の形態１に記載された温度調和ユニット１０ａと、温度調和ユニット１０ａを介することなく空気を流す第１のダクト７３０、７３０ａ、７３０ｂと、温度調和ユニット１０ａへ供給される空気を流す、又は、温度調和ユニット１０ａから吐出される空気を流す、第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄと、を備える。また、温度調和システム２０ｂは、第１のダクト７３０、７３０ａ、７３０ｂ及び第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄが接続され、空気の流れを切り替える切替部７０１ａと、温度調和ユニット１０ａが有する回転駆動源の回転数を制御する回転数制御部７０２と、切替部７０１ａと回転数制御部７０２とを制御して、複数のダクト内を流れる空気の流路又は空気の風量を制御する制御部７０３と、を備える。これにより、被温度調和対象の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
【０１１８】
また、本実施の形態の車両３０は、動力源８００と、動力源８００から供給される動力で駆動する駆動輪８０１と、動力源８００を制御する走行制御部８０２と、本実施の形態に記載の温度調和システム８０３と、を備える。これにより、被温度調和対象の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
【０１１９】
また、本実施の形態の車両３０ａは動力源８００と、動力源８００から供給される動力で駆動する駆動輪８０１と、動力源８００を制御する走行制御部８０２と、実施の形態１に記載の温度調和ユニット８０４と、を備える。これにより、被温度調和対象の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明の温度調和ユニット及び温度調和システムは、小型化、高出力化、高効率化が可能であり、車載電池温度調節用途などに有用である。また、本発明の温度調和ユニット及び温度調和システムの車両への搭載は、過剰な振動や騒音を抑制可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０    温度調和ユニット
１０ａ    温度調和ユニット
２０    温度調和システム
２０ａ    温度調和システム
２０ｂ    温度調和システム
３０    車両
３０ａ    車両
１００    送風機
１１０    インペラ（遠心ファン）
１１１    動翼
１１１ａ    内周側端部
１１１ｂ    外周側端部
１１２    インペラディスク
１１２ａ    回転軸
１１３    傾斜部
１１４    シュラウド
１１５    ディフューザ
１１６    ディフューザプレート
１１７    静翼
１２０    ファンケース
α１    絶対流出角
α２    絶対流出角
１２１    側壁
１２２    吸気孔
１２２ａ    吸気孔
１２２ｂ    吸気孔
１２３    吐出孔
１２５    排気孔
１２５ａ    排気孔
１２５ｂ    排気孔
２００    電動機
２００ａ    電動機
２００ｂ    電動機
２１０    シャフト
３００    筐体
３０１    空気の流れ
３０２    外表面
３１０    筐体
３１１    隔絶壁
３１１ａ    吸気側チャンバ
３１１ｂ    排気側チャンバ
３２０    電子機器部
３５０    被温度調和対象
４００    前向きファン
４１０    不安定領域
５００    共用部品
５０１    吸気チャンバ
５０２    分岐ダクト部
５０３    隙間
５０４    矢印
７００    ダクト
７００ａ    ダクト
７００ｂ    ダクト
７００ｃ    ダクト
７００ｄ    ダクト
７００ｅ    ダクト
７００ｆ    ダクト
７０１    切替部
７０１ａ    切替部
７０１ｂ    切替部
７０２    回転数制御部
７０３    制御部
７１１ａ    第１の温度調和ユニット
７１１ｂ    第２の温度調和ユニット
７２０ａ    第１の温度調和ユニット
７２０ｂ    第２の温度調和ユニット
７３０    第１のダクト
７３０ａ    第１のダクト
７３０ｂ    第１のダクト
７３０ｃ    第２のダクト
７３０ｄ    第２のダクト
８００    動力源
８０１    駆動輪
８０２    走行制御部
８０３    温度調和システム
８０４    温度調和ユニット
１０１０    温度調和ユニット
１１１１    動翼
１１１１ａ    内周側端部
１１１１ｂ    外周側端部
１１１２    インペラディスク
１１２０    スクロールケーシング
１１２１    側壁
１１２１ａ    内周面
１１２３    吐出孔
１１２４    取付部
１３１０    整流機構
１３１１    ダクト
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心部に含み、前記回転軸に対して垂直方向の面に配置される実質的に円板形状のインペラディスクと、
前記インペラディスクの片面の吸気孔の側に立設する複数の動翼と、
を有するインペラと、
シャフトを含み、前記シャフトを介して前記インペラに連結されている回転駆動源と、
前記回転軸を中心として形成された実質的に円筒状の側壁と、
前記回転軸に垂直な面で回転軸を中心とする円形状の吸気孔と、
前記回転軸に沿った方向において、前記側壁に対して前記吸気孔とは反対側に位置する吐出孔と、
を有するファンケースと、
前記ファンケースが取り付けられる外表面を含み、内部には被温度調和対象が収納される筐体と、
前記吐出孔から流れる空気を分岐する分岐ダクト部と、
前記被温度調和対象の流入面に複数の吸気チャンバと、
を備える温度調和ユニット。
【請求項２】
前記ファンケースの内壁面は、
前記吸気孔から吸気される空気が、前記インペラの回転によって前記インペラの外周方向の全周に出力される、遠心風を方向変換する、前記ファンケースの前記側壁である気流誘導形状と、
前記インペラの回転軸と平行な方向成分と、前記インペラの回転方向に対して、前記吐出孔に向かうにつれて回転軸からの距離が大きくなるスクロール形状とを含む曲面形状と、
を具備する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項３】
前記ファンケースの内壁面は、
前記インペラの前記回転軸と平行な方向成分と、前記インペラの回転軸を中心とする円弧形状とを含む実質的な円筒形状を
具備する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項４】
前記インペラは、
前記動翼の各々の端部を前記吸気孔側にて覆設する環状板体であるシュラウドを含む請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項５】
前記動翼の後縁は前記インペラディスクの外周側に位置し、
