JP2008019769A - 遠心ファン及び送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造が容易で低騒音化を実現することのできる遠心ファンを提供すること。
【解決手段】 本発明の遠心ファンＦは、環状に立設された多数枚の翼２と多数枚の該翼２の上部を結合する環状の整流リング３とからなる翼単位Ｕを該翼単位Ｕの中心軸方向に多段状に結合させ、最下段の翼単位Ｕの下部に中央が隆起する円盤状の基板１を結合させてなるもので、多段状の翼単位Ｕの内径が、基板１に近づくにつれて各段毎に順次小径化されており、中心軸方向から見て、各段毎の整流リング３が重なっておらず、かつ、基板１の外径が最小径の整流リング３の内径よりも小さくされていることを特徴とすることを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、円筒状の周囲に複数のフィンを配置した遠心ファンと、遠心ファンを用いた送風機とに関する。

下記［特許文献１］には、複数枚の翼を環状に立設させた遠心ファンを用いた送風機（ブロアファン）が記載されている。このような送風機（遠心ファン）は、コンパクトで大風量であるが、通風路を通り抜ける風音が大きく、さらなる低騒音化が望まれている。例えば、このような送風機は車両用空調機などに利用されるか、昨今車室内の低騒音化が進む中、このような送風機にもさらなる低騒音化の改良が要望されている。そこで、下記［特許文献２］に記載されているように、複数の翼を遠心ファンの軸方向の途中で仕切によって区切ったものなども知られている。これは、送風機内での偏流や揺動した流れが騒音を発生させていると考えられるため、仕切によって空間を細分化し、流れを均一化・定常化して低騒音化を行うものである。
特開平５−１０６５９１号公報 特開２００５−３０７９２８号公報

しかし、［特許文献２］に記載されているような遠心ファンは、構造が複雑となるため、複数の部品を組み立てなければ構築できない。特に、遠心ファンを射出成形によって成形しようとした場合、一回の射出成形で製造することは不可能であり、改善が望まれる。また、送風機としては、舌部でのさらなる騒音発生の抑制による低騒音化も要望されてもいる。従って、本発明の目的は、製造が容易で低騒音化を実現することのできる遠心ファンを提供することにある。また、本発明の別の目的は、遠心ファンの製造を容易にすると共に、より一層の低騒音化を実現することのできる送風機を提供することにある。

本発明の遠心ファンは、環状に立設された多数枚の翼と多数枚の該翼の上部を結合する環状の整流リングとからなる翼単位を該翼単位の中心軸方向に多段状に結合させ、最下段の翼単位の下部に中央が隆起する円盤状の基板を結合させてなるもので、多段状の翼単位の内径が、基板に近づくにつれて各段毎に順次小径化されており、中心軸方向から見て、各段毎の整流リングが重なっておらず、かつ、基板の外径が最小径の整流リングの内径よりも小さくされていることを特徴としている。

また、本発明の送風機は、上述した遠心ファンをケース内に収納したもので、ケースは、遠心ファンの中心軸方向に開口されて該遠心ファンの内方に空気を吸い込む吸込口となるベルマウスと、遠心ファンの周接線方向に向けて形成されて空気を吐出させる吐出口とを備えており、ケースの吐出口につながる内側内壁を遠心ファンの多段形状に合わせて多段状に形成したことを特徴としている。

本発明の遠心ファンによれば、翼の中心軸方向の長さを細分化し、翼単位の各段を整流リングで仕切ることによって、遠心ファンの内方から外方に送出される風の流れの偏りや揺動を抑止して、流れを均一化・定常化でき、さらなる低騒音化を行うことができる。また、本発明の遠心ファンは、各翼単位の整流リングと基板とが、中心軸方向から見て重ならないように配置されている。このため、本発明の遠心ファンは樹脂射出成形法によって一回の射出成形で成形することが可能である。このとき、射出成形の一対の金型は、遠心ファンの中心軸方向に開かれ、各整流リングの上面と下面とが金型のパーティング部分となる。

