JP2023115755A - 遠心送風機 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遠心送風機に関する。
特許文献1には、ターボファンにおいて、ファンのボスと主板との接合部を通過して回転軸に直交する軸直角面から、羽根重心までの距離までの距離を、小さくすることを目的の1つとしている。そして、その目的を達成するために、板厚が回転軸側から外周縁に向けて漸次厚くなるよう主板を形成することが記載されている。
発明者の検討によれば、特許文献1に記載のターボファンでは、モータがケースに支持される位置であるモータ支持位置とファンの重心位置の、回転軸に沿った方向における位置ずれ量をより低減することが望ましい。この位置ずれ量が長いと、ファンとモータロータの複合的なアンバランスによって生じる遠心力に起因して発生するモータ支持位置の周りのモーメントが大きくなってしまい、ひいては、ターボファンの振動の抑制が不十分になり得るからである。このことは、ターボファンに限らず、遠心送風機一般についても同様である。
本発明は上記点に鑑み、遠心送風機において、モータ支持位置とファンの重心位置の、回転軸に沿った方向における位置ずれ量を低減することを目的とする。
上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、
遠心送風機であって、
ケース(2)と、
モータ支持位置(32a)で前記ケースに支持されるモータ(3)と、
前記モータに駆動されて回転するファン(4)と、を備え、
前記ファンは、
前記モータ支持位置よりも前記モータの出力軸(31)の一方側において、前記出力軸に取り付けられるボス部(41)と、
前記ボス部から前記出力軸を中心とする径方向の外側に伸びる主板(42)と、
前記主板から前記出力軸の一方側に伸びる複数の翼(43)と、
前記複数の翼の前記出力軸の一方側の端部に接続される側板(44)と、を有し、
前記主板は前記側板よりも重量が大であり、
前記主板と前記側板は、前記径方向の外側に向かって前記出力軸の他方側に傾斜している、遠心送風機。
遠心送風機であって、
ケース(2)と、
モータ支持位置(32a)で前記ケースに支持されるモータ(3)と、
前記モータに駆動されて回転するファン(4)と、を備え、
前記ファンは、
前記モータ支持位置よりも前記モータの出力軸(31)の一方側において、前記出力軸に取り付けられるボス部(41)と、
前記ボス部から前記出力軸を中心とする径方向の外側に伸びる主板(42)と、
前記主板から前記出力軸の一方側に伸びる複数の翼(43)と、
前記複数の翼の前記出力軸の一方側の端部に接続される側板(44)と、を有し、
前記主板は前記側板よりも重量が大であり、
前記主板と前記側板は、前記径方向の外側に向かって前記出力軸の他方側に傾斜している、遠心送風機。
このように、側板に対して出力軸の他方側に位置する主板が側板よりも重量が大であることで、モータ支持位置とファンの重心との出力軸に沿った位置ずれ量を低減することができる。また、主板と側板が出力軸から径方向の外側に向かって出力軸の他方側に傾斜していることで、複数の翼を出力軸のより他方側に配置できるので、ファンの重心を出力軸に沿った方向のより他方側に配置することができる。すなわち、モータ支持位置とファンの重心との出力軸に沿った位置ずれ量を低減することができる。
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
以下、本開示の実施形態について説明する。以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
(第1実施形態)
第1実施形態に係る遠心送風機1は、図1に示すように、ケース2と、ケース2に支持されるモータ3と、モータ3に駆動されて回転するファン4と、を備えている。図1は、遠心送風機1の回転軸CLを含む断面における断面図である。本実施形態の遠心送風機1はターボファンであるが、他の例として、ターボファン以外の遠心送風機(例えばシロッコファン)でもよい。
第1実施形態に係る遠心送風機1は、図1に示すように、ケース2と、ケース2に支持されるモータ3と、モータ3に駆動されて回転するファン4と、を備えている。図1は、遠心送風機1の回転軸CLを含む断面における断面図である。本実施形態の遠心送風機1はターボファンであるが、他の例として、ターボファン以外の遠心送風機(例えばシロッコファン)でもよい。
