(57)【要約】【課題】送風量の低下を抑制しつつ、ファンロックの発生を防止することができる送風機を提供する。【解決手段】車両搭載状態においてスクロールケーシング２１の下方に位置する底面部４０のうちファン１９に対向する領域には、複数の溝３０が形成されている。複数の溝３０が形成されているので、ファン領域に水が侵入してきた場合には、水が溝３０に流れる。これによって水の凍結によるファンロックを防止することができる。また溝３０と溝３０との間に水が残る場合も考えられるが、溝３０の間隔を小さくすると、凍ったときの氷の高さを低くすることができる。これによって底面部４０に所定の数およびパターンの溝３０を設けて水滴６０サイズがファン１９に到達するほど大きさになるのを防止している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクロール状の空気通路（２２）を構成するスクロールケーシング（２１）と、
前記スクロールケーシング内に収納され、回転軸線方向の一方側から空気を吸い込む遠心式ファン（１９）と、
前記遠心式ファンを回転駆動するモータ（１８）と、を含み、
車両搭載状態において前記スクロールケーシングの下方に位置する底面部（４０）のうち前記遠心式ファンに対向する領域には、複数の溝（３０，３１，３２）が形成されていることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記遠心式ファンは、回転軸線方向の一方側が上方側となるようにスクロールケーシング内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記遠心式ファンは、回転軸線方向の一方側が下方側となるようにスクロールケーシング内に配置されており、
前記スクロールケーシングの前記底面部に設けられ、前記遠心式ファンにより吸い込まれる空気の導入口を形成するベルマウス（２３）をさらに含み、
前記ベルマウスには、前記複数の溝と回転軸線方向に貫通する複数の貫通孔（５１）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の送風機。
【請求項４】
前記複数の溝は、
前記回転軸線の周方向に延び、前記回転軸線の径方向に間隔をあけて形成されている複数の周溝（３１）と、
前記径方向に延び、前記周方向に間隔をあけて形成されている複数の径溝（３２）と、を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項５】
前記複数の溝は、四角状に形成された複数の四角溝を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項６】
前記複数の溝のうち、前記溝の交差する部分は、溝底がつながっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項７】
前記底面部と前記遠心式ファンとが最も接近している領域における前記溝の間隔は、２ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に用いられる送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置の送風機は、内気吸込口および外気吸込口が形成された内外気切替箱と、内外気切替箱内に設けられた内外気切替ドアと、空気流を発生させる遠心式ファンと、遠心式ファンを回転駆動するブロワモータと、遠心式ファンを収納するブロワケースとから構成されている。このような構成の送風機において、洗車や雨天等のように車外環境によって、外気吸込口からブロワケース内に水が浸入する場合がある。水がブロワ内に侵入すると、水滴が遠心式ファンとモータフランジ間（以下、「ファンギャップ」ということがある）をブリッジのようにつないだ状態で凍結する場合があり、ファンロックに至ることがある。このようなファンロックを防ぐために、ファンギャップをファンロックに至る凍結が生じないまで大きくすると、ファンギャップに空気が入り込み、風量が低下するという問題がある。
【０００３】
そこで特許文献１には、ファンの下部に水が入るのを防止するリブをブロワケースに設けている。さらにリブの内側、すなわちファン下部に水が入ってしまった場合に排水するため、リブの一部に隙間を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１では、水の侵入を完全に防ぐことができないので、ファンギャップを小さくすることができない。またリブが送風の抵抗となり、送風量が低下するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、送風量の低下を抑制しつつ、ファンロックの発生を防止することができる送風機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
