(57)【要約】【課題】送風効率を従来よりも向上させる。【解決手段】正面視円形であり、流体を案内する案内面１ａが回転中心軸から離間する程に徐々に後退する形状の支持部１と、当該支持部１の外周に一定間隔で設けられた複数のブレード２と、支持部１の中心に設けられ、外部の回転軸が装着される装着部４とを備える遠心ファンであって、回転中心軸を含む平面における案内面１ａの断面形状は、途中に変曲点Ｐを含み、当該変曲点Ｐを挟んで回転中心軸側が流体を吸気する側に突出するように湾曲し、変曲点Ｐを挟んでブレード２側が流体を吸気する側に窪むように湾曲している。【選択図】図３
2014167270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面視円形であり、流体を案内する案内面が回転中心軸から離間する程に徐々に後退する形状の支持部と、当該支持部の外周に一定間隔で設けられた複数のブレードと、前記支持部の中心に設けられ、外部の回転軸が装着される装着部とを備える遠心ファンであって、
前記回転中心軸を含む平面における前記案内面の断面形状は、途中に変曲点を含み、当該変曲点を挟んで前記回転中心軸側が前記流体を吸気する側に突出するように湾曲し、前記変曲点を挟んで前記ブレード側が前記流体を吸気する側に窪むように湾曲していることを特徴とする遠心ファン。
【請求項２】
前記案内面の断面形状にけるブレード側端部から前記変曲点までの前記回転中心軸の方向における長さＨ1と、前記案内面の断面形状の前記回転中心軸の方向における長さＨ2とについて以下の関係式が成立することを特徴とする請求項１記載の遠心ファン。
Ｈ1／Ｈ2≧０．５
【請求項３】
前記ブレードは、前記支持部との接続部位が後縁よりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の遠心ファン。
【請求項４】
前記案内面には回転方向を示す矢印が形成されており、該矢印の前記案内面からの高さは０．１〜０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の遠心ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を回転中心軸の一方方向から吸気して回転中心軸に直交する方向に排気する遠心ファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、遠心多翼送風ファンが開示されている。この遠心多翼送風ファンは、一般に遠心ファンと呼ばれるものであり、特許文献１の図１及び／あるいは図２に示されているように、中心に円筒支持部が設けられた正面視円形のボスプレートの外周に、回転中心軸方向に延在する長尺状のブレードが一定間隔で複数設けられたものである。このような遠心多翼送風ファンでは、円筒支持部にモータの回転軸が装着されて回転駆動されることにより、回転中心軸の一方方向から外気を吸気して回転中心軸に直行する方向つまりボスプレートの半径方向に排気する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−１２７５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した遠心多翼送風ファン（遠心ファン）は、一般に空気等の流体を送風する遠心送風機に用いられるものであるが、送風効率が重要な設計要素である。周知のように、送風効率は、回転軸の駆動動力とブレードによって流体に付与される機械的エネルギーとの比として定義される量であり、主に遠心ファンの機械的な形状によって決定される。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、送風効率を従来よりも向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、正面視円形であり、流体を案内する案内面が回転中心軸から離間する程に徐々に後退する形状の支持部と、当該支持部の外周に一定間隔で設けられた複数のブレードと、支持部の中心に設けられ、外部の回転軸が装着される装着部とを備える遠心ファンであって、回転中心軸を含む平面における案内面の断面形状は、途中に変曲点を含み、当該変曲点を挟んで回転中心軸側が流体を吸気する側に突出するように湾曲し、変曲点を挟んでブレード側が流体を吸気する側に窪むように湾曲している、という手段を採用する。
【０００７】
本発明では、第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、案内面の断面形状にけるブレード側端部から変曲点までの回転中心軸の方向における長さＨ1と、案内面の断面形状の回転中心軸の方向における長さＨ2とについて以下の関係式が成立する、という手段を採用する。
Ｈ1／Ｈ2≧０．５
【０００８】