さらに、本発明の送風機によれば、上述した遠心ファンを用いるため、さらなる低騒音化を実現できると共に、遠心ファンの製造容易化によってその製造が容易となる。さらに、送風機全体としてみた場合には、送風機の舌部（吐出口の内側壁部：実施形態中で詳しく説明する）にあたるケース内壁を遠心ファンの階段状の形状に合わせて階段状に形成させることで、遠心ファン単体でのみならず送風機全体でのさらなる低騒音化を実現できる。

以下、本発明の遠心ファン及びそれを用いた送風機の一実施形態について、図１〜図３を参照しつつ説明する。本実施形態の送風機Ｂは、車両用空調ユニットに内蔵されて使用されるものである。送風機Ｂは、そのケースＣの内部に遠心ファンＦを備えている。遠心ファンＦは、モータＭ（図１参照）を介してケースＣに回転可能に取り付けられている。

遠心ファンＦについて説明する。遠心ファンＦは、多段状に積層された翼単位Ｕと、最下段の翼単位Ｕの下端に結合された、中央部に隆起部分を有する円形状の基板１とからなる。各翼単位Ｕは、環状に立設された多数枚の翼２と、これらの多数枚の翼２の上部を結合する環状の整流リング３とからなる。多段状の翼単位Ｕは、基板１に近づくにつれて、その内径（各段毎に基準となる内径。例えば、最小内径や最大内径、あるいは、整流リング３の内外径の平均値など。）が順次小さくなるように形成されている。

翼２は、図３に示されるように、ファンＦの中心軸に対して放射状に均等に配設されている。翼２は、湾曲する翼断面を備えており、ファンＦの外周寄りほど翼厚さが薄くなるようになされている。そして、各翼２の上端外側には、環状の整流リング３が結合されている。各翼２は、整流リング３の最外周端から外側には出ないようになされている。即ち、各翼単位Ｕにおいては、翼２の外側端縁は整流リング３の外周縁と一致するか、それよりも内側に位置している（本実施形態では一致している）。各翼２の下端内側は、一段下の翼単位Ｕの整流リング３と結合される。ただし、最下層の翼単位Ｕの下端は基板１に結合される。

翼２は、図３に示されるように、隣接する他の翼単位Ｕの翼とずらされている。言い換えれば、最上段の翼単位Ｕの翼２は、中段の翼単位Ｕの翼２と位置がずらされている。また、中段の翼単位Ｕの翼２は、最上段及び最下段の翼単位Ｕの翼２と位置がずらされている。このように翼２の位置がずらされていると、遠心ファンの内方から外方に送出される風の流れの偏りや揺動が抑止され、流れが均一化・定常化でき、低騒音化を実現することとなる。ここでは、遠心ファンＦを回転軸方向に複数に区切る（本実施形態では整流リング３によって区切っている）ことで空間を細分化し、偏流や揺動した流れを抑制して流れを均一化・定常化することによる低騒音化と併用しており、より一層の低騒音化を実現している。

整流リング３は、外周側が水平となり、内周側が上方に向くように湾曲されている。基板１は、中央が球状に隆起されており、その中心部（遠心ファンＦの回転軸に対応）にモータＭの出力軸への取付孔４が形成されている。図３に示されるように、遠心ファンＦの回転軸方向から見ると、三つの整流リング３は重ならない。即ち、中段の整流リング３の外径は、最上段の整流リング３の内径よりも小さい。同様に、最下段の整流リング３の外径は、中段の整流リング３の内径よりも小さい。さらに、基板１の外径は、最下段の整流リング３の内径よりも小さい。

このため、遠心ファンＦは、一回の樹脂射出形成によって製造できる。このとき、成形金型にはアンダーカットなども生じず、単純に二分割できる金型となる。金型の開型方向は、成形される遠心ファンＦの回転軸方向に一致する。このときの金型の分割面は、各整流リング３及び基板１の上下面と図２中の一点差線で示す位置になる。上述したように、遠心ファンＦの回転軸方向から見ると三つの整流リング３は重ならないため、一対の金型を問題なく開くことができ、製造が容易となる。

