JP2005163771A - 送風ファン及びその送風ファンを適用した冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転軸が固定される送風ファンのハブとブレード間の剛性を低下させるように送風ファンを設計することで、回転軸のねじり共振周波数を低下し、冷蔵庫の騷音を著しく減少し得る送風ファン及びその送風ファンを適用した冷蔵庫を提供しようとする。
【解決手段】 モータ２４の回転軸２６に連結されてモータ２４の駆動力を受けるハブ２８と、該ハブ２８の外側壁面に等間隔を有して連結されて送風力を発生する複数のブレード３０と、を含んで構成され、前記ブレード３０とハブ２８との連結部３２の面積は、剛性を減少し得るように縮小させて送風ファンを構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷蔵庫に装着される送風ファンに係るもので、詳しくは、前記送風ファンとモータ間に連結された回転軸のねじり共振周波数を低下することで、ファン駆動時に発生するねじり共振による共振騷音を低減し、且つ共振周波数を回避し得る冷蔵庫用送風ファンに関するものである。

一般に、冷蔵庫は、冷凍食品を保管する冷凍室と冷蔵食品を保管する冷蔵室とが相互隣接して分離構成され、その内部には、冷凍室及び冷蔵室に冷気を供給する冷凍サイクルが装着されている。
図６は従来の冷蔵庫を示した側断面図で、図示されたように、従来の冷蔵庫は、食品が保存される所定空間を有して、前方にドア１０２が開閉自在に軸支された冷蔵庫の本体１０４と、該本体１０４の上方側に形成されて冷凍食品を保存する冷凍室１０６と、該冷凍室１０６とバリアー１０８により区画され、本体１０４の下方側に形成されて冷蔵食品を保存する冷蔵室１１０と、前記冷凍室１０６及び冷蔵室１１０に冷気を供給する冷凍サイクルと、を含んで構成されている。

又、前記冷凍室１０６の後方には、シュラウド１１２により区画された空間１１６が形成されて、該空間１１６には、冷媒との熱交換により冷気を提供する熱交換器１１４と、該熱交換器１１４を通過しながら冷却された空気を冷凍室１０６及び冷蔵室１１０に送風させる軸流ファン１１８と、該軸流ファン１１８を回転させるために、該軸流ファン１１８の回転軸１２２に連結されたモータ１２０と、がそれぞれ装着されている。
且つ、前記軸流ファン１１８は、図７に示したように、前記モータ１２０の回転軸１２２に嵌合されてモータ１２０の回動により回動されるハブ１５０と、該ハブ１５０の外側壁面に所定間隔を有して配列されて送風力を発生する複数のブレード１５２と、から構成される。

このとき、前記ブレード１５２は通常５個形成され、前記ハブ１５０の外側壁面から所定曲率を有する曲面状に延長形成されている。
このように構成された冷蔵庫の動作を説明すると、まず、モータ１２０の駆動により軸流ファン１１８が回転されると、熱交換器１１４を通過した冷気が冷凍室１０６及び冷蔵室１１０にそれぞれ送風されて冷却作用を行い、該冷却作用が終了された空気は再び熱交換器１１４に送られる。

このような冷蔵庫は大容量であって、食物を新鮮な状態に長期間保管するために、内部温度を均一に維持する必要があるため、冷蔵室の多様な方向に冷気を吐出させる方式が適用されている。
よって、冷気を冷蔵室の各方向に案内すべき冷気流路が長く且つ複雑な形態に構成されることで、動作中には冷気の流れに多様な流路抵抗が発生する。

従って、このような多様な高い流路抵抗下で、冷気を円滑に且つ迅速に循環させるためには、軸流ファン１１８を高速に回転すべきであって、その場合、回転軸１２２のねじり共振現象が発生することで、冷蔵庫騷音発生の主原因として作用するという問題点がある。
従って、前記騷音問題を解決するために、回転軸１２２の形状設計、回転軸の回転慣性モーメント増減設計、及び回転軸１２２と軸流ファン１１８との結合設計など、騷音減少に関する研究が活発に進行されている。

