JP2000320493A - ファンおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロペラファン等のファン成形時におけるハ
ブと翼基部との間の肉厚部の冷却性能を高め、成形サイ
クルを短縮する。 【解決手段】 筒状のハブ２を異径構造体に形成するこ
とにより、翼３の基部３ａとの一体化部分に段差部７を
設け、該段差部７によって上記ハブ２の内周面側に肉盗
みスペースを形成できるようにする一方、該段差部７を
介して上記翼基部３ａを一体に連接するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、ファンおよびそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば空気調和機用室外機などでは、そ
の送風機として、一般に図８に図示するようなプロペラ
ファン等の軸流型のファン１が多く用いられている。

【０００３】そして、該ファン１は、複数枚の翼３，
３，３と該複数枚の翼３，３，３を一体化し、中央部に
設けたボス部５を介してファンモータの駆動軸に固定す
る筒状のハブ２とから構成されている。

【０００４】しかし、このような送風機用のファン１
は、一般に回転することによって相当の空力騒音を発生
する問題がある。そこで、該空力騒音を低減する方法と
して、これまでにさまざまな翼形状の改良が施されてき
ている。その中の１つとして、例えば翼３，３，３の構
造を例えば図９および図１１に示すような前縁部ａが厚
肉で後縁部ｂが薄肉のエアフォイル構造とし、それによ
って翼面流れの乱れを低減したり、出口部で放出される
渦を抑制することにより、空力騒音を低減するようにし
たものがある。このようなエアフォイル構造の翼３の場
合、ハブ２側基部３ａは、取付強度の必要性から特に厚
肉となり、正負両圧力面Ｐ，Ｎ共にアール面Ｒ₂，Ｒ₁を
経てハブ２の筒壁部４の外周面に連接される構造とな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上のよう
な構成のファン１の翼３，３，３を例えば射出成形等の
方法でハブ２と一体成形するようにした場合、上記のよ
うにハブ２の筒壁部４の外周面と翼３の基部３ａとの連
接部の肉厚が特に厚くなることから、該部分の冷却硬化
性が悪く、図１１に示すように長時間に亘って広い高温
領域Ｈが残り、冷却に時間がかかる。そのため、成形工
程のサイクルタイムが長くなり、成形効率が悪い問題を
有している。もちろん、該部分に何らかの肉盗み対策を
施して、その肉厚を薄くするようにすれば冷却効率が良
くなり、成形効率は向上するが、それでは翼３の取付け
強度が低下し、支持剛性に欠けたものとなる。

【０００６】本願発明のファンおよびその製造方法は、
そのような問題を解決するためになされたもので、ファ
ンの翼基部の取付強度を低下させることなく、ファン成
形時におけるハブと翼基部との間の肉厚部の冷却性能を
高めることによって、成形サイクルを短縮できるように
したファンおよびその製造方法を提供することを目的と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記の目的
を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構
成されている。

【０００８】（１） 請求項１の発明 この発明のファンは、筒状のハブ２を異径構造体に形成
することにより、翼３の基部３ａとの一体化部分に段差
部７を設け、該段差部７によって上記ハブ２の内側に肉
盗みスペースを形成できるようにする一方、該段差部７
を介して上記翼３の基部３ａを一体に連接して構成され
ている。

【０００９】このような構成にすると、上記段差部７に
よって上記ハブ２の内面側に実質的な肉盗みスペースを
形成することができ、それがない従来の構成の場合に比
べてファン成形時における最大肉厚部の冷却効率を高く
することができ、残される高温領域Ｈを可及的に縮小す
ることができる。

【００１０】したがって、以上のようなハブ２と翼基部
３ａとの連接構造を採用すると、ファン性能を左右する
翼外形面の大きさ（正圧、負圧両翼面の面積）及び形状
を変えることなく、最大肉厚部の冷却効率を高くするこ
とができ、ファン成形時のサイクルタイムを短縮して、
成形効率を向上させることが可能となる。また、上記段
差部７により、ハブ２側と翼基部３ａとの連接面積も拡
大されるので、翼取付部の強度も向上し、より翼部の支
持剛性が向上する。

【００１１】（２） 請求項２の発明 この発明のファンは、筒状のハブ２を異径構造体に形成
することにより、翼３の基部３ａとの一体化部分にテー
パ面４Ｃを設け、該テーパ面４Ｃによって上記ハブ２の
内側に肉盗みスペースを形成できるようにする一方、該
テーパ面４Ｃを介して上記翼３の基部３ａを一体に連接
して構成されている。

【００１２】このような構成にすると、上記テーパ面４
Ｃによって上記ハブ２の内面側に実質的な肉盗みスペー
スを形成することができ、それがない従来の構成の場合
に比べてファン成形時における最大肉厚部の冷却効率を
高くすることができ、残される高温領域Ｈを可及的に縮
小することができる。