本発明は、スクロール状の空気通路（２２）を構成するスクロールケーシング（２１）と、スクロールケーシング内に収納され、回転軸線方向の一方側から空気を吸い込む遠心式ファン（１９）と、遠心式ファンを回転駆動するモータ（１８）と、を含み、車両搭載状態においてスクロールケーシングの下方に位置する底面部（４０）のうち遠心式ファンに対向する領域には、複数の溝（３０，３１，３２）が形成されていることを特徴とする送風機である。
【０００９】
このような本発明に従えば、車両搭載状態においてスクロールケーシングの下方に位置する底面部のうち遠心式ファンに対向する領域（以下、「ファン領域」ということがある）には、複数の溝が形成されている。複数の溝が形成されているので、ファン領域に水が侵入してきた場合には、水が溝に流れる。これによって水の凍結によるファンロックを防止することができる。また溝と溝との間に水が残る場合も考えられるが、溝の間隔を小さくすると、凍ったときの氷の高さを低くすることができる。これは氷の高さは、表面張力に基づく残った水の高さに起因するからである。したがってファンギャップを小さくしても、ファンロックの発生を防止することができる。これによってファンギャップを小さくすることができるので、ファンギャップに起因する送風量の低下を抑制することができる。
【００１０】
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両用空調装置１０の送風機１１の部分を拡大して示す正面図である。
【図２】送風機１１を示す平面図である。
【図３】ファンギャップを拡大して示す断面図である。
【図４】ケーシング２１の一部を拡大して示す平面図である。
【図５】第２実施形態のスクロールケーシング２１Ａの一部を拡大して示す平面図である。
【図６】第３実施形態のスクロールケーシング２１Ｂの一部を拡大して示す平面図である。
【図７】第４実施形態の送風機１１Ｃを示す側面図である。
【図８】ベルマウス２３Ｃの一部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図４を用いて説明する。車両用空調装置１０は、車室内空調運転の実施可能な装置である。車両用空調装置１０における室内ユニットは、車室内へ送風される車室内送風空気を送風する送風機ユニット１２、および送風機ユニット１２から送風された車室内送風空気の温度を調整する空調ユニット（図示せず）に大別される。
【００１４】
また、室内ユニットは、エンジンルームと車室内とを仕切るダッシュパネルと、車室内最前部のインストルメントパネル（計器盤）との間の空間に配置されている。より具体的には、この空間のうち車両幅方向の略中央部に空調ユニットが配置され、送風機ユニット１２は空調ユニットに対して助手席側へオフセットして配置されている。
【００１５】
図示しない空調ユニットの内部には、送風機ユニット１２から送風された車室内送風空気が流れる空気通路が形成されている。そして、この空気通路内には、車室内送風空気を冷却する冷却用熱交換器、冷却用熱交換器にて冷却された冷風を再加熱する加熱用熱交換器および加熱用熱交換器で再加熱する冷風量を調整するエアミックスドアなどが配置される。
【００１６】
具体的には、冷却用熱交換器は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器であり、加熱用熱交換器は、エンジン冷却水を熱源として車室内送風空気を加熱するヒータコアである。エアミックスドアは、その開度を連続的に変化させることによって、蒸発器にて冷却された冷風のうち、ヒータコアを通過させる風量とヒータコアをバイパスさせる風量との風量比を連続的に変化させて、車室内送風空気の温度を調整する温度調整手段である。
【００１７】
空調ユニット内で温度調整された車室内送風空気は、空調ユニットの空気流れ最下流部に形成された開口部およびダクトを介して車室内に設けられた吹出口から車室内へ送風される。具体的には、フェイス吹出口から乗員の顔部へ、フット吹出口から乗員の足下部へ、デフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスの内面へ向けて送風される。デフロスタ吹出口は、デフロスタドアにより開閉される。フェイス吹出口は、フェイスドアにより開閉される。フット吹出口は、フットドアにより開閉される。デフロスタドア、フェイスドアおよびフットドアは、吹出口モードドアを構成するものであり、本実施形態では図示しないリンク機構を介して吹出モードドア用アクチュエータにより駆動される。
【００１８】
図１に示す送風機ユニット１２は、内気と外気とを切替導入する内外気切替装置１３と、内外気切替装置１３によって導入された内気および外気を空調ユニットに向けて送風する送風機１１とを一体的に構成してなるものである。図１の例では、内外気切替装置１３を上方側に配置し、送風機１１を下方側に配置している。