然るに、このような従来冷蔵庫においては、回転軸１２２のねじり共振現象から発生する騷音を低減するために、回転軸１２２の設計を変更する場合、回転軸１２２に結合される部品の設計変更が伴われるため、原価が上昇すると共に、多様な部品の設計変更によって品質管理が困難であるという不都合な点があった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、回転軸が固定される送風ファンのハブとブレード間の剛性を低下させて送風ファンを設計することで、回転軸のねじり共振周波数を低下し、冷蔵庫の騷音を著しく減少し得る送風ファン及びその送風ファンを適用した冷蔵庫を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明に係る送風ファンは、モータの回転軸に連結されてモータの駆動力を受けるハブと、該ハブの外側壁面に等間隔を有して係合されて送風力を発生する複数のブレードと、を含んで構成され、前記ブレードとハブとの連結部の面積は、剛性を減少させるために縮小されることを特徴とする。
又、前記ブレードとハブ間の連結部には、スロットが切削形成されることを特徴とする。

又、本発明に係る冷蔵庫は、冷蔵庫の本体と、該本体の上方側に形成された冷凍室と、前記本体の下方側に形成された冷蔵室と、前記本体の後方に装着されて、前記冷凍室及び冷蔵室に必要な冷気を送風させる送風ファンと、を含んで構成され、前記送風ファンは、モータの回転軸に連結されてモータの駆動力を受けるハブと、該ハブの外側壁面に等間隔を有して配列されて送風力を発生する複数のブレードと、を含んで構成され、前記ブレードとハブとの連結部の面積は、剛性を減少させるために縮小して形成されることを特徴とする。

以下に説明するように、本発明に係る送風ファンは、ブレードとハブ間の連結部にスロットを切削形成して連結剛性を低下することで、前記ブレードに空気の抵抗が発生するとき、前記ブレードが自体的に弾性変形されて振動を吸収し、前記ブレードから前記ハブに伝達される振動を低減させることで、前記モータに連結された回転軸のねじり共振が低下されるため、送風ファン２２から発生する振動を減少し得るという効果がある。

以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る冷蔵庫の第１実施形態を示した断面図で、図２は本発明に係る送風ファンの第１実施形態を示した側面図で、図３は本発明に係る送風ファンの第１実施形態を示した正面図である。

図示されたように、本発明に係る冷蔵庫は、食品が保存される所定空間を有して、前方側に冷凍室ドア２及び冷蔵室ドア４がそれぞれ開閉自在に軸支された冷蔵庫の本体６と、該本体６の上方側に形成されて冷凍食品を保存する冷凍室８と、該冷凍室８とバリアー１２により区画され、本体６の下方側に形成されて冷蔵食品を保存する冷蔵室１０と、前記本体６の後方に装着されて、前記冷凍室８及び冷蔵室１０に必要な冷気を発生する冷凍サイクルと、を含んで構成されている。

又、前記本体６の後方下部には冷媒を圧縮する圧縮機１４が装着され、前記冷凍室８の後方にはシュラウド１６により区画された空間１８が設けられるが、該空間１８の内部には、前記圧縮機１４により圧縮された冷媒が流入されて熱交換される熱交換器２０と、該熱交換器２０を通過しながら冷却された空気を前記冷凍室８及び冷蔵室１０の内部に送風させる送風ファン２２と、が装着される。

且つ、前記送風ファン２２は、図２及び図３に示したように、モータ２４の回転軸２６に嵌合されてモータ２４の駆動力を受けるハブ２８と、該ハブ２８の外側壁面に等間隔を有して配列されて送風力を発生する複数のブレード３０と、から構成される。
このとき、前記ハブ２８とブレード３０との連結部３２は、以下のように、前記回転軸２６のねじり共振周波数を低下するために、ねじり剛性を減少させるように構成される。

即ち、ハブ２８とブレード３０との連結部３２の剛性が強い場合は、送風ファン２２の駆動時、ねじり振動が発生することで、前記回転軸２６にねじり共振現象が発生するようになる。
又、ハブ２８とブレード３０間の連結部３２の剛性を減少させた場合、前記回転軸２６のねじり共振現象を低減させ、よって、送風ファン２２の駆動時に発生するねじり共振周波数を低下するようになる。