前記動翼の前縁は前記回転軸の中心側であり、かつ、前記後縁よりも前記インペラの回転方向の前進側に位置する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項６】
前記動翼の後縁は前記インペラディスクの外周側に位置し、
前記動翼の前縁は前記回転軸の中心側であり、かつ、前記後縁よりも前記インペラの回転方向前方側に位置し、
前記動翼は前記インペラの回転方向前方側に凸状の湾曲面を有する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項７】
前記回転駆動源は電動機である請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項８】
遠心送風機要素は、前記インぺラと前記ファンケースとを含み、
前記筐体の少なくとも内側と外側とのいずれかに前記遠心送風機要素の制御部を具備する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項９】
前記被温度調和対象が二次電池である請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１０】
前記被温度調和対象が電力変換装置である請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１１】
前記回転駆動源である電動機の固定子巻線が、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金を含む請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１２】
前記インペラが少なくとも金属と樹脂とのいずれかを含む請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１３】
前記インぺラから出力される遠心風を減速させつつ、前記インぺラと前記ファンケースとを含む遠心送風機要素からの出力風の圧力を高めるディフューザを具備し、
前記ディフューザが少なくとも金属と樹脂のいずれかを含む請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１４】
前記ファンケース及び前記回転駆動源を覆う駆動源外装体、及び、前記筐体に内装される部品群の少なくとも一部を覆う部品外装体を具備し、
前記駆動源外装体と前記部品外装体の接続部には、少なくとも隙間と段差のどちらかを有する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１５】
前記ファンケース、及び前記回転駆動源を覆う駆動源外装体、及び、前記筐体に内装される部品群の少なくとも一部を覆う部品外装体を具備し、
前記駆動源外装体と前記部品外装体の接続部には、少なくともシール剤とパッキンのどちらかを有する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１６】
前記インペラと前記ファンケースとからなる遠心送風機要素を含む請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１７】
前記筐体内に導入された空気を前記筐体の外に排気する排気孔をさらに有する請求項１記載の温度調和ユニット。
【請求項１８】
請求項１７に記載の温度調和ユニットを２つ有し、
各々の前記温度調和ユニットのうち、その一方を第１の温度調和ユニットとするとともに、もう一方を第２の温度調和ユニットとし、
前記第１の温度調和ユニットが有する前記排気孔又は前記吸気孔と、前記第２の温度調和ユニットが有する前記吸気孔又は前記排気孔と、を接続する複数のダクトと、
前記複数のダクトが接続された状態を切り替える切替部と、
少なくとも、前記第１の温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数、又は、前記第２の温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数のいずれか一方を制御する回転数制御部と、
前記切替部と前記回転数制御部とを制御して、前記複数のダクト内を流れる空気の流路又は前記空気の風量を制御する制御部と、
を備える温度調和システム。
【請求項１９】
請求項１７に記載された温度調和ユニットと、
前記温度調和ユニットを介することなく空気を流す第１のダクトと、
前記温度調和ユニットへ供給される前記空気を流す、又は、前記温度調和ユニットから吐出される前記空気を流す、第２のダクトと、
前記第１のダクト及び前記第２のダクトが接続され、前記空気の流れを切り替える切替部と、前記温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数を制御する回転数制御部と、前記切替部と前記回転数制御部とを制御して、前記複数のダクト内を流れる空気の流路又は前記空気の風量を制御する制御部と、
を備える温度調和システム。
【請求項２０】
動力源と、
前記動力源から供給される動力で駆動する駆動輪と、
前記動力源を制御する走行制御部と、
請求項１８に記載の温度調和システムと、を備える車両。
【請求項２１】
動力源と、
前記動力源から供給される動力で駆動する駆動輪と、
前記動力源を制御する走行制御部と、
請求項１に記載の温度調和ユニットと、を備える車両。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2017051521.tif 000025
【図１Ｂ】
2017051521.tif 000026
【図２】
2017051521.tif 000027
【図３】
2017051521.tif 000028
【図４】
2017051521.tif 000029
【図５】
2017051521.tif 000030
【図６Ａ】
2017051521.tif 000031
【図６Ｂ】
2017051521.tif 000032
【図７Ａ】
2017051521.tif 000033
【図７Ｂ】
2017051521.tif 000034
【図７Ｃ】
2017051521.tif 000035
【図７Ｄ】
2017051521.tif 000036
【図７Ｅ】
2017051521.tif 000037
【図８Ａ】
2017051521.tif 000038
【図８Ｂ】
2017051521.tif 000039
【図８Ｃ】
2017051521.tif 000040
【図９】
2017051521.tif 000041
【図１０】
2017051521.tif 000042
【図１１】
2017051521.tif 000043
【図１２】
2017051521.tif 000044
【図１３】
2017051521.tif 000045
【図１４】
2017051521.tif 000046
【国際調査報告】
2017051521.tif 000047
2017051521.tif 000048
2017051521.tif 000049
2017051521.tif 000050