JP2005351141A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸気効率を大きく低下させることなく、低騒音化を達成することができる送風機を提供する。
【解決手段】 多数枚の翼１５を有し、外径φ１００〔ｍｍ〕〜φ２００〔ｍｍ〕からなるブロワーユニット１０と、このブロワーユニット１０を収納するケースとを有する送風機において、各翼１５における空気の流出部１５ｂ側端部が、ブロワーユニット１０のファン回転方向Ｘ２に向かって突出する凹凸部１７を翼幅方向Ｙ２に沿って備え、凹凸部１７を構成する複数の歯１７ａは、歯高さを「ｈ_１」、歯ピッチを「ｐ_１」、としたとき、ブロワーユニット１０のファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_１／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_１／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定した。
【選択図】 図１

Description

本発明は送風機に関し、さらに詳しくは、自動車用空調装置などに用いられるシロッコファンの低騒音化技術に関する。

一般に、自動車用空調装置は、ダクトの上流端に、電動モータにより回転駆動される送風機としての遠心ファンを備えている。自動車用空調装置の運転時には、この遠心ファンを回転させて、自動車室内または自動車室外から空気を吸入し、この空気を前記ダクト内に送り込んでいる。このようにしてダクト内に送り込まれた空気は、このダクト内に配設されたエバポレータやヒータコアなどを通過することにより所望の温度に調整されてから、前記ダクトの下流端に設けた吹き出し口より、自動車室内に吹き出すようになっている。

このような自動車用空調装置に組み込む遠心ファン（この場合、ファン回転方向に向けて傾斜した多数の翼を有するシロッコファン）としては、例えば図１４に示すように、図示省略する回転軸方向（すなわち、紙面に対する直交方向）から吸入した空気を径外側方向へ吹き出すブロワーユニット１と、このブロワーユニット１を収納する円筒容器状のケース４とを備えているものが知られている。

このブロワーユニット１は、図１５に示すように、円形状の回転基板である主板１ａと、当該主板１ａの周縁部に等間隔に立設された多数枚の翼５と、これら多数の翼５の上端部に一体に形成された環状の翼連結プレート１ｂとを有しており、回転することによって、翼５の流入部５ａから吸入する空気を流出部５ｂから排出するようになっている。

ケース４は、ブロワーユニット１の回転方向Ｘ１に向けた回転に伴って空気を導入する吸入口２と、前記ブロワーユニット１によって導入（吸入）された空気を吹き出すために内壁に沿って形成された空気流路３とを備えている。また、このケース４には、ケース外周の接線方向に向けて空気流路３を外側に延在した筒状の吐出口６が形成されており、空気流路３が吐出口６に向けて略渦巻き状となっている。

そして、近年、このような送風機における低騒音化を図るため、様々な手法が考えられてきているが、いずれの場合でも送風機における騒音発生箇所が特定されていないことから、前記騒音を充分に抑制するには至らず、未だ不十分であった。

一方、建物の天井に設置する空調機においては、例えば図１４および図１５との対応部分に同一符号を付した図１６に示す特許文献１のように、ブロワーユニット１（羽根車）における翼５における空気の流出部５ｂ側端部（後縁）に、翼幅方向Ｙ１に向けたノコ歯形状からなる凹凸部（いわゆる、セレーション）７を形成することにより、翼５の流出部５ｂ側における空気の乱れを抑制して送風機における騒音の低減を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１０１１９８号公報（第４頁ないし第６頁、図１、図３および図４）

しかしながら、かかる特許文献１の技術は、建物の天井に設置する空調機に関するものであり、そのまま自動車用空調装置などに用いられるシロッコファンに適用することが困難である。

特に、自動車用空調装置は設置スペースの制限から小型化が要求されるため、セレーション７を設けるための歯高さや歯ピッチ、ファン外径等の数値設定が異なってしまう。つまり、特許文献１のブロワーユニット１と前記自動車用空調装置用のシロッコファンとでは、騒音低減効果を期待できる寸法の範囲が異なってしまう問題があった。

また、上述のようなブロワーユニット１を用いた遠心ファンでは、図１４に示すように、流路の閉め切り部分となる舌部８をすり抜けて再循環する空気の流れが、翼５、５間の流れに作用して騒音を発生させていることがわかっている。

そして、今回、本発明者は鋭意研究の結果、ブロワーユニット１における騒音の発生は、前記翼５、５間における空気の流れ（翼間流れ）と、前記舌部８をすり抜けて再循環する空気の流れ（ユニット流れ）とが相互作用し、複雑な流れを形成することによって生じていることを知見した。

そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、吸気効率を大きく低下させることなく、低騒音化を達成することができる送風機を提供するものである。

