JP7119802B2 - 送風機およびそれを用いた送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、送風機およびそれを用いた送風装置に関する。

従来から、２つのインペラを有する遠心送風機が提案されている。例えば特許文献１に開示された送風機では、モータの回転軸の両端に第１のインペラおよび第２のインペラがそれぞれ接続される。第１のインペラおよび第２のインペラを回転させると、軸方向の両端から筐体内部に空気が取り込まれる。該空気は、筐体内で周方向に進行する。

筐体内部には、第１のインペラの回転によって筐体内部を進行する空気の流路を形成する風洞（以下、第１風洞とも言う）が設けられる。また、筐体内部には、第２のインペラの回転によって装置内部を進行する空気の流路を形成する風洞（以下、第２風洞とも言う）が設けられる。第１風洞と第２風洞とは完全に仕切られており、第１風洞および第２風洞を流れた各空気は、別々の送風口からそれぞれ排出される。

国際公開第２０１６－１７０８８１号公報

第１風洞および第２風洞を有する遠心送風機において、送風風量の増大を図る方法として、例えば、第１風洞および第２風洞の、周方向における空気の流れ方向の上流側の端部を遮蔽する方法がある。上記端部を遮蔽することにより、吸い込んだ空気を効率よく送風口に導いて送風風量を増大させることができると考えられる。しかし、上記端部を遮蔽すると、上記端部とインペラとの間で大きな負圧が発生し、この負圧に起因して音鳴り（騒音）が発生する。したがって、騒音の発生を低減する観点では、上記端部を開放することが望ましい。

しかし、上記端部を開放すると、上記端部には開口部が形成されるため、第１風洞の上流側は、上記開口部を介して第１風洞の下流側と第１風洞の外部で空間的につながる。この場合、第１風洞の内部を周方向の上流側から下流側に向かって流れた空気が、再度、上記開口部を介して第１風洞内に巻き戻るおそれが生じる。このような巻き戻りが生じると、第１風洞の下流側から送風口に向かう空気の量が減少し、送風口から排出される空気の量（送風風量）が減少する。なお、第２風洞の上記端部を開放した場合も上記と同様の理由により、送風風量の減少が生じる虞がある。

本発明は、上記の点に鑑み、２つのインペラによって軸方向から吸い込んだ空気を、第１風洞および第２風洞の内部で周方向に進行させて送風口から排出する構成において、第１風洞および第２風洞の周方向上流側の端部での騒音の発生を低減しながら、送風風量を増大させることができる送風機と、その送風機を用いた送風装置と、を提供することを目的とする。

本発明の例示的な送風機は、中心軸を中心に回転するシャフトを有するモータと、前記シャフトの軸方向の両端にそれぞれ接続される第１インペラおよび第２インペラと、前記モータ、前記第１インペラおよび前記第２インペラを内部に収容するハウジングと、を有し、前記ハウジングは、前記第１インペラよりも軸方向一方側に位置する第１吸気口と、前記第２インペラよりも軸方向他方側に位置する第２吸気口と、前記第１インペラおよび第２インペラよりも前記シャフトの径方向外側に位置する単一の送風口と、前記第１吸気口と連通して前記シャフトの周方向に延びるとともに、周方向における空気の流れ方向の最も下流側が前記送風口と連通する第１風洞と、前記第２吸気口と連通して前記シャフトの周方向に延びるとともに、周方向における空気の流れ方向の最も下流側が前記送風口と連通する第２風洞と、周方向に延び、前記第１風洞と前記第２風洞とを軸方向に隔てる壁部と、を有し、前記第１風洞および前記第２風洞は、周方向における各空気の流れ方向の最も上流側に第１開口部および第２開口部をそれぞれ有し、前記壁部の軸方向の厚みは、周方向における前記空気の流れ方向の上流側に位置する前記壁部の始端から、下流側に位置する前記壁部の終端に向かって薄くなる。

第１風洞と第２風洞とを軸方向に隔てる壁部の厚みが、周方向の始端から終端に向かって薄くなる。これにより、負圧による音鳴り、騒音を低減するために、第１風洞および第２風洞の周方向の最も上流側に第１開口部および第２開口部をそれぞれ設けた場合でも、第１風洞および第２風洞の内部を周方向に流れた各空気が、第１開口部および第２開口部を介して第１風洞および第２風洞に巻き戻ることを低減できる。したがって、第１風洞および第２風洞の上流側の端部での負圧による騒音の発生を低減しながら、第１風洞および第２風洞の下流側から送風口に各空気を効率よく導いて、送風風量を増大させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る送風機の斜視図である。 図２は、送風機の側面図である。 図３は、図１とは別角度で見た送風機の斜視図である。 図４は、送風機の正面図である。 図５は、送風機の分解斜視図である。 図６は、図３のＡ－Ａ線で送風機を軸方向に切断した縦断面図である。 図７は、図３のＢ－Ｂ線で送風機を軸方向に切断した縦断面図である。 図８は、第１上ケースの図示を省略した状態での送風機の斜視図である。 図９は、第１上ケース、第１下ケースおよび第２上ケースの図示を省略した状態での送風機の斜視図である。 図１０は、第１上ケースの図示を省略した状態での送風機の平面図である。 図１１は、送風装置の斜視図である。 図１２は、筐体および内部の送風機の図示を省略した状態での送風装置の斜視図である。 図１３は、筐体の図示を省略した状態での送風装置の分解斜視図である。 図１４は、送風時の送風装置の部分的な斜視図である。 図１５は、送風機の回動前の状態における筐体の内部を第２吸気口側から見たときの送風装置の側面図である。 図１６は、送風機の回動後の状態における筐体の内部を第２吸気口側から見たときの送風装置の側面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本書では、モータのシャフトの回転中心となる軸を「中心軸」と呼び、その中心軸が延びる方向を単に「軸方向」と呼ぶ。また、中心軸を起点として中心軸と直交する方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心として描かれる円弧に沿う方向を単に「周方向」と呼ぶ。

また、本書では、説明の便宜上、軸方向を上下方向とし、送風機の上下方向を軸方向の上下方向と対応させて、各部の形状および位置関係を説明する。このとき、軸方向の一方を「上」とし、軸方向の他方を「下」とする。また、軸方向一方側を「上側」とし、軸方向他方側を「下側」とする。この定義によると、例えば、軸方向の「上側」が送風機の「第１吸気口側」となり、「下側」が「第２吸気口側」となる。なお、この上下方向の定義は、送風機および送風装置の使用時の向きおよび位置関係を限定するわけではない。

