(57)【要約】  送風装置（２）は、回転することで空気を吸い込んで吹き出すファン（２２、２２Ａ、２３Ａ）と、ファン（２２、２２Ａ、２３Ａ）を回転駆動する電動機（２５）と、ファン（２２、２２Ａ、２３Ａ）を誘導加熱により加熱する誘導加熱コイル（５１、５２、５５、５６）と、を備える。ファン（２２、２２Ａ、２３Ａ）は、空気が流通可能なように間隔をあけて配置された複数枚の羽根（２２１、２２１Ａ、２３１Ａ）、および複数枚の羽根を連結すると共に電動機（２５）からの回転駆動力を複数枚の羽根（２２１、２２１Ａ、２３１Ａ）へ伝達する連結部（２２３、２６）を有する。そして、複数枚の羽根（２２１、２２１Ａ、２３１Ａ）は、連結部（２２３、２６）よりも熱伝導率の高い材料で構成されている。連結部（２２３、２６）は、複数枚の羽根（２２１、２２１Ａ、２３１Ａ）よりも透磁率と電気抵抗率との積算値が高い材料で構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を送風する送風装置であって、
回転することにより空気を吸い込んで吹き出すファン（２２、２２Ａ、２３Ａ）と、
前記ファンを回転駆動する電動機（２５）と、
前記ファンを誘導加熱により加熱する誘導加熱コイル（５１、５２、５５、５６）と、を備え、
前記ファンは、空気が流通可能なように間隔をあけて配置された複数枚の羽根（２２１、２２１Ａ、２３１Ａ）、および前記複数枚の羽根を連結すると共に前記電動機からの回転駆動力を前記複数枚の羽根へ伝達する連結部（２２３、２６）を有し、
前記複数枚の羽根は、前記連結部よりも熱伝導率の高い材料で構成され、
前記連結部は、前記複数枚の羽根よりも透磁率と電気抵抗率との積算値が高い材料で構成されている送風装置。
【請求項２】
前記誘導加熱コイルは、誘導加熱によって渦電流が前記連結部に流れるように、前記複数枚の羽根、および前記連結部のうち前記連結部に近い位置に配置されている請求項１に記載の送風装置。
【請求項３】
前記連結部には、前記誘導加熱コイルを収容する溝部（２２５、２２６、２６１ａ、２６２ａ）が形成されており、
前記誘導加熱コイルは、前記溝部の内部に前記溝部と非接触に収容されている請求項１または２に記載の送風装置。
【請求項４】
前記ファン（２２）は、軸方向の一端側から吸い込んだ空気を径方向に吹き出す遠心ファンで構成されており、
前記連結部（２２３）は、前記複数枚の羽根（２２）における前記ファンの軸方向の他端側に連結されており、
前記誘導加熱コイル（５１、５２）は、前記ファンの軸方向の他端側であって前記連結部における前記複数枚の羽根と反対側に配置されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の送風装置。
【請求項５】
前記誘導加熱コイルに交流電流を供給する交流供給部（５３、５４）を備え、
前記ファンは、前記交流供給部から前記誘導加熱コイルへ前記交流電流が供給された際に、誘導加熱により加熱される請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風装置。
【請求項６】
前記連結部は、鉄を主成分とする材料で構成され、
前記複数枚の羽根は、アルミニウムを主成分とする材料で構成される請求項１ないし５のいずれか１つに記載の送風装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年４月２０日に出願された日本出願番号２０１５−８６０２４号に基づくものであって、ここにその記載内容を援用する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、空気を送風する送風装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、誘導加熱コイルに高周波数の交流電流を供給して、導電性を有するファンを加熱することで、ファンを介して送風空気を加熱する送風機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、送風機のファンとして、鉄製ファン、アルミ製ファン、表面に導電膜が設けられた樹脂製ファンを用いる例が開示されている。なお、特許文献１では、ファンを構成する導電性部材の材質がファン全体として共通の材料で構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３１０７３６号
【発明の概要】
【０００５】
ところで、本発明者らの検討によれば、特許文献１の如く、ファンを構成する導電性部材の材質を共通の材料で構成すると、誘導加熱によるファンの加熱の効率化、およびファンから空気への放熱の効率化を両立させることが難しいことがわかった。
【０００６】
例えば、電気抵抗率が高い鉄製ファンでは、誘導加熱によりファンを効率よく加熱することが可能であるが、その反面、熱伝導率が低いためにファンに温度分布が生じ易く、ファンの熱を効率よく送風空気へ放熱することが難しい。
【０００７】
一方、熱伝導率が高いアルミ製ファンでは、ファンの熱を効率よく送風空気へ放熱させることが可能であるが、その反面、電気抵抗率が低いために、発熱が少なく、誘導加熱により効率よくファンを加熱することが難しい。
【０００８】
本開示は、誘導加熱によるファンの加熱の効率化、およびファンから空気への放熱の効率化を両立可能な送風装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本開示は、回転することにより空気を吸い込んで吹き出すファンと、ファンを回転駆動する電動機と、ファンを誘導加熱により加熱する誘導加熱コイルと、を備える送風装置を対象としている。
