(57)【要約】      （修正有）【課題】送風効率を向上できる送風機を提供する。【解決手段】送風機であって、上下に延びる中心軸周りに回転するインペラ１０と、前記インペラを収納する筐体と、を有し、前記インペラは、ベースプレート１１と、前記ベースプレート上に周方向に所定間隔で配置された複数の羽根１２と、を有し、前記筐体の上面は、前記インペラの上方を覆い、軸方向に貫通する吸気口を設けられ、前記筐体の周面は、前記インペラの周囲を覆い、径方向に貫通する排気口を設けられ、前記羽根は、外周部１２ｂと、前記外周部よりも径方向内側に配置される内周部１２ａと、を有し、前記内周部は、前記外周部よりも上方に突出し、隣り合う前記内周部の上面を周方向に繋ぐ隙間の面積が、隣り合う前記外周部の外周面を周方向に繋ぐ隙間の面積以上である。【選択図】図４
2018053804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機であって、
上下に延びる中心軸周りに回転するインペラと、
前記インペラを収納する筐体と、
を有し、      
前記インペラは、ベースプレートと、前記ベースプレート上に周方向に所定間隔で配置された複数の羽根と、を有し、
前記筐体の上面は、前記インペラの上方を覆い、軸方向に貫通する吸気口を設けられ、
前記筐体の周面は、前記インペラの周囲を覆い、径方向に貫通する排気口を設けられ、
前記羽根は、
外周部と、
前記外周部よりも径方向内側に配置される内周部と、
を有し、
前記内周部は、前記外周部よりも上方に突出し、
隣り合う前記内周部の上面を周方向に繋ぐ隙間の面積が、隣り合う前記外周部の外周面を周方向に繋ぐ隙間の面積以上である、送風機。
【請求項２】
前記内周部の内周端と外周端との距離は、前記外周部の内周端と外周端との距離よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記インペラは、隣り合う前記外周部の上面の少なくとも一部と連結する環状の連結部材を更に有し、
前記連結部材は、前記外周部上の径方向外側に配置され、
前記連結部材における前記外周部に沿った方向の長さが、前記外周部における前記連結部材よりも径方向内側の長さ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送風機。
【請求項４】
前記連結部材の内径は前記吸気口の直径以上であることを特徴とする請求項３に記載の送風機。
【請求項５】
前記連結部材は外周端から内周端に向かうほど上側に傾斜することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の送風機。
【請求項６】
前記連結部材の内径が前記ベースプレートの外径以上であることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の送風機。
【請求項７】
前記筐体は、前記吸気口において下方へ延びるベルマウスを有し、
前記内周部は前記ベルマウス内に突出することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の送風機。
【請求項８】
前記内周部は前記吸気口を介して前記筐体から軸方向外側に突出することを特徴とする請求項７に記載の送風機。
【請求項９】
前記排気口を複数設けたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の送風機は特許文献１に開示されている。この送風機は上下に延びる中心軸周りに回転する多翼遠心ファンと、多翼遠心ファンを収納するスクロールケーシングとを有する。スクロールケーシングの上壁には空気吸込口が設けられ、スクロールケーシングの側壁には空気吹出口が設けられる。多翼遠心ファンは中心軸周りに回転するハブと、ハブ上に周方向に所定間隔で配置される複数のブレードとを有する。
【０００３】