また、本書では、軸方向に平行な断面を「縦断面」と呼ぶ。なお、本書で用いる「平行」は、厳密な意味で平行を表すものではなく、略平行を含む。

＜１．送風機＞
（１－１．送風機の概略の構成）
図１は、本発明の例示的な実施形態に係る送風機１の斜視図であり、図２は、送風機１の側面図である。図３は、図１とは別角度で見た送風機１の斜視図であり、図４は、送風機１の正面図である。また、図５は、送風機１の分解斜視図である。なお、ここでは、送風機１の送風口５３から空気が排出される方向とは逆方向から送風機１を見る向きを「正面」とする。送風機１は、モータ２と、第１インペラ３および第２インペラ４と、ハウジング５と、を有する遠心送風機である。

モータ２は、中心軸Ｃを中心に回転するシャフト２ａを有する。シャフト２ａは、例えばステンレス等の金属で構成され、軸方向上下に延びる柱状の部材である。モータ２は、シャフト２ａのほか、軸受と、ステータと、ロータと、を有する。軸受は、シャフト２ａを中心軸Ｃ周りに回転可能に支持する。ステータおよびロータは、駆動電流の供給による磁束の変化によってシャフト２ａを回転させる。なお、モータ２は、一般的なモータで構成可能であり、特に限定されない。

第１インペラ３は、シャフト２ａの軸方向一方側（上側）の端部に接続される。第２インペラ４は、シャフト２ａの軸方向他方側（下側）の端部に接続される。第１インペラ３および第２インペラ４は、中心軸Ｃを中心とするシャフト２ａの回転に伴って周方向に同じ方向に回転する。ハウジング５は、モータ２、第１インペラ３および第２インペラ４を内部に収容するケースであり、例えば樹脂で構成される。

すなわち、送風機１は、中心軸Ｃを中心に回転するシャフト２ａを有するモータ２と、シャフト２ａの軸方向一方側の端部および軸方向他方側の端部にそれぞれ接続される第１インペラ３および第２インペラ４と、モータ２、第１インペラ３および第２インペラ４を内部に収容するハウジング５と、を有する。

ハウジング５は、第１吸気口５１と、第２吸気口５２と、送風口５３と、第１風洞５４と、第２風洞５５と、壁部５６と、を有する。第１吸気口５１および第２吸気口５２は、それぞれ外部の空気をハウジング５の内部に取り入れるための開口部である。ハウジング５において、第１吸気口５１は、第１インペラ３よりも軸方向上側に位置し、第２吸気口５２は、第２インペラ４よりも軸方向下側に位置する。

送風口５３は、第１吸気口５１および第２吸気口５２を介してハウジング５内に吸い込まれた空気を外部に排出するための開口部である。送風口５３は、ハウジング５において径方向の最も外側の外周面５ａの所定の位置に形成される。したがって、ハウジング５において、送風口５３は、第１インペラ３および第２インペラ４よりもシャフト２ａの径方向外側に位置する。送風口５３の個数、つまり、送風口５３を形成する開口の数は、１個である。

第１風洞５４は、第１吸気口５１から吸い込まれた空気を送風口５３に導く空気の流路を形成する風洞である。第１風洞５４は、第１吸気口５１と連通してシャフト２ａの周方向に延びる。第１風洞５４の周方向における空気の流れ方向の最も下流側は、送風口５３と連通する。

第２風洞５５は、第２吸気口５２から吸い込まれた空気を送風口５３に導く空気の流路を形成する風洞である。第２風洞５５は、第２吸気口５２と連通してシャフト２ａの周方向に延びる。第２風洞５５の周方向における空気の流れ方向の最も下流側は、送風口５３と連通する。第１風洞５４および第２風洞５５は、周方向における各空気の流れ方向の最も上流側に第１開口部５７および第２開口部５８をそれぞれ有する。

第１開口部５７と送風口５３との間、および第２開口部５８と送風口５３との間には、軸方向に跨る空間Ｓが存在する。したがって、第１開口部５７および第２開口部５８は、空間Ｓに面して開口し、送風口５３も空間Ｓに面して開口する。また、第１開口部５７および第２開口部５８は、それぞれ第１インペラ３および第２インペラ４の径方向外側（外周側）に位置し、かつ、軸方向に離れて位置する。また、第１風洞５４の下流側および第２風洞５５の下流側は、空間Ｓを介して送風口５３とつながる。このため、第１風洞５４の下流側および第２風洞５５の下流側も空間Ｓに面して開口する。

壁部５６は、第１風洞５４と第２風洞５５とを軸方向に隔てる壁である。言い換えれば、壁部５６は、第１風洞５４と第２風洞５５とを軸方向に分離するための壁である。壁部５６は、シャフト２ａの周方向に延びて形成される。壁部５６の軸方向の厚みは、周方向において変化するが、この点については後述する。なお、本実施形態では、壁部５６において、周方向における空気の流れ方向の上流側の位置を始端５６Ｕと称し、下流側の位置を終端５６Ｄと称する。

すなわち、ハウジング５は、第１インペラ３よりも軸方向一方側に位置する第１吸気口５１と、第２インペラ４よりも軸方向他方側に位置する第２吸気口５２と、第１インペラ３および第２インペラ４よりもシャフト２ａの径方向外側に位置する単一の送風口５３と、第１吸気口５１と連通してシャフト２ａの周方向に延びるとともに、周方向における空気の流れ方向の最も下流側が送風口５３と連通する第１風洞５４と、第２吸気口５２と連通してシャフト２ａの周方向に延びるとともに、周方向における空気の流れ方向の最も下流側が送風口５３と連通する第２風洞５５と、周方向に延び、第１風洞５４と第２風洞５５とを軸方向に隔てる壁部５６と、を有する。第１風洞５４および第２風洞５５は、周方向における各空気の流れ方向の最も上流側に第１開口部５７および第２開口部５８をそれぞれ有する。

