JP7163567B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は送風装置に関する。

近年、送風装置は、ファンの小径化などにより吸い込み口側の空気の流速が高くなる傾向がある。この場合、吸い込み口側において流速が高い部分と低い部分とで流速分布に偏りが生じやすく、風の流れの乱れや騒音が発生しやすいことが課題であった。この対策として、吸い込み口を形成するマウスリング壁面に気体の流れを妨げるリブを設けるなどした送風装置が知られている。

特開２００５－２４１０１８号公報

従来技術の構成では、吸い込み口に気体の流れを妨げるリブを設けている。この場合、リブのみによって気体の流れを妨げて騒音を抑えるためには、リブを高く形成する必要があった。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、送風装置にはさらなる改良が求められている。

開示されるひとつの目的は、騒音を抑えた送風装置を提供することである。

開示される他のひとつの目的は、小型で効率の良い送風装置を提供することである。

ここに開示された送風装置は、回転して風を送るファン（１１０）と、ファンを内部に収納して、空気を吸い込む吸い込み口（１２１）と空気を吐き出す吐き出し口（１２９）とを有するケーシング（１２０）と、ケーシングに設けられ、吸い込み口を形成するとともに吸い込み空気をファンに向かってガイドするベルマウス部（１２３）と、ケーシングの内部において吸い込み口から吐き出し口までの空気流路を形成するダクト部（１２２）と、ファンのブレード（１１２）の吸い込み側の上端部が山型に形成されており、ブレードの山型の頂点よりも径方向の外側に位置して、ベルマウス部から突出して設けられ、ファンの軸方向と直交する空気の流れの向きを変更する吸い込みガイド部（１２５、２２５、３２５）と、ファンの軸方向に沿うように延びてベルマウス部の外縁とケーシングとを接続するとともに、ファンの軸方向と直交する空気の流れを妨げて吸い込みガイド部に向けて流す接続壁部（１２４）と、を備え、ダクト部は、吸い込み口からファンの軸方向に離れるほど空気の流路面積が拡大されるように、さらに空気の流れの上流から下流に向かって流路面積が拡大されるように設けられ、吸い込みガイド部（２２５）は、ダクト部の下流に位置するほど吸い込みガイド部の高さが高くなるように設けられている。

開示された送風装置によると、接続壁部と吸い込みガイド部とにより、ファンの軸方向と直交する空気の流れを妨げることができる。したがって、吸い込み口付近でファンの軸方向と平行な空気の流れとファンの軸方向と直交する空気の流れとが衝突して大きな騒音が発生することを低減できる。すなわち、送風装置の送風効率を高めることができる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

車両用空調装置の構成図である。 送風装置の構成を示す頂面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面を示す断面図である。 送風装置の部分拡大図である。 第２実施形態の送風装置の構成を示す頂面図である。 図５のＶＩ－ＶＩ線における断面を示す断面図である。 第３実施形態の送風装置の構成を示す頂面図である。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

第１実施形態
送風装置１０１は、車両用空調装置１０に適用されている。車両用空調装置１０は、車室内の冷房、暖房、および／または換気を提供する。車両用空調装置１０は、車室内に温度調整された空調風を送り出す。また、車両用空調装置１０は、車室内の空気を車室外に排出するとともに、車室外の空気を車室内に導入して換気を行う。

図１において、車両用空調装置１０は、空調ケース１２を備えている。空調ケース１２は、その内部に冷房用熱交換器１３と暖房用熱交換器１４とを備えている。冷房用熱交換器１３は、送風空気から熱を奪って冷却する。暖房用熱交換器１４は、送風空気に熱を与えて加熱する。冷房用熱交換器１３は、暖房用熱交換器１４よりも送風装置１０１に近い位置に配置されている。言い換えると、冷房用熱交換器１３は、暖房用熱交換器１４よりも空調風の流れの上流に位置している。冷房用熱交換器１３と暖房用熱交換器１４とにより、送風空気と熱のやり取りを行って温度を調整する。これにより、温度調整されていない送風空気を温度調整された空調風とする。

暖房用熱交換器１４の上流側である前方には、エアミックスドア１５が設けられている。エアミックスドア１５は、平板状の板部材である。エアミックスドア１５は、回転軸を中心に回動して開度を調整する板ドアである。エアミックスドア１５は、閉状態において暖房用熱交換器１４の前面を覆うように設けられている。言い換えると、エアミックスドア１５が閉状態であるとき、空調風は暖房用熱交換器１４を通過しない状態である。

空調ケース１２は、ある程度の弾性を有し、強度的に優れた材料を用いた成形品である。例えばポリプロピレンのような材料が使用可能である。空調ケース１２は、分割された複数のケースからなる。空調ケース１２は、冷房用熱交換器１３や暖房用熱交換器１４などの部品を組み付けた後に、金属バネクリップ、ねじ等の締結手段により一体に結合される。

空調ケース１２は、空調風の流路を形成するダクトを介してフェイス吹き出し口２２と、デフロスタ吹き出し口４２と、フット吹き出し口５２とに接続している。各吹き出し口２２、４２、５２は、冷房用熱交換器１３および暖房用熱交換器１４の下流に位置している。フェイス吹き出し口２２は、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すように配置されている。デフロスタ吹き出し口４２は、フロントガラスに向けて空調風を吹き出すように配置されている。フット吹き出し口５２は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すように配置されている。

