JP7123283B1 - 遠心ファンおよび遠心ファンを用いた回転電機 - Google Patents

Abstract

回転軸の周りに設けられた円板状の主板（２）と、前記主板の周囲に形成され、前記回転軸の軸方向に延伸すると共に、回転方向の先端側を径方向の内側に後端側を径方向の外側にして設けられた複数の羽根（４）と、を備え、前記羽根は、軸方向の高さが最も高くなる先端側に先端側頂点部（Ｃ）と、後端側に後端側頂点部（Ｄ）を有し、前記複数の羽根のうちの少なくとも１枚は前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さが他の羽根と異なることを特徴とする遠心ファン。

Description

本願は、遠心ファンおよび遠心ファンを用いた回転電機に関するものである。

従来、いわゆる遠心ファンとしては、例えば先行文献１に開示されたものがあり、空気をはじめとする気体、または冷媒のような液体を輸送する目的で使用される。遠心ファンは、円周方向に複数配置される羽根と、前記羽根の軸方向の一端に円盤状あるいはお椀状のハブとを備えている。前記羽根のハブとは反対の端に円環状のシュラウドを備えている遠心ファンも存在する。
例えば、特許文献１には円環状のシュラウドとお椀状のハブを有している遠心ファンが示されており、お椀状のハブとブレードの接続箇所を滑らかな凹状曲線とし、その接続線の接線を回転中心に向かって傾斜させることで、遠心ファンの高効率化と低騒音化を可能としている。
また、特許文献２では、このような遠心ファンにおいては、各羽根の形状または羽根の間隔を変化させることで風量性能の向上と低騒音化を実現している。

特開２００４－３５３６０８号公報 平４－１８３２４４号公報

従来構造の遠心ファンでは、回転数が増加するほど遠心ファンから生じる風音が増加し、不快感を与えるという課題が生じていた。また、遠心ファンから生じる離散周波数（回転数をｎ、羽根枚数をｚとすると、ｎ×ｚの周波数でｎｚ騒音とも呼ばれる)を変調させた場合、羽根枚数ｚ前後の周波数帯に変調されるため、羽根枚数ｚよりも大きいｚ＋1、ｚ＋２、…の周波数帯に変調された騒音値の大きい成分が生じ、不快感を与えるという課題が生じていた。特に、車載用回転電機においては、低回転数で部品を冷却するために風量を増加させると、高回転数では風音の不快感が大きくなるという課題が生じていた。

特許文献１に開示されたような従来構造では、特に低回転を中心とした特定の回転数において羽根の負圧面で生じる剥離を抑制し、遠心ファンから生じる風音を低減することができる。しかしながら、従来構造の遠心ファンでは、低回転域から高回転域まで広い回転領域で動作させた場合、特に高回転域では風音が増加し、不快感を大きく与えるという課題が生じていた。特に、回転電機においては、低回転域から高回転域まで幅広い動作範囲を有するため、高回転域での風音が顕著に生じることが多く、また、低回転域では機械摩擦音、電磁音およびエンジン音によりマスキングされるため、低回転域での風音は目立たず、高回転域の風音が大きい場合に不快感が大きいという課題が生じていた。
また、特許文献２に開示されたような従来構造では、ピッチを変えて騒音を低減しているが、高回転での風音低減には効果がないという課題があった。

本願は、このような従来の課題を解決しようとするもので、コスト増加を招かない簡単な構造で、高回転となる特定の回転数領域において遠心ファンから生じる風音（オーバーオール値）を低減させることを可能とすることを目的とする。

