(57)【要約】【課題】大風量・高効率・低騒音・長寿命といった高い性能を有する新たな遠心ファンを提供し、もって高品質の電動工具を提供する。【解決手段】電動工具用遠心ファン２０は、電動工具１０のケーシング１２内にモータ１１とともに収納設置され、モータ１１が有するモータ出力軸１３の出力に応じて回転することによってケーシング１２内に冷却風の流れを発生させるものである。そして、この遠心ファン２０のファン外径Ｄ２が、５５ｍｍ≦Ｄ２≦６０ｍｍであり、且つ、この遠心ファン２０の外周縁とこの外周縁に対向するケーシング１２との間の隙間Ｇが、７ｍｍ≦Ｇ≦８ｍｍとなるように設置されることにより、大風量・高効率の遠心ファン２０が実現される。また、羽根２４の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での軸方向高さをＨ１としたとき、０．１３９≦Ｈ１／Ｄ２≦０．１７２となるように構成することが好適である。【選択図】図２
2007223009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ出力軸に設置するための取付孔が形成される筒状のハブと、
前記ハブの外周方向に拡がって形成される円板形状の座面と、
前記座面の所定半径位置から外周縁まで延び、該座面の周方向に沿って所定ピッチで配列され、該座面の一面側から軸方向に突設される複数の羽根と、
を備え、
電動工具のケーシング内にモータとともに収納設置され、前記モータが有する前記モータ出力軸の出力に応じて回転することによって前記ケーシング内に冷却風の流れを発生させる電動工具用遠心ファンであって、
該遠心ファンのファン外径Ｄ２が、５５ｍｍ≦Ｄ２≦６０ｍｍであり、且つ、
該遠心ファンの外周縁とこの外周縁に対向する前記ケーシングとの間の隙間Ｇが、７ｍｍ≦Ｇ≦８ｍｍとなるように設置されることを特徴とする電動工具用遠心ファン。
【請求項２】
請求項１に記載の電動工具用遠心ファンにおいて、
前記羽根の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での軸方向高さをＨ１としたとき、
０．１３９≦Ｈ１／Ｄ２≦０．１７２となるように構成されていることを特徴とする電動工具用遠心ファン。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動工具用遠心ファンにおいて、
前記羽根の外周縁側の端部が向く方向に前記端部の先端から外周方向に延びる第１の仮想線と、
前記羽根の外周縁側の端部が存在する位置を接点とし、前記接点を通過して前記座面の接線として把握される第２の仮想線と、
を想定し、
前記第１の仮想線と前記第２の仮想線との交わりによって形成される２つの角のうちの小さい方の角を出口角度α１としたとき、
４０°≦α１≦５０°となるように構成されていることを特徴とする電動工具用遠心ファン。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の電動工具用遠心ファンにおいて、
前記羽根の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での隣り合う羽根同士の間隔をＬ１、
前記羽根の軸方向の高さが最も大きくなる箇所の外径寸法をＤ１、
前記羽根の外周縁側の端部での隣り合う羽根同士の間隔をＬ２、
前記羽根の外周縁側の端部での軸方向高さをＨ２、
とし、
前記羽根の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での流路断面積をＬ１×Ｈ１×Ｄ１、
前記羽根の外周縁側の端部での流路断面積をＬ２×Ｈ２×Ｄ２、
と定義するとき、
（Ｌ１×Ｈ１×Ｄ１）：（Ｌ２×Ｈ２×Ｄ２）＝１：１．３〜２．４５となるように構成されていることを特徴とする電動工具用遠心ファン。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の電動工具用遠心ファンにおいて、
