ファン
【課題】排気口での流速分布が均一になり、実機組込み時の騒音低減に寄与することができるファンを提供する。
【解決手段】羽根車１と、羽根車１の軸方向に吸気口７を設け、羽根車１の外周方向に排気口を設けたケーシング２とを有してファンを構成する。羽根車１の軸方向の中間部に位置して、羽根車１の外周に向けて下向きに第１整流板１５を配置する。このようにすると、羽根車１の回転に伴って吸気口７から吸い込んだ風の一部を、第１整流板１５によって羽根車１の上側から排気口へも誘導できる。また、残りの風を第１整流板１５を挟んで羽根車１の下側に導き、その風の流れを大きく阻害することなく排気口へ誘導することができる。
【解決手段】羽根車１と、羽根車１の軸方向に吸気口７を設け、羽根車１の外周方向に排気口を設けたケーシング２とを有してファンを構成する。羽根車１の軸方向の中間部に位置して、羽根車１の外周に向けて下向きに第１整流板１５を配置する。このようにすると、羽根車１の回転に伴って吸気口７から吸い込んだ風の一部を、第１整流板１５によって羽根車１の上側から排気口へも誘導できる。また、残りの風を第１整流板１５を挟んで羽根車１の下側に導き、その風の流れを大きく阻害することなく排気口へ誘導することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車を回転させて送風を行なうファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のファンにおいては、実使用時の冷却性や騒音性能を向上させるために、顧客先で所望の特性を有するダクトが装着されることを前提として、羽根形状の設計を行っていた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また従来のシロッコファンは、例えば図１１に示すように、ファンの外郭をなすケーシング１０１内に、一側シュラウド１０２，他側シュラウド１０３および羽根１０４などを含んだ羽根車１０５が回転可能に配設され、一側シュラウド１０２と他側シュラウド１０３に対して、羽根１０４が垂直に配置される。こうした羽根１０５の配置構造は、例えば特許文献２などにも示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５４２５０号公報
【特許文献１】特開２００８−２１５３２４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記従来技術において、ファンの羽根形状自体は個々の羽根で単一的に形成されており、吸気口から取り込んだ風を均一に分布させる構造を有していない。そのため、ファンの排気口で流速分布が異なってしまい、顧客先で組み込まれる実機としてのダクトによって、冷却性や騒音に差を生じていた。
【０００６】
また図１１の例では、羽根車１０５ひいては羽根１０４の回転に伴って、ケーシング１０１内に矢印の向きで空気流Ｓが形成されるが、一側シュラウド１０２に向けての空気流Ｓの一部が、羽根車１０５に吸い込まれずにケーシング１０１内の上面側に導かれ、そこに片寄り渦流Ｓ’が発生して、騒音の原因となっていた。
【０００７】
そこで本発明は、排気口での流速分布が均一になり、実機組込み時の騒音低減に寄与することができるファンを提供することを第１の目的とする。
【０００８】
また本発明は、羽根の回転に伴う空気流の分布を調整し、騒音の低減を図ることが可能なファンを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明では、吸気口から吸い込んだ風の一部を、第１整流板によって羽根車の吸気口に向かう側から排気口へも誘導できると共に、残りの風を第１整流板を挟んで羽根車の吸気口とは反対に向かう側に導き、その風の流れを大きく阻害することなく排気口へ誘導することができる。その結果、第１整流板の一側と他側でそれぞれ風の流れを適切に調整して、排気口での流速分布を均一にすることができる。
【００１０】
請求項２の発明では、ボス部の高さを羽根の高さの２／３以下に抑制すると、吸気口から羽根への風の流れに対するボス部の抵抗分を低減でき、実機組込み時における騒音をより低減することが可能になる。
【００１１】
請求項３の発明では、ケーシングの内部にも別な第２整流板を設けることで、羽根車の軸方向の流速分布を改善できる他、排気口に向かう外周方向の流速分布も改善できる。
【００１２】
請求項４の発明では、羽根を一側シュラウドおよび他側シュラウドに対して垂直にではなく、一側シュラウド側の部位に対して他側シュラウド側の部位を回転方向にずらしてひねることで、羽根を囲むケーシング内の上下の風の分布を均一化するように調整して、渦流の発生や無駄な流れをなくすることができる。
【００１３】
請求項５の発明では、羽根を一側シュラウドおよび他側シュラウドに対して垂直にではなく、一側シュラウド側の部位に対して他側シュラウド側の部位を回転方向の反対にずらしてひねることで、羽根を囲むケーシング内の上下の風の分布を任意の位置に調整することができる。
【００１４】
請求項６の発明では、中間シュラウドの外側形状を一側シュラウドまたは前記他側シュラウドの内側形状とほぼ同一に形成することで、入れ子などの特別な型構造を用いることなく中間シュラウドを配設することができ、ファンを製造する上での型構造を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、排気口での流速分布が均一になり、実機組込み時の騒音低減に寄与することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、実機組込み時における騒音をより低減することが可能になる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、羽根車の軸方向および外周方向の流速分布を改善できる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、羽根の回転に伴う空気流の分布を均一化するように調整することで、渦流の発生や無駄な流れをなくし、風量−静圧特性がほぼ同等のまま騒音の低減を図ることが可能になる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、羽根の回転に伴う空気流の分布を任意の位置に調整することで、例えばダクトなどを取り付けた状態での騒音の低減を図ることが可能になる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、ファンを製造する上での型構造を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例におけるファンの平面図である。
【図２】同上、羽根車の斜視図である。
【図３】同上、ファンの要部断面図である。
【図４】同上、変形例としてのファンの要部断面図である。
【図５】同上、別な変形例としてのケース部材の斜視図である。
【図６】本発明の第２実施例を示すファンの断面図である。
【図７】同上、羽根車の平面図である。
【図８】同上、羽根車の斜視図である。
【図９】従来例と第２実施例におけるファンの風量−静圧特性の比較を示すグラフである。
【図１０】同上、代替例としての羽根車の斜視図である。