上記構成の送風機において、多翼遠心ファンが回転すると空気吸込口を介してスクロールケーシングの内部に空気が流入する。スクロールケーシングの内部に流入した空気は隣り合うブレード間に流入し、ブレードに沿って径方向外側に向かって加速する。径方向外側に向かって加速した空気は多翼遠心ファンの径方向外方に吹き出され、空気吹出口から外部に排気される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１３９４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に開示された送風機によると、ブレードの径方向外方に排気された空気の一部が隣り合うブレード間の空間から径方向内側に逆流する。このため、隣り合うブレード間で逆流した気流による空気抵抗が発生し、送風機の送風効率が低下する問題があった。
【０００６】
本発明は、送風効率を向上できる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】
【０００７】
本発明の例示的な送風機は、上下に延びる中心軸周りに回転するインペラと、前記インペラを収納する筐体と、を有し、前記インペラは、ベースプレートと、前記ベースプレート上に周方向に所定間隔で配置された複数の羽根と、を有し、前記筐体の上面は、前記インペラの上方を覆い、軸方向に貫通する吸気口を設けられ、前記筐体の周面は、前記インペラの周囲を覆い、径方向に貫通する排気口を設けられ、前記羽根は、外周部と、前記外周部よりも径方向内側に配置される内周部と、を有し、前記内周部は、前記外周部よりも上方に突出し、隣り合う前記内周部の上面を周方向に繋ぐ隙間の面積が、隣り合う前記外周部の外周面を周方向に繋ぐ隙間の面積以上である。
【発明の効果】
【０００８】
例示的な本発明によれば、送風効率を向上できる送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る送風機の分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る送風機の内部の上面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る送風機の側面断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る送風機のインペラの斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る送風機のインペラの上面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る送風機のインペラの側面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態の第１変形例に係る送風機の側面断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態の第２変形例に係る送風機の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、送風機１の中心軸Ｃと平行な方向を「軸方向」、送風機１の中心軸Ｃに直交する方向を「径方向」、送風機１の中心軸Ｃを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。同様にして、インペラ１０についても、送風機１内に組み込まれた状態において送風機１の軸方向、径方向及び周方向と一致する方向をそれぞれ単に「軸方向」、「径方向」及び「周方向」と呼ぶ。また、本明細書では、軸方向を上下方向とし、インペラ１０に対して筐体２の吸気口３側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。なお、上下方向は単に説明のための用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。
【００１１】
＜１．送風機の全体構成＞
本発明の例示的な一実施形態の送風機について説明する。図１は本発明の実施形態に係る送風機１の分解斜視図である。図２は送風機１の内部の上面図である。図３は送風機１の側面断面図である。送風機１は種々のＯＡ機器、医療機器、家庭用電気製品、または輸送機器等に搭載される。
【００１２】
送風機１は筐体２内にインペラ１０及びモータ５０を有する。筐体２は略立方体形状であり、カバー部２ａ及び収納部２ｂを有する。カバー部２ａには軸方向に貫通する吸気口３が設けられる。また、カバー部２ａは吸気口３において下方（収納部２ｂ側）へ延びるベルマウス３１を有する。カバー部２ａは吸気口３の外周側でインペラ１０の上方を覆う。
