JP6781685B2 - 送風機 - Google Patents
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Description
しかしながら、インペラ53と圧縮空気を送り出す送風路51を仕切るシュラウド54の設置がないと、ブロワ性能が著しく低下しまう。また、シュラウド54を別部品として設ける分、部品点数が増加して組み立て工数や管理工数が嵩む。
インペラを収容する第一ハウジングとモータを収容する第二ハウジングを有するケース本体内に回転可能に軸支された回転子軸に前記インペラ及び前記回転子が各々組み付けられ、前記インペラの回転により前記ケース本体内に軸方向から外気を吸い込んで径方向外側に設けられた吐出口から吐出する送風機であって、前記第一ハウジングの軸方向中心部に設けられた吸気口と当該吸気口と前記吐出口を連絡する送風路は、前記吸気口に連絡するハウジング側シュラウドと円板状の主板に起立形成されたブレードの外周側端部を連結して環状に一体成形されたインペラ側シュラウドが径方向に隣接することで流路が形成されており、前記インペラ側シュラウドの径方向外周側端部はブレード先端部より前記送風路内に突設され前記第二ハウジングの底部に所要のクリアランスを設けて近接配置されていることを特徴とする。
これにより、インペラを樹脂成形する場合、円板状の主板にブレードと共に外周側にインペラ側シュラウドを一体成形することができ、部品点数が減少するのみならず量産性や組み立て性を改善することができる。また、インペラ側シュラウドと主板はブレードの外周側端部を連結して環状に形成されているので、インペラ側シュラウドの強度向上につながる。
これにより、例えば主板上面と第二ハウジング底面とが段付き面ではなく連続面とすることにより空気の流れが良くなる。
これにより、インペラの回転により吸気口より吸引されたエアーは、ハウジング側シュラウドと主板との間を通過してインペラ側シュラウドと第二ハウジングとの間を介して送風路に送り出される。このとき、インペラ側シュラウドの径方向外端部の突出量を調整することで、インペラの軸方向に作用する推力を適正にコントロールすることができ、軸受寿命を延ばすことができる。
これにより、吸気口より吸気された空気流はブレートとハウジング側シュラウドの天面部との隙間に還流して空気流が乱れて効率が低下するおそれが無くなる。
これにより、ハウジング側シュラウドとインペラ側シュラウドが隣接する径方向切り分け位置を変更することで、インペラに作用するスラスト方向の推力(上向き若しくは下向きの力)を適正に調整し、軸受寿命を延ばすことができる。
送風機1は、以下の構成を備える。図2A,Bに示すように、インペラ2が収容されるトップハウジング(第一ハウジング)3と、固定子4及び回転子5(モータM)が収容されるボトムハウジング(第二ハウジング)6が一体にねじ止め固定され、ボトムハウジング6の底部にブラケット7が一体に組み付けられてケース本体8が形成されている。ケース本体8内に回転可能に軸支された回転子軸9にインペラ2及び回転子5が各々組み付けられている。
また、図2Bに示すように、ボトムハウジング6とブラケット7の端面間に形成された開口部にはグロメット14が装着されている。このグロメット14を貫通して口出し線15外部に取り出されて給電されるようになっている(図1B,C,E参照)。
また主板2a上面とボトムハウジング6の底面とが段付き面ではなく連続面となることが望ましいが、製品の構成上段付きとなる構成も考えられる。その場合には主板2a上面がボトムハウジング6の底面よりも上方であることが望ましい。そうすることにより空気の流れが段付き部により妨げられることが無くなるため空気の流れが良くなる。
これにより、後述するようにインペラ側シュラウド2cの径方向外端部の突出量を調整することで、インペラ2の軸方向に作用する推力を適正にコントロールすることができ、軸受寿命を延ばすことができる。以下、この点を実験例に基づいて説明する。
