(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-30
(45)【発行日】2023-12-08
(54)【発明の名称】遠心送風機及び遠心送風機が搭載された車両
(51)【国際特許分類】
F04D 29/66 20060101AFI20231201BHJP
F04D 29/44 20060101ALI20231201BHJP
F04D 29/58 20060101ALI20231201BHJP
【FI】
F04D29/66 N
F04D29/44 Q
F04D29/58 P
(21)【出願番号】P 2019221982
(22)【出願日】2019-12-09
【審査請求日】2022-06-09
(73)【特許権者】
【識別番号】500309126
【氏名又は名称】株式会社ヴァレオジャパン
(74)【代理人】
【識別番号】100067356
【氏名又は名称】下田 容一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100160004
【氏名又は名称】下田 憲雅
(74)【代理人】
【識別番号】100120558
【氏名又は名称】住吉 勝彦
(74)【代理人】
【識別番号】100148909
【氏名又は名称】瀧澤 匡則
(74)【代理人】
【識別番号】100192533
【氏名又は名称】奈良 如紘
(72)【発明者】
【氏名】戸高 良徳
(72)【発明者】
【氏名】古城 浩隆
【審査官】中村 大輔
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2007/0237626(US,A1)
【文献】特開2016-145921(JP,A)
【文献】特開2008-202502(JP,A)
【文献】特開2018-065434(JP,A)
【文献】実開平07-028707(JP,U)
【文献】米国特許出願公開第2017/0051750(US,A1)
【文献】特開2010-059825(JP,A)
【文献】特開2012-001187(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F04D 1/00-13/16
F04D 17/00-19/02
F04D 21/00-25/16
F04D 29/00-35/00
B60H 1/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸(11a)を有するモータ(11)と、
前記モータ(11)により回転されることにより前記回転軸(11a)の軸方向から吸引した空気を径外方向に吹き出すインペラ(12)と、
前記インペラ(12)を収容していると共に、前記インペラ(12)が吸引する空気の取入口となる空気取入口(61)と、舌部(31)を起点に前記インペラ(12)の周囲に設けられる螺旋状通風路(32)と、前記舌部(31)よりも下流側に延びるダクト部(40)と、前記ダクト部(40)の壁面に設けられて前記ダクト部(40)を流れる空気の一部を前記モータ(11)を冷却するモータ冷却空気として導入する冷却空気導入口(51)と、当該冷却空気導入口(51)と連通する第1冷却路(52)と、を有するスクロールハウジング(20)と、
を備え、
前記ダクト部(40)は、前記舌部(31)よりも下流側に略直線状に延びるダクト本体部(41)を有し、
前記冷却空気導入口(51)は、前記舌部(31)よりも下流側に設けられ、
前記第1冷却路(52)は、前記冷却空気導入口(51)から前記モータ(11)に向かって前記ダクト本体部(41)に沿って延びていると共に、内部に前記モータ冷却空気を分流するための隔壁部(54)が設けられ、
前記隔壁部(54)は、略L字状を呈し、前記冷却空気導入口(51)から前記第1冷却路(52)の内部まで延びる第1壁部(54a)と、この第1壁部(54a)の端部から前記ダクト部(40)に沿って延びる第2壁部(54b)と、
を有し
、
前記第1壁部(54a)は、前記第1冷却路(52)のうち前記冷却空気導入口(51)に対向する部位(C1)に向かって、前記冷却空気導入口(51)から延び、
前記第2壁部(54b)は、前記第1壁部(54a)の先端から前記ダクト本体部(41)に対して略平行に延びていることを特徴とする車両用空調装置の遠心送風機(10)。
【請求項2】
前記スクロールハウジング(20)は、前記第1冷却路(52)と連通するとともに、前記螺旋状通風路(32)の外側を前記モータ(12)の前記空気取入口(61)とは反対側に向かって延びる第2冷却路(53)を有し、
前記隔壁部(54)の前記第2壁部(54b)は、前記第1冷却路(52)と前記第2冷却路(53)とが連通する連通部(56)まで延びていることを特徴とする請求項1に記載の遠心送風機(10)。
【請求項3】
