(57)【要約】【課題】騒音を低減できる回転機械を提供する。【解決手段】一つの実施の形態に係る回転機械は、ステータと、ロータと、ボスと、支持部と、複数の羽根と、を備える。前記ロータは、第１の方向に延びるとともに回転可能である。前記ボスは、前記ロータに取り付けられる。前記支持部は、前記ボスから前記第１の方向と交差した第２の方向に延びる。前記複数の羽根は、前記支持部から前記第１の方向に突出するとともに前記ボスに対して放射状に延び、前記ボスに向いた第１の端部と、前記第１の端部の反対側に位置した第２の端部と、前記支持部の反対側に位置した第３の端部と、をそれぞれ有する。前記複数の羽根の前記第１の端部は、前記第３の端部に接続されるとともに前記第１の方向における前記第１の端部の幅の半分以上に形成された円弧状の部分、を含んだ、少なくとも一つの円弧状の部分によって形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
第１の方向に延びるとともに少なくとも一部が前記ステータに対向し、正転方向又は当該正転方向の逆方向に回転可能なロータと、
前記ロータに取り付けられたボスと、
前記ボスから前記第１の方向と交差した第２の方向に延びた支持部と、
前記支持部から前記第１の方向に突出するとともに前記ボスに対して放射状に延び、前記ボスに向いた第１の端部と、前記第１の端部の反対側に位置した第２の端部と、前記支持部の反対側に位置した第３の端部と、をそれぞれ有した複数の羽根と、
を具備し、
前記複数の羽根の前記第１の端部は、前記第３の端部に接続されるとともに前記第１の方向における前記第１の端部の幅の半分以上に形成された円弧状の部分、を含んだ、少なくとも一つの円弧状の部分によって形成された、
回転機械。
【請求項２】
前記第１の端部は、前記第３の端部に接続されるとともに前記第１の方向における前記第１の端部の幅の半分以上に形成された楕円の円弧状の部分、を含んだ、少なくとも一つの円弧状の部分によって形成された、請求項１の回転機械。
【請求項３】
前記第１の端部は、前記第３の端部に接続されるとともに前記第１の方向における前記第１の端部の幅の半分以上に形成され中心が前記羽根の内部に位置する第１の円弧状の部分と、前記第１の円弧状の部分に接続されるとともに中心が前記羽根の外部に位置した第２の円弧状の部分と、を有した、請求項１の回転機械。
【請求項４】
ステータと、
第１の方向に延びるとともに少なくとも一部が前記ステータに対向し、正転方向又は当該正転方向の逆方向に回転可能なロータと、
前記ロータに取り付けられたボスと、
前記ボスから前記第１の方向と交差する第２の方向に延びた支持部と、
前記支持部から前記第１の方向に突出するとともに前記ボスに対して放射状に延び、前記ボスに向いた第１の端部と、前記第１の端部の反対側に位置した第２の端部と、前記支持部の反対側に位置した第３の端部と、をそれぞれ有した複数の羽根と、
を具備し、
前記複数の羽根の前記第１の端部は、前記第３の端部に接続された第１の部分と、前記支持部から前記第１の部分に向かって直線状に延びた第２の部分と、を有し、
前記第１の部分は、少なくとも一つの円弧状の部分を有し、前記少なくとも一つの円弧状の部分で前記第３の端部及び前記第２の部分にそれぞれ接続され、前記第１の方向における前記第１の端部の幅の半分以上に形成された、
回転機械。
【請求項５】
ステータと、
第１の方向に延びるとともに少なくとも一部が前記ステータに対向し、正転方向又は当該正転方向の逆方向に回転可能なロータと、
前記ロータに取り付けられたボスと、
前記ボスから前記第１の方向と交差する第２の方向に延びた支持部と、
前記支持部から前記第１の方向に突出するとともに前記ボスに対して放射状に延び、前記ボスに向いた第１の端部と、前記第１の端部の反対側に位置した第２の端部と、前記支持部の反対側に位置した第３の端部と、をそれぞれ有した複数の羽根と、
を具備し、
前記複数の羽根の前記第１の端部は、前記第３の端部に接続された円弧状の第１の曲部と、円弧状の第２の曲部と、前記第１の曲部の端部から前記第２の曲部の端部に向かって前記第３の端部に対し斜めに交差する方向に延びた延部と、を有するとともに前記第１の方向における前記第１の端部の幅の半分以上に形成された傾斜部を有した、
回転機械。
【請求項６】
前記第１の曲部の曲率半径は、前記第２の曲部の曲率半径よりも大きい、請求項５の回転機械。
【請求項７】
前記複数の羽根の前記第３の端部を覆うとともに、前記第１の端部を露出させた開口部が設けられたカバー、をさらに具備した、請求項１、請求項４、又は請求項５の回転機械。
【請求項８】
前記羽根と前記支持部との接続部分が円弧状に形成され、前記羽根の前記第１の端部と前記支持部との接続部分の曲率半径が、前記羽根の前記第２の端部と前記支持部との接続部分の曲率半径よりも大きい、請求項１、請求項４、又は請求項５の回転機械。
【請求項９】
前記第１の端部に、複数の凹部及び凸部の少なくとも一方が形成された、請求項１、請求項４、又は請求項５の回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般産業、鉄道、及びエレベータのような種々の分野で、モータのような回転機械が使われる。回転機械は、例えば、固定子コイル、固定子鉄心、及び回転子を有し、これらの部品における損失によって発熱する。
