JPH10176696A

JPH10176696A - 遠心ブロワ組立体

Info

Publication number: JPH10176696A
Application number: JP33555297A
Authority: JP
Inventors: Mark Joseph Parisi; マーク・ジョセフ・パリシ; Stephan Michael Vetter; ステファン・マイケル・ヴェター
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 1998-06-30
Also published as: EP0846868A3; EP0846868A2

Abstract

(57)【要約】【課題】効率的に空気を流す遠心ブロワ組立体を提供
する。【解決手段】遠心ブロワ組立体（１０）は、平坦な上
端壁（２４）と、螺旋状の下端壁（２６）と、上端壁か
ら軸線方向及び下方に変位した接線方向の出口（３４）
と、円筒状の入口開口（２８）とを備えた軸線方向で非
対称的に延びる渦巻ハウジング（１２）を有する。出口
（３４）に関する入口（２８）の軸線方向変位により通
常得られる流れ効率とは異なり、ブロワ（１４）は湾曲
した上流側リング（４４）と、これに対応して湾曲し軸
線方向で対向するリム（４２）とを備え、リムは上端壁
（２４）及び円筒状入口（２８）の上方へ軸線方向で変
位した空気導入口（３６）から軸線方向下方へ変位す
る。ブロワ（１４）により導入口（３６）を通して吸引
された空気は十分な軸線方向下向きの速度成分を与えら
れ、軸線方向に変位した下端壁（２６）に沿って効率的
に流れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車に使用される
型式の遠心ブロワ組立体に関する。

【０００２】

【従来の技術】遠心ブロワ（インペラと呼ばれることも
ある）は自動車の加熱及びエアコンディショニング装置
に広く使用されている。一般に、遠心ブロワは中央モー
タ駆動シャフトの軸線のまわりで回転する一連の円周方
向で間隔をあけて配置され半径方向に延びると共に軸線
方向に延びるブレードを有する。ブロワは渦巻型ハウジ
ング内に位置し、このハウジングにより囲まれている。
ブレードは空気を半径方向外方へ強制送風すると共に、
外側の空気をブロワの中心の下方から軸線方向上方に引
き込み、空気導入口を通してハウジング内へ導入する
が、時には、軸線方向の両方向（上下方向）から２つの
空気導入口を通してハウジング内へ導入する。吸引され
た空気は半径方向外方へ強制送風され、ブロワを取り囲
んで螺旋空気流空間を形成する渦巻ハウジングの４つの
壁間に捕獲される。これらの４つの壁には、円筒状の内
壁と、この内壁のまわりで螺旋をなし、ブロワの回転方
向において内壁から徐々に半径方向に離れる半径方向で
向き合った外壁とが含まれる。内壁及び外壁の両端に
は、２つの実質的に平坦な対向端が（即ち側壁）が設け
られ、これらの端壁はすべての地点で同量だけ実質上軸
線方向離間している。ブロワから出た空気は３６０°に
わたる内壁に形成した円筒状の入口開口を通して螺旋空
気流空間内へ侵入する。螺旋空気流空間は４つのハウジ
ング壁の終縁により形成された接線方向の出口を有し、
この出口はハウジングの入口開口と半径方向でほぼ整合
している。入口開口を通過した空気はブロワの回転方向
において渦流となり、最終的には接線方向の出口から流
出する。ブロワはハウジングの内壁内に装着されてこの
内壁により囲まれ、ブロワのブレードがハウジングの入
口開口と半径方向で整合するようになっている。このた
め、ブロワのブレードから出た空気は半径方向外向きの
速度を有するが、軸線方向における明確な軸線方向速度
成分を有しない。しかし、従来から、渦巻ハウジングに
侵入する空気は端壁から軸線方向に跳ね返って渦を形成
する。この渦は、接線方向の出口に達したときには無視
できる程度まで減衰するが、ブロワの効率が低下してし
まうことが知られている。

