JP2019157656A - 遠心ファン - Google Patents

Abstract

【課題】送風特性に優れ且つ騒音が小さい遠心ファンを提供する。【解決手段】インペラ１０は、周方向に間隙を隔てて配置され、径方向外方に向かって延びる複数の羽根部と、複数の羽根部の軸方向上方を連結する環状の上シュラウドと、複数の羽根部の軸方向下方を連結する環状の下シュラウドと、を有する。ケーシング１は、インペラの軸方向上方を覆う上ケーシング２を有する。上ケーシングは、上シュラウドと第１の間隙を有して径方向に対向する筒部と、筒部から径方向内方に延び且つ上シュラウドの軸方向上端部と第２の間隙を有して軸方向に対向する環状の円板部と、を有する。径方向内方に吸気口が設けられる円板部は、下面において軸方向上方に凹む軸方向凹部２２ａを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、遠心ファンに関する。

特開２０１２−１３２３６３号公報には、遠心ファンが開示される。遠心ファンでは、ケーシングの上板と下板との間に円周上に配列された複数の羽根を有する羽根車が収納される。遠心ファンは、羽根車の回転に伴って、ケーシングの上板に設けられる吸込み口から吸い込まれた空気を、羽根車の外周から吹き出す。羽根車の円筒部の上端は、ケーシングから突出し、外側に反ったベルマウス状の反り部を形成する。羽根車の外周付近では、羽根車から吹き出された空気が、羽根車とケーシングの上板との間の隙間に流れ込む。この空気は、吸込み口に向って逆流して、吸込み口から吸い込まれる気流と合流する。

特開２０１２−１３２３６３号公報

しかしながら、上述のように気流が合流すると、吸込み口において、乱流の発生に起因して、騒音が発生する虞がある。さらに、乱流の発生に起因する吸込み口における気流の吸い込み量の低下により、遠心ファンの送風特性が低下する虞がある。

本発明は、送風特性に優れ且つ騒音が小さい遠心ファンを提供することを目的とする。

本発明の例示的な遠心ファンは、上下に延びる中心軸を中心として回転するロータを有するモータと、前記ロータに固定され、前記ロータとともに回転するインペラと、前記モータと電気的に接続される回路基板と、前記モータ、前記インペラ、及び前記回路基板を収容するケーシングと、を備える。前記インペラは、周方向に間隙を隔てて配置され、径方向外方に向かって延びる複数の羽根部と、複数の前記羽根部の軸方向上方の少なくとも一部を連結する環状の上シュラウドと、複数の前記羽根部の軸方向下方の少なくとも一部を連結する環状の下シュラウドと、を有する。前記ケーシングは、前記インペラの軸方向上方を覆う上ケーシングを有する。前記上ケーシングは、前記上シュラウドと第１の間隙を有して径方向に対向する筒部と、前記筒部から径方向内方に延び且つ前記上シュラウドの軸方向上端部と第２の間隙を有して軸方向に対向する環状の円板部と、を有する。前記円板部の径方向内方には、吸気口が設けられる。前記円板部は、前記円板部の下面において軸方向上方に凹む軸方向凹部を有する。

本発明の例示的な遠心ファンによれば、送風特性に優れ且つ騒音が小さい遠心ファンを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る遠心ファンの全体構成を示す外観斜視図である。 図２は、本発明の実施形態に係る遠心ファンの垂直断面図である。 図３は、インペラを軸方向上方から見た斜視図である。 図４は、実施形態に係る遠心ファンの部分断面図である。 図５は、上ケーシングの構成例を示す斜視図である。 図６Ａは、軸方向凹部の一例を示す下面図である。 図６Ｂは、軸方向凹部の他の一例を示す下面図である。 図７は、上ケーシングの他の構成例を示す斜視図である。

