JP6280585B2 - 遠心式ファン - Google Patents

Description

本発明は遠心式ファンに関し、特に送風による騒音の低減を図った遠心式ファンに関する。

図１７は、従来の遠心式ファンの一例を示す斜視図である。図１７は、従来の遠心式ファンの一例を示す側断面図である。

図１７及び図１８に示されるように、遠心式ファン（「遠心ファン」ということもある。）８０１は、一般に、吸い込み口８１３（８３３）と吹き出し口８１９とを有するケーシング８１０内に、羽根車８３０を格納して構成される。羽根車８３０は、モータ８６０の回転軸周りに多数の羽根８５１を配置したものである。遠心式ファン８０１は、吸い込み口８１３（８３３）から吸入された空気を羽根車８３０の中心から翼（羽根）間に流入させ、羽根車８３０の回転に伴う遠心作用による流体力で、空気を羽根車８３０の径外方に向けて吹き出させる。羽根車８３０の外周から外側に吹き出された空気は、ケーシング８１０の吹き出し口８１９から噴出される。各羽根８５１の吸い込み口８１３側の部位は、垂直な端縁部を有している。

図１８に示されるように、遠心式ファン８０１は、薄型のものである。この遠心式ファン８０１は、ケーシング８１０の略中央部に、羽根車８３０を回転させるためのモータ８６０を有している。モータ８６０は、羽根車８３０にロータヨーク８６３が取り付けられるようにして配置された、アウターロータ型のブラシレスモータである。

このような遠心式ファン８０１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。遠心式ファン８０１の送風性能と騒音は、羽根車８３０の翼（羽根）形状とケーシング８１０の形状（遠心式ファン８０１の構造）に大きく影響される。

騒音を低減させ、送風性能の向上を図るために、羽根車の形状やケーシングの構造を最適化することが行われており、いろいろな提案がなされている。例えば、翼（羽根）形状を最適化することによって低騒音化を図る遠心式ファンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−２８９２９５号公報

ところで、上記のような薄型の遠心式ファン８０１においては、ケーシング８１０のうち、羽根車８３０の下方に位置する部分が樹脂を用いて構成されていた。そのため、遠心式ファン８０１の剛性が低く、振動や騒音が比較的大きいという問題がある。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、薄型であって、騒音の発生を低減できる遠心式ファンを提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、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で構成されるケーシングと、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収納されており、円周上に配列される複数の羽根を備える羽根車と、羽根車を回転させるモータと、モータの駆動回路が搭載されている回路基板とを備え、羽根車の回転に伴って、吸込み口を通して吸入した空気を羽根車の径の外方に向けて吹き出すことが可能である遠心式ファンは、下ケーシングは、金属板製であって、下方に窪む凹部を有し、モータは、凹部の底面に取りつけられており、モータのステータの一部と回路基板とは、凹部の内部に収納されており、回路基板は、ステータよりも下方に配置されており、凹部には、モータを回転させるための電力を供給するためのコネクタ又はリード線が通る孔が設けられており、孔は、少なくとも凹部の底面の一部に設けられている。

好ましくは、孔は、少なくとも凹部の側面の一部を欠くように設けられている。

好ましくは、凹部の側面は、下方に向けて先細となるテーパ形状を有する。

好ましくは、孔には、モータに接続されているコネクタが取り付けられている。

好ましくは、羽根車の径の外方に向けて排出された空気が吹き出す吹き出し口が、ケーシングの側部であって、上ケーシングと下ケーシングとの間に設けられた支柱部分を除いた開口部分に設けられている。

