(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（１２ａ）が上下方向に配置され、その軸端部を上方に突出させて配置される電動モータ（１２）と、
前記軸端部に締結固定され、前記電動モータ（１２）で駆動される送風ファン（１１）と、
前記送風ファン（１２）の上方側を覆うファンシュラウド（１７）とから構成される電動ファン装置において、
前記送風ファン（１１）の中心部はカップ形状を成しており、複数のファンブレード（１１ａ）が立設されたファン側円筒部（１１ｂ）と、前記ファン側円筒部（１１ｂ）の上方側端部に形成されたファン側端部円盤面（１１ｃ）とから構成されており、
前記ファンシュラウド（１７）の中心部はカップ形状を成しており、前記送風ファン（１１）方向に延びるシュラウド側円筒部（１７ａ）と、前記シュラウド側円筒部（１７ａ）の上方側端部に形成されたシュラウド側端部円盤面（１７ｂ）とから構成されており、
前記シュラウド側円筒部（１７ａ）の内径は、前記ファン側円筒部（１１ｂ）の外径よりも大きく形成されており、前記シュラウド側円筒部（１７ａ）の一部と前記ファン側円筒部（１１ｂ）の一部とが上下方向において重なり合うように組み付けられ、
上下方向において重なり合う前記シュラウド側円筒部（１７ａ）の内周面と前記ファン側円筒部（１１ｂ）の外周面との間で、外方からの水の侵入を防止する第１のラビリンス構造を形成していることを特徴とする電動ファン装置。
【請求項２】
前記ファン側端部円盤面（１１ｃ）に、前記ファン側円筒部（１１ｂ）の内径よりも小さな外径を有し、かつ上方に向かって延びるファン側内周円筒壁（１１ｅ）が形成され、
前記シュラウド側端部円盤面（１７ｂ）に、前記シュラウド側円筒部（１７ａ）の内径よりも小さく、かつ前記ファン側内周円筒壁（１１ｅ）の外径よりも大きな内径を有し、かつ下方に向かって延びるシュラウド側内周円筒壁（１７ｃ）が形成され、
前記ファン側内周円筒壁（１１ｅ）の上方側の一部と、前記シュラウド側内周円筒壁（１７ｃ）の下方側の一部とが、上下方向において重なり合うことにより、前記ファン側内周円筒壁（１１ｅ）と前記シュラウド側内周円筒壁（１７ｃ）との間で、第２のラビリンス構造を形成していることを特徴とする請求項１に記載の電動ファン装置。
【請求項３】
前記第１のラビリンス構造における前記シュラウド側円筒部（１７ａ）と前記ファン側円筒部（１１ｂ）との上下方向における重なり度合いは、前記第２のラビリンス構造における前記ファン側内周円筒壁（１１ｅ）と前記シュラウド側内周円筒壁（１７ｃ）との上下方向における重なり度合いよりも大きく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電動ファン装置。
【請求項４】
大型車両の屋根上に装着される車両用屋上装着型空調装置のコンデンサ（７）に外気を通風させるコンデンサファン（８）に適用していることを特徴とする請求項１ないし３に記載の電動ファン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天（上）側に回転軸を突出させた電動モータと、その軸端部に取り付けられて天側を向く送風ファンと、この送風ファンの天側を覆うファンシュラウドとを有する電動ファン装置のファン中心部における防水構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バス車両などの大型車両の屋根上に装着される車両用屋上装着型空調装置において、そのコンデンサ上に配設されて外気を通風させるコンデンサファンとして作用し、天側に回転軸を突出させた電動モータと、その軸端部に取り付けられて天側を向く送風ファンと、この送風ファンの天側を覆うファンシュラウドとを有する電動ファン装置が知られている。
【０００３】
図５は、このような従来の電動ファン装置の中心部断面図である。構造の概要を説明すると、ファン駆動用の電動モータ１２の天側に突出した回転シャフト（回転軸）１２ａに、送風ファン１１が挿入されてナット１６で締結固定され、これらの部品の天側をファンシュラウド１７で覆った構造となっている。
【０００４】
このような、天側から雨の掛かる場所に設置される電動ファン装置においては、雨水が電動モータ１２の内部に浸入しないよう、送風ファン１１の中心部で防水構造が図られている。図５の電動ファン装置においては、送風ファン１１の中心部において、ファンブレード１１ａが立設されたファン側円筒部１１ｂと、このファン側円筒部１１ｂの天側に形成されるファン側端部円盤面１１ｃとにより、電動モータ１２の上端部を覆っている。
【０００５】
