送風機
【課題】バランス調整用のバランサを備える送風機において、ファンによる空気の流れを乱すことなく、異音の発生を防止する。
【解決手段】回転することで空気に運動量を与えるファン１、２と、ファン１、２の回転軸となるシャフト３２と、シャフト３２を中心に回転可能な複数の振り子６１と、複数の振り子６１を収容する振り子収容部６２とを備え、複数の振り子６１を、互いにシャフト３２の軸方向にずれて配置する。
【解決手段】回転することで空気に運動量を与えるファン１、２と、ファン１、２の回転軸となるシャフト３２と、シャフト３２を中心に回転可能な複数の振り子６１と、複数の振り子６１を収容する振り子収容部６２とを備え、複数の振り子６１を、互いにシャフト３２の軸方向にずれて配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バランス調整用のバランサを備える送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転体であるファンとモータの振動を打ち消すために、ファンと、ファンを固定するワッシャとの間に、錘（ボール）を移動可能に配設することによって自動的にバランス調整する電動送風機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の送風機では、錘同士が衝突して異音が発生するおそれがあった。これに対し、非特許文献１には、錘に代えて振り子を設けた振り子バランサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９４９８３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｒｏｌａｎｄ Ｈｏｒｖａｔｈ，Ｇｅｏｒｇｅ Ｔ．Ｆｌｏｗｅｒｓ，ａｎｄ Ｊｅｒｒｙ Ｆａｕｓｚ，“Ｐａｓｓｉｖｅ Ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｏｆ Ｒｏｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｕｓｉｎｇ Ｐｅｎｄｕｌｕｍ Ｂａｌａｎｃｅｒｓ”，ＡＳＭＥ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．１３０（２００８），ｐｐ．０４１０１１．１−０４１０１１．１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１の従来技術によると、錘同士が衝突して異音が発生することを防止できる。しかしながら、当該従来技術の振り子バランサを送風機に適用すると、ファンによる空気の流れと振り子とが干渉して、空気の流れを乱すおそれがある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、バランス調整用のバランサを備える送風機において、ファンによる空気の流れを乱すことなく、異音の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転することで空気に運動量を与えるファン（１、２）と、ファン（１、２）の回転軸となるシャフト（３２）と、シャフト（３２）を中心に回転可能な複数の振り子（６１）と、複数の振り子（６１）を収容する振り子収容部（６２）とを備え、複数の振り子（６１）は、互いにシャフト（３２）の軸方向にずれて配置されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、複数の振り子（６１）を互いにシャフト（３２）の軸方向にずれて配置しているので、振り子（６１）同士が衝突して異音が発生することを防止できる。また、複数の振り子（６１）を収容する振り子収容部（６２）を備えているので、ファン（１、２）による空気の流れが振り子（６１）と直接干渉（衝突）して、空気の流れが乱れることを抑制できる。したがって、ファン（１、２）による空気の流れを乱すことなく、異音の発生を防止することが可能となる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の送風機において、ファン（１、２）は、シャフト（３２）が結合されるボス（２４）を有し、振り子収容部（６２）は、ボス（２４）に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
ここで、本発明における「振り子収容部（６２）はボス（２４）に設けられている」は、振り子収容部（６２）がボス（２４）自体に設けられていることのみを意味するものではなく、振り子収容部（６２）がボス（２４）と一体に形成されていること、および振り子収容部（６２）がボス（２４）の近傍に設けられることも含む意味のものである。
【００１２】
これによると、空気の流れが比較的弱い領域に振り子収容部（６２）が設けられることとなるので、振り子収容部（６２）がファン（１、２）による空気の流れを乱すことを抑制できる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の送風機において、振り子収容部（６２）は、ファン（１）の空気吸入側に向かって先細る形状になっていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、ファン（１）による空気の流れを錘収容部（６２）によって整えることができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の送風機において、ファンとして、第１ファン（１）および第２ファン（２）が設けられており、振り子収容部（６２）は、第１ファン（１）および第２ファン（２）の間に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
これによると、空気の流れが比較的弱い領域に振り子収容部（６２）が設けられることとなるので、振り子収容部（６２）がファン（１、２）による空気の流れを乱すことをより抑制できる。
【００１７】
具体的には、請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機において、振り子（６１）は、シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された板状部材（６１ａ）を含んで構成されていてもよい。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機において、振り子（６１）は、シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された板状部材（６１ａ）と、板状部材（６１ａ）に接続された錘（６１ｃ）とを含んで構成されていることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、小さい重量増加量で効率良く慣性モーメントを増加させることができるので、効率良く振動を低減するとともに、板状部材（６１ａ）および錘（６１ｃ）からなるバランサ（６）の小型化を図ることができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機において、振り子（６１）は、リング状に形成されたリング状部材（６１ｄ）を含んで構成されており、リング状部材（６１ｄ）は、当該リング状部材（６１ｄ）の内周面とシャフト（３２）とが接触可能に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、リング状部材（６１ｄ）とシャフト（３２）との接触面積が小さくなり、摺動抵抗が小さくなるので、振り子（６１）をシャフト（３２）に対してスムーズに回転させることができる。
【００２２】
また、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機において、振り子（６１）は、シャフト（３２）に対して回転可能に接続されたワイヤ（６１ｆ）と、ワイヤ（６１ｆ）に接続された錘（６１ｇ）とを含んで構成されていることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、ファン（１、２）の回転速度が遅い場合には、錘（６１ｇ）に作用する遠心力が小さく、錘（６１ｇ）が鉛直方向下方側に垂れ下がったままの状態となり、振り子バランサとして作動しない。このため、錘（６１ｇ）が遠心力により重心（Ｇ）と同一方向に配置されることを防止できる。したがって、ファン（１、２）の低速回転時に錘（６１ｇ）による系のアンバランスの増加を抑制することが可能となる。
