(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸周りに形成された多数枚の翼（２、３）を有し、回転軸方向両端部（１ｄ、１ｃ）側から空気を吸入して径外方に向けて空気を吹き出す遠心式多翼ファン（１）と、
前記遠心式多翼ファン（１）を回転駆動する駆動モータ（６）と、
前記遠心式多翼ファン（１）を収納するケーシング（７）とを有し、
前記駆動モータ（６）のモータ本体部（６ａ）は、前記遠心式多翼ファン（１）の回転軸方向一端部（１ｃ）側から前記遠心式多翼ファン（１）内に挿入され、
前記遠心式多翼ファン（１）の外径寸法（Ｄ）は、回転軸方向の全長に渡って一定であり、
前記遠心式多翼ファン（１）の内径寸法のうち、前記駆動モータ（６）が挿入されているモータ挿入側の端部（１ｃ）の内径（ｄ2 ）は、前記駆動モータ（６）が挿入されていない非モータ挿入側の端部（１ｄ）の内径（ｄ1 ）より大きい遠心式送風機であって、
前記遠心式多翼ファン（１）の回転軸方向両端部（１ｄ、１ｃ）間で前記多数枚の翼（２、３）と連結し、前記駆動モータ（６）が発生した回転駆動力を前記多数枚の翼（２、３）に伝達するボスプレート（４）を有し、
前記ボスプレート（４）には、前記非モータ挿入側と前記モータ挿入側とを貫通する貫通穴（４ａ）が形成されており、
前記モータ挿入側の端部（１ｃ）に向かうほど前記モータ挿入側の内径（ｄ2 ）が大きくなるように、前記モータ挿入側の翼（３）の内方側端部が回転軸に対して傾斜していることを特徴とする遠心式送風機。
【請求項２】
前記モータ挿入側の回転軸方向端部（１ｃ）から前記ボスプレート（４）までのモータ挿入側ファン高さ寸法（Ｈfs）は、前記非モータ挿入側の回転軸方向端部（１ｄ）から前記ボスプレート（４）までの非モータ挿入側ファン高さ寸法（Ｈfm）に比べて小さいことを特徴とする請求項１に記載の遠心式送風機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心式多翼ファンを用いた遠心式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好適である。
【０００２】
【従来の技術】
遠心式送風機は、周知のように、回転軸方向から空気を吸い込み、径外方に向けて空気を吹き出す遠心式多翼ファンと、これを回転させる駆動モータと、遠心式多翼ファンおよび駆動モータを収納するとともに、空気の流路を形成するスクロールケーシングとから構成されている。
【０００３】
この遠心式送風機において、遠心式多翼ファンの回転数を一定として送風量を増加させるためには、空気の吸入面積（遠心式多翼ファンの内径面積）を増加させて吸入時の圧力損失を小さくさせる必要がある。しかし、単純に遠心式多翼ファンの内径を大きくして吸入面積を増加させると、遠心式多翼ファンの外径が大きくなり、遠心式送風機の大型化を招いてしまう。
【０００４】
そこで、遠心式送風機の風量増加を図りつつ小型化を図る手段として、図８に示すように、回転軸方向に全体に渡って内外径が等しい遠心式多翼ファンの回転軸方向両端側から空気を吸い込ませることにより、吸入面積の増加を図ったものが従来から知られている。そしてさらに、遠心式送風機の回転軸方向寸法の縮小を図るべく、駆動モータ６のモータ本体部６ａを遠心式多翼ファン１内に挿入している。
【０００５】
ここで、遠心式多翼ファンの内径とは、遠心式多翼ファンの径内方側端部での径寸法（図８のｄ寸法）を言い、遠心式多翼ファンの外径とは、遠心式多翼ファンの径外方側端部での径寸法（図８のＤ寸法）を言う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発明者等は、種々の諸元を有する上記遠心式送風機を試作して試験検討を行っていたが、小型化を維持しつつ、所望の風量を得ることができなかった。そこで、引き続き試験検討を行ったところ、以下の理由により所望の風量を得ることができないことが判明した。