ケース2は、モータ3とファン4を収容する部材であり、例えば樹脂製であるが他の材料から構成されていてもよい。ケース2は、他の部材(例えば空調装置の外殻を構成するハウジング)に取り付けられていてもよい。
ケース2は、第1ケース部21と第2ケース部22とを有している。第1ケース部21と第2ケース部は、別体に形成されて互いに対して組み付けられていてもよいし、全体として一体に形成されていてもよい。第1ケース部21は、ファン4の吸入側を覆い、第2ケース部22は、ファン4の吸入側とは反対側を覆うと共に、モータ3が取り付けられている。
モータ3は、出力軸31と、回転体保持部32と、軸受33と、コア34と、ロータ35と、を有している。モータ3は、アウターロータ型の電動モータであるが、他の例としてインナーロータ型であってもよい。
出力軸31は、モータ3で発生した回転力をファン4に伝える棒である。出力軸31と回転軸CLはほぼ同軸となっている。回転体保持部32は、例えば金属製または樹脂製の部材であり、モータ支持位置32aにおいて、第2ケース部22に固定的に取り付けられる。回転体保持部32の第2ケース部22への固定的な取り付けは、例えばボルトの締結によって実現されていてもよいし、ねじ止めによって実現されていてもよいし、他の手法で取り付けられていてもよい。
モータ支持位置32aは、出力軸31を中心とする径方向において、ロータ35の最外縁よりも外側にある。また、モータ支持位置32aは、出力軸31を中心とする径方向において、後述するボス部41と出力軸31の接続位置よりも、外側に位置している。また、モータ支持位置32aは、出力軸31に沿った方向において、ボス部41と出力軸31の接続位置よりも、ロータ35と出力軸31の接続位置よりも、図1中下側に位置している。
以下、出力軸31に沿った方向を単に軸方向FLと称し、軸方向FLの図1における上側を一方側と称し、軸方向FLの図1における下側を他方側と称する。また、出力軸31を中心とする径方向、周方向を、それぞれ、単に径方向、周方向という。
軸受33は、回転体保持部32の出力軸31側の面に取り付けられ、出力軸31を回転可能に軸支する。このようになっていることで、回転体保持部32は、軸受33を介して、出力軸31、ロータ35、ファン4を保持する。
コア34は、通電されることによって磁場を発生することでロータ35を回転駆動する。コア34は、回転体保持部32に対して固定されている。回転体保持部32とコア34が、ステータを構成する。
ロータ35は、径方向の内周縁において、出力軸31に固定され、径方向の外周縁において、コア34の外周側に配置される。ロータ35は、コア34の径方向の外周側において磁石を備え、この磁石によってコア34が発生する磁場から回転力を受ける。このようなモータ3において、コア34が通電されると磁場が発生し、その磁場に起因してロータ35が出力軸31と一体に回転する。その際、出力軸31が軸受33に軸支される。
ファン4は、ボス部41、主板42、複数の翼43、および側板44を有している。本実施形態においては、ボス部41、主板42、複数の翼43、および側板44は、全体として同じ材料(例えば樹脂)で一体成型で形成される。そして、ファン4の質量密度は一様である。ボス部41は、出力軸31に取り付けられる環状の部材である。ボス部41と出力軸31の接続位置は、ロータ35と出力軸31の接続位置よりも、モータ支持位置32aよりも、軸方向FLの一方側に位置している。
主板42は、径方向の内周縁においてボス部41と接続し、ボス部41から出力軸31を中心とする径方向の外側に伸びる板形状の部材である。複数の翼43は、板形状の部材である。各翼43は、主板42の軸方向FLの一方側の面から軸方向FLの一方側に向かって伸び、軸方向FLの一方側の端部において側板44に接続される。これら複数の翼43は、出力軸31を中心とする周方向に並んで配置されている。また、各翼43は、出力軸31から遠ざかるほど、ファン4の回転方向の後ろ向きに位置するようにも伸びている。回転方向は、周方向と一致する。
側板44は、出力軸31を取り囲むように配置されると共に径方向の外側に伸びる板形状の部材である。上述の通り、側板44における軸方向FLの他方側の面には、複数の翼43が接続されている。また、第1ケース部21は、側板44における軸方向FLの一方側の面と対向して軸方向FLの一方側から側板44を覆うように配置されている。
側板44は、本体部44aと筒部44bとを有している。本体部44aは、主板42と対向して配置され、主板42と自らの間に複数の翼43を挟む部分である。筒部44bは、本体部44aの径方向の内周側端部から本体部44aに対して曲がって軸方向FLの一方側に伸びる環状の部分である。この筒部44bは、出力軸31に対向して出力軸31を取り囲むことで、その径方向内周側に、風を取り入れる吸込口IPを形成する。
