WO2020218037A1 - 遠心ファンおよびその遠心ファンを備えた送風機 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a centrifugal fan and a blower equipped with the centrifugal fan.
- the centrifugal blower described in Patent Document 1 includes a centrifugal fan which is an impeller including a main plate, a plurality of blade plates, and side plates.
- the plurality of blade plates have one end on one side in the axial direction of the centrifugal fan and the other end on the other side in the axial direction. Then, one end of the blade plate is connected to the side plate, and the other end of the blade plate is connected to the main plate.
- an intake hole for sucking air is formed in the center of the side plate of the centrifugal fan.
- the inner diameter of the side plate around the intake hole is smaller than the inner diameter of the portion of the leading edge of the blade plate in contact with the side plate. Therefore, when the centrifugal fan is molded with a mold, the leading edge of the blade plate cannot be die-cut to the above-mentioned one side (in other words, the intake hole side) in the axial direction of the centrifugal fan. Therefore, when manufacturing the centrifugal fan of Patent Document 1, a side plate is formed as a separate member from the fan main body member composed of a plurality of blade plates and a main plate, and then the side plate is joined to the fan main body member. There is a need.
- the inventor considered integrally molding the centrifugal fan as a single member with a mold. Then, it was found that in order to form the centrifugal fan practically integrally, it is necessary to make at least the leading edge of the blade of the blade plate die-cut to the above one side in the axial direction of the centrifugal fan. As a result of detailed examination by the inventor, the above was found.
- the centrifugal fan is: It is a centrifugal fan that forms a part of the blower and rotates around the fan axis to suck in air from one side of the fan axis in the axial direction and blow out the sucked air to the outside in the radial direction.
- Multiple wings that are placed around the fan axis and have a leading edge, An intake hole for sucking air is formed, and a side plate provided on one side in the axial direction with respect to the plurality of blades and connected to each of the plurality of blades.
- Each of the multiple wings is equipped with a main plate connected to the side opposite to the side plate side.
- the side plate is formed from an upstream tubular portion that surrounds the intake hole and has a tubular shape centered on the fan axis, and an end portion of the upstream tubular portion that is provided on the other side opposite to one side in the axial direction. It has a downstream diameter-expanded portion formed so as to expand outward in the radial direction.
- the upstream cylinder portion has an inner surface of the cylinder facing inward in the radial direction and facing the intake hole.
- the surface of the leading edge of the wing is composed of a convex surface that becomes convex toward the upstream side in the air flow direction between the blades.
- the leading edge of the wing is connected to the inner surface of the cylinder, and the tip of the leading edge of the wing, which is formed by connecting the apex of the convex surface in the wing cross section showing the thickness of the wing along the leading edge of the wing, and the convex surface It has a convex surface end that indicates the boundary position between the wing and the side surface of the wing and extends linearly along the leading edge of the wing.
- the diameter centered on the fan axis at the first position which is the position on the inner surface of the cylinder at one end of the upstream cylinder in the axial direction, is ⁇ a, and the second position where the leading edge of the blade is connected to the inner surface of the cylinder.
- ⁇ a, ⁇ b and ⁇ c are “ ⁇ a ⁇ ”. ⁇ b ⁇ ⁇ c ”.
- the wing since the leading edge of the wing is connected to the inner surface of the cylinder of the side plate, the wing can be formed so that the entire leading edge of the wing is located inside the inner surface of the cylinder. Due to the relationship of " ⁇ a ⁇ ⁇ b ⁇ ⁇ c", at least one side of the inner surface of the cylinder from the third position in the axial direction can be die-cut to one side in the axial direction. Therefore, when manufacturing a centrifugal fan, it is possible to die-cut the leading edge of the blade to one side in the axial direction.
- the centrifugal blower 10 of the present embodiment is used, for example, in a vehicle air-conditioning unit that air-conditions the interior of a vehicle.
- the centrifugal blower 10 includes a fan case 12, an electric motor 14, and an impeller 16.
- the centrifugal blower 10 may be simply referred to as a blower 10.
- the impeller 16 is a centrifugal fan that rotates around the fan axis CL. Therefore, by rotating around the fan axis CL, the impeller 16 sucks air from one side of the axial direction Da of the fan axis CL as shown by arrow A1 and sucks the sucked air as shown by arrow A2. It blows out to the outside of the radial direction Dr of the fan axis CL.
- the axial Da of the fan axis CL is, in other words, the axial Da of the impeller 16, and the radial Dr of the fan axis CL is, in other words, the radial Dr of the impeller 16.
- the axial Da of the fan axis CL is also referred to as the fan axial Da
- the radial Dr of the fan axial CL is also referred to as the fan radial Dr.
- FIG. 1 in the cross section of the blower 10, the illustration on the right side of the paper surface with the fan axis CL as the boundary is omitted, and the illustration of a part of the fan case 12 is also omitted.
- the fan case 12 is a non-rotating member that does not rotate, and is made of resin, for example.
- the fan case 12 houses the impeller 16 in the fan case 12 and holds the electric motor 14.
- the fan case 12 has a one-sided case component 121 provided on one side of the fan axial direction Da with respect to the impeller 16 and the other provided on the other side of the fan axial direction Da with respect to the impeller 16. It has a side case component 122.
- the case suction port 121a which is a circular hole centered on the fan axis CL, is formed in the case component 121 on one side. Since the case suction port 121a is a part of the one-side case component 121, it is arranged on one side of the impeller 16 in the fan axial direction Da.
- the case suction port 121a is an intake opening provided in the fan case 12, and is a suction port through which air sucked into the impeller 16 from outside the fan case 12 passes.
- the area around the case suction port 121a is a bell mouth portion 121b that smoothly guides air from the outside of the fan case 12 into the case suction port 121a. That is, the one-side case component 121 has a bell mouth section 121b, and the bell mouth section 121b is configured as a suction section having a case suction port 121a formed inside.
- the suction portion inner surface 121c facing the inside of the fan radial direction Dr and facing the case suction port 121a. have.
- the electric motor 14 rotates the impeller 16 by receiving electric power supply.
- the electric motor 14 has a motor main body 141 that does not rotate, and a motor rotating shaft 142 that protrudes from the motor main body 141 to one side in the fan axial direction Da.
- This motor rotation shaft 142 rotates around the fan axis CL.
- the motor body 141 is fitted and fixed to a part of the other side case component 122.
- the impeller 16 is made of resin, for example, and is manufactured by injection molding using a mold.
- the impeller 16 includes a plurality of blades 18, a side plate 20, and a main plate 22.
- the plurality of blades 18 are arranged side by side around the fan axis CL. As the impeller 16 rotates, air is circulated between the plurality of blades 18 from the inside to the outside of the fan radial direction Dr.
- Each of the plurality of blades 18 has a blade leading edge 181 which is an upstream end provided on the upstream side in the air flow direction and a blade trailing edge 182 which is a downstream end provided on the downstream side in the air flow direction.
- each of the plurality of blades 18 has a blade end 183 provided on one side of the fan axial direction Da and a blade other end 184 provided on the other side of the fan axial direction Da.
- the main plate 22 of the impeller 16 has a disk shape centered on the fan axis CL, and is fixed to the motor rotation shaft 142 at the central portion. As a result, the entire impeller 16 rotates integrally with the motor rotation shaft 142.
- the main plate 22 extends in the fan radial direction Dr while being inclined with respect to the fan axial center CL so as to be located on the other side of the fan axial direction Da toward the outside of the fan radial direction Dr. This is to guide the air flow so that the air flow toward the other side in the fan axial direction Da faces the outside of the fan radial direction Dr.
