(57)【要約】      （修正有）【課題】ブレードの変形を確実に防止し、送風性能および騒音特性を向上できる遠心式多翼ファンを提供することにある。【解決手段】ブレードの前記回転軸に沿う方向の一端部に、ブレードの後縁部側から、ブレードの負圧面に沿って延びた後隣接ブレードの正圧面側に至り、そこから前記ブレードの後縁部に至る線で囲まれ、ブレードと交差する方向に広がる第１の面状部と、他端部に、ブレードの後縁部側から、ブレードの正圧面に沿って延びた後隣接ブレードの負圧面側に至り、そこから前記ブレードの後縁部に至る線で囲まれ、ブレードと交差する方向に広がる第２の面状部とを構成し、第１および第２の面状部が、ブレードの回転軸に沿う方向における両端部に対して、多翼ファン部の周方向に互い違いに配置した遠心式多翼ファン。【選択図】図１
2006200498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸周りに周方向に配置された複数のブレードを有し、該複数のブレードの前記回転軸に沿う方向の一端側が該回転軸へと接続される駆動プレートに接続され、他端側が接続リングにより互いに連結されている多翼ファン部を備え、該多翼ファン部の回転により各隣接ブレード間部分における内径端部側から空気を吸入し外径端部側から空気を吐出する遠心式多翼ファンにおいて、前記ブレードの前記回転軸に沿う方向の一端部に、ブレードの後縁部側から、該ブレードの負圧面に沿って延びた後隣接ブレードの正圧面側に至り、そこから前記ブレードの後縁部に至る線で囲まれ、ブレードと交差する方向に広がる第１の面状部と、他端部に、ブレードの後縁部側から、該ブレードの正圧面に沿って延びた後隣接ブレードの負圧面側に至り、そこから前記ブレードの後縁部に至る線で囲まれ、ブレードと交差する方向に広がる第２の面状部とを構成し、第１および第２の面状部が、ブレードの回転軸に沿う方向における両端部に対して、前記多翼ファン部の周方向に互い違いに配置されていることを特徴とする遠心式多翼ファン。
【請求項２】
前記ブレードが翼断面形状に形成されている、請求項１の遠心式多翼ファン。
【請求項３】
回転軸周りに周方向に配置された複数のブレードを有し、該複数のブレードの前記回転軸に沿う方向の一端側が該回転軸へと接続される駆動プレートに接続され、他端側が接続リングにより互いに連結されている多翼ファン部を備え、該多翼ファン部の回転により各隣接ブレード間部分における内径端部側から空気を吸入し外径端部側から空気を吐出する遠心式多翼ファンにおいて、前記ブレードが、径方向内側に配置された複数の主ブレードと、径方向外側で、かつ、各隣接主ブレード間に形成される空気流中に配置された補助ブレードを有し、各ブレードの前記回転軸に沿う方向の一端部に、主ブレード後縁部側から補助ブレード負圧面側に至り、該補助ブレード負圧面に沿って延びた後隣接補助ブレードの正圧面側に至り、そこから前記主ブレード後縁部に至る線で囲まれ、各ブレードと交差する方向に広がる第１の面状部と、他端部に、主ブレード後縁部側から補助ブレードの正圧面側に至り、該補助ブレード正圧面に沿って延びた後前記主ブレード後縁部に至る線で囲まれ、各ブレードと交差する方向に広がる第２の面状部とを構成し、第１および第２の面状部が、各主ブレードおよび各補助ブレードの前記回転軸に沿う方向における両端部に対して、前記多翼ファン部の周方向に互い違いに配置されていることを特徴とする遠心式多翼ファン。
【請求項４】
前記主ブレードの外径端部よりも、補助ブレードの内径端部の方が径方向内側に配置されている、請求項３の遠心式多翼ファン。
【請求項５】
前記補助ブレードが、該補助ブレードの内径端部と隣接する一方の主ブレードの正圧面との間隔よりも、該補助ブレードの内径端部と隣接する他方の主ブレードの負圧面との間隔のほうが大きくなるように配置されている、請求項３または４の遠心式多翼ファン。
【請求項６】
前記主ブレードと補助ブレードとが一体に形成されている、請求項３ないし５のいずれかに記載の遠心式多翼ファン。
【請求項７】
