JPS62282200A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車用空気調和装置の送風敗に関する。

［従来の技術１ 空調用ダクト内配設される暖房用及び冷房用熱交換器は
それぞれかなり通風抵抗が大きいので、空気吸入口から
ダウ１〜内に導入した被空調空気のうちどれだけの串を
これらの熱交換器に通入させるかによって、ダクト内を
通過する空気に対する通風抵σを賄はかなり変動する。

一般的な装置では、送風能力可変の送１！ｌ１ｌｌｉｔ
の能力切替スイッチを“高゛′（存置に設定した場合に
は、暖房用熱交換器をバイパスさせるペンヂレーシ］ン
吹出し空調玉−ドのちとでは４０　ｍ　ｍΔｑ、１厖房
用熱交換器を通過させるヒータ及びアノロス１−吹出し
空調モードでは５５ｍｍＡｑ内外であり、各空調モード
時の凪但はそれぞれ４５０　ｍ３ｒ’　ｈ及び３５０ｍ
１　／ｈ内外といった）直が実測されている。

［発明が解決しようとする問題点コ 空調用ダクト内を通過することによる空気ヘッドの１０
失の比としてのダクトの抵抗係数は、送風前全圧に正比
ｔｒｔ＋　Ｌ、風♀の２乗に逆比例するので、この特性
値は空調装置のｆ＋−初状態によって変動する。ヰだ送
風機のファン効率は送風礪仝圧と風洛の積に正比例し、
ファンの送風＄に逆比例する。

そ訊ために従来の空調装置では、通１虱抵抗の高いヒー
タまたはデフロスト空調モードＰＦＩ、：も、また通風
抵抗の比較的低いペンデレージョン空調モード時にも共
に最高のファン効率を発ｒ市させるということができず
１．いづれか一方の空調モード時のファン効率が低下せ
ざるを得なかった。

本発明はベンチレージ１ン、ヒータ及びデフロストのい
づれの空調モードの乙とでも、ファン効率を可能な最も
高いレベルに侃たせることのでざる風送はを備える自動
車用空気調和装置を１２供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段１ 上記の目的を達成するために本発明による自動“車用空
気調和装置は、スクロールケーシングを有する遠心式送
用機を組み込むと共に、複数の吹出口を選択的に開閉さ
せて空調モードを切替えるための空調モード切替手段を
備える自動車用空調調和装置１．：ｄ３いて、前記スク
ロールケーシング内の風路の拡がり角増減手段と、前記
空調モード切替手段の操作に連動させて館記凪路拡がり
角増減手段を鮎かせるための、連動手段とを備える構成
を採用した。

［作用及び発明の効果］ 上記の如き構成を備えた本発明による自動車用空気調和
装置は、空調モード切替手段をＩＭ成する凪路切酪ダン
パを操作することによって、送風機のスクロールケーシ
ング内の」路拡がり角増減手段が連動して働き、ファン
効率がいづれの空調モードのもとてｂ最高になるように
送用機の作動点が自動釣に移動される。

ファン効率は、′ノアン回転軸への人力に対する、有効
に取り出された風力のハ１合なので、この比率がいづれ
の空調モードのもとでし高いレベルに保たれることは、
入力の一部が送」騒呂などとして失われたり、送用抵抗
によって１月母が低下する度合が低く押えられているこ
とを意味し、自動車用空気調和装置の送風能力が向上す
ると共に送１月騒音が低減する。

［実施例］ 以下に図に示す実施例に基づいて本発明による自動車用
空気調和装置の構成を具体的に説明する。

第１図〜第５図は・−実施例装置を示しており、装置全
体はその模式的側断面図としての第３図にみられるよう
に、遠心式送風（幾Ａの吐出口１ｂを空調用ダク１〜Ｂ
の空気入口端２０ａに接読して績１成されている。