【０００３】標準の渦巻ハウジングの変形例としては、
軸線方向で向き合った２つの端壁を設け、半径方向で向
き合う周辺壁と同じように、これら端壁をブロワの回転
方向において徐々に離間させる。その例は米国特許第
３，２４６，８３４号明細書（「側壁」として参照され
た端壁８）及び同第３，４０７，９９５号明細書（「側
壁」としても参照された端壁３５）に開示されている。
半径方向及び軸線方向に膨張した渦巻は数十年間にわた
って知られており、端壁の軸線方向の膨張の度合いを制
御するためにかなり複雑な公式が提案されている。この
型式のハウジングは後方に傾斜したブレードを有する型
式の遠心ブロワにとって特に有用であることが分かって
いる。後方に傾斜したブレードの場合、大きな静圧を得
ることができるが、有効な流れのための十分な空気空間
膨張を提供するためには、半径方向に膨張可能で半径方
向に幅広い渦巻が必要である。同時に軸線方向の膨張が
可能ならば、半径方向で狭くすることができ、半径方向
でコンパクトな渦巻を使用できる。徐々に離れる端壁
（側壁）を用いることの１つの結果は、端壁が軸線方向
で対称的に膨張するため、接線方向の出口が入口開口に
対して軸線方向で対称性を保ったまま、接線方向の出口
の軸線方向の幅が渦巻の入口開口よりも著しく大きくな
ることである。別の結果はいずれの端壁も平坦でないこ
とであり、両方の端壁はほぼ渦巻き状の形をしている。
これは、渦巻ハウジングを平坦な取付けパネルに装着す
る場合（しばしば必要となる）に、不利となる。軸線方
向で対称的に膨張する渦巻は、固定及び安定な装着にと
って好ましい３６０°の角度にわたる大きな平坦領域を
どこにも提供することができない。

【０００４】それ故、第１の端壁を平坦に維持し、反対
側の端壁に向かって軸線方向に膨張させる技術が提案さ
れた。端壁間の全体の軸線方向の膨張は上述の膨張と同
じにすることができるが、第１端壁が平坦なので、渦巻
ハウジングを平坦な表面に対して一層容易に装着でき
る。その代表的な例は米国特許第５，１５６，５２４号
明細書（特にその図１ｂ）に開示されている。上記米国
特許明細書から分かるように、入口開口及び軸線方向で
幅広い出口開口は軸線方向で互いに対称とはなっていな
い。代わりに、軸線方向で幅広い接線方向の出口（特
に、その平坦でない第２端壁）は、狭い入口開口に関し
て、軸線方向の一方に変位している。完全に図示されて
はいないが、ブロワは渦巻ハウジングの内周壁内に位置
し、渦巻ハウジングの内周壁（完全に図示されていな
い）に設けた（渦巻ハウジングの）入口開口と半径方向
で整合する。上記米国特許第５，１５６，５２４号明細
書では、空気流効率を改善するために渦巻形状に対する
極めて複雑な公式を提供しているが、特に、ハウジング
の入口開口（及びブロワ）と接線方向の出口との軸線方
向非対称性、及び、この非対称による悪影響については
記載されていない。

