JP2008280939A - 遠心式送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】 舌部と羽根車との干渉による周期音を含む騒音の発生を抑制することができる遠心式送風機を提供する。
【解決手段】 回転軸周りに複数枚の翼が設けられた羽根車２と、羽根車２を収納するとともに、回転軸の軸線方向の一端側に吸い込み部を有するケーシング３と、ケーシング３内における羽根車２の周囲に配置された渦巻状流路４と、渦巻状流路４における巻き終わりから巻き始めへの空気の流入を抑制する舌部６と、が設けられ、舌部６における２羽根車の回転方向と逆回転方向側の先端には、羽根車２の径方向において羽根車２との間の隙間を略一定に保ちつつ、軸線方向の位置に応じて逆回転方向へ突出する量が変化する延長部２０が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、周期音の発生を抑制するのに好適な遠心式送風機に関する。

従来、遠心式送風機において、羽根車と舌部との干渉によって周期音が発生することが知られている。この周期音は、周波数が羽根車の回転数（Ｎ）と羽根枚数（Ｚ）に比例している騒音（ＮＺ音）である。
上述の周期音を抑制するために、羽根車の外径と舌部との間の隙間を大きく取る方法が知られている。しかしながら、この方法では、遠心送風機の空力性能が悪化するため、空力性能、つまり風量を維持するために羽根車の回転数を上昇させる必要があり、結果として遠心送風機のオーバーオール騒音（可聴域の各周波数における騒音の積分値に相当する騒音）が悪化するという問題があった。

上述の問題を解決するため、例えば、羽根車の直径（Ｄ２）と、舌部および羽根車の隙間（ｓ）との比（舌部隙間比（ｓ／Ｄ２））を、羽根車の高さ方向に応じて変化させることにより、舌部と羽根車と干渉のタイミングをずらし、周期音の発生を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３３９８９９号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術では、舌部隙間比を変更することにより、舌部隙間比が最適な値から外れて周期音以外の騒音が発生する恐れがあった。また、周期音発生の抑制が十分でないという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、舌部と羽根車との干渉による周期音を含む騒音の発生を抑制することができる遠心式送風機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の遠心式送風機は、回転軸周りに複数枚の翼が設けられた羽根車と、該羽根車を収納するとともに、前記回転軸の軸線方向の一端側に吸い込み部を有するケーシングと、該ケーシング内における前記羽根車の周囲に配置された渦巻状流路と、該渦巻状流路における巻き終わりから巻き始めへの空気の流入を抑制する舌部と、が設けられ、前記舌部における前記羽根車の回転方向と逆回転方向側の先端には、前記羽根車の径方向において前記羽根車との間の隙間を略一定に保ちつつ、前記軸線方向の位置に応じて前記逆回転方向へ突出する量が変化する延長部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、羽根車から渦巻状流路に流入した流れは、渦巻状流路に沿って流れ、延長部に衝突することにより高圧領域を形成する。高圧領域の形成領域は、流れと延長部とが衝突する位置に影響されるため、上記軸線方向の位置に応じて変化する。そのため、回転軸周りに回転する翼は、上記軸線方向の位置に応じた異なるタイミングで高圧領域を通過することとなり、同じタイミングで高圧領域を通過する場合と比較して、周期音の発生が抑制される。
延長部と羽根車との間の間隔は、羽根車の周方向において略一定に保たれているため、舌部間隔比を変化させる方法と比較して、騒音の発生を抑制することができる。

上記発明においては、少なくとも前記延長部の前記径方向外側の面には、前記軸線方向の位置に応じて前記径方向外側へ突出する量が変化する張出し部が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、張出し部は、渦巻状流路内の流れが延長部に衝突することにより形成される流れが澱む領域（死水領域に相当する領域）に設けられている。そのため、延長部に衝突した流れは、澱むことなく張出し部に沿って流れるため、張出し部が設けられていない場合と比較して、流れの澱みに起因する騒音の発生が抑制される。つまり、流れが澱む領域を張出し部により埋めることで、当該領域における不安定な流れの発生を抑制し、渦巻状流路から羽根車に逆流する流れが抑制されることから、逆流による騒音の発生を抑制できる。

張出し部における舌部から径方向外側へ突出する量を、軸線方向の位置に応じて変化させることにより、流れが澱む領域のみに張出し部を配置することができる。このように張出し部を配置することにより、渦巻状流路内の流れに対する圧損の増加を抑制することができる。

上記発明においては、前記張出し部は、前記軸線方向に沿って延びる前記延長部の前記径方向外側の面に対して、交差する方向に延びる傾斜面であることが望ましい。

本発明によれば、張出し部を傾斜面とすることで、段差を有する面である場合と比較して、段差における流れの乱れが生じにくく、流れが張出し部に沿って滑らかに流れるため騒音の発生が抑制される。
傾斜面としては、吸い込み部側から羽根車側に向かって、径方向外側に向かって傾斜する面と、径方向内側に向かって傾斜する面とを例示することができる。

