(57)【要約】【課題】  吸気効率を大きく低下させることなく、低騒音化を達成することができる送風機を提供する。【解決手段】  送風機１０のケース１２は、内壁に沿って周回するように形成された導入案内路１８の端部から、遠心ファン１１の接線方向へ突出する空気吐出流路１９が形成されている。この空気吐出流路１９の基部における遠心ファン１１の回転方向側の部分は、ケース１２の外壁が略Ｕ字状に形成された舌部２０となっている。この舌部２０の位置を０〔°〕の位置としたときに、回転軸Ｃを回転中心として回転方向へ90〔°〕移動した位置から±20〔°〕の角度をなす範囲内に、吸入口１７の開口縁から回転軸Ｃへ向けて延在し、且つ孔２２が穿設されてなる遮蔽片２１が突設されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の翼（１５）が回転軸（Ｃ）と平行をなして上記回転軸（Ｃ）を取り囲むように配置され、上記回転軸（Ｃ）の軸方向から空気を吸入して径方向外側へ吹き出す遠心ファン（１１）と、
上記遠心ファン（１１）を収納し、且つ当該遠心ファン（１１）の上記回転軸（Ｃ）の一方側から空気を吸入する吸入口（１７）が形成されるとともに、上記遠心ファン（１１）から吹き出された空気を内壁面に沿って、上記遠心ファン（１１）の接線方向に突出した空気吐出流路（１９）へ案内する導入案内路（１８）が設けられたケース（１２）と
を有する送風機（１０）において、
上記吸入口（１７）の開口縁における、上記空気吐出流路（１９）の上記遠心ファン（１１）における回転方向側の端部位置と上記回転軸（Ｃ）とを結ぶ線に対して舌部を０〔°〕としたとき、
上記回転軸（Ｃ）を回転中心として上記回転方向下流側へ90〔°〕をなす位置から±20〔°〕の角度をなす範囲内に、
上記開口縁から上記回転軸（Ｃ）へ向けて延在し、且つ孔（２２）が穿設されてなる遮蔽片（２１、２１Ａ、２１Ｃ）を形成した
ことを特徴とする送風機（１０）。
【請求項２】
上記遮蔽片（２１、２１Ａ、２１Ｃ）は、上記回転軸（Ｃ）を頂点として展開角45〔°〕以内にある
ことを特徴とする請求項１に記載の送風機（１０）。
【請求項３】
上記遮蔽片（２１、２１Ａ、２１Ｃ）に対する上記孔（２２）の開孔率は、50〔%〕以上90〔%〕以下でなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の送風機（１０）。
【請求項４】
上記遮蔽片（２１Ａ）は、上記吸入口（１７）の開口縁から先端側に向けて上記吸入口（１７）の吸入方向へ傾いて設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の送風機（１０）。
【請求項５】
上記遮蔽片（２１Ａ）の先端部は、上記吸入口（１７）の開口端より、上記遠心ファン（１１）の外径寸法の１／10以下の距離だけ吸入方向側に位置する
ことを特徴とする請求項４に記載の送風機（１０）。
【請求項６】
上記遮蔽片（２１Ａ）に、当該遮蔽片（２１Ａ）の撓みを防止するリブ（２１Ｂ）が一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の送風機（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は送風機に関し、さらに詳しくは、車両用空調装置などに用いられるブロワーファンの低騒音化に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置などに用いられる送風機としては、図１２に示すように、図外の回転軸方向（すなわち、紙面に対する直交方向）から吸入した空気を径外側方向へ吹き出す遠心ファン１と、当該遠心ファン１を収納し、この遠心ファン１に空気を導入する吸入口２とを備え、且つ遠心ファン１から吹き出す空気が流れる空気流路３を内壁に沿って形成してなる円筒容器状のケース４を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このケース４には、ケース外周の接線方向に向けて空気流路３を外側に延在した筒状の吐出口５が形成されており、空気流路３が吐出口５に向けて略渦巻き状となっている。特に、このケース４には吐出口５と、この吐出口５よりファン回転方向側に隣接するケース４との隙間が狭くなっている舌状の境界部（以下、これを舌部と称する）から渦巻き終わり側（吐出口５近傍）に渡り、ケース４内側へ突出する突出壁６が形成されている。この突出壁６を形成することにより、送風機の低騒音化を図っている。
【０００４】