- main plate 22 is connected to each of the plurality of blades 18 on the side opposite to the side plate 20 side.
- the other end 184 of the plurality of blades 18 is connected to the main plate 22 respectively.
- the side plate 20 of the impeller 16 has an annular shape centered on the fan axis CL.
- the side plate 20 is provided on one side of the fan axial direction Da with respect to the plurality of blades 18, and is connected to each of the plurality of blades 18. In short, each of the blade ends 183 of the plurality of blades 18 is connected to the side plate 20.
- an intake hole 20a for sucking air from one side of the fan axial direction Da is formed inside the side plate 20 inside the side plate 20, an intake hole 20a for sucking air from one side of the fan axial direction Da is formed.
- the side plate 20 has an upstream cylinder portion 201 and a downstream diameter expansion portion 202.
- the upstream tubular portion 201 surrounds the intake hole 20a and has a tubular shape centered on the fan axis CL. That is, the intake hole 20a is formed inside the upstream tubular portion 201 of the side plate 20. Therefore, the upstream cylinder portion 201 has a cylinder inner surface 201c facing the intake hole 20a facing the inside of the fan radial direction Dr.
- the upstream tubular portion 201 has a substantially cylindrical shape.
- the bell mouth portion 121b of the fan case 12 is formed so as to enter the inside of the upstream tubular portion 201 from one side of the fan axial direction Da with respect to the upstream tubular portion 201 of the side plate 20. That is, the bell mouth portion 121b is provided so as to partially overlap the upstream tubular portion 201 inside the fan radial direction Dr.
- the inner surface 201c of the side plate 20 is formed by a mold in which the die cutting direction is one side of the fan axial direction Da.
- the inner surface of the cylinder 201c has a shape that avoids undercuts in the molding of the impeller 16.
- the cylinder inner surface 201c has a normal line of the cylinder inner surface 201c that is perpendicular to the inclined line or the fan axis CL located on one side of the fan axial direction Da toward the inside of the fan radial direction Dr. It is oriented and formed over the entire length of the inner surface of the cylinder 201c.
- the upstream tubular portion 201 has the other end portion 201b provided on the other side in the fan axial direction Da.
- the arrow Au in FIG. 2 indicates the die cutting direction of the mold for forming the inner surface 201c of the cylinder and the leading edge 181 of the blade.
- the downstream diameter-expanded portion 202 of the side plate 20 is formed so as to extend from the other end portion 201b of the upstream cylinder portion 201 to the outside in the fan radial direction Dr.
- the downstream diameter-expanding portion 202 extends in the fan radial direction Dr while being inclined with respect to the fan axial center CL so as to be located on the other side of the fan axial direction Da toward the outside of the fan radial direction Dr.
- the downstream diameter-expanded portion 202 has a blade-side side surface 202a provided on the blade 18 side in the plate thickness direction of the downstream diameter-expanded portion 202.
- the wing-side side surface 202a faces the other side of the fan axial direction Da rather than the direction perpendicular to the fan axial center CL.
- the wing side side surface 202a faces the other side in the fan axial direction Da and faces the inside of the oblique fan radial direction Dr.
- the wing side side surface 202a of the downstream diameter expansion portion 202 is directly connected to the other end of the cylinder inner surface 201c in the fan axial direction Da. That is, the wing-side side surface 202a is formed as a connecting surface on the other side provided on the other side of the fan axial direction Da with respect to the inner surface 201c of the cylinder and extending from the inner surface 201c of the cylinder.
- the wing leading edge 181 is connected to the side plate 20 at one of the wing leading edges 181 and to the main plate 22 at the other of the wing leading edge 181. Then, as shown in FIG. 2, the wing leading edge 181 is connected to the side plate 20 to the cylinder inner surface 201c of the side plate 20.
- FIG. 3 shows a blade cross section showing the plate thickness of the blade 18.
- the surface of the wing leading edge 181 is composed of a convex surface 181a that becomes convex toward the upstream side in the air flow direction between the blades 18.
- the convex surface 181a is a curved surface that is convex toward the upstream side in the air flow direction.
- the wing leading edge 181 has a wing leading edge tip 181b and a convex surface end 181c.
- the wing leading edge tip 181b is formed by connecting the apex 181d of the convex surface 181a in the wing cross section of FIG. 3 along the wing leading edge 181 and extends linearly over the entire length of the wing leading edge 181.
- the convex surface end 181c indicates a boundary position 181e between the convex surface 181a and the side surface 185 of the wing 18, and extends linearly along the leading edge 181b of the wing.
- the convex surface end 181c also extends over the entire length of the wing leading edge 181.
- the first diameter ⁇ a centered on the fan axis CL at the first position P1 the second diameter ⁇ b centered on the fan axis CL at the second position P2, and the fan axis CL at the third position P3.
- the mutual magnitude relationship with the third diameter ⁇ c centered on is as follows. That is, the first diameter ⁇ a, the second diameter ⁇ b, and the third diameter ⁇ c have a relationship of “ ⁇ a ⁇ ⁇ b ⁇ ⁇ c”.
- a fourth position P4 in which the inner surface 201c of the cylinder and the side surface 202a on the wing side of the downstream diameter expansion portion 202 are connected is also assumed.
- the third diameter ⁇ c and the fourth diameter ⁇ d centered on the fan axis CL at the fourth position P4 have a relationship of “ ⁇ c ⁇ ⁇ d”. That is, the first diameter ⁇ a, the second diameter ⁇ b, the third diameter ⁇ c, and the fourth diameter ⁇ d have a relationship of “ ⁇ a ⁇ ⁇ b ⁇ ⁇ c ⁇ ⁇ d”.
- the first position P1, the second position P2, the third position P3, and the fourth position P4 are all positions on the cylinder inner surface 201c of the side plate 20. Then, the first to fourth positions P1 to P4 are arranged in the order of the first position P1, the second position P2, the third position P3, and the fourth position P4 from one side in the fan axial direction Da.
- the convex surface end 181c is formed on the side plate 20 on one side of the fan axial direction Da from the fourth position P4. It is connected to the inner surface of the cylinder 201c. Therefore, when the fifth position P5, which is the same position as the fourth position P4 in the fan axial direction Da on the convex surface end 181c, is assumed, the fifth position P5 is in the fan radial direction with respect to the fourth position P4. It will be in a position away from Dr. More specifically, the fifth position P5 is separated from the fourth position P4 in the fan radial direction Dr, and is provided inside the fan radial direction Dr with respect to the fourth position P4.
- the radial distance D45 between the fourth position P4 and the fifth position P5 in the fan radial direction Dr is preferably about 1 mm or more in order to secure the practical strength of the mold.
- the inner diameter of the tip of the suction portion which is the diameter of the fifth diameter ⁇ g centered on the fan axis CL at the fifth position P5 and the tip 121d on the other side of the inner surface 121c of the suction portion in the fan axial direction Da.
- the mutual magnitude relationship with ⁇ i is as follows. That is, the fifth diameter ⁇ g and the inner diameter ⁇ i of the tip of the suction portion have a relationship of “ ⁇ g> ⁇ i”.
- the tip 121d of the suction portion inner surface 121c is located between the first position P1 and the second position P2 in the fan axial direction Da.
- the tip 121d of the suction portion inner surface 121c is located at the center or substantially the center between the first position P1 and the second position P2 in the fan axial direction Da.
- the axial distance D12 between the first position P1 and the second position P2 in the fan axial direction Da is preferably about 3 mm or more.
