(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の駆動軸に連結されたインペラ、当該インペラと電動機とのあいだに配設されたディフューザおよび少なくとも前記インペラおよびディフューザを収容するボリュートケースを備え、
前記ディフューザが、円盤状の略平板からなる底壁部を有し、当該底壁部における前記インペラに対向する側の面に複数のボリュートリブが突設され、前記インペラと反対側の面に複数の戻り通路リブが突設されてなる電動送風機であって、前記ディフューザのボリュートリブの外端径が、前記戻り通路リブの外端径よりも大きく、
前記ディフューザの隣接する２本のボリュートリブと底壁部とで囲まれてなるボリュート通路の形状が、前記ボリュート通路の底壁部の外周端と前記戻り通路リブの曲線状の外周側とがほぼ一致するような形状を呈し、さらに前記ボリュートリブの外周側先端部分が前記底壁部の外周端から突出しており、
前記ボリュートリブの外周側先端部分と、前記戻り通路リブ外周外側と、前記ボリュートケースの側壁とで囲まれた環状の第１空間部が形成されてなる電動送風機。
【請求項２】
前記ボリュートリブの外周端が、前記ボリュートケースの内周面から１〜３ｍｍ程度内側に位置することにより、当該ボリュートリブ外周端とボリュートケースとのあいだに環状の第２空間部が形成されてなる請求項１記載の電動送風機。
【請求項３】
前記戻り通路リブの先端が、前記ボリュートリブの曲線状の外周端に一致または外周端より内側に位置する請求項１記載の電動送風機。
【請求項４】
前記ボリュートリブおよび戻り通路リブがそれぞれ１７〜２３枚程度の同じ枚数だけ設けられてなる請求項１記載の電動送風機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動送風機に関する。さらに詳しくは送風効率を向上させることができる電動送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来の電動送風機は、図８〜９に示されるように、電動機（図示せず）の駆動軸Ｄに連結された羽根車であるインペラ３１と、インペラ３１と電動機とのあいだに配設されたディフューザ３２、および当該インペラ３１およびディフューザ３２を収容するボリュートケース３３を備えている。
【０００３】
ディフューザ３２は、円盤状の略平板からなる底壁部３４を有し、当該底壁部における前記インペラ３１に対向する側の面に複数のボリュートリブ３５が突設され、前記インペラ３１と反対側の面に複数の戻り通路リブ３６が突設されている。
【０００４】
従来のディフューザ３２においては、ボリュートリブ３５の外端径Ｄ1 、戻り通路リブ３６の外端径Ｄ2 および円盤状の略平板径Ｄ3 がほぼ同じになるように（Ｄ1 ≒Ｄ2 ≒Ｄ3 ）、ボリュートリブ３５および戻り通路リブ３６が底壁部３４に設けられている。
【０００５】
かかる構成においては、ボリュートリブ３５の外端は、風Ｗ1 をボリュート通路３７から戻り通路３８に流入させるために、通常、ボリュートケース３３の内周面と密着せず、環状の隙間３９を有している。ボリュートリブ３５を通過した風Ｗ1 （図８（ａ）参照）は、この環状の隙間３９を通過し（図９参照）、戻り通路３８に流入する（図８（ｂ）参照）。
【０００６】
環状の隙間３９が狭いと、通路面積が充分確保できず、通気抵抗が大きくなり、送風効率が低下する原因となる。
【０００７】
そこで、通路面積を確保するために、ボリュートリブ３５の外端径Ｄ1 を小さくすることにより、環状の隙間３９を大きくする方法がある。このばあい、ボリュートリブ３５の長さが短くなり、インペラ３１から排出された風の動圧を静圧に変換して送風効率を向上させるためのボリュート通路３７が短くなり、送風効率を低下させるという問題がある。
【０００８】