なお、ここでは、図１や図２を基準に上下を規定して説明しているが、遠心ファンＦの設置状態は図１又は図２の状態に限定されない。例えば、遠心ファンＦの回転軸が水平となるように設置されてもよい。

上述した遠心ファンＦを収納するケースＣは、ほぼ円筒形の形を基本としている。ただし、円筒の周面からはその接線方向に延ばされるように吐出口５が形成されている。また、円筒の中心軸と垂直な面の一方には、吸込口となるベルマウス６が開口されている。ベルマウス６の開口縁部は、図１及び図２に示されるように、ケースＣの内側に向けて湾曲されており、吸込流が円滑に遠心ファンＦの内部にされている。ベルマウス６の開口縁部は、ケースＣの内部に取り付けられた遠心ファンＦの上端よりも下側に来るようになっている。

さらに、ケースＣの舌部７、即ち、吐出口５の内側壁部は、上述した遠心ファンＦの多段形状に合わせて、多段状に形成されている。なお、内側壁部とは、円筒の外周面から接線方向に延びる壁部ではなく、その湾曲が凸から凹に変化される側の壁部のことである。このようにすることで、遠心ファンＦと舌部７の内表面との隙間がほぼ均一となる。この結果、遠心ファンの内方から外方に送出される風の流れの偏りや揺動が抑止され、流れが均一化・定常化でき、低騒音化を実現することとなる。上述したように、各段での翼２の位置をずらすことによる低騒音化と併用することで、さらなる低騒音化を実現できる。舌部７は、騒音の発生しやすい箇所と考えられており、この場所での対策は効果的である。

本発明の遠心ファンＦ及び送風機Ｂは、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、各翼２が遠心ファンＦの回転軸に対して平行に形成された。これを、全ての翼が遠心ファンの回転軸に対して同一の傾斜角を持って、即ち、いわゆる、スキューさせて形成させてもよい。このようにした場合は、遠心ファンの成形時に、一対の金型は傾斜角に合わせて回転させながら開型させる。スキューさせることで、同一風量でさらなる低騒音化、あるいは、同一騒音でさらなる風量増強を実現することができる。

本発明の送風機（遠心ファン）の一実施形態の斜視図である。 本発明の送風機（遠心ファン）の一実施形態の断面図である。 本発明の遠心ファンの一実施形態の平面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 翼
３ 整流リング
４ 取付孔
５ 吐出口
６ ベルマウス
７ 舌部
Ｂ 送風機
Ｃ ケース
Ｆ ファン
Ｍ モータ
Ｕ 翼単位

Claims (3)

1. 環状に立設された多数枚の翼（２）と多数枚の該翼（２）の上部を結合する環状の整流リング（１）とからなる翼単位（Ｕ）を該翼単位（Ｕ）の中心軸方向に多段状に結合させ、最下段の前記翼単位（Ｕ）の下部に中央が隆起する円盤状の基板（１）を結合させてなる遠心ファン（Ｆ）であって、
   多段状の前記翼単位（Ｕ）の内径が、前記基板（１）に近づくにつれて各段毎に順次小径化されており、
   前記中心軸方向から見て、各段毎の前記整流リング（３）が重なっておらず、かつ、前記基板（１）の外径が最小径の前記整流リング（３）の内径よりも小さくされていることを特徴とする遠心ファン。
2. 前記翼単位（Ｕ）における複数枚の各翼（２）が、隣接する他の前記翼単位（Ｕ）における各翼（２）とずらして配設されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心ファン。
3. 請求項１に記載の遠心ファン（Ｆ）をケース（Ｃ）内に収納した送風機（Ｂ）であって、
   前記ケース（Ｃ）は、前記遠心ファン（Ｆ）の前記中心軸方向に開口されて該遠心ファン（Ｆ）の内方に空気を吸い込む吸込口となるベルマウス（６）と、前記遠心ファン（Ｆ）の周接線方向に向けて形成されて空気を吐出させる吐出口（５）とを備えており、
   前記ケース（Ｃ）の前記吐出口（５）につながる内側内壁（７）を前記遠心ファン（Ｆ）の多段形状に合わせて多段状に形成したことを特徴とする送風機。

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