特許 5705945 遠心式ファン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5705945

(24)【登録日】2015年3月6日

(45)【発行日】2015年4月22日

(54)【発明の名称】遠心式ファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/30 20060101AFI20150402BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/30 C

   F04D29/30 F

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-223462(P2013-223462)

(22)【出願日】2013年10月28日

【審査請求日】2013年12月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110788

【弁理士】

【氏名又は名称】椿 豊

(74)【代理人】

【識別番号】100143557

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 美保

(74)【代理人】

【識別番号】100124589

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 竜郎

(74)【代理人】

【識別番号】100166811

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 剛

(72)【発明者】

【氏名】大塚 貴子

(72)【発明者】

【氏名】生田 仁志

(72)【発明者】

【氏名】藤本 征也

(72)【発明者】

【氏名】山崎 貴之

【審査官】 佐藤 秀之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３７０５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０１５６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−４７４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−７６３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１７５７３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

羽根車と、
前記羽根車の上方に位置する上ケーシングと、
前記羽根車の下方に位置する下ケーシングと、
前記上ケーシングと前記下ケーシングとの間に介装された支柱とを備え、
前記羽根車は、環状シュラウド、ハブ、及び前記環状シュラウドと前記ハブとの間に円周上に配列された複数の羽根を有し、前記複数の羽根のそれぞれは回転方向に対して後向きに湾曲傾斜した後向き羽根を形成し、
前記羽根車の回転に伴って、前記環状シュラウド上部の吸い込み口から導入した流体を前記羽根車の側方に排出させる遠心式ファンであって、
前記上ケーシングと前記下ケーシングとが前記支柱によって組み付けられてケーシングが構成されており、前記吸い込み口から導入された流体が、前記上ケーシングと前記下ケーシングとの間であって前記支柱を除いた部位に設けられた吹き出し口から前記ケーシングの外方に吹き出され、
前記下ケーシングのうち前記羽根車に対向する面は、前記吸い込み口から導入した流体を誘導する壁面の一部となり、
前記羽根は、前記環状シュラウドから前記羽根車の回転軸に平行な方向に離れるに従って薄くなる形状を有し、
前記羽根の圧力面側には、前記羽根車の回転軸方向において、前記環状シュラウドから前記下ケーシングに近づくに従ってその羽根の負圧面側に近づくように傾斜する第１の傾斜面と、それに続く第２の傾斜面とが形成されており、
前記環状シュラウド、前記ハブ、及び前記複数の羽根は、一体成形により形成されている、遠心式ファン。

【請求項2】

前記第２の傾斜面と前記羽根車の回転軸に垂直な平面との間の角度は、０度より大きく４５度より小さい、請求項１に記載の遠心式ファン。

【請求項3】

前記第２の傾斜面と前記羽根車の回転軸に垂直な平面との間の角度は、２５度以上３５度以下である、請求項１又は２に記載の遠心式ファン。

【請求項4】

前記第１の傾斜面と前記羽根車の回転軸との間の角度は、４度以上８度以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心式ファン。

【請求項5】

前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とは、丸面取り状の曲面を介して接合されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の遠心式ファン。

【請求項6】

前記下ケーシングに取り付けられ、前記羽根車を回転させるモータをさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の遠心式ファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は遠心式ファンに関し、特に薄型であって低騒音型である遠心式ファンに関する。

【背景技術】

【0002】

遠心式ファン（「遠心ファン」ということもある。）は、家電機器、ＯＡ機器、産業機器などの様々な機器の冷却、換気、空調等の用途や、車両の送風機等の用途に、広く用いられている。

【0003】

遠心式ファンは、複数の羽根を有する羽根車を回転させることで、遠心方向に送風を行うファンである。遠心式ファンは、一般に、吸い込み口と吹き出し口とを有するケーシングと、そのケーシングの中に格納された、複数の羽根を有する羽根車とを有している。遠心式ファンは、モータの回転と共に羽根車を回転させることで、吸い込み口から空気等を羽根の間に流入させ、羽根車の回転に伴う遠心作用によって羽根車の径外方に向けて噴出させる。これにより、高圧の空気が、ケーシングの吹き出し口から外部に吹き出される。

