JP6593538B2 - 遠心送風機 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照

本出願は、２０１６年７月２７日に出願された日本特許出願番号２０１６−１４７５４８号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

本開示は、ターボファンを備える遠心送風機に関するものである。

特許文献１に、ターボファンを備える遠心送風機が開示されている。特許文献１の遠心送風機は、２次元形状の翼によって流入空気の翼からの剥離発生を低減することを目的としている。この目的を達成するため、特許文献１の遠心送風機は、翼のファン吸込口側、すなわち、翼のうち回転軸方向の一方側に位置する一方側部位の翼弦線が、翼の主板部側、すなわち、翼のうち回転軸方向の他方側に位置する他方側部位の翼弦線よりも回転方向側にオフセットされている。なお、この遠心送風機では、翼が２次元形状であるため、翼の一方側部位の全部が、翼の他方側部位に対して回転軸方向で重複している。

特開２０１３−６０９１６号公報

しかし、本発明者の検討の結果、上記した従来のターボファンであっても、シュラウドリング付近において、空気流れの翼からの剥離発生の低減が不十分であることがわかった。このため、上記した従来のターボファンは、騒音の低減効果が不十分である。

本開示は、従来の遠心送風機と比較して、シュラウドリング付近での空気流れの翼からの剥離を低減できる遠心送風機を提供することを目的とする。

本開示の１つの観点によれば、
空気を吹き出す遠心送風機は、
回転軸と、
回転軸に固定され、回転軸とともに回転するターボファンとを備え、
ターボファンは、
回転軸のまわりに配置された複数枚の翼と、
複数枚の翼のそれぞれの回転軸方向の一方側に位置する一方側翼端部に連結され、空気が吸い込まれる吸気孔が形成されたシュラウドリングと、
複数枚の翼のそれぞれの回転軸方向の他方側に位置する他方側翼端部に連結された他端側側板とを有し、
複数枚の翼のそれぞれは、翼のうちターボファンの回転方向の前方側に位置する第１翼面を有し、
さらに、複数枚の翼のそれぞれは、翼のうちターボファンの径方向で最も内側の最内周縁部から翼のうち最内周縁部よりも径方向での外側にある所定位置までの範囲において、回転軸方向の一方側に位置する一方側部位の少なくとも一部が、一方側部位よりも回転軸方向の他方側に位置する他方側部位における前記翼面よりも回転方向の前方側に位置するように、翼が傾いている。

これによれば、複数枚の翼のそれぞれの最内周縁部を含む範囲において、一方側部位が他方側部位よりも回転方向の前方側に位置するように、翼が傾いている。これにより、一方側部位における流入空気に対する翼の働きを改善することができる。このため、従来の遠心送風機と比較して、シュラウドリングの付近での空気流れの翼からの剥離を低減することができる。

第１実施形態における送風機が配置された車両用シートの側面および一部断面を示す図である。 第１実施形態における送風機の斜視図である。 図２中のIII−III線断面図である。 図３中のターボファンの上面図である。 図３中のターボファンの斜視図である。 第１実施形態における送風機のロータ格納部周辺の拡大断面図である。 第１実施形態における送風機のロータ格納部周辺の拡大断面図であって、図６とは異なる切断位置での断面図である。 第１実施形態におけるファン本体部材の断面図である。 第１実施形態におけるファン径方向の内側から見た翼の前縁側部分の斜視図である。 図４に対応するターボファンの上面図中に、翼の最内周縁部に接する仮想内接円および翼の一方側縁部に接する仮想内接円を示す図である。 図８中のX−X線断面図に対して、図８中のXａ−Xａ線断面図が重ね合わされた図である。 第１実施形態における送風機の製造工程を示すフローチャートである。 第１実施形態における翼上部の断面図に対して、比較例１の翼上部の断面図が重ね合わされた図である。 比較例１におけるターボファンの上面図である。 第１実施形態の送風機と比較例１の送風機のそれぞれについて、同じ測定条件で騒音を測定した結果を示す図である。 第１実施形態の送風機における前縁側部分の傾け角度と騒音の大きさの関係を示す図である。 第２実施形態におけるターボファンの下面図である。 図１６中のXVII部の拡大図である。 第２実施形態におけるターボファンの要部の断面図である。 他の実施形態におけるターボファンの要部の断面図である。 他の実施形態における送風機の断面図である。

以下、本開示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、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の送風機１０は、車両用のシート空調装置に用いられる。送風機１０は、乗員が着座するシートＳ１の内部に収容される。送風機１０は、シートＳ１の乗員側の表面から空気を吸い込む。送風機１０は、シートＳ１の内部で空気を吹き出す。送風機１０から吹き出された空気は、シートＳ１のうち乗員側の表面以外の部位から放出される。

図２および図３に示すように、送風機１０は遠心送風機である。詳細には、送風機１０はターボ型送風機である。図３に示すように、送風機１０は、ケーシング１２、回転軸１４、回転軸ハウジング１５、電動モータ１６、電子基板１７、ターボファン１８、ベアリング２８、およびベアリングハウジング２９等を備えている。なお、図３中の矢印ＤＲａは、ファン軸心方向を示している。ファン軸心ＣＬは、回転軸１４の軸心と一致する。ファン軸心方向は、回転軸方向とも呼ばれる。図３中の矢印ＤＲｒは、ファン径方向を示している。また、図３は、送風機１０の構成要素の正確な位置関係を図示していない。送風機１０の構成要素の正確な位置関係については、図６、８等の他の図に示されている。

ケーシング１２は、送風機１０の筐体である。ケーシング１２は、電動モータ１６、電子基板１７、およびターボファン１８を、送風機１０外部の塵および汚れから保護する。そのために、ケーシング１２は、電動モータ１６、電子基板１７、およびターボファン１８を収容している。また、ケーシング１２は、第１ケース部材２２と第２ケース部材２４とを有している。