【０００３】
回転機械において、コイルに絶縁材料が設けられるとともに、軸受にグリースが用いられる。当該絶縁材料及びグリースは、使用温度上限が定められる。回転機械の温度を当該使用温度上限より下に保つため、当該回転機械にファンが設けられる。当該ファンは、回転機械を冷却し、絶縁材料及びグリースの劣化を防ぐ。ファンは、例えば、信頼性向上、省スペース化、及びコスト低減のため、一般的には回転軸に取り付けられる。
【０００４】
いわゆる自己通風形の回転機械において、回転機械の内部は、外部に対して開放される。このため、回転機械の内部の空気と外部の空気とが入れ替わることが可能である。ファンは、回転機械の筐体の中で回転軸に取り付けられ、外気を吸引して回転機械の内部を冷却する。
【０００５】
一方、いわゆる全閉外扇形の回転機械において、回転機械の筐体はほぼ密閉される。ファンは、当該筐体の外に突出する回転軸に取り付けられ、ファンカバーによって覆われる。当該ファンは、筐体表面に風を当てることで、回転機械を冷却する。
【０００６】
回転機械において、上述のファンは、正転方向及び逆転方向のいずれにも回転させられる。両方向の回転において同じ冷却性能を発揮するため、当該ファンとして、例えば、羽根が径方向に延びるラジアルファン（プレートファン）が用いられる。
【０００７】
ラジアルファンは、軸流ファンよりも大きな騒音を発しやすい。ラジアルファンは、羽根の回転により風が径方向に吹き出した際に、羽根の外側の端部から流れの剥離が発生することで、騒音を発生させるおそれがある。また、ラジアルファンは、風を吸引する際に、羽根の内側の端部で風を回転方向にせん断することで、騒音を発生させるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２８９７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ファンには、騒音の低減が求められるととともに、所望の風量の確保も求められる。ファンの羽根の面積が小さくされると、騒音は低減されるが、ファンが発生させる風量も低減する。逆に、ファンの羽根の面積が大きくされると、ファンが発生させる風量は増加するが、騒音も増大する。
【００１０】
本発明が解決する課題の一例は、騒音を低減できる回転機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一つの実施の形態に係る回転機械は、ステータと、ロータと、ボスと、支持部と、複数の羽根と、を備える。前記ロータは、第１の方向に延びるとともに少なくとも一部が前記ステータに対向し、正転方向又は当該正転方向の逆方向に回転可能である。前記ボスは、前記ロータに取り付けられる。前記支持部は、前記ボスから前記第１の方向と交差した第２の方向に延びる。前記複数の羽根は、前記支持部から前記第１の方向に突出するとともに前記ボスに対して放射状に延び、前記ボスに向いた第１の端部と、前記第１の端部の反対側に位置した第２の端部と、前記支持部の反対側に位置した第３の端部と、をそれぞれ有する。前記複数の羽根の前記第１の端部は、前記第３の端部に接続されるとともに前記第１の方向における前記第１の端部の幅の半分以上に形成された円弧状の部分、を含んだ、少なくとも一つの円弧状の部分によって形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係るモータを示す断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態のファンを示す平面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態のファンを示す断面図である。
【図４】図４は、第２の実施の形態に係るファンを示す断面図である。
【図５】図５は、第３の実施の形態に係るファンを示す断面図である。
【図６】図６は、第４の実施の形態に係るファンを示す断面図である。
【図７】図７は、第５の実施の形態に係るファンを示す断面図である。
【図８】図８は、第６の実施の形態に係るファンを示す断面図である。
【図９】図９は、第７の実施の形態に係るファンを示す平面図である。
【図１０】図１０は、第７の実施形態のファンを図９のＦ１０−Ｆ１０線に沿って示す断面図である。
【図１１】図１１は、第７の実施形態のファンを図９のＦ１１−Ｆ１１線に沿って示す断面図である。
【図１２】図１２は、第８の実施の形態に係るファンの一部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、第１の実施の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素及び説明について、他の表現がされることは妨げられない。
【００１４】
図１は、第１の実施の形態に係る産業用モータ（以下、モータと称する）１０を概略的に示す断面図である。モータ１０は、回転機械の一例であり、回転電機、電動機、又は原動機とも称され得る。回転機械はモータ１０に限らず、例えば、鉄道用モータ、及びエレベータの巻き上げ機のような他の機械であっても良い。
【００１５】