【0004】

下記特許文献１には、このような構造を有する遠心式ファンとして、ケーシングの内壁面や吹き出し口付近での空気の流れの乱れによって発生する騒音の低減と小型化を図ったものが開示されている。特許文献１に記載の遠心式ファンは、上板、下板、及び上板と下板との間に介装された複数の支柱とを含むケーシングの内部に、羽根車が格納された構造を有するものである。ケーシングの側面には、空気の吹き出し口となる開口が形成されている。ケーシングの下板にはモータが装着されたモータベースとなっており、羽根車の羽根の下部は所定の空隙を介してモータベースと対向して配置されている。羽根は後向き羽根であって回転方向に対して後向きに湾曲傾斜した羽根形状を有しており、ターボファンを構成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−４７４８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の遠心式ファンは、ケーシングの側壁を廃止して開口を形成し、ケーシングの内壁面や吹き出し口付近での空気の流れの乱れによって発生する騒音の低減が図られたものである。しかしながら、機器の小型化、薄型化、高密度実装化、そして省エネ化が進む中、そのような機器に搭載される遠心式ファンに対して、さらなる騒音の低減が要求されている。

【0007】

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、騒音の発生を低減できる遠心式ファンを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、羽根車と、羽根車の上方に位置する上ケーシングと、羽根車の下方に位置する下ケーシングと、上ケーシングと下ケーシングとの間に介装された支柱とを備え、羽根車は、環状シュラウド、ハブ、及び環状シュラウドとハブとの間に円周上に配列された複数の羽根を有し、複数の羽根のそれぞれは回転方向に対して後向きに湾曲傾斜した後向き羽根を形成し、羽根車の回転に伴って、環状シュラウド上部の吸い込み口から導入した流体を羽根車の側方に排出させる遠心式ファンは、上ケーシングと下ケーシングとが支柱によって組み付けられてケーシングが構成されており、吸い込み口から導入された流体が、上ケーシングと下ケーシングとの間であって支柱を除いた部位に設けられた吹き出し口からケーシングの外方に吹き出され、下ケーシングのうち羽根車に対向する面は、吸い込み口から導入した流体を誘導する壁面の一部となり、羽根は、環状シュラウドから羽根車の回転軸に平行な方向に離れるに従って薄くなる形状を有し、羽根の圧力面側には、羽根車の回転軸方向において、環状シュラウドから下ケーシングに近づくに従ってその羽根の負圧面側に近づくように傾斜する第１の傾斜面と、それに続く第２の傾斜面とが形成されており、環状シュラウド、ハブ、及び複数の羽根は、一体成形により形成されている。

【0009】

好ましくは、第２の傾斜面と羽根車の回転軸に垂直な平面との間の角度は、０度より大きく４５度より小さい。

【0010】

好ましくは、第２の傾斜面と羽根車の回転軸に垂直な平面との間の角度は、２５度以上３５度以下である。

【0011】

好ましくは、第１の傾斜面と羽根車の回転軸との間の角度は、４度以上８度以下である。

【0012】

好ましくは、第１の傾斜面と第２の傾斜面とは、丸面取り状の曲面を介して接合されている。

【0013】

好ましくは、遠心式ファンは、下ケーシングに取り付けられ、羽根車を回転させるモータをさらに備える。

【発明の効果】

【0014】

これらの発明に従うと、複数の羽根のそれぞれは、羽根車の外側に近づくにつれて羽根車の回転方向に後側に湾曲しながら傾斜し、複数の羽根のそれぞれの圧力面側は、環状シュラウドから下ケーシングに近づくに従ってその羽根の負圧面側に近づくように傾斜する第１の傾斜面と、第１の傾斜面よりも下ケーシングに近い部分に設けられ、第１の傾斜面よりも急な角度で負圧面側に近づくように傾斜する第２の傾斜面とを有している。したがって、騒音の発生を低減できる遠心式ファンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態の１つにおける遠心式ファンを示す斜視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図3】図２の部分拡大図である。

