JP7655094B2 - 遠心送風機 - Google Patents

Description

本発明は、羽根車の回転の軸心方向の一方から取り込んだ空気を軸心から遠ざかる方向へ吹き出す遠心送風機に関するものである。

従来、ケースの内側に、主板とシュラウドと複数の翼とを有する羽根車が回転可能に設けられた遠心送風機が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の遠心送風機の羽根車は、シュラウドの中央に設けられた開口部の内周壁よりも回転の軸心に近い側に翼の前縁が設けられている。そして、その前縁のうち主板とは反対側を向く面は、軸心に対して垂直に延びている。

特開２０１９－２０３４８１号公報

発明者らの検討によれば、遠心送風機は、ケースに設けられた空気吸込口から複数の翼同士の間に形成される流路（以下、「翼間流路」という）に流入する空気が主板側に流れ、シュラウドのうち翼間流路側の面（以下「シュラウド裏面」という）に沿って流れにくいといった特性を有する。そのため、空気吸込口から翼間流路に流入する空気がシュラウド裏面から剥離し、その剥離により生じる渦（以下「剥離渦」という）が大きくなると、騒音が増大するといった問題が発生する。そのような問題に対し、上述した特許文献１に記載の遠心送風機は、翼形状に関して改善の余地がある。

本発明は上記点に鑑みて、遠心送風機において、騒音を低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明によると、遠心送風機において、
回転可能に設けられる主板（１０）と、
主板に対向して設けられ、中央に空気が流入する開口部（２１）を有する環状のシュラウド（２０）と、
シュラウドと主板との間で回転中心となる軸心（ＣＬ）の周りに所定の間隔で配置され、シュラウドおよび主板に接続される複数の翼（３０）と、
シュラウドのうち主板とは反対側の面を覆う上ケース本体部（５６）、上ケース本体部において開口部に対応する位置に設けられる空気吸込口（５１）、及び、空気吸込口の内周縁から主板側に向かって筒状に延びるベルマウス（５７）とを有する上ケース（５３）を備え、
軸心に垂直な仮想平面上において軸心を中心とした仮想円を定義し、仮想円における径方向の軸心に近い側を径方向内側といい、その反対側を径方向外側というとき、
翼の前縁（３１）は、シュラウドの開口部の内周壁（２１１）よりも径方向内側に設けられており、
前縁のうち主板とは反対側を向く面には、シュラウドの開口部の内周壁と翼との接続箇所（７３）より径方向内側においてその接続箇所よりも主板側に位置し、且つ、軸心に対して垂直な面に沿うように設けられる低位部（７１）と、その低位部よりも径方向内側において低位部に対して主板とは反対側に位置する高位部（７２）とが設けられており、
低位部と高位部により、前縁のうち主板とは反対側を向く面に凹み形状（７０）が形成されており、
ベルマウスのうち主板側の端部は、シュラウドの開口部の内周壁と翼との接続箇所に対して、主板とは反対側に位置している。

これによれば、シュラウドの開口部から翼間流路に流入する空気は、翼の前縁に形成された凹み形状に沿って空気が流れるコアンダ効果により、その気流の向きが、シュラウド裏面の形状に近くなる。そのため、シュラウドの開口部から翼間流路に流入する空気がシュラウド裏面から剥離することが抑制され、剥離渦が低減するので、騒音を低減することができる。

さらに、シュラウド裏面からの空気の剥離が抑制されることで、送風機の効率が向上する。したがって、同一風量の条件において、送風機の回転数を下げることが可能となり、回転による振動が低減するので、騒音を低減することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る遠心送風機の平面図である。 図１のＩＩ―ＩＩ線の断面図である。 図１のＩＩＩ―ＩＩＩ線の断面において羽根車の一部と上ケースの一部を示す図である。 図３に示した翼の前縁とその近傍の拡大図である。 図４のＶ部分の拡大図である。 図４のＶＩ－ＶＩ線の断面図である。 図４と同一の箇所にて空気吸込口から翼間流路への空気の流れを説明するための説明図である。 第１実施形態に係る遠心送風機において、凹み形状の深さと騒音との関係を示す実験結果である。 第２実施形態に係る遠心送風機において図４に対応する箇所の拡大図である。 第３実施形態に係る遠心送風機において図４に対応する箇所の拡大図である。 比較例の遠心送風機において図４に対応する箇所の拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。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、その説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態の遠心送風機について説明する。以下、遠心送風機を単に「送風機」という。図１～図３に示すように、第１実施形態の送風機１は、主板１０、シュラウド２０、複数の翼３０などにより構成される羽根車２と、その羽根車２を回転させるモータ４０と、羽根車２およびモータ４０を収容するケース５０とを備えている。この送風機１は、例えば、車両用シート空調装置、空調装置または換気装置など、種々の用途に用いられる。