【００２４】
また、請求項９に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機において、振り子（６１）は、シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された第１アーム部（６１ｈ）と、一端が第１アーム部（６１ｈ）に支持されるとともに、他端に錘（６１ｇ）が接続された第２アーム部（６１ｉ）とを含んで構成されており、第２アーム部（６１ｉ）は、第１アーム部（６１ｈ）との接続部を中心に回転可能に支持されていることを特徴とする。
【００２５】
これによれば、ファン（１、２）の回転速度が遅い場合には、錘（６１ｇ）に作用する遠心力が小さく、錘（６１ｇ）が鉛直方向下方側に垂れ下がったままの状態となり、振り子バランサとして作動しない。このため、錘（６１ｇ）が遠心力により重心（Ｇ）と同一方向に配置されることを防止できる。したがって、ファン（１、２）の低速回転時に錘（６１ｇ）による系のアンバランスの増加を抑制することが可能となる。
【００２６】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態における送風機を示す断面図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態におけるバランサを示す平面図、（ｂ）は第１実施形態におけるバランサを示す断面図である。
【図３】図１の送風機の構成を簡潔なモデルで示したものである。
【図４】第１実施形態による振動低減効果を示すグラフである。
【図５】（ａ）は第２実施形態におけるバランサを示す平面図、（ｂ）は第２実施形態におけるバランサを示す断面図である。
【図６】（ａ）は第３実施形態におけるバランサを示す平面図、（ｂ）は第３実施形態におけるバランサを示す断面図である。
【図７】（ａ）は第４実施形態におけるバランサを示す平面図、（ｂ）は第４実施形態におけるバランサを示す断面図である。
【図８】（ａ）は第４実施形態におけるバランサを示す平面図、（ｂ）は第４実施形態におけるバランサを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。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。
【００２９】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態を説明する。図１に示す送風機は、車両用空調装置の室内ユニット（図示せず）に用いられ、室内ユニットの内外気切替箱により導入された外気および内気を吸入し、吸入した空気を室内ユニットの空調ユニットに向けて送風する。以下、図１等に示す上下の矢印は、車両搭載状態における各方向を示している。
【００３０】
送風機は、車室外空気（外気）および車室内空気（内気）の両方を区分して吸入可能な内外気２層式送風機であり、第１ファン１、第２ファン２、電動モータ３およびケーシング４等を有している。
【００３１】
第１ファン１および第２ファン２は、電動モータ３により回転駆動されて遠心方向に空気を吹き出す遠心式多翼ファンである。第１ファン１および第２ファン２は同軸状に配置されている。送風機の車両搭載状態では、第１ファン１が第２ファン２の上方側に位置している。本例では、第１ファン１および第２ファン２は樹脂にて一体成形されている。
【００３２】
電動モータ３は、モータ本体部３１と、モータ本体部３１から突出するシャフト３２とを有している。シャフト３２は、第１ファン１および第２ファン２の回転軸をなすものであり、送風機の車両搭載状態では上下方向に延びている。モータ本体部３１は、送風機の車両搭載状態では第１ファン１および第２ファン２の下方側に位置している。
【００３３】
ケーシング４は、第１ファン１を収容する第１スクロール部４１と、第２ファン２を収容する第２スクロール部４２と、電動モータ３のモータ本体部３１を収容するモータ収容部４３とを有している。
【００３４】
第１スクロール部４１には、ファン軸方向の一端側（電動モータ３の反対側）に向かって開口した第１吸入口４１１が形成されている。第１吸入口４１１の外縁部には、第１ファン１の内側に向かって延びるベルマウスが形成されている。第１スクロール部４１の内部には、第１ファン１から吹き出された空気を集合させる渦巻き状の流路が形成されている。
【００３５】
第２スクロール部４２には、ファン軸方向の他端側（電動モータ３側）に向かって開口した第２吸入口４２１が形成されている。第２吸入口４２１の外縁部には、第２ファン２の内側に向かって延びるベルマウスが形成されている。第２スクロール部４２の内部には、第１ファン１から吹き出された空気を集合させる渦巻き状の流路が形成されている。
【００３６】
ケーシング４の内部において、スクロール部４１、４２の外側には、第２吸入口４２１へ空気を導く導入通路４４が形成されている。
【００３７】
モータ収容部４３は、ケーシング４の壁面を第２吸入口４２１側に向かって窪ませることによって形成されている。
【００３８】
第１ファン１は、回転軸の周りに板状の翼部１１（ブレード）が多数枚配置された構成になっている。多数枚の翼部１１は、第１吸入口４１１側の端部が側板１２によって連結され、その反対側の端部が主板１３によって連結されている。側板１２は、多数枚の翼部１１を第１ファン１の外周側から締める箍の役割を果たすように環状に形成されている。主板１３は、多数枚の翼部１１を第１ファン１の底面側（反空気吸入側）から覆う円板状に形成されている。
【００３９】
本例では、側板１２は、ファン軸方向と平行な直線状の断面形状になっている。側板１２は、翼部１１間の空気流路の断面積がファン径方向の内側から外側に向かって縮小するように、翼部１１間を流通する主流の流線に沿うような略円弧状の断面形状になっていてもよい。
【００４０】
第２ファン２も、第１ファン１と同様に回転軸の周りに板状の翼部２１（ブレード）が多数枚配置された構成になっている。第２ファン２の翼部２１は、第２吸入口４２１側の端部が箍状の側板２２によって連結され、その反対側の端部が円板状の主板２３によって連結されている。
【００４１】
主板２３の中心部には、電動モータ３のシャフト３２が結合される円筒状のボス２４が形成されている。ボス２４は、第１ファン１の主板１３の中心部に連結されている。
【００４２】
電動モータ３のモータ本体部３１は、コア３１１、ロータ３１２、マグネット３１３、軸受３１４およびセンターピース３１５等を有している。コア３１１は、センターピース３１５を介してケーシング４に固定されている。センターピース３１５には２つの軸受３１４が固定されている。２つの軸受３１４は、第１、第２ファン１、２の外部にてシャフト３２を支持している。ロータ３１２はシャフト３２に固定され、マグネット３１３はロータ３１２に固定されている。
【００４３】
シャフト３２、軸受３１４、回路部（図示せず）などのモータ構成部品を外部の塵、汚れから保護するために、ケーシング４にはモータカバー５が取り付けられている。
【００４４】
外部電源（図示せず）によりコア３１１に通電すると磁束変化が生じ、マグネット３１３を引き寄せる力が発生するので、マグネット３１３、ロータ３１２、シャフト３２およびファン１、２がシャフト３２の中心軸回りに一体となって回転運動する。
【００４５】
ボス２４の近傍（ファンボス部）には、回転による振動を低減するためのバランサ６が設けられている。具体的には、バランサ６は、第１ファン１の内側かつ主板１３の中心部に設けられている。換言すれば、バランサ６は、ボス２４よりも電動モータ３から離れた側（反モータ側）に配置されている。また、バランサ６は、第２ファン２よりも電動モータ３から離れた側（反モータ側）に配置されている。つまり、バランサ６は、第１ファン１および第２ファン２の間に配置されている。
【００４６】
バランサ６は、ファン１、２を中心に回転可能な複数（本実施形態では２つ）の振り子６１と、複数の振り子６１を収容する振り子収容部６２とを有する振り子式バランサである。このバランサ６は、振り子６１が振り子収容部６２に形成された収容空間６２１内でシャフト３２を中心に回転することによってバランスを自動調整する。２つの振り子６１は、互いにシャフト３２の軸方向（本実施形態では上下方向）にずれて配置されている。
【００４７】