【００１０】
本開示の１つの観点によれば、送風装置のファンは、空気が流通可能なように間隔をあけて配置された複数枚の羽根、および複数枚の羽根を連結すると共に電動機からの回転駆動力を複数枚の羽根へ伝達する連結部を有している。そして、複数枚の羽根は、連結部よりも熱伝導率の高い材料で構成されている。また、連結部は、複数枚の羽根よりも透磁率と電気抵抗率との積算値が高い材料で構成されている。
【００１１】
これによれば、複数枚の羽根を連結する連結部を誘導加熱により効率よく加熱すると共に、誘導加熱により加熱された連結部の熱を、熱伝導率の高い各羽根を介して空気側へ効率よく放熱させることが可能となる。
【００１２】
従って、本開示の送風装置によれば、誘導加熱によるファンの加熱の効率化、およびファンから空気への放熱の効率化を両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る送風装置を備える車両用空調装置の模式的な全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係る送風装置の模式的な全体構成図である。
【図３】第１実施形態に係る送風装置のファンの分解断面図である。
【図４】第１実施形態の送風装置におけるファンの主板の上面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】第１実施形態に係る送風装置の作動を説明するための説明図である。
【図７】第２実施形態に係る送風装置の模式的な全体構成図である。
【図８】第２実施形態に係る送風装置の作動を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、各実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。
【００１５】
（第１実施形態）
本実施形態では、本開示の送風装置２を車室内の空調を行う車両用空調装置１の送風手段に適用した例について説明する。図１に示すように、車両用空調装置１は、主たる構成要素として、空調ユニット１０、および送風装置２を備える。なお、図１に示す上と下とを示す矢印は、車両用空調装置１を車両に搭載した際の上下方向を示している。このことは、他の図面においても同様である。
【００１６】
まず、空調ユニット１０について説明する。空調ユニット１０は、車室内の計器盤（すなわち、インストルメントパネル）の下方部に配置されている。空調ユニット１０は、その外殻を形成する空調ケース１１の内部に、蒸発器１３、ヒータコア１４を収容したものである。
【００１７】
空調ケース１１は、車室内へ送風する送風空気の通風路を構成する。本実施形態の空調ケース１１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）により成形されている。
【００１８】
空調ケース１１の空気流れ最上流側には、車室外空気（すなわち、外気）と車室内空気（すなわち、内気）とを切替導入する内外気切替箱１２が配置されている。内外気切替箱１２には、外気を導入する外気導入口１２１、および内気を導入する内気導入口１２２が形成されている。さらに、内外気切替箱１２の内部には、各導入口１２１、１２２の開口面積を調整して、外気の導入量と内気の導入量との割合を変化させる内外気切替ドア１２３が配置されている。
【００１９】
内外気切替ドア１２３は、外気導入口１２１と内気導入口１２２との間に回動自在に配置されている。内外気切替ドア１２３は、図示しないアクチュエータにより駆動される。
【００２０】
内外気切替箱１２の空気流れ下流側には、車室内への送風空気を冷却する冷却部を構成する蒸発器１３が配置されている。蒸発器１３は、内部を流通する低温冷媒の蒸発潜熱を送風空気から吸熱して、送風空気を冷却する熱交換器である。蒸発器１３は、図示しない圧縮機、凝縮器、減圧機構と共に蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する。
【００２１】
蒸発器１３の空気流れ下流側には、蒸発器１３で冷却された空気をヒータコア１４側へ流す温風通路１６、および蒸発器１３で冷却された空気を、ヒータコア１４を迂回して流す冷風バイパス通路１７が形成されている。
【００２２】
ヒータコア１４は、図示しないエンジンの冷却水を熱源として、送風空気を加熱する熱交換器である。本実施形態では、ヒータコア１４が送風空気を加熱する加熱部を構成する。
【００２３】
蒸発器１３とヒータコア１４との間には、エアミックスドア１８が回動自在に配置されている。エアミックスドア１８は、図示しないアクチュエータにより駆動されて、温風通路１６を流通させる空気と冷風バイパス通路１７を流通させる空気との割合を調整して、車室内へ送風する送風空気の温度を調整する部材である。
【００２４】
温風通路１６、および冷風バイパス通路１７の空気流れ下流側には、送風装置２を構成する送風機２０が配置されている。送風機２０は、空調ケース１１の内部に車室内へ吹き出す空気流を発生させる機器である。送風装置２の詳細については後述する。
【００２５】
送風機２０の空気吐出側には、空調用ダクト１９が接続されている。空調用ダクト１９は、車室内に開口して車室内へ空気を吹き出す図示しない吹出部へ送風空気を導く部材である。吹出部としては、図示しないが、乗員の上半身側に空気を吹き出すフェイス吹出口、乗員の下半身側に空気を吹き出すフット吹出口、車両前面の窓ガラスに向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口が設けられている。また、空調用ダクト１９には、各吹出口からの空気の吹出モードを設定する図示しないモード切替ドアが設けられている。モード切替ドアは、図示しないアクチュエータにより駆動される。