第１ケース部材２２は、樹脂で構成されている。第１ケース部材２２は、ターボファン１８よりも大径であって略円盤形状である。第１ケース部材２２は、第１カバー部２２１と、第１周縁部２２２とを有している。

第１カバー部２２１は、ターボファン１８に対しファン軸心方向ＤＲａにおける一方側に配置されている。第１カバー部２２１の内周側には、第１カバー部２２１をファン軸心方向ＤＲａに貫通した空気吸入口２２１ａが形成されている。空気は、この空気吸入口２２１ａを介してターボファン１８へ吸い込まれる。また、第１カバー部２２１は、その空気吸入口２２１ａの周縁を構成するベルマウス部２２１ｂを有している。このベルマウス部２２１ｂは、送風機１０の外部から空気吸入口２２１ａへ流入する空気を円滑に空気吸入口２２１ａ内へと導く。第１周縁部２２２は、ファン軸心ＣＬまわりにおいて第１ケース部材２２の周縁を構成している。

図２に示すように、第１ケース部材２２は、複数本の支柱２２３を有している。複数本の支柱２２３は、ファン径方向ＤＲｒにおいてターボファン１８よりも外側に配置されている。そして、第１ケース部材２２および第２ケース部材２４は、支柱２２３の先端が第２ケース部材２４に突き当てられた状態で結合されている。

第２ケース部材２４は、第１ケース部材２２と略同じ直径の略円盤形状を成している。第２ケース部材２４は、樹脂で構成されている。第２ケース部材２４は、鉄やステンレス等の金属で構成されていてもよい。

図３に示すように、第２ケース部材２４は、電動モータ１６および電子基板１７を覆うモータハウジングとしても機能する。第２ケース部材２４は、第２カバー部２４１と第２周縁部２４２とを有している。

第２カバー部２４１は、ターボファン１８および電動モータ１６に対しファン軸心方向ＤＲａにおける他方側に配置されている。第２カバー部２４１は、ターボファン１８および電動モータ１６の他方側を覆っている。第２周縁部２４２は、ファン軸心ＣＬまわりにおいて第２ケース部材２４の周縁を構成している。

第１周縁部２２２と第２周縁部２４２との間に、ターボファン１８から吹き出た空気を吹き出す空気吹出口１２ａが形成されている。

回転軸１４および回転軸ハウジング１５のそれぞれは、鉄、ステンレス、または黄銅等の金属で構成されている。回転軸１４は、円柱形状の棒材である。回転軸１４は、回転軸ハウジング１５とベアリング２８の内輪のそれぞれに圧入されることで固定されている。いる。また、ベアリング２８の外輪は、ベアリングハウジング２９に圧入されることで固定されている。ベアリングハウジング２９は、第２カバー部２４１に固定されている。ベアリングハウジング２９は、例えばアルミニウム合金、黄銅、鉄、またはステンレス等の金属で構成されている。

従って、回転軸１４および回転軸ハウジング１５は、第２カバー部２４１に対してベアリング２８を介して支持されている。すなわち、回転軸１４および回転軸ハウジング１５は、第２カバー部２４１に対し、ファン軸心ＣＬを中心として回転自在になっている。

電動モータ１６は、アウターロータ型ブラシレスＤＣモータである。電動モータ１６は、モータロータ１６１とロータマグネット１６２とモータステータ１６３とを備えている。

モータロータ１６１は、モータステータ１６３のファン径方向ＤＲｒの外側に配置されるアウターロータである。モータロータ１６１は、鋼板等の金属板で構成されている。モータロータ１６１は、金属板がプレス成形されることにより形成されている。モータロータ１６１は、ロータ本体部１６１ａとロータ外周部１６１ｂとを有する。

ロータ本体部１６１ａは、中心に開口部を有する円盤形状である。ロータ本体部１６１ａは、ファン径方向ＤＲｒにおける内側から外側に向かうにつれて、ファン軸心方向ＤＲａの他方側へ変位する形状である。ロータ本体部１６１ａの開口端部が回転軸ハウジング１５にかしめられている。これにより、モータロータ１６１と回転軸ハウジング１５とが固定されている。すなわち、モータロータ１６１は、回転軸ハウジング１５を介して、回転軸１４に固定されている。

ロータ本体部１６１ａのファン軸心方向ＤＲａの一方側の表面は、空気流れを案内する気流案内面１６４を構成している。気流案内面１６４は、空気吸入口２２１ａから吸い込まれたファン軸心方向ＤＲａを向いた空気流れをファン径方向ＤＲｒの外側へ向くように案内する。

ロータ外周部１６１ｂは、ロータ本体部１６１ａのファン径方向ＤＲｒにおける外周端部に位置する。ロータ外周部１６１ｂは、ロータ本体部１６１ａの外周端部からファン軸心方向ＤＲａの他方側へ円筒状に延びている。ロータ外周部１６１ｂは、後述するターボファン１８のロータ格納部５６の内周側に圧入されている。これにより、ターボファン１８とモータロータ１６１とが固定されている。

このようにして、ターボファン１８およびモータロータ１６１は、ファン軸心ＣＬまわりに回転可能な回転軸１４に回転軸ハウジング１５を介して固定されている。このため、ターボファン１８およびモータロータ１６１は、送風機１０の非回転部材としてのケーシング１２に対してファン軸心ＣＬまわりに回転可能に支持されている。

ロータマグネット１６２は永久磁石であって、例えばフェライトやネオジウム等を含むゴムマグネットで構成されている。そのロータマグネット１６２はロータ外周部１６１ｂの内周面に固定されている。したがって、モータロータ１６１およびロータマグネット１６２は、ファン軸心ＣＬを中心としてターボファン１８と一体的に回転する。

モータステータ１６３は、電子基板１７に電気的に接続されたステータコイル１６３ａおよびステータコア１６３ｂを含んで構成されている。モータステータ１６３は、ロータマグネット１６２に対し微小な隙間を空けて径方向内側に配置されている。そして、モータステータ１６３は、ベアリングハウジング２９を介して第２ケース部材２４の第２カバー部２４１に固定されている。