前記ダクト部(40)は、前記舌部(31)から下流に向かって延びる一般面(41a)に対して外方に向かって突出しているダクト凸部(42)を含み、
前記冷却空気導入口(51)は、前記ダクト凸部(42)に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遠心送風機(10)。
【請求項4】
前記スクロールハウジング(20)は、前記一般面(41a)を延長した仮想面から鋭角に延びて前記ダクト部(40)から前記冷却空気導入口へ空気を導くガイド部(63)を含むことを特徴とする請求項3に記載の遠心送風機(10)。
【請求項5】
前記第2壁部(54b)は、前記第1壁部(54a)よりも長いことを特徴とする請求項1~請求項4いずれか1項に記載の遠心送風機(10)。
【請求項6】
請求項1~請求項5いずれか1項に記載の遠心送風機(10)が搭載されている車両(Ve)であって、
前記遠心送風機(10)は、最前列の座席の前方であって、前記ダクト部(40)が前記車両の幅方向に沿って延びるよう配置され、
前記第1冷却路(52)は、前記ダクト部(40)の後方に位置していることを特徴とする車両(Ve)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スクロールハウジングを備えた遠心送風機に関する。
【背景技術】
【0002】
遠心送風機に関する従来技術として、特許文献1に開示される技術がある。遠心送風機は、モータと、このモータによって回転され軸方向から吸引した空気を径外方向に吹き出すインペラと、がスクロールハウジングに収納されてなる。
【0003】
スクロールハウジングは、平面視において舌形状を呈する舌部と、この舌部を起点にしてインペラの外周に螺旋状に形成された螺旋状通風路と、この螺旋状通風路の下流側の端部に接続されているダクト部と、を有する。
【0004】
舌部には、螺旋状通風路からダクト部に流れる空気を舌部内に導入するための導入口が形成されている。導入口から導入された空気は、モータの外周を通じてモータの背面に導かれ、モータの内部を通過することで、モータを冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
車室内の静粛性を向上させるために、車両用空調装置の遠心送風機から発生する騒音を抑制することが望まれる。
【0007】
本発明は、車両に搭載される遠心送風機について、静粛性の高い構造の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
以下の説明では、本発明の理解を容易にするために添付図面中の参照符号を括弧書きで付記するが、それによって本発明は図示の形態に限定されるものではない。
【0009】
本発明によれば、回転軸(11a)を有するモータ(11)と、
前記モータ(11)により回転されることにより前記回転軸(11a)の軸方向から吸引した空気を径外方向に吹き出すインペラ(12)と、
前記インペラ(12)を収容していると共に、前記インペラ(12)が吸引する空気の取入口となる空気取入口(61)と、舌部(31)を起点に前記インペラ(12)の周囲に設けられる螺旋状通風路(32)と、前記舌部(31)よりも下流側に延びるダクト部(40)と、前記ダクト部(40)の壁面に設けられて前記ダクト部(40)を流れる空気の一部を前記モータ(11)を冷却するモータ冷却空気として導入する冷却空気導入口(51)と、当該冷却空気導入口(51)と連通する第1冷却路(52)と、を有するスクロールハウジング(20)と、
を備え、
前記冷却空気導入口(51)は、前記舌部(31)よりも下流側に設けられ、
前記第1冷却路(52)は、前記冷却空気導入口(51)から前記モータ(11)に向かって前記ダクト部(40)に沿って延びていると共に、内部に前記モータを冷却する空気を分流するための隔壁部(54)が設けられ、
前記隔壁部(54)は、略L字状を呈し、前記冷却空気導入口(51)から前記第1冷却路(52)の内部まで延びる第1壁部(54a)と、この第1壁部(54a)の端部から前記ダクト部(40)に沿って延びる第2壁部(54b)と、
を有していることを特徴とする車両用空調装置の遠心送風機(10)が提供される。
【0010】
冷却空気導入口を舌部よりも下流側に形成したので、舌部又は舌部近傍から冷却空気を導入する場合に比べて、空気の流路の形状を緩やかにすることができ、冷却空気導入口へ円滑に空気を導くことができる。これにより、静粛性の高い遠心送風機を提供することができる。
【0011】