また、他の送風機としては、吐出口近傍で遠心ファンの外周とケースの内周面との隙間が狭くなった舌部近傍において、吸入口の一部を閉鎖板で覆ったものが知られている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−５０１９３号公報（第２頁、第２図）
【特許文献２】特開２００１−８２３９４号公報（第３頁、第１図）
【特許文献３】特開２００１−１４０７９３号公報（第３頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来技術では、いずれの場合でも送風機における騒音発生箇所が特定されていない。前記特許文献１記載に係る送風機では、吐出口５へ送風する空気の流れを突出壁６で制御しているものの、吸入口２から前記回転軸方向へ吸い込む空気流に起因する騒音を抑制することが困難である。
【０００７】
また、前記特許文献２においては、舌部近傍において90〔°〕以上の広がり角で吸入口を閉鎖板で塞いでいるため、吸い込み障害で流量が低下したり、流れが偏流したり、吸い込み面積の減少に伴う流速の増加によって、逆に騒音の増大が起こるという不具合があった。
【０００８】
さらに、前記特許文献３においては、空気制御板をケースの吸入口から内側へ突設しているため、この空気制御板と対向する遠心ファンで実質的に空気の吸い込みに寄与しておらず、遠心ファンの吸気効率が低下するという問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、吸気効率を大きく低下させることなく、低騒音化を達成することができる送風機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、複数の翼が回転軸と平行をなして上記回転軸を取り囲むように配置され、上記回転軸の軸方向から空気を吸入して径方向外側へ吹き出す遠心ファンと、上記遠心ファンを収納し、且つ当該遠心ファンの上記回転軸の一方側から空気を吸入する吸入口が形成されるとともに、上記遠心ファンから吹き出された空気を内壁面に沿って、上記遠心ファンの接線方向に突出した空気吐出流路へ案内する導入案内路が設けられたケースとを有する送風機において、上記吸入口の開口縁における、上記空気吐出流路の上記遠心ファンにおける回転方向側の端部位置と上記回転軸とを結ぶ線に対して舌部を０〔°〕としたとき、上記回転軸を回転中心として上記回転方向下流側へ90〔°〕をなす位置から±20〔°〕の角度をなす範囲内に、上記開口縁から上記回転軸へ向けて延在し、且つ孔が穿設されてなる遮蔽片を形成したことを特徴とする。
【００１１】
この請求項１記載の発明では、空気吐出流路の上記遠心ファンにおける回転方向側の端部位置と上記回転軸とを結ぶ線に対して、上記回転軸を回転中心として上記回転方向下流側へ90〔°〕をなす位置に孔が穿設されてなる遮蔽片を形成したことにより、「90〔°〕の位置」近傍、すなわち局所的な速い流れと翼の列との干渉位置に存在する翼の列部分に存在する主要な音源を遮蔽片で空気を遮って、騒音が発生することを抑制できる。また、「90〔°〕の位置」から、±20〔°〕の角度をなす範囲内に、回転軸へ向けて延在した上記遮蔽片を形成したことにより、静圧の上昇を抑えつつ騒音量を低下させることが可能となる。しかも、この遮蔽片は孔を有するため、単に遮蔽片を設ける場合に比較して、騒音レベルにおける聴感を低減させることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の送風機であって、上記遮蔽片は、上記回転軸を頂点として展開角45〔°〕以内にあることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の送風機であって、上記遮蔽片に対する上記孔の開孔率は、50〔%〕以上90〔%〕以下でなることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一項に記載された送風機であって、上記遮蔽片は、上記吸入口の開口縁から先端側に向けて上記吸入口の吸入方向へ傾いて設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の送風機であって、上記遮蔽片の先端部は、上記吸入口の開口端より、上記遠心ファンの外径寸法の１／10以下の距離だけ吸入方向側に位置することを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか一項に記載された送風機であって、上記遮蔽片に、当該遮蔽片の撓みを防止するリブが一体的に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、遮蔽片を舌部半径の中心位置から90〔°〕の位置の局所的に吸い込み流れの速い部分に形成したことにより、ここから舌部までの間で安定したスクロールへの流れ出しができるようになり、そのため澱みが小さく安定し、結果的に出口付近の主流も安定化して変動する揺動音が無くなり騒音レベルを下げることができる。