これらの発明に従うと、下ケーシングが、金属板を用いて構成されている。したがって、薄型であって、騒音の発生を低減できる遠心式ファンを提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおける遠心式ファンを示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 図２の部分拡大図である。 羽根車の形状を説明する図である。 下側シュラウドの形状と遠心式ファンの性能との関係を示すグラフである。 比較対象となる別の遠心式ファンの構成の一例を示す図である。 下ケーシングを下側から見た斜視図である。 遠心式ファンの図２とは異なる断面における側断面図である。 厚さ１．６ミリメートルの金属板で構成され星打ち加工が施された下ケーシングを用いたときの振動の発生状況を示すグラフである。 厚さ１．６ミリメートルの金属板で構成され星打ち加工が施されていない下ケーシングを用いたときの振動の発生状況を示すグラフである。 厚さ１．２ミリメートルの金属板で構成され星打ち加工が施された下ケーシングを用いたときの振動の発生状況を示すグラフである。 厚さ１．２ミリメートルの金属板で構成され星打ち加工が施されていない下ケーシングを用いたときの振動の発生状況を示すグラフである。 本実施の形態の一変型例に係る遠心式ファンの構成を示す側断面図である。 本実施の形態の上述とは別の変型例に係る遠心式ファンの構成を示す側断面図である。 遠心式ファンの羽根車の形状を説明する図である。 本実施の形態の上述とは別の変型例に係る遠心式ファンの下ケーシングを下側から見た斜視図である。 従来の遠心式ファンの一例を示す斜視図である。 従来の遠心式ファンの一例を示す側断面図である。

以下、本発明の実施の形態の１つにおける遠心式ファンについて説明する。

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を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。

図１から図３を参照して、遠心式ファン１は、ケーシング１０と、羽根車３０と、モータ６０とを備えている。遠心式ファン１は、モータ６０が取り付けられている部分を除き、全体として、平面視で略正方形の直方体状に構成されている。遠心式ファン１は、上下方向の寸法（高さ）が比較的小さい、薄型のものである。羽根車３０は、モータ６０のシャフト６１とともに回転するロータ６３に取り付けられている。遠心式ファン１は、羽根車３０をモータ６０により回転させる。遠心式ファン１は、羽根車３０の回転に伴って、その吸い込み口３３から導入した空気（流体の一例）を、羽根車３０の側方に排出させる。すなわち、吸い込み口３３から導入された空気は、羽根車３０の回転に伴う遠心作用による流体力で、羽根車３０の羽根５１の間を通過し、羽根車３０の径外方に向けて吹き出される。空気は、羽根車３０の側方にあるケーシング１０の吹き出し口１９から排出される。

モータ６０は、例えば、アウターロータ型のブラシレスモータである。モータ６０は、下ケーシング２１の中央部にねじやボルト等の締結部材で装着されている。モータ６０は、下方に向けて開口するカップ状のロータ（ロータヨーク）６３を有している。ロータ６３の側周部の内面には、環状のマグネット６５が取り付けられている。ロータ６３の中央部には、シャフト６１が取り付けられている。

シャフト６１は、ベアリングホルダ６６に装着された一対のベアリング６６ａにより回転可能に支持されている。ベアリングホルダ６６の外周部には、ステータ６７が設けられている。ステータ６７は、積層されたステータコアや、ステータコアに装着された、コイルを巻回したインシュレータなどで構成されている。ステータ６７は、マグネット６５に対して半径方向（図２において左右方向）に所定のギャップを隔てて対向配置されている。ステータ６７は、回路基板６９に接続されている。回路基板６９は、例えばプリント配線基板である。回路基板６９には、モータ６０を制御するための電子部品等が実装されており、モータ６０の駆動回路が搭載されている。

ケーシング１０は、上ケーシング１１と、下ケーシング２１とが組み合わされて構成されている。具体的には、上ケーシング１１と下ケーシング２１とが、平面視で四隅に位置するねじ１４を用いて互いに組み付けられ、ケーシング１０が構成されている。ねじ１４は、例えば、下ケーシング２１側から差し込まれるボルトである。上ケーシング１１と下ケーシング２１とは、例えば、ねじ１４が配される部分で支柱を挟むようにして互いに組み付けられている。なお、このとき、支柱は、上ケーシング１１と下ケーシング２１とのどちらか一方と一体で構成されていてもよい。吹き出し口１９は、例えば、ねじ１４を用いた上ケーシング１１と下ケーシング２１との締結部分を除いたケーシング１０の側部であって、上ケーシング１１と下ケーシング２１との間に設けられている。

羽根車３０は、ケーシング１０内に収められるようにして配置されている。羽根車３０は、全体として円盤形状を有している。羽根車３０の上方には上ケーシング１１が配置されており、下方には下ケーシング２１が配置されている。すなわち、遠心式ファン１は、上ケーシング１１と下ケーシング２１との間に羽根車３０を挟むように保持して構成されている。

