JP6340225B2 - 遠心ファン - Google Patents

Description

本発明は、例えば空調装置の送風機等に配設される遠心ファンに関するものである。

従来より、例えば特許文献１、２に開示されているように、送風機は、遠心ファン及びモーターと、遠心ファンを収容するケーシングとを備えており、ケーシングの空気導入口から導入された空気を吐出するように構成されている。遠心ファンは、モーターの回転軸が嵌入した状態で固定されるボス状の軸固定部と、軸固定部から径方向に延びる主板部と、主板部の外周側に設けられた複数の羽根とを有している。主板部は、径方向内側が外側よりも上に位置するようにコーン状に形成されている。主板部の下側にはモーターが配設されている。

特許文献１では、主板部における軸固定部の近傍に穴を設けている。また、特許文献２では、主板部における羽根近傍から軸固定部近傍に亘って大きな穴を設けている。

特開２００３−２１４３８６号公報 特許第５２２３２５０号公報

特許文献１、２のように主板部に穴を形成することで、主板部の下側に配設されているモーターの冷却性を高めることができる。その他にも、穴を設けることで主板部の剛性が適度に低下するので、モーターの回転軸と遠心ファンの軸固定部との嵌合力を強すぎない範囲に設定できたり、電磁音の低減もできる。さらに、遠心ファンを軽量化することもできる。

ところが、例えばケーシングの空気導入口に水が入ることが考えられる。特に、自動車等に搭載される車両用空調装置では、雨水や洗車時の水がケーシングの空気導入口に入りやすい。空気導入口から入った水は、遠心ファンに達し、主に主板部に付着することになる。特許文献１、２の遠心ファンは、主板部に穴が形成されていて、その下側にモーターが配設されているので、主板部に付着した水が穴からモーターへ向けて流れてモーターの内部に水が浸入し、モーターの損傷を引き起こす恐れがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、遠心ファンの主板部に穴を形成する場合に、主板部に水が付着してもその水がモーターの内部に浸入しないようにしてモーターの損傷を防止することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、水がモーター側へ向けて流れないようにするための案内部を設けた。

第１の発明は、
空気導入口が形成されたケーシング内に配設され、下方に配設されるモーターによって回転駆動される遠心ファンにおいて、
上記モーターの回転軸が下方から嵌入した状態で固定される軸固定部と、
上記軸固定部から径方向外方に延びる主板部と、
上記主板部の外周側に設けられた複数の羽根とを備え、
上記主板部は、上記軸固定部から径方向外方に向かい、かつ、下方へ延びるコーン状に形成されたコーン形状部と、該コーン形状部の外縁部から径方向に延出する延出板部とを備え、上記コーン形状部の内方に上記モーターが配設され、
上記延出板部には、上記主板部の周方向に長い長穴からなる貫通穴が設けられ、
上記コーン形状部の外縁部には、下方へ延びるとともに上記主板部の周方向全周に亘って延びる環状板部からなり、上記貫通穴から下方へ流れる水を上記モーターよりも径方向外方に案内するための案内部が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、遠心ファンの主板部に貫通穴を設けているので、モーターの冷却性が高まるとともに、モーターの回転軸と遠心ファンの軸固定部との嵌合力を強すぎない範囲に設定することが可能になり、また、電磁音の低減もされる。さらに、遠心ファンが軽量化される。

そして、ケーシングの空気導入口から入った水が遠心ファンの主板部に付着して貫通穴から下方へ流れることがあるが、このとき、水は主板部の案内部によってモーターよりも外方に案内されるので、モーターの内部に水が浸入しなくなる。

また、主板部に付着した水は、コーン形状部によって径方向外方及び下方へ流れていき、延出板部の貫通穴から下方へ流れる。このとき、コーン形状部の外縁部に案内部があるので、貫通穴から流れた水がコーン形状部の内方に配設されているモーターに付着しなくなる。

また、コーン形状部の外縁部まで流れてきた水が案内部によって下方へ案内されるので、コーン形状部からスムーズに排水される。

また、貫通穴が主板部の周方向の広い範囲に開口するので、例えばモーターの冷却性がより一層高まる。そして、案内部が主板部の周方向全周に亘っているので、広い範囲に貫通穴が設けられている場合であってもモーターの内部に水が浸入しなくなる。