【０００５】渦巻ハウジングのための種々の構成を開示
した上記特許明細書は遠心ブロワ自体の構成については
殆ど述べていないが、ブレードが前方又は後方に傾斜し
ている（前方又は後方に湾曲している）ことは示されて
いる。ある特許明細書はブロワのブレードの前縁及び後
縁のための極めて特殊な角度について開示している。し
かし、ブロワの残りの部分、即ちブロワ内でブレードを
実際物理的に支持する構造素子については、その記載が
ない。また、異なる渦巻ハウジングの構成を記載し、ブ
ロワのためのある詳細をも示した種々の特許明細書を通
じて、パターンは明白である。典型的な遠心ブロワにお
いては、前方又は後方に湾曲したブレードは車輪のスポ
ークと同様に周方向で間隔をあけて配置され、上流側リ
ングと下流側リムとの間で軸線方向において拘束され
る。上流側リングは環体であるが、鉢の断面のように凹
状とすることができる。下流側リムも環体であり、鉢状
の中央ドームと一体に形成することもあるが、それ自体
は実質上平坦である。ドームは駆動シャフトを回転させ
るモータの上端を収容するように設計され、駆動シャフ
トはドームの中央に固定される。リングに軸線方向下方
及び半径方向外方の湾曲を設けた理由は、上流側リング
と下流側リムとの間に実質上一定の空気流領域を形成
し、空気がブロワのブレードを通って半径方向外方へ移
動し、上流側リングと下流側リムとの間を軸線方向に移
動できるようにするためである。しかし、下流側リムを
平坦以外とする理由は何もない。この基本的なブロワの
構成の代表的な例は米国特許第４，９４６，３４８号明
細書の図１に示され、そのブロワは周方向で間隔をあけ
て設けられたブレードと、凹状の上流側リングと、ドー
ム状のハブと一体の平坦な下流側リムとを有する。ブロ
ワハウジングに対する遠心ブロワの２つの他の共通の特
徴も明白である（この場合のハウジングは渦巻ハウジン
グではない）。第１の特徴として、ブロワはブロワハウ
ジングの内部で十分下方に位置し、ハウジングの上方端
壁のそれほど上方までには延びていない。このため、ブ
ロワの上流側リングの内側縁のすぐ上方に位置するハウ
ジングの空気導入口もハウジングの上方端壁のそれほど
上方までは延びない。第２の特徴として、ブロワは円筒
状のハウジングの入口開口（上記空気導入口とは異な
る）と半径方向で実質上整合する。すなわち、ブロワの
上流側リング及び下流側リムの外側円形縁はハウジング
の入口開口の上縁及び下縁とそれぞれ同心となり、これ
ら上下縁の近傍に位置する。平坦であるため、下流側リ
ムは全体的にハウジングの入口開口の軸線方向下縁と半
径方向で整合する。上述のように、ブロワによって半径
方向外方へ吐き出されハウジングの入口開口を通る空気
は軸線方向の速度成分を有しない。上記米国特許第４，
９４６，３４８号明細書に開示された構成においては、
空気流を回転させ、モータハウジングを取り巻く環状の
囲いを通して空気を軸線方向下方へ送るのが望ましい。
これは、モータハウジングのまわりの別個の螺旋エアフ
ォイルベーンを用いて行わねばならない。

【０００６】

【発明の構成並びに作用効果】本発明に係る遠心ブロワ
は、中央軸線のまわりで回転する駆動シャフト（１６）
と、上記中央軸線のまわりに形成された実質上円筒状の
内側周辺壁（２０）、回転方向に進むにつれて上記内側
周辺壁（２０）から半径方向において徐々に離れる外側
周辺壁（２２）、実質上平坦な第１の端壁（２４）及び
回転方向に進むにつれて上記第１の端壁（２４）から軸
線方向における第１の方向（以下、第１軸線方向とい
う）に徐々に離れる第２の端壁（２６）により形成され
た渦巻ハウジング（１２）とを有し、上記ハウジングの
内側周辺壁（２０）が、上記平坦な第１の端壁（２４）
の近傍に位置する第１の円形縁（３０）と、上記第１の
円形縁（３０）から軸線方向で離間した第２の円形縁
（３２）とを備えた実質上円筒状のハウジング入口開口
（２８）、及び、接線方向の出口（３４）を有し、該ハ
ウジングの第２の端壁（２６）が上記ハウジング入口開
口の上記第２の円形縁（３２）に関して上記第１軸線方
向に変位しているような遠心ブロワ組立体（１０）にお
いて、上記ハウジング（１２）が、上記中央軸線のまわ
りで形成され、上記第１軸線方向とは反対方向において
上記ハウジング入口開口（２８）から変位した実質上円
形の空気導入口（３６）を有し；当該遠心ブロワ組立体
（１０）が上記駆動シャフト（１６）に固定された遠心
ブロワ（１４）を備え、該ブロワ（１４）が上流側リン
グ（４４）と下流側リム（４２）との間で軸線方向で拘
束された、周方向で間隔をあけて配列され半径方向に延
びると共に軸線方向に延びるインペラブレード（４０）
を有し、上記上流側リング（４４）が、上記円形の空気
導入口（３６）と同心でその近傍に位置した内側円形縁
（５２）を有し、かつ、上記第１軸線方向において半径
方向外方へ湾曲して、上記ハウジング入口開口の上記第
１の円形縁（３０）と同心でその近傍に位置する外側円
形縁（５４）に至り、上記下流側リム（４２）が軸線方
向において当該第１の円形縁（３０）と第２の円形縁
（３２）との間に位置する内側円形縁（４８）を備え、
当該下流側リム（４４）が第１軸線方向において半径方
向外方へ湾曲して、該第２の円形縁（３２）と同心でそ
の近傍に位置する外側円形縁（５０）に至り；もって、
回転する上記ブロワ（１４）により上記空気導入口（３
６）を通して吸引された空気が湾曲した上記上流側リン
グ（４４）と湾曲した上記下流側リム（４２）との間を
上記第１軸線方向において半径方向外方へ強制送風さ
れ、当該第１軸線方向において顕著な速度成分を有する
空気を上記ハウジング入口開口（２８）内へ侵入させ、
上記軸線方向に変位した第２の端壁（２６）に沿って高
い効率で空気を移動させるようにしたことを特徴とす
る。