前記主ブレードおよび/または補助ブレードが翼断面形状に形成されている、請求項３ないし６のいずれかに記載の遠心式多翼ファン。
【請求項８】
前記第１の面状部が前記接続リングと一体に形成され、前記第２の面状部が前記駆動プレートと一体に形成されている、請求項１ないし７のいずれかに記載の遠心式多翼ファン。
【請求項９】
全体が樹脂からなり、かつ、一体成形されている、請求項１ないし８のいずれかに記載の遠心式多翼ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心式多翼ファンに関し、とくにブレード部を改良した、車両用空調装置等に好適な遠心式多翼ファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、送風能力や騒音等に関する送風機の性能は、ファンの翼形状やケーシングのスクロール形状等によって大きく左右され、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】
遠心式多翼ファンにおいては、各ブレードの空気流れ方向の長さは比較的短く形成されるので、ブレードに沿う空気流が形成されにくく、空気流の剥離により渦が生じやすい。したがって、遠心式多翼ファンにおいては、上記剥離による渦音が、多翼送風ファンにおける騒音の原因になっている。このような騒音を低減する提案としては、たとえばブレードの断面積を翼形状にすることにより、空気流れのブレードからの剥離による渦音を少なくする翼形ファンの提案等がなされている（たとえば、特許文献１）。
【０００４】
しかし、上記特許文献１のような提案においては、低圧損の動作点において、ブレードの負圧面から隣接する他のブレードの正圧面側への空気流の偏りが発生し、ブレードの負圧面側の後流において剪断流が発生するおそれがある。このような問題を解決するために、各ブレードの径方向外端側の間隔を狭くして強制的に上記空気流の偏りを防止する方法も考えられるが、これではブレードの径方向外端において相対速度が速くなる分、圧力回復が不十分となるので、高圧損の動作点において送風性能および騒音特性が低下するおそれがある。また、遠心式多翼ファン全体が樹脂による一体成形品からなる場合は、ブレードが変形し該ブレードの径方向外端側の間隔が狭くなり易いため、送風性能および騒音特性が低下するおそれがある。とくに、ブレードの回転軸に沿う方向の両端においては、十分な強度が確保できずブレードの変形が起こり易い。
【０００５】
上記のような送風性能および騒音特性の低下の問題を解決するために、既に本出願人により、図９に示すような提案がなされている（特許文献２）。図９において１００は、主ブレードを示している。主ブレード１００は、回転軸周りに周方向に複数配置されている。主ブレード１００により構成される主ブレード群の径方向外側には補助ブレード１０１により構成される補助ブレード群が設けられている。補助ブレード１０１は、互いに隣接する主ブレード間に形成される空気流の内部に配設されている。
【０００６】
上記特許文献２のような提案においては、ファンの回転により主ブレード１００の正圧面１０３および負圧面１０２に沿って空気が流れる。そして、この際、負圧面１０２に沿って流れる空気は負圧面１０２から隣接するブレードの正圧面１０３側へ剥離する傾向があり、主ブレード１００の外端部１０４の後方においては剪断流が形成されるおそれがある。しかし、上記のような補助ブレード１０１を設ければ、主ブレード１００を通過した空気は補助ブレード１０１の正圧面１０５、負圧面１０６に沿って流れるので、主ブレード１００間における空気流の剥離、あるいは主ブレード１００の後方における剪断流の発生が確実に抑制されるので、送風性能および騒音特性が向上されるようになっている。
【０００７】
しかし、上記特許文献２のような提案においても、樹脂等からなるブレード１００、１０１、とくに補助ブレード１０１がファン回転により変形するおそれがあり、場合によっては補助ブレード１０１の空気流れ方向前縁部１０７が図の点線で示すように変形し主ブレード１００の空気流れ方向後縁部１０４に稀に当接するおそれがある。