【図4】羽根車の底面図である。

【図5】羽根車の側断面図である。

【図6】羽根の断面を模式的に示す図である。

【図7】角度βの大きさと羽根車の回転時の騒音レベルとの関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態の１つにおける遠心式ファンについて説明する。

【0017】

図１は、本発明の実施の形態の１つにおける遠心式ファンを示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。

【0018】

図１から図３を参照して、遠心式ファン１は、ケーシング１０と、羽根車３０と、モータ６０とを備えている。遠心式ファン１は、モータ６０が取り付けられている部分を除き、全体として、平面視で略正方形の直方体状に構成されている。遠心式ファン１は、上下方向の寸法（高さ）が比較的小さい、薄型のものである。羽根車３０は、モータ６０のロータ６２に取り付けられており、ロータ６２の回転とともに回転する。遠心式ファン１は、羽根車３０の回転に伴って、その吸い込み口３３から導入した空気を、羽根車３０の側方に排出させる。すなわち、吸い込み口３３から導入された空気は、羽根車３０の回転に伴う遠心作用による流体力で、羽根車３０の羽根５１の間を通過し、羽根車３０の径外方に向けて吹き出される。空気は、羽根車３０の側方にあるケーシング１０の吹き出し口（開口）１９から排出される。

【0019】

モータ６０は、例えば、アウターロータ型のブラシレスモータである。モータ６０は、モータベース（下ケーシングの一例）２１の中央部にねじやボルト等の締結部材で装着されている。ロータ６２は、下方に向けて開口するカップ状のロータヨーク６３、シャフト６１、マグネット６５から構成されている。ロータヨーク６３の側周部の内面には、環状のマグネット６５が取り付けられている。ロータヨーク６３の中央部には、シャフト６１が固定されている。

【0020】

シャフト６１は、ベアリングホルダ６６に装着された一対のベアリング６６ａにより回転可能に支持されている。ベアリングホルダ６６は、モータベース２１に装着されている。ベアリングホルダ６６の外周部には、ステータ６７が設けられている。ステータ６７は、積層されたステータコアや、ステータコアに装着された、コイルを巻回したインシュレータなどで構成されている。ステータコアは、マグネット６５に対して半径方向（図２において左右方向）に所定のギャップを隔てて対向配置されている。ステータ６７には、回路基板６９が装着されている。回路基板６９は、例えばプリント配線基板である。回路基板６９には、モータ６０を制御するための電子部品等が実装されており、モータ６０の駆動回路が搭載され、駆動回路とコイルとは電気的に接続されている。

【0021】

ケーシング１０は、上ケーシング１１と、モータベース２１とが組み合わされて構成されている。具体的には、上ケーシング１１とモータベース２１とが、平面視で四隅に位置するねじ１４を用いて互いに組み付けられ、ケーシング１０が構成されている。上ケーシング１１とモータベース２１とは、例えば、ねじ１４が配される部分で略円筒状の支柱１４ｂを挟むようにして互いに組み付けられている。ケーシング１０の各側面のうち互いに隣り合う支柱１４ｂ同士と、上ケーシング１１と、モータベース２１とによって囲まれる部分は開口となっており、この開口が吹き出し口１９となる。換言すると、吹き出し口１９は、支柱１４ｂが配置されている上ケーシング１１とモータベース２１との締結部分を除いたケーシング１０の側部であって、上ケーシング１１とモータベース２１との間に設けられている。

