(57)【要約】【課題】羽根を通る気流を最大化し、且つその効率を最適化する複数の羽根を備えた送風機ホイールを提供する。【解決手段】本発明の送風機アセンブリ用の送風機ホイールは、ハブと、同心円状に配置された外輪と、ハブと外輪との間を延びる離間した羽根の配列とを含む。ハブは、第１の外表面及び第２の内表面を含む。羽根のそれぞれの第１の端部の外縁とハブの第１の外表面の外周縁との間の境界面は最小化され、送風機ホイールの有効な羽根出口高さを増加させる。したがって、先行技術の送風機ホイールの開放領域よりも、送風機ホイールの羽根間の気流の有効な開放領域が増加する。さらに、ハブの実質的に平面の下面は、ハブ、そして羽根にさらなる構造的完全性を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面と、外周縁と、を備えたハブと、
前記ハブと同心であり且つ前記ハブから離間した外輪と、
前記ハブと前記外輪との間を延びる少なくとも１つの羽根と、を有し、
前記外周縁の厚さは、約２．５ｍｍ未満であることを特徴とする送風機ホイール。
【請求項２】
前記少なくとも１つの羽根の有効な羽根出口高さは、前記少なくとも１つの羽根の総羽根出口開口に実質的に等しい請求項１記載の送風機ホイール。
【請求項３】
前記外周縁の前記厚さは、約０．０ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内である請求項１記載の送風機ホイール。
【請求項４】
前記ハブの前記第１の表面は、その前記外周縁でほぼ弓形である請求項１記載の送風機ホイール。
【請求項５】
前記ハブの前記第１の表面のうちの少なくとも１つは、実質的に平面の第１の面で終結し、前記ハブの第２の表面は、実質的に平面の第２の面で終結する請求項１記載の送風機ホイール。
【請求項６】
前記第１の面は、前記第２の面と実質的に平行である請求項５記載の送風機ホイール。
【請求項７】
前記第１の面及び前記第２の面のうちの少なくとも１つは、前記ハブの回転軸と実質的に平行である請求項５記載の送風機ホイール。
【請求項８】
前記ハブは、前記第１の面と前記第２の面との間を延びる実質的に平面の第３の面を備えている請求項５記載の送風機ホイール。
【請求項９】
前記第３の面は、前記ハブの回転軸に実質的に垂直である請求項８記載の送風機ホイール。
【請求項１０】
前記ハブの前記第３の面の幅は、約０．５ｍｍ〜約２．５ｍｍの範囲内である請求項８記載の送風機ホイール。
【請求項１１】
外表面と、外周縁と、を有するハブと、
前記ハブと同心であり且つ前記ハブから離間した外輪と、
前記ハブと前記外輪との間を延びる少なくとも１つの羽根と、を有し、
前記少なくとも１つの羽根の有効な羽根出口高さは、前記少なくとも１つの羽根の総羽根出口開口に実質的に等しいことを特徴とする送風機ホイール。
【請求項１２】
前記ハブの前記外表面は、その前記外周縁でほぼ弓形である請求項１１記載の送風機ホイール。
【請求項１３】
前記ハブは、実質的な平面を含む請求項１１記載の送風機ホイール。
【請求項１４】
前記ハブの前記面の幅は、約０．５ｍｍ〜約２．５ｍｍの範囲内である請求項１３記載の送風機ホイール。
【請求項１５】
内表面と、外表面と、外周縁と、を有するハブと、
前記ハブと同心であり且つ前記ハブから離間した外輪と、
前記ハブと前記外輪との間を延びる少なくとも１つの羽根と、を有し、
前記ハブの前記外表面のうちの少なくとも１つは、実質的に平面の外面で終結し、前記ハブの前記内表面は、実質的に平面の内面で終結することを特徴とする送風機ホイール。
【請求項１６】
前記外周縁の厚さは、約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内である請求項１５記載の送風機ホイール。
【請求項１７】
前記外面は、前記内面と実質的に平行である請求項１５記載の送風機ホイール。
【請求項１８】
前記ハブは、前記外面と前記内面との間を延びる実質的に平面の下面を含む請求項１５記載の送風機ホイール。
【請求項１９】
前記下面は、前記ハブの回転軸に実質的に垂直である請求項１８記載の送風機ホイール。
【請求項２０】
前記ハブの前記下面の幅は、約０．５ｍｍ〜約２．５ｍｍの範囲内である請求項１８記載の送風機ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風機ホイールに関し、特に、羽根を通る気流を最大化し且つその効率を最適化する複数の羽根を備えた送風機ホイールに関する。