しかも、この遮蔽片には孔が穿設されているため、単に遮蔽片を設ける場合に比較して、騒音レベルにおける聴感を低減させることができる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、展開角を45〔°〕以内に抑えることにより、吸入される空気の流量を確保することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、遮蔽片に対する孔の開孔率が、50〔%〕以上90〔%〕以下でなることにより、上記騒音レベルにおける揺動音および聴感の的確な低減を図ることができる。
【００２０】
請求項４および５に記載の発明によれば、遮蔽片を斜めに設定することにより、空気流れを良好にすることができる。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、遮蔽片にリブを一体的に形成することにより、遮蔽片の耐久性と、振動を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る送風機の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。なお、ここで説明する送風機は、例えば、車両用空調装置に用いられる。
【００２３】
図１〜図４は、本発明に係る送風機の一実施形態を示しており、図１は本実施形態の送風機を示す正面図、図２は図１における要部（遠心ファン）を示す斜視図、図３は図１の送風機の縦断面図、図４は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００２４】
図１および図２に示すように、本実施形態の送風機１０は、円筒形状の遠心ファン１１と、略円筒形状のケース１２と、遠心ファン１１を回転駆動する後述のモータ１３（図４参照）とを備えて大略構成されている。
【００２５】
遠心ファン１１は、図２および図４に示すように、中央が略円錐状に盛り上がった平面円形の回転基板１４と、この回転基板１４の周縁部に等間隔に立設された多数枚の翼１５と、これら多数の翼１５の上端部に一体に形成された環状の翼連結プレート１６とからなる遠心式の多翼ファンである。なお、回転基板１４のほぼ中心部には、ケース１２側に固定されたモータ１３の駆動シャフト１３Ａが挿入固定されるシャフト挿入口１４Ａが形成されている。
【００２６】
ケース１２は、図３の縦断面図に示すように、遠心ファン１１が収納され、遠心ファン１１の回転軸Ｃの一方側の側面に円形の吸入口１７が形成されている。また、ケース１２には、収納された遠心ファン１１を取り囲むように狭い流路から漸次広い流路となる渦巻き状に１周回する導入案内路１８が形成されている。さらに、ケース１２には、この導入案内路１８の端部から、遠心ファン１１の接線方向へ突出する空気吐出流路１９が形成されている。この空気吐出流路１９の流路壁１９ａとケース１２の外壁との交点を円弧で結び舌部２０となっている。この舌部２０の円弧の半径ｒ（以下、これを舌部半径ｒと称する）は、通常ファン外径をＤとしたとき0.04＜ｒ／Ｄ＜0.06の式で表される範囲が採用されている。本実施形態では舌部半径ｒ＝0.05Ｄ、ファン外径Ｄ＝160〔mm〕とするため、舌部半径ｒ＝８〔mm〕で成形されている。
【００２７】
この舌部２０の舌部半径ｒの中心位置を０〔°〕としたときに、回転軸Ｃを中心に遠心ファン１１の回転方向へ90〔°〕移動した位置の吸入口１７の開口縁から前記90〔°〕の位置の±20〔°〕の範囲から回転軸Ｃ（吸入口１７の中心）へ向けて略三角形状の遮蔽片２１が突設されている。
【００２８】
この遮蔽片２１は、吸入口１７に向けて回転軸Ｃの方向に吸い込まれる空気に影響を与えるとともに、遮蔽片２１の内側の遠心ファン１１側の空気流に影響を与えるようになっている。
【００２９】
ここで、送風機の騒音発生のメカニズムについて説明する。この説明では、送風機として、図５および図６に示すように、遮蔽片２１を有しない一般的な構造の送風機１０Ａを用いる。このような送風機１０Ａの騒音発生のメカニズムを知ることにより、本発明に係る送風機１０の構成が騒音対策として成り立つからである。なお、この送風機１０Ａは、遮蔽片２１を有しない点を除いて上述した実施形態の送風機１０とほぼ同様の構成であるため、対応部分には同一符号を付して説明する。
【００３０】
