JP2004353593A

JP2004353593A - 遠心ファン

Info

Publication number: JP2004353593A
Application number: JP2003154036A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Kuge; 洋介久下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】小風量域から大風量域の全域において送風特性、騒音特性に優れ、かつ、耐久性に優れた羽根の可動式保持構造を備えた遠心ファンを得ること。
【解決手段】複数の羽根２のそれぞれと主板１との接続部がファンの回転により羽根の角度が変化するように羽根２を回転自在に支持する可動保持手段１０を設け、この可動保持手段１０は、羽根２の下端部が挿入され、主板１に設けられた凹部１１と、この凹部１１内に装着され、羽根２の下端部を付勢する板ばね３またはブロック状のゴム５とを備えた構造。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心ファンに係り、より詳しくは、羽根と主板との接続部について、可動式保持手段を備えた、送風特性及び騒音特性に優れた遠心ファンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の遠心ファン、例えばシロッコファンにおいて、羽根の傾斜角度をファンの回転数に応じて変化させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。その手段は、羽根と主板との接続部を、支軸により羽根を回転自在に軸支するとともに、その支軸部にコイルばね（捩りコイルばね）を装着する構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１０１１９９（第３頁、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の遠心ファンでは、羽根の回転軸部分に捩りコイルばねを用いているため、ほこりや異物等が付着した場合には、ばね動作が安定せず、運転時間を経るにつれ、初期の送風性能が低下していく要因となる。また、ほこりや異物等を含む油分、水分によりばね表面がさびたり、ばね動作が不安定になったりしやすいものである。そのため、ばね特性が変化、低下し、送風特性及び騒音特性が低下するという問題がある。その上、ばね特性が低下した場合には、ばねの交換等を含む整備にも困難という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、遠心ファンの羽根と主板との接続部を構成する可動保持手段の構造に工夫を加え、ばね動作の長期間安定した動作特性を確保するようにして、長時間運転後にも送風特性及び騒音特性の低下しにくい遠心ファンを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る遠心ファンは、複数の羽根のそれぞれと主板との接続部がファンの回転により羽根の角度が変化するように羽根を回転自在に支持する可動保持手段を設けた遠心ファンにおいて、前記可動保持手段は、前記羽根の下端部が挿入され、前記主板に設けられた凹部と、この凹部内に装着され、前記羽根の下端部を付勢する弾性体とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る遠心ファンの分解斜視図である。ただし、羽根の取付構造は全て同一であるので、複数あるうちの１つの羽根についてしか示していない。したがって、以下の説明では特に断らない限り１つの羽根について説明することにする。
図２は羽根の取付角度の変化する状況を示す上面図、図３はこの遠心ファンの上面図、図４は遠心ファンの側面図である。
この遠心ファンは、図１に示すように、主板１と、複数の羽根２と、羽根２を付勢する弾性体としての板ばね３と、及び羽根２を主板１との間で回転自在に保持する補強リング（リング部材）４の４つの主要部材から構成されている。そして、羽根２と主板１との接続部（取付部）は、本発明の主眼である羽根の可動保持手段１０として構成されている。
【０００８】
羽根２は、回転中心となる上軸部２１と下軸部２２を備えている。上軸部２１及び下軸部２２は羽根２の上下端に、例えば、羽根２の基端部（内周側の端部）の上下に突起状に一体的に形成されており、同一の軸中心線上に設けられている。上軸部２１は補強リング４に設けられた軸支穴４１に挿入され、下軸部２２は後述するように主板１の凹部１１内の底部に設けられた軸支穴１２に挿入されて羽根２を回転自在に保持する。
【０００９】