【図１１】従来例におけるファンの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明におけるファンの好ましい実施例を説明する。なお、それぞれの実施例について共通する構成には共通する符号を付し、共通する箇所については重複を極力避けて説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１〜図５は、本発明の第１実施例を示すファンの各図である。まず、図１〜図３に示すファンの構成について説明すると、１はドラム状に形成された樹脂製の羽根車、２はファンの外郭をなす扁平状のケーシングで、羽根車１はケーシング２の内部において、回転軸３を中心に回動自在な状態で収容保持される。ケーシング２は、その上面と側面をなすケース部材４と、その下面をなすカバー部材５とを組み合わせて構成され、ケース部材４の下部開口を覆うようにカバー部材５が装着される。ケーシング２の上面には、羽根車１の軸方向上部に対向して吸気口７が設けられ、またケーシング２の側面には、羽根車１の外周方向側部に対向して排気口８が設けられる。つまり、吸気口７と排気口８は羽根車１の周囲にあって、互いに直交する位置に開口して設けられている。
【００２４】
前記羽根車１は、中央にカップ状のボス部１１を有する主板１２と、主板１２の外周部より軸方向すなわち垂直に配置した複数枚の同一形状をなす羽根１３と、各羽根１３の上端を連結するリング状の上側シュラウド１４と、羽根車１ひいては羽根１３の軸方向の中間部に位置し、各羽根１３を連結するようにリング状に形成される板状の第１整流板１５と、を備えて構成される。ボス部１１の中央には回転軸３の上端が嵌合され、そこからケーシング２の下面に向けて垂直に延びる回転軸３が、カバー部材５に設けた軸受要素（図示せず）に軸支される。また、ボス部１１の内周部には、着磁されたマグネット１６を有する金属製のロータフレーム１７が嵌合され、ロータフレーム１７に対向して、回転軸３の周囲に図示しないステータ（固定子）が装着される。このステータには給電用のリード線１８が接続されており、ステータとマグネット１６との電磁気的作用によって、ロータフレーム１７に取付けられた羽根車１が、回転軸３を中心に回転するようになっている。
【００２５】
前述した羽根車１の主板１２は、ボス部１１の外周側面を基端として、そこから下方に向けて羽根車１の外周方向に広がる傾斜した連結部２１と、この連結部２１の先端に設けられ、その上面に複数枚の羽根１３を等間隔に配置する下側シュラウド２２をそれぞれ備えている。なお連結部２１は、図１に示すように、ボス部１１と下側シュラウド２２との間を部分的に連結するスポーク状のものでもよいし、図２や図３に示すように、ボス部１１と下側シュラウド２２との間を隙間なく連結する漏斗状のものでもよい。図１に示すものでは、複数の連結部２１間に開口２３が形成されるので、この開口２３に対向してケース部材４にも吸気口（図示せず）を設けて、開口２３を通してケーシング２の下側から羽根車１に空気を取り入れる構成としてもよい。いずれにせよ、羽根１３はボス部１１の外周側面を取り囲むように、ボス部１１から間隔を有して羽根車１の外周に設けられる。
【００２６】
板状の上側シュラウド１４と下側シュラウド２２は、何れも回転軸３と直交するように、羽根１３の上端と下端にそれぞれ水平に配置される。第１整流板１５は、この上側シュラウド１４と下側シュラウド２２との間に、各羽根１３を横切るように配置されており、水平に配置された上側シュラウド１４や下側シュラウド２２とは異なり、羽根車１の外周に向けて下向きに傾斜して設けられている。
【００２７】
次に、上記構成におけるモータの作用について説明する。リード線１８を介して図示しないステータの巻線に通電すると、マグネット１６との電磁気的作用によってロータフレーム１７に取付けられた羽根車１に回転力が発生し、ケーシング２の吸気口７から入る空気の流れが、羽根車１の遠心力により回転軸３に沿った方向から羽根車１の外周方向に転換され、各羽根１３の間を通過してケーシング２の排気口８から送出される。
【００２８】
このときのケーシング２内部における空気の流れをより詳しく説明すると、羽根車１の回転に伴い、吸気口７からケーシング２の内部に取り込まれた空気は、吸気口７に向けて突き出したボス部１１を避けるようにして、ボス部１１の外周側面と羽根１３との間に形成される羽根車１の空気取り入れ口２５から、回転軸３に沿って下向きに進入する。空気取り入れ口２５に進入した空気は、羽根車１の遠心力が作用して、羽根車１の外周方向へと次第にその流れの向きを変えながら流れて行くが、その流れの一部は、隣接する羽根１３の間を通過する際に、第１整流板１５によって羽根１３の下側に向かうことなく羽根１３の上側に誘導され、羽根車１の外周端から空洞状のケーシング２内を通って排気口８に送り出される（図３の空気流Ｓ１を参照）。一方、空気取り入れ口２５に進入した他の空気は、第１整流板１５によって羽根１３の上側に向かうことなく羽根１３の下側に誘導され、羽根車１の外周端から同様にケーシング２内を通って排気口８に送り出される（図３の空気流Ｓ２を参照）。
【００２９】
このように、各羽根１３の軸方向の中間部に第１整流板１５を設けただけの構成でありながら、羽根車１の上側から進入する風の一部を、羽根１３の上側にも誘導して、吸気口７から取り込んだ風を排気口８において局所的に偏らせることなく均一に分布させることが可能になる。また、第１整流板１５は水平にではなく、羽根車１の外周に向けて下向きになるように設けられるので、空気取り入れ口２５から羽根１３の上側および下側に区画してそれぞれ誘導される風が、途中で第１整流板１５に突き当たって大きく阻害されることなく、第１整流板１５に沿ってスムーズに案内されながら流れる。
【００３０】
実験では、このような構造の第１整流板１５を設けたことにより、低域回転域において約２ｄＢ（７％）の騒音改善効果が認められ、また実負荷領域（風速：０．２２ｍ３／ｍｉｎ，静圧）において、約１ｄＢ（４３ｄＢ→４２ｄＢ）の騒音改善効果が認められた。
【００３１】
図４は、上記実施例の好ましい変形例となるファンの要部断面図である。同図において、ここでは羽根１３の下端を基準として、ボス部１１の軸方向に沿った上端までの高さをｈ１とし、各羽根１３の上端までの高さをｈ２とすると、ボス部１１の高さは羽根１３の高さの２／３以下に形成される。その他の構成は、図１〜図３に示したファンと共通である。
【００３２】
本例においても、羽根車１の回転に伴い、吸気口７からケーシング２の内部に取り込まれた空気が、吸気口７に向けて突き出したボス部１１を避けるようにして、ボス部１１の外周側面と羽根１３との間に形成される羽根車１の空気取り入れ口２５から、回転軸３に沿って下向きに進入する。その際、ボス部１１の高さｈ１を羽根１３の高さｈ２の２／３以下に抑制することで、吸気口７から羽根１３への風の流れに対するボス部１１の抵抗分を低減して、羽根部１により大きな空気取り入れ口２５を形成することができ、ファンを実機に組込んだ時の騒音をより低減することが可能になる。なお、その後の空気の流れについては、図１〜図３の実施例で説明した通りであるので、ここでは省略する。
【００３３】
実験では、図４に示すような構造のボス部１１としたことにより、低域回転域において約３ｄＢ（７％）の騒音改善効果が認められ、また実負荷領域（風速：０．２２ｍ３／ｍｉｎ，静圧）において、約２ｄＢ（４３ｄＢ→４１ｄＢ）の騒音改善効果が認められた。
【００３４】
図５は、上記実施例のさらに好ましい変形例となるケース部材４の下部開口側から見た斜視図である。同図において、ケース部材４の内側面には、排気口８の近傍に向かい合うようにして、薄板状の第２整流板２９が設けられている。第２整流板２９はケース部材４と一体的に、且つ羽根車１から排気口８に向かう風の抵抗を極力受けないように、回転軸３に沿って略垂直に形成される。ここでは、ケース部材４に第２整流板２９を設けているが、代わりに若しくは追加してカバー部材５に設けてもよく、要するにケーシング２を構成する部材に一乃至複数設けられていればよい。その他の構成については、上記図１〜図４の各例と共通である。
【００３５】
前述したように、第１整流板１５を挟んで羽根１３の上側から送り出される空気と、羽根１３の下側から送り出される空気が、ケーシング２内を通って排気口８に送り出されるが、それらの羽根車１の外周端からの各空気は、第２整流板２９によって全て排気口８へ向かう流れに整えられる。したがって、上記の各例よりもさらに羽根車１の軸方向の流速分布を改善できる他、排気口８に向かう外周方向の流速分布も改善できる。なお、その他の空気の流れについては、図１〜図４の各例で説明した通りであるので、ここでは省略する。