羽根車３０は、大まかに、上側シュラウド３１と、下側シュラウド４１と、上側シュラウド３１と下側シュラウド４１との間に配置された複数の羽根５１とを有している。羽根車３０の中央部には、上方に開口する吸い込み口３３が形成されている。吸い込み口３３は、上側シュラウド３１の内側の上端部３５に囲まれることで構成されている。複数の羽根５１は、図１に示されるように、適切な間隔で、円周上に配列されている。

羽根車３０の中央部には、ロータ６３がはめ込まれる下側シュラウド４１が配置されている。下側シュラウド４１の中央部には、ロータ６３が配置されるように形成された円筒部（取付部の一例）４３が設けられている。ロータ６３は、下側シュラウド４１の中央部に設けられている円筒部４３にはめ込まれており、羽根車３０を保持している。ロータ６３は、吸い込み口３３の内部で、吸い込み口３３の外に向けて、上方に突出するように配置されている。図３に示されるように、ロータ６３が円筒部４３を保持している部分の、上下方向の高さは、遠心式ファン１の上下方向の高さＨの２分の１以下となるように設定されている。これにより、遠心式ファン１を比較的薄型にしつつ、吸い込み口３３から吸引される空気がロータ６３によって遮られることがないように構成されている。

各羽根５１は、同一の湾曲した形状を有している。羽根５１は後向き羽根で所謂ターボ型である。羽根５１の形状は、回転方向に対して後向きに湾曲傾斜した形状となっている。上側シュラウド３１、下側シュラウド４１、及び羽根５１は、例えば、合成樹脂を用いて一体成型で形成される。

上ケーシング１１は、例えばエンジニアリングプラスチックなどの樹脂を用いて形成されている。上ケーシング１１の中央部には、開口部１３が形成されている。開口部１３は、平面視で円形である。開口部１３は、羽根車３０に設けられている吸い込み口３３に空気が導入されるように形成されている。開口部１３は、上側シュラウド３１により構成される吸い込み口３３よりわずかに大きい内径を有している。すなわち、本実施の形態において、開口部１３の大きさは、吸い込み口３３の大きさと略同等である。

下ケーシング２１は、例えば、鉄などの金属板を用いて形成されている。下ケーシング２１の中央部には、下方に窪む凹部２３が形成されている。凹部２３は、椀状に形成されている。図２に示されるように、本実施の形態において、凹部２３には、モータ６０と、回路基板６９などのモータ６０の駆動回路とが装着されている。モータ６０は、ねじやボルト等の締結部材で下ケーシング２１に装着されているが、締結部材の代わりにベアリングホルダ６６の下部を凹部２３にカシメ固定して下ケーシング２１に装着した構成であってもよい。

下ケーシング２１の外周部は、軸方向（図２上下方向）に折り曲げられた側板となっている。側板が設けられていることにより、下ケーシング２１の剛性が高められている。

下ケーシング２１の上面のうち、凹部２３の周囲の部分は、羽根車３０の下面に面する隔壁部２９となっている。隔壁部２９は、羽根車３０の下面に近接するように平面状に形成されている。

図２に示されているように、羽根車３０の下側シュラウド４１は、各羽根５１のうち少なくとも外周側の部位が隔壁部２９に面するように、シャフト（羽根車３０の回転軸）６１寄りの部分にのみ設けられている。すなわち、羽根車３０のうち隔壁部２９に対面する部位には、各羽根５１が露出している。下ケーシング２１のうち羽根車３０に対向する面は、吸い込み口３３から導入された空気を側方に誘導する壁面の一部となっている。羽根５１は、軸方向において、隔壁部２９と所定のギャップを隔てて対向配置されている。なお、各羽根５１の下部は、その少なくとも一部分が隔壁部２９側に露出していてもよいし、その全部分が隔壁部２９側に露出していてもよい。

なお、ケーシング１０の中に収納される羽根車３０の外径寸法は、ケーシング１０の一辺の寸法より小さく設定されている。これにより、回転する羽根車３０がケーシング１０の外縁より突出することがなく、羽根車３０の他部材との接触や、接触による破損等が防止されている。