送Ｆ［Ａは）７ンモーク１２によって駆ＳｊＪされる遠
心式ＨＱファン２をスクロール形状を猶するファンケー
シング１内に納め、吸気口１ａに組み付けた内外気切替
箱２０の頂部に開口する外気吸入口２１または側壁部に
相対向するようにして設けた第１と第２の内気吸入口２
２と２３のいづれかから外気または車至内空気を吸入す
る。２４と２５は図示が省かれたリンク費構を介して連
ｖノし、内気または外気を選択的に導入するための第１
及び第２丙外気切替ダンパである。

ファンケーシング１は硬質合成樹脂または金属で肖られ
てスクロール形状を瞳えて、Ｊ５つ、周壁部に設けた分
割ラインを境に分断された上部ケーシング１Ａと１・部
ケーシングＩＢとを締結用金員２Ｇによって合体させて
いる。そして渦巻状をなして末拡がりに拡巾される圧縮
空気の吐出川風路ａを備えるゲージング１内の、風路下
流酸部分の周壁面に１ａｔ−’で、風路拡がり角増減−
Ｔ′段としての拡がり角調節プレート３が組み込まれて
いる。

拡がり角ｇＡ節プレート３は弾ツノ刊に畠゛んだ金属板
または合成樹脂板などで作られており、矩形状をなすこ
のプレートの一方の１ｌｌｌＩ仝ん縁に取りイ（１けた
回転軸４の上下端を）７ンケーシング１の頂壁面と底壁
面にそれぞれ設けた軸孔に嵌め込むことによって、この
回転＠４の周りに回動させられる。

またファンケーシング１の風路１・流部の周壁面には、
拡がり角調節プレート３が風路拡がり角を最ら拡１１〕
させた位置を占めた時、このプレート３の板面がケーシ
ング１の内壁面に一致して風路の妨害物とならないよう
にするための膨出部１Ｃが形成させである。そしてケー
シング１の底面には、プレート３が凪路拡がり角を最′
１１．）狭める位ｒを規定するための、高さが２〜３ｍ
１ｌｌ以下の円弧状突起部としてのストッパ６がケーシ
ング１と一体をなして設けられている。

拡がり角調節プレート３の他方の側端縁部にはプレート
の補強用棒材７が取り付けられており、この棒材７には
プレート３をその回転ａｌｌｌ　４の周りに回動させる
ため１の回転力を伝える回転力伝達部材８が連結されて
いる。この実施例では部材８は小板片状をなしており、
その＝（、Ｈ側に穿った軸孔８ａに棒材７の上端部を′
ｔｉ咲させ、他９さ側には空調モード切替手段の一部を
なす空調装置の操作用パネル５０に設けである空調モー
ドψ）替レバー４５にその一方の端を連結させた、プレ
ート３の遠隔回動操作用ワイヤー９が連動手段として結
ばれている。

１０はワイヤー９の保持用のカバーチューブである。

拡がり角調節用プレート３０曲率は、ファンケーシング
１の膨出部１Ｃ内に納められた状態のもとてのこの個所
におけるケーシング壁面の曲率に一致させである。スク
ロール状風路ａの拡がり角を狭めるために、ワイヤー９
が空調モード切替レバー４５の動きを受けて押し出され
ると、プレート３は円弧状ストッパ６によってその前進
を阻まれる位置にまで回動し、プレート固有の弾力によ
って、より狭い曲率をちったストッパ６の円弧形状に撓
められているので、狭められた風路の両側壁は共にスム
ーズに連続したスクロール形状が与えられる。円弧状ス
トッパらはファンケーシング１の頂部内壁面にも対称的
に設けられている。

空調装置の操作用パネル５０は一般に運転席計器盤に組
み込まれており、空調モード切替ツマミ５１の他に、車
掌内温度調面用レバーのツマミ５２、内外気切替用レバ
ーのツマミ５３、及び送１１１１１モータ１２の回転数
切替用レバーのツマミ５４が設（づである。

空調モード切替用ツマミ５１の操拍によって回転１袖４
５ａ　１７）周りに回動するレバー４５には、ベンチレ
ーション、ヒート、及びデフ［１ストの各吹出口３６〜
３８の選択的開閉用ダンパ群３９〜４１を、あらかじめ
定められた連動関係のもとに連動させるための図示が省
かれているリンクホ構に上記の操作力を伝えるための、
別の遠隔操信用ワイヤー１５が連結されている。１６は
このワイヤーの支持カバーとしてのデユープである。５
つともワイヤー１５はレバー４５に直接取り付けずに前
記のワイヤー９の途中から分岐さゼてもよい。