（１－２．ハウジングを構成するインペラケースについて）
次に、上記したハウジング５の詳細について、図１から図５のほか、図６および図７も参照して説明する。図６は、図３のＡ－Ａ線で送風機１を軸方向に切断した縦断面図である。また、図７は、図３のＢ－Ｂ線で送風機１を軸方向に切断した縦断面図である。なお、図７は、壁部５６の終端５６Ｄを通る縦断面図でもある。図６および図７では、モータ２の内部の図示を省略するが、便宜的にモータ２の外形のみを実線で示す。なお、モータ２とは、ハウジング５の内部に、ステータおよびロータなどの部品が個々に配置されて構成されてもよい。

ハウジング５は、第１インペラケース６と、第２インペラケース７と、を有する。第１インペラケース６は、第１インペラ３を収容し、第２インペラケース７は、第２インペラ４を収容する。したがって、第１インペラケース６は、軸方向一方側（上側）に位置し、第２インペラケース７は、軸方向他方側（下側）に位置する。第１インペラ３および第１インペラケース６と、第２インペラ４および第２インペラケース７とは、中心軸Ｃと直交して壁部５６の軸方向の中心を通る平面Ｌに対して対称形状である。

第１インペラケース６は、上記した第１吸気口５１および第１風洞５４のほか、第１分割壁部５６ａと、第１分割送風口５３ａと、を有する。第１分割壁部５６ａは、壁部５６を軸方向に垂直な面で上下に２分割したうちの一方である。つまり、第１分割壁部５６ａは、壁部５６の上半分である。第１分割送風口５３ａは、送風口５３を軸方向に垂直な面で上下に２分割したうちの一方である。つまり、第１分割送風口５３ａは、送風口５３の上半分である。

第２インペラケース７は、上記した第２吸気口５２および第２風洞５５のほか、第２分割壁部５６ｂと、第２分割送風口５３ｂと、を有する。第２分割壁部５６ｂは、壁部５６を軸方向に垂直な面で上下に２分割したうちの他方である。つまり、第２分割壁部５６ｂは、壁部５６の下半分である。第２分割送風口５３ｂは、送風口５３を２分割したうちの他方である。つまり、第２分割送風口５３ｂは、送風口５３の下半分である。

すなわち、ハウジング５は、第１インペラ３を収容する第１インペラケース６と、第２インペラ４を収容する第２インペラケース７と、を有する。第１インペラケース６は、第１吸気口５１と、第１風洞５４と、壁部５６を２分割したうちの一方である第１分割壁部５６ａと、送風口５３を２分割したうちの一方である第１分割送風口５３ａと、を有する。第２インペラケース７は、第２吸気口５２と、第２風洞５５と、壁部５６を２分割したうちの他方である第２分割壁部５６ｂと、送風口５３を２分割したうちの他方である第２分割送風口５３ｂと、を有する。この構成により、第１インペラケース６と、第２インペラケース７とを個別に成形し、これらを軸方向に接続してハウジング５を容易に実現することができる。

また、第１インペラケース６は、第１上ケース６１と、第１下ケース６２と、を有する。第１上ケース６１は、第１吸気口５１を有する。第１下ケース６２は、第１上ケース６１よりも軸方向他方側（下側）に位置し、第１上ケース６１と軸方向に接続される。

第２インペラケース７は、第２上ケース７１と、第２下ケース７２と、を有する。第２下ケース７２は、第２吸気口５２を有する。第２上ケース７１は、第１下ケース６２と第２下ケース７２との間に位置し、第１下ケース６２および第２下ケース７２と軸方向に接続される。

また、第１下ケース６２には、壁部５６を構成する一方の第１分割壁部５６ａが位置し、第２上ケース７１には、壁部５６を構成する他方の第２分割壁部５６ｂが位置する。これにより、壁部５６は、第１下ケース６２と第２上ケース７１とにわたって位置する。

すなわち、軸方向一方側を上とし、軸方向他方側を下としたとき、第１インペラケース６は、第１吸気口５１を有する第１上ケース６１と、第１上ケース６１と軸方向に接続される第１下ケース６２と、を有する。第２インペラケース７は、第２吸気口５２を有する第２下ケース７２と、第１下ケース６２および第２下ケース７２と軸方向に接続される第２上ケース７１と、を有する。壁部５６は、第１下ケース６２と第２上ケース７１とにわたって位置する。

この構成により、第１上ケース６１、第１下ケース６２、第２上ケース７１、および第２下ケース７２を軸方向に接続することで、第１インペラケース６および第２インペラケース７、ひいては壁部５６を有するハウジング５を容易に構成することができ、ハウジング５の組立性を向上させることができる。さらに、第１下ケース６２と第２上ケース７１との間に、モータ２を配置する空間を容易に構成することができ、送風機１の組立性を向上させることができる。

また、第１上ケース６１は、第１上風洞５４ａを有する。第１下ケース６２は、第１下風洞５４ｂを有する。第１上風洞５４ａは、第１吸気口５１と連通する空気の流路を形成する風洞である。第１下風洞５４ｂは、第１上風洞５４ａと連通する空気の流路を形成する風洞である。上記した第１風洞５４は、これらの第１上風洞５４ａおよび第１下風洞５４ｂを軸方向に合わせて構成される。

第２上ケース７１は、第２上風洞５５ａを有する。第２下ケース７２は、第２下風洞５５ｂを有する。第２上風洞５５ａは、第２吸気口５２と連通する空気の流路を形成する風洞である。第２下風洞５５ｂは、第２上風洞５５ａと連通する空気の流路を形成する風洞である。上記した第２風洞５５は、これらの第２上風洞５５ａおよび第２下風洞５５ｂを軸方向に合わせて構成される。第１下ケース６２の第１下風洞５４ｂと、第２上ケース７１の第２上風洞５５ａとは、上記した壁部５６によって軸方向に隔てられる。

すなわち、第１風洞５４は、第１吸気口５１と連通する第１上風洞５４ａと、第１上風洞５４ａと連通する第１下風洞５４ｂと、を有する。第２風洞５５は、第２吸気口５２と連通する第２下風洞５５ｂと、第２下風洞５５ｂと連通する第２上風洞５５ａと、を有する。第１上ケース６１は、第１上風洞５４ａを有する。第１下ケース６２は、第１下風洞５４ｂを有する。第２上ケース７１は、第２上風洞５５ａを有する。第２下ケース７２は、第２下風洞５５ｂを有する。壁部５６は、第１下ケース６２の第１下風洞５４ｂと、第２上ケース７１の第２上風洞５５ａとを軸方向に隔てる。

