JP6390272B2

JP6390272B2 - インペラ、及び送風機

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Publication number: JP6390272B2
Application number: JP2014175598A
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Inventors: 亮介早光
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Filing date: 2014-08-29
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Description

本発明は、インペラ、及び送風機に関する。

例えば、特許文献１に示すように、ブレードの吸込口側の曲率半径中心がブレードより前進に位置し、ブレードの排出側の曲率半径中心がブレードより後進に位置するインペラが提案されている。

特開平０３−０１８６９４号公報

上記のようなインペラにおいては、ブレードの出口角度を大きくしにくく、十分に送風効率を向上できない場合があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、送風効率を向上できる構造を有するインペラ、及びそのようなインペラを備えた送風機を提供することを目的の一つとする。

本発明のインペラの一つの態様は、中心軸周りに回転するインペラであって、前記中心軸に対して径方向に広がる円板部と、前記円板部の一方の面に周方向に沿って配置され、一端が前記円板部の外縁部に位置し、他端が前記外縁部よりも前記円板部の径方向内側に位置する複数の動翼と、を備え、前記動翼は、第１の曲率部と複数の第２の曲率部とを有する第１の動翼を複数含み、前記第１の曲率部の曲率半径中心は、前記第１の動翼に対して前記周方向の第１の側に設けられ、前記第２の曲率部の曲率半径中心は、前記第１の動翼に対して前記周方向の第２の側に設けられ、前記第１の曲率部は、前記第２の曲率部よりも前記径方向内側に位置し、隣り合う前記第２の曲率部において、前記円板部の径方向外側の第２の曲率部の曲率半径は、前記径方向内側の第２の曲率部の曲率半径よりも大きく、前記動翼は、複数の第２の動翼を含み、前記第２の動翼の前記径方向内側の端部は、前記第１の動翼の前記径方向内側の端部よりも前記径方向外側に位置し、前記第２の動翼は、前記周方向において前記第１の動翼同士の間に配置される。

本発明の送風機の一つの態様は、上記のインペラと、前記中心軸周りに前記インペラを回転させるモータと、前記インペラを収容するハウジングと、を備えることを特徴とする。

本発明の一つの態様によれば、送風効率を向上できる構造を有するインペラ、及びそのようなインペラを備えた送風機が提供される。

本実施形態の送風機を示す断面図である。本実施形態のインペラを示す平面図である。本実施形態のインペラを示す正面図である。本実施形態のインペラを示す斜視図である。本実施形態のインペラを示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るインペラ及び送風機について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示し、Ｚ軸方向を図１に示す中心軸Ｊの延びる方向と平行な方向とし、Ｙ軸方向をＺ軸方向と直交する一方向とし、Ｘ軸方向をＹ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。

以下の説明においては、Ｚ軸方向の＋Ｚ側を吸気側とし、Ｚ軸方向の−Ｚ側を排気側とする。また、Ｚ軸の軸周り、すなわち、周方向をθ_Ｚ方向とする。また、特に断りのない限り、以下の説明において径方向とは、図１に示す回転軸３１の径方向を意味し、周方向とは、回転軸３１の周方向を意味し、軸方向とは、回転軸３１の軸方向を意味する。

図１は、本実施形態の送風機１０を示す断面図（ＺＸ断面図）である。
送風機１０は、図１に示すように、インペラ２０と、モータ３０と、インペラハウジング４０と、を備える。
モータ３０の吸気側（＋Ｚ側）には、インペラハウジング４０が取り付けられている。インペラハウジング４０の内部には、インペラ２０が収容されている。インペラ２０は、中心軸Ｊ周りに回転可能にモータ３０に取り付けられている。本実施形態においては、インペラ２０は、例えば、筒状のシュラウド２２を備えるインペラである。以下、各部について詳細に説明する。

［モータ］
モータ３０は、中心軸Ｊ周り（θ_Ｚ方向）にインペラ２０を回転させる。
モータ３０は、回転軸３１と、ロータ３２と、ステータ３３と、モータハウジング３４と、排気側ベアリング３５と、吸気側ベアリング３６と、を有する。

回転軸３１は、中心軸Ｊを中心として、中心軸Ｊの軸方向に延びている。回転軸３１は、排気側ベアリング３５と吸気側ベアリング３６とによって軸周り（θ_Ｚ方向）に回転可能に支持されている。回転軸３１における、吸気側ベアリング３６の吸気側（＋Ｚ側）には、フランジ部材６０が固定されている。フランジ部材６０の吸気側の端面は、後述するインペラ２０の円板部２１に固定されている。これにより、回転軸３１にインペラ２０が取り付けられる。すなわち、インペラ２０は回転軸３１と一体となって軸周りに回転する。

