JP2002202094A - 遠心送風機及びこれを備えた車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の大型化を招くことなく更なるファン特
性の向上を達成し得る遠心送風機及びこれを備えた車両
用空調装置の提供を課題とする。 【解決手段】 主板１１ｃの外周縁部を、各主ブレード
１１ｂ側に向かって凹むように形成した副ブレード側流
路２１と、該副ブレード側流路２１とは反対側に向かっ
て凹むように形成した主ブレード側流路２２とを交互に
連続配置した概略波形状とし、各主ブレード１１ｂを、
主ブレード側流路２２を両側より挟む位置に配置する構
成を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インペラ内部に取
り入れた流体を、インペラの回転遠心力により送風する
遠心送風機と、この遠心送風機を備えた車両用空調装置
とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の遠心送風機の一例を図６
及び図７に示す。なお、図６は図７のＡ−Ａ断面図であ
り、図７は図６のＢ−Ｂ断面図である。遠心送風機１
は、インペラ２と、該インペラ２を回転駆動するモータ
３と、これらインペラ２及びモータ３を収容するケーシ
ング４と、該ケーシング４内のインペラ２に向かって空
気を導入するベルマウス５とを備えた概略構成を有して
いる。

【０００３】インペラ２は、その軸線２ａに平行かつそ
の周囲に環状配置された複数枚の主ブレード２ｂと、こ
れら主ブレード２ｂの各下端縁及び前記モータ３のシャ
フト３ａが固定された主板２ｃと、該主板２ｃの前記各
主ブレード２ｂが固定された側の裏面側に固定された複
数枚の副ブレード２ｄと、各主ブレード２ｂの上端部を
周囲より固定する補強リング２ｅとを備えている。な
お、主板２ｃの形状は、モータ３が収納される中央部で
盛り上がり、この盛り上がった中央部周囲の環状部分で
は平坦な円板形状をなすものとなっている。そして、こ
の主板２ｃは、各主ブレード２ｂ及び各副ブレード２ｄ
をその裏表に固定する役目のみを有していた。ケーシン
グ４は、図７の視線で見た場合の外形状が概略カタツム
リ状の外形状をなしており、その一側壁４ａ（図６参
照）に前記ベルマウス５が一体に設けられている。この
ベルマウス５は、前記一側壁４ａからインペラ２に向か
って先細りなリング状をなしており、インペラ２と同軸
に配置されている。

【０００４】そして、この遠心送風機１によれば、モー
タ３を起動させると、インペラ２が軸線２ａ回りに回転
し、ベルマウス５を介してインペラ２内に取り込んだ吸
い込み流れＳＡが、遠心力によってインペラ２の外周囲
に送り出されていく。このようにして送り出された吸い
込み流れＳＡは、ケーシング４の内壁面に沿って吐出口
６へと導かれ、この吐出口６を介してケーシング４外に
吐出されていく。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記説明の
従来の遠心送風機１では、各主ブレード２ｂの有効羽根
幅を極力長く確保することによって、そのファン特性を
向上させることが望まれている。これについて詳説する
と、例えば、インペラ２の外径をＤ2、前記軸線２ａ方
向の長さをＢとした場合、この縦横比であるＢ／Ｄ2を
横軸、送風量Ｑを縦軸に取ると、そのファン特性は図８
に示す傾向となる。すなわち、縦横比Ｂ／Ｄ2が徐々に
大きくなるにつれて送風量Ｑが増加し、ピークポイント
Ｐを迎えた後、徐々に送風量Ｑが低下していく。ピーク
ポイントＰの縦横比Ｂ／Ｄ2はおよそ０．８近傍である
ため、高いファン特性を得るためには縦横比Ｂ／Ｄ2を
０．８近傍まで大きく取ることが望ましい。しかしなが
ら、この種の装置は一般的にコンパクト化の要求がある
ため、インペラ２の長さＢを現実的な長さに抑える必要
もあった。

【０００６】このような背景により、ファン特性の向上
を得るために各主ブレード２ｂを長くして縦横比Ｂ／Ｄ
2を高めたい要望があるものの、実際には、装置コンパ
クト化の要求による制限があるために０．４〜０．７程
度の縦横比Ｂ／Ｄ2を選択せざるを得ないという問題が
生じていた。すなわち、装置コンパクト化がファン特性
向上の妨げになっていた。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、装置の大型化を招くことなく更なるファン特性
の向上を達成し得る遠心送風機及びこれを備えた車両用
空調装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の手段を採用した。すなわち、本発明
の請求項１記載の遠心送風機は、環状配置された複数枚
の主ブレードと、これら主ブレードの端縁が接合する主
板とを備えたインペラを有し、該インペラの内部に取り
入れた流体を、該インペラの回転遠心力により送風する
遠心送風機において、前記主板の外周縁部が、この外周
縁部を周囲より側面視した場合に、前記各主ブレード側
に向かって凹むように形成された副ブレード側流路と、
該副ブレード側流路とは反対側に向かって凹むように形
成された主ブレード側流路とが交互に連続配置された概
略波形状をなし、前記各主ブレードが、前記主ブレード
側流路を両側より挟む位置に配置されていることを特徴
とする。