反対に、ボリュートリブ３５の長さを変えずに、ボリュートケース３３の外径を大きくして、通路面積の確保を図る方法があるが、この方法では、電動送風機全体の寸法を大きくしてしまうという問題がある。
【０００９】
大型化の解決策として、特開平７−１８９９４号公報に記載される方法では、図８（ａ）に示されるように、底壁部３４の一部を切り欠いて略三角形通路４０を形成することにより、通路面積の確保を図る方法がある。しかし、この方法では、通路面積の拡大が不充分であり、結局、ボリュートリブ３５の長さを短くせざるを得ない。
【００１０】
また、このばあい、ボリュート通路３７と戻り通路３８とのあいだの相関関係がないので、ボリュート通路３７から戻り通路３８へのスムーズな流入通路を実現できない。たとえば、隣接する２本のボリュートリブ３５のあいだに三角形通路４０を形成しても、戻り通路リブ３６が三角形通路４０を塞ぐ場合がある。
【００１１】
さらに、ボリュート通路３７を通過した風Ｗ1 が、戻り通路３８に流入するときに、ボリュート通路３７の端面からガイドするリブがまったく存在しないので、その部分で、乱流が発生して送風効率を低下させるという問題がある。
【００１２】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、ボリュート通路から戻り通路リブへの風の流れをスムーズにして送風効率を向上させることができる電動送風機を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動送風機は、電動機の駆動軸に連結されたインペラ、当該インペラと電動機とのあいだに配設されたディフューザおよび少なくとも前記インペラおよびディフューザを収容するボリュートケースを備え、
前記ディフューザが、円盤状の略平板からなる底壁部を有し、当該底壁部における前記インペラに対向する側の面に複数のボリュートリブが突設され、前記インペラと反対側の面に複数の戻り通路リブが突設されてなる電動送風機であって、前記ディフューザのボリュートリブの外端径が、前記戻り通路リブの外端径よりも大きく、
前記ディフューザの隣接する２本のボリュートリブと底壁部とで囲まれてなるボリュート通路の形状が、前記ボリュート通路の底壁部の外周端と前記戻り通路リブの曲線状の外周側とがほぼ一致するような形状を呈し、さらに前記ボリュートリブの外周側先端部分が前記底壁部の外周端から突出しており、
前記ボリュートリブの外周側先端部分と、前記戻り通路リブ外周外側と、前記ボリュートケースの側壁とで囲まれた環状の第１空間部が形成されてなることを特徴とするものである。
【００１４】
前記ボリュートリブの外周端が、前記ボリュートケースの内周面から１〜３ｍｍ程度内側に位置することにより、当該ボリュートリブ外周端とボリュートケースとのあいだに環状の第２空間部が形成されてなるのが好ましい。
【００１５】
前記戻り通路リブの先端が、前記ボリュートリブの曲線状の外周端に一致または外周端より内側に位置するのが好ましい。
【００１６】
前記ボリュートリブおよび戻り通路リブがそれぞれ１７〜２３枚程度の同じ枚数だけ設けられてなるのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明の電動送風機を詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す電動送風機の断面説明図であり、図２は図１のディフューザの平面図、図３は図１のディフューザの断面図、図４は図１のディフューザをボリュートリブが突設された側から見た斜視図、図５は図１のディフューザを戻り通路リブが突設された側から見た斜視図、図６は図１のボリュートリブの先端部分の拡大図および図７は図６に対する比較例として戻り通路リブがボリュートリブよりも外側へ突出している状態を示す説明図である。
【００１８】