この構成により、第１上ケース６１と第１下ケース６２とを軸方向に接続することで、第１上風洞５４ａおよび第１下風洞５４ｂによって組み合わせられた第１風洞５４を有する第１インペラケース６を実現することができる。また、第２上ケース７１と第２下ケース７２とを軸方向に接続することで、第２上風洞５５ａおよび第２下風洞５５ｂによって組み合わせられた第２風洞５５を有する第２インペラケース７を実現することができる。さらに、第１下ケース６２と第２上ケース７１とを軸方向に接続することで、第１下風洞５４ｂと第２上風洞５５ａとを壁部５６によって軸方向に隔てたハウジング５を実現することができる。

（１－３．ハウジングを構成する各ケースの軸方向の接続について）
図１から図５に示すように、第１下ケース６２は、凸部８１を有する。凸部８１は、第１下ケース６２の径方向外側の外周面６２ａ上に位置する突起である。外周面６２ａ上の凸部８１の上面は、外周側を下方に傾斜する。一方、第１上ケース６１は、引掛け部８２を有する。引掛け部８２は、弾性を有し、第１上ケース６１の径方向外側の外周面６１ａ上に位置する。この引掛け部８２は、外周面６１ａ上の位置から第１下ケース６２側に突出して凸部８１の外形に沿って折れ曲がる屈曲形状を有する。なお、第１上ケース６１の外周面６１ａおよび第１下ケース６２の外周面６２ａは、ハウジング５の外周面５ａに含まれる。

軸方向上側から第１上ケース６１を第１下ケース６２側に近づけると、第１下ケース６２の凸部８１が第１上ケース６１の引掛け部８２を押し上げ、引掛け部８２が若干弾性変形する。そして、引掛け部８２の軸方向下端が凸部８１を通り過ぎたところで、凸部８１による引掛け部８２の押し上げが解除されるため、引掛け部８２は復元力によって弾性変形前の状態に戻り、凸部８１に引っ掛かる。これにより、第１上ケース６１は第１下ケース６２に固定され、引掛け部８２の引っ掛かりを意図的に解除しない限り、第１下ケース６２に対して軸方向上側に外れることはない。

同様に、第２上ケース７１は、凸部８１を有する。凸部８１は、第２上ケース７１の径方向外側の外周面７１ａ上に位置する突起である。外周面７１ａ上の凸部８１の下面は、外周側を上方に傾斜する。一方、第２下ケース７２は、引掛け部８２を有する。引掛け部８２は、弾性を有し、第２下ケース７２の径方向外側の外周面７２ａ上に位置する。この引掛け部８２は、外周面７２ａ上の位置から第２上ケース７２側に突出して凸部８１の外形に沿って折れ曲がる屈曲形状を有する。なお、第２上ケース７１の外周面７１ａおよび第２下ケース７２の外周面７２ａは、ハウジング５の外周面５ａに含まれる。

軸方向下側から第２下ケース７２を第２上ケース７１側に近づけると、第２上ケース７１の凸部８１が第２下ケース７２の引掛け部８２を押し上げ、引掛け部８２が若干弾性変形する。そして、引掛け部８２の軸方向上端が凸部８１を通り過ぎたところで、凸部８１による引掛け部８２の押し上げが解除されるため、引掛け部８２は復元力によって弾性変形前の状態に戻り、凸部８１に引っ掛かる。これにより、第２下ケース７２は第２上ケース７１に固定され、引掛け部８２の引っ掛かりを意図的に解除しない限り、第２上ケース７１に対して軸方向下側に外れることはない。

このように、第１上ケース６１と第１下ケース６２、および、第２上ケース７１と第２下ケース７２とは、いずれも、凸部８１に引掛け部８２を引っ掛けることによって固定される。このように弾性を有する凸部８１および引掛け部８２によって２つ部材を締結する構造を、スナップフィット８と呼ぶ。

したがって、上記の例では、第１上ケース６１および第２上ケース７１は、それぞれ第１下ケース６２および第２下ケース７２とスナップフィット８で固定される。この場合、スナップフィット８を用いる簡易な構成で、第１上ケース６１と第１下ケース６２とを容易に接続することができるとともに、第２上ケース７１と第２下ケース７２とを容易に接続することができる。したがって、ハウジング５ひいては送風機１の組立性を向上させることができる。

なお、第１上ケース６１と第１下ケース６２、および、第２上ケース７１と第２下ケース７２とは、ネジ留め、接着剤などによって固定されてもよい。

また、第１下ケース６２の外周面の下端および第２上ケース７１の外周面の上端には、複数のフランジ９が設けられる。第１下ケース６２のフランジ９と第２上ケース７１のフランジ９とをネジ留めして第１インペラケース６と第２インペラケース７とは、軸方向に接続され、固定される。なお、第１下ケース６２と第２上ケース７１とは、スナップフィット、接着剤などを用いて固定されてもよい。

（１－４．インペラの詳細）
次に、第１インペラケース６および第２インペラケース７にそれぞれ収容される第１インペラ３および第２インペラ４の詳細について、主に図５から図７を参照して説明する。

第１インペラ３は、第１インペラベース３１と、複数の第１羽根部３２と、第１シュラウド３３と、を有する。第１インペラベース３１は、複数の第１羽根部３２を支持するための円盤状の平板である。第１インペラベース３１の中央には、シャフト２ａの一方の端部と固定される第１固定部３４が形成される。第１固定部３４は、第１インペラベース３１の中央に嵌め込まれる構成であってもよいし、第１インペラベース３１と一体的に形成される構成であってもよい。

複数の第１羽根部３２は、第１インペラベース３１上に第１固定部３４よりも径方向外側の位置で、周方向に等間隔で固定される。第１シュラウド３３は、第１吸気口５１よりも大径の第１開口部３３ａを有し、第１インペラベース３１との間で複数の第１羽根部３２を挟むように設けられる。