【０００７】好ましい発明の実施の形態においては、ブ
ロワ組立体は軸線方向で非対称的な上述の型式の典型的
な渦巻ハウジングにとって共通のいくつかの構造上の特
徴を備えた渦巻ハウジングを有する。すなわち、ハウジ
ングは平坦な上方端壁と、軸線方向で上方端壁から離れ
るように螺旋をなす下方端壁とを有する。ハウジングの
入口は軸線方向で接線方向の出口の上方に変位し、その
上方円形縁は平坦な上方端壁の近傍に位置し、下方の円
形縁は軸線方向において下方端壁の十分上方に位置す
る。しかし、軸線方向で非対称な従来の渦巻ハウジング
とは異なり、ハウジングへの円形空気導入口は（平坦な
上方端壁とほぼ同一面に位置するのではなく）軸線方向
において平坦な上方端壁の十分上方に位置し、ハウジン
グの入口開口の上縁の上方に位置する。更に、円形空気
導入口は、下方端壁がハウジングの入口開口に関して変
位した方向とは逆の軸線方向において、円筒状のハウジ
ングの入口開口に対して変位している。

【０００８】遠心ブロワ組立体はまた、典型的な遠心ブ
ロワにとって共通のいくつかの構造上の特徴を備えた遠
心ブロワを有する。ブロワは周方向で間隔をあけて配置
されたブレードを有し、これらのブレードはほぼ環状の
上流側リングと、鉢状の中央ドームと一体の下流側リム
との間で拘束される。しかし、上流側リングは、従来の
上流側リングより一層急激に、半径方向外方及び軸線方
向下方へ湾曲する。下流側リムは平坦ではなく、上流側
リングと同じ方向に湾曲するが、上流側リングほど急激
な湾曲ではない。ブロワハウジングの内部では、ドーム
をモータシャフトに固定した後、上流側リングの内側円
形縁をハウジングの円形空気導入口と同心的にこれの近
傍に位置させ、それ故、軸線方向においてハウジングの
空気入口の上縁の十分上方に位置させる。リングは急激
に下方へ傾斜し、その外側縁は入口開口の上縁と同心的
にこれの近傍に位置する。下流側リムは平坦でないた
め、ハウジングの入口開口の下縁と半径方向で完全には
整合しない。すなわち、下流側リムは、軸線方向でハウ
ジングの入口開口の上下縁の中間に位置する内側円形縁
から出発し、外側円形縁に向かって軸線方向下方及び半
径方向外方へ傾斜し、外側円形縁はハウジングの入口開
口の下縁と同心となり、半径方向でこれと整合する。下
流側リムは上流側リングほど急激には傾斜しておらず、
上流側リングと下流側リムとの間の円筒状空間の（半径
方向外方に向かって漸進的に測った）全体的な傾きは、
空間自体の軸線方向下方（即ち、入口開口の下縁の方）
への漸進的なシフトと共に高さが徐々に減少する。