以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。なお、本明細書では、遠心ファン１００のモータ３０の回転軸を中心軸Ｐと呼び、中心軸Ｐと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。また、回路基板４０からインペラ１０に向かう向きを「軸方向上方」と呼び、インペラ１０から回路基板４０に向かう向きを「軸方向下方」と呼ぶ。各々の構成要素の表面において、軸方向上方に向く面を「上面」と呼び、軸方向下方に向く面を「下面」と呼ぶ。また、各々の構成要素において、軸方向上方における端部を「軸方向上端部」と呼び、軸方向上方における端部の位置を「軸方向上端」と呼ぶ。さらに、軸方向下方における端部を「軸方向下端部」と呼び、軸方向下方における端部の位置を「軸方向下端」と呼ぶ。

また、中心軸Ｐに直交する直線が延びる方向を「径方向」と呼ぶ。また、中心軸Ｐに向かう径方向の一方を「径方向内方」と呼び、中心軸Ｐから離れる径方向の他方を「径方向外方」と呼ぶ。各々の構成要素の側面において、径方向を向く側面を「径方向側面」と呼ぶ。特に、径方向内方を向く側面を「径方向内側面」と呼び、径方向外方を向く側面を「径方向外側面」と呼ぶ。また、各々の構成要素において、径方向における端部を「径方向端部」と呼び、径方向における端部の位置を「径方向端」と呼ぶ。特に、径方向内方における端部を「径方向内端部」と呼び、径方向内方における端部の位置を「径方向内端」と呼ぶ。さらに、径方向外方における端部を「径方向外端部」と呼び、径方向外方における端部の位置を「径方向外端」と呼ぶ。

中心軸Ｐを中心とする回転方向に沿う向きを「周方向」と呼ぶことがある。また、軸方向下方から見て、時計回りの周方向を「回転方向前方Ｒｄｆ」と呼び、反時計回りの周方向を「回転方向後方Ｒｄｂ」と呼ぶ。各々の構成要素の側面において、回転方向を向く側面を「回転方向側面」と呼ぶ。特に、回転方向前方を向く側面を「回転方向前側面」と呼び、回転方向後方を向く側面を「回転方向後側面」と呼ぶ。

なお、以上に説明した方向、面、端部及びその位置などの呼称は、実際の機器に組み込まれた場合での位置関係及び方向などを示すものではない。

また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

＜１．遠心ファンの構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る遠心ファン１００の全体構成を示す外観斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る遠心ファン１００の垂直断面図である。なお、図１は、遠心ファン１００を軸方向上方から見ている。

図１および図２に示すように、遠心ファン１００は、ケーシング１と、インペラ１０と、モータ３０と、回路基板４０と、を備える。

ケーシング１は、インペラ１０と、モータ３０と、回路基板４０とを収容する。ケーシング１は、上ケーシング２と、下ケーシング３と、を有する。上ケーシング２と下ケーシング３とは、例えば樹脂で構成される。ただし、上ケーシング２と下ケーシング３とは、例えば金属等の樹脂以外の素材で構成されてよい。上ケーシング２と下ケーシング３とは、同じ素材で構成されてもよいし、異なる素材で構成されてもよい。

上ケーシング２は、インペラ１０の軸方向上方を覆う。上ケーシング２を設けることにより、上ケーシング２を設けない構成と比べて、後述の上シュラウド１５の周辺における乱流の発生を抑制でき、遠心ファン１００は遠心方向に効率良く空気を送り出すことができる。上ケーシング２は、インペラ１０の径方向中央部に対向する吸気口２ａを有する。吸気口２ａは、円形である。ただし、吸気口２ａの形状は円形以外であってもよい。なお、上ケーシング２の構成は、後に説明する。

本実施形態では、排気口２ｂは、上ケーシング２と下ケーシング３との間に設けられ、さらに、排気口２ｂはケーシング１の周方向全域に設けられる。但し、この例示に限定されず、排気口２ｂは、ケーシング１の周方向の一部のみに設けられてもよい。

下ケーシング３は、インペラ１０の軸方向下方に配置される。下ケーシング３は、軸方向からの平面視において、矩形状であり、上ケーシング２とほぼ同じサイズである。下ケーシング３は、基板収容部４と、フランジ部５と、を有する。