第２インペラ４は、第２インペラベース４１と、複数の第２羽根部４２と、第２シュラウド４３と、を有する。第２インペラベース４１は、複数の第２羽根部４２を支持するための円盤状の平板である。第２インペラベース４１の中央には、シャフト２ａの他方の端部と固定される第２固定部４４が形成される。第２固定部４４は、第２インペラベース４１の中央に嵌め込まれる構成であってもよいし、第２インペラベース４１と一体的に形成される構成であってもよい。

複数の第２羽根部４２は、第２インペラベース４１上に第２固定部４４よりも径方向外側の位置で、周方向に等間隔で固定される。第２シュラウド４３は、第２吸気口５２よりも大径の第２開口部４３ａを有し、第２インペラベース４１との間で複数の第２羽根部４２を挟むように設けられる。

本実施形態では、第１インペラ３の第１羽根部３２の数と、第２インペラ４の第２羽根部４３の数は、同じである。また、個々の第１羽根部３２の周方向の位置と、個々の第２羽根部４２の周方向の位置とは、同じである。すなわち、第１インペラ３および第２インペラ４は、それぞれ同じ数の第１羽根部３２および第２羽根部４２を有し、第１インペラ３の第１羽根部３２の周方向の位置と、第２インペラ４の第２羽根部４２の周方向の位置とは、同じである。

（１－４．動作）
次に、上記した送風機１の構成による動作について、図６および図７のほか、図８、図９および図１０を参照して説明する。図８は、第１上ケース６１の図示を省略した状態での送風機１の斜視図である。図９は、第１上ケース６１、第１下ケース６２および第２上ケース７１の図示を省略した状態での送風機１の斜視図である。図１０は、第１上ケース６１の図示を省略した状態での送風機１の平面図である。なお、これらの図において、太線で示した矢印は、空気が流れる方向を指す。また、他の図面でも同様に、太線で示した矢印は、空気が流れる方向を指す。すなわち、図８および図１０における太線の矢印は、第１風洞５４を流れる空気の送風方向を示し、図９における太線の矢印は、第２風洞５５を流れる空気の送風方向を示す。

モータ２によって第１インペラ３および第２インペラ４を回転させると、第１吸気口５１および第２吸気口５２からそれぞれ軸方向の向きにおいて、空気が送風機１の内部に吸い込まれる。より詳しくは、第１インペラ３の回転により、第１吸気口５１から空気が軸方向下側に吸い込まれて第１風洞５４に入る。第１風洞５４に入った空気は、第１インペラ３により径方向外側に進行した後、周方向に流れて送風口５３に向かう。

一方、第２インペラ４の回転により、第２吸気口５２から空気が軸方向上側に吸い込まれて第２風洞５５に入る。第２風洞５５に入った空気は、第２インペラ４により径方向外側に進行した後、周方向に流れて送風口５３に向かう。第１風洞５４を流れた空気は、第２風洞５５を流れた空気と送風口５３付近で合流する。合流後の空気は、単一の送風口５３から外部に排出される。

ここで、図１、図８、図９等に示すように、第１風洞５４および第２風洞５５は、周方向の空気の流れ方向の最も上流側に第１開口部５７および第２開口部５８をそれぞれ有することから、上流側が開放された構造である。これにより、第１インペラ３および第２インペラ４が回転しても、第１風洞５４および第２風洞５５の上流側で大きな負圧が発生することを低減できる。このため、上記負圧に起因して騒音が発生することを低減できる。

＜２．送風風量を増大させる構成および効果について＞
上記のように第１風洞５４が上流側に第１開口部５７を有する構成では、第１風洞５４の上流側が第１開口部５７を介して第１風洞５４の下流側と第１風洞５４の外部で空間的につながる。また、第２風洞５５が上流側に第２開口部５８を有する構成では、第２風洞５５の上流側が第２開口部５８を介して第２風洞５５の下流側と第２風洞５５の外部で空間的につながる。

このため、第１風洞５４および第２風洞５５の内部を周方向の上流側から下流側に向かって流れた空気が、再度、第１開口部５７または第２開口部５８を介して第１風洞５４内または第２風洞５５内に巻き戻り、これによって送風口５３からの送風風量が低下することが懸念される。

しかし、送風機１が以下の構成または設定を併せて採用することにより、上記した送風風量の低下を抑えることができ、上記構成または設定を採用しない場合に比べて、送風風量を増大させることができる。

（２－１．壁部の厚みの設定について）
以下での説明の便宜上、図６で示された壁部５６において、空気の流れ方向の上流側に位置する部位、つまり、始端５６Ｕ（図３参照）により近い側の部位を、符号５６Ｍで示す。また、図６で示された壁部５６において、空気の流れ方向の下流側に位置する部位、つまり、終端５６Ｄにより近い側の部位を、符号５６Ｎで示す。さらに、図７で示された壁部において、終端５６Ｄとは異なる部位を、符号５６Ｐで示す。なお、壁部５６の始端５６Ｕ、部位５６Ｍ、部位５６Ｐ、部位５６Ｎ、終端５６Ｄの周方向の位置関係は、図１０で示す通りである。すなわち、壁部５６の始端５６Ｕ、部位５６Ｍ、部位５６Ｐ、部位５６Ｎ、終端５６Ｄは、周方向の空気の流れ方向の上流側から下流側に向かってこの順で位置する。

また、壁部５６の始端５６Ｕ、部位５６Ｍ、部位５６Ｐ、部位５６Ｎ、終端５６Ｄの軸方向の厚みを、それぞれ、ＴＵ、Ｔ４、Ｔ３、Ｔ２、Ｔ１とする。このとき、壁部５６の軸方向の厚みの単位は、例えばｍｍである。なお、本実施形態では、始端５６Ｕの角部は面取りされている（図１等参照）。この場合、始端５６Ｕの軸方向の厚みＴＵとは、始端５６Ｕの面取りされた部分で軸方向に最も厚い部分の厚みを指す。

本実施形態では、壁部５６の軸方向の厚みを以下のように設定する。すなわち、壁部５６の軸方向の厚みは、周方向における空気の流れ方向の上流側に位置する壁部５６の始端５６Ｕから、下流側に位置する壁部５６の終端５６Ｄに向かって薄くなる。したがって、壁部５６の始端５６Ｕ、部位５６Ｍ、部位５６Ｐ、部位５６Ｎ、終端５６Ｄの軸方向の厚みの関係は、ＴＵ＞Ｔ４＞Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１＞である。