本出願は、２０１２年７月５日に出願された米国特許仮出願第６１／６６８，１７５号の利益を主張するものであり、その全開示は、本願明細書に援用されている。
【背景技術】
【０００２】
遠心送風機アセンブリは、一般に、空気ダクトを通る強制気流を差し向けるために使用される。典型的な送風機アセンブリでは、空気は、空気吸入口からハウジングに吸い込まれ、ハウジングから空気排気口を通って排出される。送風機アセンブリは、典型的には、ハウジング内で所定の方向に回転する電動送風機ホイールを含む。送風機ホイールは、ハブに連結される１つ又は複数の湾曲した羽根を備え、この羽根は、回転軸に沿って軸方向に空気を送風機ホイールに引き込み、そこから半径方向外側に空気を送り出す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
典型的には、車両の暖房、換気、及び空調（ＨＶＡＣ）システム等の温度湿度調節用途において、遠心送風機は、車両の動作条件の範囲に亘って有効且つ効率的に動作するよう要求される。しかしながら、現在の遠心送風機の羽根とハブとの間の境界面は、遮断が羽根間の気流の有効な開放領域を減少させるように構成されている。
【０００４】
したがって、性能、効率、及び構造的完全性を最大化する一方で、その費用及び複雑性を最小化する送風機ホイールを製造することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、性能及び構造的完全性を最大化する一方で、その費用及び複雑性を最小化する送風機ホイールを見出した。
【０００６】
一実施形態において、送風機ホイールは、第１の表面及び外周縁を備えたハブと、ハブと同心であり且つそれから離間した外輪と、ハブと外輪との間を延びる少なくとも１つの羽根と、を有し、外周縁の厚さは、約２．５ｍｍ未満である。
【０００７】
他の実施形態では、送風機ホイールは、外表面及び外周縁を有するハブと、ハブと同心であり、且つそれから離間した外輪と、ハブと外輪との間を延びる少なくとも１つの羽根とを備え、少なくとも１つの羽根の有効な羽根出口高さは、少なくとも１つの羽根の総羽根出口開口に実質的に等しい。
【０００８】
更なる別の実施形態では、送風機ホイールは、内表面、外表面、及び外周縁を備えたハブと、ハブと同心であり且つそれから離間した外輪と、ハブと外輪との間を延びる少なくとも１つの羽根と、を有し、ハブの外表面のうちの少なくとも１つは、実質的に平面の外面で終結し、ハブの内表面は、実質的に平面の内面で終結する。
【０００９】
上述した本発明の他の目的及び利点は、添付図面を参照し、以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明を参酌することにより当業者にとって容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による送風機ホイールの断片的な断面立面図である。
【図２】本発明の他の実施形態による送風機ホイールの断片的な断面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の詳細な説明及び添付図面は、本発明の種々の例示的な実施形態を説明して図示する。この詳細な説明及び図面は、当業者が本発明を作製及び使用するのを可能にする役目を果たし、いかなる方法においても、本発明の範囲を制限するものではない。
【００１２】
図１は、本発明による送風機ホイール１０を示す。所望の場合、送風機ホイール１０を、例えば、車両の空調装置用の送風機アセンブリ等の任意の送風機アセンブリにおいて使用してもよい。典型的には、送風機ホイール１０は、ハウジング（図示せず）内で送風機ホイール１０の回転運動を引き起こすために、ハウジング（図示せず）内に配置され、モータ（図示せず）に回転可能に連結される。しかしながら、所望の場合、送風機ホイール１０を任意の手動又は自動手段を用いて回転させてもよいことが理解される。第１の方向における送風機ホイール１０の回転運動は、ハウジングの空気吸入口内で受け取られた気流を半径方向外側方向に増加した動的圧力で流動させる。所望の場合、図示される送風機ホイール１０を、例えば、プラスチック材料等の任意の好適な材料から形成してもよい。