ここで遠心式送風１１Ａのスクロール形状を有するファ
ンケーシング１内風路ａ１７）拡がり角について、第５
図を参照しながら説明する。ファンモータ１２の起動に
伴って高速で円周運動を開始したファン２のブレードに
は遠心作用力が生じて、吸入口１ａからファン内空部に
吸入した被空調空気を、図示矢印（へ）の如き方向をも
って風路ａ内に与圧状態のちとに吹出さＵる。

今、ケーシング１の内周壁面の上流側端に仮想延長線（
ホ）を引、ぎファン２の外周面と交った点を（イ）とし
、（イ）点を基準点として、ファン２の右回り方向回転
角θ°の位置におけるファン２の半径の延長線と゛ファ
ンケーシング１の壁面との交点を（ロ）、同じく拡がり
ｐ調節プレート３との交点を（）い、そして同じくファ
ン２の外周面との交点を（ニ）とする。

プレート３をファンケーシング１の内壁面に当接させて
風路ａの拡がり色を最大にした時の、回転角θ°の位置
における風路拡がり角αは、点（ロ）と点（ニ）にそれ
ぞれ引いた曲面への接線の交叉角として表される。また
プレート３をストッパ６に当接させて拡がり角を最小に
した詩の、同じく回転角θ°位置での風路拡がり角βは
、点（ハ）と点（ニ）における曲面へのそれぞれの接線
の交叉角として表される。

この実施〃１装ピでは、通風仄抗が相対的に小さいベン
チレーション空調モード時において、送風懇Ａｔ、：最
人ファン効率を牛じざゼることのできる凪路拡がり角α
の値は７°であり、通風抵抗が相対的に人ぎいヒート及
びデフロスト空調モード時に、最大ファン効率を生じさ
せられる風路拡がり角βの１直は５°であった。

空調用ダクト８は、第３図に示したよう警こ硬質合成樹
脂などでねられたダクト本体２０の内部に、上流側から
順次冷房用熱交換器どしてのエバポレータ３１．１１ガ
房用渇水式熱交換器としてのヒータコア３２、そしてこ
のヒータロアのバイパメ用冷風路３３、バイパス路ダン
パ３４、及び冷温風の混合用エアミックスヂャンバ３５
が設けられている。

ダクト本体２０の空気出口端にはベンチレーション吹出
口３６、ヒート吹出口３７、及びデフロスト吹出口３８
が設けてあり、それぞれの吹出口は車室内に向（づて間
口する各吹出グリル３６ａ　、　３７ａ　、及び３８ａ
に各吹出口の延長用ダクトを介して連通されている。３
９．４０．及び４１は各吹出口３６〜３８を選択的に開
閉さセて車室内の空調状態を変化させるための、前記の
装置操作用パネル５０と共に空調モード切替手段を構成
する空調モード切替用ダンパ群であって、図示が省かれ
ているリンク；幾構を介して特定の連動関係に謂かれて
いる。このリンク機構は運転席計器盤面などに組み込ま
れているｒ’ｉｕ述の空調ミード切替レバーのつまみ５
１を操伯することによって回動させられる。

次に上記実施例装置の４動を説明する。始めに送風への
送風特性を表すファン特性グラフ（第７図参照）につい
て）ホベる。今、送凪閣の叶出口風爪をＶａ、送ｍ）幾
全圧をΔｐ、ファン回転数をＮ、ファンの駆動トルクを
王、ファンの周速度をｕ２、ファンの外径をＤ２とする
と、流量係数φ、圧力係数ψ、ファン効率ηｒ、並びに
抵抗係数にと、上記の各数値との間には次のような関係
式が成り立つ。

