JP2010031664A - 遠心式多翼ファン - Google Patents

Abstract

【課題】バランスウェイトの取り付け作業性を向上する。
【解決手段】回転軸１１の周りに多数枚配設されたブレード２１を有し、回転軸１１方向一端側および回転軸１１方向他端側のうち少なくとも一方の側に位置する空気吸引部２４から空気を吸引して径方向外側に向かって空気を吹き出す遠心式多翼ファンであって、ブレード２１は、子午面上の縁線が回転軸１１方向に対して交差する方向に延びていることにより空気吸引部２４を臨むように形成されている部位２１４、２１５、２１６、２１７を有しており、ブレード２１のうち、空気吸引部２４を臨むように形成されている部位２１４〜２１７にバランスウェイト２５を取り付けてバランス調整されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸周りに多数枚のブレードが配設された遠心式多翼ファンに関するもので、車両用空調装置の送風機に用いて好適である。

従来の遠心式送風機は、回転体であるファンとモータの振動を打ち消すために、遠心式多翼ファン（以下、ファンと略す。）にバランスウェイトを追加（プラスバランス調整）するか、または余剰ウェイトを除去（マイナスバランス調整）して、バランス調整を行っていた。

このうち、プラスバランス調整を行う遠心式送風機として特許文献１が開示されている。この特許文献１では、ブレードの前縁が軸方向と平行になっており、バランスウェイトがブレードの前縁にファン中心側から取り付けられている。
特開２００６−１７０５７号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術では、ブレードに対するバランスウェイトの取り付けをファン中心側から行う構成であるので、バランスウェイトの取り付け作業性が悪いという問題がある。取り付けの自動化を図るにしても、ロボットアーム等の自動化装置がファン中心側に入れるのが困難であるので自動化を図りにくい。

この問題は特に、小径のファンにおいて顕著である。また、この問題は、モータをファン内径側へ配置して送風機の体格を小型化できるように、ブレードのモータ側端部を連結する主板の中心側の部位をモータと反対側へ窪ませたファンにおいても顕著である。

本発明は上記点に鑑みて、バランスウェイトの取り付け作業性を向上することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転軸（１１）の周りに多数枚配設されたブレード（２１）を有し、軸方向一端側および軸方向他端側のうち少なくとも一方の側に位置する空気吸引部（２４）から空気を吸引して径方向外側に向かって空気を吹き出す遠心式多翼ファンであって、
ブレード（２１）は、子午面上の縁線が軸方向に対して交差する方向に延びていることにより空気吸引部（２４）を臨むように形成されている部位（２１４、２１５、２１６、２１７）を有しており、
ブレード（２１）のうち、空気吸引部（２４）を臨むように形成されている部位（２１４〜２１７）にバランスウェイト（２５）を取り付けてバランス調整されていることを特徴とする。

これによると、ブレード（２１）のうち、空気吸引部（２４）を臨むように形成されている部位（２１４〜２１７）にバランスウェイト（２５）を取り付けているので、ブレード（２１）に対するバランスウェイト（２５）の取り付けを空気吸引部（２４）側から行うことができる。

このため、バランスウェイト（２５）をファン中心側から取り付ける場合に比べてバランスウェイト（２５）の取り付け作業性を向上できる。

なお、本発明における「空気吸引部（２４）を臨むように形成されている部位」とは、空気吸引部（２４）から軸方向と平行に見たときに直接見えるように形成されている部位を意味するものである。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の遠心式多翼ファンにおいて、ブレード（２１）のうち、空気吸引部（２４）を臨むように形成されている部位は、軸方向他端側から軸方向一端側に向かうにつれてファン内径が大きくなるように子午面上の縁線が軸方向に対して傾斜した傾斜部（２１４、２１５）であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の遠心式多翼ファンにおいて、ブレード（２１）のうち軸方向一端側における端部（２１１）を連結する側板（２２）と、
回転軸（１１）に結合されるとともに、ブレード（２１）のうち軸方向他端側における端部（２１２）を連結する主板（２３）とを有し、
傾斜部（２１４、２１５）は、ブレード（２１）の主板（２３）側および側板（２２）側のそれぞれにあることを特徴とする。