このように構成された電動モータ１６では、モータステータ１６３のステータコイル１６３ａへ外部電源から通電されると、そのステータコイル１６３ａによってステータコア１６３ｂに磁束変化が生じる。そして、そのステータコア１６３ｂでの磁束変化は、ロータマグネット１６２を引き寄せる力を発生する。このため、モータロータ１６１は、ロータマグネット１６２を引き寄せる力を受けてファン軸心ＣＬまわりに回転運動をする。要するに、電動モータ１６は、通電されることにより、モータロータ１６１が固定されたターボファン１８をファン軸心ＣＬまわりに回転させる。

図３、図４および図５に示すように、ターボファン１８は、送風機１０に適用されるインペラである。ターボファン１８は、図４に示すように、所定のファン回転方向ＤＲｆへファン軸心ＣＬまわりに回転することで送風する。すなわち、ターボファン１８は、ファン軸心ＣＬまわりに回転することにより、図３中の矢印ＦＬａのように、ファン軸心方向ＤＲａの一方側から空気吸入口２２１ａを介して空気を吸い込む。そして、ターボファン１８は、図３中の矢印ＦＬｂのように、ターボファン１８の外周側へ、その吸い込んだ空気を吹き出す。

図３に示すように、具体的に、ターボファン１８は、ファン本体部材５０と他端側側板６０とを有している。

ファン本体部材５０は、複数枚の翼５２とシュラウドリング５４とロータ格納部５６とを有している。このファン本体部材５０は樹脂製である。ファン本体部材５０は、１回の射出成形によって形成されている。すなわち、複数枚の翼５２とシュラウドリング５４とロータ格納部５６とは、一体成形品として構成されている。従って、複数枚の翼５２、シュラウドリング５４、およびロータ格納部５６は、互いに連続しているとともに、何れも同じ材料で構成されている。このため、ファン本体部材５０は、複数枚の翼５２とシュラウドリング５４との間に両者を接合した接合部位は存在せず、複数枚の翼５２とロータ格納部５６との間にも両者を接合した接合部位は存在しない。

複数枚の翼５２は、回転軸１４のまわりに配置されている。すなわち、複数枚の翼５２は、ファン軸心ＣＬまわりに配置されている。詳細には、複数枚の翼５２は、互いの間に空気が流れる間隔を空けつつ、ファン軸心ＣＬの周方向へ並んで配置されている。

複数枚の翼５２のそれぞれは、翼５２のうちファン軸心方向ＤＲａでの一方側に設けられた一方側翼端部５２１を有している。複数枚の翼５２のそれぞれは、翼５２のうちファン軸心方向ＤＲａでその一方側とは反対側の他方側に設けられた他方側翼端部５２２を有している。

図４に示すように、複数枚の翼５２のそれぞれは、翼形状を構成する正圧面５２４および負圧面５２５を有している。正圧面５２４は、ファン回転方向ＤＲｒの前方側に位置する第１翼面である。負圧面５２５は、ファン回転方向ＤＲｒの後方側に位置する第２翼面である。そして、複数枚の翼５２は、その複数枚の翼５２のうち互いに隣り合う翼５２同士の間にそれぞれ、空気が流れる翼間流路５２ａを形成している。

シュラウドリング５４は、図４および図５に示すように、ファン径方向ＤＲｒへ円盤状に拡がる形状を成している。そして、そのシュラウドリング５４の内周側には、ケーシング１２の空気吸入口２２１ａからの空気が図３中の矢印ＦＬａのように吸い込まれる吸気孔５４ａが形成されている。従って、シュラウドリング５４は環形状を成している。

また、シュラウドリング５４は、リング内周端部５４１とリング外周端部５４２とを有している。そのリング内周端部５４１は、シュラウドリング５４のうちファン径方向ＤＲｒにおける内側に設けられた端部であり、吸気孔５４ａを形成している。また、リング外周端部５４２は、シュラウドリング５４のうちファン径方向ＤＲｒにおける外側に設けられた端部である。

図３に示すように、シュラウドリング５４は、複数枚の翼５２に対してファン軸心方向ＤＲａにおける一方側すなわち空気吸入口２２１ａ側に設けられている。シュラウドリング５４は、複数枚の翼５２のそれぞれの一方側翼端部５２１に連結されている。

ロータ格納部５６は、ファン軸心ＣＬを中心とする円筒形状を有する。ロータ格納部５６は、複数枚の翼５２のそれぞれの他方側翼端部５２２に連結されている。言い換えれば、ロータ格納部５６は、他方側翼端部５２２からファン軸心方向ＤＲａにおける他方側へ円筒状に延びる筒部である。ロータ格納部５６は、ロータ格納部５６の内周側にモータロータ１６１を格納している。

図４に示すように、ロータ格納部５６は、本体部５６１と複数のリブ５６２とを有する。本体部５６１は、円筒状であって内周面５６１ａを有する。複数のリブ５６２は、内周面５６１ａから突出した複数の突出部である。複数のリブ５６２のそれぞれは、間を空けて本体部５６１の周方向に並んでいる。本実施形態では、複数のリブ５６２のそれぞれは、周方向で並ぶ翼５２と翼５２との間に設けられている。

図６に示すように、複数のリブ５６２は、本体部５６１のファン軸方向ＤＲａの一方側の端部からファン軸方向ＤＲａの他方側へ延びている。そして、複数のリブ５６２の内側にロータ外周部１６１ｂが圧入されている。これにより、複数のリブ５６２がロータ外周部１６１ｂに接した状態で、ロータ格納部５６の内周側にロータ外周部１６１ｂが固定されている。なお、図７に示すように、内周面５６１ａのうち複数のリブ５６２が設けられていない部分は、ロータ外周部１６１ｂと接していない。