本願に係わる遠心ファンは、回転軸の周りに設けられた円板状の主板と、前記主板の周囲に形成され、前記回転軸の軸方向に延伸すると共に、回転方向の先端側を径方向の内側に後端側を径方向の外側にして設けられた複数の羽根と、を備え、前記羽根は、軸方向の高さが最も高くなる先端側に先端側頂点部と、後端側に後端側頂点部を有し、前記複数の羽根のうちの少なくとも１枚は前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さが他の羽根と異なると共に、前記羽根の前記先端側の翼端となる先端部の軸方向の高さは、前記先端側頂点部の軸方向の高さよりも低く、前記羽根の前記後端側には、前記後端側頂点部から前記後端側の翼端となる後端部との間に前記主板と略平行な切り欠き部を有し、前記後端部の軸方向の高さが前記先端部の軸方向の高さよりも高く形成されたものである。
また、前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さが他の羽根と異なる前記羽根の前記先端側の翼端となる先端部の軸方向の高さは、前記先端側頂点部の軸方向の高さの半分以下であり、前記羽根の前記後端側は、前記後端側頂点部から前記後端側の翼端となる後端部まで軸方向の高さが単調に低くなり、前記後端部の軸方向の高さが前記先端部の軸方向の高さよりも低く形成されたものである。

複数の羽根のうちの少なくとも１枚の前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さを他の羽根の長さと異なるようにすることで、当該羽根の負圧面での剥離が、高回転になるほど生じやすくなり、特定の回転数領域での流量を低減させることができ、冷却に必要な流量は確保しつつ風音を低減させることが可能となる。
こうすることによって、簡単な構造で、高回転となる特定の回転数領域において遠心ファンから生じる風音（オーバーオール値）を低減させることができる。

実施の形態１に係わる遠心ファンを示す斜視図である。 実施の形態１に係わる遠心ファンの羽根を示す模式図である。 実施の形態１に係わる遠心ファンの羽根を示す模式図である。 実施の形態１に係わる遠心ファンの従来品との比較を示す図である。 実施の形態２に係わる遠心ファンの羽根を示す模式図である。 実施の形態４に係わる遠心ファンの羽根を示す模式図である。 実施の形態５に係わる遠心ファンの羽根を示す模式図である。 実施の形態７に係わる回転電機を示す断面図である。 実施の形態７に係わる回転電機のケーシングを示す正面図である。 実施の形態７に係わる回転電機の遠心ファンを示す模式図である。 実施の形態８に係わる回転電機のケーシングと遠心ファンを示す模式図である。 実施の形態８に係わる回転電機のケーシングと羽根の重なりと流量および風音との関係を示す図である。

実施の形態１．
本願の実施の形態１の遠心ファンを図１に示す。遠心ファン１は、回転する物体、回転電機の回転子などに取り付けられ、その回転軸のまわりに円板状の主板２と主板２から伸びた複数の腕状板３と軸方向に延伸した複数の羽根４とを備えている。図２に示すように羽根４は回転方向の先端側を径方向内側に後端側を径方向の外側にして設けられる。

なお、今後の説明で回転軸の中心である回転中心Ｒに対し、軸に平行に向いた方向を軸方向とし、流体の流れから羽根４が伸びている方向を吸込み側、その逆側を主板２側と呼ぶ。また、主板２から軸方向の吸込み側の長さを高さと表現することがある。さらに、軸方向と垂直に周囲に伸びた方向を周方向と呼ぶ。また、回転中心から外に向かう方向を径方向とし、回転中心に向いた側を径方向内側または内周側、反対側を径方向外側または外周側と表現するものとする。

主板２は、略板状の形状（たとえば円板など）でも、板にリブ等の突起を設けた形状でもよく、また、図１のように板の中央に回転させるためのシャフトを通すための穴を設けた形状でもよく、さらには回転中心がお椀状に膨らんでいるような形状でもよく、翼と翼の間に切り欠きがあってもよい。腕状板３はリング状の外周の一部から径方向外側に向かって伸びた形状部分であり、主板２の外周と同一平面であり、腕状板３には強度補強用のリブなどを設けても良い。隣接する２つの腕状板３の間には主板２の外周部があってもよく、主板２の外周部がないように隣接する腕状板３の間で接続していても良い。主板２のリング状部分の中央付近に回転中心Ｒが存在し、その回転中心Ｒを通り、主板２の主面と直交するように回転軸が設けられる。羽根４は腕状板３の外周側から、おおよそ直角に立ち上がった形状であり、したがっておおよそ回転軸と平行な部分である。羽根４の立ち上げ方は主板２と直角でなくてもよく、主板２と一定の角度を持つように設定してもよい。主板２または主板２から伸びた腕状板３には冷却孔５を設けてもよく、その冷却孔５の形状は、円形状、楕円形状、略多角形形状でもよく、また冷却孔５を複数設けてもよい。さらに、冷却孔５を複数設ける場合には、それぞれの冷却孔５の形状が異なる形状でもよい。また、主板２および主板から伸びた腕状板３に設けた冷却孔５において、回転子内部へ吸引される流れの通風抵抗を低減させるように、羽根４側の冷却孔５の端部にラウンドまたは面取りを設けるようにしてもよい。

