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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6981077
(24)【登録日】2021年11月22日
(45)【発行日】2021年12月15日
(54)【発明の名称】遠心ファン
(51)【国際特許分類】
F04D 29/30 20060101AFI20211202BHJP
F04D 29/66 20060101ALI20211202BHJP
【ＦＩ】
F04D29/30 C
F04D29/66 J
F04D29/66 M
F04D29/30 F
【請求項の数】2
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2017-145817(P2017-145817)
(22)【出願日】2017年7月27日
(65)【公開番号】特開2019-27327(P2019-27327A)
(43)【公開日】2019年2月21日
【審査請求日】2020年6月19日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110001128
【氏名又は名称】特許業務法人ゆうあい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】深田 麻里
(72)【発明者】
【氏名】今東 昇一
(72)【発明者】
【氏名】小田 修三
【審査官】
田谷 宗隆
(56)【参考文献】
【文献】
特開平０５−３１２１９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０３−０１８６９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−１７０３３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−２３２０１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−１７７２３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−００９８３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１６−０５０５１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−２８１２１５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ０４Ｄ ２９／３０
Ｆ０４Ｄ ２９／６６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
環状に形成され、中央に空気吸込口（３１）を有する側板（３）と、
前記側板に対向して設けられ、前記側板と共に回転する主板（２）と、
前記側板と前記主板との間に回転方向に所定の間隔で配置され、前記側板および前記主板に接続される複数の翼（４）と、を備える遠心ファンであって、
前記翼は、
前縁（４０）と回転中心（Ｃ）とを含む仮想面（Ｓ）に対し、後縁（４１）が回転方向後側に位置するように設けられ、
前記前縁側の負圧面と前記主板とのなすスキュー角（θ１）より、前記後縁側の負圧面と前記主板とのなすスキュー角（θ２）が小さくなっており、
前記前縁と前記後縁との間の部位に回転方向後側に凸状の負圧面凸部（４４）を前記翼のうち前記主板側と前記側板側の両方に有し、前記翼のうち前記主板側と前記側板側の両方において前記負圧面凸部より径方向外側の部位に回転方向前側に凸状の正圧面凸部（４５）を有し、
前記負圧面凸部が前記側板に接続する箇所の曲率より、前記負圧面凸部が前記主板に接続する箇所の曲率が大きく、
前記正圧面凸部が前記側板に接続する箇所の曲率より、前記正圧面凸部が前記主板に接続する箇所の曲率が大きい、遠心ファン。
前記側板に対向して設けられ、前記側板と共に回転する主板（２）と、
前記側板と前記主板との間に回転方向に所定の間隔で配置され、前記側板および前記主板に接続される複数の翼（４）と、を備える遠心ファンであって、
前記翼は、
前縁（４０）と回転中心（Ｃ）とを含む仮想面（Ｓ）に対し、後縁（４１）が回転方向後側に位置するように設けられ、
前記前縁側の負圧面と前記主板とのなすスキュー角（θ１）より、前記後縁側の負圧面と前記主板とのなすスキュー角（θ２）が小さくなっており、
前記前縁と前記後縁との間の部位に回転方向後側に凸状の負圧面凸部（４４）を前記翼のうち前記主板側と前記側板側の両方に有し、前記翼のうち前記主板側と前記側板側の両方において前記負圧面凸部より径方向外側の部位に回転方向前側に凸状の正圧面凸部（４５）を有し、
前記負圧面凸部が前記側板に接続する箇所の曲率より、前記負圧面凸部が前記主板に接続する箇所の曲率が大きく、
前記正圧面凸部が前記側板に接続する箇所の曲率より、前記正圧面凸部が前記主板に接続する箇所の曲率が大きい、遠心ファン。
【請求項2】
環状に形成され、中央に空気吸込口（３１）を有する側板（３）と、
前記側板に対向して設けられ、前記側板と共に回転する主板（２）と、
前記側板と前記主板との間に回転方向に所定の間隔で配置され、前記側板および前記主板に接続される複数の翼（４）と、を備える遠心ファンであって、
前記翼は、
前縁（４０）と回転中心（Ｃ）とを含む仮想面（Ｓ）に対し、後縁（４１）が回転方向後側に位置するように設けられ、
前記前縁側の負圧面と前記主板とのなすスキュー角（θ１）より、前記後縁側の負圧面と前記主板とのなすスキュー角（θ２）が小さくなっており、
前記前縁と前記後縁との間の部位に回転方向後側に凸状の負圧面凸部（４４）を前記翼のうち前記主板側と前記側板側の両方に有し、前記翼のうち前記主板側と前記側板側の両方において前記負圧面凸部より径方向外側の部位に回転方向前側に凸状の正圧面凸部（４５）を有し、
