JPH10252682A

JPH10252682A - 遠心送風機

Info

Publication number: JPH10252682A
Application number: JP6323997A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nakanishi; 正幸中西
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 1998-09-22
Anticipated expiration: 2017-03-17
Also published as: JP3832009B2

Abstract

(57)【要約】【課題】遠心送風機において、送風量の低下を抑制し
つつ、低周波騒音の低減を図る。【解決手段】吸入口２３の開口外縁部２３ａのうち、
スクロールケーシング２２のノーズ部２２ｂに対応する
部位に、ブレード２１ｂを吸入口２３側から覆うととも
に、回転軸２１ａに対して傾斜しながら開口外縁部２３
ａからモータ２４側に向けて延びるガイド壁２５を形成
する。これにより、吸入空気の進行方向を大きく転向さ
せることなく、滑らかに転向させて逆流空気と吸入空気
とを離隔させることができるので、送風量の低下を抑制
しつつ、低周波騒音の低減を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠心送風機に関す
るもので、車両用空調装置の送風機に適用して有効であ
る。

【０００２】

【従来の技術】遠心送風機（以下、送風機と略す。）
は、周知のように、回転軸周りに多数枚の翼（ブレー
ド）を配置した遠心式多翼ファン（以下、ファンと略
す。）と、空気の吸入口と吐出口とを有する渦巻き状に
形成されたスクロールケーシング（以下、ケーシングと
略す。）と、ファンを回転駆動するモータ等の駆動手段
とから構成されている。そして、送風能力や騒音等の送
風機の性能は、ファンの翼形状やケーシングの形状等に
よって大きく左右され、送風機の設計にあたっては、こ
れらを十分に考慮する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者の多
年に渡る試験研究によれば、送風機の騒音のうち、いわ
ゆる低周波騒音（１５０〜１９０Ｈ_Z）は、ファンから
ケーシング内に吹き出した空気の一部がファンとケーシ
ングとの隙間から吸入口側に逆流し、この逆流空気と吸
入空気とが干渉すること（逆流空気と吸入空気との摩
擦）により発生することが明らかになっている。

【０００４】そこで、発明者は、逆流空気と吸入空気と
の摩擦を防止すべく、図６に示すように、ファン２１の
回転軸２１ａに対して略直交するように、ベルマウス２
６近傍から吸入口２３の中心部に向かって延びるガイド
壁２５’を有する送風機を試作した。なお。２２はケー
シングであり、２４はモータであるしかし、上記試作品は、図７に示すように、低周波騒音
を低減することができたが、ガイド壁２５’が吸入抵抗
となってしまい、送風量の低下という新たな問題が発生
した。因みに、図７中、実線は試作品を示しており、破
線はガイド壁２５’を有していない送風機を示してい
る。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、送風量の低下を
抑制しつつ、低周波騒音の低減を図ることを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
３に記載の発明では、吸入口（２３）の開口外縁部（２
３ａ）のうち、スクロールケーシング（２２）のノーズ
部（２２ｂ）に対応する部位には、翼（２１ｂ）を吸入
口（２３）側から覆うとともに、回転軸（２１ａ）に対
して傾斜した状態で、開口外縁部（２３ａ）から駆動手
段（２４）側に向けて延びるガイド壁（２５）が形成さ
れていることを特徴とする。

【０００７】これにより、ガイド壁（２５）により、逆
流空気と吸入空気とが離隔されるので、両空気が直接干
渉することを防止することができる。また、ガイド壁
（２５）が回転軸（２１ａ）に対して傾斜しているの
で、上記試作品のごとく、回転軸（２１ａ）に対して略
直交するように形成されたガイド壁２５’に比べて、吸
入空気の進行方向を大きく転向させることなく、滑らか
に転向させて逆流空気と吸入空気とを離隔させることが
できる。

【０００８】ところで、ノーズ部（２２ｂ）は、一般的
に後述のごとく、空気上流側と空気下流との流路（２２
ａ）が連通しており、かつ、流路（２２ａ）のうち巻き
終わり側は、巻き始め側に比べて（送風）圧力が大き
い。このため、ノーズ部（２２ｂ）は、他の部位に比べ
て空気が逆流し易いので、ノーズ部（２２ｂ）近傍にて
特に騒音が発生し易い。

【０００９】これに対して、本発明では、ガイド壁（２
５）は、ノーズ部（２２ｂ）に対応する開口外縁部（２
３ａ）の部位に形成されているので、効果的に騒音低減
を図ることができる。以上に述べたように、本発明によ
れば、送風量の低下を抑制しつつ、低周波騒音の低減を
図ることができる。