【００１３】したがって、以上のようなハブ２と翼基部
３ａとの連接構造を採用すると、ファン性能を左右する
翼外形面の大きさ（正圧、負圧両翼面の面積）及び形状
を変えることなく、最大肉厚部の冷却効率を高くするこ
とができ、ファン成形時のサイクルタイムを短縮して、
成形効率を向上させることが可能となる。また、上記段
差部７により、ハブ２側と翼基部３ａとの連接面積も拡
大されるので、翼取付部の強度も向上し、より翼部の支
持剛性が向上する。

【００１４】（３） 請求項３の発明 この発明のファンは、上記請求項１又は２の発明の構成
において、上記翼３，３，３が中実翼により構成されて
いる。

【００１５】中実翼の場合、特にハブ２側翼３の基部３
ａの冷却性が悪いので、上記請求項１又は２の発明の構
成と作用が有効に機能するようになる。

【００１６】（４） 請求項４の発明 この発明のファンは、上記請求項１又は２の発明の構成
において、上記翼３，３，３が中空翼により構成されて
いる。

【００１７】中空翼の場合、中実翼に比べると、相対的
にハブ２側翼３の基部３ａの冷却性が良いが、その場合
にも上記請求項１又は２の発明の構成と作用が有効に機
能すると、その冷却性がより改善されるようになる。

【００１８】（５） 請求項５の発明 この発明のファンの製造方法は、筒状のハブ２を異径構
造体に成形することにより、翼基部３ａとの一体化部分
に段差部７を設け、該段差部７によって上記ハブ２の内
側に肉盗みスペースを形成できるようにする一方、該段
差部７を介して上記翼基部３ａを一体に成形するように
なっている。

【００１９】このようなファンの成形方法によると、上
記段差部７によって上記ハブ２の内径側に実質的な肉盗
みスペースを形成することができるようになり、それが
ない従来の成形方法の場合に比べてファン成形時におけ
る最大肉厚部の冷却効率を高くすることができ、残され
る高温領域Ｈを可及的に縮小することができる。

【００２０】したがって、このような成形方法により製
造されたファンのハブ２と翼基部３ａとの連接構造で
は、ファン性能を左右する翼外形面の大きさ（正圧、負
圧両翼面の面積）及び形状を変えることなく、最大肉厚
部の冷却効率を高くすることができ、ファン成形時のサ
イクルタイムを短縮して、成形効率を向上させることが
可能となる。また、上記段差部７により、ハブ２側と翼
基部３ａとの連接面積も拡大されるので、翼取付部の強
度も向上し、より翼部の支持剛性が向上する。

【００２１】（６） 請求項６の発明 この発明のファンの製造方法は、筒状のハブ２を異径構
造体に成形することにより、翼３の基部３ａとの一体化
部分にテーパ面４Ｃを設け、該テーパ面４Ｃによって上
記ハブ２の内側に肉盗みスペースを形成できるようにす
る一方、該テーパ面４Ｃを介して上記翼３の基部３ａを
一体に成形するように構成されている。

【００２２】このようなファンの成形方法によると、上
記テーパ面４Ｃによって上記ハブ２の内面側に実質的な
肉盗みスペースを形成することができるようになり、そ
れがない従来の成形方法の場合に比べてファン成形時に
おける最大肉厚部の冷却効率を高くすることができ、残
される高温領域Ｈを可及的に縮小することができる。

【００２３】したがって、このような成形方法により製
造されたファンのハブ２と翼基部３ａとの連接構造で
は、ファン性能を左右する翼外形面の大きさ（正圧、負
圧両翼面の面積）及び形状を変えることなく、最大肉厚
部の冷却効率を高くすることができ、ファン成形時のサ
イクルタイムを短縮して、成形効率を向上させることが
可能となる。また、上記段差部７により、ハブ２側と翼
基部３ａとの連接面積も拡大されるので、翼取付部の強
度も向上し、より翼部の支持剛性が向上する。

【００２４】

【発明の実施の形態】（１） 実施の形態１ 図１〜図４は、本願発明の実施の形態１に係るファンの
構造およびその製造方法を示している。

【００２５】本実施の形態のファン１には、前述の従来
例の場合と同様に厚肉のエアフォイル構造の翼３，３，
３を備えたエアフォイルファンが採用されている。

【００２６】該ファン１は、先ず図１に示されているよ
うに、筒体構造のハブ２と、該ハブ２の筒壁部４の外周
面側に所定の翼角を有して一体成形されたエアフォイル
構造の翼３，３，３とからなり、上記筒体構造のハブ２
の中央部（中心軸部）にはモータ側駆動軸嵌合連結用の
スリーブ状のボス部５が一体成形されている。