前記負圧面凸部が前記主板に接続する箇所の曲率より、前記負圧面凸部が前記側板に接続する箇所の曲率が大きく、
前記正圧面凸部が前記主板に接続する箇所の曲率より、前記正圧面凸部が前記側板に接続する箇所の曲率が大きい、遠心ファン。
前記側板に対向して設けられ、前記側板と共に回転する主板（２）と、
前記側板と前記主板との間に回転方向に所定の間隔で配置され、前記側板および前記主板に接続される複数の翼（４）と、を備える遠心ファンであって、
前記翼は、
前縁（４０）と回転中心（Ｃ）とを含む仮想面（Ｓ）に対し、後縁（４１）が回転方向後側に位置するように設けられ、
前記前縁側の負圧面と前記主板とのなすスキュー角（θ１）より、前記後縁側の負圧面と前記主板とのなすスキュー角（θ２）が小さくなっており、
前記前縁と前記後縁との間の部位に回転方向後側に凸状の負圧面凸部（４４）を前記翼のうち前記主板側と前記側板側の両方に有し、前記翼のうち前記主板側と前記側板側の両方において前記負圧面凸部より径方向外側の部位に回転方向前側に凸状の正圧面凸部（４５）を有し、
前記負圧面凸部が前記主板に接続する箇所の曲率より、前記負圧面凸部が前記側板に接続する箇所の曲率が大きく、
前記正圧面凸部が前記主板に接続する箇所の曲率より、前記正圧面凸部が前記側板に接続する箇所の曲率が大きい、遠心ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遠心ファンに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、空調装置または換気装置などが備える送風機に用いられる遠心ファンが知られている。
【0003】
特許文献１に記載の送風機に用いられる遠心ファンは、電動モータに固定される筒状のハブと、そのハブの軸方向に設けられる円盤状のシュラウド（以下「側板」という）と、ハブと側板との間に回転方向に所定の間隔で設けられる複数の翼により構成されている。この遠心ファンは、翼が、前縁から後縁に向けて回転方向後側に延びるターボファンである。なお、この遠心ファンは、側板に対向する主板が、ハブとモータベースにより構成されている。この遠心ファンは、騒音を低減するため、翼の負圧面を回転軸に対して略平行に形成し、翼の正圧面をモータベース側から側板側に向かい回転方向前側へ傾斜させた形状にしている。
【0004】
なお、本明細書において、翼の前縁とは、翼の径方向内側の端部である。翼の後縁とは、翼の径方向外側の端部である。翼の負圧面とは、翼の回転方向後側の面である。翼の正圧面とは、翼の回転方向前側の面である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１５−８６７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の遠心ファンは、翼の板厚が、モータベース側から側板側に向かって次第に厚くなっている。そのため、回転方向に隣り合う翼同士の間の流路面積が最小になる面積が狭くなり、流量特性が低下することが懸念される。なお、本明細書では、回転方向に隣り合う翼間の流路面積が最小になる面積のことを「咽喉部面積」という。
【0007】
また、近年、遠心ファンには、更なる低騒音化、および、昇圧特性の向上が求められている。
【0008】
本発明は上記点に鑑みて、流量特性を向上させ、騒音を低減すると共に、昇圧特性を向上させることの可能な遠心ファンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するため、請求項１および２に係る発明は、環状に形成され、中央に空気吸込口（３１）を有する側板（３）と、
側板に対向して設けられ、側板と共に回転する主板（２）と、
側板と主板との間に回転方向に所定の間隔で配置され、側板および主板に接続される複数の翼（４）と、を備える遠心ファンであって、
翼は、
前縁（４０）と回転中心（Ｃ）とを含む仮想面（Ｓ）に対し、後縁（４１）が回転方向後側に位置するように設けられ、
前縁側の負圧面と主板とのなすスキュー角（θ１）より、後縁側の負圧面と主板とのなすスキュー角（θ２）が小さくなっており、
前縁と後縁との間の部位に回転方向後側に凸状の負圧面凸部（４４）を翼のうち主板側と側板側の両方に有し、翼のうち主板側と側板側の両方において負圧面凸部より径方向外側の部位に回転方向前側に凸状の正圧面凸部（４５）を有する。
さらに、請求項１に係る発明は、負圧面凸部が側板に接続する箇所の曲率より、負圧面凸部が主板に接続する箇所の曲率が大きく、
正圧面凸部が側板に接続する箇所の曲率より、正圧面凸部が主板に接続する箇所の曲率が大きい。
また、請求項２に係る発明は、負圧面凸部が主板に接続する箇所の曲率より、負圧面凸部が側板に接続する箇所の曲率が大きく、
正圧面凸部が主板に接続する箇所の曲率より、正圧面凸部が側板に接続する箇所の曲率が大きい。
【0010】
これによれば、この遠心ファンが備える翼は、負圧面凸部と正圧面凸部を有することで、前縁と回転中心とを含む仮想面と後縁との距離を短くすることが可能である。したがって、この遠心ファンは、咽喉部面積を広くし、流量特性を向上させることができる。
【0011】
また、この遠心ファンが備える翼は、前縁のスキュー角より後縁のスキュー角を小さくしているので、前縁側で風の剥離などの乱れが抑制され、後縁側で二次流れ渦の抑制力が大きくなる。したがって、この遠心ファンは、昇圧特性を向上させると共に、騒音を低減することができる。
【0012】
さらに、この遠心ファンが備える翼は、前縁と回転中心とを含む仮想面と後縁との距離を短くすることで、前縁のスキュー角より後縁のスキュー角を小さくした場合でも、出口角度を小さくすることが可能である。したがって、この遠心ファンは、絶対速度を大きくし、昇圧特性を向上させることができる。
