(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心ファンとこれを回転駆動するモータがケース体内に収容され、前記ケース体の軸方向中央部より吸気して前記ケース体の径方向外側底部より排気する遠心送風機であって、
前記ケース体は、前記遠心ファンを覆って組み付けられ、中央部に吸気用開口部が設けられ径方向外側に第一送風路が形成される第一ケースと、
前記モータを回転可能に軸支すると共に前記遠心ファンの外周端部より径方向外側に前記第一送風路と組み合わされる第二送風路が形成される第二ケースと、を備え、
前記遠心ファンのハブ及びこれに連なる主板により前記吸気用開口部とは反対面側に形成されたドーム状空間部に、前記モータが軸方向に重なり合って収容されており、
前記第一ケースと第二ケースを組み合わせて前記ケース体の径方向外側に周回して形成される環状送風路のうち前記第二送風路の底部には、圧縮空気をケース体外へ排気する複数の排気孔が周方向に所定間隔で穿設され、各排気孔に臨む位置に前記遠心ファンの回転方向に対して斜め下方に傾斜するディフューザーが設けられていることを特徴とする遠心送風機。
【請求項２】
前記ディフューザーは、前記第二ケースに一体に設けられ、複数の拡散板が周方向で隣り合う拡散板どうしが軸方向平面視で互いに重なり合うことなく配置されている請求項１記載の遠心送風機。
【請求項３】
前記ディフューザーは、前記第二ケースに一体に設けられ、複数の拡散板が周方向で隣り合う拡散板どうしが軸方向平面視で互いに重なり合うように配置されている請求項１記載の遠心送風機。
【請求項４】
前記ディフューザーを構成する各拡散板の排気方向上流端部は面取りされＲ面が形成されている請求項２又は請求項３記載の遠心送風機。
【請求項５】
前記ディフューザーを構成する各拡散板は、径方向に対して遠心ファンの回転方向に所定量シフトしたスキュー形状をしている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の遠心送風機。
【請求項６】
前記遠心ファンは、中心部に回転子ヨークと一体に組み付けられるハブを有し、当該ハブより径方向外側に連なる主板がドーム状に形成され、前記主板上には複数のインペラが周方向に所定間隔で起立形成されて各インペラの外周縁部を環状に接続するシュラウドが形成されている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の遠心送風機。
【請求項７】
前記遠心ファンは、隣り合うインペラの間の径方向外側近傍に補助インペラが主板上に各々起立形成されている請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の遠心送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシート空調用或いはＨＶＡＣ（暖房、換気及び空調：Heating, Ventilation, and Air Conditioning）機器などに用いられる遠心送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車を運転して長距離移動するなど、運転者がシートの背もたれや着座部に長時間に接していると、高温多湿の空気がまとわりつくため不快感が増す。このため、主に背もたれ部分と着座部分にこもりやすい高温多湿な空気を調和するためシート空調装置が用いられる。
【０００３】
シート空調装置としては、シートから空気を吹き出すタイプとシートから空気を吸い込み排出するタイプのシート空調装置がある。ここではより快適な空調効果が期待できる吸い込みタイプのシート空調装置について説明する。吸い込みタイプのシート空調装置は、背もたれ部分と着座部分にこもった高温多湿な空気を吸引して当該領域から除去することで、空調効果が得られるようになっている。
【０００４】
例えば、シートから送風機の吸気口に空気が流入する際に生じる騒音を抑制するシート空調システムが提案されている。上ケース部と下ケース部の四隅をねじ止めされて組み立てるケースの上ケース部に吸入口が形成され、下ケース部に固定子及び回転子を備えたモータと遠心多翼ファンが回転可能に支持されている。回転子は遠心多翼ファンと一体に組み付けられている。モータが回転し遠心多翼ファンが回転すると、シート側から上ケース部の吸気口より空気を吸い込んでケースの四方に開口する吹出口より吹き出すようになっている（特開２０１５−１７４５８０号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１７４５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１の構成では、ケースの四方が開放されているため、剛性が極めて低い。よって、シートに加わる応力負荷に対する耐久性や組み付け易さなどの取扱性や信頼性が低下するおそれがある。具体的には、モータ基板に接続する信号線や給電線などのケーブルにテンションが作用すると断線するおそれがあり信頼性が低下する。また、ケースの剛性を上げるためリブ等を設けるとしてもコストアップにつながり、口出し線の固定にも工夫を要するため、取り扱いが難しくなる。
