遠心式ファン
【課題】空気の流れをより好適にすることが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、空気の吸込み口８が形成された上ケーシング５Ａと、下ケーシング６と、上ケーシング５Ａと下ケーシング６との間に位置する羽根車３とを備える。羽根車３は、上ケーシング５Ａ側に位置する上シュラウド２３と、上シュラウド２３の下に設けられる、円周上に配列される複数の羽根２を備え、回転軸１１を中心に回転することが可能である。上ケーシング５Ａおよび下ケーシング６は、開放型のケーシングを構成する。上シュラウド２３の上ケーシング５Ａと向き合う面は、回転軸１１から離れるにつれて下ケーシング６に近付く第１の部分を有している。上ケーシング５Ａの上シュラウド２３と向き合う面は、上シュラウド２３の第１の部分と向き合う第２の部分において、回転軸１１から離れるにつれて下ケーシング６に近付く形状を有している。
【解決手段】遠心式ファンは、空気の吸込み口８が形成された上ケーシング５Ａと、下ケーシング６と、上ケーシング５Ａと下ケーシング６との間に位置する羽根車３とを備える。羽根車３は、上ケーシング５Ａ側に位置する上シュラウド２３と、上シュラウド２３の下に設けられる、円周上に配列される複数の羽根２を備え、回転軸１１を中心に回転することが可能である。上ケーシング５Ａおよび下ケーシング６は、開放型のケーシングを構成する。上シュラウド２３の上ケーシング５Ａと向き合う面は、回転軸１１から離れるにつれて下ケーシング６に近付く第１の部分を有している。上ケーシング５Ａの上シュラウド２３と向き合う面は、上シュラウド２３の第１の部分と向き合う第２の部分において、回転軸１１から離れるにつれて下ケーシング６に近付く形状を有している。
【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、より特定的には、ケースと羽根車とを有する遠心式ファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心式ファン（遠心送風機）は、複数の羽根（翼、インペラともいう。）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。この種のファンである遠心式多翼ファンは、モータの回転軸周りに多数の羽根を配置した羽根車を、吸込み口と吐出し口とを有するケーシング内に格納した構成からなる。遠心式多翼ファンは、吸込み口から吸入された空気を羽根車の中心から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。羽根車の外周外側から噴出された空気は、ケーシング内部を通過し、高圧の空気となって吐出し口から吹き出される。
【０００３】
遠心式多翼ファンは、家電機器、ＯＡ機器、産業機器の冷却、換気、空調や、車両用の送風機などに広く用いられている。遠心式多翼ファンの送風性能と騒音は、羽根車の羽根形状とケーシング形状に大きく影響される。
【０００４】
従来技術のファンにおけるケーシングの形状の工夫として、以下のような先行技術が存在する。
【０００５】
下記特許文献１には、遠心式送風機において、ベルマウスが形成される上ケースとシュラウドとにより形成される隙間から空気が逆流することを抑制する技術が開示されている。すなわち遠心式送風機は、ファンを収納する上ケースの空気取入口の近傍に、シュラウドの上端部との隙間が狭くなるように形成された断面略半円弧状のベルマウスを有している。
【０００６】
下記特許文献２には、翼と翼間を流れる空気との剥離現象を抑制しつつ、送風機全体としての騒音低減を図る遠心送風機が開示されている。すなわちシュラウドの径外方側近傍に、遠心式多翼ファンから径外方に向けて吹き出した空気のうち、吸入口側のケーシングの内壁に沿うように径外方から回転軸に向けて流れる空気を、モータ側に向けて偏向させる偏向壁面を有するベルマウスリングを形成するものである。これにより、シュラウドとケーシングとの隙間から吸入口へ空気が逆流することが抑制される。したがって、吸入口から吸入された空気と逆流する空気との干渉、および隙間を逆流する際に発生する流れの乱れにより発生する騒音の低減を図ることができる。
【０００７】
下記特許文献３には、吸入口近傍における流れの乱れを防ぐことが可能な遠心送風機が開示されている。すなわち多翼送風機は、回転軸線方向から気体を吸入して回転軸線に交差する方向に流体を吹き出す送風機であって、羽根車とベルマウスとを備えている。羽根車は、回転軸線を中心として回転する。ベルマウスは、羽根車に対向するように配置された吸入口と、吸入口の周囲に羽根車側に向かって凹み負圧空間を形成する凹部とを有し、吸入される気体を羽根車に案内する。
【０００８】
下記特許文献４には、ベルマウス部にて空気流れが乱れることを抑制する遠心式送風機が開示されている。すなわち、スクロールケーシングの外壁面のうち、ベルマウス部に連なる吸入側外壁面を段差の無い平坦な形状とするものである。これにより、吸入口に向けて流れる吸入空気に渦等乱れが発生することを抑制できるので、ベルマウス部にて空気流れが乱れることを抑制でき、新たな渦損失や騒音等が誘発されてしまうことが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２０７５９５号公報
【特許文献２】特開平９−２４２６９６号公報
【特許文献３】特開２００４−３６０６７０号公報
【特許文献４】特開２００４−１９０５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、市場からはそれに搭載されるファンモータに対しての高静圧化、高効率化が強く要望されている。またファンにおいて、低騒音化を図ることも重要である。特に従来の遠心式ファンでは、離散周波数騒音（狭帯域騒音）および広帯域騒音のレベルが共に高く、機器に搭載した時の騒音レベルが高いという問題がある。
【００１１】
ここで「離散周波数騒音」とは、羽根通過周波数に依拠する騒音であり、ＮＺ騒音とも呼ばれる。離散周波数騒音は、狭い周波数帯域の特定周波数に特徴的なピークを有する騒音である。その周波数は、ｆｎｚ＝〔回転周波数：ｎ〕×〔羽根の枚数:ｚ〕の式で表わされる。離散周波数騒音は、１次成分以外に、２次、３次・・が発生するため、実聴においても大きな問題となる。すなわち、遠心式ファンを機器に搭載した時に、雑音が明瞭な音として発生するリスクがある。広帯域騒音の要因は乱流が支配的であり、トータル騒音レベルを決めるため、広帯域騒音を低減することも求められる。
【００１２】
さらに、上記要望を実現させながらも、ファンの生産性を高める必要もある。
【００１３】
また、上記特許文献１〜４に記載された技術は、スクロールケーシング型のファンに向けられたものであり、開放型のケーシングを有するファンについても改良が望まれている。
【００１４】