【００３６】
以上のように本実施例のファンは、羽根車１と、羽根車１の軸方向に吸気口７を設け、羽根車１の外周方向に排気口８を設けたケーシング２とを有してなり、羽根車１の軸方向の中間部に第１整流板１５を配置し、この第１整流板１５は羽根車１の外周に向けて下向きに設けられている。
【００３７】
このようにすると、羽根車１の回転に伴って吸気口７から吸い込んだ風の一部を、第１整流板１５によって羽根車１の吸気口７に向かう上側から排気口８へも誘導できると共に、残りの風を第１整流板１５を挟んで羽根車１の吸気口７とは反対に向かう下側に導びいて、その風の流れを大きく阻害することなく排気口８へ誘導することができる。その結果、第１整流板１５の一側である上側と他側である下側で、それぞれ風の流れを適切に調整して、排気口８での流速分布を均一にすることが可能になり、ファンを実機に組込んだ時の騒音低減に寄与することができる。
【００３８】
また本実施例の変形例では、羽根車１がボス部１１の周囲に複数の羽根１３を配置してなり、ボス部１１の高さｈ１は羽根１３の高さｈ２の２／３以下となるように形成されている。
【００３９】
このように、ボス部１１の高さｈ１を羽根１３の高さｈ２の２／３以下に抑制すると、吸気口７から羽根１３への風の流れに対するボス部１１の抵抗分を低減でき、実機組込み時における騒音をより低減することが可能になる。
【００４０】
さらに本実施例の別な変形例では、ケーシング２の内部に第２整流板２９を設けている。このように、ケーシング２の内部にも別な第２整流板２９を設けることで、羽根車１の軸方向の流速分布を改善できる他、排気口８に向かう外周方向の流速分布も改善できる。
【実施例２】
【００４１】
図６〜図１０は、本発明の第２実施例を示すファンの各図である。図６〜図８に示すファンの構成について、特に第１実施例との相違点を説明すると、ケーシング２は、第１実施例と同様にケース部材４とカバー部材５とを組み合わせて構成されるが、ここでのケース部材４はケーシング２の側面と下面を形成し、またカバー部材５はケーシング２の上面を形成している。またケース部材４の中央には、カバー部材５に向けて上方に突出する筒状のスリーブ３１が一体的に形成され、そのスリーブ３１内に回転軸３を軸支する軸受要素３２が嵌合される。勿論、それに代わって、ケーシング２を第１実施例で示したような構成にしても構わないし、逆に本実施例で示したスリーブ３１や軸受要素３２を含めたケーシング２の構成を、第１実施例に適用させても構わない。
【００４２】
回転軸３の周囲において、スリーブ３１の外周には、ボス部１１で覆われるようにステータ３３が装着される。このステータ３１とマグネット１６との電磁気的作用によって、ロータフレーム１７に取付けられた羽根車１が回転軸３を中心に矢印Ｒの方向（羽根車１の上面からみて反時計方向）に回転するようになっている。
【００４３】
羽根車１は、リング状の上側シュラウド１４と下側シュラウド２２との間に羽根１３を配置してなるものの、前記第１整流板１５に代わって、リング状の中間シュラウド３４が設けられており、この中間シュラウド３４とボス部１１の外周側面との間を複数本のスポーク状の連結部２１で連結している。連結部２１は、羽根車１の軸方向の中間部に位置して、ボス部１１の外周側面から中間シュラウド３４に向けて四方水平に延びており、羽根車１の主板１２は、ボス部１１，連結部２１および中間シュラウド３４により構成される。また、ボス部１１と中間シュラウド３４との間には、連結部２１を除く部分で開口３３が形成される。本実施例の羽根車１はその上部と下部にそれぞれ空気取り入れ口２５，３５が設けられている関係で、ケーシング２の上面のみならず下面にも、対向する空気取り入れ口２５に空気を導く吸気口７，３７が設けられる。なお、連結部２１におけるスポークの形状については問わない。
【００４４】
図８に示すように、本実施例の羽根車１は、各羽根１３の上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａに対して、下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂを矢印Ｒの回転方向にずらして配置し、全ての羽根１３をひねらせたことに特徴を有している。つまり、各羽根１３は回転軸３の方向に沿って、上側シュラウド１４や下側シュラウド２２と垂直にではなく、下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂが上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａよりも矢印Ｒの回転方向に向かうように、回転軸３の方向に対して傾斜して配置される。ここでは、曲面のない平面だけで形成された平板状の各羽根１３を、ボス部１１の周囲にねじった状態で配置したり、少なくとも回転方向に向かう面または回転方向の反対側になる面を曲面に形成したねじれ板状の各羽根１３を、ボス部１１の周囲にさらにねじった状態で配置したりしてもよく、要はケーシング２内の空気流Ｓ（図６を参照）をスムーズに、流れ方向が局所的に偏らないように各羽根１３がねじられて配置されればよい。
【００４５】
また図６に示すように、本実施例の羽根車１は、上側シュラウド１４と下側シュラウド２２との間に中間シュラウド３３を配設しているが、これらの各部を成形する際の型構造を容易にするために、下側シュラウド２２の内周径が上側シュラウド１４の外周径とほぼ同一で、上側シュラウド１４の内周径が中間シュラウド３３の外周径とほぼ同一に形成される。好ましくは、回転軸３の方向に移動する可動型（図示せず）の開閉を支障なく行えるように、下側シュラウド２２の内周径が上側シュラウド１４の外周径よりも若干大きく、上側シュラウド１４の内周径が中間シュラウド３３の外周径よりも若干大きく形成される。
【００４６】
また変形例として、上側シュラウド１４の内周径が下側シュラウド２２の外周径とほぼ同じで（好ましくは、下側シュラウド２２の外周径よりも若干大きく）、下側シュラウド２２の内周径が中間シュラウド３３の外周径とほぼ同じに（好ましくは、中間シュラウド３３の外周径よりも若干大きく）形成してもよい。上側シュラウド１４，下側シュラウド２２，中間シュラウド３３は、本実施例のようにリング状でなくてもよいが、中間シュラウド３３の外側形状を上側シュラウド１４または下側シュラウド２２の内側形状とほぼ同一に形成することで、入れ子などの特別な型構造を必要とせずに、簡単な型構造にて中間シュラウド３３を上側シュラウド１４または下側シュラウド３３と一体的に形成することが可能になる。なお、それ以外の構成は第１実施例と共通であるため、ここではその説明を省略する。
【００４７】
次に、上記構成におけるモータの作用について説明する。リード線１８を介してステータ３３の巻線に通電すると、マグネット１６との電磁気的作用によってロータフレーム１７に取付けられた羽根車１に回転力が発生し、ケーシング２の吸気口７，３７から羽根車１の空気取り入れ口２５，３５にそれぞれ入る空気の流れが、羽根車１の遠心力により回転軸３に沿った方向から羽根車１の外周方向に転換され、各羽根１３の間を通過して各吸気口７，３７に直交する方向に設けたケーシング２の排気口８から送出される。
【００４８】