上記目的を達成する請求項１の発明は、外径φ１００〔ｍｍ〕〜φ２００〔ｍｍ〕の円形状の回転基板と、当該回転基板の周縁部に等間隔に立設された多数枚の翼と、これら多数枚の翼の上端部に一体に形成された環状の翼連結プレートとを有するブロワーユニットと、上記ブロワーユニットが収納され、当該ブロワーユニットの軸方向における一方側から空気を吸入する吸入口が形成されると共に、上記ブロワーユニットの吸入した空気を内壁面に沿って、上記ブロワーユニットの接線方向へ案内するケースとを有する送風機であって、各上記翼における上記空気の流出部側端部に、上記ブロワーユニットのファン回転方向に向かって突出する凹凸部を翼幅方向に沿って備え、上記凹凸部を構成する複数の歯は、歯高さを「ｈ_１」、歯ピッチを「ｐ_１」としたとき、上記ブロワーユニットのファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_１／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_１／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の送風機であって、上記ケースにおける上記空気の吐出口近傍で、上記ブロワーユニットの外周と上記ケースの内周面との隙間が狭くなっている舌部と、上記ファン外径「Ｄ」とのクリアランス「ｌ」が、「０．０１５＜（ｌ／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、外径φ１００〔ｍｍ〕〜φ２００〔ｍｍ〕の円形状の回転基板と、当該回転基板の周縁部に等間隔に立設された多数枚の翼と、これら多数枚の翼の上端部に一体に形成された環状の翼連結プレートとを有するブロワーユニットと、上記ブロワーユニットが収納され、当該ブロワーユニットの軸方向における一方側から空気を吸入する吸入口が形成されると共に、上記ブロワーユニットの吸入した空気を内壁面に沿って、上記ブロワーユニットの接線方向へ案内するケースとを有する送風機であって、各上記翼における上記空気の流入部側端部に、上記ブロワーユニットのファン回転方向に向かって突出する凹凸部を翼幅方向に沿って備え、上記凹凸部を構成する複数の歯は、歯高さを「ｈ_２」、歯ピッチを「ｐ_２」としたとき、上記ブロワーユニットのファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_２／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_２／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、少なくとも請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の送風機であって、上記凹凸部が、各上記翼における上記空気の流入部側端部、および流出部側端部の両方に設けられたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、少なくとも請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の送風機であって、各上記翼における上記凹凸部近傍に、上記ファン回転方向に貫通した貫通孔が穿設されたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、各翼における空気の流出部側端部に、ブロワーユニットのファン回転方向に向かって突出する凹凸部を翼幅方向に沿って備えるようにしたことにより、各翼間で加速されて吐出される空気の流れと、ブロワーユニットの周囲を流れる比較的遅い空気の流れとを、翼における空気の流出部側端部において、徐々に混合させるため、各翼間の流路から流出する空気同士の混合が緩和され、当該混合によって生ずる騒音を分散して低減させることができる。

しかも、各翼間流路から吐出される空気を拡散させることができるので、つまり、ブロワーユニットの外径を翼幅方向に複数に分割することができるため、等価的に仕事量を増加させることができる。

これは、単にブロワーユニットのファン外径を増やし、回転数を落として低騒音化したり、流路の抵抗を減らしファンの負荷を減らして低騒音化する従来の大型化による対処法とは異なり、同じ大きさのファンのまま本質的に騒音を抑制することができるため、従来品との入れ替えが可能（すなわち、大きな設備投資が不要）であり、望ましい風量を持ちながら騒音問題が影響し、これまで使用が困難であった電子製品などにも採用することができ、送風機の用途範囲の拡大にも寄与することができる。

また、この場合、凹凸部を構成する複数の歯は、歯高さを「ｈ_１」、歯ピッチを「ｐ_１」としたとき、上記ブロワーユニットのファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_１／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_１／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定するようにしたことにより、歯の高さやピッチが細かすぎて分散効果が得られなかったり、歯が長すぎて物理的に強度が確保できなかったり、歯のピッチが長すぎて十分に歯の数が確保できず分散効果を得るのが困難になることを確実に防止して、最適な騒音低減効果を期待することができる。

かくして、本発明の送風機では、吸気効率を大きく低下させることなく、低騒音化を達成することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ケースにおける舌部と、上記ファン外径「Ｄ」とのクリアランス「ｌ」が、「０．０１５＜（ｌ／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定されることにより、舌部近傍における翼との干渉が凹凸部によって拡散されるため、この舌部に対してブロワーユニットを近づけても干渉が弱められ、ブロワーユニットのファン外径を大きくしても干渉が強まらず、干渉による騒音の発生や性能の低下を未然に防止することができる。そして、結果として等価的にケースに対してブロワーユニットを大きくすることができ、この大きくした分、風量を増加させることができる。もしくは、風量が同じであれば、ファン回転数を上げることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、各翼における空気の流入部側端部に、ブロワーユニットのファン回転方向に向かって突出する凹凸部を翼幅方向に沿って備えるようにしたことにより、翼における空気の流入部側端部において主流１本にまとまり易い翼間を流れる空気の流れを、翼に設けられた凹凸部によって分散させ、翼に沿って翼間の奥まで流入させることができるため、この流入した空気による剥離渦の発生を減少させることができる。