φ”Ｖａ／Ｄｉ　　・ｕ２ ψＸΔｐ／ｕ≦ ｙ）ｆｏｃ■ａ−Δｐ／Ｔ−Ｎ ｋ　＝、Φ／φ２ １＜ｏｃΔｐ／■ａ２ そして、従来の送Ｊ！ｌｌｉの吐出口に接続させた空調
用ダクトＢの通風抵抗を様々化変化させた場合のファン
特性グラフは、模式的に第７図のように描くことができ
る。このグラフでは縦軸に圧力係数ψ、またはファン効
率ηｒが、横軸に流量係数φが採られている。グラフＤ
は風量対風圧の関係を表す圧力曲線であり、グラフＥは
風冷対ファン効率の関係を示すファン効率曲線である。

また上記の関係式に基づいて、風聞対風圧抵抗の関係を
表した、空調用ダクトＢのｌ［ｔｆＡ曲線Ｆ及びＧを上
記のグラフに重ねて描くことができる。

グラフＦはダクト内の通風抵抗の大きいヒート及びデフ
ロスト空調モード時について、またグラフＧは通風抵抗
の比較的少ないペンデレージョン空調モード時について
それぞれｊｑられたグラフである。

そして圧力曲線りと抵抗曲線Ｆ及びＧとの交点ａとｂが
、送風殿のそれぞれの！′ｌ動状油状態す作動点となる
。この場合には流量係数φが相対的に小さい領域に作動
点ａが位置するヒート−及びデフロスト空調モード時に
は、ファン効率ηｆは）？ン効率曲線Ｅの頂点に近い点
Ｃで丞されたレベルに達しており、はぼ最大のファン効
率が１ｑられるのに対して、ペンデレージョン空調モー
ド時には点ｄで示されたかなり低いレベルのファン効率
しか得られない。

一方、スクロールケーシング内の凧路拡がり角の増減手
段を組み込／υだ送風殿への吐出口に空調用ダクトＢを
接続させた空調用装青について、風路の下流域における
拡がり角を、５°と７°との２通りに設定して上記と同
様なファン特性グラフを描いたところ、第８図に示した
グラフが１９られた。

グラフＨ，Ｉ、及びＪは、風路拡がり角を５゜とし、ヒ
ートまたはデフロスト空調モードに設定した場合につい
て描かれた、それぞれ圧力曲線、ファン効率曲線及び）
へ汎曲線であり、作動点はｅに位置する。

グラフに、Ｌ、及びＭは、風路拡がり角を７゜とし、ベ
ンチレーション空調モードに設定した場合について描か
れた、それぞれ圧力曲線、ファン効率曲線及び抵抗曲線
であって、角動点は９に位置する。

ここで前記の従来送風）幾を取り付け１こ空調装置のフ
ァン特性グラフである第７図と、本発明による送風ｍＡ
を組み付＋−＋た空調装置の゛ノ１ン特性グラフとして
の第８図を対比させてみると、］・記の如き明確な相異
点が浮び上がってくる。

すなわち、前者はすでに）ホベたようにヒート及びデフ
ロスト空調モード時にはほぼ最高のファン効率を発揮す
るが、ベンチレージコン空調モード時にはファン効率は
かなり低下してしまうのに対して、本発明による後者で
はファンスクロールケーシング内の風路拡がり角をヒー
ト及びデフロストモード時には５°に設定することによ
って、その作動点ｅにおいて最大レベルに近いファン効
率（１点）が得られると共に、ベンチレージコン空調モ
ード時には風路拡がり角を７°に変更することによって
、その作動点りにおいても最大レベルに近いファン効率
（ｈ点）を１９ることができる。

つまり、送風機の抵抗係数ｋが大きくなるヒート及びデ
フロスト空調モード時には、風路の拡がり角を狭めるこ
とによって、最大のファン効率がえられる流量係数φの
小さい領域にその１／ｌ＠点を移動させ、逆に抵抗係数
ｋが小さくなるベンチレージコン空調モード時には、風
路拡がり角を広めることによって、最大のファン効率が
えられる流量係数φの大ぎいｆＡＶｉにその作動点を移
動さゼる方法を採れば、いづれの空調モード時にも常に
送風１１１Ａをほぼ最大のファン効率のもとにｌ／ｌ動
さけることが可能になり、本発明の所期の目的が達成さ
れる。