また、遠心送風機として、例えば車載用では小型扁平で、風量や静圧を確保し、かつ静音化を有することも求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、取扱性や信頼性が高くしかも小型扁平で、風量及び静圧を確保しかつ静音化を図ることができる遠心送風機を提供することにある。
【０００８】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
遠心ファンとこれを回転駆動するモータがケース体内に収容され、前記ケース体の軸方向中央部より吸気して前記ケース体の径方向外側底部より排気する遠心送風機であって、前記ケース体は、前記遠心ファンを覆って組み付けられ、中央部に吸気用開口部が設けられ径方向外側に第一送風路が形成される第一ケースと、前記モータを回転可能に軸支すると共に前記遠心ファンの外周端部より径方向外側に前記第一送風路と組み合わされる第二送風路が形成される第二ケースと、を備え、前記遠心ファンのハブ及びこれに連なる主板により前記吸気用開口部とは反対面側に形成されたドーム状空間部に、前記モータが軸方向に重なり合って収容されており、前記第一ケースと第二ケースを組み合わせて前記ケース体の径方向外側に周回して形成される環状送風路のうち前記第二送風路の底部には、圧縮空気をケース体外へ排気する複数の排気孔が周方向に所定間隔で穿設され、各排気孔に臨む位置に前記遠心ファンの回転方向に対して斜め下方に傾斜するディフューザーが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、遠心ファンとこれを回転駆動するモータを収容するケース体が、中央部に吸気用開口部が設けられ径方向外側に第一送風路が形成される第一ケースと、モータを回転可能に軸支すると共に径方向外側に第一送風路と組み合わされる第二送風路が形成される第二ケースを組み合わせて形成されるので、ケース体の剛性が高くしかも取扱性が良い。また、遠心ファンの外径を大きくし、吸気用開口部及び排気孔の面積を拡大することで軸方向に小型扁平化を図ることができ、低い回転数でも流量をかせぐことができしかもケース体の径方向外側に周回して形成される環状送風路には舌部と呼ばれる仕切り壁が存在しないのでピーク音が発生せず、静音化を図ることができる。また、遠心ファンのハブ及びこれに連なる主板により吸気用開口部とは反対面側に形成されたドーム状空間部に、モータが軸方向に重なり合って収容されているので、遠心送風機の軸方向寸法を減らして同じ体格の遠心送風機であっても小型扁平化を図ることができる。
また、環状送風路のうち、第二送風路の底部に、圧縮空気をケース体外へ排気する複数の排気孔が周方向に所定間隔で穿設されているので、ケース体の側面を閉止することができケース体の強度が向上するうえに、環状送風路に送り出された圧縮空気を周方向に複数箇所で穿設された排気孔より効率よく排気できるので小型扁平であっても所要の風量を確保することができるうえに、各排気孔に臨む位置にディフューザーが遠心ファンの回転方向に対して斜め下方に傾斜して設けられているので、遠心ファンから排気孔までの排気流路が短くても静圧を高めることができ、負荷が生じても風量を確保することができる。
【００１０】
前記ディフューザーは、前記第二ケースに一体に設けられ、複数の拡散板が周方向で隣り合う拡散板どうしが軸方向平面視で互いに重なり合うことなく配置されていてもよい。
これにより、複数の拡散板が周方向で隣り合う拡散板どうしが軸方向平面視で互いに重なり合うことなく配置されるため小型扁平であっても所要の風量を確保することができ、遠心ファンから排気孔までの排気流路が短くてもディフューザーがない場合に比べて静圧を高めることができる。また、第二ケースに排気孔とともに拡散板を一体成形しやすくなる。
【００１１】
前記ディフューザーは、前記第二ケースに一体に設けられ、複数の拡散板が周方向で隣り合う拡散板どうしが軸方向平面視で互いに重なり合うように配置されていてもよい。
これにより、複数の拡散板が周方向で隣り合う拡散板どうしが軸方向平面視で互いに重なり合うように配置されるため、高度の成形技術を要するが、小型扁平であっても所要の風量を確保することができ、かつ遠心ファンから排気孔までの排気流路が短くてもディフューザーがない場合に比べて静圧をより高めることができる。
【００１２】
前記ディフューザーを構成する拡散板の排気方向上流端部は面取りされＲ面が形成されていると、拡散板により拡散される気流抵抗を低減してスムーズに排気することができる。
【００１３】
前記ディフューザーを構成する各拡散板は、径方向に対して遠心ファンの回転方向に所定量シフトしたスキュー形状をしていてもよい。
このようなスキュー形状とすることにより、各排気孔から軸方向に排気される空気を遠心ファンの回転方向に倣って拡散させることができ、インペラのブレード枚数に回転周波数を乗じた周波数成分のピーク音の発生個所を分散化して静音化することができる。