【0022】

ねじ１４は、例えば、モータベース２１側から差し込まれるボルトである。なお、ねじ１４に代えて、他種のねじや、例えばリベットなどの他種の連結材が用いられてもよい。

【0023】

支柱１４ｂは、上ケーシング１１とモータベース２１とのどちらか一方と一体に構成されていてもよい。例えば、支柱１４ｂは、上ケーシング１１と一体成形により形成されており、支柱１４ｂとモータベース２１とをねじ１４などで結合した構成であってもよい。また、支柱１４ｂは、モータベース２１と共に板金加工などにより形成されており、支柱１４ｂと上ケーシング１１とをねじ１４などで結合した構成であってもよい。

【0024】

羽根車３０は、ケーシング１０内に格納されるようにして配置されている。羽根車３０の上方に上ケーシング１１が位置し、羽根車３０の下方にモータベース２１が位置している。すなわち、遠心式ファン１は、上ケーシング１１とモータベース２１とで羽根車３０を挟むようにして、上ケーシング１１とモータベース２１との間に羽根車３０が配置されて構成されている。

【0025】

羽根車３０は、大まかに、上側の環状シュラウド３１と、下側のハブ４１と、複数の羽根５１とを有している。羽根車３０の中央部には、上方に開口する吸い込み口３３が形成されている。吸い込み口３３は、環状シュラウド３１の内側の上端部３５に囲まれることで構成されている。複数の羽根５１は、適切な間隔で、円周上に配列されている。各羽根５１は、環状シュラウド３１から下方に突出するように、環状シュラウド３１とハブ４１との間すなわち環状シュラウド４１とモータベース２１との間に配置されている。各羽根５１は、羽根５１の内側の一部において、ハブ４１に接合されている。

【0026】

各羽根５１は、同一の湾曲した形状を有している。すなわち、羽根５１は、回転方向に対して後向きに湾曲傾斜した形状を有している。より具体的には、羽根５１は、羽根車３０の外側に近づくにつれて羽根車３０の回転方向に後側に湾曲しながら傾斜している。図１から図３においては、羽根５１の形状は、簡略化して示されている。羽根５１の具体的な形状については、後述する。環状シュラウド３１、ハブ４１、及び羽根５１は、例えばエンジニアリングプラスチックなどの樹脂を用いて一体成形で形成される。

【0027】

ハブ４１の中央部には、円筒部４３が設けられており、ロータ６２は、円筒部４３にはめ込まれて羽根車３０を保持している。

【0028】

上ケーシング１１は、例えばエンジニアリングプラスチックなどの樹脂を用いて形成されている。上ケーシング１１の中央部には、開口部１３が形成されている。開口部１３は、平面視で円形である。開口部１３は、羽根車３０に設けられている吸い込み口３３に空気が導入されるように形成されている。開口部１３は、環状シュラウド３１により構成される吸い込み口３３よりわずかに大きい内径を有している。開口部１３の周縁には、下方に突出する返し部が形成されており、返し部の内面と環状シュラウド３１の上端部３５近傍の外周面とがわずかな隙間を隔てて配置されている。

【0029】

上ケーシング１１の上面には、肉盗み部分となる複数の凹部１１ｂが形成されており、互いに隣り合う凹部１１ｂ間にはリブ１１ａが形成されている。このようにリブ１１ａ及び凹部１１ｂが形成されているので、上ケーシング１１は、比較的軽量であって、十分な剛性を有している。

【0030】

モータベース２１は、例えば、鉄などの金属板を用いて形成されている。モータベース２１は、ケーシング１０と同様に四角形形状を有している。モータベース２１の中央部には、下方に窪む凹部２３が形成されている。凹部２３は、椀状に形成されている。図２に示されるように、本実施の形態において、凹部２３には、モータ６０と、回路基板６９などのモータ６０の駆動回路とが装着されている。モータ６０は、ねじやボルト等の締結部材でモータベース２１に装着されているが、締結部材の代わりにベアリングホルダ６６の下部を凹部２３にかしめ固定してモータベース２１に装着した構成であってもよい。