【0013】
なお、本明細書において、出口角度とは、翼の後縁を遠心ファンの径方向外側に延長した延長仮想面と遠心ファンの外周の接線とのなす角のうち回転方向前側の角度である。
【0014】
なお、上記各構成に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載する具体的構成との対応関係の一例を示したものである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】第１実施形態に係る遠心ファンを用いた送風機の断面図である。
【図3】（Ａ）は遠心ファンの前縁のスキュー角を示す図であり、（Ｂ）は遠心ファンの後縁のスキュー角を示す図である。
【図4】参考例の遠心ファンのスキュー角と二次流れ渦との関係を説明する説明図である。
【図5】第１実施形態の遠心ファンのスキュー角と二次流れ渦との関係を説明する説明図である。
【図6】（Ａ）は遠心ファンの後縁のスキュー角を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線の断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の断面図である。
【図9】比較例の遠心ファンの平面図である。
【図10】（Ａ）は比較例の遠心ファンの後縁のスキュー角を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線の断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の断面図である。
【図13】（Ａ）は第２実施形態の遠心ファンの前縁のスキュー角を示す図であり、（Ｂ）は第２実施形態の遠心ファンの後縁のスキュー角を示す図である。
【図14】（Ａ）は第３実施形態の遠心ファンの前縁のスキュー角を示す図であり、（Ｂ）は第３実施形態の遠心ファンの後縁のスキュー角を示す図である。
【図15】第４実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図16】第５実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図17】第６実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図18】第７実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図19】第８実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図20】第９実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図21】第１０実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図22】第１１実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図23】第１２実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図24】第１３実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図25】第１４実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図26】第１５実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図27】第１６実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図28】第１７実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図29】第１８実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図30】第１９実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図31】第２０実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図32】第２１実施形態の遠心ファンについて、翼と側板との接続部と、翼と主板との接続部を示した部分的な平面図である。
【図33】第２２実施形態に係る遠心ファンの軸に平行な断面図である。
【図35】第２３実施形態に係る遠心ファンの軸に平行な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。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、同一符号を付し、その説明を省略する。また、各実施形態で参照する図面に関し、遠心ファンの各構成の形状、翼の枚数および厚み等は、説明を分かりやすくするために模式的に記載したものであり、本発明を限定するものではない。
【0017】
（第１実施形態）第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。第１実施形態の遠心ファン１は、空調装置または換気装置などが備える送風機１０に用いられるものである。
【0018】
図１および図２に示すように、遠心ファン１は、円盤状の主板２と、その主板２に対向するように設けられる円環状の側板３と、主板２と側板３との間に回転方向に所定の間隔で配置される複数の翼４を備えている。複数の翼４は、回転軸方向の一方の側が主板２に接続され、回転軸方向の他方の側が側板３に接続されている。なお、図２では、翼４と主板２との接続部４２を破線で示し、翼４と側板３との接続部４３を一点鎖線で示している。