上記発明においては、前記張出し部は、前記軸線方向の位置に応じて前記延長部から前記径方向外側へ突出する量が異なる段差状に形成されていることが望ましい。

本発明によれば、張出し部を段差状に形成することで、傾斜面である場合と比較して、張出し部に沿う流れの向きは拘束され、騒音の発生は抑制される。つまり、逆回転方向に突出する量が異なる段差が隣接する部分に段差面が形成され、段差面により軸線方向への流れが拘束される。そのため、張出し部に沿う流れは、渦巻状流路の長手方向に向かう流れとなり、流れの乱れによる騒音の発生が抑制される。

上記発明においては、前記延長部は、前記軸線に対して、交差する方向に延びる傾斜面であることが望ましい。

本発明によれば、延長部を傾斜面とすることで、段差を有する面である場合と比較して、段差における流れの乱れが生じにくく、流れが延長部に沿って滑らかに流れるため騒音の発生が抑制される。
傾斜面としては、吸い込み部側から羽根車側に向かって、逆回転方向側に向かって傾斜する面と、回転方向側に向かって傾斜する面とを例示することができる。

上記発明においては、前記延長部は、前記軸線方向の位置に応じて前記逆回転方向へ突出する量が異なる段差状に形成されていることが望ましい。

本発明によれば、延長部を段差状に形成することで、傾斜面である場合と比較して、延長部に沿う流れの向きは拘束され、流れの乱れによる騒音の発生が抑制される。つまり、逆回転方向に突出する量が異なる段差が隣接する部分に段差面が形成され、段差面により軸線方向への流れが拘束される。そのため、延長部に沿う流れは、渦巻状流路の長手方向に向かう流れとなり、流れの乱れによる騒音の発生が抑制される。

上記発明においては、前記舌部には、前記吸い込み部側の一方の舌部、および、他方の舌部に分割する割り面が設けられ、前記延長部は、前記一方の舌部または前記他方の舌部のいずれかに設けられるとともに、前記割り面の近傍領域から前記割り面から離れる方向に向かって、前記逆回転方向へ突出する量が増えることが望ましい。

本発明によれば、例えば、舌部や延長部などが設けられるケーシングを射出成形などの製造方法を用いて成形する場合に、抜き勾配を確保しやすくなり、アンダーカットのない形状を実現することができる。
割り面の近傍領域から延長部を設けることにより、広い範囲に延長部を形成することができ、騒音低減と、延長部の成形容易性とを両立することができる。

上記発明においては、前記延長部は、前記舌部における少なくとも前記吸い込み部側の端部近傍に設けられていることが望ましい。

本発明によれば、吸い込み部から羽根車に吸い込まれて渦巻状流路に流出した流れは、渦巻状流路における吸い込み部と反対側の領域に偏って流れる。そのため、延長部を舌部の吸い込み部側の端部に設けることで効果的に騒音の発生を抑制することができる。

上記発明においては、前記渦巻状流路における前記舌部の近傍領域には、前記軸線方向に沿って突出するとともに、前記渦巻状流路の長手方向に沿って延びる遮蔽部が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、径方向外側に位置する渦巻状流路から、内側に位置する羽根車に流入する流れが遮られるため、騒音の発生が抑制される。

本発明の遠心式送風機によれば、高圧領域の形成領域は軸線方向の位置に応じて変化するため、翼は軸線方向の位置に応じた異なるタイミングで高圧領域を通過することとなり、舌部と羽根車との干渉による周期音の発生を抑制することができるという効果を奏する。延長部と羽根車との間の間隔は、羽根車の周方向において略一定に保たれているため、騒音の発生を抑制することができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る遠心式送風機ついて図１から図７を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る遠心式送風装置の構成を説明する模式図である。図２は、図１の遠心式送風機の構成を説明する断面視図である。

本実施形態に係る遠心式送風装置１は、車両用空気調和装置の送風装置として用いられるものである。遠心式送風装置１には、図１および図２に示すように、羽根車２と、羽根車２を格納するケーシング３と、ケーシング３内における羽根車２の周囲に配置された渦巻状流路４と、渦巻状流路４の巻き終わりから接線方向に延びるディフューザ流路５と、渦巻状流路４からディフューザ流路５へ空気を導くとともに、渦巻状流路４の巻き終わりから巻き始めへの空気の流入を抑制する舌部６と、羽根車２を回転軸１２の軸線Ｃ周りに回転駆動する駆動部７とが設けられている。

ここで、遠心式送風装置１の渦巻状流路４の下流側には、車両用空調装置の各流路（フェイス側流路やフット側流路、デフロスト側流路等）に空気を導くディフューザ流路５と、図示しないが、渦巻状流路４に送り込まれた空気の調製を行う装置（冷房用熱交換器やヒータコア等）とが設けられている。各流路の入口には、制御装置によって開閉が制御されるダンパが設けられており、車両用空気調和装置の運転モードに応じてダンパの開閉が制御されている。このようにすることで、空気が渦巻状流路４から適切な流路に送り込まれる。