本発明では、第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、ブレードは、支持部との接続部位が後縁よりも厚く形成されている、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、案内面には回転方向を示す矢印が形成されており、該矢印の前記案内面からの高さは０．１〜０．４ｍｍである、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転中心軸の方向から進入した流体を無理なくスムーズに回転中心軸に直交する方向に偏向させることができるので、送風効率を従来よりも向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る遠心ファンＡの全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る遠心ファンＡの正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る遠心ファンＡの回転中心軸Ｌに沿った断面（縦断面）を示す断面図である。
【図４】図２における一部のブレード２を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る遠心ファンＡは、図示するように略円筒状の外形形状を有し、回転中心軸Ｌの回りに反時計方向に回転する回転体である。この遠心ファンＡは、反時計方向に回転することにより、空気等の流体を図１における上方つまり回転中心軸Ｌの一方方向側から吸気して回転中心軸Ｌに直交する方向つまり外周方向に排気する。
【００１３】
また、この遠心ファンＡは、支持部１、複数のブレード２、シュラウド３及び装着部４を主な構成部位とし、例えばポリプロピレンを原料として金型で成型された樹脂成型体である。支持部１は、正面視円形の突出形状であり、上方から吸気した流体を案内すると共に複数のブレード２を支持する部位である。この支持部１において、流体と対峙する面（表面）つまり流体を吸気する側の面は流体を案内する案内面１ａである。この案内面１ａは、回転中心軸Ｌから離間する程に徐々に後退する、つまり回転中心軸Ｌに近い程に流体を吸気する側に突出した突出形状である。なお、このような支持部１において、上記案内面１ａの反対側の面（背面）は、案内面１ａと略同様な形状の窪み面である。この支持部１の背面側には、モータ等の駆動装置Ｍが配置される。
【００１４】
上記案内面１ａについてさらに説明すると、回転中心軸Ｌを含む平面における案内面１ａの断面形状は、図３に明示するように、途中に変曲点Ｐを有し、当該変曲点Ｐを挟んで回転中心軸Ｌ側が流体を吸気する側に突出するように湾曲し、変曲点Ｐを挟んでブレード２側が流体を吸気する側に窪むように湾曲している。すなわち、案内面１ａの縦断面形状は、変曲点Ｐから回転中心に近い側の領域（第１領域Ｒ1）では流体を吸気する側に突出した形状である一方、回転中心に対して変曲点Ｐから遠い側の領域（第２領域Ｒ2）では流体を吸気する側に対して窪んだ形状である。なお、各領域（第１、第２領域Ｒ1，Ｒ2）における曲率は、各々に一定曲率である。
【００１５】
また、この案内面１ａについては、図３に明示するように、縦断面形状にけるブレード２側端部から変曲点Ｐまでの回転中心軸Ｌの方向における長さＨ1と、回転中心軸Ｌ方向における長さＨ2とについて以下の関係式（１）が成立する。
Ｈ1／Ｈ2≧０．５                    （１）
すなわち、変曲点Ｐの位置は、回転中心軸Ｌ方向で見た場合に、ブレード２よりも回転中心軸Ｌに近い。
【００１６】
さらに、図２に明示するように、支持部１の案内面１ａには、本遠心ファンＡの回転方向（反時計方向）を示す矢印１ｂが視認可能に形成されている。この矢印１ｂは、回転中心軸Ｌ回りの角度として３０°の範囲に円弧状に設けられており、案内面１ａからの高さは例えば０．１〜０．４ｍｍである。
【００１７】
各ブレード２は、支持部１の外周に一定間隔で設けられ、回転中心軸Ｌの方向に延在する長尺状部位である。すなわち、各ブレード２は、支持部１の外周に一定間隔を置いて円環状に配列している。各ブレード２の間隔は例えば回転中心軸Ｌ回りの角度として８°間隔、つまり各ブレード２の枚数は例えば合計で４５枚である。また、各ブレード２は、２つの長辺部の一方（前縁２ａ）が回転中心軸Ｌに近い位置に、また２つの長辺の他方（前縁２ｂ）が回転中心軸Ｌから遠くなるように姿勢設定されている。
【００１８】
また、各ブレード２は、図４に明示するように、回転方向側が窪むように緩やかに湾曲した正面視湾曲形状であり、前縁２ａと後縁２ｂとが回転方向とは反対方向に突出するように緩やかに湾曲する背面２ｃと回転方向に対して窪むように緩やかに湾曲する腹面２ｄとによって結ばれた断面形状である。また、各ブレード２は、前縁２ａの厚さ（前縁厚ｔ1）よりも後縁２ｂの厚さ（後縁厚ｔ2）が薄く形成されている。すなわち、各ブレード２の厚さは、前縁２ａから後縁２ｂにかけて緩やかに薄くなっている。
【００１９】
このような各ブレード２は、下端部が支持部１に接続されている。各ブレード２において、支持部１との接続部位の厚さ（つまり前縁厚ｔ1）は後縁厚ｔ2よりも厚く形成されている。すなわち、各ブレード２は、支持部１から所定距離内に位置する近接領域が腹面２ｄにおける流体の圧力が高まる後縁２ｂよりも厚く形成されている。なお、各ブレード２における背面２ｃの曲率と腹面２ｄの曲率とは各々に一定曲率である。