本例では、振り子収容部６２は、ボス２４と一体に形成された本体部６２２を、カバー部材６２３で覆うことによって構成されている。カバー部材６２３は、主板１３から第１吸入口４１１側（第１ファン１の空気吸入側）に向かって先細り状に突出している。図１の例では、カバー部材６２３は円錐台状になっているが、円柱の角を落とした形状（Ｒ面取り、Ｃ面取り）になっていてもよい。
【００４８】
図２（ａ）は本第１実施形態におけるバランサ６を示す平面図、図２（ｂ）は本第１実施形態におけるバランサ６を示す断面図である。図２に示すように、振り子６１は、樹脂製の板状部材６１ａを有している。板状部材６１ａの長手方向一端部には、貫通穴６１ｂが形成されている。貫通穴６１ｂには、シャフト３２が挿通されている。これにより、板状部材６１ａは、貫通穴６１ｂにシャフト３２が挿通された状態でシャフト３２を中心に自由に回転することができるようになっている。
【００４９】
次に、上記構成における作動を説明する。電動モータ３がファン１、２を回転駆動すると、ファン１、２の翼部１１、２１が空気に運動量を与える。これにより、スクロール部４１、４２の吸入口４１１、４２１から空気が吸引され、ファン１、２の外周部から空気が送り出される。送り出された空気はスクロール部４１、４２の渦巻き状の流路に集められ、スクロール部４１、４２の吐出口（図示せず）から空調ユニット（図示せず）に送り出される。
【００５０】
ここで、ファン１、２の回転バランスについて説明する。図３は、上記構成を簡潔なモデルで示したものである。図３（ａ）は、ファン１、２、シャフト３２、ロータ３１２およびマグネット３１３からなる回転体Ｒの静止状態（回転速度ω＝０）の状態を示し、図３（ｂ）は回転体Ｒの回転速度ωが危険速度ωｃより低い状態（ω＜ωｃ）を状態を示し、図３（ｃ）は回転体Ｒの回転速度ωが危険速度ωｃより大きい状態（ω＞ωｃ）を示している。
【００５１】
図３（ａ）に示すように、ファン１、２、シャフト３２、ロータ３１２およびマグネット３１３からなる回転体Ｒの慣性主軸Ａは、シャフト３２の中心軸と微小なズレを持つ。この微小なズレは、製造上の誤差等に起因するものである。
【００５２】
そのため、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転体Ｒが回転することで発生する遠心力Ｆｃによりモーメントが発生し、軸受３１４を支える支持部材（図１の例ではセンターピース３１５）が変形して、２つの軸受３１４間の特定の点Ｃを中心にシャフト３２の中心軸は傾いて振れ回る。
【００５３】
図３（ｂ）に示すように、回転体Ｒは、危険速度ωｃより低い回転速度ω（回転数）では遠心力ＦｃによるモーメントはジャイロモーメントＭｇよりも大きいため、重心Ｇ及び慣性主軸Ａはシャフト３２の中心軸の外側を振れ回る。換言すれば、重心Ｇ及び慣性主軸Ａは、傾いている実際のシャフト３２の中心軸に対して、回転速度ω＝０で傾いていないときのシャフト３２の中心軸（図３（ｂ）の一点鎖線）の反対側に位置する。
【００５４】
それに対し、図３（ｃ）に示すように、回転体Ｒは、危険速度ωｃより大きい回転速度ω（回転数）ではジャイロモーメントＭｇが遠心力Ｆｃによるモーメントよりも大きいため、重心Ｇ及び慣性主軸Ａはシャフト３２の中心軸の内側に入る。換言すれば、重心Ｇ及び慣性主軸Ａは、傾いている実際のシャフト３２の中心軸と、回転速度ω＝０で傾いていないときのシャフト３２の中心軸（図３（ｃ）の一点鎖線）との間に位置する。
【００５５】
このとき、バランサ６の振り子６１は遠心力によって重心Ｇと釣合う位置に自動的に配置されるので、バランサ６の振り子６１と重心Ｇおよび慣性主軸Ａが釣合いの位置関係になる。そのため、シャフト３２の振れ幅を小さくして振動を低減することができる。
【００５６】
しかも、バランサ６は、軸受３１４から離れたファンボス部に配置されているので、シャフト３２の傾き中心Ｃから振り子６１までの距離を大きく取ることができる。このため、振り子６１によるバランス調整効果を有効に発揮することができる。
【００５７】
また、バランサ６によって重量が増加するので、傾き中心Ｃ回りの慣性モーメントが増加してジャイロモーメントＭｇも増加する。このため、危険速度以上の回転数での振動を更に低減することができる。
【００５８】
しかも、バランサ６は、軸受３１４から離れたファンボス部に配置されているので、小さい重量増加量で効率良く慣性モーメントを増加させることができるので、効率良く振動を低減することができる。
【００５９】
本実施形態による振動低減効果の例を図４に示す。図４の比較例は、バランサ６がない送風機における振動を示している。
【００６０】
本実施形態では、複数の振り子６１を互いにシャフト３２の軸方向にずれて配置しているので、振り子６１同士が衝突して異音が発生することを防止できる。さらに、複数の振り子６１を振り子収容部６２に収容しているので、第１ファン１および第２ファン２による空気の流れ（吸入口４１１、４２１からファン外周側に向かう空気の流れ）が振り子６１と直接干渉（衝突）して当該空気の流れが乱れることを抑制できる。したがって、ファン１、２による空気の流れを乱すことなく、異音の発生を防止できる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、バランサ６が、第１ファン１と第２ファン２との間、且つ、ファンボス部（空気の流れが比較的弱い領域）に配置されているので、バランサ６が第１ファン１および第２ファン２による空気の流れを乱して送風騒音を増加させることを極力抑制することができるとともに、ファン内部の空間を有効に活用してバランサ６を効率的に配置することができる。
【００６２】
さらに、振り子収容部６２のカバー６２３は、第１ファン１の第１空気吸入口４１１側に向かって細くなる円錐台状に形成されているので、第１ファン１による空気の流れを振り子収容部６２によって整えて送風騒音を抑制することができる。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５に基づいて説明する。本第２実施形態では、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、振り子６１の板状部材６１ａの長手方向における貫通穴６１ｂと反対側の端部には、金属製の錘６１ｃが設けられている。
【００６４】
本実施形態によると、小さい重量増加量で効率良く慣性モーメントを増加させることができるので、効率良く振動を低減するとともに、バランサ６の小型化を図ることができる。
【００６５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６に基づいて説明する。本第３実施形態では、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、振り子６１は、リング状に形成されたリング状部材６１ｄを有している。リング状部材６１ｄは、その内周面とシャフト３２とが接触可能に配置されている。本例では、リング状部材６１ｄは、リングの周方向に直交する断面形状が円形状となるように形成されている。
【００６６】
また、２つのリング状部材６１ｄの間には、シャフト３２を中心とする円板形状に形成された円板部材６１ｅが設けられている。円板部材６１ｅは、シャフト３２に固定されている。これにより、２つのリング状部材６１ｄが互いに接触しないようになっている。
【００６７】
本実施形態によれは、上記第１、第２実施形態と比較して、振り子６１であるリング状部材６１ｄとシャフト３２との接触面積が小さくなり、摺動抵抗が小さくなるので、振り子６１をシャフト３２に対してスムーズに回転させることができる。
【００６８】
さらに、リング状部材６１ｄをリングの周方向に直交する断面形状が円形状となるように形成することで、リング状部材６１ｄとシャフト３２とが点接触となる。すなわち、リング状部材６１ｄとシャフト３２との接触面積がより小さくなるので、振り子６１をシャフト３２に対してよりスムーズに回転させることができる。
【００６９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図７に基づいて説明する。本第４実施形態では、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、振り子６１は、シャフト３２を中心に回転可能なワイヤ６１ｆと、このワイヤ６１ｆの先端に接続された錘６１ｇとを有して構成されている。ワイヤ６１ｆは、シャフト３２に対して回転可能に接続されている。
【００７０】