下ケーシング２１は、羽根車３０において空気をガイドする主板としての機能を兼ねると共に、ケーシング１０の基板としての機能も有している。このため、羽根車３０と隔壁部２９との間に形成されたギャップの設定は重要である。ギャップが大きすぎる場合、吸い込み口３３から吸入された空気は、羽根５１の間を通過すると共に、ギャップにも流れてしまう。この結果、羽根車３０から吹き出された空気の圧力が低減し、送風特性が低下する。一方で、ギャップが小さすぎる場合には、次のような問題がある。すなわち、各部品の寸法精度のバラツキが生じると、羽根５１が隔壁部２９に接触してしまう可能性がある。このような接触を防止するためには、各部品の寸法精度を高精度に管理する必要が生じ、遠心式ファン１のコスト高となってしまう。ギャップは、このような問題点を鑑み、適切に設定されている。

開口部１３の内側の直径（図２においてφｄで示す。）に対する、各羽根５１の下端から吸い込み口３３の上端部までの上下方向の高さｈの値は、１５パーセント以上であって２５パーセント以下の範囲内である。すなわち、この高さｈと開口部１３の内径φｄとの関係は、次式で示される。

０．１５ ≦ ｈ／φｄ ≦ ０．２５
ここで、本実施の形態において、図３に示されるように、下側シュラウド４１の上面は、側断面において下に凸の円弧状の曲線となるような、曲面４９となっている。下側シュラウド４１のうち外周端部４５は、上側シュラウド３１の上端部３５の鉛直下方近傍に位置している。また、下側シュラウド４１のうち、円筒部４３の上端部である内周端部４７は、下側シュラウド４１の上端部となっている。内周端部４７は、ロータ６３の外周上端部６３ａの近傍に位置している。曲面４９は、外周端部４５と内周端部４７との間に形成されている。曲面４９のうち、最も下方にあるのが外周端部４５であって、最も上方にあるのが内周端部４７である。

図４は、羽根車３０の形状を説明する図である。

図４に示される断面図は、図２に示される断面と同じ断面におけるものである。図４を参照しながら、下側シュラウド４１の形状についてさらに説明する。すなわち、本実施の形態において、曲面４９は、羽根車３０の回転軸を通る断面（以下、単に断面ということがある。）において、吸い込み口３３の内側の上端部３５を通り羽根車３０の回転軸に平行な直線Ｌ上の点を中心とする円弧状に形成されている。曲面４９は、断面において、図４に示される円Ｃ２よりも外側に位置するように形成されている。換言すると、ロータ６３と、円筒部４３を含む下側シュラウド４１とは、断面において、円Ｃ２よりも外側に位置する（円Ｃ２の内部にはみ出さない）ように構成されている。これにより、上側シュラウド３１と下側シュラウド４１との間の、吸い込み口３３から吹き出し口１９に至るまでの空気の流路は、空気が流れやすくなるように構成されている。

円Ｃ２は、その中心Ａ２が直線Ｌ上に位置し、下側シュラウド４１の端縁部である外周端部４５を通る円である。円Ｃ２の半径Ｒ２は、円Ｃ１の半径Ｒの８０パーセントである。円Ｃ１は、上端部３５を中心Ａ１とする円である。円Ｃ１の半径Ｒは、上端部３５から、下側シュラウド４１の表面のうち上端部３５の鉛直下方近傍部位にある外周端部４５までの距離である。すなわち、本実施の形態において、円Ｃ１の半径Ｒは、図４に示される、吸い込み口３３から導入された空気の流路の上下方向の高さｈと略等しくなっている。

なお、曲面４９は、断面において中心が直線Ｌ上に位置しない円弧状であってもよい。また、曲面４９は、断面において円弧状でなくてもよい。楕円弧状であってもよいし、他の曲線状であってもよい。いずれの場合であっても、曲面４９を含む下側シュラウド４１は、断面において、上端部３５から曲面４９の表面までの距離の８０パーセントの半径を有し、中心が直線Ｌ上にある、曲面４９に接する円Ｃ２よりも外側に位置している。また、ロータ６３も、同様に、円Ｃ２よりも外側に位置している。なお、この場合、円Ｃ２は、中心Ａ２が直線Ｌ上に位置し、半径Ｒ２が円Ｃ１の半径Ｒの８０パーセントであり、下側シュラウド４１の表面に接する円であってもよい。