【０００９】一層急激に傾斜した上流側リングと湾曲し
た下流側リムとの間の空間のユニークな形状、及び、ブ
ロワの上縁及びハウジングの空気導入口の（ハウジング
の入口に関する）軸線方向上方へのシフトにより、異な
る空気流が形成される。回転するブロワにより導入口を
通して吸引されブレードを通して半径方向外方へ送られ
て円筒状のハウジング入口に入る空気は、空気がブレー
ドを半径方向に通過するときに、上流側リングと下流側
リムとの間で同時に軸線方向下方へ強制送風されるた
め、顕著な軸線方向下向きの速度成分を与えられる。そ
の結果、空気は軸線方向に変位したハウジングの端壁の
方へ軸線方向下方へ強制送風され、渦巻ハウジングの全
体の螺旋空気空間を通って一層効率的に流れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、図１、２を参照すると、本
発明の好ましい実施の形態に係る遠心ブロワ組立体１０
は、２つの主要な構成要素、即ち、渦巻ハウジング１２
及び遠心ブロワ１４を有し、これらの素子はモールド成
形したプラスチック部品で作られる。ブロワ１４はモー
タ駆動シャフト１６により中央軸線Ａのまわりで左まわ
りに回転する。シャフト１６は普通の電気モータ１８の
一部を構成する。図１に明示するように、渦巻ハウジン
グ１２は軸線方向に延びるが、軸線方向で非対称の型式
のものである。中央軸線Ａのまわりで螺旋空気空間が４
つの壁により形成される。これらの壁は、２つの半径方
向で向き合った周辺壁、すなわち、実質上円筒状の内壁
２０と、外壁２２であり、外壁は回転方向に進むにつれ
て内壁２０から徐々に離れるように連続的な螺旋をな
す。従って、３つの連続する半径方向の寸法Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ３は漸進的に大きくなり、公知の公式に従って決
定される。螺旋空気空間を形成する残りの２つの壁は、
第１の平坦な上端壁２４及び第２の螺旋状の下端壁２６
である。「上」及び「下」なる用語は図面の方向に関し
て便宜的に用いたにすぎず、ブロワ組立体１０自体の方
向を限定するものではない。２つの端壁２４、２６は回
転方向に進むにつれて軸線方向で互いに徐々に離間す
る。それ故、３つの連続する（端壁２４、２６間の）軸
線方向間隔Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３は漸進的に大きくなり、公
知の公式に従って決定される。ブロワ１４から出た空気
は内壁２０の実質上円筒状の入口開口２８（図２）を通
って螺旋空気空間内へ侵入する。入口開口２８は内壁２
０の広い領域にわたって設けられており、軸線方向で一
定間隔離された上方円形縁３０及び下方円形縁３２によ
り画定される。上方円形縁３０は３６０°の角度にわた
って平坦な上端壁２４をコーナーモールド成形して形成
され、下方円形縁３２は狭い半径方向の棚を形成する。
最終的に、空気は４つの壁２０−２６の終縁により形成
された実質上矩形の接線方向の出口３４を通って螺旋空
気空間から流出する。出口３４は入口開口２８に対して
軸線方向下方に変位している。その理由は、螺旋端壁２
６の終縁が、出口３４において、平坦な上端壁２４から
最大間隔Ｚ３だけ軸線方向で離れているからである。入
口に対する出口のこの軸線方向の変位は１つの平坦な端
壁を有する軸線方向に延びた渦巻ハウジングにとって典
型的なものである。ここでの相違点は、ハウジング１２
への外部空気の導入口（螺旋空気空間へのハウジングの
入口開口２８と混同してはならない）が縁材３８に関連
して円形のリップ部３６により画定されていることであ
る。リップ部３６は、平坦な上端壁２４の上方で軸線方
向に十分な距離Ｈを隔てて（つまり、上端壁とほぼ同一
高さではなく）縁材３８上に置かれる。リップ部３６は
縁材３８に別個にリベット止めされ、縁材３８は入口上
方縁３０を取り囲み、上端壁２４と一体的にモールド成
形される。