【００１９】
内外気切替装置１３は、外殻を形成する内外気ケース１４および内外気ドア１５を含んで構成される。内外気ケース１４は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（たとえば、ポリプロピレン）にて成形されている。図示を省略しているが、内外気ケース１４は、成形上の型抜きの都合、内外気ケース１４内への各種部品の組付上の理由などから複数の分割ケースに分割して成形した後に、この複数の分割ケースを一体に締結する構成になっている。
【００２０】
内外気ケース１４の上部には、車室外空気（外気）および車室内空気（内気）を内外気ケース１４内へ導入させる外気導入口１６および内気導入口１７が形成されている。内外気ドア１５は、外気導入口１６および内気導入口１７を切替開閉する。
【００２１】
送風機１１は、モータ１８を駆動源として、モータ１８によってファン１９を回転駆動させる遠心式送風機である。モータ１８は、その回転軸がモータ本体部の一方向（一端側）のみに突出する片軸モータである。図１の例では、送風機１１の回転軸方向が上下方向を向いている。換言すると、回転軸方向は、車両搭載状態における鉛直方向と略平行である。
【００２２】
モータ１８としては、直流モータおよび交流モータのいずれを採用してもよい。モータ１８は、空調制御装置（図示せず）から出力される制御信号（制御電圧または制御周半数信号など）によって、その作動が制御される。
【００２３】
ファン１９は、遠心式ファンであり、その軸方向一端側から空気を吸い込む片吸いファンである。具体的には、ファン１９は、モータ１８の回転軸周りに複数枚のブレード２０を一定間隔で環状に配置して構成されている。
【００２４】
ファン１９は、スクロールケーシング（以下、「ケーシング」ということがある）２１内に、回転可能に収納されている。ファン１９は、回転軸線方向の一方側が上方側となるようにケーシング２１内に配置されている。ケーシング２１は、内外気切替装置１３の内外気ケース１４と同じ材質で形成されており、金属バネ、クリップ、ネジ止めなどの締結手段、あるいは、溶着、接着などの接合手段にて一体に結合されている。
【００２５】
ケーシング２１は、その内部にファン１９から吹き出された空気を通過させる渦巻き状（スクロール状）の空気通路２２を形成するものである。具体的には、ケーシング２１の外壁面は、回転軸に垂直な方向から見たとき、回転軸からの距離（スクロール半径）がファン１９の回転方向に向かって徐々に拡大する形状になっている。ケーシング２１のうち、回転軸に垂直な壁面であって、モータ１８から離れた側の壁面（図１の上方の壁面）には、ファン１９の内周側に空気を吸入させる円形状のベルマウス２３が形成されている。またケーシング２１の空気通路２２の巻き終わり側には、空気を吹き出す吹出口が形成されている。
【００２６】
またケーシング２１のうち、回転軸に垂直な壁面であって、モータ１８側の壁面（図１の下方の壁面）には、複数の溝３０が形成されている。複数の溝３０は、車両搭載状態においてスクロールケーシング２１の下方に位置する底面部４０（図１の下方の壁面）のうちファン１９に対向する領域に形成されている。図２および図４では、溝３０は溝幅を省略して示している。ファン１９に対向する領域は、ファン１９と底面部４０との間、すなわちファンギャップＰを構成する領域である。
【００２７】
複数の溝３０は、図２に示すように、複数の周溝３１と複数の径溝３２とを含む。周溝３１は、回転軸線の周方向に延び、回転軸線の径方向に間隔をあけて形成されている。周溝３１は、本実施形態では、回転軸を中心とする同心円状に形成されている。
【００２８】
径溝３２は、径方向に延び、周方向に間隔をあけて形成されている。径溝３２は、回転軸を中心として、放射状に延びている。径溝３２は、最も中心側（内側）に位置する周溝３１から外側に向かって延び、ケーシング２１外に連通している。また周溝３１と径溝３２とが交差する部分は、溝底がつながっている。したがって周溝３１を流れる水は、径溝３２も流れ、径溝３２から外部に排出される。
【００２９】
複数の溝３０は、ケーシング２１内に侵入してきた水を排出するためと、水滴６０のサイズを制限するために設けられる。通常、外気モードであっても外気導入口１６からの水の侵入はないが、雨天、雪、あるいはＥ／Ｇルームの洗浄時等には水滴６０がケーシング２１内に侵入することがある。侵入した水滴６０はファン１９によりケーシング２１の内壁に飛散するほか、ファン１９の下面にたまる。寒冷時等においては送風機１１の作動停止後、放置されるとケーシング２１内に残った水滴６０が凍結することがある。溝３０がない場合、ケーシング２１の撥水が強ければ、表面張力により水滴６０が液面高さ最大５ｍｍ程度となる。この水滴６０が、ファンギャップＰにおいてファン下面と底面部４０とがつながってブリッジを形成し、そのまま凍結してファンロックに至る。
【００３０】