【００１３】
収納部２ｂは上面の開口をカバー部２ａにより覆われる。収納部２ｂの周壁には一または複数の排気口４が設けられる。本実施形態では排気口４は２個設けられている。排気口４は収納部２ｂを径方向に貫通し、収納部２ｂの互いに直交する側面に配置される。収納部２ｂは中心軸Ｃの周りに回転するインペラ１０及びモータ５０を収納し、収納部２ｂの周面はインペラ１０の周囲を覆う。モータ５０は収納部２ｂの底面に取り付けられる。
【００１４】
なお、吸気口３をカバー部２ａに替えて、収納部２ｂの底面に設け、モータ５０をカバー部２ａに取り付けてもよい。すなわち、筐体２を構成する部材に対して吸気口３及び排気口４を適宜設ければよい。
【００１５】
筐体２内には吸気口３と排気口４とを連結する空気通路５が設けられ、インペラ１０は空気通路５内に配置される。
【００１６】
すなわち、送風機１は、上下に延びる中心軸Ｃ周りに回転するインペラ１０と、インペラ１０を収納する筐体２と、を有する。カバー部２ａにより形成される筐体２の上面は、インペラ１０の上方を覆い、軸方向に貫通する吸気口３を設けられる。収納部２ｂにより形成される筐体２の周面は、インペラ１０の周囲を覆い、径方向に貫通する排気口４を設けられる。
【００１７】
＜２．インペラの構成＞
図４〜図６はそれぞれインペラ１０の斜視図、上面図及び側面図を示している。インペラ１０はベースプレート１１及び複数の羽根１２を有する。ベースプレート１１は樹脂成形品により上面視円形状に形成される。ベースプレート１１の中央部には上方（吸気口３側）に向かって突出する突出部１１ａが形成される。突出部１１ａの上面はベルマウス３１の下端よりも上方に配される。
【００１８】
収納部２ｂの底面に取り付けられるモータ５０は突出部１１ａの内部に配置される。突出部１１ａの中心（中心軸Ｃ上）にはモータ５０の軸部５０ａが圧入される貫通孔１１ｂが設けられる。これにより、突出部１１ａと軸部５０ａとが連結され、ベースプレート１１は中心軸Ｃを中心として回転可能に支持される。なお、後述のように、モータ５０の駆動によりベースプレート１１は上面から見て反時計回りに回転する。
【００１９】
複数の羽根１２はベースプレート１１と一体成形され、ベースプレート１１上に周方向に所定間隔で配置される。各羽根１２の内周端は外周端よりも回転方向前方に配置される。これにより、各羽根１２は径方向に対して傾斜している。
【００２０】
羽根１２は外周部１２ｂと、外周部１２ｂよりも径方向内側に配置される内周部１２ａとを有する。内周部１２ａはベルマウス３１（図３参照）内に向かって外周部１２ｂよりも上方（吸気口３側）に突出する。外周部１２ｂはベルマウス３１よりも径方向外側に突出する。
【００２１】
また、隣り合う内周部１２ａの上面を周方向に繋ぐ隙間Ａ１（図４、図５参照）の面積は、隣り合う外周部１２ｂの外周面を周方向に繋ぐ隙間Ａ２（図４、図６参照）の面積以上である。すなわち、羽根１２の吸気側の端面上で隣り合う内周部１２ａ間の面積は、羽根１２の排気側の端面上で隣り合う外周部１２ｂ間の面積以上になっている。
【００２２】
内周部１２ａの内周端と外周端との距離Ｌ１（図５参照）は、外周部１２ｂの内周端と外周端との距離Ｌ２（図５参照）よりも長くなっている。また、内周部１２ａの内周端と突出部１１ａの上端部との径方向の距離Ｌ５は、距離Ｌ１を径方向に投影した距離Ｌ６よりも短く形成されている。
【００２３】
インペラ１０は隣り合う外周部１２ｂの上面の少なくとも一部と連結する環状の連結部材１３を更に有する。連結部材１３は外周部１２ｂ上の径方向外側に配置され、羽根１２と一体に成形される。連結部材１３の内径Ｄ２（図３参照）はベースプレート１１の外径Ｄ３（図３参照）以上である。これにより、ベースプレート１１と連結部材１３とに跨る羽根１２を有するインペラ１０を形成する際に、上下金型（不図示）の相互干渉を防止することができる。したがって、軸方向上側及び軸方向下側にそれぞれ金型を容易に抜くことができる。その結果、金型によりインペラ１０を一体成形することができ、送風機１の量産性を高めることができる。
【００２４】