これによると、複数個のバランスウェイト（２５）が軸方向に異なる位置に配置されることとなるので、動バランス調整を行うことができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の遠心式多翼ファンにおいて、ブレード（２１）のうち、空気吸引部（２４）を臨むように形成されている部位は、子午面上の縁線が軸方向に対して略垂直に延びる垂直部（２１６、２１７）であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の遠心式多翼ファンにおいて、ブレード（２１）のうち軸方向一端側における端部（２１１）を連結する側板（２２）と、
回転軸（１１）に結合されるとともに、ブレード（２１）のうち軸方向他端側における端部（２１２）を連結する主板（２３）とを有し、
垂直部（２１６、２１７）は、ブレード（２１）の主板（２３）側および側板（２２）側のそれぞれにあることを特徴とする。

これによると、複数個のバランスウェイト（２５）が軸方向に異なる位置に配置されることとなるので、動バランス調整を行うことができる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の遠心式多翼ファンにおいて、主板（２３）は、中心側の部位が軸方向他端側から軸方向一端側に向かって窪んだ断面形状になっていることを特徴とする。

これによると、主板（２３）の中心側の部位が軸方向他端側から軸方向一端側に向かって窪んでいることから、バランスウェイト（２５）をファン（２）の中心側から取り付けることが特に困難なのであるが、バランスウェイト（２５）の取り付けを空気吸引部（２４）側から行うことができるので、バランスウェイト（２５）の取り付け作業性が著しく向上することとなる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態による遠心式送風機のうち電動モータおよび遠心式多翼ファンの断面図であり、図２は図１の要部拡大図である。

遠心式送風機は、回転軸１１を有する電動モータ１と、この電動モータ１により回転駆動されて空気を吹き出す樹脂製の遠心式多翼ファン（以下、ファンと略す）２と、このファン２を収納するとともに、ファン２から吹き出す空気を集合させる渦巻き状の流路を有する樹脂製のスクロールケーシング（図示せず）と、電動モータ１をスクロールケーシングに固定するためのホルダ３とからなる。

図示を省略しているが、スクロールケーシングには、回転軸方向（図１の上下方向。以下、軸方向と略す。）の一端側に向けて開口した空気の吸入口が形成されており、この吸入口の外縁部には、ファン２の内周側に向けて延びて吸入空気を吸入口に導くベルマウスが形成されている。

ファン２は、回転軸１１の周りに板状のブレード２１が多数枚配設されている。このブレード２１は、その軸方向一端側における端部２１１換言すればスクロールケーシングの吸入口側の端部が環状の側板２２によって連結されている。また、ブレード２１は、その軸方向他端側における端部２１２換言すればスクロールケーシングの吸入口と反対側の端部が主板２３によって連結されている。

主板２３は、その中心部において回転軸１１に結合されており、電動モータ１の駆動力が回転軸１１および主板２３を介してファン２に伝達される。そして、このファン２は、電動モータ１により回転駆動されることにより、軸方向一端側に位置する空気吸引部２４からファン２内に空気を吸引し、その吸入した空気をファン径方向（以下、径方向と略す）の外側に向かって吹き出すようになっている。

本例では、側板２２は、ブレード２１間の空気流路の断面積が径方向の内側から外側に向かって縮小するように、ブレード２１間を流通する主流の流線に沿うような略円弧状の断面形状になっている。

また、本例では、側板２２は、ブレード２１の軸方向一端側における端部２１１よりも軸方向外側に突出する環状の突出部２２１を備えている。より詳細には、この突出部２２１は、軸方向に延びる円筒形状になっている。

そして、スクロールケーシングのベルマウス内に突出部２２１を配置してラビリンス構造にすることにより、ファン２から吹き出された空気がスクロールケーシングのベルマウスとファン２の側板２２との隙間からスクロールケーシングの吸入口側に逆流するのを抑制するようになっている。なお、側板２２を軸方向と平行な直線状の断面形状にして、単純なリング状にしてもよい。

主板２３は、中心側の部位（図２中、一点鎖線で囲んだ部位）が軸方向他端側から軸方向一端側に向かって窪んだ断面形状になっており、この主板２３の窪んだ部分に電動モータ１の一部を配置することで、遠心式送風機の軸方向寸法の小型化を図っている。

ブレード２１は、子午面上の前縁線が軸方向と略平行になっている平行部２１３と、子午面上の前縁線が軸方向に対して傾斜している傾斜部２１４とを有している。

傾斜部２１４は、平行部２１３よりも軸方向一端側に位置している。傾斜部２１４における子午面上の前縁線は、ファン２の内径が軸方向他端側から軸方向一端側に向かうにつれて大きくなるように軸方向に対して傾斜している。

これにより、傾斜部２１４は空気吸引部２４を臨むように形成されることとなる。ここで、「傾斜部２１４が空気吸引部２４を臨むように形成される」とは、空気吸引部２４から軸方向と平行に見たときに直接見えるように形成されることを意味するものである。