空調ケース１２は、フェイス吹き出し口２２の上流に位置して、フェイスドア２３を備えている。フェイスドア２３は、回転軸を中心に回動して開度を調整する板ドアである。フェイスドア２３は、フェイス吹き出し口２２から吹き出される空調風の量を調整する。すなわち、フェイス吹き出し口２２から空調風を吹き出す場合には、フェイスドア２３を開く。一方、フェイス吹き出し口２２から空調風を吹き出さない場合には、フェイスドア２３を閉じる。

空調ケース１２は、デフロスタ吹き出し口４２の上流に位置して、デフロスタドア４３を備えている。デフロスタドア４３は、回転軸を中心に回動して開度を調整する板ドアである。デフロスタドア４３は、デフロスタ吹き出し口４２から吹き出される空調風の量を調整する。すなわち、デフロスタ吹き出し口４２から空調風を吹き出す場合には、デフロスタドア４３を開く。一方、デフロスタ吹き出し口４２から空調風を吹き出さない場合には、デフロスタドア４３を閉じる。

空調ケース１２は、フット吹き出し口５２の上流に位置して、フットドア５３を備えている。フットドア５３は、回転軸を中心に回動して開度を調整する板ドアである。フットドア５３は、フット吹き出し口５２から吹き出される空調風の量を調整する。すなわち、フット吹き出し口５２から空調風を吹き出す場合には、フットドア５３を開く。一方、フット吹き出し口５２から空調風を吹き出さない場合には、フットドア５３を閉じる。

各ドア１５、２３、４３、５４は、サーボモータ等のアクチュエータによって回動駆動して開閉を制御される。すなわち、開状態と閉状態との制御を行うとともに、開状態における開放角度の調整も可能である。言い換えると、開状態における流路面積を任意に調整可能である。

車両用空調装置１０は、車室内の空気である内気を吸入するための内気吸入口６０と、車室外の空気である外気を吸入するための外気吸入口６１とを備えている。内気吸入口６０と外気吸入口６１とは、車両用空調装置１０において最も上流に位置している。内気吸入口６０は、前方に向けて開口が設けられている。言い換えると、内気吸入口６０において、空気は前から後ろに向かって流れる。外気吸入口６１は、上方に向けて開口が設けられている。言い換えると、外気吸入口６１において、空気は上から下に向かって流れる。

内気吸入口６０と外気吸入口６１との下流に位置して、吸入口ドア６３を備えている。吸入口ドア６３は、回転軸を中心に回動して開度を調整する板ドアである。吸入口ドア６３は、内気吸入口６０と外気吸入口６１とのどちらか一方を開放し、残りの片方を閉塞する。言い換えると、吸入口ドア６３は、内気吸入口６０を開放した場合に外気吸入口６１を閉塞して内気を循環可能な状態とする。一方、吸入口ドア６３は、外気吸入口６１を開放した場合に内気吸入口６０を閉塞して外気を導入可能な状態とする。吸入口ドア６３は、断面形状が扇形のドアを回動して、吸入口６０、６１を覆う領域を増減することで吸入口６０、６１の流路面積を増減させるロータリードアを用いてもよい。

吸入口ドア６３の下流に位置して、送風装置１０１が配置されている。送風装置１０１は、ファン１１０とケーシング１２０とを備えている。ファン１１０は、モータ１０２に接続されて回転駆動される。ケーシング１２０は、ファン１１０の吸い込み側に吸い込み口１２１を備えている。ケーシング１２０は、ファン１１０の吐き出し側に吐き出し口１２９を備えている。

図１において、吸入口ドア６３は、外気吸入口６１を開放した状態である。車両用空調装置１０内に導入された外気は、ファン１１０の動作により吸い込み口１２１から吸い込まれる。送風装置１０１の吸い込み方向は、上から下に向かう向きである。その後、吐き出し口１２９から送風空気が吐き出される。送風空気の吐き出し方向は、車両の前方から後方に向かう向きである。すなわち、送風装置１０１は、垂直方向から空気を吸い込み、水平方向に空気を吐き出す。

図２において、送風装置１０１は、回転軸１１１を中心に回転するファン１１０の周囲を囲むケーシング１２０を有している。ケーシング１２０は、樹脂製である。ケーシング１２０には、ファン１１０から送り出された空気が通過する空気流路であるダクト部１２２が形成されている。ダクト部１２２は、流路面積がファン１１０による風の流れの下流に向かって徐々に拡大する形状である。言い換えると、ケーシング１２０は、渦巻き状をなすスクロールケーシングである。ダクト部１２２において流路面積が最も大きい端部には吐き出し口１２９が形成されている。吐き出し口１２９は、ケーシング１２０の内部を流れる風を外部に吐き出す出口である。

ケーシング１２０は、巻き始め部１１８と巻き終わり部１１９とを有している。巻き始め部１１８は、ケーシング１２０の側壁の内周面の始まりの位置である。言い換えると、円弧状のノーズ部分における曲率が変わる終端部分の位置である。巻き終わり部１１９は、ケーシング１２０の側壁の内周面の終わりの位置である。巻き終わり部１１９から吐き出し口１２９までは渦巻き状ではなく、ダクト部１２２が直線的に延びる形状である。

ケーシング１２０は、ダクト部１２２の上面をなす上面部１２２ａを有している。ここで、上面部１２２ａは、送風装置１０１において、吸い込み口１２１が形成される側の面である。上面部１２２ａの幅Ｗａは、ファン１１０による風の流れの下流に向かって徐々に拡大する形状である。言い換えると、上面部１２２ａの幅Ｗａは、巻き始め部１１８から巻き終わり部１１９にかけて拡大する形状である。

