JP4105085B2 - 遠心式送風機 - Google Patents

Description

本発明は、遠心式送風機に関し、一層詳細には、回転駆動源によって回転駆動して、一方の流体導入口から他方の流体導出口へと流体を強制的に送るために周方向に多数のブレードを一体成形した遠心式送風機に関する。

回転駆動源の回転駆動軸にボス部を形成し、このボス部から延在するプレートと一体的に多数のブレードを形成した遠心式送風機が広汎に用いられている。好適には、自動車の空調装置に多数用いられるに至っている。この種の遠心式送風機は、前記のようにプレートの外周端部に所定の間隔で複数のブレードを一体的に形成して送風ファンを構成している。この場合、前記送風機を構成する送風ファンは、合成樹脂により形成するために、一組の金型が用いられる。前記ブレードは複雑な形状を有するために、これら一組の金型に対して前記ブレードを含む送風ファンを金型から取り出す際、当然に金型の抜き方向とパーティングラインが問題になる。

一般的に、送風ファンの内外、すなわちブレード外周部位を形成する金型とブレード内周部位を形成するための金型とは、抜き方向が反対になる。結局、２つの金型を合わせ用いるために、ブレード表面のパーティングラインの位置に異なる抜き勾配による段差が生じることになり、この段差の存在によって、製品として組み立てられた送風機は、その回転作動時に騒音を発生するに至る。

このような騒音の発生を可及的に回避するために、既に特許文献１として発明「多翼送風ファン」が提案されている。この従来技術では、回転駆動軸に連結されるボス部の外周側に複数のブレードを設けるとともに、各ブレードの径内側部位と径外側部位とを区分する境界域に型割面を持ち、前記ブレードの型割面付近の抜き勾配が他の部位の抜き勾配より小さく設定されるものである。これによって、ブレードを成形した後の型抜きの容易性を確保するとともに、ブレードの成形型の型割面に対応する部位に段差のない形状を形成することから、回転時の騒音の大幅な低減を図ることができるという効果があるといわれている。

前記従来技術を図４に示す。図４によれば、回転駆動源であるモータ２から延在するシャフト４にボス部６が固着され、このボス部６から外周方向へと延在するプレート８の底部１０に周方向に所定間隔離間して複数のブレード１２が一体的に形成され、且つ、このブレード１２の頂部外周部に保持リング１４が固着されて前記ブレード１２の強度を増すように構成されている。

ブレード１２は、径外側１２ａと径内側１２ｂとを備え、径外側１２ａと径内側１２ｂとの間に、図示しない外側の金型と内側の金型との間に形成される型割面１６を有している。この従来技術は、型割面１６の段差を可及的に少なくすることによって、駆動時の騒音の発生を回避しようとするものである。

特開平５−２３１３８４号公報

しかしながら、この従来技術によれば、ブレード１２の径内側１２ｂから径外側１２ａに向けての中間部に前記のとおり型割面１６が形成され、内側の金型の抜き方向Ａと外側の金型の抜き方向Ｂとで型の抜き勾配が逆になるため、型割面１６に対応する部分でブレード１２に段差が生じることは避けられず、且つ、ブレード１２の上端部位近傍とブレード１２の下端部位近傍で同程度の段差が生ぜざるを得ない。このため、前記型割面１６に対応する部分でブレード１２に生ずる段差が原因となって、ブレード１２を通過する流体、例えば、空気の流れが乱されるために、回転駆動時、換言すれば、送風時の騒音が増大し、その送風効率も低下するという欠点がある。