ロータ３２は、回転軸３１を径方向外側で軸周り（θ_Ｙ方向）に囲んで、回転軸３１に固定されている。より詳細には、ロータ３２は、軸方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔（図示省略）を有する。回転軸３１は、ロータ３２の貫通孔を通る。ロータ３２の貫通孔の内側面は、例えば、圧入等により回転軸３１の外側面を保持する。これにより、ロータ３２には、回転軸３１が固定される。

ステータ３３は、ロータ３２の径方向外側に、隙間を介して位置している。ステータ３３は、ロータ３２を軸周り（θ_Ｙ方向）に囲んでいる。

モータハウジング３４は、ロータ３２と、ステータ３３と、排気側ベアリング３５と、吸気側ベアリング３６と、を収容する。モータハウジング３４の内側面には、ステータ３３の外側面が嵌合されている。

排気側ベアリング３５は、ロータ３２の排気側（−Ｚ側）に設けられ、モータハウジング３４に保持されている。
吸気側ベアリング３６は、ロータ３２の吸気側（＋Ｚ側）に設けられ、モータハウジング３４に保持されている。

［インペラハウジング］
インペラハウジング４０は、インペラ２０を収容する。インペラハウジング４０は、ハウジング本体４１と、ハウジングカバー４２と、を有する。

ハウジング本体４１は、筒状である。ハウジング本体４１の内側面は、モータハウジング３４の外側面と嵌合されている。これにより、ハウジング本体４１は、モータ３０の吸気側（＋Ｚ側）に取り付けられている。ハウジング本体４１には、モータ３０の径方向外側において、モータ３０を周方向の一周に亘って囲む排気流路４１ａが設けられている。

ハウジングカバー４２は、ハウジング本体４１の吸気側（＋Ｚ側）に設けられている。ハウジングカバー４２とハウジング本体４１との間には、インペラ２０が設けられている。ハウジングカバー４２は、筒部４２ａと、筒部４２ａの吸気側に設けられた底部４２ｂと、を有する。

筒部４２ａの内側面は、ハウジング本体４１の外側面と嵌合されている。これにより、ハウジングカバー４２は、ハウジング本体４１に取り付けられている。
底部４２ｂには、吸気側（＋Ｚ側）に開口し、回転軸３１と同心の吸気口４２ｃが設けられている。すなわち、インペラハウジング４０は、吸気口４２ｃを有している。

吸気口４２ｃは、後述するインペラ２０における円板部２１の吸気側面２１ａと対向する位置に設けられている。吸気口４２ｃは、インペラ２０のシュラウド２２の内縁２２ａと、平面視（ＸＹ面視）においてほぼ重なるように設けられている。

ハウジングカバー４２とハウジング本体４１との間には、接続流路４２ｄが設けられている。接続流路４２ｄは、インペラ２０の周りに周方向の一周に亘って設けられている。接続流路４２ｄは、後述するインペラ２０に設けられる吸気流路２０ａと、排気流路４１ａとを接続している。

［インペラ］
図２から図５は、インペラ２０を示す図である。図２及び図５は、平面図である。図３は、正面図（ＺＸ面図）である。図４は、斜視図である。図４及び図５においては、シュラウド２２の図示を省略している。

インペラ２０は、図２から図５に示すように、円板部２１と、シュラウド２２と、複数の動翼５０と、を備える。本実施形態においては、インペラ２０は、図４及び図５に示すように、吸気側（＋Ｚ側）から視て、中心軸Ｊを中心として反時計周り（＋θ_Ｚ向き）に回転する。
なお、以下の説明においては、周方向のうちインペラ２０の動翼５０が進む側を前側（第１の側，＋θ_Ｚ側）と呼び、周方向のうちの前側と逆の側を後側（第２の側，−θ_Ｚ側）と呼ぶ。

（円板部）
円板部２１は、中心軸Ｊに対して径方向に広がっている。円板部２１の中心には、厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔２１ｃが設けられている。貫通孔２１ｃは、円板部２１と同心である。貫通孔２１ｃには、図１に示すように、回転軸３１が挿入される。回転軸３１の吸気側（＋Ｚ側）の端部は、貫通孔２１ｃを介して、円板部２１の吸気側面（一方の面）２１ａから吸気側（＋Ｚ側）に突出する。