このような構成により、主板２が回転した際に、羽根４に沿って径方向外側に放出されるような風を生じさせ、主板２の中心部分に流れ込んだ空気が、外周側に放出される遠心ファンとなっている。羽根４の径方向の外側が空気流を放出する正圧面、羽根４の径方向の内側が負圧面である。また、羽根４の軸方向の高さは、回転方向の前縁で低く、後縁で高くして、前縁での風の衝突を小さくした形状としている。また、羽根４の主板２とは反対の端に円環状のシュラウドを備えていてもよい。
羽根４は平面でなくてもよく、たとえば、図１では外側からみると内周側は凹面に見え外周側は凸面に見える滑らかに接続された曲面で構成された例を示したが、変更しても良い。羽根４は、その一部、または全部が回転軸に対して適度な角度で傾斜する形状であっても良く、軸方向から見ると、羽根４の形状は直線状でも、円弧状でも、Ｓ字状でもよい。さらに、羽根４については回転方向に等間隔でも不等間隔でもよく、羽根４の羽根形状は同一でも、複数の羽根形状を組み合わせてもよい。不等間隔にした場合は、腕状板３の位置も回転方向に不均等な間隔になり、近接し合う２つの腕状板３の間では主板２のリング状部分が露出せず、すなわち、２つの腕状板３の主板２とつながる基部部分が部分的につながる形のようになっていても良い。羽根４は径方向に伸びた腕状板３の外周から折れ曲がって軸方向に立ち上がった形状としたので、連続した板の曲げ加工で容易に形成できるようにしたが、必ずしも端に形成されていなくても良い。

冷却孔５は全ての腕状板３に設けても良いが、１つのみ設けるようにしても良い。冷却孔５だけでなく、軸方向に流れる空気流を増加させるために腕状板３の径方向の一部を細くしても良い。たとえば、冷却孔５を設けていない腕状板３に径方向の回転前縁または後縁に切り欠きを設ければ軸方向に流れる空気流を増加させることができる。冷却孔５を通過して、羽根４が曲げられた方向と逆方向に空気が流れやすいように、遠心ファン１が設置されることが望ましい。冷却孔５を通過した空気は、遠心ファンの回転軸方向へ抜けるとともに、主板２の回転に伴い一部は遠心方向へと流れる。また、主板２または腕状板３に冷却孔５を設けることで、軽量化することもできる。また、上記でも述べたように腕状板３の設置密度が高い箇所により冷却孔５を多く設けることで遠心ファン１の重心を回転中心に近づけることができ、アンバランスを修正させる効果がある。
図２に示すように羽根４の軸方向翼端における先端部をＡ、後端部をＢ、軸方向の高さが最も高くなる先端側頂点部をＣ、後端側頂点部をＤとし、回転中心Ｒとして軸方向から見たときの線分の長さＲＤとＲＣの差を、先端側頂点部から後端側頂点部までの径方向の長さＲＤ－ＲＣとするとき、複数の羽根４のうちの少なくとも１枚は、先端側頂点部から後端側頂点部までの径方向の長さＲＤ－ＲＣが他の羽根と異なるようにしてもよい。図２を軸方向から見た図を図３に示す。このように、後端側頂点部Ｄから後端側の翼端となる後端部Ｂとの間に主板２と誤差を含めて平行（略平行）な切り欠き部４ａを設定した羽根を備えていることで、遠心ファン１から生じる風音を低減することができる。図４に従来の形状の遠心ファン１と比較した図を示す。回転数が高くなる高回転数領域で風音の低減が見られる。