本発明は前記の欠点を克服し、回転駆動時の騒音を可及的に低減するとともに、その送風効率を一層向上させることが可能な遠心式送風機を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、
回転駆動源と、
前記回転駆動源から延在する回転駆動軸に固着され、プレートにより保持された複数のブレードを周方向に有する送風用ファンと、
前記回転駆動源の駆動作用下に回転する前記送風用ファンに流体を導入するための流体導入口と、
前記導入された流体を所定方向へと導出するための流体導出口と、
前記回転駆動軸の端部側に配設される前記流体導入口と、前記ブレードの外側部に配設される前記流体導出口とが形成され、前記送風用ファンを囲繞するケーシングと、
を備え、
前記送風用ファンの前記各ブレードは、前記回転駆動軸側に形成され、前記回転駆動軸の端部側に向かって抜き勾配が設定された第１半部と、前記回転駆動軸から離間する側に形成され、前記回転駆動軸の前記回転駆動源側に向かい、前記第１半部と異なる反対方向の抜き勾配が設定された第２半部とからなり、前記第１半部及び前記第２半部間の段差が零となる位置を、前記流体が通過する前記プレート寄りの部位に設定することを特徴とする。

本発明は、ケーシングに形成された流体導入口から流体導出口にかけて流れる流体がプレート寄りに送られる事実に着目し、互いに異なる方向へと型抜きされて形成されるブレードの第１半部及び第２半部間の段差が零となる位置を、前記プレート寄りとなるように設定している。これによって、流体の流れの中心部分が段差零の部位と対応する位置となるために、回転駆動源の付勢によって生じる騒音が著しく低減され、且つ、送風効率も増すという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態では、自動車に組み込まれる空調システムを一例に挙げて説明するものとする。

図１に示す空調システム２０は、車室外の空気を取り入れる外気取入口２２を有し、外気取入口２２に近接して配置された送風機２４により取り入れられた空気は、エバポレータ２６へと送給される。なお、外気取入口２２には、送風路を切り替えるためのダンパ２８が配設される。

エバポレータ２６の下流側には、ダンパ３６が設けられる。ダンパ３６は、一方においてヒータコア３８に対して空気を送り、他方においてヒータコア３８を経由することなく空気を送給する。ヒータコア３８を経由し、あるいは、前記ダンパ３６によって形成された流体流路を経由して送給された空気は、デフロスター吹出し口４０、胸元吹出し口４２、あるいは、足元吹出し口４６に送給される。なお、デフロスター吹出し口４０及び胸元吹出し口４２と、足元吹出し口４６とには、吹出し口を選択するためのダンパ４４、４８が設けられている。

次に、送風機２４について詳細に説明する。

図２において、送風機２４は、回転駆動源としてのモータ２９を備え、このモータ２９の回転駆動軸５０には、送風ファン３０が固着される。送風ファン３０は、ケーシング３２によって囲繞される。ケーシング３２は、外気取入口２２から空気を導入する空気導入口３３と、導入された空気をエバポレータ２６に対して導出する空気導出口３４とを有する。

送風ファン３０は、ボス部５４を備え、このボス部５４が回転駆動軸５０に対して螺着されている。送風ファン３０は、図２から容易に諒解されるように、断面が中央部分で湾曲して膨出するプレート５６を備え、このプレート５６の中程から下降した部位に複数のブレード５８の下端部が一体となって立設する。なお、各ブレード５８の上端部には、保持部７０が形成される。

ブレード５８は、外側ブレード６０（第１半部）と内側ブレード６２（第２半部）とを有し、外側ブレード６０は、図示しない外側金型によって形成されるものであり、内側ブレード６２は、図示しない内側金型によって形成されるものである。この場合、内側ブレード６２は、矢印Ａ方向へと型抜きされ、外側ブレード６０は、矢印Ｂ方向へと型抜きされるものとする。

このブレード５８において、外側ブレード６０と内側ブレード６２の抜き勾配を図３に示す。なお、図３に示されるブレード５８の構成は、あくまでも理解を容易にするためのものであって、実際の形状とは異なることはいうまでもない。

図２及び図３において、外側ブレード６０は、空気導入口３３側（幅Ｄ３参照）よりもプレート５６側（幅Ｄ４参照）がその肉厚を少なくするように形成される。また、内側ブレード６２は、空気導入口３３側からプレート５６側にかけて幅Ｄ１から幅Ｄ２へと肉厚が増すように形成されている。図３において、参照符号Ｄ０は外側ブレード６０と内側ブレード６２の肉厚が略一致した基準面を示している。