本実施の形態では、下側シュラウド４１がこのような形状を有していることにより、次の効果を得られる。すなわち、遠心式ファン１では、羽根車３０を回転させるモータ６０の薄型化が困難である。そのため、従来では、モータのロータ部が吸い込み口の中央部に突出するなどして、空気の流れが阻害され、騒音の発生原因となることがあった。しかしながら、本実施の形態の構成によれば、遠心式ファン１を薄型にしたまま、空気がスムーズに流れるように、空気の流路が構成されている。したがって、騒音の発生を抑えることができる。

図５は、下側シュラウド４１の形状と遠心式ファン１の性能との関係を示すグラフである。

図５においては、横軸の円弧サイズは、上端部３５（上側シュラウド内周部）を通る鉛直線上に中心があって断面における下側シュラウド４１の外周端部４５を通る曲面４９の円弧の半径を、半径が空気の流路の高さｈと等しい場合を１００パーセントとしてそれに対する割合として示されている。

図５に示されているように、円弧サイズが大きくなるほど、騒音値は単調に減少する。円弧サイズが６０パーセント、７０パーセントであるときと比較して、円弧サイズが８０パーセントであるときは、騒音値は大幅に低くなる。円弧サイズが８０パーセントである場合と比較して、円弧サイズが９０パーセントである場合には、騒音値は減少するものの、減少量は比較的少なくなる。

最大静圧は、円弧サイズにかかわらず、あまり変化しない。遠心式ファン１の動作時にモータ６０に流れる最大電流は、円弧サイズが８０パーセント前後であるときに最も小さく、円弧サイズが９０パーセントであるときにはそれより若干高くなり、円弧サイズが７０パーセント、６０パーセントとなると大幅に上昇する。

このように示される下側シュラウド４１と遠心式ファン１の性能との関係からも、円弧サイズは８０パーセントより大きければ、比較的、モータ６０に流れる電流を小さくしつつ、かつ、騒音値を相当小さくすることができる、といえる。すなわち、本実施の形態において、下側シュラウド４１の曲面４９が上述のような形状を有していることにより、遠心式ファン１の騒音値を比較的小さくすることができる。

図６は、比較対象となる別の遠心式ファンの構成の一例を示す図である。

図６に示される遠心式ファン９０１は、本実施の形態に係る遠心式ファン１の比較対象となるものである。遠心式ファン９０１は、遠心式ファン１と同様に、上ケーシング９１１、下ケーシング９２１、羽根車９３０、モータ９６０などを有している。モータ９６０は、シャフト９６１及びロータ９６３などを有している。羽根車９３０は、上側シュラウド９３１と、下側シュラウド９４１と、複数の羽根９５１とを有している。各羽根９５１の吸い込み口９３３側の部位は、羽根車９３０の中央部に近づくにつれて下方に低くなるテーパ形状に構成されている。

図１８に示されるような従来の遠心式ファン８０１（従来例の遠心式ファン８０１）や、図６に示される遠心式ファン９０１（比較例の遠心式ファン９０１）と比較して、本実施の形態の遠心式ファン１は、低い騒音値で駆動可能である。すなわち、ある速度でこれらの各遠心式ファン１，８０１，９０１を駆動したそれぞれ場合の騒音値は、次のようになる。

すなわち、従来例の遠心式ファン８０１の騒音値は、例えば、５８ｄＢＡとなる。

比較例の遠心式ファン９０１の騒音値は、例えば、５５ｄＢＡとなる。

他方、本実施の形態の遠心式ファン１の騒音値は、例えば、５２ｄＢＡとなる。

このように、本実施の形態では、下側シュラウド４１の曲面４９が上述のような形状を有していることにより、遠心式ファン１の騒音値を従来例のものや比較例のものと比較して、小さくすることができる。

なお、本実施の形態では、上述のように空気の流路を改善して得られる効果のほか、次の効果を得ることができる。

すなわち、図１８に示されるような従来の構造では、羽根車の下側シュラウドが外周部まで延びていたため、羽根車を一体的に構成するにはスライド式などの複雑な金型が必要となり、かつ、羽根車の生産性が著しく低くなっていた。これに対し、本実施の形態では、羽根車３０は、羽根５１のうち少なくとも一部分が隔壁部２９に露出し、隔壁部２９に対面するように構成されている。したがって、羽根車３０を一体的に成形するための金型の構成を比較的単純にすることができ、羽根車３０の生産性を向上させることができる。