これと同時に、翼の裏面側において生じ易い剥離流も分散させる（すなわち、翼の表裏面における圧力差をぼかす）ことができるため、この裏面における空気の剥離を軽減し、当該剥離に伴う流路の狭路化（ブロッキング）に起因した性能低下、騒音増大を抑制することができる。

これは、単にブロワーユニットのファン外径を増やし、回転数を落として低騒音化したり、流路の抵抗を減らしファンの負荷を減らして低騒音化する従来の大型化による対処法とは異なり、同じ大きさのファンのまま本質的に騒音を抑制することができるため、従来品との入れ替えが可能（すなわち、大きな設備投資が不要）であり、望ましい風量を持ちながら騒音問題が影響し、これまで使用が困難であった電子製品などにも採用することができ、送風機の用途範囲の拡大にも寄与することができる。

また、この場合、凹凸部を構成する複数の歯は、歯高さを「ｈ_２」、歯ピッチを「ｐ_２」としたとき、上記ブロワーユニットのファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_２／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_２／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定するようにしたことにより、歯の高さやピッチが細かすぎて分散効果が得られなかったり、歯が長すぎて物理的に強度が確保できなかったり、歯のピッチが長すぎて十分に歯の数が確保できず分散効果を得るのが困難になることを確実に防止して、最適な騒音低減効果を期待することができる。

かくして、本発明の送風機では、吸気効率を大きく低下させることなく、低騒音化を達成することができる。

請求項４に記載の発明によれば、凹凸部が、各翼における空気の流入部側端部、および流出部側端部の両方に設けられたことにより、翼に流入する空気の流れを分散させると共に、吐出する空気の流れと、ブロワーユニットの周囲を流れる空気の流れとを徐々に混合させるため、これらの相乗効果によって翼における騒音を格段と低減させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、各翼における凹凸部近傍に、ファン回転方向に貫通した貫通孔が穿設されたことにより、凹凸部が各翼における空気の流出部側端部に設けられている場合、翼の表面側を流れる空気と裏面側を流れる空気とにおいて、圧力が高い方から低い方へと貫通孔を介して空気を漏らし、これら空気の圧力差を予め緩和させておく（ぼかす）ことによって、翼間流路から流出する空気をより一層分散させ、翼の表裏両面を流れる空気の主流同士が衝突したり、混合したりする際の強度を格段と分散させることができる。

また、凹凸部が各翼における空気の流入部側端部に設けられている場合、翼の表裏両面における空気の流れを分散させる効果に加えて、空気が貫通孔を通過することによって翼表面の余分な空気が翼裏面へと流れ出て、当該裏面において不足しがちな空気の流量を補充することができる。つまり、翼の表裏両面における圧力差を緩和することができるため、翼裏面において生じ易い空気の剥離を軽減し、当該剥離に伴う流路の狭路化（ブロッキング）に起因した性能低下、騒音増大を抑制することができる。従って、流入する空気の分散と、剥離抑止の相乗効果によって、更なる騒音低減効果を期待することができる。

以下、本発明に係る送風機の詳細を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、ここで説明する送風機は、例えば、車両用空調装置に用いられる遠心ファンである。

〔第１の実施の形態〕
図１〜図４は、本発明に係る遠心ファンの第１の実施の形態を示しており、図１は本実施の形態の遠心ファンを部分的に断面を用いて示す斜視図、図２は図１における遠心ファンの要部（ブロワーユニット）を示す断面図、図３は図２におけるブロワーユニットの一部（翼）を拡大して示す斜視図、図４は図３における翼の説明に供する側面図である。

図１および図２に示すように、本実施の形態の遠心ファンは、円筒形状のブロワーユニット１０と、略円筒形状のケース１３と、ブロワーユニット１０を回転駆動する図示しないモータとを備えて大略構成されている。

ブロワーユニット１０は、ほぼ中央に略円錐状に盛り上がった凸部１６を有する平面円形状の回転基板１０ａと、この回転基板１０ａの周縁部に等間隔で立設された多数枚の翼１５と、これら多数の翼１５の上端部に一体に形成された環状の翼連結プレート１０ｂとからなる遠心式の多翼ファン（より詳しくは、ファン回転方向Ｘ２（後述する図３参照）に向けて傾斜した多数の翼１５を有するシロッコファン）である。

なお、回転基板１０ａにおける凸部１６のほぼ中心部には、ケース１３側に固定されたモータの駆動シャフト（図示省略する）が挿入固定されるシャフト挿入口１６Ａが形成されている。

ケース１３には、ブロワーユニット１０が収納され、ブロワーユニット１０の図示省略する回転軸の一方側の側面に円形の吸入口１１が形成されている。また、ケース１３には、収納されたブロワーユニット１０を取り囲むように狭い流路から漸次広い流路となる渦巻き状に１周回し、ブロワーユニット１０の接線方向へ突出する空気流路１２が形成されている。そして、このケース１３は、前記空気流路１２の端部から空気を吐出するための筒状の吐出口１４が形成されており、空気流路１２が吐出口１４に向けて略渦巻き状となっている。なお、図１において、空気流路１２と吐出口１４とが交わる閉め切り部分が、舌部１８である。

