JP5705805B2 - 遠心式ファン - Google Patents

Description

本発明は遠心式ファンに関し、特に薄型で高出力の遠心式ファンに関する。

図１５は、従来の遠心式ファンの一例を示す斜視図である。図１６は、従来の遠心式ファンの一例を示す側断面図である。

図１５及び図１６に示されるように、遠心式ファン（「遠心ファン」ということもある。）８０１は、一般に、吸い込み口８１３（８３３）と吹き出し口８１９とを有するケーシング８１０内に、羽根車８３０を格納して構成される。羽根車８３０は、モータ８６０の回転軸周りに多数の羽根８５１を配置したものである。遠心式ファン８０１は、吸い込み口８１３（８３３）から吸入された空気を羽根車８３０の中心から翼（羽根）間に流入させ、羽根車８３０の回転に伴う遠心作用による流体力で、空気を羽根車８３０の径外方に向けて吹き出させる。羽根車８３０の外周から外側に吹き出された空気は、ケーシング８１０の吹き出し口８１９から噴出される。

図１６に示されるように、遠心式ファン８０１は、薄型のものである。この遠心式ファン８０１は、ケーシング８１０の略中央部に、羽根車８３０を回転させるためのモータ８６０を有している。モータ８６０は、羽根車８３０にロータヨーク８６３が取り付けられるようにして配置された、アウターロータ型のブラシレスモータである。

このような遠心式ファン８０１は、家電機器、ＯＡ機器、産業機器の冷却、換気、空調や、車両用の送風機などに広く用いられている。遠心式ファン８０１の送風性能と騒音は、羽根車８３０の翼（羽根）形状とケーシング８１０の形状（遠心式ファン８０１の構造）に大きく影響される。

騒音を低減させ、送風性能の向上を図るために、羽根車の形状やケーシングの構造を最適化することが行われており、いろいろな提案がなされている。例えば、翼（羽根）形状を最適化することによって低騒音化を図る遠心式ファンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−２８９２９５号公報

ところで、種々の機器の小型化、薄型化、高密度実装化、そして省エネ化が進む中、そのような機器に搭載される遠心式ファンに対して、高静圧化、高効率化が強く要望されている。また、それと同時に、遠心式ファンの駆動に伴い発生する騒音のレベルを低下させることが必要とされている。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、薄型であって、効率が高く、かつ、騒音の発生を低減できる遠心式ファンを提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、遠心式ファンは、羽根車と、羽根車の上方に位置する上ケーシングと、羽根車の下方に位置する下ケーシングと、上ケーシングと下ケーシングとの間に介装された支柱とを備え、羽根車は、上側シュラウド、下側シュラウド、及び上側シュラウドと下側シュラウドとの間に円周上に配列された複数の羽根を有し、羽根車の回転に伴って、上側シュラウド上部の吸い込み口から導入した流体を羽根車の側方に排出させる遠心式ファンであって、上ケーシングと下ケーシングとが支柱によって組み付けられてケーシングが構成されており、吸い込み口から導入された流体が、上ケーシングと下ケーシングとの間であって支柱を除いた部位に設けられた吹き出し口からケーシングの外方に吹き出され、下側シュラウドは、複数の羽根のそれぞれのうち少なくとも外周側の部位が下ケーシングの上面に面するように、羽根車の回転軸寄りの部分にのみ設けられており、下ケーシングのうち羽根車に対向する面は、吸い込み口から導入した流体を誘導する壁面の一部となり、羽根は、上側シュラウドから羽根車の回転軸に平行な方向に離れるに従って薄くなる形状を有し、羽根は、圧力面側が、上側シュラウドから羽根車の回転軸に平行な方向に離れるに従ってその羽根の負圧面に近づくようなテーパ状に形成されており、上側シュラウド、下側シュラウド、及び複数の羽根は、一体成形により形成されている。

好ましくは、羽根の圧力面は、羽根車の回転軸に対する角度が４度以上１６度以下のテーパ状を成す。

好ましくは、羽根の圧力面は、羽根車の回転軸に対する角度が４度以上８度以下のテーパ状を成す。

好ましくは、羽根の負圧面は、羽根車の回転軸に垂直な水平面に対して垂直な面である。

好ましくは、羽根車の回転軸に垂直な水平面に対して垂直な平面は、底面視で圧力面に対して垂直な平面における断面において、台形形状を有する。

好ましくは、羽根は、羽根車の回転軸が伸びる方向から圧力面をみたとき、圧力面は、少なくとも３つの円弧をつなげてなる形状又は３点を通る複数の高次関数を組み合わせて示される形状を有している。