【０００７】
すなわち、駆動モータ６が挿入配置されている側では、モータ本体部６ａが吸入抵抗となり、所望量の吸入空気量の増加を得ることができず、そのため、所望の風量を得ることができないことが判明した。
本発明は、上記点に鑑み、遠心式送風機において、遠心式送風機の小型化を維持しつつ、風量の低下を抑制することを目的とする。
【０００８】
【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に記載の発明では、モータ本体部（６ａ）が、遠心式多翼ファン（１）の回転軸方向一端部（１ｃ）側から遠心式多翼ファン（１）に挿入された状態で、かつ、遠心式多翼ファン（１）の外径寸法（Ｄ）は、回転軸方向の全長に渡って一定となっている。そして、モータ挿入側の回転軸方向端部（１ｃ）の遠心式多翼ファン（１）の内径寸法（ｄ2 ）は、駆動モータ（６）が挿入されていない非モータ挿入側の回転軸方向端部（１ｄ）の遠心式多翼ファン（１）の内径寸法（ｄ1 ）より大きい遠心式送風機であって、遠心式多翼ファン（１）の回転軸方向両端部（１ｄ、１ｃ）間で多数枚の翼（２、３）と連結し、駆動モータ（６）が発生した回転駆動力を多数枚の翼（２、３）に伝達するボスプレート（４）を有し、ボスプレート（４）には、非モータ挿入側とモータ挿入側とを貫通する貫通穴（４ａ）が形成されており、モータ挿入側の端部（１ｃ）に向かうほどモータ挿入側の内径（ｄ2 ）が大きくなるように、モータ挿入側の翼（３）の内方側端部が回転軸に対して傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
これにより、遠心式多翼ファン（１）の内外径が回転軸方向の全長に渡って一定のものと比べて、モータ挿入側の実質的な吸入面積が大きくなるので、モータ挿入側の吸入抵抗が小さくなり、送風量の増加を図ることができる。
また、モータ本体部（６ａ）が、遠心式多翼ファン（１）に挿入された状態で、かつ、外径寸法（Ｄ）が、回転軸方向の全長に渡って一定なので、遠心式多翼ファン（１）の小型化を維持しつつ、送風量の増加を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、モータ挿入側高さ寸法（Ｈfs）は、非モータ挿入側高さ寸法（Ｈfm）に比べて小さいことを特徴とする。
【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】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。本実施形態は、本発明に係る遠心式送風機（以下、送風機と呼ぶ。）を車両用空調装置の送風機に用いたものである。図１は、本実施形態に係る送風機の回転軸についての断面を示しており、１は多数枚の翼（ブレード）２、３の長手方向を回転軸方向に一致させた状態で円周上に配置した遠心式多翼ファン（以下、ファンと呼ぶ。）である。これらの翼２、３は、ファン１の回転軸方向両端の間に形成されたボスプレート４と回転軸方向両端側に設けられたリング５とに連結固定されており、翼２、３は、このボスプレート４を介して駆動モータ６によって回転駆動されている。
【００１３】
そして、本実施形態では、このボスプレート４に、駆動モータ６のモータ本体部６ａが挿入されていない側（以下、非モータ挿入側と呼ぶ。）からモータ本体部６ａが挿入されている側（以下、モータ挿入側と呼ぶ。）に貫通する穴４ａが、回転軸周りに複数個形成されている。
このファン１は回転軸方向両端側から空気を吸入し、ファン１の径外方に向けて空気を吹き出すものであり、ファン１の内径開口部１ａ、１ｂは、ファン１に吸入される空気の吸入口に相当するものである。そして、モータ本体部６ａが、ボスプレート４に干渉しない程度にファン１の内径開口部１ｂ側からファン１の内部に挿入配置されている。