連結部材１３における外周部１２ｂに沿った方向の長さＬ３（図５参照）は、外周部１２ｂにおける連結部材１３よりも径方向内側の長さＬ４（図５参照）以上である。また、連結部材１３の内径Ｄ２（図３参照）は吸気口３の直径Ｄ１（図３参照）以上である。
【００２５】
＜３．送風機の動作＞
上記構成の送風機１において、モータ５０を駆動させるとインペラ１０が中心軸Ｃを中心として回転する。これにより、吸気口３から空気が筐体２の内部に取り込まれる。
【００２６】
筐体２の内部に取り込まれた空気は隣り合う羽根１２の内周部１２ａ間を通って、回転するインペラ１０により径方向外側に向かって加速される。径方向外側に向かって加速した空気は隣り合う羽根１２の外周部１２ｂ間において連結部材１３とベースプレート１１との間を流通し、インペラ１０の径方向外方に吹き出される。インペラ１０の径方向外方に吹き出された空気は収納部２ｂの内周壁とインペラ１０との間を流通して排気口４から筐体２の外部に排気される。
【００２７】
この時、突出部１１ａがベルマウス３１の下端よりも上方に突出し、内周部１２ａの内周端と突出部１１ａの上端部との径方向の距離Ｌ５が距離Ｌ１を径方向に投影した距離Ｌ６よりも短い。このため、吸気口３から筐体２内に流入した空気は上方から内周部１２ａ間に導かれる。また、羽根１２の内周部１２ａは外周部１２ｂよりも上方に突出し、隣り合う内周部１２ａの上面を周方向に繋ぐ隙間Ａ１の面積が、隣り合う外周部１２ｂの外周面を周方向に繋ぐ隙間Ａ２の面積以上である。このため、内周部１２ａ間に導かれた空気の流路が外周部１２ｂの外周面間で狭められる。これにより、隣り合う羽根１２間を流通する気流Ｓの風圧及び風量が増加し、気流Ｓの逆流を防止することができる。したがって、送風機１の送風効率を向上することができる。
【００２８】
筐体２のカバー部２ａは、吸気口３において下方へ延びるベルマウス３１を有する。そして、羽根１２の内周部１２ａの外周端側に対向してベルマウス３１の内周が位置している。これにより、隣り合う内周部１２ａ間から吸い込まれた気流Ｓが隣り合う内周部１２ａ間で周方向に広がって流れようとしても、ベルマウス３１により下方向へと空気が整流される。したがって、隣り合う内周部１２ａ間から吸い込まれた気流Ｓは、隣り合う外周部１２ｂの外周面を周方向に繋ぐ隙間Ａ２に向かって円滑に流通することができる。
【００２９】
また、内周部１２ａの内周端と外周端との距離Ｌ１（図５参照）は、外周部１２ｂの内周端と外周端との距離Ｌ２（図５参照）よりも大きい。これにより、吸気口３の近傍で羽根１２の面積を大きくすることができる。したがって、送風機１の風量を増加させることができる。
【００３０】
また、連結部材１３における外周部１２ｂに沿った方向の長さＬ３（図５参照）は、外周部１２ｂにおける連結部材１３よりも径方向内側の長さＬ４（図５参照）以上である。これにより、隣り合う羽根１２の外周部１２ｂ間を流通する気流Ｓが連結部材１３によって上方への拡散を抑制される。このため、気流Ｓが連結部材１３の上方から羽根１２間に逆流することを防止できる。したがって、送風機１の送風効率をより向上することができる。
【００３１】
また、連結部材１３の内径Ｄ２（図３参照）は吸気口３の直径Ｄ１（図３参照）以上である。これにより、吸気口３から吸い込まれた気流Ｓの連結部材１３の上面への衝突を防止することができる。したがって、排気口４から送出される風量をより増大させることができる。
【００３２】
＜４．第１変形例＞
なお、本実施形態の送風機１のインペラ１０の連結部材１３を異なる構成にしてもよい。図７に示すように、連結部材１３は外周端から内周端に向かうほど上側（吸気口３側）に傾斜してもよい。これにより、隣り合う羽根１２の外周部１２ｂ間で排気側へ向かうほど流路を狭くして、ノズル効果により静圧を上昇させることができる。したがって、気流Ｓの到達距離を長くすることができるとともに、空気通路５内で目詰まりが生じても風量を維持することができる。
【００３３】
＜５．第２変形例＞
また、本実施形態の送風機１のインペラ１０の内周部１２ａを異なる構成にしてもよい。図８に示すように、内周部１２ａが吸気口３を介して筐体２のカバー部２ａよりも軸方向上側（軸方向外側）に突出してもよい。これにより、吸気口３近傍の静圧を上昇させることができる。したがって、送風機１から送出される風量をより増大することができる。
【００３４】
