离心式风扇的制作方法

专利名称：离心式风扇的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离心式风扇。
背景技术：
在日本专利特开2006-77631号公报中公开的所谓西洛克风扇的离心式风扇具 有叶轮，其具有多片叶片且被固定于电动马达的旋转轴而旋转；壳体，其具有朝向旋转轴 的轴线方向开口的吸引口和朝向相对于叶轮的旋转方向的切线方向开口的排出口。壳体包 括形成有吸引口的第一壁部；与第一壁部对置的第二壁部；具有排出口且连结第一壁部 与第二壁部的第三壁部。叶轮具有叶轮主体，其具有以旋转轴为旋转中心旋转的筒状的周 壁；叶片支承体，其固定于该叶轮主体并支承多片叶片。叶片支承体具有在中心具有开口部 的圆板形状。叶片支承体其开口部的周围固定于叶轮主体的周壁上，在径向的外侧端部固 定有多片叶片。多片叶片从叶片支承体的外侧端部朝向壳体的第一壁部延伸。另外，多片 叶片的第一壁部一侧的端部固定于与叶轮主体的周壁同心配置的环状的叶片安装部件。专利文献1 日本特开2006-77631号公报在这样的离心式风扇中，要求不使静压相对于风量的值降低(不使风量·静压特 性降低)，使噪音和消费电能降低。

发明内容
本发明目的在于提供一种不使静压相对于风量的值降低(不使风量 静压特性降 低)，使噪音和消费电能降低的离心式风扇。本发明作为改良对象的离心式风扇，具有叶轮，其具有多片叶片且被固定于电动 马达的旋转轴而旋转；壳体，其具有朝向旋转轴的轴线方向开口的吸引口。本发明中，叶轮 具有叶轮主体、多根轴杆、环状的叶片安装部件和多片叶片。叶轮主体以旋转轴为旋转中心 旋转。多根轴杆的各轴杆的一端被固定于叶轮主体的靠吸引口的部分，且沿旋转轴的旋转 方向隔开间隔地配置。环状的叶片安装部件与叶轮主体同心地配置于叶轮主体的径向的外 侧位置且将多根轴杆的各轴杆的另一端固定。多片叶片的各叶片的一端被固定于叶片安装 部件，沿旋转方向隔开间隔地配置且沿着旋转轴的轴线延伸。在本发明的结构中，在位于吸 入口一侧的叶片安装部上固定有多片叶片的一端的状态下配置多片叶片。因此，在壳体内 的与吸引口在轴线方向上对置的位置上不存在安装多片叶片的部件。因此，从吸引口被吸 引到壳体内的空气的一部分碰到与吸引口对置的壳体的内壁面后，朝向径向排出。更具体地，本发明作为改良的对象的离心式风扇具有叶轮，其具有多片叶片且被 固定于电动马达的旋转轴而旋转；壳体，其具有朝向旋转轴的轴线方向开口的吸引口和朝 向相对于叶轮的旋转方向的切线方向开口的排出口。本发明中，叶轮具有叶轮主体、多根轴 杆、环状的叶片安装部件和多片叶片。叶轮主体具有沿着旋转轴的轴线延伸且以旋转轴为 旋转中心旋转的筒状的周壁。多根轴杆的各轴杆的一端被固定于周壁的靠吸引口的周壁部 分且该多根轴杆沿旋转轴的旋转方向隔开间隔地配置。环状的叶片安装部件与周壁同心地配置于周壁的径向的外侧位置且将多根轴杆的各轴杆的另一端固定。多片叶片的各叶片的一端被固定于叶片安装部件，沿旋转方向隔开间隔地配置且沿着轴线延伸，并将空气从吸 引口向轴线方向吸入后将吸入的空气朝向径向。如本发明所示，在由靠吸引口的多根轴杆支承的环状的叶片安装部件上安装多片 叶片时，从吸引口向排出口的空气的流动变得顺畅。另外，能够抑制在叶片上产生涡流。因 此，能够使噪音降低。另外，根据本发明，由于能够减小叶轮沿正转方向旋转时的空气的阻 力，所以能够降低消耗电能。特别是，将多根轴杆配置在吸引口的附近，辅助在轴线方向上 吸入空气而构成时，能够较大地相对于风量抑制静压(降低风量_静压特性)。多根轴杆的形状是任意的。但是多根轴杆的形状优选被规定为，在叶轮沿正转方 向旋转时辅助通过吸引口向轴线方向吸入空气。这样，则通过多根轴杆，从吸引口向排出口 的空气的流动变得更加顺畅。