羽根車２は、駆動部７および回転軸１２によって回転駆動されることにより、シュラウド１０側から空気を翼９の径方向内側に取り込み、この空気に翼９によって遠心力を付与し、羽根車２の周囲を囲む渦巻状流路４内に空気を圧送するものである。
羽根車２には、図２に示すように、軸線Ｃ周りに回転駆動される略円板状の羽根車底板８と、羽根車底板８の駆動部７と反対側の面に、同一円周上に並んで設けられた複数の翼９と、羽根車底板８との間にこれら翼９を挟んで同軸にして配置されるとともに、各翼９の端部を連結する略円環板状のシュラウド１０と、が設けられている。

本実施形態では、羽根車底板８は、中心部が周辺部よりもシュラウド１０側に突出するように湾曲され、駆動部７に対向する面側に収納スペースが形成されている。この収納スペースには、駆動部７の一部が収納されている。これによって、軸線Ｃ方向について遠心式送風装置１の小型化を図ることができる。
羽根車底板８は、中心部から周辺部にかけて、シュラウド１０側に凹となるなだらかな曲面に形成されている。これによって、翼９の径方向内側に取り込まれた空気は、羽根車底板８に沿って径方向外側に案内され、翼９の間にスムーズに供給される。

翼９は、羽根車底板８から軸線Ｃに沿って、シュラウド１０側に突出するとともに、軸線Ｃに直交する断面における形状が略円弧形状である板状の部材である。これら翼９は、軸線Ｃ周りの同一円周上に等間隔に並んで配置されている。翼９が配置されている間隔（ピッチＰ）は、後述する延長部２０の突出長さを規定するパラメータとなる。
シュラウド１０は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて、羽根車底板８に接近する傾斜を有している。傾斜は、羽根車底板８側からみて、羽根車底板８に近づくにつれて拡径するラッパ状の曲面に形成されている。これによって、翼９の径方向内側に取り込まれた空気はシュラウド１０に沿って径方向外側に案内され、翼９の間にスムーズに供給される。

駆動部７は羽根車２を回転駆動させるものであり、駆動部７には、回転駆動力を発生するモータ１１と、モータ１１と羽根車２とを繋ぐ回転軸１２とが設けられている。
モータ１１は、後述するケーシング３の円筒部１８の内部に配置され、外部から供給された電力に基づいて回転駆動力を発生するものである。
回転軸１２は、モータ１１が発生した回転駆動力を羽根車２の羽根車底板８に伝達するものである。回転軸１２は、その軸線Ｃ周りに回転可能に配置されている。

渦巻状流路４は、図１および図２に示すように、羽根車２の周囲に配置された流路であって、羽根車２によって圧送された空気が流入する流路である。
渦巻状流路４は、巻き始め部４Ｓから巻き終わり部４Ｅに向かって、つまり、羽根車２の回転方向（図１における時計回り方向）に向かって流路断面積が増える形状に形成されている。言い換えると、巻き始め部４Ｓでは渦巻状流路４の流路断面積は最も狭く、巻き終わり部４Ｅで流路断面積は最も広くなる。この巻き終わり部４Ｅにおいて、渦巻状流路４はディフューザ流路５と接続されている。

ディフューザ流路５は、渦巻状流路４の巻き終わり部４Ｅから流出した空気を、上述の冷房用熱交換器やヒータコア等に導くものである。

ケーシング３は、割り面１３により、シュラウド１０と対向する上部ケーシング３Ｕ（図２における上側のケーシング）と、羽根車底板８と対向する下部ケーシング３Ｌ（図２における下側のケーシング）と、に分割された構成とされている。渦巻状流路４およびディフューザ流路５は、上部ケーシング３Ｕおよび下部ケーシング３Ｌによって囲まれている。

図３は、図２の上部ケーシングの構成を説明する模式図であって、下部ケーシング側から上部ケーシングを見た図である。
上部ケーシング３Ｕには、図２および図３に示すように、遠心式送風装置１の外形を構成する天板１４および上部側壁１５Ｕと、空気を羽根車２に導入するベルマウス（吸い込み部）１６と、空気を渦巻状流路４からディフューザ流路５へ導く上部舌部（一方の舌部）６Ｕと、が設けられている。

天板１４および上部側壁１５Ｕは、渦巻状流路４およびディフューザ流路５を構成する壁面でもある。天板１４は軸線Ｃに直交する面に沿って延びる板部材であって、上部側壁１５Ｕは下部ケーシング３Ｌに向かって延びる壁面である。上部側壁１５Ｕの下部ケーシング３Ｌ側の端部は割り面１３に相当し、下部側壁１５Ｌの端部と係合されている。

