(57)【要約】【課題】羽根車の空気出口側における回転軸方向の流速分布を充分に均一化させることが可能な遠心式多翼送風機を提供する。【解決手段】回転軸７０を中心に回転する羽根車７ａ、および羽根車７ａを収容するスクロールケーシング７ｂを備え、回転軸方向の一端側に形成された吸入口７４から吸入した空気を回転軸７０の径方向外側に向けて吹き出す遠心式多翼送風機において、羽根車７ａの子午面上の羽根７１の内周縁部７１１に対して所定方向に交差する各断面上での入口角を側板７２側から主板７３側に亘る全域で均一とし、且つ、羽根７１の少なくとも外周縁部７１２を、主板７３側から側板７２側に向かって回転軸７０の軸線から離れるように構成する。【選択図】図３
2014029149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（７０）を中心に回転する羽根車（７ａ）、および前記羽根車を収容するケーシング（７ｂ）を備え、少なくとも回転軸方向の一端側に開口する吸入口（７４）から吸入した空気を前記回転軸の径方向外側に向けて吹き出す遠心式多翼送風機において、
前記羽根車（７ａ）は、
前記回転軸に結合された主板（７３）と、
前記回転軸の軸線の周囲に配設され、前記回転軸方向の他端側が前記主板に連結された複数枚の羽根（７１）と、
前記複数枚の羽根における前記回転軸方向の一端側にて前記複数枚の羽根を連結する側板（７２）と、を有し、
前記複数枚の羽根は、前記羽根車の子午面上の前記羽根の内周縁部（７１１）に対して所定方向に交差する各断面上での入口角が前記側板側から前記主板側に亘る全域で均一となっており、且つ、前記羽根の外周縁部（７１２）が前記主板側から前記側板側に向かって前記回転軸の軸線から離れるように構成されていることを特徴とする遠心式多翼送風機。
【請求項２】
前記複数枚の羽根は、前記内周縁部における前記回転軸方向の一端側の部位（７１１ａ）が、前記内周縁部における前記回転軸方向の他端側の部位（７１１ｂ）よりも前記羽根車の回転方向（Ｒ）の前方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の遠心式多翼送風機。
【請求項３】
前記主板は、前記回転軸方向において前記内周縁部における前記回転軸方向の一端側の部位と重なり合わないように前記複数枚の羽根における前記回転軸方向の他端側に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の遠心式多翼送風機。
【請求項４】
前記側板は、前記複数枚の羽根における前記回転軸方向の一端側における前記回転軸の径方向外側に存する部位（７１２）に連結されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の遠心式多翼送風機。
【請求項５】
前記側板は、前記複数枚の羽根における前記回転軸方向の一端側における前記回転軸方向に存する部位（７１ｂ）に連結されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の遠心式多翼送風機。
【請求項６】
前記複数枚の羽根は、前記回転軸方向に対して直交する各断面での入口角が、前記側板側から前記主板側に亘る全域で均一となっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の遠心式多翼送風機。
【請求項７】
前記内周縁部（７１１）を周縁に沿った長さが等しくなるように所定数に分割し、前記外周縁部（７１２）を周縁に沿った長さが等しくなるように前記所定数に分割した際、前記内周縁部における分割点、および前記外周縁部における分割点のうち、同一番目の分割点同士を結んだ線を仮想流線としたとき、
前記複数枚の羽根は、前記仮想流線上における各断面での入口角が、前記側板側から前記主板側に亘る全域で均一となっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の遠心式多翼送風機。
【請求項８】
前記羽根車の前記側板側における内周径に対する外周径の比を側板側内外径比とし、前記羽根車の前記主板側における内周径に対する外周径の比を主板側内外径比としたとき、
前記羽根車は、前記側板側内外径比が前記主板側内外径比よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の遠心式多翼送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸方向から吸入した空気を回転軸の径方向外側に向けて吹き出す遠心式多翼送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の遠心式多翼送風機の羽根車は、回転軸の周囲に配設された複数枚の羽根を有しており、回転軸方向から吸入した空気を径方向外側に向けて吹き出すようになっている。
【０００３】
この羽根車は、隣り合う羽根と羽根との間の空間（以下、羽根間空間）のうち、空気の吸入口付近の空間において、回転軸方向から径方向へと急激に風向が変化することから、回転軸方向における吸入口の反対側に比べて空気が流れ難い。
【０００４】
また、遠心式多翼送風機の羽根車では、羽根の内周縁の入口角（入口条件）と、羽根に流入する空気の流入角（流入条件）とのズレ（入射角）が大きいと、羽根間空間にて空気の流れが剥離して失速する傾向があり、入射角が小さいほど理想的な状態に近づく。
【０００５】
