JP2019082129A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】電動送風機にて空気流れの剥離が生じることを抑制する。【解決手段】電動送風機は、軸線方向の一方側から複数の翼２１を支える側板２３と、軸線方向他方側から複数の翼２１を支える主板２２とを備える羽根車２０と、入口開口部１１内に羽根車２０を収納してなるファンケース１０とを備える。羽根車２０の主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａは、複数の翼２１のうち隣り合う２つの翼の間を流れる空気流を軸線方向の他方側に転向させる。したがって、ファンケース１０内において主板２２に沿って流れる空気流が主板湾曲部２２ａ側から剥離することを抑える。【選択図】図２

Description

本発明は、送風機に関するものである。

従来、チューブラ送風機では、遠心ファンとこの遠心ファンを収納する送風ケースとを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいて、遠心ファンは、その回転に伴って軸線方向一方側から空気流を吸い込んでこの吸い込んだ空気流（以下、吸い込み空気流という）を軸線方向に交差する方向に吹き出す。軸線方向とは、遠心ファンの軸線方向である。送風ケースには、吸い込み空気流を、吸い込み空気流の主流方向に平行である方向に転向させる空気流路が形成されている。

特開平７−１３３８００号公報

上記チューブラ送風機では、遠心ファンから吹き出される空気流を、吸い込み空気流の主流方向に平行である方向に転向させるために、小さな曲率半径によって空気流を曲げる湾曲内壁部２２ｃを送風ケース１０Ａ（図５参照）に設ける必要がある。

湾曲内壁部２２ｃの内周部においては、遠心ファン２０Ａから吹き出される空気流が、
内周部に沿って流れる前に、矢印Ｒの如く、小さな曲率半径によって曲げられる。このため、湾曲内壁部２２ｃの内周部から矢印ｈの如く、剥離する空気流が発生しやすい。その空気流の剥離の影響でその空気流れ下流側においても空気流れが不均一となり、送風機としての静音性能等に悪影響を及ぼすという問題が生じている。

本発明は上記点に鑑みて、空気流れの剥離が生じることを抑制するようにした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、請求項１に記載の発明では、軸線（Ｓ）を中心とする周方向に並べられている複数の翼（２１）と、軸線方向の一方側から複数の翼を支える側板（２３）と、軸線方向の他方側から複数の翼を支える主板（２２）とを備える羽根車（２０）と、
軸線方向の一方側に開口する入口開口部（１１）を形成し、入口開口部内に羽根車を収納してなるファンケース（１０）と、を備え、
羽根車が軸線を中心として回転することにより、軸線方向の一方側から吸い込んだ空気流を軸線を中心とする径方向外側に吹き出し、
ファンケースは、羽根車から吹き出される空気流を軸線を中心とする径方向に交差する交差方向に転向させる空気流路（１３）を形成するケース湾曲部（１４）と、空気流路内の空気流を吹き出す吹出口（１２）とを形成し、
主板は、ケース湾曲部に沿って湾曲状に形成されている主板湾曲部（２２ａ）を備え、
側板は、ケース湾曲部に沿って湾曲状に形成されている側板湾曲部（２３ａ）を備え、
主板湾曲部および側板湾曲部は、複数の翼のうち隣り合う２つの翼の間を流れる空気流を交差方向に転向させる。

したがって、主板湾曲部および側板湾曲部がファンケースのケース湾曲部の内周側から空気流が剥離することを抑えることができる。したがって、送風機において、空気流れの剥離が生じることを抑制することができる。これにより、送風機において、高効率化や低騒音化を図ることができる。

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。

本発明の第１実施形態における電動送風機の断面構成を示す図である。 図１中軸線Ｓよりも下側の範囲Ｑを拡大した断面図である。 本発明の第２実施形態における電動送風機の部分断面を示す図であって、図２に対応する断面図である。 本発明の第３実施形態において主板湾曲部を示す断面図である。 第３実施形態の対比例において主板湾曲部を示す断面図である。 対比例の送風機において課題を説明するための断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
次に、本発明の送風機が適用された車載空調装置用の電動送風機の第１実施形態について図１、図２を参照して説明する。