【００２６】
続いて、送風装置２について説明する。送風装置２は、送風機２０、送電回路５０、制御回路１００を備える。送風機２０は、送風ケース２１、送風ケース２１に収容されたファン２２、ファン２２を駆動する電動機２５等で構成されている。
【００２７】
送風ケース２１は、空調ケース１１の一部を構成している。本実施形態の送風ケース２１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）により成形されている。
【００２８】
送風ケース２１には、電動機２５における回転軸２５２の軸線ＣＬの方向（すなわち、ファン２２の軸方向）の一端側に開口する吸込口２１１、および吸込口２１１を介して吸い込んだ空気を吐出する吐出口２１３が形成されている。
【００２９】
ファン２２は、吸込口２１１を介して温風通路１６および冷風バイパス通路１７の空気流れ下流側の空気を吸い込み、吐出口２１３から吐出する。本実施形態のファン２２は、軸線ＣＬの方向（すなわち、ファン２２の軸方向）から吸い込んだ空気を径方向外側に吹き出す遠心ファンで構成されている。ファン２２は、電動機２５によって回転駆動される。
【００３０】
具体的には、図２、図３に示すように、ファン２２は、複数枚の羽根２２１、主板２２３、およびシュラウド２２４を備える。複数枚の羽根２２１は、各羽根２２１の間を空気が流通可能なように、電動機２５における回転軸２５２の軸線ＣＬの周りに間隔をあけて環状に配置されている。
【００３１】
各羽根２２１は、軸線ＣＬの方向における吸込口２１１側（すなわち、軸方向の一端側）の端部がシュラウド２２４に連結されている。また、各羽根２２１は、軸線ＣＬの方向における吸込口２１１の反対側（すなわち、軸方向の他端側）の端部が主板２２３に連結されている。
【００３２】
各羽根２２１は、図３に示すように、シュラウド２２４に対向する一端部に、シュラウド２２４に形成された係合穴２２４ａに係合する第１係合部２２１ａが設けられている。また、各羽根２２１は、主板２２３に対向する他端部に、主板２２３に形成された係合穴２２３ｃに係合する第２係合部２２１ｂが形成されている。
【００３３】
主板２２３は、中央部が軸線ＣＬの方向における吸込口２１１側へ窪んだ円錐状の形状を有する部材で構成される。主板２２３は、各羽根２２１の軸線ＣＬの方向の他端側が連結されるプレート部２２３ａ、および電動機２５の回転軸２５２に連結されるボス部２２３ｂを有する。本実施形態の主板２２３は、各羽根２２１の軸方向の他端側を連結すると共に、電動機２５からの回転駆動力を各羽根２２１へ伝達する連結部を構成する。
【００３４】
プレート部２２３ａには、図４に示すように、各羽根２２１の第２係合部２２１ｂに対応する係合穴２２３ｃが複数形成されている。図４は、ファン２２の軸方向から見た主板２２３の上面図である。
【００３５】
また、プレート部２２３ａには、各羽根２２１が結合される部位の背面側に、後述する第１、第２誘導加熱コイル５１、５２を収容する第１、第２溝部２２５、２２６が形成されている。具体的には、第１、第２溝部２２５、２２６は、プレート部２２３ａにおける係合穴２２３ｃが形成された部位の背面側に形成されている。各溝部２２５、２２６は、図５の断面図に示すように、ボス部２２３ｂを中心とする円環形状に形成されている。
【００３６】
ボス部２２３ｂは、主板２２３の中央部に形成されて電動機２５の回転軸２５２に嵌合する嵌合部である。本実施形態のボス部２２３ｂと回転軸２５２とは、図示しない回り止めピンにより回り止めされている。従って、回転軸２５２が回転すると、回転軸２５２の回転に連動して主板２２３が回転する。
【００３７】
シュラウド２２４は、図２、図３に示すように、中央部に吸込口２１１に対応する大きさの開口部が形成された円盤状の形状を有する部材である。シュラウド２２４は、各羽根２２１の軸方向の一端側を連結する部材である。シュラウド２２４には、各羽根２２１の第１係合部２２１ａに対応する係合穴２２４ａが複数形成されている。
【００３８】
本実施形態の各羽根２２１、主板２２３、およびシュラウド２２４は、金属材料により構成されている。本実施形態のファン２２は、主板２２３の各係合穴２２３ｃ、シュラウド２２４の各係合穴２２４ａに各羽根２２１の各係合部２２１ａ、２２１ｂを係合させた状態で、ろう付け接合により一体に構成される。なお、ファン２２の各構成要素２２１、２２３、２２４を構成する材料の詳細については、後述する。
【００３９】
電動機２５は、モータ本体部２５１、金属製（例えば、鉄製）の回転軸２５２、送風ケース２１に連結された支持具２５３、図示しない駆動回路を備える。モータ本体部２５１は、回転軸２５２を介してファン２２を回転駆動する駆動手段である。
【００４０】
モータ本体部２５１は、支持具２５３を介して送風ケース２１に支持されている。モータ本体部２５１は、送風ケース２１と主板２２３との間に形成される空間に収容されている。
【００４１】
モータ本体部２５１は、図示しないが、支持具２５３に固定されたコア、コアの外側に配置されると共に回転軸２５２に固定されたロータ、ロータの内周側に固定されたマグネット、回転軸２５２を回転可能に支持する軸受等を有する。
【００４２】
電動機２５は、駆動回路からモータ本体部２５１のコアに電力が供給されると、コアに磁束変化が生じる。これにより、ロータに固定されたマグネットを引き寄せる力が発生し、この力を受けてロータが回転軸２５２と共に回転する。