更に、天側中心のナット１６で締めた回転シャフト１２ａ部分からも水が浸入しないように、前記ファン側端部円盤面１１ｃの上面側に立設した２重の円筒壁１１ｄ、１１ｅと、ファンシュラウド１７の中心部のシュラウド側端部円盤面１７ｂの下面側に立設した２重の円筒壁１７ａ、１７ｃとで二重のラビリンス構造を形成している。なお、外周側の円筒壁１７ａと１１ｄとで形成しているラビリンス深さは、本実施例で６．９ｍｍとなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の電動ファン装置においては、送風ファン１１とファンシュラウド１７との構造が複雑となるうえ、電動ファン装置が天地方向に厚くなるという問題点がある。また、万が一水が円筒壁１１ｄの内側に入ると、逆に抜けにくくなるという問題点もある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目して成されたものであり、その目的は、ファンの中心側に水が入りにくく、万が一入った場合でも排水され易いうえ、天地方向に薄くすることのできる電動ファン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、回転軸（１２ａ）が上下方向に配置され、その軸端部を上方に突出させて配置される電動モータ（１２）と、軸端部に締結固定され、電動モータ（１２）で駆動される送風ファン（１１）と、送風ファン（１２）の上方側を覆うファンシュラウド（１７）とから構成される電動ファン装置において、
送風ファン（１１）の中心部はカップ形状を成しており、複数のファンブレード（１１ａ）が立設されたファン側円筒部（１１ｂ）と、ファン側円筒部（１１ｂ）の上方側端部に形成されたファン側端部円盤面（１１ｃ）とから構成されており、
ファンシュラウド（１７）の中心部はカップ形状を成しており、送風ファン（１１）方向に延びるシュラウド側円筒部（１７ａ）と、シュラウド側円筒部（１７ａ）の上方側端部に形成されたシュラウド側端部円盤面（１７ｂ）とから構成されており、
シュラウド側円筒部（１７ａ）の内径は、ファン側円筒部（１１ｂ）の外径よりも大きく形成されており、シュラウド側円筒部（１７ａ）の一部とファン側円筒部（１１ｂ）の一部とが上下方向において重なり合うように組み付けられ、上下方向において重なり合うシュラウド側円筒部（１７ａ）の内周面とファン側円筒部（１１ｂ）の外周面との間で、外方からの水の侵入を防止する第１のラビリンス構造を形成していることを特徴としている。
【０００９】
この請求項１に記載の発明によれば、送風ファン（１１）の中心側に水が入りにくく、万が一入った場合でも排水され易いうえ、電動ファン装置を天地方向に薄くすることができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電動ファン装置において、ファン側端部円盤面（１１ｃ）に、ファン側円筒部（１１ｂ）の内径よりも小さな外径を有し、かつ上方に向かって延びるファン側内周円筒壁（１１ｅ）が形成され、
シュラウド側端部円盤面（１７ｂ）に、シュラウド側円筒部（１７ａ）の内径よりも小さく、かつファン側内周円筒壁（１１ｅ）の外径よりも大きな内径を有し、かつ下方に向かって延びるシュラウド側内周円筒壁（１７ｃ）が形成され、
ファン側内周円筒壁（１１ｅ）の上方側の一部と、シュラウド側内周円筒壁（１７ｃ）の下方側の一部とが、上下方向において重なり合うことにより、ファン側内周円筒壁（１１ｅ）とシュラウド側内周円筒壁（１７ｃ）との間で、第２のラビリンス構造を形成していることを特徴としている。
【００１１】
この請求項２に記載の発明によれば、二重のラビリンス構造により、送風ファン（１１）の中心側により水が入りにくい構造とすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の電動ファン装置において、第１のラビリンス構造におけるシュラウド側円筒部（１７ａ）とファン側円筒部（１１ｂ）との上下方向における重なり度合いは、第２のラビリンス構造におけるファン側内周円筒壁（１１ｅ）とシュラウド側内周円筒壁（１７ｃ）との上下方向における重なり度合いよりも大きく形成されていることを特徴としている。
【００１３】