本実施形態では、複数枚の翼５２は、シュラウドリング５４とロータ格納部５６の両方に連なっている。すなわち、複数枚の翼５２が、シュラウドリング５４とロータ格納部５６とを橋渡しするように結合させる結合リブとしての機能を兼ね備えている。このため、複数枚の翼５２、シュラウドリング５４およびロータ格納部５６の一体成形が可能となっている。

さらに、図８に示すように、ロータ格納部５６の全体が、ファン径方向ＤＲｒにおいてシュラウドリング５４のリング内周端部５４１よりもファン径方向ＤＲｒにおける内側に配置されている。換言すると、ロータ格納部５６の最外径Ｄ３は、シュラウドリング５４の最小内径Ｄ２よりも小さくなっている（すなわち、Ｄ３＜Ｄ２）。本実施形態では、ロータ格納部５６の最外径Ｄ３は、ロータ格納部５６のうち他端側側板６０と接合される接合部５６３の外径である。これにより、ファン本体部材５０は、ファン軸心方向ＤＲａを型抜き方向としての一体成形が可能となっている。なお、型抜き方向とは、成形品から成型用の型を離脱させる際の成形品に対する型の移動方向である。

図３に示す他端側側板６０は、ファン径方向ＤＲｒへ円盤状に拡がる形状を成している。そして、その他端側側板６０の内周側には、他端側側板６０をその厚み方向へ貫通した側板嵌合孔６０ａが形成されている。従って、他端側側板６０は環形状を成している。他端側側板６０は、ファン本体部材５０とは別体として成形される樹脂成形品である。

また、他端側側板６０は、複数枚の翼５２のそれぞれの他方側翼端部５２２に接合されている。これにより、他端側側板６０は、複数枚の翼５２のそれぞれの他方側翼端部５２２に固定されている。

その他端側側板６０と翼５２との接合は、例えば振動溶着または熱溶着によって行われる。従って、他端側側板６０と翼５２との溶着による接合性に鑑みて、他端側側板６０およびファン本体部材５０の材質は熱可塑性樹脂であることが好ましく、更に言えば、同種材であることが好ましい。

このように他端側側板６０が翼５２に接合されることによって、ターボファン１８はクローズドファンとして完成する。そのクローズドファンとは、複数枚の翼５２の相互間に形成された翼間流路５２ａのファン軸心方向ＤＲａにおける両側がシュラウドリング５４および他端側側板６０で覆われたターボファンである。すなわち、シュラウドリング５４は、その翼間流路５２ａに面し翼間流路５２ａ内の空気流れを案内するリング案内面５４３を有している。また、他端側側板６０は、翼間流路５２ａに面し翼間流路５２ａ内の空気流れを案内する側板案内面６０３を有している。

この側板案内面６０３は、リング案内面５４３に対し翼間流路５２ａを挟んで対向すると共に、気流案内面１６４に対しファン径方向ＤＲｒにおいて外側に配置されている。また、側板案内面６０３は、気流案内面１６４に沿った空気流れを円滑に吹出口１８ａまで導く役割を果たす。

また、他端側側板６０は、側板内周端部６０１と側板外周端部６０２とを有している。その側板内周端部６０１は、他端側側板６０のうちファン径方向ＤＲｒにおける内側に設けられた端部であり、側板嵌合孔６０ａを形成している。側板内周端部６０１は、図６、７に示すように、ロータ格納部５６の接合部５６３に接合されている。なお、図６、７では、側板内周端部６０１と接合部５６３とが視認されやすいように、側板内周端部６０１と接合部５６３とが離れて図示されている。また、側板外周端部６０２は、他端側側板６０のうちファン径方向ＤＲｒにおける外側に設けられた端部である。

側板外周端部６０２およびリング外周端部５４２は、ファン軸心方向ＤＲａにおいて互いに離れて配置されている。そして、側板外周端部６０２およびリング外周端部５４２は、翼間流路５２ａを通過した空気が吹き出る吹出口１８ａを、その側板外周端部６０２とリング外周端部５４２との間に形成している。

また、図８に示すように、複数枚の翼５２のそれぞれの前縁側部分５２３は、ファン径方向ＤＲｒにおいてロータ格納部５６の内周面５６１ａよりも内側に張り出している。前縁側部分５２３は、図８中の破線で囲まれた部分である。すなわち、前縁側部分５２３は、翼５２のうちファン径方向ＤＲｒにおける最内周縁部５２６の位置からロータ格納部５６の内周面５６１ａよりも内側にある所定位置までの範囲である。最内周縁部５２６は、翼５２のうちファン径方向ＤＲｒで最も内側に位置する内周縁部である。

そして、図９Ａに示すように、複数枚の翼５２のそれぞれの前縁側部分５２３において、翼上部５２ｂが翼下部５２ｃよりもファン回転方向ＤＲｆの前方側に位置するように、翼５２がファン回転方向ＤＲｆの前方側に傾いている。翼上部５２ｂは、翼５２のうちファン軸方向ＤＲａの一方側に位置する一方側部位である。翼下部５２ｃは、翼５２のうちその一方側部位よりもファン軸方向ＤＲａの他方側に位置する他方側部位である。なお、図９Ａ中のＣ１、Ｃ２は、図９Ｂ中の仮想内接円Ｃ１、Ｃ２である。

翼上部５２ｂが翼下部５２ｃよりもファン回転方向ＤＲｆの前方側に位置するとは、図１０に示すように、翼下部５２ｃの正圧面５２４よりもファン回転方向ＤＲｆの前方側に、翼上部５２ｂの少なくとも一部が位置すること意味する。図１０は、実線で示す図８中のX−X線断面図に対して、破線で示す図８中のXａ−Xａ線断面図を重ね合わせた図である。正圧面５２４が、翼のうちターボファンの回転方向の前方側に位置する翼面に対応する。