基板収容部４は、軸方向下方に凹み、回路基板４０を収容する。本実施形態では、基板収容部４は回路基板４０と同一の形状であって、回路基板４０よりも径方向に僅かに大きい。ただし、基板収容部４の形状は回路基板４０の形状と同一でなくてもよい。基板収容部４の径方向中央部にモータ３０が位置し、回路基板４０は、モータ３０に対して、一部が径方向外方に突出する。

フランジ部５は、基板収容部４の径方向外端部から径方向外方に延びる。本実施形態では、たとえば、フランジ部５に上ケーシング２がねじ止めされることにより、上ケーシング２が下ケーシング３に固定される。なお、上ケーシング２は、接着剤などの他の固定方法を用いて下ケーシング３に固定されてもよい。

インペラ１０は、モータ３０の後述するロータ３２に固定され、ロータ３２とともに回転する。インペラ１０の構成は、後に説明する。

モータ３０は、ロータ３２を有する。ロータ３２は、上下方向に延びる中心軸Ｐを中心として回転する。詳細には、ロータ３２は、軸方向上方から見て、中心軸Ｐを中心として反時計回りに回転する。ロータ３２は、ステータ３１の軸方向上方であって径方向外方に配置される。ロータ３２は、軸方向下方に開口するカップ形状である。ロータ３２の径方向外方にはインペラ１０が配置され、インペラ１０はロータ３２に固定される。ロータ３２の径方向内方にはシャフト３３が配置され、シャフト３３はロータ３２に固定される。ロータ３２の径方向内側面にはロータマグネット３６が固定される。本実施形態では、ロータマグネット３６は単一の環状マグネットである。ロータマグネット３６の径方向内方の面には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁される。但し、単一の環状マグネットに替えて、複数のマグネットがロータ３２の径方向内側面に配置されてもよい。

モータ３０は、さらに、ステータ３１と、シャフト３３と、軸受部３４と、軸受保持部３５と、を有する。

シャフト３３は、中心軸Ｐに沿って配置された柱状の部材である。シャフト３３の材料には、例えば、ステンレス等の金属が用いられる。シャフト３３の軸方向上端部は、上側の軸受部３４よりも軸方向上方に位置する。シャフト３３の軸方向上端部は、ロータ３２の中心軸Ｐに沿って軸方向に貫通するロータ孔に通され、ロータ３２に固定される。

軸受部３４は、中心軸Ｐを中心としてシャフト３３を回転可能に支持する。本実施形態では、軸受部３４の数は２つであり、２つの軸受部３４は上下に並ぶ。２つの軸受部３４はボールベアリングで構成される。軸受部３４の数および種類は、適宜変更されてよい。

軸受保持部３５は、径方向外方にステータ３１を支持するとともに、径方向内方に軸受部３４を支持する。軸受保持部３５の材料には、例えば、ステンレス、真鍮等の金属が用いられる。ただし、軸受保持部３５の材料は、金属に限らず、樹脂であってもよい。軸受保持部３５は、中心軸Ｐの周囲において、軸方向に円筒状に延びる。軸受保持部３５の軸方向下端部は、下ケーシング３に設けられた中心軸Ｐを中心とする円孔に挿入され、下ケーシング３に対して固定される。

ステータ３１は、駆動電流に応じて磁束を発生させる電機子である。ステータ３１は、ステータコア、インシュレータ、およびコイルを有する。

ステータコアは、磁性体である。ステータコアは、たとえば電磁鋼板の積層体である。ステータコアは、円環状のコアバックと、複数のティースと、を有する。コアバックは、軸受保持部３５の径方向外側面に固定される。複数のティースは、コアバックから径方向外方へ向けて突出する。インシュレータは、絶縁体である。インシュレータの材料には、例えば樹脂が用いられる。インシュレータは、ステータコアの少なくとも一部を覆い、特にティースを覆う。コイルは、インシュレータを介してティースに巻かれた導線を含む。