【００１４】
また、ファン１の外径寸法Ｄは回転軸方向に全長に渡って一定であるが、モータ挿入側の内径ｄ2 が、非モータ挿入側のファン１の内径ｄ1 より大きくなるように異なっている。そして、非モータ挿入側の内径ｄ1 およびモータ挿入側の内径ｄ2 の両者は、回転軸方向の両端部（１ｃ、１ｄ）からボスプレート４に向けてそれぞれ一定となっており、図２に示すように、モータ挿入側の翼長さｌ2 （＝（Ｄ−ｄ2 ）／２）は、非モータ挿入側の翼長さｌ1 （＝（Ｄ−ｄ1 ）／２）より小さくなっている。また、非モータ挿入側の翼２とモータ挿入側の翼３とは、回転軸方向から見て互いに重ならないように、ファン１の回転方向にズレている。
【００１５】
そして、モータ挿入側の回転軸方向端部１ｃからボスプレート４までのモータ挿入側ファン高さＨfsは、図１に示すように、非モータ挿入側の回転軸方向端部１ｄからボスプレート４までの非モータ挿入側ファン高さＨfmに比べて小さくなっており、モータ挿入側ファン高さＨfsと非モータ挿入側ファン高さＨfmとの比（Ｈfs／Ｈfm）は、モータ挿入側の内径寸法ｄ2 の２乗とモータ本体部６ａの外径寸法ＤM の２乗との差（ｄ2 2 −ＤM 2 ）と、非モータ挿入側の内径寸法ｄ1 の２乗との比（（ｄ2 2 −ＤM 2 ）／ｄ1 2 ）に略等しくなっている。
【００１６】
７は、ファン１および駆動モータ６を収納保持するとともにファン１から吹き出した空気流路を形成するケーシングで、このケーシング７は、ファン１の回転軸周りに渦巻き状に形成されている。そして、ケーシング７のうちファン１の回転軸方向両端側には、空気を取り入れるための開口部７ａ、７ｂが形成されており、ケーシング７の渦巻き巻き終わり側には、図示されていない車室内吹出口に連なる図示されていない吹出口が形成されている。
【００１７】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
本実施形態によれば、モータ挿入側の内径寸法ｄ2 が非モータ挿入側の内径寸法ｄ1 に比べて大きくなっているので、モータ本体部６ａの外径寸法ＤM が等しく、かつ、ファン１の回転軸方向に全長に渡って内径が等しいもの（従来品）と比べて、翼３の内方側端部からモータ本体部６ａの外径までの寸法Ｌｓが大きくなる。したがって、モータ挿入側の実質的な内径開口部１ｂ面積（（ｄ2 2 −ＤM 2 ）π／４）が大きくなるので、吸入抵抗が小さくなり、従来品に比べて送風量の増加を図ることができる。
【００１８】
また、ファン１の回転軸方向に全長に渡って外径が等しく、かつ、モータ本体部６ａがファン１内に挿入されているので、従来品と同程度の外形寸法を維持しつつ、風量の増加を図ることができる。
（第２実施形態）
本実施形態は、上述の実施形態に係る送風機と同様な構造を有する送風機において、送風機の各諸元の最適化を図って、より送風量の増加を図ったものである。
【００１９】
発明者等は、送風機の各諸元の最適化を図るべく、種々の諸元を有する送風機を比較検討試験したところ、以下のような結果を得た。
すなわち、非モータ挿入側について、非モータ挿入側のファンの内外径寸法差の半分（非モータ挿入側の翼弦長さｌ1 ）とファン１の外径Ｄとの比をパラメータとして変化させて圧力係数ψを調査したところ、図３に示すように、翼弦長さｌ1 とファン１の外径Ｄとの比（ｌ1 ／Ｄ）が０．０８〜０．１１５の範囲が最適との結果を得た。
【００２０】
同様に、モータ挿入側について、モータ挿入側のファン１の内外径寸法差の半分（モータ挿入側の翼弦長さｌ2 ）とファン１の外径Ｄとの比をパラメータとして変化させて圧力係数ψを調査したところ、図４に示すように、翼弦長さｌ2 とファン１の外径Ｄとの比（ｌ2 ／Ｄ）が０．０６〜０．０９５の範囲が最適との結果を得た。なお、上記結果は、モータ本体部６ａの外径寸法ＤM は、ファン１の外径Ｄの０．８７５倍とした場合のものである。