本発明の目的は、空気の流れをより好適にすることができる遠心式ファンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一の局面に従うと、遠心式ファンは、空気の吸込み口が形成された上ケーシングと、下ケーシングと、上ケーシングおよび下ケーシングの間に位置する羽根車とを備えた遠心式ファンであって、羽根車は、上ケーシング側に位置する上シュラウドと、上シュラウドの下に設けられる、円周上に配列される複数の羽根とを備え、回転軸を中心に回転することが可能であり、上ケーシングおよび下ケーシングは、開放型のケーシングを構成し、上シュラウドの上ケーシングと向き合う面は、回転軸から離れるにつれて下ケーシングに近付く第１の部分を有し、上ケーシングの上シュラウドと向き合う面は、上シュラウドの第１の部分と向き合う第２の部分において、回転軸から離れるにつれて下ケーシングに近付く形状を有する。
【００１６】
好ましくは羽根車は、複数の羽根の下に設けられる下シュラウドを有し、下シュラウドの外径は、上シュラウドの内径以下であり、羽根の内径部分は、上シュラウドの内径部分と、下シュラウドの内径部分とを結ぶ傾斜部を有する。
【００１７】
好ましくは上シュラウドの上ケーシングと向き合う面の第１の部分の形状と、上ケーシングの上シュラウドと向き合う面の第２の部分の形状とは略等しい。
【００１８】
好ましくは上ケーシングは、上シュラウドの第１の部分と向き合う第２の部分を形成するためのリブを有する。
【００１９】
好ましくは上ケーシングは、遠心式ファンを取り付けるためのフランジ部を有する。
【００２０】
好ましくは平面視で上シュラウドと羽根とが存在する場所において、上シュラウドと羽根とは接している。
【００２１】
好ましくは複数の羽根の各々は、回転軸から遠ざかるにつれ、その厚さが薄くなる形状を有する。
【００２２】
好ましくは下ケーシングは、平面視で上シュラウドが存在する部分において、羽根車の方向に突出する部分を有し、吸入み口から吸入した空気を、羽根車の回転に伴う遠心力によって羽根車の径の外方に向けて吹き出す。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、空気の流れをより好適にすることが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】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の１つにおける遠心式ファンの斜視図である。
【図２】図１の遠心式ファンの中央縦断面図である。
【図３】羽根車３を上シュラウド２３側から見た斜視図である。
【図４】図１の遠心式ファンの羽根形状を、上シュラウド２３側から透過させて見た状態で示す図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図４におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図８】従来の羽根車の断面形状と騒音特性とを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における羽根車の断面形状と騒音特性とを示す図である。
【図１０】変形例における遠心式ファンの羽根車の断面図である。
【図１１】他の実施の形態における遠心式ファンの斜視図である。
【図１２】図１１の遠心式ファンの中央縦断面図である。
【図１３】図２の断面で示される遠心式ファンの上シュラウドと上ケーシングとの間の風の流れを示す図である。
【図１４】図１２の断面で示される遠心式ファンの上シュラウドと上ケーシングとの間の風の流れを示す図である。
【図１５】図２の断面で示される遠心式ファンと、図１２の断面で示される遠心式ファンとの風量と圧力の特性を示す図である。
【図１６】変形例における遠心式ファンの断面構造を示す図である。
【図１７】変形例における遠心式ファンの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２６】
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の斜視図であり、図２は、図１の遠心式ファンの中央縦断面図である。また図３は、羽根車３を上シュラウド２３側から見た斜視図であり、図４は、図１の遠心式ファンの羽根形状を、上シュラウド２３側から透過させて見た状態で示す図である。図５〜図７は、それぞれ図４におけるＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、およびＣ−Ｃ断面図である。
【００２７】
図１〜４を参照して、遠心式ファン１では、中央の羽根車３が回転することにより送風が行われる。羽根車３は、それぞれが配置される７枚の羽根２を有し、遠心式ファン１に内蔵されるファンモータ１３により回転軸１１を中心として回転する。その回転方向は、図４における時計回りである。
【００２８】
羽根車３は、ケーシング４に収納される。ケーシング４は、板状の上ケーシング５と下ケーシング６とからなっており、両者を等間隔に保持するために支柱７がケーシング４の四つの角部分に設けられている。遠心式ファン１の上部に空気の吸込み口８が設けられる。空気の吹出し口９は、ケーシング４の支柱７と支柱７との間に設けられることになる。すなわち、ケーシング４の４辺４方向がそれぞれ空気の吹出し口９となる（開放ケーシング型）。なおケーシング４は、羽根車３から吹出された空気を１方向に集約する吹出し口を設けることとしてもよい（スクロールケーシング型）。
【００２９】
図２〜７に示されるように羽根車３は、環状の下シュラウド２１と、環状の上シュラウド２３と、下シュラウド２１と上シュラウド２３との間に設けられる、円周上に配列される複数の羽根２とを備えた構造を有し、回転軸１１を中心に回転することが可能である。
【００３０】
図４に示されるように、環状の下シュラウド２１は、平面から見たときの内径２１Ａと外径２１Ｂとを有している。内径２１Ａと外径２１Ｂは、平面視で円である。環状の上シュラウド２３は、平面から見たときの内径２３Ａと外径２３Ｂとを有している。内径２３Ａと外径２３Ｂは、平面視で円である。下シュラウド２１の外径２１Ｂは、上シュラウド２３の内径２３Ａと重なる。すなわち下シュラウド２１の外径２１Ｂと、上シュラウド２３の内径２３Ａとは等しい。なお、下シュラウド２１の外径２１Ｂは、上シュラウド２３の内径２３Ａよりも若干小さくても良い。
【００３１】
図４においては、上シュラウド２３の内径２３Ａの内側の空間から見えている各羽根２の形状を、実線で示している。上シュラウド２３の内径２３Ａと外径２３Ｂとの間において、上シュラウド２３により隠されている各羽根２の形状を、点線で示している。
【００３２】
各羽根は図４に示されるように、平面視で内側（回転軸）から外側に向かうにつれて細くなってゆく（厚さが薄くなる）形状を有している。その入口角は４５°であり、出口角は２２°である。外径２３Ｂの直径は１２０ｍｍであり、内径２１Ａの直径は７０ｍｍである。羽根２は、後退翼である。
【００３３】
図３〜７に示されるように、各羽根２は、その上部が上シュラウド２３の下面に、その下部が下シュラウド２１の上面に固定されている。ここで、下シュラウド２１の外径２１Ｂと、上シュラウド２３の内径２３Ａとが等しく（または下シュラウド２１の外径２１Ｂが、上シュラウド２３の内径２３Ａよりも小さく）設計されているため、上下の金型を用いるだけで羽根車３を一体形成することができる。
【００３４】
図４〜７に示されるように、各羽根２の上部は、内径側（回転軸に近い側）で上シュラウド２３の内径側の端部に接続されている。その位置から各羽根２の上部は、外径側端部まで、上シュラウド２３の下面に接続されている。すなわち、図４のように平面視で上シュラウド２３と羽根２とが存在する場所（点線で囲まれる場所）において、上シュラウド２３と羽根２とは接している。