【0019】
主板２は、円盤状に形成され、電動モータ１１のシャフト１２に固定されている。主板２と側板３とは互いに向き合うように設けられている。側板３は、中央に筒状の空気吸込口３１を有している。側板３は、空気吸込口３１から径方向外側に向かい主板２に次第に近づくような形状に形成されている。主板２と側板３と複数の翼４とは、一体に形成され、電動モータ１１のシャフト１２と共に回転する。図２等では、遠心ファン１の回転方向を矢印ＲＤで示している。遠心ファン１が回転すると、空気吸込口３１から吸い込まれた空気は、翼４の前縁４０から複数の翼４同士の間の流路を流れ、翼４の後縁４１と側板３と主板２との間に形成される空気出口から径方向外側に吹き出される。
【0020】
図２に示すように、複数の翼４はいずれも、前縁４０と回転中心Ｃとを含む仮想面Ｓに対し、後縁４１が回転方向後側に位置するように設けられている。すなわち、この遠心ファン１は、ターボファンである。
【0021】
図３（Ａ）は、図２の回転中心Ｃ側から所定の翼４を見たときの前縁４０のスキュー角θ１を示す図である。図３（Ｂ）は、図２の回転中心Ｃ側から所定の翼４を見たときの後縁４１のスキュー角θ２を示す図である。なお、スキュー角とは、翼４と主板２との接続部４２と、翼４と側板３との接続部４３とを結ぶ線分を線分Ｌとしたとき、その線分Ｌと主板２とのなす角のうち、翼４の負圧面側に形成される角度である。
【0022】
図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、この翼４は、前縁４０のスキュー角θ１より、後縁４１のスキュー角θ２が小さくなるように形成されている。このように、翼４の前縁４０のスキュー角θ１より、後縁４１のスキュー角θ２を小さくする意義について、図４および図５を参照して説明する。
【0023】
図４は、第１実施形態とは異なる参考例の遠心ファン１００を示している。図４（Ａ）は、参考例の遠心ファン１００が備える翼４の前縁４０を示し、図４（Ｂ）は、その翼４の後縁４１を示している。参考例の遠心ファン１００は、翼４の前縁４０のスキュー角θ１と後縁４１のスキュー角θ２とが、略同じ角度に形成されている。図４（Ａ）および（Ｂ）の矢印ＳＶは、二次流れ渦を示している。一般に、二次流れ渦ＳＶは、翼４の流路を前縁４０側から後縁４１側に風が流れるに従って、次第に大きくなる。二次流れ渦ＳＶが大きくなると、昇圧特性が低下し、騒音が増大するという問題が生じる。
【0024】
これに対し、図５は、第１実施形態の遠心ファン１を示している。図５（Ａ）は、第１実施形態の遠心ファン１が備える翼４の前縁４０を示し、図５（Ｂ）は、その翼４の後縁４１を示している。第１実施形態の遠心ファン１は、上述したように、翼４の前縁４０のスキュー角θ１より、後縁４１のスキュー角θ２が小さく形成されている。スキュー角を小さくすると、遠心ファン１の回転に伴い、翼４の正圧面から二次流れ渦ＳＶを抑制する力が作用する。図５（Ｂ）では、二次流れ渦ＳＶを抑制する力を矢印Ｐで示している。第１実施形態の遠心ファン１は、二次流れ渦ＳＶを抑制する力Ｐにより、翼４の流路を前縁４０側から後縁４１側に風が流れるに従って二次流れ渦ＳＶが次第に大きくなることを抑制することが可能である。したがって、第１実施形態の遠心ファン１は、二次流れ渦ＳＶを抑制することで、昇圧特性を向上させ、騒音を低減することができる。
【0025】
なお、一般に、翼４の前縁４０のスキュー角θ１を小さくすると、翼４の前縁４０で壁面から風が剥離するなどの風の乱れが生じる。翼４の前縁４０のスキュー角θ１を約９０°以上にすると、翼４の前縁４０で壁面から風が剥離しにくくなる。そこで、第１実施形態の遠心ファン１は、翼４の前縁４０のスキュー角θ１を比較的大きく（例えば９０°以上）しているので、前縁４０で風が乱れることを抑制することが可能である。したがって、第１実施形態の遠心ファン１は、昇圧特性を向上させ、騒音を低減することができる。
【0026】
さらに、第１実施形態の遠心ファン１は、図２に示したように、翼４が負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。負圧面凸部４４とは、前縁４０と後縁４１との間で、回転方向後側に凸状となるように形成された部位である。正圧面凸部４５とは、負圧面凸部４４より径方向外側で、回転方向前側に凸状となるように形成された部位である。正圧面凸部４５の曲率は、負圧面凸部４４の曲率より大きくなるように形成されている。言い換えれば、正圧面凸部４５の曲率半径は、負圧面凸部４４の曲率半径より小さくなるように形成されている。
【0027】
第１実施形態では、負圧面凸部４４と正圧面凸部４５は、翼４のうち、少なくとも主板２側に設けられている。すなわち、負圧面凸部４４は、主板２に接続する箇所の曲率が、側板３に接続する箇所の曲率より大きい。正圧面凸部４５も、主板２に接続する箇所の曲率が、側板３に接続する箇所の曲率より大きい。
【0028】
このように、第１実施形態の翼４が負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有することの意義について、図６〜図１２を参照して説明する。図６〜図８は、第１実施形態の遠心ファン１の説明図である。図９〜図１２は、第１実施形態と比較するための比較例の遠心ファン１１０の説明図である。
【0029】
図６（Ａ）は、第１実施形態の翼４の後縁４１を示している。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＢ−Ｂ線の断面において、翼４と側板３との接続部４３を示している。図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のＣ−Ｃ線の断面において、翼４と主板２との接続部４２を示している。図６（Ｂ）に示す翼４の後縁４１の位置と、図６（Ｃ）に示す翼４の後縁４１の位置との位置ずれ量Ｇ１により、図６（Ａ）に示す翼４の後縁４１のスキュー角θ２が形成される。