好ましくは、遠心式ファンは、下ケーシングに取り付けられたモータをさらに備え、モータの回転に伴い羽根車が回転することで、吸い込み口から流体を導入し、その流体を羽根車の側方に排出させる。

これらの発明に従うと、羽根は、上側シュラウドから羽根車の回転軸に平行な方向に離れるに従って薄くなる形状を有している。したがって、薄型であって、効率が高く、かつ、騒音の発生を低減できる遠心式ファンを提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおける遠心式ファンを示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 図２の部分拡大図である。 羽根車の底面図である。 図４のＢ−Ｂ線断面図である。 羽根の圧力面の形状について説明する図である。 羽根の断面を模式的に示す図である。 図４のＣ−Ｃ線断面図である。 図５の部分拡大図である。 本実施の形態の比較例に係る羽根車の底面図である。 図１０のＧ−Ｇ線断面図である。 図１０のＨ−Ｈ断面図である。 テーパ角と、最大静圧の大きさ及び騒音の大きさとの関係を示す第１のグラフである。 テーパ角と、最大静圧の大きさ及び騒音の大きさとの関係を示す第２のグラフである。 従来の遠心式ファンの一例を示す斜視図である。 従来の遠心式ファンの一例を示す側断面図である。

以下、本発明の実施の形態の１つにおける遠心式ファンについて説明する。

図１は、本発明の実施の形態の１つにおける遠心式ファンを示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。

図１から図３を参照して、遠心式ファン１は、ケーシング１０と、羽根車３０と、モータ６０とを備えている。遠心式ファン１は、モータ６０が取り付けられている部分を除き、全体として、平面視で略正方形の直方体状に構成されている。遠心式ファン１は、上下方向の寸法（高さ）が比較的小さい、薄型のものである。羽根車３０は、モータ６０のシャフト６１とともに回転するロータ６３に取り付けられている。遠心式ファン１は、羽根車３０をモータ６０により回転させる。遠心式ファン１は、羽根車３０の回転に伴って、その吸い込み口３３から導入した空気（流体の一例）を、羽根車３０の側方に排出させる。すなわち、吸い込み口３３から導入された空気は、羽根車３０の回転に伴う遠心作用による流体力で、羽根車３０の羽根５１の間を通過し、羽根車３０の径外方に向けて吹き出される。空気は、羽根車３０の側方にあるケーシング１０の吹き出し口１９から排出される。

モータ６０は、例えば、アウターロータ型のブラシレスモータである。モータ６０は、下ケーシング２１の中央部にねじやボルト等の締結部材で装着されている。モータ６０は、下方に向けて開口するカップ状のロータ（ロータヨーク）６３を有している。ロータ６３の側周部の内面には、環状のマグネット６５が取り付けられている。ロータ６３の中央部には、シャフト６１が取り付けられている。

シャフト６１は、ベアリングホルダ６６に装着された一対のベアリング６６ａにより回転可能に支持されている。ベアリングホルダ６６の外周部には、ステータ６７が設けられている。ステータ６７は、積層されたステータコアや、ステータコアに装着された、コイルを巻回したインシュレータなどで構成されている。ステータ６７は、マグネット６５に対して半径方向（図２において左右方向）に所定のギャップを隔てて対向配置されている。ステータ６７は、回路基板６９に接続されている。回路基板６９は、例えばプリント配線基板である。回路基板６９には、モータ６０を制御するための電子部品等が実装されており、モータ６０の駆動回路が搭載されている。

ケーシング１０は、上ケーシング１１と、下ケーシング２１とが組み合わされて構成されている。具体的には、上ケーシング１１と下ケーシング２１とが、平面視で四隅に位置するねじ１４を用いて互いに組み付けられ、ケーシング１０が構成されている。ねじ１４は、例えば、下ケーシング２１側から差し込まれるボルトである。上ケーシング１１と下ケーシング２１とは、例えば、ねじ１４が配される部分で支柱を挟むようにして互いに組み付けられている。なお、このとき、支柱は、上ケーシング１１と下ケーシング２１とのどちらか一方と一体で構成されていてもよい。吹き出し口１９は、例えば、ねじ１４を用いた上ケーシング１１と下ケーシング２１との締結部分を除いたケーシング１０の側部であって、上ケーシング１１と下ケーシング２１との間に設けられている。