そして、本実施形態では、回転体であるファン２と電動モータ１の振動を打ち消すために、すなわちバランス調整を行うために、ブレード２１にバランスウェイト２５を取り付けている。

バランスウェイト２５は、略Ｕ字状に曲げられた板バネ材からなり、ブレード２１の傾斜部２１４を挟み込むようにして空気吸引部２４側から傾斜部２１４に嵌められている。板バネ材の材質としては、ＳＵＳ、ＳＫ５などを選定することができる。

図３はバランスウェイト２５の単体図である。バランスウェイト２５の一対の対向部のうち第１対向部（一方の対向部）２５１には、第２対向部（他方の対向部）２５２と反対側に向かって仮想線分Ｌで折り曲げられた折り曲げ面２５３が形成されている。本例では、仮想線分Ｌがバランスウェイト２５の幅方向（図３（ａ）の左右方向）と平行になっている。

折り曲げ面２５３は、仮想線分Ｌの両端部を起点として第２対向部２５２に向かって切り起こされた２個の爪部２５４を有している。図２に示すように、爪部２５４は、ブレード２１に引っ掛かってバランスウェイト２５の脱落を防止する役割を果たす。

第２対向部２５２のうち爪部２５４と対向する部位には、略半円状の切り欠き２５５が形成されている。この切り欠き２５５は、バランスウェイト２５の成形時に爪部２５４が第２対向部２５２と干渉することを回避する役割と、バランスウェイト２５の重量を調整する役割とを果たす。切り欠き２５５は、略半円状以外の形状（例えば、穴形状）でもよい。

本実施形態によると、ブレード２１のうち、空気吸引部２４を臨むように形成されている傾斜部２１４にバランスウェイト２５を取り付けているので、ブレード２１に対するバランスウェイト２５の取り付けを空気吸引部２４側から行うことができる。

このため、バランスウェイト２５をブレード２１の平行部２１３にファン２の中心側から取り付ける場合に比べてバランスウェイト２５の取り付け作業性が良好であり、取り付けの自動化が容易である。

換言すれば、本実施形態では、バランスウェイト２５の取り付け方向を軸方向と平行に近づけることができるので、バランスウェイト２５の取り付け方向が軸方向に対して略垂直になる場合に比べてバランスウェイト２５の取り付け作業性が良好であり、取り付けの自動化が容易である。

特に、本実施形態のように主板２３の中心側の部位を軸方向他端側から軸方向一端側に向かって窪ませているファンにおいては、ファン２の中心側から取り付ける場合に比べてバランスウェイト２５の取り付け作業性が著しく向上することとなる。

また、バランスウェイト２５が側板２２の内側に位置しているので、ファン２の回転による遠心力によってバランスウェイト２５がファン２の径方向外側にずれてもバランスウェイト２５が側板２２に当たって止まるので、バランスウェイト２５の脱落を防止できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、バランスウェイト２５を取り付ける傾斜部２１４をブレード２１の軸方向一端側（側板２２側）部位のみに形成しているが、本第２実施形態では、図４に示すように、ブレード２１の軸方向他端側（主板２３側）部位にも傾斜部２１５を形成し、この傾斜部２１５にもバランスウェイト２５を取り付けて動バランス調整を行っている。

すなわち、２つのバランスウェイト２５を軸方向に異なる位置に配置することによって、動バランス調整を行っている。

これによると、バランスウェイト２５を取り付ける傾斜部２１４、２１５が空気吸引部２４を臨むように形成されているので、上記第１実施形態と同様に、ブレード２１に対するバランスウェイト２５の取り付けを空気吸引部２４側から行うことができる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、ブレード２１のうち、子午面上の前縁線が軸方向に対して傾斜した傾斜部２１４にバランスウェイト２５を取り付けているが、本第３実施形態では、図５に示すように、ブレード２１に傾斜部２１４を形成せず、その代わりにブレード２１の軸方向一端側における端部２１１に、子午面上の縁線が軸方向に対して垂直になっている垂直部２１６を形成し、この垂直部２１６にバランスウェイト２５を取り付けている。

本実施形態においても、空気吸引部２４を臨むように形成されている垂直部２１６にバランスウェイト２５を取り付けることとなるので、ブレード２１に対するバランスウェイト２５の取り付けを空気吸引部２４側から行うことができる。