【００３５】
また、各羽根２の下部は、下シュラウド２１に接続される。
【００３６】
図５に示されているように、各羽根２の上部は、内径側で上シュラウド２３の内径側の端部に接続されている。各羽根２の上部は、そこからさらに内径側に向かう部分がテーパ部分（傾斜部）とされている。すなわち、羽根２の内径部分は、上シュラウド２３の内径部分（内径端部）と、下シュラウド２１の内径部分とを結ぶ傾斜部を有する。
【００３７】
各羽根２のテーパ部分は、垂直方向からγ＝４２°の角度をなす斜面を形成している。図４においては、各羽根２の実線で示される部分がテーパ部分であり、点線で示される部分は、各羽根２の上部が上シュラウド２３に接続される部分を示している。また、各羽根２の実線で示される部分は、その下部が下シュラウド２１に接続される部分を示している。各羽根２の点線で示される部分は、その下部が下シュラウド２１に接続されていない部分（その下に下シュラウド２１が無い部分）を示している。
【００３８】
図５の角度γ＝４２°はテーパ角と呼ぶが、その数値は４２°に限定されるものではない。
【００３９】
なお羽根車３において、平面視で上シュラウド２３が存在する部分には、下シュラウド２１が存在しない。このため、存在しない下シュラウド２１の代わりの働きをする部材として、図２に示すように下ケーシング６に上部に突出する部分６ａを設けることが望ましい。突出する部分６ａは、平面視で上シュラウド２３が存在する部分（下シュラウド２１が存在しない部分）に形成されており、羽根２の下部分と下ケーシング６との距離が短くなるようにするものである。突出する部分６ａは、下シュラウド２１が存在する高さまで突出している。これにより、下ケーシング６に、下シュラウドとして機能させるための構造を持たせることが可能である。
【００４０】
上述の羽根車３は、羽根２の内径部分をテーパ状にしている。テーパの底辺部分を下シュラウド２１と一体化させている。テーパ部分以外の羽根２の上部は、全て上シュラウド２３と一体化している。また図５に示されるように、上シュラウド２３の内径Ｄ１と下シュラウド２１の外径Ｄ２とが略等しくされている（Ｄ１≒Ｄ２、またはＤ１≧Ｄ２である）。このような形状により、羽根車３を上下金型のみで一体成形することが可能となり、量産性の高い羽根車３および遠心式ファン１を提供することが可能となる。
【００４１】
さらに、空気流入口の径を広げたり、狭めたりする必要が無いため、静圧・風量の低下を抑制することができる。
【００４２】
さらに本実施の形態における遠心式ファン１では、羽根２のテーパ形状により風の流れを改善することができる。また、流入口部をシュラウドで覆うことができる。このため、低騒音化を実現することができる。この点について以下に説明する。
【００４３】
図８は、従来の羽根車の断面形状と騒音特性とを示す図である。
【００４４】
図８（Ａ）の断面図に示されるように、従来の羽根車３’は、下シュラウド２１’と、上シュラウド２３’と、下シュラウド２１’および上シュラウド２３’の間に設けられる複数の羽根２’とを備えている。下シュラウド２１’の外径は、上シュラウド２３’の外径と等しい。このため、羽根車３’を上下金型のみで一体成形することができない。
【００４５】
図８（Ｂ）においては、図８（Ａ）の羽根車３’を駆動したときの騒音特性を、その横軸に周波数を、縦軸に騒音値（ｄＢ（Ａ））をとって示している。
【００４６】
騒音は全体で、５８．０ｄＢ（Ａ）であり、また、図８（Ｂ）に示されるように、離散周波数騒音、広帯域騒音（乱流騒音）のいずれにおいても高めの数値を示している。
【００４７】
図９は、本発明の実施の形態における羽根車の断面形状と騒音特性とを示す図である。
【００４８】
図９（Ａ）の断面図に示されるように、本実施の形態における羽根車３は、下シュラウド２１と、上シュラウド２３と、下シュラウド２１および上シュラウド２３の間に設けられる複数の羽根２とを備えている。下シュラウド２１の外径は、上シュラウド２３の内径と略等しい。このため、羽根車を上下金型のみで一体成形することが可能である。
【００４９】
図９（Ｂ）においては、図９（Ａ）の羽根車を駆動したときの騒音特性を、その横軸に周波数を、縦軸に騒音値（ｄＢ（Ａ））をとって示している。
【００５０】
騒音は全体で、５７．３ｄＢ（Ａ）であり、また、図９（Ｂ）の実線の円内に示されるように、離散周波数騒音（羽根ブレードの１次、２次騒音）が図８（Ｂ）と比べて低下している。また、図９（Ｂ）の一点鎖線の円内に示されるように、広帯域騒音（乱流騒音）も、図８（Ｂ）と比べて低下している。
【００５１】
図１０は、変形例における遠心式ファンの羽根車の断面図である。
【００５２】
この羽根車が図１〜７で示した羽根車と異なる点は、下シュラウド２１の外径を外方向に延在させるための底板（プレート）２１ａが、羽根車３の下に取り付けられている点である。底板２１ａの中空部分の直径（内径）は、下シュラウド２１の外径に等しい。底板２１ａの外径は、上シュラウド２３の外径に等しい。これにより、上シュラウド２３の外径と底板２１ａの外径とを一致させることができ、図８のような羽根車の構成と同様のＰ−Ｑ特性を確保することができる。すなわち底板２１ａは、いわば後付の下シュラウドとして機能する。底板２１ａを取り付けることにより、Ｐ−Ｑ特性は維持しつつ騒音を低減することも可能となる。
【００５３】
本実施の形態においても、底板２１ａを除いた羽根車３の部分は、上下金型のみで一体成形することが可能であり、羽根車の生産性を高めることができる。
【００５４】
［その他］
【００５５】
本実施の形態におけるファンは、ターボ型、多翼型、ラジアル型等のあらゆる遠心式ファンに適応することができる。ファンを搭載する装置としては、主に吸込み冷却を要する製品（家電、ＰＣ、ＯＡ機器、車載機器等）などに適用が可能である。
【００５６】
［実施の形態における効果］
【００５７】
以上のように本実施の形態における羽根車は、平面視で上シュラウドと下シュラウドとの重なり部分がない。このため、上下金型による一体成形で羽根車を製造することが出来、羽根車の生産性が高いという効果がある。
【００５８】
各羽根の内径部分の上部は、上シュラウドの頂点に接する。各羽根の内径部分は、その位置からある傾き（テーパ角度（γ））を持って下部へ下っており、各羽根の内径部分の下部は下シュラウドと接している。これにより、流入口径が広がることがないため、最大静圧が低下することもない。
【００５９】
また本実施の形態によると、空気の流れに沿った効率の良い羽根形状の作成が可能となり、高流量・高静圧化・低騒音化につながるという効果がある。
【００６０】
［他の実施の形態］
【００６１】
図１１は、他の実施の形態における遠心式ファンの斜視図であり、図１２は、図１１の遠心式ファンの中央縦断面図である。
【００６２】
図１１の遠心式ファンが図１の遠心式ファンと異なる点は、上ケーシング５Ａの構造が異なる点である。すなわち上ケーシング５Ａの上面には、複数の凹部５４が形成されており、凹部と凹部との間（凹部５４が形成されていない部分）がリブ５２となっている。
【００６３】