また、従来の構造では、ケーシングのうち、羽根車の下方に位置する部分が樹脂を用いて構成されていた。そのため、遠心式ファンの剛性が低く、振動や騒音が比較的大きいという問題があった。これに対し、本実施の形態では、下ケーシング２１が金属板を用いて構成されているので、樹脂を用いた場合と比較して、遠心式ファン１の剛性を高くすることができる。したがって、遠心式ファン１の振動や騒音を低減することができる。比較的複雑な形状を有する樹脂部品の点数を低減できるので、遠心式ファン１の製造コストを低減できる。

羽根車３０を格納するケーシング１０は、上ケーシング１１と下ケーシング２１との間に設けられる支柱部分を除いて、側壁を備えていない。このようにケーシング１０の側部が開口し、吹き出し口１９となっているため、羽根車３０の径外方に向けて噴出された空気は、ケーシング１０の側壁によって乱れることがない。したがって、送風時の空気の乱れによる騒音を大幅に抑制することができる。また、ケーシング１０は側壁を備えておらず、羽根車３０の外径寸法と略同じ寸法にて形成されているので、遠心式ファン１を小型化できる。

ここで、遠心式ファン１において、下ケーシング２１には、次のような特徴がある。

図７は、下ケーシング２１を下側から見た斜視図である。図８は、遠心式ファン１の図２とは異なる断面における側断面図である。

図７に示されるように、本実施の形態において、下ケーシング２１には、孔部２５が形成されている。孔部２５は、凹部２３のうち、ベアリングホルダ６６が取り付けられる部分のわきに形成されている。孔部２５は、平面視で略長方形をなす穴である。下ケーシング２１の四隅には、ねじ１４が配置されるねじ孔１４ｂが形成されている。

図８に示されているように、孔部２５には、コネクタ７１が取り付けられている。コネクタ７１は、モータ６０への給電に用いられるものであり、凹部２３の内側において、モータ６０に接続されている。ユーザは、電力を供給するためのケーブルをコネクタ７１に接続することにより、容易に、遠心式ファン１を駆動可能な状態にすることができる。

また、下ケーシング２１のうち、隔壁部２９の下側の面には、星打ち加工が施され、小さな凹部が多数設けられている。これにより、隔壁部２９の下面には、小さな凹凸が設けられている。このように隔壁部２９に星打ち加工が施されることにより、隔壁部２９における剛性が向上し、且つ歪みが矯正され、平面度が高くなる。星打ち加工は、例えば隔壁部２９の上下両面に形成されていてもよいし、隔壁部２９以外の部分にも形成されていてもよい。星打ち加工は、下ケーシング２１のうち少なくとも隔壁部２９に施されていればよい。

ここで、星打ち加工を下ケーシング２１の一部に施すことにより、遠心式ファン１の駆動時において発生する振動や騒音を比較的小さくすることができる。下ケーシング２１を構成する金属板の厚さを小さくするほど、一般に、振動や騒音が発生する程度が大きくなる。しかしながら、本実施の形態においては、星打ち加工を施すことにより、より薄い金属板を用いつつ、振動や騒音の発生を抑えることができる。これにより、遠心式ファン１の重量を低減することができる。また、遠心式ファン１の製造コストを低減することができる。

図９は、厚さ１．６ミリメートルの金属板で構成され星打ち加工が施された下ケーシング２１を用いたときの振動の発生状況を示すグラフである。図１０は、厚さ１．６ミリメートルの金属板で構成され星打ち加工が施されていない下ケーシング２１を用いたときの振動の発生状況を示すグラフである。図１１は、厚さ１．２ミリメートルの金属板で構成され星打ち加工が施された下ケーシング２１を用いたときの振動の発生状況を示すグラフである。図１２は、厚さ１．２ミリメートルの金属板で構成され星打ち加工が施されていない下ケーシング２１を用いたときの振動の発生状況を示すグラフである。

図９から図１２は、それぞれ、下ケーシング２１以外の部材が略同一である遠心式ファン１の構成を想定して得られた測定結果である。星打ち加工（以下、単に加工ということがある。）は、下ケーシング２１の下面側に、ピッチが２ミリメートル、深さ０．５ミリメートルで施されている。