さらに、第1冷却路には、内部に隔壁部が設けられている。隔壁部は、略L字状を呈し、冷却空気導入口から第1冷却路の内部まで延びる第1壁部と、この第1壁部の端部からダクト部に沿って延びる第2壁部と、を有している。冷却空気導入口から導入された空気は、第1冷却路のうち冷却空気導入口に対向する部位に接触する。この風量が多いと、騒音が大きくなるものと考えられる。隔壁部を設けることにより、第1冷却路に接触する風量を減少させることができる。加えて、隔壁部は、第1冷却路の内部に設けられている。このため、第1壁部と第2壁部とのコーナ部分近傍に接触し発生する騒音は、第1冷却路の内部が発生源となるため、外部に漏れにくい。これにより、遠心送風機の静粛性をさらに高めることができる。
【0012】
好ましくは、前記スクロールハウジング(20)は、前記第1冷却路(52)と連通するとともに、前記螺旋状通風路(32)の外側を前記モータ(12)の前記空気取入口(61)とは反対側に向かって延びる第2冷却路(53)を有し、
前記隔壁部(54)の前記第2壁部(54b)は、前記第1冷却路(52)と前記第2冷却路(53)とが連通する連通部(56)まで延びている。
【0013】
好ましくは、前記ダクト部(40)は、前記舌部(31)から下流に向かって延びる一般面(41a)に対して外方に向かって突出しているダクト凸部(42)を含み、
前記冷却空気導入口(51)は、前記ダクト凸部(42)に形成されている。
【0014】
好ましくは、前記スクロールハウジング(20)は、前記一般面(41a)を延長した仮想面から鋭角に延びて前記ダクト部(40)から前記冷却空気導入口へ空気を導くガイド部(63)を含む。
【0015】
好ましくは、前記遠心送風機(10)は、最前列の座席の前方であって、前記ダクト部(40)が前記車両の幅方向に沿って延びるよう配置され、
前記第1冷却路(52)は、前記ダクト部(40)の後方に位置している。
【発明の効果】
【0016】
車両に搭載される遠心送風機について、静粛性の高い構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図3】
図1に示された遠心送風機から上蓋部材を取り除いた状態の平面図である。
【
図4】
図2に示されたスクロールハウジングの要部を拡大した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。図中Frは車両の進行方向を基準として前、Rrは車両の進行方向を基準として後、Leは車両の乗員を基準として左、Riは車両の乗員を基準として右、Upは上、Dnは下を示している。
【0019】
<実施例>
図1及び
図2を参照する。遠心送風機10は、例えば、車両Veのエアコン装置に用いられる。例えば、遠心送風機10から送られた風は、エアコン装置内において冷却され、車室内に吹き出される。
【0020】
遠心送風機10は、最前列の座席(例えば、運転席及び/又は助手席)の前方に配置される。遠心送風機10は、通電することにより回転軸11aが回転するモータ11と、このモータ11の回転軸11aに接続され回転軸11aが回転することにより回転するインペラ12と、これらのモータ11及びインペラ12を収納しているハウジング20と、を有している。
【0021】
インペラ12は、回転軸11aの軸線Oを中心にして周方向に沿って複数の羽根が等間隔に立てられてなる。インペラ12は、回転することにより上方(軸方向)から吸引した空気を径外方向に吹き出す。
【0022】
スクロールハウジング20は、インペラ12が収容されているハウジング本体30と、このハウジング本体30の下部に設けられモータ11が取り付けられるハウジング下蓋部22と、ハウジング本体30の上部に設けられインペラ12を覆っているハウジング上蓋部60と、を有する。
【0023】
図3を参照する。ハウジング本体30は、平面視において略舌形状を呈する舌部31と、この舌部31を起点にインペラ12の外周を囲うように略円形に形成されている螺旋状通風路32と、この螺旋状通風路32から舌部31よりも下流側に略直線状に延びるダクト部40と、このダクト部40を流れる空気の一部が導入されモータ11(
図2参照)の外周に導くモータ冷却部50と、を有する。発熱部品としては、例えばモータ11へ流れる電流の量を調整するためのパワートランジスタが挙げられる。
【0024】
図4を参照する。さらに、ハウジング本体30には、作動することにより発熱する発熱部品を取り付けるための発熱部品取付穴42aが形成されている。発熱部品取付穴42aに取り付けられた発熱部品は、一部がダクト部40に臨む。ダクト部40を流れる空気によって、発熱部品を冷却することができる。
【0025】
図1を参照する。ハウジング上蓋部60は、インペラ12の上方に開けられインペラ12が回転することにより空気が通過する空気取入口61を含む。
【0026】
図2及び
図3を参照する。ハウジング上蓋部60は、さらに、舌部31からインペラ12の外周に向かって延びダクト部40から螺旋状通風路32への風の逆流を防止する逆流防止部62と、ダクト部40からモータ冷却部50へ空気を導くガイド部63と、を有する。逆流防止部62と、ガイド部63とによって、舌部31は挟まれている。