【０００９】上記請求項１記載の遠心送風機によれば、
インペラを回転させると、その遠心力によって各主ブレ
ード間の隙間流路を通るようにして流体がインペラ外に
送り出されていく。この時の、流体を送り出すのに有効
な隙間流路は、従来では各主ブレードの全長と同じ長さ
であったのに対して、本発明では、この各主ブレードの
全長に主ブレード側流路の深さ寸法が加わって長くなる
ので、あたかも各主ブレードの全長が前記深さ寸法分だ
け長くなったようになり、その送風量を増大させること
ができるようになる。しかも、各主ブレードそのものは
実際には従来よりも長くならないので、インペラが大型
化することもない。

【００１０】請求項２記載の車両用空調装置は、請求項
１記載の遠心送風機が備えられていることを特徴とす
る。上記請求項２記載の車両用空調装置によれば、コン
パクトでありながら高いファン特性を備えた遠心送風機
を装備するので、空調装置そのものが大型化することな
く更なる空調性能の向上を達成することができるように
なる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の遠心送風機は、インペラ
内部に取り入れた流体を、該インペラの回転遠心力によ
り送風する装置であり、その一実施形態を図１〜図５を
参照しながら以下に説明するが、本発明がこれのみに限
定解釈されるものでないことは、もちろんである。以下
の説明においては、本発明の遠心送風機を車両用空調装
置に適用した場合の例として説明を行う。なお、図１
は、本実施形態の遠心送風機を示す図であって、図２の
Ｃ−Ｃ断面図である。また、図２は、図１のＤ−Ｄ断面
図である。また、図３は、主板の要部を示す図であっ
て、図２のＥ−Ｅ線より見た部分側面図である。また、
図４は、主板の斜視図である。また、図５は、図１のＦ
部拡大図である。

【００１２】図１，２に示すように、本実施形態の遠心
送風機１０は、インペラ１１と、該インペラ１１を回転
駆動するモータ１２と、これらインペラ１１及びモータ
１２を収容するケーシング１３と、該ケーシング１３内
のインペラ１１に向かって空気を導入するベルマウス１
４と、ケーシング１３のノーズＮの吸入ポート１５及び
吐出ポート１６間を接続するバイパス配管１７とを備え
た概略構成を有している。

【００１３】ケーシング１３は、図２の視線より見た場
合の外形状が概略カタツムリ状をなす箱体であり、前記
ベルマウス１４が一体に形成された側壁１３ａ（図１）
と、該側壁１３ａに平行かつ対抗配置された側壁１３ｂ
と、これら側壁１３ａ，１３ｂ間の周縁を、送風口１８
を除いて接合する周壁１３ｃとを備えて構成されてい
る。側壁１３ａには、前記モータ１２のシャフト１２ａ
と同軸となるようにベルマウス１４が一体成形で形成さ
れている。このベルマウス１４は、側壁１３ａからイン
ペラ１１に向かって先細りとなり、かつその軸線を含む
断面より見た場合（すなわち図１の視線より見た場合）
の切断面が、内周側に向かって凸型の曲線形状をなして
いる。したがって、ベルマウス１４の内周面は、その入
口１４ａから出口１４ｂにかけての流路面積が徐々に狭
くなる円形の流路を形成している。側壁１３ｂには、前
記吸入ポート１５及び吐出ポート１６を通すための貫通
孔がそれぞれ形成されている。そして、ノーズＮ側の流
れの一部を吸入ポート１５から吸い込み、バイパス配管
１７を介して吐出ポート１６よりモータ１２に吐出する
ことにより、モータ１２を冷却することが可能となって
いる。

【００１４】インペラ１１は、その軸線１１ａ（モータ
１２のシャフト１２ａと同一の軸線）に平行かつ該軸線
１１ａの周囲に環状配置された複数枚の主ブレード１１
ｂと、これら主ブレード１１ｂの各下端縁及びモータ１
２のシャフト１２ａが固定された主板１１ｃと、各主ブ
レード１１ｂの主板１１ｃとは反対側の端部を固定する
補強リング１１ｄとを備えて構成されている。各主ブレ
ード１１ｂは、前記軸線１１ａ方向に長い羽であり、図
２に示すように、軸線１１ａの半径方向に対して所定角
度をなすように傾斜配置されている。また、これら主ブ
レード１１ｂは、互いに等ピッチ間隔で配置されてお
り、各主ブレード１１ｂ間に形成される各隙間が、イン
ペラ１１の中心（前記軸線１１ａ）から外部に向かって
捻れを伴いながら広がる隙間流路１１ｆを形成してい
る。