【0031】

モータベース２１の外周部は、軸方向（図２上下方向）に折り曲げられた側板となっている。側板が設けられていることにより、モータベース２１の剛性が高められている。

【0032】

モータベース２１の上面のうち、凹部２３の周囲の部分は、羽根車３０の下面に面する隔壁部２９となっている。隔壁部２９は、羽根車３０の下面に近接するように平面状に形成されている。

【0033】

図２に示されているように、羽根車３０のハブ４１は、各羽根５１のうち少なくとも外周側の部位が隔壁部２９に面するように、シャフト（羽根車３０の回転軸）６１寄りの部分にのみ設けられている。すなわち、羽根車３０のうち隔壁部２９に対面する部位には、各羽根５１が対向している。モータベース２１の羽根車３０に対向する部分は、吸い込み口３３から導入された空気を側方に誘導する壁面の一部となっている。羽根５１は、軸方向において、隔壁部２９と所定のギャップを隔てて対向配置されている。なお、各羽根５１の下部は、その少なくとも一部分が隔壁部２９と対向していてもよいし、その全部分が隔壁部２９と対向していてもよい。

【0034】

図３に示されるように、ハブ４１の上面の一部は、側断面において下に凸の円弧状の曲線となるような曲面４９となっている。ハブ４１のうち外周端部４５は、環状シュラウド３１の上端部３５の鉛直下方近傍に位置している。また、ハブ４１のうち内周端部４７は、ロータ６３の外周上端部６３ａの近傍に位置している。曲面４９は、外周端部４５と内周端部４７との間に形成されている。曲面４９のうち、最も下方にあるのが外周端部４５である。

【0035】

なお、ケーシング１０の中に収納される羽根車３０の外径寸法は、ケーシング１０の一辺の寸法より小さく設定されている。これにより、回転する羽根車３０がケーシング１０の外縁より突出することがなく、羽根車３０の他部材との接触や、接触による破損等が防止されている。

【0036】

モータベース２１は、羽根車３０において空気をガイドする主板としての機能を兼ねると共に、ケーシング１０の基板としての機能も有している。このため、羽根車３０と隔壁部２９との間に形成されたギャップの設定は重要である。ギャップが大きすぎる場合、吸い込み口３３から吸入された空気は、羽根５１の間を通過すると共に、ギャップにも流れてしまう。この結果、羽根車３０から吹き出された空気の圧力が低減し、送風特性が低下する。一方で、ギャップが小さすぎる場合には、次のような問題がある。すなわち、各部品の寸法精度のバラツキが生じると、羽根５１が隔壁部２９に接触してしまう可能性がある。このような接触を防止するためには、各部品の寸法精度を高精度に管理する必要が生じ、遠心式ファン１の製造コストが上昇してしまう。羽根車３０と隔壁部２９との間のギャップは、このような問題点を鑑み、適切に設定されている。

【0037】

次に、羽根車３０の構造について、より具体的に説明する。

【0038】

図４は、羽根車３０の底面図である。図５は、羽根車３０の側断面図である。

【0039】

図４及び図５を参照して、羽根車３０は、全体として円盤形状を有する、薄型のものである。これにより、遠心式ファン１は、薄型に構成できる。図４に示されるように、羽根車３０には、例えば７つの羽根５１が配置されている。なお、環状シュラウド３１の上端部３５の内径Ｄ１は、ハブ４１の外径Ｄ２よりも大径となっている。このため、羽根車３０の製造には、上下に離間する金型を使用することができる。したがって、複数の羽根５１と、環状シュラウド３１と、ハブ４１とは、例えばエンジニアリングプラスチックなどの樹脂を用いた射出成形などによって、一体成形で１つの部品として形成することができる。