羽根車３０は、ケーシング１０内に収められるようにして配置されている。羽根車３０は、全体として円盤形状を有している。羽根車３０の上方には上ケーシング１１が配置されており、下方には下ケーシング２１が配置されている。すなわち、遠心式ファン１は、上ケーシング１１と下ケーシング２１との間に羽根車３０を挟むように保持して構成されている。

羽根車３０は、大まかに、上側シュラウド３１と、下側シュラウド４１と、上側シュラウド３１と下側シュラウド４１との間に配置された複数の羽根５１とを有している。羽根車３０の中央部には、上方に開口する吸い込み口３３が形成されている。吸い込み口３３は、上側シュラウド３１の内側の上端部３５に囲まれることで構成されている。複数の羽根５１は、図１に示されるように、適切な間隔で、円周上に配列されている。

羽根車３０の中央部には、ロータ６３がはめ込まれる下側シュラウド４１が配置されている。下側シュラウド４１の中央部には、ロータ６３が配置されるように形成された円筒部４３が設けられている。ロータ６３は、下側シュラウド４１の中央部に設けられている円筒部４３にはめ込まれており、羽根車３０を保持している。ロータ６３は、吸い込み口３３の内部で、吸い込み口３３の外に向けて、上方に突出するように配置されている。

各羽根５１は、同一の湾曲した形状を有している。羽根５１の具体的な形状については、後述する。上側シュラウド３１、下側シュラウド４１、及び羽根５１は、例えば、合成樹脂を用いて一体成形で形成される。

上ケーシング１１は、例えばエンジニアリングプラスチックなどの樹脂を用いて形成されている。上ケーシング１１の中央部には、開口部１３が形成されている。開口部１３は、平面視で円形である。開口部１３は、羽根車３０に設けられている吸い込み口３３に空気が導入されるように形成されている。開口部１３は、上側シュラウド３１により構成される吸い込み口３３よりわずかに大きい内径を有している。すなわち、本実施の形態において、開口部１３の大きさは、吸い込み口３３の大きさと略同等である。

下ケーシング２１は、例えば、鉄などの金属板を用いて形成されている。下ケーシング２１の中央部には、下方に窪む凹部２３が形成されている。凹部２３は、椀状に形成されている。図２に示されるように、本実施の形態において、凹部２３には、モータ６０と、回路基板６９などのモータ６０の駆動回路とが装着されている。モータ６０は、ねじやボルト等の締結部材で下ケーシング２１に装着されているが、締結部材の代わりにベアリングホルダ６６の下部を凹部２３にカシメ固定して下ケーシング２１に装着した構成であってもよい。

下ケーシング２１の外周部は、軸方向（図２上下方向）に折り曲げられた側板となっている。側板が設けられていることにより、下ケーシング２１の剛性が高められている。

下ケーシング２１の上面のうち、凹部２３の周囲の部分は、羽根車３０の下面に面する隔壁部２９となっている。隔壁部２９は、羽根車３０の下面に近接するように平面状に形成されている。

図２に示されているように、羽根車３０の下側シュラウド４１は、各羽根５１のうち少なくとも外周側の部位が隔壁部２９に面するように、シャフト（羽根車３０の回転軸）６１寄りの部分にのみ設けられている。すなわち、羽根車３０のうち隔壁部２９に対面する部位には、各羽根５１が露出している。下ケーシング２１のうち羽根車３０に対向する面は、吸い込み口３３から導入された空気を側方に誘導する壁面の一部となっている。羽根５１は、軸方向において、隔壁部２９と所定のギャップを隔てて対向配置されている。なお、各羽根５１の下部は、その少なくとも一部分が隔壁部２９側に露出していてもよいし、その全部分が隔壁部２９側に露出していてもよい。

なお、ケーシング１０の中に収納される羽根車３０の外径寸法は、ケーシング１０の一辺の寸法より小さく設定されている。これにより、回転する羽根車３０がケーシング１０の外縁より突出することがなく、羽根車３０の他部材との接触や、接触による破損等が防止されている。