ベルマウス１６は、天板１４における羽根車２と対向する領域に、径方向内側に向かうにつれて下部ケーシング３Ｌ側に接近する滑らかな曲面から構成された円環板状の部材である。

上部舌部６Ｕは、上部側壁１５Ｕにおける渦巻状流路４における巻き始め部４Ｓ近傍領域を構成する部分と、ディフューザ流路５を構成する部分とを繋ぐ曲面であって、下部舌部６Ｌとともに舌部６を構成するものである。
上部舌部６Ｕは軸線Ｃに沿って延びる略円筒状の曲面であり、羽根車２の直径（Ｄ２）を１００％とした場合、羽根車２との間の隙間（ｓｕ）が約８％から約１０％となるように配置されている。

本実施形態に置いては、上部舌部６Ｕの略円筒状の曲面の半径が約１２ｍｍであって、上部舌部６Ｕと羽根車２との隙間（ｓｕ）が約１３ｍｍのものに適用して説明するが、特にこの値に限定するものではない。

図４は、図２の下部ケーシングの構成を説明する模式図であって、上部ケーシングから下部ケーシングを見た図である。
下部ケーシング３Ｌには、図２および図４に示すように、遠心式送風装置１の外形を構成する下部底板１７および下部側壁１５Ｌと、駆動部７が配置される円筒部１８と、空気を渦巻状流路４からディフューザ流路５へ導く下部舌部（他方の舌部）６Ｌと、羽根車２への空気の逆流を防止するベーン部（遮蔽部）１９と、が設けられている。

下部底板１７および下部側壁１５Ｌは、渦巻状流路４およびディフューザ流路５を構成する壁面でもある。下部底板１７は軸線Ｃに直交する面に沿って延びる板部材であって、下部側壁１５Ｌは上部ケーシング３Ｕに向かって延びる壁面である。下部側壁１５Ｌの上部ケーシング３Ｕ側の端部は割り面１３に相当し、上部側壁１５Ｕの端部と係合されている。

円筒部１８は、下部底板１７における羽根車２と対向する領域に、軸線Ｃに沿って延びる円筒状の部材であって、内部に駆動部７であるモータが配置されるものである。
上部舌部６Ｕは、下部側壁１５Ｌにおける渦巻状流路４における巻き始め部４Ｓ近傍領域を構成する部分と、ディフューザ流路５を構成する部分とを繋ぐ曲面であって、上部舌部６Ｕとともに舌部６を構成するものである。

図５は、図３の上部舌部の構成を説明する部分拡大図であって、天板１４から上部舌部を見た透視図である。
上部舌部６Ｕには、図３および図５に示すように、軸線Ｃを中心とする円周方向に沿って、羽根車２の回転方向と逆の回転方向（以下、逆回転方向と表記する。）に突出する延長部２０が設けられている。

図６は、図５の上部舌部の構成を説明する部分拡大図であって、図５におけるＢ-Ｂ断面図である。
延長部２０は、図５および図６に示すように、割り面１３から天板１４に向かうにつれて、逆回転方向に突出する傾斜面であるとともに、曲面の半径が小さくなる曲面である。割り面１３における延長部２０の半径は、下部舌部６Ｌの半径と略同一である。
延長部２０の突出量は、羽根車２における翼９のピッチＰに対して、Ｐから１．５Ｐの範囲に設定されている。

翼９と舌部６との干渉のタイミングをずらすために、羽根１ピッチ分ずらすことが理想であるが、翼９を通過して径方向外向きに流れる流れは必ずしも均一でなく、そのためさらに半ピッチずらすことで干渉低減に効果を得ることができる（これ以上ずらそうとするとケーシングの寸法制限上、無理が発生する。）。

本実施形態では、延長部２０における割り面１３における半径が約１２ｍｍ、先端の半径が約４ｍｍであって、割り面１３における半径の中心から、先端における半径の中心までの距離（ディフューザ流路５の延在方向に沿う長さ）が約２２ｍｍである場合に適用して説明する。
なお、延長部２０の形状はこの寸法に限定されるものではない。

延長部２０における羽根車２と対向する面は、上部側壁１５Ｕから軸線Ｃを中心とする円周に沿って延びる略円筒状の曲面に形成されている。そのため、延長部２０から羽根車２までの隙間（ｓｕ）は、下部舌部６Ｄと羽根車２との隙間（ｓｄ）と同様に、羽根車２の直径に対して約８％から約１０％までの範囲の一定の所定値となる。

このように、上部舌部６Ｕおよび下部舌部６Ｌを構成することで、抜き勾配を確保しやすくなるとともに、アンダーカットのない形状を実現することができ、ケーシング３を射出成形などの製造方法を用いて成形することができる。