（シュラウド）
シュラウド２２は、図３に示すように、円板部２１の吸気側面２１ａと対向する環状の部分である。シュラウド２２の内縁２２ａは、図２に示すように、例えば、円板部２１と同心の円形状である。シュラウド２２における内縁２２ａの径方向外側の部分は、平面視において、円板部２１と重なっている。シュラウド２２は、動翼５０を介して、円板部２１と固定されている。本実施形態においてシュラウド２２は、図３に示すように、径方向外側から径方向内側に向かうにしたがって、円板部２１との軸方向（Ｚ軸方向）の距離が大きくなる形状である。

軸方向（Ｚ軸方向）においてシュラウド２２と円板部２１との間には、内縁２２ａの周りの周方向の一周に亘って吸気流路２０ａが設けられている。吸気流路２０ａは、複数の動翼５０によって仕切られている。吸気流路２０ａは、インペラハウジング４０の吸気口４２ｃと連通し、インペラ２０の径方向外側に開口している。

（複数の動翼）
複数の動翼５０は、図５に示すように、円板部２１の吸気側面２１ａに周方向（θ_Ｚ方向）に沿って配置されている。本実施形態においては、複数の動翼５０は、周方向に沿って等間隔に配置されている。本実施形態において複数の動翼５０は、複数の第１の動翼５１と、複数の第２の動翼５２と、を含む。動翼５０は、図４に示すように、円板部２１の吸気側面２１ａから、吸気側面２１ａに対して垂直に起立している。

動翼５０の軸方向（Ｚ軸方向）の寸法は、シュラウド２２の内縁２２ａから径方向外側に向かうにしたがって、シュラウド２２の形状に沿って小さくなっている。

動翼５０は、図５に示すように、平面視（ＸＹ面視）で、円板部２１の吸気側面２１ａ上において、曲率を持って延びている。動翼５０の一端は、円板部２１の外縁部２１ｂに位置している。動翼５０の他端は、外縁部２１ｂよりも円板部２１の径方向内側に位置している。

すなわち、第１の動翼５１の端部Ｐ２は、円板部２１の外縁部２１ｂに位置する。第１の動翼５１の端部Ｐ１は、外縁部２１ｂよりも円板部２１の径方向内側に位置する。第２の動翼５２の端部Ｐ４は、円板部２１の外縁部２１ｂに位置する。第２の動翼５２の端部Ｐ３は、外縁部２１ｂよりも円板部２１の径方向内側に位置する。

本実施形態においては、複数の動翼５０は、複数の第１の動翼５１と、複数の第２の動翼５２と、のみからなる。図５に示す例では、第１の動翼５１は、５つ設けられている。また、図５に示す例では、第２の動翼５２は、５つ設けられている。

第１の動翼５１は、第１の曲率部５３と、複数の第２の曲率部と、を有する。本実施形態においては、第１の動翼５１は、第２の曲率部５４ａと、第２の曲率部５４ｂと、の２つの第２の曲率部を有する。第１の曲率部５３と、第２の曲率部５４ａと、第２の曲率部５４ｂとは、第１の動翼５１が延びる方向に沿って並んで設けられている。本実施形態において第１の動翼５１は、第１の曲率部５３と、２つの第２の曲率部５４ａ，５４ｂと、からなる。

第１の曲率部５３は、第２の曲率部５４ａ及び第２の曲率部５４ｂよりも径方向内側に位置している。本実施形態において第１の曲率部５３は、第１の動翼５１において最も径方向内側に位置する。すなわち、第１の動翼５１の径方向内側の端部Ｐ１は、第１の曲率部５３の径方向内側の端部である。

第１の曲率部５３の径方向外側の端部は、第２の曲率部５４ａの径方向外側の端部と接続されている。すなわち、第１の曲率部５３と、第１の曲率部５３と隣り合う第２の曲率部５４ａとは、連続して設けられている。本実施形態において第１の曲率部５３と第２の曲率部５４ａとの接続箇所である第１接続点ＣＰ１は、図２に示すように、径方向においてシュラウド２２の内縁２２ａと同じ位置に設けられている。これにより、第１の曲率部５３は、シュラウド２２の内縁２２ａよりも径方向内側に位置している。本実施形態においては、内縁２２ａとインペラハウジング４０の吸気口４２ｃとは、平面視でほぼ重なるため、第１接続点ＣＰ１は、径方向において吸気口４２ｃの外縁と同じ位置に設けられている。また、第１の曲率部５３は、吸気口４２ｃの外縁よりも径方向内側に位置している。