凹部５４は、回転軸１１の周りを取り囲むように複数形成されている。リブ５２は、回転軸１１を中心として放射状に形成されている。凹部５４の数は、図１１に示されるように１６個である。リブ５２の数も１６個である。凹部５４やリブ５２の個数は、これに限定されるものではない。
【００６４】
図１２に示されるように、上シュラウド２３の上面（上ケーシング５Ａと向き合う面）は、回転軸１１から離れるにつれて下ケーシング６に近付く部分（第１の部分）を有している。この部分において、上シュラウド２３の上面は曲面である。
【００６５】
凹部５４は、回転軸１１に近い部分で浅く、回転軸１１から遠い部分で深くなっており、両部分を結ぶ凹部５４の底面は曲面となっている。凹部５４の底面と、その裏側にある上ケーシング５Ａの下面（上シュラウド２３と対向する面）とで挟まれる部分の厚さは、一定に保たれている。この厚さが一定に保たれる部分における、上ケーシング５Ａの下面部分（第２の部分）は、凹部５４の底面形状と略等しい（または等しい）曲面となっている。第１の部分における面と、第２の部分における面とは、略等しい（または等しい）曲面である。
【００６６】
このような構成により、本実施の形態における遠心式ファンは、以下のような特徴を有する。
【００６７】
（１）吸込み口（吸入口）８が存在する側のケース（上ケーシング５Ａ）の下面を、上シュラウド２３の上面と近似させた（または等しい）曲率を持たせた形状としている。これにより、羽根車３の吐き出し側から出てきた空気が、上ケーシング５Ａと上シュラウド２３との間の空間を、吸込み口８方向に逆流することが抑制される。これにより、ファン特性の悪化が防止される。
【００６８】
（２）上ケーシング５Ａの下面を、単純に上記（１）で述べた形状とすると、上ケーシング５Ａが肉厚となる。凹部５４を設けることで、上ケーシング５Ａが肉厚となることを防ぐことができる（材料の使用量を少なくすることができる）。凹部５４は回転軸１１を中心としたドーナツ形状の１つの凹部としてもよいが、所定の角度毎にリブ５２を設けることで、上ケーシング５Ａに一定の剛性を持たせることができる。
【００６９】
（３）羽根車３としては、図１〜１０のいずれのものを用いてもよい（従来のものを用いてもよい）。また、羽根２の形状も任意である。
【００７０】
図１３は、図２の断面で示される遠心式ファンの上シュラウドと上ケーシングとの間の風の流れを示す図であり、図１４は、図１２の断面で示される遠心式ファンの上シュラウドと上ケーシングとの間の風の流れを示す図である。
【００７１】
図１３に示されるように、上ケーシング５の羽根車３に向かう側の面が平らである場合、羽根車３と上ケーシング５との間に小室が形成され、羽根車３から吹き出した空気の一部がこの小室内を吸込み口８方向に逆流する。また、逆流した空気の一部は小室内で渦を巻く。
【００７２】
これに対して図１４に示されるように、上ケーシング５Ａに凹部５４を設け、上ケーシング５Ａの羽根車３に向かう側の面に、羽根車３の上シュラウドと同じ曲率の形状を付与することで、空気の逆流が抑制（改善）される。
【００７３】
図１５は、図２の断面で示される遠心式ファンと、図１２の断面で示される遠心式ファンとの風量と圧力の特性を示す図である。
【００７４】
図においては、図１２の断面で示される遠心式ファンの特性を「本発明（逆流防止ケース）」のマークで示しており、図２の断面で示される遠心式ファンの特性を「従来例（フラットケース）」のマークで示している。すなわち、図２に示される上ケーシング５の下部がフラットな構造をフラットケースと呼んでおり、図１２に示される上ケーシング５Ａの構造を逆流防止ケースと呼んでいる。
【００７５】
図１５に示されるように、空気の逆流を防止する構造を採用することにより、ファンの特性を改善することができる。
【００７６】
図１６は、変形例における遠心式ファンの断面構造を示す図であり、図１７は、変形例における遠心式ファンの断面図である。
【００７７】
本変形例における遠心式ファンは、図１１および１２で示したファンの上ケーシング５Ａに遠心式ファンの取り付け用のフランジ５６Ａ，５６Ｂを一体構造として形成したものである。フランジ５６Ａ，５６Ｂにはねじ穴が開けられており、ねじ穴にねじを通すことで、ファンを他の部品に取り付けることが容易となる。フランジは、１個以上または複数個あればよく、ファンの取付を容易にすることができる。
【００７８】
上述の実施の形態は、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およ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】
【００７９】
１ 遠心式ファン
２ 羽根
３ 羽根車
４ ケーシング
５ 上ケーシング
５Ａ 上ケーシング
６ 下ケーシング
６ａ 下ケーシングの突出部
７ 支柱
８ 吸込み口
９ 吹出し口
１１ 回転軸
１３ ファンモータ
２１ 下シュラウド
２１Ａ 下シュラウド内径
２１Ｂ 下シュラウド外径
２３ 上シュラウド
２３Ａ 上シュラウド内径
２３Ｂ 上シュラウド外径
５２ リブ
５４ 凹部
５６Ａ，５６Ｂ フランジ
Ｄ１ 上シュラウド内径
Ｄ２ 下シュラウド外径
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠心式ファンに関し、より特定的には、ケースと羽根車とを有する遠心式ファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心式ファン（遠心送風機）は、複数の羽根（翼、インペラともいう。）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。この種のファンである遠心式多翼ファンは、モータの回転軸周りに多数の羽根を配置した羽根車を、吸込み口と吐出し口とを有するケーシング内に格納した構成からなる。遠心式多翼ファンは、吸込み口から吸入された空気を羽根車の中心から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。羽根車の外周外側から噴出された空気は、ケーシング内部を通過し、高圧の空気となって吐出し口から吹き出される。
【０００３】
遠心式多翼ファンは、家電機器、ＯＡ機器、産業機器の冷却、換気、空調や、車両用の送風機などに広く用いられている。遠心式多翼ファンの送風性能と騒音は、羽根車の羽根形状とケーシング形状に大きく影響される。
【０００４】
従来技術のファンにおけるケーシングの形状の工夫として、以下のような先行技術が存在する。
【０００５】
下記特許文献１には、遠心式送風機において、ベルマウスが形成される上ケースとシュラウドとにより形成される隙間から空気が逆流することを抑制する技術が開示されている。すなわち遠心式送風機は、ファンを収納する上ケースの空気取入口の近傍に、シュラウドの上端部との隙間が狭くなるように形成された断面略半円弧状のベルマウスを有している。
【０００６】
下記特許文献２には、翼と翼間を流れる空気との剥離現象を抑制しつつ、送風機全体としての騒音低減を図る遠心送風機が開示されている。すなわちシュラウドの径外方側近傍に、遠心式多翼ファンから径外方に向けて吹き出した空気のうち、吸入口側のケーシングの内壁に沿うように径外方から回転軸に向けて流れる空気を、モータ側に向けて偏向させる偏向壁面を有するベルマウスリングを形成するものである。これにより、シュラウドとケーシングとの隙間から吸入口へ空気が逆流することが抑制される。したがって、吸入口から吸入された空気と逆流する空気との干渉、および隙間を逆流する際に発生する流れの乱れにより発生する騒音の低減を図ることができる。