２つの振り子６１の間には、シャフト３２を中心とする円板形状に形成された円板部材６１ｅが設けられている。円板部材６１ｅは、シャフト３２に固定されている。また、円板部材６１ｅの径方向長さは、ボス２４の径方向長さよりも長くなっている。
【００７１】
これにより、２つの振り子６１のうち、鉛直方向上側に配置される振り子６１（以下、上側振り子６１１という）の錘６１ｇは、鉛直方向下側に配置される振り子６１（以下、下側振り子６１２という）の錘６１ｇよりもファン１、２の径方向外側を回転する。したがって、上側振り子６１１の錘６１ｇと下側振り子６１２の錘６１ｇとが、互いに干渉（接触）することを防止できる。
【００７２】
次に、上記構成における作動を説明する。ファン１、２が回転すると錘６１ｇには遠心力が作用する。ファン１、２の回転速度が遅い（例えば、危険速度ωｃより低い回転速度）と、錘６１ｇに作用する遠心力は小さいので、錘６１ｇは垂れ下がったままの状態となり、振り子バランサとして作動しない。
【００７３】
ファン１、２の回転速度が速くなると、錘６１ｇに作用する遠心力が大きくなる。このため、ファン１、２の回転速度が所定速度（例えば、危険速度ωｃ）より速くなると、錘６１ｇが図７（ｂ）の破線矢印の方向に移動し、振り子バランサとして作動する。すなわち、錘６１ｇはシャフト３２を中心に自由に回転し、図３（ｃ）に示すように、遠心力によって重心Ｇと釣合う位置に自動的に配置されるので、錘６１ｇと重心Ｇおよび慣性主軸Ａが釣合いの位置関係になる。そのため、シャフト３２の振れ幅を小さくして振動を低減することができる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態では、危険速度ωｃより低い回転速度ωではバランサ６の錘６１ｇが垂れ下がったままの状態となり、振り子バランサとして作動しないので、錘６１ｇが遠心力により重心Ｇと同一方向に配置されることを防止できる。これにより、低速回転時に錘６１ｇ（振り子６１）による系のアンバランスの増加を抑制することが可能となる。このため、錘６１ｇによる系のアンバランスの増加に起因する振動の増加を抑制することができる。
【００７５】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図８に基づいて説明する。本第５実施形態は、上記第４実施形態と比較して、アーム部６１ｈ、６１ｉによって錘６１ｇをシャフト３２に対して回転可能に支持した点が異なるものである。
【００７６】
具体的には、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、振り子６１は、第１アーム部６１ｈ、第２アーム部６１ｉ、錘６１ｇ等を有して構成されている。第１アーム部６１ｈは、板状に形成されており、その長手方向一端部がシャフト３２に対して回転可能に嵌合されている。
【００７７】
第１アーム部６１ｈの長手方向他端側には、第２アーム部６１ｉの長手方向一端側が接続されている。第２アーム部６１ｉは、第１アーム部６１ｈの長手方向に直交する方向に延びるピン状部材６１ｊによって、第１アーム部６１ｈに固定（支持）されている。このため、第２アーム部６１ｉは、第１アーム部６１ｈとの固定部を中心に回転可能になっている。また、第２アーム部６１ｈの長手方向他端部には、錘６１ｇが接続されている。
【００７８】
上側振り子６１１の第１アーム部６１ｈの長さは、下側振り子６１２の第１アーム部６１ｈの長さよりも長くなっている。一方、上側振り子６１１の第２アーム部６１ｉの長さは、下側振り子６１２の第２アーム部６１ｉの長さよりも短くなっている。
【００７９】
これにより、上側振り子６１１の錘６１ｇは、下側振り子６１２の錘６１ｇよりもファン１、２の径方向外側を回転する。したがって、上側振り子６１１の錘６１ｇと下側振り子６１２の錘６１ｇとが、互いに干渉（接触）することを防止できる。
【００８０】
なお、本例では、上側振り子６１１の第１アーム部６１ｈおよび第２アーム部６１ｉの合計長さと、下側振り子６１２の第１アーム部６１ｈおよび第２アーム部６１ｉの合計長さとが等しくなっている。
【００８１】
本実施形態によれば、ファン１、２の回転速度が危険速度ωｃより速い場合に、錘６１ｇが図８（ｂ）の破線矢印の方向に移動し、振り子バランサとして作動する。一方、ファン１、２の回転速度が危険速度ωｃより遅い場合には、錘６１ｇが垂れ下がったままの状態となり、振り子バランサとして作動しないので、錘６１ｇが遠心力により重心Ｇと同一方向に配置されることを防止できる。したがって、上記第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【００８３】
（１）上記各実施形態では、ファン１、２として遠心式多翼ファンを用いた例について説明したが、これに限定されるものではなく、軸流ファンや貫流ファン等の種々の形式のファンであってもよい。
【００８４】
（２）上記各実施形態では、送風機として、２つのファンを備える内外気２層式送風機を採用した例について説明したが、これに限定されるものではなく、ファンが１つの単層式送風機であってもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１ 第１ファン（ファン）
２ 第２ファン（ファン）
３２ シャフト
６１ 振り子
６１ａ 板状部材
６１ｃ 錘
６１ｄ リング状部材
６１ｆ ワイヤ
６１ｇ 錘
６１ｈ 第１アーム部
６１ｉ 第２アーム部
６２ 振り子収容部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バランス調整用のバランサを備える送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転体であるファンとモータの振動を打ち消すために、ファンと、ファンを固定するワッシャとの間に、錘（ボール）を移動可能に配設することによって自動的にバランス調整する電動送風機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の送風機では、錘同士が衝突して異音が発生するおそれがあった。これに対し、非特許文献１には、錘に代えて振り子を設けた振り子バランサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９４９８３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｒｏｌａｎｄ Ｈｏｒｖａｔｈ，Ｇｅｏｒｇｅ Ｔ．Ｆｌｏｗｅｒｓ，ａｎｄ Ｊｅｒｒｙ Ｆａｕｓｚ，“Ｐａｓｓｉｖｅ Ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｏｆ Ｒｏｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｕｓｉｎｇ Ｐｅｎｄｕｌｕｍ Ｂａｌａｎｃｅｒｓ”，ＡＳＭＥ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．１３０（２００８），ｐｐ．０４１０１１．１−０４１０１１．１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１の従来技術によると、錘同士が衝突して異音が発生することを防止できる。しかしながら、当該従来技術の振り子バランサを送風機に適用すると、ファンによる空気の流れと振り子とが干渉して、空気の流れを乱すおそれがある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、バランス調整用のバランサを備える送風機において、ファンによる空気の流れを乱すことなく、異音の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転することで空気に運動量を与えるファン（１、２）と、ファン（１、２）の回転軸となるシャフト（３２）と、シャフト（３２）を中心に回転可能な複数の振り子（６１）と、複数の振り子（６１）を収容する振り子収容部（６２）とを備え、複数の振り子（６１）は、互いにシャフト（３２）の軸方向にずれて配置されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、複数の振り子（６１）を互いにシャフト（３２）の軸方向にずれて配置しているので、振り子（６１）同士が衝突して異音が発生することを防止できる。また、複数の振り子（６１）を収容する振り子収容部（６２）を備えているので、ファン（１、２）による空気の流れが振り子（６１）と直接干渉（衝突）して、空気の流れが乱れることを抑制できる。したがって、ファン（１、２）による空気の流れを乱すことなく、異音の発生を防止することが可能となる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の送風機において、ファン（１、２）は、シャフト（３２）が結合されるボス（２４）を有し、振り子収容部（６２）は、ボス（２４）に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