第６図は第１実施例とは異なる組付は溝造を備えた風路
拡がり角調節プレート・を用いた第２実施例装置の送風
闘部分を示している。

風路拡がり角調節プレート３の本体部分は面間と同様に
円弧状に屈曲させた矩形板であって、その一方の側端縁
にヒンジ部として機能する手下一対のし字形係合片３ａ
と３ｂが一体的に形成させてあり、ファンケーシング１
の膨出個所１ＣのＦ’ｌＴｈ部に穿った係合片の挿通用
穴１ｄにこの係合片をはさみ込むことによってプレート
３は係合片３ａ及び３ｂを支点として板面方向に回動さ
せることができる。

プレート３の他方の側端縁には遠隔回肋操伯用ワイヤー
９の挿通用孔３Ｃが設けてあり、ワイＡ７−９の先端の
ネジ部にナツト１１を螺着させることによってワイヤー
９はプレート３に速結される。

送風路Ａのスロール状風路ａのゴ・糸部分のうらのどの
程度の長さに亘って風路拡がり角調節用プレート３を設
けるべきかについては、送風ｍＡ及び空調用ダクトＢの
それぞれの°ツノ７ン祷性及び通風戚杭に応じて実験に
基づいて決定する。

また、風路拡がり角調節プレート３をファンケーシング
１内に組み付けるためのプレー１−の形状設計、並びに
プレート３の回動手段については、もちろん上記実施例
以外にも様々な方法が可能である。

上記実施例では遠心式送風（幾Ａは空調用ダク１〜Ｂの
空気人口端２０ａにその吐出口を接続させているが、ダ
クトＢの空気入口端から出口端しこ至る間の任意の個所
に組みＮけることも自由である。

また空調モード切替手段と風路拡がり角増減手段とを連
動させる手段としては、図示の遠隔操作用ワイヤーに代
えて、空調モード切替手段の■作に伴って伝えられる電
気（ｎ号により作動制御される、サーボモータや各種の
アクチ１１−夕などを使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は第１実施例装置を示しており、第１図
は上部ケーシングを取りはずした状態における送風機の
平面と、空調装置の操作用パネルと、風路の拡がり角増
減手段と空調モード切箔手段との連動機構とをそれぞれ
模式的に示している。第２図は送風殿の分解図、第３０
は装万全体の模式的側断面図、第４図は送風１幾の側断
面図、そして第５図は風路の拡がり角を説明するための
送Ｊ！１１１ｍ平面図である１゜ 第６図は第２実施例装四の送風機の分解図である。 第７図と第８図はそれぞれ自動屯用空気調（０装冒に組
み込まれる従来の送＋ｎと本発明による送風機のファン
特性を示したグラフである。 図中　１・・・スクロールケーシング（ファンケーシン
グ）　　２・・・ファン　３・・・風路拡がり角増減手
段（拡がり角調節プレート・）６・・・プレート３のス
トッパ　７〜１０．４５・・・連動手段　９・・・遠隔
操作用ワイヤー　２０・・・空調用ダクト　２０ａ・・
・空気人口端　３２．３２・・・空調用熱交換器　３６
・・・ヘンブレーション吹出口　３１・・・ヒート吹出
口　３８・・・デフロス１−吹出口　３４．３９〜４１
・・・風路切替ダンパ　５０・・・空調モード切替手段
（空調装置の操作用パネル）　へ・・・送Ｊ！ＩＩ　　
Ｂ・・・空調用ダクト代Ｌ！Ｉ！　、人　石黒健二 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 ＊を係改（φ） 第８図 流量係！　（＋２５）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　スクロールケーシングを有する遠心式送風機を組み込
   むと共に、複数の吹出口を選択的に開閉させて空調モー
   ドを切替えるための空調モード切替手段を備える自動車
   用空調調和装置において、前記スクロールケーシング内
   の風路の拡がり角増減手段と、 前記空調モード切替手段の操作に連動させて、前記風路
   拡がり角増減手段を働かせるための、連動手段とを備え
   ることを特徴とする自動車用空気調和装置。