かかる構成に加えて、本実施の形態の場合、図３に示すように、各翼１５、１５における前記空気の流出部１５ｂ側端部に、前記ブロワーユニット１０のファン回転方向Ｘ２に向かって突出するノコ歯形状の凹凸部（いわゆるセレーション）１７が翼幅方向Ｙ２に沿って設けられている。

これにより、各翼１５、１５間Ｌ２で加速されて吐出される空気の流れと、ブロワーユニット１０の周囲を流れる比較的遅い空気の流れとを、翼１５における空気の流出部１５ｂ側端部において徐々に混合させることができる。従って、各翼１５、１５間Ｌ２の流路から流出する空気同士の混合が緩和され、当該混合によって生ずる騒音を分散して低減させることができる。

この実施の形態の場合、図４に示すように、セレーション１７は、これを構成する複数の歯１７ａが、歯高さを「ｈ_１」、歯ピッチを「ｐ_１」、としたとき、前記ブロワーユニット１０のファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_１／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_１／Ｄ）＜０．１」の範囲の値で設定されている。

このとき、（ｈ_１／Ｄ）が０．０１５以下になると、歯１７ａの高さ「ｈ_１」が細かすぎて分散効果が得られず、また、（ｈ_１／Ｄ）が０．１５以上になると、歯１７ａが長すぎて物理的に強度が確保できなくなる不具合を生じてしまう。さらに、（ｐ_１／Ｄ）が０．０１以下になると、歯１７ａのピッチ「ｐ_１」が細かすぎて分散効果が得られず、また、（ｐ_１／Ｄ）が０．１以上になると、歯１７ａのピッチ「ｐ_１」が長すぎて十分に歯１７ａの数が確保できず分散効果を得るのが困難になる不具合を生じてしまう。このことから、セレーション１７は上述した値で設定されている。

また、本実施の形態の場合、ケース１３における舌部１８と、前記ファン外径「Ｄ」とのクリアランス「ｌ」が、「０．０１５＜（ｌ／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定されることにより、舌部１８近傍における翼１５との干渉がセレーション１７によって拡散される。このため、この舌部１８に対してブロワーユニット１０を近づけても干渉が弱められ、ブロワーユニット１０のファン外径「Ｄ」を大きくしても干渉が強まらず、干渉による騒音の発生や性能の低下を未然に防止することができる。そして、結果として等価的にケース１３に対してブロワーユニット１０を大きくすることができ、この大きくした分、風量を増加させることができる。もしくは、風量が同じであれば、ファン回転数を上げることが可能となる。

〔騒音低減メカニズムと、その実験結果〕
ここで、本発明の遠心ファンによる騒音の低減メカニズムを説明する。図５に示すように、ブロワーユニット１０と舌部１８とのクリアランス「ｌ」が最も狭くなる部分において、翼１５に発生する圧力と舌部１８とが干渉し、サイレン音と呼ばれる翼１５の枚数に比例した純音に近い騒音が発生するが、従来のセレーション１７を設けない翼のように、空気の流出側端部が直線状態に揃うと、同位相で顕著に騒音レベルが立ち、クリアランス「ｌ」が小さい程、干渉が増幅する傾向にある。

しかし、本発明の遠心ファンでは、各翼１５、１５における前記空気の流出部１５ｂ側端部にセレーション１７を設けたことにより、セレーション１７における歯１７ａの頂点Ｔ_１、歯ピッチ「ｐ_１」の中間点Ｔ_２、歯１７ａの底Ｔ_３でのそれぞれの騒音レベルを分散して合成するため、従来に比べて全体として騒音レベルを低減することができるのである。

また、従来の車両用空調装置に用いられる一般的な遠心ファンのファン外径「Ｄ」はφ１６０〔ｍｍ〕であり、これに対して、単にファン外径「Ｄ」をφ１７０〔ｍｍ〕に拡大した遠心ファンと、ファン外径「Ｄ」をφ１７０〔ｍｍ〕に拡大し、且つ、前記セレーション１７を設けた遠心ファンとの騒音低減効果を表したグラフが図６である。このように、単にファン外径「Ｄ」を拡大した場合、風量が６〔％〕、圧力が１３〔％〕それぞれ増加するので性能向上が期待できるものの、舌部における干渉に起因した騒音が２〔ｄＢ〕程度増大してしまう（機械学会研究分科会（ＲＣ−７６）報告、「機械の騒音発生機構と低騒音設計手法」（平成元年５月８日発行）、１２０頁参照）。

しかしながら、各翼１５における空気の流出部１５ｂ端部にセレーション１７を設けることによって、ファン外径「Ｄ」が全体として実質φ１６５〔ｍｍ〕程度となるが、吐出する空気を分散させることができるので、風量が３〔％〕、圧力が６〔％〕それぞれ増加して性能を向上させることができると共に、３．７〔ｄＢ〕程度の騒音低減効果を達成することができる。