第１の曲率部５３の曲率半径中心ＣＲ１は、第１の動翼５１に対して周方向の前側（＋θ_Ｚ側）に設けられている。本実施形態において曲率半径中心ＣＲ１は、シュラウド２２の内縁２２ａよりも径方向外側に位置している。本実施形態においては、内縁２２ａとインペラハウジング４０の吸気口４２ｃとは、平面視でほぼ重なるため、第１の曲率部５３の曲率半径中心ＣＲ１は、吸気口４２ｃよりも径方向外側に位置している。

第２の曲率部５４ａは、図５に示すように、第１の曲率部５３よりも径方向外側の位置に、第１の曲率部５３と連続して設けられている。第２の曲率部５４ｂは、第２の曲率部５４ａよりも径方向外側の位置に、第２の曲率部５４ａと連続して設けられている。本実施形態において第２の曲率部５４ｂは、第１の動翼５１において最も径方向外側に位置する。すなわち、第１の動翼５１の径方向外側の端部Ｐ２は、第２の曲率部５４ｂの径方向外側の端部である。

第２の曲率部５４ａの曲率半径中心ＣＲ２１は、第１の動翼５１に対して周方向の後側（−θ_Ｚ側）に設けられている。同様に、第２の曲率部５４ｂの曲率半径中心ＣＲ２２は、第１の動翼５１に対して周方向の後側に設けられている。

第２の曲率部５４ａの曲率と第２の曲率部５４ｂの曲率とは、互いに異なる。すなわち、第２の曲率部５４ａと第２の曲率部５４ｂとの接続箇所である第２接続点ＣＰ２は、曲率が変化する曲率変化点である。
第２の曲率部５４ａの曲率半径ｒ２１は、第２の曲率部５４ｂの曲率半径ｒ２２よりも小さい。言い換えると、隣り合う第２の曲率部５４ａ，５４ｂにおいて、円板部２１の径方向外側の第２の曲率部５４ｂの曲率半径ｒ２２は、径方向内側の第２の曲率部５４ａの曲率半径ｒ２１よりも大きい。

本実施形態においては、第２の曲率部５４ａの曲率半径ｒ２１は、第１の曲率部５３の曲率半径ｒ１よりも小さい。本実施形態においては、第２の曲率部５４ｂの曲率半径ｒ２２は、第１の曲率部５３の曲率半径ｒ１よりも大きい。すなわち、本実施形態においては、第１の曲率部５３の曲率と、第２の曲率部５４ａの曲率と、第２の曲率部５４ｂの曲率とは、それぞれ互いに異なっており、第１接続点ＣＰ１及び第２接続点ＣＰ２は、共に曲率が変化する曲率変化点である。

本実施形態においては、図２に示すように、第１接続点ＣＰ１は、径方向においてシュラウド２２の内縁２２ａと同じ位置に設けられるため、第１の曲率部５３よりも径方向外側に位置する第２の曲率部５４ａ，５４ｂは、シュラウド２２の内縁２２ａよりも径方向外側に位置している。本実施形態においては、内縁２２ａとインペラハウジング４０の吸気口４２ｃとは、平面視でほぼ重なるため、第２の曲率部５４ａ，５４ｂは、吸気口４２ｃよりも径方向外側に位置している。

本実施形態において各曲率部の延びる長さは、例えば、第２の曲率部５４ａ、第１の曲率部５３、第２の曲率部５４ｂの順で、大きくなる。すなわち、径方向外側に設けられた第２の曲率部５４ｂの延びる長さは、径方向内側に設けられた第２の曲率部５４ａの延びる長さより大きい。

第２の動翼５２は、図５に示すように、周方向において第１の動翼５１同士の間に配置されている。第２の動翼５２の径方向内側の端部Ｐ３は、第１の動翼５１の径方向内側の端部Ｐ１よりも径方向外側に位置している。本実施形態においては、図２に示すように、第２の動翼５２の端部Ｐ３は、径方向においてシュラウド２２の内縁２２ａと同じ位置に設けられている。これにより、第２の動翼５２は、シュラウド２２の内縁２２ａよりも径方向外側に設けられている。

第２の動翼５２は、図５に示すように、複数の第３の曲率部を有する。本実施形態においては、第３の曲率部は、第３の曲率部５５ａと、第３の曲率部５５ｂと、の２つが設けられている。本実施形態において第２の動翼５２は、２つの第３の曲率部５５ａ，５５ｂからなる。