以上のような構成のボス部41、主板42、複数の翼43、および側板44は、全体として出力軸31から回転力が伝達されることで一体に回転する。その結果、出力軸31、ロータ35、ファン4は、一体に回転方向の前側に回転する。
上記のような構成の遠心送風機1の作動について説明する。モータ3のコア34が通電されると、コア34が磁力を発生し、その磁力によってロータ35が回転駆動される。その結果、ロータ35、出力軸31、ファン4が一体に回転する。これにより風が、吸込口IPにおいて、軸方向FLの一方側から他方側に吸い込まれ、更に主板42と側板44の間かつ複数の翼43の間を径方向内側から外側に向けて流れ、更にファン4の径方向の最外周から更に径方向の外側に向けて吹き出される。
このような遠心送風機1において、ファン4とロータ35の複合的なアンバランスが存在する。このアンバランスは、回転軸まわりの回転体の質量が周方向に一様に分布していないこと(例えば偏心)によって発生する。ここで、回転体は、ファン4とロータ35である。このアンバランスによる遠心力Fに起因して発生するモータ支持位置32aの周りのモーメントが、遠心送風機1の振動の原因となる。このモーメントが増大すると、遠心送風機1の振動の抑制が不十分になり得る。そして、このモーメントは、モータ支持位置32aとファン4の重心Gとの軸方向FLに沿った位置ずれ量Lが長いほど、大きい。本実施形態の遠心送風機1においては、この位置ずれ量Lを抑えるよう構成されている。
このような遠心送風機1の特徴について、更に詳しく説明する。まず、主板42と側板44は、径方向の外側に向かって軸方向FLの他方側に傾斜している。すなわち、主板42と側板44の各々が、径方向の外側に向かって軸方向FLのより他方側に位置するよう伸びている。
このようになっていることで、複数の翼43を軸方向FLのより他方側に配置できるので、ファン4の重心Gをより軸方向FLの他方側に配置することができる。したがって、位置ずれ量Lを抑えることができ、ひいては、アンバランスに起因する遠心送風機1の振動を抑制することができる。
また、主板42は側板44よりも重量が大である。これにより、ファン4の重心Gをより主板42側に配置することができ、ひいては、重心Gをより軸方向FLの他方側に配置することができ、位置ずれ量Lを抑えることができる。
(1)具体的には、主板42は側板44に比べて板厚が大きい。この比較は、主板42、側板44の各々で板厚が一様であれば自明であるが、そうでない場合は、平均の板厚で比較される。平均の板厚は、板の体積を板面の面積で除算した値になる。
このようになっていることで、主板42と側板44で板厚を異ならせることができるのを利用して、モータ支持位置とファンの重心との出力軸に沿った位置ずれ量を低減することができる。
(2)また、軸方向FLに沿ったファン4の一方側の端から他方側の端までの長さをh1とする。この長さh1は、ファン4の全高とも呼ばれる。そして、ボス部41と出力軸31の接続位置から軸方向FLの他方側におけるファン4の端までの、出力軸に沿った長さをh2とする。この長さh2は、ボス部41の高さとも呼ばれる。この場合、長さh2は長さh1の1/2以上となっている。
このようになっていることで、ボス部41に接続されている主板42の傾斜の勾配をより急峻にすることができ、ファン4の全高に対して複数の翼43を軸方向FLのさらに他方側に取り付けることができる。ひいては、位置ずれ量Lを低減することができる。
(3)また、主板42は、第1勾配部42a、第2勾配部42bを有している。第1勾配部42aは、主板42のうち、第2勾配部42bよりも径方向の内側に配置されている。また、第1勾配部の径方向内側の端部は、ボス部41に接続されている。
そして、第1勾配部42aにおいては、径方向の外側に向かうときの軸方向FL他方側への傾斜の勾配が、第1の範囲内となっている。なおこの勾配は、出力軸31からの距離が単位距離だけ大きくなったときの、軸方向FL他方側への変化量が大きいほど、大きくなる量である。すなわち、俯角である。また、勾配は、各位置における軸方向FLの一方側の端と他方側の端の中点の位置に基づいて特定される。
また、第2勾配部42bにおいては、径方向の外側に向かうときの軸方向FL他方側への傾斜の勾配が、第1の範囲とは異なる第2の範囲内となっている。なお、第1の範囲と第2の範囲は一部が重なりあっていてもよいし、重なり合う部分がなくてもよい。このようになっていることで、主板42の勾配が一定の場合に比べて、位置ずれ量Lを低減するための工夫をより柔軟に行うことができる。