先ず、送風機１０Ａを回転駆動すると、空気吐出流路１９での出口圧力が高くなるため、遠心ファン１１からの空気流れの一部は押し戻され、舌部２０（０〔°〕の位置）で一部は翼１５の列までも再進入しながら、その下流で翼１５の列を通って再び導入案内路１８内へ漏れ流れる再循環流が普遍的な流れとなる（図６参照）。
【００３１】
すると、舌部２０では、上方からの気流が流れ込めず、図６に示すように澱みとなり、非常に不安定な領域を形成する。澱みから開放された流れは、その周辺である90〔°〕位置以降から強く安定してスクロール内へ流れ出し始める。澱み部では流れが停滞、舌部を境に出口側／スクロール側どちらに流れ出すかで激しく揺動しており、この揺動が出口主流をも揺動させ、揺動する主流と回転する羽根車が衝突干渉して、大きな騒音を発生させる。主流と翼列が干渉すると翼通過騒音と呼ばれる翼通過の周波数で翼面から騒音を発生する。
【００３２】
一般に、送風機の騒音は、流速の６乗で発生することが確認されており、流体騒音の基礎理論から、６乗に比例する騒音は、発生した渦が近傍の壁に作用、増幅発生することを示しており、羽根車の場合、翼面が主要発生部位となっている。このとき、主流が揺動していると、翼通過周波数だけでなく、揺動する周期で様々な騒音が翼面より発生する。実際、音源探査を行うと出口付近の翼列部に不安定で大きな騒音があることが確認されており、同様に出口付近の流れも揺らいでいることが流速測定や、流れの可視化で判明している。
【００３３】
以上のような送風機の騒音発生メカニズムを踏まえて、本発明は構成されている。すなわち、上述した実施形態の送風機１０のように、遮蔽片２１を、「90〔°〕の位置」の局所的に吸い込み流れの速い部分に形成したことにより、ここから舌部２０までの間で安定したスクロールへの流れ出しができるようになり、そのため澱みが小さく安定化し、結果的に出口付近の主流も安定化して変動する揺動音が無くなって騒音レベルを下げることができる。実際に実験してみると、前記のメカニズムの説明にあるように、「90〔°〕の位置」近傍に遮蔽片２１を配置することにより騒音を低下させることができた。
【００３４】
図７は、本実施形態で形成した遮蔽片２１を吸入口１７の各位置に設けた場合の騒音抑制効果を調べた結果を示すグラフである。図７のグラフにおいて、横軸は舌部（０〔°〕の位置）から遠心ファン１１の回転方向の角度位置を示し、縦軸は騒音レベル〔dB〕を示す。また、遠心ファン１１の回転条件は、無負荷時に2200〔rpm〕の回転数となるように設定した。
【００３５】
図７のグラフから、90〔°〕の位置に遮蔽片２１を配置することにより騒音レベルを大幅に低下できることがわかる。また、同図からは、０〔°〕の位置の±20〔°〕の範囲において、前記遮蔽片２１を配置しても騒音レベルを低下させることがわかる。
【００３６】
図７に示された結果を踏まえて、本発明に係る送風機１０では、吸入口１７における舌部（０〔°〕の位置）から遠心ファン１１の回転方向に90〔°〕の位置に遮蔽片２１を配置、形成することで、送風機１０の騒音レベルを低下させることができる。なお、図７に示された結果から、０〔°〕の位置に遮蔽片２１を配置しても騒音レベルを低下させることができるため、90〔°〕の位置の他に０〔°〕の位置にも遮蔽片を付加した構成としてもよい。但し、90〔°〕の位置に遮蔽片２１を配置することにより、騒音レベルの大幅な低下を図ることができるため、吸入口１７での通気抵抗を増大させることを勘案すると、０〔°〕の位置に遮蔽片を設ける必要性は低いものと判断される。
【００３７】
次に、本実施形態に係る送風機１０における遮蔽片２１の展開角（遠心ファン１１の回転軸Ｃから見た遮蔽片２１の広がり角度：図３参照）による騒音抑制効果について説明する。図８は、遮蔽片２１の展開角による騒音抑制効果と遠心ファン１１の静圧上昇効果を確認したグラフである。このグラフから、遮蔽片２１の展開角が大きすぎると騒音は却って増大し、遠心ファン１１の性能の低下も大きくなることがわかる。ここで、図５および図６に示したような現行品に対して、５〔%〕以内性能低下で、５〔%〕以上の騒音低減を図るには展開角を45〔°〕以内に抑える必要があることがわかる。すなわち、性能低下を最小にしながら騒音を低減するには、展開角を45〔°〕以内に抑える必要がある。
【００３８】
しかし、以上述べたように単に遮蔽片２１を設けたのでは、気流を全面的に遮蔽することとなるため、風量性能の面における低減作用が懸念される。そこで、本実施形態の場合、係る構成に加えて、遮蔽片２１に複数の孔２２を穿設するようにした（図１参照）。
【００３９】