第３の曲率部５５ａは、第２の動翼５２の径方向内側の部分である。第３の曲率部５５ｂは、第２の動翼５２の径方向外側の部分である。すなわち、第２の動翼５２の径方向内側の端部Ｐ３は、第３の曲率部５５ａの径方向内側の端部である。第２の動翼５２の径方向外側の端部Ｐ４は、第３の曲率部５５ｂの径方向外側の端部である。

第３の曲率部５５ａの曲率半径中心ＣＲ３１は、第２の動翼５２に対して周方向の後側（−θ_Ｚ側）に設けられている。同様に、第３の曲率部５５ｂの曲率半径中心ＣＲ３２は、第２の動翼５２に対して周方向の後側に設けられている。

第３の曲率部５５ａの曲率と第３の曲率部５５ｂの曲率とは、互いに異なる。すなわち、第２の曲率部５４ａと第２の曲率部５４ｂとの接続箇所である第３接続点ＣＰ３は、曲率が変化する曲率変化点である。
第３の曲率部５５ａの曲率半径ｒ３１は、第３の曲率部５５ｂの曲率半径ｒ３２よりも小さい。言い換えると、隣り合う第３の曲率部５５ａ，５５ｂにおいて、円板部２１の径方向外側の第３の曲率部５５ｂの曲率半径ｒ３２は、径方向内側の第３の曲率部５５ａの曲率半径ｒ３１よりも大きい。

本実施形態においては、径方向内側の第３の曲率部５５ａの曲率半径ｒ３１は、径方向内側の第２の曲率部５４ａの曲率半径ｒ２１と同じである。また、本実施形態においては、径方向外側の第３の曲率部５５ｂの曲率半径ｒ３２は、径方向外側の第２の曲率部５４ｂの曲率半径ｒ２２と同じである。

また、第３の曲率部５５ａの延びる長さは、第２の曲率部５４ａの延びる長さと同じである。第３の曲率部５５ｂの延びる長さは、第２の曲率部５４ｂの延びる長さと同じである。
すなわち、本実施形態において、第２の動翼５２は、第１の動翼５１のうち第１の曲率部５３を除いた部分と同一の形状である。

モータ３０によってインペラ２０が回転されると、吸気口４２ｃを介してインペラ２０の内部に空気が流入される。流入された空気は、動翼５０で仕切られた吸気流路２０ａを通り、インペラ２０の径方向外側に排出される。
ここで、インペラ２０においては、第１の動翼５１の第１の曲率部５３によって、空気が吸気流路２０ａに吸入される。そして、第１の動翼５１の第２の曲率部５４ａ，５４ｂ及び第２の動翼５２によって、空気が吸気流路２０ａから排出される。

インペラ２０から排出された空気は、接続流路４２ｄ及び排気流路４１ａを介して、インペラハウジング４０の排気側（−Ｚ側）から排出される。このようにして、本実施形態の送風機１０は、空気を排気側へ送風できる。

本実施形態によれば、第１の動翼５１が、曲率半径中心ＣＲ１が第１の動翼５１に対して前側に設けられた第１の曲率部５３と、曲率半径中心ＣＲ２１，ＣＲ２２が第１の動翼５１に対して後側に設けられた２つの第２の曲率部５４ａ，５４ｂと、を有している。そして、２つの第２の曲率部５４ａ，５４ｂにおいては、径方向外側の第２の曲率部５４ｂの曲率半径ｒ２２が、径方向内側の第２の曲率部５４ａの曲率半径ｒ２１よりも大きい。これにより、第１の動翼５１の径方向外側の端部Ｐ２と円板部２１の外縁部２１ｂとの接する出口角度φを大きくしつつ、径方向内側の第２の曲率部５４ａの曲率半径ｒ２１を小さくできる。これにより、第１の曲率部５３によって吸気流路２０ａに取り込まれた空気が動翼５０から剥がれにくく、かつ、吸気流路２０ａから空気を排出しやすい。したがって、本実施形態によれば、空気を効率的に排出することができ、その結果、送風効率を向上できる構造を有するインペラ、及びそのようなインペラを備えた送風機が得られる。

また、本実施形態によれば、第１の動翼５１は、第１の曲率部５３と、２つの第２の曲率部５４ａ，５４ｂと、からなる。すなわち、複数の第２の曲率部が２つのみ設けられている。そのため、本実施形態によれば、第１の動翼５１を製造することが容易である。これは、インペラ２０を小型化する場合に、特に効果が大きい。インペラ２０を小型化する場合には、第１の動翼５１が小さくなり製造が困難になりやすいためである。