(4)また、上記第1の範囲は上記第2の範囲よりも傾斜が急な範囲となっている。つまり、第1の範囲の上限は第2の範囲の上限よりも大きく、第1の範囲の下限は第2の範囲の下限よりも大きい。また、第1の範囲の上限と下限の平均値は第2の範囲の上限と下限の平均値よりも大きい。
このようになっていることで、第1勾配部42aより径方向外側にあるがゆえにより体積が大きくなる場合のある第2勾配部42bを軸方向FLの他方側により偏在させることができる。ひいては、位置ずれ量Lを低減することができる。
(5)また、第2勾配部42bの平均板厚は、第1勾配部42aの平均板厚よりも大である。このように、主板42において軸方向FLのより他方側に位置している第2勾配部42bの平均板厚を大きくすることで、位置ずれ量Lを効果的に低減することができる。
なお、本実施形態では、第2勾配部42bの平均板厚は、側板44の平均板厚よりも大であるが、他の例として、大でない場合があってもよい。また、第1勾配部42aの平均板厚は、側板44の平均板厚より大きくてもよいし、小さくてもよい。
(6)また、主板42は、第2勾配部42bよりも径方向の外側にあって主板42の最外周にある外周端部42cを有している。この外周端部42cの平均板厚は、第2勾配部42bの平均板厚よりも小である。このように、径方向外側に向かって軸方向FLの他方側に傾斜している主板42において、その外周端部42cを薄くすることで、ファン4の高さ、すなわち、ファン4の軸方向FLに沿った一方側の端から他方側の端までの長さを抑制することができる。
より具体的には、外周端部42cでは、軸方向FLの一方側を向く面の径方向外側に向かう傾斜の勾配は、軸方向FLの他方側を向く面の径方向外側に向かう傾斜の勾配よりも、大きくなっている。これにより、外周端部42cは、径方向外側に向かって先細りしている。例えば、外周端部42cでは、軸方向FLの一方側を向く面の位置が径方向外側に向かうにつれて正の勾配で軸方向FL他方側に向かっており、軸方向FLの他方側を向く面の位置は、径方向外側に向かうにつれて軸方向FLの位置は変化しないようになっていてもよい。
このように、外周端部42cでは、径方向外側に向かうにつれて板厚を漸次低減させることによって、軸方向FLの他方側の面が軸方向FLの他方側に傾き過ぎることを抑制している。なお、他の例として、軸方向FLの他方側を向く面の位置は、径方向外側に向かうにつれて軸方向FLの一方側に向かってもよいし、軸方向FLの他方側に向かってもよい。
(7)また、図2に示すように、複数の翼43の各々と主板42との接合部に形成される隅R1a、R1bは、丸まった隅R部となっている。また、図3に示すように、複数の翼43の各々と側板44との接合部に形成される隅R2a、R2bも、丸まった隅R部となっている。そして、各翼43において、隅R1a、R1bの曲率半径は、同じ翼の隅R2a、R2bの曲率半径よりも大きい。なお、隅R2a、R2bはピン角であってもよい。その場合も、各翼43において、隅R1a、R1bの曲率半径は、同じ翼の隅R2a、R2bの曲率半径よりも大きい。
より具体的には、ここで比較するのは、主板42との接合部の隅R1a、R1bの径方向の内側の端から外側の端までの曲率半径の平均値と、側板44との接合部の隅R2a、R2bの径方向の内側の端から外側の端までの曲率半径の平均値である。
これにより、各翼43において、主板42との接合部の方が、側板44との接合部よりも、太くなる。このように、主板側と側板側で隅の曲率半径を異ならせることができるのを利用して、モータ支持位置32aとファン4の重心Gとの出力軸31に沿った位置ずれ量を低減することができる。
なお、隅R1a、R1b、R2a、R2bの関係が上記のようになっている翼は、複数の翼43の全部であってもよいし、一部のみでもよい。複数の翼43の少なくとも1つの翼43において上記のような関係が成立すれば、当該翼43については上記の効果が実現する。
(8)また、図2、図4に示すように、上記少なくとも1つの翼43と主板42との接合部における隅R1a、R2aの各々の曲率半径は、径方向の外側に向かうにつれて増大する。この増大の振る舞いは、徐々にであってもよいし、段階的であってもよい。また、隅R1a、R2aの各々の曲率半径が径方向の外側に向かうにつれて増大しているのは、翼43と主板42との接合部のうち一部のみ(例えば翼43と第2勾配部42bとの接合部のみ)においてであってもよい。