図９と図１０とを比較してわかるように、加工がある場合には、加工がない場合と比較して、周波数が１２０Ｈｚ付近において発生する振動の大きさが、大幅に低減している。図１２と図１０とを比較してわかるように、下ケーシング２１の厚みを１．２ミリメートルに薄くすると、加工がない場合には、振動の発生が大きくなる。しかしながら、図１０と図１１とを比較してわかるように、下ケーシング２１の厚みを薄くしても、加工を施している場合には、厚みが厚い金属板で加工がない場合と比較して、大幅に振動の発生を抑えることができる。加工がある場合、下ケーシング２１の厚みを薄くしても、若干振動が大きくなるものの、加工がない場合よりも振動を相当小さくできる。したがって、比較的厚みの薄い金属板を用いて下ケーシング２１を構成しながら、遠心式ファン１の振動の発生を抑えることができる。

［変型例の説明］
なお、ロータの形状は上述のものに限られない。

図１３は、本実施の形態の一変型例に係る遠心式ファン１０１の構成を示す側断面図である。

図１３に示されるように、遠心式ファン１０１は、上述の実施の形態に係る遠心式ファン１と比較して、形状が異なるロータ１６３を有するモータ１６０を備えている点で相違する。その他の構成は、遠心式ファン１０１と遠心式ファン１とで同一である。

ロータ１６３は、下側シュラウド４１に取り付けられる側方の部分の上下方向の長さはロータ６３のそれと同じであるが、中心部に近づくにしたがって上方に高くなる、円錐形状（コーン形状）を上面に有している。それに伴って、モータ１６０は、シャフト６１よりも若干長いシャフト１６１を有している。

このようにロータ１６３の上部が円錐形状を有していることにより、吸い込み口３３から導入される空気の導風効果が得られる。すなわち、羽根車３０の内部に導入された空気は、ロータ１６３の上部に近づくにつれて、側方の上側シュラウド３１と下側シュラウド４１との間の流路に案内される。これにより、スムーズに空気を流すことができる。

なお、ロータ１６３の上部が円錐形状に形成されずに、上述の導風効果を得られるようにしてもよい。例えば、上部が平坦に形成されたロータ６３に、円錐形状を有するカバーを取り付けることにより、ロータ６３とカバーとが全体的に、本変型例のロータ１６３のような形状をなすように構成されていてもよい。

図１４は、本実施の形態の上述とは別の変型例に係る遠心式ファン２０１の構成を示す側断面図である。

図１４に示されるように、遠心式ファン２０１は、上述の実施の形態に係る遠心式ファン１と比較して、形状が異なる羽根車２３０を備えている点で相違する。その他の構成は、遠心式ファン２０１と遠心式ファン１とで同一である。

羽根車２３０は、上側シュラウド２３１と、下側シュラウド４１と、羽根５１とを有している。上側シュラウド２３１の上部の形状は、上述の実施の形態における上側シュラウド３１のそれとは異なっている。本変型例において、上側シュラウド２３１の上端部は、上ケーシング１１の開口部１３の上端部よりも上方に位置している。すなわち、遠心式ファン１において、吸い込み口３３の上端部２３５の上下方向の位置は、開口部１３の上端部より上方である。

図１５は、遠心式ファン２０１の羽根車２３０の形状を説明する図である。

図１５においては、図４に対応するように羽根車２３０が部分的に拡大されている。本変型例においても、上述の実施の形態と同様に、曲面４９は、羽根車３０の回転軸を通る断面において、吸い込み口３３の内側の上端部２３５を通り羽根車３０の回転軸に平行な直線Ｌ２上の点を中心とする円弧状に形成されている。そして、曲面４９は、断面において、円Ｃ２よりも外側に位置するように形成されている。換言すると、ロータ６３と、円筒部４３を含む下側シュラウド４１とは、断面において、円Ｃ２よりも外側に位置している。ここで、本変型例においても、円Ｃ２は、中心が直線Ｌ２上にあり、円Ｃ１の８０パーセントの半径Ｒ２を有する円である。円Ｃ１は、上端部２３５を中心Ａ１として下側シュラウド４１の表面のうち上端部２３５の鉛直下方近傍にある外周端部４５を通る円である。

このように羽根車２３０が構成されていることにより、上側シュラウド２３１と下側シュラウド４１との間の、吸い込み口３３から吹き出し口に至るまでの空気の流路は、空気が流れやすくなるように構成されている。したがって、遠心式ファン２０１において、騒音の発生を抑えることができる。