本実施形態の電動送風機は、ファンケース１０、羽根車２０、およびモータアッセンブリ３０を備えるチューブラ送風機である。

ファンケース１０は、ベルマウス部１５を有する略筒状に形成されて、入口開口部１１を形成する。入口開口部１１は、ベルマウス部１５の中央側において、軸線方向一方側に開口されている。軸線方向は、ファンケース１０の軸線Ｓが延びる方向である。

ベルマウス部１５は、ファンケース１０内において、軸線Ｓを中心とする環状に形成されている。ベルマウス部１５は、軸線方向一方側から入口開口部１１に円滑に空気流が流れるように空気流を案内する。ファンケース１０は、モータアッセンブリ３０のモータハウジング３３とともに、吹出口１２、空気流路１３、およびケース湾曲部１４を形成している。

モータハウジング３３は、ファンケース１０内に配置されている。モータハウジング３３は、略円筒状に形成されている。モータハウジング３３は、その軸線がファンケース１０の軸線に一致するように形成されている。モータハウジング３３は、電動モータ３２を支える。

吹出口１２は、軸線方向他方側に開口されている。換言すれば、吹出口１２は、軸線Ｓを中心とする径方向に対して交差（具体的には、直交）する方向に開口されている。つまり、吹出口１２は、羽根車２０に流入される吸い込み主流方向に平行となる方向である。径方向とは、軸線方向に直交する方向である。吹出口１２は、軸線Ｓを中心とする環状に形成されている。

空気流路１３は、入口開口部１１からの空気流を吹出口１２に導くように形成されている。具体的には、空気流路１３は、軸線Ｓを中心とする径方向外側で、かつ軸線方向一方側に凸となる湾曲状に形成されている。軸線方向は、羽根車２０の軸線Ｓが延びる方向である。

ここで、空気流路１３内には、ファンケース１０とモータアッセンブリ３０とを繋ぐ複数の連結部３５が配置されている。

ケース湾曲部１４は、軸線方向を中心とする径方向外側で、かつ軸線方向一方側に凸となる湾曲状に形成されている。ケース湾曲部１４は、羽根車２０を通過する空気流を軸線方向他方側（すなわち、吸い込み主流方向に平行となる方向）に転向させるように空気流路１３を形成する。

羽根車２０は、ファンケース１０の入口開口部１１内に収納されている。羽根車２０は、複数枚の翼２１、主板２２、および側板２３を備える遠心ファンである。

複数枚の翼２１は、それぞれ、軸線Ｓから間隔を開けて配置されている。複数枚の翼２１は、それぞれ、軸線Ｓを中心とする周方向に間隔を開けて並べられている。主板２２は、複数枚の翼２１に対して軸線方向他方側に配置されて、複数枚の翼２１のそれぞれを軸線方向他方側から支持する。

本実施形態の主板２２は、軸線方向を中心とする径方向外側（すなわち、内周側）に配置されて、かつ軸線方向一方側に凸となる湾曲状に形成されている主板湾曲部２２ａを備える。

側板２３は、複数枚の翼２１に対して軸線方向一方側（すなわち、外周側）に配置されて、複数枚の翼２１のそれぞれを軸線方向一方側から支持する。本実施形態の側板２３は、軸線方向を中心とする径方向外側で、かつ軸線方向一方側に凸となる湾曲状に形成されている側板湾曲部２３ａを備える。

主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａは、複数枚の翼２１よりも径方向外側に位置する。主板湾曲部２２ａは、ケース湾曲部１４に沿って湾曲状に形成されている。側板湾曲部２３ａは、ケース湾曲部１４に沿って湾曲状に形成されている。