インペラ2の形状、とりわけハウジング側シュラウド3eとインペラ側シュラウド2cの径方向切り分け位置(シュラウド切り位置)の相違によるスラスト力の相違をシミュレーションした結果を図4Aに示す。
No.1のサンプルを基準として、No.2のサンプルは、ハウジング側シュラウド切り位置を径方向外側に1mm移動させたもの、No.3のサンプルは、ハウジング側シュラウド切り位置を径方向内側に1mm移動させたもの、No.4のサンプルは、インペラ側シュラウド2cの外径寸法DO(インペラ外径)を径方向内側に2mmだけ小径化したものを示す。
また、No.1のサンプルとNo.4のサンプルとの対比からインペラ側シュラウド2cの外径寸法DO(インペラ外径)の相違によりスラスト力が著しく異なることが判明した。
DHが30mmでは回転数の増大と共にインペラ2に下向きのスラスト力が増大することがわかる。またDHが32mmに拡大すると回転数が増大してもインペラ2に作用するスラスト力は零に近くほとんど変化しない。またDHの大きさが34mmとなると、回転数の増大と共にインペラ2に上向きのスラスト力が増大することがわかる。
よって、シュラウド切り分け位置の調整により、インペラ2に作用するスラスト力を適正に調整することができることがわかる。
図5Aの構成では、上方スラスト力が下方スラスト力より上回る(S1>S2)ためエンドカバー3gの機械損が増えて寿命が短くなるおそれがある。
図5Bの構成では、回転中心からハウジング側シュラウド3eとインペラ側シュラウド2cの径方向切り分け位置Yまでは上方スラスト力が下方スラスト力を大幅に上回る(S1>S2)が、径方向切り分け位置Yより径方向外側では下方スラスト力が急激に大きくなるが上方スラスト力を超えるまでには至らない(S1<S2)。
また、ハウジング側シュラウド3eとインペラ側シュラウドとの径方向切り分け位置を調整することで、インペラ2に作用するスラスト方向の推力を適正に調整することができる。
図6Aは、上述した実施形態に示したようにハウジング側シュラウド3eの送風路に臨む天面部3e1とインペラ側シュラウド2cの送風路に臨む天面部2c1が1つの連続面を形成するように配置されている場合を示す。この場合、吸気口3a(図2B参照)より吸気された空気流の還流は生じない。
なお、この場合には上面部2c2上に還流を防ぐ壁を設けたり、ハウジング側シュラウド3eとインペラ側シュラウド2cに重なりを設けたりして、ハウジング側シュラウド3eとインペラ側シュラウド2cの間に対向距離が狭まる部分を作ることで還流防止対策を取ることができる。
Claims (4)
- インペラを収容する第一ハウジングとモータを収容する第二ハウジングを有するケース本体内に回転可能に軸支された回転子軸に前記インペラ及び前記回転子が各々組み付けられ、前記インペラの回転により前記ケース本体内に軸方向から外気を吸い込んで径方向外側に設けられた吐出口から吐出する送風機であって、
前記第一ハウジングの軸方向中心部に設けられた吸気口と当該吸気口と前記吐出口を連絡する送風路は、前記吸気口に連絡するハウジング側シュラウドと円板状の主板に起立形成されたブレードの外周側端部を連結して環状に一体成形されたインペラ側シュラウドが径方向に隣接することで流路が形成されており、前記インペラ側シュラウドの径方向外周側端部はブレード先端部より前記送風路内に突設され前記第二ハウジングの底部に所要のクリアランスを設けて近接配置されていることを特徴とする送風機。 - 前記主板上面は前記第二ハウジング底面と径方向に隣接するように配置されている請求項1記載の送風機。
- 前記ハウジング側シュラウド及び前記インペラ側シュラウドの流路に臨む天面部は、連続面となるように形成されている請求項1又は請求項2記載の送風機。
- 前記ハウジング側シュラウドの天面部は、前記インペラ側シュラウドの天面部の反対面部より下方に配置されている請求項1又は請求項2記載の送風機。
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