なお、吸い込み口３３の上端部２３５の上下方向の位置は、開口部１３の上端部と同じであってもよい。

図１６は、本実施の形態の上述とは別の変型例に係る遠心式ファンの下ケーシング４２１を下側から見た斜視図である。

下ケーシングには、コネクタが取り付けるための孔部が設けられていなくてもよい。すなわち、図１６に示されるように、下ケーシング４２１には、上述の下ケーシング２１と異なり、孔部２５が形成されていない。下ケーシング４２１においては、例えば凹部２３に、配線孔４２５が形成されている。配線孔４２５は、モータ６０の駆動回路に接続されるリード線４７１を遠心式ファンの内部から外部に引き出すために設けられている。下ケーシング４２１のその他の部分の構造は、下ケーシング２１と同様である。

［その他］
ケーシングの形状は、平面視で略正四角形に限定されるものではない。ケーシングは、多角形、円形、非対称形状を含め、任意のどのような形状であってもよい。上ケーシングと下ケーシングとの締結箇所は、平面視で上ケーシングの四隅の内側に限られない。例えば、上ケーシングの平面視で略正方形をなす外周縁から外方に突出するように、上ケーシングに連接して設けられた箇所に、上ケーシングと下ケーシングとを結合するためのねじや支柱等が設けられていてもよい。

なお、上ケーシングと下ケーシングとを締結する箇所において、上ケーシングと下ケーシングとの間に支柱を設ける場合には、支柱の形状は、例えば次のようにすればよい。すなわち、支柱は、上ケーシングと下ケーシングとを結合するためのねじを貫通させることができる程度の大きさを有する略円筒形状とすればよい。このような形状の支柱を用いることにより、羽根車から吹き出された空気が、ほとんど抵抗を受けることなく、ケーシングの側面から外方に吹き出されるので、遠心式ファンの低騒音化を図ることができる。

下ケーシングは、例えば樹脂材料など、金属板以外を用いて構成されていてもよい。上ケーシングと下ケーシングとは一体に形成されていてもよい。

上記実施の形態は、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及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。

１，１０１，２０１ 遠心式ファン
１１ 上ケーシング
１９ 吹き出し口
２１ 下ケーシング
２３ 凹部
２５ 孔部
２９ 隔壁部
３０，２３０ 羽根車
３１，２３１ 上側シュラウド
３３ 吸い込み口
３５，２３５ 上端部
４１ 下側シュラウド
４３ 円筒部（取付部の一例）
５１ 羽根
６０，１６０ モータ
６１，１６１ シャフト（羽根車の回転軸の一例）
６３，１６３ ロータ
６９ 回路基板（モータの駆動回路の一例）
７１ コネクタ

Claims (5)

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で構成されるケーシングと、
   前記上ケーシング及び前記下ケーシングの間に収納されており、円周上に配列される複数の羽根を備える羽根車と、
   前記羽根車を回転させるモータと、
   前記モータの駆動回路が搭載されている回路基板とを備え、
   前記羽根車の回転に伴って、前記吸込み口を通して吸入した空気を前記羽根車の径の外方に向けて吹き出すことが可能である遠心式ファンであって、
   前記下ケーシングは、金属板製であって、下方に窪む凹部を有し、
   前記モータは、前記凹部の底面に取りつけられており、
   前記モータのステータの一部と前記回路基板とは、前記凹部の内部に収納されており、
   前記回路基板は、前記ステータよりも下方に配置されており、
   前記凹部には、前記モータを回転させるための電力を供給するためのコネクタ又はリード線が通る孔が設けられており、
   前記孔は、少なくとも前記凹部の底面の一部に設けられている、遠心式ファン。
2. 前記孔は、少なくとも前記凹部の側面の一部を欠くように設けられている、請求項１に記載の遠心式ファン。
3. 前記凹部の側面は、下方に向けて先細となるテーパ形状を有する、請求項１又は２に記載の遠心式ファン。
4. 前記孔には、前記モータに接続されているコネクタが取り付けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心式ファン。
5. 前記羽根車の径の外方に向けて排出された空気が吹き出す吹き出し口が、前記ケーシングの側部であって、前記上ケーシングと前記下ケーシングとの間に設けられた支柱部分を除いた開口部分に設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の遠心式ファン。

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