ところが、通常の羽根車では、羽根に流入する空気の流れが急激に変化する吸入口側における羽根の内周縁の入口角が、羽根に流入する空気の流れが緩やかに変化する吸入口の反対側における入口角に対して大きく変化する。このため、羽根車における吸入口側では、内周縁に流入する空気の流入条件と羽根に流入する空気の流入条件とのズレが大きくなり易く、吸入口側の羽根間空間にて空気流れの剥離が生じ易くなってしまう。
【０００６】
これらに対し、例えば、特許文献１では、図２１に示すように、羽根車１００の側板１３０側（吸入口側）の内径が主板１２０側（吸入口の反対側）よりも大きくなるように、側板１３０側の羽根１１０の内周縁部１１１をテーパ形状としている。これにより、羽根車１００の吸入口側における通風抵抗を低減し、回転軸方向から流れる空気が吸入口付近の羽根間空間に流れ易くなるようにしている。
【０００７】
さらに、特許文献１では、羽根１１０に流入する空気の実質的な流入角が回転軸方向の位置によらず一定となるとみなし、羽根１１０の内周縁部１１１に対して所定方向（例えば、垂直方向）に交差する各断面上の入口角を±５°以内に設定している。これにより、側板１３０側の内周縁部１１１における入口角と流入角との差を縮小し、側板１３０側における空気流れの剥離を抑制するようにしている。なお、図２１は、特許文献１の図２０に図示された羽根車１００に対応する子午面図である。ここで、子午面は、羽根車における回転軸を含む断面に羽根の形状を回転投影した面である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２００５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来技術の羽根車１００では、側板１３０付近の羽根間空間に空気が流れ易くなるものの、依然として、側板１３０側における空気流れの剥離を充分に抑制することが難しく、これに起因して羽根車１００の空気出口側にて流速分布が生ずるといった問題がある。
【００１０】
以下、この点について図面を用いて説明する。図２２および図２３は、上記従来技術の問題点を説明する説明図である。図２２は、図２１のXXII−XXII断面図（主板１２０側の羽根１１０の断面図）、図２３は、図２１のXXIII−XXIII断面図（側板１３０側の羽根１１０の断面図）である。なお、図２２、図２３では、各羽根１１０の入口角αを、各羽根の内周縁部１１１を通る内接円の接線（図中の一点鎖線）と、内周縁部１１１における正圧面１１０ａ側の内側端部における接線（図中の二点鎖線）とのなす角度としている。
【００１１】
従来技術の羽根車１００では、側板１３０側における羽根車１００の内径が、主板１２０側よりも大きくなっていることから、側板１３０側における周速度Ｕｓが主板１２０側における周速度Ｕｍよりも速くなる（Ｕｓ＞Ｕｍ）。
【００１２】
また、羽根車１００では、図２０の破線矢印に示すように、主板１２０側に比べて、側板１３０側における羽根間空間に流入する空気の流れ方向の変化が大きくなる。このため、図２２、図２３に示すように、側板１３０側における羽根１１０の内周縁部１１１に流入する空気の絶対流入速度Ｃｓは、主板１２０側における羽根１１０の内周縁部１１１に流入する空気の絶対流入速度Ｃｍよりも遅くなる（Ｃｓ＜Ｃｍ）。
【００１３】
ここで、周速度成分および絶対流入速度成分を合成して得られる空気の相対流入速度Ｖと、周速度成分とのなす角度を流入角βと定義したとき、図２２、図２３に示すように、側板１３０側における流入角βｓが主板１２０側における流入角βｍに対して小さくなる。
【００１４】
このため、上記従来技術の羽根車１００の如く、側板１３０側における入口角αｓを主板１２０側の入口角αｍに揃える構成とすると、側板１３０側における入口角αｓと流入角βｓとの差（入射角γｓ）が、主板１２０側の入射角γｍよりも大きくなってしまう。
【００１５】
このように、上記従来技術の羽根車１００によっても、依然として、側板１３０側における入射角γｓが主板１２０側の入射角γｍよりも大きくなり、側板１３０側における空気流れの剥離を充分に抑えることが難しい。そして、側板１３０側における空気流れの剥離により、羽根車１００の空気出口側における側板１３０側の流速が低下する。
【００１６】
この結果、例えば、図２１の羽根車１００の右側に示す流速分布の如く、羽根車１００の空気出口側にて側板１３０側の流速が主板１２０側に比べて遅くなるといった流速分布が生じてしまう。
【００１７】
なお、このような問題は、側板１３０側の内径が主板１２０側と同一となっている羽根車１００、すなわち、内周縁部１１１がテーパ形状となっていない羽根車１００においても同様に生ずる。内周縁部１１１がテーパ形状となっていない羽根車１００では、側板１３０側の絶対流入速度Ｃｓが主板１２０側よりも遅くなることで、側板１３０側における流入角βｓが主板１２０側における流入角βｍに対して小さくなるからである。
【００１８】
本発明は上記点に鑑みて、羽根車の空気出口側における回転軸方向の流速分布を充分に均一化させることが可能な遠心式多翼送風機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討を重ねた。この結果、遠心式多翼送風機では、回転数および通風抵抗が一定となる条件下で、羽根車の外周径の二乗に比例して羽根車の空気出口側の流量が増加することに着眼し、羽根車の空気出口側における流速分布の均一化を図ることが可能な遠心式多翼送風機を案出した。
【００２０】