【0030】
図７は、図６（Ｂ）のＶＩＩ部分の拡大図である。図８は、図６（Ｃ）のＶＩＩＩ部分の拡大図である。すなわち、図７は、翼４の側板３側の接続部の後縁４１を示している。図８は、翼４の主板２側の接続部の後縁４１を示している。図７および図８では、遠心ファン１の速度三角形を表している。速度三角形において、ｗは、遠心ファン１と共に回転する座標系から見た相対速度である。ｕは、遠心ファン１の周速度である。ｖは、静止系から見た絶対速度である。この速度三角形に示されるように、遠心ファン１の径方向外側の空気出口から空気が吹き出される絶対速度ｖは、出口角度α１、α２が小さいほど、大きくなる。
【0031】
これに対し、図９〜図１２は比較例の遠心ファン１１０の説明図である。図９でも、図２と同じく、翼４と主板２との接続部４２を破線で示し、翼４と側板３との接続部４３を一点鎖線で示している。図９に示すように、比較例の遠心ファン１１０の翼４は、負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有していない。
【0032】
図１０（Ａ）は、比較例の翼４の後縁４１を示している。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＢ−Ｂ線の断面において、翼４と側板３との接続部４３を示している。図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）のＣ−Ｃ線の断面において、翼４と主板２との接続部４２を示している。図１０（Ｂ）に示す翼４の後縁４１の位置と、図１０（Ｃ）に示す翼４の後縁４１の位置との位置ずれ量Ｇ２により、図１０（Ａ）に示す翼４の後縁４１のスキュー角θ３が形成される。ここで、比較例の翼４の後縁４１のスキュー角θ３は、第１実施形態の翼４の後縁４１のスキュー角θ２と略同じ角度である。したがって、比較例の翼４の後縁４１における側板３側の接続部と主板２側の接続部との位置ずれ量Ｇ２は、第１実施形態の翼４の後縁４１における側板３側の接続部と主板２側の接続部との位置ずれ量Ｇ１と略同じである。
【0033】
図１１は、図１０（Ｂ）のＸＩ部分の拡大図である。図１２は、図１０（Ｃ）のＸＩＩ部分の拡大図である。すなわち、図１１は、比較例の翼４の側板３側の接続部の後縁４１を示している。図１２は、比較例の翼４の主板２側の接続部の後縁４１を示している。図１１および図１２では、遠心ファン１の速度三角形を表している。
【0034】
図８に示した第１実施形態の翼４と主板２との接続部４２における出口角度α２は、図１２に示した比較例の翼４と主板２との接続部４２における出口角度α４と略同じである。一方、図７に示した第１実施形態の翼４と側板３との接続部４３における出口角度α１は、図１１に示した比較例の翼４と側板３との接続部４３における出口角度α３より小さいものとなっている。したがって、遠心ファン１の径方向外側の空気出口から空気が吹き出される絶対速度ｖは、第１実施形態の方が、比較例よりも大きいものとなる。
【0035】
第１実施形態の出口角度α１と比較例の出口角度α３との違いは、次の理由によって生じる。まず、図６（Ｃ）に示すように、第１実施形態の翼４と主板２との接続部４２に関し、前縁４０と回転中心Ｃとを含む仮想面Ｓと翼４の後縁４１との距離をＤ１とする。図６（Ｂ）に示すように、第１実施形態の翼４と側板３との接続部４３に関し、その仮想面Ｓと翼４の後縁４１との距離をＤ２とする。一方、図１０（Ｃ）に示すように、比較例の翼４と主板２との接続部４２に関し、前縁４０と回転中心Ｃとを含む仮想面Ｓと翼４の後縁４１との距離をＤ３とする。図１０（Ｂ）に示すように、比較例の翼４と側板３との接続部４３に関し、その仮想面Ｓと翼４の後縁４１との距離をＤ４とする。
【0036】
図６（Ｃ）に示すように、第１実施形態の翼４は、主板２側に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有しており、正圧面凸部４５が回転方向前側に膨らむ形状となっている。これにより、翼４と主板２との接続部４２に関し、第１実施形態における仮想面Ｓと翼４の後縁４１との距離Ｄ１（図６（Ｃ）参照）は、比較例における仮想面Ｓと翼４の後縁４１との距離Ｄ３（図１０（Ｃ）参照）よりも短くなる。上述したように、翼４の後縁４１における側板３側の接続部と主板２側の接続部との位置ずれ量Ｇ１、Ｇ２は、第１実施形態と比較例とで略同じである。そのため、翼４と側板３との接続部４３に関し、第１実施形態における仮想面Ｓと翼４の後縁４１との距離Ｄ２（図６（Ｂ）参照）は、比較例における仮想面Ｓと翼４の後縁４１との距離Ｄ４（図１０（Ｂ）参照）よりも短くなる。したがって、第１実施形態における翼４と側板３との接続部４３における出口角度α１（図７参照）を、比較例における翼４と側板３との接続部４３における出口角度α３（図１１参照）より小さくすることが可能である。よって、第１実施形態は比較例に比べて、遠心ファン１から吹き出される空気の絶対速度ｖを大きくし、昇圧特性を向上させることができる。
【0037】
また、第１実施形態の遠心ファン１が備える翼４は、前縁４０のスキュー角θ１より後縁４１のスキュー角θ２を小さくしている。そのため、前縁４０側で風の剥離などの乱れが抑制される。また、後縁４１側で二次流れ渦の抑制力が大きくなる。したがって、第１実施形態の遠心ファン１は、昇圧特性を向上させると共に、騒音を低減することができる。
【0038】
さらに、第１実施形態の遠心ファン１が備える翼４は、負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有することで、前縁４０と回転中心Ｃとを含む仮想面Ｓと後縁４１との距離が比較例より短くなる。したがって、第１実施形態の遠心ファン１は、咽喉部面積を広くし、流量特性を向上させることができる。
