JP5652335B2 - Blower - Google Patents
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Description
本発明は、バランス調整用の錘を備える送風機に関する。 The present invention relates to a blower including a weight for balance adjustment.
従来の送風機は、回転体であるファンとモータの振動を打ち消すために、ファンにバランスウェイトを追加(プラスバランス調整)するか、または余剰ウェイトを除去(マイナスバランス調整)して、バランス調整を行っていた。例えば特許文献1には、マイナスバランス調整する遠心式送風機が記載されている。
Conventional blowers perform balance adjustment by adding a balance weight to the fan (plus balance adjustment) or removing excess weight (minus balance adjustment) in order to cancel vibrations of the fan and motor that are rotating bodies. It was. For example,
一方、特許文献2には、ファンと、ファンを固定するワッシャとの間に、錘を移動可能に配設することによって自動的にバランス調整する電動送風機が記載されている。
On the other hand,
特許文献2の従来技術によると、製造過程におけるバランス調整の手間が少なくなるというメリットがある。しかしながら、錘によって回転体の重量が増加するので、送風機の効率が悪化するという問題がある。
According to the prior art of
また、特許文献2の従来技術に対して錘の位置を変更した場合には、錘がファンによる空気の流れを乱して送風騒音を増加させる虞がある。
Moreover, when the position of the weight is changed with respect to the prior art of
本発明は上記点に鑑みて、錘による重量増加を抑制すること、および錘による送風騒音の増加を抑制することのできる送風機を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the air blower which can suppress the increase in the weight by a weight, and can suppress the increase in the ventilation noise by a weight in view of the said point.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、回転することで空気に運動量を与えるファン(1)と、
ファン(1)の軸方向一端側に配置されて空気を吸入する吸入口(411)と、
ファン(1)の回転軸となるシャフト(32)と、
ファン(1)の軸方向他端側の外部に配置されてシャフト(32)を支える軸受(314)と、
ファン(1)の回転方向に移動可能な錘(61)とを備え、
ファン(1)は、回転軸の回りに配置された多数枚の翼部(11)と、多数枚の翼部(11)をファン(1)の径方向外側から連結する側板(12)とを有し、吸入口(411)から吸入した空気をファン(1)の径方向外側へ吹き出す遠心式多翼ファンであり、
側板(12)は、多数枚の翼部(11)における記吸入口(411)側の端部を連結するようになっており、
錘(61)は、ファン(1)の軸方向における位置が、ファン(1)のうち軸受(314)側の端部よりも軸受(314)の反対側になっており、ファン(1)の径方向における位置が、翼部(11)のうちファン(1)の径方向内側の端部よりもファン(1)の径方向外側になっていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention described in
A suction port (411) that is disposed on one axial end side of the fan (1) and sucks air;
A shaft (32) serving as a rotation axis of the fan (1);
A bearing (314) disposed outside the other axial end of the fan (1) and supporting the shaft (32);
A weight (61) movable in the direction of rotation of the fan (1),
The fan (1) includes a large number of wings (11) arranged around the rotation axis, and a side plate (12) for connecting the large number of wings (11) from the outside in the radial direction of the fan (1). Yes, and a centrifugal multiblade fan for blowing the sucked air radially outward of the fan (1) from the intake port (411),
The side plate (12) is configured to connect end portions on the suction port (411) side of the plurality of wing portions (11),
In the weight (61), the position of the fan (1) in the axial direction is on the opposite side of the bearing (314) from the end of the fan (1) on the bearing (314) side. The position in the radial direction is characterized in that the radial direction outside of the fan (1) is located at the radially inner end of the fan (1) in the blade (11).
これによると、錘(61)がファン(1、2)と軸受(314)との間に位置している場合に比べ、軸受(314)から錘(61)までの距離を大きく取ることができるので、錘(61)によるバランス調整効果を有効に発揮することができる。このため、錘(61)による重量増加を抑制することができる。 According to this, compared with the case where the weight (61) is located between the fan (1, 2) and the bearing (314), the distance from the bearing (314) to the weight (61) can be increased. Therefore, the balance adjustment effect by the weight (61) can be exhibited effectively. For this reason, the weight increase by the weight (61) can be suppressed.