すなわち、請求項１に記載の発明では、羽根車（７ａ）は、回転軸に結合された主板（７３）と、回転軸の軸線の周囲に配設され、回転軸方向の他端側が主板に連結された複数枚の羽根（７１）と、複数枚の羽根における回転軸方向の一端側にて複数枚の羽根を連結する側板（７２）と、を有し、複数枚の羽根は、羽根車の子午面上の羽根の内周縁部（７１１）に対して所定方向に交差する各断面上での入口角が側板側から主板側に亘る全域で均一となっており、且つ、羽根の外周縁部（７１２）が主板側から側板側に向かって回転軸の軸線から離れるように構成されていることを特徴としている。
【００２１】
このように、側板側から主板側に亘る全域で入口角を均一とした構成において、羽根車の外周径を主板側よりも側板側で大きくすることで、羽根車の側板側における空気出口側の流量を増加させることができる。これにより、従来技術の羽根車よりも、羽根車の側板側における空気出口側の流速を増加させることができる。
【００２２】
その上、羽根車の側板側における空気出口側の流量増加に伴い側板側における内周縁部への流入空気の流量が増える。この側板側における内周縁部への流入空気の流量増加は、側板側における流速（絶対流入速度）が速くなる方に作用することから、側板側における流入角を入口角に近づけることができる。
【００２３】
これにより、従来技術の羽根車よりも、側板側での空気流れの剥離を抑制でき、側板側での空気流れの剥離に伴う側板側における空気出口側の流速低下を緩和させることができる。
【００２４】
以上のことから、本発明の遠心式多翼送風機によれば、従来技術の羽根車にて問題となる羽根車の空気出口側における回転軸方向の流速分布を充分に均一化させることが可能となる。
【００２５】
ここで、請求項に記載した「均一」とは、側板側から主板側に亘る全域で入口角にズレがない状態、若しくは、±５°以内の微小なズレしかない状態を意味する。また、「子午面」とは、羽根車における回転軸を含む断面に羽根の形状を回転投影した面である。さらに、「入口角」は、回転軸の径方向において、複数枚の羽根における内周縁部それぞれを通る円（内接円）の接線と羽根の内周縁部との交差角度である。
【００２６】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係る送風機を備える車両用の空調装置の模式図である。
【図２】第１実施形態に係る送風機の羽根車の斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る送風機の羽根車の半断面図である。
【図４】図３に示す羽根部分を示すＡ矢視図である。
【図５】図３に示す羽根部分を示すＢ矢視図である。
【図６】図３に示す羽根部分を示すＣ矢視図である。
【図７】第１実施形態に係る羽根車全体の子午面図である。
【図８】第１実施形態に係る羽根車の要部の子午面図である。
【図９】図８におけるIX−IX断面図である。
【図１０】図８におけるX−X断面図である。
【図１１】第２実施形態に係る送風機の羽根車の斜視図である。
【図１２】第２実施形態に係る送風機の羽根車の半断面図である。
【図１３】第２実施形態に係る送風機の羽根車の上面図である。
【図１４】第２実施形態に係る送風機の羽根車の子午面図である。
【図１５】第３実施形態に係る送風機の羽根車の子午面図である。
【図１６】第４実施形態に係る送風機の羽根車要部の子午面図である。
【図１７】他の実施形態に係る送風機の羽根車の子午面図である。
【図１８】他の実施形態に係る送風機の羽根車の子午面図である。
【図１９】他の実施形態に係る送風機の羽根車の斜視図である。
【図２０】他の実施形態に係る送風機の羽根車の半断面図である。
【図２１】従来技術の羽根車の要部を示す子午面図である。
【図２２】図２１におけるXXII−XXII断面図である。
【図２３】図２２におけるXXIII−XXIII断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。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、同一符号を付して説明を省略することがある。
【００２９】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る遠心式多翼送風機を、水冷エンジンを搭載した車両の空調装置１に適用している。
【００３０】
図１に示すように、空調装置１は、車室内へ送風される送風空気の空気流路を形成する空調ケーシング２を有している。空調ケーシング２における空気流れ最上流側部位には、内気（車室内空気）を導入するための内気導入口３、および外気（車室外空気）を導入するための外気導入口４が形成されると共に、これら各導入口３、４を選択的に開閉する内外気切替ドア５が設けられている。
【００３１】
内外気切替ドア５の空気流れ下流側には、送風機７が配設されており、この送風機７により各導入口３、４から導入された空気が、後述する各吹出口１４、１５、１７に向けて送風される。
【００３２】
送風機７は、回転軸方向から吸入した空気を径方向外側に向けて吹き出す遠心式多翼送風機である。本実施形態では、送風機７として、回転軸方向の一端側から吸い込んだ空気を径方向外側に向けて吹き出す片吸込式の送風機を採用している。
【００３３】