前記複数の羽根の枚数ｎが、ｎ＝３１〜３８であることを特徴とする電動工具用遠心ファン。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の電動工具用遠心ファンにおいて、
前記複数の羽根と前記ハブとの接合箇所が軸方向に高さを持つことによって接合部が形成され、
遠心ファンの回転中心に対する前記接合部の傾き角度を入口角度α２としたとき、
０°≦α２≦１０°となるように構成されていることを特徴とする電動工具用遠心ファン。
【請求項７】
請求項１〜６に記載の電動工具用遠心ファンにおいて、
前記座面の反羽根側に磁石を埋設するときには、遠心ファンの高さＹが変化しないように前記座面を部分的に軸方向に延長し、前記軸方向高さＨ１，Ｈ２を磁石埋設部分だけ浅くするように構成することを特徴とする電動工具用遠心ファン。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の電動工具用遠心ファンを備える電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却風を発生させるために電動工具のケーシング内に設置される電動工具用遠心ファンおよびこの遠心ファンを備える電動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動工具には、発熱源となるモータ等の冷却を行うために、遠心ファンを設置したものが知られている。この種の遠心ファンは、一般的に、電動工具のケーシング内にモータとともに収納設置されており、モータが有するモータ出力軸の出力に応じて回転することによってケーシング内に冷却風の流れを発生させるという機能を発揮している（例えば、下記特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３９１１９９号明細書
【特許文献２】特開２００５−２４６５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の遠心ファンには、効率や騒音、強度等の性能面で不十分な点があり、多数の改善すべき余地が残されていた。
【０００５】
例えば、上記特許文献１に記載の遠心ファンでは、羽根高さと羽根間隔の設定条件として、各羽根の入口部及び出口部の羽根間隔と羽根高さの積からなる面積を夫々Ｓ１、Ｓ２とし、各羽根の入口部の径及び出口部の径を夫々Ｄ１、Ｄ２としたとき、Ｓ１×Ｄ１＝（１±０．３）×Ｓ２×Ｄ２の関係式を満足するようにしたことが開示されている。すなわち、遠心ファンの半径位置における各羽根間の間隔と羽根の高さの積からなる面積及び半径との積を、すべての半径位置において等しくするか、もしくはすべての半径位置において±３０％の範囲内に収めるようにすることによって、羽根内の空気の流れを円滑にし、騒音を低減できるとしている。
【０００６】
しかしながら、実際の遠心ファンでは、拡がり管損失を考慮して羽根の出口側の断面積を大きく取った方が好ましい場合が多く、上記特許文献１に記載の発明は、特殊な遠心ファンのみに適用される汎用性の低いものであると予想できる。
【０００７】
また、上記特許文献２では、ファン外径と羽根高さの関係を規定しているが、現実には、ファン外径とケーシング内面との間の隙間量によってファン特性は大きく変化してしまうことが予想されるため、この隙間量を何ら規定していない上記特許文献２に記載の発明は、不完全なものであると言わざるを得ない。
【０００８】
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、従来の遠心ファンに比べて大風量・高効率・低騒音・長寿命といった高い性能を有する新たな遠心ファンを提供し、もって高品質の電動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１０】