ケーシング１２０は、ダクト部１２２の側面をなす側面部１２２ｂを有している。側面部１２２ｂは、ケーシング１２０において、上面部１２２ａの外周よりも径方向の外側に設けられている。側面部１２２ｂは、ファン１１０の軸方向に沿って傾斜して延びている。側面部１２２ｂは、下方に位置するほど外側に拡大するように傾斜している。側面部１２２ｂの幅Ｗｂは、ファン１１０による風の流れの下流に向かって進むほど減少する形状である。

幅Ｗａと幅Ｗｂとを足した幅は、ファン１１０による風の流れの下流に向かって進むほど拡大する。言い換えると、ファン１１０からケーシング１２０の側面までの距離は、ファン１１０による風の流れの下流に向かって徐々に拡大する。すなわち、ケーシング１２０の流路面積は、ファン１１０による風の流れの下流に向かって徐々に拡大する。

ケーシング１２０には、ファン１１０の軸方向の一端側に向けて開口した空気の吸い込み口１２１が形成されている。吸い込み口１２１は、円形状に形成されている。吸い込み口１２１の外側には、ベルマウス部１２３が設けられている。言い換えると、円環状のベルマウス部１２３の内側面によって吸い込み口１２１が形成されている。ベルマウス部１２３は、径方向の幅が同一な大きさで一様に設けられている。吸い込み口１２１は、ケーシング１２０の外部から内部に空気を吸い込む入口である。

ベルマウス部１２３よりも外側にベルマウス部１２３を囲むように円環状に溝部１２７が形成されている。溝部１２７は、ケーシング１２０がファン１１０を収納している内側に向かって突出するように設けられている。溝部１２７は、径方向の幅が一様に設けられている。

ベルマウス部１２３と溝部１２７との間に位置して吸い込みガイド部１２５が設けられている。吸い込みガイド部１２５は、ベルマウス部１２３の外縁において流路面積が大きい部分に対応して回転軸１１１を中心とした円弧状に設けられている。すなわち、巻き始め部１１８から巻き終わり部１１９までの範囲を２等分した巻き終わり部１１９を含む範囲に設けられている。言い換えると、吸い込みガイド部１２５の終端部１２５ｂは、巻き始め部１１８と巻き終わり部１１９との中間地点に設けられている。

ただし、吸い込みガイド部１２５の始端部１２５ａは、巻き終わり部１１９から少しずれた位置に設けられている。すなわち、始端部１２５ａから巻き始め部１１８までの直線距離と始端部１２５ａから巻き終わり部１１９までの直線距離とが略等しくなる位置に始端部１２５ａが設けられている。吸い込みガイド部１２５は、始端部１２５ａから終端部１２５ｂまで連続して設けられる同じ厚みを有する板部材である。

図３において、ファン１１０は、回転軸１１１を中心とした内側から空気を吸い込み、回転軸１１１から離れる方向に吐き出す遠心式の送風機である。ファン１１０は、シロッコファンである。ファン１１０は、回転軸１１１の長手方向に対して平行に延びる複数のブレード１１２を備えている。ブレード１１２は、板部材の羽根である。ブレード１１２は、吸い込み側である上端部が山型に形成されている。ブレード１１２の山型の頂点よりも内側は、空気を吸い込む部分である。ブレード１１２の山型の頂点よりも外側は、空気を吐き出す部分である。ブレード１１２は、回転軸１１１から離間して環状に等間隔で並んで配設されている。ファン１１０は、回転方向にブレード１１２の出口側が反っており、回転方向と同じ方向に送風を行う。

ブレード１１２の上部は、シュラウドリング１１３により複数のブレード１１２が連結されている。ブレード１１２の頂点はシュラウドリング１１３の頂点に相当する。ブレード１１２の下部は、底板１１４により複数のブレード１１２が連結されている。すなわち、ファン１１０が回転する場合、ブレード１１２とシュラウドリング１１３と底板１１４とが一体となって回転する。

ケーシング１２０は、ダクト部１２２の底面をなす底面部１２２ｃを有している。底面部１２２ｃは、ファン１１０による風の流れの下流に向かって進むほど下方に膨出する膨出量が大きくなる形状である。上面部１２２ａは、底面部１２２ｃと同様に、ファン１１０による風の流れの下流に向かって進むほど上方に膨出する膨出量が大きくなる形状である。すなわち、ファン１１０による風の流れの下流に向かって進むほどダクト部１２２の大きさが上下方向に拡大されている。言い換えると、ファン１１０による風の流れの下流に向かって進むほどダクト部１２２の流路面積が拡大されている。

側面部１２２ｂの内側面は、上から下に向かうほどファン１１０からの距離が大きくなる傾斜形状である。すなわち、側面部１２２ｂにおいて、吸い込み口１２１に近い上部においては、流路面積が小さい。一方、吸い込み口１２１から遠い下部においては、流路面積が大きい。側面部１２２ｂは、場所によって傾斜の形状が異なる。すなわち、巻き始め部１１８のようにファン１１０による風の流れの始点に近い部分では、断面形状がファン１１０を備えた内側に向かってわずかに膨らんだ曲線を描く。一方、巻き終わり部１１９のようにファン１１０による風の流れの始点から離れた部分では、断面形状が直線的な形状である。すなわち、側面部１２２ｂの断面形状は、ファン１１０による風の流れの下流に向かって徐々に曲線から直線に近づく形状である。