また、翼上部５２ｂが翼下部５２ｃよりもファン回転方向ＤＲｆの前方側に位置するとは、次のように言い換えられる。図１０に示すように、ファン軸心方向ＤＲａの一端側の位置でのファン軸心方向ＤＲａに直交する一端側の翼５２の断面に対して、ファン軸心方向ＤＲａの他端側の位置でのファン軸心方向ＤＲａに直交する翼５２の断面をファン軸心方向ＤＲａに平行に投影する。このとき、一端側の翼５２の一部が他端側の翼５２からファン回転方向ＤＲｆの前方側へはみ出している。

また、翼５２がファン回転方向ＤＲｆの前方側に傾いているとは、翼５２のファン径方向ＤＲｒにおける内側端部が、ファン軸心方向ＤＲａの一方側に向かうにつれて、ファン回転方向ＤＲｆの前方側に位置することを意味する。このように、前縁側部分５２３は、回転方向の前方側にひねられた形状である。

このように構成されたターボファン１８は、図３に示すように、モータロータ１６１と一体にファン回転方向ＤＲｆへ回転運動する。それに伴い、ターボファン１８の翼５２が空気に運動量を与える。これにより、ターボファン１８は、そのターボファン１８の外周に開口した吹出口１８ａから径方向外側へ空気を吹き出す。このとき、吸気孔５４ａから吸い込まれ翼５２によって送り出された空気すなわち吹出口１８ａから吹き出された空気は、ケーシング１２が形成する空気吹出口１２ａを経由して送風機１０の外部へ放出される。

次に、図１１のフローチャートを用いて、ターボファン１８の製造方法を説明する。図１１に示すように、先ず、ファン本体部材成形工程としてのステップＳ０１において、ファン本体部材５０の成形が行われる。すなわち、ファン本体部材５０の構成要素である複数枚の翼５２とシュラウドリング５４とロータ格納部５６とが一体成形される。

具体的には、複数枚の翼５２、シュラウドリング５４、およびロータ格納部５６が、ファン軸心方向ＤＲａに開閉する一対の成形用金型と熱可塑性樹脂を用いた射出成形によって一体に成形される。その一対の成形用金型は、一方側金型と他方側金型とを含んで構成される。その他方側金型は、ファン軸心方向ＤＲａにおいて一方側金型に対し他方側に設けられる金型である。

前縁側部分５２３では、正圧面５２４がファン軸心方向ＤＲａの他方側を向いている。このため、前縁側部分５２３の正圧面５２４は、他方側金型によって成形される。また、前縁側部分５２３では、負圧面５２５がファン軸心方向ＤＲａの一方側を向いている。このため、前縁側部分５２３の負圧面５２５は、一方側金型によって成形される。

この工程では、加熱溶融された熱可塑性樹脂が一対の成形用金型の間に注入される。注入された熱可塑性樹脂が固化した後、一対の成型用金型が開かれる。すなわち、一対の成型用金型が、固化した成形品からファン軸心方向ＤＲａに移動させられる。これにより、成形品から一対の成型用金型が分離する。

ステップＳ０１の次はステップＳ０２へ進む。他端側側板成形工程としてのステップＳ０２において、他端側側板６０の成形が、例えば射出成形によって行われる。なお、ステップＳ０１とステップＳ０２とのうち何れが先に実行されても構わない。

ステップＳ０２の次はステップＳ０３へ進む。接合工程としてのステップＳ０３において、他端側側板６０が、翼５２の他方側翼端部５２２のそれぞれに接合される。その翼５２と他端側側板６０との接合は、例えば振動溶着または熱溶着によって行われる。このステップＳ０３が完了することで、ターボファン１８は完成する。

以上の説明の通り、本実施形態では、複数枚の翼５２のそれぞれの前縁側部分５２３において、翼上部５２ｂが翼下部５２ｃよりもファン回転方向ＤＲｆの前方側に位置するように、翼５２が回転方向の前方側に傾いている。

これにより、翼上部５２ｂにおける流入空気に対する翼５２の働きを改善できる。すなわち、図１２に示すように、本実施形態によれば、翼上部５２ｂにおける翼５２の入口角β１を、比較例１の翼上部における翼Ｊ５２の入口角β２よりも小さくすることができる。このため、本実施形態によれば、翼上部５２ｂにおける翼５２に対する流入空気の入射角γ１を、比較例１の翼上部における翼Ｊ５２に対する流入空気の入射角γ２よりも小さくすることができる。

比較例１は、図１３に示すように、ターボファンＪ１８の翼Ｊ５２の前縁側部分がファン回転方向ＤＲｆの前方側に傾いていない点が、本実施形態のターボファン１８と異なる。図１２中の実線で示す翼５２は、図１０と同じ翼５２の断面を示している。図１２中の破線で示す翼Ｊ５２は、本実施形態とファン軸方向ＤＲａで同じ位置での断面を示している。

図１２中の入口角β１、β２は、翼５２、Ｊ５２の内周縁部Ｐ１、Ｐ２での内接円の接線と翼弦線Ｌ１、Ｌ２とのなす角度である。内接円は、複数枚の翼５２、Ｊ５２のそれぞれに対してファン径方向ＤＲｒでの内側で接する仮想円である。内周縁部Ｐ１、Ｐ２は、翼５２、Ｊ５２のうち内接円と接する部分である。内接円の接線は、図１２中の二点鎖線である。翼弦線Ｌ１、Ｌ２は、図１２中の一点鎖線である。翼弦線Ｌ１、Ｌ２は、翼５２、Ｊ５２の内周縁部Ｐ１、Ｐ２と外周縁部Ｑ１、Ｑ２とを結ぶ直線である。

図１２中の入射角γ１、γ２は、翼５２、Ｊ５２の内周縁部Ｐ１、Ｐ２における流入空気の流入角α１、α２と、入口角β１、β２との差である。流入角α１、α２は、翼５２、Ｊ５２の内周縁部Ｐ１、Ｐ２の位置における内接円の接線と流入空気の流速ベクトルＶ１、Ｖ２の向きとのなす角度である。