このように、同じ翼43で径方向の位置により隅の曲率半径を変えられるのを利用して、モータ支持位置32aとファン4の重心Gとの出力軸31に沿った位置ずれ量を低減できる。これは、主板42が径方向の外側に向かって出力軸31のより他方側に傾斜しているからである。
(9)また、図1に示すように、複数の翼43の各々の出力軸31側の端部である前縁部43aは、軸方向FLの一方側の端部において、筒部44bの出力軸31側の面に接続されている。
このようになっていることで、各翼43の剛性が向上し、ファン4の変形が抑制できる。なお、このような構造になっているのは、複数の翼43のうち上述のように全部の翼43であってもよいし、あるいは、一部のみの翼43であってもよい。後者の場合でも、その一部の翼43の剛性は向上する。
なお、本実施形態においては、各翼43の各々は、主板42との接合部および側板44との接合部以外の部分では、板厚が一定となっている。まら、本実施形態の主板42の軸方向FLの他方側の面には、リブ等の突起物は形成されていない。
(第2実施形態)
次に第2実施形態について、図5、図6を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、第1実施形態に対して、主板42の構成が異なっている。具体的には、図5、図6に示すように、主板42は、複数のリブ42dを有している。また、本実施形態の外周端部42cは、第2勾配部42bと板厚が同じになっているが、第1実施形態と同様に第2勾配部42bより板厚が小であってもよい。その他の構成は、第1実施形態と同じである。
次に第2実施形態について、図5、図6を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、第1実施形態に対して、主板42の構成が異なっている。具体的には、図5、図6に示すように、主板42は、複数のリブ42dを有している。また、本実施形態の外周端部42cは、第2勾配部42bと板厚が同じになっているが、第1実施形態と同様に第2勾配部42bより板厚が小であってもよい。その他の構成は、第1実施形態と同じである。
複数のリブ42dは、主板42の側板44側とは反対側の面から軸方向FLの他方側に突出している。リブ42dの各々は、出力軸31を囲んで出力軸31を中心に環状に配置されている。そしてこれらリブ42dは、全体として径方向内側から外側に多重に配列されている。なお、リブ42dの数は、上記のように複数であってもよいし、1つであってもよい。また、リブ42dの取り付け位置は、図5、図6に示すように第2勾配部42bのみであってもよいし、第1勾配部41aと第2勾配部42bの両方であってもよいし、第1勾配部41aのみであってもよい。
また、本実施形態において、主板42のうち、最も軸方向FLの他方側に位置する部分は、複数のリブ42dのいずれかではなく、外周端部42cの軸方向FLの他方側の端部である。このようになっていることで、複数のリブ42dがファン4の軸方向FLの寸法を増大させてしまう可能性が低減される。
(1)このように、主板42は、側板44側とは反対側の面から出力軸31の他方側に突出する1つ以上のリブ42dを有する。これにより、リブ42dの重量の分だけ、位置ずれ量Lを低減できる。
(2)また、リブ42dは、出力軸31を囲む環状に配置されている。これにより、リブ42dがファン4の回転の抵抗になり難い。なお、リブ42hは、上述の通り出力軸31を中心としていてもよいし、出力軸31からずれた位置を中心としていてもよい。また、リブ42hは、図6のように第2勾配部42bのみに形成されていてもよいし、あるいは、第1勾配部42aと第2勾配部42bの両方に形成されていてもよい。また、本実施形態において第1実施形態と同様の構成からは同様の効果が得られる。
(第3実施形態)
次に第3実施形態について、図7を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、第2実施形態に対して、複数のリブ42dが複数のリブ42eに置き換わっている。それ以外の構成は、第2実施形態と同じである。複数のリブ42eの各々は、出力軸31を中心とする放射状に、径方向内側から外側に伸びている。
次に第3実施形態について、図7を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、第2実施形態に対して、複数のリブ42dが複数のリブ42eに置き換わっている。それ以外の構成は、第2実施形態と同じである。複数のリブ42eの各々は、出力軸31を中心とする放射状に、径方向内側から外側に伸びている。