【特許文献１】特開昭６０−１５６９９７号公報
【特許文献１】特開２００４−０６０４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、ブレードの変形を確実に防止し、送風性能および騒音特性を向上できる遠心式多翼ファンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る遠心式多翼ファンは、回転軸周りに周方向に配置された複数のブレードを有し、該複数のブレードの前記回転軸に沿う方向の一端側が該回転軸へと接続される駆動プレートに接続され、他端側が接続リングにより互いに連結されている多翼ファン部を備え、該多翼ファン部の回転により各隣接ブレード間部分における内径端部側から空気を吸入し外径端部側から空気を吐出する遠心式多翼ファンにおいて、前記ブレードの前記回転軸に沿う方向の一端部に、ブレードの後縁部側から、該ブレードの負圧面に沿って延びた後隣接ブレードの正圧面側に至り、そこから前記ブレードの後縁部に至る線で囲まれ、ブレードと交差する方向に広がる第１の面状部と、他端部に、ブレードの後縁部側から、該ブレードの正圧面に沿って延びた後隣接ブレードの負圧面側に至り、そこから前記ブレードの後縁部に至る線で囲まれ、ブレードと交差する方向に広がる第２の面状部とを構成し、第１および第２の面状部が、ブレードの回転軸に沿う方向における両端部に対して、前記多翼ファン部の周方向に互い違いに配置されていることを特徴とするものからなる。このような構成においては、ブレードの回転軸に沿う方向の両端に第１および第２の面状部が設けられ、とくに変形し易いブレードの回転軸に沿う方向の両端が補強され該部分の強度が向上されるので、ブレードの変形が確実に防止される。したがって、送風性能および騒音特性を確実に向上することができる。また、第１の面状部および第２の面状部は、ブレードの回転軸に沿う方向の両端に対して、多翼ファン部の周方向に互い違いに配置されているので、金型にスライド機構等を設けることなく、比較的簡単な構造の金型で容易に成形できる。
【００１０】
上記ブレードは断面翼形状に形成されることが好ましい。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るもう一つの遠心式多翼ファンは、回転軸周りに周方向に配置された複数のブレードを有し、該複数のブレードの前記回転軸に沿う方向の一端側が該回転軸へと接続される駆動プレートに接続され、他端側が接続リングにより互いに連結されている多翼ファン部を備え、該多翼ファン部の回転により各隣接ブレード間部分における内径端部側から空気を吸入し外径端部側から空気を吐出する遠心式多翼ファンにおいて、前記ブレードが、径方向内側に配置された複数の主ブレードと、径方向外側で、かつ、各隣接主ブレード間に形成される空気流中に配置された補助ブレードを有し、各ブレードの前記回転軸に沿う方向の一端部に、主ブレード後縁部側から補助ブレード負圧面側に至り、該補助ブレード負圧面に沿って延びた後隣接補助ブレードの正圧面側に至り、そこから前記主ブレード後縁部に至る線で囲まれ、各ブレードと交差する方向に広がる第１の面状部と、他端部に、主ブレード後縁部側から補助ブレードの正圧面側に至り、該補助ブレード正圧面に沿って延びた後前記主ブレード後縁部に至る線で囲まれ、各ブレードと交差する方向に広がる第２の面状部とを構成し、第１および第２の面状部が、各主ブレードおよび各補助ブレードの前記回転軸に沿う方向における両端部に対して、前記多翼ファン部の周方向に互い違いに配置されていることを特徴とするものからなる。このような構成においては、ブレードの回転軸に沿う方向の両端に第１および第２の面状部が設けられ、とくに変形し易いブレードの回転軸に沿う方向の両端が補強され該部分の強度が向上されるので、ブレードの変形が確実に防止される。したがって、送風性能および騒音特性を確実に向上することができる。また、第１の面状部および第２の面状部は、ブレードの回転軸に沿う方向の両端に対して、多翼ファン部の周方向に互い違いに配置されているので、金型にスライド機構等を設けることなく、比較的簡単な構造の金型で第１および第２の面状部を容易に一体成形できる。