- the wing leading edge 181 is connected to the cylinder inner surface 201c of the side plate 20, so that the entire wing leading edge 181 is the cylinder inner surface thereof.
- Each wing 18 can be formed so as to be located radially inside the 201c.
- first diameter ⁇ a, the second diameter ⁇ b, and the third diameter ⁇ c in FIG. 2 have a relationship of “ ⁇ a ⁇ ⁇ b ⁇ ⁇ c”. Due to this relationship, the portion of the inner surface of the cylinder 201c that is at least one side of the third position P3 in the fan axial direction Da can be die-cut to one side of the fan axial direction Da as shown by the arrow Au. Therefore, when the impeller 16 is manufactured by molding using a mold, the entire leading edge 181 of the blade can be die-cut to one side in the fan axial direction Da.
- the impeller 16 of the present embodiment is an integrally molded product configured as a single member.
- the plurality of blades 18 constituting the impeller 16, the side plate 20, and the main plate 22 are integrally molded.
- the fourth diameter ⁇ d centered on the fan axis CL at the fourth position P4 where the inner surface 201c of the side plate 20 and the side surface 202a on the wing side of the downstream enlarged diameter portion 202 are connected, and the third.
- the diameter ⁇ c has a relationship of “ ⁇ c ⁇ ⁇ d”. Therefore, over the entire length of the cylinder inner surface 201c of the side plate 20 in the fan axial direction Da, the cylinder inner surface 201c can be die-cut to one side of the fan axial direction Da as shown by the arrow Au.
- the convex surface end 181c of the wing leading edge 181 is connected to the cylinder inner surface 201c on one side of the fan axial direction Da from the fourth position P4.
- the fifth position P5 which is at the same position as the fourth position P4 in the fan axial direction Da on the convex surface end 181c, is separated from the fourth position P4 in the fan radial direction Dr. Therefore, the wire L45 connecting the fourth position P4 and the fifth position P5 in the fan radial direction Dr is formed on the inner surface 201c of the cylinder of the side plate 20, and the die cutting direction is one side of the fan axial direction Da. And can be part of the parting line with the mold on the other side of the mold. Therefore, it is not necessary to make the mold on the other side into a sharp shape, so that the durability of the mold on the other side can be easily ensured.
- the fifth diameter ⁇ g centered on the fan axis CL at the fifth position P5 and the suction portion tip inner diameter ⁇ i possessed by the tip 121d of the suction portion inner surface 121c are “ ⁇ g> ⁇ i”. It is in a relationship. Therefore, the flow of air sucked by the impeller 16 can be smoothly guided from the bell mouth portion 121b to the leading edge 181 of the impeller 16 as shown by the arrow Ai. For example, the air flowing between the blades 18 can flow between the side plates. It is possible to suppress peeling from 20. As a result, it is possible to appropriately secure the performance of the blower 10.
- the bell mouth portion 121b of the fan case 12 is formed so as to enter the inside of the upstream tubular portion 201 from one side of the fan axial direction Da with respect to the upstream tubular portion 201 of the side plate 20. ..
- the tip 121d of the inner surface 121c of the suction portion is located between the first position P1 and the second position P2 in the fan axial direction Da. Therefore, since it is easy to establish a labyrinth structure between the upstream tubular portion 201 of the side plate 20 and the bell mouth portion 121b, the air flowing back through the radial outside of the upstream tubular portion 201 flows inward in the radial direction of the upstream tubular portion 201. It becomes easy to suppress the return.
- the positional relationship between the downstream diameter-expanded portion 202 of the side plate 20 and the wing leading edge 181 in the impeller 16 and the shape of the wing leading edge 181 are different from those in the first embodiment. There is.
- the wing side side surface 202a of the downstream diameter expansion portion 202 is connected to the cylinder inner surface 201c. ing.
- the fourth position P4 coincides with the third position P3.
- the convex surface end 181c of the wing leading edge 181 is connected to the cylinder inner surface 201c at the third position P3 in the direction along the direction perpendicular to the fan axis CL.
- the tangential direction of the connecting portion 181f connected to the cylinder inner surface 201c of the convex surface end 181c is the direction along the direction perpendicular to the fan axis CL at the third position P3.
- connection portion 181f of the convex surface end 181c is formed by molding the inner surface 201c of the cylinder of the side plate 20, and the die cutting direction is one side of the fan axial direction Da. It can be part of the parting line with the mold on the other side of the mold. Therefore, it is not necessary to make the mold on the other side into a sharp shape, so that the durability of the mold on the other side can be easily ensured.
- direction along the direction perpendicular to the fan axis CL is not limited to a direction exactly perpendicular to the fan axis CL, but is substantially along the direction perpendicular to the fan axis CL.
- direction along the direction perpendicular to the fan axis CL is not limited to a direction exactly perpendicular to the fan axis CL, but is substantially along the direction perpendicular to the fan axis CL.
- it may be slightly tilted with respect to the direction perpendicular to the fan axis CL.
- this embodiment is the same as the first embodiment. Then, in the present embodiment, the effect produced from the configuration common to the above-mentioned first embodiment can be obtained in the same manner as in the first embodiment.
- centrifugal blower 10 is used in, for example, a vehicle air-conditioning unit, but the use of the centrifugal blower 10 is not limited.
- a corner R is not formed at the first position P1 of the upstream tubular portion 201 of the side plate 20, but this is an example.
- a corner R may be formed at the first position P1.
- the first position P1 is provided on the inner surface of the cylinder 201c at the end position Pt on one side of the upstream cylinder 201 in the fan axial direction Da, assuming that the corner R does not exist.
- a corner radius is not formed between the inner surface of the cylinder 201c and the side surface 202a on the wing side of the downstream diameter-expanded portion 202, but this is an example.
- a corner R may be formed between the inner surface of the cylinder 201c and the side surface 202a on the wing side.
- the side plate 20 has a corner curved surface 202b formed of the corner R, and the corner curved surface 202b is provided on the other side of the fan axial direction Da with respect to the cylinder inner surface 201c and extends from the cylinder inner surface 201c. It becomes. Therefore, when the corner curved surface 202b is provided as shown in FIG. 5, the fourth position P4 is defined as the position where the cylinder inner surface 201c and the corner curved surface 202b which is the other side connecting surface are connected.
- the modified example also has a corner as in the first embodiment.
- the curved surface 202b serves as the other side connecting surface. Therefore, in the modified example, at the third position P3, the corner curved surface 202b instead of the wing side side surface 202a is connected to the cylinder inner surface 201c.
- the upstream tubular portion of the side plate has a tubular inner surface that faces inward in the radial direction and faces the intake hole, and the leading edge of the wing is Connect to the inner surface of the cylinder.
- the leading edge of the wing is formed by connecting the apex of the convex surface in the wing cross section, which shows the thickness of the wing, along the leading edge of the wing, and extends linearly with the leading edge of the wing, and the convex surface and the side surface of the wing. It has a convex surface end that indicates the boundary position of the wing and extends linearly along the leading edge of the wing.
- the diameter centered on the fan axis at the first position which is the position on the inner surface of the cylinder at the one end position of the upstream cylinder portion in the axial direction, is ⁇ a, and the tip of the leading edge of the blade is connected to the inner surface of the cylinder.
- ⁇ b be the diameter centered on the fan axis at the position.
- ⁇ c when the diameter centered on the fan axis at the third position where the convex surface end is connected to the inner surface of the cylinder is ⁇ c, ⁇ a, ⁇ b, and ⁇ c have a relationship of “ ⁇ a ⁇ ⁇ b ⁇ ⁇ c”.