【0040】

それぞれの羽根５１は、圧力面５３と負圧面５４とを有している。圧力面５３は、羽根車３０の回転方向（図４において、時計回り方向の反対方向：矢印Ｒで示す方向）の前側に面している。負圧面５４は、圧力面５３とは逆側に面している。

【0041】

羽根５１は、後向き羽根で、いわゆるターボ型である。羽根５１は、回転方向に対して後向きに湾曲傾斜した形状を有している。各羽根５１の具体的な形状は、例えば次のようである。すなわち、羽根車３０の回転軸の伸びる方向から圧力面５３を見たとき（底面視で見たとき）、その形は、大まかに、３種類の円弧をつなげた形状を有している。これらの円弧は、隣り合う円弧同士が正接するようにして接続されている。これにより、遠心式ファン１の高流量化、高静圧化、低騒音化を進めることができる。負圧面５４は、底面視で、圧力面５３との間隔が羽根車３０の回転軸から離れるにつれて小さくなるように、大まかに圧力面５３に沿うような湾曲形状を有している。なお、羽根５１の底面視の形状は、これに限られるものではない。

【0042】

羽根５１は、羽根車３０の回転軸側すなわち吸い込み口３３側が前縁となり、羽根車３０の側周面側が後縁となる。図５に示されるように、各羽根５１の前縁は、環状シュラウド３１からハブ４１に近づくにつれて、羽根車３０の回転軸に近づくようなテーパ形状に構成されている。羽根５１の後縁は、羽根車３０の回転軸と略垂直な形状を有している。

【0043】

図６は、羽根５１の断面を模式的に示す図である。

【0044】

図６において示されている断面は、回転軸に対して垂直な水平面に対して垂直であって底面視で圧力面５３に対して略垂直な断面におけるものである。すなわち、図６において示されている断面は、図４のＣ−Ｃ線におけるものに対応する。図６においてハッチングは省略されている。矢印Ｚは、羽根車３０の回転軸に平行な方向（上方）を示す。

【0045】

本実施の形態においては、図６に示されるように、各羽根５１の厚みすなわち各羽根５１における圧力面５３と負圧面５４との間隔は、環状シュラウド３１から回転軸に平行な方向に離れるに従って、小さくなっている。換言すると、羽根５１は、隔壁部２９に近づくに従って薄くなるように形成されている。これにより、羽根５１の圧力面５３と、その羽根５１に隣り合う羽根５１の負圧面５４との距離が、隔壁部２９に近づくにつれて大きくなっている。

【0046】

負圧面５４は、羽根車３０の回転軸に略平行となっている。すなわち、厳密には、負圧面５４には抜き勾配が設けられており、回転軸に完全に平行であるわけではないが、この抜き勾配は小さな角度であり、圧力面５３の傾斜と比べても小さくなっている。

【0047】

これに対して、圧力面５３は、第１の傾斜面５３ａと、第２の傾斜面５３ｂと、面取り面５３ｃとで構成されている。なお、１つの羽根５１の圧力面５３は、その全域がこれら３つの面５３ａ，５３ｂ，５３ｃとで構成されていてもよいし、さらにこれらの他の面を含んでいてもよい。

【0048】

第１の傾斜面５３ａは、上部が環状シュラウド３１に接合されていて、環状シュラウド３１からモータベース２１に近づくに従ってその羽根５１の負圧面５４側に近づくように傾斜する面である。

【0049】

第２の傾斜面５３ｂは、第１の傾斜面５３ａよりもモータベース２１に近い部分に設けられている。本実施の形態では、第２の傾斜面５３ｂは、面取り面５３ｃを介して、第１の傾斜面５３ａに続けて、圧力面５３の下端部すなわち羽根５１の下端部まで設けられている。第２の傾斜面５３ｂは、すべての羽根５１の、内側から外側まで（ハブ４１側から先端部まで）の全域にわたって設けられている。