以上、説明したように、各翼１５、１５における空気の流出部１５ｂ側端部に、ブロワーユニット１０のファン回転方向Ｘ２に向かって突出するセレーション１７を翼幅方向Ｙ２に沿って備えるようにしたことにより、各翼１５、１５間Ｌ２で加速されて吐出される空気の流れと、ブロワーユニット１０の周囲を流れる比較的遅い空気の流れとを、翼１５における空気の流出部１５ｂ側端部において徐々に混合させるため、各翼１５、１５間Ｌ２の流路から流出する空気同士の混合が緩和され、当該混合によって生ずる騒音を分散して低減させることができる。

しかも、各翼１５、１５間Ｌ２流路から吐出される空気を拡散させることができる、つまり、ブロワーユニット１０の外径「Ｄ」を翼幅方向Ｙ２に複数に分割することができるため、等価的に仕事量を増加させることができる。

これは、単にブロワーユニット１０のファン外径「Ｄ」を増やし、回転数を落として低騒音化したり、流路の抵抗を減らしファンの負荷を減らして低騒音化する従来の大型化による対処法とは異なり、同じ大きさのファンのまま本質的に騒音を抑制することができるため、従来品との入れ替えが可能（すなわち、大きな設備投資が不要）であり、望ましい風量を持ちながら騒音問題が影響し、これまで使用が困難であった電子製品などにも採用することができ、遠心ファンの用途範囲の拡大にも寄与することができる。

また、この場合、セレーション１７を構成する複数の歯１７ａは、歯高さを「ｈ_１」、歯ピッチを「ｐ_１」としたとき、前記ブロワーユニット１０のファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_１／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_１／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定するようにしたことにより、歯１７ａの高さ「ｈ_１」やピッチ「ｐ_１」が細かすぎて分散効果が得られなかったり、歯１７ａが長すぎて物理的に強度が確保できなかったり、歯１７ａのピッチ「ｐ_１」が長すぎて十分に歯１７ａの数が確保できず分散効果を得るのが困難になることを確実に防止して、最適な騒音低減効果を期待することができる。

かくして、本発明の遠心ファンでは、吸気効率を大きく低下させることなく、低騒音化を確実に達成することができる。

〔第２の実施の形態〕
図１との対応部分に同一符号を付して示す図７は、本発明にかかる遠心ファンの第２の実施の形態を示し、ブロワーユニット１０の各翼１５、１５における空気の流出部１５ｂ側端部に代わって空気の流入部１５ａ側端部に前記セレーション１７とほぼ同様のセレーション１９が設けられている点を除いて、上述した第１の実施の形態の遠心ファンとほぼ同様に構成されている。なお、本実施の形態においては、上述した第１の実施の形態の送風機と重複する部分の説明を省略する。

具体的に、本実施の形態の遠心ファンは、図７や、図２および図３との対応部分に同一符号を付した図８および図９に示すように、各翼１５、１５における空気の流入部１５ａ側端部に、ブロワーユニット１０のファン回転方向Ｘ２に向かって突出するセレーション１９を翼幅方向Ｙ２に沿って備えている。

これにより、翼１５における空気の流入部１５ａ側端部において、主流１本にまとまり易い翼１５、１５間Ｌ２を流れる空気の流れを、翼１５に設けられたセレーション１９によって分散させることができる。従って、遠心ファンの回転に伴って導入される空気を、翼１５に沿って翼１５、１５間Ｌ２の奥まで流入させることができるため、この流入した空気による剥離渦の発生を減少させることができる。

これと同時に、翼１５の裏面（圧力面）側において生じ易い剥離流も分散させる（すなわち、翼１５の表面（負圧面）と裏面との圧力差をぼかす）ことができるため、この裏面における空気の剥離を軽減し、当該剥離に伴う流路の狭路化（ブロッキング）に起因した性能低下、騒音増大を抑制することができる。

また、図示省略する回転軸に対して斜め方向から流入する空気を、セレーション１９によって分散させることにより、翼幅方向Ｙ２のふらつきを抑制して、揺動騒音を低減させることができる。

さらに、ブロワーユニット１０の内径方向において翼１５を伸ばすことができるので、翼弦長を等価的に長くすることができ、翼１５、１５間Ｌ２における空気の転向をスムーズにして吸気効率を向上させることができる。

これは、単にブロワーユニット１０のファン外径「Ｄ」を増やし、回転数を落として低騒音化したり、流路の抵抗を減らしファンの負荷を減らして低騒音化する従来の大型化による対処法とは異なり、同じ大きさのファンのまま本質的に騒音を抑制することができるため、従来品との入れ替えが可能（すなわち、大きな設備投資が不要）であり、望ましい風量を持ちながら騒音問題が影響し、これまで使用が困難であった電子製品などにも採用することができ、遠心ファンの用途範囲の拡大にも寄与することができる。