図７は、図４のベーン部の構成を説明する部分拡大図であって、図４におけるＣ-Ｃ断面図である。
ベーン部１９は、図４および図７に示すように、渦巻状流路４を構成する下部底板１７から上部ケーシング３Ｕに向かって突出するとともに、渦巻状流路４の長手方向に沿って延びる畝状に成形された部材である。ベーン部１９の断面形状は、なだらかに突出する山状の形状である。
ベーン部１９は、渦巻状流路４の巻き終わり部４Ｅの近傍から、ディフューザ流路５における下部舌部６Ｌの近傍領域までの領域に設けられている。

なお、ベーン部１９は、上述のように上部ケーシング３Ｕに向かってなだらかに突出した山状に成形されたものであってもよいし、上部ケーシング３Ｕに向かって突出した板状のものであってもよく、特に限定するものではない。
さらに、ベーン部１９は、天板１４から下部ケーシング３Ｌに向かって突出するものであってもよく、特に限定するものではない。

なお、本実施形態のように、渦巻状流路４にベーン部１９を設けてもよいし、ベーン部１９を設けなくてもよく特に限定するものではない。

次に、上記の構成からなる遠心式送風装置１における送風方法について説明する。
遠心式送風装置１により送風を行う場合には、図１および図２に示すように、駆動部７のモータ１１に電力が供給され、モータ１１により羽根車２が回転駆動される。
羽根車２が回転すると、空気はベルマウス１６から翼９の径方向内側の領域に流入する。流入した空気は、回転する羽根車２の径方向外側へ圧送され、渦巻状流路４に流入する。

渦巻状流路４に流入した空気は、渦巻状流路４内を巻き始め部４Ｓから巻き終わり部４Ｅ側に向かって流れる。渦巻状流路４では、下流に向かうにつれて流路断面積が広くなるため、空気の流速が低下するとともに、静圧が上昇する。渦巻状流路４を流れた空気は、巻き終わり部４Ｅからディフューザ流路５に流入し、さらに流速が低下するとともに静圧が上昇する。
その後、空気はディフューザ流路５から遠心式送風装置１の外部へ流出される。

ここで、本実施形態の特徴である舌部６近傍における空気流れについて説明する。
渦巻状流路４内を流れてきた空気は、図１に示すように、巻き終わり部４Ｅからディフューザ流路５に流入する際に舌部６と衝突して、舌部６の近傍領域に高圧領域を形成する。

下部舌部６Ｌは軸線Ｃに沿って延びていることから、下部舌部６Ｌによって形成される高圧領域は、下部舌部６Ｌの面に略平行、つまり軸線Ｃと略平行な等圧線を有することとなる。一方、上部舌部６Ｕには、軸線Ｃに対して傾斜する面である延長部２０が設けられているため、上部舌部６Ｕにより形成される高圧領域は、延長部２０の面に略平行、つまり軸線Ｃに対して傾斜した等圧線を有することとなる。
具体的には、上部舌部６Ｕにより形成された高圧領域は、天板１４に向かうにつれて、逆回転方向に突出する領域となる。

翼９は、羽根車２の回転により、舌部６により形成された高圧領域を横切って移動する。
最初に天板１４側の翼９の端部が、上述の逆回転方向に突出した高圧領域に侵入し、その後、高圧領域に侵入する翼９の部分が、徐々に下部底板１７側に移動する。
翼９は、上部舌部６Ｕにより形成された高圧領域に侵入し終わると、その後、一度に下部舌部６Ｌにより形成された高圧領域に侵入する。

一方、渦巻状流路４の高圧領域における空気は、圧力差により径方向内側に配置された羽根車２方向に流れる。羽根車２方向に流れる空気は、ベーン部１９に流れを遮られ、ベーン部１９に沿ってディフューザ流路５に向かって流れる。
渦巻状流路４から羽根車２に流入する流れが遮られることから、空気が羽根車２に逆流して発生する騒音を抑制することができる。

上記の構成によれば、羽根車２から渦巻状流路４に流入した流れは、渦巻状流路４に沿って流れ、延長部２０に衝突することにより高圧領域を形成する。高圧領域の形成領域は、流れと延長部２０とが衝突する位置に影響されるため、軸線Ｃ方向の位置に応じて変化する。そのため、回転軸１２周りに回転する翼９は、軸線Ｃ方向の位置に応じた異なるタイミングで高圧領域を通過することとなり、同じタイミングで高圧領域を通過する場合と比較して、周期音の発生を抑制することができる。
延長部２０と羽根車２との間の間隔は、羽根車２の周方向において略一定に保たれているため、舌部間隔比を変化させる特許文献１に記載の方法と比較して、遠心式送風装置１から発生する騒音を抑制することができる。

延長部２０を傾斜面とすることで、段差を有する面として形成する場合と比較して、段差における流れの乱れが生じにくく、流れが延長部２０に沿って滑らかに流れるため騒音の発生を抑制することができる。