本発明に係る電動工具用遠心ファン（２０）は、モータ出力軸（１３）に設置するための取付孔（２１）が形成される筒状のハブ（２２）と、前記ハブ（２２）の外周方向に拡がって形成される円板形状の座面（２３）と、前記座面（２３）の所定半径位置から外周縁まで延び、該座面（２３）の周方向に沿って所定ピッチで配列され、該座面（２３）の一面側から軸方向に突設される複数の羽根（２４）と、を備え、電動工具（１０）のケーシング（１２）内にモータ（１１）とともに収納設置され、前記モータ（１１）が有する前記モータ出力軸（１３）の出力に応じて回転することによって前記ケーシング（１２）内に冷却風の流れを発生させる電動工具用遠心ファン（２０）であって、該遠心ファン（２０）のファン外径Ｄ２が、５５ｍｍ≦Ｄ２≦６０ｍｍであり、且つ、該遠心ファン（２０）の外周縁とこの外周縁に対向する前記ケーシング（１２）との間の隙間Ｇが、７ｍｍ≦Ｇ≦８ｍｍとなるように設置されることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る電動工具用遠心ファン（２０）は、前記羽根（２４）の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での軸方向高さをＨ１としたとき、０．１３９≦Ｈ１／Ｄ２≦０．１７２となるように構成することができる。
【００１２】
また、本発明に係る電動工具用遠心ファン（２０）は、前記羽根（２４）の外周縁側の端部（Ｐ１）が向く方向に前記端部（Ｐ１）の先端から外周方向に延びる第１の仮想線（Ｂ）と、前記羽根（２４）の外周縁側の端部（Ｐ１）が存在する位置を接点とし、前記接点を通過して前記座面（２３）の接線として把握される第２の仮想線（Ｃ）と、を想定し、前記第１の仮想線（Ｂ）と前記第２の仮想線（Ｃ）との交わりによって形成される２つの角（α１，α１’）のうちの小さい方の角（α１）を出口角度α１としたとき、４０°≦α１≦５０°となるように構成することができる。
【００１３】
さらに、本発明に係る電動工具用遠心ファン（２０）は、前記羽根（２４）の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での隣り合う羽根（２４）同士の間隔をＬ１、前記羽根（２４）の軸方向の高さが最も大きくなる箇所の外径寸法をＤ１、前記羽根（２４）の外周縁側の端部（Ｐ１）での隣り合う羽根（２４）同士の間隔をＬ２、前記羽根（２４）の外周縁側の端部（Ｐ１）での軸方向高さをＨ２、とし、前記羽根（２４）の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での流路断面積をＬ１×Ｈ１×Ｄ１、前記羽根（２４）の外周縁側の端部（Ｐ１）での流路断面積をＬ２×Ｈ２×Ｄ２、と定義するとき、（Ｌ１×Ｈ１×Ｄ１）：（Ｌ２×Ｈ２×Ｄ２）＝１：１．３〜２．４５となるように構成することができる。
【００１４】
またさらに、本発明に係る電動工具用遠心ファン（２０）は、前記複数の羽根（２４）の枚数ｎが、ｎ＝３１〜３８であることとすることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明に係る電動工具用遠心ファン（２０）は、前記複数の羽根（２４）と前記ハブ（２２）との接合箇所が軸方向に高さを持つことによって接合部（２５）が形成され、遠心ファン（２０）の回転中心に対する前記接合部（２５）の傾き角度を入口角度α２としたとき、０°≦α２≦１０°となるように構成することができる。
【００１６】
また、本発明に係る電動工具用遠心ファン（４０）において、前記座面（２３）の反羽根（２４）側に磁石（４１）を埋設するときには、遠心ファン（４０）の高さＹが変化しないように前記座面（２３）を部分的に軸方向に延長し、前記軸方向高さＨ１，Ｈ２を磁石（４１）埋設部分だけ浅くするように構成することが好適である。
【００１７】
なお、上述した本発明に係る電動工具用遠心ファン（２０，４０）を備える電動工具（１０）を実現することによって、従来にない高性能の電動工具（１０）を提供することが可能となる。
【００１８】