下ケーシング２１は、羽根車３０において空気をガイドする主板としての機能を兼ねると共に、ケーシング１０の基板としての機能も有している。このため、羽根車３０と隔壁部２９との間に形成されたギャップの設定は重要である。ギャップが大きすぎる場合、吸い込み口３３から吸入された空気は、羽根５１の間を通過すると共に、ギャップにも流れてしまう。この結果、羽根車３０から吹き出された空気の圧力が低減し、送風特性が低下する。一方で、ギャップが小さすぎる場合には、次のような問題がある。すなわち、各部品の寸法精度のバラツキが生じると、羽根５１が隔壁部２９に接触してしまう可能性がある。このような接触を防止するためには、各部品の寸法精度を高精度に管理する必要が生じ、遠心式ファン１のコスト高となってしまう。ギャップは、このような問題点を鑑み、適切に設定されている。

次に、羽根車３０の構造について、より具体的に説明する。

図４は、羽根車３０の底面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。

図４及び図５に示されるように、羽根車３０には、例えば７つの羽根５１が配置されている。それぞれの羽根５１は、圧力面５３と負圧面５４とを有している。圧力面５３は、羽根車３０の回転方向の前側に面している。負圧面５４は、圧力面５３とは逆側に面している。

羽根５１は、後向き羽根で、いわゆるターボ型である。羽根５１の形状は、回転方向（図４において、時計回り方向の反対方向：矢印Ｒで示す方向）に対して後向きに湾曲傾斜した形状となっている。各羽根５１の具体的な形状は、例えば次のようである。すなわち、図４に示されるように、羽根車３０の回転軸の伸びる方向から圧力面５３を見たとき、その形は、３種類の円弧をつなげた形状を有している。これらの円弧は、隣り合う円弧同士が正接するようにして接続されている。

本実施の形態において、羽根５１の入口角、出口角、及び反り角は、それぞれ、４５度程度、３０度程度、５５度程度になっている。なお、羽根５１の入口角や出口角、及び反り角は、このような値に限られるものではない。なお、入口角とは、図４に示されている圧力面５３を示す曲線と内周縁（底面視で、羽根車３０の回転軸を中心とし羽根５１の内側の縁部がその円周上に位置するような円）とが接する点における、圧力面５３を示す曲線の接線と内周縁の接線とがなす角であって、９０度以下となる側の角をいう。他方、出口角とは、圧力面５３を示す曲線と外周縁（底面視で、羽根車３０の回転軸を中心とし羽根５１の外側の縁部がその円周上に位置するような円）とが接する点における、圧力面５３を示す曲線の接線と外周縁の接線とがなす角であって、９０度以下となる側の角をいう。反り角は、底面視で、羽根５１の内側の端部と羽根車３０の回転軸とを結ぶ線と、羽根５１の外側の端部と回転軸とを結ぶ線とが成す角である。

図６は、羽根５１の圧力面５３の形状について説明する図である。

圧力面５３の形状は、例えば、次のようにして定められている。すなわち、設計仕様やモータのサイズなどに応じて、内周縁及び外周縁の大きさが決まる。また、設計仕様やＮＺ音などの騒音値を低下させることを鑑みて、入口角、出口角、及び反り角が決定される。そして、底面視で、圧力面５３が通る第１の点〜第４の点が決定される。すなわち、図６に示されるように、第１の点Ｐ１は、出口角の頂点である。第４の点Ｐ４は、入口角の頂点である。第２の点Ｐ２は、外周縁を示す円Ｃ１の同心円であって円Ｃ１に対して３／４のサイズを有する第１の円Ｃ２と、回転軸から第４の点Ｐ４に伸びる直線Ｌ４に対して反り角の３／１０の角度Ａ２をなす直線Ｌ２との交点である。第３の点Ｐ３は、上記第１の円Ｃ２の同心円であって円Ｃ２と内周縁を示す円Ｃ４との中間に位置する第２の円Ｃ３と、直線Ｌ４に対して反り角の３／２０の角度Ａ３をなす直線Ｌ３との交点である。そして、第１の点Ｐ１と第２の点Ｐ２との間、第２の点Ｐ２と第３の点Ｐ３との間、第３の点Ｐ３と第４の点Ｐ４との間を、それぞれ円弧Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で結ぶ。このとき、３つの円弧Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、入口角、出口角が所定の角度になるように、かつ、互いに接続される２つの円弧Ｒ１，Ｒ２、及び円弧Ｒ２，Ｒ３同士が正接関係（２つの円弧の接続点における２つの円弧の接線同士が重なる関係）となるように、描かれる。これにより、圧力面５３の形状が定まる。