送風機７は、羽根車７ａ、スクロールケーシング（ケーシング）７ｂ、および羽根車７ａを駆動する電動モータ７ｃを有している。羽根車７ａは、回転軸７０を中心に回転して空気を径方向外側に向けて吹き出すもので、樹脂により構成されている。スクロールケーシング７ｂは、羽根車７ａを収容すると共に羽根車７ａから吹き出される空気を集合させる渦巻き状の流路を形成するものである。なお、スクロールケーシング７ｂには、回転軸７０の一端側に開口する吸入口７４が形成されている。なお、本実施形態に係る送風機７の羽根車７ａの詳細については後述する。
【００３４】
また、送風機７の空気流れ下流側には、蒸発器９が配設されており、送風機７に送風された空気は全てこの蒸発器９を通過する。本実施形態の蒸発器９は、その内部を流通する冷媒と送風機７から送風された送風空気とを熱交換させて、送風空気を冷却する空気冷却手段である。この蒸発器９は、図示しない圧縮機、凝縮器、気液分離器、膨張弁等とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。
【００３５】
蒸発器９の空気流れ下流側には、ヒータコア１０が配設されている。ヒータコア１０は、エンジン１１を冷却するエンジン冷却水と蒸発器９通過後の空気を熱交換させて、蒸発器９通過後の空気を加熱する空気加熱手段である。
【００３６】
また、空調ケーシング２には、蒸発器９通過後の空気を、ヒータコア１０を迂回して流すバイパス通路１２が形成されている。そして、ヒータコア１０の空気流れ上流側には、ヒータコア１０を通過する空気の風量と、バイパス通路１２を通過する空気の風量との風量割合を調整して、車室内に吹き出す空気の温度を調整するエアミックスドア１３が配設されている。
【００３７】
また、空調ケーシング２の空気流れ最下流部位には、乗員の上半身に向けて空気を吹き出すためのフェイス吹出口１４、乗員の足元に向けて空気を吹き出すためのフット吹出口１５、および窓ガラス１６の内面に向けて空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口１７が形成されている。
【００３８】
これら各吹出口１４、１５、１７の空気流れ上流側には、それぞれ吹出モード切替ドア１８、１９、２０が配設されている。これら吹出モード切替ドア１８〜２０を切替開閉することで、乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、乗員の下半身に向けて空気を吹き出すフットモード、および車両窓ガラスの内面に向けて空気を吹き出すデフロスタモードを切り替える。
【００３９】
続いて、本実施形態の送風機７の羽根車７ａについて説明する。図２の斜視図、および図３の半断面図に示すように、送風機７の羽根車７ａは、複数枚の羽根７１、側板７２、および主板７３を有して構成されている。
【００４０】
主板７３は、回転軸７０に結合された円盤状の部材で構成されている。本実施形態の主板７３は、各羽根７１における回転軸方向の他端側（紙面下方側）の部位７１ｂに連結されており、回転軸方向から見たときに、各羽根７１と重なり合うように構成されている。
【００４１】
側板７２は、各羽根７１における回転軸方向の一端側（紙面上方側）における回転軸７０の径方向外側の部位に連結されている。本実施形態の側板７２は、各羽根７１における回転軸方向の一端側の外周縁部（翼後縁）７１２を回転軸７０の径方向外側から覆うように連結されている。より具体的には、本実施形態の側板７２は、回転軸方向の一端側の部位が他端側の部位よりも回転軸７０の径方向内側に位置するように湾曲した環形状（シュラウド形状）となっている。なお、本実施形態の側板７２は、その内周径Ｄｓが主板７３の外周径Ｄｍよりも大きくなるように構成されており、回転軸方向から見たときに主板７３と重なり合わない形状となっている。
【００４２】
各羽根７１は、回転軸７０の軸線Ｚの周囲に配設されている。これら羽根車７ａを構成する各羽根７１、側板７２、主板７３は、樹脂モールディング等により一体成形されている。
【００４３】
このように構成される羽根車７ａは、回転軸７０の回転により、回転軸方向の一端側の吸入口７４から羽根車７ａ内の羽根間空間（各羽根７１の間の空間）に流入した空気を、遠心力により羽根車７ａの径方向外側に向けて吹き出すようになっている。
【００４４】
続いて、本実施形態の羽根７１の形状について説明する。図４〜図６は、図３における各矢視図であり、本実施形態の羽根７１の形状を示している。なお、説明の都合上、図４〜図６では、側板７２および主板７３の図示を省略すると共に、図３中の各矢印Ａ〜Ｃの方向における代表的な３枚の羽根７１を図示している。
【００４５】
各羽根７１には、図４に示すように、羽根車７ａの内周側における羽根７１の両端の部位７１ａ、７２ｂ間に内周縁部（翼前縁）７１１が形成されている。また、各羽根７１には、図５に示すように、羽根車７ａの外周側における羽根７１の両端の部位７１ａ、７２ｂ間に外周縁部（翼後縁）７１２が形成されている。
【００４６】
本実施形態の各羽根７１は、図６に示すように、回転軸方向から見たとき、内周縁部７１１における回転軸方向の一端側の部位７１１ａが、内周縁部７１１における回転軸方向の他端側における部位７１１ｂよりも羽根車７ａの回転方向Ｒの前方に位置している。
【００４７】
前述のように、本実施形態の羽根車７ａは、回転軸方向から吸い込んだ空気を径方向外側に向けて吹き出す構成となっている。このため、内周縁部７１１における回転軸方向の一端側の部位７１１ａを、内周縁部７１１における回転軸方向の他端側の部位７１１ｂよりも回転方向Ｒの前方に位置させることにより、側板７２側にて回転軸方向から羽根間空間に空気を吸い込み易くなる。この結果、側板７２側の羽根間空間に流入する空気の流量を増加させることができる。なお、以下では、内周縁部７１１における回転軸方向の一端側の部位７１１ａを前進部位７１１ａと呼び、内周縁部７１１における回転軸方向の他端側の部位７１１ｂを後退部位７１１ｂと呼ぶことがある。