また、本実施形態において、主板42のうち、最も軸方向FLの他方側に位置する部分は、複数のリブ42eのいずれかではなく、外周端部42cの軸方向FLの他方側の端部である。
なお、リブ42eの数は、上記のように複数であってもよいし、1つであってもよい。また、リブ42eの取り付け位置は、図7に示すように第2勾配部42bのみであってもよいし、第1勾配部41aと第2勾配部42bの両方であってもよいし、第1勾配部41aのみであってもよい。
また、本実施形態において、第3実施形態に示したような形状のリブ42dが更に1個または複数個設けられていてもよい。すなわち、主板42においてリブ42dとリブ42eとが組み合わさって形成されていてもよい。また、本実施形態において第1、第2実施形態と同様の構成からは同様の効果が得られる。
(第4実施形態)
次に第4実施形態について、図8を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、第3実施形態に対して、複数のリブ42eが複数のリブ42fに置き換わっている。それ以外の構成は、第3実施形態と同じである。
次に第4実施形態について、図8を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、第3実施形態に対して、複数のリブ42eが複数のリブ42fに置き換わっている。それ以外の構成は、第3実施形態と同じである。
複数のリブ42fは、出力軸31を中心とする周方向に並んで配置されている。また、複数のリブ42fの各々は、出力軸31から遠ざかるほど、回転方向の後ろ向きに位置するような翼形状で伸びている。すなわち、複数のリブ42fの向きは、複数の翼43と同じである。
なお、他の例として、複数のリブ42fの向きは、複数の翼43と逆であってもよい。すなわち、複数のリブ42fの各々は、出力軸31から遠ざかるほど、回転方向の前向きに位置するような翼形状で伸びていてもよい。また、複数のリブ42fの数は、複数の翼43の数と同じであってもよいし、違っていてもよい。リブ42fの数は1であってもよい。
また、本実施形態において、主板42のうち、最も軸方向FLの他方側に位置する部分は、複数のリブ42fのいずれかではなく、外周端部42cの軸方向FLの他方側の端部である。
なお、リブ42fの数は、上記のように複数であってもよいし、1つであってもよい。また、リブ42fの取り付け位置は、図8に示すように第2勾配部42bのみであってもよいし、第1勾配部41aと第2勾配部42bの両方であってもよいし、第1勾配部41aのみであってもよい。また、本実施形態において第1~第3実施形態と同様の構成からは同様の効果が得られる。
(第5実施形態)
次に第5実施形態について、図9を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、ボス部41と主板42を構成する材料が第1実施形態と異なっている。その他の構成は、第1実施形態と同じである。なお、本実施形態のような変更は、第2~第4実施形態にも適用可能である。
次に第5実施形態について、図9を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、ボス部41と主板42を構成する材料が第1実施形態と異なっている。その他の構成は、第1実施形態と同じである。なお、本実施形態のような変更は、第2~第4実施形態にも適用可能である。
本実施形態のボス部41と主板42は、翼43、側板44に対して質量密度の大きい材料で形成されている。ボス部41および主板42を形成する材料は、樹脂でもよいし、金属でもよい。これにより、第3実施形態に比べて主板42の重量が大きくなり、その結果、ファン4の重心Gが軸方向FLのより他方側に位置する。
本実施形態では、ボス部41および主板42は、翼43、側板44とは別体に形成された後に、溶着等により翼43と主板42とが接続されることで、ファン4が製造されてもよい。あるいは、ボス部41および主板42は、翼43、側板44と共に、二色成型によって形成されてもよい。
なお、ボス部41は、第1実施形態と同様、翼43、側板44と同じ材料で構成されていてもよい。あるいは、翼43は、主板42と同じ材料で構成されていてもよい。いずれの場合も、同様の効果が得られる。
(1)以上の通り、主板42は、側板44よりも質量密度の高い材料で形成されている。このようになっていることで、主板42と側板44で材料を異ならせることができるのを利用して、位置ずれ量Lを低減できる。また、本実施形態において第1~第4実施形態と同様の構成からは同様の効果が得られる。