負圧面５４は、底面視で、圧力面５３との間隔が羽根車３０の回転軸から離れるにつれて小さくなるように、おおまかに圧力面５３に沿うような湾曲形状を有している。これにより、羽根５１は、翼形状の外径を有している。

なお、羽根車３０の回転軸の伸びる方向から圧力面５３を見たとき、その形は、３点を通る複数の高次関数を組み合わせて示される形状を有していてもよい。

このように、本実施の形態において、羽根５１の圧力面５３の形状が、底面視で３つの円弧により構成されている。これにより、遠心式ファンの高流量化、高静圧化、低騒音化を進めることができる。

ここで、本実施の形態において、各羽根５１の厚みすなわち各羽根５１における圧力面５３と負圧面５４との間隔は、上側シュラウド３１から回転軸に平行な方向に離れるに従って、小さくなっている。換言すると、羽根５１は、隔壁部２９に近づくに従って薄くなるように形成されている。これにより、羽根５１の圧力面５３と、その羽根５１に隣り合う羽根５１の負圧面５４との距離が、隔壁部２９に近づくにつれて大きくなっている。

図７は、羽根５１の断面を模式的に示す図である。図８は、図４のＣ−Ｃ線断面図である。図９は、図５の部分拡大図である。

図７において示されている断面は、回転軸に対して垂直な水平面に対して垂直であって底面視で圧力面５３に対して略垂直な断面におけるものである。図７においてハッチングは省略されている。矢印Ｚは、羽根車３０の回転軸に平行な方向（上方）を示す。図８も、図７におけるものと同様の断面（図４のＣ−Ｃ線断面）について示すものである。

圧力面５３は、上側シュラウド３１に近づくにつれて羽根５１の外周側（図７において左側）に近づくように負圧面５４から離れている。換言すると、羽根５１は、テーパ状の圧力面５３を有している。本実施の形態において、すべての羽根５１の、内側から外側までの全域において、このようなテーパ状となるように圧力面５３が設けられている。

図７において、角度θは、羽根車３０の回転軸に対する、圧力面５３の傾きすなわちテーパ角を示す。本実施の形態において、羽根５１のうち、負圧面５４は、図７に示されるような断面において回転軸に略平行になっている。すなわち、負圧面５４は、羽根車３０の回転軸に垂直な水平面に対して、垂直な面となるように形成されている。

羽根５１の下端部は、図７に示される断面において、略水平（図７の矢印Ｚに垂直な平面に対して平行）になっている。これにより、羽根５１は、図７や図８に示されているような断面において、台形形状を有している。

ここで、本実施の形態において、各羽根５１の圧力面５３のテーパ角（図７においてθで示す角度）は、例えば、４度〜８度程度に設定されている。これにより、圧力面５３のテーパ角が０度である場合（すなわちテーパ角がない場合）と比べて、高静圧を確保しつつ、騒音値を低減できる。

図１０は、本実施の形態の比較例に係る羽根車５３０の底面図である。図１１は、図１０のＧ−Ｇ線断面図である。図１２は、図１０のＨ−Ｈ断面図である。

図１０から図１２のそれぞれは、本実施の形態の羽根車５０に対する比較例に係る羽根車５３０を示すものである。すなわち、羽根車５３０は、圧力面５３のテーパ角が０度である羽根５５１を有する点で、羽根車３０と相違する。その他の部分の形状、構造は、羽根車５３０と羽根車３０とで同じである。すなわち、羽根車５３０において、各羽根５５１は、圧力面５３と負圧面５４とが、共に、略垂直な曲面となるように構成されている。

図１３は、テーパ角と、最大静圧の大きさ及び騒音の大きさとの関係を示す第１のグラフである。図１４は、テーパ角と、最大静圧の大きさ及び騒音の大きさとの関係を示す第２のグラフである。

図１３及び図１４のグラフは、大まかに、次の仕様の遠心式ファン１について、羽根５１の圧力面５３側のテーパ角を比較例の０度から、２度、４度、８度、１６度，２４度と変化させながら、最大静圧の大きさと騒音の大きさを測定したものである。データに基づくものである。このとき、遠心式ファン１の吸い込み口３３側の羽根５１の高さＨは、１３．５ミリメートルである。また、吹き出し口１９側の羽根５１の高さｈは、６ミリメートルである。