図１に示すように、モータ１０は、いわゆる全閉外扇形のモータである。なお、モータ１０はこれに限らず、いわゆる自己通風形のような他の形式のモータであっても良い。モータ１０は、筐体１１と、ステータ１２と、ロータ１４と、二つの軸受１５と、ファン１６と、ファンカバー１７と、を有する。ステータ１２は、固定子とも称され得る。ロータ１４は、回転子とも称され得る。ファンカバー１７は、カバーの一例である。
【００１６】
筐体１１は、例えば金属によって形成される。筐体１１は、ステータ１２、ロータ１４の一部、及び軸受１５を収容する。筐体１１は、第１の周壁２１と、二つの第１の端壁２２とを有する。
【００１７】
第１の周壁２１は、略円筒形に形成される。二つの第１の端壁２２は、第１の周壁２１の端部にそれぞれ位置し、第１の周壁２１を塞ぐ。ステータ１２は、第１の周壁２１の内側に固定される。軸受１５は、それぞれ、第１の端壁２２の内側に固定される。
【００１８】
ロータ１４は、シャフト２５を有する。シャフト２５は、回転軸、駆動軸、又は出力軸とも称され得る。シャフト２５は、二つの軸受１５に回転可能に支持される。ロータ１４の一部は、ステータ１２に対向する。
【００１９】
モータ１０に電力が供給されると、ロータ１４及びシャフト２５は、ステータ１２、ロータ１４、及びシャフト２５の中心軸（回転軸、回転軸心、回転中心）まわりに、正転方向又は逆転方向に回転する。逆転方向は、正転方向の逆方向である。
【００２０】
図面に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。シャフト２５は、Ｘ軸に沿う方向に延びる。Ｘ軸に沿う方向は、第１の方向の一例である。
【００２１】
シャフト２５の両端部は、筐体１１の外に突出する。シャフト２５の一方の端部は、モータ１０のトルクを利用する種々の機器に接続され得る。シャフト２５の他方の端部に、ファン１６が取り付けられる。すなわち、ファン１６は、筐体１１の外部に位置する。なお、モータ１０が自己通風形の場合、ファン１６は筐体１１の内部に配置される。シャフト２５のトルクは、例えばキー又はピンにより、ファン１６に伝わる。すなわち、ファン１６は、ロータ１４及びシャフト２５とともに正転方向又は逆転方向に回転する。
【００２２】
図２は、ファン１６を示す平面図である。図２に示すように、ファン１６は、ラジアルファン（プレートファン）である。なお、ファンはラジアルファンに限らず、他の種類のファンであっても良い。ファン１６は、ボス３１と、支持板３２と、六つの羽根３３と、を有する。なお、羽根３３の枚数はこれに限らず、例えば、所望の風量及び風圧によって決められ得る。
【００２３】
ボス３１は、例えば、ハブ、連結部、基部、固定部、及び取付部とも称され得る。支持板３２は、支持部の一例であり、例えば、基部及び接続部とも称され得る。羽根３３は、例えば、翼、板、壁、及び送風部とも称され得る。
【００２４】
ボス３１と、支持板３２と、羽根３３とは、例えば樹脂によって一体に形成される。なお、ファン１６はこれに限らず、ボス３１、支持板３２、及び羽根３３の少なくとも一つが、個別の部材によって形成されても良い。また、ファン１６は、例えば鋳造された金属のような他の材料によって形成されても良い。
【００２５】
ボス３１は、シャフト２５と同じくＸ軸に沿う方向に延びる円筒形状に形成される。ボス３１の中心軸は、シャフト２５の中心軸と略一致する。ボス３１は、取付孔３５と、外周面３６とを有する。
【００２６】
取付孔３５は、ボス３１の内周面によって形成され、Ｘ軸に沿う方向に延びる円形の孔である。取付孔３５に、シャフト２５の端部が挿入される。これにより、ボス３１は、シャフト２５の端部に取り付けられる。取付孔３５に、例えばシャフト２５に取り付けられたキーが嵌め込まれる溝が形成される。外周面３６は、ファン１６の径方向に向く。
【００２７】
図３は、ファン１６を、図２のＦ３−Ｆ３線に沿って羽根３３の厚さ方向からの視点で示す断面図である。図３に示すように、支持板３２は、ボス３１の外周面３６から、ボス３１の径方向に延びる。ボス３１の径方向は、Ｘ軸と直交（交差）した方向であり、第２の方向の一例である。図２に示すように、支持板３２は、例えば略円形の板状に形成される。なお、支持板３２は、例えば、Ｘ軸に対して斜めに交差する方向に延びる略円形の傘型に形成されても良い。この場合、当該Ｘ軸に対して斜めに交差する方向が第２の方向の一例である。
【００２８】
図３に示すように、支持板３２は、略平坦な第１の面３８及び第２の面３９を有する。第１の面３８から、ボス３１が突出する。第２の面３９は、第１の面３８の反対側に位置する。図１に示すように、第２の面３９は、筐体１１に向く。
【００２９】
羽根３３は、ボス３１と同じく、支持板３２の第１の面３８からＸ軸に沿う方向にそれぞれ突出する。さらに、図２に示すように、六つの羽根３３は、ボス３１に対して放射状に延びる。言い換えると、羽根３３は、ボス３１の径方向にそれぞれ延びる。
【００３０】
以下、羽根３３について詳しく説明する。以下の記載は、Ｚ軸に沿って延びる一つの羽根３３について、代表して説明する。特段の記載がない限り、当該一つの羽根３３についての説明は、他の羽根３３についても適用される。
【００３１】
六つの羽根３３は、ボス３１から離間して配置される。なお、ファン１６に、羽根３３をボス３１に接続する部分が形成されても良い。図３に示すように、羽根３３は、内側端部４１と、外側端部４２と、先端部４３と、基端部４４とを有する。内側端部４１は、第１の端部の一例である。外側端部４２は、第２の端部の一例である。先端部４３は、第３の端部の一例である。