特に、遠心ファン１の回転数が高い場合に、切り欠き部４ａを備えた羽根４において、軸方向の吸込み側から吸い込まれた流れが遠心方向に流れの方向を変化する際に、吸込み側の頂点部長さが短いため、特に高回転数になるほど負圧面で剥離しやすくなり、大幅に流量低減し風音低減の効果が高まるためである。このような、剥離による効果は、遠心ファン１全体の風量不足を招くようなものではなく、特定の回転数領域での流量を低減させることができ、冷却に必要な流量は確保しつつ風音を低減させることが可能となる。また、羽根４に設けた切り欠き部４ａにより羽根に加わる遠心力を小さくすることができるため強度的にも優れている。

また、図３に示すように先端側頂点部から後端側頂点部までの径方向の長さＲＤ－ＲＣが他の羽根と異なる羽根４の羽根形状の一部に、回転方向Ｅの先端側から径方向外側に歪曲した凹面４ｂと、後端側から径方向内側に歪曲した凸面４ｃとが段差なく滑らかに接続された形状を有している。このように羽根４の形状を形成することで、低速領域での負圧面での剥離を防ぐことが可能となり、低速領域での風音の低減を図りつつ、高回転数領域となる剥離領域での風音を低減することができる。
なお、図３では羽根の凹面４ｂと凸面４ｃとが１点の変曲点で接続されるように表現しているが、直線部分を挟んで段差なく滑らかに接続するようにしてもよい。

実施の形態２．
実施の形態１では、吸込み側外周部に切り欠き部４ａを設定したが、図５に示すように、少なくとも１枚の羽根形状において、主板２側の後端部外径ＲＢよりも吸込み側外径ＲＤが小さくなるように羽根４の形状を設定することで、実施の形態１よりも風音低減効果を高めることが可能である。また、羽根４の後端側頂点部Ｄから径方向の外側の後端部Ｂに向けて軸方向の高さが単調に小さくなるようにすることで、負圧面での剥離を効率よく制御することができ、連続した回転数領域で風音低減効果を高めることが出来る。

実施の形態３．
図３に示すように、遠心ファンを回転軸方向の吸い込み側から見たとき、周方向に隣り合う羽根の前縁と回転中心のなす角をθとし、θが最大となる回転方向前側の羽根について吸込み側に切り欠き形状を有するように羽根形状を設定してもよい。先端側頂点部から後端側頂点部までの径方向の長さＲＤ－ＲＣを他の羽根４と異なるようにしたことで、その羽根の特定の回転数領域での剥離を促し、風量を抑制し、風音低減の効果が高まることは、実施の形態１で示した。このように後方の羽根との距離を開くことで、高回転域で生じた剥離の後ろの羽根への再付着を防ぐことができ、再付着による風音増加を抑制することが可能である。

実施の形態４．
図６に示すように、遠心ファン１にｎ枚設けられている羽根４について、それぞれの羽根において羽根の先端部Ａを反回転方向に順にＡ１、Ａ２，・・、Ａｉ、・・、Ａｎとし、さらにｉ枚目の羽根における先端部Ａｉと回転中心Ｒと反回転方向に隣り合う羽根における先端部Ａ（ｉ＋１）とを結んだ角度をθｉとし、θｉの中でθ１が最大となるように羽根４の先端部Ａの番号を順にＡ１、Ａ２、・・と設定する。同様に、羽根４の先端側頂点部ＣをＣ１、Ｃ２、・・とする。このとき、θ１が最大となる羽根の回転方向前側の羽根すなわち、Ａ１の羽根について回転中心Ｒから羽根４の先端側頂点部Ｃ１の長さＲＣ１が、ＲＣ１＜ＲＣｉ（ｉ＝２からｎ）となるように、他の羽根よりもＲＣ１が小さくなるように設定しても良い。また、他の羽根よりもＲＣ１が小さくなるように設定した羽根を、先端側頂点部から後端側頂点部までの径方向の長さＲＤ－ＲＣが他の羽根と異なる羽根４として設定しても良い。このようにすることで、高回転域で生じた剥離の後ろの羽根への再付着を防ぐことができ、再付着による風音増加を抑制することが可能である。