なお、以下の説明では、羽根車２の回転の軸心ＣＬに垂直な仮想平面上において軸心ＣＬを中心とした仮想円を定義し、その仮想円における径方向の軸心ＣＬ側を「径方向内側」といい、その仮想円における径方向の軸心ＣＬとは反対側を「径方向外側」という。また、軸心ＣＬが延びる方向を「軸心方向」という。

羽根車２の構成について説明する。羽根車２の主板１０は、モータ４０の出力するトルクにより回転可能に設けられている。主板１０は、モータ４０の回転軸４１に固定される中央部１１と、その中央部１１の径方向外側の外壁に固定される固定部１２と、その固定部１２より径方向外側に設けられて複数の翼３０に接合される環状部１３とを有している。主板１０の中央部１１は、回転軸４１側から径方向外側に向かって上ケース５３の空気吸込口５１から次第に遠ざかる山型に形成されている。そのため、主板１０の中央部１１は、上ケース５３の空気吸込口５１から吸い込まれた空気を、複数の翼３０同士の間に形成される流路（以下、「翼間流路」という）に導くガイド面として機能する。なお、主板１０の中央部１１は、後述するモータロータ４２の一部を構成している。また、主板１０の固定部１２は、その固定部１２と一体に成形された複数の翼３０およびシュラウド２０と、モータロータ４２との固定に用いられる。

シュラウド２０は、主板１０に対して軸心方向に対向するように設けられている。シュラウド２０は、中央に空気が流入する開口部２１を有している。そのため、シュラウド２０は、環状に形成されている。シュラウド２０は、開口部２１側の内周縁から主板１０とは反対側に向かって筒状に延びるシュラウド筒部２２を有している。また、シュラウド２０は、シュラウド筒部２２よりも径方向外側の位置に、主板１０とは反対側に向かって筒状に延びる複数のシュラウド側突起２３を有している。本実施形態では、３個のシュラウド側突起２３が設けられている。

複数の翼３０は、シュラウド２０と主板１０との間に設けられ、羽根車２の回転中心となる軸心ＣＬの周りに所定の間隔で配置されている。複数の翼３０は、前縁３１から後縁３２に向かって回転方向後向きに延びている。すなわち、本実施形態の羽根車２は、ターボファンである。翼３０のうち軸心方向シュラウド２０側の端部３３は、シュラウド２０に接続されている。翼３０のうち軸心方向主板１０側の端部３４は、主板１０の固定部１２および環状部１３に接続されている。したがって、本実施形態の羽根車２は、クローズドファンである。

本実施形態では、翼３０の前縁３１が、シュラウド２０の開口部２１の内周壁２１１よりも径方向内側に設けられている。以下の説明では、翼３０の前縁３１を「翼前縁３１」ということがある。その翼前縁３１の形状については、後に詳細に説明する。

ケース５０は、上ケース５３と下ケース５４とを有している。上ケース５３は、羽根車２のシュラウド２０側を覆う部材である。下ケース５４は、羽根車２の主板１０側を覆うと共に、モータ４０および回路基板６０を収容する部材である。上ケース５３と下ケース５４とは、図示しない支柱およびねじなどにより、所定の間隔をあけて固定されている。なお、図１では、上ケース５３と下ケース５４との間に支柱などが設けられる位置を、符号５５を付した円形で示している。

上ケース５３は、シュラウド２０のうち主板１０とは反対側の面を覆う上ケース本体部５６と、上ケース本体部５６においてシュラウド２０の開口部２１に対応する位置に設けられる空気吸込口５１と、空気吸込口５１の内周縁から主板１０側に向かって筒状に延びるベルマウス５７とを有している。ベルマウス５７は、外部から羽根車２に空気を導入する部位である。そのため、ベルマウス５７のうち主板１０とは反対側のコーナー部は曲面状となっており、ベルマウス５７のうち主板１０側の端部も曲面状となっている。