第１の発明によれば、遠心ファンの主板部に貫通穴を設けるとともに、貫通穴から下方へ流れる水をモーターよりも外方に案内する案内部を設けたので、主板部に付着した水がモーターの内部に浸入しないようにすることができ、モーターの損傷を防止できる。

また、主板部のコーン形状部の内方にモーターを配設するようにし、そのコーン形状部の外縁部に案内部を設けたので、貫通穴から流れた水がモーターに付着しないようにすることができる。

また、案内部がコーン形状部の外縁部において下方へ延びているので、コーン形状部の外縁部まで流れてきた水をスムーズに排水できる。

また、貫通穴を主板部の周方向に長い長穴としたのでモーターの冷却性をより一層高めることができ、この場合に、案内部が主板部の周方向全周に亘っているので、モーターの損傷を防止できる。

実施形態に係る送風機の斜視図である。 モーターと一体化した遠心ファンの部分断面図である。 遠心ファンの平面図である。 図５におけるIV−IV線に相当する遠心ファンの部分断面図である。 遠心ファンの底面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る送風機１の斜視図である。この実施形態では、送風機１が車両用空調装置の送風機を構成している場合について説明する。車両用空調装置は、図示しないが、熱交換器や各種ダンパを収容した空調ユニットを備えており、送風機１は空調ユニットに空調用空気を送るためのものである。

送風機１は、車室内に搭載されるケーシング１０と、図２に示すようにケーシング１０に収容される遠心ファン２０と、遠心ファン２０を回転駆動するモーター３０とを備えている。ケーシング１０は、車室の前端部に配設されているインストルメントパネル（図示せず）の内部に上記空調ユニットと共に収容される。

図１に示すように、ケーシング１０は、車両の左右方向に分割された左側部材１１と右側部材１２とを組み合わせて構成されている。ケーシング１０の上部前側には、外気取入ダクト１３が車両前側へ延びるように形成されている。外気取入ダクト１３の上流端には、外気導入口（空気導入口）１３ａが設けられている。外気導入口１３ａは、図示しないが、車体のカウルに形成された外気口に接続されて車室外の空気を取り入れることが可能になっている。また、ケーシング１０の上部後側には、複数の内気導入口１５が設けられている。内気導入口１５は車室内に開口しており、車室内の空気を取り入れることが可能になっている。

図示しないが、ケーシング１０の内部には、内外気切替ダンパが配設されている。この内外気切替ダンパは、外気導入口１３ａと内気導入口１５の一方を閉塞して他方を開放するように構成された周知のものである。内外気切替ダンパの動作により、外気導入口１３ａが開放されて内気導入口１５が閉塞された外気取入モードと、外気導入口１３ａが閉塞されて内気導入口１５が開放された内気取入モードとに切り替えられる。

ケーシング１０には、エアフィルタ（図示せず）が収容されている。図１における符号１６は、エアフィルタの挿入孔（図示せず）を開閉するための蓋である。

ケーシング１０の下部には、スクロールケーシング１０ａが設けられている。スクロールケーシング１０ａは、遠心ファン２０を収容するためのものであり、遠心ファン２０の周囲を囲む筒状に形成されている。遠心ファン２０の周囲とスクロールケーシング１０ａ内面との間には、遠心ファン２０から吹き出した空気が流通するようになっている。

ケーシング１０の下部右側には、空調ユニットに接続されるダクト１４が形成されている。ダクト１４の端部には開口部１４ａが設けられている。この開口部１４ａが空調ユニットの内部に連通している。

ケーシング１０の底壁部には図示しないが遠心ファン２０を収容するファン収容口が形成されている。ファン収容口は、遠心ファン２０の外形状よりも大きめの略円形であり、図２に示す閉塞板１７によって閉塞されるようになっている。閉塞板１７は、略水平に延びる状態でケーシング１０の底壁部に固定されるようになっている。