割り面１３の近傍領域から延長部２０を設けることにより、広い範囲に延長部２０を形成することができる。そのため、騒音発生の抑制効果をより確実にすることができる。

吸い込み部から羽根車に吸い込まれて渦巻状流路に流出した流れは、渦巻状流路４におけるベルマウス１６と反対側の領域、つまり下部底板１７側に偏って流れる。そのため、舌部６のベルマウス１６側の端部に設けることで効果的に騒音の発生を抑制することができる。

なお、上述のように、上部舌部６Ｕのみに延長部２０を設けてもよいし、下部舌部６Ｌのみに延長部２０を設けてもよいし、上部舌部６Ｕおよび下部舌部６Ｌの両者に延長部２０を設けてもよく、特に限定するものではない。

なお、上述のように、延長部２０を天板１４に向かうにつれて、逆回転方向に突出する傾斜面としてもよいし、逆に、下部底板１７に向かうにつれ、逆回転方向に突出する傾斜面としてよく、特に限定するものではない。

なお、上述のように、ケーシング３を上部ケーシング３Ｕおよび下部ケーシング３Ｌの２つの分割体から構成されるものとしてもよいし、他の分割方法により分割された分割体から構成されるものであってもよいし、一体に成形されたものであってもよく、特に限定するものではない。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図８から図１０を参照して説明する。
本実施形態の遠心式送風装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、下部舌部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図８から図１０を用いて下部舌部周辺の構成を説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図８は、本実施形態に係る遠心式送風装置の上部舌部の構成を説明する部分拡大図であって、天板１４から上部舌部を見た透視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

遠心式送風装置１０１の上部舌部（一方の舌部）１０６Ｕは、図８に示すように、上部側壁１５Ｕにおける渦巻状流路４における巻き始め部４Ｓ近傍領域を構成する部分と、ディフューザ流路５を構成する部分とを繋ぐ曲面であって、舌部６を構成するものである。
上部舌部１０６Ｕには、図８に示すように、軸線Ｃを中心とする円周方向に沿って、逆回転方向に突出する延長部２０と、延長部２０から更に、軸線Ｃを中心とする径方向外側に向かって突出する張出し部１０７と、が設けられている。

図９は、図８の上部舌部の構成を説明する部分拡大図であって、図８におけるＤ-Ｄ断面図である。図１０は、図８の上部舌部の構成を説明する部分拡大図であって、図８におけるＥ-Ｅ断面図である。
張出し部１０７は、図８から図１０に示すように、割り面１３から天板１４に向かうにつれて広がる円錐状の面と、径方向外側に向かって突出する傾斜面とから構成されたものである。
なお、上述の円錐状の底面は、延長部２０における羽根車２と対向する面に接する円である。

このように、張出し部１０７を構成することで、抜き勾配を確保しやすくなるとともに、アンダーカットのない形状を実現することができ、ケーシング３を射出成形などの製造方法を用いて成形することができる。

具体的には、張出し部１０７は、図８および図９に示すように、割り面１３から天板１４に向かうにつれて、延長部２０からディフューザ流路５に突出する傾斜面を備えている。ディフューザ流路５への突出量は、延長部２０の先端（逆回転方向の端部）において最も大きく、空気流れの下流側（図８における右側）に向かうにつれて突出量は減少している。

張出し部１０７におけるディフューザ流路５への突出量、つまり、張出し部１０７を構成する円錐形状の底面の半径は、割り面１３における上部舌部１０６Ｕの半径Ｒに対して７５％以下、より好ましくは５０％から７５％の間の所定値であることが望ましい。

張出し部１０７の形状をこのように設定することで、延長部２０の径方向外側の近傍領域に形成される逆流領域、あるいは、澱み領域、死水領域に相当する領域を埋めることができる。そのため、逆流領域における不安定な流れを消すとともに、渦巻状流路およびディフューザ流路５の長手方向に沿って流れる流れ（主流）に対する圧損を小さくすることができる。

本実施形態では、延長部２０の割り面１３における半径が約１２ｍｍ、延長部２０の割り面１３における半径の中心から、上述の円錐形状の底面の半径の中心までの距離（ディフューザ流路５の延在方向に沿う長さ）が約２２ｍｍであって、上述の円錐形状の底面の半径が約６ｍｍ（図８から図１０における実線）の場合や、上述の円錐形状の底面の半径が約９ｍｍ（図８から図１０における点線）の場合に適用して説明する。
なお、張出し部１０７の形状はこの寸法に限定されるものではない。

次に、上記の構成からなる遠心式送風装置１０１における送風方法について説明する。なお、羽根車２、延長部２０およびベーン部１９の作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

渦巻状流路４内を流れてきた空気は、図８に示すように、舌部６と衝突して舌部６の近傍領域に高圧領域を形成するとともに、延長部２０の径方向外側の近傍領域、つまり張出し部１０７の近傍に流れの不安定領域を形成する。
不安定領域における空気は、延長部２０から径方向外側に張出した張出し部１０７の壁面に沿って、ディフューザ流路５に向かって滑らかに流れる。