また、上ケース５３は、ベルマウス５７よりも径方向外側の位置に、シュラウド２０側に向かって筒状に延びる複数のケース側突起５２を有している。本実施形態では、２個のケース側突起５２が設けられている。２個のケース側突起５２は、シュラウド２０に設けられた３個のシュラウド側突起２３同士の間に設けられている。そのため、上ケース５３とシュラウド２０との間の隙間流路２５には、ケース側突起５２とシュラウド側突起２３により、ラビリンス部２６が形成されている。

下ケース５４は、羽根車２の主板１０側を覆う下ケース本体部５８と、その下ケース本体部５８の中央に設けられる中央筒部５９とを有している。その中央筒部５９に対して、モータ４０の回転軸４１およびモータステータ４３が取り付けられている。なお、本実施形態では、モータ４０として、例えば、アウターロータ型ブラシレスＤＣモータが採用されている。

モータ４０の回転軸４１は、中央筒部５９の内側に軸受４４を介して回転可能に設けられている。モータ４０の回転軸４１のうち軸心方向の端部には、モータロータ４２の中央部１１が固定されている。モータロータ４２は、上述した主板１０の中央部１１と、その主板１０の中央部１１の外縁から軸心方向のシュラウド２０とは反対側に延びる磁石保持部１４と、磁石保持部１４の径方向内側に設けられる磁石４５とを有している。磁石保持部１４の径方向外側の外壁に対して主板１０の固定部１２が圧入などにより固定されている。これにより、モータロータ４２と羽根車２とが接合される。磁石保持部１４の径方向内側に設けられる磁石４５は、磁石保持部１４の周方向に異種の磁極が交互に配置されている。

磁石４５の径方向内側には、モータステータ４３が設けられている。モータステータ４３は、中央筒部５９の径方向外側の面に固定されている。モータステータ４３は、例えばＹ結線またはΔ結線などにより構成された三相コイル４６とステータコア４６１とを有している。三相コイル４６には、回路基板６０から三相交流電流が供給されるようになっている。

上述した構成において、コネクタ４７から回路基板６０に電力および駆動信号が供給されると、その回路基板６０からモータステータ４３の三相コイル４６に三相交流電流が供給され、回転軸４１とモータロータ４２と共に羽根車２が回転する。羽根車２が回転すると、図２に矢印ＡＦ１に示すように、上ケース５３の空気吸込口５１から流入する空気は、翼間流路を通り、上ケース５３と下ケース５４との間から径方向外側に吹き出される。

次に、翼前縁３１の形状について詳細に説明する。

図４に示すように、翼前縁３１は、翼３０のうちシュラウド２０の開口部２１の内周壁２１１より径方向内側に設けられている部位である。その翼前縁３１のうち主板１０とは反対側を向く面には、凹み形状７０が形成されている。凹み形状７０は、低位部７１および高位部７２により形成されている。

低位部７１は、シュラウド２０の開口部２１の内周壁２１１と翼３０との接続箇所７３より径方向内側において、その接続箇所７３よりも主板１０側に位置する部位である。そして、低位部７１は、軸心ＣＬに対して垂直な面に沿うように設けられている。なお、本明細書において「低位部７１は、軸心ＣＬに対して垂直な面に沿うように設けられている」とは、翼３０の回転方向から低位部７１を見たとき、軸心ＣＬに対して垂直な仮想面と低位部７１とが平行である状態に加え、その仮想面に対して低位部７１が僅かに湾曲または傾いている状態も含むものである。

高位部７２は、低位部７１よりも径方向内側において、低位部７１に対して主板１０とは反対側に位置する部位である。高位部７２は、軸心方向において、シュラウド２０の開口部２１の内周壁２１１と翼３０との接続箇所７３とほぼ同じ高さとなっている。なお、高位部７２は、軸心方向において、その接続箇所７３よりも主板１０側に位置していてもよく、または、その接続箇所７３よりも主板１０とは反対側に位置していてもよい。

低位部７１と高位部７２とは、滑らかな曲面によって接続されている。具体的には、図４のＶ部分を拡大した図５に示すように、低位部７１と高位部７２とが接続されている箇所は、第１曲面７４と第２曲面７５とを有している。第１曲面７４とは、高位部７２における低位部７１側で空気吸込口５１側（すなわち、主板１０とは反対側）に凸の曲面である。第２曲面７５とは、第１曲面７４よりも径方向外側（すなわち、第１曲面７４よりも低位部７１側）で主板１０側に凸の曲面である。