适合于在轴线方向吸入(送入)空气的轴杆的形状能够采用各种形状。例如沿 与长度方向正交的方向切断轴杆时的截面形状具有以朝向与叶轮的正转方向相反的方向 (反转方向)呈凸状的方式弯曲的弯曲形状。这样，则与一般的轴流送风机的叶片同样地， 能够增大在轴线方向上流动的空气的量。另外，轴杆具有位于吸入口一侧的第一端缘部和位于与吸入口相反的一侧的第二 端缘部，第一端缘部比第二端缘部更向叶轮的正转方向偏移。这样，则通过轴杆，能够通过 吸引口在轴线方向上积极地吸入空气。另外，轴杆能够形成这样的形状，沿与轴杆的长度方向正交的方向切断轴杆时的 截面形状具有以轴线方向作为长度方向的矩形形状。这样，则能够容易将轴杆形成单纯的 形状。壳体能够通过形成有吸引口的第一壁部、夹着叶轮与第一壁部对置的第二壁部、 连结第一壁部与第二壁部的第三壁部构成。并且，多根轴杆的各轴杆的另一端在超过吸引 口的开口缘部的位置形成终端，环状的叶片安装部件具有位于开口缘部的径向的外侧且 与第一壁部对置的第一侧面；与该第一侧面沿轴线方向对置的第二侧面。这种情况下，环状 的叶片安装部件的第一侧面具有如下所述的形状该第一侧面与第一壁部之间的距离随着 朝向径向的外侧而增大，且以朝向第二壁部呈凸状的方式弯曲。这样，则空气的流动变得顺 畅，从而能够降低音压水平。另外，环状的叶片安装部件的第二侧面具有与第一侧面平行延伸的弯曲面形状， 多片叶片的各叶片的一端被固定于第二侧面，则能够沿着环状的叶片安装部件的第二侧 面，在多片叶片之间顺畅地引导空气。另外，多片叶片的至少一部分能够形成这样的结构，其具有沿着环状的叶片安装 部件的第二侧面的第一边部；与壳体的第三壁部对置且从固定有多片叶片的一端沿轴线方 向延伸的第二边部；位于第二边部的径向的内侧的第三边部；与壳体的第二壁部对置的第 四边部。这种情况下，优选地，第三边部具有与第一边部连续的第一边半部；与该第一边 半部连续且与第四边部连续的第二边半部，其中，第一边半部以其与第二边部之间的距离 随着朝向第二边半部而扩大的方式倾斜，第二边半部与第二边部平行延伸。这样，则能够在 倾斜的第一边半部和吸引口之间确保空间，所以通过吸引口在轴向上吸入的空气在径向上 改变朝向时，能够顺畅地变更朝向。



图1是本发明的离心式风扇的一实施方式的平面图。图2是图1的II-II线截面图。图3是图1的III-III线截面图。图4是本发明的另一实施方式的离心式风扇的轴杆的截面图。图5是用于试验的比较例的离心式风扇的局部截面图。图6是表示用于试验的离心式风扇中的风量与静压的关系以及风量与噪音的关 系的曲线图。图7是表示用于试验的离心式风扇中的风量与静压的关系以及风量与消耗电能 的关系的曲线图。附图标记说明1 壳体3电动马达5 叶轮11第一壁部Ila 吸引口lib 开 口缘部13第二壁部15第三壁部15a 排出口21旋转轴37叶轮主体37b 周壁39、I39 轴杆39a第一端缘部39b第二端缘部41叶片安装部件 43、44 叶片
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明的实施方式的一例。图1是本发明的离心式风扇 的一实施方式的平面图，图2是图1的II-II线截面图。本实施例的离心式风扇(西洛克 风扇)具有壳体1、配置在壳体1内的电动马达3以及叶轮5。如图2所示，壳体1通过组 合二分割的第一以及第二壳体半部7以及9而构成。壳体1在组合第一以及第二壳体半部 7以及9的状态下具有第一壁部11、夹着叶轮5与第一壁部11对置的第二壁部13、连结第 一壁部11和第二壁部13的第三壁部15。在第一壁部11的中央形成有从外部吸引空气的 圆形的吸引口 11a。在第三壁部15上形成有朝向相对于叶轮5的旋转方向的切线方向开口 且向外部排出空气的排出口 15a。