ファンロックの原因となる水滴６０の大きさは、水滴６０と底面部４０との接触面積により制限されるので、本実施形態では複数の溝３０を形成して接触面積を小さくし、水滴６０を小さくしている。換言すると、溝３０間の平面部幅は小さくすると、この部位の水滴６０高さは平面部幅以上にはることを防止することができる。これは水滴６０が平面部の幅（溝間隔）以上になると溝３０に引き込まれるからである。したがって、溝無し時に比べてこの平面部幅を基準にファンギャップＰを低減することが可能となる。さらに複数の溝３０を形成することによって、毛細管現象によって底面部４０の水滴６０および水塊を溝３０に引き込むことができる。これによって水の排水性を向上することができる。
【００３１】
溝３０の寸法は、加工費低減、水引き込み易さ向上、および水滴６０サイズ制限の３つの観点から選択される。寸法が小さすぎると加工が困難だからである。また寸法が大きすぎると、毛細管現象が発生せずに、水の引込みにくくなるからである。また溝３０の間隔が大きすぎると、水滴６０のサイズが大きくなるからである。これらの観点を考慮した溝３０の寸法の一例をあげると、溝幅は１ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましく、溝深さは１ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましく、周溝３１の間隔は２ｍｍ以上６ｍｍ以下が好ましい。本実施形態では、周溝３１の溝幅は、１．５ｍｍであり、径溝３２の溝幅は１．５ｍｍであり、周溝３１の間隔は４ｍｍに設定されている。
【００３２】
図３に示すように、水滴６０のサイズが溝３０によって制限されているのがわかる。したがって水滴６０サイズが溝間幅により制限され、ファン１９に接触しないので、水滴６０が凍結してもファンロックに至らない。また図３に示す水滴６０サイズよりも大きくなると、図４に示すように、周溝３１に流れ込み、径溝３２を経由してケーシング２１外まで排出される。
【００３３】
以上説明したように本実施形態では、車両搭載状態においてスクロールケーシング２１の下方に位置する底面部４０のうちファン１９に対向する領域には、複数の溝３０が形成されている。複数の溝３０が形成されているので、ファン領域に水が侵入してきた場合には、水が溝３０に流れる。これによって水の凍結によるファンロックを防止することができる。また溝３０と溝３０との間に水が残る場合も考えられるが、溝３０の間隔を小さくすると、凍ったときの氷の高さを低くすることができる。これは氷の高さは、表面張力に基づく残った水の高さに起因するからである。このように底面部４０に所定の数およびパターンの溝３０を設けて水滴６０のサイズがファン１９に到達するほど大きさになるのを防止している。したがってファンギャップＰを小さくしても、ファンロックの発生を防止することができる。これによってファンギャップＰを小さくすることができるので、ファンギャップＰに起因する送風量の低下を抑制することができる。
【００３４】
また本実施形態では、ファン１９は、回転軸線方向の一方側が上方側となるようにスクロールケーシング２１内に配置されている。換言すると、ファン吸い込みが天方向のスクロールケーシング２１において、ファン最下面に対面する底面部４０に複数の溝３０が形成されている。上方から吸い込むファン１９では、下方の底面部４０に水が貯まる。この底面部４０のファン領域に複数の溝３０を形成することによって、前述したようにファンロックを防止することができる。
【００３５】
さらに本実施形態では、複数の溝３０は、複数の周溝３１と複数の径溝３２とを含む。したがって溝３０は、概略径方向と概略周方向に延びている。周溝３１の間隔によって、水滴６０を小さくすることができる。また周溝３１によって、モータ１８の中心側に水が侵入することを抑制することができる。また径溝３２によって、ケーシング２１外に水を排出することができる。
【００３６】
また本実施形態では、溝３０の交差する部分は、溝底がつながっている。これによって、たとえば周溝３１に流れ込んだ水が径溝３２にも流れるので、径溝３２からケーシング２１外に排水することができる。
【００３７】
さらに本実施形態では、底面部４０と遠心ファン１９とが最も接近している領域における溝３０の間隔は、２ｍｍ以上６ｍｍ以下である。このように溝３０の間隔を規定することによって、侵入してきた水滴６０が大きく成長することを防止することができる。したがってファンギャップＰを小さくすることができる。これによりファン特性が向上し、風量増加および騒音低減につながる。
【００３８】