【0050】

ここで、第２の傾斜面５３ｂは、第１の傾斜面５３ａよりも急な角度で負圧面５４側に近づくように傾斜している。すなわち、図６の断面において説明すると、第１の傾斜面５３ａと羽根車３０の回転軸との間の角度をαとし、第２の傾斜面５３ｂと羽根車３０の回転軸に垂直な平面（すなわち水平面）との間の角度をβとすると、角度βは、９０度から角度αを引いた角度よりも小さくなっている。

【0051】

面取り面５３ｃは、第１の傾斜面５３ａと第２の傾斜面５３ｂとの間に、これらの２つの面５３ａ，５３ｂで形成される稜線を丸めるように形成されている。本実施の形態において、面取り面５３ｃは丸面取り状の曲面（例えば、断面が略楕円弧状や円弧状の曲面が含まれる）であり、例えば、所定の大きさの曲率を有する曲面である。

【0052】

角度αは、４度以上８度以下の範囲で設定されている。これにより、風量特性をそれほど低下させることなく、効率的に騒音を低減させることができる。

【0053】

角度βは、０度より大きく４５度より小さく設定されている。より好ましくは、角度βは、２５度以上３５度以下に設定されている。

【0054】

図７は、角度βの大きさと羽根車３０の回転時の騒音レベルとの関係を示すグラフである。

【0055】

図７においては、横軸は角度βの大きさ、縦軸は騒音の大きさにそれぞれ対応する。図７には、角度αが所定の角度（４度〜８度の範囲内）であって角度βが０度、１５度、２５度、３５度、４５度、５５度の各場合において、騒音の大きさとして回転音（ｎｚ音）の値を測定した結果が示されている。回転音（ｎｚ音）は、ファン回転数（羽根車３０の回転数）ｎ（ｒｐｍ）と羽根枚数ｚの積に依存した異音で、羽根車３０の回転数に応じて発生する。そのため、回転音の周波数（ｎｚ／６０）Ｈｚにおける音圧（ｄＢ）を測定し、比較した。なお、各場合の測定時においては、所定の静圧が得られるように羽根車３０の回転数を設定した。

【0056】

図７に示されるように、角度βが０度の場合（角度βがなく、角度αのみ形成した場合；すなわち第２の傾斜面５３ｂがなく、第１の傾斜面５３ａのみである場合）と比較して、角度βを４５度未満とすることによって、回転音（ｎｚ音）を効果的に低減できることがわかる。また、回転音（ｎｚ音）の低減に付随し、その高調波である回転音（ｋｎｚ音、ｋ＝２、３、・・・）も低減できる。特に、角度βを２５度以上３５度以下とした場合には、さらに回転音（ｎｚ音）の低減効果が得られることがわかる。

【0057】

なお、角度βを４５度よりも大きくした場合、回転音（ｎｚ音）の低減効果はほとんどみられない。

【0058】

以上説明したように、本実施の形態においては、羽根５１の圧力面５３において、第１の傾斜面５３ａと共に、角度βが４５度未満となるような第２の傾斜面５３ｂを設けることによって、高静圧を確保しつつ、回転音（ｎｚ音）の低減に付随し、その高調波も低減することができる。これは、風速が速くなる吹き出し口１９付近における圧力面５３からの剥離流の発生を防止できるためと考えられる。

【0059】

［その他］

【0060】

圧力面には、面取り面が設けられていなくてもよい。例えば、羽根の圧力面側が環状シュラウドからモータベースに向かうに従って次第に羽根の負圧面側に向かって傾斜する第１の傾斜面と、第１の傾斜面の途中から第１の傾斜面よりも大きな角度で負圧面側に向かって傾斜する第２の傾斜面とを有していてもよい。