【０００７】
下記特許文献３には、吸入口近傍における流れの乱れを防ぐことが可能な遠心送風機が開示されている。すなわち多翼送風機は、回転軸線方向から気体を吸入して回転軸線に交差する方向に流体を吹き出す送風機であって、羽根車とベルマウスとを備えている。羽根車は、回転軸線を中心として回転する。ベルマウスは、羽根車に対向するように配置された吸入口と、吸入口の周囲に羽根車側に向かって凹み負圧空間を形成する凹部とを有し、吸入される気体を羽根車に案内する。
【０００８】
下記特許文献４には、ベルマウス部にて空気流れが乱れることを抑制する遠心式送風機が開示されている。すなわち、スクロールケーシングの外壁面のうち、ベルマウス部に連なる吸入側外壁面を段差の無い平坦な形状とするものである。これにより、吸入口に向けて流れる吸入空気に渦等乱れが発生することを抑制できるので、ベルマウス部にて空気流れが乱れることを抑制でき、新たな渦損失や騒音等が誘発されてしまうことが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２０７５９５号公報
【特許文献２】特開平９−２４２６９６号公報
【特許文献３】特開２００４−３６０６７０号公報
【特許文献４】特開２００４−１９０５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、市場からはそれに搭載されるファンモータに対しての高静圧化、高効率化が強く要望されている。またファンにおいて、低騒音化を図ることも重要である。特に従来の遠心式ファンでは、離散周波数騒音（狭帯域騒音）および広帯域騒音のレベルが共に高く、機器に搭載した時の騒音レベルが高いという問題がある。
【００１１】
ここで「離散周波数騒音」とは、羽根通過周波数に依拠する騒音であり、ＮＺ騒音とも呼ばれる。離散周波数騒音は、狭い周波数帯域の特定周波数に特徴的なピークを有する騒音である。その周波数は、ｆｎｚ＝〔回転周波数：ｎ〕×〔羽根の枚数:ｚ〕の式で表わされる。離散周波数騒音は、１次成分以外に、２次、３次・・が発生するため、実聴においても大きな問題となる。すなわち、遠心式ファンを機器に搭載した時に、雑音が明瞭な音として発生するリスクがある。広帯域騒音の要因は乱流が支配的であり、トータル騒音レベルを決めるため、広帯域騒音を低減することも求められる。
【００１２】
さらに、上記要望を実現させながらも、ファンの生産性を高める必要もある。
【００１３】
また、上記特許文献１〜４に記載された技術は、スクロールケーシング型のファンに向けられたものであり、開放型のケーシングを有するファンについても改良が望まれている。
【００１４】
本発明の目的は、空気の流れをより好適にすることができる遠心式ファンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一の局面に従うと、遠心式ファンは、空気の吸込み口が形成された上ケーシングと、下ケーシングと、上ケーシングおよび下ケーシングの間に位置する羽根車とを備えた遠心式ファンであって、羽根車は、上ケーシング側に位置する上シュラウドと、上シュラウドの下に設けられる、円周上に配列される複数の羽根とを備え、回転軸を中心に回転することが可能であり、上ケーシングおよび下ケーシングは、開放型のケーシングを構成し、上シュラウドの上ケーシングと向き合う面は、回転軸から離れるにつれて下ケーシングに近付く第１の部分を有し、上ケーシングの上シュラウドと向き合う面は、上シュラウドの第１の部分と向き合う第２の部分において、回転軸から離れるにつれて下ケーシングに近付く形状を有する。
【００１６】
好ましくは羽根車は、複数の羽根の下に設けられる下シュラウドを有し、下シュラウドの外径は、上シュラウドの内径以下であり、羽根の内径部分は、上シュラウドの内径部分と、下シュラウドの内径部分とを結ぶ傾斜部を有する。
【００１７】
好ましくは上シュラウドの上ケーシングと向き合う面の第１の部分の形状と、上ケーシングの上シュラウドと向き合う面の第２の部分の形状とは略等しい。
【００１８】
好ましくは上ケーシングは、上シュラウドの第１の部分と向き合う第２の部分を形成するためのリブを有する。
【００１９】
好ましくは上ケーシングは、遠心式ファンを取り付けるためのフランジ部を有する。
【００２０】
好ましくは平面視で上シュラウドと羽根とが存在する場所において、上シュラウドと羽根とは接している。
【００２１】
好ましくは複数の羽根の各々は、回転軸から遠ざかるにつれ、その厚さが薄くなる形状を有する。
【００２２】
好ましくは下ケーシングは、平面視で上シュラウドが存在する部分において、羽根車の方向に突出する部分を有し、吸入み口から吸入した空気を、羽根車の回転に伴う遠心力によって羽根車の径の外方に向けて吹き出す。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、空気の流れをより好適にすることが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】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の１つにおける遠心式ファンの斜視図である。
【図２】図１の遠心式ファンの中央縦断面図である。
【図３】羽根車３を上シュラウド２３側から見た斜視図である。
【図４】図１の遠心式ファンの羽根形状を、上シュラウド２３側から透過させて見た状態で示す図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図４におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図８】従来の羽根車の断面形状と騒音特性とを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における羽根車の断面形状と騒音特性とを示す図である。
【図１０】変形例における遠心式ファンの羽根車の断面図である。
【図１１】他の実施の形態における遠心式ファンの斜視図である。
【図１２】図１１の遠心式ファンの中央縦断面図である。
【図１３】図２の断面で示される遠心式ファンの上シュラウドと上ケーシングとの間の風の流れを示す図である。
【図１４】図１２の断面で示される遠心式ファンの上シュラウドと上ケーシングとの間の風の流れを示す図である。
【図１５】図２の断面で示される遠心式ファンと、図１２の断面で示される遠心式ファンとの風量と圧力の特性を示す図である。
【図１６】変形例における遠心式ファンの断面構造を示す図である。
【図１７】変形例における遠心式ファンの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２６】
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の斜視図であり、図２は、図１の遠心式ファンの中央縦断面図である。また図３は、羽根車３を上シュラウド２３側から見た斜視図であり、図４は、図１の遠心式ファンの羽根形状を、上シュラウド２３側から透過させて見た状態で示す図である。図５〜図７は、それぞれ図４におけるＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、およびＣ−Ｃ断面図である。