図５では、第１曲面７４より径方向内側の部位の円弧と第１曲面７４の円弧との接点を符号Ｐ１で示し、第１曲面７４の円弧と第２曲面７５の円弧との接点を符号Ｐ２で示し、第２曲面７５より径方向外側の部位の円弧と第２曲面７５の円弧との接点を符号Ｐ３で示している。ここで、翼３０の回転方向から翼前縁３１を見たとき、第１曲面７４の曲率半径をＲ１、第２曲面７５の曲率半径をＲ２とする。このとき、第１曲面７４の曲率半径Ｒ１と、第２曲面７５の曲率半径Ｒ２とは、Ｒ１＞Ｒ２ の関係を有している。なお、図示は省略するが、第１曲面７４と第２曲面７５との間に平面が設けられていてもよく、または、第１曲面７４および第２曲面７５はその一部に平面を有していてもよい。

また、図６は、図４のＶＩ－ＶＩ線の断面図である。すなわち、図６は、翼前縁３１の低位部７１を、翼３０が前縁３１から後縁３２に延びる方向に対して垂直な面で切断した断面図である。図６に示した断面において、低位部７１の負圧面３５側のコーナー部３６の曲率半径をＲ３、低位部７１の正圧面３７側のコーナー部３８の曲率半径をＲ４とする。このとき、第１曲面７４の曲率半径Ｒ１と、第２曲面７５の曲率半径Ｒ２と、低位部７１の負圧面３５側のコーナー部３６の曲率半径Ｒ３と、低位部７１の正圧面３７側のコーナー部３８の曲率半径Ｒ４とは、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ４、および、Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４ の関係を有している。

また、図４に示すように、翼３０は、シュラウド２０の開口部２１の内周壁２１１と翼３０との接続箇所７３と、低位部７１との間に、立壁部３９を有している。立壁部３９は、シュラウド２０の開口部２１の内周壁２１１と平行に設けられている。立壁部３９と低位部７１とが接続されている箇所３９１は曲面となっている。すなわち、低位部７１のうち径方向外側の箇所３９１と、低位部７１のうち径方向内側の箇所（すなわち、第２曲面７５）とは、いずれも曲面となっている。

図４に示すように、本実施形態では、低位部７１のうち主板１０に最も近い点または面と高位部７２のうち主板１０から最も遠い点または面との距離Ｄａを「凹み形状７０の深さＤａ」ということとする。また、図３に示すように、翼３０の後縁３２側における主板１０とシュラウド２０との間の距離Ｄｂを、「翼出口高さＤｂ」ということとする。凹み形状７０の深さＤａと、翼出口高さＤｂとは、０＜Ｄａ≦Ｄｂ×０．０９ の関係を有している。すなわち、凹み形状７０の深さＤａは、０より大きく、翼出口高さＤｂの９％以下に設定されている。これは、本発明の発明者らが行った実験の結果に基づくものであり、その実験の結果については後述する。

さらに、図３に示すように、本実施形態では、ベルマウス５７のうち主板側の端部の外径をＤｃ、複数の翼３０に設けられた低位部７１のうち主板１０に最も近い点または面を回転方向に結んだ円の外径をＤｗとする。このとき、ベルマウス５７のうち主板側の端部の外径Ｄｃと、低位部７１のうち主板１０に最も近い点または面の外径Ｄｗとは、Ｄｃ＜Ｄｗ の関係を有している。これにより、羽根車２の回転時に、ベルマウス５７の内周壁５７１に沿って翼間流路に流入する空気が、翼前縁３１に形成された凹み形状７０に当たるので、その空気は、凹み形状７０に沿って空気が流れるコアンダ効果の影響を受けやすくなる。

なお、ベルマウス５７の外径Ｄｃの最小値は特に規定しないが、ベルマウス５７の外径Ｄｃを高位部７２の内径よりも大きくすることで、ベルマウス５７の内周壁５７１に沿って翼間流路に流入する空気が凹み形状７０に当るので、コアンダ効果の影響を受けやすくなる。