【００４３】
続いて、送電回路５０は、ファン２２を誘導加熱する第１、第２誘導加熱コイル５１、５２、共振回路５３、および電源回路５４を有して構成される。
【００４４】
第１、第２誘導加熱コイル５１、５２は、ファン２２の主板２２３と対向するように配置されている。本実施形態の各誘導加熱コイル５１、５２は、ファン２２の軸方向の他端側（すなわち、吸込口２１１とは反対側）であって主板２２３における各羽根２２１の反対側に配置されている。
【００４５】
また、第１、第２誘導加熱コイル５１、５２は、図５に示すように、主板２２３のプレート部２２３ａに形成された各溝部２２５、２２６の内部に対応する円環状の形状のコイルで構成されている。本実施形態の各誘導加熱コイル５１、５２は、主板２２３のプレート部２２３ａに形成された各溝部２２５、２２６の内部に各溝部２２５、２２６と非接触に収容されている。
【００４６】
本実施形態のファン２２と各誘導加熱コイル５１、５２との間には、所定の間隔が設けられており、ファン２２と各誘導加熱コイル５１、５２とが非接触となっている。また、各誘導加熱コイル５１、５２は、図示しないが、送風ケース２１側に固定されている。このため、ファン２２は、各誘導加熱コイル５１、５２に接触することなく回転可能となっている。
【００４７】
共振回路５３および電源回路５４は、各誘導加熱コイル５１、５２へ所定周波数（例えば、２５ｋＨｚ）の交流電流を供給する交流供給部を構成している。電源回路５４は、交流信号の発生源を構成する回路である。共振回路５３は、各誘導加熱コイル５１、５２がファン２２に対向配置された状態で、磁界共鳴するように調整されている。本実施形態では、各誘導加熱コイル５１、５２に対して単一の共振回路５３を接続している。
【００４８】
送電回路５０では、電源回路５４から交流電流が各誘導加熱コイル５１、５２へ供給されることで、各誘導加熱コイル５１、５２の周囲に磁界が発生する。この際、ファン２２の主板２２３には、各誘導加熱コイル５１、５２の周囲に発生した磁界を打ち消す方向に渦電流（すなわち、誘導電流）が流れる。ファン２２の主板２２３には、主板２２３の電気抵抗×渦電流の２乗に相当するジュール熱が発生して発熱する。
【００４９】
この誘導加熱によるファン２２（例えば、主板２２３）の加熱電力Ｐは、以下の数式Ｆ１の如く、主板２２３の表皮抵抗Ｒｓに比例すると共に、磁束Ｈの２乗に比例する。
【００５０】
Ｐ∝Ｒｓ×Ｈ2  ・・・（Ｆ１）
そして、主板２２３の表皮抵抗Ｒｓは、以下の数式Ｆ２の如く、主板２２３の電気抵抗率ρ、透磁率μ、各誘導加熱コイル５１、５２に流れる電流Ｉの周波数ｆの平方根に比例する。
【００５１】
Ｒｓ∝（ρ×μ×ｆ）1/2  ・・・（Ｆ２）
また、磁束Ｈは、以下の数式Ｆ３の如く、各誘導加熱コイル５１、５２のターン数（すなわち、巻き数）Ｎと電流Ｉに比例する。
【００５２】
Ｈ∝Ｎ×Ｉ  ・・・（Ｆ３）
上述の数式Ｆ１〜Ｆ３によれば、加熱電力Ｐは、以下の数式Ｆ４で表すことができる。
【００５３】
Ｐ∝（ρ×μ×ｆ）1/2×（Ｎ×Ｉ）2  ・・・（Ｆ４）
ここで、ファン２２は、誘導加熱コイル５１、５２への通電により主板２２３が発熱し、主板２２３の熱を、各羽根２２１を介して送風空気へ伝えるように構成されている。本実施形態では、主板２２３が発熱部を構成し、各羽根２２１が主板２２３の熱を送風空気へ放熱する放熱部を構成する。
【００５４】
数式Ｆ４に示すように、誘導加熱によりファン２２を効率よく加熱するためには、ファン２２における発熱部を構成する主板２２３を電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値（＝ρ×μ）が高い材料で構成することが望ましい。
【００５５】
一方、ファン２２から空気側へ効率よく放熱するためには、空気側に接する部材の温度を均一化させて放熱面積を拡大することが有効となる。このため、ファン２２における放熱部を構成する各羽根２２１を熱伝導率λが高い材料で構成することが望ましい。
【００５６】
そこで、本実施形態では、各羽根２２１を主板２２３よりも熱伝導率λの高い材料で構成し、主板２２３を各羽根２２１よりも電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値（＝ρ×μ）の高い材料で構成している。なお、熱伝導率λ、電気抵抗率ρ、透磁率μは、温度依存性があることから、同一温度条件下で比較した際の前述の条件を満たす材料を採用することが望ましい。
【００５７】
具体的には、本実施形態では、各羽根２２１をアルミニウムで構成し、主板２２３を鉄で構成している。
【００５８】
アルミニウムは、熱伝導率λが約２３７［Ｗ／ｍＫ］であり、鉄の熱伝導率（λ≒８０［Ｗ／ｍＫ］）よりも極めて高い値となる。なお、本実施形態の各材料の熱伝達率は、３００Ｋでの値を記載している。
【００５９】
また、鉄は、電気抵抗率が約０．１７［μΩｍ］、比透磁率が約２０００であり、その積算値（ρ×μ≒３４）が、アルミニウムにおける電気抵抗率（ρ≒０．０２７［μΩｍ］）と比透磁率（μ≒１）との積算値（ρ×μ≒０．０２７）よりも極めて大きい値となる。
【００６０】
各羽根２２１は、主板２２３よりも熱伝導率λの高い材料であればよい。各羽根２２１は、例えば、熱伝導率λが高いアルミニウムを主成分とする材料（例えば、アルミニウム合金）や、銅（λ≒３９８［Ｗ／ｍＫ］、ρ≒０．０１７［μΩｍ］、μ≒１）を主成分とする材料で構成してもよい。なお、各羽根２２１は、主板２２３よりも熱伝導率λの高い材料であれば、金属材料以外の材料で構成してもよい。
【００６１】