- the inner surface of the cylinder is oriented so that the normal of the inner surface of the cylinder becomes an inclined line located on one side of the axial direction toward the inner side in the radial direction or a line perpendicular to the center of the fan axis. It is formed over the entire length of the inner surface of the cylinder.
- the side plate has a connecting surface on the other side which is provided on the other side in the axial direction with respect to the inner surface of the cylinder and extends from the inner surface of the cylinder.
- the other side connecting surface faces the other side in the axial direction rather than the direction perpendicular to the fan axis.
- the inner surface of the cylinder can be die-cut to one side in the axial direction over the entire length of the inner surface of the side plate in the axial direction.
- the convex surface end is connected to the inner surface of the cylinder on one side in the axial direction from the fourth position, and is connected to the fourth position in the axial direction on the convex surface end.
- the fifth position which is the same position, is radially separated from the fourth position. Therefore, the wire connecting the 4th position and the 5th position in the radial direction is formed on the inner surface of the cylinder of the side plate so that the die cutting direction is one side in the axial direction, and the other side of the mold. It can be part of the parting line with the mold. Therefore, it is not necessary to make the mold on the other side into a sharp shape, so that the durability of the mold on the other side can be easily ensured.
- the side plate has the other side connecting surface provided on the other side in the axial direction with respect to the inner surface of the cylinder and extending from the inner surface of the cylinder, and the other connecting surface is on the fan axis. It faces the other side in the axial direction rather than the direction perpendicular to it.
- the other side connecting surface is connected to the inner surface of the cylinder at the third position.
- the convex surface end is connected to the inner surface of the cylinder at the third position in a direction perpendicular to the fan axis.
- the inner surface of the cylinder of the side plate is formed at the portion of the convex surface end that is oriented in the direction perpendicular to the fan axis, and the die cutting direction is set to one side in the axial direction. It can be part of the parting line between the mold and the mold on the other side of the mold. Therefore, as in the third aspect, it is not necessary to make the mold on the other side into a sharp shape, so that the durability of the mold on the other side can be easily ensured.
- the blower is arranged on one side of the centrifugal fan in the axial direction, has a suction port through which air sucked into the centrifugal fan passes, and includes a suction portion included in the non-rotating member.
- the suction portion has an inner surface of the suction portion facing inward in the radial direction and facing the suction port.
- the suction portion is formed so as to enter the inside of the upstream cylinder portion from one side in the axial direction with respect to the upstream cylinder portion, and the tip of the inner surface of the suction portion is described above in the axial direction. It is located between the first position and the second position. Therefore, since it is easy to establish a labyrinth structure between the upstream cylinder portion and the suction portion of the side plate, it is possible to prevent the air flowing back through the radial outside of the upstream cylinder portion from returning to the radial inside of the upstream cylinder portion. Becomes easier.
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Abstract