なお、翼３０の前縁３１のうち径方向内側を向く面には、凹部８０と凸部８１とが軸心方向に交互に配置された段差部８２が設けられている。段差部８２は、セレーション部とも呼ばれる。段差部８２は、翼前縁３１のうち主板１０から所定距離離れた位置に設けられている。

ここで、上述した第１実施形態の送風機１と比較するため、比較例の送風機１００について説明する。

図１１に示すように、比較例の送風機１００においても、翼前縁３１が、シュラウド２０の開口部２１の内周壁２１１よりも径方向内側に設けられている。ただし、比較例の送風機１００では、翼前縁３１のうち主板１０とは反対側を向く面１０１に凹み形状が形成されていない。すなわち、比較例の送風機１００では、翼３０の回転方向から翼前縁３１を見たとき、翼前縁３１のうち主板１０とは反対側を向く面１０１は、シュラウド２０の開口部２１の内周壁２１１と翼３０との接続箇所７３から径方向内側に向かって、軸心ＣＬに対して垂直な面となっている。

比較例の送風機１００では、羽根車２が回転すると、図１１の矢印ＡＦ２に示すように、上ケース５３の空気吸込口５１から翼間流路に流入する空気は、主板１０側に向かって流れ、シュラウド２０のうち翼間流路側の面（以下「シュラウド裏面２０１」という）に沿って流れにくいといった特性を有する。そのため、シュラウド２０の開口部２１から翼間流路に流入する空気がシュラウド裏面２０１から剥離し、その剥離により生じる剥離渦ＳＶが大きくなると、騒音が増大するといった問題が発生する。

それに対し、第１実施形態の送風機１は、図７に示すように、次のような効果を奏する。すなわち、第１実施形態の送風機１では、羽根車２が回転すると、図７の矢印ＡＦ３に示すように、上ケース５３の空気吸込口５１から翼間流路に流入する空気は、翼前縁３１に形成された凹み形状７０に沿って空気が流れるコアンダ効果により、その気流の向きが、シュラウド裏面２０１の形状に近くなる。凹み形状７０は、空気吸込口５１から翼間流路に流入する空気に対してコアンダ効果を発生させるのに有効な形状とされている。そのため、凹み形状７０に沿って流れた後に翼間流路に流入する空気は、シュラウド裏面２０１から剥離することが抑制される。したがって、第１実施形態の送風機１は、シュラウド裏面２０１付近の剥離渦ＳＶが低減するので、騒音を低減することができる。

また、図３に示すように、第１実施形態の送風機１は、翼前縁３１のうち主板１０とは反対側を向く面に凹み形状７０を形成したことで、シュラウド筒部２２のうち主板１０とは反対側の端部２２１と凹み形状７０の低位部７１との距離Ｄｈが、比較例の送風機１００に比べて遠くなっている。そのため、羽根車２の径方向外側の空気出口２４から上ケース５３とシュラウド２０との隙間流路２５を通ってシュラウド２０の開口部２１側に逆流する空気（以下、「逆流空気」という）が、凹み形状７０の低位部７１に衝突するときの流速を遅くすることができる。一般に、騒音の大きさは流速の６乗に比例するので、その流速を遅くすることで、騒音を低減することができる。

次に、第１実施形態に係る送風機１において、凹み形状７０の深さと騒音との関係について行った実験の結果を図８に示す。

図８のグラフの横軸は、凹み形状７０の深さＤａを、翼出口高さＤｂに対する割合として示している。なお、凹み形状７０の深さＤａが０％とは、上述した比較例の送風機１００の構成と同じである。一方、図８のグラフの縦軸は、騒音レベル（すなわち、Ａ特性音圧レベル）を示している。なお、この実験では、翼出口高さＤｂが４ｍｍの送風機を使用し、モータ４０に通電して羽根車２を一定の回転数で回転させたときの騒音レベルを測定した。

図８のグラフに示すように、この実験により、凹み形状７０の深さＤａが０より大きく、９％以下の範囲で、騒音レベルを低下できる結果が得られた。すなわち、実験により、凹み形状７０の深さＤａと、翼出口高さＤｂとは、０＜Ｄａ≦Ｄｂ×０．０９ の関係において、騒音低減効果が得られることがわかった。また、凹み形状７０の深さＤａを、翼出口高さＤｂの１～８％、より好ましくは２～７％とすることで、より大きな騒音低減効果が得られることがわかった。具体的には、実験に使用した送風機では、凹み形状７０の深さＤａを翼出口高さＤｂの５％としたとき、比較例の送風機１００に比べて、騒音レベルを０．４ｄＢＡ低下できる結果が得られた。