また、上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来の遠心ファンに比べて大風量・高効率・低騒音・長寿命という高い性能を有する新たな電動工具用遠心ファンを提供することができ、その結果として、高品質の電動工具を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る遠心ファンが設置される電動工具の要部を例示する部分縦断面図である。特に、図１は、電動工具１０の駆動力発生源となるモータ１１設置箇所の近傍を示している。なお、本明細書中で説明する「電動工具」には、電気ドリル、アングルドリル、グラインダ、インパクトドリル、ねじ締め機等の回転工具や、携帯マルノコ、ジグソー、レシプロソー等の切断工具等が広く含まれており、これら様々な電動工具に対して本実施形態に係る遠心ファン２０を好適に用いることが可能となっている。
【００２２】
図１で示すように、本実施形態に係る遠心ファン２０が設置される電動工具１０は、その外郭がケーシング１２によって形成されており、このケーシング１２内には、駆動源となるモータ１１や、作用部となるドリルビット等（不図示）、さらには電力供給手段としての電気配線やバッテリ等（不図示）が収納設置されている。
【００２３】
そして、ケーシング１２内に収納設置される部材のうち、特にモータ１１は発熱源となるため、モータ効率の維持や安全確保のために発生する熱を放熱して冷却を図る必要がある。そこで、電動工具１０においては、効率良い放熱のために、モータ１１が有するモータ出力軸１３に遠心ファン２０が設置されており、この遠心ファン２０は、モータ１１が有するモータ出力軸１３の出力に応じて回転することによって、ケーシング１２内に冷却風の流れを発生させることができるようになっている。さらに、ケーシング１２には、外気をケーシング１２内に取り込むための吸入口１２ａと、ケーシング１２内の熱を奪った空気をケーシング１２外に排出するための排出口１２ｂとが形成されており、遠心ファン２０によって発生した空気の流れにより冷却風が吸入口１２ａから導入されてモータ１１等の熱を奪い、暖まった状態で排出口１２ｂから排出できるようになっている。
【００２４】
次に、本実施形態に係る遠心ファン２０の構成について、図２および図３を用いて説明する。ここで、図２は、本実施形態に係る遠心ファンの縦断面側面図である。また、図３は、本実施形態に係る遠心ファンの外観正面図である。
【００２５】
本実施形態に係る遠心ファン２０は、モータ出力軸１３に設置するための取付孔２１が形成される筒状のハブ２２と、ハブ２２の外周方向に拡がって形成される円板形状の座面２３と、座面２３の所定半径位置から外周縁まで延び、該座面２３の周方向に沿って所定ピッチで配列され、該座面２３の一面側から軸方向に突設される複数の羽根２４と、を備えて構成されている。そして、本実施形態に係る遠心ファン２０は、正面から見て時計回りに、すなわち図３における符号（Ａ）で示される矢印の方向に回転することによって、図３における紙面手前側から座面２３の外周方向に流れる冷却風を発生させることが可能となっている。
【００２６】
また、本実施形態に係る遠心ファン２０は、構成および設置条件について、従来にない様々な特徴を有している。
【００２７】
まず、本実施形態に係る遠心ファン２０は、ファン外径Ｄ２が、５５ｍｍ≦Ｄ２≦６０ｍｍであり、且つ、遠心ファン２０の外周縁とこの外周縁に対向するケーシング１２との間の隙間Ｇが、７ｍｍ≦Ｇ≦８ｍｍとなるように設置されることを特徴としている（図１および図２参照）。
【００２８】
すなわち、効率良い遠心ファンを設計するときには、ファン外径Ｄ２と、遠心ファン２０の外周縁とこの外周縁に対向するケーシング１２との間の隙間Ｇとの関係が非常に重要となる。そこで、発明者は、ファン外径Ｄ２と隙間Ｇとの関係を試験・研究し、図４に示す結果を得た。図４は、ファン外径Ｄ２が５５ｍｍ≦Ｄ２≦６０ｍｍの場合における、隙間Ｇと風量との関係を示す図である。
【００２９】