上記の構成によれば、張出し部１０７は、渦巻状流路４内の流れが延長部２０に衝突することにより形成される流れが澱む領域（死水領域に相当する領域）に設けられている。そのため、延長部２０に衝突した流れは、澱むことなく張出し部１０７に沿って流れるため、張出し部１０７が設けられていない場合と比較して、流れの澱みに起因する騒音の発生が抑制される。つまり、流れが澱む領域を張出し部１０７により埋めることで、当該領域における不安定な流れの発生を抑制し、渦巻状流路４から羽根車２に逆流する流量が抑制されることから、逆流による騒音の発生を抑制できる。

張出し部１０７における延長部２０から径方向外側へ突出する量を、軸線Ｃ方向の位置に応じて変化させることにより、流れが澱む領域に合わせて張出し部１０７を配置することができる。このように張出し部１０７を配置することにより、渦巻状流路４内の流れに対する圧損の増加を抑制することができる。

張出し部１０７を傾斜面とすることで、段差を有する面である場合と比較して、段差における流れの乱れが生じにくく、流れが張出し部１０７に沿って滑らかに流れるため騒音の発生が抑制される。

〔第２の実施形態の第１変形例〕
次に、本発明の第２の実施形態の第１変形例について図１１から図１３を参照して説明する。
本変形例の遠心式送風装置の基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、下部舌部の構成が異なっている。よって、本変形例においては、図１１から図１３を用いて下部舌部周辺の構成を説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１１は、本変形例に係る遠心式送風装置の上部舌部の構成を説明する部分拡大図であって、天板１４から上部舌部を見た透視図である。
なお、第２の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

遠心式送風装置２０１の上部舌部（一方の舌部）２０６Ｕは、図１１に示すように、上部側壁１５Ｕにおける渦巻状流路４における巻き始め部４Ｓ近傍領域を構成する部分と、ディフューザ流路５を構成する部分とを繋ぐ段差状の円筒面であって、舌部６を構成するものである。
上部舌部２０６Ｕには、図１１に示すように、軸線Ｃを中心とする円周方向に沿って、逆回転方向に突出する延長部２２０と、延長部２２０から更に、軸線Ｃを中心とする径方向外側に向かって突出する張出し部２０７と、が設けられている。

図１２は、図１１の上部舌部の構成を説明する部分拡大図であって、図１１におけるＦ−Ｆ断面図である。図１３は、図１１の上部舌部の構成を説明する部分拡大図であって、図１１におけるＧ−Ｇ断面図である。
延長部２２０は、図１２および図１３に示すように、割り面１３から下部底板１７に向かうにつれて、逆回転方向に突出する量が増加する段差状に形成された略円筒状の面である。上述の円筒状の面の半径は、逆回転方向に突出する量が増加するにつれて小さくなる。割り面１３における延長部２２０の半径は、上部舌部６Ｕの半径と略同一である。
延長部２２０の突出量は、羽根車２における翼９のピッチＰに対して、Ｐから１．５Ｐの範囲に設定されている。

延長部２２０における羽根車２と対向する面は、上部側壁１５Ｕから軸線Ｃを中心とする円周に沿って延びる略円筒状の曲面に形成されている。そのため、延長部２２０から羽根車２までの隙間（ｓｕ）は、下部舌部６Ｌと羽根車２との隙間（ｓｄ）と同様に、羽根車２の直径に対して約８％から約１０％までの範囲の一定の所定値となる。

張出し部２０７は、図１２および図１３に示すように、割り面１３から下部底板１７に向かうにつれて半径が大きくなる複数の円筒状の面と、径方向外側に向かって突出する量が増加する面とから構成されたものである。

次に、上記の構成からなる遠心式送風装置１０１における送風方法について説明する。なお、羽根車２およびベーン部１９の作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

渦巻状流路４内を流れてきた空気は、図１１に示すように、上部舌部２０６Ｕと衝突して、上部舌部２０６Ｕの近傍領域に高圧領域を形成する。
上部舌部２０６Ｕには、延長部２２０が設けられているため、上部舌部２０６Ｕにより形成される高圧領域は、延長部２２０の面に略平行、つまり段差状の等圧線を有することとなる。具体的には、上部舌部２０６Ｕにより形成された高圧領域は、天板１４に向かうにつれて、逆回転方向に突出する量が増加する段差状の領域となる。

翼９は、羽根車２の回転により、舌部６により形成された高圧領域を横切って移動する。
最初に天板１４側の翼９の端部が、上述の逆回転方向に突出した高圧領域に侵入し、その後、高圧領域に侵入する翼９の部分が、段階的に下部底板１７側に移動する。

一方、図８に示すように、延長部２２０の径方向外側の近傍領域、つまり張出し部２０７の近傍に流れの不安定領域を形成する。
不安定領域における空気は、延長部２２０から径方向外側に張出した張出し部２０７の壁面に沿って、ディフューザ流路５に向かって滑らかに流れる。