この請求項３に記載の発明によれば、外周側の深いラビリンス構造で水の浸入を食い止めるため、送風ファン（１１）の中心側により水が入りにくく、万が一入った場合でも排水され易い構造とすることができる。また、外周側のラビリンス構造は、深くしても従来のように天地方向の厚さとはならないため、天地方向の厚さを抑えたまま水の入りにくい構造とすることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３に記載の電動ファン装置において、大型車両の屋根上に装着される車両用屋上装着型空調装置のコンデンサ（７）に外気を通風させるコンデンサファン（８）に適用していることを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、天側から雨の掛かる車両用屋上装着型空調装置のコンデンサファン（８）に適用して好適である。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図１〜４を用いて詳細に説明する。まず図１は、本発明の実施形態に係る車両用屋上装着型空調装置１の概略構成を示す斜視図であり、カバーを取り外した状態を示す。バス車両の空調は、平坦な屋根上に装着された冷房ユニット（車両用屋上装着型空調装置）１と、図示しない暖房ユニットとを組み合わせて行っている。
【００１６】
まず、暖房ユニットは、いずれも図示しない走行用エンジンの冷却水を熱源とするヒータコア、送風機、および先のヒータコアにて加熱された空気の流路を成す温風ダクトからなり、バス車両の床側に配置されている。そして、温風ダクトは、車両の左右それぞれに配置されて車両の長手方向に延びるとともに、この温風ダクトの長手方向両端部にはヒータコアがそれぞれ配置されている。さらに、温風ダクトには複数個の図示しない温風吹き出し口が形成されており、そこから車室内の乗客足元に向けて温風が吹き出される。
【００１７】
次に冷房ユニッ１は、コンデンサ（冷媒凝縮器）７、図示しない膨張弁、およびエバポレータ（冷媒蒸発器であり冷却用熱交換器）４などからなる周知の冷房ユニット（車両用空調装置）であり、本実施形態では屋上装着型としてバス車両の屋根上に配置されている。
【００１８】
冷房ユニット１を構成する冷凍サイクルは、車両用空調装置に使用される周知のものであり、図示しないコンプレッサ（冷媒圧縮機）、コンデンサ７、図示しないレシーバ、ドライヤ、膨張弁、およびエバポレータ４などの各冷凍機器を、冷媒配管によって環状に接続して構成されている。
【００１９】
コンプレッサは、バス車両の後部床下に配置され、走行用エンジンから電磁クラッチを介して駆動される。コンデンサ７は、コンプレッサにて圧縮された高温高圧の冷媒を凝縮させるものである。レシーバは、コンデンサ７の冷媒流出側に配置され、コンデンサ７から流出した冷媒のうち液相冷媒を膨張弁に向けて流出する。また、このレシーバは、液相冷媒と気相冷媒との分離を行うとともに、レシーバ内に所定量の冷媒量を蓄えることにより、冷凍サイクル内を循環する冷媒量を調節している。
【００２０】
そのレシーバの液相冷媒流出側には、冷媒の過不足を見るための図示しないサイトグラスと、冷媒の減圧装置を成す膨張弁が配設されている。尚、この膨張弁は温度式となっており、エバポレータ４の冷媒流出側の冷媒温度に応じて、その弁開度を調節している。具体的には、エバポレータ４の冷媒流出側に冷媒温度を感知する感温筒部を配設し、冷媒温度（冷房負荷）が高い時には弁開度を増し、冷媒温度（冷房負荷）が低い時には弁開度を絞るものである。
【００２１】
そして、その膨張弁の冷媒流出側には、減圧されて低温低圧となった液相冷媒を蒸発させるエバポレータ４が配設されている。冷房ユニット１は、図１に示すようにコンデンシングユニット部１Ａとクーリングユニット部１Ｂとを一体に構成したものであり、これら両ユニット部１Ａ、１Ｂは、車両の前後方向に隣接して配置されている。
【００２２】
コンデンシングユニット部１Ａは、コンデンサ７と、このコンデンサ７に外気を送風するコンデンサファン（電動ファン装置）８などより構成されており、詳細は後述する。また、クーリングユニット部１Ｂは、空調ケース２内に車両内の空気（内気）もしくは車外の空気（外気）を図示しない内外気切替ドアで選択導入する内外気切替部３、エバポレータ４、導入した空気をエバポレータ４に通してから車室内に吹き出すためのブロワ（送風手段）５などより構成される。
【００２３】
まず、内気と外気とを切り替える内外気切替部３は、外気が汚れているか否か、すなわち、外気の清浄度合を検出する図示しない外気ガスセンサの出力にて内気モードと外気モードとが自動的に切り替えられる。そして、ブロワ５によってエバポレータ４に通風された空気は、エバポレータ４を通過する際に低温冷媒との熱交換により冷却される。
【００２４】
そして、エバポレータ４を通過した空気は、車室内の図示しない冷風ダクトへ供給される。冷風ダクトは、車両の左右それぞれに配置されて車両の長手方向に延びている。更に、冷風ダクトには、複数個の冷風吹き出し口が形成されており、そこから車室空間内の乗員頭部に向けて冷風が吹き出される。