【００１１】図２、３には、遠心ブロワ１４の詳細を示
す。大半のブロワと同様、ブロワ１４は周方向で間隔を
あけて設けられ半径方向及び軸線方向に延びたブレード
４０を有し、これらのブレードは、図示のように、後方
に傾斜（後方に湾曲）することができる。軸線方向に延
びた渦巻ハウジング１２はこの型式のブロワに特に適す
るが、本発明はこれに限定されない。構造上の一体性を
目的として、典型的なブロワと同様、ブレード４０は下
方の下流側リム４２と上方の（先端）上流側リング４４
との間に保持され、軸線方向で拘束される。典型的に
は、ブレード４０の下端は下流側リム４２のモールド成
形された一体の延長部であり、上流側リング４４は超音
波溶接、接着剤、その他の任意の適当な締結方法でブレ
ードの上端に取り付けられる。下流側リム４２自体は、
図示の実施の形態のように、半球状のドーム４６の外縁
と一体的にモールド成形された延長部とすることができ
る。ドーム４６は全体のブロワ１４をシャフト１６に結
合するための便利な手段である。下流側リム４２は別の
手段によりシャフト１６に回転可能な状態で固定された
別個の部品とすることができ、または、ドーム４６は一
連のスポークより小さくするのに十分な大きさの開口を
設けることにより肉取りすることができる。いずれの場
合も、下流側リム４２は内側の円形縁４８と外側の円形
縁５０との間で画定される。従来の下流側リムは、図２
に破線にて示すように、内側縁と外側縁とが軸線方向で
整合した状態の平坦な形をしている。これに対し、下流
側リム４２は内側縁４８から外側縁５０に向かって軸線
方向下方及び半径方向外方へ傾斜する。上流側リング４
４は普通の上流側リングとほぼ同じ形をしていて、内側
の円形縁５２から外側の円形縁５４に向かって半径方向
外方及び軸線方向下方へ湾曲する。その基本的な目的
は、実質的に一定の流れ容積を保持するために、半径が
大きくなるにつれて軸線方向で漸進的に短くなるような
空気流領域を上流側リング４４と下流側リム４２との間
に形成することである。これに類似するものは、撹乱地
点から移動する円形波である。波の成長が半径の二乗の
増大に反比例して漸進的に小さくなる場合は、容積は一
定に維持される。上流側リング４４は上述のようなもの
であるが、（従来の上流側リングとは異なり）それに加
えて、軸線方向下方へ直線的に移動（シフト）し、この
下方へのシフトは上述の下方への湾曲に加えられる。こ
の下方へのシフト（移動量）は図２に双頭矢印Ｘ１ない
しＸ５にて示す。これらの矢印は上流側リング４４及び
下流側リム４２の軸線方向で向き合う内表面間に形成さ
れた円筒状領域の（半径が増大するにつれての）高さを
表す。下流側リム４２が下方及び外方に傾斜するにつれ
て段階的に、領域の高さが低くなるのみならず、軸線方
向下方へ直線的にシフトする。これに対し、普通のブロ
ワは破線にて示すようなほぼ平坦な下流側リムを有し、
上流側リングと下流側リムとの間の領域は軸線方向で漸
進的に短くなるが、軸線方向下方にはシフトしない。