【００４８】
続いて、各羽根７１の内周縁部７１１および外周縁部７１２の具体的な形状について、図７、図８の子午面図を用いて説明する。なお、「子午面」とは、羽根車７ａにおける回転軸７０を含む断面に羽根７１の形状を回転投影した面である。
【００４９】
図７、図８に示すように、本実施形態の羽根７１の内周縁部７１１は、羽根車７ａにおける側板７２側の内周径が主板７３側の内周径よりも大きくなるように、主板７３側から側板７２側に向かって回転軸７０の軸線Ｚから離れる構成となっている。なお、羽根車７ａの内周径は、回転軸７０の径方向において、各羽根７１の内周縁部７１１を通る内接円の直径である。
【００５０】
ところで、遠心式多翼送風機では、羽根７１の内周縁部７１１における入口角αと、内周縁部７１１に流入する空気の流入角βとの差（入射角γ）が大きいと、羽根間空間に剥離領域が形成されて失速することから、入射角γが小さいほど理想的な状態となる。
【００５１】
しかし、通常の遠心式多翼送風機では、主板７３側に比べて、側板７２側の内周縁部７１１における入口角αと流入角βとの差が大きくなり易く、側板７２側の羽根間空間にて空気流れの剥離が生じ易いといった傾向がある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、羽根車７ａの子午面上に現れる羽根７１の内周縁部７１１に対して所定方向に交差する各断面上での入口角αを、側板７２側から主板７３側に亘る全域で均一となるように設定している。なお、「均一」とは、側板７２側から主板７３側に亘る全域で入口角αにズレがない状態、若しくは、±５°以内の微小なズレしかない状態を意味する。
【００５３】
ここで、図９は、図８のIX−IX断面図であり、図１０は、図８のX−X断面図である。なお、IX−IX断面は、羽根７１における主板７３側の部位を回転軸方向と直交する方向に切断したときの断面である。また、X−X断面は、羽根７１における側板７２の部位を回転軸の軸線向と直交する方向に切断したときの断面である。
【００５４】
具体的には、本実施形態では、図９、図１０に示すように、各羽根７１の内周縁部７１１における回転軸方向に対して直交する各断面での入口角αｍ、αｓを、側板７２側から主板７３側に亘る全域で均一となる角度（例えば、５５°〜７６°の角度）に設定している。
【００５５】
本実施形態では、入口角αｍ、αｓを羽根７１の内周縁部７１１を通る内接円の接線（図９、図１０中の一点鎖線）と、羽根７１の正圧面７１３側の内側端部７１３ａにおける接線（図９、図１０中の二点鎖線）とのなす角度としている。
【００５６】
ここで、［発明が解決しようとする課題］の欄で説明したように、各羽根７１の内周縁部７１１の入口角αｍ、αｓを、側板７２側から主板７３側に亘る全域で均一するだけでは、側板１３０側における空気流れの剥離を充分に抑制することが難しい。
【００５７】
このため、本実施形態では、図７に示すように、羽根車７ａにおける側板７２側の外周径が主板７３側の外周径よりも大きくなるように、各羽根７１の外周縁部７１２を主板７３側から側板７２側に向かって回転軸７０の軸線Ｚから離れる形状としている。なお、羽根車７ａの外周径は、回転軸７０の径方向において、各羽根７１の外周縁部７１２を通る外接円の直径である。
【００５８】
具体的には、本実施形態の羽根７１は、主板７３側から側板７２側に向かって内周径が大きくなり、且つ、主板７３側から側板７２側に向かって外周径が大きくなるように構成されている（ｄ１＞ｄ２、Ｄ１＞Ｄ２）。これにより、本実施形態の羽根車７ａは、外形状が逆台形状となっている。
【００５９】
さらに、本実施形態では、側板側内外径比が主板側内外径比よりも小さくなっている。なお、側板側内外径比は、羽根車７ａの側板７２側における内周径ｄ１に対する外周径Ｄ１の比（＝Ｄ１／ｄ１）であり、主板側内外径比は、主板７３ａ側における内周径ｄ２に対する外周径Ｄ２の比（Ｄ２／ｄ２）である。
【００６０】
次に、本実施形態の空調装置１の作動を説明する。乗員の操作等により空調装置１の運転が開始されると、各導入口３、４を介して空調ケーシング２内に導入された空気が、送風機７にて各吹出口１４、１５、１７に向けて送風される。送風機７にて送風された送風空気は、蒸発器９、ヒータコア１０、エアミックスドア１３にて所望の温度に調整され、各吹出口１４、１５、１７の何れかの吹出口から車室内に吹き出される。
【００６１】
ここで、本実施形態の送風機７では、羽根車７ａの内周径が側板７２側から主板７３側に向かって大きくなるように、羽根７１の内周縁部７１１を主板７３側から側板７２側に向かって回転軸７０の軸線Ｚから離れる形状としている。これにより、羽根車７ａの側板７２側における通風抵抗を低減し、回転軸方向から流れる空気を側板７２側の羽根間空間に流れ易くすることができる。
【００６２】
また、本実施形態の送風機７では、各羽根７１の内周縁部７１１における回転軸７０の軸線に対して直交する各断面での入口角αｍ、αｓを側板７２側から主板７３側に亘る全域で均一な角度としている。これにより、通常の遠心式多翼送風機に比べて、側板１３０側における空気流れの剥離を抑えて、回転軸方向から流れる空気を、吸入口７４付近の羽根間空間へ流れ易くすることができる。
