(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１３〜１６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２ａ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１５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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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