図６には、このときのケーシング２内における空気流Ｓが矢印の向きで示されている。羽根車１の空気取り入れ口２５，３５から外周側の羽根１３に向かう空気は、中間シュラウド３３により羽根１３の上部と下部にそれぞれ整流されながら各羽根１３の間を通過する。このとき、羽根車１の回転方向において、羽根１３は上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａよりも、下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂが先に到達するため、吸気口７からの空気が、ケーシング２内の上面側に導かれることなく全て羽根車１の空気取り入れ口２５に誘導され、従来例のような片寄り渦流Ｓ’（図１１を参照）の発生を防止できる。そして、羽根１３を囲むケーシング２内の上下の風の分布を均一化するように調整できるので、片寄り渦流Ｓ’の発生や、ケーシング２内の上面側への無駄な流れをなくすることができる。
【００４９】
図９は、従来例と本実施例における風量−静圧特性を比較したものである。同図において、風量と静圧の関係はどの領域においても従来例と本実施例で殆ど違いが見られないが、同じ静圧（＝０Ｐａ）において、従来例のファンの騒音レベルは３７．５ｄＢＡであるのに対して、本実施例におけるファンの騒音レベルは３６．４ｄＢＡに低減改善されている。つまり本実施例のファンでは、羽根１３を回転軸３に沿ってではなく、意図的にひねって配置することで、ケーシング２の各吸気口７，３７から吸い込まれた空気を、偏りなくスムーズに羽根車１の空気取り入れ口２５，３５に誘導して、同じ風量−静圧特性で騒音の低減を図ることが可能になる。
【００５０】
図１０は、上記実施例の代替例となる羽根車１の斜視図である。ここでの羽根車１は、各羽根１３の上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａに対して、下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂを矢印Ｒの回転方向の反対にずらして配置し、全ての羽根１３をひねらせたことに特徴を有している。つまり、各羽根１３は回転軸３の方向に沿って、上側シュラウド１４や下側シュラウド２２と垂直にではなく、上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａが下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂよりも矢印Ｒの回転方向に向かうように、回転軸３の方向に対して傾斜して配置される。この場合も、曲面のない平面だけで形成された平板状の各羽根１３を、ボス部１１の周囲にねじった状態で配置したり、少なくとも回転方向に向かう面または回転方向の反対側になる面を曲面に形成したねじれ板状の各羽根１３を、ボス部１１の周囲にさらにねじった状態で配置したりしてもよい。当該羽根１３以外は、上記図６〜８に示すファンと同一の構成を有するので、説明は省略する。
【００５１】
そして、上記実施例と同様に羽根車１に回転力が発生すると、ケーシング２の吸気口７，３７から羽根車１の空気取り入れ口２５，３５にそれぞれ入る空気の流れが、羽根車１の遠心力により回転軸３に沿った方向から羽根車１の外周方向に転換され、各羽根１３の間を通過して各吸気口７，３７に直交する方向に設けたケーシング２の排気口８から送出される。
【００５２】
ここで、羽根車１の空気取り入れ口２５，３５から外周側の羽根１３に向かう空気は、中間シュラウド３３により羽根１３の上部と下部にそれぞれ整流されながら各羽根１３の間を通過するが、羽根車１の回転方向において、羽根１３は下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂよりも、上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａが先に到達するため、各吸気孔７，３７から空気取り入れ口２５，３５にそれぞれ導かれる空気の量を適切に調整することができる。そして、羽根１３を囲むケーシング２内の風の分布を任意の位置に調整することで、ファンにダクトなどを取り付けた状態で、騒音の低減を図ることが可能になる。
【００５３】
以上のように本実施例のファンは、一側シュラウドである上側シュラウド１４と他側シュラウドである下側シュラウド２２との間に複数の羽根１３を配置したファンにおいて、上側シュラウド１４側の部位１３Ａに対して下側シュラウド２２側の部位１３Ｂを矢印Ｒに示す回転方向にずらして、羽根１３を羽根車１の周方向に並べて配置している。
【００５４】
このようにすると、羽根１３を上側シュラウド１４および下側シュラウド２２に対して垂直にではなく、上側シュラウド１４側の部位１３Ａに対して下側シュラウド２２側の部位１３Ｂを、矢印Ｒに示す回転方向にずらしてひねることで、羽根１３を囲むケーシング２内の上下の風の分布を均一化するように調整して、渦流の発生や無駄な流れをなくし、風量−静圧特性がほぼ同等のまま騒音の低減を図ることが可能になる。
【００５５】
また代替例として、上側シュラウド１４側の部位１３Ａに対して下側シュラウド２２側の部位１３Ｂを矢印Ｒに示す回転方向とは反対の方向にずらして、羽根１３を羽根車１の周方向に並べて配置してもよい。
【００５６】
この場合も、羽根１３を上側シュラウド１４および下側シュラウド２２に対して垂直にではなく、上側シュラウド１４側の部位１３Ａに対して下側シュラウド２２側の部位１３Ｂを、矢印Ｒに示す回転方向の反対にずらしてひねることで、羽根１３を囲むケーシング２内の上下の風の分布を任意の位置に調整することができ、例えばダクトなどを取り付けた状態での騒音の低減を図ることが可能になる。
【００５７】
また本実施例では、上側シュラウド１４と下側シュラウド２２との間に中間シュラウド３３を配設し、この中間シュラウド３３の外側形状を上側シュラウド１４または下側シュラウド２２の内側形状とほぼ同一に形成している。
【００５８】
このようにすれば、中間シュラウド３３の外側形状を上側シュラウド１４または下側シュラウド２２の内側形状とほぼ同一に形成することで、入れ子などの特別な型構造を用いることなく中間シュラウド３３を配設することができ、ファンを製造する上での型構造を容易にすることができる。
【００５９】
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、第１整流板１５を羽根車１の全周にわたって設けるのではなく、周方向で部分的に間隔を有して設けてもよい。また、図４に示すボス部１１の特徴を第２実施例に組み込んでもよいなど、第１実施例と第２実施例の各部の特徴を適宜組み合わせたファンを構成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 羽根車
７ 吸気口
８ 排気口
１１ ボス部
１３ 羽根
１４ 上側シュラウド（一側シュラウド）
１５ 第１整流板
２２ 下側シュラウド（他側シュラウド）
２９ 第２整流板
３３ 中間シュラウド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車を回転させて送風を行なうファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のファンにおいては、実使用時の冷却性や騒音性能を向上させるために、顧客先で所望の特性を有するダクトが装着されることを前提として、羽根形状の設計を行っていた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また従来のシロッコファンは、例えば図１１に示すように、ファンの外郭をなすケーシング１０１内に、一側シュラウド１０２，他側シュラウド１０３および羽根１０４などを含んだ羽根車１０５が回転可能に配設され、一側シュラウド１０２と他側シュラウド１０３に対して、羽根１０４が垂直に配置される。こうした羽根１０５の配置構造は、例えば特許文献２などにも示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５４２５０号公報