【００２７】同ハブ２の外周の上記筒壁部４は、その前
端部４Ａ側と後端部４Ｂ側とが、例えば前端部４Ａ側が
小径で、後端部４Ｂ側が大径の前後異径の筒体構造に形
成されていて、それら前端部４Ａと後端部４Ｂとの間に
後述する翼基部３ａ，３ａ，３ａの負圧面Ｎ側のアール
面Ｒ₁に対応した傾斜角を有して半径方向に延びるテー
パ面６を形成した図示のような段差部７が設けられてい
る。

【００２８】そして、この段差部７外周面の上記前端部
４Ａ側と後端部４Ｂ側との両部分に対して上記翼３，
３，３の末広がり構造のアール面Ｒ₁，Ｒ₂を有した基部
３ａ，３ａ，３ａが一体化されている。この場合、同基
部３ａ，３ａ，３ａ側の上記ハブ２の筒壁部４側異径面
との対向面比率は、例えば上記大径の後端部４Ｂ側で大
きく、他方小径の前端部４Ａ側で小さくなるように設定
され、それによって図示の如くハブ２の内周面側に実質
的な肉盗みスペースを形成し、それがない図９〜図１１
の従来の構成の場合に比べてファン成形時における最大
肉厚部の冷却効率を十分に高くするようにして図１１に
示した従来のような広い高温領域Ｈを図２に示すように
可及的に縮小するようにしている。

【００２９】したがって、このようなハブ２と翼３，
３，３の基部３ａ，３ａ，３ａとの連接構造および成形
方法を採用すると、ファン性能を左右する翼外形面の大
きさ（正圧、負圧両翼面の面積）及び形状を変えること
なく、最大肉厚部の冷却効率を高くすることができ、フ
ァン成形時のサイクルタイムを短縮して、成形効率を向
上させることが可能となる。また、上記段差部７によ
り、ハブ２側と翼３，３，３の基部３ａ，３ａ，３ａと
の連接面積も拡大されるので、翼取付部の強度も向上
し、翼部の支持剛性が向上する。

【００３０】ところで、一般に上記のような翼３の駆動
時における固有振動数ｆは、翼３のハブ２からチップ部
までの長さＬ（図１参照）により決定される。従って、
翼成形部材の材質、翼部の肉厚を一定とすると、同翼３
の長さＬを適正に設定するようにすれば、コギング音等
の騒音対策にも有効なものとなる。

【００３１】なお、この場合、上記２つの異径部による
段差部７の形成は、例えば図３に示すように筒壁部４の
後端部４Ｂ側をハブ２の基準寸法Ａに合わせて成形する
場合と、図４のように前端部４Ａ側をハブ２の基準寸法
Ａに合わせて形成する場合の２つの場合が考えられる
が、各図の構成から明らかなように、後者の場合には正
圧面Ｐ側の翼面積が縮小されることから、前者の方が好
ましい。

【００３２】（２） 実施の形態２ 次に図５は、中空翼を有するプロペラファンに適用した
本願発明の実施の形態２に係るファンおよびその製造方
法の構成を示している。

【００３３】上述の実施の形態１と同様の構成およびそ
の成形方法は、例えば図５に示すように翼本体が貼り合
わせ構造となった中空翼３０よりなるエアフォイルファ
ン構造を採用したプロペラファンの場合にも、その基部
３０ａ，３０ａ，３０ａ側を上述の段差部７に対応した
前述のものと同様の構造のものとして同様に適用すれ
ば、同様の目的を達成することができる。

【００３４】なお、該場合の中空翼３０の翼本体は、前
縁部側で厚く、後縁部側で薄いエアフォイル構造となっ
ており、その負圧面側の前縁側端部と後縁部領域を除く
領域には、所定の深さの凹部３１が形成され、該凹部３
１の開口面に翼板３２を接合一体化して可及的軽量に形
成されている。中空翼３０の場合、軽量なために駆動時
において取付部に作用する荷重は比較的小さい。従っ
て、上記構成による取付強度の向上効果が、より有効に
作用する。また、実施の形態１のような中実翼の場合に
比べて相対的に冷却性が良い。従って、その冷却性をよ
り向上させることができる。

【００３５】（３） 実施の形態３ 次に図６は、本願発明の実施の形態３に係るファンおよ
びその製造方法の構成を示している。

【００３６】この実施の形態の構成では、上記各実施の
形態の場合の２組の異径部４Ａ，４Ｂおよびそれらの間
の段差部７に代えて、ハブ２の筒壁部４の全体を前端側
から後端側にかけて次第に直径が拡大されるようなテー
パ面形状とし、該テーパ面４Ｃを利用して翼３，３，３
の基部３ａ，３ａ，３ａを一体化することにより、上述
の各実施の形態１，２のものに近い作用効果を得るよう
にしたものである。