【００１５】主板１１ｃは、図１に示すように、モータ
１２が収容される中央部分が盛り上がった形状の円盤で
あり、その上面側に各主ブレード１１ｂが固定されてい
る。また、この主板１１ｃの中心には、モータ１２のシ
ャフト１２ａが接続されている。一方、モータ１２は、
ケーシング１３の側壁１３ｂに固定されている。図３及
び図４に示すように、この主板１１ｃの外周縁部は、該
外周縁部を周囲より側面視した場合に、各主ブレード１
１ｂが固定される側に向かって凹むように形成された副
ブレード側流路２１と、該副ブレード側流路２１とは反
対側に向かって凹むように形成された主ブレード側流路
２２とが交互に連続配置された概略波形状をなしてい
る。そして、図２及び図３に示すように、各主ブレード
１１ｂは、主ブレード側流路２２を両側より挟む位置に
配置されている。

【００１６】主ブレード側流路２２は、図２に示すよう
に平面視した場合に、主板１１ｃの中心（前記軸線１１
ａ）から外周縁部側に向かって一方向に捻れを伴いなが
ら徐々に流路深さ及び流路幅が大きくなる流路であり、
主板１１ｃの中心回りに複数が環状配置されている。そ
して、これら主ブレード側流路２２の捻れ形状は、同図
に示すように前記各隙間流路１１ｆと同じであり、実質
的にこれら主ブレード側流路２２及び隙間流路１１ｆが
一体となってひとつの流路を形成している。

【００１７】副ブレード側流路２１は、主ブレード側流
路２２が形成された側の裏面側（図２の裏面側）から見
た場合に、主板１１ｃの中心（前記軸線１１ａ）から外
周縁部側に向かって一方向に捻れを伴いながら徐々に流
路深さ及び流路幅が大きくなる流路であり、主板１１ｃ
の中心回りに複数が環状配置されている。そして、これ
ら副ブレード側流路２１は、主板１１ｃを透過して見た
場合に、主ブレード側流路２２と同一方向の捻れを有す
る同一形状となっている。したがって、本実施形態の主
板１１ｃは、その副ブレード側流路２１を形成する突出
壁面部分が実質的に副ブレード（従来の技術で説明した
副ブレード２ｄ）の役目をなしている。

【００１８】なお、インペラ１１を射出成形で製造する
場合には、主板１１ｃと各主ブレード１１ｂとを別部品
として成形した後に両者を接合させるものとしても良い
し、もしくは、はじめから両者が一体となった状態に成
形するものとしても良い。しかしながら、最初から両者
を一体に成形する方が、部品点数を減らしたり製作工数
を減らすことができるので、製造コストの観点からより
好ましいのは、もちろんである。

【００１９】以上説明の構成を有するの遠心送風機１０
の動作について、図１及び図５を参照しながら以下に説
明を行う。まず、モータ１２を起動させると、インペラ
１１が軸線１１ａ回りに回転し、ベルマウス１４を介し
てインペラ１１内に吸い込み流れＳＡを取り込み、遠心
力によってインペラ１１の外周囲に送り出していく。こ
のようにして送り出された吸い込み流れＳＡは、ケーシ
ング１３の内壁面に沿って吐出口１８へと導かれ、この
吐出口１８を介してケーシング１３外に吐出されてい
く。一方、主板１１ｃの回転により、モータ１２が配置
された側のインペラ１１空間内の流れが遠心力によって
インペラ１１の外周囲に送り出されていく。すると、こ
のインペラ１１空間内が負圧となってノーズＮ側の流れ
の一部を吸い込む流れを形成する。そして、この流れに
よってモータ１２が冷却される。

【００２０】この時、主板１１ｃの主ブレード１１ｂ側
においてインペラ１１外に吸い込み流れＳＡを送り出す
際の流路は、従来では各主ブレード２ｂの全長と同じ長
さの隙間流路しか確保できなかったのに対して、本実施
形態では、図５に示すように、主ブレード１１ｂの全長
Ｌに、主ブレード側流路２２の深さ寸法ｄが加わって長
くなるので、あたかも主ブレード１１ｂの全長が深さ寸
法ｄ分だけ長くなったようになり、その送風量を増大さ
せることができるようになる。これは、有効羽根幅の延
長による遠心力の増大（主板側流路２２がなす分の遠心
力の付加）と、主板側流路２２の追加による流路面積の
増大とによるものである。しかも、各主ブレード１１ｂ
そのものは従来よりも長くならないので、インペラ１１
が大型化することもない。