実施の形態５．
実施の形態４では、θ１が最大となる羽根の回転方向前側の羽根すなわち、Ａ１の羽根についてのみＲＣ１を設定したが、θｍがθｉ（ｉ＝１からｎ）の平均値よりも大きい羽根の回転方向前側の羽根、すなわちＡｍについてＲＣｍ＜ＲＣｉ（ｉ＝１からｎ、ただし、ｉ≠ｍ）となる羽根を少なくとも１枚備えているように設定してもよい。図７にｍ＝４とした時の事例を示す。また、他の羽根よりもＲＣｍが小さくなるように設定した羽根を、先端側頂点部から後端側頂点部までの径方向の長さＲＤ－ＲＣが他の羽根と異なる羽根４として設定しても良い。このようにすることで、高回転域で生じた剥離の後ろの羽根への再付着を防ぐことができ、また、風音低減に効果的な回転数を変化させることが可能であり、幅広い回転数帯で騒音低減効果が見込まれる。

実施の形態６．
実施の形態４では、θ１が最大となる羽根の回転方向前側の羽根すなわち、Ａ１の羽根についてのみＲＣ１を設定したが、θｉの回転方向前側の羽根、すなわちＡｉについてθｉが大きい順に複数枚の羽根についてＲＣｉが未設定の他の羽根よりも小さくなるように設定してもよい。また、他の羽根よりもＲＣｉが小さくなるように設定した羽根を、先端側頂点部から後端側頂点部までの径方向の長さＲＤ－ＲＣが他の羽根と異なる羽根４として設定しても良い。このようにすることで、高回転域で生じた剥離の後ろの羽根への再付着を防ぐことができ、また、風音低減の生じる回転数域が設定される羽根ごとに変わり、広い回転数域で風音低減の効果を得ることが可能である。

実施の形態７．
実施の形態１から６に示した遠心ファン１を車載用交流発電機、モータ、車載用駆動装置などの回転電機の回転子に取り付けて利用してもよい。ここでは一例として、本願を適用した車両用交流発電機を示す。図８は本願の遠心ファン１を適用した回転電機１００であり、回転電機１００は、略椀形状のアルミニウム製のフロント側ハウジング３１、リヤ側ハウジング３０とからなるケーシング３２と、このケーシング３２に一対のベアリング３３を介して回転自在に支持されたシャフト３４と、ケーシング３２のフロント側に延出するシャフト３４の端部に固着されたプーリ７と、シャフト３４と一体的に回転しケーシング３２内に配設された回転子８と、回転子８の外周に対向して配置されケーシング３２に固定された固定子９とを備えている。

また、回転電機１００は、ケーシング３２のリヤ側に延出するシャフト３４の延出部に固定され、回転子８に電流を供給する一対の１スリップリング１０と、各スリップリング１０の表面に摺動する一対のブラシ１１と、これらのブラシ１１を収容しているブラシホルダ１７と、これらのブラシ１１に隣接されて固定子９で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器１２と、固定子９で生じる交流電圧を直流電圧に整流する整流装置１３と、ヒートシンク１８と、電圧調整器１２と外部装置（図示せず）との信号の入出力を行うコネクタ２０と、ブラシホルダ１７と整流装置１３を覆うように保護カバー２７と、を備えている。

回転子８は、ランデル型回転子で、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻き回され、励磁電流が流れて磁束を発生する界磁巻線８１と、発生する磁束によって磁極が形成され、界磁巻線８１を覆うように設けられており、それぞれが６個、８個、あるいは１０個以上で２の倍数個、の爪部を有する界磁鉄芯８２と、軸方向の両端面に回転子８の回転により外気を発電機内に吸引し、発電機内の構成部品を冷却して排出する溶接等により取り付けられており、上記実施の形態１から６の特徴を備えた遠心ファン１と、を備えている。回転子８には、界磁巻線８１と界磁鉄芯８２により形成され、界磁巻き線を冷却するための通風路が備えられており、回転子８と遠心ファン１により軸方向に流体を流すことで界磁巻線８１を冷却している。