ここで、本発明における「振り子収容部（６２）はボス（２４）に設けられている」は、振り子収容部（６２）がボス（２４）自体に設けられていることのみを意味するものではなく、振り子収容部（６２）がボス（２４）と一体に形成されていること、および振り子収容部（６２）がボス（２４）の近傍に設けられることも含む意味のものである。
【００１２】
これによると、空気の流れが比較的弱い領域に振り子収容部（６２）が設けられることとなるので、振り子収容部（６２）がファン（１、２）による空気の流れを乱すことを抑制できる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の送風機において、振り子収容部（６２）は、ファン（１）の空気吸入側に向かって先細る形状になっていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、ファン（１）による空気の流れを錘収容部（６２）によって整えることができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の送風機において、ファンとして、第１ファン（１）および第２ファン（２）が設けられており、振り子収容部（６２）は、第１ファン（１）および第２ファン（２）の間に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
これによると、空気の流れが比較的弱い領域に振り子収容部（６２）が設けられることとなるので、振り子収容部（６２）がファン（１、２）による空気の流れを乱すことをより抑制できる。
【００１７】
具体的には、請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機において、振り子（６１）は、シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された板状部材（６１ａ）を含んで構成されていてもよい。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機において、振り子（６１）は、シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された板状部材（６１ａ）と、板状部材（６１ａ）に接続された錘（６１ｃ）とを含んで構成されていることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、小さい重量増加量で効率良く慣性モーメントを増加させることができるので、効率良く振動を低減するとともに、板状部材（６１ａ）および錘（６１ｃ）からなるバランサ（６）の小型化を図ることができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機において、振り子（６１）は、リング状に形成されたリング状部材（６１ｄ）を含んで構成されており、リング状部材（６１ｄ）は、当該リング状部材（６１ｄ）の内周面とシャフト（３２）とが接触可能に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、リング状部材（６１ｄ）とシャフト（３２）との接触面積が小さくなり、摺動抵抗が小さくなるので、振り子（６１）をシャフト（３２）に対してスムーズに回転させることができる。
【００２２】
また、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機において、振り子（６１）は、シャフト（３２）に対して回転可能に接続されたワイヤ（６１ｆ）と、ワイヤ（６１ｆ）に接続された錘（６１ｇ）とを含んで構成されていることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、ファン（１、２）の回転速度が遅い場合には、錘（６１ｇ）に作用する遠心力が小さく、錘（６１ｇ）が鉛直方向下方側に垂れ下がったままの状態となり、振り子バランサとして作動しない。このため、錘（６１ｇ）が遠心力により重心（Ｇ）と同一方向に配置されることを防止できる。したがって、ファン（１、２）の低速回転時に錘（６１ｇ）による系のアンバランスの増加を抑制することが可能となる。
【００２４】
また、請求項９に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機において、振り子（６１）は、シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された第１アーム部（６１ｈ）と、一端が第１アーム部（６１ｈ）に支持されるとともに、他端に錘（６１ｇ）が接続された第２アーム部（６１ｉ）とを含んで構成されており、第２アーム部（６１ｉ）は、第１アーム部（６１ｈ）との接続部を中心に回転可能に支持されていることを特徴とする。
【００２５】
これによれば、ファン（１、２）の回転速度が遅い場合には、錘（６１ｇ）に作用する遠心力が小さく、錘（６１ｇ）が鉛直方向下方側に垂れ下がったままの状態となり、振り子バランサとして作動しない。このため、錘（６１ｇ）が遠心力により重心（Ｇ）と同一方向に配置されることを防止できる。したがって、ファン（１、２）の低速回転時に錘（６１ｇ）による系のアンバランスの増加を抑制することが可能となる。
【００２６】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態における送風機を示す断面図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態におけるバランサを示す平面図、（ｂ）は第１実施形態におけるバランサを示す断面図である。
【図３】図１の送風機の構成を簡潔なモデルで示したものである。
【図４】第１実施形態による振動低減効果を示すグラフである。
【図５】（ａ）は第２実施形態におけるバランサを示す平面図、（ｂ）は第２実施形態におけるバランサを示す断面図である。
【図６】（ａ）は第３実施形態におけるバランサを示す平面図、（ｂ）は第３実施形態におけるバランサを示す断面図である。
【図７】（ａ）は第４実施形態におけるバランサを示す平面図、（ｂ）は第４実施形態におけるバランサを示す断面図である。
【図８】（ａ）は第４実施形態におけるバランサを示す平面図、（ｂ）は第４実施形態におけるバランサを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。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。
【００２９】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態を説明する。図１に示す送風機は、車両用空調装置の室内ユニット（図示せず）に用いられ、室内ユニットの内外気切替箱により導入された外気および内気を吸入し、吸入した空気を室内ユニットの空調ユニットに向けて送風する。以下、図１等に示す上下の矢印は、車両搭載状態における各方向を示している。
【００３０】
送風機は、車室外空気（外気）および車室内空気（内気）の両方を区分して吸入可能な内外気２層式送風機であり、第１ファン１、第２ファン２、電動モータ３およびケーシング４等を有している。
【００３１】
第１ファン１および第２ファン２は、電動モータ３により回転駆動されて遠心方向に空気を吹き出す遠心式多翼ファンである。第１ファン１および第２ファン２は同軸状に配置されている。送風機の車両搭載状態では、第１ファン１が第２ファン２の上方側に位置している。本例では、第１ファン１および第２ファン２は樹脂にて一体成形されている。
【００３２】
電動モータ３は、モータ本体部３１と、モータ本体部３１から突出するシャフト３２とを有している。シャフト３２は、第１ファン１および第２ファン２の回転軸をなすものであり、送風機の車両搭載状態では上下方向に延びている。モータ本体部３１は、送風機の車両搭載状態では第１ファン１および第２ファン２の下方側に位置している。