図４より、ファン外径Ｄ２が５５ｍｍ≦Ｄ２≦６０ｍｍの場合、隙間Ｇが８ｍｍとなったときに風量が約０．７８ｍ3／ｍｉｎとなって飽和状態となることが明らかとなった。また、本実施形態に係る遠心ファン２０を採用する電動工具１０においては、風量が約０．７６ｍ3／ｍｉｎあれば十分にモータ１１等を冷却するのに足りることがわかっているので、隙間Ｇの下限値は、７ｍｍ以上あれば有効であることがわかる。なお、ファン騒音は、ファン外径の約６乗に比例することがわかっているから、同じ風量を得るためには、単にファン外径を大きくするのではなく、本実施形態に係る遠心ファン２０のように、ファン外径Ｄ２に応じた適切な隙間Ｇを設定することが重要である。したがって、ファン外径Ｄ２が５５ｍｍ≦Ｄ２≦６０ｍｍであり、且つ、隙間Ｇが７ｍｍ≦Ｇ≦８ｍｍとなるように遠心ファン２０を設置することによって、遠心ファン２０から最大限の風量を引き出すことが可能となるとともに、低騒音を実現することができる。
【００３０】
次に、本実施形態に係る遠心ファン２０では、羽根２４の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での軸方向高さをＨ１としたとき、０．１３９≦Ｈ１／Ｄ２≦０．１７２となるように構成することとした。かかる条件を見出すために、発明者は、遠心ファン２０の羽根高さＨ１とファン外径Ｄ２との関係に着目し、羽根高さ比率（Ｈ１／Ｄ２）と風量比率との関係、および誤差要因（通風路抵抗の増減）に対する風量の変化との関係を試験・研究した。その結果を、図５および図６に示す。ここで、図５は、羽根高さ比率（Ｈ１／Ｄ２）と風量比率との関係を示した図であり、図６は、羽根高さ比率（Ｈ１／Ｄ２）と誤差要因（使用者が製品を用いる際に吸入口１２ａ、排出口１２ｂを塞ぐなど、冷却風の流れを阻害することによる通風路抵抗の増減）に対する風量の変化率との関係を示した図である。
【００３１】
まず、図５を参照すると、羽根高さ比率（Ｈ１／Ｄ２）が大きくなると風量比率が増大することがわかる。なお、図５は、羽根高さ比率（Ｈ１／Ｄ２）が０．１１９のときの風量値を１００％（Ｆ１）とし、羽根高さ比率を変化させたときの風量値（Ｆ２）から、風量比率（Ｆ２／Ｆ１×１００）を算出したものである。
【００３２】
一方、図６の風量変化率は、誤差の変化（通風路抵抗の増減）に対する風量の変化率の安定度合いを示している。実験では、個々の羽根高さ比率で通風路の抵抗を増減させ、その風量の変化量（通風路抵抗小風量値−通風路抵抗大風量値）を計測し、Ｈ１／Ｄ２＝０．１１９のときの風量変化量を１００％として計算している。したがって、図６の風量変化率は、値が１００％より小さくなるほど、Ｈ１／Ｄ２＝０．１１９のときよりも風量変化量が小さくなり、通風路抵抗が増減しても安定して製品に冷却風を送ることができることを示している。すなわち、Ｈ１／Ｄ２の値が０．１１９のときを１００％とすると、Ｈ１／Ｄ２の値が０．１３９のときには８５％の風量変化比率となり、風量の減少が１５％少なくなったことを示している。
【００３３】
よって、図５からは、羽根高さは大きい方が風量の増加につながるということがわかるが、ユーザが電動工具１０を用いる場合に吸入口１２ａ、排出口１２ｂを塞ぐなど、冷却風の流れを阻害する要因（通風路抵抗の増減）が発生した場合には、図６の結果から、羽根高さ比率Ｈ１／Ｄ２がある値を超えると、風量変化率が大きくなることがわかる。そこで、風量変化率の許容値を電動工具１０の使われ方や温度上昇の測定結果などから８５％以下と規定し、羽根高さ比率Ｈ１／Ｄ２の適正範囲を０．１３９≦Ｈ１／Ｄ２≦０．１７２となるように構成することとした。このような条件によって羽根高さ比率Ｈ１／Ｄ２を決定することにより、安定した冷却風の供給が可能となり、モータ１１等の発熱源が好適に放熱されることになるので、性能・品質の安定した電動工具１０を実現することが可能となる。
【００３４】
次に、発明者は、羽根２４の形状の最適化を図るため、図３に示す出口角度α１を決定するための試験・研究を行った。なお、出口角度α１については、羽根２４の外周縁側の端部（Ｐ１）が向く方向に端部（Ｐ１）の先端から外周方向に延びる第１の仮想線（Ｂ）と、羽根２４の外周縁側の端部（Ｐ１）が存在する位置を接点とし、接点を通過して座面２３の接線として把握される第２の仮想線（Ｃ）と、を想定し、第１の仮想線（Ｂ）と第２の仮想線（Ｃ）との交わりによって形成される２つの角（α１，α１’）のうちの小さい方の角を出口角度α１と定義した。