しかも、空気の流れが比較的弱い領域に錘(61)が設けられることとなるので、錘(61)がファン(1、2)による空気の流れを乱して送風騒音を増加させることを抑制することができる。 Moreover, since the weight (61) is provided in a region where the air flow is relatively weak, it is possible to suppress the weight (61) from disturbing the air flow by the fans (1, 2) and increasing the blowing noise. can do.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、錘(61)は、ファン(1)の径方向における位置が、翼部(11)よりもファン(1)の径方向外側になっていることを特徴とする。
In the invention according to
このように、錘(61)のファン径方向における位置を、翼部(11)よりもファン径方向外側にすることで、請求項1よりも、より的確に空気流れの弱い領域に錘(61)を設置できる。Thus, the weight (61) is more accurately positioned in the region where the air flow is weaker than that of the first aspect by setting the weight (61) in the fan radial direction outside the blade (11). ) Can be installed.
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の発明において、錘(61)は、側板(12)に形成された溝に収容されていることを特徴とする。
The invention according to
これにより、側板(12)自体を利用して錘(61)をより効率的に配置することができる。 Thereby, the weight (61) can be more efficiently arranged using the side plate (12) itself .
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、一実施形態を説明する。図1に示す送風機は、車両用空調装置の室内ユニット(図示せず)に用いられ、室内ユニットの内外気切替箱により導入された外気および内気を吸入し、吸入した空気を室内ユニットの空調ユニットに向けて送風する。図1に示す上下の矢印は、車両搭載状態における各方向を示している。 Hereinafter, an embodiment will be described. The blower shown in FIG. 1 is used in an indoor unit (not shown) of a vehicle air conditioner, sucks outside air and inside air introduced by an inside / outside air switching box of the indoor unit, and uses the sucked air as an air conditioning unit of the indoor unit. Vent toward The up and down arrows shown in FIG. 1 indicate directions in the vehicle mounted state.
送風機は、車室外空気(外気)および車室内空気(内気)の両方を区分して吸入可能な内外気2層式送風機であり、第1ファン1、第2ファン2、電動モータ3およびケーシング4等を有している。
The blower is an internal / external air two-layer blower that can inhale and suck both vehicle exterior air (outside air) and vehicle interior air (inside air), and includes a
第1ファン1および第2ファン2は、電動モータ3により回転駆動されて遠心方向に空気を吹き出す遠心式多翼ファンである。第1ファン1および第2ファン2は同軸状に配置されている。送風機の車両搭載状態では、第1ファン1が第2ファン2の上方側に位置している。本例では、第1ファン1および第2ファン2は樹脂にて一体成形されている。
The
電動モータ3は、モータ本体部31と、モータ本体部31から突出するシャフト32とを有している。シャフト32は、第1ファン1および第2ファン2の回転軸をなすものであり、送風機の車両搭載状態では上下方向に延びている。モータ本体部31は、送風機の車両搭載状態では第1ファン1および第2ファン2の下方側に位置している。
The
ケーシング4は、第1ファン1を収容する第1スクロール部41と、第2ファン2を収容する第2スクロール部42と、電動モータ3のモータ本体部31を収容するモータ収容部43とを有している。
The
第1スクロール部41には、ファン軸方向の一端側(電動モータ3の反対側)に向かって開口した第1吸入口411が形成されている。第1吸入口411の外縁部には、第1ファン1の内側に向かって延びるベルマウスが形成されている。第1スクロール部41の内部には、第1ファン1から吹き出された空気を集合させる渦巻き状の流路が形成されている。
The
第2スクロール部42には、ファン軸方向の他端側(電動モータ3側)に向かって開口した第2吸入口421が形成されている。第2吸入口421の外縁部には、第2ファン2の内側に向かって延びるベルマウスが形成されている。第2スクロール部42の内部には、第1ファン1から吹き出された空気を集合させる渦巻き状の流路が形成されている。