【0039】
第１実施形態では、正圧面凸部４５の曲率が、負圧面凸部４４の曲率より大きく形成されている。
【0040】
これによれば、前縁４０と回転中心Ｃとを含む仮想面Ｓと後縁４１との距離を短くすることが可能である。また、風を流れやすくすることで、騒音を低減すると共に、昇圧特性を向上させることができる。
【0041】
第１実施形態では、負圧面凸部４４と正圧面凸部４５は、翼４のうち少なくとも主板２側に設けられている。
【0042】
これによれば、遠心ファン１の中で流量が比較的多い主板２側の翼弦長を短くすることが可能である。そのため、この遠心ファン１は、騒音を低減することができる。
【0043】
第１実施形態では、負圧面凸部４４が側板３に接続する箇所の曲率より、負圧面凸部４４が主板２に接続する箇所の曲率が大きく、正圧面凸部４５が側板３に接続する箇所の曲率より、正圧面凸部４５が主板２に接続する箇所の曲率が大きい。
【0044】
これによれば、翼４のうち主板２側に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を設けることが可能である。
【0045】
（第２実施形態）第２実施形態について図１３を参照しつつ説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して翼４の形状の一部を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【0046】
図１３（Ａ）は、遠心ファン１の回転中心Ｃ側から所定の翼４を見たときの前縁４０を示す図である。図１３（Ｂ）は、遠心ファン１の回転中心Ｃ側から所定の翼４を見たときの後縁４１を示す図である。第２実施形態では、翼４が、主板２と側板３との間で、回転軸方向または回転方向に湾曲した形状となっている。また、第２実施形態でも、翼４は、前縁４０のスキュー角θ１より、後縁４１のスキュー角θ２が小さくなるように形成されている。なお、第１実施形態で述べたように、スキュー角とは、翼４と側板３との接続部４３と、翼４と主板２との接続部４２とを結ぶ線分を線分Ｌとしたとき、その線分Ｌと主板２とのなす角のうち、翼４の負圧面側に形成される角度である。
【0047】
第２実施形態でも、翼４の前縁４０のスキュー角θ１より、後縁４１のスキュー角θ２を小さくすることで、翼４の流路を前縁４０側から後縁４１側に風が流れるに従って二次流れ渦が大きくなることを抑制することが可能である。したがって、第２実施形態も、第１実施形態と同様に、昇圧特性を向上させ、騒音を低減することができる。
【0048】
（第３実施形態）第３実施形態について図１４を参照しつつ説明する。第３実施形態も、第１および第２実施形態に対して翼４の形状の一部を変更したものであり、その他については第１および第２実施形態と同様であるため、第１および第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【0049】
図１４（Ａ）は、遠心ファン１の回転中心Ｃ側から所定の翼４を見たときの前縁４０を示す図である。図１４（Ｂ）は、遠心ファン１の回転中心Ｃ側から所定の翼４を見たときの後縁４１を示す図である。第３実施形態でも、翼４が、主板２と側板３との間で、回転軸方向または回転方向に湾曲した形状となっている。また、第３実施形態でも、翼４は、前縁４０のスキュー角θ１より、後縁４１のスキュー角θ２が小さくなるように形成されている。そのため、第３実施形態でも、翼４の流路を前縁４０側から後縁４１側に風が流れるに従って二次流れ渦が大きくなることを抑制することが可能である。
【0050】
さらに、第３実施形態では、翼４の前縁４０のスキュー角θ１を９０°よりも大きくしている。これにより、第３実施形態では、翼４の前縁４０で壁面から風が剥離するなどの風の乱れが生じることを抑制することが可能である。したがって、第３実施形態の遠心ファン１は、昇圧特性を向上させ、騒音を低減することができる。
【0051】
（第４実施形態）第４実施形態について図１５を参照しつつ説明する。第４実施形態は、第１実施形態と略同様の構成である。ただし、第４実施形態では、遠心ファン１の回転方向が上述した第１実施形態と逆向きになっている。また、第４実施形態では、翼４と主板２との接続部４２を実線で示し、翼４と側板３との接続部４３も実線で示している。これらのことは、後述する第５〜第３２実施形態についても同じである。
【0052】
第４実施形態の翼４は、少なくとも、主板２側の接続部４２に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。正圧面凸部４５の曲率は、負圧面凸部４４の曲率より大きく形成されている。詳細には、正圧面凸部４５は、主板２に接続する箇所の曲率が、側板３に接続する箇所の曲率より大きい。また、負圧面凸部４４は、主板２に接続する箇所の曲率が、側板３に接続する箇所の曲率より大きい。
【0053】
第４実施形態も、第１〜第３実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0054】
（第５実施形態）第５実施形態について図１６を参照しつつ説明する。第５実施形態の翼４は、少なくとも、側板３側の接続部４３に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。正圧面凸部４５の曲率は、負圧面凸部４４の曲率より大きく形成されている。詳細には、正圧面凸部４５は、側板３に接続する箇所の曲率が、主板２に接続する箇所の曲率より大きい。また、負圧面凸部４４は、側板３に接続する箇所の曲率が、主板２に接続する箇所の曲率より大きい。