【００３５】
そして、本実施形態に係る遠心ファン２０では、出口角度α１について、４０°≦α１≦５０°となるように構成することとした。その根拠データを、図７に示す。図７は、遠心ファン２０の出口角度α１と風量比率との関係を試験した結果であり、出口角度４０°のときの風量を１００％としたときの、各出口角度における風量比率を示したものである。図７から、出口角度α１については、４０°から５０°の範囲ではその風量に殆ど差がでないが、５０°を超えると風量が大きく減少していくことがわかる。また、騒音試験や強度解析等の他の試験結果から、出口角度α１は、４０°≦α１≦５０°の範囲、より好ましくは５０°弱程度が最も好ましいことが明らかとなった。このような条件で出口角度α１を規定することによって、遠心ファン２０を駆動するための電力と遠心ファン２０がした仕事（ρｇＱＨ、ρ：密度，ｇ：重力加速度，Ｑ：風量，Ｈ：揚程）の比率であるファン効率の向上が図られ、低騒音で高風量の遠心ファンを実現することができる。
【００３６】
一方、本実施形態に係る遠心ファン２０は、羽根２４の根元形状にも新たな特徴を有している。すなわち、本実施形態に係る遠心ファン２０では、複数の羽根２４とハブ２２との接合箇所が軸方向に高さを持つことによって接合部２５が形成されている。この接合部２５によって、遠心ファン２０の強度向上が図られている。また、本実施形態に係る遠心ファン２０は、遠心ファン２０の回転中心に対する接合部２５の傾き角度を入口角度α２と定義し、０°≦α２≦１０°となるように構成がされている。このように、なるべく入口角度α２を小さく構成することによって、応力緩和を図ることができるので、遠心ファン２０の強度向上を実現することができる。
【００３７】
なお、入口角度α２については、遠心ファンに関する学術論文において、一般的に１５°≦α２≦２０°の範囲に設定することによって騒音低減効果があるとされている。しかしながら、本実施形態に係る遠心ファン２０では、図８に示すように、羽根２４の根元（Ｐ２）とハブ２２との接合部２５の入口角度α２を０（ゼロ）°としているため、本実施形態は一般的な１５°≦α２≦２０°の範囲に設定されてはいない。しかしながら、実際に羽根として機能し始める箇所（図８におけるφ３３の位置）では、１５°から２０°の傾斜が形成されているので、騒音低減効果と強度向上効果との両方が実現されている。
【００３８】
次に、羽根２４間の流路断面積についても最適化を図った。すなわち、発明者は、管の拡がり損失や水力直径を考慮した事前の検証によって、
羽根２４の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での隣り合う羽根２４同士の間隔をＬ１、
羽根２４の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での軸方向高さをＨ１、
羽根２４の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での外径寸法をＤ１、
羽根２４の外周縁側の端部（Ｐ１）での隣り合う羽根２４同士の間隔をＬ２、
羽根２４の外周縁側の端部（Ｐ１）での軸方向高さをＨ２、
遠心ファン１０のファン外径をＤ２、
とし、
羽根２４の軸方向の高さが最も大きくなる箇所での流路断面積をＬ１×Ｈ１×Ｄ１、
羽根２４の外周縁側の端部での流路断面積をＬ２×Ｈ２×Ｄ２、
と定義するとき、（Ｌ１×Ｈ１×Ｄ１）：（Ｌ２×Ｈ２×Ｄ２）＝１：１．３〜２．４５となるように遠心ファン１０を構成することによって、ファン効率の向上を図れることを確認した。
【００３９】
