JP2014122605A

JP2014122605A - 遠心送風機

Info

Publication number: JP2014122605A
Application number: JP2012279997A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Hokoshiro; 弘樹鋒城
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-07-03
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: JP6204016B2

Abstract

【課題】通気をスムーズに行い騒音の低減を図った形状を有する遠心送風機を提供する。
【解決手段】ロータハブ４２の周囲に設けられた複数枚の羽根５０の上端部が上側リング６１に連結されるとともに、複数枚の羽根５０の軸方向羽根中間部５２が中間リング６２に連結され、その中間リング６２が複数のリブ４５、スポーク４６を介してロータハブ４２と一体化されて、ケーシング２０内に格納されている遠心送風機であって、羽根５０の軸方向羽根中間部５２における幅が羽根５０の羽根上端面５１および羽根下端面５３における幅よりも大きく、かつ中間リング６２の外径が上側リング６１の内径よりも小さく設定されている遠心送風機。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータハブの外側に複数の羽根を有する遠心送風機に関する。より具体的には、高い冷却能力と静粛性を求められるプロジェクターやＯＡ機器などに好適に用いられる遠心送風機に関する。

近年、プロジェクターは会議やプレゼンテーションには欠かせない存在となっている。プロジェクターはランプをはじめとする光学系部品を内部に備えており、これら部品はかなりの高温になるため、効率よく冷却できる送風機が必要とされる。また、会議やプレゼンテーションにおいて騒音の原因にならないよう、送風機には運転時の高い静粛性も求められる。

通気をスムーズに行い、騒音の低減を図った形状を有する送風装置として、図
７に示したように、複数のブレード１１の所定方向の略中間部分を連結する中間連結体１５を備え、一対の通気部１３の略中間部分に中間連結体１５とボス部分９とを連結するブレード連結部材１６を配設し、複数のブレード１１の上記所定方向上側を連結する上側連結体１７及び／又は上記所定方向下側を連結する下側連結体１８を備え、中間連結体１５の径を、上側連結体１７又は下側連結体１８の径以下に形成したことを特徴とする送風装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、符号は特許文献１に記載の符号である。

特開２０１１−４７３８８号公報

しかし、従来の構造では、ケーシングの上下の軸方向から吸気を行う両面吸気通気タイプの遠心送風機においては、特許文献１に開示されているような構造の遠心送風機では、送風機の上下から吸込まれた空気が吸込み口に対し９０°(直角)に排気される際に、羽根の軸方向中間部に配置された中間連結体の外径が上側連結体の内径以上の寸法で形成されていると、風の流れの妨げとなり騒音の発生原因となって、Ｐ−Ｑ特性および騒音特性が悪くなる問題があった。一方、中間連結体の外径を上側連結体の内径以下で形成しようとすると、中間連結体の外径を小さくした分だけ羽根の幅を半径方向内側に延長させる必要があった。そうすると、特許文献１の図４（図７参照）のように吸い込み口の開口領域の一部に羽根がせり出して空気の流れの妨げとなり、騒音の発生原因となってしまう恐れがあった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、通気をスムーズに行い騒音の低減を図った形状を有する遠心送風機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の遠心送風機の特徴は、周囲に複数枚の羽根が設けられたロータハブがケーシング内に収納され、それらの複数枚の羽根の上端部が上側リングに連結されるとともに、複数枚の羽根の軸方向中間部が中間リングに連結され、その中間リングが複数のリブを介してロータハブと一体化されている遠心送風機であって、羽根の軸方向中間部における幅が羽根の上端面および下端面における幅よりも大きく、中間リングの外径が上側リングの内径よりも小さく設定されていることを要旨とする。

ケーシングは上側及び下側に開口領域を有し、羽根の上端面は、ケーシングの上側の開口領域と重ならず、羽根の下端面はケーシングの下側の開口領域と重ならないように設けられる。ケーシングの上側及び下側の開口領域は、ともに空気の吸込み口となる。

たとえば羽根の幅が一定で、羽根の端面と吸込み口の開口領域が重なっていると、吸い込まれる気流が回転している羽根の端面にほぼ垂直に当たって騒音のもとになる。また、気流を乱すので空気が流れにくくなる。羽根の端面と吸込み口の開口領域が重なっていなければ気流が回転している羽根の端面に垂直に当たらないので、騒音が抑えられ、気流も乱されないので空気が流れやすくなる。