【００３２】
内側端部４１は、Ｚ軸に沿う方向（羽根３３の長手方向、ファン１６の径方向）における羽根３３の一方の端部である。内側端部４１は、羽根３３の長手方向において、ボス３１に向く。言い換えると、内側端部４１は、外側端部４２よりもボス３１に近い、ファン１６の径方向における羽根３３の端部である。
【００３３】
外側端部４２は、羽根３３の長手方向における羽根３３の他方の端部である。すなわち、外側端部４２は、内側端部４１の反対側に位置する。言い換えると、外側端部４２は、内側端部４１よりもボス３１から遠い、ファン１６の径方向における羽根３３の端部である。
【００３４】
先端部４３は、Ｘ軸に沿う方向（羽根３３の幅方向、シャフト２５が延びる方向）における羽根３３の一方の端部である。先端部４３は、支持板３２の反対側に位置する。言い換えると、先端部４３は、基端部４４よりも支持板３２から遠い、シャフト２５が延びる方向における羽根３３の端部である。先端部４３は、支持板３２の第１の面３８と略平行に延びるが、第１の面３８に対して傾斜して延びても良いし、凹凸を有しても良い。
【００３５】
基端部４４は、羽根３３の幅方向における羽根３３の他方の端部である。基端部４４は、先端部４３の反対側に位置し、支持板３２に接続される。言い換えると、基端部４４は、先端部４３よりも支持板３２に近い、シャフト２５が延びる方向における羽根３３の端部である。
【００３６】
本実施形態の羽根３３の内側端部４１は、一つの円弧状の部分によって形成される。円弧状の部分は、例えば、Ｒ部、曲部、及び湾曲部とも称され得る。本明細書において円弧状の部分とは、曲率半径を有する曲線状の部分を示し、円の一部を構成する曲線状の部分、楕円の一部を構成する曲線状の部分、放物線の一部を構成する曲線状の部分、及び円錐曲線の一部を構成する曲線状の部分を含む。
【００３７】
内側端部４１の円弧状の部分の半径は、羽根３３の幅と略同一である。このため、Ｘ軸に沿う方向における内側端部４１の幅の全域が、当該円弧状の部分によって形成される。なお、内側端部４１の円弧状の部分の半径は、羽根３３の幅より大きくても良い。
【００３８】
当該円弧状の部分の中心（曲率中心）Ｃは、支持板３２の第１の面３８に大よそ重なる。すなわち、円弧状の部分の中心Ｃは、Ｘ軸に沿う方向における羽根３３の幅の中央と、支持板３２との間に位置する。言い換えると、円弧状の部分の中心Ｃは、Ｘ軸に沿う方向における羽根３３の幅の中央と、先端部４３との間から外れた位置にある。なお、図３は、Ｘ軸に沿う方向における羽根３３の幅の中央を二点鎖線Ｌで示す。
【００３９】
内側端部４１の一方の端は、先端部４３の端に接続される。内側端部４１の当該一方の端における、円弧状の内側端部４１の接線は、先端部４３の延長線に重なる。言い換えると、内側端部４１は、先端部４３から滑らかに連続する。なお、内側端部４１の一方の端における、円弧状の内側端部４１の接線は、先端部４３の延長線に対して傾いても良い。
【００４０】
内側端部４１の他方の端は、支持板３２の第１の面３８に接続される。内側端部４１の他方の端における円弧状の内側端部４１の接線は、支持板３２の第１の面３８に対して直交する。なお、内側端部４１の他方の端における円弧状の内側端部４１の接線は、支持板３２の第１の面３８に対して斜めに傾いても良い。
【００４１】
図２に示すように、羽根３３は、二つの側面４７をさらに有する。側面４７は、Ｙ軸に沿う方向（羽根３３の長手方向に直交する方向）に向く。側面４７はそれぞれ略平面状に形成されるが、曲面状に形成されても良い。二つの側面４７は略平行に延びるが、互いに傾斜して延びても良い。
【００４２】
側面４７と、内側端部４１、外側端部４２、及び先端部４３とは、略直交する。なお、側面４７と、内側端部４１、外側端部４２、及び先端部４３との角部分が、面取りされていても良い。この場合、ファン１６によって生じる騒音が低減される。
【００４３】
図１に示すように、ファンカバー１７は、ファン１６を覆うように、筐体１１に取り付けられる。ファンカバー１７は、例えば薄い金属板によって作られる。ファンカバー１７は、第２の周壁５１と、第２の端壁５２と、傾斜壁５３と、吸気口５４とを有する。吸気口５４は、開口部の一例である。
【００４４】
第２の周壁５１は、略円筒状に形成される。第２の周壁５１の内径は、筐体１１の第１の周壁２１の外径よりも大きい。第２の周壁５１は、隙間を介して、第１の周壁２１に部分的に対向する。
【００４５】
第２の端壁５２は、第２の周壁５１の一方の端部を塞ぐ。第２の端壁５２は、筐体１１の第１の端壁２２から離間して配置される。第１の端壁２２と第２の端壁５２との間に、ファン１６が位置する。第２の端壁５２は、支持板３２の第１の面３８、及び羽根３３の先端部４３に対向する。第２の端壁５２と羽根３３の先端部４３とは、例えば、風の逆流が発生しない程度に近接する。
【００４６】
傾斜壁５３は、第２の周壁５１と、第２の端壁５２とを接続する。傾斜壁５３は、Ｘ軸に対して傾斜した円錐台状に形成される。なお、傾斜壁５３は、他の形状に形成されても良い。
【００４７】