また、この場合、セレーション１９を構成する複数の歯１９ａは、図１０に示すように、歯高さを「ｈ_２」、歯ピッチを「ｐ_２」としたとき、前記ブロワーユニット１０のファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_２／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_２／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定するようにした。より詳しくは、ファン外径「Ｄ」をφ１６０〔ｍｍ〕、ファン内径１、すなわち、歯１９ａの頂点同士を結ぶ径をφ１２５〔ｍｍ〕、ファン内径２、すなわち、歯１９ａの底部同士を結ぶ径をφ１３０〔ｍｍ〕とした。

このとき、（ｈ_２／Ｄ）が０．０１５以下になると、歯１９ａの高さ「ｈ_２」が細かすぎて分散効果が得られず、また、（ｈ_２／Ｄ）が０．１５以上になると、歯１９ａが長すぎて物理的に強度が確保できなくなる不具合を生じてしまう。さらに、（ｐ_２／Ｄ）が０．０１以下になると、歯１９ａのピッチ「ｐ_２」が細かすぎて分散効果が得られず、また、（ｐ_２／Ｄ）が０．１以上になると、歯１９ａのピッチ「ｐ_２」が長すぎて十分に歯１９ａの数が確保できず分散効果を得るのが困難になる不具合を生じてしまう。このことから、セレーション１９は上述した値で設定されている。

以上、説明したように、本実施の形態の遠心ファンによれば、各翼１５、１５における空気の流入部１５ａ側端部に、ブロワーユニット１０のファン回転方向Ｘ２に向かって突出するセレーション１９を翼幅方向Ｙ２に沿って備えるようにしたことにより、翼１５における空気の流入部１５ａ側端部において主流１本にまとまり易い翼１５、１５間Ｌ２を流れる空気の流れを、翼１５に設けられたセレーション１９によって分散させ、翼１５に沿って翼１５、１５間Ｌ２の奥まで流入させることができるため、この流入した空気による剥離渦の発生を減少させることができる。

これと同時に、翼１５の裏面側において生じ易い剥離流も分散させる（すなわち、翼１５の表裏面における圧力差をぼかす）ことができるため、この裏面における空気の剥離を軽減し、当該剥離に伴う流路の狭路化（ブロッキング）に起因した性能低下、騒音増大を抑制することができる。

これは、単にブロワーユニット１０のファン外径「Ｄ」を増やし、回転数を落として低騒音化したり、流路の抵抗を減らしファンの負荷を減らして低騒音化する従来の大型化による対処法とは異なり、同じ大きさのファンのまま本質的に騒音を抑制することができるため、従来品との入れ替えが可能（すなわち、大きな設備投資が不要）であり、望ましい風量を持ちながら騒音問題が影響し、これまで使用が困難であった電子製品などにも採用することができ、遠心ファンの用途範囲の拡大にも寄与することができる。

また、この場合、セレーション１９を構成する複数の歯１９ａは、歯高さを「ｈ_２」、歯ピッチを「ｐ_２」としたとき、前記ブロワーユニット１０のファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_２／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_２／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定するようにしたことにより、歯１９ａの高さ「ｈ_２」やピッチ「ｐ_２」が細かすぎて分散効果が得られなかったり、歯１９ａが長すぎて物理的に強度が確保できなかったり、歯１９ａのピッチ「ｐ_２」が長すぎて十分に歯の数が確保できず分散効果を得るのが困難になることを確実に防止して、最適な騒音低減効果を期待することができる。

かくして、本発明の送風機では、吸気効率を大きく低下させることなく、低騒音化を確実に達成することができる。

〔第３の実施の形態〕
図３との対応部分に同一符号を付した図１１は本発明にかかる遠心ファンの第３の実施の形態を示し、ブロワーユニット１０の各翼１５、１５における空気の流出部１５ｂ側端部に設けられるセレーション１７近傍に、ファン回転方向Ｘ２方向に貫通した貫通孔２０が複数穿設されている点を除いて、上述した第１の実施の形態の遠心ファンとほぼ同様に構成されている。なお、本実施の形態においては、上述した第１の実施の形態の送風機と重複する部分の説明を省略する。

具体的に、本実施の形態の遠心ファンは、ブロワーユニット１０の各翼１５、１５における空気の流出部１５ｂ側端部におけるセレーション１７近傍に、前記ブロワーユニット１０のファン回転方向Ｘ２方向に貫通（翼１５の板厚を貫通）した貫通孔２０が穿設されている。これら貫通孔２０は、各歯１７ａの底部（谷）と対応する位置にそれぞれ形成されている。

これにより、翼１５の表面（負圧面）側を流れる空気と裏面（圧力面）側を流れる空気とにおいて、圧力が高い方から低い方へと貫通孔２０を介して空気を漏らす。これによって、これら空気の圧力差を予め緩和させておく（ぼかす）ことができる。従って、翼１５、１５間Ｌ２の流路から流出する空気をより一層分散させ、翼１５の表裏両面を流れる空気の主流同士が衝突したり、混合したりする際の強度を格段と分散させることができる。