中間リングの外径は、上側リングの内径の９０％以下に設定されることが好ましい。

中間リングの外径が上側リングの外径の９０％を超えるとＰ−Ｑ特性と騒音の改善が見られなくなる

複数枚の羽根の下端部は、互いに連結されていないのが好ましい。

これにより射出成型用の金型が複雑にならず、製造コストが低減される。

本発明によれば、通気をスムーズに行い騒音の低減を図った形状を有する遠心送風機を提供することができる。

（ａ）本発明の実施例に係る遠心送風機の断面図である。（ｂ）本発明の実施例に係る遠心送風機のインペラの平面図である。本発明の実施例に係る遠心送風機の平面図である。従来の遠心送風機の空気の流れを示す断面図である。本発明の実施例に係る遠心送風機の空気の流れを示す断面図である。（ａ）本発明の比較例に係る遠心送風機の断面図である。（ｂ）本発明の比較に係る遠心送風機のインペラの平面図である。本発明の実施例と比較例の遠心送風機の風量−静圧特性（Ｐ−Ｑ特性）を比較した図である。特許文献１に係る送風機の断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、羽根中間部における幅が羽根上端部および羽根下端部における幅よりも大きくなるように設定し、中間リングの外径が上側リングの内径の９０％以下になるように設定することにより、本発明の遠心送風機を完成させた。

図１（ａ）は、本発明の実施例に係る遠心送風機の断面図であり、図１（ｂ）は、その遠心送風機に収納されているインペラの平面図であり、図２は、遠心送風機を図1（ａ）の上側から見た平面図である。

遠心送風機１００はインペラ４０と、インペラ４０を内部に格納したケーシング２０とから構成される。

インペラ４０は、回転軸４３を中心としてその円周上放射状に形成された複数の羽根５０と、複数の羽根５０を中心から放射状に等間隔（等角度）に羽根上端面５１の外縁部で連結する真円状の上側リング６１（上側連結体）と、複数の羽根５０をそれぞれ羽根中間部５２で連結する真円状の中間リング６２（中間連結体）と、カップ状のロータハブ４２とから構成される。中間リング６２とロータハブ４２は、ロータハブ４２に設けたリブ４５に放射状に等角度（図では９０°）に取付けたスポーク４６によって連結されている。従って、ロータハブ４２と羽根５０とは、中間リング６２を介して一体化された構成となっている。ロータハブ４２内部にはモータ４１が設けられており、モータ４１を駆動回路で駆動することにより、羽根５０はロータハブ４２の回転に伴ってシャフト４３を中心に回転駆動される。複数の羽根５０は、すべて同様の寸法の、所定の曲率で湾曲した形状を有する。

ケーシング２０は、上側ケーシング２１と、下側ケーシング２２と、ケーシング側壁２３と、からなり、ケーシング側壁２３には、図２に示したように吹き出し口２４が設けられている。上側ケーシング２１には、空気の吸い込み口となる開口部として上側吸込み口３１が形成され、下側ケーシング２２には、空気の吸い込み口となる開口部として下側吸込み口３２が円環状（リング状）に形成されている。インペラ４０のロータハブ４２の中心部に設けられたシャフト４３は軸受４４で下側ケーシング２２に接触しており、インペラ４０が回転できるようになっている。

図４は、本発明の実施例に係る遠心送風機の空気の流れを示す断面図であり、図１に示した構成の遠心送風機に対応する空気の流れを矢印で示したものである。モータ４１に通電してモータ４１を回転駆動させることにより、上記のようにロータハブ４２と一体化された複数の羽根５０がロータハブ４２と一緒に回転する。羽根５０の回転に伴って、上側吸込み口３１から図の下方向に上側ケーシング２１の面にほぼ垂直に空気が吸込まれ、同時に、下側吸込み口３２から図の上方向に下側ケーシング２２の面にほぼ垂直に空気が吸込まれる。図の矢印で示したように、上側吸込み口３１、下側吸込み口３２からそれぞれインペラ４０の内部に吸込まれた空気は、羽根５０の回転によってインペラ４０から出てケーシング側壁２３の内壁に流れて行き、内壁に沿って流れた後、図２に示した吹出し口２４から遠心送風機１００の外部に排出される。

図３は、従来の遠心送風機の空気の流れの1例を示す断面図である。図３に示したように、羽根５０の幅が一定で、羽根５０の羽根上端面５１と上側ケーシング２１の上側吸込み口３１の開口領域が重なっていると、吸い込まれる気流が回転している羽根５０の羽根上端面５１にほぼ垂直に当たって騒音のもとになる。また、気流を乱すので空気が流れにくくなる。