【００１４】
前記遠心ファンは、中心部に回転子ヨークと一体に組み付けられるハブを有し、当該ハブより径方向外側に連なる主板がドーム状に形成され、前記主板上には複数のインペラが周方向に所定間隔で起立形成されて各インペラの外周縁部を環状に接続するシュラウドが形成されていることが好ましい。
これにより、遠心ファンのハブに対向する吸気口より吸気された空気が主板上に形成されたインペラにより径方向外側に設けられた環状送風路に向けて加圧して送り出すことができる。
また、遠心ファンのハブより径方向外側に連なる主板がドーム状に形成されていることで、ハブより径方向外側に向かってケース体内に軸方向に広がる空間部が形成されるため、モータ及びモータ基板に搭載される背の高い部品（電解コンデンサ等）を収納することができ、遠心ファンとモータをコンパクトに組み付けることができる。
【００１６】
前記遠心ファンは、隣り合うインペラの間の径方向外側近傍に補助インペラが主板上に各々起立形成されていてもよい。
これにより、送風量を著しく低下させることなくインペラが生じる圧力脈動によるピーク音を効果的に低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述した遠心送風機を用いれば、取扱性や信頼性が高くしかも小型扁平で、風量及び静圧を確保しかつ静音化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１Ａは第一実施例に係る遠心送風機の正面図、図１Ｂは平面図、図１Ｃは底面図である。
【図２】図２Ａは図１Ｂの遠心送風機の矢印Ｘ−Ｘ方向断面図、図２Ｂは矢印Ｘ−Ｘ方向断面斜視図、図２Ｃは遠心送風機の一部切欠き斜視図である。
【図３】図３Ａは図２Ｃの一部切欠き拡大斜視図、図３Ｂは図２Ｃの第一ケースを取り外した状態の一部切欠き斜視図である。
【図４】第二実施例に係る遠心送風機の底面図である。
【図５】図５Ａは図４の遠心送風機の軸方向断面図、図２Ｂは軸方向断面斜視図、図５Ｃは遠心送風機の一部切欠き斜視図である。
【図６】図５Ｃの第一ケースを取り外した状態の一部切欠き斜視図及び一部切欠き拡大図である。
【図７】遠心ファンの様々な形態を示す平面図及び斜視図である。
【図８】図７に続く遠心ファンの形態を示す平面図である。
【図９】遠心送風機のディフューザーの有無に応じた風量―静圧特性を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第一実施例］
以下、本発明に係る遠心送風機の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。先ず、遠心送風機の概略構成について図１乃至図３を参照して説明する。モータＭは、ＤＣブラシレスモータが用いられ、本実施例ではアウターロータ型モータが用いられる。尚、インナーロータ型モータであってもよい。
【００２０】
図２Ａ，Ｂに示すように、遠心送風機１は、遠心ファン２と回転子３（図３参照）が一体に組み付けられ、これらを回転駆動するモータＭがケース体４内に収容されている。図１Ｂに示すように、ケース体４の軸方向中央部より吸気し、径方向外側より加圧された空気を軸方向に沿って排気するものである。図１Ａに示すように、ケース体４は、遠心ファン２を覆って組み付けられる第一ケース４ａとモータＭ（回転子３及び固定子７：図２Ａ参照）を回転可能に軸支する第二ケース４ｂを組み合わせて形成される。
【００２１】
図２Ａ，Ｂにおいて、第一ケース４ａの中央部には吸気用開口部４ｃが設けられ、径方向外側に第一送風路４ｄが形成されている。第二ケース４ｂには、中央部に軸受保持部５及びモータ基板６が組み付けられている。モータ基板６には、固定子コイル７ｂの口出し線が接続され、回転子マグネット３ｃの位置を検出するホールセンサ等が搭載されている。モータＭがセンサレスタイプの場合には位置検出センサを省略することも可能である。軸受保持部５の外周側には固定子コア７ａが一体に固定され、軸受保持部５の軸孔には、回転子軸３ａが軸受５ａを介して回転可能に軸支されている。固定子コア７ａに形成された極歯の周囲には固定子コイル７ｂが巻き付けられており、極歯の先端部は回転子マグネット３ｃと対向配置されている。回転子軸３ａの一端部はカップ状に形成された回転子ヨーク３ｂのハブに圧入、焼き嵌め、接着、あるいはこれらの併用により一体に組み付けられている。回転子軸３ａの他端部は、軸受保持部５内に設けられた軸支持部５ｂに支持されている。軸支持部５ｂは、モータ基板６を支持する基板支持部６ａにより支持されている。回転子ヨーク３ｂの内周面には回転子マグネット３ｃが一体に組み付けられている。なお、吸気用開口部４ｃは、その中心がモータＭの回転子軸３ａの軸線と厳密に一致している必要はなく、吸気用開口部４ｃの位置がケース体４の軸方向中央部付近であって遠心ファン２が効率を落とさずに動作する範囲であればよい。
【００２２】