【００３３】
ケーシング４は、第１ファン１を収容する第１スクロール部４１と、第２ファン２を収容する第２スクロール部４２と、電動モータ３のモータ本体部３１を収容するモータ収容部４３とを有している。
【００３４】
第１スクロール部４１には、ファン軸方向の一端側（電動モータ３の反対側）に向かって開口した第１吸入口４１１が形成されている。第１吸入口４１１の外縁部には、第１ファン１の内側に向かって延びるベルマウスが形成されている。第１スクロール部４１の内部には、第１ファン１から吹き出された空気を集合させる渦巻き状の流路が形成されている。
【００３５】
第２スクロール部４２には、ファン軸方向の他端側（電動モータ３側）に向かって開口した第２吸入口４２１が形成されている。第２吸入口４２１の外縁部には、第２ファン２の内側に向かって延びるベルマウスが形成されている。第２スクロール部４２の内部には、第１ファン１から吹き出された空気を集合させる渦巻き状の流路が形成されている。
【００３６】
ケーシング４の内部において、スクロール部４１、４２の外側には、第２吸入口４２１へ空気を導く導入通路４４が形成されている。
【００３７】
モータ収容部４３は、ケーシング４の壁面を第２吸入口４２１側に向かって窪ませることによって形成されている。
【００３８】
第１ファン１は、回転軸の周りに板状の翼部１１（ブレード）が多数枚配置された構成になっている。多数枚の翼部１１は、第１吸入口４１１側の端部が側板１２によって連結され、その反対側の端部が主板１３によって連結されている。側板１２は、多数枚の翼部１１を第１ファン１の外周側から締める箍の役割を果たすように環状に形成されている。主板１３は、多数枚の翼部１１を第１ファン１の底面側（反空気吸入側）から覆う円板状に形成されている。
【００３９】
本例では、側板１２は、ファン軸方向と平行な直線状の断面形状になっている。側板１２は、翼部１１間の空気流路の断面積がファン径方向の内側から外側に向かって縮小するように、翼部１１間を流通する主流の流線に沿うような略円弧状の断面形状になっていてもよい。
【００４０】
第２ファン２も、第１ファン１と同様に回転軸の周りに板状の翼部２１（ブレード）が多数枚配置された構成になっている。第２ファン２の翼部２１は、第２吸入口４２１側の端部が箍状の側板２２によって連結され、その反対側の端部が円板状の主板２３によって連結されている。
【００４１】
主板２３の中心部には、電動モータ３のシャフト３２が結合される円筒状のボス２４が形成されている。ボス２４は、第１ファン１の主板１３の中心部に連結されている。
【００４２】
電動モータ３のモータ本体部３１は、コア３１１、ロータ３１２、マグネット３１３、軸受３１４およびセンターピース３１５等を有している。コア３１１は、センターピース３１５を介してケーシング４に固定されている。センターピース３１５には２つの軸受３１４が固定されている。２つの軸受３１４は、第１、第２ファン１、２の外部にてシャフト３２を支持している。ロータ３１２はシャフト３２に固定され、マグネット３１３はロータ３１２に固定されている。
【００４３】
シャフト３２、軸受３１４、回路部（図示せず）などのモータ構成部品を外部の塵、汚れから保護するために、ケーシング４にはモータカバー５が取り付けられている。
【００４４】
外部電源（図示せず）によりコア３１１に通電すると磁束変化が生じ、マグネット３１３を引き寄せる力が発生するので、マグネット３１３、ロータ３１２、シャフト３２およびファン１、２がシャフト３２の中心軸回りに一体となって回転運動する。
【００４５】
ボス２４の近傍（ファンボス部）には、回転による振動を低減するためのバランサ６が設けられている。具体的には、バランサ６は、第１ファン１の内側かつ主板１３の中心部に設けられている。換言すれば、バランサ６は、ボス２４よりも電動モータ３から離れた側（反モータ側）に配置されている。また、バランサ６は、第２ファン２よりも電動モータ３から離れた側（反モータ側）に配置されている。つまり、バランサ６は、第１ファン１および第２ファン２の間に配置されている。
【００４６】
バランサ６は、ファン１、２を中心に回転可能な複数（本実施形態では２つ）の振り子６１と、複数の振り子６１を収容する振り子収容部６２とを有する振り子式バランサである。このバランサ６は、振り子６１が振り子収容部６２に形成された収容空間６２１内でシャフト３２を中心に回転することによってバランスを自動調整する。２つの振り子６１は、互いにシャフト３２の軸方向（本実施形態では上下方向）にずれて配置されている。
【００４７】
本例では、振り子収容部６２は、ボス２４と一体に形成された本体部６２２を、カバー部材６２３で覆うことによって構成されている。カバー部材６２３は、主板１３から第１吸入口４１１側（第１ファン１の空気吸入側）に向かって先細り状に突出している。図１の例では、カバー部材６２３は円錐台状になっているが、円柱の角を落とした形状（Ｒ面取り、Ｃ面取り）になっていてもよい。
【００４８】
図２（ａ）は本第１実施形態におけるバランサ６を示す平面図、図２（ｂ）は本第１実施形態におけるバランサ６を示す断面図である。図２に示すように、振り子６１は、樹脂製の板状部材６１ａを有している。板状部材６１ａの長手方向一端部には、貫通穴６１ｂが形成されている。貫通穴６１ｂには、シャフト３２が挿通されている。これにより、板状部材６１ａは、貫通穴６１ｂにシャフト３２が挿通された状態でシャフト３２を中心に自由に回転することができるようになっている。
【００４９】
次に、上記構成における作動を説明する。電動モータ３がファン１、２を回転駆動すると、ファン１、２の翼部１１、２１が空気に運動量を与える。これにより、スクロール部４１、４２の吸入口４１１、４２１から空気が吸引され、ファン１、２の外周部から空気が送り出される。送り出された空気はスクロール部４１、４２の渦巻き状の流路に集められ、スクロール部４１、４２の吐出口（図示せず）から空調ユニット（図示せず）に送り出される。
【００５０】
ここで、ファン１、２の回転バランスについて説明する。図３は、上記構成を簡潔なモデルで示したものである。図３（ａ）は、ファン１、２、シャフト３２、ロータ３１２およびマグネット３１３からなる回転体Ｒの静止状態（回転速度ω＝０）の状態を示し、図３（ｂ）は回転体Ｒの回転速度ωが危険速度ωｃより低い状態（ω＜ωｃ）を状態を示し、図３（ｃ）は回転体Ｒの回転速度ωが危険速度ωｃより大きい状態（ω＞ωｃ）を示している。
【００５１】
図３（ａ）に示すように、ファン１、２、シャフト３２、ロータ３１２およびマグネット３１３からなる回転体Ｒの慣性主軸Ａは、シャフト３２の中心軸と微小なズレを持つ。この微小なズレは、製造上の誤差等に起因するものである。
【００５２】
そのため、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転体Ｒが回転することで発生する遠心力Ｆｃによりモーメントが発生し、軸受３１４を支える支持部材（図１の例ではセンターピース３１５）が変形して、２つの軸受３１４間の特定の点Ｃを中心にシャフト３２の中心軸は傾いて振れ回る。
【００５３】
図３（ｂ）に示すように、回転体Ｒは、危険速度ωｃより低い回転速度ω（回転数）では遠心力ＦｃによるモーメントはジャイロモーメントＭｇよりも大きいため、重心Ｇ及び慣性主軸Ａはシャフト３２の中心軸の外側を振れ回る。換言すれば、重心Ｇ及び慣性主軸Ａは、傾いている実際のシャフト３２の中心軸に対して、回転速度ω＝０で傾いていないときのシャフト３２の中心軸（図３（ｂ）の一点鎖線）の反対側に位置する。
【００５４】
それに対し、図３（ｃ）に示すように、回転体Ｒは、危険速度ωｃより大きい回転速度ω（回転数）ではジャイロモーメントＭｇが遠心力Ｆｃによるモーメントよりも大きいため、重心Ｇ及び慣性主軸Ａはシャフト３２の中心軸の内側に入る。換言すれば、重心Ｇ及び慣性主軸Ａは、傾いている実際のシャフト３２の中心軸と、回転速度ω＝０で傾いていないときのシャフト３２の中心軸（図３（ｃ）の一点鎖線）との間に位置する。
【００５５】
このとき、バランサ６の振り子６１は遠心力によって重心Ｇと釣合う位置に自動的に配置されるので、バランサ６の振り子６１と重心Ｇおよび慣性主軸Ａが釣合いの位置関係になる。そのため、シャフト３２の振れ幅を小さくして振動を低減することができる。
【００５６】