遠心ファンはファン軸心(CL)の軸方向の一方側から空気を吸い込むと共に、その吸い込んだ空気を径方向の外側へ吹き出す。翼前縁(181)は側板(20)の筒内面(201c)に接続する。翼前縁は、翼断面における凸状面の頂点(181d)が翼前縁に沿って連なることで形成され線状に延びる翼前縁先端(181b)と、凸状面と翼の側面(185)との境目位置(181e)を示し翼前縁先端に沿って線状に延びる凸状面終端(181c)とを有する。軸方向における側板の上流筒部の一方側の端位置(Pt)で筒内面上の位置になる第1位置(P1)のファン軸心を中心とした直径をΦaとする。そして、翼前縁先端が筒内面に接続する第2位置(P2)のファン軸心を中心とした直径をΦbとする。更に、凸状面終端が筒内面に接続する第3位置(P3)のファン軸心を中心とした直径をΦcとした場合、ΦaとΦbとΦcは「Φa≧Φb≧Φc」の関係になる。
Description
本出願は、2019年4月25日に出願された日本特許出願番号2019-084667号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
本開示は、遠心ファンとその遠心ファンを備えた送風機とに関するものである。
遠心ファンを備えた送風機として、例えば特許文献1に記載された遠心送風機が従来から知られている。この特許文献1に記載された遠心送風機は、主板と複数の羽根板と側板とからなる羽根車である遠心ファンを備えている。複数の羽根板は、遠心ファンの軸方向の一方側に一端を有し、その軸方向の他方側に他端を有している。そして、その羽根板の一端は側板に連結し、羽根板の他端は主板に連結している。
また、遠心ファンの側板の中心には、空気が吸い込まれる吸気孔が形成されている。
また、遠心ファンの側板の中心には、空気が吸い込まれる吸気孔が形成されている。
上述した特許文献1の遠心送風機が有する遠心ファンでは、吸気孔まわりの側板の内径は、羽根板の翼前縁のうち側板に接する部位の内径よりも小さくなっている。そのため、その遠心ファンを金型で成形する場合、羽根板の翼前縁を遠心ファンの軸方向の上記一方側(別言すれば、吸気孔側)へ型抜きすることができない。従って、特許文献1の遠心ファンを製造する際には、複数の羽根板と主板とからなるファン本体部材とは別体の部材として側板を成形した上で、その側板をファン本体部材に接合する必要がある。
このように互いに接合された複数の部材で遠心ファンを構成することは、遠心ファンの回転中におけるバランス悪化、部材相互の接合部分での強度低下、および、遠心ファンのコスト増大につながる。
そこで、発明者は、遠心ファンを単一の部材として金型で一体成形することを考えた。そして、その遠心ファンを実用的に一体成形するためには、少なくとも羽根板の翼前縁を遠心ファンの軸方向の上記一方側へ型抜き可能にする必要があるということが判った。発明者の詳細な検討の結果、以上のようなことが見出された。
本開示は上記点に鑑みて、軸方向の上記一方側へ翼前縁が型抜き可能な遠心ファンを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示の1つの観点によれば、遠心ファンは、
送風機の一部を構成し、ファン軸心まわりに回転することでファン軸心の軸方向の一方側から空気を吸い込むと共にその吸い込んだ空気を径方向の外側へ吹き出す遠心ファンであって、
ファン軸心まわりに配置され、翼前縁を有する複数枚の翼と、
空気が吸い込まれる吸気孔が形成され、複数枚の翼に対して上記軸方向の一方側に設けられその複数枚の翼のそれぞれに連結された側板と、
複数枚の翼のそれぞれに対し側板側とは反対側に連結された主板とを備え、
側板は、吸気孔を囲みファン軸心を中心とした筒形状を成す上流筒部と、その上流筒部のうち上記軸方向の一方側とは反対側の他方側に設けられた端部から上記径方向の外側へ拡がるように形成された下流拡径部とを有し、
上流筒部は、上記径方向の内側を向いて吸気孔に面する筒内面を有し、
翼前縁の表面は、翼の相互間の空気流れ方向における上流側へ向かって凸状になる凸状面で構成され、
翼前縁は筒内面に接続し、翼の板厚が表われる翼断面における凸状面の頂点が翼前縁に沿って連なることで形成され線状に延びる翼前縁先端と、凸状面と翼の側面との境目位置を示し翼前縁先端に沿って線状に延びる凸状面終端とを有し、
上記軸方向における上流筒部の一方側の端位置で筒内面上の位置になる第1位置のファン軸心を中心とした直径をΦaとし、翼前縁先端が筒内面に接続する第2位置のファン軸心を中心とした直径をΦbとし、凸状面終端が筒内面に接続する第3位置のファン軸心を中心とした直径をΦcとした場合、ΦaとΦbとΦcは「Φa≧Φb≧Φc」の関係になる。
送風機の一部を構成し、ファン軸心まわりに回転することでファン軸心の軸方向の一方側から空気を吸い込むと共にその吸い込んだ空気を径方向の外側へ吹き出す遠心ファンであって、
ファン軸心まわりに配置され、翼前縁を有する複数枚の翼と、
空気が吸い込まれる吸気孔が形成され、複数枚の翼に対して上記軸方向の一方側に設けられその複数枚の翼のそれぞれに連結された側板と、
複数枚の翼のそれぞれに対し側板側とは反対側に連結された主板とを備え、
側板は、吸気孔を囲みファン軸心を中心とした筒形状を成す上流筒部と、その上流筒部のうち上記軸方向の一方側とは反対側の他方側に設けられた端部から上記径方向の外側へ拡がるように形成された下流拡径部とを有し、
上流筒部は、上記径方向の内側を向いて吸気孔に面する筒内面を有し、
翼前縁の表面は、翼の相互間の空気流れ方向における上流側へ向かって凸状になる凸状面で構成され、
翼前縁は筒内面に接続し、翼の板厚が表われる翼断面における凸状面の頂点が翼前縁に沿って連なることで形成され線状に延びる翼前縁先端と、凸状面と翼の側面との境目位置を示し翼前縁先端に沿って線状に延びる凸状面終端とを有し、
上記軸方向における上流筒部の一方側の端位置で筒内面上の位置になる第1位置のファン軸心を中心とした直径をΦaとし、翼前縁先端が筒内面に接続する第2位置のファン軸心を中心とした直径をΦbとし、凸状面終端が筒内面に接続する第3位置のファン軸心を中心とした直径をΦcとした場合、ΦaとΦbとΦcは「Φa≧Φb≧Φc」の関係になる。
上述のように、翼前縁は側板の筒内面に接続しているので、翼前縁の全体がその筒内面の内側に位置するように翼を形成することができる。そして、上記「Φa≧Φb≧Φc」の関係により、筒内面のうち、少なくとも上記軸方向で上記第3位置より一方側の部分は、上記軸方向の一方側へ型抜き可能となっている。従って、遠心ファンを製造する際には、上記軸方向の一方側へ翼前縁を型抜きすることが可能である。
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、図面を参照しながら、各実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
本実施形態の遠心送風機10は、例えば、車室内の空調を行う車両用空調ユニットに採用されるものである。図1に示すように、遠心送風機10は、ファンケース12と電動モータ14と羽根車16とを備えている。なお、本実施形態の説明では、遠心送風機10を単に送風機10と称する場合がある。
本実施形態の遠心送風機10は、例えば、車室内の空調を行う車両用空調ユニットに採用されるものである。図1に示すように、遠心送風機10は、ファンケース12と電動モータ14と羽根車16とを備えている。なお、本実施形態の説明では、遠心送風機10を単に送風機10と称する場合がある。
羽根車16は、ファン軸心CLまわりに回転する遠心ファンである。従って、羽根車16は、ファン軸心CLまわりに回転することで、そのファン軸心CLの軸方向Daの一方側から矢印A1のように空気を吸い込むと共に、その吸い込んだ空気を矢印A2のようにファン軸心CLの径方向Drの外側へ吹き出す。そのファン軸心CLの軸方向Daは言い換えれば羽根車16の軸方向Daでもあり、ファン軸心CLの径方向Drは言い換えれば羽根車16の径方向Drでもある。なお、本実施形態の説明では、ファン軸心CLの軸方向Daをファン軸方向Daとも称し、ファン軸心CLの径方向Drをファン径方向Drとも称する。また、図1では、送風機10の断面のうちファン軸心CLを境とした紙面右側の図示が省略されると共に、ファンケース12の一部の図示も省略されている。
ファンケース12は、回転しない非回転部材であり、例えば樹脂製である。ファンケース12は、そのファンケース12内に羽根車16を収容すると共に、電動モータ14を保持している。
具体的に、ファンケース12は、羽根車16に対しファン軸方向Daの一方側に設けられた一方側ケース構成部121と、羽根車16に対しファン軸方向Daの他方側に設けられた他方側ケース構成部122とを有している。