【００２７】
図１〜４を参照して、遠心式ファン１では、中央の羽根車３が回転することにより送風が行われる。羽根車３は、それぞれが配置される７枚の羽根２を有し、遠心式ファン１に内蔵されるファンモータ１３により回転軸１１を中心として回転する。その回転方向は、図４における時計回りである。
【００２８】
羽根車３は、ケーシング４に収納される。ケーシング４は、板状の上ケーシング５と下ケーシング６とからなっており、両者を等間隔に保持するために支柱７がケーシング４の四つの角部分に設けられている。遠心式ファン１の上部に空気の吸込み口８が設けられる。空気の吹出し口９は、ケーシング４の支柱７と支柱７との間に設けられることになる。すなわち、ケーシング４の４辺４方向がそれぞれ空気の吹出し口９となる（開放ケーシング型）。なおケーシング４は、羽根車３から吹出された空気を１方向に集約する吹出し口を設けることとしてもよい（スクロールケーシング型）。
【００２９】
図２〜７に示されるように羽根車３は、環状の下シュラウド２１と、環状の上シュラウド２３と、下シュラウド２１と上シュラウド２３との間に設けられる、円周上に配列される複数の羽根２とを備えた構造を有し、回転軸１１を中心に回転することが可能である。
【００３０】
図４に示されるように、環状の下シュラウド２１は、平面から見たときの内径２１Ａと外径２１Ｂとを有している。内径２１Ａと外径２１Ｂは、平面視で円である。環状の上シュラウド２３は、平面から見たときの内径２３Ａと外径２３Ｂとを有している。内径２３Ａと外径２３Ｂは、平面視で円である。下シュラウド２１の外径２１Ｂは、上シュラウド２３の内径２３Ａと重なる。すなわち下シュラウド２１の外径２１Ｂと、上シュラウド２３の内径２３Ａとは等しい。なお、下シュラウド２１の外径２１Ｂは、上シュラウド２３の内径２３Ａよりも若干小さくても良い。
【００３１】
図４においては、上シュラウド２３の内径２３Ａの内側の空間から見えている各羽根２の形状を、実線で示している。上シュラウド２３の内径２３Ａと外径２３Ｂとの間において、上シュラウド２３により隠されている各羽根２の形状を、点線で示している。
【００３２】
各羽根は図４に示されるように、平面視で内側（回転軸）から外側に向かうにつれて細くなってゆく（厚さが薄くなる）形状を有している。その入口角は４５°であり、出口角は２２°である。外径２３Ｂの直径は１２０ｍｍであり、内径２１Ａの直径は７０ｍｍである。羽根２は、後退翼である。
【００３３】
図３〜７に示されるように、各羽根２は、その上部が上シュラウド２３の下面に、その下部が下シュラウド２１の上面に固定されている。ここで、下シュラウド２１の外径２１Ｂと、上シュラウド２３の内径２３Ａとが等しく（または下シュラウド２１の外径２１Ｂが、上シュラウド２３の内径２３Ａよりも小さく）設計されているため、上下の金型を用いるだけで羽根車３を一体形成することができる。
【００３４】
図４〜７に示されるように、各羽根２の上部は、内径側（回転軸に近い側）で上シュラウド２３の内径側の端部に接続されている。その位置から各羽根２の上部は、外径側端部まで、上シュラウド２３の下面に接続されている。すなわち、図４のように平面視で上シュラウド２３と羽根２とが存在する場所（点線で囲まれる場所）において、上シュラウド２３と羽根２とは接している。
【００３５】
また、各羽根２の下部は、下シュラウド２１に接続される。
【００３６】
図５に示されているように、各羽根２の上部は、内径側で上シュラウド２３の内径側の端部に接続されている。各羽根２の上部は、そこからさらに内径側に向かう部分がテーパ部分（傾斜部）とされている。すなわち、羽根２の内径部分は、上シュラウド２３の内径部分（内径端部）と、下シュラウド２１の内径部分とを結ぶ傾斜部を有する。
【００３７】
各羽根２のテーパ部分は、垂直方向からγ＝４２°の角度をなす斜面を形成している。図４においては、各羽根２の実線で示される部分がテーパ部分であり、点線で示される部分は、各羽根２の上部が上シュラウド２３に接続される部分を示している。また、各羽根２の実線で示される部分は、その下部が下シュラウド２１に接続される部分を示している。各羽根２の点線で示される部分は、その下部が下シュラウド２１に接続されていない部分（その下に下シュラウド２１が無い部分）を示している。
【００３８】
図５の角度γ＝４２°はテーパ角と呼ぶが、その数値は４２°に限定されるものではない。
【００３９】
なお羽根車３において、平面視で上シュラウド２３が存在する部分には、下シュラウド２１が存在しない。このため、存在しない下シュラウド２１の代わりの働きをする部材として、図２に示すように下ケーシング６に上部に突出する部分６ａを設けることが望ましい。突出する部分６ａは、平面視で上シュラウド２３が存在する部分（下シュラウド２１が存在しない部分）に形成されており、羽根２の下部分と下ケーシング６との距離が短くなるようにするものである。突出する部分６ａは、下シュラウド２１が存在する高さまで突出している。これにより、下ケーシング６に、下シュラウドとして機能させるための構造を持たせることが可能である。
【００４０】
上述の羽根車３は、羽根２の内径部分をテーパ状にしている。テーパの底辺部分を下シュラウド２１と一体化させている。テーパ部分以外の羽根２の上部は、全て上シュラウド２３と一体化している。また図５に示されるように、上シュラウド２３の内径Ｄ１と下シュラウド２１の外径Ｄ２とが略等しくされている（Ｄ１≒Ｄ２、またはＤ１≧Ｄ２である）。このような形状により、羽根車３を上下金型のみで一体成形することが可能となり、量産性の高い羽根車３および遠心式ファン１を提供することが可能となる。
【００４１】
さらに、空気流入口の径を広げたり、狭めたりする必要が無いため、静圧・風量の低下を抑制することができる。
【００４２】
さらに本実施の形態における遠心式ファン１では、羽根２のテーパ形状により風の流れを改善することができる。また、流入口部をシュラウドで覆うことができる。このため、低騒音化を実現することができる。この点について以下に説明する。
【００４３】
図８は、従来の羽根車の断面形状と騒音特性とを示す図である。
【００４４】
図８（Ａ）の断面図に示されるように、従来の羽根車３’は、下シュラウド２１’と、上シュラウド２３’と、下シュラウド２１’および上シュラウド２３’の間に設けられる複数の羽根２’とを備えている。下シュラウド２１’の外径は、上シュラウド２３’の外径と等しい。このため、羽根車３’を上下金型のみで一体成形することができない。
【００４５】
図８（Ｂ）においては、図８（Ａ）の羽根車３’を駆動したときの騒音特性を、その横軸に周波数を、縦軸に騒音値（ｄＢ（Ａ））をとって示している。
【００４６】
騒音は全体で、５８．０ｄＢ（Ａ）であり、また、図８（Ｂ）に示されるように、離散周波数騒音、広帯域騒音（乱流騒音）のいずれにおいても高めの数値を示している。
【００４７】
図９は、本発明の実施の形態における羽根車の断面形状と騒音特性とを示す図である。
【００４８】