しかも、バランサ６は、軸受３１４から離れたファンボス部に配置されているので、シャフト３２の傾き中心Ｃから振り子６１までの距離を大きく取ることができる。このため、振り子６１によるバランス調整効果を有効に発揮することができる。
【００５７】
また、バランサ６によって重量が増加するので、傾き中心Ｃ回りの慣性モーメントが増加してジャイロモーメントＭｇも増加する。このため、危険速度以上の回転数での振動を更に低減することができる。
【００５８】
しかも、バランサ６は、軸受３１４から離れたファンボス部に配置されているので、小さい重量増加量で効率良く慣性モーメントを増加させることができるので、効率良く振動を低減することができる。
【００５９】
本実施形態による振動低減効果の例を図４に示す。図４の比較例は、バランサ６がない送風機における振動を示している。
【００６０】
本実施形態では、複数の振り子６１を互いにシャフト３２の軸方向にずれて配置しているので、振り子６１同士が衝突して異音が発生することを防止できる。さらに、複数の振り子６１を振り子収容部６２に収容しているので、第１ファン１および第２ファン２による空気の流れ（吸入口４１１、４２１からファン外周側に向かう空気の流れ）が振り子６１と直接干渉（衝突）して当該空気の流れが乱れることを抑制できる。したがって、ファン１、２による空気の流れを乱すことなく、異音の発生を防止できる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、バランサ６が、第１ファン１と第２ファン２との間、且つ、ファンボス部（空気の流れが比較的弱い領域）に配置されているので、バランサ６が第１ファン１および第２ファン２による空気の流れを乱して送風騒音を増加させることを極力抑制することができるとともに、ファン内部の空間を有効に活用してバランサ６を効率的に配置することができる。
【００６２】
さらに、振り子収容部６２のカバー６２３は、第１ファン１の第１空気吸入口４１１側に向かって細くなる円錐台状に形成されているので、第１ファン１による空気の流れを振り子収容部６２によって整えて送風騒音を抑制することができる。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５に基づいて説明する。本第２実施形態では、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、振り子６１の板状部材６１ａの長手方向における貫通穴６１ｂと反対側の端部には、金属製の錘６１ｃが設けられている。
【００６４】
本実施形態によると、小さい重量増加量で効率良く慣性モーメントを増加させることができるので、効率良く振動を低減するとともに、バランサ６の小型化を図ることができる。
【００６５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６に基づいて説明する。本第３実施形態では、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、振り子６１は、リング状に形成されたリング状部材６１ｄを有している。リング状部材６１ｄは、その内周面とシャフト３２とが接触可能に配置されている。本例では、リング状部材６１ｄは、リングの周方向に直交する断面形状が円形状となるように形成されている。
【００６６】
また、２つのリング状部材６１ｄの間には、シャフト３２を中心とする円板形状に形成された円板部材６１ｅが設けられている。円板部材６１ｅは、シャフト３２に固定されている。これにより、２つのリング状部材６１ｄが互いに接触しないようになっている。
【００６７】
本実施形態によれは、上記第１、第２実施形態と比較して、振り子６１であるリング状部材６１ｄとシャフト３２との接触面積が小さくなり、摺動抵抗が小さくなるので、振り子６１をシャフト３２に対してスムーズに回転させることができる。
【００６８】
さらに、リング状部材６１ｄをリングの周方向に直交する断面形状が円形状となるように形成することで、リング状部材６１ｄとシャフト３２とが点接触となる。すなわち、リング状部材６１ｄとシャフト３２との接触面積がより小さくなるので、振り子６１をシャフト３２に対してよりスムーズに回転させることができる。
【００６９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図７に基づいて説明する。本第４実施形態では、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、振り子６１は、シャフト３２を中心に回転可能なワイヤ６１ｆと、このワイヤ６１ｆの先端に接続された錘６１ｇとを有して構成されている。ワイヤ６１ｆは、シャフト３２に対して回転可能に接続されている。
【００７０】
２つの振り子６１の間には、シャフト３２を中心とする円板形状に形成された円板部材６１ｅが設けられている。円板部材６１ｅは、シャフト３２に固定されている。また、円板部材６１ｅの径方向長さは、ボス２４の径方向長さよりも長くなっている。
【００７１】
これにより、２つの振り子６１のうち、鉛直方向上側に配置される振り子６１（以下、上側振り子６１１という）の錘６１ｇは、鉛直方向下側に配置される振り子６１（以下、下側振り子６１２という）の錘６１ｇよりもファン１、２の径方向外側を回転する。したがって、上側振り子６１１の錘６１ｇと下側振り子６１２の錘６１ｇとが、互いに干渉（接触）することを防止できる。
【００７２】
次に、上記構成における作動を説明する。ファン１、２が回転すると錘６１ｇには遠心力が作用する。ファン１、２の回転速度が遅い（例えば、危険速度ωｃより低い回転速度）と、錘６１ｇに作用する遠心力は小さいので、錘６１ｇは垂れ下がったままの状態となり、振り子バランサとして作動しない。
【００７３】
ファン１、２の回転速度が速くなると、錘６１ｇに作用する遠心力が大きくなる。このため、ファン１、２の回転速度が所定速度（例えば、危険速度ωｃ）より速くなると、錘６１ｇが図７（ｂ）の破線矢印の方向に移動し、振り子バランサとして作動する。すなわち、錘６１ｇはシャフト３２を中心に自由に回転し、図３（ｃ）に示すように、遠心力によって重心Ｇと釣合う位置に自動的に配置されるので、錘６１ｇと重心Ｇおよび慣性主軸Ａが釣合いの位置関係になる。そのため、シャフト３２の振れ幅を小さくして振動を低減することができる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態では、危険速度ωｃより低い回転速度ωではバランサ６の錘６１ｇが垂れ下がったままの状態となり、振り子バランサとして作動しないので、錘６１ｇが遠心力により重心Ｇと同一方向に配置されることを防止できる。これにより、低速回転時に錘６１ｇ（振り子６１）による系のアンバランスの増加を抑制することが可能となる。このため、錘６１ｇによる系のアンバランスの増加に起因する振動の増加を抑制することができる。
【００７５】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図８に基づいて説明する。本第５実施形態は、上記第４実施形態と比較して、アーム部６１ｈ、６１ｉによって錘６１ｇをシャフト３２に対して回転可能に支持した点が異なるものである。
【００７６】
具体的には、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、振り子６１は、第１アーム部６１ｈ、第２アーム部６１ｉ、錘６１ｇ等を有して構成されている。第１アーム部６１ｈは、板状に形成されており、その長手方向一端部がシャフト３２に対して回転可能に嵌合されている。
【００７７】
第１アーム部６１ｈの長手方向他端側には、第２アーム部６１ｉの長手方向一端側が接続されている。第２アーム部６１ｉは、第１アーム部６１ｈの長手方向に直交する方向に延びるピン状部材６１ｊによって、第１アーム部６１ｈに固定（支持）されている。このため、第２アーム部６１ｉは、第１アーム部６１ｈとの固定部を中心に回転可能になっている。また、第２アーム部６１ｈの長手方向他端部には、錘６１ｇが接続されている。
【００７８】
上側振り子６１１の第１アーム部６１ｈの長さは、下側振り子６１２の第１アーム部６１ｈの長さよりも長くなっている。一方、上側振り子６１１の第２アーム部６１ｉの長さは、下側振り子６１２の第２アーム部６１ｉの長さよりも短くなっている。
【００７９】
これにより、上側振り子６１１の錘６１ｇは、下側振り子６１２の錘６１ｇよりもファン１、２の径方向外側を回転する。したがって、上側振り子６１１の錘６１ｇと下側振り子６１２の錘６１ｇとが、互いに干渉（接触）することを防止できる。