一方側ケース構成部121には、ファン軸心CLを中心とした円形孔であるケース吸入口121aが形成されている。このケース吸入口121aは、一方側ケース構成部121の一部であるので、ファン軸方向Daにおいて羽根車16の一方側に配置されている。ケース吸入口121aは、ファンケース12に設けられた吸気用の開口であり、ファンケース12外から羽根車16へ吸い込まれる空気が通過する吸入口である。
また、一方側ケース構成部121のうちケース吸入口121a周りは、ファンケース12外からケース吸入口121a内へ空気を円滑に導くベルマウス部121bとなっている。すなわち、一方側ケース構成部121はベルマウス部121bを有し、そのベルマウス部121bは、内側にケース吸入口121aが形成された吸入部として構成されている。
その吸入部としてのベルマウス部121bは、そのベルマウス部121bの内側にケース吸入口121aが形成されているので、ファン径方向Drの内側を向いてケース吸入口121aに面する吸入部内面121cを有している。
電動モータ14は、電力供給を受けることにより羽根車16を回転させる。電動モータ14は、回転しないモータ本体141と、モータ本体141からファン軸方向Daの一方側へ突き出たモータ回転軸142とを有している。
このモータ回転軸142は、ファン軸心CLまわりに回転する。その一方で、モータ本体141は、他方側ケース構成部122の一部に嵌め入れられ固定されている。
羽根車16は、例えば樹脂製であり、金型を用いた射出成形によって製造されるものである。羽根車16は、複数枚の翼18と、側板20と、主板22とを備えている。複数枚の翼18はファン軸心CLまわりに並んで配置されている。羽根車16の回転に伴って、複数枚の翼18の相互間をファン径方向Drの内側から外側へと空気が流通させられる。
複数枚の翼18はそれぞれ、空気流れ方向の上流側に設けられた上流端部である翼前縁181と、空気流れ方向の下流側に設けられた下流端部である翼後縁182とを有している。また、複数枚の翼18はそれぞれ、ファン軸方向Daの一方側に設けられた翼一端183と、ファン軸方向Daの他方側に設けられた翼他端184とを有している。
羽根車16の主板22は、ファン軸心CLを中心とした円盤状を成し、中央部分にてモータ回転軸142に固定されている。これにより、羽根車16の全体がモータ回転軸142と共に一体回転する。
また、主板22は、ファン径方向Drの外側ほどファン軸方向Daの他方側に位置するように、ファン軸心CLに対し傾斜しつつファン径方向Drに拡がっている。ファン軸方向Daの他方側向きの空気流れがファン径方向Drの外側向きなるように、その空気流れを案内するためである。
また、主板22は、複数枚の翼18のそれぞれに対し側板20側とは反対側に連結されている。要するに、複数枚の翼18の翼他端184がそれぞれ、主板22に連結されている。
羽根車16の側板20は、ファン軸心CLを中心とした円環形状を成している。その側板20は、複数枚の翼18に対してファン軸方向Daの一方側に設けられ、その複数枚の翼18のそれぞれに連結されている。要するに、複数枚の翼18の翼一端183がそれぞれ、側板20に連結されている。
側板20の内側には、ファン軸方向Daの一方側からの空気が吸い込まれる吸気孔20aが形成されている。
また、図1および図2に示すように、側板20は、上流筒部201と下流拡径部202とを有している。その上流筒部201は吸気孔20aを囲んでおり、ファン軸心CLを中心とした筒形状を成している。すなわち、吸気孔20aは、側板20のうち上流筒部201の内側に形成されている。そのため、上流筒部201は、ファン径方向Drの内側を向いて吸気孔20aに面する筒内面201cを有している。例えば、上流筒部201は略円筒形状を成している。
また、ファンケース12のベルマウス部121bは、側板20の上流筒部201に対するファン軸方向Daの一方側からその上流筒部201の内側に入り込むように形成されている。すなわち、ベルマウス部121bは、上流筒部201に対しファン径方向Drの内側に部分的に重なるように設けられている。
側板20の筒内面201cは、羽根車16の製造工程では、型抜き方向がファン軸方向Daの一方側とされた金型によって成形される。そして、筒内面201cは、羽根車16の成形におけるアンダーカットを避けた形状になっている。具体的に言えば、筒内面201cは、その筒内面201cの法線がファン径方向Drの内側ほどファン軸方向Daの一方側に位置する傾斜線またはファン軸心CLに対し垂直な線になる向きで、筒内面201cの全長にわたって形成されている。
また、上流筒部201は、ファン軸方向Daの他方側に設けられた他端部201bを有している。なお、図2の矢印Auは、筒内面201cと翼前縁181とを成形する金型の型抜き方向を示している。
図1および図2に示すように、側板20の下流拡径部202は、上流筒部201の他端部201bからファン径方向Drの外側へ拡がるように形成されている。詳細には、下流拡径部202は、ファン径方向Drの外側ほどファン軸方向Daの他方側に位置するように、ファン軸心CLに対し傾斜しつつファン径方向Drに拡がっている。
また、下流拡径部202は、その下流拡径部202の板厚方向における翼18側に設けられた翼側側面202aを有している。その翼側側面202aは、ファン軸心CLに対し垂直な向きよりはファン軸方向Daの他方側に向いている。端的に言えば、その翼側側面202aは、ファン軸方向Daでは他方側を向き且つ斜めファン径方向Drの内側に向いている。
また、下流拡径部202の翼側側面202aは、ファン軸方向Daにおける筒内面201cの他方側の端に直接連結している。すなわち、その翼側側面202aは、筒内面201cに対しファン軸方向Daの他方側に設けられ筒内面201cから延伸する他方側連結面として形成されている。
図1に示すように、翼前縁181は、その翼前縁181の一方において側板20に接続し、その翼前縁181の他方において主板22に接続している。そして、図2に示すように、翼前縁181は、側板20に対しては、その側板20のうち筒内面201cに接続している。
図3は、翼18の板厚が表われる翼断面を示している。その図3に示すように、翼前縁181の表面は、翼18の相互間の空気流れ方向における上流側へ向かって凸状になる凸状面181aで構成されている。例えば、その凸状面181aは、その空気流れ方向における上流側へ向かって凸状になった湾曲面となっている。
また、図2および図3に示すように、翼前縁181は、翼前縁先端181bと凸状面終端181cとを有している。その翼前縁先端181bは、図3の翼断面における凸状面181aの頂点181dが翼前縁181に沿って連なることで形成され、翼前縁181の全長にわたって線状に延びている。また、凸状面終端181cは、凸状面181aと翼18の側面185との境目位置181eを示し、翼前縁先端181bに沿って線状に延びている。この凸状面終端181cも翼前縁181の全長にわたって延びている。
ここで、図2に示すように、側板20の上流筒部201の形状と翼前縁181の形状とを説明するために、ファン軸方向Daにおける上流筒部201の一方側の端位置Ptで筒内面201c上の位置になる第1位置P1が想定される。また、翼前縁先端181bが筒内面201cに接続する第2位置P2も想定される。また、凸状面終端181cが筒内面201cに接続する第3位置P3も想定される。
この場合、第1位置P1のファン軸心CLを中心とした第1直径Φaと、第2位置P2のファン軸心CLを中心とした第2直径Φbと、第3位置P3のファン軸心CLを中心とした第3直径Φcとの互いの大小関係は次のようになっている。すなわち、その第1直径Φaと第2直径Φbと第3直径Φcは、「Φa≧Φb≧Φc」の関係になっている。
また、筒内面201cと下流拡径部202の翼側側面202aとが接続する第4位置P4も想定される。この場合、第3直径Φcと、第4位置P4のファン軸心CLを中心とした第4直径Φdは、「Φc≧Φd」の関係になっている。すなわち、第1直径Φaと第2直径Φbと第3直径Φcと第4直径Φdは、「Φa≧Φb≧Φc≧Φd」の関係になっている。
なお、確認的に述べるが、第1位置P1と第2位置P2と第3位置P3と第4位置P4は何れも、側板20の筒内面201c上の位置である。そして、それらの第1~第4位置P1~P4は、ファン軸方向Daにおいて一方側から、第1位置P1、第2位置P2、第3位置P3、第4位置P4の順に並ぶ。
また、上記の第1~第4位置P1~P4の並び順から判るように、本実施形態では、凸状面終端181cは、第4位置P4よりもファン軸方向Daの一方側で側板20の筒内面201cに接続している。そのため、凸状面終端181c上においてファン軸方向Daでは第4位置P4と同一位置になる第5位置P5が想定された場合、その第5位置P5は、第4位置P4に対してファン径方向Drに離れた位置になる。詳細に言えば、その第5位置P5は、第4位置P4に対してファン径方向Drに離れ、且つ、その第4位置P4よりもファン径方向Drの内側に設けられる。そのファン径方向Drにおける第4位置P4と第5位置P5との間の径方向距離D45は、金型の実用的な強度確保のためには、1mm程度以上であるのが好ましい。