ステータ３１に駆動電流を供給することによって、ロータマグネット３６とステータ３１との間で回転トルクが発生する。これにより、ステータ３１に対してロータ３２が回転する。従って、ロータ３２に固定されたインペラ１０が、中心軸Ｐを中心に回転する。なお、図２に例示したモータ３０は、ステータ３１の径方向外方にロータ３２が配置されるアウターロータ型のモータである。ただし、モータ３０は、ステータ３１の径方向内方にロータ３２が配置されるインナーロータ型のモータであってもよい。

回路基板４０は、モータ３０に電気的に接続される。回路基板４０は、モータ３０の軸方向下部で支持される。回路基板４０は、下ケーシング３の基板収容部４内に配置される。回路基板４０は、下ケーシング３とステータ３１との間において、中心軸Ｐに対して略垂直に配置される。回路基板４０は、例えば、インシュレータに固定される。回路基板４０には、コイルに駆動電流を供給するための電気回路が搭載される。コイルに含まれる導線の端部は、回路基板４０に設けられた端子と電気的に接続される。

＜１−１．インペラの構成＞
次に、インペラ１０の構成を説明する。図３は、インペラ１０を軸方向上方から見た斜視図である。図４は、実施形態に係る遠心ファン１００の部分断面図である。

インペラ１０は、図３及び図４に示すように、複数の羽根部１３と、上シュラウド１５と、下シュラウド１７と、を有する。また、インペラ１０は、ボス部１１と、壁部１９をさらに有する。本実施形態では、ボス部１１、複数の羽根部１３、上シュラウド１５、下シュラウド１７、及び壁部１９は、同一の樹脂材料で形成された部材である。

ボス部１１は、筒状であり、ロータ３２に固定される。本実施形態では、ボス部１１は円筒状であって、モータ３０の軸方向上方においてロータ３２の径方向外側面に固定される。ボス部１１は、例えば圧入や接着によってロータ３２に固定される。ボス部１１は、詳細には、軸方向上端に径方向内方に突出する円環状の突出部を有する。当該突出部はロータ３２の軸方向上方に位置する。突出部は、例えばバランス調整を行う錘部材を配置可能とするために設けられる。ただし、この例示に限定されず、突出部は設けられなくてもよい。突出部が設けられない場合、インペラ１０は、ロータ３２の径方向外側面のみに固定されてもよい。

ボス部１１は、羽根部１３及びロータ３２と径方向に重なるように配置される。ロータ３２の軸方向下端およびボス部１１の軸方向下端は、羽根部１３の軸方向下端よりも軸方向上方に位置する。さらに、ボス部１１の軸方向長さは、インペラ１０全体の軸方向長さよりも小さい。これらによって、遠心ファン１００は、薄型化される。

複数の羽根部１３は、ボス部１１の径方向外方において、周方向に間隔を隔てて配置され、径方向外方に向かって延びる。本実施形態では、羽根部１３は、径方向において、隙間を介してボス部１１に対向する。ただし、羽根部１３はボス部１１と接してもよい。羽根部１３は、平面視において、遠心ファン１００の回転方向と反対方向へ傾斜しつつ、径方向外方へ向かって放射線状に延びる。なお、羽根部１３の径方向外方へ延びる方向はこの限りではなく、羽根部１３の一部が回転方向と同じ方向に延びてもよく、または回転方向と直交して延びてもよい。また、本実施形態では、複数の羽根部１３は周方向に等間隔に配置されるが、必ずしも等間隔に配置されなくてもよい。

上シュラウド１５は、環状であり、複数の羽根部１３の軸方向上方の少なくとも一部を連結する。本実施形態では、上シュラウド１５は、軸方向上方に向かうにつれて口径が小さくなる円錐台形状であり、複数の羽根部１３の軸方向上端部を連結する。