吸気口５４は、第２の端壁５２に設けられる。吸気口５４は、例えば円形の孔である。吸気口５４の半径は、Ｚ軸に沿う方向（ファン１６の径方向）において、ファン１６の中心軸から羽根３３の先端部４３の内側の端までの距離よりも小さい。言い換えると、吸気口５４の縁は、羽根３３の内側端部４１と先端部４３との接続部（境界）よりも、ファン１６の内周側に位置する。
【００４８】
吸気口５４は、羽根３３の内側端部４１を露出させる。言い換えると、内側端部４１は、Ｘ軸に沿う方向において、吸気口５４に面する。一方、羽根２３の先端部４３は、吸気口５４によって露出されず、第２の端壁５２によって覆われる。
【００４９】
吸気口５４は、例えば、メッシュによって覆われても良い。また、吸気口５４は、例えば、複数の円孔や円弧状の孔によって形成されても良い。この場合、最も外側に位置する孔の縁が、羽根３３の内側端部４１と先端部４３との接続部よりも、ファン１６の内周側に位置する。
【００５０】
モータ１０が作動し、シャフト２５が正転方向又は逆転方向に回転すると、ファン１６も回転する。ファン１６が回転することで、遠心力により空気が羽根３３の側面４７に沿って流れる。これにより、ファン１６は、ファン１６の径方向に風を流す。
【００５１】
風は、羽根３３の内側端部４１の近傍から吸引される。すなわち、遠心力により空気が側面４７に沿ってファン１６の径方向に流れると、内側端部４１近傍の圧力が低下する。このため、おおよそ回転するファン１６の軸方向（Ｘ軸に沿う方向）に流れ、内側端部４１に向かう風が生じる。なお、ファン１６の回転によって生じる風の向き及び経路はこれに限らない。
【００５２】
風は、吸気口５４からファンカバー１７の内部に吸い込まれ、羽根３３の内側端部４１に向かう。吸引された風は、隣り合う羽根３３の間に入り、羽根３３の側面４７に沿って流れる。風は、羽根３３の外側端部４２から、ファン１６の径方向に吹き出す。
【００５３】
ファン１６の回転により生じ、ファン１６の径方向に流れる風は、傾斜壁５３によって方向を変えられる。当該風は、傾斜壁５３によってＸ軸に沿う方向に流され、第２の周壁５１と第１の周壁２１との間の隙間（排気口）からファンカバー１７の外に出る。この風が第１の周壁２１の表面を流れることにより、モータ１０が冷却される。なお、第１の周壁２１の表面に、放熱フィンが形成されても良い。
【００５４】
吸気口５４からファンカバー１７の中に流入した風は、回転する羽根３３の内側端部４１に衝突する。この際、当該風は、羽根３３のエッジ部分（内側端部４１と側面４７との角部分）によって、ファン１６の回転方向にせん断される。
【００５５】
羽根３３によってせん断された風は、渦を作り、羽根３３の表面で圧力変動を生じさせる。当該圧力変動は、二重極音源となり、回転するファン１６によって生じる騒音の原因となり得る。
【００５６】
本実施形態において、羽根３３の内側端部４１は、一つの円弧状の部分によって形成され、先端部４３に滑らかに連続する。このため、吸引された風が内側端部４１に衝突する際に、当該風がせん断される角度が分散し、渦の発生が抑制される。さらに、当該風に衝突する側面４７の反対側に位置する側面４７における、渦の発生や再付着と、これによる羽根３３の表面での圧力変動とが抑制される。これにより、羽根３３の表面の圧力変動によって生じる二重極音源の強度が低減される。
【００５７】
第１の実施の形態に係るモータ１０において、羽根３３の内側端部４１は、一つの円弧状の部分によって形成される。内側端部４１は羽根３３の吸引側であり、先端部４３に接続された円弧状の部分である内側端部４１は、吸引された風に衝突する。当該円弧状の部分は、Ｘ軸に沿う方向における内側端部４１の幅の半分以上に形成される。すなわち、なだらかな円弧状の部分である内側端部４１が吸引された風に衝突するため、風のせん断及び剥離が分散され、渦の発生が抑制される。これにより、風に衝突する側面４７の反対側の側面４７における、負圧による渦の発生や再付着による羽根３３の表面での圧力変動が抑制される。当該圧力変動による二重極音源の強度が低減されるため、モータ１０の騒音が低減される。
【００５８】
ファン１６の回転による騒音を低減するため、別の例として、羽根３３の内周側の端部を、支持板３２の第１の面３８に対して斜めに延びる直線状（Ｃ面取りされた形状）に形成することも考えられる。しかし、羽根３３の長さ（Ｚ軸に沿う方向における寸法）及び幅（Ｘ軸に沿う方向における寸法）が同一である場合、本実施形態の羽根３３は、この例よりも大きい面積を得られる。したがって、本実施形態の羽根３３は、上記例よりも、より大きい面積を得ることでファン１６の風量を大きくできる。また、本実施形態の羽根３３は、上記例より小さくされても、当該例と同等の風量を得ることができる。羽根３３が小さくされれば、ファン１６の回転によって発生する騒音はより低減される。
【００５９】
ファンカバー１７の第２の端壁５２が、羽根３３の先端部４３を覆う。ファンカバー１７に羽根３３の内側端部４１を露出させる吸気口５４が設けられる。このため、吸引された風が内側端部４１に衝突しやすくなり、モータ１０の騒音がより抑制される。
【００６０】
以下に、第２の実施の形態について、図４を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
【００６１】
図４は、第２の実施の形態に係るファン１６を示す断面図である。図４に示すように、第２の実施形態のファン１６の内側端部４１は、先端側部分６１と、根元側部分６２とを有する。先端側部分６１は、第１の部分の一例である。根元側部分６２は、第２の部分の一例である。