閉塞板１７には、モーター３０が固定されている。モーター３０は、遠心ファン２０の下方に配設されるものであり、モーターケース３１と、ローター等を含む内部機構３２と、回転軸３３と、冷却風ダクト３４とを備えている。モーター３０は、回転軸３３が上下方向に延びる姿勢状態となるように閉塞板１７に取り付けられている。モーターケース３１は、閉塞板１７の下面から下方へ突出するように配設されている。このモーターケース３１には、内部機構３２の下部が収容されている。内部機構３２の上部は閉塞板１７の上面から上方へ突出するように配設されている。また、回転軸３３は平面視で閉塞板１７の略中央に位置付けられ、内部機構３２の上端から上方へ突出している。また、冷却風ダクト３４は、閉塞板１７よりも下方に配設されており、モーター３０の内部に冷却風を供給するためのものである。

図３〜図５に示すように、遠心ファン２０は、モーター３０の回転軸３３が固定される軸固定部２１と、軸固定部２１から径方向外方に延びる主板部２２と、主板部２２の外周側に設けられた複数の羽根２５とを備えている。軸固定部２１、主板部２２及び羽根２５は、樹脂材により一体成形されている。

軸固定部２１は、上下方向に延びる円筒状に形成されている。軸固定部２１の長さは、モーター３０の回転軸３３における内部機構３２の上端部からの突出長さよりも若干短く設定されている。これにより、回転軸３３の上端部が軸固定部２１の上端部から僅かに突出することになる。

軸固定部２１の孔部２１ａの径は、回転軸３３の外径よりも若干小さめに設定されている。回転軸３３は、軸固定部２１の孔部２１ａに下方から嵌入した状態とされ、回転軸３３の外面と孔部２１ａの内面との間の摩擦力によって軸固定部２１との間で相対的な回転が起こらないようになっている。

主板部２２は、コーン形状部２３と、延出板部２４とを有しており、主板部２２の肉厚は、軸固定部２１の肉厚よりも薄く設定されている。延出板部２４は、コーン形状部２３の外縁部から軸固定部２１の径方向に延出して環状に延びる円盤状をなしている。延出板部２４の内周側には、４つの貫通穴２４ａが軸固定部２１の周方向に互いに間隔をあけて設けられている。各貫通穴２４ａは互いに同じ形状であり、この実施形態では軸固定部２１の周方向に長い長穴となっている。また、貫通穴２４ａは軸固定部２１の中心部分を中心とした円弧状に延びている。貫通穴２４ａが４つ設けられているので、コーン形状部２３と延出板部２４とは４箇所で連結された状態になる。

尚、貫通穴２４ａの数は上記した数に限られるものではなく、３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。また、貫通穴２４ａの形状は、例えば丸穴や多角形の穴であってもよい。

貫通穴２４ａを形成したことで、主板部２２の下側に配設されているモーター３０の冷却性が高まる。また、主板部２２の剛性が適度に低下するので、モーター３０の回転軸３３と遠心ファン２０の軸固定部２１との嵌合力を強すぎない範囲に設定することや、電磁音を低減することも可能になる。さらに、遠心ファン２０を軽量化することもできる。

延出板部２４の上面には、貫通穴２４ａよりも外周側に多数の羽根２５が互いに周方向に間隔をあけて設けられている。羽根２５は延出板部２４の上面から上方へ延びている。また、図３に示すように遠心ファン２０の平面視で、羽根２５は湾曲している。

遠心ファン２０の上部の外周側には、羽根２５の上端部同士を連結するための環状部２６が設けられている。環状部２６は、羽根２５の上部を径方向外側から囲むように形成されており、環状部２６の内周部が各羽根２５の上端部と一体化している。また、環状部２６の下面には多数のリブ２６ａが羽根２５の配設位置に対応するように設けられている。各リブ２６ａは、羽根２５の上端部に連なるように形成されている。

コーン形状部２３は、軸固定部２１の外面の上下方向中間部から径方向外方に向かい、かつ、下方へ延びている。このコーン形状部２３の下方にモーター３０の内部機構３２の上部が収容されるようになっている。

コーン形状部２３の基部２３ａは、軸固定部２１の径方向に延出する形状となっている。コーン形状部２３の中間部２３ｂは、基部２３ａの外縁部から斜め下方へ延びるとともに、緩やかに湾曲している。中間部２３ｂの外縁部は、遠心ファン２０の下面よりも僅かに上に位置している。コーン形状部２３の外縁部には、本発明の案内部２３ｃが設けられている。案内部２３ｃは、貫通穴２４ａから下方へ流れる水をモーター３０の内部機構３２よりも径方向外方に案内するためのものである。