図１３は、モータ６０の回転数（デューティ比）が略同一となるように制御したうえで、圧力面５３のテーパ角の変化に対する最大静圧の大きさ（図１３の上段のグラフ）と、騒音の大きさ（図１３の下段のグラフ）とを示したものである。

図１３に示されるように、最大静圧の大きさは、比較例（テーパ角：０度）と比べて、テーパ角が４度以上であるときに、飛躍的に大きくなる。テーパ角が４度以上の範囲では、最大静圧は略一定である。これに対して、騒音の大きさは、テーパ角が４度以上８度以下の範囲では比較例と同程度であるかそれより小さくなるが、テーパ角が８度よりも大きくなると、徐々に上昇する。テーパ角が１６度程度では、騒音は比較例よりそれほど大きくならないが、テーパ角が２４度になると、騒音は比較例より相当大きくなるといえる。

図１４は、最大静圧が略一定となるように羽根車３０の回転数を調整した場合の、圧力面５３のテーパ角の変化に対する騒音の大きさを示したものである。騒音の大きさの値は、測定されたものである。すなわち、上段のグラフにおいては、各テーパ角において、最大静圧がおよそ９６０Ｐａ〜９７０Ｐａになるように制御されたことが示されている。そして、下段のグラフにおいては、そのとき遠心式ファン１で発生する騒音の大きさが示されている。

図１４の下段のグラフを参照して、本実施の形態において、圧力面５３のテーパ角が１６度以下であるときには、騒音値は、比較例と比較して、同等程度か、比較例よりも小さくなる。特に、図１４において破線で囲んで示されているように、テーパ角が４度以上８度以下であるときには、騒音値の大きさは、比較例よりも相当小さくなっている。

このように、本実施の形態では、羽根５１の圧力面５３にテーパ角が設けられ、圧力面５３がテーパ状になるように構成されている。図１３や図１４に示されているデータからわかるように、圧力面５３をテーパ状にすることにより、羽根車３０を用いた遠心式ファン１において、最大静圧を高くし、騒音の発生を抑えることができる。したがって、遠心式ファン１を、薄型であって、効率が高く、かつ、騒音の発生が抑えられたものとすることができる。このとき、テーパ角は、およそ４度以上１６度以下とすれば、より効果的に、上述の効果を得ることができる。テーパ角は、好ましくは、４度以上８度以下とすれば、騒音低減効果をより効果的に得ることができ、騒音値を悪化させることなく、最大静圧を大きくすることができる。

各羽根５１は、圧力面５３が底面視で３以上の円弧の組合せ、または高次間数曲線となるように構成されている。したがって、空気の流れに沿った効率の良い羽根形状の作成が可能となり、高流量・高静圧化・低騒音化につながるという効果がある。

［その他］

羽根の内側から外側までの領域のうち、一部分のみにおいて、圧力面がテーパ状になっていてもよい。また、羽根の下端部（隔壁部側の部位）においては圧力面が負圧面と略同様に水平面に略垂直な面となり、圧力面のうち上側シュラウドに近い部位のみがテーパ状となるように構成されていてもよい。また、複数の羽根のうち、いくつかの数の羽根においてのみ、圧力面がテーパ状となるように構成されていてもよい。

羽根の圧力面は、上述の図７のような断面において直線的に示されるようなテーパ状のものに限られない。例えば、圧力面が、上述のような断面において、若干湾曲しながら、隔壁部に近づくにつれて負圧面に近づくように形成されていてもよい。

底面視における羽根の圧力面の形状は、上述のような３つの円弧をつなげた形状でなくても良いし、３点を通る高次関数を組み合わせたものではなくてもよい。適宜、所望の要件を満足するような形状となるように羽根が形成されていればよい。

負圧面は、上述のように水平面に対して略水平になっていなくても良い。例えば、負圧面も、圧力面と同様に、若干傾いていてもよい。

ケーシングの形状は、平面視で略正四角形に限定されるものではない。ケーシングは、多角形、円形、非対称形状を含め、任意のどのような形状であってもよい。上ケーシングと下ケーシングとの締結箇所は、平面視で上ケーシングの四隅の内側に限られない。例えば、上ケーシングの平面視で略正方形をなす外周縁から外方に突出するように、上ケーシングに連接して設けられた箇所に、上ケーシングと下ケーシングとを結合するためのねじや支柱等が設けられていてもよい。