【００８０】
なお、本例では、上側振り子６１１の第１アーム部６１ｈおよび第２アーム部６１ｉの合計長さと、下側振り子６１２の第１アーム部６１ｈおよび第２アーム部６１ｉの合計長さとが等しくなっている。
【００８１】
本実施形態によれば、ファン１、２の回転速度が危険速度ωｃより速い場合に、錘６１ｇが図８（ｂ）の破線矢印の方向に移動し、振り子バランサとして作動する。一方、ファン１、２の回転速度が危険速度ωｃより遅い場合には、錘６１ｇが垂れ下がったままの状態となり、振り子バランサとして作動しないので、錘６１ｇが遠心力により重心Ｇと同一方向に配置されることを防止できる。したがって、上記第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【００８３】
（１）上記各実施形態では、ファン１、２として遠心式多翼ファンを用いた例について説明したが、これに限定されるものではなく、軸流ファンや貫流ファン等の種々の形式のファンであってもよい。
【００８４】
（２）上記各実施形態では、送風機として、２つのファンを備える内外気２層式送風機を採用した例について説明したが、これに限定されるものではなく、ファンが１つの単層式送風機であってもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１ 第１ファン（ファン）
２ 第２ファン（ファン）
３２ シャフト
６１ 振り子
６１ａ 板状部材
６１ｃ 錘
６１ｄ リング状部材
６１ｆ ワイヤ
６１ｇ 錘
６１ｈ 第１アーム部
６１ｉ 第２アーム部
６２ 振り子収容部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することで空気に運動量を与えるファン（１、２）と、
前記ファン（１、２）の回転軸となるシャフト（３２）と、
前記シャフト（３２）を中心に回転可能な複数の振り子（６１）と、
前記複数の振り子（６１）を収容する振り子収容部（６２）とを備え、
前記複数の振り子（６１）は、互いに前記シャフト（３２）の軸方向にずれて配置されていることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記ファン（１、２）は、前記シャフト（３２）が結合されるボス（２４）を有し、
前記振り子収容部（６２）は、前記ボス（２４）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記振り子収容部（６２）は、前記ファン（１）の空気吸入側に向かって先細る形状になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の送風機。
【請求項４】
前記ファンとして、第１ファン（１）および第２ファン（２）が設けられており、
前記振り子収容部（６２）は、前記第１ファン（１）および前記第２ファン（２）の間に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項５】
前記振り子（６１）は、前記シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された板状部材（６１ａ）を含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項６】
前記振り子（６１）は、前記シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された板状部材（６１ａ）と、前記板状部材（６１ａ）に接続された錘（６１ｃ）とを含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項７】
前記振り子（６１）は、リング状に形成されたリング状部材（６１ｄ）を含んで構成されており、
前記リング状部材（６１ｄ）は、当該リング状部材（６１ｄ）の内周面と前記シャフト（３２）とが接触可能に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項８】
前記振り子（６１）は、前記シャフト（３２）に対して回転可能に接続されたワイヤ（６１ｆ）と、前記ワイヤ（６１ｆ）に接続された錘（６１ｇ）とを含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項９】
前記振り子（６１）は、前記シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された第１アーム部（６１ｈ）と、一端が前記第１アーム部（６１ｈ）に支持されるとともに他端に錘（６１ｇ）が接続された第２アーム部（６１ｉ）とを含んで構成されており、
前記第２アーム部（６１ｉ）は、前記第１アーム部（６１ｈ）との接続部を中心に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項１】
回転することで空気に運動量を与えるファン（１、２）と、
前記ファン（１、２）の回転軸となるシャフト（３２）と、
前記シャフト（３２）を中心に回転可能な複数の振り子（６１）と、
前記複数の振り子（６１）を収容する振り子収容部（６２）とを備え、
前記複数の振り子（６１）は、互いに前記シャフト（３２）の軸方向にずれて配置されていることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記ファン（１、２）は、前記シャフト（３２）が結合されるボス（２４）を有し、
前記振り子収容部（６２）は、前記ボス（２４）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記振り子収容部（６２）は、前記ファン（１）の空気吸入側に向かって先細る形状になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の送風機。
【請求項４】
前記ファンとして、第１ファン（１）および第２ファン（２）が設けられており、
前記振り子収容部（６２）は、前記第１ファン（１）および前記第２ファン（２）の間に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項５】
前記振り子（６１）は、前記シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された板状部材（６１ａ）を含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項６】
前記振り子（６１）は、前記シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された板状部材（６１ａ）と、前記板状部材（６１ａ）に接続された錘（６１ｃ）とを含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項７】
前記振り子（６１）は、リング状に形成されたリング状部材（６１ｄ）を含んで構成されており、
前記リング状部材（６１ｄ）は、当該リング状部材（６１ｄ）の内周面と前記シャフト（３２）とが接触可能に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項８】
前記振り子（６１）は、前記シャフト（３２）に対して回転可能に接続されたワイヤ（６１ｆ）と、前記ワイヤ（６１ｆ）に接続された錘（６１ｇ）とを含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項９】
前記振り子（６１）は、前記シャフト（３２）に対して回転可能に嵌合された第１アーム部（６１ｈ）と、一端が前記第１アーム部（６１ｈ）に支持されるとともに他端に錘（６１ｇ）が接続された第２アーム部（６１ｉ）とを含んで構成されており、
前記第２アーム部（６１ｉ）は、前記第１アーム部（６１ｈ）との接続部を中心に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５５３６８（Ｐ２０１２−２５５３６８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８２８８（Ｐ２０１１−１２８２８８）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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