上記実施の形態１から６の特徴を備えた遠心ファン１を回転子８に備えることで、冷却性能を向上するようにしてもよい。図９は回転電機１００のケーシング３２となるフロント側ハウジング３１の正面図である。ケーシング３２の遠心ファン１の吸込み側には、吸込み口となる開口部３２ａがあり、また、掃き出し側には、排出口３２ｂが設けられている。遠心ファン１の開口部３２ａは複数（図９では４つ）設けられており、それらを合わせた全体外形が吸気部外径３２ｒとなる。図１０には回転電機１００に取り付けられた遠心ファン１において、回転軸方向の吸い込み側から見た図を示しており、ケーシング３２の吸気部外径３２ｒよりも各羽根の後端部外径ＲＢが大きくなるように設定することで、高回転域において効果的に風音を低減できるだけでなく、遠心ファンの流量低下を防ぐことができる。

また、ケーシング３２の吸気部外径３２ｒよりも羽根４の吸込み側外径ＲＤを大きくなるように設定することで、さらに、高回転域において効果的に風音を低減できるだけでなく、遠心ファンの流量低下を防ぐことができる。さらに、羽根の回転中心から後端側の端までの径方向の長さＲＢが回転方向に隣り合う羽根で異なるように羽根を配置することで、ケーシング上の騒音源位置を径方向に分散させ、効果的な風音低減が可能となり、高回転域でも流量低下と風音増加を防ぐことが可能である。

実施の形態８．
図１１は、図８において点線で囲ったエリア４０の拡大図であり、図９のＦ方向の断面を示す断面模式図として示したものである。図１１では、冷却風の流れ４１が遠心ファン１の羽根４を通過後、軸方向に拡大するような風路形状となっている。なお、ベアリング３３、プーリ７、および回転子８などの部品は省略して示している。

ケーシング３２のファン対向面で回転軸に略垂直な平面部３２ｃとし、平面部３２ｃの径方向長さをＳ、遠心ファン１の羽根４の先端側頂点部Ｃと後端側頂点部Ｄがなす頂点部と対向する平面部３２ｃの間の軸方向の長さをＴとする。また、羽根４の先端側頂点部Ｃと後端側頂点部Ｄがなす頂点部と対向する平面部３２ｃの径方向の重なり長さをＳａとして、Ｓａを１．５Ｔ以上に設定するようにしても良い。このように設定することで、遠心ファンの流量を低減させることなく風音を低減させることが可能である。図１２に重なり長さＳａと流量増減および風音増減との関係を折れ線で示す。
遠心ファン１の羽根４とケーシング３２との間で生じる渦の直径がＴ程度であるため、重なり長さＳａが１Ｔ以下では渦による羽根の正圧面から負圧面への漏れが大きくなり、流量が大幅に低減するとともに、渦により気流が乱れるので風音も増大する。一方で、重なり長さＳａが１Ｔよりも大きい場合には、羽根４の正圧面から負圧面へと漏れる流れを抑制し、渦発生を抑制できるため、流量低下させることなく風音を低減することが可能である。

特に、羽根４の吸込み側外径ＲＤよりも外径側で平面部３２ｃとの最大の軸方向の長さをＵとするとき、ＵをＴの１．５倍以下に設定していることを特徴とすることで、外径部での渦発生を効果的に抑制することができるので、風音低減に効果的である。図１１では羽根４通過後の風路が軸方向に拡大するようにケーシング３２の形状を示しているが、Ｔの距離が変わらないようなケーシング３２の形状にしてもよいし、また、Ｔが縮小するようなケーシング３２の形状にしてもよい。

実施の形態９．
上述した実施の形態７では、ケーシング３２の吸気用の吸気部外径３２ｒよりも羽根の後端部外径ＲＢが大きくなるように設定したが、ケーシング３２の吸気部外径３２ｒを周方向で変化するように設定してもよい。このように設定することで、遠心ファンへの吸い込み流れが周方向で異なるようになり、遠心ファンの羽根で生じる離散周波数音の周波数を分散させることができるため、効果的に聴感上耳障りな音を低減することができる。