【００３７】このようなファンの構造およびその製造方
法によっても、連接面積を拡大できるとともに、冷却効
果を改善することができるので、一応上述の各実施の形
態１，２のものに近い作用効果が実現される。該構成の
場合、ハブ２がテーパ面構造となることから、斜流ファ
ンに対応するのに適している。

【００３８】（変形例）さらに、図７は本実施の形態３
の変形例に係るファンの構成およびその製造方法を示し
ている。

【００３９】該構成では、上記図６の構成のハブ２の筒
壁部４の内周面側を上下両方向から次第に薄肉化して行
き、上記翼基部３ａ，３ａ，３ａとの一体化部分の肉厚
を最も薄くして、冷却性能を向上させるようにしてい
る。本実施の形態３の場合には、必要に応じて、このよ
うな構成の採用も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態１に係るプロペラファン
およびその製造方法の構成を示すプロペラファン要部の
断面図である。

【図２】同プロペラファンの要部の作用を説明する断面
図である。

【図３】同プロペラファンのハブ部の基準寸法設定例第
１例の場合の断面図である。

【図４】同プロペラファンのハブ部の基準寸法設定例第
２例の場合の断面図である。

【図５】本願発明の実施の形態２に係るプロペラファン
およびその製造方法の構成を示すプロペラファン要部の
断面図である。

【図６】本願発明の実施の形態３に係るプロペラファン
およびその製造方法の構成を示すプロペラファン要部の
断面図である。

【図７】本願発明の実施の形態３の変形例に係るプロペ
ラファンおよびその製造方法の構成を示すプロペラファ
ン要部の断面図である。

【図８】従来一般のプロペラファンの構造を示す斜視図
である。

【図９】同プロペラファンの要部の成形構造例を示す断
面図である。

【図１０】同プロペラファンの翼部の翼弦方向の断面図
である。

【図１１】同プロペラファンの要部の作用を示す説明用
断面図である。

【図１２】従来の中空翼構造のプロペラファン要部の成
形時の作用を示す断面図である。

【符号の説明】

１はプロペラファン、２はハブ、３は翼、３ａは翼の基
部、４は筒壁、４Ｃはテーパ面、５はボス部、６はテー
パ面、７は段差部、３０は中空翼、３０ａは中空翼の基
部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 真一郎 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA18 BB02 BB07 BB08 DD06 DD12 DD17 DD18 DD25 DD30 EE03 EE05 EE06 EE11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のハブ（２）を異径構造体に形成す
   ることにより、翼（３）の基部（３ａ）との一体化部分
   に段差部（７）を設け、該段差部（７）によって上記ハ
   ブ（２）の内側に肉盗みスペースを形成する一方、該段
   差部（７）を介して上記翼（３）の基部（３ａ）をハブ
   （２）と一体に連接したことを特徴とするファン。
2. 【請求項２】 筒状のハブ（２）を異径構造体に形成す
   ることにより、翼（３）の基部（３ａ）との一体化部分
   にテーパ面（４Ｃ）を設け、該テーパ面（４Ｃ）によっ
   て上記ハブ（２）の内側に肉盗みスペースを形成する一
   方、該テーパ面（４Ｃ）を介して上記翼（３）の基部
   （３ａ）をハブ（２）と一体に連接したことを特徴とす
   るファン。
3. 【請求項３】 翼（３）は、中実翼であることを特徴と
   する請求項１又は２記載のファン。
4. 【請求項４】 翼（３）は、中空翼であることを特徴と
   する請求項１又は２記載のファン。
5. 【請求項５】 筒状のハブ（２）を異径構造体に成形す
   ることにより、翼（３）の基部（３ａ）との一体化部分
   に段差部（７）を設け、該段差部（７）によって上記ハ
   ブ（２）の内側に肉盗みスペースを形成できるようにす
   る一方、該段差部（７）を介して上記翼（３）の基部
   （３ａ）を一体に成形するようにしたことを特徴とする
   ファンの製造方法。
6. 【請求項６】 筒状のハブ（２）を異径構造体に成形す
   ることにより、翼（３）の基部（３ａ）との一体化部分
   にテーパ面（４Ｃ）を設け、該テーパ面（４Ｃ）によっ
   て上記ハブ（２）の内側に肉盗みスペースを形成できる
   ようにする一方、該テーパ面（４Ｃ）を介して上記翼
   （３）の基部（３ａ）を一体に成形するようにしたこと
   を特徴とするファンの製造方法。