【００２５】
次に、コンデンシングユニット部１Ａについて説明する。コンデンシングユニット部１Ａ内には、コンデンサ７やコンデンサファン８などが設けられている。コンデンシングユニット部１Ａは、主にユニットケース６と、このユニットケース６を覆う図示しないユニットカバーとから構成されている。
【００２６】
ユニットカバーには、いずれも図示しない車両の前方側に向けて大きく開口している第１吸い込み口と、車両の上方側へ向けて開口している４つの吹き出し口とが設けられている。この第１吸い込み口には、その開口を覆うように図示しないネットが設けられており、走行風と一緒に運ばれてくる大きな異物は、このネットに捕捉され、コンデンサルーム内に入るのを阻止している。
【００２７】
４つの吹き出し口からは後述のファンシュラウド１７が露出するようになっている。従って、ユニットカバーは、車両の前後方向に対して、前方が開放され、後方および両側方が閉鎖される構造となっている。ユニットケース６内には、薄型のコンデンサ７と４つのコンデンサファン８が取り付けられている。
【００２８】
ユニットケース６には、コンデンシングユニット部１Ａとクーリングユニット部１Ｂとを取り付けるために、車両の前後方向に延在する３本の図示しないユニット側フレームが設けられており、これらのユニット側フレームにコンデンサ７が、車両の前方から後方にかけて下がるように傾斜して取り付けられている。この傾斜角は、空調装置の設置高さ、およびコンデンサ７への吸い込み空気量との関係を勘案すると、略６〜１２度の範囲が好適である。
【００２９】
なお、コンデンサ７は、その型式にこだわらないが、一般には薄型のプレートフィンアンドチューブ型熱交換器が好適である。また、ユニットケース６には、２本で１組とされたロッド棒１３が４組、車両の前後方向に架設されており、この４組のロッド棒１３にそれぞれコンデンサファン８が取り付けられている。
【００３０】
より具体的に、図２は、本発明の実施形態に係るコンデンサファン８の概略構成を示す分解斜視図であり、図３は、組み上がったコンデンサファン８の平面図である。２本のロッド棒１３の間にモータブラケット１４が接合され、このモータブラケット１４に電動モータ１２がセットされて３本のモータ固定ボルト１５によって締結固定される。
【００３１】
次に、電動モータ１２の天側に突出した回転シャフト（回転軸）１２ａに、送風ファン（スクリューファンやプロペラファンなどの多翼軸流ファン）１１が挿入されてナット１６で締結固定される。最後に、その上からファンシュラウド１７を覆せ、ファンシュラウド１７はロッド棒１３に接合された４つのシュラウドブラケット１８に４本のシュラウド固定ボルト１９で締結固定される。なお、ロッド棒１３は、金属の中空パイプを曲げ加工したもの、送風ファン１１とファンシュラウド１７は樹脂の成形品、モータブラケット１４とシュラウドブラケット１８は金属板材をプレス加工したものである。
【００３２】
コンデンサファン８は、ユニットカバーの４つの吹き出し口にそれぞれ対応して配置され、コンデンサ７の真上で、車両の平坦な屋根に対して略水平に設置されている。更に、ユニット側フレームによって一体化されたコンデンシングユニット部１Ａとクーリングユニット部１Ｂとは、ユニット側フレームと屋根との間に介在する図示しない車両フレームによって車両の屋根に搭載固定される。即ち、ユニット側フレームが車両フレームに取り付けられる。
【００３３】
この車両フレームは、ユニット側フレームと略同じ長さをしていて、コンデンサ７の車両後方付近の位置に異物排出用の図示しない切り欠きが形成されている。この切り欠きは、車両フレームを２つに分割し、両者を隙間（切り欠き）を開けて配置することにより形成される。従って、コンデンサルーム内およびコンデンサ７のコアの上流に溜まった小さな異物を、この車両フレームの切り欠きから排除することができる。
【００３４】
以上のように構成されたコンデンシングユニット部１Ａにおいて、ユニットカバーの前方の第１吸い込み口より吸い込まれた空気は、コンデンサ７を通過してユニットカバー上方の４つの吹き出し口より、上方に吹き出される。次に、図４を用いて、本発明の防水構造を説明する。図４は、本発明の防水構造を示す図３中のIV−IV部での中心部断面図である。
【００３５】
送風ファン１１の中心部は、カップ状に形成されており、ファンブレード１１ａが立設されているファン側円筒部１１ｂと、このファン側円筒部１１ｂの天側に形成されたファン側端部円盤面１１ｃから構成されている。ファンシュラウド１７の中心部には下方（地側）に向かって立設されたシュラウド側円筒部１７ａが形成されており、このシュラウド側円筒部１７ａおよびその上側（天側）のシュラウド側端部円盤面１７ｂとにより、送風ファン１１のファン側端部円盤面１１ｃとファン側円筒部１１ｂの上方端部を覆っている。