【0027】
螺旋状通風路32は、舌部31を起点として、下流に向かって徐々に流路が広くなるよう形成されている。
図3に示される状態において、インペラ12から吹き出された風は、螺旋状通風路32を反時計回りに流れる。
【0028】
ダクト部40は、軸線Oよりも前方において概ね車幅方向に延びている。ダクト部40は、舌部31よりも下流側に略直線状に延びているダクト本体部41と、このダクト本体部41から後方に向かって略U字状に突出しているダクト凸部42と、を有する。
【0029】
図4を参照する。ダクト本体部41のうち、舌部31から下流に向かって概ね平面状に延びている面を一般面41aという。ダクト凸部42は、一般面41aに対して、後方に向かって略U字状に突出している、ということができる。ダクト凸部42は、ダクト本体部41に対して、略垂直に突出し、舌部31の側方に(左側に)位置している。
【0030】
略U字状に形成されたダクト凸部42の先端には、モータ冷却部50が臨んでいると共に、発熱部品取付穴42aが開けられている。
【0031】
モータ冷却部50は、ダクト凸部42の先端に開けられモータ11(
図2参照)を冷却するための空気が導入される冷却空気導入口51と、この冷却空気導入口51からモータ11に向かってダクト40に沿って延び冷却空気導入口51から導入されたモータ冷却空気が流れる第1冷却路52と、この第1冷却路52の下流側の端部からハウジング下蓋部22(
図2参照)に向かって延びる第2冷却路53と、モータ冷却空気を分流するための隔壁部54と、冷却空気導入口51からダクト本体部41に向かって延び隔壁部54の裏面(他面)にモータ冷却空気を導く冷却路延長部55(
図4参照)と、を有する。
【0032】
冷却空気導入口51は、発熱部品取付穴42aの上方に形成されている。即ち、冷却空気導入口51の少なくとも一部は、発熱部品取付穴42aに重なる位置に形成されている。
【0033】
第1冷却路52は、冷却空気導入口51からモータ11に向かってダクト本体部41に略平行に延びている。第1冷却路52は、螺旋状通風路32の側方であってダクト部40の後方に位置している。換言すれば、第1冷却路52は、螺旋状通風路32と、ダクト部40とによって囲われた領域に位置している。第1冷却路52は、冷却空気導入口51に対向する部位C1が後方(外方)に向かって膨出している。これにより、第1冷却路52の他の部位に比べて流路面積が大きく形成されている。
【0034】
第2冷却路53は、第1冷却路52と連通するとともに、舌部31の側方において下方に向かって延びている。すなわち、第2冷却路53は、螺旋状通風路32の外側をモータ12の空気取入口61とは反対側に向かって延びている。モータ冷却空気は、第2冷却路53を介してモータ11(
図2参照)の側方に導かれる。
【0035】
隔壁部54は、略L字状を呈し、第1冷却路52を二分している。隔壁部54は、冷却空気導入口51から第1冷却路52の内部まで延びる第1壁部54aと、この第1壁部54aの端部からダクト部40に沿って延びる第2壁部54bと、を有する。第2壁部54bは、第1冷却路52と第2冷却路53とが連通する連通部56まで延びている。
【0036】
なお、第2壁部54bは、必ずしも連通部56まで延びている必要はない。理由は後述する。
【0037】
冷却路延長部55は、第1冷却路52のうち第1隔壁部54よりも下流側の部位においてダクト本体部41に向かって延びている。冷却路延長部55の先端は、ダクト部40の一般面41aと同一面上に位置している。
【0038】
図2を参照する。逆流防止部62は、舌部31に接する部位において螺旋状通風路32の大部分を塞ぎ、螺旋状通風路32の上流に向かって徐々に開放量が大きくなるよう、下面62aが下流から上流に向かって上り勾配に形成されている。
図4に示されるように、逆流防止部62の舌部31に接している部位の形状は、舌部31の表面の形状に沿っている。
【0039】
ガイド部63は、ダクト凸部42の内面に沿って略L字状に形成され位置決めを行う位置決め部63aと、ダクト部40の一般面41aと略同一面上に形成されているガイド部一般面部63bと、このガイド部一般面部63bの端から冷却空気導入口51の縁まで延びているガイド部斜面部63cと、を有する。
【0040】
ガイド部斜面部63cは、ダクト部40の一般面41aを延長した仮想面から鋭角に延びてダクト部40から冷却空気導入口51へ空気を導く。ガイド部斜面部63cは、ダクト部40から冷却空気導入口51へ向かって鋭角に延びている、ということもできる。
【0041】
遠心送風機10の作用について説明する。
【0042】