【００６３】
さらに、本実施形態の送風機７では、羽根７１の外周縁部７１２を主板７３側から側板７２側に向かって回転軸７０の軸線Ｚから離れる形状としている。これにより、各羽根７１の内周縁部７１１の入口角αｍ、αｓを側板７２側から主板７３側に亘る全域で均一な角度とした際に問題となる羽根車７ａの空気出口側における回転軸方向の流速分布の均一化を図っている。
【００６４】
この点について説明すると、遠心式多翼送風機では、回転数および通風抵抗が一定の条件下において、羽根車７ａの空気出口側における流量が外周径の二乗で増加する。このため、羽根車７ａの外周径を主板７３側よりも側板７２側で拡大することにより、羽根車７ａの側板７２側における空気出口側の流量が増加し、これに伴って羽根車７ａの側板７２側における空気出口側の流速が速くなる。すなわち、羽根車７ａの空気出口側における側板７２側の流速を主板７３側の流速に近づけることができる。
【００６５】
その上、羽根車７ａの側板７２側における空気出口側の流量増加に伴い側板７２側における内周縁部７１１への流入空気の流量が増える。この側板７２側における内周縁部７１１への流入空気の流量増加は、側板７２側における流速が速くなる方に作用することから側板７２側における入口角と流入角との差を縮小させることができる。
【００６６】
すなわち、本実施形態では、側板７２側における羽根車７ａの内径が、主板７３側よりも大きくなっていることから、図９、図１０に示すように、側板７２側における周速度Ｕｓが主板７３側における周速度Ｕｍよりも速くなる（Ｕｓ＞Ｕｍ）。
【００６７】
これに対して、側板７２側における羽根７１の内周縁部７１１に流入する空気の絶対流入速度は、内周縁部７１１への流入空気の流量増加に伴う流速の増加分Ｃｐだけ速い速度（＝Ｃｓ＋Ｃｐ）となる。
【００６８】
ここで、周速度成分および流入速度成分を合成して得られる空気の相対流入速度Ｖと、周速度成分とのなす角度を流入角βと定義したとき、側板７２側における流入角βｓが主板７３側における流入角βｍに近い角度となる。
【００６９】
本実施形態の羽根車７ａでは、側板７２側における入口角αｓを主板７３側の入口角αｍに揃えているので、側板７２側における入口角αｓと流入角βｓとの差（入射角γｓ）が縮小される。
【００７０】
これにより、側板７２側での空気流れの剥離が充分に抑制されることで、側板７２側での空気流れの剥離に伴う側板７２側における空気出口側の流速低下を緩和させることがきる。このため、羽根車７ａの空気出口側における側板７２側の流速を主板７３側の流速に一層近づけることが可能となる。
【００７１】
この結果、例えば、図８の羽根車７ａの右側に示す流速分布の如く、羽根車７ａの空気出口側における回転軸方向の流速分布を充分に均一化させることが可能となり、送風機７の効率向上および騒音抑制を図ることができる。
【００７２】
特に、本実施形態では、内周縁部７１１における回転軸方向の一端側の部位７１１ａを回転軸方向の他端側における部位７１１ｂよりも回転方向Ｒの前方に位置させる構成としている。
【００７３】
これによれば、側板７２側の羽根間空間に流入する空気の流量の増加により、側板７２側における内周縁部７１１に流入する空気の流速（絶対流入速度）を増加させることができるので、側板７２側における入射角γｓを一層縮小させることが可能となる。この結果、側板７２側での空気流れの剥離をより効果的に抑制可能となる。
【００７４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して主板７３の形状を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【００７５】
本実施形態の羽根車７ａは、図１１の斜視図、図１２の半断面図、および図１２の上面図に示すように、第１実施形態に対して主板７３の外周径を小さくしている。具体的には、本実施形態では、図１３に示すように、羽根車７ａを回転軸方向から見たときに、主板７３と内周縁部７１１における前進部位７１１ａと重なり合わないように、主板７３の外周径を小さくしている。
【００７６】
より詳しくは、図１４の子午面図に示すように、回転軸７０の軸線Ｚから主板７３の外周端までの距離Ｌ１が、回転軸７０の軸線Ｚから内周縁部７１１における前進部位７１１ａまでの距離Ｌ２よりも小さくなっている。
【００７７】
その他の構成については、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の送風機７によれば、第１実施形態と同等の効果を奏する。
【００７８】
ここで、内周縁部７１１における前進部位７１１ａを後退部位７１１ｂよりも回転方向Ｒの前方に位置させる構成（三次元翼）とすると、各羽根７１、側板７２、および主板７３を一体成形する際に、前進部位７１１ａがアンダーカットとなってしまう虞がある。
【００７９】
これに対して本実施形態では、主板７３の外周径を小さくして、主板７３と内周縁部７１１における前進部位７１１ａとが回転軸方向に重なり合わない形状としている。このため、少なくとも主板７３と各羽根７１とをモールディングにより一体成形する場合に、型枠を回転軸方向にスライドさせることで型枠から成形品を取り出すことが可能となる。この結果、羽根車７ａを簡易に製造することが可能となり、コスト低減を図ることができる。