以上、説明したように、本実施の形態の遠心ファンによれば、各翼１５、１５における空気の流出部１５ｂ側端部のセレーション１７近傍に、前記ブロワーユニット１０のファン回転方向Ｘ２方向に貫通した貫通孔２０が穿設されることにより、翼１５の表面（負圧面）側を流れる空気と裏面（圧力面）側を流れる空気とにおいて、圧力が高い方から低い方へと貫通孔２０を介して空気を漏らし、これら空気の圧力差を予め緩和させておく（ぼかす）ことができる。従って、翼１５、１５間Ｌ２の流路から流出する空気をより一層分散させ、翼１５の表裏両面を流れる空気の主流同士が衝突したり、混合したりする際の強度を格段と分散させることができる。つまり、更なる騒音の低減効果を期待することができる。

〔第４の実施の形態〕
図９との対応部分に同一符号を付した図１２は、本発明にかかる遠心ファンの第４の実施の形態を示し、ブロワーユニット１０の各翼１５、１５における空気の流入部１５ａ側端部に設けられるセレーション１９近傍に、ファン回転方向Ｘ２方向に貫通した貫通孔２０が穿設されている点を除いて、上述した第２の実施の形態の遠心ファンとほぼ同様に構成されている。なお、本実施の形態においては、上述した第２の実施の形態の送風機と重複する部分の説明を省略する。

具体的に、本実施の形態の遠心ファンは、ブロワーユニット１０の各翼１５、１５における空気の流入部１５ａ側端部におけるセレーション１９近傍に、前記ブロワーユニット１０のファン回転方向Ｘ２方向に貫通した貫通孔２０が穿設されている。

これにより、翼１５の表裏両面における空気の流れを分散させる効果に加えて、空気が貫通孔２０を通過することによって翼１５表面の余分な空気が翼１５裏面へと流れ出て、当該裏面において不足しがちな空気の流量を補充することができる。つまり、翼１５の表裏両面における圧力差を緩和することができる。

このため、翼１５裏面において生じ易い空気の剥離を軽減することができ、当該剥離に伴う流路の狭路化（ブロッキング）に起因した性能低下、騒音増大を抑制することができる。従って、流入する空気の分散と、剥離抑止の相乗効果によって、更なる騒音低減効果を期待することができる。

以上、説明したように、本実施の形態の遠心ファンによれば、翼１５の表裏両面における空気の流れを分散させる効果に加えて、空気が貫通孔２０を通過することによって翼１５表面の余分な空気が翼１５裏面へと流れ出て、当該裏面において不足しがちな空気の流量を補充することができる。つまり、翼１５の表裏両面における圧力差を緩和することができるため、翼１５裏面において生じ易い空気の剥離を軽減し、当該剥離に伴う流路の狭路化（ブロッキング）に起因した性能低下、騒音増大を抑制することができる。従って、流入する空気の分散と、剥離抑止の相乗効果によって、更なる騒音低減効果を期待することができる。

〔第５の実施の形態〕
図３および図９との対応部分に同一符号を付した図１３は本発明にかかる遠心ファンの第５の実施の形態を示し、ブロワーユニット１０の各翼１５、１５における空気の流出部１５ｂ側端部および流入部１５ａ側端部のそれぞれに、前記セレーション１７、１９が設けられている点を除いて、上述した第１および第２の実施の形態の遠心ファンとほぼ同様に構成されている。なお、本実施の形態においては、上述した第１および第２の実施の形態の送風機と重複する部分の説明を省略する。

具体的に、本実施の形態の遠心ファンは、図１３に示すように、各翼１５、１５における空気の流入部１５ａ側端部および流出部１５ｂ側端部の両方に、ブロワーユニット１０のファン回転方向Ｘ２に向かって突出するセレーション１７、１９を翼幅方向Ｙ２に沿って備えている。

これにより、翼１５における空気の流入部１５ａ側端部においては、主流１本にまとまり易い翼１５、１５間Ｌ２を流れる空気の流れを、翼１５に設けられたセレーション１９によって分散させ、翼１５に沿って翼１５、１５間Ｌ２の奥まで流入させることができるため、この流入した空気による剥離渦の発生を減少させることができると同時に、翼１５の裏面側において生じ易い剥離流も分散させる（すなわち、翼１５の表裏面における圧力差をぼかす）ことができるため、この裏面における空気の剥離を軽減し、当該剥離に伴う流路の狭路化（ブロッキング）に起因した性能低下、騒音増大を抑制することができる。

これに加えて、翼１５における空気の流出部１５ｂ側端部においては、各翼１５、１５間Ｌ２の流路から流出する空気同士の混合が翼１５に設けられたセレーション１７によって緩和され、当該混合によって生ずる騒音を分散して低減させることができる。

以上、説明したように、本実施の形態の遠心ファンによれば、翼１５における空気の流入部１５ａ側端部のセレーション１９によって、翼１５に流入する空気の流れを分散させると共に、翼１５における空気の流出部１５ｂ側端部のセレーション１７によって、吐出する空気の流れと、ブロワーユニット１０の周囲を流れる空気の流れとを徐々に混合させるため、これらセレーション１７、１９による相乗効果によって翼１５における騒音を格段と低減させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