図９（Ａ）の断面図に示されるように、本実施の形態における羽根車３は、下シュラウド２１と、上シュラウド２３と、下シュラウド２１および上シュラウド２３の間に設けられる複数の羽根２とを備えている。下シュラウド２１の外径は、上シュラウド２３の内径と略等しい。このため、羽根車を上下金型のみで一体成形することが可能である。
【００４９】
図９（Ｂ）においては、図９（Ａ）の羽根車を駆動したときの騒音特性を、その横軸に周波数を、縦軸に騒音値（ｄＢ（Ａ））をとって示している。
【００５０】
騒音は全体で、５７．３ｄＢ（Ａ）であり、また、図９（Ｂ）の実線の円内に示されるように、離散周波数騒音（羽根ブレードの１次、２次騒音）が図８（Ｂ）と比べて低下している。また、図９（Ｂ）の一点鎖線の円内に示されるように、広帯域騒音（乱流騒音）も、図８（Ｂ）と比べて低下している。
【００５１】
図１０は、変形例における遠心式ファンの羽根車の断面図である。
【００５２】
この羽根車が図１〜７で示した羽根車と異なる点は、下シュラウド２１の外径を外方向に延在させるための底板（プレート）２１ａが、羽根車３の下に取り付けられている点である。底板２１ａの中空部分の直径（内径）は、下シュラウド２１の外径に等しい。底板２１ａの外径は、上シュラウド２３の外径に等しい。これにより、上シュラウド２３の外径と底板２１ａの外径とを一致させることができ、図８のような羽根車の構成と同様のＰ−Ｑ特性を確保することができる。すなわち底板２１ａは、いわば後付の下シュラウドとして機能する。底板２１ａを取り付けることにより、Ｐ−Ｑ特性は維持しつつ騒音を低減することも可能となる。
【００５３】
本実施の形態においても、底板２１ａを除いた羽根車３の部分は、上下金型のみで一体成形することが可能であり、羽根車の生産性を高めることができる。
【００５４】
［その他］
【００５５】
本実施の形態におけるファンは、ターボ型、多翼型、ラジアル型等のあらゆる遠心式ファンに適応することができる。ファンを搭載する装置としては、主に吸込み冷却を要する製品（家電、ＰＣ、ＯＡ機器、車載機器等）などに適用が可能である。
【００５６】
［実施の形態における効果］
【００５７】
以上のように本実施の形態における羽根車は、平面視で上シュラウドと下シュラウドとの重なり部分がない。このため、上下金型による一体成形で羽根車を製造することが出来、羽根車の生産性が高いという効果がある。
【００５８】
各羽根の内径部分の上部は、上シュラウドの頂点に接する。各羽根の内径部分は、その位置からある傾き（テーパ角度（γ））を持って下部へ下っており、各羽根の内径部分の下部は下シュラウドと接している。これにより、流入口径が広がることがないため、最大静圧が低下することもない。
【００５９】
また本実施の形態によると、空気の流れに沿った効率の良い羽根形状の作成が可能となり、高流量・高静圧化・低騒音化につながるという効果がある。
【００６０】
［他の実施の形態］
【００６１】
図１１は、他の実施の形態における遠心式ファンの斜視図であり、図１２は、図１１の遠心式ファンの中央縦断面図である。
【００６２】
図１１の遠心式ファンが図１の遠心式ファンと異なる点は、上ケーシング５Ａの構造が異なる点である。すなわち上ケーシング５Ａの上面には、複数の凹部５４が形成されており、凹部と凹部との間（凹部５４が形成されていない部分）がリブ５２となっている。
【００６３】
凹部５４は、回転軸１１の周りを取り囲むように複数形成されている。リブ５２は、回転軸１１を中心として放射状に形成されている。凹部５４の数は、図１１に示されるように１６個である。リブ５２の数も１６個である。凹部５４やリブ５２の個数は、これに限定されるものではない。
【００６４】
図１２に示されるように、上シュラウド２３の上面（上ケーシング５Ａと向き合う面）は、回転軸１１から離れるにつれて下ケーシング６に近付く部分（第１の部分）を有している。この部分において、上シュラウド２３の上面は曲面である。
【００６５】
凹部５４は、回転軸１１に近い部分で浅く、回転軸１１から遠い部分で深くなっており、両部分を結ぶ凹部５４の底面は曲面となっている。凹部５４の底面と、その裏側にある上ケーシング５Ａの下面（上シュラウド２３と対向する面）とで挟まれる部分の厚さは、一定に保たれている。この厚さが一定に保たれる部分における、上ケーシング５Ａの下面部分（第２の部分）は、凹部５４の底面形状と略等しい（または等しい）曲面となっている。第１の部分における面と、第２の部分における面とは、略等しい（または等しい）曲面である。
【００６６】
このような構成により、本実施の形態における遠心式ファンは、以下のような特徴を有する。
【００６７】
（１）吸込み口（吸入口）８が存在する側のケース（上ケーシング５Ａ）の下面を、上シュラウド２３の上面と近似させた（または等しい）曲率を持たせた形状としている。これにより、羽根車３の吐き出し側から出てきた空気が、上ケーシング５Ａと上シュラウド２３との間の空間を、吸込み口８方向に逆流することが抑制される。これにより、ファン特性の悪化が防止される。
【００６８】
（２）上ケーシング５Ａの下面を、単純に上記（１）で述べた形状とすると、上ケーシング５Ａが肉厚となる。凹部５４を設けることで、上ケーシング５Ａが肉厚となることを防ぐことができる（材料の使用量を少なくすることができる）。凹部５４は回転軸１１を中心としたドーナツ形状の１つの凹部としてもよいが、所定の角度毎にリブ５２を設けることで、上ケーシング５Ａに一定の剛性を持たせることができる。
【００６９】
（３）羽根車３としては、図１〜１０のいずれのものを用いてもよい（従来のものを用いてもよい）。また、羽根２の形状も任意である。
【００７０】
図１３は、図２の断面で示される遠心式ファンの上シュラウドと上ケーシングとの間の風の流れを示す図であり、図１４は、図１２の断面で示される遠心式ファンの上シュラウドと上ケーシングとの間の風の流れを示す図である。
【００７１】
図１３に示されるように、上ケーシング５の羽根車３に向かう側の面が平らである場合、羽根車３と上ケーシング５との間に小室が形成され、羽根車３から吹き出した空気の一部がこの小室内を吸込み口８方向に逆流する。また、逆流した空気の一部は小室内で渦を巻く。
【００７２】
これに対して図１４に示されるように、上ケーシング５Ａに凹部５４を設け、上ケーシング５Ａの羽根車３に向かう側の面に、羽根車３の上シュラウドと同じ曲率の形状を付与することで、空気の逆流が抑制（改善）される。
【００７３】
図１５は、図２の断面で示される遠心式ファンと、図１２の断面で示される遠心式ファンとの風量と圧力の特性を示す図である。
【００７４】
図においては、図１２の断面で示される遠心式ファンの特性を「本発明（逆流防止ケース）」のマークで示しており、図２の断面で示される遠心式ファンの特性を「従来例（フラットケース）」のマークで示している。すなわち、図２に示される上ケーシング５の下部がフラットな構造をフラットケースと呼んでおり、図１２に示される上ケーシング５Ａの構造を逆流防止ケースと呼んでいる。
【００７５】
図１５に示されるように、空気の逆流を防止する構造を採用することにより、ファンの特性を改善することができる。
【００７６】
図１６は、変形例における遠心式ファンの断面構造を示す図であり、図１７は、変形例における遠心式ファンの断面図である。
【００７７】