同様に、主板２２３は、各羽根２２１よりも電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値が高い材料であればよく、例えば、電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値が高い鉄を主成分とする材料（例えば、ステンレス）で構成してもよい。なお、主板２２３は、各羽根２２１よりも電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値が高い材料であれば、金属材料以外の材料で構成してもよい。
【００６２】
本実施形態のファン２２のシュラウド２２４は、比較的軽量となるアルミニウムで構成している。なお、シュラウド２２４は、軽量であることが望ましいことから、樹脂等の材料で構成してもよい。
【００６３】
続いて、制御回路１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭといった記憶部を含むマイクロコンピュータと、その周辺回路で構成されている。制御回路１００は、記憶部に記憶された制御プログラムに基づいて、各種演算処理を行い、出力側に接続されたモータ駆動回路や、電源回路５４等の作動を制御する回路である。制御回路１００は、送風機２０の作動中に、空調ユニット１０側からの要求に応じて電源回路５４等の作動を制御する通電制御部を構成する。なお、制御回路１００の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。
【００６４】
次に、上記構成に係る本実施形態の送風装置２の作動を説明する。まず、駆動回路からモータ本体部２５１のコアに電力が供給されると、電動機２５の回転軸２５２が回転する。そして、ファン２２は、回転軸２５２の回転に連動して回転する。ファン２２の回転により、図６に示すように、送風ケース２１の吸込口２１１から軸線ＣＬに沿って吸い込まれた空気が、ファン２２の径方向外側に向かって吹き出される。そして、ファン２２から吹き出された空気は、送風ケース２１の吐出口２１３、および空調用ダクト１９を介して車室内へ吹き出される。
【００６５】
この状態で、送電回路５０の電源回路５４から交流電流が各誘導加熱コイル５１、５２へ供給されると、各誘導加熱コイル５１、５２の周囲に磁界が発生する。この際、ファン２２の主板２２３には、各誘導加熱コイル５１、５２の周囲に発生した磁界を打ち消す方向に渦電流（すなわち、誘導電流）が流れる。ファン２２の主板２２３には、主板２２３の電気抵抗×渦電流の２乗に相当するジュール熱が発生して発熱する。そして、主板２２３の熱は、各羽根２２１を介して、送風ケース２１に吸い込まれた空気に放熱される。これにより、ファン２２に吸い込まれた空気が加熱される。ファン２２で加熱された空気は、空調用ダクト１９を介して車室内へ吹き出される。
【００６６】
以上説明した本実施形態の送風装置２は、ファン２２の各羽根２２１を主板２２３よりも熱伝導率の高い材料で構成し、主板２２３を各羽根２２１よりも透磁率と電気抵抗率との積算値が高い材料で構成している。
【００６７】
これによれば、ファン２２の各羽根２２１を連結する主板２２３を誘導加熱により効率よく加熱すると共に、誘導加熱により加熱された主板２２３の熱を、熱伝導率の高い各羽根２２１を介して空気側へ効率よく放熱させることが可能となる。
【００６８】
ここで、ファン２２における各羽根２２１から空気側への熱移動は、動かないように固定された平板から空気側へ熱が移動する場合と比較して、各羽根２２１が回転することで生ずる遠心力により各羽根２２１の表面に形成される境界層が薄くなる。このため、ファン２２では、前述の平板から空気側へ熱が移動する場合と比較して、各羽根２２１から空気側へ熱が移動し易くなる。
【００６９】
また、羽根２２１は複数枚あるので、各羽根２２１における空気と接する面積を充分に確保することができ、充分な伝熱量で空気を加熱することができる。さらに、各羽根２２１は、熱伝導率の高い材料で構成されているため、各羽根２２１の温度が羽根２２１の全域で均一に近くなり、効率よく空気側へ熱を移動させることができる。
【００７０】
従って、本実施形態の送風装置２によれば、誘導加熱によるファン２２の加熱の効率化、およびファン２２から空気への放熱の効率化を両立させることが可能となる。
【００７１】
ここで、各誘導加熱コイル５１、５２と被加熱部位を構成するファン２２の主板２２３との距離が近いほど、主板２２３を流れる渦電流が増加することから、誘導加熱の効率が高くなる。
【００７２】
そこで、本実施形態では、各羽根２２１、および主板２２３のうち、主板２２３に近い位置に各誘導加熱コイル５１、５２を配置している。このように、各誘導加熱コイル５１、５２を各羽根２２１よりも主板２２３に近接する位置に配置すれば、誘導加熱による主板２２３の加熱のより一層の効率化を図ることができる。
【００７３】
また、主板２２３には、各誘導加熱コイル５１、５２に対応する形状を有する溝部２２５、２２６を形成し、当該溝部２２５、２２６の内部に当該溝部２２５、２２６と非接触に各誘導加熱コイル５１、５２を収容している。
【００７４】
これによれば、ファン２２において被加熱部位を構成する主板２２３における各誘導加熱コイル５１、５２と対向する面積を大きくすることができるので、主板２２３における被加熱面積を充分に確保することができる。
【００７５】
さらに、主板２２３と各誘導加熱コイル５１、５２との距離を近づけることができるので、各誘導加熱コイル５１、５２の電磁誘導作用によって主板２２３に流れる電流を増大させることができる。従って、誘導加熱による主板２２３の加熱のより一層の効率化を図ることができる。