このように、第１風洞５４と第２風洞５５とを軸方向に隔てる壁部５６の厚みは、周方向の始端５６Ｕから終端５６Ｄに向かって薄くなる。このため、第１風洞５４および第２風洞５５を周方向に流れる各空気は、壁部５６の始端５６Ｕ側から終端５６Ｄ側に向かうにつれて軸方向の内側、つまり送風機１の中央部側に集約される。

これにより、第１風洞５４および第２風洞５５の下流側から排出される各空気は、壁部５６の終端５６Ｄよりも厚みの大きい始端５６Ｕの端面、すなわち、始端５６Ｕにおいて送風口５３側に露出した面Ｐ（図１、図２参照）に衝突する。その後、該空気は送風口５３側に進行しやすくなる。

このため、上述のように音鳴りを低減すべく、第１風洞５４および第２風洞５５が第１開口部５７および第２開口部５８をそれぞれ有する構成であっても、空気を送風口５３側に導くことができる。したがって、第１風洞５４および第２風洞５５の下流側から排出される各空気が、第１開口部５７または第２開口部５８を介して第１風洞５４または第２風洞５５に再度入り込むことを低減できる。

よって、音鳴り低減のために第１開口部５７および第２開口部５８を設けた構成であっても、第１風洞５４および第２風洞５５の下流側から排出される各空気を送風口５３に効率よく導いて、送風口５３から効率よく排出させることができる。これによって、送風機１の送風流量を増大させることができる。つまり、第１風洞５４および第２風洞５５の上流側端部での負圧による騒音の発生を低減しながら、送風機１の送風風量を増大させることができる。

また、送風口５３は１個のみであるため、上記した壁部５６の厚みの設定によって軸方向の中央部に集約した各空気、つまり第１風洞５４および第２風洞５５を流れた各空気をそのまま集約した状態で単一の送風口５３から排出させることができる。これにより、送風口５３から排出される空気の分散を抑えて、一方向への送風風量を増大させることができる。また、送風口５３が１個のみであると、軸方向の中央部側に集約した上記各空気をそのまま排出させることができるため、上記各空気を軸方向に集約するための構成、つまり、壁部５６の厚みを上記のように変化させる構成を採用することが容易となる。

なお、壁部５６の厚みが周方向の始端５６Ｕから終端５６Ｄに向かって薄くなることから、壁部５６の始端５６Ｕの軸方向の厚みＴＵと、終端５６Ｄの軸方向の厚みＴ１との比（ＴＵ／Ｔ１）は、１を超えるが、上記した作用効果をより発現しやすくする観点から、ＴＵ／Ｔ１は、１．５以上であることが望ましく、２．０以上であることがより望ましく、３．０以上であることがより一層望ましい。また、壁部５６の軸方向の厚みは、周方向の上流側から下流側に向かって一定の割合で変化してもよいし、上流側よりも下流側で急激に変化してもよいし、下流側よりも上流側で急激に変化してもよい。ただし、第１風洞５４内および第２風洞５５内で空気がスムーズに流れるようにする観点では、壁部５６の軸方向の厚みは、周方向の上流側から下流側に向かって一定の割合で変化することが望ましい。

（２－２．インペラおよびインペラケースの対称性について）
上述したように、本実施形態では、第１インペラ３の第１羽根部３２と第２インペラ４の第２羽根部４２とは、枚数および周方向の位置が同じである。これにより、第１インペラ３と第２インペラ４とを同じ回転数で回転させたときに、これらの回転が同期する。これにより、送風口５３から空気を押し出す力が増大し、送風流量をさらに増大させることができる。また、第１インペラ３と第２インペラ４とで回転が同期すると、非同期の場合に比べて騒音も低減される。

また、本実施形態では、第１インペラ３と第２インペラ４とは、平面Ｌに対して対称形状であり、少なくとも第１風洞５４を有する第１インペラケース６と少なくとも第２風洞５５を有する第２インペラケース７とは、平面Ｌに対して対称形状である。これにより、第１インペラケース６と第２インペラケース７とで各空気の送風能力を均一化することができる。したがって、送風口５３から空気を押し出す力が増大し、送風流量をさらに増大させることができる。また、第１インペラケース６と第２インペラケース７とで送風流量の差が低減されるため、送風流量の差に起因して騒音が発生することも低減できる。

＜３．乱流を低減させる構成について＞
本実施形態では、送風機１が以下の構成を採用することにより、送風時に送風口５３付近で発生する乱流を低減して、乱流による騒音の発生を低減することができる。以下、より詳細に説明する。

（３－１．壁部の終端と送風口との位置関係について）
図１０に示すように、壁部５６の終端５６Ｄは、送風口５３よりも空気の流れ方向の上流側に位置する。このような終端５６Ｄと送風口５３との位置関係により、第１風洞５４を周方向に流れて送風口５３に向かう空気と、第２風洞５５を周方向に流れて送風口５３に向かう空気とを、終端５６Ｄと送風口５３との間で、つまり、ハウジング５内で合流させることができる。これにより、合流後の空気の流れる方向をハウジング５内で整えてから、合流後の空気を送風口５３から排出させることができる。その結果、送風口５３での乱流の発生および乱流による騒音の発生を低減することができる。

なお、送風風量を増大させるという本実施形態の主目的を達成する点では、壁部５６の終端５６Ｄは、送風口５３まで繋がっていてもよい。

（３－２．壁部の終端と縁部との位置関係について）
図１０に示すように、ハウジング５は、縁部５９を有する。縁部５９は、送風口５３の下流側の縁を形成する。そして、縁部５９の径方向内側の面である内面５９ａは、軸方向から見て、壁部５６の終端５６Ｄから外周面５ａの周接線方向に延びる平面である。すなわち、ハウジング５は、送風口５３の下流側の縁を形成する縁部５９を有し、縁部５９の径方向内側の面は、壁部５６の終端５６Ｄから周接線方向に延びる内面５９ａを有する。

このように、ハウジング５が縁部５９を有し、縁部５９が内面５９ａを有することにより、第１風洞５４および第２風洞５５を流れる各空気は、送風口５３の下流側で縁部５９の内面５９ａ、すなわち、径方向に垂直な平面に沿って周接線方向に進行する。これにより、送風口５３から排出される空気の直進性を向上させることができ、送風口５３での乱流の発生を低減して、乱流による騒音の発生を低減することができる。また、空気の直進性が向上するため、一方向への送風流量を増大させることができる。