図２Ａ，Ｂに示すように、遠心ファン２は、ハブ２ａより径方向外側に連なる主板２ｂがドーム状に形成されている。遠心ファン２のハブ２ａに対向する吸気用開口部４ｃより吸気された空気は、主板２ｂ上に形成されたインペラ２ｃにより径方向外側に設けられた環状送風路８に向けて加圧して送り出すことができる。
また、遠心ファン２のハブ２ａ及びこれに連なる主板２ｂにより吸気用開口部４ｃとは反対面側にドーム状空間部４ｉが形成される（図２Ａ，Ｂ参照）。このドーム状空間部４ｉを利用して、モータＭ及びモータ基板６に搭載される背の高い部品（電解コンデンサ６ｂ等）を収納することができ、遠心ファン２とモータＭをコンパクトに組み付けることができる。また、ドーム状空間部４ｉには、モータＭの回転子３及び固定子７が軸方向に重なりあって収容されている。これにより、遠心送風機１の軸方向寸法を減らして同じ体格の遠心送風機１であっても小型扁平化を図ることができる。
【００２３】
第二ケース４ｂの径方向外側には第一送風路４ｄと組み合わされる第二送風路４ｅが形成されている。第一ケース４ａと第二ケース４ｂを組み合わせてケース体４の径方向外側に環状送風路８が環状に形成される。図２Ｃ及び図３Ｂに示すように、第二送風路４ｅとなる第二ケース４ｂの底部外周側には加圧された圧縮空気を軸方向沿って排気する排気孔４ｆが周方向に複数箇所に穿設されている。図２Ａ、Ｂに示すように、排気孔４ｆは第二ケース４ｂの底部を梁４ｇで仕切られて各々形成されている。各梁４ｇは底部外周壁４ｈ１と底部内周壁４ｈ２との間に架設されている。また、各排気孔４ｆから排気される空気を拡散するディフューザー（拡散板４ｒ）が設けられている。ディフューザー（拡散板４ｒ）は、第二送風路４ｅに設けられた排気孔４ｆより軸方向に排気される空気を、図２Ｃの矢印に示すように各拡散板４ｒの傾斜に沿って遠心ファン２の回転方向に対して斜め下方に向かって排気する。
【００２４】
具体的には、図２Ｃに示すように、遠心ファン２の回転方向に交差する向きに傾斜して各排気孔４ｆに臨んで配置された拡散板４ｒ（図１Ｃ，図３Ａ参照）が所定間隔で第二ケース４ｂに一体に設けられている。図３Ａに示すように、各拡散板４ｒは排気孔４ｆに臨む位置において（図１Ｃ参照）、底部外周壁４ｈ１と底部内周壁４ｈ２との間に斜め下方に傾斜姿勢で一体に形成されている。複数の拡散板４ｒは周方向で隣り合う拡散板４ｒどうしが軸方向平面視で互いに重なり合うことなく配置されている（図２Ｃ，図３Ｂ参照）。
図３Ａに示すように、ディフューザーを構成する拡散板４ｒの排気方向上流端部４ｒ１は面取りされＲ面が形成されていると、拡散板４ｒにより拡散される気流抵抗を低減してスムーズに排気することができる。
これにより、複数の拡散板４ｒが周方向で隣り合う拡散板どうし４ｒが軸方向平面視で互いに重なり合うことなく配置されるため小型扁平であっても所要の風量を確保することができ、後述するようにディフューザーを設けない場合に比べて遠心ファン２から排気孔４ｆまでの排気流路が短くても静圧を高めることができる。また、第二ケース４ｂに排気孔４ｆとともに拡散板４ｒを一体成形しやすくなる。
【００２５】
図１Ａ〜Ｃに示すように、第一ケース４ａと第二ケース４ｂとは第一ケース４ａの側部外周に設けられた係止片４ｊを第二ケース４ｂの側部外周に設けられた係止部４ｋに係止することで一体に組み付けられる。また、第一ケース４ａと第二ケース４ｂには、モータ基板６に接続される配線をケース外に取り出す配線接続口４ｍが形成されている。第一ケース４ａの吸気用開口部４ｃの周縁部には、車載用シートに取り付けるためのフック４ｎが設けられている。
【００２６】
上記構成によれば、遠心ファン２とこれを回転駆動するモータＭを収容するケース体４が、中央部に吸気用開口部４ｃが設けられ径方向外側に第一送風路４ｄが形成される第一ケース４ａと、モータＭを回転可能に軸支すると共に径方向外側に第一送風路４ｄと組み合わされる第二送風路４ｅが形成される第二ケース４ｂを組み合わせて形成されるので、ケース体４の剛性が高くしかも組み付けする際に取扱性が良い。また、ケース体４の径方向外側に周回して形成される環状送風路８には舌部と呼ばれる仕切り壁が存在しないのでピーク音が発生せず、静音化を図ることができる。
【００２７】
また、環状送風路８のうち、第二送風路４ｅに圧縮空気をケース体４外へ排気する複数の排気孔４ｆが周方向に所定間隔で穿設されているので、ケース体４の側面を閉止することができケース体４の強度が向上するうえに、環状送風路８に送り出された圧縮空気を周方向に複数箇所で穿設された排気孔４ｆより効率よく排気できるので小型扁平であっても所要の風量を確保することができる。更には、各排気孔４ｆから排気される圧縮空気を拡散するディフューザー（拡散板４ｒ）が設けられているので、遠心ファン２から排気孔４ｆまでの排気流路が短くても静圧を高めることができ、負荷が生じても風量を確保することができる。
【００２８】
図３Ｂは、遠心ファン２（ターボファン）の斜視図である。図３Ｂにおいて、遠心ファン２は、中心部に回転子ヨーク３ｂと一体に組み付けられたハブ２ａを有する。遠心ファン２は回転子ヨーク３ｂとインサート成形され、回転子ヨーク３ｂの天面部とハブ２ａが一体化されている（図２Ａ，Ｂ参照）。ハブ２ａに連続する主板２ｂは径方向外側に向かって送風方向下流側に傾いて延設され、主板２ｂ上には径方向内側から外側にわたって湾曲した複数のインペラ２ｃが起立形成されている。インペラ２ｃの外周側縁部は環状のシュラウド２ｄが形成されており、第一ケース４ａ（図２Ａ参照）の内底面に連続して吸い込まれた空気を整流して送り出す。