【００８０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１、第２実施形態に対して羽根車７ａの形状を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第１、第２実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【００８１】
本実施形態では、図１５に示すように、羽根車７ａの側板７２側における内周径ｄ１に対する外周径Ｄ１の比（側板側内外径比）を、主板７３側における内周径ｄ２に対する外周径Ｄ２の比（主板側内外径比）よりも大きくなる構成としている（Ｄ１／ｄ１＞Ｄ２／ｄ２）。
【００８２】
具体的には、本実施形態では、羽根７１の外周縁部７１２を主板７３側から側板７２側に向かって回転軸７０の軸線Ｚから離れる構成とし、羽根７１の内周縁部７１１を回転軸方向に沿って延びる構成としている。つまり、本実施形態の羽根車７ａは、側板７２側の外周径が主板７３側の外周径よりも大きく、羽根車７ａにおける側板７２側の内周径と主板７３側の内周径とが同等となっている。
【００８３】
その他の構成については、第１実施形態と同様であり、本実施形態の送風機７によれば、第１実施形態の効果と同様の効果を奏する。
【００８４】
ここで、第１実施形態の如く、側板側内外径比（＝Ｄ１／ｄ１）を主板側内外径比（Ｄ２／ｄ２）よりも小さい構成とした場合、羽根車７ａの側板７２側の内周径が大きくなり過ぎると、側板７２側の内周縁部７１１における周速度Ｕｓが増大してしまう。この結果、側板７２側の内周縁部７１１における流入角βｓが小さくなり、側板７２側の内周縁部７１１における入口角αｓと流入角βｓとの差が拡大してしまう虞がある。
【００８５】
これに対して、本実施形態では、羽根車７ａの側板側内外径比を主板側内外径比よりも大きい構成としているので、羽根車７ａの側板７２側の内周径が大きくなり過ぎず、側板７２側の内周縁部７１１における周速度Ｕｓの増加を抑制できる。つまり、本実施形態の構成によれば、側板７２側の流量増加に加えて、側板７２側の内周縁部７１１における流入角に影響を及ぼす側板７２側の内周縁部７１１における周速度の増加を抑制することが可能となる。
【００８６】
これにより、側板７２側の内周縁部７１１における流入角βｓが大きくなり、側板７２側の内周縁部７１１における入口角αｓと流入角βｓとの差が縮小されるので、側板７２側における剥離を効果的に抑制することが可能となる。
【００８７】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１〜第３実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【００８８】
本実施形態では、羽根７１の内周縁部７１１に流入する空気の流れ方向を仮想した仮想流線を複数設定し、仮想流線上における各断面での入口角αを側板７２側から主板７３側に亘る全域で均一な角度（例えば、５５°〜７６°の角度）としている。
【００８９】
具体的には、本実施形態では、図１６に示すように、第１〜第６分割線Ｙｄ１〜Ｙｄ６を仮想流線として設定し、各仮想流線Ｙｄ１〜Ｙｄ６上における各断面上での入口角αが、羽根７１の内周縁部７１１の全範囲に亘って均一な角度となるようにしている。
【００９０】
ここで、仮想流線の設定について説明すると、羽根７１の内周縁部７１１を羽根７１の内周縁部７１１に沿った長さが均等になるように所定数に分割し、内周縁部７１１における分割点Ｙｉｎを設定する。なお、本実施形態では、内周縁部７１１における分割点Ｙｉｎを、羽根７１の回転軸方向の一端側から順に、第１内周側分割点Ｙｉ１、第２内周側分割点Ｙｉ２、・・・、第６内周側分割点Ｙｉ６として設定している。
【００９１】
同様に、羽根７１の外周縁部７１２を羽根７１の外周縁部７１２に沿った長さが均等になるように所定数に分割し、外周縁部７１２における分割点Ｙｉｎを設定する。なお、本実施形態では、外周縁部７１２の分割点Ｙｏｎを、羽根７１の回転軸方向の一端側から順に、第１外周側分割点Ｙｏ１、第２外周側分割点Ｙｏ２、・・・、第６外周側分割点Ｙｏ６として設定している。
【００９２】
そして、内周側分割点Ｙｉｎおよび外周側分割点Ｙｏｎのうち、羽根７１の回転軸方向の一端側から順に数えた際に、同一番目となる分割点同士を結んだ線（第１〜第６分割線Ｙｄ１〜Ｙｄ６）を仮想流線として設定する。
【００９３】
その他の構成については、第１実施形態と同様であり、本実施形態の送風機７によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、本実施形態の送風機７によれば、羽根７１の設計面が交差せず、羽根車７ａにおける羽根７１の設計が行い易くなるといった利点がある。
【００９４】
なお、本実施形態では、羽根７１の内周縁部７１１および外周縁部７１２を６つに分割して６本の仮想流線を設定する例について説明したが、これに限定されず、仮想流線の設定本数は任意の本数（例えば、１０本）に設定してもよい。
【００９５】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、例えば、以下のように種々変形可能である。
【００９６】
（１）上述の各実施形態では、羽根７１の形状として、内周縁部７１１における回転軸方向の一端側の部位７１１ａが、回転軸方向の他端側における部位７１１ｂよりも羽根車７ａの回転方向Ｒの前方に位置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、主板７３側から側板７２側に向かって内周縁部７１１の位置が、羽根車７ａの回転方向Ｒの前方に位置する羽根７１を採用してもよい。