【特許文献１】特開２００８−２１５３２４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記従来技術において、ファンの羽根形状自体は個々の羽根で単一的に形成されており、吸気口から取り込んだ風を均一に分布させる構造を有していない。そのため、ファンの排気口で流速分布が異なってしまい、顧客先で組み込まれる実機としてのダクトによって、冷却性や騒音に差を生じていた。
【０００６】
また図１１の例では、羽根車１０５ひいては羽根１０４の回転に伴って、ケーシング１０１内に矢印の向きで空気流Ｓが形成されるが、一側シュラウド１０２に向けての空気流Ｓの一部が、羽根車１０５に吸い込まれずにケーシング１０１内の上面側に導かれ、そこに片寄り渦流Ｓ’が発生して、騒音の原因となっていた。
【０００７】
そこで本発明は、排気口での流速分布が均一になり、実機組込み時の騒音低減に寄与することができるファンを提供することを第１の目的とする。
【０００８】
また本発明は、羽根の回転に伴う空気流の分布を調整し、騒音の低減を図ることが可能なファンを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明では、吸気口から吸い込んだ風の一部を、第１整流板によって羽根車の吸気口に向かう側から排気口へも誘導できると共に、残りの風を第１整流板を挟んで羽根車の吸気口とは反対に向かう側に導き、その風の流れを大きく阻害することなく排気口へ誘導することができる。その結果、第１整流板の一側と他側でそれぞれ風の流れを適切に調整して、排気口での流速分布を均一にすることができる。
【００１０】
請求項２の発明では、ボス部の高さを羽根の高さの２／３以下に抑制すると、吸気口から羽根への風の流れに対するボス部の抵抗分を低減でき、実機組込み時における騒音をより低減することが可能になる。
【００１１】
請求項３の発明では、ケーシングの内部にも別な第２整流板を設けることで、羽根車の軸方向の流速分布を改善できる他、排気口に向かう外周方向の流速分布も改善できる。
【００１２】
請求項４の発明では、羽根を一側シュラウドおよび他側シュラウドに対して垂直にではなく、一側シュラウド側の部位に対して他側シュラウド側の部位を回転方向にずらしてひねることで、羽根を囲むケーシング内の上下の風の分布を均一化するように調整して、渦流の発生や無駄な流れをなくすることができる。
【００１３】
請求項５の発明では、羽根を一側シュラウドおよび他側シュラウドに対して垂直にではなく、一側シュラウド側の部位に対して他側シュラウド側の部位を回転方向の反対にずらしてひねることで、羽根を囲むケーシング内の上下の風の分布を任意の位置に調整することができる。
【００１４】
請求項６の発明では、中間シュラウドの外側形状を一側シュラウドまたは前記他側シュラウドの内側形状とほぼ同一に形成することで、入れ子などの特別な型構造を用いることなく中間シュラウドを配設することができ、ファンを製造する上での型構造を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、排気口での流速分布が均一になり、実機組込み時の騒音低減に寄与することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、実機組込み時における騒音をより低減することが可能になる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、羽根車の軸方向および外周方向の流速分布を改善できる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、羽根の回転に伴う空気流の分布を均一化するように調整することで、渦流の発生や無駄な流れをなくし、風量−静圧特性がほぼ同等のまま騒音の低減を図ることが可能になる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、羽根の回転に伴う空気流の分布を任意の位置に調整することで、例えばダクトなどを取り付けた状態での騒音の低減を図ることが可能になる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、ファンを製造する上での型構造を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例におけるファンの平面図である。
【図２】同上、羽根車の斜視図である。
【図３】同上、ファンの要部断面図である。
【図４】同上、変形例としてのファンの要部断面図である。
【図５】同上、別な変形例としてのケース部材の斜視図である。
【図６】本発明の第２実施例を示すファンの断面図である。
【図７】同上、羽根車の平面図である。
【図８】同上、羽根車の斜視図である。
【図９】従来例と第２実施例におけるファンの風量−静圧特性の比較を示すグラフである。
【図１０】同上、代替例としての羽根車の斜視図である。
【図１１】従来例におけるファンの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明におけるファンの好ましい実施例を説明する。なお、それぞれの実施例について共通する構成には共通する符号を付し、共通する箇所については重複を極力避けて説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１〜図５は、本発明の第１実施例を示すファンの各図である。まず、図１〜図３に示すファンの構成について説明すると、１はドラム状に形成された樹脂製の羽根車、２はファンの外郭をなす扁平状のケーシングで、羽根車１はケーシング２の内部において、回転軸３を中心に回動自在な状態で収容保持される。ケーシング２は、その上面と側面をなすケース部材４と、その下面をなすカバー部材５とを組み合わせて構成され、ケース部材４の下部開口を覆うようにカバー部材５が装着される。ケーシング２の上面には、羽根車１の軸方向上部に対向して吸気口７が設けられ、またケーシング２の側面には、羽根車１の外周方向側部に対向して排気口８が設けられる。つまり、吸気口７と排気口８は羽根車１の周囲にあって、互いに直交する位置に開口して設けられている。
【００２４】
前記羽根車１は、中央にカップ状のボス部１１を有する主板１２と、主板１２の外周部より軸方向すなわち垂直に配置した複数枚の同一形状をなす羽根１３と、各羽根１３の上端を連結するリング状の上側シュラウド１４と、羽根車１ひいては羽根１３の軸方向の中間部に位置し、各羽根１３を連結するようにリング状に形成される板状の第１整流板１５と、を備えて構成される。ボス部１１の中央には回転軸３の上端が嵌合され、そこからケーシング２の下面に向けて垂直に延びる回転軸３が、カバー部材５に設けた軸受要素（図示せず）に軸支される。また、ボス部１１の内周部には、着磁されたマグネット１６を有する金属製のロータフレーム１７が嵌合され、ロータフレーム１７に対向して、回転軸３の周囲に図示しないステータ（固定子）が装着される。このステータには給電用のリード線１８が接続されており、ステータとマグネット１６との電磁気的作用によって、ロータフレーム１７に取付けられた羽根車１が、回転軸３を中心に回転するようになっている。
【００２５】
前述した羽根車１の主板１２は、ボス部１１の外周側面を基端として、そこから下方に向けて羽根車１の外周方向に広がる傾斜した連結部２１と、この連結部２１の先端に設けられ、その上面に複数枚の羽根１３を等間隔に配置する下側シュラウド２２をそれぞれ備えている。なお連結部２１は、図１に示すように、ボス部１１と下側シュラウド２２との間を部分的に連結するスポーク状のものでもよいし、図２や図３に示すように、ボス部１１と下側シュラウド２２との間を隙間なく連結する漏斗状のものでもよい。図１に示すものでは、複数の連結部２１間に開口２３が形成されるので、この開口２３に対向してケース部材４にも吸気口（図示せず）を設けて、開口２３を通してケーシング２の下側から羽根車１に空気を取り入れる構成としてもよい。いずれにせよ、羽根１３はボス部１１の外周側面を取り囲むように、ボス部１１から間隔を有して羽根車１の外周に設けられる。