【００６２】
先端側部分６１は、一つの円弧状の部分によって形成される。言い換えると、先端側端部６１は、一つの円弧状の部分を有する。先端側部分６１の円弧状の部分の半径は、羽根３３の幅よりも小さく、羽根３３の幅の二分の一よりも大きい。先端側部分６１は、Ｘ軸に沿う方向における内側端部４１の幅の半分以上に形成される。当該円弧状の部分の中心Ｃは、Ｘ軸に沿う方向における羽根３３の幅の中央と、支持板３２との間に位置する。
【００６３】
円弧状の先端側部分６１の一方の端は、先端部４３の端に接続される。先端側部分６１は、先端部４３から滑らかに連続する。
【００６４】
根元側部分６２は、先端側部分６１の他方の端と、支持板３２の第１の面３８との間に設けられる。根元側部分６２は、先端側部分６１の他方の端から、支持板３２の第１の面３８に向かって延びる略直線状の部分である。根元側部分６２は、Ｘ軸に沿う方向に延びるが、Ｘ軸に対して傾斜する方向に延びても良い。
【００６５】
根元側部分６２の一方の端は、円弧状の先端側部分６１の他方の端に接続される。先端側部分６１の当該他方の端における、円弧状の先端側部分６１の接線は、根元側部分６２の延長線に重なる。言い換えると、先端側部分６１の他方の端は、根元側部分６２から滑らかに連続する。なお、先端側部分６１の他方の端における、円弧状の先端側部分６１の接線は、根元側部分６２の延長線に対して傾いても良い。
【００６６】
第２の実施形態のモータ１０において、羽根３３の内側端部４１は、先端部４３に接続された円弧状の部分である先端側部分６１を有する。先端側部分６１は、Ｘ軸に沿う方向における内側端部４１の幅の半分以上に形成される。当該先端部分６１の形状により、吸引された風のせん断及び剥離が分散され、渦の発生が抑制される。したがって、第１の実施形態と同様に、モータ１０の騒音が低減される。
【００６７】
根元部分６２は、直線状に形成される。このため、羽根３３の長さ及び幅が同一である場合、第２の実施形態の羽根３３は、第１の実施形態の羽根３３よりも大きい面積を得られる。したがって、第２の実施形態の羽根３３は、第１の実施形態の羽根３３よりも、より大きい面積を得ることでファン１６の風量を大きくできる。また、第２の実施形態の羽根３３は、第１の実施形態の羽根３３より小さくされても、当該羽根３３と同等の風量を得ることができる。
【００６８】
ファン１６の回転によって吸引される風は、ファン１６の軸方向に流れる。根元側部分６２は、先端側部分６１よりも、当該風の流れの風下側に位置する。このため、根元側部分６２に衝突する風の量は、先端側部分６１に衝突する風の量よりも少ない。したがって、根元側部分６２が直線状に形成されても、モータ１０の騒音の増加は少ない。
【００６９】
以下に、第３の実施の形態について、図５を参照して説明する。図５は、第３の実施の形態に係るファン１６を示す断面図である。図５に示すように、第３の実施形態の先端側部分６１は、第１の曲部７１と、第２の曲部７２と、延部７３とを有する。第１の曲部７１及び第２の曲部７２は、円弧状の部分の一例である。
【００７０】
本実施形態における先端側部分６１は、傾斜部の一例である。先端側部分６１は、Ｘ軸に沿う方向における内側端部４１の幅の半分以上に形成される。なお、先端側部分６１は、内側端部４１の全域に設けられても良い。
【００７１】
第１の曲部７１は、先端側部分６１の一方の端部に設けられる。第１の曲部７１は、円弧状に形成された先端側部分６１の一部である。円弧状の第１の曲部７１の半径は、羽根３３の幅よりも小さく、羽根３３の幅の二分の一よりも大きい。円弧状の第１の曲部７１の中心Ｃ１は、Ｘ軸に沿う方向における羽根３３の幅の中央と、支持板３２との間に位置する。
【００７２】
第１の曲部７１の一方の端は、先端部４３の端に接続される。第１の曲部７１の当該一方の端における、円弧状の第１の曲部７１の接線は、先端部４３の延長線に重なる。言い換えると、第１の曲部７１は、先端部４３から滑らかに連続する。なお、第１の曲部７１の一方の端における、円弧状の第１の曲部７１の接線は、先端部４３の延長線に対して傾いても良い。
【００７３】
第２の曲部７２は、先端側部分６１の他方の端部に設けられる。第２の曲部７２は、円弧状に形成された先端側部分６１の一部である。円弧状の第２の曲部７２の曲率半径は、第１の曲部７１の曲率半径よりも小さい。円弧状の第２の曲部７２の中心Ｃ２は、Ｘ軸に沿う方向における羽根３３の幅の中央と、支持板３２との間に位置する。
【００７４】
第２の曲部７２の一方の端は、根元側部分６２の端に接続される。第２の曲部７２の当該一方の端における、円弧状の第２の曲部７２の接線は、根元側部分６２の延長線に重なる。言い換えると、第２の曲部７２の一方の端は、根元側部分６２から滑らかに連続する。なお、第２の曲部７２の一方の端における、円弧状の第２の曲部７２の接線は、根元側部分６２の延長線に対して傾いても良い。
【００７５】
延部７３は、第１の曲部７１の他方の端から、第２の曲部７２の他方の端に向かって略直線状に延びる。なお、延部７３は、全体として第１の曲部７１の端から第２の曲部７２の端へ略直線状に延びれば良く、部分的に曲げられても良い。
【００７６】