【0055】
第５実施形態では、遠心ファン１の中で流量が比較的少ない側板３側に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を設けることで、負圧面凸部４４と正圧面凸部４５による流量低下を抑制することができる。
【0056】
第５実施形態も、第１〜第４実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0057】
（第６実施形態）第６実施形態について図１７を参照しつつ説明する。第６実施形態の翼４は、主板２側の接続部４２と側板３側の接続部４３の両方に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。正圧面凸部４５の曲率は、負圧面凸部４４の曲率より大きく形成されている。詳細には、負圧面凸部４４は、主板２に接続する箇所の曲率と、負圧面凸部４４が側板３に接続する箇所の曲率とが異なっている。また、正圧面凸部４５も、主板２に接続する箇所の曲率と、正圧面凸部４５が側板３に接続する箇所の曲率とが異なっている。これによれば、第６実施形態では、翼４の間の流路に風が流れやすくすることで、騒音を低減すると共に、昇圧特性を向上させることができる。
【0058】
第６実施形態も、第１〜第５実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0060】
図１８に示すように、第７実施形態は、第４実施形態と同様に、少なくとも主板２側の接続部４２に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。
【0061】
図１９に示すように、第８実施形態は、第５実施形態と同様に、少なくとも側板３側の接続部４３に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。
【0062】
図２０に示すように、第９実施形態は、第６実施形態と同様に、主板２側の接続部４２と側板３側の接続部４３の両方に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。
【0063】
さらに、第７〜第９実施形態では、翼４の前縁４０のスキュー角θ１を９０°よりも大きくしている。これにより、第７〜第９実施形態では、翼４の前縁４０で壁面から風が剥離するなどの風の乱れが生じることを抑制することが可能である。
【0064】
第７〜第９実施形態も、第１〜第６実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0066】
図２１に示すように、第１０実施形態は、第４実施形態と同様に、少なくとも主板２側の接続部４２に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。図２２に示すように、第１１実施形態は、第５実施形態と同様に、少なくとも側板３側の接続部４３に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。図２３に示すように、第１２実施形態は、第６実施形態と同様に、主板２側の接続部４２と側板３側の接続部４３の両方に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。
【0067】
図２４に示すように、第１３実施形態は、第７実施形態と同様に、少なくとも主板２側の接続部４２に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。図２５に示すように、第１４実施形態は、第８実施形態と同様に、少なくとも側板３側の接続部４３に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。図２６に示すように、第１５実施形態は、第９実施形態と同様に、主板２側の接続部４２と側板３側の接続部４３の両方に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。また、第１３〜１５実施形態では、翼４の前縁４０のスキュー角θ１を９０°よりも大きくしている。
【0068】
ところで、翼４に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を設け、且つ、前縁４０のスキュー角θ１より後縁４１のスキュー角θ２を小さくすると、翼４は滑らかな三次元形状となる。そこで、第１０〜第１５実施形態では、翼４の前縁４０側に、二次元形状のストレート部４７を設けている。なお、ストレート部４７とは、翼４の形状が、主板２側から側板３側に亘り一致しているか、または、同心円弧である部位をいう。図２１〜図２６では、翼４に、ストレート部４７が設けられている範囲を矢印ＳＴにより示している。
【0069】
第１０〜第１５実施形態では、翼４にストレート部４７を設けることで、樹脂射出成形の際、型抜き工程を容易に行うことができる。また、ファンバランスを調整するために、図示していないクリップまたは支柱などをストレート部４７に設置することも可能である。
【0071】
図２７に示すように、第１６実施形態は、第４実施形態と同様に、少なくとも主板２側の接続部４２に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。図２８に示すように、第１７実施形態は、第５実施形態と同様に、少なくとも側板３側の接続部４３に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。図２９に示すように、第１８実施形態は、第６実施形態と同様に、主板２側の接続部４２と側板３側の接続部４３の両方に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。
【0072】