另外，通过由第一至第三壁部11 15包围的区域的一部分形成引导从叶轮5到排出口 15a排出的空气的风路。配置在壳体1内的电动马达3具有定子19和旋转轴21。定子19与嵌合保持旋转 自如地支承旋转轴21的两个滚珠轴承22以及23的轴承套25的外侧嵌合。该定子19由 配置在轴承套25的外侧的定子芯27、与该定子芯27嵌合的绝缘树脂制的绝缘体29、夹着 该绝缘体29卷绕在定子芯27的多个突极部上的定子绕组31构成。定子绕组31经由连接 导体与电路基板35的未图示的电路图案电连接。在电路基板35上安装有用于向定子绕组 31流动励磁电流的驱动电路。由电动马达3而旋转的叶轮5由合成树脂成形，一体具有叶轮主体37、十一根轴 杆39、叶片安装部件(护罩)41、四十四片叶片(三十三片第一叶片43以及十一片第二叶 片44)。叶轮主体37具有中央部固定于旋转轴21上的底壁37a、沿着旋转轴21的轴线延 伸且以旋转轴21为旋转中心旋转的筒状的周壁37b。在本实施例中，叶轮5以相对于图1 的纸面逆时针旋转(箭头Dl)方向为正转方向旋转。十一根轴杆39的各轴杆的一端固定于叶轮主体37的周壁37b的靠吸引口 Ila的 周壁部分，十一根轴杆呈放射状延伸且沿周壁37b的周向(叶轮5的旋转方向)隔开间隔 地配置。另外，所谓呈放射状延伸，不仅包含在绝对径向上延伸的情况，也包含相对于绝对 径向倾斜(具有规定角度)延伸的情况。轴杆39的另一端在向径向的外侧超过吸引口 Ila 的开口缘部lib的位置上形成终端。如图3的截面图所示，沿与轴杆39的长度方向正交的方向切断轴杆39的情况下 的截面形状具有以朝向与叶轮5的正转方向(箭头Dl)相反的方向呈凸状的方式弯曲的弯 曲形状。另外，轴杆39具有位于吸引口 Ila—侧的第一端缘部39a和位于叶轮5 —侧的第 二端缘部39b，第一端缘部39a比第二端缘部39b更向叶轮5的正转方向(箭头1)偏移。 通过这样的轴杆39的形状，轴杆39在叶轮5旋转时辅助通过吸引口 Ila沿轴线方向吸入 空气。叶片安装部件41具有环状的形状，位于吸引口 Ila的开口缘部lib的径向外侧。 并且，叶片安装部件41与周壁37b同心配置在周壁37b的径向外侧的位置，固定多根轴杆 39的各轴杆的另一端。如图2的叶片安装部件41所示，叶片安装部件41具有与壳体1的 第一壁部11对置的第一侧面41a和与该第一侧面41a沿轴线方向对置的第二侧面41b。第 一侧面41a与第一壁部11之间的距离随着朝向径向的外侧而增大，且以朝向第二壁部13 呈凸状的方式弯曲。第二侧面41b具有与第一侧面41a平行地延伸的弯曲面形状。三十三片第一叶片43和十一片第二叶片44，其一端固定在叶片安装部件41，在周向上隔开间隔地配置，沿着轴线在第二壁部13侧延伸。三十三片第一叶片43在每相邻的 两个轴杆39之间配置三个。第一叶片43如朝向图2的纸面而位于右侧的第一叶片43所 示，具有沿着叶片安装部件41的第二侧面41b的第一边部43a、与壳体1的第三壁部15对 置且从固定在叶片安装部件41的一端向轴线方向延伸的第二边部43b、位于第二边部43b 的径向内侧的第三边部43c、与壳体1的第二边部13对置的第四边部43d。第三边部43c 具有与第一边部43a连续的第一边半部43e、与该第一边半部43e连续且与第四边部43d连 续的第二边半部43f。第一边半部43e以其与第二边部43b之间的距离随着朝向第二边半 部43f而扩大的方式倾斜。第二边半部43f与第二边部43b平行延伸。十一片第二叶片44，如朝向图2的纸面而位于左侧的第二叶片44所示，分别配置在十一根轴杆39的径向外侧。第二叶片44具有沿着叶片安装部件41的第二侧面41b的 第一边部44a、与壳体1的第三边部15对置且从固定在叶片安装部件41的一端向轴线方向 延伸的第二边部44b、位于第二边部44b的径向内侧且与叶轮主体37的周壁37b平行延伸 的第三边部44c、与壳体1的第二边部13对置的第四边部44d。