【0061】

第１の傾斜面と第２の傾斜面との間に、第１の傾斜面の傾斜角や第２の傾斜面の傾斜角とは異なる傾斜角を有する傾斜面が１つ又は複数設けられていてもよい。

【0062】

羽根の内側から外側までの領域のうち、一部分のみにおいて、圧力面が上述のように傾斜面を有するように構成されていてもよい。また、羽根の下端部（隔壁部側の部位）においては圧力面が負圧面と略同様に水平面に略垂直な面となり、圧力面のうち上側シュラウドに近い部位のみがテーパ状となるように構成されていてもよい。また、複数の羽根のうち、いくつかの数の羽根においてのみ、圧力面がテーパ状となるように構成されていてもよい。

【0063】

羽根の圧力面は、上述の図６のような断面において直線的に示されるようなテーパ状のものに限られない。例えば、第１の傾斜面や第２の傾斜面は、上述のような断面において、わずかに湾曲しながら隔壁部に近づくにつれて負圧面に近づくように形成されていてもよい。

【0064】

底面視における羽根の圧力面の大まかな形状は、上述のような３つの円弧をつなげた形状でなくてもよいし、３点を通る高次関数を組み合わせたものではなくてもよい。適宜、所望の要件を満足するような形状となるように羽根が形成されていればよい。

【0065】

ケーシングの形状は、平面視で略正四角形に限定されるものではない。ケーシングは、多角形、円形、非対称形状を含め、任意のどのような形状であってもよい。上ケーシングとモータベースとの締結箇所は、平面視で上ケーシングの四隅の内側に限られない。例えば、上ケーシングの平面視で略正方形をなす外周縁から外方に突出するように、上ケーシングに連接して設けられた箇所に、上ケーシングとモータベースとを結合するためのねじや支柱等が設けられていてもよい。

【0066】

なお、上ケーシングとモータベースとを締結する箇所において、上ケーシングと下ケーシングとの間に支柱を設ける場合には、支柱の形状は、例えば次のようにすればよい。すなわち、支柱は、上ケーシングとモータベースとを結合するためのねじを貫通させることができる程度の大きさを有する略円筒形状とすればよい。このような形状の支柱を用いることにより、羽根車から吹き出された空気が、ほとんど抵抗を受けることなく、ケーシングの側面から外方に吹き出されるので、遠心式ファンの低騒音化を図ることができる。

【0067】

モータベースは、例えば樹脂材料など、金属板以外を用いて構成されていてもよい。上ケーシングとモータベースとは一体に形成されていてもよい。モータベースに代えて、モータを搭載するスペースを有しない下ケーシングが用いられて、上ケーシングと下ケーシングとでケーシングが構成されていてもよい。すなわち、遠心式ファンは、モータが下ケーシングに取り付けられているものに限られるものではない。

【0068】

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0069】

１ 遠心式ファン
１０ ケーシング
１１ 上ケーシング
１９ 吹き出し口
２１ モータベース（下ケーシングの一例）
３０ 羽根車
３１ 環状シュラウド
３３ 吸い込み口
３５ 上端部
４１ ハブ
５１ 羽根
５３ 圧力面
５３ａ 第１の傾斜面
５３ｂ 第２の傾斜面
５３ｃ 面取り面
５４ 負圧面
６０ モータ

【要約】

【課題】騒音の発生を低減できる遠心式ファンを提供する。
【解決手段】遠心式ファンは、ケーシングに格納された羽根車を有している。羽根車は、環状シュラウド３１と、ハブ４１と、それらの間に配置された羽根５１とを有している。遠心式ファンは、羽根車の回転に伴い、羽根車の上方に開口する吸い込み口から導入した空気を、羽根車の側方に排出させる。羽根５１の圧力面５３側は、環状シュラウド３１から下ケーシングに近づくに従ってその羽根５１の負圧面側に近づくように傾斜する第１の傾斜面５３ａと、第１の傾斜面５３ａよりも下ケーシングに近い部分に設けられ、第１の傾斜面５３ａよりも急な角度で負圧面側に近づくように傾斜する第２の傾斜面５３ｂとを有する。吹き出し口付近における圧力面５３からの剥離流の発生が防止される。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】