【００１３】
図示されるように、送風機ホイール１０は、ハブ１４と同心円状に配置された外輪１６との間に延びる離間した羽根１２の環状配列を含む。ある特定の実施形態において、羽根１２は、送風機ホイール１０の回転軸に対して等間隔でハブ１４上に配置されるが、他の間隔を採用してもよい。所望の場合、図示されるよりも多くの羽根１２を採用してもよいし、少ない羽根１２を採用してもよい。各羽根１２は、ハブ１４から外輪１６まで延びる実質的に線形の前縁１８及び実質的に線形の後縁２０を含む。各羽根１２は、更に、第１の表面２２及び反対側の第２の表面（図示せず）を備えている。ある特定の実施形態では、第１の表面２２は、送風機ホイール１０の回転方向に実質的に凹状の形状を有し、第２の表面は、送風機ホイール１０の回転方向に実質的に凸状の形状を備えている。第１の表面２２及び第２の表面は、所望の場合、例えば、送風機ホイール１０の回転方向に実質的に凹状の形状を備えていてもよいし、送風機ホイール１０の回転方向に実質的に凸状の形状を備えていてもよいし、或いは、実質的に平面の形状等の任意の形状を備えていてもよいことが理解される。
【００１４】
ハブ１４は、ほぼドーム形状であり、第１の外表面２４、同一の広がりを持つ第２の内表面２６、及びその先端に形成されるノーズ部分２７を有する。ノーズ部分２７は、所望の場合、任意の形状及び寸法を有してもよい。第１の外表面２４及び第２の内表面２６のそれぞれは、ハブ１４の外周縁２８でほぼ弓形である。外周縁２８の実質的な平面３０は、表面２４と表面２６との間に延び、ハブ１４の回転軸に対して実質的に垂直に形成される。ハブ１４の実質的な平面３０の幅（Ｗ）は、ハブ１４、そして羽根１２にさらなる構造的完全性を提供する。非限定的な例として、実質的な平面３０の幅（Ｗ）は、約０．５ｍｍ〜約２．５ｍｍの範囲内である。しかしながら、実質的な平面３０は、所望の場合、任意の幅（Ｗ）を有してもよいことが理解される。
【００１５】
各羽根１２は、前縁１８から後縁２０まで延びる第１の端部３１を有する。前縁１８に隣接した第１の端部３１の一部分は、第１の外表面２４の形状及び輪郭に一致するように構成される。羽根１２のうちの１つ以上の第１の端部３１の外縁３２から外輪１６の外縁２９までの距離は、総羽根出口開口（ＴＢＯ）と見なされる。総羽根出口開口（ＴＢＯ）は、羽根１２間の気流の開放領域の実際の高さである。有効な羽根出口高さ（ＥＢＨ）は、外周縁２８の総羽根出口開口（ＴＢＯ）から厚さを差し引いた値に実質的に等しい。
【００１６】
本発明において、羽根１２のそれぞれの第１の端部３１の外縁３２とハブ１４の第１の外表面２４、より具体的には、外周縁２８との間の境界面が最小化され、先行技術の送風機ホイールよりも、有効な羽根出口高さ（ＥＢＨ）を増加させる。図示されるように、ハブ１４の外周縁の厚さ２８は、約２．５ｍｍ未満、本質的には０．０ｍｍである。したがって、有効な羽根出口高さ（ＥＢＨ）は、総羽根出口開口（ＴＢＯ）に実質的に等しく、先行技術の送風機ホイールよりも、羽根１２間の気流の有効な開放領域を約３．５％〜約４％増加させる。実質的な平面３０の有効な羽根出口高さ（ＥＢＨ）及び幅（Ｗ）の様々な構成を採用して、送風機ホイール１０の性能及び構造的完全性を最大化することができる。
【００１７】
図２は、図１に示す送風機ホイール１０の他の実施形態を示す。図１に示す構造に類似した構造は、明確にするために、同一の参照番号及び単一のプライム符号（’）を含む。図示されるように、送風機ホイール１０’は、ハブ１４’と同心円状に配置された外輪１６’との間を延びる離間した羽根１２’の環状配列を含む。ある特定の実施形態において、羽根１２’は、送風機ホイール１０’の回転軸に対して等間隔でハブ１４’上に配置されるが、他の間隔を採用してもよい。所望の場合、図示されるよりも多い羽根１２’を採用してもよいし、少ない羽根１２’を採用してもよい。各羽根１２’は、ハブ１４’から外輪１６’まで延びる実質的に線形の前縁１８’及び実質的に線形の後縁２０’を含む。各羽根１２’は、第１の表面２２’及び反対側の第２の表面（図示せず）をさらに含む。ある特定の実施形態において、第１の表面２２’は、送風機ホイール１０’の回転方向に実質的に凹状の形状を有し、第２の表面は、送風機ホイール１０’の回転方向に実質的に凸状の形状を有する。第１の表面２２’及び第２の表面は、所望の場合、例えば、送風機ホイール１０’の回転方向に実質的に凹状の形状、送風機ホイール１０’の回転方向に実質的に凸状の形状、又は実質的に平面の形状等の任意の形状を有してもよいことが理解される。