【００１２】ハウジングのリップ部３６の上方へのシフ
トと共に、上流側リング４４及び下流側リム４２のユニ
ークな形状の目的は、図４を参照することにより理解で
きよう。ブロワ組立体１０を組立てるためには、ブロワ
１４をシャフト１６に固定し、リップ部３６を縁材３８
の平坦な上縁にリベット止めする。これにより、上流側
リングの内側縁５２がリップ部３６に近づきこれと同心
になる。縁材３８の形はブロワの上流側リング４４にほ
ぼ完全に適合するが、上流側リングから僅かにオーバー
ラップしており、可能性のある最小の加圧空気漏洩経路
を阻止する。リップ部３６は上流側リングの内側縁５２
と軸線方向で僅かに重なり、空気の漏洩を更に遮断す
る。ブロワ１４の２つの外側円形縁、即ち、上流側リン
グの外側縁５４及び下流側リムの外側縁５０はハウジン
グの入口開口２８の上方縁３０及び下方縁３２からそれ
ぞれ離れて位置しこれと同心となる。しかし、下流側リ
ム４２が湾曲しているため、その内側縁４８は、従来の
平坦な下流側リムと同様、ハウジングの入口の下縁３２
と軸線方向において整合しない。その代わり、内側縁４
８は入口の２つの縁３０、３２間で下縁３２に近い方に
位置する。リップ部３６及びハウジングの入口の縁３
０、３２に関するブロワ１４の種々の縁のこのような配
列が、図４に矢印にて示すようなユニークな空気流パタ
ーンを発生させる。ブロワ１４が回転すると、外部の空
気はリップ部３６により提供される円形の空気導入口を
通してブロワ１４の中心の方へ軸線方向下方に吸引され
る。空気はドーム４６を通過できないが、ブレード４０
を通って半径方向外方へ強制送風される。それと同時
に、半径方向外方に流れる空気がブロワの上流側リング
４４と湾曲した下流側リム４２との間に形成された軸線
方向下方にシフトする空間内に閉じ込められるため、空
気は軸線方向下方（即ち、ハウジングの入口開口２８の
方）へ強制送風される。ブロワの外側縁５４、５０がハ
ウジングの入口開口の対応する縁３０、３２の近傍に位
置するので、空気は殆ど漏洩することなく入口開口２８
を通過して、４つの壁２０−２６により形成された渦巻
螺旋空気流空間内へ流入する。この時点では、空気流は
半径方向の速度成分に加えて実質的な軸線方向の速度成
分を有する。これらの成分を破線矢印Ｒ、Ｚにて示す。
もちろん、空気流は三次元速度を有し、それと同時に、
軸線Ａのまわりで左まわりに螺旋回転する。しかし、軸
線方向の速度成分が本発明に最も関連する特徴である。
軸線方向の速度成分の存在のため、螺旋回転する空気流
は円周及び下方に流れる傾向を有し、そうでない場合よ
りも一層、軸線方向に変位した下方端壁２６に近づきこ
れに沿って流れる。空気流はまた、（流れの渦の形成及
び流れ効率の低下を引き起こす）上方の端壁２４から軸
線方向下方への跳ね返りが少なくなる。その結果、軸線
方向に変位した接線方向の出口から流出する空気流は一
層規則正しく効率的なものとなり、その軸線方向のプロ
フィールは一層均一になる。繰り返すが、「上方」及び
「下方」なる用語は便宜的に方向を示すにすぎない用語
である。第１の平坦な端壁２４を基準とした場合、第２
の平坦でない端壁２６は一方向（上下又は左右）におい
て軸線方向で変位する。それ故、接線方向の出口３４は
同じ方向において円筒状入口開口２８に関して変位す
る。リップ部３６により提供される新鮮な空気の導入口
は平坦な端壁２４に関して軸線方向における反対方向に
変位されている。空気流は軸線方向の変位の方向におい
て顕著な軸線方向成分を与えられ、軸線方向の変位及び
非対称性に起因する流れの効率低下を緩和する。

【００１３】以上説明した発明の実施の形態に対して種
々の変形が可能である。上述のように、半球状のドーム
４６として形成されたブロワのハブはそれ自体新規なも
のではなく、その特殊な形状は従来からモータ１８のシ
ャフト端部を解放するように単純に形成されてきた。ハ
ブはドーム形状でなくてもよく、冷却空気をモータへ通
すために大きな開口を備えることができる。モータがそ
れほど邪魔をしないような構成においては、ブロワのハ
ブは平坦又はほぼ平坦とされ、平坦な下流側リムとほぼ
共面に配置されていた。上述のように、ハブがドーム形
状の場合でさえ、平坦以外にする特別の理由がないた
め、下流側リムは平坦とされてきた。しかし、上記実施
形態に示したように、ドーム４６の湾曲形状が下流側リ
ム４２の湾曲へと適合できることが分かった。そのよう
にして、ドーム４６は軸線方向で向き合った下流側リム
４２及び上流側リング４４と共働してこれらを補助し、
所望の軸線方向速度成分を空気流に与える。従来は、ド
ーム４６により空気流に与えられた軸線方向の成分は、
空気が平坦な下流側リム４２に衝突したときに失われ、
半径方向外方の流れに変換されていた。しかし、上流側
リング４４及び下流側リム４２の基本的な形状は、モー
タ１８のように上方にそれほど突出しないモータの場合
などにおいて、ハブが実質的に平坦にされ、それに対し
て下流側リムが円滑に連続するような場合には、好適な
作用を奏する。それ故、本発明は上述の発明の実施の形
態に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施の形態に係るブロワ組立
体の、ほぼ１／４を破断して示す、斜視図である。