叶片43、44起到从吸引口 1 Ia在轴线方向吸入空气后将吸入的空气朝向径向的作用。上述实施例中使用的轴杆39在与长度方向正交的方向切断的截面形状具有弯曲 形状，但是作为轴杆也能够采用各种形状的轴杆。例如，如图4所示，也能够采用在与轴杆 139的长度方向正交的方向上切断轴杆139时的截面形状具有矩形形状的构件。该轴杆139 具有两个宽度尺寸短的对置的面139a、139b和宽度尺寸长的两个对置的面139c、139d。宽 度尺寸长的两个面139c、139d在轴线方向上延伸。因此，轴杆139的截面形状具有以轴线 方向为长度方向的矩形形状。
接着，将实施例1以及2的离心式风扇以δΙΟΟπ ιΓ1旋转，将比较例的离心式风扇 以δΟΟΟπι Γ1旋转，调查实施例1以及2以及比较例的离心式风扇的风量与静压的关系以及 风量与噪音的关系。实施例1的离心风扇是图1 3所示的离心式风扇，实施例2的离心 式风扇使用图4所示的矩形形状的截面的轴杆，此外具有与实施例1的离心式风扇相同的 结构。如图5所示，在比较例的离心式风扇中，四十四片叶片以及支承四十四片叶片的结构 与实施例的离心式风扇不同，此外具有与实施例的离心式风扇相同的结构。比较例的离心 式风扇的支承四十四片叶片243的叶片支承体239具有在中心具有开口部239a的圆板形 状。叶片支承体239其开口部239a的周围固定在叶轮主体237的位于第二壁部213 —侧 的部分上，在径向的外侧端部239b上固定有三十三片叶片243。叶片243具有矩形状，从叶 片支承体239的外侧端部239b朝向壳体201的第一壁部211延伸。图6是表示测量结果的曲线图。根据图6可知，在实施例1以及2的离心式风扇 和比较例的离心式风扇中，其静压相对于风量的值大致相等(风量·静压特性大致相等)。 并且，在实施例1以及2的离心式风扇中，与比较例的离心式风扇相比，可知降低了噪音。特 别是，可知使用截面形状具有弯曲形状的轴杆39的实施例1的离心式风扇在最大风量下降 低4dB(A)。这是因为根据十一根轴杆39和叶片安装部件41和四十四片叶片43、44的结 构，从吸引口 Ila向排出口 15a的空气的流动变得顺畅，能够抑制涡流的产生。接着，调查实施例1以及2、以及比较例的离心式风扇的风量与静压的关系以及风 量与消耗电能的关系。图7是表示测量结果的曲线图。根据本图可知，在实施例1以及2 的离心式风扇和比较例的离心式风扇中，其静压相对于风量的值大致相等(风量·静压特 性大致相等)。并且，可知实施例1以及2的离心式风扇，与比较例的离心式风扇相比，消 耗电能能够减小。特别是，实施例1的离心式风扇在最大风量下降低19%。这是因为，通 过十一根轴杆39和四十四片叶片43、44，从吸引口 Ila向排出口 15a的空气的流动变得顺 畅，空气相对于四十四片叶片43、44的阻力变小。产业上的可利用性根据本发明，由于在固定于靠吸引口设置的多根轴杆上的环状的叶片安装部件上 设置有多片叶片，所以从吸引口向排出口的空气的流动变得顺畅。另外，能够抑制在叶片上产 生涡流。因此，能够降低噪音。另外，通过形成辅助多根轴杆在轴线方向上吸入空气的结构， 则不会降低静压相对于风量的值(风量 静压特性不会降低)，能够降低噪音以及消耗电能。
权利要求
一种离心式风扇，具有叶轮，其具有多片叶片且被固定于电动马达的旋转轴而旋转；壳体，其具有朝向所述旋转轴的轴线方向开口的吸引口，所述离心式风扇的特征在于，所述叶轮具有叶轮主体，其具有以所述旋转轴为旋转中心旋转；多根轴杆，该多根轴杆沿所述旋转轴的旋转方向隔开间隔地配置且各轴杆的一端被固定于所述叶轮主体的靠所述吸引口的部分；环状的叶片安装部件，其与所述叶轮主体同心地配置于所述叶轮主体的径向的外侧位置且将所述多根轴杆的各轴杆的另一端固定；所述多片叶片，该多片叶片的各叶片的一端被固定于所述叶片安装部件，沿所述旋转方向隔开间隔地配置且沿着所述旋转轴的轴线延伸。