【００２６】
板状の上側シュラウド１４と下側シュラウド２２は、何れも回転軸３と直交するように、羽根１３の上端と下端にそれぞれ水平に配置される。第１整流板１５は、この上側シュラウド１４と下側シュラウド２２との間に、各羽根１３を横切るように配置されており、水平に配置された上側シュラウド１４や下側シュラウド２２とは異なり、羽根車１の外周に向けて下向きに傾斜して設けられている。
【００２７】
次に、上記構成におけるモータの作用について説明する。リード線１８を介して図示しないステータの巻線に通電すると、マグネット１６との電磁気的作用によってロータフレーム１７に取付けられた羽根車１に回転力が発生し、ケーシング２の吸気口７から入る空気の流れが、羽根車１の遠心力により回転軸３に沿った方向から羽根車１の外周方向に転換され、各羽根１３の間を通過してケーシング２の排気口８から送出される。
【００２８】
このときのケーシング２内部における空気の流れをより詳しく説明すると、羽根車１の回転に伴い、吸気口７からケーシング２の内部に取り込まれた空気は、吸気口７に向けて突き出したボス部１１を避けるようにして、ボス部１１の外周側面と羽根１３との間に形成される羽根車１の空気取り入れ口２５から、回転軸３に沿って下向きに進入する。空気取り入れ口２５に進入した空気は、羽根車１の遠心力が作用して、羽根車１の外周方向へと次第にその流れの向きを変えながら流れて行くが、その流れの一部は、隣接する羽根１３の間を通過する際に、第１整流板１５によって羽根１３の下側に向かうことなく羽根１３の上側に誘導され、羽根車１の外周端から空洞状のケーシング２内を通って排気口８に送り出される（図３の空気流Ｓ１を参照）。一方、空気取り入れ口２５に進入した他の空気は、第１整流板１５によって羽根１３の上側に向かうことなく羽根１３の下側に誘導され、羽根車１の外周端から同様にケーシング２内を通って排気口８に送り出される（図３の空気流Ｓ２を参照）。
【００２９】
このように、各羽根１３の軸方向の中間部に第１整流板１５を設けただけの構成でありながら、羽根車１の上側から進入する風の一部を、羽根１３の上側にも誘導して、吸気口７から取り込んだ風を排気口８において局所的に偏らせることなく均一に分布させることが可能になる。また、第１整流板１５は水平にではなく、羽根車１の外周に向けて下向きになるように設けられるので、空気取り入れ口２５から羽根１３の上側および下側に区画してそれぞれ誘導される風が、途中で第１整流板１５に突き当たって大きく阻害されることなく、第１整流板１５に沿ってスムーズに案内されながら流れる。
【００３０】
実験では、このような構造の第１整流板１５を設けたことにより、低域回転域において約２ｄＢ（７％）の騒音改善効果が認められ、また実負荷領域（風速：０．２２ｍ３／ｍｉｎ，静圧）において、約１ｄＢ（４３ｄＢ→４２ｄＢ）の騒音改善効果が認められた。
【００３１】
図４は、上記実施例の好ましい変形例となるファンの要部断面図である。同図において、ここでは羽根１３の下端を基準として、ボス部１１の軸方向に沿った上端までの高さをｈ１とし、各羽根１３の上端までの高さをｈ２とすると、ボス部１１の高さは羽根１３の高さの２／３以下に形成される。その他の構成は、図１〜図３に示したファンと共通である。
【００３２】
本例においても、羽根車１の回転に伴い、吸気口７からケーシング２の内部に取り込まれた空気が、吸気口７に向けて突き出したボス部１１を避けるようにして、ボス部１１の外周側面と羽根１３との間に形成される羽根車１の空気取り入れ口２５から、回転軸３に沿って下向きに進入する。その際、ボス部１１の高さｈ１を羽根１３の高さｈ２の２／３以下に抑制することで、吸気口７から羽根１３への風の流れに対するボス部１１の抵抗分を低減して、羽根部１により大きな空気取り入れ口２５を形成することができ、ファンを実機に組込んだ時の騒音をより低減することが可能になる。なお、その後の空気の流れについては、図１〜図３の実施例で説明した通りであるので、ここでは省略する。
【００３３】
実験では、図４に示すような構造のボス部１１としたことにより、低域回転域において約３ｄＢ（７％）の騒音改善効果が認められ、また実負荷領域（風速：０．２２ｍ３／ｍｉｎ，静圧）において、約２ｄＢ（４３ｄＢ→４１ｄＢ）の騒音改善効果が認められた。
【００３４】
図５は、上記実施例のさらに好ましい変形例となるケース部材４の下部開口側から見た斜視図である。同図において、ケース部材４の内側面には、排気口８の近傍に向かい合うようにして、薄板状の第２整流板２９が設けられている。第２整流板２９はケース部材４と一体的に、且つ羽根車１から排気口８に向かう風の抵抗を極力受けないように、回転軸３に沿って略垂直に形成される。ここでは、ケース部材４に第２整流板２９を設けているが、代わりに若しくは追加してカバー部材５に設けてもよく、要するにケーシング２を構成する部材に一乃至複数設けられていればよい。その他の構成については、上記図１〜図４の各例と共通である。
【００３５】
前述したように、第１整流板１５を挟んで羽根１３の上側から送り出される空気と、羽根１３の下側から送り出される空気が、ケーシング２内を通って排気口８に送り出されるが、それらの羽根車１の外周端からの各空気は、第２整流板２９によって全て排気口８へ向かう流れに整えられる。したがって、上記の各例よりもさらに羽根車１の軸方向の流速分布を改善できる他、排気口８に向かう外周方向の流速分布も改善できる。なお、その他の空気の流れについては、図１〜図４の各例で説明した通りであるので、ここでは省略する。
【００３６】
以上のように本実施例のファンは、羽根車１と、羽根車１の軸方向に吸気口７を設け、羽根車１の外周方向に排気口８を設けたケーシング２とを有してなり、羽根車１の軸方向の中間部に第１整流板１５を配置し、この第１整流板１５は羽根車１の外周に向けて下向きに設けられている。
【００３７】
このようにすると、羽根車１の回転に伴って吸気口７から吸い込んだ風の一部を、第１整流板１５によって羽根車１の吸気口７に向かう上側から排気口８へも誘導できると共に、残りの風を第１整流板１５を挟んで羽根車１の吸気口７とは反対に向かう下側に導びいて、その風の流れを大きく阻害することなく排気口８へ誘導することができる。その結果、第１整流板１５の一側である上側と他側である下側で、それぞれ風の流れを適切に調整して、排気口８での流速分布を均一にすることが可能になり、ファンを実機に組込んだ時の騒音低減に寄与することができる。
【００３８】
また本実施例の変形例では、羽根車１がボス部１１の周囲に複数の羽根１３を配置してなり、ボス部１１の高さｈ１は羽根１３の高さｈ２の２／３以下となるように形成されている。
【００３９】
このように、ボス部１１の高さｈ１を羽根１３の高さｈ２の２／３以下に抑制すると、吸気口７から羽根１３への風の流れに対するボス部１１の抵抗分を低減でき、実機組込み時における騒音をより低減することが可能になる。
【００４０】
さらに本実施例の別な変形例では、ケーシング２の内部に第２整流板２９を設けている。このように、ケーシング２の内部にも別な第２整流板２９を設けることで、羽根車１の軸方向の流速分布を改善できる他、排気口８に向かう外周方向の流速分布も改善できる。
【実施例２】
【００４１】
図６〜図１０は、本発明の第２実施例を示すファンの各図である。図６〜図８に示すファンの構成について、特に第１実施例との相違点を説明すると、ケーシング２は、第１実施例と同様にケース部材４とカバー部材５とを組み合わせて構成されるが、ここでのケース部材４はケーシング２の側面と下面を形成し、またカバー部材５はケーシング２の上面を形成している。またケース部材４の中央には、カバー部材５に向けて上方に突出する筒状のスリーブ３１が一体的に形成され、そのスリーブ３１内に回転軸３を軸支する軸受要素３２が嵌合される。勿論、それに代わって、ケーシング２を第１実施例で示したような構成にしても構わないし、逆に本実施例で示したスリーブ３１や軸受要素３２を含めたケーシング２の構成を、第１実施例に適用させても構わない。