図3を参照する。インペラ12が回転すると、空気が上方からスクロースハウジング20内に引き込まれ、インペラ12の外周に向かって吐出される。吐出された空気は、螺旋状通風路32を反時計回りに流れ、下流側に接続されているダクト部40に流れる。ダクト部40に流れた空気の大部分は、下流側に配置されているエバポレータ等(図示せず)に導かれ、温度調和されたのち車室内へ供給される。
【0043】
図4を参照する。一方、ダクト本体部41を流れる空気の一部は、ガイド部一般面部63b及びガイド部斜面部63cを介して冷却空気導入口51へ導かれる。また、ダクト本体部41を流れる風の一部は、冷却路延長部55を介して第1壁部54aの裏面(他面)側に導かれる。冷却空気導入口51を通過した空気(モータ冷却空気)は、第1冷却路52及び第2冷却路53を通過して、モータ11(
図2参照)の側方に導かれる。その後、モータ冷却空気は、モータ12のうち空気取入口61とは反対側に導かれ、モータ11の内部を通流し、スクロールハウジング20の内部に流れる。モータ11は、このようにして、導かれたモータ冷却空気によって冷却される。
【0044】
以上に説明した遠心送風機10は、以下の効果を奏する。
【0045】
冷却空気導入口51は、舌部31よりも下流側に形成されている。舌部31又は舌部31近傍から冷却空気を導入する場合に比べて、空気の流路の形状を緩やかにすることができ、冷却空気導入口51へ円滑に空気を導くことができる。これにより、静粛性の高い遠心送風機10を提供することができる。
【0046】
さらに、第1冷却路52には、内部に隔壁部54が設けられている。隔壁部54は、略L字状を呈し、冷却空気導入口51から第1冷却路52の内部まで延びる第1壁部54aと、この第1壁部54aの端部からダクト部40に沿って延びる第2壁部54bと、を有している。冷却空気導入口51から導入された空気は、第1冷却路52のうち冷却空気導入口51に対向する部位C1に接触する。この風量が多いと、騒音が大きくなるものと考えられる。隔壁部54を設けることにより、第1冷却路52に接触する風量を減少させることができる。加えて、隔壁部54は、第1冷却路52の内部に設けられている。このため、第1壁部54aと第2壁部54bとのコーナ部分C2近傍に接触し発生する騒音は、第1冷却路52の内部が発生源となるため、外部に漏れにくい。これにより、遠心送風機10の静粛性をさらに高めることができる。
【0047】
第2壁部54bは、第1冷却路52と第2冷却路53とが連通する連通部56まで延びている。隔壁部54の第2壁部54bが、第1冷却路52と第2冷却路53とが連通する連通部56にまで延びることで、第1冷却路52の内部で発生した騒音を、よりいっそう外部に漏れにくくすることができ、静粛性を高めることができる。
【0048】
冷却空気導入口51は、ダクト凸部42に形成されている。風の流量は、風の流速と流路面積との積によって求められる。ダクト凸部42が形成されている部位は、ダクト本体部41のみが形成されている部位に比べて、ダクト凸部42の分だけ流路面積が大きくなる。一方、流路面積が大きくなる分、ダクト凸部42が形成されている部位における流速は、遅くなる。冷却空気導入口51から導入される風の流速を遅くすることにより、第1冷却路52内で発生する騒音を小さくし、静粛性を高めることができる。
【0049】
スクロールハウジング20は、ダクト部40から冷却空気導入口51へ空気を導くガイド部63を含む。ダクト部40の空気を冷却空気導入口51へ導く際に、空気が剥離することなく導くことができ、静粛性を高めることができる。
【0050】
第1冷却路52は、ダクト部40の後方に位置している。つまり、第1冷却路52は、より乗員に近い場所に位置している。このように、第1冷却路52が車両Veの室内に向けて膨出する形態の場合、特に優れた静粛化の効果を得ることができる。
【0051】
本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。例えば、第2壁部54bは、第1冷却路52と第2冷却路53とが連通する連通部56まで延びているものとして説明したが、必ずしも連通部56まで延びていなくともよい。第2壁部54bが長いほど静粛性が高まる一方、モータ冷却空気に対する通気抵抗が増加する。このため、第2壁部54bを延長する長さは、静粛性とモータの冷却度とのバランスを考慮して設計することでよい。
【産業上の利用可能性】
【0052】
本発明の遠心送風機は、車両用エアコン装置に搭載するのに好適である。
【符号の説明】
【0053】
10…遠心送風機
11…モータ、11a…回転軸
12…インペラ
31…舌部
32…螺旋状通風路
40…ダクト部
41a…一般面
42…ダクト凸部
51…冷却空気導入口
52…第1冷却路
53…第2冷却路
54…隔壁部、54a…第1壁部、54b…第2壁部
56…連通部
61…空気取入口
63…ガイド部
Ve…車両