【００２９】
上記構成によれば、環状送風路８のうち、第二送風路４ｅの底部に、圧縮空気をケース体４外へ排気する複数の排気孔４ｆが周方向に所定間隔で穿設されているので、ケース体４の側面を閉止することができケース体４の強度が向上するうえに、環状送風路８に送り出された圧縮空気を周方向に複数箇所で穿設された排気孔４ｆより効率よく排気できるので小型扁平であっても所要の風量を確保することができるうえに、各排気孔４ｆから軸方向に排気される空気を拡散するディフューザー（拡散板４ｒ）が設けられているので、遠心ファン２から排気孔４ｆまでの排気流路が短くてもディフューザーがない場合に比べて静圧を高めることができる。
また、複数の拡散板４ｒが周方向で隣り合う拡散板４ｒどうしが軸方向平面視で互いに重なり合うことなく配置されるため、第二ケース４ｂに排気孔４ｆとともに拡散板４ｒを一体成形しやすくなる。
【００３０】
ここで本実施例の特徴について補足する。
図１Ｃ，図２Ｃ，図３において、ディフューザーを構成する複数の拡散板４ｒのうちの一の拡散板４ｒの排気方向上流端部４ｒ１の端部を結んだ線（上流端部線）は、軸方向平面視で遠心ファン２の回転軸中心と交差する。すなわち、軸方向平面視で遠心ファン２の回転軸中心から外周方向（径方向）に伸びる線と一致している。一方で、この拡散板４ｒの排気方向上流端部４ｒ１の逆側の端部となる排気方向下流端部の端部を結んだ線（下流端部線）は、軸方向平面視で上流端部線と平行であり遠心ファン２の回転軸中心と交差しない。すなわち拡散板４ｒは軸方向から平面視した場合に中心部を欠いた鋭角扇状とはなっていない。このことは、本実施例の遠心ファンが扁平で排気孔が外周側底部に配置されていて排気孔の径方向の幅が遠心ファン２の回転軸の中心からの距離と比較して小さいこともあり、拡散板４ｒの排気方向上流端部から排気方向下流端部の遠心ファン２の回転軸を中心とする円周上の距離が底部外周壁４ｈ１側と底部内周壁４ｈ２側とでほぼ等しいことを意味する。このことより、拡散板４ｒの表面を流れる加圧された圧縮空気は、底部外周壁４ｈ１側であっても底部内周壁４ｈ２側であっても拡散板４ｒに対してほぼ等しい距離の表面空気抵抗に晒されることになるため、下流端部での乱流の発生を抑制するなどの効果を持つ。
【００３１】
また、図１Ｃの底面図に示す通り、周方向で隣り合う拡散板４ｒどうしは軸方向平面視で互いに重なり合うことなく配置されており、拡散板４ｒの上流端部線とその隣の拡散板４ｒの下流端部線とは軸方向平面視で一定の角度を有しており、底部外周壁４ｈ１側が底部内周壁４ｈ２側より大きくなるような隙間が形成されている。本実施例のような環状送風路８において、遠心力の作用により空気流量の密度分布は外周側が大きくなるよう偏る。よって、外周側が大きくなるような隙間が形成されることにより、スムーズに排気することができる。
【００３２】
図１〜図３において、拡散板４ｒの排気方向下流端部は拡散板４ｒが底面側に露出する箇所であり、梁４ｇそのものである。すなわち梁４ｇは拡散板４ｒの排気方向下流端部として拡散板４ｒの一部となっている。しかしながら、本実施例の一変更例として、雑音低減や流路増大を理由に拡散板４ｒを極薄とした場合にケース体４の剛性を補強するため、拡散板４ｒと梁４ｇを一体とせず別の部材として構成することも可能である。
図１〜図３において、拡散板４ｒの厚さは一定であるが、これに限定されない。排気方向上流端部側と排気方向下流端部側とで厚さを異なるようにしても良い。例えば、排気方向上流端部側を薄くし排気方向下流端部側を厚くするようにしてもよい。
【００３３】
［第二実施例］
次に遠心送風機１の第二実施例について図４乃至図６を参照して説明する。尚、第一実施例に係る遠心送風機１と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。以下では、第二ケース４ｂに設けられるディフューザーの形態について異なる構成を中心に説明する。
【００３４】
図４に示すように、排気孔４ｆは第二ケース４ｂの底部を梁４ｇで仕切られて各々形成されている。各梁４ｇは底部外周壁４ｈ１と底部内周壁４ｈ２との間に架設されている。また、第二ケース４ｂには、各排気孔４ｆから排気される空気を拡散するディフューザー（複数の拡散板４ｒ）が設けられている。
【００３５】
図５Ｃに示すように、複数の拡散板４ｒは、遠心ファン２の回転方向に交差する向きに傾斜して各排気孔４ｆに臨んで配置されている。各拡散板４ｒは排気孔４ｆに臨む位置において（図４参照）、底部外周壁４ｈ１と底部内周壁４ｈ２との間に斜め下方に傾斜姿勢で一体に形成されている。複数の拡散板４ｒは周方向で隣り合う拡散板４ｒどうしが軸方向平面視で互いに重なり合うように配置されている。ディフューザーを構成する各拡散板４ｒの排気方向上流端部４ｒ１は面取りされＲ面が形成されていると、拡散板４ｒにより拡散される気流抵抗を低減してスムーズに排気することができる。ディフューザー（拡散板４ｒ）は、第二送風路４ｅに設けられた排気孔４ｆより軸方向に排気される空気を、図５Ｃに示すように拡散板４ｒの傾斜に沿って遠心ファン２の回転方向に対して斜め下方に向かって排気する。