ベルマウス部１２３は、ファン１１０の上流側に位置している。ベルマウス部１２３は、円環形状である。ベルマウス部１２３は、円環状に並んだブレード１１２の上方投影位置に設けられている。ベルマウス部１２３は、ケーシング１２０から突出して一体に設けられている。すなわち、言い換えると、ベルマウス部１２３の頂点は、上面部１２２ａよりも高い位置に突出して設けられている。

ベルマウス部１２３は、ファン１１０から離れるにつれて拡径する形状である。言い換えると、ベルマウス部１２３は、頂点から下端部に向かってファン１１０に近づくにつれて、径が滑らかに縮小するラッパ形状である。すなわち、ベルマウス部１２３は、最も外側に位置する部分が、最もファン１１０から離れた高い場所に位置する。ベルマウス部１２３の内側端部は、ブレード１１２の頂点よりも回転軸１１１に近い位置に設けられている。言い換えると、ベルマウス部１２３は、ブレード１１２の頂点を上方から覆うように設けられている。

ベルマウス部１２３と上面部１２２ａとの間には接続壁部１２４が形成されている。接続壁部１２４は、ベルマウス部１２３の外側に位置してベルマウス部１２３と一体に設けられている。すなわち、接続壁部１２４は、ベルマウス部１２３の頂点から上面部１２２ａまでの領域について、溝部１２７を介して接続している。言い換えると、ケーシング１２０の上面には、回転軸１１１に近い内側から順に、ベルマウス部１２３、接続壁部１２４、溝部１２７、上面部１２２ａが連続して一体で設けられている。接続壁部１２４は、ベルマウス部１２３の外側端部である外縁からファン１１０を備えたケーシング１２０内側に向かって延びる壁面を形成している。言い換えると、接続壁部１２４は、ベルマウス部１２３の外側端部から軸方向である垂直下向きに延びる壁面をなしている。接続壁部１２４は、ベルマウス部１２３の外縁の全周にわたって連続して形成されている。

接続壁部１２４は、溝部１２７を介して上面部１２２ａと一体に設けられている。溝部１２７は、上面部１２２ａよりも下方に凹んだ形状で設けられている。溝部１２７は、溝部１２７の内側面からブレード１１２の端部までの距離が一定となるように設けられている。溝部１２７の内側面からブレード１１２までの距離は、互いに接触しない範囲で極力近づけることが好ましい。溝部１２７は、接続壁部１２４の外周の全周にわたって連続して形成されている。

ベルマウス部１２３の上端から溝部１２７の下端までの高さは、一定である。上面部１２２ａの高さは、ファン１１０による風の流れの下流に向かって進むほど高くなるため、上面部１２２ａから溝部１２７の下端までの高さは、ファン１１０による風の流れの下流に向かって進むほど高くなる。一方、ファン１１０による風の流れの始点に近い部分では、上面部１２２ａと溝部１２７の下端とが略同じ高さに位置している。すなわち、上面部１２２ａに対してごくわずかに凹んだ形状の溝となる。

溝部１２７と上面部１２２ａとの間には下方突出リブ１２８が設けられている。下方突出リブ１２８は、ケーシング１２０の内側において、ファン１１０とダクト部１２２との間の空間に突出して設けられている。下方突出リブ１２８は、ダクト部１２２の上方領域から吸い込み口１２１に向かって風が逆流することを抑制する逆流防止機能を有している。

吸い込みガイド部１２５は、一様な高さで設けられたリブである。吸い込みガイド部１２５は、ベルマウス部１２３の直上に連続して一体成形で設けられている。言い換えると、吸い込みガイド部１２５は、ベルマウス部１２３からファン１１０が配置されている方向とは逆方向に突出して設けられている。言い換えると、吸い込みガイド部１２５は、ベルマウス部１２３からケーシング１２０の外側に向かって突出して設けられている。

吸い込みガイド部１２５は、ベルマウス部１２３の最も外側である外縁に設けられている。言い換えると、吸い込みガイド部１２５は、ベルマウス部１２３の最もブレード１１２から離れた位置であって、その高さが最も高い位置に設けられている。言い換えると、吸い込みガイド部１２５は、接続壁部１２４の上端部から連続して上方に突出して設けられている。接続壁部１２４と吸い込みガイド部１２５とは面一に設けられている。言い換えると、接続壁部１２４と吸い込みガイド部１２５との間に段差などの形状がない。すなわち、接続壁部１２４と吸い込みガイド部１２５とは、ひとつながりの平面形状をなしている。

吸い込みガイド部１２５の位置はベルマウス部１２３の直上であって、ブレード１１２の頂点よりも径方向の外側に位置していればよい。すなわち、ベルマウス部の外縁よりも少し内側に位置してもよい。あるいは、吸い込みガイド部１２５の一部を外縁に設け、その他の部分を外縁よりも内側に設けるなどしてもよい。

図４において、ベルマウス部１２３の内側先端から吸い込みガイド部１２５までの径方向の距離を示すベルマウス部１２３の径方向の幅Ｌ２は、ベルマウス部１２３の先端からブレード１１２の頂点であるシュラウドリング１１３の頂点までの径方向の距離Ｌ１よりも大きい。すなわち、吸い込みガイド部１２５は、ブレード１１２の頂点よりも径方向に離れた位置に設けられている。言い換えると、吸い込みガイド部１２５は、ブレード１１２の頂点よりも外側に設けられている。言い換えると、ベルマウス部１２３の径方向の距離における中間位置よりも外側の上流側に設けられている。