このとき、延長部２２０および張出し部２０７の段差面により、軸線Ｃに沿う方向（図８の紙面に対して垂直な方向）への空気の流れが阻害される。特に、下部ケーシング３Ｌから上部ケーシング３Ｕに向かう方向への流れが阻害され、空気はディフューザ流路５に向かって流れる。

上記の構成によれば、延長部２２０および張出し部２０７を段差状に形成することで、傾斜面である場合と比較して、延長部２２０および張出し部２０７に沿う流れの向きは拘束され、騒音の発生は抑制される。つまり、逆回転方向に突出する量が異なる段差が隣接する部分に段差面が形成され、段差面により軸線Ｃ方向への流れが拘束される。そのため、延長部２２０および張出し部２０７に沿う流れは、渦巻状流路４およびディフューザ流路５の長手方向に向かう流れとなり、流れの乱れによる騒音の発生が抑制される。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
なお、上記の実施の形態においては、この発明を車両用空気調和装置の遠心式送風装置に適用して説明したが、この発明は車両用空気調和装置に用いられるものに限られることなく、その他各種の装置に用いられる遠心式送風装置に適用できるものである。

本発明の第１の実施形態に係る遠心式送風装置の構成を説明する模式図である。 図１の遠心式送風機の構成を説明する断面視図である。 図２の上部ケーシングの構成を説明する模式図である。 図２の下部ケーシングの構成を説明する模式図である。 図３の上部舌部の構成を説明する部分拡大図である。 図５の上部舌部の構成を説明する部分拡大図である。 図４のベーン部の構成を説明する部分拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る遠心式送風装置の上部舌部の構成を説明する部分拡大図である。 図８の上部舌部の構成を説明する部分拡大図である。 図８の上部舌部の構成を説明する部分拡大図である。 本発明の第２の実施形態の第１変形例に係る遠心式送風装置の上部舌部の構成を説明する部分拡大図である。 図１１の上部舌部の構成を説明する部分拡大図である。 図１１の上部舌部の構成を説明する部分拡大図である。

符号の説明

１，１０１，２０１ 遠心式送風装置
２ 羽根車
３ ケーシング
４ 渦巻状流路
６ 舌部
９ 翼
１２ 回転軸
１３ 割り面
１６ ベルマウス（吸い込み部）
６Ｕ，１０６Ｕ，２０６Ｕ 上部舌部（一方の舌部）
６Ｌ 下部舌部（他方の舌部）
１９ ベーン部（遮蔽部）
２０ 延長部
１０７，２０７ 張出し部
Ｃ 軸線

Claims (9)

1. 回転軸周りに複数枚の翼が設けられた羽根車と、
   該羽根車を収納するとともに、前記回転軸の軸線方向の一端側に吸い込み部を有するケーシングと、
   該ケーシング内における前記羽根車の周囲に配置された渦巻状流路と、
   該渦巻状流路における巻き終わりから巻き始めへの空気の流入を抑制する舌部と、
   が設けられ、
   前記舌部における前記羽根車の回転方向と逆回転方向側の先端には、
   前記羽根車の径方向において前記羽根車との間の隙間を略一定に保ちつつ、
   前記軸線方向の位置に応じて前記逆回転方向へ突出する量が変化する延長部が設けられていることを特徴とする遠心式送風機。
2. 少なくとも前記延長部の前記径方向外側の面には、前記軸線方向の位置に応じて前記径方向外側へ突出する量が変化する張出し部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の遠心式送風機。
3. 前記張出し部は、前記軸線方向に沿って延びる前記延長部の前記径方向外側の面に対して、交差する方向に延びる傾斜面であることを特徴とする請求項２記載の遠心式送風機。
4. 前記張出し部は、前記軸線方向の位置に応じて前記延長部から前記径方向外側へ突出する量が異なる段差状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の遠心式送風機。
5. 前記延長部は、前記軸線に対して、交差する方向に延びる傾斜面であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の遠心式送風機。
6. 前記延長部は、前記軸線方向の位置に応じて前記逆回転方向へ突出する量が異なる段差状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の遠心式送風機。
7. 前記舌部には、前記吸い込み部側の一方の舌部、および、他方の舌部に分割する割り面が設けられ、
   前記延長部は、前記一方の舌部または前記他方の舌部のいずれかに設けられるとともに、前記割り面の近傍領域から前記割り面から離れる方向に向かって、前記逆回転方向へ突出する量が増えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の遠心式送風機。
8. 前記延長部は、前記舌部における少なくとも前記吸い込み部側の端部近傍に設けられていることを特徴とする請求項７記載の遠心式送風機。
9. 前記渦巻状流路における前記舌部の近傍領域には、前記軸線方向に沿って突出するとともに、前記渦巻状流路の長手方向に沿って延びる遮蔽部が設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の遠心式送風機。

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