これは、以下に説明する内容に基づくものである。図９は遮蔽片２１に孔２２を設けた場合の騒音低減効果を示すグラフであり、横軸は遮蔽片２１の開孔率〔%〕を示し、縦軸は騒音レベル〔dB〕を示す。また、遠心ファン１１の回転条件は、無負荷時に約2000〔rpm〕の回転数となるように設定した。因みに、このグラフにおいて、ＴＰ０は孔２２を設けない厚み2.0〔mm〕のベニヤ片、ＴＰ１はφ4.0〔mm〕の孔２２を40ヶ所穿設してなるアルミニウム片、ＴＰ２は厚み1.0〔mm〕で開孔率68〔%〕の発泡金属片、ＴＰ３はφ1.5〔mm〕の孔２２を３〔mm〕ピッチで穿設してなるアルミニウム片についてのデータである。なお、開孔率０〔%〕とは遮蔽片２１に対し孔２２を穿設しない状態を示し、開孔率100〔%〕とは送風機１０に対し遮蔽片２１を設けない状態を示すことは言うまでもない。
【００４０】
このグラフから見てわかるように、騒音レベルにおける揺動音（Ｌｉｎレベル）に関しては、孔２２が穿設されていない遮蔽片２１を設けることによって、既に前記現行品のレベルよりも低減させることが可能であり、開孔率の低い30〔%〕付近において、このＬｉｎレベルを高める（すなわち、前記現行品レベルに近づける）傾向にあるとともに、開孔率80〔%〕付近を境にＬｉｎレベルを高める傾向にあることがわかる。
【００４１】
一方、騒音レベルにおける聴感（Ａ特性レベル）に関しては、送風機１０に対し孔２２が穿設されていない遮蔽片２１を単に設けたのでは、気流をこの遮蔽片２１において全面的に遮蔽することとなるため、悪化させる傾向にある。しかしながら、この遮蔽片２１に孔２２を穿設し、その開孔率を高めるにつれ、このＡ特性レベルを低減させることが可能となることがわかる。
【００４２】
従って、これらＡ特性レベルとＬｉｎレベルとの低減効果を勘案して、遮蔽片２１に対する孔２２の開孔率は、50〔%〕以上90〔%〕以下の範囲で設定するのが好ましい。かくして、遮蔽片２１に孔２２を穿設することにより、Ａ特性レベルを約0.6〔dB〕、Ｌｉｎレベルを約0.4〔dB〕低減させることができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００４４】
例えば、上述した実施形態では、遮蔽片２１を吸入口１７の開口面に平行をなすように中央に向けて突設したが、図１０に示すように、遮蔽片２１Ａを吸入口１７の内側（遠心ファン１１側）へ傾けて形成し、上面中央に吸入口１７の半径方向に補強リブ２１Ｂを一体に形成した構成としてもよい。なお、遮蔽片２１Ａの先端部の吸入口１７の開口面からの距離ｄは、遠心ファン１１の外径寸法の１／10以下の距離だけ吸入方向側に位置することが好ましい。このように、遮蔽片２１Ａを遠心ファン１１側へ傾けることにより、吸入される空気流の抵抗を低減することができる。
【００４５】
また、上述した実施形態では、遮蔽片２１を遠心ファン１１の回転軸Ｃへ向けて扇形（略三角形）に形成したが、図１１に示すような遮蔽片２１Ｃのように、略台形状としても勿論よい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る送風機の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本実施形態に係る送風機の遠心ファンを示す斜視図である。
【図３】図１における送風機の縦断面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】現行品の空気流れを示す斜視図である。
【図６】現行品の空気流れを示す正面図である。
【図７】本実施形態に係る送風機における遮蔽片の騒音抑制効果を示すグラフである。
【図８】本実施形態に係る送風機における遮蔽片の展開角と騒音量との関係を示すグラフである。
【図９】本実施形態に係る送風機における遮蔽片に孔を設けた場合の騒音低減効果を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る送風機の他の実施形態を示す要部斜視図である。
【図１１】本発明に係る送風機の他の実施形態を示す要部斜視図である。
【図１２】従来の送風機の形態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・・送風機
１１・・・遠心ファン
１２・・・ケース
１３・・・モータ
１５・・・翼
１７・・・吸入口
１８・・・導入案内路
１９・・・空気吐出流路
２０・・・舌部（０〔°〕の位置）
２１、２１Ａ、２１Ｃ・・・遮蔽片
２１Ｂ・・・補強リブ
２２・・・孔
【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】
2005023914.tif 000009
【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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