The
ケーシング4の内部において、第2スクロール部41、42の外側には、第2吸入口421へ空気を導く導入通路44が形成されている。
In the
モータ収容部43は、ケーシング4の壁面を第2吸入口421側に向かって窪ませることによって形成されている。
The
第1ファン1は、回転軸の周りに板状の翼部11(ブレード)が多数枚配置された構成になっている。多数枚の翼部11は、第1吸入口411側の端部が側板12によって連結され、その反対側の端部が主板13によって連結されている。
The
側板12は、多数枚の翼部11を第1ファン1の外周側から締める箍の役割を果たすように環状に形成されている。主板13は、多数枚の翼部11を第1ファン1の底部側(反空気吸入側)から覆う円板状に形成されている。
The
本例では、側板12は、ファン軸方向と平行な直線状の断面形状になっている。側板12は、翼部11間の空気流路の断面積がファン径方向の内側から外側に向かって縮小するように、翼部11間を流通する主流の流線に沿うような略円弧状の断面形状になっていてもよい。
In this example, the
第2ファン2も、第1ファン1と同様に回転軸の周りに板状の翼部21(ブレード)が多数枚配置された構成になっている。第2ファン2の翼部21は、第2吸入口421側の端部が箍状の側板22によって連結され、その反対側の端部が円板状の主板23によって連結されている。
Similarly to the
主板23の中心部には、電動モータ3のシャフト32が結合される円筒状のボス24が形成されている。ボス24は、第1ファン1の主板13の中心部に連結されている。
A
電動モータ3のモータ本体部31は、コア311、ロータ312、マグネット313、軸受314およびセンターピース315等を有している。コア311は、センターピース315を介してケーシング4に固定されている。センターピース315には2つの軸受314が固定されている。2つの軸受314は、第1、第2ファン1、2の外部にてシャフト32を支持している。ロータ312はシャフト32に固定され、マグネット313はロータ312に固定されている。
The motor
シャフト32、軸受314、回路部(図示せず)などのモータ構成部品を外部の塵、汚れから保護するために、ケーシング4にはモータカバー5が取り付けられている。
A
外部電源(図示せず)によりコア311に通電すると磁束変化が生じ、マグネット313を引き寄せる力が発生するので、マグネット313、ロータ312、シャフト32およびファン1、2がシャフト32の中心軸回りに一体となって回転運動する。
When the
第1ファン1の上部外周には、回転による振動を低減するためのバランサ6が設けられている。具体的には、バランサ6は、第1ファン1の側板12に設けられている。換言すれば、バランサ6は、ファン軸方向における位置が、第1ファン1のうち軸受314側の端部よりも軸受314の反対側になっており、ファン径方向における位置が、翼部11よりもファン径方向外側になっている。
A
バランサ6は、ファン1、2の回転方向に移動可能なボール61(球状の錘)と、ボール61を収容するボール収容部62(錘収容部)とを有するボールバランサであり、ボール61がボール収容部62に形成された環状の収容空間621を移動することによってバランスを自動調整する。収容空間621は、ファン1、2と同軸状に形成されている。
The
本例では、ボール収容部62は、第1スクロール部41のベルマウスの裏側に収められている。具体的には、ボール収容部62は、側板12に環状の溝を形成することによって構成されている。また、環状の溝には、ボール61の脱落を防止する返し形状が設けられている。
In this example, the
図2は、バランサ6の模式的な断面図であり、ファン軸方向と直交する面で切断した時の模式的な断面を示している。ボール61は収容空間621を自由に動き回る(転がる)ことができるようになっている。図2(a)はボール61が2個の場合の例を示し、図2(b)はボール61が3個の場合、図2(c)はボール61が4個の場合の例を示している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
次に、上記構成における作動を説明する。電動モータ3がファン1、2を回転駆動すると、ファン1、2の翼部11、21が空気に運動量を与える。これにより、スクロール部41、42の吸入口41、42から空気が吸引され、ファン1、2の外周部から空気が送り出される。送り出された空気はスクロール部41、42の渦巻き状の流路に集められ、スクロール部41、42の吐出口(図示せず)から空調ユニット(図示せず)に送り出される。
Next, the operation in the above configuration will be described. When the
ここで、ファン1、2の回転バランスについて説明する。図3は、上記構成を簡潔なモデルで示したものである。図3(a)は、ファン1、2、シャフト32、ロータ312およびマグネット313からなる回転体Rの静止状態(回転速度ω=0)の状態を示し、図3(b)は回転体Rの回転速度ωが危険速度ωcより低い状態(ω<ωc)を状態を示し、図3(c)は回転体Rの回転速度ωが危険速度ωcより大きい状態(ω>ωc)を示している。
Here, the rotation balance of the
図3(a)に示すように、ファン1、2、シャフト32、ロータ312およびマグネット313からなる回転体Rの慣性主軸Aは、シャフト32の中心軸と微小なズレを持つ。この微小なズレは、製造上の誤差等に起因するものである。
As shown in FIG. 3A, the inertia main axis A of the rotating body R including the