図３０に示すように、第１９実施形態は、第７実施形態と同様に、少なくとも主板２側の接続部４２に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。図３１に示すように、第２０実施形態は、第８実施形態と同様に、少なくとも側板３側の接続部４３に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。図３２に示すように、第２１実施形態は、第９実施形態と同様に、主板２側の接続部４２と側板３側の接続部４３の両方に負圧面凸部４４と正圧面凸部４５を有している。また、第１９〜第２１実施形態では、翼４の前縁４０のスキュー角θ１を９０°よりも大きくしている。
【0073】
さらに、第１６〜第２１実施形態では、翼４の後縁４１側に、ストレート部４７を設けている。図２７〜図３２では、翼４に、ストレート部４７が設けられている範囲を矢印ＳＴにより示している。第１６〜第２１実施形態でも、翼４にストレート部４７を設けることで、樹脂射出成形の際、型抜き工程を容易に行うことができる。また、ファンバランスを調整するために、図示していないクリップまたは支柱などをストレート部４７に設置することも可能である。
【0074】
なお、上述した第１０〜第１５実施形態では翼４の前縁４０側にストレート部４７を設け、上述した第１６〜第２１実施形態では翼４の後縁４１側にストレート部４７を設けたが、ストレート部４７を設ける場所はこれに限らない。ストレート部４７は、翼４の前縁４０と後縁４１との途中に設けてもよい。
【0077】
第２２実施形態では、翼４の軸方向の途中から側板３側の接続部４３に亘り、ストレート部４７が設けられている。ストレート部４７は、前縁４０から後縁４１に亘り設けられている。第２２実施形態でも、翼４にストレート部４７を設けていることで、第１０〜第２１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0080】
第２３実施形態では、翼４の軸方向の途中から主板２側の接続部４２に亘り、ストレート部４７が設けられている。ストレート部４７は、前縁４０から後縁４１に亘り設けられている。第２３実施形態でも、翼４にストレート部４７を設けていることで、第１０〜第２２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0081】
（他の実施形態）本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。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形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【0082】
（まとめ）上述の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、遠心ファンは、側板、主板、および複数の翼を備える。側板は、環状に形成され、中央に空気吸込口を有する。主板は、側板に対向して設けられ、側板と共に回転する。複数の翼は、側板と主板との間に回転方向に所定の間隔で配置され、側板および主板に接続される。このような構成において、翼は、前縁と回転中心とを含む仮想面に対し、後縁が回転方向後側に位置するように設けられる。また、翼は、前縁側の負圧面と主板とのなすスキュー角より、後縁側の負圧面と主板とのなすスキュー角が小さくなっている。さらに、翼は、前縁と後縁との間の部位に回転方向後側に凸状の負圧面凸部を有し、負圧面凸部より径方向外側の部位に回転方向前側に凸状の正圧面凸部を有する。
【0083】
第２の観点によれば、負圧面凸部が主板に接続する箇所の曲率と、負圧面凸部が側板に接続する箇所の曲率と、正圧面凸部が主板に接続する箇所の曲率と、正圧面凸部が側板に接続する箇所の曲率とはそれぞれ異なっている。
【0084】
これによれば、風を流れやすくすることで、騒音を低減すると共に、昇圧特性を向上させることができる。
【0085】
第３の観点によれば、正圧面凸部の曲率は、負圧面凸部の曲率より大きい。
【0086】
これによれば、前縁と回転中心とを含む仮想面と後縁との距離を短くすることが可能である。また、風を流れやすくすることで、騒音を低減すると共に、昇圧特性を向上させることができる。
【0087】
第４の観点によれば、負圧面凸部と正圧面凸部は、翼のうち少なくとも主板側に設けられている。
【0088】
これによれば、遠心ファンの中で流量が比較的多い主板側の翼弦長を短くすることが可能である。そのため、この遠心ファンは、騒音を低減することができる。
【0089】
第５の観点によれば、負圧面凸部が側板に接続する箇所の曲率より、負圧面凸部が主板に接続する箇所の曲率が大きく、正圧面凸部が側板に接続する箇所の曲率より、正圧面凸部が主板に接続する箇所の曲率が大きい。
【0090】
これによれば、翼のうち少なくとも主板側に負圧面凸部と正圧面凸部を設けることが可能である。
【0091】
第６の観点によれば、負圧面凸部と正圧面凸部は、翼のうち少なくとも側板側に設けられている。
【0092】
これによれば、遠心ファンの中で流量が比較的少ない側板側に負圧面凸部と正圧面凸部を設けることで、負圧面凸部と正圧面凸部による流量低下を抑制することができる。
【0093】
第７の観点によれば、負圧面凸部が主板に接続する箇所の曲率より、負圧面凸部が側板に接続する箇所の曲率が大きく、正圧面凸部が主板に接続する箇所の曲率より、正圧面凸部が側板に接続する箇所の曲率が大きい。
【0094】
これによれば、翼のうち少なくとも側板側に負圧面凸部と正圧面凸部を設けることが可能である。
【符号の説明】
【0095】
１ 遠心ファン２ 主板
３ 側板
４ 翼
４０ 前縁
４１ 後縁
４４ 負圧面凸部
４５ 正圧面凸部
Ｃ 回転中心
Ｓ 仮想面