上記可動保持手段１０は、主板１の外周部に設けられた有底切欠き状の凹部１１と、凹部１１の底部に設けられた軸支穴１２と、凹部１１内に装着されて羽根２を付勢する板ばね３とから構成されている。羽根２の下端部（例えば、図１において下端部を指す）がこの凹部１１内に挿入される。凹部１１は、２つの側面１１ａ、１１ｂと底面１１ｃとを有し、開口端１１ｄが主板１の外周端に存在するように主板１の外周端を部分的に開口して形成されており、その形状は上から見て略Ｖ字状（あるいは略扇形）となっている。凹部１１の形状は主板１の表面に沿って流れる空気の流れをなるべく乱さないような形状とすることが好ましい。凹部１１は羽根２毎に主板１の円周方向にほぼ等間隔に形成されている。
凹部１１の一方の側面１１ａは、羽根２の下端部が当接するためその当接面の羽根形状に適合するように、例えば曲面状に形成されている。他方の側面１１ｂは平面または曲面状に形成されている。底面１１ｃは同じ深さの平面状に形成されている。そして、羽根２の下軸部２２を嵌合するための軸支穴１２は凹部１１の狭い奥側寄りの底部に設けられている。
【００１０】
弾性体の板ばね３は、上記凹部１１の他方の側面１１ｂと羽根２との間に羽根２の下端部を付勢するように装着される。板ばね３は略Ｖ字状に形成されており、その開放端を凹部１１の開口端１１ｄに向けて装着される。また、板ばね３は、例えば、接着剤または両面接着テープを用いて、凹部１１の側面１１ｂに板ばね３の一方の側面を固定している。図１中の３ａが接着面、３ｂが被接着面をあらしている。なお、板ばね３を羽根２側に接着固定してもよい。
【００１１】
補強リング４には、羽根２の上軸部２１を嵌合するための軸支穴４１が円周方向にほぼ等間隔に設けられており、さらに主板１に結合するための支柱（あるいはボス）４２が複数（例えば、４本程度）一体的に突設されている。支柱４２の下端部には図示しないねじ穴が設けられており、主板１に設けられた穴１３にネジ４３を挿通して支柱４２を主板１上に固定するようになっている。また、補強リング４の中心に設けられた開口４４は空気吸い込み穴となっている。
なお、本実施形態において、主板１、羽根２、及び補強リング４はいずれも合成樹脂で形成されているが、材質は特に限定されるものではなく、金属材料でもよい。
【００１２】
本実施形態の遠心ファンは以上のように構成されており、組立状態の上面図を図３に、その側面図を図４に示す。
各々の羽根２は主板１と補強リング４との間で上軸部２１及び下軸部２２により回転自在に軸支されるとともに、各羽根２の下端部が主板１の凹部１１内に板ばね３を介して装着されている。
この遠心ファンを図示しない駆動モータに連結して回転させた場合、羽根２の可動保持手段１０は図２に示すように動作する。同図の（Ａ）は初期取付時から低速回転時（または低負荷時）までの状態、（Ｂ）は高速回転時（または高負荷時）の状態を示している。また、羽根の取付角度の大小による遠心ファンの風量−騒音特性を図５に示す。
【００１３】
遠心ファンは、一般的に、羽根２の取付角度が大きくても、低速回転低負荷時には、良好な送風性能が得られ、異音の発生も少ない。しかし、高速回転高負荷時には、羽根２の取付角度が大きいと、ファン外周方向への流速が低下し、送風特性が著しく悪化する。また流れの乱れにより、騒音も大きくなる（図５のＢ線参照）。
【００１４】
そこで、本実施形態のように羽根２の取付部を可動式にすると、ファンが高速回転で運転されたときに、羽根２に遠心力と抗力が働き、羽根２が板ばね３のばね力に抗して上下の軸部２１、２２を中心に回転し、ばね力とバランスする位置まで回転するため、羽根２の取付角度が小さくなる。これにより、ファン外周方向の流速の低下を防止でき、流れの乱れを最小限に抑えることができるため、異常音の発生も防止でき、良好な騒音特性が得られる。こうして、図５のＣ線及び図２に示すように、低速回転低負荷から高速回転高負荷まで、空気の流れの状況に応じて羽根２の取付角度が変化することにより、常に良好な流れが得られ、最適な送風特性、騒音特性を得ることができる。
【００１５】
加えて、本実施形態の遠心ファンでは、羽根２の可動保持手段１０が、板ばね３を用いた、簡単な構造となっているため、ばね表面にほこりや異物等が付着しにくいだけでなく、たとえほこり等が付着しても板ばねの性質からしてそのばね特性が大きく変化するようなことがなく、したがって、ばね動作の安定性、耐久性に優れ、長期間、安定した送風特性及び優れた騒音特性を得ることができる。
また、凹部１１は、主板１の外周端が部分的に開口する形状となっているため、凹部１１内にほこりや異物等が溜まることがなく、かつ、主板１の表面に沿う空気の流れがスムーズに流出するので流れの乱れが少なく、そのため騒音も少ない。