下シュラウド１７は、環状であり、複数の羽根部１３の軸方向下方の少なくとも一部を連結する。下シュラウド１７は、傾斜部１７１と、平坦部１７２と、を有する。傾斜部１７１は、軸方向上方に向かうにつれて口径が小さくなる円錐台形状であり、径方向外方に向かうにつれて軸方向下方に傾斜する。詳細には、傾斜部１７１の径方向内端は、ボス部１１の径方向外側面に接続される。この接続箇所から、傾斜部１７１は軸方向下方に対して斜めに延びる。傾斜部１７１によって、吸気口２ａから軸方向に流入する気流が、排気口２ｂに向かって効率良く流れる。平坦部１７２は、円環状であり、傾斜部１７１の径方向外端部から連続して径方向外方に延びる。平坦部１７２は、複数の羽根部１３の軸方向下端部を連結し、傾斜部１７１によって軸方向から径方向に向きを変えた気流を排気口２ｂへ導くことができる。

本実施形態では、複数の羽根部１３によって、上シュラウド１５と下シュラウド１７とが上下に連結される。

壁部１９は、環状であり、上シュラウド１５から上ケーシング２に向かって延びる。本実施形態では、詳細には、壁部１９は、軸方向上方に延びる円筒形状である。壁部１９の軸方向上部は、上ケーシング２の後述する壁収容部２ｃに収容される。さらに、壁部１９は、上ケーシング２の後述する円板部２２よりも径方向外方に設けられ、上シュラウド１５の径方向外端よりも径方向内方に設けられる。

＜１−２．上ケーシングの構成＞
次に、図４、図５、図６Ａ〜図６Ｂ、及び図７を参照して、上ケーシング２の構成を説明する。図５は、上ケーシング２の構成例を示す斜視図である。図６Ａは、後述する軸方向凹部２２ａの一例を示す下面図である。図６Ｂは、軸方向凹部２２ａの他の一例を示す下面図である。図７は、上ケーシング２の他の構成例を示す斜視図である。なお、図５において、下図内の断面は、上図のＢ−Ｂ線に沿う断面を示している。図７において、下図内の断面は、上図のＣ−Ｃ線に沿う断面を示している。また、図５〜図７は、上ケーシング２を軸方向下方から見ている。そのため、インペラ１０及びロータ３２の回転方向は、軸方向下方から見て、中心軸Ｐを中心とする時計回りの向きとなっている。

上ケーシング２は、筒部２１と、円板部２２と、を有する。また、上ケーシング２は、４つの角部２３と、壁収容部２ｃと、をさらに有する。

筒部２１は、インペラ１０の上シュラウド１５と第１の間隙を有して径方向に対向する。筒部２１は、詳細には、径方向幅ｄｒの第１の間隙を有して、上シュラウド１５の軸方向上部と径方向に対向する。

円板部２２は、筒部２１の径方向内端部から径方向内方に延びる。円板部２２は、環状であり、上シュラウド１５の軸方向上端部と第２の間隙を有して軸方向に対向する。詳細には、円板部２２の下面が、軸方向幅ｄａの第２の間隙を有して上シュラウド１５の軸方向上端部と軸方向に対向する。

円板部２２は、吸気口２ａと、軸方向凹部２２ａと、を有する。円板部２２の径方向内方には、吸気口２ａが設けられる。円板部２２の径方向内側面は、軸方向上方且つ径方向内方に突出する曲面であり、軸方向上方に向かうにつれて径方向外方に広がる。円板部２２の径方向内側面は、吸気口２ａのベルマウスとして機能する。軸方向凹部２２ａは、円板部２２の下面において軸方向上方に凹む。

上ケーシング２の吸気口２ａから吸入された空気は、インペラ１０の回転によってケーシング１内を周方向に旋回した後、上ケーシング２と下ケーシング３との間に設けられた排気口２ｂから排出される。上シュラウド１５および下シュラウド１７は、吸気口２ａからケーシング１内に引き込まれた空気を効率よく排気口２ｂに導くことで遠心ファン１００のファン効率を向上させる。