【００７６】
この際、主板２２３自体が各誘導加熱コイル５１、５２の通電により生ずる磁束の漏れを遮蔽する磁気シールドとしても機能するので、各誘導加熱コイル５１、５２を鎖交する磁束が送風装置２の周辺機器へ影響してしまうことを抑えることができる。
【００７７】
さらに、本実施形態では、ファン２２が軸線ＣＬの方向の一端側から吸い込んだ空気を径方向に吹き出す遠心ファンで構成している。そして、各誘導加熱コイル５１、５２を、ファン２２の軸方向の他端側であって主板２２３における各羽根２２１と反対側に配置している。これによれば、各誘導加熱コイル５１、５２がファン２２により生成される気流を乱す要因とならないので、各誘導加熱コイル５１、５２の追加に伴うファン性能の低下を回避可能となる。
【００７８】
なお、本実施形態では、ファン２２３を加熱する加熱部を２つの誘導加熱コイル５１、５２で構成する例について説明したが、これに限定されない。誘導加熱コイル５１は、１つ以上であればよい。このことは、以降の実施形態についても同様である。
【００７９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図７、図８を用いて説明する。本実施形態では、送風機２０Ａのファン２２Ａをクロスフローファンで構成している点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【００８０】
本実施形態の送風機２０Ａは、図７、図８に示すように、第１、第２ファン２２Ａ、２３Ａ、各ファン２２Ａ、２３Ａを収容する送風ケース２１Ａ、および電動機２５を有して構成される。各ファン２２Ａ、２３Ａは、回転軸２５２を交差する方向に空気が流れるクロスフローファンで構成されている。
【００８１】
第１ファン２２Ａは、回転軸２５２の周りに配置された複数枚の羽根２２１Ａ、および各羽根２２１Ａにおける回転軸２５２の一端側を連結する第１エンドプレート２６１を有する。各羽根２２１Ａは、各羽根２２１Ａの間を空気が流通可能なように、電動機２５における回転軸２５２の周りに間隔をあけて環状に配置されている。
【００８２】
第１エンドプレート２６１は、各羽根２２１Ａの一端側に連結されると共に、電動機２５の回転軸２５２に連結されている。第１エンドプレート２６１には、各羽根２２１Ａが結合される部位の背面側に、第３誘導加熱コイル５５を収容する第３溝部２６１ａが形成されている。
【００８３】
また、第２ファン２３Ａは、回転軸２５２の周りに配置された複数枚の羽根２３１Ａ、および各羽根２３１Ａにおける回転軸２５２の他端側を連結する第２エンドプレート２６２を有する。各羽根２３１Ａは、各羽根２３１Ａの間を空気が流通可能なように、電動機２５における回転軸２５２の周りに間隔をあけて環状に配置されている。
【００８４】
第２エンドプレート２６２は、各羽根２３１Ａの他端側に連結されると共に、電動機２５の回転軸２５２に連結されている。第２エンドプレート２６２には、各羽根２３１Ａが結合される部位の背面側に、第４誘導加熱コイル５６を収容する第４溝部２６２ａが形成されている。
【００８５】
本実施形態の各エンドプレート２６１、２６２は、各羽根２２１Ａ、２３１Ａを連結すると共に、電動機２５からの回転駆動力を各羽根２２１Ａ、２３１Ａへ伝達する連結部２６を構成する。
【００８６】
各ファン２２Ａ、２３Ａは、回転軸２５２の方向に並ぶように中間プレート２７により連結されており、１つの筒状体として構成されている。中間プレート２７は、円環状に形成されており、各羽根２２１Ａ、２３１Ａを連結している。なお、中間プレート２７は、電動機２５の回転軸２５２には連結されていない。
【００８７】
続いて、送風ケース２１Ａには、図７に示すように、吸込口２１１Ａと吐出口２１３Ａとの間に、ファン２２の回転により発生した気流の逆流を防止するスタビライザ２１５が形成されている。スタビライザ２１５は、ファン２２側に向かって突出する突出形状を有する。
【００８８】
送風ケース２１Ａの内部では、ファン２２の回転に伴いスタビライザ２１５付近を中心とする渦流（すなわち、循環流）が誘起される。これにより、送風ケース２１Ａの吸込口２１１Ａから吸い込まれた空気が回転軸２５２を交差する方向に沿って流れ、吐出口２１３Ａから吹き出される。
【００８９】
本実施形態では、各羽根２２１Ａ、２３１Ａを各エンドプレート２６１、２６２よりも熱伝導率λの高い材料で構成し、各エンドプレート２６１、２６２を各羽根２２１Ａ、２３１Ａよりも電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値の高い材料で構成している。
【００９０】
具体的には、本実施形態では、各羽根２２１Ａ、２３１Ａをアルミニウムで構成し、各エンドプレート２６１、２６２を鉄で構成している。
【００９１】
各羽根２２１Ａ、２３１Ａは、各エンドプレート２６１、２６２よりも熱伝導率λの高い材料であればよく、例えば、熱伝導率λが高いアルミニウムを主成分とする材料（例えば、アルミニウム合金）や、銅を主成分とする材料で構成してもよい。
【００９２】
また、各エンドプレート２６１、２６２は、各羽根２２１Ａ、２３１Ａよりも電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値が高い材料であればよく、例えば、電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値が高い鉄を主成分とする材料（例えば、ステンレス）で構成してもよい。
【００９３】