【００１０】なお、請求項２に記載のごとく、ガイド壁
（２５）を、開口外縁部（２３ａ）に沿って、ノーズ部
（２２ｂ）に対応する部位から流路（２２ａ）内の空気
流れ上流側に向かう向きに延びて形成してもよい。ま
た、ガイド壁（２５）と回転軸（２１ａ）とのなす角
は、請求項３に記載のごとく、１０°〜３５°とするこ
とが望ましい。

【００１１】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本実施形態に係る送風機を車両用
空調装置（以下、空調装置と略す。）の送風機に適用し
たもので、図１は空調装置の通風系の全体構成を示す模
式図である。１は空調装置の空気流路を構成する空調ケ
ーシングであり、この空調ケーシング１は、通常、車室
内前部の計器盤（図示せず）内に設置される。そして、
この空調ケーシング１によって構成される空気流路の上
流側（車両前方側の上部）には、本実施形態に係る送風
機２が配設されている。なお、送風機２の詳細構造につ
いは、後述する。

【００１３】また、送風機２の空気上流側（送風機２の
吸入口２３側、つまり紙面奥側）には、送風機２に送風
される送風空気を冷却するエバポレータ（図示せず）が
配設されており、このエバポレータ（空気冷却手段）の
空気上流側には、内気取入口及び外気取入口（図示せ
ず）が設けられているとともに、それら取入口のいずれ
かを開口させる内外気切替ドア（図示せず）が設けられ
ている。なお、エバポレータは、車両エンジンにより駆
動される圧縮機により駆動される周知の冷凍サイクル中
に設けられ、冷媒の蒸発潜熱により送風空気を冷却する
ものである。

【００１４】また、空調ケーシング１のうち送風機２の
空気下流側（車両前方側の下部）には、送風空気を加熱
するヒータコア（空気加熱手段）３が略水平方向に配設
されており、このヒータコア３は車両エンジンの冷却水
（温水）を熱源として送風空気を加熱するものである。
空調ケーシング１のうちヒータコア３の空気上流側部位
には、車室内に吹き出す送風空気の温度調節を行う周知
のエアミックスドア４が設けられている。そして、この
エアミックスドア４は、その回転軸４ａを中心として回
動することにより、送風機２より矢印Ａ方向に送風され
た空気のうち、ヒータコア３を通って温風通路１００を
矢印Ｂ方向に流れる温風と、ヒータコア３をバイパスし
て冷風通路１０１を矢印Ｃ方向に流れる冷風の風量割合
を調節して送風空気の温度を調節している。なお、本例
では、この冷風通路１０１と温風通路１００は、ヒータ
コア３を中間にして図１の上下方向に並ぶように設けら
れている。

【００１５】因みに、エアミックスドア４は、乗員の手
動操作もしくは空調制御装置の自動温度制御信号によ
り、その開度が調節されるものである。そして、これら
両通路１００、１０１を流れる冷風および温風の多く
は、半円筒状のロータリードア９内に流入して混合さ
れ、このロータリードア９の円筒面に形成された吹出空
気開口部５、６、７のいずれかより車室内に向けて吹き
出される。なお、ロータリードア９は、その円筒面が薄
膜状のフィルム（図示せず）にて構成された周知のもの
で（特開平８−２５９４５号公報等）、各吹出空気開口
部５、６、７はフィルムに形成されている。

【００１６】因みに、吹出空気開口部５は、フェイス吹
出ダクト１０を介して、乗員の上半身に向かって空気を
吹き出すフェイス吹出口（図示せず）に連通しており、
吹出空気開口部６は、フット吹出ダクト１１を介して、
乗員の下半身に向けて空気を吹き出すフット吹出口（図
示せず）に連通しており、さらに吹出空気開口部７は、
デフロスタダクト１２を介して、フロントガラスやサイ
ドガラスの内面に向かって空気を吹き出すデフロスタ吹
出口（図示せず）に連通している。

【００１７】次に、送風機２について述べる。図２は送
風機２の拡大図であり、２１は回転軸２１ａ周りに多数
枚の翼（ブレード）２１ｂを有して、回転軸２１ａ方向
（図２の（ｂ）の紙面上方）から吸入した空気を径外方
に向けて吹き出す遠心式ファン（以下、ファンと略
す。）であり、このファン２１は、ファン２１から吹き
出される空気の流路２２ａを構成するスクロールケーシ
ング（以下、ケーシングと略す。）２２内に収納されて
いる。