図１に示される電動送風機は、従来と同様に、電動機（図示せず）の駆動軸Ｄに連結された羽根車であるインペラ１と、インペラ１と電動機とのあいだに配設されたディフューザ２、および当該インペラ１およびディフューザ２を収容するボリュートケース３を備えている。さらに、図１のボリュートケース３は、電動機のフレームＦも収容している。
【００１９】
また、ディフューザ２は、従来と同様に、円盤状の略平板からなる底壁部４を有し、当該底壁部４におけるインペラ１に対向する側の面に複数のボリュートリブ５が突設され、インペラ１と反対側の面に複数の戻り通路リブ６が突設されている。
【００２０】
本実施の形態の電動送風機では、図２〜５に示されるように、ディフューザ２のボリュートリブ５の外端径Ｄ4 が、前記戻り通路リブ６の外端径Ｄ5 よりも大きくなっている。
【００２１】
しかも、ディフューザ２の隣接する２本のボリュートリブ５と底壁部４とで囲まれてなるボリュート通路７の形状が、ボリュート通路７の底壁部４の外周端（図２における出口端７ａ）と曲線状に曲げられた前記戻り通路リブ６の曲線状の外周側の部分６ａとがほぼ一致するような形状を呈し、さらに前記ボリュートリブ５の先端部分５ａが前記底壁部４の外周端（前記出口端７ａ）から突出している。
【００２２】
さらに、図３に示されるように、ボリュートリブ５の先端部分５ａと、戻り通路リブ６と、ボリュートケース３の側壁とで囲まれた環状の第１空間部１１が形成されている。
【００２３】
すなわち、ディフューザ２において、曲線状に曲げられた戻り通路リブ６の外周側の部分６ａが、ボリュート通路７の出口端７ａとなる。出口端７ａより下流側の通路７ｂはボリュート通路７のサイド部通路壁（すなわち、ボリュートリブ５の先端部分５ａ）は存在するが、底壁部４は存在せず、軸方向に開放状態となる。また、底壁部４が存在しないボリュート通路７の外側のボリュートリブ５の先端部分５ａは、電動機のフレームＦに対して離間した状態となる。
【００２４】
したがって、ボリュートリブ５をボリュートケース３の内周面の近傍まで、延ばし、ボリュートケース３の内周面との環状の隙間をなくしたり、または小さくしても、風Ｗ2 はボリュートケース３内部の第１空間部１１を通ることができ、戻り通路８へ流入する通路面積が充分確保できるので、電動送風機の外形寸法を大きくすることなく、ボリュート通路７を電動機の最大直径程度まで長く確保することができる。その結果、送風効率を向上することができる。
【００２５】
また、ボリュート通路７の出口端７ａを出た風Ｗ2 は、軸方向に開放状態となるが、ボリュート通路７のサイド部の通路壁が存在するので、軸に対し、垂直方向はボリュートリブ５で整流される。軸方向にはボリュートリブ５の先端部分５ａが宙に浮いた状態であるので、ボリュートリブ５が風Ｗ2 の通路を塞ぐことなく、風Ｗ2 はスムーズに軸方向に方向転換され、戻り通路８へと導かれるので、送風効率を向上することができる。
【００２６】
また、戻り通路リブ６の入口角θ1 （図２（ｂ）参照）は、風Ｗ2 の方向転換の容易さを考えた場合、小さい方が好ましいが、あまり小さいと隣接する２本の戻り通路リブ６のあいだの通路幅が小さくなり、通気抵抗を増加させるため、好ましくない。そこで、入口角θ1 は、１５〜３０゜程度に設定するのが好ましい。また、実施例では、入口角θ1 は２２°程度に設定されている。
【００２７】
さらに、ディフューザ２を型成形するための金型を考えた場合、戻り通路リブ６の間隔Ｇが狭いと、金型のリブ（すなわち、隣接する２本の戻り通路リブ６のあいだの凹部に相補的な凸部）が細くなり、金型の強度を充分確保できず、その結果、金型の寿命が短くなる。
【００２８】
そこで、戻り通路８は、ボリュートケース３の内周面と密着させないで、環状の隙間として第１空間部１１を有するようにしている。ボリュートケース３の内周面において、中心部からボリュート通路７を通って外周へ向かった風Ｗ2 を、第１空間部１１において、逆に軸方向へ方向転換（Ｕターン）させ（図１参照）、Ｕターンした風Ｗ2 を隣り合う戻り通路８だけでなく、自由に滑らかに、戻り通路８に流入させ、中心部へ向かって、ガイドする。それにより、図２（ｂ）に示されるように、戻り通路リブ６の入口角θ1 を大きくすることができ、戻り通路８の間隔Ｇを広く確保することができるので、通気抵抗が減少し、送風効率を向上することができる。さらに、前記金型のリブを厚くすることができるので、金型の強度を向上させることができる。