吸い込みガイド部１２５の高さＨ１は、ベルマウス部１２３の径方向の幅Ｌ２よりも小さい。一方、上面部１２２ａから吸い込みガイド部１２５の先端までの高さＨ２は、ベルマウス部１２３の径方向の幅Ｌ２よりも大きい。吸い込みガイド部１２５の高さＨ１は、例えば６ｍｍ程度である。

以下に、ファン１１０による風の流れを説明する。モータ１０２によりファン１１０が回転駆動されて、回転軸１１１が位置するファン１１０の内側から空気を吸い込む。この時、吸い込み口１２１は、主に回転軸１１１と平行な方向である上から下に向かって空気を吸い込むとともに、斜め方向からも空気を吸い込む。しかしながら、上面部１２２ａの表面に沿って径方向の内側に向かう横方向の空気の流れについては、接続壁部１２４や吸い込みガイド部１２５に衝突して横方向の流れの速度成分が低減される。

接続壁部１２４は、ファン１１０の径方向内側に向かう速度成分を大きく有する空気が吸い込み口１２１に流入することを妨げている。すなわち、ケーシング１２０の表面に沿って吸い込み口１２１の近くまで流れてきた横方向に流れる空気は、接続壁部１２４に衝突して、その風の一部を吸い込みガイド部１２５に向けて流す。言い換えると、接続壁部１２４は、軸方向の上向きに風をガイドする。接続壁部１２４は、このため、斜め方向の風の流れが吸い込み口１２１の近傍で互いにぶつかり合うことで乱流となることを抑制している。言い換えると、回転軸１１１と平行に近い向きで流れる空気を多く吸い込むことで、風の流れがぶつかり合うことを低減し、全体としてスムーズな風の流れになるように空気を吸い込んでいる。

さらに、吸い込みガイド部１２５が設けられている部分においては、吸い込みガイド部１２５が斜め方向の風の流入を制限している。すなわち、吸い込みガイド部１２５が設けられていない部分においては、ベルマウス部１２３の形状に沿って風が流れるため、横方向の速度成分が大きい斜め方向の風が吸い込み口１２１に流入可能である。一方、吸い込みガイド部１２５が設けられた部分においては、ファン１１０の軸方向と直交する方向である横方向の速度成分が大きい斜め方向の風は、吸い込みガイド部１２５に衝突して吸い込み口１２１への流入が妨げられる。このため、斜め方向の風のうち、横方向の速度成分が小さい風をより多く吸い込むこととなる。

吸い込みガイド部１２５は、吸い込まれた空気を吸い込み口１２１に近づくにつれて回転軸１１１に平行な向きに近づくようにガイドする整流機能を有している。すなわち、回転軸１１１と平行な向きに突出して設けられた平板状の吸い込みガイド部１２５に沿って空気が流れることで、空気の流れを回転軸１１１に平行に近い向きにそろえることが可能である。

吸い込みガイド部１２５は、吸い込まれる空気の流速を低減させる減速機能を有している。すなわち、吸い込みガイド部１２５がファン１１０に吸い込み可能な空気の量を制限することで、吸い込み口１２１付近における流速を低減させる。これにより、吸い込みガイド部１２５を設けていなければ空気が速く流れていた部分において、吸い込みガイド部１２５により流速を下げて、吸い込み口１２１の近傍全体における流速差を小さくしている。吸い込みガイド部１２５は、流速差を小さくすることで、風同士が互いにぶつかり合うことを抑制している。

ファン１１０が空気を吸い込む量は、出口側の流路面積に依存する。すなわち、ダクト部１２２の流路面積が大きい部分に近いベルマウス部１２３からは、多くの空気が流入する。すなわち、回転軸１１１に平行に近い方向の風だけでなく、径方向の内側に向かう速度成分を大きく持った風も流入してしまいやすい。一方、ダクト部１２２の流路面積が小さい部分に近い吸い込み口１２１では、空気の流入量が少ない。すなわち、吸い込まれる空気が初めから回転軸１１１に平行に近い方向にそろった状態で流入しやすい。

巻き終わり部１１９付近のようにダクト部１２２の流路面積が大きい部分には、吸い込みガイド部１２５が設けられている。このため、多くの空気を吸い込む必要のある部分であっても、吸い込みガイド部１２５により、ファン１１０の径方向の速度成分を大きく有する流れが流入してしまうことを制限している。それに加えて、吸い込みガイド部１２５が吸い込んだ空気をガイドして、回転軸１１１と平行に近い向きに整流している。さらに、部分的に流速を低減することで吸い込み口１２１付近における流速差を小さくしている。これらにより、風同士が衝突することを抑制している。

風同士が衝突するなどして乱流となると、回転するブレード１１２と乱流となった風とが複雑に衝突しやすい。ここで、ファン１１０の回転数とブレード１１２の枚数に応じて発生する特定周波数の音であるサイレン音と呼ばれる音は、複雑な流れである乱流と衝突することでより発生しやすくなる。したがって、風同士が衝突して乱流の状態でブレード１１２と接触することを抑制することで、サイレン音などの異音や熱などによる損失の発生を抑制できる。言い換えると、高効率な送風装置１０１を実現できる。