特に、縁部５９は、壁部５６の終端５６Ｄよりも径方向外側の位置から送風口５３に向かって突出している。これにより、第１風洞５４および第２風洞５５を流れる各空気は、縁部５９の突出方向に進行する。つまり、上記各空気は、壁部５６の終端５６Ｄから縁部５９の内面５９ａに沿って送風口５３に向かって直進する。したがって、送風口５３から排出される空気の直進性を向上させて、一方向への送風流量を増大させることができる。

＜４．送風装置＞
本実施形態の送風機１は、空気清浄機などの送風装置に適用することができる。以下、送風機１を適用可能な送風装置について説明する。

（４－１．送風装置の概略の構成）
図１１は、送風装置１００の斜視図であり、図１２は、筐体および内部の送風機の図示を省略した状態での送風装置１００の斜視図である。また、図１３は、筐体の図示を省略した状態での送風装置１００の分解斜視図であり、図１４は、送風時の送風装置１００の部分的な斜視図である。送風装置１００は、本実施形態で説明した送風機１に加えて、筐体２００と、フィルタ３００と、を有する。筐体２００は、送風機１を内部に収容する。また、筐体２００は、ルーバー２０１を有する。ルーバー２０１は、筐体２００の内部の送風機１から排出される空気を外部に導く排出口である。

フィルタ３００は、空気中の塵埃や花粉などを除去する集塵用のフィルタであり、筐体２内に配置される送風機１の第１吸気口５１および第２吸気口５２に対して軸方向外側にそれぞれ配置される。フィルタ３００は、例えば、カーボンフィルタ３０１と、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）３０２と、を有する。カーボンフィルタ３０１は、空気清浄機に用いられる一般的な集塵フィルタである。ＨＥＰＡフィルタ３０２は、カーボンフィルタ３０１よりも集塵能力の高い高性能集塵フィルタである。なお、フィルタ３００は、カーボンフィルタ３０１およびＨＥＰＡフィルタ３０２の少なくとも一方を有する構成であればよい。また、フィルタ３００は、さらに、ＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Penetration Air Filter）などのより高性能な集塵フィルタを有する構成であってもよい。

すなわち、送風装置１００は、送風機１と、送風機１を収容する筐体２００と、筐体２００において、送風機１の第１吸気口５１および第２吸気口５２と対向する位置に配置されるフィルタ３００と、を有する。送風機１の２つの吸気口である第１吸気口５１および第２吸気口５２と対向する位置にフィルタ３００がそれぞれ位置することにより、各吸気口から吸引される空気中に含まれる塵埃を各フィルタ３００で取り除いて、清浄な空気をルーバー２０１からから排出する送風装置１００、例えば空気清浄機を実現することができる。

（４－２．送風機の回動構成）
上記の送風装置１００は、送風機１を筐体２００に対して回動させることにより、送風機１の送風方向を調整する回動機構４００を有する。以下、回動機構４００の詳細について説明する。

図１５および図１６は、送風装置１００の筐体２００の内部を第２吸気口５２側から見たときの側面図である。図１５は、送風機１の回動前の状態を示す。図１６は、送風機１の回動後の状態を示す。なお、図１５および図１６では、便宜的に筐体２００の外形を破線で示す。回動機構４００は、本体側ギア４０１と、駆動ギア４０２と、支持ローラ４０３と、を有する。

本体側ギア４０１は、送風機１の外周面５ａ上に周方向に沿って形成される。本体側ギア４０１は、外周面５ａ上で周方向の全体にわたって形成されてもよいし、周方向の一部にのみ形成されてもよい。駆動ギア４０２は、本体側ギア４０１と噛み合って、中心軸Ｃと平行に位置する回転軸４０２ａを中心に回転する。回転軸４０２ａは、軸受（図示せず）を介して筐体２００に支持される。支持ローラ４０３は、筐体２００に対して送風機１を周方向に回動可能に支持するローラである。支持ローラ４０３は、送風機１の中心軸Ｃと平行となるように筐体２００に支持され、送風機１の外周面５ａと接触することで送風機１を支持する。本実施形態では、支持ローラ４０３は３本設けられるが、支持ローラ４０３を支持できる本数であればよく、上記の３本には限定されない。

すなわち、回動機構４００は、送風機１の外周面５ａ上に周方向に沿って形成される本体側ギア４０１と、本体側ギア４０１と噛み合って、中心軸Ｃと平行な回転軸４０２ａを中心に回転する駆動ギア４０２と、筐体２００に対して送風機１を回動可能に支持する支持ローラ４０３と、を有する。この構成では、例えば、駆動ギア４０２が図１５のＥ方向に回転すると、駆動ギア４０２の回転駆動力が本体側ギア４０１を介して送風機１に伝達されることで、送風機１がＧ方向に回転する。これにより、送風機１の送風口５３からの送風方向が下向きに変化する。一方、駆動ギア４０２が図１６のＦ方向に回転すると、駆動ギア４０２の回転駆動力が本体側ギア４０１を介して送風機１に伝達されることで、送風機１がＨ方向に回転する。これにより、送風機１の送風口５３からの送風方向が上向きに変化する。

このように、送風装置１が回動機構４００を有することにより、回動機構４００によって送風機１を回動させて、送風機１の送風口５３から排出される空気の向きを自由に変えることができ、利便性を向上させることができる。

なお、例えば、本実施形態の送風機１のハウジング５の外周面は、中心軸Ｃの方向に延びる円筒形状であることが好ましい。このとき、複数の支持ローラ４０３は、円筒面であるハウジング５を保持し、送風機１を容易に回動することができる。特に、回動機構４００の上述した構成により、送風機１が支持ローラ４０３で支持された状態で、送風機１を筐体２００に対して周方向に回動させることができる。これにより、送風機１の中心軸Ｃに垂直な面内で、送風機１の送風方向を容易に調整することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上記実施形態やその変形例は適宜任意に組み合わせることができる。