また、インペラ１０から径方向外方に送出される気流のうちの一部は、上ケーシング２と上シュラウド１５との間に流れ込む。詳細には、該一部の気流は、上シュラウド１５と上ケーシング２の筒部２１との間の第１の間隙に流れ込んで、上シュラウド１５の軸方向上端部と円板部２２との間の第２の間隙に向って流れる。ここで、第２間隙の軸方向幅ｄａは、軸方向凹部２２ａで拡大される。そのため、第２の間隙に流れ込む気流の流速は、軸方向凹部２２ａの軸方向下方で低下する。すなわち、第２の間隙から吸気口２ａに流出する気流の流速が低下する。従って、該気流が吸気口２ａに吸引される気流と合流する際に、乱流の発生が抑制される。従って、乱流の発生に起因する騒音の発生と吸気口２ａに吸引される気流の風量の低下とを抑制できる。よって、送風特性に優れ且つ騒音が小さい遠心ファン１００を提供することができる。

ここで、軸方向凹部２２ａは、図６Ａのように、周方向に複数配置されてもよい。この構成によれば、吸気口２ａでの乱流の発生を抑制する上述の効果を、周方向に偏りなく得ることができる。また、各々の軸方向凹部２２ａの内部において、気流の周方向の流れが軸方向凹部２２ａの周方向における内側面で遮られる。そのため、該気流の周方向における流速が低下する。従って、第２の間隙から吸気口２ａに流出する気流の流速をより低減できる。

さらに、軸方向凹部２２ａが複数設けられる場合、軸方向凹部２２ａは、好ましくは、周方向において等間隔に配置される。複数の軸方向凹部２２ａを等配することにより、上述の効果を周方向において偏りなく得ることができる。但し、この例示に限定されず、複数の軸方向凹部２２ａは、等配されなくてもよく、つまり周方向において不均等な間隔で配置されてもよい。

或いは、軸方向凹部２２ａは、図６Ｂのように、軸方向から見て環状であってもよい。この構成によれば、吸気口２ａでの乱流の発生を抑制する上述の効果を、周方向に偏りなく得ることができる。従って、第２の間隙から吸気口２ａに流出する気流の流速をより低減できる。

また、第１の間隙の径方向幅ｄｒは、好ましくは、第２の間隙の軸方向幅ｄａよりも小さい。詳細には、筒部２１と上シュラウド１５との間の第１の間隙は、好ましくは、円板部２２と上シュラウド１５の軸方向上端部との間の第２の間隙よりも狭い。たとえば下ケーシング３、インペラ１０、及び上ケーシング２のような軸方向に配置される部材それぞれの軸方向寸法の公差は、径方向に配置される部材それぞれの径方向寸法の公差よりも大きくなるが、上記の構成によれば、第２の間隙の軸方向幅ｄａで緩和又は解消できる。また、第１の間隙をより狭くすることにより、径方向における吸気口２ａの口径をあまり狭めることなく、第１の間隙の径方向幅ｄｒを確保できる。

次に、筒部２１は、複数の径方向凸部２１１を有する。径方向凸部２１１は、筒部２１の径方向内側面において径方向内方に突出し、軸方向に延びる。

複数の径方向凸部２１１は、好ましくは、周方向において等間隔に配置される。径方向凸部２１１を等配することにより、騒音の発生と風量の低下とをさらに抑制する上述の効果を、周方向に偏りなく得ることができる。但し、この例示に限定されず、複数の径方向凸部２１１は、等配されなくてもよく、つまり周方向において不均等な間隔で配置されてもよい。複数の径方向凸部２１１を周方向に不均等な間隔で配置することで、インペラ１０が回転することによる、上シュラウド１５と径方向凸部２１１とが干渉する音響周波数が分散され、騒音の発生を抑制することができる。

径方向凸部２１１の軸方向上端部は、好ましくは円板部２２の下面に接続される。この構成によれば、周方向において、第２の間隙を径方向凸部２１１で区切ることができる。そのため、第２の間隙に流れる気流の周方向の流れは、径方向凸部２１１で抑制される。従って、第２の間隙から吸気口２ａに流出する気流の流速をさらに低減できる。