【００４２】
回転軸３の周囲において、スリーブ３１の外周には、ボス部１１で覆われるようにステータ３３が装着される。このステータ３１とマグネット１６との電磁気的作用によって、ロータフレーム１７に取付けられた羽根車１が回転軸３を中心に矢印Ｒの方向（羽根車１の上面からみて反時計方向）に回転するようになっている。
【００４３】
羽根車１は、リング状の上側シュラウド１４と下側シュラウド２２との間に羽根１３を配置してなるものの、前記第１整流板１５に代わって、リング状の中間シュラウド３４が設けられており、この中間シュラウド３４とボス部１１の外周側面との間を複数本のスポーク状の連結部２１で連結している。連結部２１は、羽根車１の軸方向の中間部に位置して、ボス部１１の外周側面から中間シュラウド３４に向けて四方水平に延びており、羽根車１の主板１２は、ボス部１１，連結部２１および中間シュラウド３４により構成される。また、ボス部１１と中間シュラウド３４との間には、連結部２１を除く部分で開口３３が形成される。本実施例の羽根車１はその上部と下部にそれぞれ空気取り入れ口２５，３５が設けられている関係で、ケーシング２の上面のみならず下面にも、対向する空気取り入れ口２５に空気を導く吸気口７，３７が設けられる。なお、連結部２１におけるスポークの形状については問わない。
【００４４】
図８に示すように、本実施例の羽根車１は、各羽根１３の上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａに対して、下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂを矢印Ｒの回転方向にずらして配置し、全ての羽根１３をひねらせたことに特徴を有している。つまり、各羽根１３は回転軸３の方向に沿って、上側シュラウド１４や下側シュラウド２２と垂直にではなく、下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂが上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａよりも矢印Ｒの回転方向に向かうように、回転軸３の方向に対して傾斜して配置される。ここでは、曲面のない平面だけで形成された平板状の各羽根１３を、ボス部１１の周囲にねじった状態で配置したり、少なくとも回転方向に向かう面または回転方向の反対側になる面を曲面に形成したねじれ板状の各羽根１３を、ボス部１１の周囲にさらにねじった状態で配置したりしてもよく、要はケーシング２内の空気流Ｓ（図６を参照）をスムーズに、流れ方向が局所的に偏らないように各羽根１３がねじられて配置されればよい。
【００４５】
また図６に示すように、本実施例の羽根車１は、上側シュラウド１４と下側シュラウド２２との間に中間シュラウド３３を配設しているが、これらの各部を成形する際の型構造を容易にするために、下側シュラウド２２の内周径が上側シュラウド１４の外周径とほぼ同一で、上側シュラウド１４の内周径が中間シュラウド３３の外周径とほぼ同一に形成される。好ましくは、回転軸３の方向に移動する可動型（図示せず）の開閉を支障なく行えるように、下側シュラウド２２の内周径が上側シュラウド１４の外周径よりも若干大きく、上側シュラウド１４の内周径が中間シュラウド３３の外周径よりも若干大きく形成される。
【００４６】
また変形例として、上側シュラウド１４の内周径が下側シュラウド２２の外周径とほぼ同じで（好ましくは、下側シュラウド２２の外周径よりも若干大きく）、下側シュラウド２２の内周径が中間シュラウド３３の外周径とほぼ同じに（好ましくは、中間シュラウド３３の外周径よりも若干大きく）形成してもよい。上側シュラウド１４，下側シュラウド２２，中間シュラウド３３は、本実施例のようにリング状でなくてもよいが、中間シュラウド３３の外側形状を上側シュラウド１４または下側シュラウド２２の内側形状とほぼ同一に形成することで、入れ子などの特別な型構造を必要とせずに、簡単な型構造にて中間シュラウド３３を上側シュラウド１４または下側シュラウド３３と一体的に形成することが可能になる。なお、それ以外の構成は第１実施例と共通であるため、ここではその説明を省略する。
【００４７】
次に、上記構成におけるモータの作用について説明する。リード線１８を介してステータ３３の巻線に通電すると、マグネット１６との電磁気的作用によってロータフレーム１７に取付けられた羽根車１に回転力が発生し、ケーシング２の吸気口７，３７から羽根車１の空気取り入れ口２５，３５にそれぞれ入る空気の流れが、羽根車１の遠心力により回転軸３に沿った方向から羽根車１の外周方向に転換され、各羽根１３の間を通過して各吸気口７，３７に直交する方向に設けたケーシング２の排気口８から送出される。
【００４８】
図６には、このときのケーシング２内における空気流Ｓが矢印の向きで示されている。羽根車１の空気取り入れ口２５，３５から外周側の羽根１３に向かう空気は、中間シュラウド３３により羽根１３の上部と下部にそれぞれ整流されながら各羽根１３の間を通過する。このとき、羽根車１の回転方向において、羽根１３は上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａよりも、下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂが先に到達するため、吸気口７からの空気が、ケーシング２内の上面側に導かれることなく全て羽根車１の空気取り入れ口２５に誘導され、従来例のような片寄り渦流Ｓ’（図１１を参照）の発生を防止できる。そして、羽根１３を囲むケーシング２内の上下の風の分布を均一化するように調整できるので、片寄り渦流Ｓ’の発生や、ケーシング２内の上面側への無駄な流れをなくすることができる。
【００４９】
図９は、従来例と本実施例における風量−静圧特性を比較したものである。同図において、風量と静圧の関係はどの領域においても従来例と本実施例で殆ど違いが見られないが、同じ静圧（＝０Ｐａ）において、従来例のファンの騒音レベルは３７．５ｄＢＡであるのに対して、本実施例におけるファンの騒音レベルは３６．４ｄＢＡに低減改善されている。つまり本実施例のファンでは、羽根１３を回転軸３に沿ってではなく、意図的にひねって配置することで、ケーシング２の各吸気口７，３７から吸い込まれた空気を、偏りなくスムーズに羽根車１の空気取り入れ口２５，３５に誘導して、同じ風量−静圧特性で騒音の低減を図ることが可能になる。
【００５０】
図１０は、上記実施例の代替例となる羽根車１の斜視図である。ここでの羽根車１は、各羽根１３の上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａに対して、下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂを矢印Ｒの回転方向の反対にずらして配置し、全ての羽根１３をひねらせたことに特徴を有している。つまり、各羽根１３は回転軸３の方向に沿って、上側シュラウド１４や下側シュラウド２２と垂直にではなく、上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａが下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂよりも矢印Ｒの回転方向に向かうように、回転軸３の方向に対して傾斜して配置される。この場合も、曲面のない平面だけで形成された平板状の各羽根１３を、ボス部１１の周囲にねじった状態で配置したり、少なくとも回転方向に向かう面または回転方向の反対側になる面を曲面に形成したねじれ板状の各羽根１３を、ボス部１１の周囲にさらにねじった状態で配置したりしてもよい。当該羽根１３以外は、上記図６〜８に示すファンと同一の構成を有するので、説明は省略する。