シロッコファンのようなブレード１１２のサイズが比較的小さな送風機の場合には、空気がブレード１１２の表面から剥離しやすく、異音などの発生による効率の低下が起きやすい。このため、吸い込み側で風が乱流になることを抑制することで、効率の低下を抑制することは、シロッコファンのようなブレード１１２の比較的小さなファン１１０に対して特に大きな効率向上効果が期待できる。ただし、ファン１１０は、遠心式の送風機であるシロッコファンに限られない。遠心式の送風機としては、ターボファンなどにも適用可能である。さらに、軸流式の送風機としてプロペラファンなどに適用してもよい。

さらに、ファン１１０の径が小さい送風機や、回転数が高い送風機の場合には、吸い込まれる風同士が衝突しやすく、異音が発生しやすい送風機である。このため、吸い込み側で風が乱流になることを抑制することよる効率向上効果が大きく期待できる。

吸い込み口１２１から吸い込まれた空気は、ブレード１１２によって回転軸１１１から遠ざかる方向すなわち遠心方向に送られる。ただし、ダクト部１２２は上方と下方とで流路面積が異なるため、流路面積のより大きな下方をより多くの空気が流れることとなる。言い換えると、ファン１１０の上方に位置している吸い込み口１２１からダクト部１２２の特に下方に向かって風が流れやすい。すなわち、下向きに流入してきた空気が逆方向である斜め上方向に流れるよりも、下方向に近い斜め下方向にスムーズに流れやすい。ダクト部１２２を流れた風は吐き出し口１２９から吐き出される。

上述した実施形態によると、送風装置１０１は、ファン１１０の軸方向に沿うように延びている接続壁部１２４と、ベルマウス部１２３から突出している吸い込みガイド部１２５とを備えている。このため、接続壁部１２４と吸い込みガイド部１２５とにより、ファン１１０の軸方向と直交する空気の流れを妨げることができる。したがって、吸い込み口１２１付近でファン１１０の軸方向と平行な空気の流れとファン１１０の軸方向と直交する空気の流れとが衝突して大きな騒音が発生することを低減できる。すなわち、送風装置１０１の送風効率を高めることができる。

吸い込み口１２１をなすベルマウス部１２３の外側に接続壁部１２４が設けられている。このため、ファン１１０の径方向内側に向かう風が吸い込み口１２１に流入しにくい。したがって、吸い込まれる風同士が強く衝突することによる流れの大きな乱れが発生しにくい。よって、サイレン音などの発生を低減し、送風装置１０１による送風効率を向上させることができる。さらに、異音の発生を低減することで、送風装置１０１の動作に伴う異音を利用者が不快に感じることを低減することができる。

接続壁部１２４は、ベルマウス部１２３の外側に全周にわたって設けられている。このため、異音の発生をより確実に低減することができる。

ベルマウス部１２３の直上に吸い込み空気をガイドする吸い込みガイド部１２５が設けられている。このため、ファン１１０の径方向内側に向かう方向の速度成分が大きい斜め方向の風は、吸い込み口１２１への吸い込みが制限される。したがって、ファン１１０は、下方向の風と斜め方向の風とが同じ方向あるいは似た方向にそろいやすく、風同士が衝突した場合であっても、風が乱れにくい。よって、異音などの発生を効果的に低減して送風装置１０１による送風効率を向上させることができる。言い換えると、少ない消費電力で多くの風を送ることができる。

さらに、上面部１２２ａから接続壁部１２４までの高さと吸い込みガイド部１２５の高さとを合わせた高さ分の壁面を形成できる。言い換えると、接続壁部１２４と吸い込みガイド部１２５とは、径方向には同じ位置であって高さ方向には重なって設けられている。このため、吸い込みガイド部１２５のみで壁面を形成する場合に比べて、吸い込みガイド部１２５単体の高さを低くすることができる。言い換えると、異音の発生を低減しつつ、送風装置１０１を小型化できる。

吸い込みガイド部１２５は、ブレード１１２の頂点よりも径方向の外側に設けられている。このため、吸い込みガイド部１２５が吸い込み口１２１に近すぎるために、吸い込み量を制限しすぎてしまい、風量が低下しすぎることを防止できる。

吸い込みガイド部１２５は、ベルマウス部１２３の最も外側である外縁に設けられている。このため、ベルマウス部１２３によって空気をスムーズに吸い込み口１２１まで取り込む効果を最大限に生かすことができる。その上で、下方向の風と斜め方向の風との衝突による流れの乱れを低減できる。したがって、大きな風量を確保しつつ、ファン１１０での異音の発生を防止できる。

吸い込みガイド部１２５と接続壁部１２４とは連続する平面を形成している。このため、接続壁部１２４や吸い込みガイド部１２５に衝突した風が、接続壁部１２４および吸い込みガイド部１２５に沿ってスムーズに流れることができる。すなわち、接続壁部１２４や吸い込みガイド部１２５に衝突した風が複雑な方向に乱れて流れにくい。したがって、ベルマウス部１２３近傍における風をスムーズに流すことが可能である。

吸い込みガイド部１２５の高さＨ１は、ベルマウス部１２３の幅Ｌ２よりも小さい。このため、吸い込みガイド部１２５の高さを高くしすぎることによる吸い込み量の低下を抑えることができる。あるいは、吸い込みガイド部１２５の高さが高くなりすぎることによる送風装置１０１の大型化を防止できる。言い換えると、送風装置１０１を小型化できる。