したがって、本実施形態によれば、シュラウドリング５４の付近で生じる空気流れの翼５２からの剥離を低減することができる。この結果、図１４に示すように、本実施形態によれば、比較例１と比較して、騒音を低減できる。

ここで、本実施形態による翼５２の傾け角度θと騒音低減効果との関係について、図１５を用いて説明する。翼５２の傾け角度θは、図９Ａ中の破線で示される翼Ｊ５２に対しての図９Ａ中の実線で示される翼５２の傾け具合を示す。図９Ａ中の破線で示される翼Ｊ５２は、比較例１の翼Ｊ５２である。

具体的には、最内周縁部５２６を基点Ａ１とする。一方側翼端部５２１のファン径方向ＤＲｒでの内側に位置する一方側縁部５２７を第１の点Ｂ１とする。さらに、第１の点Ｂ１を通り、ファン軸心方向ＤＲａに垂直な面に対して、最内周縁部５２６の位置での翼弦線Ｌ３をファン軸心方向ＤＲａに平行に投影する。第１の点Ｂ１を通り、複数枚の翼５２のそれぞれのファン径方向ＤＲｒでの内側に接する仮想内接円Ｃ１と、投影した翼弦線Ｌ３ａとの交点を第２の点Ｂ２とする。このとき、基点Ａ１と、第１の点Ｂ１と、第２の点Ｂ２の３点を通る平面上において、基点Ａ１と第１の点Ｂ１とを結ぶ直線と、基点Ａ１と第２の点Ｂ２とを結ぶ直線とがなす角度が翼５２の傾け角度θである。

なお、最内周縁部５２６は、図９Ｂに示すように、ファン軸心方向ＤＲａでの他方側端部の位置における複数枚の翼５２のそれぞれに対してファン径方向ＤＲｒの内側で接する仮想内接円Ｃ２と翼５２との接点である。換言すると、最内周縁部５２６は、ファン軸心方向ＤＲａでのその位置における仮想内接円Ｃ２と、その位置での翼弦線Ｌ３との交点である。この仮想内接円Ｃ２は、複数枚の翼５２のそれぞれに接する仮想内接円のなかで最も小さい直径を有する。翼弦線Ｌ３は、ファン軸心方向ＤＲａでの最内周縁部５２６の位置における翼５２の内周縁部と外周縁部とを結ぶ直線である。

また、一方側縁部５２７は、図９Ｂに示すように、ファン軸心方向ＤＲａでの一方側端部の位置における複数枚の翼５２のそれぞれに対してファン径方向ＤＲｒの内側で接する仮想内接円Ｃ１と翼５２との接点である。換言すると、一方側縁部５２７は、ファン軸心方向ＤＲａでのその位置における仮想内接円Ｃ１と、その位置での翼弦線Ｌ４との交点である。

図１５からわかるように、傾け角度θが０°よりも大きく、かつ、２５°よりも小さいとき、角度θが０°のときと比較して、騒音を低減することができる。

また、本実施形態では、複数枚の翼５２とロータ格納部５６とが一体成形された一体成形品５０として構成されている。この一体成形品５０には、複数枚の翼５２以外に、ロータ格納部５６よりもファン径方向ＤＲｒの内側に構造部が存在しない。そして、翼５２のうちロータ格納部５６よりもファン径方向ＤＲｒの内側の前縁側部分５２３のみが、回転方向ＤＲｆの前方側へ傾けられている。

これによれば、複数の翼５２とロータ格納部５６とを一対の成形用金型を用いて一体成形する際に、ファン軸方向ＤＲａを型抜き方向とすることができる。このため、翼５２が上記のように傾いた形状、すなわち、３次元形状であっても、ターボファン１８を容易に成形することができる。

また、本実施形態では、複数枚の翼５２とシュラウドリング５４とロータ格納部５６とが一体成形された一体成形品５０として構成されている。ロータ格納部５６の全体は、シュラウドリング５４のリング内周端部５４１よりもファン径方向ＤＲｒでの内側に配置されている。

これによれば、複数枚の翼５２とシュラウドリング５４とロータ格納部５６とを、一対の成形用金型を用いて一体成形する際に、ファン軸方向ＤＲａを型抜き方向とすることができる。このため、複数枚の翼５２とシュラウドリング５４とロータ格納部５６とを有するターボファン１８を容易に成形することができる。

また、本実施形態では、ロータ格納部５６は、複数のリブ５６２を有する。複数のリブ５６２がモータロータ１６１に接した状態で、ロータ格納部５６がモータロータ１６１に固定されている。複数のリブ５６２のそれぞれは、図４に示すように、ロータ格納部５６の周方向において、隣り合う２つの翼５２の間に位置する。

ここで、本実施形態と異なり、翼５２に対してファン軸心方向ＤＲａの他方側の位置に、翼５２に対して間を空けて、１つのリブ５６２が配置されている場合が考えられる。この場合、翼５２の成形時に、翼５２とリブ５６２との間に成形用金型の一部が配置される。このため、成形品から成形用金型を離す型抜きの際に、成形用金型をファン軸心方向ＤＲａに移動させることができない。したがって、翼５２が傾いた形状とする範囲を前縁側部分５２３全域としたとき、ファン軸心方向ＤＲａを型抜き方向として、複数の翼５２とロータ格納部５６と一体成形することができない。

これに対して、本実施形態によれば、翼５２に対してファン軸心方向ＤＲａの他方側にリブ５６２が存在しない。このため、翼５２が傾いた形状とする範囲を前縁側部分５２３全域としても、ファン軸心方向ＤＲａを型抜き方向として、複数の翼５２とロータ格納部５６とを一体成形することができる。