【図２】本発明のブロワ組立体の２つの主要な素子を構
成する渦巻ハウジング及び遠心ブロワの分解部品断面図
である。

【図３】遠心ブロワの、ほぼ１／４を破断して示す、斜
視図である。

【図４】本発明の組立てた遠心ブロワの断面図で、空気
流の方向及びパターンを示す図である。

【符号の説明】

１０遠心ブロワ組立体１２渦巻ハウジング１４ブロワ１６駆動シャフト２０内壁２２外壁２４上端壁２６下端壁２８入口開口３０上方円形縁３２下方円形縁３４出口３６空気導入口３８縁材４０ブレード４２下流側４４上流側リング４６ドーム４８内側縁５０外側縁５２内側縁５４外側縁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ステファン・マイケル・ヴェターアメリカ合衆国ニューヨーク州14094，ロックポート，ヴァーモント 101

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央軸線のまわりで回転する駆動シャフ
ト（１６）と、上記中央軸線のまわりに形成された実質
上円筒状の内側周辺壁（２０）、回転方向に進むにつれ
て上記内側周辺壁（２０）から半径方向において徐々に
離れる外側周辺壁（２２）、実質上平坦な第１の端壁
（２４）及び回転方向に進むにつれて上記第１の端壁
（２４）から軸線方向における第１の方向（以下、第１
軸線方向という）に徐々に離れる第２の端壁（２６）に
より形成された渦巻ハウジング（１２）とを有し、上記ハウジングの内側周辺壁（２０）が、上記平坦な第
１の端壁（２４）の近傍に位置する第１の円形縁（３
０）と、上記第１の円形縁（３０）から軸線方向で離間
した第２の円形縁（３２）とを備えた実質上円筒状のハ
ウジング入口開口（２８）、及び、接線方向の出口（３
４）を有し、該ハウジングの第２の端壁（２６）が上記ハウジング入
口開口の上記第２の円形縁（３２）に関して上記第１軸
線方向に変位しているような遠心ブロワ組立体（１０）
において、上記ハウジング（１２）が、上記中央軸線のまわりで形
成され、上記第１軸線方向とは反対方向において上記ハ
ウジング入口開口（２８）から変位した実質上円形の空
気導入口（３６）を有し；当該遠心ブロワ組立体（１
０）が上記駆動シャフト（１６）に固定された遠心ブロ
ワ（１４）を備え、該ブロワ（１４）が上流側リング
（４４）と下流側リム（４２）との間で軸線方向で拘束
された、周方向で間隔をあけて配列され半径方向に延び
ると共に軸線方向に延びるインペラブレード（４０）を
有し、上記上流側リング（４４）が、上記円形の空気導入口
（３６）と同心でその近傍に位置した内側円形縁（５
２）を有し、かつ、上記第１軸線方向において半径方向
外方へ湾曲して、上記ハウジング入口開口の上記第１の
円形縁（３０）と同心でその近傍に位置する外側円形縁
（５４）に至り、上記下流側リム（４２）が軸線方向に
おいて当該第１の円形縁（３０）と第２の円形縁（３
２）との間に位置する内側円形縁（４８）を備え、当該下流側リム（４４）が第１軸線方向において半径方
向外方へ湾曲して、該第２の円形縁（３２）と同心でそ
の近傍に位置する外側円形縁（５０）に至り；もって、
回転する上記ブロワ（１４）により上記空気導入口（３
６）を通して吸引された空気が湾曲した上記上流側リン
グ（４４）と湾曲した上記下流側リム（４２）との間を
上記第１軸線方向において半径方向外方へ強制送風さ
れ、当該第１軸線方向において顕著な速度成分を有する
空気を上記ハウジング入口開口（２８）内へ侵入させ、
上記軸線方向に変位した第２の端壁（２６）に沿って高
い効率で空気を移動させるようにしたことを特徴とする
遠心ブロワ組立体。
【請求項２】上記下流側リム（４２）が実質上半球状
のドーム（４６）と一体的に形成されていることを特徴
とする請求項１の遠心ブロワ組立体。
【請求項３】上記空気導入口（３６）が上記ハウジン
グ入口開口の第１の円形縁（３０）を取り囲む縁材（３
８）により軸線方向において変位せしめられ、上記縁材
（３８）が上記上流側リング（４４）に緊密に沿った形
状を有することを特徴とする請求項１の遠心ブロワ組立
体。