【００２９】
また、本実施の形態では、ボリュートリブ５の外周端が、前記ボリュートケース３の内周面から１〜３ｍｍ程度内側に位置することにより、当該ボリュートリブ５とボリュートケース３とのあいだに環状の第２空間部１２が形成されている。
【００３０】
すなわち、ボリュートリブ５の先端部分５ａをボリュートケース３の内周面と密着させた方が、ボリュートリブ５の長さをより長くすることができるが、密着させた場合、ボリュートリブ５とボリュートケース３の内周面とで形成される略三角形部分Ｔ（図２（ｂ）参照）で周方向における通路がなくなり、その部分で風のよどみ（乱流）が発生し、送風性能を低下させる。
【００３１】
また、ボリュート通路７の出口角θ2 がボリュートケース３の内周面に対して立っている（θ2 が大きい）と、風Ｗ2 がボリュートケース３に衝突し、損失を招く。逆に、出口角θ2 を寝かせる（θ2 が小さい）と、ボリュートリブ５が必要以上に長くなり、ボリュート通路７のスムーズな拡大が実現しにくい。しかもボリュート通路７の出口角θ2 が非常に鋭角なナイフエッジとなり、生産上問題となる。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、従来よりも長いボリュートリブ５を採用しているので、若干のボリュートリブ５の縮小（１〜３ｍｍ程度の縮小）があっても、従来のボリュートリブよりも高い性能を確保できるので、ボリュートリブ５の外周端をボリュートケース３の内周面に密着させず、若干の隙間として環状の第２の空間部１２を形成している。しかも、ボリュートリブ５は、ボリュートケース３の内周面に対し、接円（接する円弧形状）ではなく、若干の角度を持たせている。それにより、ボリュート通路７を流れてきた風Ｗ2 の一部が、ボリュートリブ５とボリュートケースの内周面で形成される環状の第２の空間部１２によって周方向に流れることができるので、よどみなくスムーズに風Ｗ2 が流れ、乱流による性能の低下を防止することができる。
【００３３】
また、ボリュートリブ５からボリュートケース３までの環状の第２空間部１２をボリュート通路の一部とし、かつ、ボリュートリブ５を、ボリュートケース３の内周面に対し、接円ではなく、若干の角度を持たせた構成により、ボリュートリブ５の先端部分５ａをナイフエッジの形状に形成しなくても充分スムーズな風の流れが得られるため、先端部分５ａを丸くすることができる（図６参照）。したがって、生産上の問題がなくなる。
【００３４】
さらに、本実施の形態では、図６に示されるように、戻り通路リブ６の先端６ｂが、ボリュートリブ５の曲線状の外周端に一致または外周端より内側に位置するように設けられている。通常、ボリュート通路７を流れてきた風Ｗ2 が、戻り通路８に流入するときに、風Ｗ2 の多くが図７に示されるように、内側のボリュートリブ５に一体に構成される戻り通路リブ６の突出する先端６ｂにより、強制的に戻り通路８に流入させられるときの強制的な方向転換による風量および風圧の損失（風損）が生じるが、図６に示されるように先端６ｂを配置すれば風損を防止することができる。
【００３５】
したがって、図２（ｂ）に示されるように、ボリュート通路７から流れた風Ｗ2 が、ボリュートケース３の内周に沿って方向転換し、隣り合う戻り通路８だけでなく、さらに隣の戻り通路８に流入するので、全体的な整流通路を長く取ることができ、送風効率を向上できる。また、戻り通路リブ６の角度を風の流入角度に合わせて通常よりも大きな入口角θ1 で形成できるので、戻り通路８の間隔Ｇを広くとることができ、通気抵抗が減少し、送風効率を向上できるとともに、金型強度の向上にもつながる。また、戻り通路８の屋根がない部分（たとえば、図７に示されるように、戻り通路リブ６の先端部分６ｂが突出した場合の部分８ｂ）がなくなるので、逆流による性能低下を防止することができる。