ケーシング１２０の上面である上面部１２２ａから吸い込みガイド部１２５の上端までの高さＨ２は、ベルマウス部１２３の幅Ｌ２よりも大きい。このため、ベルマウス部１２３の幅が大きく径方向の風を取り込みやすい場合であっても、接続壁部１２４と吸い込みガイド部１２５との高さが大きく径方向の風を妨げて遮蔽しやすい。したがって、接続壁部１２４と吸い込みガイド部１２５とにより、ファン１１０の径方向内側に向かう風を効果的に妨げることができる。すなわち、ファン１１０の回転数が増減するなどしても異音の発生を低減する効果を安定して発揮することができる。

吸い込みガイド部１２５は、ケーシング１２０の巻き終わり部１１９を含めてファン１１０の回転軸１１１を中心とする円弧形状に設けられている。このため、流路面積が比較的大きく、吸い込み口１２１に吸い込まれる風が乱流となりやすい部分である巻き終わり部１１９において、効果的に乱流の発生を抑制できる。したがって、騒音を低減して送風装置１０１の効率を高めることができる。

ダクト部１２２は、吸い込み口１２１から離れるほど空気の流路面積が拡大されるように設けられている。すなわち、ダクト部１２２において、吸い込み口１２１を有する側である上面部１２２ａから底面部１２２ｃにかけて側面部１２２ｂが徐々に拡大する形状である。このため、吸い込み口１２１から下向きに吸い込んだ風を斜め下方向にスムーズに流しやすい。したがって、風の流れを乱しにくく、風量を多く確保しやすい。

ファン１１０はシロッコファンである。このため、吹き出し口の変更などに伴う圧損変化が大きい車両用空調装置１０などにこの送風装置１０１を適用した場合であっても、異音の発生を抑制しつつ、安定して送風することができる。ファン１１０は、ターボファンでもよい。この場合、シロッコファンに比べて送風の効率が良いため、異音の発生を抑制しつつ、高効率で送風を行うことができる。

第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、吸い込みガイド部２２５は、巻き終わり部１１９に対して回転軸１１１を挟んで反対側の位置を始点として、巻き終わり部１１９を超える範囲まで設けられている。さらに、吸い込みガイド部２２５は、流路面積が大きい部分ほど上面部１２２ａからの高さが高くなるように設けられている。

図５において、吸い込みガイド部２２５の終端部２２５ｂは、巻き終わり部１１９とは回転軸１１１を挟んで反対側の位置に設けられている。言い換えると、吸い込みガイド部２２５は、巻き終わり部１１９を含むように、始端部２２５ａから終端部２２５ｂまでの範囲で設けられている。すなわち、吸い込みガイド部２２５は、ベルマウス部１２３の外縁の半周を超える領域に設けられている。

図６において、吸い込みガイド部２２５は、高さが滑らかに変化するように傾斜して設けられたリブである。すなわち、吸い込みガイド部２２５の始端部２２５ａは、吸い込みガイド部２２５の中で最も高さが高い。一方、終端部２２５ｂは、吸い込みガイド部２２５の中で最も高さが低い。

吸い込みガイド部２２５は、始端部２２５ａから終端部２２５ｂに向かって徐々に高さが低くなるように設けられている。言い換えると、吸い込み口１２１近傍のダクト部１２２において、最も流路面積が大きい部分に配置されている始端部２２５ａから、流路面積が小さくなるにつれて吸い込みガイド部２２５の高さが低くなるように設けられている。

吸い込みガイド部２２５が設けられている部分においては、吸い込みガイド部２２５が斜め方向の風の流入を制限している。さらに、流路面積が大きい部分に対応して吸い込みガイド部２２５の高さが高く設けられている。このため、吸い込みガイド部２２５の高さが高い部分ほど、径方向に大きな速度成分を有する斜め方向の風の流入が制限された状態である。言い換えると、回転軸１１１に平行に近い方向の風が多く流入する状態である。

吸い込みガイド部２２５は、吸い込まれた空気を吸い込み口１２１に近づくにつれて回転軸１１１に平行な向きに近づくようにガイドする整流機能を有している。吸い込みガイド部２２５の整流機能は、高さが高い部分であるほどその効果が高い。すなわち、吸い込みガイド部２２５の高さが高い部分ほど、吸い込みガイド部２２５に沿って空気が流れる距離が大きい。このため、空気の流れを回転軸１１１に平行に近い向きにそろえやすい。

吸い込みガイド部２２５は、吸い込まれる空気の流速を低減させる減速機能を有している。すなわち、吸い込みガイド部２２５がファン１１０に吸い込み可能な空気の量を制限することで、吸い込み口１２１付近における流速を低減させる。吸い込みガイド部２２５の減速機能は高さが高い部分であるほど、その効果が高い。すなわち、吸い込みガイド部２２５の高さが高い部分ほど、吸い込みガイド部２２５に流入可能な風の流れが回転軸１１１に平行に近い方向に限定される。このため、吸い込みガイド部２２５がなければ、最も流速が速くなりやすい最も流路面積が大きい部分において、最も大きな減速機能を発揮することとなる。したがって、吸い込み口１２１における流速差を低減可能である。よって、吸い込まれる風の乱れを低減可能である。

上述した実施形態によると、吸い込みガイド部２２５の終端部２２５ｂは、巻き終わり部１１９とは回転軸１１１を挟んで反対側の位置に設けられている。このため、広範囲にわたって風が乱流となることを防ぐことができる。したがって、より確実に騒音や熱による損失の発生を抑制し、送風装置１０１の効率を高めることができる。