延部７３は、支持板３２の第１の面３８、及び第１の面３８と平行な先端部４３に対し、斜めに交差する方向に延びる。延部７３と第１の面３８との間の角度θは、例えば４５°である。なお、角度θはこれに限らない。
【００７７】
第３の実施形態のモータ１０において、先端側部分６１は、第１の曲部７１と、第２の曲部７２と、延部７３とを有する。延部７３は、先端部４３に対し斜めに交差する方向に延び、内側端部４１にＣ面取りされた形状を形成する。当該延部７３の両端部に円弧状の第１の曲部７１及び第２の曲部７２が設けられるため、羽根３３にＣ面取りされた形状のみが形成された場合よりも、モータ１０の騒音が低減される。
【００７８】
第１の曲部７１の曲率半径は、第２の曲部７２の曲率半径よりも大きい。第１の曲部７１は、第２の曲部７２よりも、吸引される風の上流側に位置する。すなわち、よりなだらかな円弧状の第１の曲部７１に衝突する風の量は、第２の曲部７２に衝突する風の量より多くなる。このため、モータ１０の騒音がより抑制される。
【００７９】
以下に、第４の実施の形態について、図６を参照して説明する。図６は、第４の実施の形態に係るファン１６を示す断面図である。図６に示すように、第４の実施形態の内側端部４１は、楕円の円弧状の部分によって形成される。言い換えると、内側端部４１は、円錐曲線状の部分によって形成される。
【００８０】
内側端部４１の楕円の円弧状の部分は、長軸がＺ軸に沿う方向（羽根３３の長手方向）に延び、短軸がＸ軸に沿う方向（羽根３３の幅方向）に延びるように形成される。なお、内側端部４１はこれに限らず、長軸がＸ軸に沿う方向に延び、短軸がＺ軸に沿う方向に延びるように形成されても、長軸及び短軸がＸ軸及びＺ軸に対して斜めに傾くように形成されても良い。
【００８１】
当該楕円の円弧状の部分の中心Ｃは、支持板３２の第１の面３８に重なる。すなわち、円弧状の部分の中心Ｃは、Ｘ軸に沿う方向における羽根３３の幅の中央と、支持板３２との間に位置する。
【００８２】
内側端部４１の一方の端は、先端部４３の端に接続される。内側端部４１は、先端部４３から滑らかに連続する。内側端部４１の他方の端は、支持板３２の第１の面３８に接続される。内側端部４１の、先端部４３に接続される端における曲率半径は、第１の面３８に接続される端における曲率半径よりも大きい。
【００８３】
図６に示す内側端部４１は、支持板３２の第１の面３８から垂直に延出する。しかし、内側端部４１は、第１の部分３８から斜めに延出しても良い。この場合、円弧状の部分の中心Ｃは、Ｘ軸に沿う方向において、第１の面３８よりも、羽根３３の幅の中央から遠い位置（図６においてより右側）にある。
【００８４】
第４の実施形態のモータ１０において、先端部４３に接続される内側端部４１は、楕円の円弧状の部分である。このため、よりなだらかな円弧状の内側端部４１が吸引された風に衝突し、モータ１０の騒音がより低減される。
【００８５】
内側端部４１の、先端部４３に接続される端における曲率半径は、第１の面３８に接続される端における曲率半径よりも大きい。このため、内側端部４１のより曲率半径が大きい（なだらかな）部分に衝突する風の量は、内側端部４１のより曲率半径が小さい部分に衝突する風の量より多くなる。このため、モータ１０の騒音がより低減される。
【００８６】
以下に、第５の実施の形態について、図７を参照して説明する。図７は、第５の実施の形態に係るファン１６の断面図である。第５の実施形態の内側端部４１は、凸曲部８１と、凹曲部８２とを有する。凸曲部８１は、第１の円弧状の部分の一例である。凹曲部８２は、第２の円弧状の部分の一例である。
【００８７】
凸曲部８１は、円弧状に形成された内側端部６１の一部である。凸曲部８１の半径は、羽根３３の幅よりも小さく、羽根３３の幅の二分の一以上である。凸曲部８１は、Ｘ軸に沿う方向における内側端部４１の幅の半分以上に形成される。
【００８８】
円弧状の凸曲部８１の中心Ｃ３は、羽根３３の内部に位置する。言い換えると、凸曲部８１は、凸状の曲面を形成する。凸曲部８１の一方の端は、先端部４３の端に接続される。凸曲部８１は、先端部４３から滑らかに連続する。
【００８９】
凹曲部８２は、円弧状に形成された内側端部６１の一部である。凹曲部８２は、凸曲部８１と支持板３２の第１の面３８との間に設けられる。凹曲部８２の半径は、羽根３３の幅の二分の一以下である。言い換えると、凹曲部８２の半径は、凸曲部８１の半径以下である。
【００９０】
円弧状の凹曲部８２の中心Ｃ４は、羽根３３の外部に位置する。言い換えると、凹曲部８２は、凹状の曲面を形成する。凹曲部８２の一方の端は、支持板３２の第１の面３８に接続される。凹曲部８２は、第１の面３８から滑らかに連続する。凹曲部８２の他方の端は、凸曲部８１の他方の端に接続される。凹曲部８２は、凸曲部８１から滑らかに連続する。
【００９１】
第５の実施形態のモータ１０において、内側端部４１は、中心Ｃ３が羽根３３の内部に位置する凸曲部８１と、中心Ｃ４が羽根３３の外部に位置した凹曲部８２と、を有する。羽根３３の根元部分においても、円弧状の凹曲部８２が吸引された風に衝突するため、風のせん断及び剥離が分散され、渦の発生が抑制される。したがって、モータ１０の騒音が低減される。さらに、凹曲部８２が設けられることで、羽根３３の強度が向上する。
【００９２】