【００３６】
つまり、シュラウド側円筒部１７ａの内径は、ファン側円筒部１１ｂの外径よりも大きく形成されており、シュラウド側円筒部１７ａの一部とファン側円筒部１１ｂの一部とが上下方向において重なり合うように組み付けられ、上記両円筒部１１ｂ、１７ａ間でラビリンス構造を形成している。
【００３７】
なお、このラビリンス深さ（シュラウド側円筒部１７ａの下端面とファン側端部円盤面１１ｃの上端面との距離）は、本実施例で８．５ｍｍとなっている。これによれば、送風ファン１１の中心側に水が入りにくく、万が一入った場合でも排水され易いうえ、コンデンサファン８を天地方向に薄くすることができる。また、送風ファン１１の中心部の形状が簡単となるため、送風ファン１１の成形型費の低減が可能となる。
【００３８】
また、ファン側端部円盤面１１ｃの天側（上側）に上方に向かって形成されたファン側内周円筒壁１１ｅと、シュラウド側端部円盤面１７ｂの地側（下側）に下方に向かって形成されたシュラウド側内周円筒壁１７ｃとで、上記したファン側円筒部１１ｂの外周側を用いたラビリンス構造の内周側に、第２のラビリンス構造を形成している。このように、二重のラビリンス構造により、送風ファン（１１）の中心側により水が入りにくい構造とすることができる。
【００３９】
また、内周側の第２のラビリンス構造に対して、外周側の第１のラビリンス構造におけるラビリンス深さを深く形成している。これによれば、外周側の深いラビリンス構造で水の浸入を食い止めるため、送風ファン１１の中心側により水が入りにくく、万が一入った場合でも排水され易い構造とすることができる。また、外周側の第１のラビリンス構造は、そのラビリンス深さを深くしても従来のように天地方向の厚さとはならないため、天地方向の厚さを抑えたまま水の入りにくい構造とすることができる。
【００４０】
また、本発明は、大型車両の屋根上に装着される車両用屋上装着型空調装置のコンデンサ７に外気を通風させるコンデンサファン８に、適用されている。このように、本発明は、天側から雨の掛かる車両用屋上装着型空調装置のコンデンサファン８に適用して好適である。
【００４１】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の実施形態では、本発明の電動ファン装置を車両用屋上装着型空調装置のコンデンサファンに適用しているが、車両用ではなく定置式の空調装置に適用しても良いし、コンデンサファン以外や空調装置以外の電動ファンに適用しても良い。
【００４２】
また、上述の実施形態では、ファン側円筒部１１ｂとシュラウド側円筒部１７ａ、ファン側内周円筒壁１１ｅとシュラウド側内周円筒壁１７ｃとで二重のラビリンス構造を形成している。しかし、内周側のラビリンス構造を無くして本発明の外周側のラビリンス構造だけとし、ファン側端部円盤面１１ｃの上面を平坦、もしくはナット１６を頂点としてわずかに中央が盛り上がった形状として、外周側のラビリンス構造の内部には水の溜まる部分が無く、万が一ラビリンス構造の内部に水が入ったとしてもすぐに外周側に流れ落ちる構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用屋上装着型空調装置１の概略構成を示す斜視図であり、カバーを取り外した状態を示す。
【図２】本発明の実施形態に係るコンデンサファン８の概略構成を示す分解斜視図である。
【図３】組み上がったコンデンサファン８の平面図である。
【図４】本発明の防水構造を示す図３中のIV−IV部での中心部断面図である。
【図５】図４に対応する従来の電動ファン装置の中心部断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
７…コンデンサ
８…コンデンサファン
１１…送風ファン
１１ａ…ファンブレード
１２…電動モータ
１２ａ…回転シャフト（回転軸）
１１ｂ…ファン側円筒部
１１ｃ…ファン側端部円盤面
１１ｅ…ファン側内周円筒壁
１７…ファンシュラウド
１７ａ…シュラウド側円筒部
１７ｂ…シュラウド側端部円盤面
１７ｃ…シュラウド側内周円筒壁
【図１】
0004867847.tif 000002
【図２】
0004867847.tif 000003
【図３】
0004867847.tif 000004
【図４】
0004867847.tif 000005
【図５】
0004867847.tif 000006