(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することで空気に運動量を与えるファン（１）と、
前記ファン（１）の軸方向一端側に配置されて空気を吸入する吸入口（４１１）と、
前記ファン（１）の回転軸となるシャフト（３２）と、
前記ファン（１）の軸方向他端側の外部に配置されて前記シャフト（３２）を支える軸受（３１４）と、
前記ファン（１）の回転方向に移動可能な錘（６１）とを備え、
前記ファン（１）は、前記回転軸の回りに配置された多数枚の翼部（１１）と、前記多数枚の翼部（１１）を前記ファン（１）の径方向外側から連結する側板（１２）とを有し、前記吸入口（４１１）から吸入した空気を前記ファン（１）の径方向外側へ吹き出す遠心式多翼ファンであり、
前記側板（１２）は、前記多数枚の翼部（１１）における前記吸入口（４１１）側の端部を連結するようになっており、
前記錘（６１）は、前記ファン（１）の軸方向における位置が、前記ファン（１）のうち前記軸受（３１４）側の端部よりも前記軸受（３１４）の反対側になっており、前記ファン（１）の径方向における位置が、前記翼部（１１）のうち前記ファン（１）の径方向内側の端部よりも前記ファン（１）の径方向外側になっていることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記錘（６１）は、前記ファン（１）の径方向における位置が、前記翼部（１１）よりも前記ファン（１）の径方向外側になっていることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記錘（６１）は、前記側板（１２）に形成された溝に収容されていることを特徴とする請求項１または２に記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バランス調整用の錘を備える送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の送風機は、回転体であるファンとモータの振動を打ち消すために、ファンにバランスウェイトを追加（プラスバランス調整）するか、または余剰ウェイトを除去（マイナスバランス調整）して、バランス調整を行っていた。例えば特許文献１には、マイナスバランス調整する遠心式送風機が記載されている。
【０００３】
一方、特許文献２には、ファンと、ファンを固定するワッシャとの間に、錘を移動可能に配設することによって自動的にバランス調整する電動送風機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３０５８７号公報
【特許文献２】特開２００５−９４９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の従来技術によると、製造過程におけるバランス調整の手間が少なくなるというメリットがある。しかしながら、錘によって回転体の重量が増加するので、送風機の効率が悪化するという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２の従来技術に対して錘の位置を変更した場合には、錘がファンによる空気の流れを乱して送風騒音を増加させる虞がある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、錘による重量増加を抑制すること、および錘による送風騒音の増加を抑制することの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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転することで空気に運動量を与えるファン（１）と、
ファン（１）の軸方向一端側に配置されて空気を吸入する吸入口（４１１）と、
ファン（１）の回転軸となるシャフト（３２）と、
ファン（１）の軸方向他端側の外部に配置されてシャフト（３２）を支える軸受（３１４）と、
ファン（１）の回転方向に移動可能な錘（６１）とを備え、
ファン（１）は、回転軸の回りに配置された多数枚の翼部（１１）と、多数枚の翼部（１１）をファン（１）の径方向外側から連結する側板（１２）とを有し、吸入口（４１１）から吸入した空気をファン（１）の径方向外側へ吹き出す遠心式多翼ファンであり、
側板（１２）は、多数枚の翼部（１１）における記吸入口（４１１）側の端部を連結するようになっており、
錘（６１）は、ファン（１）の軸方向における位置が、ファン（１）のうち軸受（３１４）側の端部よりも軸受（３１４）の反対側になっており、ファン（１）の径方向における位置が、翼部（１１）のうちファン（１）の径方向内側の端部よりもファン（１）の径方向外側になっていることを特徴とする。
【０００９】