以下に、第６の実施の形態について、図８を参照して説明する。図８は、第６の実施の形態に係るファン１６を示す断面図である。図８に示すように、第６の実施形態のファン１６は、ファンシュラウド９１を有する。ファンシュラウド９１は、カバーの一例である。
【００９３】
ファンシュラウド９１は、円盤状に形成される。なお、ファンシュラウド９１は、他の形状であっても良い。ファンシュラウド９１は、羽根３３と一体に形成され、複数の羽根３３の先端部４３に接続される。言い換えると、ファンシュラウド９１は、隣り合う羽根３３の間の空間を覆う。
【００９４】
ファンシュラウド９１は、開口部９２を有する。開口部９２は、羽根３３の内側端部４１を露出させる。言い換えると、内側端部４１は、Ｘ軸に沿う方向において、開口部９２に面する。一方、羽根２３の先端部４３は、開口部９２によって露出されず、ファンシュラウド９１によって覆われる。
【００９５】
第６の実施形態のモータ１０に、羽根３３の先端部４３に取り付けられ、隣り合う羽根３３の間の空間を覆うファンシュラウド９１が設けられる。これにより、吸引された風がもれなくファン１６から送出される。したがって、ファンカバー１７の中での風の循環が抑制され、ファン１６の風量が増大する。さらに、循環する風によって風の流れが乱れ、騒音が発生することが抑制される。
【００９６】
ファンシュラウド９１は、羽根３３の先端部４３を覆う。ファンシュラウド９１に羽根３３の内側端部４１を露出させる開口部９２が設けられる。このため、吸引された風が内側端部４１に衝突しやすくなり、モータ１０の騒音がより抑制される。
【００９７】
以下に、第７の実施の形態について、図９乃至図１１を参照して説明する。図９は、第７の実施の形態に係るファン１６を示す平面図である。図１０は、第７の実施形態のファン１６を、図９のＦ１０−Ｆ１０線に沿って示す断面図である。図１１は、第７の実施形態のファン１６を、図９のＦ１１−Ｆ１１線に沿って示す断面図である。
【００９８】
図１０に示すように、羽根３３と支持板３２との接続部分１０１は、円弧状に形成される。接続部分１０１は、互いに接続される羽根３３と支持板３２との角部分である。円弧状の接続部分１０１の中心は、羽根３３の外部に位置する。言い換えると、接続部分１０１は、凹状の曲面を形成する。
【００９９】
羽根３３の内側端部４１と支持板３２との接続部分１０１の曲率半径は、羽根３３の外側端部４２と支持板３２との接続部分１０１の曲率半径よりも大きい。例えば、内側端部４１と支持板３２との接続部分１０１の曲率半径は、外側端部４２と支持板３２との接続部分１０１の曲率半径の約３倍に設定される。図９に示すように、接続部分１０１の曲率半径は、内側端部４１から外側端部４２に向かうに従って小さくなる。
【０１００】
図１０に示すように、ファン１６は、六つの凹部１０２をさらに有する。凹部１０２は、支持板３２の第２の面３９に開口する。六つの凹部１０２は、六つの羽根３３に対応する穴である。すなわち、羽根３３は、凹部１０２によって中空に形成される。凹部１０２によって、ファン１６が軽量化され、接続部分１０１によるファン１６の重量の増加が相殺される。
【０１０１】
第７の実施形態のモータ１０において、羽根３３と支持板３２との接続部分１０１が円弧状に形成される。内側端部４１と支持板３２との接続部分１０１の曲率半径は、外側端部４２と支持板３２との接続部分１０１の曲率半径よりも大きい。すなわち、羽根３３の吸気側において、接続部分１０１の曲率半径はより大きく設定される。これにより、接続部分１０１における騒音の発生が低減され、特に内側端部４１と支持板３２との接続部分１０１における騒音の発生がより低減される。
【０１０２】
以下に、第８の実施の形態について、図１２を参照して説明する。図１２は、第８の実施の形態に係るファン１６の一部を示す平面図である。図１２に示すように、羽根３３の内側端部４１にディンプル１１１が設けられる。ディンプル１１１は、内側端部４１に設けられた複数の凹部である。なお、内側端部４１に複数の凸部が設けられても良い。
【０１０３】
第８の実施形態のモータ１０において、吸引される風に衝突する内側端部４１に、ディンプル１１１が形成される。ディンプル１１１の複数の凹部が、風のせん断及び剥離を分散する。これにより、ファン１６の回転によって生じる騒音が低減される。
【０１０４】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、ボスに向いた複数の羽根の第１の端部が、少なくとも一つの円弧状の部分によって形成される。これにより、回転機械の騒音を低減できる。
【０１０５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…モータ、１２…ステータ、１４…ロータ、１６…ファン、１７…ファンカバー、２５…シャフト、３１…ボス、３２…支持板、３３…羽根、４１…内側端部、４２…外側端部、４３…先端部、５４…吸気口、６１…先端側部分、６２…根元側部分、７１…第１の曲部、７２…第２の曲部、７３…延部、８１…凸曲部、８２…凹曲部、９１…ファンシュラウド、９２…開口部、１０１…接続部分、１１１…ディンプル。
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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