【００１２】
上記補助ブレードの内径端部は、主ブレードの外径端部よりもファン径方向内側に配置されることが好ましい。このような構成によれば、主ブレード通過時の負圧面における空気の剥離に伴う隣接主ブレードの正圧面側への空気流の偏りを上流側において早期に抑制できる。
【００１３】
また、上記補助ブレードは、該補助ブレードの内径端部と隣接する一方の主ブレードの正圧面との間隔よりも、該補助ブレードの内径端部と隣接する他方の主ブレードの負圧面との間隔の方が大きくなるよう配置されることが好ましい。このような構成によれば、主ブレードの正圧面から剥離しようとする空気流は、補助ブレードの正圧面、負圧面に沿って流れることになるので、後流における剥離や剪断流を効果的に抑制できる。
【００１４】
上記第１の面状部は接続リングと一体に形成され、上記第２の面状部は駆動プレートと一体に形成されることが好ましい。このように、第１および第２の面状部を他の部材と一体に形成すれば、実質的な部品点数の増加を防止できるので、遠心式多翼ファンのコストアップを防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る遠心式多翼ファンにおいては、金型にスライド機構等を付与することなく、補助ブレードの変形を確実に防止可能な第１、第２の面状部を一体成形できるので、優れた送風性能および騒音特性を有し、しかも金型構造の簡素化により製造コストを大幅に低減可能な遠心式多翼ファンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る遠心式多翼ファンについて、図面を参照しながら説明する。図１ないし図４は、本発明の第１実施態様に係る遠心式多翼ファンを示している。
図１において、１は遠心式多翼ファンを示している。なお、図１においては遠心式多翼ファンの一部を表示している。遠心式多翼ファン１は、多数のブレード２を有する多翼ファン部４を有している。ブレード２の反空気吸込側端部には円板状の駆動プレート５が設けられており、全ブレード２に接続されている。駆動プレート５の中心部にはボス部６が形成されており、ボス部６内に回転軸６ａが装着され、回転軸６ａの回転駆動によって、駆動プレート５および全ブレード２が所定方向（図１の矢印方向）に回転されるようになっている。ブレード２の空気吸込側端部には、環状の接続リング７が設けられており、接続リング７は、全ブレード２を互いに接続し補強の役目を果たしている。
【００１７】
ブレード２は周方向に複数配置されている。各隣接ブレード２間に空気流が形成されている。ブレード２には、ブレード厚さが前縁部８側から一旦徐々に増大しその後徐々に後縁部９に向って減少する翼形状に構成されている。
【００１８】
ブレード２の回転軸６ａに沿う方向の一端部には、図３に示すような第１の面状部１０が設けられている。なお、第1の面状部１０は断面で表示されているわけではないが、他の部位に対して第1の面状部１０を明示するためハッチングを施してある。第１の面状部１０は、ブレード２の後縁部９側から、該ブレード２の負圧面１３に沿って延びた後（線分Ａ）隣接ブレード２の正圧面１２側に至り（線分Ｂ）、そこから前記ブレード２の後縁部９に至る線（線分Ｃ）で囲まれ、ブレード２と交差する方向に広がる面として接続リング７に一体に形成されている。
【００１９】
一方、ブレード２の回転軸６ａに沿う方向の他端部には、図４に示すような第２の面状部１１が設けられている。なお、第２の面状部１１は断面で表示されているわけではないが、他の部位に対して第２の面状部１１を明示するためハッチングを施してある。第２の面状部１１は、ブレード２の後縁部９側から、該ブレード２の正圧面１２に沿って延びた後（線分Ｄ）隣接ブレード２の負圧面１３側に至り（線分Ｅ）、そこから前記ブレード２の後縁部９に至る線（線分Ｆ）で囲まれ、ブレード２と交差する方向に広がる面として駆動プレート５に一体に形成されている。本実施態様においては、第１の面状部１０は接続リング７と一体に形成されている。また、第２の面状部１１は、駆動プレート５と一体に形成されている。