【００２０】
シュラウド３は、円環状に配列している各ブレード２の上端部に接続すると共に上方に向けて若干絞った円環状部位である。このシュラウド３は、下端部が支持部１に接続された各ブレード２の支持状態を補強すると共に流体の流入領域を若干絞り込む。
【００２１】
装着部４は、上記支持部１の中心に設けられ、本遠心ファンＡを回転駆動する駆動装置（例えばモータ）の回転軸を装着する部位である。この装着部４には、回転軸を挿入するための装着孔４ａが形成されている。
【００２２】
次に、このように構成された本遠心ファンＡの作用効果について詳しく説明する。
流体は、本遠心ファンＡの回転によって、回転中心軸Ｌの一方（図１における上方側）から吸気されて回転中心軸Ｌに直交する方向（外周方向）に排気される。すなわち、上方から吸い込まれた流体は、支持部１の表面である案内面１ａで外周方向に案内されて最終的に外方に排出される。
【００２３】
ここで、本遠心ファンＡでは、案内面１ａの回転中心軸Ｌ方向における断面形状が変曲点Ｐから回転中心に近い第１領域Ｒ1では流体を吸気する側に突出するように湾曲し、かつ、回転中心に対して変曲点Ｐから遠い第２領域Ｒ2では流体を吸気する側から窪むように湾曲している。
【００２４】
本遠心ファンＡでは、支持部１の背面側にモータ等の駆動装置Ｍを配置する関係で支持部１の背面を窪み面としているが、この関係で案内面１ａの第１領域Ｒ1については、流体を吸気する側に突出する突出形状とせざるを得ない。しかしながら、案内面１ａの第２領域Ｒ2については、駆動装置Ｍの配置の影響を受けないので、流体がより無理なく偏向されるように窪み形状になっている。すなわち、このような案内面１ａを備える本遠心ファンＡによれば、本遠心ファンＡに上方から進入した流体を無理なくスムーズに外周方向に偏向させることができる。
【００２５】
これに対して、先行技術文献１に開示された遠心多翼送風ファンは、先行技術文献１に十分な明示はされていないものの、このような本遠心ファンＡの案内面１ａに相当あるいは類似する特徴を備えるものではないので、本遠心ファンＡと同様な作用を奏するものではない。したがって、本遠心ファンＡによれば、送風効率を従来よりも向上させることが可能である。
【００２６】
また、本遠心ファンＡでは、案内面１ａにおける長さＨ1と長さＨ2との関係が関係式（１）が成立するように設定されているので、上方から進入した流体をよりスムーズに外周方向に偏向させることができる。したがって、本遠心ファンＡによれば、案内面１ａについて変曲点Ｐから回転中心に近い第１領域Ｒ1では流体を吸気する側に突出するように湾曲させ、かつ、回転中心に対して変曲点Ｐから遠い第２領域Ｒ2では流体を吸気する側に窪むように湾曲させるだけの場合よりも、送風効率を向上させることが可能である。
【００２７】
また、本遠心ファンＡでは、各ブレード２における支持部１との接続部位の厚さ（前縁厚ｔ1）が後縁厚ｔ2よりも厚く形成されているので、各ブレード２の厚さを全体的に一定とした場合に比較して、長期間使用時における上記接続部位の変形、破損を抑制することができる。
【００２８】
さらに、本遠心ファンＡでは、矢印１ｂの高さが０．１〜０．４ｍｍに抑えられているので、矢印１ｂの視認性を確保しつつ流体に対する外乱作用を最小限に抑制することが可能である。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、支持部１、複数のブレード２、シュラウド３及び装着部４を主な構成部位とする遠心ファンＡについて説明したが、本発明はこれに限定されない。上記遠心ファンＡでは、ブレード２の形状が回転中心軸Ｌの方向に延在する長尺状であるためブレード２の支持をより強固にするためにブレード２の上端部にシュラウド３を設けたが、ブレードの形状が異なる場合（例えば長さが短い場合）にはシュラウド３を削除することが考えられる。
【００３０】
（２）上記実施形態では、回転方向を反時計方向としたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、回転方向を時計方向としても良く、この場合にはブレードの湾曲方向が上記ブレード２とは逆方向にする必要がある。また、ブレード２の枚数つまり周方向における間隔は、必要に応じて適宜設定すればよい。さらに、各部位の曲率も必要に応じて適宜設定すればよい。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ…遠心ファン、１…支持部、１ａ…案内面、１ｂ…矢印、２…ブレード、２ａ…前縁、２ｂ…後縁、２ｃ…背面、２ｄ…腹面、３…シュラウド、Ｐ…変曲点、Ｒ1…第１領域、Ｒ2…第２領域、Ｍ…駆動装置
【図１】
2014167270.tif 000003
【図２】
2014167270.tif 000004
【図３】
2014167270.tif 000005
【図４】
2014167270.tif 000006