実施の形態１０．
上述した実施の形態１．では、吸込み側外周部に切り欠き部４ａを設定したが、ケーシングの平面部３２ｃが回転軸方向から見たときにドーナツ形状のとき、平面部３２ｃの中心軸と、遠心ファン１の回転中心ＲとがＴ以内で変位した設定としてもよい。このようにすることで、同一の羽根形状であった場合であっても、羽根４の先端側頂点部Ｃと後端側頂点部Ｄがなす頂点部と対向する平面部３２ｃの径方向の重なり長さＳａを、周方向位置で変化させることができるようになり、遠心ファンの羽根で生じる離散周波数音の周波数を分散させることができるため、効果的に聴感上耳障りな音を低減することができる。

実施の形態１１．
上述した実施の形態１から６で述べた遠心ファン１について、遠心ファン１の各羽根４の先端側頂点部Ｃと後端側頂点部Ｄとが径方向に異なる位置にあるように設定してもよい。このようにすることで、羽根４の先端側頂点部Ｃと後端側頂点部Ｄがなす頂点部と対向する平面部３２ｃの径方向の重なり長さＳａを、周方向位置で変化させることができるようになり、遠心ファンの羽根で生じる離散周波数音の周波数を分散させることができるため、効果的に聴感上耳障りな音を低減することができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 遠心ファン、２ 主板、３ 腕状板、４ 羽根、４ａ 切り欠き部、４ｂ 凹面、４ｃ 凸面、５ 冷却孔、７ プーリ、８ 回転子、８１ 界磁巻線、８２ 界磁鉄芯、９ 固定子、１０ スリップリング、１１ ブラシ、１２ 電圧調整器、１３ 整流装置、１７ ブラシホルダ、１８ ヒートシンク、２０ コネクタ、２７ 保護カバー、３０ リヤ側ハウジング、３１ フロント側ハウジング、３２ ケーシング、３２ａ 開口部、３２ｂ 排出口、３２ｃ 平面部、３２ｒ 吸気部外径、３３ ベアリング、３４ シャフト、４０ エリア、４１ 流れ、１００ 回転電機、Ａ 先端部、Ｂ 後端部、Ｃ 先端側頂点部、Ｄ 後端側頂点部、Ｅ 回転方向、Ｒ 回転中心、Ｓａ 重なり長さ。

Claims (13)