これによると、錘（６１）がファン（１、２）と軸受（３１４）との間に位置している場合に比べ、軸受（３１４）から錘（６１）までの距離を大きく取ることができるので、錘（６１）によるバランス調整効果を有効に発揮することができる。このため、錘（６１）による重量増加を抑制することができる。
【００１０】
しかも、空気の流れが比較的弱い領域に錘（６１）が設けられることとなるので、錘（６１）がファン（１、２）による空気の流れを乱して送風騒音を増加させることを抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、錘（６１）は、ファン（１）の径方向における位置が、翼部（１１）よりもファン（１）の径方向外側になっていることを特徴とする。
【００１２】
このように、錘（６１）のファン径方向における位置を、翼部（１１）よりもファン径方向外側にすることで、請求項１よりも、より的確に空気流れの弱い領域に錘（６１）を設置できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の発明において、錘（６１）は、側板（１２）に形成された溝に収容されていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、側板（１２）自体を利用して錘（６１）をより効率的に配置することができる。
【００１５】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態における送風機を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図１の送風機の構成を簡潔なモデルで示したものである。
【図４】第１実施形態による振動低減効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、一実施形態を説明する。図１に示す送風機は、車両用空調装置の室内ユニット（図示せず）に用いられ、室内ユニットの内外気切替箱により導入された外気および内気を吸入し、吸入した空気を室内ユニットの空調ユニットに向けて送風する。図１に示す上下の矢印は、車両搭載状態における各方向を示している。
【００１８】
送風機は、車室外空気（外気）および車室内空気（内気）の両方を区分して吸入可能な内外気２層式送風機であり、第１ファン１、第２ファン２、電動モータ３およびケーシング４等を有している。
【００１９】
第１ファン１および第２ファン２は、電動モータ３により回転駆動されて遠心方向に空気を吹き出す遠心式多翼ファンである。第１ファン１および第２ファン２は同軸状に配置されている。送風機の車両搭載状態では、第１ファン１が第２ファン２の上方側に位置している。本例では、第１ファン１および第２ファン２は樹脂にて一体成形されている。
【００２０】
電動モータ３は、モータ本体部３１と、モータ本体部３１から突出するシャフト３２とを有している。シャフト３２は、第１ファン１および第２ファン２の回転軸をなすものであり、送風機の車両搭載状態では上下方向に延びている。モータ本体部３１は、送風機の車両搭載状態では第１ファン１および第２ファン２の下方側に位置している。
【００２１】
ケーシング４は、第１ファン１を収容する第１スクロール部４１と、第２ファン２を収容する第２スクロール部４２と、電動モータ３のモータ本体部３１を収容するモータ収容部４３とを有している。
【００２２】
第１スクロール部４１には、ファン軸方向の一端側（電動モータ３の反対側）に向かって開口した第１吸入口４１１が形成されている。第１吸入口４１１の外縁部には、第１ファン１の内側に向かって延びるベルマウスが形成されている。第１スクロール部４１の内部には、第１ファン１から吹き出された空気を集合させる渦巻き状の流路が形成されている。
【００２３】
第２スクロール部４２には、ファン軸方向の他端側（電動モータ３側）に向かって開口した第２吸入口４２１が形成されている。第２吸入口４２１の外縁部には、第２ファン２の内側に向かって延びるベルマウスが形成されている。第２スクロール部４２の内部には、第１ファン１から吹き出された空気を集合させる渦巻き状の流路が形成されている。
【００２４】
ケーシング４の内部において、第２スクロール部４１、４２の外側には、第２吸入口４２１へ空気を導く導入通路４４が形成されている。
【００２５】
モータ収容部４３は、ケーシング４の壁面を第２吸入口４２１側に向かって窪ませることによって形成されている。
【００２６】
第１ファン１は、回転軸の周りに板状の翼部１１（ブレード）が多数枚配置された構成になっている。多数枚の翼部１１は、第１吸入口４１１側の端部が側板１２によって連結され、その反対側の端部が主板１３によって連結されている。
【００２７】
側板１２は、多数枚の翼部１１を第１ファン１の外周側から締める箍の役割を果たすように環状に形成されている。主板１３は、多数枚の翼部１１を第１ファン１の底部側（反空気吸入側）から覆う円板状に形成されている。