【００２０】
第１の面状部１０および第２の面状部１１は、図３、図４の対比から明らかなように、ブレード２の回転軸６ａに沿う方向における両端部に対して、多翼ファン部４の周方向に互い違いに配置されている。
【００２１】
本実施態様においては、ブレード２の回転軸６ａに沿う方向の両端に第1の面状部１０および第２の面状部１１が設けられ、とくに変形し易いブレード２の回転軸６ａに沿う方向の両端が補強され該部分の強度が向上されるので、ブレード２の変形が確実に防止される。したがって、送風性能および騒音特性を確実に向上することができる。また、第1の面状部１０および第２の面状部１１は、ブレード２の回転軸６ａに沿う方向の両端に対して、多翼ファン部４の周方向に互い違いに配置されているので、金型にスライド機構等を設けることなく、比較的簡単な構造の金型で第1の面状部１０および第２の面状部１１を容易に一体成形できる。
【００２２】
図５ないし図８は、本発明の第２実施態様に係る遠心式多翼ファンを示している。遠心式多翼ファン１４は、多数の主ブレード１５および補助ブレード１６を有する多翼ファン部１７を有している。ブレード１５、１６の反空気吸込側端部には円板状の駆動プレート１８が設けられており、全ブレード１５、１６に接続されている。駆動プレート１８の中心部にはボス部１９が形成されており、ボス部１９内に回転軸１９ａが装着され、回転軸１９ａの回転駆動によって、駆動プレート１８および全ブレード１５、１６が所定方向（図５の矢印方向）に回転されるようになっている。ブレード１５、１６の空気吸込側端部には、環状の接続リング２０が設けられており、接続リング２０は、全ブレード１５、１６を互いに接続し補強の役目を果たしている。
【００２３】
主ブレード１５は径方向内側に配置されている。また、径方向外側で、かつ、各隣接主ブレード１５間に形成される空気流中には、補助ブレード１６が配置されている。本実施態様においては、図７に示すように、主ブレード１５の後縁部２２よりも補助ブレード１６の前縁部２３の方が内側になるように両ブレードが配置されている。なお、２１は、主ブレード１５の前縁部を示しており、２４は補助ブレード１６の後縁部を示している。
【００２４】
主ブレード１５、補助ブレード１６は共に、ブレード厚さが一旦徐々に増大しその後徐々に減少する翼形状に構成されている。本実施態様においては、主ブレード１５の方が補助ブレード１６よりも厚み、そり、弦長において大きく形成されており、主ブレード１５の吸込能力が高くなるよう設計されている。
【００２５】
主ブレード１５および補助ブレード１６の前記回転軸１９ａに沿う方向の一端部には、主ブレード１５の後縁部２２側から補助ブレード１６の負圧面２８側に至り（線分Ｇ）、該補助ブレード１６の負圧面２８に沿って延びた後（線分Ｈ）隣接補助ブレード１６の正圧面２７側に至り（線分Ｉ）、そこから前記主ブレード１５の後縁部２２に至る線（線分Ｊ）で囲まれ、各ブレードと交差する方向に広がる第１の面状部２９が設けられている。なお、図７において、第１の面状部２９は断面で表示されているわけではないが、他の部位に対して第１の面状部２９を明示するためハッチングを施してある。
【００２６】
一方、主ブレード１５および補助ブレード１６の前記回転軸１９ａに沿う方向の他端部には、主ブレード１５の後縁部２２側から補助ブレード１６の正圧面２７側に至り（線分Ｋ）、該補助ブレード１６の正圧面２７に沿って延びた後（線分Ｌ）前記主ブレード１５の後縁部２２に至る線（線分Ｍ）で囲まれ、各ブレードと交差する方向に広がる第２の面状部３０が設けられている。なお、図８において、第２の面状部３０は断面で表示されているわけではないが、他の部位に対して第２の面状部３０を明示するためハッチングを施してある。
【００２７】
第１の面状部２９および第２の面状部３０は、図７、図８に示すように各主ブレード１５および各補助ブレード１６の前記回転軸１９ａに沿う方向における両端部に対して、前記多翼ファン部１７の周方向に互い違いに配置されている。本実施態様においては、第１の面状部２９は接続リング２０と一体に形成されている。また、第２の面状部３０は、駆動プレート１８と一体に形成されている。