また、軸方向凹部２２ａと径方向凸部２１１とは、周方向に重なって配置される。この構成によれば、軸方向凹部２２ａの軸方向下方において気流の流速を低下させる効果と、径方向凸部２１１によって第２の間隙に流れる気流の周方向の流れを抑制する効果とを組み合わせることができる。この組み合わせにより、第２の間隙から吸気口２ａに流出する気流の流速をより効果的に低減できる。

また、径方向凸部２１１の軸方向上端部は、好ましくは、軸方向凹部２２ａに収容される。さらに好ましくは、径方向凸部２１１の軸方向上端部は、軸方向凹部２２ａの軸方向下方を向く内底面に接続される。この構成によれば、軸方向凹部２２ａ内における気流の周方向の流れを、径方向凸部２１１により抑制できる。従って、第２の間隙から吸気口２ａに流出する気流の流速をさらに効果的に低減できる。さらに、径方向凸部２１１の軸方向上端部が軸方向凹部２２ａの内底面に接続されることにより、軸方向凹部２２ａ内における気流の周方向の流れを径方向凸部２１１によって抑制できるとともに、径方向凸部２１１の強度を向上できる。但し、この例示に限定されず、径方向凸部２１１の軸方向上端部は、軸方向凹部２２ａの内底面に接していなくてもよいし、軸方向凹部２２ａに収容されなくてもよい。

軸方向から見て図５に示すように、インペラ１０の回転方向に対して、径方向凸部２１１の回転方向後側面は、好ましくは、径方向内方に向かうにつれて回転方向前方Ｒｄｆに向かう傾斜面又は、径方向内方且つ回転方向後方Ｒｄｂに向って突出する湾曲面である。

径方向凸部２１１の回転方向後側面が上述のような傾斜面又は湾曲面である場合に発生する騒音は、シミュレーション結果では、径方向凸部２１１の回転方向後側面が径方向と平行な平面である場合よりも小さくなる。該回転方向後側面が傾斜面又は湾曲面である場合、該回転方向後側面が径方向と平行な平面である場合に比べて、径方向凸部２１１周辺における気流の急速な流れの変化を抑制することができる。従って、回転方向後側面を上述のような傾斜面又は湾曲面とすることにより、乱流の発生に起因する騒音の発生と吸気口２ａに吸引される気流の風量の低下とをさらに抑制できる。

但し、この例示に限定されず、軸方向から見て図７に示すように、インペラ１０の回転方向に対して、径方向凸部２１１の回転方向後側面は、径方向と平行な平面であってもよい。

筒部２１の径方向外端部には、径方向外方に延びる角部２３が設けられる。角部２３は、本実施形態ではフランジ部５に固定される。

また、上ケーシング２の下面には、壁部１９を収容する壁収容部２ｃが設けられる。壁収容部２ｃは、環状であり、軸方向上方に凹む。図４に示すように、壁収容部２ｃは、円板部２２よりも径方向外方に設けられる。この構成によれば、壁収容部２ｃ及び壁部１９が円板部２２よりも径方向外方に設けられるので、上シュラウド１５と上ケーシング２との間の間隙に、壁部１９が壁収容部２ｃに収容された環状のラビリンス構造を設けることできる。従って、径方向幅ｄｒの第１の間隙へと通ずる気流の風量を低減できる。

また、図４に示すように、壁収容部２ｃは、上シュラウド１５の径方向外端よりも径方向内方に設けられる。つまり、壁収容部２ｃ及び壁部１９が上シュラウド１５の径方向外端よりも径方向内方に設けられる。そのため、上シュラウド１５と上ケーシング２との間の間隙に気流が流れ込み難くなる。従って、該間隙を通って吸気口２ａに流出する気流の風量をさらに低減できる。

＜２．留意事項＞
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態および変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