本実施形態の主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａは、複数枚の翼２１のうち隣り合う２つの翼２１の間から吹き出される空気流を吹出口１２を案内する役割を果たす。ファンケース１０および羽根車２０は、樹脂材料或いは金属材料等によって形成されている。

モータアッセンブリ３０は、モータハウジング３３とともに、回転軸３１から回転力を出力する電動モータ３２を備える。回転軸３１は、その軸線が羽根車２０の軸線に一致するように配置されている。回転軸３１の軸線および羽根車２０の軸線は、ファンケース１０の軸線に一致している。

ここで、回転軸３１のうち軸線方向一方側には、羽根車２０の主板２２が固定されている。本実施形態の電動モータ３２としては、直流モータやブラシレスモータ等の各種の電動モータが用いられる。

次に、本実施形態の電動送風機の作動について説明する。

まず、電源から電動モータ３２に電力が供給されると、電動モータ３２が回転軸３１から羽根車２０に回転力を出力する。このため、羽根車２０が回転軸３１とともに、軸線Ｓを中心として回転する。

これに伴い、矢印Ｆ１の如く、空気流が軸線方向一方側から入口開口部１１内に流入し、この流入された空気流は、主板２２および側板２３の間において複数枚の翼２１のうち隣り合う２枚の翼２１の間を流れる。

このことにより、軸線方向一方側から入口開口部１１内に流入された空気流は、軸線Ｓを中心とする径方向外側に流れることになる。その後、空気流は、主板２２および側板２３の間において、複数枚の翼２１のうち隣り合う２枚の翼２１の間を通過して空気流路１３を流れる。

この際に、主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａが空気流を軸線方向他方側に転向させる。

その後、空気流は、主板２２および側板２３の間を通過する。この通過した空気流は吹出口１２から矢印Ｆ２の如く軸線方向他方側に吹き出される。つまり、吹出口１２から吹出される空気流の主流方向（すなわち、吹出主流方向）は、羽根車２０に流入される吸い込み主流方向とほぼ平行（すなわち、並行）になっている。

以上説明した本実施形態によれば、電動送風機１は、軸線Ｓを中心とする周方向に並べられている複数の翼２１と、軸線方向一方側から複数の翼２１を支える側板２３と、軸線方向他方側から複数の翼２１を支える主板２２とを備える羽根車２０と、軸線方向一方側に開口する入口開口部１１を形成し、入口開口部１１内に羽根車２０を収納してなるファンケース１０とを備える。

電動送風機１は、羽根車２０が軸線Ｓを中心として回転することにより、軸線方向一方側から吸い込んだ空気流を軸線Ｓを中心とする径方向外側に吹き出し、ファンケース１０は、モータハウジング３３とともに、羽根車２０から吹き出される空気流を軸線Ｓを中心とする径方向に交差する軸線方向他方側に転向させる空気流路１３と空気流路１３内の空気流を吹き出す吹出口１２とを形成する。モータハウジング３３は、ケース湾曲部１４を有する略円筒状に形成されている。

主板２２は、ケース湾曲部１４に沿って湾曲状に形成されている主板湾曲部２２ａを備える。側板２３は、ケース湾曲部１４に沿って湾曲状に形成されている側板湾曲部２３ａを備える。主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａは、複数の翼２１のうち隣り合う２つの翼２１の間を流れる空気流を軸線方向他方側に転向させる。つまり、主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａによって囲まれた空間で空気流を転向させることになる。

したがって、ファンケース１０内において空気流がケース湾曲部１４の内周側から剥離することを抑えることができる。よって、空気流の剥離が起因してその後流側（すなわち、下流側）にて不均一な空気流の流れが発生することを未然に抑えることができる。よって、電動送風機において、高効率化・低騒音化を図ることができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、複数の翼２１のうち径方向外側端部が主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａに対して径方向内側に配置されている例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、複数の翼２１が主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａに沿って湾曲するように形成されている例について図３を参照して説明する。