このように、複数の拡散板４ｒが周方向で隣り合う拡散板４ｒどうしが軸方向平面視で互いに重なり合うように配置されるため、高度の成形技術を要するが、小型扁平であっても所要の風量を確保することができ、かつ後述するように排気孔４ｆにディフューザーを設けない場合に比べて、遠心ファン２から排気孔４ｆまでの排気流路が短くても静圧をより高めることができる。
【００３６】
図６に示すように、ディフューザーを構成する複数の拡散板４ｒは、遠心ファン２の矢印方向への回転に倣って排気するように径方向に対して遠心ファン２の回転方向に所定量シフトしたスキュー形状をしていてもよい。例えば、拡散板４ｒの径方向断面における軸方向の高さが同一である点を結んだ線が径方向に対しスキューするスキュー形状に形成されていてもよい。仮に、拡散板４ｒを、微小な段差を持つ螺旋階段の各段の段鼻（角）を包絡して形成されるスロープに見立てると、各段の段鼻は「軸方向の高さが同一である点を結んだ線」に相当する。この段鼻に相当する線のことを等高線と表すと、図１Ｃ（第一実施例）の拡散板４ｒにおいてこの等高線は遠心ファン２の回転軸中心から外周へ向かう方向（径方向）と一致するが、図６の拡散板４ｒにおいては一致させず、径方向の線分に対して遠心ファン２の回転方向に所定の角度シフトしている。具体的には、この等高線の向きが径方向外周側に対し遠心ファン２の回転方向に偏向するようになっている。
このように、各拡散板４ｒを径方向に対して遠心ファン２の回転方向に所定量シフトしたスキュー形状とすることにより、各排気孔４ｆから軸方向に排気される空気を遠心ファン２の回転方向に倣って拡散させることができ、インペラ２ｃのブレード枚数に回転周波数を乗じた周波数成分のピーク音の発生個所を分散化して静音化することができる。
なお、拡散板４ｒの形状を特徴づける前述の等高線の向きは、径方向の線分に対し外周側において遠心ファン２の回転方向の逆方向へ偏向していても良い。また、等高線は直線のみならず曲線であっても良い。また、図面において拡散板４ｒの排気方向上流端部および排気方向下流端部は前述の等高線と平行であるが、排気方向上流端部と排気方向下流端部が軸方向平面視において平行であれば、排気方向上流端部および排気方向下流端部は軸方向の高さが同一でなくてもよい。
【００３７】
ここで本実施例の特徴について補足する。
図４，図５Ｃ，図６において、ディフューザーを構成する複数の拡散板４ｒのうちの一の拡散板４ｒの排気方向上流端部４ｒ１の端部を結んだ線（上流端部線）は、第一実施例と異なり前述の通りスキューしているため、軸方向平面視で遠心ファン２の回転軸中心と交差しない。一方で、この拡散板４ｒの排気方向上流端部４ｒ１の逆側の端部となる排気方向下流端部の端部を結んだ線（下流端部線）は、軸方向平面視で上流端部線と平行である。第一実施例と同様にこのことは、本実施例の遠心ファンが扁平で排気孔が外周側底部に配置されていて排気孔の径方向の幅が遠心ファン２の回転軸中心からの距離と比較して小さいこともあり、拡散板４ｒの排気方向上流端部から排気方向下流端部の遠心ファン２の回転軸を中心とする円周上の距離が底部外周壁４ｈ１側と底部内周壁４ｈ２側とでほぼ等しいことを意味する。このことより、拡散板４ｒの表面を流れる加圧された圧縮空気は、底部外周壁４ｈ１側であっても底部内周壁４ｈ２側であってもほぼ等しい距離の表面空気抵抗に晒されることになるため、排気方向下流端部での乱流の発生を抑制するなどの効果を持つ。
【００３８】
また、図４〜図６に示す通り、周方向で隣り合う拡散板４ｒどうしは軸方向平面視で互いに重なり合って配置されている。ある拡散板４ｒの下流端部線とその隣の拡散板４ｒの上流端部線とは軸方向平面視で一定の角度を有している。本実施例の拡散板４ｒを、仮に、軸方向平面視で「中心部を欠いた鋭角扇状のもの」や「中心部を欠いた鋭角扇状を元に本発明の上流端部線および下流端部線に該当する部分をスキューさせたもの」と比較した場合、これら扇状のものより本実施例の拡散板４ｒの方が底部外周壁４ｈ１と接する距離が短くなる。前述の通り、本発明の一の拡散板４ｒの上流端部線と下流端部線の相対関係が、同じ点を中心とした放射状では無く平行だからである。よって、拡散板４ｒの排気方向上流端部４ｒ１近辺より排気方向下流端部（梁４ｇ）近辺の方が、流路断面が外周側において広がることになる。本実施例のような環状送風路８において、遠心力の作用により空気流量の密度分布は外周側が大きくなるよう偏る。よって、外周側の流路断面が大きくなることにより、スムーズに排気することができる。
【００３９】