次に、発明者は、ファン性能にとって重要な要素である羽根枚数について調査を行った。その結果を図９に示す。図９は、羽根枚数と風量比率との関係を示す図である。図９から、羽根枚数ｎが３４枚もしくは３５枚のときに、最も大きな風量増加が図れることが明らかとなった。なお、羽根枚数を多くすると、羽根２４間の寸法が小さくなり、製造上の不具合が発生してしまう虞がでてしまう。また、羽根枚数は、他の騒音源の高調波と固有振動数がそろった場合に共鳴し、大きな騒音を発生させてしまうことになるので、その枚数は素数であることが望ましい。ただし、ｎ＝３１〜３８であれば、ファンの風量増加を図ることが可能であり、場合によっては可聴領域（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）を超えた使用も可能となる。よって、本実施形態では、羽根枚数ｎ＝３１〜３８を採用し、より好ましくは３３，３４，３５，３７枚、さらに好ましくは素数である３７枚での構成を採用することがよい。
【００４０】
なお、この種の遠心ファンにおいては、回転数検知のために座面２３に磁石を埋設することが行われる。この場合における遠心ファン４０の構成例について、図１０を示して説明する（ただし、上述した遠心ファン２０と同一又は類似する構成箇所については、同一符号を付して説明を省略する。）。座面２３に磁石を埋設する場合には、図１０に示すように、座面２３の反羽根２４側に磁石４１を埋設する構成を採る。このとき、遠心ファン４０の高さＹが変化しないように座面２３を部分的に軸方向に延長し、軸方向高さＨ１，Ｈ２を磁石４１埋設部分だけ浅くするように構成する。このように構成することによって、上述した作用効果を維持しながらも、磁石４１埋設型の遠心ファン４０を実現することが可能となる。
【実施例】
【００４１】
ちなみに、上記の検討を踏まえて、発明者は、ファン外径Ｄ２＝５９ｍｍ、軸方向高さＨ１＝１０ｍｍ、軸方向高さＨ２＝９ｍｍ、出口角度α１＝５０°、入口角度α２＝０°、羽根枚数ｎ＝３１枚、なる条件を採用し、且つ、ハブ２２との接合部２５を軸方向に延長して形成し、速度制御のために磁石４１を座面２３の一部のみ軸方向に延長して埋設した構成の遠心ファンを作成した。かかる遠心ファンによって、従来の遠心ファンに比べて大風量・高効率・低騒音・長寿命という高い性能を有する新たな電動工具用遠心ファンが実現できた。また、その結果として、高品質の電動工具を提供することが可能となった。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係る遠心ファンが設置される電動工具の要部を例示する部分縦断面図である。
【図２】本実施形態に係る遠心ファンの縦断面側面図である。
【図３】本実施形態に係る遠心ファンの外観正面図である。
【図４】ファン外径Ｄ２が５５ｍｍ≦Ｄ２≦６０ｍｍの場合における、隙間Ｇと風量との関係を示す図である。
【図５】羽根高さ比率（Ｈ１／Ｄ２）と風量比率との関係を示した図である。
【図６】羽根高さ比率（Ｈ１／Ｄ２）と誤差要因に対する風量の変化率との関係を示した図である。
【図７】遠心ファンの出口角度α１と風量比率との関係を試験した結果を示す図である。
【図８】本実施形態に係る羽根の根元形状の設置条件を説明するための要部拡大図である。
【図９】羽根枚数と風量比率との関係を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る遠心ファンの変形形態である、磁石埋設型の遠心ファンを示した縦断面側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  電動工具、１１  モータ、１２  ケーシング、１２ａ  吸入口、１２ｂ  排出口、１３  モータ出力軸、２０  遠心ファン、２１  取付孔、２２  ハブ、２３  座面、２４  羽根、２５  接合部、４０  （磁石埋設型の）遠心ファン、４１  磁石、Ｌ１，Ｌ２  羽根同士の間隔、Ｈ１，Ｈ２  軸方向高さ、Ｄ１，Ｄ２  外径寸法、Ｇ  隙間、Ａ  遠心ファンの回転方向、Ｂ  第１の仮想線、Ｃ  第２の仮想線、Ｐ１  （羽根の外周縁側の）端部、Ｐ２  （羽根の）根元、α１  出口角度、α２  入口角度。
【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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