本変形例における遠心式ファンは、図１１および１２で示したファンの上ケーシング５Ａに遠心式ファンの取り付け用のフランジ５６Ａ，５６Ｂを一体構造として形成したものである。フランジ５６Ａ，５６Ｂにはねじ穴が開けられており、ねじ穴にねじを通すことで、ファンを他の部品に取り付けることが容易となる。フランジは、１個以上または複数個あればよく、ファンの取付を容易にすることができる。
【００７８】
上述の実施の形態は、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およ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】
【００７９】
１ 遠心式ファン
２ 羽根
３ 羽根車
４ ケーシング
５ 上ケーシング
５Ａ 上ケーシング
６ 下ケーシング
６ａ 下ケーシングの突出部
７ 支柱
８ 吸込み口
９ 吹出し口
１１ 回転軸
１３ ファンモータ
２１ 下シュラウド
２１Ａ 下シュラウド内径
２１Ｂ 下シュラウド外径
２３ 上シュラウド
２３Ａ 上シュラウド内径
２３Ｂ 上シュラウド外径
５２ リブ
５４ 凹部
５６Ａ，５６Ｂ フランジ
Ｄ１ 上シュラウド内径
Ｄ２ 下シュラウド外径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の吸込み口が形成された上ケーシングと、
下ケーシングと、
前記上ケーシングおよび前記下ケーシングの間に位置する羽根車とを備えた遠心式ファンであって、
前記羽根車は、前記上ケーシング側に位置する上シュラウドと、前記上シュラウドの下に設けられる、円周上に配列される複数の羽根とを備え、回転軸を中心に回転することが可能であり、
前記上ケーシングおよび前記下ケーシングは、開放型のケーシングを構成し、
前記上シュラウドの前記上ケーシングと向き合う面は、前記回転軸から離れるにつれて前記下ケーシングに近付く第１の部分を有し、
前記上ケーシングの前記上シュラウドと向き合う面は、前記上シュラウドの前記第１の部分と向き合う第２の部分において、前記回転軸から離れるにつれて前記下ケーシングに近付く形状を有する、遠心式ファン。
【請求項２】
前記羽根車は、前記複数の羽根の下に設けられる下シュラウドを有し、
前記下シュラウドの外径は、前記上シュラウドの内径以下であり、
前記羽根の内径部分は、前記上シュラウドの内径部分と、前記下シュラウドの内径部分とを結ぶ傾斜部を有する、請求項１に記載の遠心式ファン。
【請求項３】
前記上シュラウドの前記上ケーシングと向き合う面の前記第１の部分の形状と、前記上ケーシングの前記上シュラウドと向き合う面の前記第２の部分の形状とは略等しい、請求項１または２に記載の遠心式ファン。
【請求項４】
前記上ケーシングは、前記上シュラウドの前記第１の部分と向き合う前記第２の部分を形成するためのリブを有する、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】
前記上ケーシングは、遠心式ファンを取り付けるためのフランジ部を有する、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】
平面視で前記上シュラウドと前記羽根とが存在する場所において、前記上シュラウドと前記羽根とは接している、請求項１から５のいずれか１項に記載の遠心式ファン。
【請求項７】
前記複数の羽根の各々は、前記回転軸から遠ざかるにつれ、その厚さが薄くなる形状を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の遠心式ファン。
【請求項８】
前記下ケーシングは、平面視で前記上シュラウドが存在する部分において、前記羽根車の方向に突出する部分を有し、
吸入み口から吸入した空気を、前記羽根車の回転に伴う遠心力によって羽根車の径の外方に向けて吹き出す、請求項１から７のいずれか１項に記載の遠心式ファン。
【請求項１】
空気の吸込み口が形成された上ケーシングと、
下ケーシングと、
前記上ケーシングおよび前記下ケーシングの間に位置する羽根車とを備えた遠心式ファンであって、
前記羽根車は、前記上ケーシング側に位置する上シュラウドと、前記上シュラウドの下に設けられる、円周上に配列される複数の羽根とを備え、回転軸を中心に回転することが可能であり、
前記上ケーシングおよび前記下ケーシングは、開放型のケーシングを構成し、
前記上シュラウドの前記上ケーシングと向き合う面は、前記回転軸から離れるにつれて前記下ケーシングに近付く第１の部分を有し、
前記上ケーシングの前記上シュラウドと向き合う面は、前記上シュラウドの前記第１の部分と向き合う第２の部分において、前記回転軸から離れるにつれて前記下ケーシングに近付く形状を有する、遠心式ファン。
【請求項２】
前記羽根車は、前記複数の羽根の下に設けられる下シュラウドを有し、
前記下シュラウドの外径は、前記上シュラウドの内径以下であり、
前記羽根の内径部分は、前記上シュラウドの内径部分と、前記下シュラウドの内径部分とを結ぶ傾斜部を有する、請求項１に記載の遠心式ファン。
【請求項３】
前記上シュラウドの前記上ケーシングと向き合う面の前記第１の部分の形状と、前記上ケーシングの前記上シュラウドと向き合う面の前記第２の部分の形状とは略等しい、請求項１または２に記載の遠心式ファン。
【請求項４】
前記上ケーシングは、前記上シュラウドの前記第１の部分と向き合う前記第２の部分を形成するためのリブを有する、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】
前記上ケーシングは、遠心式ファンを取り付けるためのフランジ部を有する、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】
平面視で前記上シュラウドと前記羽根とが存在する場所において、前記上シュラウドと前記羽根とは接している、請求項１から５のいずれか１項に記載の遠心式ファン。
【請求項７】
前記複数の羽根の各々は、前記回転軸から遠ざかるにつれ、その厚さが薄くなる形状を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の遠心式ファン。
【請求項８】
前記下ケーシングは、平面視で前記上シュラウドが存在する部分において、前記羽根車の方向に突出する部分を有し、
吸入み口から吸入した空気を、前記羽根車の回転に伴う遠心力によって羽根車の径の外方に向けて吹き出す、請求項１から７のいずれか１項に記載の遠心式ファン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１６】
【図１７】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１６】
【図１７】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−２４２０８（Ｐ２０１３−２４２０８Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２３２６（Ｐ２０１１−１６２３２６）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
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