【００５１】
そして、上記実施例と同様に羽根車１に回転力が発生すると、ケーシング２の吸気口７，３７から羽根車１の空気取り入れ口２５，３５にそれぞれ入る空気の流れが、羽根車１の遠心力により回転軸３に沿った方向から羽根車１の外周方向に転換され、各羽根１３の間を通過して各吸気口７，３７に直交する方向に設けたケーシング２の排気口８から送出される。
【００５２】
ここで、羽根車１の空気取り入れ口２５，３５から外周側の羽根１３に向かう空気は、中間シュラウド３３により羽根１３の上部と下部にそれぞれ整流されながら各羽根１３の間を通過するが、羽根車１の回転方向において、羽根１３は下側シュラウド２２に連結する部位１３Ｂよりも、上側シュラウド１４に連結する部位１３Ａが先に到達するため、各吸気孔７，３７から空気取り入れ口２５，３５にそれぞれ導かれる空気の量を適切に調整することができる。そして、羽根１３を囲むケーシング２内の風の分布を任意の位置に調整することで、ファンにダクトなどを取り付けた状態で、騒音の低減を図ることが可能になる。
【００５３】
以上のように本実施例のファンは、一側シュラウドである上側シュラウド１４と他側シュラウドである下側シュラウド２２との間に複数の羽根１３を配置したファンにおいて、上側シュラウド１４側の部位１３Ａに対して下側シュラウド２２側の部位１３Ｂを矢印Ｒに示す回転方向にずらして、羽根１３を羽根車１の周方向に並べて配置している。
【００５４】
このようにすると、羽根１３を上側シュラウド１４および下側シュラウド２２に対して垂直にではなく、上側シュラウド１４側の部位１３Ａに対して下側シュラウド２２側の部位１３Ｂを、矢印Ｒに示す回転方向にずらしてひねることで、羽根１３を囲むケーシング２内の上下の風の分布を均一化するように調整して、渦流の発生や無駄な流れをなくし、風量−静圧特性がほぼ同等のまま騒音の低減を図ることが可能になる。
【００５５】
また代替例として、上側シュラウド１４側の部位１３Ａに対して下側シュラウド２２側の部位１３Ｂを矢印Ｒに示す回転方向とは反対の方向にずらして、羽根１３を羽根車１の周方向に並べて配置してもよい。
【００５６】
この場合も、羽根１３を上側シュラウド１４および下側シュラウド２２に対して垂直にではなく、上側シュラウド１４側の部位１３Ａに対して下側シュラウド２２側の部位１３Ｂを、矢印Ｒに示す回転方向の反対にずらしてひねることで、羽根１３を囲むケーシング２内の上下の風の分布を任意の位置に調整することができ、例えばダクトなどを取り付けた状態での騒音の低減を図ることが可能になる。
【００５７】
また本実施例では、上側シュラウド１４と下側シュラウド２２との間に中間シュラウド３３を配設し、この中間シュラウド３３の外側形状を上側シュラウド１４または下側シュラウド２２の内側形状とほぼ同一に形成している。
【００５８】
このようにすれば、中間シュラウド３３の外側形状を上側シュラウド１４または下側シュラウド２２の内側形状とほぼ同一に形成することで、入れ子などの特別な型構造を用いることなく中間シュラウド３３を配設することができ、ファンを製造する上での型構造を容易にすることができる。
【００５９】
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、第１整流板１５を羽根車１の全周にわたって設けるのではなく、周方向で部分的に間隔を有して設けてもよい。また、図４に示すボス部１１の特徴を第２実施例に組み込んでもよいなど、第１実施例と第２実施例の各部の特徴を適宜組み合わせたファンを構成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 羽根車
７ 吸気口
８ 排気口
１１ ボス部
１３ 羽根
１４ 上側シュラウド（一側シュラウド）
１５ 第１整流板
２２ 下側シュラウド（他側シュラウド）
２９ 第２整流板
３３ 中間シュラウド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車と、
前記羽根車の軸方向に吸気口を設け、前記羽根車の外周方向に排気口を設けたケーシングとを有し、
前記羽根車の軸方向の中間部に第１整流板を有し、
前記第１整流板は、前記羽根車の外周に向けて下向きに設けられることを特徴とするファン。
【請求項２】
前記羽根車はボス部の周囲に複数の羽根を配置してなり、前記ボス部の高さは前記羽根の高さの２／３以下であることを特徴とする請求項１記載のファン。
【請求項３】
前記ケーシングの内部に第２整流板を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のファン。
【請求項４】
一側シュラウドと他側シュラウドとの間に羽根を配置したファンにおいて、
前記一側シュラウド側の部位に対して前記他側シュラウド側の部位を回転方向にずらして、前記羽根を配置したことを特徴とするファン。
【請求項５】
一側シュラウドと他側シュラウドとの間に羽根を配置したファンにおいて、
前記一側シュラウド側の部位に対して前記他側シュラウド側の部位を回転方向の反対にずらして、前記羽根を配置したことを特徴とするファン。
【請求項６】
前記一側シュラウドと前記他側シュラウドとの間に中間シュラウドを配設し、
前記中間シュラウドの外側形状を前記一側シュラウドまたは前記他側シュラウドの内側形状とほぼ同一に形成したことを特徴とする請求項４または５に記載のファン。
【請求項１】
羽根車と、
前記羽根車の軸方向に吸気口を設け、前記羽根車の外周方向に排気口を設けたケーシングとを有し、
前記羽根車の軸方向の中間部に第１整流板を有し、
前記第１整流板は、前記羽根車の外周に向けて下向きに設けられることを特徴とするファン。
【請求項２】
前記羽根車はボス部の周囲に複数の羽根を配置してなり、前記ボス部の高さは前記羽根の高さの２／３以下であることを特徴とする請求項１記載のファン。
【請求項３】
前記ケーシングの内部に第２整流板を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のファン。
【請求項４】
一側シュラウドと他側シュラウドとの間に羽根を配置したファンにおいて、
前記一側シュラウド側の部位に対して前記他側シュラウド側の部位を回転方向にずらして、前記羽根を配置したことを特徴とするファン。
【請求項５】
一側シュラウドと他側シュラウドとの間に羽根を配置したファンにおいて、
前記一側シュラウド側の部位に対して前記他側シュラウド側の部位を回転方向の反対にずらして、前記羽根を配置したことを特徴とするファン。
【請求項６】
前記一側シュラウドと前記他側シュラウドとの間に中間シュラウドを配設し、
前記中間シュラウドの外側形状を前記一側シュラウドまたは前記他側シュラウドの内側形状とほぼ同一に形成したことを特徴とする請求項４または５に記載のファン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１０７５６１（Ｐ２０１２−１０７５６１Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５６６０７（Ｐ２０１０−２５６６０７）
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（３９００１０１６８）東芝ホームテクノ株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（３９００１０１６８）東芝ホームテクノ株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
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