【００１６】
実施の形態２．
図６は本発明の遠心ファンの羽根可動保持手段における板ばね３の別の固定手段を示す分解斜視図である。
上記実施の形態１では、板ばね３の固定手段として、接着剤または両面接着テープを用いた例を示したが、本実施形態では、板ばね３を圧入式で固定する方法を示すものである。すなわち、板ばね３の固定側（凹部１１の他方の側面１１ｂに接する側）の側面の下端に突起３１を設け、この突起３１に対応する細い穴３２を凹部１１の底部に設ける。穴３２の寸法は突起３１よりも若干小さめに形成しておき、板ばね３を組み付けるときにプラスチックハンマー等で板ばね３を叩いて突起３１を穴３２内に圧入する。
このような固定手段を用いれば、板ばね３は確実に強固に固定され、長期間の繰り返し使用でも位置がずれたり外れたりするようなことは全くなくなる。
【００１７】
実施の形態３．
図７は本発明の遠心ファンの羽根可動保持手段に別の弾性体を用いた可動保持手段１０の分解斜視図である。
実施の形態１及び２では、可動保持手段１０に羽根２を付勢する弾性体として板ばね３を用いた例を示したが、本実施形態では、合成ゴム等からなるブロック状のゴム５を使用するものである。このブロック状のゴム５は、上から見てほぼ台形状に形成されている。ただし、その形状は特に限定されるものではなく、矩形状、あるいは固定側が平面で羽根２との接触面側が円弧状のＤ形、または三角形に近い台形状でもよい。
そして、このブロック状のゴム５は、実施の形態１と同様に、接着剤または両面テープを用いて凹部１１の側面１１ｂに固定される。図中、５ａは接着面、５ｂは被接着面である。なお、ブロック状のゴム５は、羽根２側に接着してもよく、いずれか一方の側面を固定すればよい。
このようなブロック状のゴム５を用いても、その弾性を利用して羽根２の角度を規制することができ、実施の形態１と同様の作用効果が得られる。
【００１８】
実施の形態４．
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で変更を加えることができる。
図示は省略するが、例えば、上記の説明では、羽根２の下端部全体を凹部１１内に挿入する形態としたが、羽根の下端部に段付き状に形成したばね受けの突片部を設け、この突片部を挿入するような切欠き状の凹部としてもよい。この場合、羽根の下軸部の軸支穴は当該凹部内ではなくその外側、主板１の中心寄りの内周部に設けられる。当該凹部内には、突片部と、板ばねあるいはブロック状のゴムのみを装着して羽根可動保持手段を構成してもよい。
また、羽根の回転中心を羽根の中間部に設けることもできる。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の遠心ファンは、複数の羽根のそれぞれと主板との接続部がファンの回転により羽根の角度が変化するように羽根を回転自在に支持する可動保持手段を設けた遠心ファンにおいて、前記可動保持手段は、前記羽根の下端部が挿入され、前記主板に設けられた凹部と、この凹部内に装着され、前記羽根の下端部を付勢する弾性体とを備えた構造であるので、弾性体のばね動作を長期間安定して保つことができるとともに、ファンの回転、負荷の状態に応じて羽根の取付角度が変化するため、低速回転から高速回転まで、送風特性と騒音特性を向上させることができ、かつ、耐久性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示す遠心ファンの分解斜視図である。
【図２】羽根の可動保持手段の動作説明図である。
【図３】遠心ファンの上面図である。
【図４】遠心ファンの側面図である。
【図５】本発明の実施の形態２を示す羽根可動保持手段の分解斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態３を示す羽根可動保持手段の分解斜視図である。
【図７】羽根の取付角度による、送風−騒音特性図である。
【符号の説明】
１主板、２羽根、３板バネ、４補強リング、５ブロック状のゴム、１０可動保持手段、１１凹部、１２軸支穴、２１上軸部、２２下軸部、４１軸支穴。

Claims

複数の羽根のそれぞれと主板との接続部がファンの回転により羽根の角度が変化するように羽根を回転自在に支持する可動保持手段を設けた遠心ファンにおいて、
前記可動保持手段は、前記羽根の下端部が挿入され、前記主板に設けられた凹部と、この凹部内に装着され、前記羽根の下端部を付勢する弾性体とを備えたことを特徴とする遠心ファン。
前記弾性体は、板ばねまたはブロック状のゴムからなることを特徴とする請求項１記載の遠心ファン。
前記凹部は、前記主板の外周端が部分的に開口する形状となっていることを特徴とする請求項１または２記載の遠心ファン。