以上説明した第１実施形態の送風機１は、次の作用効果を奏するものである。

（１）第１実施形態の送風機１は、翼前縁３１のうち主板１０とは反対側を向く面に、低位部７１と高位部７２により、凹み形状７０が形成されている。これによれば、上ケース５３の空気吸込口５１からシュラウド２０の開口部２１を通って翼間流路に流入する空気は、翼前縁３１に形成された凹み形状７０に沿って空気が流れるコアンダ効果により、その気流の向きが、シュラウド裏面２０１の形状に近くなる。そのため、シュラウド２０の開口部２１から翼間流路に流入する空気がシュラウド裏面２０１から剥離することが抑制され、剥離渦ＳＶが低減するので、騒音を低減することができる。

また、翼３０のうち主板１０とは反対側を向く面に凹み形状７０を形成することで、シュラウド筒部２２のうち主板１０とは反対側の端部２２１と凹み形状７０の低位部７１との距離Ｄｈが遠くなる。そのため、羽根車２の径方向外側の空気出口２４から隙間流路２５を通ってシュラウド２０の開口部２１側に逆流する逆流空気が、凹み形状７０の低位部７１に衝突するときの流速を遅くすることができる。一般に、騒音の大きさは流速の６乗に比例するので、その流速を遅くすることで、騒音を低減することができる。

さらに、シュラウド裏面２０１からの空気の剥離が抑制されることで、送風機１の効率が向上する。したがって、同一風量の条件下において、送風機１の回転数を下げることが可能となり、回転による振動が低減するので、騒音を低減することができる。

（２）第１実施形態では、上ケース５３の有するベルマウス５７の外径Ｄｃと、低位部７１のうち主板１０に最も近い点または面の外径Ｄｗとは、Ｄｃ＜Ｄｗ の関係を有している。
これによれば、逆流空気が凹み形状７０の低位部７１に衝突するときの流速を遅くすることによって、騒音を低減することができる。

（３）第１実施形態では、低位部７１と高位部７２との接続箇所（すなわち、第２曲面７５および第１曲面７４）は曲面となっている。
これによれば、低位部７１と高位部７２との接続箇所における気流の乱れを抑制し、騒音を低減できる。

（４）第１実施形態では、低位部７１のうち径方向内側の箇所（すなわち、第２曲面７５）および径方向外側の箇所３９１は、いずれも曲面となっている。
これによれば、低位部７１のうち径方向内側の箇所（すなわち、第２曲面７５）および径方向外側の箇所３９１における気流の乱れを抑制し、騒音を低減できる。

（５）第１実施形態では、低位部７１と高位部７２とを接続している第１曲面７４の曲率半径Ｒ１と、第２曲面７５の曲率半径Ｒ２とは、Ｒ１＞Ｒ２ の関係を有している。
これによれば、上ケース５３の空気吸込口５１から流入する空気が径方向外側に流れることを促す第１曲面７４の曲率半径Ｒ１を大きくすることで、コアンダ効果による径方向の流れ成分が増大するので、翼間流路におけるシュラウド裏面２０１からの空気の剥離を抑制できる。

（６）第１実施形態では、第１曲面７４の曲率半径Ｒ１と、第２曲面７５の曲率半径Ｒ２と、低位部７１の負圧面３５側のコーナー部３６の曲率半径Ｒ３と、低位部７１の正圧面３７側のコーナー部３８の曲率半径Ｒ４は、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ４、および、Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４の関係を有している。
これによれば、翼前縁３１に形成された凹み形状７０にあたる気流は、曲率半径の大きい順に流れ込みやすくなる。そのため、第１曲面７４の曲率半径Ｒ１と第２曲面７５の曲率半径Ｒ２により径方向の流れ成分を増大してシュラウド裏面２０１からの剥離を抑制できる。さらに、低位部７１の負圧面３５側のコーナー部３６の曲率半径Ｒ３を、低位部７１の正圧面３７側のコーナー部３８の曲率半径Ｒ４よりも大きくすることで、翼３０の負圧面３５側に流れ込む気流がその負圧面３５から剥離することも抑制できる。したがって、翼３０の回転方向の速度バラツキを低減することで、騒音を低減することができる。