本実施形態の電動送風機と上記第１実施形態の電動送風機とは、羽根車２０の複数の翼２１が相違するだけで、その他の構成は、同一である。そこで、以下、本実施形態の電動送風機の羽根車２０の複数の翼２１について説明し、その他の構成の説明を省略する。図３において、図１、図２と同一の符号は同一のものを示している。

本実施形態の羽根車２０の複数の翼２１は、それぞれ、軸線Ｓを中心とする径方向外側で、かつ軸線方向一方側に凸となる湾曲状で、かつ主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａに沿うように形成されている。

具体的には、複数の翼２１は、それぞれ、翼本体２１ａ、湾曲翼部２１ｂ、および翼後端部２１ｃを備える。翼本体２１ａは、軸線Ｓを中心とする径方向に拡がるように形成されている。

湾曲翼部２１ｂは、翼本体２１ａに対して径方向外側に配置されている。湾曲翼部２１ｂは、軸線Ｓを中心とする径方向外側で、かつ軸線方向一方側に凸となる湾曲状に形成されている。湾曲翼部２１ｂは、主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａに沿うように形成されている。翼後端部２１ｃは、湾曲翼部２１ｂから軸線方向他方側に拡がるように形成されている。

このことにより、本実施形態の複数の翼２１は、それぞれ、軸線Ｓ側から径方向外側に空気流を吹き出してから、その空気流を軸線方向他方側に転向させる部位まで形成されていることになる。

このため、羽根車２０の回転に伴って複数の翼２１のうち隣り合う２枚の翼２１の間を流れる空気流は、複数の翼２１、主板湾曲部２２ａ、および側板湾曲部２３ａに沿って流れる。

このことにより、複数の翼２１、主板湾曲部２２ａ、および側板湾曲部２３ａによって軸線Ｓを中心とする径方向に交差する軸線方向の他方側に空気流を転向させることになる。したがって、ファンケース１０内において主板２２に沿って流れる空気流が主板湾曲部２２ａ側から剥離することをより一層抑えることができる。

本実施形態の複数の翼２１は、それぞれ、湾曲翼部２１ｂから軸線方向他方側に拡がる翼後端部２１ｃを備える。このため、空気流の静圧の回復や高効率化・低騒音化を図ることができる。

（第３実施形態）
本第３実施形態の電動送風機では、上記第１実施形態の電動送風機の主板２２の主板湾曲部２２ａに凹部２２ｂを設けた例について図４Ａ、図４Ｂを参照して説明する。

本実施形態の電動送風機の主板湾曲部２２ａの凹部２２ｂは、空気流路１３に開口する凹状に形成されている。すなわち、凹部２２ｂは、主板湾曲部２２ａの外周側に開口されている。

このため、羽根車２０の回転に伴って複数の翼２１のうち隣り合う２枚の翼２１の間から吹き出される空気流が矢印Ｆ３の如く主板湾曲部２２ａに沿って流れる際に、凹部２２ｂ内には空気流の渦流が発生する。

この渦流が主板湾曲部２２ａの内周側から空気流が剥離することをより一層抑えることができる。したがって、図４Ｂの対比例の如く、主板湾曲部２２ａに凹部２２ｂが設けられていない場合に比べてより一層、空気流の剥離を抑制することができる。このため、電動送風機において、更なる高効率化・低騒音化を図ることができる。なお、図４Ｂ中Ｆ４は、空気流路１３を流れる空気流を示している。

（他の実施形態）
（１）上記第１〜第３実施形態では、本発明の送風機を車載空調装置に適用した例について説明したが、これに代えて、本発明の送風機を車載空調装置以外の他の装置（例えば、家庭用空調装置等）に適用してもよい。

（２）上記第１〜第３実施形態では、本発明の送風機を電動送風機とした例について説明したが、これに代えて、本発明の送風機を、電動モータ以外の駆動源により駆動される送風機としてもよい。