また、本実施形態によれば、第１の曲率部５３は、シュラウド２２の内縁２２ａ、すなわち、インペラハウジング４０の吸気口４２ｃの外縁よりも径方向内側に位置しているため、第１の曲率部５３によって空気を吸気しやすく、送風機１０の吸気効率を向上できる。

また、本実施形態によれば、第２の曲率部５４ａ，５４ｂは、シュラウド２２の内縁２２ａ、すなわち、インペラハウジング４０の吸気口４２ｃよりも径方向外側に位置しているため、吸気流路２０ａに吸気した空気を第２の曲率部５４ａ，５４ｂによって排気しやすく、送風機１０の排気効率を向上できる。

また、本実施形態によれば、第１の曲率部５３と第２の曲率部５４ａとの第１接続点ＣＰ１は、径方向においてシュラウド２２の内縁２２ａと同じ位置に設けられている。そのため、第１の曲率部５３の全体がシュラウド２２の内縁２２ａ、すなわち、インペラハウジング４０の吸気口４２ｃよりも径方向内側に位置するとともに、第２の曲率部５４ａ，５４ｂの全体が内縁２２ａ、すなわち、吸気口４２ｃの径方向外側に位置する。これにより、送風機１０の吸気効率及び排気効率をより向上できる。

また、第１の曲率部５３の曲率半径ｒ１が小さい場合には、第１の曲率部５３において空気の渦が発生しやすくなり、吸気効率が低下する場合があった。
これに対して、本実施形態によれば、第１の曲率部５３の曲率半径中心ＣＲ１が、シュラウド２２の内縁２２ａ、すなわち、吸気口４２ｃの径方向外側に設けられているため、第１の曲率部５３の曲率半径ｒ１を大きくできる。したがって、本実施形態によれば、送風機１０の吸気効率が低下することを抑制できる。

また、本実施形態によれば、動翼５０は、周方向において第１の動翼５１同士の間に設けられる複数の第２の動翼５２を含んでいる。そのため、吸気流路２０ａの排出側の端部、すなわち、インペラ２０の径方向外側の端部において、空気が排出される出口の幅を狭くできる。これにより、吸気流路２０ａ内を流れる空気が、動翼５０から剥がれることを抑制でき、送風機１０の送風効率を向上できる。

また、本実施形態によれば、第２の動翼５２の径方向内側の端部は、径方向においてシュラウド２２の内縁２２ａ、すなわち、インペラハウジング４０の吸気口４２ｃと同じ位置に設けられている。これにより、第２の動翼５２の全体は、吸気口４２ｃの径方向外側に設けられている。したがって、本実施形態によれば、第１の動翼５１の第１の曲率部５３による吸気を第２の動翼５２が阻害することがないため、第２の動翼５２によって吸気効率が低下することがない。

また、本実施形態によれば、第２の動翼５２は、曲率半径中心ＣＲ３１，ＣＲ３２が第２の動翼５２に対して後側に設けられた２つの第３の曲率部５５ａ，５５ｂと、を有している。そして、２つの第３の曲率部５５ａ，５５ｂにおいては、径方向外側の第３の曲率部５５ｂの曲率半径ｒ３２が、径方向内側の第３の曲率部５５ａの曲率半径ｒ３１よりも大きい。そのため、本実施形態によれば、第１の動翼５１の第２の曲率部５４ａ，５４ｂと同様にして、排気効率を向上できる。

また、本実施形態によれば、第２の動翼５２は、第１の動翼５１のうち第１の曲率部５３を除いた部分と同一の形状である。そのため、第１の動翼５１の一部と第２の動翼５２とを同一の設計、同一の金型形状で製造することができる。したがって、本実施形態によれば、インペラ２０の設計を簡便にでき、かつ、インペラ２０の量産性を向上できる。

また、本実施形態によれば、インペラ２０がシュラウド２２を備えているため、インペラ２０には吸気流路２０ａが設けられている。これにより、インペラ２０内に吸気した空気の圧力を吸気流路２０ａ内で大きくできる。このような構造を有するインペラ２０は、送風する空気の圧力を大きくすることが求められる掃除機等に搭載される送風機に適している。

また、本実施形態によれば、径方向外側に設けられた第２の曲率部５４ｂの延びる長さは、径方向内側に設けられた第２の曲率部５４ａの延びる長さより大きい。そのため、第１の動翼５１のうち第２の曲率部で構成される部分、すなわち、第１の曲率部５３よりも径方向外側の部分の形状を、空気が第１の動翼５１から剥がれにくい形状としやすい。これにより、本実施形態によれば、送風機１０の送風効率を向上できる。第２の動翼５２についても同様である。

なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。

本実施形態においては、第１の曲率部５３の曲率半径ｒ１が、第２の曲率部５４ａ，５４ｂの曲率半径ｒ２１，ｒ２２よりも大きくてもよい。この構成によれば、第１の曲率部５３の曲率半径ｒ１をより大きくでき、吸気効率をより向上できる。

また、本実施形態においては、第１の曲率部５３の曲率半径ｒ１が、第２の曲率部５４ａの曲率半径ｒ２１と第２の曲率部５４ｂの曲率半径ｒ２２とのうちのいずれか一方と同じであってもよい。
また、本実施形態においては、各曲率部の延びる長さの相対関係は、どのように設定されていてもよい。本実施形態においては、例えば、各曲率部の延びる長さは、互いに同じであってもよい。

また、本実施形態においては、第２の曲率部は、３つ以上設けられていてもよい。第２の曲率部が多く設けられる程、第２の曲率部全体の形状の自由度を大きくできるため、インペラ２０の構造を、送風機１０の送風効率をより向上できる構造とできる。

また、本実施形態においては、第１の曲率部５３の一部は、シュラウド２２の内縁２２ａ、すなわち、インペラハウジング４０の吸気口４２ｃよりも径方向外側に位置していてもよい。すなわち、本実施形態においては、第１の曲率部５３の少なくとも一部が、シュラウド２２の内縁２２ａ、すなわち、インペラハウジング４０の吸気口４２ｃよりも径方向内側に位置する構成を採用できる。

また、本実施形態においては、第１の動翼５１の数及び第２の動翼５２の数は、特に限定されず、４つ以下であってもよいし、６つ以上であってもよい。また、第１の動翼５１の数と第２の動翼５２の数とは、互いに異なっていてもよい。

また、上記説明においては、複数の第１の動翼５１は、すべて同じ形状としたが、これに限られない。本実施形態においては、複数の第１の動翼５１は互いに異なる形状であってもよい。複数の第２の動翼５２についても同様である。
また、本実施形態においては、複数の動翼５０は、第１の動翼５１及び第２の動翼５２以外の動翼を含んでいてもよい。

また、本実施形態においては、第１の動翼５１は、第１の曲率部５３及び第２の曲率部５４ａ，５４ｂ以外の部分を含んでいてもよい。例えば、第１の曲率部５３の径方向内側や、第２の曲率部５４ｂの径方向外側、各曲率部の間等に、直線部や曲線部が設けられていてもよい。

また、本実施形態においては、インペラ２０はシュラウド２２を備えていなくてもよい。この構成によれば、インペラ２０から排出される空気の量を大きくできる。そのため、このような構成のインペラは、送風する空気の量を大きくすることが求められるドライヤー等に搭載される送風機に適している。

また、本実施形態においては、インペラ２０を送風機１０に搭載した例について説明したが、これに限られない。本発明のインペラは、インペラが搭載される他の機器、例えば、圧縮機等に適用することもできる。

実施例として、本実施形態の送風機１０の軸動力及び送風効率をシミュレーションにより求め、比較例と対比した。
本実施例は、上記実施形態において図１から図５を用いて示した送風機１０と同様の構成とした。

比較例としては、１つの第２の曲率部のみからなる１種類の動翼を複数有するインペラとした。比較例のその他の構成については、実施例と同様とした。
シミュレーションの結果を表１に示す。表１においては、最大送風効率（％）と最大軸動力（Ｗ）とを示している。

表１に示すように、実施例では、比較例に対して、最大軸動力を１１９Ｗ低減できることが確かめられた。これにより、インペラを回転させるモータの負荷を低減できることが確かめられた。
また、実施例では、比較例に対して、最大送風効率が４％向上することが確かめられた。
以上により、本発明の有用性を確認できた。

１０…送風機、２０…インペラ、２１…円板部、２１ａ…吸気側面（一方の面）、２１ｂ…外縁部、２２…シュラウド、２２ａ…内縁、３０…モータ、４０…ハウジング、４２ｃ…吸気口、５０…動翼、５１…第１の動翼、５３…第１の曲率部、５２…第２の動翼、５４ａ，５４ｂ…第２の曲率部、５５ａ，５５ｂ…第３の曲率部、ＣＲ１，ＣＲ２１，ＣＲ２２，ＣＲ３１，ＣＲ３２…曲率半径中心、Ｊ…中心軸、ｒ１，ｒ２１，ｒ２２，ｒ３１，ｒ３２…曲率半径