（第２実施形態）
図１６、１７に示すように、本実施形態は、第１実施形態に対して複数のリブ５６２の配置場所を変更したものである。送風機１０のその他の構成は、第１実施形態と同じである。図１６は、本実施形態のターボファン１８をファン軸心方向ＤＲａの他方側からファン軸心方向ＤＲａに平行に見た図である。図１７は、図１６中の１枚の翼５２を拡大した図である。

図１７に示すように、複数のリブ５６２のそれぞれは、翼５２の下面５２ｄに位置している。翼５２の下面５２ｄは、図３に示す他方側翼端部５２２である。

より詳細には、１つのリブ５６２は、図１８に示すように、他方側翼端部５２２に連なっている。１つのリブ５６２は、他方側翼端部５２２からファン軸心方向ＤＲａの他方側へ延びている。１つのリブ５６２は、図１７に示すように、１つのリブ５６２の全体が１枚の翼５２に対してファン軸心方向ＤＲａで重複している。

ここで、第１実施形態での説明の通り、ファン軸心方向ＤＲａで翼５２とリブ５６２との間に空間があると、型抜きの際に、ファン軸心方向ＤＲａに成形用金型を移動させることができない。

これに対して、本実施形態によれば、ファン軸心方向ＤＲａで翼５２とリブ５６２との間に空間が存在しない。このため、翼５２が傾いた形状とする範囲を前縁側部分５２３全域としても、ファン軸心方向ＤＲａを型抜き方向として、複数の翼５２とロータ格納部５６とを一体成形することができる。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、翼５２が傾いた形状である範囲を前縁側部分５２３としたが、これに限定されない。翼５２が傾いた形状である範囲は、翼５２のうち最内周縁部５２６から翼５２の最内周縁部５２６よりもファン径方向ＤＲｒでの外側にある所定位置までの範囲であればよい。成形用金型を用いた成形によって翼５２を形成することができれば、図１９に示すように、翼５２のうちファン径方向ＤＲｒにおける最内周縁部５２６の位置からロータ格納部５６よりもファン径方向ＤＲｒでの外側にある所定位置までの範囲５２３Ａであってもよい。この場合、翼５２の成形時の型抜き方向は、ファン軸心方向ＤＲａ以外の方向である。

（２）上記各実施形態では、モータロータ１６１が、回転軸１４とターボファン１８とを固定する固定部材として用いられていたが、これに限定されない。図２０に示すように、ファンボス部５８がこの固定部材として用いられてもよい。

図２０に示す送風機１０は、ファンボス部５８を有している点が、第１実施形態と異なる。送風機１０のその他の構成は、第１実施形態と同じである。ファンボス部５８は、ファン本体部材５０とは別体として成形される樹脂成形品である。ファンボス部５８は、他方側翼端部５２２とロータ格納部５６に接合されている。本実施形態では、第１実施形態のロータ本体部１６１ａの表面１６４の替わりに、ファンボス部５８のファン軸心方向ＤＲａの一方側の表面が、空気流れを案内する気流案内面を構成している。

（３）上記各実施形態では、ロータ格納部５６が複数のリブ５６２を有していたが、これに限定されない。ロータ格納部５６が複数のリブ５６２を有していなくてもよい。この場合、ロータ格納部５６の内周面５６１ａがロータ外周部１６１ｂに接した状態で、ロータ格納部５６の内周側にロータ外周部１６１ｂが固定される。また、この場合においても、第１実施形態と同様に、翼５２が傾いた形状である範囲は、翼５２のうちファン径方向ＤＲｒにおける最内周縁部５２６の位置からロータ格納部５６の内周面５６１ａの位置までの範囲、すなわち、前縁側部分５２３であることが好ましい。

（４）本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、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り、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。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、構成要素等の材質、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材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、遠心送風機は、回転軸と、ターボファンとを備える。ターボファンは、複数枚の翼と、シュラウドリングと、他端側側板とを有する。複数枚の翼のそれぞれは、翼のうちターボファンの回転方向の前方側に位置する翼面を有する。複数枚の翼のそれぞれは、翼のうちターボファンの径方向で最も内側の最内周縁部から翼のうち最内周縁部よりも径方向での外側にある所定位置までの範囲において、翼が傾いている。具体的には、回転軸方向の一方側に位置する一方側部位の少なくとも一部が、一方側部位よりも回転軸方向の他方側に位置する他方側部位における前記翼面よりも回転方向の前方側に位置するように、翼が傾いている。

また、第２の観点によれば、遠心送風機は、回転軸とターボファンとを固定する固定部材を備える。ターボファンは、複数枚の翼のそれぞれの他方側翼端部から回転軸方向の他方側へ延びる筒部を有する。筒部は、複数枚の翼のそれぞれの最内周縁部よりも径方向の外側に位置するとともに、筒部の内周側に配置された固定部材に固定される。複数枚の翼と筒部とは、一体成形品として構成される。所定位置は、筒部よりも径方向での内側にある。

これによれば、複数の翼と筒部とを成形用の型を用いて一体成形する際に、回転軸方向を型抜き方向とすることができる。このため、翼が上記のように傾いた形状であっても、ターボファンを容易に成形することができる。

また、第３の観点によれば、シュラウドリングは、複数枚の翼と筒部とともに、一体成形品として構成される。筒部の全体は、シュラウドリングの径方向での内側のリング内周端部よりも径方向での内側に配置されている。

これによれば、複数枚の翼とシュラウドリングと筒部とを、成型用の型を用いて一体成形する際に、回転軸方向を型抜き方向とすることができる。このため、複数の翼とシュラウドリングと筒部とを有するターボファンを容易に成形することができる。

また、第４の観点によれば、筒部は、筒状であって内周面を有する本体部と、内周面から突出するとともに、本体部の周方向に並ぶ複数の突出部とを有する。複数の突出部が固定部材に接した状態で、筒部が固定部材に固定される。所定位置は、内周面よりも径方向での内側にある。