(第6実施形態)
次に第6実施形態について、図10を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、第1実施形態に対して、ファン4を構成する材質が異なっている。その他は、第1実施形態と同じである。なお、本実施形態のような変更は、第2~第5実施形態にも適用可能である。
次に第6実施形態について、図10を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、第1実施形態に対して、ファン4を構成する材質が異なっている。その他は、第1実施形態と同じである。なお、本実施形態のような変更は、第2~第5実施形態にも適用可能である。
本実施形態においては、ファン4のうち、ボス部41、翼43、側板44等の主板42以外の部材はすべて樹脂製である。そして、主板42においては、図10に示すように、第1勾配部42aおよび外周端部42cは樹脂製となっている。そして、第2勾配部42bは、金属で構成された金属部と、樹脂で構成されると共に当該金属部を囲む樹脂部とを有している。この金属は、この樹脂よりも質量密度が高い。この結果、主板42の質量密度は、側板42の質量密度よりも高くなっている。
このような構成のファン4は、例えば、金属がインサートされた樹脂成型すなわちインサート成型で製造することができる。なお、第1勾配部42a、外周端部42cも、第2勾配部42bと同様、一部が金属製となっていてもよい。
(1)以上の通り、第2勾配部42bは、金属部と、金属部を囲む樹脂部とを有する。このようになっていることで、主板をより重くすることで、位置ずれ量Lを低減することができる。また、本実施形態において第1~第5実施形態と同様の構成からは同様の効果が得られる。
(第7実施形態)
次に第7実施形態について、図11、図12を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、第1実施形態に対して、複数の翼43の形状が変更されている。それ以外の構成は、第1実施形態と同じである。なお、本実施形態のような変更は、第2~第6実施形態にも適用可能である。
次に第7実施形態について、図11、図12を用いて説明する。本実施形態に係る遠心送風機1は、第1実施形態に対して、複数の翼43の形状が変更されている。それ以外の構成は、第1実施形態と同じである。なお、本実施形態のような変更は、第2~第6実施形態にも適用可能である。
本実施形態の複数の翼43の各々は、主板42よりも側板44の方により近い部分の板厚よりも、側板44よりも主板42の方により近い部分の板厚の方が、大である。具体的には、図12に示すように、各翼43のうち、主板42との接合部と側板44との接合部とを除いた本体部は、主板42から遠ざかって側板44に近づくほど、板厚が徐々に減少する。このように、本体部が主板42から側板44に向かうにつれて板厚が徐々に減少していく以外にも、板厚が段階的に減少してもよい。
(1)以上の通り、各翼43は、側板44の方により近い部分の板厚よりも、主板42の方により近い部分の板厚の方が、大である。このようになっていることで、同じ翼43において側板44に近い側よりも主板42に近い側とで板厚を異ならせられるのを利用して、位置ずれ量Lを低減することができる。
なお、複数の翼43のうち、上記のような特徴を有する翼43は、全部でなく一部であってもよい。すなわち、上記のような特徴を有する翼43が1つ以上あれば、上記の効果がある程度得られる。
(他の実施形態)
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、ある量について複数個の値が例示されている場合、特に別記した場合および原理的に明らかに不可能な場合を除き、それら複数個の値の間の値を採用することも可能である。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本発明は、上記各実施形態に対する以下のような変形例および均等範囲の変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、ある量について複数個の値が例示されている場合、特に別記した場合および原理的に明らかに不可能な場合を除き、それら複数個の値の間の値を採用することも可能である。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本発明は、上記各実施形態に対する以下のような変形例および均等範囲の変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