また、本実施形態では、第5位置P5のファン軸心CLを中心とした第5直径Φgと、ファン軸方向Daにおける吸入部内面121cの他方側の先端121dが有する直径である吸入部先端内径Φiとの互いの大小関係は次のようになっている。すなわち、その第5直径Φgと吸入部先端内径Φiは、「Φg>Φi」の関係になっている。
また、図2に示すように、吸入部内面121cの先端121dは、ファン軸方向Daにおいて第1位置P1と第2位置P2との間に位置している。例えば、その吸入部内面121cの先端121dは、ファン軸方向Daにおける第1位置P1と第2位置P2との間の中央または略中央に位置している。更に、ファン軸方向Daにおける第1位置P1と第2位置P2との間の軸方向距離D12は、3mm程度以上であるのが好ましい。
上述したように、本実施形態によれば、図1および図2に示すように、翼前縁181は側板20の筒内面201cに接続しているので、翼前縁181の全体がその筒内面201cの径方向内側に位置するようにそれぞれの翼18を形成することができる。
また、図2の第1直径Φaと第2直径Φbと第3直径Φcは、「Φa≧Φb≧Φc」の関係になっている。この関係により、筒内面201cのうち、少なくともファン軸方向Daで第3位置P3より一方側の部分は、矢印Auのようにファン軸方向Daの一方側へ型抜き可能となっている。従って、金型を用いた成形で羽根車16を製造する際には、ファン軸方向Daの一方側へ翼前縁181の全体を型抜きすることが可能である。
なお、本実施形態の羽根車16は、単一の部材として構成された一体成形品である。別言すれば、羽根車16を構成する複数枚の翼18と側板20と主板22は一体に成形されている。
また、本実施形態によれば、側板20の筒内面201cと下流拡径部202の翼側側面202aとが接続する第4位置P4のファン軸心CLを中心とした第4直径Φdと、第3直径Φcは、「Φc≧Φd」の関係になっている。従って、ファン軸方向Daにおける側板20の筒内面201cの全長にわたって、その筒内面201cが矢印Auのようにファン軸方向Daの一方側へ型抜き可能になる。
また、本実施形態によれば、翼前縁181の凸状面終端181cは、第4位置P4よりもファン軸方向Daの一方側で筒内面201cに接続している。そして、その凸状面終端181c上においてファン軸方向Daでは第4位置P4と同一位置になる第5位置P5は、第4位置P4に対してファン径方向Drに離れている。従って、その第4位置P4と第5位置P5とをファン径方向Drに結んだ線L45を、側板20の筒内面201cを成形し型抜き方向がファン軸方向Daの一方側とされた金型と、その金型の相手側の金型とのパーティングラインの一部にすることができる。そのため、その相手側の金型を尖った形状にする必要が無いので、その相手側の金型の耐久性確保が容易になる。
また、本実施形態によれば、第5位置P5のファン軸心CLを中心とした第5直径Φgと、吸入部内面121cの先端121dが有する吸入部先端内径Φiは、「Φg>Φi」の関係になっている。従って、羽根車16が吸い込む空気の流れを、ベルマウス部121bから羽根車16の翼前縁181へ矢印Aiのようにスムーズに導くことができ、例えば、翼18の相互間を流れる空気が側板20から剥離することを抑制することができる。その結果として、送風機10の性能を適切に確保することが可能である。
また、本実施形態によれば、ファンケース12のベルマウス部121bは、側板20の上流筒部201に対するファン軸方向Daの一方側からその上流筒部201の内側に入り込むように形成されている。そして、吸入部内面121cの先端121dは、ファン軸方向Daにおいて第1位置P1と第2位置P2との間に位置している。従って、側板20の上流筒部201とベルマウス部121bとの間にラビリンス構造を成立させやすいので、上流筒部201の径方向外側を通って逆流する空気が上流筒部201の径方向内側へ戻ることを抑制することが容易になる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の実施形態の説明においても同様である。
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の実施形態の説明においても同様である。
図4に示すように、本実施形態では、羽根車16における側板20の下流拡径部202と翼前縁181との位置関係、および翼前縁181の形状が、第1実施形態と異なっている。
具体的に本実施形態では、翼前縁181の凸状面終端181cが筒内面201cに接続する第3位置P3にて、下流拡径部202の翼側側面202aは、その筒内面201cに接続している。
すなわち、他方側連結面としての翼側側面202aと筒内面201cとが接続する位置を、第1実施形態と同様に第4位置P4(図2参照)と定義したとすれば、本実施形態では、その第4位置P4が第3位置P3に一致していると言える。
そして、翼前縁181の凸状面終端181cは、第3位置P3において、ファン軸心CLに対する垂直方向に沿う向きで筒内面201cに接続している。別言すると、凸状面終端181cのうち筒内面201cに接続する接続部分181fの接線方向は、第3位置P3において、ファン軸心CLに対する垂直方向に沿う向きになっている。
従って、第3位置P3の近傍では、凸状面終端181cの上記接続部分181fを、側板20の筒内面201cを成形し型抜き方向がファン軸方向Daの一方側とされた金型と、その金型の相手側の金型とのパーティングラインの一部にすることができる。そのため、その相手側の金型を尖った形状にする必要が無いので、その相手側の金型の耐久性確保が容易になる。
なお、上記の「ファン軸心CLに対する垂直方向に沿う向き」とは、ファン軸心CLに対し厳密に垂直な向きに限定されるものではなく、ファン軸心CLに対する垂直方向に実質的に沿っていると言えれば、そのファン軸心CLに対する垂直方向に対し多少傾いていてもよい。
以上説明したことを除き、本実施形態は第1実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
(他の実施形態)
(1)上述の各実施形態では、遠心送風機10は、例えば車両用空調ユニットに採用されるものであるが、その遠心送風機10の用途に限定はない。
(1)上述の各実施形態では、遠心送風機10は、例えば車両用空調ユニットに採用されるものであるが、その遠心送風機10の用途に限定はない。
(2)上述の各実施形態では、図2に示すように、側板20の上流筒部201のうち、第1位置P1にはコーナーRが形成されていないが、これは一例である。例えば図5に示すように、その第1位置P1にコーナーRが形成されていても差し支えない。その場合、第1位置P1は、そのコーナーRが無いと仮定して、ファン軸方向Daにおける上流筒部201の一方側の端位置Ptで筒内面201c上に設けられる。
(3)上述の第1実施形態では、図2に示すように、筒内面201cと下流拡径部202の翼側側面202aとの間にコーナーRは形成されていないが、これは一例である。例えば図5に示すように、その筒内面201cと翼側側面202aとの間にコーナーRが形成されていても差し支えない。その場合、側板20は、そのコーナーRからなるコーナー曲面202bを有し、そのコーナー曲面202bが、筒内面201cに対しファン軸方向Daの他方側に設けられ筒内面201cから延伸する他方側連結面となる。従って、図5に示すようにコーナー曲面202bが設けられる場合、第4位置P4は、筒内面201cと他方側連結面であるコーナー曲面202bとが接続する位置と定義される。
また、上記のように筒内面201cと翼側側面202aとの間にコーナーRが形成されている第2実施形態の変形例を想定した場合、その変形例でも、第1実施形態と同様に、コーナー曲面202bが他方側連結面となる。従って、その変形例では、第3位置P3にて、翼側側面202aではなくコーナー曲面202bが、その筒内面201cに接続する。
(4)なお、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。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ことは言うまでもない。
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、上記各実施形態において、構成要素等の材質、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材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
(まとめ)