このように本実施形態では、ファン吸い込みが上方の一般的なレイアウトにおいて、ファンギャップＰを小さくすることができる。従来は、ファン１９とモータフランジ間の水が凍結してもファンロックに至らないよう、ファンギャップＰを十分（たとえば７ｍｍ程度）と設計をする必要があった。しかし本実施形態では、複数の溝３０によって水滴６０のサイズを小さく制限しているので、ファンギャップＰを従来の半分、たとえば４ｍｍにすることができる。これによってファン特性の低下（風量の低下）を防ぐことができる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図５を用いて説明する。本実施形態では、複数の溝３０Ａのパターンが前述の第１実施形態と異なる点に特徴を有する。本実施形態では、周溝３１Ａは１本であり、径溝３２Ａの溝間隔が第１実施形態よりも小さい。径溝３２Ａの間隔は、４ｍｍに設定されている。水滴６０のサイズを調整するためには、近接した溝３０Ａとの間隔が重要である。本実施形態では、径溝３２Ａの間隔を設定することによって、前述の第１実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に関して、図６を用いて説明する。本実施形態では、複数の溝３０Ｂのパターンが前述の第１実施形態と異なる点に特徴を有する。本実施形態では、複数の溝３０Ｂは、四角状に形成された複数の四角溝を含む。換言すると、溝３０Ｂパターンは、格子状である。
【００４１】
具体的には、径方向に対して互いに異なる方向に傾斜した方向に延びる溝３０Ｂが複数形成されている。そして溝３０Ｂの間隔は、４ｍｍに設定されている。溝３０Ｂの間隔は、前述のように水滴６０のサイズを調整するためであるので、互いに同じ方向に傾斜する溝３０Ｂの間隔が４ｍｍに設定される。これによって前述の第１実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。
【００４２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に関して、図７および図８を用いて説明する。本実施形態では、ファン１９の吸い込みが地方向（図７の下方向）のスクロールケーシング２１Ｃにおいて、ベルマウス２３Ｃに複数の溝３０Ｃを形成している点に特徴を有する。
【００４３】
ベルマウス２３Ｃは、ケーシング２１Ｃの底面部４０Ｃに設けられ、ファン１９により吸い込まれる空気の導入口を形成する。ベルマウス２３Ｃのファン１９の下面に対向する領域には、円環状の凹部５０が形成されている。ベルマウス２３Ｃの上面のうち凹部５０の部分が、ファン１９の外周面部と最も近接している。そしてベルマウス２３Ｃの下方に凹となる凹部５０には、複数の溝３０Ｃと回転軸線方向に貫通する複数の貫通孔５１が形成されている。
【００４４】
貫通孔５１は、凹部５０に侵入してきた水を排水するために形成されている。貫通孔５１は、凹部５０に周方向に間隔をあけて、複数形成されている。複数の溝３０Ｃは、凹部５０の底部分に環状に延びて形成されている。また複数の溝３０Ｃと貫通孔５１とは、連通している。したがって溝３０Ｃに流れ込んだ水は、貫通孔５１を経て排水される。
【００４５】
溝３０Ｃの間隔は、４ｍｍに設定されている。溝３０Ｃの間隔は、前述のように水滴６０のサイズを調整するためであるので、前述ように溝３０Ｃの間隔が４ｍｍに設定される。これによって前述の第１実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。
【００４６】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００４７】
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００４８】
前述の第１実施形態では、周溝３１および径溝３２は、とぎれることなく延びているが、一部がとぎれていてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０…車両用空調装置      １１…送風機        １２…送風機ユニット
１３…内外気切替装置      １４…内外気ケース  １５…内外気ドア
１６…外気導入口          １７…内気導入口    １８…モータ
１９…ファン（遠心式ファン）                  ２０…ブレード
２１…ケーシング（スクロールケーシング）      ２２…空気通路
２３…ベルマウス                              ３０…溝
３１…周溝（溝）          ３２…径溝（溝）    ４０…底面部
５０…凹部                ５１…貫通孔
【図１】
2015052293.tif 000003
【図２】
2015052293.tif 000004
【図３】
2015052293.tif 000005
【図４】
2015052293.tif 000006
【図５】
2015052293.tif 000007
【図６】
2015052293.tif 000008
【図７】
2015052293.tif 000009
【図８】
2015052293.tif 000010