図４〜図６において、拡散板４ｒの排気方向下流端部は拡散板４ｒが底面側に露出する箇所であり、梁４ｇそのものである。すなわち梁４ｇは拡散板４ｒの排気方向下流端部として拡散板４ｒの一部となっている。しかしながら、本実施例の一変更例として、雑音低減や流路増大を理由に拡散板４ｒを極薄とした場合にケース体４の剛性を補強するため、拡散板４ｒと梁４ｇを一体とせず別の部材として構成することも可能である。
図４〜図６において、拡散板４ｒの厚さは一定であるが、これに限定されない。排気方向上流端部側と排気方向下流端部側とで厚さを異なるようにしても良い。例えば排気方向上流端部側を薄くし排気方向下流端部側を厚くするようにしても良い。
【００４０】
ここで、第二ケース４ｂに排気孔４ｆにディフューザーの有無と拡散板４ｒの配置形態に応じた風量―静圧特性を図９のグラフ図に示す。
グラフ線Ｌ１は排気孔４ｆにディフューザーを設けない場合の静圧−流量特性（Ｐ−Ｑ特性）を示す。グラフ線Ｌ２は図２Ｃに示す排気孔４ｆにディフューザーを設けた場合（拡散板４ｒどうしが平面視で重ならない配置）の静圧−流量（Ｐ−Ｑ特性）を示す。グラフ線Ｌ３は図６に示す排気孔４ｆにディフューザーを設けた場合（拡散板４ｒどうしが平面視で重なりあう配置）の静圧−流量（Ｐ−Ｑ特性）を示す。グラフ線Ｌ４は図６に示すような排気孔４ｆにディフューザーを設け拡散板４ｒどうしが平面視で重ならない配置にした場合（図示していない）の静圧−流量（Ｐ−Ｑ特性）を示す。このように、排気孔４ｆにディフューザーを設けた場合（Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）には設けない場合（Ｌ１）に比べて、矢印に示すように同じ流量であっても静圧が向上することがわかる。よって、ディフューザーを設けることで、遠心ファン２から排気孔４ｆまでの排気流路が短くても静圧を高めることができる。
【００４１】
図７Ａに示すように、通常のターボファンは、主板２ｂに起立形成されるインペラ２ｃの外周端は回転方向後ろ側にせり出すように湾曲して形成されている。これは、シロッコファン等に比べて、インペラ２ｃ（羽根）の枚数が少なく、羽根どうしの間隔が広くなるため、羽根毎の圧力脈動が大きくなる。この羽根毎の圧力脈動がディフューザーと干渉してピーク音を発生させる場合がある。このピーク音のスペクトラムを分散させるため、図７Ｂの遠心ファン２に示すように、インペラ２ｃ（羽根）の枚数を増やすことが考えられる。しかしながら、インペラ２ｃの径方向内側の空気流路が狭まることによりファン特性（送風量）が低下する。また、主板２ｂ上に一体に形成されるインペラ２ｃの肉厚が減るので、金型製造にかかるコストが高くなり製造コストが上昇する。
【００４２】
そこで、上述したファン特性の低下や製造コスト上昇を抑えた遠心ファン２の他例を、図７Ｃ〜Ｆに示す。図７Ｄは図７Ｃの斜視図である。図７Ｃ，Ｄに示すように、ハブ２ａに連続する主板２ｂ上に起立形成されたインペラ２ｃの径方向外側近傍（外周縁部）には、隣り合うインペラ２ｃから等間隔（インペラ２ｃ間の中央部）に補助インペラ２ｅが各々起立形成されている。これにより、羽根毎の圧力脈動が小さくなるようにしてディフューザーとの干渉によるピーク音の発生を抑制することができる。また、インペラ２ｃ並びに補助インペラ２ｅの肉厚は変更を要しないか変更しても僅かであるため製造コストの上昇を抑えることができる。
【００４３】
図７Ｅ及び図７Ｆ並びに図８に示す遠心ファン２は、図７Ｃ，Ｄに対する変形例である。具体的には、主板２ｂのインペラ２ｃ間に起立形成される補助インペラ２ｅは、隣り合うインペラ２ｃから等間隔（インペラ２ｃ間の中央部）に設ける必要はなく、例えば図７Ｅに示すように補助インペラ２ｅが回転方向前方のインペラ２ｃよりに起立形成されていてもよいし、図７Ｆも示すように補助インペラ２ｅが回転方向後方のインペラ２ｃよりに起立形成されていてもいずれでもよい。
【００４４】
また、図８に示すように、インペラ２ｃ間に設けられる補助インペラ２ｅの径方向内端位置が径方向外端位置に比べてアンバランスとなるように形成されていてもよい。即ち、補助インペラ２ｅの径方向内端位置２ｅ１が回転方向後方のインペラ２ｃに近く径方向外端位置２ｅ２がインペラ２ｃ間の中央部に位置していてもよい。即ち、インペラ２ｃ間を通過する圧縮空気の上流側通路（径方向内側）の間隔に広狭が形成され、下流側通路（径方向外側）の間隔が等しくなるように形成されていてもよい。
【００４５】
ここで、本発明の遠心送風機１の車両空調における効果を詳細に説明する。
本発明の遠心送風機１が吸い込み型シート空調を目的として車両のシートに取り付けられている場合、本発明の遠心送風機１の動作である「遠心ファン２が回転して軸方向から吸気しケース体４内で外周方向へ気流を生成しケース体４内の外周付近で向きを変化させて外周部で吸気方向と逆へ排気する」過程において発生するノイズは、シート空調全体のノイズと比較してその割合は大きい。シート表面の吸い込み口から本発明の遠心送風機１までの流路は短くかつ本発明の遠心送風機１の排気口においては排気流量に対して余裕のある流路断面積を確保できるため、送風機以外のノイズ発生要因は限定的となる。よって送風機以外のノイズと本発明の遠心送風機１のノイズとを明確に切り分けることが可能となる。本発明の遠心送風機１のノイズ発生要因や出力などの特性がケース体４の内側で完結しているため、送風機としての特性（出力やノイズ）が一定となりまた前述の通りケース体４の剛性が高いため、本発明の遠心送風機１を取り付けるシートについて取り付け箇所の位置や形状の自由度が上がり、送風機の一の形状で多くの種類のシートに適用可能となり、量産効果によるコストダウンが実現できる。