（７）第１実施形態では、凹み形状７０の深さＤａと、翼出口高さＤｂとは、０＜Ｄａ≦Ｄｂ×０．０９ の関係を有している。
これによれば、発明者らが行った実験の結果により、凹み形状７０の深さＤａを、翼出口高さＤｂの９％以下とすることで、騒音低減効果が得られることが判った。

（８）第１実施形態では、シュラウド２０は、開口部２１側の内周縁から主板１０とは反対側に向かって筒状に延びるシュラウド筒部２２を有している。また、翼３０は、シュラウド２０の開口部２１の内周壁２１１と翼３０との接続箇所７３から、シュラウド２０の開口部２０の内周壁２１１と平行に主板１０側に延びる立壁部３９を有している。
これによれば、翼前縁３１に形成された凹み形状７０に沿って流れる気流がシュラウド裏面２０１に流れやすくなる。そのため、シュラウド裏面２０１からの空気の剥離を抑制できる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して凹み形状７０の一部を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図９に示すように、第２実施形態の送風機１においても、翼前縁３１のうち主板１０とは反対側を向く面に凹み形状７０が形成されている。凹み形状７０は、低位部７１および高位部７２により形成されている。第２実施形態では、低位部７１と高位部７２とが接続されている箇所に、第１実施形態で説明した第１曲面７４が設けられていない。高位部７２のうち径方向外側の部位はほぼ直角になっている。しかし、第２実施形態においても、低位部７１のうち径方向内側の箇所７５１および径方向外側の箇所３９１は、いずれも曲面となっている。これにより、第２実施形態では、低位部７１のうち径方向内側の箇所７５１および径方向外側の箇所３９１における気流の乱れを抑制し、騒音を低減できる。

なお、第２実施形態の送風機１も、上記で説明した構成を除き、第１実施形態と同様の構成を備えることで、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態も、第１実施形態等に対して凹み形状７０の一部を変更したものであり、その他については第１実施形態等と同様であるため、第１実施形態等と異なる部分についてのみ説明する。

図１０に示すように、第３実施形態の送風機１においても、翼前縁３１のうち主板１０とは反対側を向く面に凹み形状７０が形成されている。凹み形状７０は、低位部７１および高位部７２により形成されている。そして、第３実施形態では、第１実施形態と同じく、低位部７１と高位部７２とが接続されている箇所は、第１曲面７４と第２曲面７５とを有している。その第１曲面７４の曲率半径Ｒ１と、第２曲面７５の曲率半径Ｒ２とは、Ｒ１＞Ｒ２ の関係を有している。なお、第３実施形態では、低位部７１と立壁部３９とが接続されている箇所３９１は、ほぼ直角になっている。

第３実施形態の送風機１においても、シュラウド２０の開口部２１から流入する空気が径方向外側に流れることを促す第１曲面７４の曲率半径Ｒ１を大きくすることで、コアンダ効果による径方向の流れ成分が増大するので、シュラウド裏面２０１からの空気の剥離を抑制できる。

なお、第３実施形態の送風機１も、第１実施形態と同様の構成を備えることで、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、送風機１の備える羽根車２をターボファンとして説明したが、これに限らず、例えばシロッコファン、ラジアルファン、または、斜流ファンなどとしてもよい。

（２）上記各実施形態では、モータ４０をアウターロータ型ブラシレスＤＣモータとして説明したが、これに限らず、例えばインナーロータ型ブラシレスＤＣモータ、または、ＡＣモータなどとしてもよい。

（３）上記各実施形態では、シュラウド２０は、シュラウド筒部２２、シュラウド側突起２３などを有するものとして説明したが、これに限らず、シュラウド２０は、それらの構成を有していなくてもよい。

（４）上記各実施形態では、主板１０は、中央部１１、固定部１２および環状部１３などを有するものとして説明したが、これに限らず、主板１０は、例えば、中央部１１、固定部１２および環状部１３などが一体に構成されたものであってもよい

（５）上記各実施形態では、送風機１は、ケース５０を備えるものとして説明したが、これに限らず、送風機１はケース５０を備えていなくてもよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許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形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１ 遠心送風機
１０ 主板
２０ シュラウド
２１ 開口部
３０ 翼
７０ 凹み形状
７１ 低位部
７２ 高位部
７３ 接続箇所
２１１ 内周壁

Claims (8)