本実施形態の各ファン２２Ａ、２３Ａの中間プレート２７は、比較的軽量となるアルミニウムで構成している。なお、中間プレート２７は、軽量であることが望ましいことから、樹脂等の材料で構成してもよい。
【００９４】
続いて、本実施形態の送電回路５０は、各ファン２２Ａ、２３Ａを誘導加熱する第３、第４誘導加熱コイル５５、５６、共振回路５３、および電源回路５４を有して構成される。
【００９５】
第３誘導加熱コイル５５は、第１エンドプレート２６１と対向するように配置されている。本実施形態の第３誘導加熱コイル５５は、第１エンドプレート２６１における各羽根２２１Ａの反対側に配置されている。
【００９６】
また、第３誘導加熱コイル５５は、第１エンドプレート２６１に形成された第３溝部２６１ａの内部に対応する円環状の形状のコイルで構成され、第３溝部２６１ａの内部に第３溝部２６１ａと非接触に収容されている。
【００９７】
第４誘導加熱コイル５６は、第２エンドプレート２６２と対向するように配置されている。本実施形態の第４誘導加熱コイル５６は、第２エンドプレート２６２における各羽根２３１Ａの反対側に配置されている。
【００９８】
また、第４誘導加熱コイル５６は、第２エンドプレート２６２に形成された第４溝部２６２ａの内部に対応する円環状の形状のコイルで構成され、第４溝部２６２ａの内部に第４溝部２６２ａと非接触に収容されている。
【００９９】
その他の構成は、第１実施形態と同様である。次に、上記構成に係る本実施形態の送風装置２の作動を説明する。
【０１００】
まず、駆動回路からモータ本体部２５１のコアに電力が供給されると、電動機２５の回転軸２５２が回転する。そして、各ファン２２Ａ、２３Ａは、回転軸２５２の回転に連動して回転する。各ファン２２Ａ、２３Ａの回転により、図７に示すように、送風ケース２１Ａの吸込口２１１Ａから吸い込まれた空気が、回転軸２５２と交差する方向に各ファン２２Ａ、２３Ａの内部を通過して吹き出される。そして、各ファン２２Ａ、２３Ａから吹き出された空気は、送風ケース２１Ａの吐出口２１３Ａ、および空調用ダクトを介して車室内へ吹き出される。
【０１０１】
この状態で、送電回路５０の電源回路５４から交流電流が各誘導加熱コイル５５、５６へ供給されると、各誘導加熱コイル５５、５６の周囲に磁界が発生する。この際、各ファン２２Ａ、２３Ａの各エンドプレート２６１、２６２には、各誘導加熱コイル５５、５６の周囲に発生した磁界を打ち消す方向に渦電流（すなわち、誘導電流）が流れて発熱する。そして、各エンドプレート２６１、２６２の熱は、各羽根２２１Ａ、２３１Ａを介して、送風ケース２１に吸い込まれた空気に放熱される。これにより、ファン２２に吸い込まれた空気が加熱され、ファン２２で加熱された空気が空調用ダクトを介して車室内へ吹き出される。
【０１０２】
本実施形態の送風装置２は、各羽根２２１Ａ、２３１Ａを各エンドプレート２６１、２６２よりも熱伝導率の高い材料で構成し、各エンドプレート２６１、２６２を各羽根２２１Ａ、２３１Ａよりも透磁率と電気抵抗率との積算値が高い材料で構成している。
【０１０３】
これよれば、各エンドプレート２６１、２６２を誘導加熱により効率よく加熱すると共に、誘導加熱により加熱された各エンドプレート２６１、２６２の熱を、熱伝導率の高い各羽根２２１Ａ、２３１Ａを介して空気側へ効率よく放熱させることが可能となる。
【０１０４】
従って、本実施形態の送風装置２によれば、誘導加熱によるファン２２Ａ、２３Ａの加熱の効率化、およびファン２２Ａ、２３Ａから空気への放熱の効率化を両立させることが可能となる。
【０１０５】
（他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。
【０１０６】
（１）上述の各実施形態では、本開示の送風装置２を車両用空調装置に適用する例について説明したが、これに限定されない。送風装置２は、車両等の移動体に限らず、家庭や工場等に利用される定置型の空調装置に適用してもよい。また、送風装置２は、空調装置に限らず、例えば、機器の温度を調整する装置に適用してもよい。なお、送風装置２を空調装置に適用する場合、送風機２０の位置は、蒸発器１３やヒータコア１４といった温度調整機器の空気流れ下流側ではなく、当該温度調整機器の空気流れ上流側に配置してもよい。
【０１０７】
（２）上述の各実施形態では、ファン２２の各構成要素をろう付け接合により一体化する例について説明したが、これに限らず、各構成要素を溶接により一体に構成してもよい。また、ファン２２の各構成要素に金属材料以外の材料（例えば、樹脂）で構成される要素がある場合には、当該要素については別工程で連結すればよい。
【０１０８】
（３）上述の各実施形態では、各誘導加熱コイル５１、５２、５５、５６に対して単一の共振回路５３を接続する例について説明したが、これに限定されない。すなわち、各誘導加熱コイル５１、５２、５５、５６に対応して共振回路５３を複数設け、各誘導加熱コイル５１、５２、５５、５６に対して個別に共振回路５３を接続してもよい。このような構成は、第２実施形態の如く、各誘導加熱コイル５５、５６との間にファン２２Ａ、２３Ａが介在して、距離が離れてしまう場合に好適である。
【０１０９】
（４）上述の各実施形態の如く、各誘導加熱コイル５１、５２、５５、５６を各羽根２２１、２２１Ａ、２３１Ａよりも連結部に近接する位置に配置することが望ましいがこれに限定されない。例えば、各誘導加熱コイル５１、５２、５５、５６の一部が連結部よりも各羽根２２１、２２１Ａ、２３１Ａに近接する位置に配置されていてもよい。
【０１１０】