2.如权利要求1所述的离心式风扇，其特征在于，所述叶轮主体具有沿着所述旋转轴的轴线延伸且以所述旋转轴为旋转中心旋转的筒 状的周壁，所述多根轴杆的各轴杆的所述一端被固定于所述周壁的靠所述吸引口的周壁部分， 所述多片叶片在将空气从所述吸引口向轴线方向吸入后将吸入的所述空气朝向所述 径向。
3.如权利要求1所述的离心式风扇，其特征在于，所述多根轴杆的形状被规定为，在所述叶轮沿正转方向旋转时，辅助通过所述吸引口 向所述轴线方向吸入空气。
4.如权利要求3所述的离心式风扇，其特征在于，沿与所述轴杆的长度方向正交的方向切断所述轴杆时的截面形状具有以朝向与所述 叶轮的正转方向相反的方向呈凸状的方式弯曲的弯曲形状。
5.如权利要求4所述的离心式风扇，其特征在于，所述轴杆具有位于所述吸入口一侧的第一端缘部；位于与所述吸入口相反的一侧的第二端缘部，所述第一端缘部比所述第二端缘部更向所述叶轮的所述正转方向偏移。
6.如权利要求1所述的离心式风扇，其特征在于，沿与所述轴杆的长度方向正交的方向切断所述轴杆时的截面形状具有以所述轴线方 向作为长度方向的矩形形状。
7.如权利要求1所述的离心式风扇，其特征在于，所述壳体包括形成有所述吸引口的第一壁部；夹着所述叶轮与所述第一壁部对置的 第二壁部；连结所述第一壁部与所述第二壁部的第三壁部，所述多根轴杆的各轴杆的所述另一端在向所述径向的外侧超过所述吸引口的开口缘 部的位置形成终端，所述环状的叶片安装部件具有位于所述开口缘部的所述径向的外侧且与所述第一壁 部对置的第一侧面；与该第一侧面沿所述轴线方向对置的第二侧面，所述环状的叶片安装部件的所述第一侧面具有如下所述的形状该第一侧面与所述第 一壁部之间的距离随着朝向所述径向的外侧而增大，且以朝向所述第二壁部呈凸状的方式弯曲。
8.如权利要求7所述的离心式风扇，其特征在于，所述第二侧面具有与所述第一侧面平行延伸的弯曲面形状， 所述多片叶片的各叶片的所述一端被固定于所述第二侧面。
9.如权利要求8所述的离心式风扇，其特征在于，所述多片叶片的至少一部分具有沿着所述环状的叶片安装部件的所述第二侧面的第 一边部；与所述壳体的所述第三壁部对置且从固定有所述多片叶片的一端沿所述轴线方向 延伸的第二边部；位于所述第二边部的所述径向的内侧的第三边部；与所述壳体的所述第 二壁部对置的第四边部，所述第三边部具有与所述第一边部连续的第一边半部；与该第一边半部连续且与所 述第四边部连续的第二边半部，所述第一边半部以其与所述第二边部之间的距离随着朝向 所述第二边半部而扩大的方式倾斜，所述第二边半部与所述第二边部平行延伸。
全文摘要
本发明提供一种离心式风扇，其不会降低静压相对于风量的值，而降低噪音及消耗电能。其中，由叶轮(5)、叶轮主体(37)、多根轴杆(39)、叶片安装构件(41)、多片叶片(43)构成。轴杆(39)其一端被固定于叶轮主体(37)的周壁(37b)的靠吸引(11a)的周壁部分，呈放射状延伸且沿周壁(37b)的周向隔开间隔地配置。轴杆(39)在叶轮(5)旋转时辅助通过吸引口(11a)向轴线方向吸入空气。叶片安装部件(41)与叶轮主体(37)的周壁(37b)同心配置且将多根轴杆(39)的各轴杆的另一端固定。叶片(43)其一端被固定于叶片安装部件(41)，沿周向隔开间隔地配置且沿着轴线向所述第二壁部(13)侧延伸。
文档编号F04D29/28GK101806309SQ201010117430
公开日2010年8月18日 申请日期2010年2月20日 优先权日2009年2月17日
发明者严润杰, 栗林宏光 申请人:山洋电气株式会社