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、側板の上流筒部は、径方向の内側を向いて吸気孔に面する筒内面を有し、翼前縁はその筒内面に接続する。翼前縁は、翼の板厚が表われる翼断面における凸状面の頂点が翼前縁に沿って連なることで形成され線状に延びる翼前縁先端と、凸状面と翼の側面との境目位置を示し翼前縁先端に沿って線状に延びる凸状面終端とを有する。
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、側板の上流筒部は、径方向の内側を向いて吸気孔に面する筒内面を有し、翼前縁はその筒内面に接続する。翼前縁は、翼の板厚が表われる翼断面における凸状面の頂点が翼前縁に沿って連なることで形成され線状に延びる翼前縁先端と、凸状面と翼の側面との境目位置を示し翼前縁先端に沿って線状に延びる凸状面終端とを有する。
そして、軸方向における上流筒部の一方側の端位置で筒内面上の位置になる第1位置のファン軸心を中心とした直径をΦaとし、翼前縁先端が筒内面に接続する第2位置のファン軸心を中心とした直径をΦbとする。それに加え、凸状面終端が筒内面に接続する第3位置のファン軸心を中心とした直径をΦcとした場合、ΦaとΦbとΦcは「Φa≧Φb≧Φc」の関係になる。
また、第2の観点によれば、筒内面は、その筒内面の法線が径方向の内側ほど軸方向の一方側に位置する傾斜線またはファン軸心に対し垂直な線になる向きで、筒内面の全長にわたって形成される。側板は、筒内面に対し軸方向の他方側に設けられその筒内面から延伸する他方側連結面を有する。その他方側連結面は、ファン軸心に対し垂直な向きよりは軸方向の他方側に向いている。そして、筒内面と他方側連結面とが接続する第4位置のファン軸心を中心とした直径をΦdとした場合、上記ΦcとΦdは「Φc≧Φd」の関係になる。従って、側板の筒内面の軸方向全長にわたって、その筒内面が軸方向の一方側へ型抜き可能になる。
また、第3の観点によれば、凸状面終端は、上記第4位置よりも軸方向の一方側で筒内面に接続しており、その凸状面終端上において軸方向では第4位置と同一位置になる第5位置は、第4位置に対して径方向に離れている。従って、その第4位置と第5位置とを径方向に結んだ線を、側板の筒内面を成形し型抜き方向が軸方向の一方側とされた金型と、その金型の相手側の金型とのパーティングラインの一部にすることができる。そのため、その相手側の金型を尖った形状にする必要が無いので、その相手側の金型の耐久性確保が容易になる。
また、第4の観点によれば、側板は、筒内面に対し軸方向の他方側に設けられその筒内面から延伸する他方側連結面を有し、その他方側連結面は、ファン軸心に対し垂直な向きよりは軸方向の他方側に向いている。他方側連結面は上記第3位置にて筒内面に接続する。そして、凸状面終端は、第3位置において、ファン軸心に対する垂直方向に沿う向きで筒内面に接続している。従って、第3位置の近傍では、凸状面終端のうち、ファン軸心に対する垂直方向に沿う向きになっている部分を、側板の筒内面を成形し型抜き方向が軸方向の一方側とされた金型と、その金型の相手側の金型とのパーティングラインの一部にすることができる。そのため、上記第3の観点と同様に、その相手側の金型を尖った形状にする必要が無いので、その相手側の金型の耐久性確保が容易になる。
また、第5の観点によれば、送風機は、軸方向において遠心ファンの一方側に配置され遠心ファンへ吸い込まれる空気が通過する吸入口が形成され、非回転部材に含まれる吸入部を備える。その吸入部は、径方向の内側を向いて吸入口に面する吸入部内面を有する。そして、上記第5位置のファン軸心を中心とした直径をΦgとし、軸方向における吸入部内面の他方側の先端が有する直径をΦiとした場合、ΦgとΦiは「Φg>Φi」の関係になる。従って、遠心ファンが吸い込む空気の流れを、吸入部から遠心ファンの翼前縁へスムーズに導くことができ、送風機の性能を適切に確保することが可能である。
また、第6の観点によれば、送風機において吸入部は、上流筒部に対する軸方向の一方側からその上流筒部の内側に入り込むように形成され、吸入部内面の先端は、軸方向において上記第1位置と第2位置との間に位置している。従って、側板の上流筒部と吸入部との間にラビリンス構造を成立させやすいので、上流筒部の径方向外側を通って逆流する空気が上流筒部の径方向内側へ戻ることを抑制することが容易になる。
Claims (6)
- 送風機(10)の一部を構成し、ファン軸心(CL)まわりに回転することで該ファン軸心の軸方向(Da)の一方側から空気を吸い込むと共に該吸い込んだ空気を径方向(Dr)の外側へ吹き出す遠心ファンであって、
前記ファン軸心まわりに配置され、翼前縁(181)を有する複数枚の翼(18)と、
空気が吸い込まれる吸気孔(20a)が形成され、前記複数枚の翼に対して前記軸方向の前記一方側に設けられ該複数枚の翼のそれぞれに連結された側板(20)と、
前記複数枚の翼のそれぞれに対し前記側板側とは反対側に連結された主板(22)とを備え、
前記側板は、前記吸気孔を囲み前記ファン軸心を中心とした筒形状を成す上流筒部(201)と、該上流筒部のうち前記軸方向の前記一方側とは反対側の他方側に設けられた端部(201b)から前記径方向の外側へ拡がるように形成された下流拡径部(202)とを有し、
前記上流筒部は、前記径方向の内側を向いて前記吸気孔に面する筒内面(201c)を有し、
前記翼前縁の表面は、前記翼の相互間の空気流れ方向における上流側へ向かって凸状になる凸状面(181a)で構成され、
前記翼前縁は前記筒内面に接続し、前記翼の板厚が表われる翼断面における前記凸状面の頂点(181d)が前記翼前縁に沿って連なることで形成され線状に延びる翼前縁先端(181b)と、前記凸状面と前記翼の側面(185)との境目位置(181e)を示し前記翼前縁先端に沿って線状に延びる凸状面終端(181c)とを有し、
前記軸方向における前記上流筒部の前記一方側の端位置(Pt)で前記筒内面上の位置になる第1位置(P1)の前記ファン軸心を中心とした直径をΦaとし、前記翼前縁先端が前記筒内面に接続する第2位置(P2)の前記ファン軸心を中心とした直径をΦbとし、前記凸状面終端が前記筒内面に接続する第3位置(P3)の前記ファン軸心を中心とした直径をΦcとした場合、前記Φaと前記Φbと前記Φcは「Φa≧Φb≧Φc」の関係になる、遠心ファン。 - 前記筒内面は、該筒内面の法線が前記径方向の内側ほど前記軸方向の前記一方側に位置する傾斜線または前記ファン軸心に対し垂直な線になる向きで、前記筒内面の全長にわたって形成され、
前記側板は、前記筒内面に対し前記軸方向の前記他方側に設けられ該筒内面から延伸する他方側連結面(202a、202b)を有し、
該他方側連結面は、前記ファン軸心に対し垂直な向きよりは前記軸方向の前記他方側に向いており、
前記筒内面と前記他方側連結面とが接続する第4位置(P4)の前記ファン軸心を中心とした直径をΦdとした場合、前記Φcと前記Φdは「Φc≧Φd」の関係になる、請求項1に記載の遠心ファン。 - 前記凸状面終端は、前記第4位置よりも前記軸方向の前記一方側で前記筒内面に接続しており、
前記凸状面終端上において前記軸方向では前記第4位置と同一位置になる第5位置(P5)は、前記第4位置に対して前記径方向に離れている、請求項2に記載の遠心ファン。 - 前記側板は、前記筒内面に対し前記軸方向の前記他方側に設けられ該筒内面から延伸する他方側連結面(202a、202b)を有し、
該他方側連結面は、前記ファン軸心に対し垂直な向きよりは前記軸方向の前記他方側に向いており、
前記他方側連結面は前記第3位置にて前記筒内面に接続し、
前記凸状面終端は、前記第3位置において、前記ファン軸心に対する垂直方向に沿う向きで前記筒内面に接続している、請求項1に記載の遠心ファン。 - 請求項3に記載の遠心ファン(16)と、
前記軸方向において前記遠心ファンの前記一方側に配置され前記遠心ファンへ吸い込まれる空気が通過する吸入口(121a)が形成され、非回転部材に含まれる吸入部(121b)とを備え、
前記吸入部は、前記径方向の内側を向いて前記吸入口に面する吸入部内面(121c)を有し、
前記第5位置の前記ファン軸心を中心とした直径をΦgとし、前記軸方向における前記吸入部内面の前記他方側の先端(121d)が有する直径をΦiとした場合、前記Φgと前記Φiは「Φg>Φi」の関係になる、送風機。 - 請求項1ないし4のいずれか1つに記載の遠心ファン(16)と、
前記軸方向において前記遠心ファンの前記一方側に配置され前記遠心ファンへ吸い込まれる空気が通過する吸入口(121a)が形成され、非回転部材に含まれる吸入部(121b)とを備え、
前記吸入部は、前記径方向の内側を向いて前記吸入口に面する吸入部内面(121c)を有し、前記上流筒部に対する前記軸方向の前記一方側から該上流筒部の内側に入り込むように形成され、
前記軸方向における前記吸入部内面の前記他方側の先端(121d)は、前記軸方向において前記第1位置と前記第2位置との間に位置している、送風機。
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