（５）上述の各実施形態の如く、各誘導加熱コイル５１、５２、５５、５６を主板２２３等の連結部に形成した各溝部２２５、２２６、２６１ａ、２６２ａに収容することが望ましいが、これに限定されない。各誘導加熱コイル５１、５２、５５、５６は、主板２２３等の連結部に近接する位置であれば他の位置に配置されていてもよい。
【０１１１】
（６）上述の各実施形態の如く、各誘導加熱コイル５１、５２、５５、５６を主板２２３等の連結部における各羽根２２１、２２１Ａ、２３１Ａの反対側に配置することが望ましいが、これに限定されない。各誘導加熱コイル５１、５２、５５、５６は、主板２２３等の連結部に近接する位置であれば他の位置に配置されていてもよい。
【０１１２】
（７）上述の各実施形態では、送風装置２自体が共振回路５３、および電源回路５４を備える例について説明したが、これに限定されず、他の装置の電源回路等から各誘導加熱コイル５１、５２、５５、５６に交流電流を供給する構成としてもよい。
【０１１３】
（８）上述の第１実施形態では、第１、第２誘導加熱コイル５１、５２を主板２２３に近接する位置に配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、第１、第２誘導加熱コイル５１、５２のうち、一方を主板２２３に近接する位置に配置してもよい。勿論、第１、第２誘導加熱コイル５１、５２に加えて、第３の誘導加熱コイルを追加してもよい。
【０１１４】
（９）上述の第２実施形態では、第３、第４誘導加熱コイル５５、５６を各エンドプレート２６１、２６２に近接する位置に配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、第３、第４誘導加熱コイル５５、５６に加えて、第３の誘導加熱コイルを追加してもよい。
【０１１５】
（１０）上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上述の各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせることができる。
【０１１６】
（１１）上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
【０１１７】
（１２）上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係、材料等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係、材料等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係、材料等に限定されない。
【図１】
2016170880.tif 000003
【図２】
2016170880.tif 000004
【図３】
2016170880.tif 000005
【図４】
2016170880.tif 000006
【図５】
2016170880.tif 000007
【図６】
2016170880.tif 000008
【図７】
2016170880.tif 000009
【図８】
2016170880.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月22日(2017.6.22)
【手続補正１】
【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】
空気を送風する送風装置であって、
回転することにより空気を吸い込んで吹き出すファン（２２、２２Ａ、２３Ａ）と、
前記ファンを回転駆動する電動機（２５）と、
前記ファンを誘導加熱により加熱する誘導加熱コイル（５１、５２、５５、５６）と、を備え、
前記ファンは、空気が流通可能なように間隔をあけて配置された複数枚の羽根（２２１、２２１Ａ、２３１Ａ）、および前記複数枚の羽根を連結すると共に前記電動機からの回転駆動力を前記複数枚の羽根へ伝達する連結部（２２３、２６）を有し、
前記複数枚の羽根は、前記連結部よりも熱伝導率の高い材料で構成され、
前記連結部は、前記複数枚の羽根よりも透磁率と電気抵抗率との積算値が高い材料で構成されており、
前記連結部には、前記誘導加熱コイルを収容する溝部（２２５、２２６、２６１ａ、２６２ａ）が形成されており、
前記誘導加熱コイルは、前記溝部の内部に前記溝部と非接触に収容されている送風装置。
【請求項２】
前記誘導加熱コイルは、誘導加熱によって渦電流が前記連結部に流れるように、前記複数枚の羽根、および前記連結部のうち前記連結部に近い位置に配置されている請求項１に記載の送風装置。
【請求項３】
前記ファン（２２）は、軸方向の一端側から吸い込んだ空気を径方向に吹き出す遠心ファンで構成されており、
前記連結部（２２３）は、前記複数枚の羽根（２２）における前記ファンの軸方向の他端側に連結されており、
前記誘導加熱コイル（５１、５２）は、前記ファンの軸方向の他端側であって前記連結部における前記複数枚の羽根と反対側に配置されている請求項１または２に記載の送風装置。
【請求項４】
前記誘導加熱コイルに交流電流を供給する交流供給部（５３、５４）を備え、
前記ファンは、前記交流供給部から前記誘導加熱コイルへ前記交流電流が供給された際に、誘導加熱により加熱される請求項１ないし３のいずれか１つに記載の送風装置。
【請求項５】
前記連結部は、鉄を主成分とする材料で構成され、
前記複数枚の羽根は、アルミニウムを主成分とする材料で構成される請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風装置。
【国際調査報告】
2016170880.tif 000011
2016170880.tif 000012
2016170880.tif 000013