そのため、図3(b)、(c)に示すように、回転体Rが回転することで発生する遠心力Fcによりモーメントが発生し、軸受314を支える支持部材(図1の例ではセンターピース315)が変形して、2つの軸受314間の特定の点Cを中心にシャフト32の中心軸は傾いて振れ回る。
Therefore, as shown in FIGS. 3B and 3C, a moment is generated by the centrifugal force Fc generated by the rotation of the rotating body R, and the support member that supports the bearing 314 (in the example of FIG. 1, the
図3(b)に示すように、回転体Rは、危険速度ωcより低い回転速度ω(回転数)では遠心力FcによるモーメントはジャイロモーメントMgよりも大きいため、重心G及び慣性主軸Aはシャフト32の中心軸の外側を振れ回る。換言すれば、重心G及び慣性主軸Aは、傾いている実際のシャフト32の中心軸に対して、回転速度ω=0で傾いていないのときの仮想のシャフト32の中心軸(図3(b)の一点鎖線)の反対側に位置する。
As shown in FIG. 3 (b), the rotating body R has a center of gravity G and an inertial spindle A as the shaft because the moment due to the centrifugal force Fc is larger than the gyro moment Mg at a rotational speed ω (rotational speed) lower than the critical speed ωc. Swing around the center axis of 32. In other words, the center of gravity G and the principal axis of inertia A are the center axis of the
それに対し、図3(c)に示すように、回転体Rは、危険速度ωcより大きい回転速度ω(回転数)ではジャイロモーメントMgが遠心力Fcによるモーメントよりも大きいため、重心G及び慣性主軸Aはシャフト32の中心軸の内側に入る。換言すれば、重心G及び慣性主軸Aは、傾いている実際のシャフト32の中心軸と、回転速度ω=0で傾いていないのときの仮想のシャフト32の中心軸(図3(c)の一点鎖線)との間に位置する。
On the other hand, as shown in FIG. 3C, the rotating body R has a center of gravity G and an inertial spindle because the gyro moment Mg is larger than the moment due to the centrifugal force Fc at a rotational speed ω (number of revolutions) greater than the critical speed ωc. A falls inside the central axis of the
このとき、バランサ6のボール61は遠心力によって重心Gと釣合う位置に自動的に配置されるので、バランサ6のボール61と重心Gおよび慣性主軸Aが釣合いの位置関係になる。そのため、シャフト32の振れ幅を小さくして振動を低減することができる。
At this time, since the
しかも、バランサ6は、軸受314から離れたファン上部に配置されているので、シャフト32の傾き中心Cからボール61までの距離を大きく取ることができる。このため、ボール61によるバランス調整効果を有効に発揮することができる。
In addition, since the
また、バランサ6によって重量が増加するので、傾き中心C回りの慣性モーメントが増加してジャイロモーメントMgも増加する。このため、危険速度以上の回転数での振動を更に低減することができる。しかも、バランサ6は、軸受314から離れた第1ファン1の上部に配置されているので、小さい重量増加量で効率良く慣性モーメントを増加させることができる。
Further, since the weight is increased by the
本実施形態による振動低減効果の例を図4に示す。図4の比較例は、バランサ6がない送風機における振動を示している。図4からわかるように、本実施形態では、比較例に比べて危険速度が低下するとともに、危険速度より大きい回転数(回転速度)での振動が低減する。
An example of the vibration reduction effect according to this embodiment is shown in FIG. The comparative example of FIG. 4 shows vibration in a blower without the
さらに、本実施形態では、バランサ6のファン径方向における位置が、翼部11よりもファン径方向外側になっているので、空気流れが弱い領域にバランサ6が設けられることとなる。
Furthermore, in this embodiment, since the position of the
このため、バランサ6が第1ファン1による空気の流れ(吸入口41からファン外周側に向かう空気の流れ)を乱して送風騒音を増加させることを極力抑制することができるとともに、ケーシング内部の空間を有効に活用してバランサ6を効率的に配置することができる。
For this reason, it is possible to suppress the
(他の実施形態)