なお、基準面Ｄ０とブレード５８の表面との交線Ｄ０′及びＤ０″は、直線である必要はなく、また、互いに平行である必要もない。すなわち、交線Ｄ０′及びＤ０″は、外側ブレード６０と内側ブレード６２との接続部においてなだらかに連続してさえいればよく、従って、ぞれぞれの交線Ｄ０′及びＤ０″が曲線となるように構成されていてもよい。また、外側ブレード６０及び内側ブレード６２の型抜き勾配面についても同様に、平面ではなく上下方向に湾曲するように構成されていてもよい。

基準面Ｄ０の位置は、空気導入口３３側からプレート５６側までの長さＨに対して、プレート５６寄りに設定されている。すなわち、図３において、ｈ１＞ｈ２である。この場合、長さＨは、例えば、７０ｍｍ、ｈ１は４０ｍｍ、ｈ２は３０ｍｍである。

本実施形態の送風機２４は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用について説明する。

モータ２９を駆動することによって、回転駆動軸５０が回転駆動し、これとともに前記送風ファン３０が回転するに至る。外気取入口２２から送られてくる空気は、ケーシング３２に形成された空気導入口３３から送風ファン３０のブレード５８側へと強制的に移動するに至る。

図２に示すように、この場合の空気は、太い矢印で示すように、プレート５６の面に沿って下側へと強制的に導出させられる。この下降する空気は、プレート５６寄りの部位に設定されたブレード５８の段差のない基準面Ｄ０（図３参照）を中心として流れる。従って、基準面Ｄ０では、外側ブレード６０と内側ブレード６２の段差が零であるために、強い空気の流れはここで何ら騒音の発生の原因となることはなく、また、基準面Ｄ０の近傍（図３では基準面Ｄ０の上下）では、外側ブレード６０及び内側ブレード６２間の段差が極めて小さいため、問題となる騒音が発生することはない。

この結果、送風機２４に送給された空気は、極めて静穏な状態で空気導出口３４へと導出される。また、外側ブレード６０及び内側ブレード６２間の段差による抵抗が小さいため、送風効率も向上するという効果が得られる。

本実施形態の送風機を組み込んだ自動車の空調システムの構成図である。 本実施形態の送風機の概略縦断面説明図である。 図２に示すブレードの抜き勾配を簡明に示す斜視説明図である。 従来技術に係る多翼送風ファンの一部断面側面図である。

符号の説明

２０…空調システム ２４…送風機
２９…モータ ３０…送風ファン
３３…空気導入口 ３４…空気導出口
５６…プレート ５８…ブレード
６０…外側ブレード ６２…内側ブレード

Claims (1)

1. 回転駆動源と、
   前記回転駆動源から延在する回転駆動軸に固着され、プレートにより保持された複数のブレードを周方向に有する送風用ファンと、
   前記回転駆動源の駆動作用下に回転する前記送風用ファンに流体を導入するための流体導入口と、
   前記導入された流体を所定方向へと導出するための流体導出口と、
   前記回転駆動軸の端部側に配設される前記流体導入口と、前記ブレードの外側部に配設される前記流体導出口とが形成され、前記送風用ファンを囲繞するケーシングと、
   を備え、
   前記送風用ファンの前記各ブレードは、前記回転駆動軸側に形成され、前記回転駆動軸の端部側に向かって抜き勾配が設定された第１半部と、前記回転駆動軸から離間する側に形成され、前記回転駆動軸の前記回転駆動源側に向かい、前記第１半部と異なる反対方向の抜き勾配が設定された第２半部とからなり、前記第１半部及び前記第２半部間の段差が零となる位置を、前記流体が通過する前記プレート寄りの部位に設定することを特徴とする遠心式送風機。

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