【００１８】
ハブ１４’は、ほぼドーム形であり、第１の外表面２４’、同一の広がりを持つ第２の内表面２６’、及びその先端に形成されるノーズ部分２７’を備えている。ノーズ部分２７’は、所望の場合、任意の形状及び寸法を備えていてもよい。ハブ１４’の外周縁２８’において、第１の外表面２４’は、実質的に平面の第１の外面４０で終結し、第２の内表面２６’は、実質的に平面の第２の内面４２で終結する。図示されるように、第１の外面４０は、第２の内面４２と実質的に平行に形成され、面４０，４２のそれぞれは、ハブ１４’の回転軸と実質的に平行に形成される。しかしながら、所望の場合、面４０，４２を任意の構成及び配向で形成してもよいことが理解される。実質的に平面の第３の面４４は、面４０と面４２との間を延び、ハブ１４’の回転軸に実質的に垂直に形成される。ハブ１４’の第３の面４４の幅（Ｗ’）は、ハブ１４’、そして羽根１２’にさらなる構造的完全性を提供する。非限定的な例として、第３の面４４の幅（Ｗ）は、約０．５ｍｍ〜約２．５ｍｍの範囲内である。しかしながら、所望の場合、第３の面４４が任意の幅（Ｗ）を備えていてもよいことが理解される。
【００１９】
各羽根１２’は、前縁１８’から後縁２０’まで延びる第１の端部３１’を備えている。前縁１８’に隣接した第１の端部３１’の一部分は、第１の外表面２４’の形状及び輪郭に一致するように構成される。１つ又は複数の羽根１２’のうちの第１の端部３１’の外縁３２’から外輪１６’の外縁２９’までの距離は、総羽根出口開口（ＴＢＯ’）と見なされる。総羽根出口開口（ＴＢＯ’）は、羽根１２’間の気流の開放領域の実際の高さである。有効な羽根出口高さ（ＥＢＨ’）は、外周縁２８’の総羽根出口開口（ＴＢＯ’）から厚さ（Ｔ）を差し引いた値に実質的に等しい。
【００２０】
本発明において、各羽根１２’の第１の端部３１’の外縁３２’とハブ１４’の第１の外表面２４’、より具体的には、外周縁２８’との間の境界面が最小化され、先行技術の送風機ホイールよりも、有効な羽根出口高さ（ＥＢＨ’）を増加させる。図示されるように、ハブ１４’の外周縁２８’の厚さＴは、約２．５ｍｍ未満、特に、約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍの範囲内である。したがって、有効な羽根出口高さ（ＥＢＨ’）は、総羽根出口開口（ＴＢＯ’）よりも最小限に小さく、先行技術の送風機ホイールよりも、羽根１２’間の気流の有効な開放領域を約２．０％〜約３％増加させる。第３の面４４の有効な羽根出口高さ（ＥＢＨ’）及び幅（Ｗ’）の様々な構成を採用して、送風機ホイール１０’の性能及び構造的完全性を最大化することができる。
【００２１】
送風機ホイール１０’の動作は、送風機ホイール１０の動作と実質的に類似している。簡略化のために、送風機ホイール１０の動作のみが以下で説明される。
【００２２】
使用時に、送風機ホイール１０は、モータによって駆動され、回転軸を中心に回転される。送風機ホイール１０の回転は、空気をハウジングの空気吸入口に貫流させる。羽根１２は、空気の方向を送風機ホイール１０の回転軸に平行な実質的に軸方向の方向から、回転軸に対して垂直な実質的に半径方向に変化させる。したがって、空気は、空気吸入口から送風機ホイール１０に軸方向に流入し、その後、羽根１２間の有効な開放領域を経て送風機ホイール１０から半径方向外側に且つハウジングのスクロールダクトに流入する。その後、空気は、ハウジングから所望の領域に流出する。
【００２３】
上述した記載から、当業者であれば、本発明の本質的な特徴を容易に解明することができ、その精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に様々な変更及び修正を行って、それを様々な用途及び条件に適合させることができる。
【図１】
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【図２】
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