しかも、バランスウェイト２５を側板２２の内側に位置させることができる。以上のことから、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第４実施形態）
上記第３実施形態では、バランスウェイト２５を取り付ける垂直部２１６をブレード２１の軸方向一端側（側板２２側）部位のみに形成しているが、本第４実施形態では、図５に示すように、ブレード２１の軸方向他端側（主板２３側）部位にも垂直部２１７を形成し、この垂直部２１７にもバランスウェイト２５を取り付けて動バランス調整を行っている。

すなわち、２つのバランスウェイト２５を軸方向に異なる位置に配置することによって、動バランス調整を行っている。

これによると、バランスウェイト２５を取り付ける垂直部２１６、２１７が空気吸引部２４を臨むように形成されているので、上記第３実施形態と同様に、ブレード２１に対するバランスウェイト２５の取り付けを空気吸引部２４側から行うことができる。

（他の実施形態）
なお、上述の第２、第４実施形態では、バランスウェイト２５を軸方向一端側（側板２２側）および軸方向他端側（主板２３側）の傾斜部２１４、２１５または垂直部２１６、２１７に取り付けているが、軸方向他端側の傾斜部２１５または垂直部２１７のみにバランスウェイト２５を取り付けるようにしてもよい。

また、上述の各実施形態では、空気吸引部２４が軸方向一端側のみに形成された片吸いファンに本発明を適用しているが、これに限定されることなく、空気吸引部２４が軸方向両端側に形成された両吸いファン、または、２つのファンを共通の回転軸に結合させたダブルファンに本発明を適用してもよい。

本発明の第１実施形態における電動モータおよび遠心式多翼ファンの部分断面図である。 図１の要部拡大図である。 図１のバランスウェイトの単体図である。 第２実施形態における電動モータおよび遠心式多翼ファンの部分断面図である。 第３実施形態における電動モータおよび遠心式多翼ファンの部分断面図である。 第４実施形態における電動モータおよび遠心式多翼ファンの部分断面図である。

符号の説明

１１ 回転軸
２１ ブレード
２１４ 傾斜部（空気吸引部を臨むように形成されている部位）
２２ 側板
２３ 主板
２４ 空気吸引部
２５ バランスウェイト

Claims (6)

1. 回転軸（１１）の周りに多数枚配設されたブレード（２１）を有し、軸方向一端側および軸方向他端側のうち少なくとも一方の側に位置する空気吸引部（２４）から空気を吸引して径方向外側に向かって空気を吹き出す遠心式多翼ファンであって、
   前記ブレード（２１）は、子午面上の縁線が前記軸方向に対して交差する方向に延びていることにより前記空気吸引部（２４）を臨むように形成されている部位（２１４、２１５、２１６、２１７）を有しており、
   前記ブレード（２１）のうち、前記空気吸引部（２４）を臨むように形成されている部位（２１４〜２１７）にバランスウェイト（２５）を取り付けてバランス調整されていることを特徴とする遠心式多翼ファン。
2. 前記ブレード（２１）のうち、前記空気吸引部（２４）を臨むように形成されている部位は、前記軸方向他端側から前記軸方向一端側に向かうにつれてファン内径が大きくなるように子午面上の縁線が前記軸方向に対して傾斜した傾斜部（２１４、２１５）であることを特徴とする請求項１に記載の遠心式多翼ファン。
3. 前記ブレード（２１）のうち前記軸方向一端側における端部（２１１）を連結する側板（２２）と、
   前記回転軸（１１）に結合されるとともに、前記ブレード（２１）のうち前記軸方向他端側における端部（２１２）を連結する主板（２３）とを有し、
   前記傾斜部（２１４、２１５）は、前記ブレード（２１）の前記主板（２３）側および前記側板（２２）側のそれぞれにあることを特徴とする請求項２に記載の遠心式多翼ファン。
4. 前記ブレード（２１）のうち、前記空気吸引部（２４）を臨むように形成されている部位は、子午面上の縁線が前記軸方向に対して略垂直に延びる垂直部（２１６、２１７）であることを特徴とする請求項１に記載の遠心式多翼ファン。
5. 前記ブレード（２１）のうち前記軸方向一端側における端部（２１１）を連結する側板（２２）と、
   前記回転軸（１１）に結合されるとともに、前記ブレード（２１）のうち前記軸方向他端側における端部（２１２）を連結する主板（２３）とを有し、
   前記垂直部（２１６、２１７）は、前記ブレード（２１）の前記主板（２３）側および前記側板（２２）側のそれぞれにあることを特徴とする請求項４に記載の遠心式多翼ファン。
6. 前記主板（２３）は、中心側の部位が前記軸方向他端側から前記軸方向一端側に向かって窪んだ断面形状になっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の遠心式多翼ファン。

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