【００９７】
（２）上述の各実施形態では、側板７２を、回転軸方向の一端側の部位が他端側の部位よりも回転軸７０の径方向内側に位置するように湾曲した環形状とする例を説明したが、これに限定されない。例えば、図１７に示すように、側板７２を回転軸方向に沿って延びる円環形状とし、各羽根７１における回転軸方向の一端側における径方向外側に存する外周縁部７１２に連結してもよい。
【００９８】
また、上述の各実施形態では、側板７２が各羽根７１の外周縁部７１２を回転軸７０の径方向外側から覆うように連結される例について説明したが、これに限定されない。例えば、図１８に示すように、側板７２を各羽根７１の回転軸方向の一端側における回転軸方向に存する部位７１ａに連結してもよい。
【００９９】
いずれの形状を採用する場合であっても、羽根車７ａを一体成形する際にアンダーカットが生じないように、主板７３と側板７２とを回転軸方向から見たときに、互いに重なり合わないようにすることが望ましい。勿論、羽根車７ａを一体成形可能であれば、主板７３と側板７２とを回転軸方向から見たときに重なり合うように構成してもよい。
【０１００】
（３）上述の第３実施形態では、羽根７１の内周縁部７１１を回転軸方向に沿って延びる構成とする例について説明したが、羽根車７ａの側板側内外径比が主板側内外径比よりも大きい構成であれば、羽根７１の内周縁部７１１を主板７３側から側板７２側に向かって回転軸７０の軸線Ｚから離れる構成としてもよい。
【０１０１】
（４）上述の各実施形態では、送風機７として片吸込式の送風機を採用する例を説明したが、これに限らず、回転軸方向の両側から空気を吸い込む両吸込式の送風機を採用してもよい。
【０１０２】
この場合、例えば、図１９や図２０に示すように、上述の各実施形態で説明した羽根車７ａと同様に構成された第１、第２羽根車部７ａａ、７ａｂを用意し、各羽根車部７ａａ、７ａｂの主板７３ａ、７３ｂを連結部材７５で連結すればよい。
【０１０３】
なお、各羽根車部７ａａ、７ａｂにおける各羽根７１は、羽根車７ａの子午面上での内周縁部７１１に対して所定方向に交差する各断面上での入口角αが側板７２ａ、７２ｂ側から主板７３ａ、７３ｂ側に亘る全域で均一となっているものとする。さらに、各羽根車部７ａａ、７ａｂにおける羽根７１の外周縁部７１２が主板７３ａ、７３ｂ側から側板７２ａ、７２ｂ側に向かって回転軸７０の軸線Ｚから離れるように構成されているものとする。
【０１０４】
（５）上述の第１実施形態では、羽根車７ａの子午面上での回転軸方向に直交する各断面上での入口角αを側板７２側から主板７３側に亘る全域で均一とする例について説明したが、これに限定されない。例えば、羽根車７ａの子午面上での内周縁部７１１に対して直交する各断面上での入口角αを側板７２側から主板７３側に亘る全域で均一としてもよい。
【０１０５】
（６）上述の各実施形態では、車両用の空調装置１に送風機７を適用する例を説明したが、車両用に限らず他の空調装置に適用してもよい。
【０１０６】
（７）上述の各実施形態は、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。なお、上述の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。
【０１０７】
また、上述の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ない。
【０１０８】
さらに、上述の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ない。
【符号の説明】
【０１０９】
７ａ      羽根車
７ｂ      スクロールケーシング（ケーシング）
７０      回転軸
７１      羽根
７１１    内周縁部
７１２    外周縁部
７２      側板
７３      主板
７４      吸入口
【図１】
2014029149.tif 000003
【図２】
2014029149.tif 000004
【図３】
2014029149.tif 000005
【図４】
2014029149.tif 000006
【図５】
2014029149.tif 000007
【図６】
2014029149.tif 000008
【図７】
2014029149.tif 000009
【図８】
2014029149.tif 000010
【図９】
2014029149.tif 000011
【図１０】
2014029149.tif 000012
【図１１】
2014029149.tif 000013
【図１２】
2014029149.tif 000014
【図１３】
2014029149.tif 000015
【図１４】
2014029149.tif 000016
【図１５】
2014029149.tif 000017
【図１６】
2014029149.tif 000018
【図１７】
2014029149.tif 000019
【図１８】
2014029149.tif 000020
【図１９】
2014029149.tif 000021
【図２０】
2014029149.tif 000022
【図２１】
2014029149.tif 000023
【図２２】
2014029149.tif 000024
【図２３】
2014029149.tif 000025