本発明は、例えば、空気調和機、レンジフードファン、ダクト用換気扇、熱交換ユニット、印刷装置の用紙吸着等に用いられる遠心ファンに利用することができる。

１・・・ケーシング、２・・・上ケーシング、２ａ・・・吸気口、２ｂ・・・排気口、２ｃ・・・壁収容部、２１・・・筒部、２１１・・・径方向凸部、２２・・・円板部、２２ａ・・・軸方向凹部、２３・・・角部、３・・・下ケーシング、４・・・基板収容部、５・・・フランジ部、１０・・・インペラ、１１・・・ボス部、１３・・・羽根部、１５・・・上シュラウド、１７・・・下シュラウド、１７１・・・傾斜部、１７２・・・平坦部、１９・・・壁部、３０・・・モータ、３１・・・ステータ、３２・・・ロータ、３３・・・シャフト、３４・・・軸受部、３５・・・軸受保持部、３６・・・ロータマグネット、４０・・・回路基板、１００・・・遠心ファン、Ｐ・・・中心軸、ｄａ・・・軸方向幅、ｄｒ・・・径方向幅、Ｒｄｂ・・・回転方向後方、Ｒｄｆ・・・回転方向前方

Claims (11)

1. 上下に延びる中心軸を中心として回転するロータを有するモータと、
   前記ロータに固定され、前記ロータとともに回転するインペラと、
   前記モータと電気的に接続される回路基板と、
   前記モータ、前記インペラ、及び前記回路基板を収容するケーシングと、
   を備え、
   前記インペラは、
   周方向に間隙を隔てて配置され、径方向外方に向かって延びる複数の羽根部と、
   複数の前記羽根部の軸方向上方の少なくとも一部を連結する環状の上シュラウドと、
   複数の前記羽根部の軸方向下方の少なくとも一部を連結する環状の下シュラウドと、
   を有し、
   前記ケーシングは、前記インペラの軸方向上方を覆う上ケーシングを有し、
   前記上ケーシングは、
   前記上シュラウドと第１の間隙を有して対向する筒部と、
   前記筒部から径方向内方に延び且つ前記上シュラウドの軸方向上端部と第２の間隙を有して軸方向に対向する環状の円板部と、
   を有し、
   前記円板部の径方向内方には、吸気口が設けられ、
   前記円板部は、前記円板部の下面において軸方向上方に凹む軸方向凹部を有する、遠心ファン。
2. 前記軸方向凹部は、周方向に複数配置される、請求項１に記載の遠心ファン。
3. 前記軸方向凹部は、軸方向から見て環状である、請求項１に記載の遠心ファン。
4. 前記筒部は、径方向内側面において径方向内方に突出し且つ軸方向に延びる複数の径方向凸部を有し、
   前記径方向凸部の軸方向上端部は、前記円板部の下面に接続される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の遠心ファン。
5. 軸方向から見て、前記インペラの回転方向に対して、前記径方向凸部の回転方向後側面は、径方向内方に向かうにつれて回転方向前方に向かう傾斜面、又は、径方向内方且つ回転方向後方に向って突出する湾曲面である、請求項４に記載の遠心ファン。
6. 複数の前記径方向凸部は、周方向において等間隔に配置される、請求項４又は請求項５に記載の遠心ファン。
7. 前記軸方向凹部と前記径方向凸部とは、周方向に重なって配置される、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の遠心ファン。
8. 前記径方向凸部の軸方向上端部は、前記軸方向凹部に収容される、請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の遠心ファン。
9. 前記第１の間隙の径方向幅が、前記第２の間隙の軸方向幅よりも小さい、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の遠心ファン。
10. 前記インペラは、前記上シュラウドから前記上ケーシングに向って延びる環状の壁部をさらに有し、
    前記上ケーシングの下面には、前記壁部を収容し且つ軸方向上方に凹む環状の壁収容部が設けられ、
    前記壁部及び前記壁収容部は、前記円板部よりも径方向外方に設けられる、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の遠心ファン。
11. 前記壁部及び前記壁収容部はさらに、前記上シュラウドの径方向外端よりも径方向内方に設けられる、請求項１０に記載の遠心ファン。

Images