1. 遠心送風機において、
   回転可能に設けられる主板（１０）と、
   前記主板に対向して設けられ、中央に空気が流入する開口部（２１）を有する環状のシュラウド（２０）と、
   前記シュラウドと前記主板との間で、回転中心となる軸心（ＣＬ）の周りに所定の間隔で配置され、前記シュラウドおよび前記主板に接続される複数の翼（３０）と、
   前記シュラウドのうち前記主板とは反対側の面を覆う上ケース本体部（５６）、前記上ケース本体部において前記開口部に対応する位置に設けられる空気吸込口（５１）、及び、前記空気吸込口の内周縁から前記主板側に向かって筒状に延びるベルマウス（５７）を有する上ケース（５３）を備え、
   前記軸心に垂直な仮想平面上において前記軸心を中心とした仮想円を定義し、前記仮想円における径方向の前記軸心に近い側を径方向内側といい、その反対側を径方向外側というとき、
   前記翼の前縁（３１）は、前記シュラウドの前記開口部の内周壁（２１１）よりも径方向内側に設けられており、
   前記前縁のうち前記主板とは反対側を向く面には、前記開口部の内周壁と前記翼との接続箇所（７３）より径方向内側において前記接続箇所よりも前記主板側に位置し、且つ、前記軸心に対して垂直な面に沿うように設けられる低位部（７１）と、前記低位部よりも径方向内側において前記低位部に対して前記主板とは反対側に位置する高位部（７２）とが設けられており、
   前記低位部と前記高位部により、前記前縁のうち前記主板とは反対側を向く面に凹み形状（７０）が形成されており、
   前記ベルマウスのうち前記主板側の端部は、前記接続箇所に対して、前記主板とは反対側に位置している、遠心送風機。
2. 前記ベルマウスの外径をＤｃ、複数の前記翼に設けられた前記低位部のうち前記主板に最も近い点または面を回転方向に結んだ円の外径をＤｗとすると、Ｄｃ＜Ｄｗ の関係を有している、請求項１に記載の遠心送風機。
3. 前記低位部のうち径方向内側の箇所（７５、７５１）は曲面となっている、請求項１または２に記載の遠心送風機。
4. 前記低位部のうち径方向内側の箇所および径方向外側の箇所（３９１）はいずれも曲面となっている、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の遠心送風機。
5. 前記低位部と前記高位部とが接続されている箇所は、前記高位部における前記低位部側で前記主板とは反対側に凸の曲面である第１曲面（７４）と、前記第１曲面よりも径方向外側で前記主板側に凸の曲面である第２曲面（７５）とを有しており、
   前記翼の回転方向から前記前縁を見たとき、前記第１曲面の曲率半径をＲ１、前記第２曲面の曲率半径をＲ２とすると、Ｒ１＞Ｒ２ の関係を有している、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の遠心送風機。
6. 前記低位部と前記高位部とが接続されている箇所は、前記高位部における前記低位部側で前記主板とは反対側に凸の曲面である第１曲面（７４）と、前記第１曲面よりも径方向外側で前記主板側に凸の曲面である第２曲面（７５）とを有しており、前記翼の回転方向から前記前縁を見たとき、前記第１曲面の曲率半径をＲ１、前記第２曲面の曲率半径をＲ２とし、
   さらに、前記低位部を、前記翼が前記前縁から後縁に延びる方向に対して垂直な断面で見たとき、前記低位部の負圧面（３５）側のコーナー部（３６）の曲率半径をＲ３、前記低位部の正圧面（３７）側のコーナー部（３８）の曲率半径をＲ４とすると、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ４、および、Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４ の関係を有している、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の遠心送風機。
7. 前記低位部のうち前記主板に最も近い点または面と前記高位部のうち前記主板から最も遠い点または面との距離をＤａ、前記翼の後縁側における前記主板と前記シュラウドとの間の距離をＤｂとすると、０＜Ｄａ≦Ｄｂ×０．０９ の関係を有している、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の遠心送風機。
8. 前記シュラウドは、前記開口部側の内周縁から前記主板とは反対側に向かって筒状に延びるシュラウド筒部（２２）を有しており、
   前記翼は、前記開口部の内周壁と前記翼との接続箇所から前記シュラウドの前記開口部の内周壁２１１と平行に前記主板側に延びる立壁部（３９）を有している、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の遠心送風機。

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