また、特性（出力やノイズ）の一定化により、車両の設計段階から乗員の乗車快適性についてのシート空調特性のシミュレート精度が上がるため、車両メーカーの設計工数が低減するという副次的な効果も有する。
更に、前述の先行技術文献（特許文献１：特開２０１５−１７４５８０）で開示されている吸い込み型シート空調と比較した場合、本発明の遠心送風機１によってシートの小型化が可能であるという効果がある。
特許文献１で開示されている送風機は本発明と異なり排気が回転軸の径方向（外周側）に向かって行われる。そのため、前述の通り、送風機の機械的応力に対する耐久力が懸念され、機構的に頑丈な設計が求められ、寸法や重量が増大する。加えて排気をシート後端部（背面の場合は後端部、座面の場合は下端部）で処理するためにシート内ダクトやシート背面後側放出口などへの接続部を送風機に設ける必要があるため更に寸法や重量が増大する。これに対して本発明の遠心送風機１はシート背面後側からシート表皮を通して直接排気することが可能であり、高い剛性と付属物の省略によって特許文献１の遠心送風機と比較して小型とすることができる。
車両用シートには空調を目的とした送風機のような構成部材は従来存在しておらず、送風機が取り付けられたシートは実質的にはシートクッション内に異物が存在することとなる。着席した乗員が送風機を異物と感じないようにするためには送風機を小型化するかシートクッション厚を増加することになる。近年の車両軽量化・小型化の潮流を鑑みると、本発明の遠心送風機１が当該潮流に則った効果を持っていることは明らかである。
【００４６】
また、上記実施形態は、車載用シート空調を例示して説明したが、これに限らずＨＶＡＣ（暖房、換気及び空調）用の遠心送風機等に用いてもよい。例えば、シート空調以外の車両用ＨＶＡＣに本発明の遠心送風機１を用いることも可能である。従来、自動車においては余剰空間に空調用送風機（舌部を持つスクロール型ケーシングのものなど）を配置してきたが、近年の自動車の小型化や居住空間拡大などにより余剰空間が減少したため、また電気自動車は車体構造が従来の自動車と異なるため、空調用送風機を配置する空間の検討が自動車設計者の頭を悩ます課題となってきている。本発明の遠心送風機１のような薄型・高圧力・吸入と排気が同方向といった特徴を持つ送風機を採用することで自動車の設計自由度を向上することができる。従来の自動車であれば送風機の設置場所の関係でＨＶＡＣ関連装置は前席膝下周辺に集中して配置されるが、本発明の遠心送風機１であれば複数を分散して天井や側壁やドアなどへ配置することが可能となる。ペルティエ素子などの熱電素子と組み合わせることで省スペース分散空調が実現でき、空間利用効率の高い自動車設計の一助とすることもできる。車両以外の、余剰空間が少なく従来の空調用送風機を配置する空間が確保困難な場所であっても、本発明は同様に効果があることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４７】
１  遠心送風機  ２  遠心ファン  ２ａ  ハブ  ２ｂ  主板  ２ｃ  インペラ  ２ｄ  シュラウド  ３  回転子  ３ａ 回転子軸  ３ｂ  回転子ヨーク  ３ｃ  回転子マグネット  Ｍ  モータ  ４  ケース体  ４ａ  第一ケース  ４ｂ  第二ケース  ４ｃ  吸気用開口部  ４ｄ  第一送風路  ４ｅ  第二送風路  ４ｆ  排気孔  ４ｇ  梁  ４ｈ１  底部外周壁  ４ｈ２  底部内周壁  ４ｉ  ドーム状空間部  ４ｊ  係止片  ４ｋ  係止部  ４ｍ  配線接続口  ４ｎ  フック  ４ｒ  拡散板（ディフューザー）  ４ｒ１  排気方向上流端部  ５  軸受保持部  ５ａ  軸受  ５ｂ  軸支持部  ６  モータ基板  ６ａ  基板支持部  ６ｂ  電解コンデンサ  ７  固定子  ７ａ  固定子コア  ７ｂ  コイル  ８  環状送風路
【要約】      （修正有）【課題】取扱性や信頼性が高くしかも小型扁平で、風量及び静圧を確保しかつ静音化を図ることができる遠心送風機を提供する。【解決手段】第一ケース４ａと第二ケース４ｂを組み合わせてケース体４の径方向外側に周回して形成される環状送風路８のうち第二送風路４ｅの底部には、圧縮空気をケース体外へ排気する複数の排気孔４ｆが周方向に所定間隔で穿設され、各排気孔４ｆに臨む位置に遠心ファン２の回転方向に対して斜め下方に傾斜するディフューザー４ｒが設けられている。【選択図】図２【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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