【００２８】
本例では、側板１２は、ファン軸方向と平行な直線状の断面形状になっている。側板１２は、翼部１１間の空気流路の断面積がファン径方向の内側から外側に向かって縮小するように、翼部１１間を流通する主流の流線に沿うような略円弧状の断面形状になっていてもよい。
【００２９】
第２ファン２も、第１ファン１と同様に回転軸の周りに板状の翼部２１（ブレード）が多数枚配置された構成になっている。第２ファン２の翼部２１は、第２吸入口４２１側の端部が箍状の側板２２によって連結され、その反対側の端部が円板状の主板２３によって連結されている。
【００３０】
主板２３の中心部には、電動モータ３のシャフト３２が結合される円筒状のボス２４が形成されている。ボス２４は、第１ファン１の主板１３の中心部に連結されている。
【００３１】
電動モータ３のモータ本体部３１は、コア３１１、ロータ３１２、マグネット３１３、軸受３１４およびセンターピース３１５等を有している。コア３１１は、センターピース３１５を介してケーシング４に固定されている。センターピース３１５には２つの軸受３１４が固定されている。２つの軸受３１４は、第１、第２ファン１、２の外部にてシャフト３２を支持している。ロータ３１２はシャフト３２に固定され、マグネット３１３はロータ３１２に固定されている。
【００３２】
シャフト３２、軸受３１４、回路部（図示せず）などのモータ構成部品を外部の塵、汚れから保護するために、ケーシング４にはモータカバー５が取り付けられている。
【００３３】
外部電源（図示せず）によりコア３１１に通電すると磁束変化が生じ、マグネット３１３を引き寄せる力が発生するので、マグネット３１３、ロータ３１２、シャフト３２およびファン１、２がシャフト３２の中心軸回りに一体となって回転運動する。
【００３４】
第１ファン１の上部外周には、回転による振動を低減するためのバランサ６が設けられている。具体的には、バランサ６は、第１ファン１の側板１２に設けられている。換言すれば、バランサ６は、ファン軸方向における位置が、第１ファン１のうち軸受３１４側の端部よりも軸受３１４の反対側になっており、ファン径方向における位置が、翼部１１よりもファン径方向外側になっている。
【００３５】
バランサ６は、ファン１、２の回転方向に移動可能なボール６１（球状の錘）と、ボール６１を収容するボール収容部６２（錘収容部）とを有するボールバランサであり、ボール６１がボール収容部６２に形成された環状の収容空間６２１を移動することによってバランスを自動調整する。収容空間６２１は、ファン１、２と同軸状に形成されている。
【００３６】
本例では、ボール収容部６２は、第１スクロール部４１のベルマウスの裏側に収められている。具体的には、ボール収容部６２は、側板１２に環状の溝を形成することによって構成されている。また、環状の溝には、ボール６１の脱落を防止する返し形状が設けられている。
【００３７】
図２は、バランサ６の模式的な断面図であり、ファン軸方向と直交する面で切断した時の模式的な断面を示している。ボール６１は収容空間６２１を自由に動き回る（転がる）ことができるようになっている。図２（ａ）はボール６１が２個の場合の例を示し、図２（ｂ）はボール６１が３個の場合、図２（ｃ）はボール６１が４個の場合の例を示している。
【００３８】
次に、上記構成における作動を説明する。電動モータ３がファン１、２を回転駆動すると、ファン１、２の翼部１１、２１が空気に運動量を与える。これにより、スクロール部４１、４２の吸入口４１、４２から空気が吸引され、ファン１、２の外周部から空気が送り出される。送り出された空気はスクロール部４１、４２の渦巻き状の流路に集められ、スクロール部４１、４２の吐出口（図示せず）から空調ユニット（図示せず）に送り出される。
【００３９】
ここで、ファン１、２の回転バランスについて説明する。図３は、上記構成を簡潔なモデルで示したものである。図３（ａ）は、ファン１、２、シャフト３２、ロータ３１２およびマグネット３１３からなる回転体Ｒの静止状態（回転速度ω＝０）の状態を示し、図３（ｂ）は回転体Ｒの回転速度ωが危険速度ωｃより低い状態（ω＜ωｃ）を状態を示し、図３（ｃ）は回転体Ｒの回転速度ωが危険速度ωｃより大きい状態（ω＞ωｃ）を示している。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、ファン１、２、シャフト３２、ロータ３１２およびマグネット３１３からなる回転体Ｒの慣性主軸Ａは、シャフト３２の中心軸と微小なズレを持つ。この微小なズレは、製造上の誤差等に起因するものである。
【００４１】