（３）上記第１〜第３実施形態では、主板湾曲部２２ａおよび側板湾曲部２３ａは、複数の翼２１のうち隣り合う２つの翼の間を流れる空気流を軸線Ｓを中心とする径方向に直交する軸線方向の他方側に転向させる例について説明した。

しかし、これに限らず、複数の翼２１のうち隣り合う２つの翼の間を流れる空気流を軸線Ｓを中心とする径方向に交差する方向に転向させるのであれば、軸線方向の他方側以外の方向に転向させてもよい。

（４）なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記第１〜第３実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第１の観点によれば、送風機は、軸線を中心とする周方向に並べられている複数の翼と、軸線方向の一方側から複数の翼を支える側板と、軸線方向の他方側から複数の翼を支える主板とを備える羽根車と、軸線方向の一方側に開口する入口開口部を形成し、入口開口部内に羽根車を収納してなるファンケースとを備える。

羽根車が軸線を中心として回転することにより、軸線方向の一方側から吸い込んだ空気流を軸線を中心とする径方向外側に吹き出す。ファンケースは、羽根車から吹き出される空気流を軸線を中心とする径方向に交差する交差方向に転向させる空気流路を形成するケース湾曲部と、空気流路内の空気流を吹き出す吹出口とを形成する。

主板は、ケース湾曲部に沿って湾曲状に形成されている主板湾曲部を備える。側板は、ケース湾曲部に沿って湾曲状に形成されている側板湾曲部を備える。主板湾曲部および側板湾曲部は、複数の翼のうち隣り合う２つの翼の間を流れる空気流を交差方向に転向させる。

第２の観点によれば、複数の翼は、それぞれ、主板湾曲部および側板湾曲部に沿うように湾曲状に形成されている翼湾曲部を備える。

第３の観点によれば、主板湾曲部には、空気流路内に開口する凹部が形成されている。
したがって、凹部に空気流の渦流を発生させ、この渦流によって空気流の剥離をより一層抑えることができる。

１０ ファンケース
１１ 入口開口部
１２ 吹出口
２０ 羽根車
２１ 翼
２２ 主板
２２ａ 主板湾曲部
２３ 側板
２３ａ 側板湾曲部
３０ 電動モータ

Claims (3)

1. 軸線（Ｓ）を中心とする周方向に並べられている複数の翼（２１）と、軸線方向の一方側から前記複数の翼を支える側板（２３）と、前記軸線方向の他方側から前記複数の翼を支える主板（２２）とを備える羽根車（２０）と、
   前記軸線方向の一方側に開口する入口開口部（１１）を形成し、前記入口開口部内に前記羽根車を収納してなるファンケース（１０）と、を備え、
   前記羽根車が前記軸線を中心として回転することにより、前記軸線方向の一方側から吸い込んだ空気流を前記軸線を中心とする径方向外側に吹き出し、
   前記ファンケースは、前記羽根車から吹き出される空気流を前記軸線を中心とする径方向に交差する交差方向に転向させる空気流路（１３）を形成するケース湾曲部（１４）と、前記空気流路内の空気流を吹き出す吹出口（１２）とを形成し、
   前記主板は、前記ケース湾曲部に沿って湾曲状に形成されている主板湾曲部（２２ａ）を備え、
   前記側板は、前記ケース湾曲部に沿って湾曲状に形成されている側板湾曲部（２３ａ）を備え、
   前記主板湾曲部および前記側板湾曲部は、前記複数の翼のうち隣り合う２つの翼の間を流れる空気流を前記交差方向に転向させる送風機。
2. 前記複数の翼は、それぞれ、前記主板湾曲部および前記側板湾曲部に沿うように湾曲状に形成されている翼湾曲部（２１ｂ）を備える請求項１に記載の送風機。
3. 前記主板湾曲部には、前記空気流路内に開口する凹部（２２ｂ）が形成されている請求項１または２に記載の送風機。

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