本発明に係る送風機の第１の実施の形態を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る送風機のブロワーユニットを示す部分的断面図である。 図１における送風機の一部を拡大して示す斜視図である。 図１における翼の説明に供する要部拡大断面図である。 騒音低減メカニズムの説明に供する概念図である。 従来品に対する本発明に係る送風機の騒音低減効果を示すグラフである。 本発明に係る送風機の第２の実施の形態を示す斜視図である。 第２の実施の形態に係る送風機のブロワーユニットを示す部分的断面図である。 図７における送風機の一部を拡大して示す斜視図である。 図７における翼の説明に供する要部拡大断面図である。 本発明に係る第３の実施の形態における送風機の一部を拡大して示す斜視図である。 本発明に係る第４の実施の形態における送風機の一部を拡大して示す斜視図である。 本発明に係る第５の実施の形態における送風機の一部を拡大して示す斜視図である。 従来の送風機の形態を示す正面図である。 従来の他の送風機の形態を示す要部拡大斜視図である。 従来の他の送風機の形態を示す要部拡大斜視図である。

符号の説明

１０…遠心ファン
１０ａ…回転基板
１０ｂ…翼連結プレート
１１…吸入口
１２…空気流路
１３…ケース
１５…翼
１５ａ…空気の流入部
１５ｂ…空気の流出部
１７、１９…セレーション（凹凸部）
１７ａ、１９ａ…歯
２０…貫通孔
Ｘ２…ファン回転方向
Ｙ２…翼幅方向

Claims (5)

1. 外径φ１００〔ｍｍ〕〜φ２００〔ｍｍ〕の円形状の回転基板（１０ａ）と、当該回転基板（１０ａ）の周縁部に等間隔に立設された多数枚の翼（１５）と、これら多数の翼（１５）の上端部に一体に形成された環状の翼連結プレート（１０ｂ）とを有するブロワーユニット（１０）と、上記ブロワーユニット（１０）が収納され、当該ブロワーユニット（１０）の軸方向における一方側から空気を吸入する吸入口（１１）が形成されると共に、上記ブロワーユニット（１０）の吸入した空気を内壁面に沿って、上記ブロワーユニット（１０）の接線方向へ案内するケース（１３）とを有する送風機であって、
   各上記翼（１５）における上記空気の流出部（１５ｂ）側端部に、上記ブロワーユニット（１０）のファン回転方向（Ｘ２）に向かって突出する凹凸部（１７）を翼幅方向（Ｙ２）に沿って備え、
   上記凹凸部（１７）を構成する複数の歯（１７ａ）は、歯高さを「ｈ_１」、歯ピッチを「ｐ_１」としたとき、上記ブロワーユニット（１０）のファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_１／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_１／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定される
   ことを特徴とする送風機。
2. 請求項１に記載の送風機であって、
   上記ケース（１３）における上記空気の吐出口（１４）近傍で、上記ブロワーユニット（１０）の外周と上記ケース（１３）の内周面との隙間が狭くなっている舌部（１８）と、上記ファン外径「Ｄ」とのクリアランス「ｌ」が、「０．０１５＜（ｌ／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定される
   ことを特徴とする送風機。
3. 外径φ１００〔ｍｍ〕〜φ２００〔ｍｍ〕の円形状の回転基板（１０ａ）と、当該回転基板（１０ａ）の周縁部に等間隔に立設された多数枚の翼（１５）と、これら多数の翼（１５）の上端部に一体に形成された環状の翼連結プレート（１０ｂ）とを有するブロワーユニット（１０）と、上記ブロワーユニット（１０）が収納され、当該ブロワーユニット（１０）の軸方向における一方側から空気を吸入する吸入口（１１）が形成されると共に、上記ブロワーユニット（１０）の吸入した空気を内壁面に沿って、上記ブロワーユニット（１０）の接線方向へ案内するケース（１３）とを有する送風機であって、
   各上記翼（１５）における上記空気の流入部（１５ａ）側端部に、上記ブロワーユニット（１０）のファン回転方向（Ｘ２）に向かって突出する凹凸部（１９）を翼幅方向（Ｙ２）に沿って備え、
   上記凹凸部（１９）を構成する複数の歯（１９ａ）は、歯高さを「ｈ_２」、歯ピッチを「ｐ_２」としたとき、上記ブロワーユニット（１０）のファン外径「Ｄ」に対して「０．０１５＜（ｈ_２／Ｄ）＜０．１５」および「０．０１＜（ｐ_２／Ｄ）＜０．１」となる範囲の値で設定される
   ことを特徴とする送風機。
4. 少なくとも請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の送風機であって、
   上記凹凸部（１７）、（１９）が、各上記翼（１５）における上記空気の流入部（１５ａ）側端部、および流出部（１５ｂ）側端部の両方に設けられた
   ことを特徴とする送風機。
5. 少なくとも請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の送風機であって、
   各上記翼（１５）における上記凹凸部（１７）、（１９）近傍に、上記ファン回転方向（Ｘ２）に貫通した貫通孔（２０）が穿設された
   ことを特徴とする送風機。

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