【００３６】
さらに、本実施の形態では、ボリュートリブ５の数と戻り通路リブ６の数とを同じ数にすることにより、ボリュートリブ５と戻り通路リブ６とを１対１で構成できるので、各ボリュート通路７を通過した風Ｗ2 が、一様に、ボリュートケース３の内側と戻り通路８とのあいだに排出され、戻り通路８にスムーズに流入するので、風圧の強弱による乱流を防止できる。それとともに、乱流による騒音の増大を防止することができる。
【００３７】
また、ディフューザ２を型成形する場合の金型を考えた場合、たとえばボリュートリブ５および戻り通路リブ６がそれぞれ２３枚の場合、まず、それぞれの１枚のリブの形状をＣＡＤまたはＮＣ加工機などにプログラムし、ついで、３６０°／２３の回転角でディフューザ２の軸心まわりに回転コピーしていくことにより、容易に金型加工用のプログラムを作成することができる。しかも、金型設計および金型加工時間の短縮およびメンテナンスの簡略化を実現することができる。
【００３８】
ボリュートリブ５および戻り通路リブ６の枚数は、少ないと騒音が増大し、整流が不充分で性能が低下し、また、多すぎると通気抵抗が増大する。
【００３９】
本実施の形態のボリュートリブ５および戻り通路リブ６においては、傾斜通路（底壁部４の厚さ方向に傾斜したボリュート通路７または戻り通路８）が存在しない２次元的な形状であり、戻り通路８も入口角θ1 が大きいので、枚数は比較的多いほうが好ましい。
【００４０】
以上の点を考慮するとともに実験結果を考慮すれば、性能および騒音などの点において、ボリュートリブ５および戻り通路リブ６は１７〜２３枚程度設けるのが好ましい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、ボリュートリブを外側へ延ばし、かつ戻り通路リブの外周側に第１空間部を確保することにより、ボリュート通路から戻り通路リブへの風の流れをスムーズにして送風効率を向上させることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す電動送風機の断面説明図である。
【図２】図１のディフューザの平面図であり、図２（ａ）はディフューザを上から見た図であり、図２（ｂ）はディフューザを下から見た図である。
【図３】図１のディフューザの断面図である。
【図４】図１のディフューザをボリュートリブが突設された側から見た斜視図である。
【図５】図１のディフューザを戻り通路リブが突設された側から見た斜視図である。
【図６】図１のボリュートリブの先端部分を拡大図である。
【図７】図６に対する比較例として戻り通路リブがボリュートリブよりも外側へ突出している状態を示す説明図である。
【図８】従来のディフューザの平面図であり、図８（ａ）はディフューザを上から見た図であり、図８（ｂ）はディフューザを下から見た図である。
【図９】図８のディフューザの平面図である。
【符号の説明】
１  インペラ
２  ディフューザ
３  ボリュートケース
４  底壁部
５  ボリュートリブ
６  戻り通路リブ
７  ボリュート通路
８  戻り通路
１１  第１空間部
【図１】
0003933310.tif 000002
【図２】
0003933310.tif 000003
【図３】
0003933310.tif 000004
【図４】
0003933310.tif 000005
【図５】
0003933310.tif 000006
【図６】
0003933310.tif 000007
【図７】
0003933310.tif 000008
【図８】
0003933310.tif 000009
【図９】
0003933310.tif 000010