このように、筒部に複数の突出部を設けた構成を採用することができる。この場合の所定位置は、筒部の内周面よりも径方向での内側であることが好ましい。

また、第５の観点によれば、複数の突出部のそれぞれは、筒部の周方向において、隣り合う２つの翼の間に位置する。これによれば、翼が傾いた形状とする範囲を、筒部の本体部の内周面よりも径方向での内側の範囲全域としても、回転軸方向を型抜き方向として、複数の翼と筒部とを一体成形することができる。

また、第６の観点によれば、複数の突出部のそれぞれは、他方側翼端部に連なるとともに、複数枚の翼のうち１枚の翼に対して複数の突出部のうち１つの突出部の全体が回転軸方向で重複している。これによれば、翼が傾いた形状とする範囲を、筒部の本体部の内周面よりも径方向での内側の範囲全域としても、回転軸方向を型抜き方向として、複数の翼と筒部とを一体成形することができる。

また、第７の観点によれば、最内周縁部を基点とする。一方側翼端部の径方向での内側に位置する一方側縁部を第１の点とする。第１の点を通り、回転軸方向に垂直な面に対して、最内周縁部の位置での翼の翼弦線を回転軸方向に平行に投影する。この投影した翼弦線と、第１の点を通り、複数枚の翼のそれぞれの径方向での内側に接する仮想内接円との交点を第２の点とする。このとき、基点、第１の点および第２の点の３点を通る平面上において、基点と第１の点とを結ぶ直線と、基点と第２の点とを結ぶ直線とがなす角度は、０°よりも大きく、かつ、２５°よりも小さい角度である。

翼の傾け角は、この範囲であることが好ましい。これによれば、角度が０°のときと比較して騒音を低減することができる。

Claims (6)

1. 空気を吹き出す遠心送風機であって、
   回転軸（１４）と、
   前記回転軸に固定され、前記回転軸とともに回転するターボファン（１８）とを備え、
   前記ターボファンは、
   前記回転軸のまわりに配置された複数枚の翼（５２）と、
   前記複数枚の翼のそれぞれの回転軸方向（ＤＲａ）の一方側に位置する一方側翼端部（５２１）に連結され、空気が吸い込まれる吸気孔（５４ａ）が形成されたシュラウドリング（５４）と、
   前記複数枚の翼のそれぞれの前記回転軸方向の他方側に位置する他方側翼端部（５２２）に連結された他端側側板（６０）とを有し、
   前記複数枚の翼のそれぞれは、前記翼のうち前記ターボファンの回転方向（ＤＲｆ）の前方側に位置する翼面（５２４）を有し、
   さらに、前記複数枚の翼のそれぞれは、前記翼のうち前記ターボファンの径方向で最も内側の最内周縁部（５２６）から前記翼のうち前記最内周縁部よりも前記径方向での外側にある所定位置までの範囲（５２３、５２３Ａ）において、前記回転軸方向の前記一方側に位置する一方側部位（５２ｂ）の少なくとも一部が、前記一方側部位よりも前記回転軸方向の前記他方側に位置する他方側部位（５２ｃ）における前記翼面よりも前記回転方向の前方側に位置するように、前記翼が傾いており、
   前記遠心送風機は、前記回転軸と前記ターボファンとを固定する固定部材（１６１、５８）を備え、
   前記ターボファンは、前記複数枚の翼のそれぞれの前記他方側翼端部から前記回転軸方向の前記他方側へ延びる筒部（５６）を有し、
   前記筒部は、前記複数枚の翼のそれぞれの前記最内周縁部よりも前記径方向の外側に位置するとともに、前記筒部の内周側に配置された前記固定部材に固定され、
   前記複数枚の翼と前記筒部とは、一体成形品（５０）として構成され、
   前記所定位置は、前記筒部よりも前記径方向での内側にある遠心送風機。
2. 前記シュラウドリングは、前記複数枚の翼と前記筒部とともに、前記一体成形品として構成され、
   前記筒部の全体は、前記シュラウドリングの前記径方向での内側のリング内周端部（５４１）よりも前記径方向での内側に配置されている請求項１に記載の遠心送風機。
3. 前記筒部は、筒状であって内周面（５６１ａ）を有する本体部（５６１）と、前記内周面から突出するとともに、前記本体部の周方向に並ぶ複数の突出部（５６２）とを有し、
   前記複数の突出部が前記固定部材に接した状態で、前記筒部が前記固定部材に固定され、
   前記所定位置は、前記内周面よりも前記径方向での内側にある請求項１または２に記載の遠心送風機。
4. 前記複数の突出部のそれぞれは、前記筒部の周方向において、隣り合う２つの前記翼の間に位置する請求項３に記載の遠心送風機。
5. 前記複数の突出部のそれぞれは、前記他方側翼端部に連なるとともに、前記複数枚の翼のうち１枚の翼に対して前記複数の突出部のうち１つの突出部の全体が前記回転軸方向で重複している請求項３に記載の遠心送風機。
6. 前記最内周縁部を基点（Ａ１）とし、前記一方側翼端部の前記径方向での内側に位置する一方側縁部（５２７）を第１の点（Ｂ１）とし、前記第１の点を通り、前記回転軸方向に垂直な面に対して、前記最内周縁部の位置での前記翼の翼弦線（Ｌ３）を前記回転軸方向に平行に投影した翼弦線（Ｌ３ａ）と、前記第１の点を通り、前記複数枚の翼のそれぞれの前記径方向での内側に接する仮想内接円（Ｃ１）との交点を第２の点（Ｂ２）としたとき、
   前記基点、前記第１の点および前記第２の点の３点を通る平面上において、前記基点と前記第１の点とを結ぶ直線と、前記基点と前記第２の点とを結ぶ直線とがなす角度（θ）は、０°よりも大きく、かつ、２５°よりも小さい角度である請求項１ないし５のいずれか１つに記載の遠心送風機。

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