案内部２３ｃは、コーン形状部２３の外縁部において下方へ延び、かつ、軸固定部２１の中心部分を中心として環状に延びる環状板部で構成されている。つまり、案内部２３ｃは、主板部２２の周方向全周に亘って設けられている。案内部２３ｃの外周面は、貫通穴２４ａの縁部を構成している。

案内部２３ｃの外径は、モーター３０の閉塞板１７から上方へ突出する部分（内部機構３２）の外径よりも大きく設定されている。具体的には、案内部２３ｃがモーター３０の内部機構３２から径方向外方へ離間するように形成されている。この案内部２３ｃとモーター３０の内部機構３２との離間距離は、主板部２２の上面の水が貫通穴２４ａから案内部２３ｃに沿って下方へ流れたとしても、その水がモーター３０の内部機構３２には付着しないように、案内部２３ｃと内部機構３２とが十分に離れるように設定されている。また、案内部２３ｃの下端面は、延出板部２４の下面と略同一高さに位置している。

次に、上記のように構成された送風機１の作動時について説明する。モーター３０に電圧を印加すると遠心ファン２０が回転する。遠心ファン２０の回転により、外気導入口１３ａから外気、または内気導入口１５から内気が導入されて遠心ファン２０の上方から遠心ファン２０に吸い込まれた後、羽根２５の間からスクロールケーシング１０ａに吹き出す。スクロールケーシング１０ａに吹き出した空気は、ダクト１４の開口部１４ａから空調ユニットに送られる。

このとき、例えば外気取入モードとされて外気導入口１３ａが開放されていると、雨水や洗車時の水がケーシング１０内に入ってくることがある。ケーシング１０内に入った水は、遠心ファン２０の主板部２２の上面に付着する。この主板部２２が径方向外側へ向かって下降傾斜しながら延びているので、付着した水は延出板部２４に向けて流れていく。延出板部２４には貫通穴２４ａが設けられているので、延出板部２４に流れた水は貫通穴２４ａから下方へ流れることになる。

貫通穴２４ａの周縁部には、下方へ延びる案内部２３ｃが設けられているので、水が案内部２３ｃにより、モーター３０よりも外方に案内されながら下方へ流れるので、モーター２０の内部に水が浸入しなくなる。

以上説明したように、この実施形態に係る遠心ファン２０によれば、遠心ファン２０の主板部２２に貫通穴２４ｃを設けるとともに、貫通穴２４ｃから下方へ流れる水をモーター３０よりも外方に案内する案内部２３ｃを設けたので、主板部２２に付着した水がモーター３０の内部に浸入しないようにすることができ、モーター３０の損傷を防止できる。

尚、上記実施形態では、本発明を車両用空調装置の送風機１に適用した場合について説明したが、これに限らず、本発明は、例えば各種空調装置や空気清浄機等の送風機、冷却装置の送風機等に適用することができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る遠心ファンは、例えば空調装置の送風機に使用することができる。

１ 送風機
２０ 遠心ファン
２１ 軸固定部
２２ 主板部
２３ コーン形状部
２３ｃ 案内部
２４ 延出板部
２４ａ 貫通穴
２５ 羽根
３０ モーター
３３ 回転軸

Claims (1)

1. 空気導入口が形成されたケーシング内に配設され、下方に配設されるモーターによって回転駆動される遠心ファンにおいて、
   上記モーターの回転軸が下方から嵌入した状態で固定される軸固定部と、
   上記軸固定部から径方向外方に延びる主板部と、
   上記主板部の外周側に設けられた複数の羽根とを備え、
   上記主板部は、上記軸固定部から径方向外方に向かい、かつ、下方へ延びるコーン状に形成されたコーン形状部と、該コーン形状部の外縁部から径方向に延出する延出板部とを備え、上記コーン形状部の内方に上記モーターが配設され、
   上記延出板部には、上記主板部の周方向に長い長穴からなる貫通穴が設けられ、
   上記コーン形状部の外縁部には、下方へ延びるとともに上記主板部の周方向全周に亘って延びる環状板部からなり、上記貫通穴から下方へ流れる水を上記モーターよりも径方向外方に案内するための案内部が設けられていることを特徴とする遠心ファン。

Images