【００１８】そして、このケーシング２２は、ファン２
１からその周速で吹き出された空気を転向させて送風空
気に圧力を発生させるべく、回転軸２１ａ周りに渦巻き
状に形成されている。なお、本実施形態では、ケーシン
グ２２は、空調ケーシング１とともに樹脂（ポリプロピ
レン等）にて一体成形さているまた、ケーシング２２の
うち回転軸２１ａ方向一端側には、吸入口２３が開口し
ており、他端側には、ファン２１を回転駆動する電動モ
ータ（駆動手段）２４が配設されている。

【００１９】そして、吸入口２３の開口外縁部２３ａう
ち、ケーシング２２のノーズ部２２ｂに対応する部位に
は、ブレード２１ｂを吸入口２３側から覆うとともに、
回転軸２１ａに対して傾斜した状態で、開口外縁部２３
ａから電動モータ２４側に向けて延びるガイド壁２５が
形成されており（図２の（ａ）参照）、このガイド壁２
５は、開口外縁部２３ａに沿って、ノーズ部２２ｂに対
応する部位から流路２２ａ内の空気流れ上流側に向かう
向き（図１の矢印Ａと反対向き）に延びている（図２の
（ｂ）参照）。

【００２０】因みに、ノーズ部２２ｂとは、周知のごと
く、ケーシング２２の巻き始め側と巻き終わり側との重
なる部分を言い、このノーズ部２２ｂでは、空気上流側
と空気下流との流路２２ａが、僅かな隙間（図示せず）
を介して連通している。なお、ガイド壁２５は、図２の
（ｂ）に示すように、ブレード２１ｂの近傍に形成され
た、ベルマウス２６から回転軸２１ａ方向一端側に向け
て回転軸２１ａと同心状に延びる円筒状のダクト壁２７
の先端部を開口外縁部２３ａとして、ケーシング２２と
一体成形さている。

【００２１】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態によれば、ガイド壁２５は、ブレード２１ｂを吸入
口２３側から覆うとともに、回転軸２１ａに対して傾斜
して開口外縁部２３ａから電動モータ２４側に向けて延
びるように形成されているので、このガイド壁２５によ
り、逆流空気と吸入空気とが離隔されて両空気が直接干
渉することを防止することができる。

【００２２】また、ガイド壁２５が回転軸２１ａに対し
て傾斜しているので、上記試作品のごとく、回転軸２１
ａに対して略直交するように形成されたガイド壁２５’
に比べて、吸入空気の進行方向を大きく転向させること
なく、滑らかに転向させて（案内して）逆流空気と吸入
空気とを離隔させることができる。ところで、ノーズ部
２２ｂは、前述のごとく、空気上流側と空気下流との流
路２２ａが連通しており、かつ、流路２２ａのうち巻き
終わり側は、巻き始め側に比べて（送風）圧力が大きい
ので、ノーズ部２２ｂは、他の部位に比べて空気が逆流
し易く、騒音が発生し易い。

【００２３】これに対して、本実施形態では、ガイド壁
２５は、ノーズ部２２ｂに対応する開口外縁部２３ａの
部位に形成されているので、より効果的に騒音低減を図
ることができる。以上に述べたように、本実施形態によ
れば、送風量の低下を抑制しつつ、低周波騒音の低減を
図ることができる。

【００２４】ところで、発明者は、ガイド壁２５と回転
軸２１ａとのなす角である傾斜角θについて、引き続き
試験検討を続けたところ、回転軸２１ａに対して垂直な
面に投影した（回転軸２１ａ方向から見た）ガイド壁２
５のうち、ベルマウス内縁部２６ａからガイド壁２５の
端部までの距離が最大となる最大部位の寸法Ｌ₁（図
２、３参照）を約１０〜約２０ｍｍとし、また、最大部
位のうちガイド壁２５の壁面に平行な寸法Ｌ₂（図３参
照）を約３５ｍｍ以上とすることが望ましいとの結論を
得ている。そして、ベルマウス２６の曲率半径（本実施
形態では約４ｍｍ）を考慮して、この寸法関係を傾斜角
θに換算すれば、約１０°〜約３５°となる。