【００２１】以上説明の本実施形態の遠心送風機１０に
よれば、（１）ファン特性の向上と（２）騒音低減とい
う、２つの効果を奏することを可能としている。すなわ
ち、 （１）本実施形態の遠心送風機１０によれば、各主ブレ
ード１１ｂの全長Ｌに対して主板側流路２２の凹み深さ
ｄを加えた長さを、インペラ１１の実質的な有効羽根幅
とすることができるので、各主ブレード１１ｂの全長を
長くすることなく有効羽根幅を長く確保することができ
るようになる。したがって、インペラ１１の軸線方向長
さは従来と同様に維持しながらも、有効羽根幅を増やし
て送風量の増大を得られるので、装置の大型化を招くこ
となく更なるファン特性の向上を達成することが可能と
なる。

【００２２】（２）また、図５において、軸線１１ａ方
向の前記ベルマウス１４側に近い流れを符号Ｖ１、主板
１１ｃ側に近い流れを符号Ｖ２で表した場合、主板１１
ｃが従来のような単純な平円盤形状であると、Ｖ２＞Ｖ
１の関係となる。これに対し、本実施形態の主板１１ｃ
では、吸い込み流れＳＡが主板側流路２２の付加によっ
て該主板側流路２２内まで流れが行くようになり、ここ
での流速が低下するようになる。一般に、音のエネルギ
ーは流速の５〜６乗に比例するので、流速の低下は音の
エネルギーを低下させることとなり、これによって騒音
の低減も達成可能となっている。

【００２３】以上説明の遠心送風機１０を装備すること
により、本実施形態の車両用空調装置によれば、空調装
置そのものが大型化することなく更なる空調性能の向上
を達成することが可能となる。

【００２４】なお、上記実施形態においては、遠心送風
機１０を車両用空調装置に設ける場合を例に説明した
が、これに限らず、その他の用途に本発明の遠心送風機
を適用しても良いことは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の遠心送風機は、
主板の外周縁部が、副ブレード側流路と主ブレード側流
路とを交互に連続配置した概略波形状をなし、各主ブレ
ード側流路を両側より挟む位置に各主ブレードを配置す
る構成を採用した。この構成によれば、各主ブレードの
全長に対して主板側流路の凹み深さを加えた長さを、イ
ンペラの実質的な有効羽根幅とすることができるので、
各主ブレードの全長を長くすることなく有効羽根幅を長
く確保することができるようになる。したがって、イン
ペラの軸線方向長さは従来と同様に維持しながらも、有
効羽根幅を増やして送風量の増大を得られるので、装置
の大型化を招くことなく更なるファン特性の向上を達成
することが可能となる。

【００２６】また、請求項２記載の車両用空調装置によ
れば、コンパクトでありながら高いファン特性を備えた
遠心送風機を装備するので、空調装置そのものが大型化
することなく更なる空調性能の向上を達成することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の遠心送風機の一実施形態を示す図で
あって、図２のＣ−Ｃ断面図である。

【図２】 同遠心送風機を示す図であって、図１のＤ−
Ｄ断面図である。

【図３】 同遠心送風機の主板の要部を示す図であっ
て、図２のＥ−Ｅ線より見た部分側面図である。

【図４】 同遠心送風機の主板を示す斜視図である。

【図５】 同遠心送風機の要部を示す図であって、図１
のＦ部の拡大図である。

【図６】 従来の遠心送風機を示す図であって、図７の
Ａ−Ａ断面図である。

【図７】 同遠心送風機を図６のＢ−Ｂ断面図である。

【図８】 同遠心送風機の形状とファン特性との関係を
示す図であって、横軸に縦横比Ｂ／Ｄ2、縦軸に送風量
Ｑをとった場合のグラフである。

【符号の説明】

１０・・・遠心送風機 １１・・・インペラ １１ｂ・・・主ブレード １１ｃ・・・主板 ２１・・・副ブレード側流路 ２２・・・主ブレード側流路 ＳＡ・・・吸い込み流れ（流体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状配置された複数枚の主ブレード
   と、これら主ブレードの端縁が接合する主板とを備えた
   インペラを有し、該インペラの内部に取り入れた流体
   を、該インペラの回転遠心力により送風する遠心送風機
   において、 前記主板の外周縁部は、この外周縁部を周囲より側面視
   した場合に、前記各主ブレード側に向かって凹むように
   形成された副ブレード側流路と、該副ブレード側流路と
   は反対側に向かって凹むように形成された主ブレード側
   流路とが交互に連続配置された概略波形状をなし、 前記各主ブレードは、前記主ブレード側流路を両側より
   挟む位置に配置されていることを特徴とする遠心送風
   機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の遠心送風機が備えられ
   ていることを特徴とする車両用空調装置。