【００２８】
本実施態様に係る多翼ファン１４においては、多翼ファン部１７が回転されると、主ブレード１５の正圧面２５および負圧面２６に沿って空気が流れる。この主ブレード１５に空気が通る際、主ブレード１５の負圧面２６に沿って流れる空気が負圧面２６から剥離する傾向があり、また、主ブレード１５の後縁部２２の後方では剪断流が形成され易い。しかし、補助ブレード１６は主ブレード１５間を通る空気流の内部に配置されている。したがって、主ブレード１５を通過した空気は補助ブレード１６の正圧面２７および負圧面２８に沿って流れるので、空気流の剥離、これに伴う主ブレード１５の正圧面２５側への空気流の偏りや剪断流の発生が抑制され、送風性能および騒音特性が向上される。
【００２９】
また、本実施態様のような遠心式多翼ファン１４においては、互いに隣接する各主ブレード１５の空気流れ方向後縁部２２と各補助ブレード１６の空気流れ方向前縁部２３とが第１の面状部２９および第２の面状部３０によって接続されており、しかも各面状部２９、３０は、各ブレードの前記回転軸１９ａに沿う方向の両端部に設けられるので、補助ブレード１６の空気流れ方向前縁部２３の主ブレード１５側への変形が確実に防止される。したがって、補助ブレード本来の機能が確実に確保されるので、遠心式多翼ファンの送風性能および騒音特性を一層向上できる。
【００３０】
また、第１の面状部２９および第２の面状部３０は、各主ブレード１５または各補助ブレード１６の前記回転軸１９ａに沿う方向における両端部に対して、前記多翼ファン部１７の周方向に互い違いに配置されているので、各ブレードの前記回転軸１９ａに沿う方向の端部に、第１の面状部２９および第２の面状部３０を形成する場合においても、金型にスライド機構等を付与することなく面状部２９、３０を成形できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、遠心式多翼ファン、とくに車両用空調装置の送風機として使用される遠心式多翼ファンに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施態様に係る遠心式多翼ファンの部分を表示した平面図である。
【図２】図１の遠心式多翼ファンの半断面表示側面図である。
【図３】図２の遠心式多翼ファンのＩＩＩ矢視図である。
【図４】図２の遠心式多翼ファンのＩＶ矢視図である。
【図５】本発明の第２実施態様に係る遠心式多翼ファンの部分を表示した平面図である。
【図６】図５の遠心式多翼ファンの半断面表示側面図である。
【図７】図６の遠心式多翼ファンのＶＩＩ矢視図である。
【図８】図６の遠心式多翼ファンのＶＩＩＩ矢視図である。
【図９】本出願人の先の提案に係る遠心式多翼ファンのブレード部の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１、１４  遠心式多翼ファン
２  ブレード
４、１７  多翼ファン部
５、１８  駆動プレート
６、１９  ボス部
６ａ、１９ａ  回転部
７、２０  接続リング
８  ブレードの前縁部
９  ブレードの後縁部
１０、２９  第１の面状部
１１、３０  第２の面状部
１２  ブレードの正圧面
１３  ブレードの負圧面
１５  主ブレード
１６  補助ブレード
２１  主ブレードの前縁部
２２  主ブレードの後縁部
２３  補助ブレードの前縁部
２４  補助ブレードの後縁部
２５  主ブレードの正圧面
２６  主ブレードの負圧面
２７  補助ブレードの正圧面
２８  補助ブレードの負圧面
【図１】
2006200498.tif 000003
【図２】
2006200498.tif 000004
【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】
2006200498.tif 000010
【図９】
2006200498.tif 000011