【００２５】なお、寸法Ｌ₂は、約３５ｍｍ以上である
ので、傾斜角θの下限値は０°に近づいていくが、ファ
ン２１等との干渉を考慮すると、実用的には、下限値は
約１０°となる。また、本実施形態では、回転軸２１ａ
とダクト壁２７の壁面とは平行であるので、ガイド壁２
５とダクト壁２７とのなす角θ₀から傾斜角θを算出し
た。

【００２６】因みに、図４は、本実施形態に係る送風機
２（以下、単に送風機２と呼ぶ。）と試作品とについ
て、騒音の周波数特性を試験調査した結果をしており、
実線は送風機２を示し、破線は試作品を示している。因
みに、試作品のガイド壁２５’の寸法Ｌ₁は２２ｍｍで
ある。そして、図４から明らかなように、低周波騒音
（１５０〜１９０Ｈ_Z）の低減が図られていることが判
る。

【００２７】また、図５は、騒音が最も大きい周波数
（約１８０Ｈ_z）において、送風機２と試作品とについ
て、騒音レベルＳＰＬ〔ｄＢ（Ａ）〕、風量ＶＡ〔ｍ³
／ｈ〕、電動モータ２４の回転数ＮＦ〔ｒｐｍ〕および
電動モータ２４の消費電力〔Ｗ〕を試験調査した結果で
ある。そして、図５から明らかなように、低周波騒音の
発生し易い（通風系の圧力損失の大きい）フットモード
（乗員の下半身に向けて空気を吹き出すモード）およデ
フモード（フロントガラス等向かって空気を吹き出すモ
ード）時において、騒音が低減され、かつ、風量が増加
していることが判る。

【００２８】なお、フェイスモードでは、本実施形態に
係る送風機２は、試作品に比べて騒音が僅かながら大き
いが、その騒音レベルは、他のモードに比べて十分に小
さいので大きな問題とはならない。むしろ、風量が増大
しているので、空調装置の能力を向上させることができ
る。因みに、騒音レベルは、内気取入口より１５０ｍｍ
離れた位置で音圧を測定し、この測定した値に基づいて
ＪＩＳＢ０１３２に従って算出した値である。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用空調装置の通風系の全体構成を示す模式
図である。

【図２】（ａ）は、遠心送風機を電動モータ側から見た
拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図２の一部拡大図である。

【図４】実施形態に係る遠心送風機における、騒音の周
波数特性を示すグラフである。

【図５】騒音レベル、風量、電動モータの回転数および
電動モータの消費電力を示すグラフである。

【図６】（ａ）は、試作品を電動モータ側から見た拡大
図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図７】試作品における、騒音の周波数特性を示すグラ
フである。

【符号の説明】

２１…遠心式ファン、２２…スクロールケーシング、２
３…吸入口、２４…電動モータ（駆動手段）、２５…ガ
イド壁、２６…ベルマウス。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸（２１ａ）周りに多数枚の翼（２
１ｂ）を有し、回転軸（２１ａ）方向から吸入した空気
を径外方に向けて吹き出す遠心式ファン（２１）と、前記遠心式ファン（２１）を収納して前記遠心式ファン
（２１）から吹き出される空気の流路（２２ａ）を構成
するとともに、前記回転軸（２１ａ）周りに渦巻き状に
形成されたスクロールケーシング（２２）と、前記スクロールケーシング（２２）に形成され、前記回
転軸（２１ａ）の軸方向一端側で開口する吸入口（２
３）と、前記回転軸（２１ａ）の軸方向他端側に配設され、前記
遠心式ファン（２２）を駆動する駆動手段（２４）と、前記吸入口（２３）の開口外縁部（２３ａ）のうち、前
記スクロールケーシング（２２）のノーズ部（２２ｂ）
に対応する部位に形成され、前記翼（２１ｂ）を前記吸
入口（２３）側から覆うとともに、前記回転軸（２１
ａ）に対して傾斜した状態で、前記開口外縁部（２３
ａ）から前記駆動手段（２４）側に向けて延びるガイド
壁（２５）とを有することを特徴とする遠心送風機。
【請求項２】前記ガイド壁（２５）は、前記ノーズ部
（２２ｂ）に対応する部位から前記流路（２２ａ）内の
空気流れ上流側に向かう向きに、前記開口外縁部（２３
ａ）に沿って延びて形成されていることを特徴とする請
求項１に記載の遠心送風機。
【請求項３】前記ガイド壁（２５）と前記回転軸（２
１ａ）とのなす角は、１０°〜３５°であることを特徴
とする請求項１または２に記載の遠心送風機。