なお、上ケーシングと下ケーシングとを締結する箇所において、上ケーシングと下ケーシングとの間に支柱を設ける場合には、支柱の形状は、例えば次のようにすればよい。すなわち、支柱は、上ケーシングと下ケーシングとを結合するためのねじを貫通させることができる程度の大きさを有する略円筒形状とすればよい。このような形状の支柱を用いることにより、羽根車から吹き出された空気が、ほとんど抵抗を受けることなく、ケーシングの側面から外方に吹き出されるので、遠心式ファンの低騒音化を図ることができる。

下ケーシングは、例えば樹脂材料など、金属板以外を用いて構成されていてもよい。上ケーシングと下ケーシングとは一体に形成されていてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 遠心式ファン
１１ 上ケーシング
１９ 吹き出し口
２１ 下ケーシング
２３ 凹部
２９ 隔壁部
３０ 羽根車
３１ 上側シュラウド
３３ 吸い込み口
４１ 下側シュラウド
５１ 羽根
５３ 圧力面
５４ 負圧面
６０ モータ
６１ シャフト（羽根車の回転軸の一例）
６３ ロータ
θ テーパ角

Claims (7)

1. 羽根車と、
   前記羽根車の上方に位置する上ケーシングと、
   前記羽根車の下方に位置する下ケーシングと、
   前記上ケーシングと前記下ケーシングとの間に介装された支柱とを備え、
   前記羽根車は、上側シュラウド、下側シュラウド、及び前記上側シュラウドと下側シュラウドとの間に円周上に配列された複数の羽根を有し、
   前記羽根車の回転に伴って、前記上側シュラウド上部の吸い込み口から導入した流体を前記羽根車の側方に排出させる遠心式ファンであって、
   前記上ケーシングと前記下ケーシングとが前記支柱によって組み付けられてケーシングが構成されており、前記吸い込み口から導入された流体が、前記上ケーシングと前記下ケーシングとの間であって前記支柱を除いた部位に設けられた吹き出し口から前記ケーシングの外方に吹き出され、
   前記下側シュラウドは、前記複数の羽根のそれぞれのうち少なくとも外周側の部位が前記下ケーシングの上面に面するように、前記羽根車の回転軸寄りの部分にのみ設けられており、
   前記下ケーシングのうち前記羽根車に対向する面は、前記吸い込み口から導入した流体を誘導する壁面の一部となり、
   前記羽根は、前記上側シュラウドから前記羽根車の回転軸に平行な方向に離れるに従って薄くなる形状を有し、
   前記羽根は、圧力面側が、前記上側シュラウドから前記羽根車の回転軸に平行な方向に離れるに従ってその羽根の負圧面に近づくようなテーパ状に形成されており、
   前記上側シュラウド、前記下側シュラウド、及び前記複数の羽根は、一体成形により形成されている、遠心式ファン。
2. 前記羽根の圧力面は、前記羽根車の回転軸に対する角度が４度以上１６度以下のテーパ状を成す、請求項１に記載の遠心式ファン。
3. 前記羽根の圧力面は、前記羽根車の回転軸に対する角度が４度以上８度以下のテーパ状を成す、請求項１又は２に記載の遠心式ファン。
4. 前記羽根の負圧面は、前記羽根車の回転軸に垂直な水平面に対して垂直な面である、請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心式ファン。
5. 前記羽根は、前記羽根車の回転軸に垂直な水平面に対して垂直な平面であって、底面視で圧力面に対して垂直な平面における断面において、台形形状を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の遠心式ファン。
6. 前記羽根は、前記羽根車の回転軸が伸びる方向から圧力面をみたとき、前記圧力面は、少なくとも３つの円弧をつなげてなる形状又は３点を通る複数の高次関数を組み合わせて示される形状を有している、請求項１から５のいずれか１項に記載の遠心式ファン。
7. 前記下ケーシングに取り付けられたモータをさらに備え、
   前記モータの回転に伴い前記羽根車が回転することで、前記吸い込み口から流体を導入し、その流体を前記羽根車の側方に排出させる、請求項１から６のいずれか１項に記載の遠心式ファン。

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