本実施形態によると、羽根１２の内周部１２ａは外周部１２ｂよりも上方に突出し、隣り合う内周部１２ａの上面を周方向に繋ぐ隙間Ａ１の面積が、隣り合う外周部１２ｂの外周面を周方向に繋ぐ隙間Ａ２の面積以上である。このため、内周部１２ａ間に導かれた空気の流路が外周部１２ｂの外周面間で狭められる。これにより、隣り合う羽根１２間を流通する気流Ｓの風圧及び風量が増加し、気流Ｓの逆流を防止することができる。したがって、送風機１の送風効率を向上することができる。
【００３５】
また、内周部１２ａの内周端と外周端との距離Ｌ１は、外周部１２ｂの内周端と外周端との距離Ｌ２よりも大きい。これにより、吸気口３の近傍での羽根１２の面積を大きくすることができる。したがって、送風機１の送出する風量を増加させることができる。
【００３６】
また、連結部材１３における外周部１２ｂに沿った方向の長さＬ３が、外周部１２ｂにおける連結部材１３よりも径方向内側の長さＬ４以上である。これにより、隣り合う羽根１２の外周部１２ｂ間を流通する気流Ｓが連結部材１３によって上方への拡散を抑制される。このため、気流Ｓが連結部材１３の上方から羽根１２間に逆流することを防止できる。したがって、送風機１の送風効率をより向上することができる。
【００３７】
また、連結部材１３の内径Ｄ２は吸気口３の直径Ｄ１以上である。これにより、吸気口３から吸い込まれた気流Ｓの連結部材１３の上面への衝突を防止することができる。したがって、排気口４から送出される風量をより増大させることができる。
【００３８】
また、連結部材１３の内径Ｄ２がベースプレート１１の外径Ｄ３以上である。これにより、ベースプレート１１と連結部材１３とに跨る羽根１２を有するインペラ１０を形成する際に、上下金型の相互干渉を防止することができる。したがって、軸方向上側及び軸方向下側にそれぞれ金型を容易に抜くことができる。その結果、金型によりインペラ１０を一体成形することができ、送風機１の量産性を高めることができる。
【００３９】
また、筐体２は、吸気口３において下方（排気側）へ延びるベルマウス３１を有し、内周部１２ａはベルマウス３１内に突出する。これにより空気を整流して円滑に筐体２内に取り込むことができる。また、羽根１２は外周部１２ｂよりも上方（吸気側）に突出する内周部１２ａを有するので、ベルマウス３１を設けても吸気口３近傍で羽根１２の面積を大きくし、取り込む風量を多くすることができる。
【００４０】
また、排気口４が複数設けられるため、風量を確保しながら複数方向に空気を送出する送風機１を容易に実現することができる。
【００４１】
なお、連結部材１３が外周端から内周端に向かうほど上側に傾斜してもよい。これにより、隣り合う羽根１２間において排気側へ向かうほど気流Ｓの流路を狭くして、ノズル効果により静圧を上昇させることができる。したがって、気流Ｓの到達距離を長くすることができるとともに、空気通路５内で目詰まりが生じても風量を維持することができる。
【００４２】
また、内周部１２ａが吸気口３を介して筐体２から軸方向外側に突出してもよい。これにより、吸気口３近傍の静圧を上昇させることができる。したがって、送風機１の風量をより大きくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によると、送風機に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・送風機、２・・・筐体、２ａ・・・カバー部、２ｂ・・・収納部、３・・・吸気口、４・・・排気口、５・・・空気通路、１０・・・インペラ、１１・・・ベースプレート、１１ａ・・・突出部、１１ｂ・・・貫通孔、１２・・・羽根、１２ａ・・・内周部、１２ｂ・・・外周部、１３・・・連結部材、３１・・・ベルマウス、５０・・・モータ、５０ａ・・・軸部、Ａ１・・・隙間、Ａ２・・・隙間、Ｌ１・・・距離、Ｌ２・・・距離、Ｌ３・・・距離、Ｌ４・・・距離、Ｌ５・・・距離、Ｌ６・・・距離、Ｄ１・・・直径、Ｄ２・・・内径、Ｄ３・・・外径、Ｃ・・・中心軸、Ｓ・・・気流
【図１】
2018053804.tif 000003
【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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