図１（ａ）、（ｂ）、図２に基いて、本発明の実施例について説明する。

遠心送風機１００は、ロータハブ４２、羽根５０、モータ４１等からなるインペラ４０を収容するケーシング２０を備えている。ケーシング２０は、軸受４４が固定される下側ケーシング２２と、下側ケーシング２２の上面を覆う上側ケーシング２１とからなる。上側ケーシング２１は上側吸込み口３１を有し、下側ケーシング２２は下側吸込み口３２を有する。羽根５０は、羽根上端面５１が上側吸込み口３１の開口部と重ならないように、また、羽根下端面５３が下側吸込み口３２の開口部と重ならないように、羽根上端面５１と羽根下端面５３の幅が羽根中間部５２の幅よりも小さくなっている。すなわち、羽根５０を側面から見たときに、羽根５０の幅はその両端面５１，５３からそれぞれ羽根中間部５２に向かって次第に大きくなるようなほぼ凸字状をした形状になっている。これにより、羽根５０の羽根上端面５１と上側吸込み口３１が重ならず、羽根５０の羽根下端面５３と下側吸込み口３２が重ならないようになるので空気が流れ込みやすくなり、羽根中間部５２では幅が広くなっているので空気を押し出しやすくすることができる。

また、中間リング（中間連結体）６２の外径Ｄ_ｍ１を上側リング（上側連結体）６１の内径Ｄ_ｕ１よりも小さくすることにより、空気をさらに流れやすくなるようにすることができる。

これらにより、空気の流れが良くなり、騒音が低下する。なお、中間リング６２の外径Ｄ_ｍ１は上側リング６１の内径Ｄ_ｕ１の９０％以下にするのが好ましく、本実施例では８６％に設定した。中間リング６２の外径Ｄ_ｍ１が上側リング６１の内径Ｄ_ｕ１の９０％を超えると、Ｐ−Ｑ特性と騒音の改善が見られなくなるからである。

図４は、図１（ａ）に示した断面構成を有する本実施例の遠心送風機１００における空気の流れを示した図である。図４に示したように、羽根５０の羽根上端面５１が上側ケーシング２１の上側吸込み口３１と重なっておらず、羽根下端面５３が下側ケーシング２２の下側吸込み口３２と重なっていなければ、気流が回転している羽根５０の羽根上端面５１、羽根下端面５３に垂直に当ることはないので騒音の発生が抑えられ、また、気流も乱されないので図中矢印で示したように空気が流れやすくなる。

さらに、本実施例では複数枚の羽根５０の下端部が互いに連結されていないことを特徴とする。これにより射出成型用の金型が複雑にならず製造コストが低減される。しかし、振動を抑えるために羽根５０の下端部もリングで連結して剛性を高めた構造にしてもよい。

（比較例）
図５（ａ）は本発明の比較例に係る遠心送風機の断面図であり、図５（ｂ）は本発明の比較に係る遠心送風機のインペラの平面図である。比較例（従来品）は、中間リング６２の外径Ｄ_ｍ２を上側リング６１の内径Ｄ_ｕ２と同一にした構造の遠心送風機１００であり、その他は実施例と同様である。

図６は、本発明の実施例と比較例の遠心送風機の風量−静圧特性（Ｐ−Ｑ特性）を比較した図である。図６から、本実施例（本発明品）における遠心送風機の方が比較例（従来品）の遠心送風機よりも、同じ静圧に対して風量が大きくなっているので、風量値がほぼ同等のままで騒音が低減していること明らかである。静圧がゼロのときの騒音も実施例の方が１．３ｄＢ低くなっている。従って、本発明によって遠心送風機内の空気の流れをスムーズにすることができ、Ｐ−Ｑ特性と騒音特性を改善することができた。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００遠心送風機
２０ケーシング
２１上側ケーシング
２２下側ケーシング
２３ケーシング側壁
２４吹出し口
３１上側吸込み口
３２下側吸込み口
４０インペラ
４１モータ
４２ロータハブ
４３シャフト
４４軸受
４５リブ
４６スポーク
５０羽根
５１羽根上端面
５２羽根中間部
５３羽根下端面
６１上側リング（上側連結体）
６２中間リング（中間連結体）
Ｄ_ｕ１、Ｄ_ｕ２上側リング内径
Ｄ_ｍ１、Ｄ_ｍ２中間リング外径

Claims

周囲に複数枚の羽根が設けられたロータハブがケーシング内に収納され、
前記複数枚の羽根の上端部が上側リングに連結されるとともに、前記複数枚の羽根の軸方向中間部が中間リングに連結され、当該中間リングが複数のリブを介して前記ロータハブと一体化されている遠心送風機であって、
前記羽根の軸方向中間部における幅が前記羽根の上端面および下端面における幅よりも大きく、前記中間リングの外径が前記上側リングの内径よりも小さく設定されていることを特徴とする遠心送風機。
前記ケーシングの上側及び下側に吸い込み口となる開口領域を有し、前記羽根の前記上端面は、前記吸い込み口の前記ケーシングの上側の開口領域と重ならず、前記羽根の前記下端面は前記吸い込み口の前記ケーシングの下側の開口領域と重ならないことを特徴とする請求項１に記載の遠心送風機。
前記中間リングの外径は、前記上側リングの内径の９０％以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心送風機。
前記複数枚の羽根の下端部は、互いに連結されていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠心送風機。