本発明の送風機は、例えば空気清浄機のような送風装置に利用可能である。

１ 送風機
２ モータ
２ａ シャフト
３ 第１インペラ
４ 第２インペラ
５ ハウジング
６ 第１インペラケース
７ 第２インペラケース
８ スナップフィット
３２ 第１羽根部
４２ 第２羽根部
５１ 第１吸気口
５２ 第２吸気口
５３ 送風口
５３ａ 第１分割送風口
５３ｂ 第２分割送風口
５４ 第１風洞
５４ａ 第１上風洞
５４ｂ 第１下風洞
５５ 第２風洞
５５ａ 第２上風洞
５５ｂ 第２下風洞
５６ 壁部
５６ａ 第１分割壁部
５６ｂ 第２分割壁部
５６Ｕ 始端
５６Ｄ 終端
５７ 第１開口部
５８ 第２開口部
５９ 縁部
５９ａ 内面
６１ 第１上ケース
６２ 第１下ケース
７１ 第２上ケース
７２ 第２下ケース
１００ 送風装置
２００ 筐体
３００ フィルタ
４００ 回動機構
４０１ 本体側ギア
４０２ 駆動ギア
４０３ 支持ローラ
Ｃ 中心軸
Ｌ 平面

Claims (13)

1. 中心軸を中心に回転するシャフトを有するモータと、
   前記シャフトの軸方向一方側の端部および軸方向他方側の端部にそれぞれ接続される第１インペラおよび第２インペラと、
   前記モータ、前記第１インペラおよび前記第２インペラを内部に収容するハウジングと、を有し、
   前記ハウジングは、
   前記第１インペラよりも軸方向一方側に位置する第１吸気口と、
   前記第２インペラよりも軸方向他方側に位置する第２吸気口と、
   前記第１インペラおよび第２インペラよりも前記シャフトの径方向外側に位置する単一の送風口と、
   前記第１吸気口と連通して前記シャフトの周方向に延びるとともに、周方向における空気の流れ方向の最も下流側が前記送風口と連通する第１風洞と、
   前記第２吸気口と連通して前記シャフトの周方向に延びるとともに、周方向における空気の流れ方向の最も下流側が前記送風口と連通する第２風洞と、
   周方向に延び、前記第１風洞と前記第２風洞とを軸方向に隔てる壁部と、を有し、
   前記第１風洞および前記第２風洞は、周方向における各空気の流れ方向の最も上流側に第１開口部および第２開口部をそれぞれ有し、
   前記壁部の軸方向の厚みは、周方向における前記空気の流れ方向の上流側に位置する前記壁部の始端から、下流側に位置する前記壁部の終端に向かって薄くなる、送風機。
2. 前記壁部の前記終端は、前記送風口よりも前記空気の流れ方向の上流側に位置する、請求項１に記載の送風機。
3. 前記第１インペラおよび前記第２インペラは、それぞれ同じ数の第１羽根部および第２羽根部を有し、
   前記第１インペラの前記第１羽根部の周方向の位置と、前記第２インペラの前記第２羽根部の周方向の位置とは、同じである、請求項１または２に記載の送風機。
4. 前記ハウジングは、
   前記第１インペラを収容する第１インペラケースと、
   前記第２インペラを収容する第２インペラケースと、を有し、
   前記第１インペラケースは、前記第１吸気口と、前記第１風洞と、前記壁部を２分割したうちの一方である第１分割壁部と、前記送風口を２分割したうちの一方である第１分割送風口と、を有し、
   前記第２インペラケースは、前記第２吸気口と、前記第２風洞と、前記壁部を２分割したうちの他方である第２分割壁部と、前記送風口を２分割したうちの他方である第２分割送風口と、を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の送風機。
5. 前記第１インペラおよび前記第１インペラケースと、前記第２インペラおよび前記第２インペラケースとは、前記中心軸と直交して前記壁部の軸方向の中心を通る平面に対して対称形状である、請求項４に記載の送風機。
6. 軸方向一方側を上とし、軸方向他方側を下としたとき、
   前記第１インペラケースは、
   前記第１吸気口を有する第１上ケースと、
   前記第１上ケースと軸方向に接続される第１下ケースと、を有し、
   前記第２インペラケースは、
   前記第２吸気口を有する第２下ケースと、
   前記第１下ケースおよび前記第２下ケースと軸方向に接続される第２上ケースと、を有し、
   前記壁部は、前記第１下ケースと前記第２上ケースとにわたって位置する、請求項４または５に記載の送風機。
7. 前記第１風洞は、前記第１吸気口と連通する第１上風洞と、前記第１上風洞と連通する第１下風洞と、を有し、
   前記第２風洞は、前記第２吸気口と連通する第２下風洞と、前記第２下風洞と連通する第２上風洞と、を有し、
   前記第１上ケースは、前記第１上風洞を有し、
   前記第１下ケースは、前記第１下風洞を有し、
   前記第２上ケースは、前記第２上風洞を有し、
   前記第２下ケースは、前記第２下風洞を有し、
   前記壁部は、前記第１下ケースの前記第１下風洞と、前記第２上ケースの前記第２上風洞とを軸方向に隔てる、請求項６に記載の送風機。
8. 前記第１上ケースおよび前記第２上ケースは、それぞれ前記第１下ケースおよび前記第２下ケースとスナップフィットで固定される、請求項６または７に記載の送風機。
9. 前記ハウジングは、前記送風口の下流側の縁を形成する縁部を有し、
   前記縁部の径方向内側の面は、前記壁部の前記終端から周接線方向に延びる内面を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の送風機。
10. 前記縁部は、前記壁部の前記終端よりも径方向外側の位置から前記送風口に向かって突出している、請求項９に記載の送風機。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の送風機と、
    前記送風機を収容する筐体と、
    前記筐体において、前記送風機の前記第１吸気口および前記第２吸気口と対向する位置に配置されるフィルタと、を有する送風装置。
12. 前記送風機を前記筐体に対して回動させることにより、前記送風機の送風方向を調整する回動機構を有する、請求項１１に記載の送風装置。
13. 前記回動機構は、
    前記送風機の外周面上に周方向に沿って形成される本体側ギアと、
    前記本体側ギアと噛み合って、前記中心軸と平行な回転軸を中心に回転する駆動ギアと、
    前記筐体に対して前記送風機を回動可能に支持する支持ローラと、を有する、請求項１２に記載の送風装置。

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