4 ファン
41 ボス部
42 主板
43 翼
44 側板
32a モータ支持位置
41 ボス部
42 主板
43 翼
44 側板
32a モータ支持位置
Claims (16)
- 遠心送風機であって、
ケース(2)と、
モータ支持位置(32a)で前記ケースに支持されるモータ(3)と、
前記モータに駆動されて回転するファン(4)と、を備え、
前記ファンは、
前記モータ支持位置よりも前記モータの出力軸(31)の一方側において、前記出力軸に取り付けられるボス部(41)と、
前記ボス部から前記出力軸を中心とする径方向の外側に伸びる主板(42)と、
前記主板から前記出力軸の一方側に伸びる複数の翼(43)と、
前記複数の翼の前記出力軸の一方側の端部に接続される側板(44)と、を有し、
前記主板は前記側板よりも重量が大であり、
前記主板と前記側板は、前記径方向の外側に向かって前記出力軸の他方側に傾斜している、遠心送風機。 - 前記主板は前記側板に比べて板厚が大きい、請求項1に記載の遠心送風機。
- 前記ボス部と前記出力軸の接続位置から前記出力軸の前記他方側における前記ファンの端までの前記出力軸に沿った長さ(h2)は、前記出力軸に沿った前記ファンの前記一方側の端から前記他方側の端までの長さ(h1)の、1/2以上である、請求項1または2に記載の遠心送風機。
- 前記主板は、前記径方向の外側に向かうときの前記出力軸の他方側への傾斜の勾配が第1の範囲内である第1勾配部(42a)と、前記勾配が前記第1の範囲とは異なる第2の範囲内であると共に前記第1勾配部よりも前記径方向の外側にある第2勾配部(42b)と、を有する、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の遠心送風機。
- 前記第1の範囲は前記第2の範囲よりも傾斜が急な範囲である、請求項4に記載の遠心送風機。
- 前記第2勾配部の板厚は、前記第1勾配部の板厚よりも大である、請求項4または5に記載の遠心送風機。
- 前記主板は、前記第2勾配部よりも前記径方向の外側にあって前記主板の最外周にある外周端部(42c)を有し、
前記外周端部の板厚は、前記第2勾配部の板厚よりも小である、請求項4ないし6のいずれか1つに記載の遠心送風機。 - 前記側板は樹脂製の部材であり、
前記第2勾配部は、金属で構成された金属部と、樹脂で構成されると共に前記金属部を囲む樹脂部とを有する、請求項4ないし7のいずれか1つに記載の遠心送風機。 - 前記複数の翼のうち少なくとも1つの翼と前記主板との接合部における隅(R1a、R1b)の曲率半径は、前記少なくとも1つの翼と前記側板との接合部における隅(R2a、R2b)の曲率半径よりも、大きい、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の遠心送風機。
- 前記少なくとも1つの翼と前記主板との前記接合部における前記隅の曲率半径は、前記径方向の外側に向かうにつれて増大する、請求項9に記載の遠心送風機。
- 前記複数の翼のうち1つ以上の翼において、前記主板よりも前記側板の方により近い部分の板厚よりも、前記側板よりも前記主板の方により近い部分の板厚の方が、大である、請求項1ないし10のいずれか1つに記載の遠心送風機。
- 前記主板は、前記側板側とは反対側の面から前記出力軸の他方側に突出する1つ以上のリブ(42d、42e、42f)を有する、請求項1ないし11のいずれか1つに記載の遠心送風機。
- 前記1つ以上のリブは、前記出力軸を中心とする放射状または前記出力軸を囲む環状あるいはそれらの組み合わせで形成されている、請求項12に記載の遠心送風機。
- 前記1つ以上のリブは、翼形状で形成されている、請求項12に記載の遠心送風機。
- 前記主板は、前記側板よりも質量密度の高い材料で形成されている、請求項1ないし14のいずれか1つに記載の遠心送風機。
- 前記側板は、前記出力軸を取り囲んで吸込口を形成する筒部(44b)を有し、
前記複数の翼のうち一部または全部の翼の、前記出力軸側の端部である前縁部(43a)における前記出力軸の一方側の端部は、前記筒部における前記出力軸の他方側の端よりも前記出力軸の一方側において、前記筒部の前記出力軸側の面に接続されている、請求項1ないし15のいずれか1つに記載の遠心送風機。
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