Claims

中心軸周りに回転するインペラであって、
前記中心軸に対して径方向に広がる円板部と、
前記円板部の一方の面に周方向に沿って配置され、一端が前記円板部の外縁部に位置し、他端が前記外縁部よりも前記円板部の径方向内側に位置する複数の動翼と、
を備え、
前記動翼は、第１の曲率部と複数の第２の曲率部とを有する第１の動翼を複数含み、
前記第１の曲率部の曲率半径中心は、前記第１の動翼に対して前記周方向の第１の側に設けられ、
前記第２の曲率部の曲率半径中心は、前記第１の動翼に対して前記周方向の第２の側に設けられ、
前記第１の曲率部は、前記第２の曲率部よりも前記径方向内側に位置し、
隣り合う前記第２の曲率部において、前記円板部の径方向外側の第２の曲率部の曲率半径は、前記径方向内側の第２の曲率部の曲率半径よりも大きく、
前記動翼は、複数の第２の動翼を含み、
前記第２の動翼の前記径方向内側の端部は、前記第１の動翼の前記径方向内側の端部よりも前記径方向外側に位置し、
前記第２の動翼は、前記周方向において前記第１の動翼同士の間に配置される、インペラ。
前記第１の動翼は、前記第１の曲率部と、２つの前記第２の曲率部と、からなる、請求項１に記載のインペラ。
前記一方の面と対向する環状のシュラウドをさらに備え、
前記第１の曲率部の少なくとも一部は、前記シュラウドの内縁よりも径方向内側に位置する、請求項１または２に記載のインペラ。
前記第２の曲率部は、前記内縁よりも径方向外側に位置する、請求項３に記載のインペラ。
前記第１の曲率部と、前記第１の曲率部と隣り合う前記第２の曲率部とは、連続して設けられ、
前記第１の曲率部と前記隣り合う第２の曲率部との接続箇所は、前記径方向において前記内縁と同じ位置に設けられる、請求項３または４に記載のインペラ。
前記第１の曲率部の曲率半径中心は、前記内縁よりも径方向外側に位置する、請求項３から５のいずれか一項に記載のインペラ。
前記一方の面と対向する環状のシュラウドをさらに備え、
前記第２の動翼の径方向内側の端部は、前記径方向において前記シュラウドの内縁と同じ位置、または前記径方向外側に位置する、請求項１から７のいずれか一項に記載のインペラ。
前記第２の動翼は、曲率半径中心が前記第２の動翼に対して前記周方向の前記第２の側に設けられる複数の第３の曲率部を有し、
隣り合う前記第３の曲率部において、前記円板部の径方向外側の第３の曲率部の曲率半径は、前記径方向内側の第３の曲率部の曲率半径よりも大きい、請求項１から７のいずれか一項に記載のインペラ。
前記第１の動翼は、前記第１の曲率部と、２つの前記第２の曲率部と、からなり、
前記第２の動翼は、２つの前記第３の曲率部からなり、
前記径方向内側の第３の曲率部の曲率半径は、前記径方向内側の第２の曲率部の曲率半径と同じであり、
前記径方向外側の第３の曲率部の曲率半径は、前記径方向外側の第２の曲率部の曲率半径と同じである、請求項８に記載のインペラ。
前記第１の曲率部の曲率半径は、前記第２の曲率部の曲率半径よりも大きい、請求項１から９のいずれか一項に記載のインペラ。
請求項１から１０のいずれか一項に記載のインペラと、
前記中心軸周りに前記インペラを回転させるモータと、
前記インペラを収容するインペラハウジングと、
を備えることを特徴とする送風機。
前記ハウジングは、前記一方の面と対向する位置に設けられる吸気口を有し、
前記第１の曲率部の少なくとも一部は、前記吸気口の外縁よりも前記径方向内側に位置する、請求項１１に記載の送風機。
前記第２の曲率部は、前記吸気口よりも前記径方向外側に位置する、請求項１２に記載の送風機。
前記第１の曲率部と、前記第１の曲率部と隣り合う前記第２の曲率部とは、連続して設けられ、
前記第１の曲率部と前記隣り合う第２の曲率部との接続箇所は、前記径方向において前記吸気口の外縁と同じ位置に設けられる、請求項１２または１３に記載の送風機。
前記第１の曲率部の曲率半径中心は、前記吸気口よりも前記径方向外側に位置する、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の送風機。