【００２１】
そして、上記結果と、送風機が車両に実装された場合の種々の変動要因、および駆動モータの相違等の仕様の違い等とを考慮すれば、翼弦長さｌ2 と翼弦長さｌ1 の比（ｌ2 ／ｌ1 ）は、０．６〜０．９５とすることが望ましいとの結果を得た。
因み、圧力係数ψが大きい状態とは、送風機内の圧力損失が小さいことを示しているので、圧力係数ψが大きい状態ほど、送風量が増加することを示すものである。
【００２２】
次に、ファン１の外径Ｄとファン１の回転軸方向両端部１ｄ、１ｃ間のファン高さ寸法Ｈf との比（Ｄ／Ｈf ）をパラメータとして変化させて圧力係数ψを調査したところ、図５に示すように、ファン１の外径Ｄとファン高さ寸法Ｈf とを略等しくすることが望ましいとの結果を得た。なお、モータ挿入側ファン高さＨfsと非モータ挿入側ファン高さＨfmと比によらず、上記結果とほぼ同様な結果が得られることが、発明者等のその他種々の試験研究により確認されている。
【００２３】
そこで、発明者等は、上記結果を検証するために、翼弦長さｌ2 と翼弦長さｌ1 の比（ｌ2 ／ｌ1 ）を０．９５とし、モータ挿入側ファン高さＨfsと非モータ挿入側ファン高さＨfmとの比（Ｈfs／Ｈfm）を２．０とした送風機と、従来品（ｌ2 ／ｌ1 ＝０．９５、Ｈfs／Ｈfm＝１．０）とを比較試験したところ、図６に示すように、風量が１００ｍ3 ／ｈとし、圧力を１８５Ｐａとした場合、圧力係数ψで最大約１０％、比騒音Ｋs で最大約２ｄｂの向上を図ることができた。
【００２４】
因みに、流量係数φが大きい状態とは、実際の車両用空調装置では、乗員上半身に空気を吹き出すフェイスモードなどの圧力損失の小さい状態での使用状態に相当し、流量係数φが小さい状態とは、乗員足元に空気を吹き出すフットモード等の圧力損失の大きい状態での使用状態に相当する。
（第３実施形態）
本実施形態は、モータ挿入側の吸入面積の拡大を、さらに図ったものである。
【００２５】
すなわち、図７に示すように、モータ挿入側の回転軸方向端部１ｃに向かうほどモータ挿入側の内径ｄ2 が大きくなるように、翼３の内方側端部を回転軸に対して傾斜させたものである。
【００２６】
また、上述の実施形態では、非モータ挿入側の翼２とモータ挿入側の翼３とは、回転軸方向から見て互いに重ならないように、ファン１の回転方向にズレていたが、両翼２、３が回転軸方向から見て互いに重なるようしても本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る遠心式送風機を示す断面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】非モータ挿入側の非モータ挿入側の翼弦長さｌ1 とファン１の外径Ｄとの比と、圧力係数ψとの関係を示すグラフである。
【図４】モータ挿入側のモータ挿入側の翼弦長さｌ2 とファン１の外径Ｄとの比と、圧力係数ψとの関係を示すグラフである。
【図５】ファン１の外径Ｄとファン高さ寸法Ｈf との比と、圧力係数ψとの関係を示すグラフである。
【図６】第２実施形態に係る遠心式送風機および従来品のファン特性を示すグラフである。
【図７】第３実施形態に係る遠心式送風機を示す断面図である。
【図８】従来技術に係る遠心式送風機を示す断面図である。
【符号の説明】
１…遠心式多翼ファン、２、３…翼、４…ボスプレート、５…リング、
６…駆動もータ、７…ケーシング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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