なお、上記実施形態では、バランサ6のファン径方向における位置が、翼部11よりもファン径方向外側になっているが、バランサ6のファン径方向における位置は、翼部11のうちファン径方向内側の端部よりもファン径方向外側になっていてもよい。この場合においても、バランサ6による送風騒音の増加を抑制することができる
また、収容空間621をボール61と同数個の空間にファン周方向に仕切り、仕切られた各空間にボール61を1個ずつ収容し、収容空間621の仕切り部の壁面に弾性体を取り付けてもよい。これにより、ボール61の衝突による衝撃を仕切り部および弾性体によって緩和することができるので、危険速度においてボール61が不安定な挙動を示す場合にボール61同士あるいはボール61と仕切り部が衝突することで振動が増加することを防止できる。収容空間621をファン径方向またはファン軸方向に仕切ってもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the position of the
また、バランサ6は、錘をなす流体と、流体を収容する流体収容部(錘収容部)とを有する流体バランサで構成されていてもよい。
Moreover, the
また、バランサ6の錘は微小粒体(砂粒等)であってもよい。ただし、微小粒体は、互いに付着しないさらさらのもの(湿気や粘り気がないもの)であるのが好ましい。
Further, the weight of the
また、送風機は、2つのファンを備える内外気2層式送風機に限定されるものではなく、ファンが1つの単層式送風機であってもよい。 Further, the blower is not limited to the inside / outside air two-layer blower including two fans, and the single fan may be a single fan.
1 第1ファン(ファン)
12 側板
32 シャフト
61 ボール(錘)
314 軸受
1 First fan (fan)
12
314 Bearing
Claims (3)
前記ファン(1)の軸方向一端側に配置されて空気を吸入する吸入口(411)と、
前記ファン(1)の回転軸となるシャフト(32)と、
前記ファン(1)の軸方向他端側の外部に配置されて前記シャフト(32)を支える軸受(314)と、
前記ファン(1)の回転方向に移動可能な錘(61)とを備え、
前記ファン(1)は、前記回転軸の回りに配置された多数枚の翼部(11)と、前記多数枚の翼部(11)を前記ファン(1)の径方向外側から連結する側板(12)とを有し、前記吸入口(411)から吸入した空気を前記ファン(1)の径方向外側へ吹き出す遠心式多翼ファンであり、
前記側板(12)は、前記多数枚の翼部(11)における前記吸入口(411)側の端部を連結するようになっており、
前記錘(61)は、前記ファン(1)の軸方向における位置が、前記ファン(1)のうち前記軸受(314)側の端部よりも前記軸受(314)の反対側になっており、前記ファン(1)の径方向における位置が、前記翼部(11)のうち前記ファン(1)の径方向内側の端部よりも前記ファン(1)の径方向外側になっていることを特徴とする送風機。 A fan (1) that provides momentum to the air by rotating;
A suction port (411) that is disposed on one axial end side of the fan (1) and sucks air;
A shaft (32) serving as a rotation axis of the fan (1);
A bearing (314) disposed outside the other axial end of the fan (1) to support the shaft (32);
A weight (61) movable in the rotational direction of the fan (1),
The fan (1) includes a plurality of blades (11) arranged around the rotation shaft, and a side plate that connects the plurality of blades (11) from the outside in the radial direction of the fan (1). 12) and have a a a centrifugal multi-blade fan for blowing radially outward of the air sucked from the suction port (411) fan (1),
The side plate (12) is configured to connect end portions on the suction port (411) side of the multiple wing portions (11),
In the weight (61), the position of the fan (1) in the axial direction is on the opposite side of the bearing (314) from the end of the fan (1) on the bearing (314) side, The position in the radial direction of the fan (1) is located on the radially outer side of the fan (1) with respect to the end portion on the radially inner side of the fan (1) in the blade portion (11). And blower.
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