1. 回転軸の周りに設けられた円板状の主板と、
   前記主板の周囲に形成され、前記回転軸の軸方向に延伸すると共に、
   回転方向の先端側を径方向の内側に後端側を径方向の外側にして設けられた複数の羽根と、を備え、
   前記羽根は、軸方向の高さが最も高くなる先端側に先端側頂点部と、後端側に後端側頂点部を有し、
   前記複数の羽根のうちの少なくとも１枚は、前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さが他の羽根と異なると共に、
   前記羽根の前記先端側の翼端となる先端部の軸方向の高さは、前記先端側頂点部の軸方向の高さよりも低く、 前記羽根の前記後端側には、前記後端側頂点部から前記後端側の翼端となる後端部との間に前記主板と略平行な切り欠き部を有し、前記後端部の軸方向の高さが前記先端部の軸方向の高さよりも高く形成されていることを特徴とする遠心ファン。
2. 回転軸の周りに設けられた円板状の主板と、
   前記主板の周囲に形成され、前記回転軸の軸方向に延伸すると共に、
   回転方向の先端側を径方向の内側に後端側を径方向の外側にして設けられた複数の羽根と、を備え、
   前記羽根は、軸方向の高さが最も高くなる先端側に先端側頂点部と、後端側に後端側頂点部を有し、
   前記複数の羽根のうちの少なくとも１枚は、前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さが他の羽根と異なると共に、
   前記羽根の前記先端側の翼端となる先端部の軸方向の高さは、前記先端側頂点部の軸方向の高さの半分以下であり、前記羽根の前記後端側は、前記後端側頂点部から前記後端側の翼端となる後端部まで軸方向の高さが単調に低くなり、前記後端部の軸方向の高さが前記先端部の軸方向の高さよりも低く形成されていることを特徴とする遠心ファン。
3. 前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さが他の羽根と異なる前記羽根の側面は、前記先端側から径方向外側に歪曲した凹面と、前記後端側から径方向内側に歪曲した凸面とが滑らかに接続された面で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠心ファン。
4. 前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さが他の羽根と異なる前記羽根は、前記複数の羽根の中で隣接するペアの羽根の各々の先端となる先端部と前記回転軸の回転中心との成す角度が最も大きい羽根のうちの回転方向前方の羽根であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の遠心ファン。
5. 前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さが他の羽根と異なる前記羽根は、前記複数の羽根の中で隣接するペアの羽根の各々の先端となる先端部と前記回転軸の回転中心との成す角度の平均値よりも大きな前記ペアの羽根のうちの回転方向前方の羽根の中の少なくとも１枚であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の遠心ファン。
6. 前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さが他の羽根と異なる前記羽根は、前記回転軸の回転中心から前記先端側頂点部までの長さが他の羽根よりも短いことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の遠心ファン。
7. 前記回転軸の回転中心から見た前記複数の羽根のそれぞれの前記先端側頂点部までの長さと後端側頂点部までの長さが、前記羽根ごとに異なることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の遠心ファン。
8. ケーシングの中に収められた固定子と、
   前記固定子の内側に前記ケーシングに回動自在に支えられた回転子と、
   前記回転子の軸方向に設けられ、軸方向に冷却のための流体を流す請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の遠心ファンと、
   を備えたことを特徴とする回転電機。
9. 前記ケーシングには、前記遠心ファンに対向して複数の開口部からなる吸気部が設けられ、
   前記遠心ファンに設けられた複数の前記羽根の前記回転軸の回転中心から前記後端側の端までの径方向の長さは、
   前記吸気部の外径よりも大きく、かつ、隣接する前記羽根の前記回転中心から前記後端側の端までの径方向の長さと異なる長さに形成されていることを特徴とする請求項８に記載の回転電機。
10. 前記ケーシングは、前記吸気部の径方向外側に、前記遠心ファンの羽根と対向して、回転軸と垂直方向の平面部を有し、
    前記羽根の前記先端側頂点部と前記後端側頂点部がなす頂点部と対向する前記平面部の径方向の重なり長さは、
    前記頂点部と前記平面部の間の軸方向の長さの１．５倍以上であることを特徴とする請求項９に記載の回転電機。
11. ケーシングの中に収められた固定子と、
    前記固定子の内側に前記ケーシングに回動自在に支えられた回転子と、
    前記回転子の軸方向に設けられ、軸方向に冷却のための流体を流す遠心ファンと、を備えた回転電機であって、
    前記遠心ファンは、回転軸の周りに設けられた円板状の主板と、
    前記主板の周囲に形成され、前記回転軸の軸方向に延伸すると共に、
    回転方向の先端側を径方向の内側に後端側を径方向の外側にして設けられた複数の羽根と、を備え、
    前記羽根は、軸方向の高さが最も高くなる先端側に先端側頂点部と、後端側に後端側頂点部を有し、
    前記複数の羽根のうちの少なくとも１枚は前記先端側頂点部から前記後端側頂点部までの径方向の長さが他の羽根と異なり、
    前記ケーシングには、前記遠心ファンに対向して複数の開口部からなる吸気部が設けられ、
    前記遠心ファンに設けられた複数の前記羽根の前記回転軸の回転中心から前記後端側の端までの径方向の長さは、前記吸気部の外径よりも大きく、かつ、隣接する前記羽根の前記回転中心から前記後端側の端までの径方向の長さと異なる長さに形成されており、
    前記ケーシングは、前記吸気部の径方向外側に、前記遠心ファンの羽根と対向して、回転軸と垂直方向の平面部を有し、
    前記羽根の前記先端側頂点部と前記後端側頂点部がなす頂点部と対向する前記平面部の径方向の重なり長さは、前記頂点部と前記平面部の間の軸方向の長さの１．５倍以上であることを特徴とする回転電機。
12. 前記ケーシングの前記吸気部の外径が周方向で変化していることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の回転電機。
13. 前記ケーシングの前記平面部は、前記回転軸の回転中心から中心位置が変位したドーナツ形状を有することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の回転電機。

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