吸い込みガイド部２２５は、始端部２２５ａから終端部２２５ｂに向かって高さが低くなるように設けられている。このため、空気の流れが乱れやすい流路面積が大きい下流の部分では、吸い込みガイド部２２５による乱流発生の抑制効果を大きくして、騒音の発生をより確実に抑制できる。一方、流路面積が比較的小さい上流の部分では、乱流発生の抑制効果を小さくして風量の低下を抑制できるため、送風装置１０１全体の効率をバランスよく高めることができる。

第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、円環形状のベルマウス部１２３の外側の全周にわたって吸い込みガイド部３２５が設けられている。さらに、吸い込みガイド部３２５は、連続して一様な形状ではなく部分的に異なる形状で設けられている。

図７において、吸い込みガイド部３２５は、ベルマウス部１２３の外縁において全周にわたって円環状に設けられている。このため、吸い込み口１２１に吸い込まれる風のうち、ファン１１０の径方向の速度成分を持つ風は、ベルマウス部１２３のどの位置から流入する場合であっても吸い込みガイド部３２５によって制限されることとなる。したがって、風同士が衝突して乱流となることを抑制できる。よって送風装置１０１での騒音の発生を抑制し、ファン１１０の運転効率を向上させることができる。

吸い込みガイド部３２５は、第１ガイド部３２５ａと第２ガイド部３２５ｂとを備えている。第１ガイド部３２５ａは、ダクト部１２２において流路面積が大きい部分に設けられている。第１ガイド部３２５ａは、連続して一様に同じ高さで設けられているリブである。一方、第２ガイド部３２５ｂは、ダクト部１２２において流路面積が小さい部分に設けられている。第２ガイド部３２５ｂは、凸形状が間欠的に設けられている凹凸形状のリブである。

第２ガイド部３２５ｂは、正弦波のように高さが連続的に滑らかに増減する波形であってもよい。あるいは、三角波のように直線的に高さが増減するような波形であってもよい。あるいは、不規則に高さが増減する形状であってもよい。

上述した実施形態によると、吸い込みガイド部３２５は、ベルマウス部１２３の外側の全周にわたって設けられている。このため、吸い込み口１２１から吸い込まれる空気の量を全体的に低減させることができる。したがって、ファン１１０の回転駆動に伴う騒音の発生をより確実に低減することができる。

第１ガイド部３２５ａと第２ガイド部３２５ｂとで、異なる形状の吸い込みガイド部３２５を設けている。このため、吸い込みガイド部３２５を設ける場所ごとに異なる性能の吸い込みガイド部３２５を設けることができる。

他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

１０１ 送風装置、 １１０ ファン、 １１１ 回転軸、 １１２ ブレード、 １１１８ 巻き始め部、 １１９ 巻き終わり部、 １２０ ケーシング、 １２１ 吸い込み口、 １２２ ダクト部、 １２２ａ 上面部、 １２２ｂ 側面部、 １２２ｃ 底面部、 １２３ ベルマウス部、 １２４ 接続壁部、 １２５ 吸い込みガイド部、 １２５ａ 始端部、 １２５ｂ 終端部、 １２９ 吐き出し口、 ２２５ 吸い込みガイド部、 ２２５ａ 始端部、 ２２５ｂ 終端部、 ３２５ 吸い込みガイド部、 ３２５ａ 第１ガイド部、 ３２５ｂ 第２ガイド部。

Claims (5)

1. 回転して風を送るファン（１１０）と、
   前記ファンを内部に収納して、空気を吸い込む吸い込み口（１２１）と空気を吐き出す吐き出し口（１２９）とを有するケーシング（１２０）と、
   前記ケーシングに設けられ、前記吸い込み口を形成するとともに吸い込み空気を前記ファンに向かってガイドするベルマウス部（１２３）と、
   前記ケーシングの内部において前記吸い込み口から前記吐き出し口までの空気流路を形成するダクト部（１２２）と、
   前記ファンのブレード（１１２）の吸い込み側の上端部が山型に形成されており、前記ブレードの山型の頂点よりも径方向の外側に位置して、前記ベルマウス部から突出して設けられ、前記ファンの軸方向と直交する空気の流れの向きを変更する吸い込みガイド部（１２５、２２５、３２５）と、
   前記ファンの軸方向に沿うように延びて前記ベルマウス部の外縁と前記ケーシングとを接続するとともに、前記ファンの軸方向と直交する空気の流れを妨げて前記吸い込みガイド部に向けて流す接続壁部（１２４）と、を備え、
   前記ダクト部は、前記吸い込み口から前記ファンの軸方向に離れるほど空気の流路面積が拡大されるように、さらに空気の流れの上流から下流に向かって流路面積が拡大されるように設けられ、
   前記吸い込みガイド部（２２５）は、前記ダクト部の下流に位置するほど前記吸い込みガイド部の高さが高くなるように設けられている送風装置。
2. 前記吸い込みガイド部は、前記ベルマウス部の外縁に設けられている請求項１に記載の送風装置。
3. 前記吸い込みガイド部と前記接続壁部とは、前記ファンの軸方向に延びて連続する平面を形成している請求項２に記載の送風装置。
4. 前記ケーシングは渦巻き状であって、前記吸い込みガイド部は、前記ケーシングの巻き終わり部（１１９）を含めて前記ファンの回転軸（１１１）を中心として円弧形状に設けられている請求項１から請求項３のいずれかに記載の送風装置。
5. 前記ファンはシロッコファンである請求項１から請求項４のいずれかに記載の送風装置。

Images