そのため、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転体Ｒが回転することで発生する遠心力Ｆｃによりモーメントが発生し、軸受３１４を支える支持部材（図１の例ではセンターピース３１５）が変形して、２つの軸受３１４間の特定の点Ｃを中心にシャフト３２の中心軸は傾いて振れ回る。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、回転体Ｒは、危険速度ωｃより低い回転速度ω（回転数）では遠心力ＦｃによるモーメントはジャイロモーメントＭｇよりも大きいため、重心Ｇ及び慣性主軸Ａはシャフト３２の中心軸の外側を振れ回る。換言すれば、重心Ｇ及び慣性主軸Ａは、傾いている実際のシャフト３２の中心軸に対して、回転速度ω＝０で傾いていないのときの仮想のシャフト３２の中心軸（図３（ｂ）の一点鎖線）の反対側に位置する。
【００４３】
それに対し、図３（ｃ）に示すように、回転体Ｒは、危険速度ωｃより大きい回転速度ω（回転数）ではジャイロモーメントＭｇが遠心力Ｆｃによるモーメントよりも大きいため、重心Ｇ及び慣性主軸Ａはシャフト３２の中心軸の内側に入る。換言すれば、重心Ｇ及び慣性主軸Ａは、傾いている実際のシャフト３２の中心軸と、回転速度ω＝０で傾いていないのときの仮想のシャフト３２の中心軸（図３（ｃ）の一点鎖線）との間に位置する。
【００４４】
このとき、バランサ６のボール６１は遠心力によって重心Ｇと釣合う位置に自動的に配置されるので、バランサ６のボール６１と重心Ｇおよび慣性主軸Ａが釣合いの位置関係になる。そのため、シャフト３２の振れ幅を小さくして振動を低減することができる。
【００４５】
しかも、バランサ６は、軸受３１４から離れたファン上部に配置されているので、シャフト３２の傾き中心Ｃからボール６１までの距離を大きく取ることができる。このため、ボール６１によるバランス調整効果を有効に発揮することができる。
【００４６】
また、バランサ６によって重量が増加するので、傾き中心Ｃ回りの慣性モーメントが増加してジャイロモーメントＭｇも増加する。このため、危険速度以上の回転数での振動を更に低減することができる。しかも、バランサ６は、軸受３１４から離れた第１ファン１の上部に配置されているので、小さい重量増加量で効率良く慣性モーメントを増加させることができる。
【００４７】
本実施形態による振動低減効果の例を図４に示す。図４の比較例は、バランサ６がない送風機における振動を示している。図４からわかるように、本実施形態では、比較例に比べて危険速度が低下するとともに、危険速度より大きい回転数（回転速度）での振動が低減する。
【００４８】
さらに、本実施形態では、バランサ６のファン径方向における位置が、翼部１１よりもファン径方向外側になっているので、空気流れが弱い領域にバランサ６が設けられることとなる。
【００４９】
このため、バランサ６が第１ファン１による空気の流れ（吸入口４１からファン外周側に向かう空気の流れ）を乱して送風騒音を増加させることを極力抑制することができるとともに、ケーシング内部の空間を有効に活用してバランサ６を効率的に配置することができる。
【００５０】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、バランサ６のファン径方向における位置が、翼部１１よりもファン径方向外側になっているが、バランサ６のファン径方向における位置は、翼部１１のうちファン径方向内側の端部よりもファン径方向外側になっていてもよい。この場合においても、バランサ６による送風騒音の増加を抑制することができる
また、収容空間６２１をボール６１と同数個の空間にファン周方向に仕切り、仕切られた各空間にボール６１を１個ずつ収容し、収容空間６２１の仕切り部の壁面に弾性体を取り付けてもよい。これにより、ボール６１の衝突による衝撃を仕切り部および弾性体によって緩和することができるので、危険速度においてボール６１が不安定な挙動を示す場合にボール６１同士あるいはボール６１と仕切り部が衝突することで振動が増加することを防止できる。収容空間６２１をファン径方向またはファン軸方向に仕切ってもよい。
【００５１】
また、バランサ６は、錘をなす流体と、流体を収容する流体収容部（錘収容部）とを有する流体バランサで構成されていてもよい。
【００５２】
また、バランサ６の錘は微小粒体（砂粒等）であってもよい。ただし、微小粒体は、互いに付着しないさらさらのもの（湿気や粘り気がないもの）であるのが好ましい。
【００５３】
また、送風機は、２つのファンを備える内外気２層式送風機に限定されるものではなく、ファンが１つの単層式送風機であってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１      第１ファン（ファン）
１２    側板
３２    シャフト
６１    ボール（錘）
３１４  軸受
【図１】
0005652335.tif 000002
【図２】
0005652335.tif 000003
【図３】
0005652335.tif 000004
【図４】
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