このような前記ハブ２８とブレード３０との連結部３２のねじり剛性を減少させる構造は、図３に示したように、前記ハブ２８の外側壁面に連結された連結部３２の面積を減少することで、前記ハブ２８とブレード３０との連結部３２の剛性を減少し得る。
即ち、前記連結部３２は、ハブ２８の外側壁面に所定幅Ｌだけ連結され、該幅Ｌを除いた他方のハブ２８とブレード３０との連結部には、切削開放された幅Ｍのスロット３４が切削形成される。

よって、前記ブレード３０の連結剛性が低下され、前記ブレード３０に空気の抵抗が加えられると、ブレード３０が自体的に振動を吸収することで、振動がハブ２８に伝達される現象が低減される。
このとき、前記連結部３２は、剛性が減少される場合も、ブレード３０が充分に送風力を発生するため、ハブ２８の外側壁面に付着された状態で剛性を維持するようになる。

図４は本発明に係る送風ファンの第２実施形態を示した正面図で、図示されたように、本発明に係る送風ファンの第２実施形態は、ブレード３０とハブ２８との連結部３２の剛性を減少させる構造であって、前記連結部３２に所定間隔を有して複数のホール５２を穿孔形成することで、前記ブレード３０とハブ２８間の連結強度を減少させることもできる。
即ち、前記ホール５２は、前記ハブ２８とブレード３０との連結部３２に所定間隔を有して一つ以上切削形成されることで、ブレード３０とハブ２８との連結面積を減少させ、その他は、第１実施形態と同様に構成される。

以下、このように構成された本発明に係る冷蔵庫用送風ファンの動作に対して説明する。
まず、冷蔵庫に電源が印加されて熱交換器２０が動作されると、送風ファン２２が駆動され、熱交換器２０を通過した冷気が送風ファン２２の駆動により冷凍室８及び冷蔵室１０にそれぞれ供給されて冷却作用を行い、冷却作用を終了した空気は、再び熱交換器２０に流入される。
このとき、ハブ２８とブレード３０間の連結部３２のねじり剛性を減少した送風ファン２２が適用されることで、回転軸２６のねじり共振現象を低減させ、送風ファン２２の駆動時に発生するねじり共振周波数を低下するようになる。

又、図５（Ａ）（Ｂ）は、本発明の送風ファン及び従来の軸流ファンから発生する騷音を比較して示したグラフで、図５（Ａ）に示したように、冷蔵庫の冷凍室に装着された送風ファンから発生する共振回転数を比較した結果、従来の軸流ファンを適用する場合、約１３００ＲＰＭで騒音Ｔ１が４５ｄＢ（Ａ）の水準を示し、本発明の送風ファンを適用する場合、約１１００ＲＰＭで騷音Ｔ２が４３ｄＢ（Ａ）の水準を示すことが分かる。従って、本発明の送風ファンを適用する場合、従来の軸流ファンに比べて約２００ＲＰＭ以上の共振ＲＰＭを低減するようになる。

且つ、図５（Ｂ）に示したように、冷蔵庫の機械室に装着された送風ファンから発生する共振回転数を比較した結果、従来の軸流ファンを適用する場合、約１２００ＲＰＭで騒音Ｔ１が３９ｄＢ（Ａ）の水準を示し、本発明の送風ファンを適用する場合、約１０００ＲＰＭで騷音Ｔ２が３０ｄＢ（Ａ）の水準を示すことが分かる。従って、本発明の送風ファンを適用する場合、従来の軸流ファンに比べて約２００ＲＰＭ以上の共振ＲＰＭを低減するようになる。

本発明に係る冷蔵庫の第１実施形態を示した側断面図である。 本発明に係る冷蔵庫用軸流ファンの第１実施形態を示した側面図である。 本発明に係る冷蔵庫用軸流ファンの第１実施形態を示した正面図である。 本発明に係る冷蔵庫用軸流ファンの第２実施形態を示した正面図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明に係る送風ファン及び従来の軸流ファンから発生する騷音を比較して示したグラフで、（Ａ）は、冷凍室に装着された送風ファンから発生する騒音比を示したグラフ、（Ｂ）は、機械室に装着された送風ファンから発生する騒音比を示したグラフである。 従来の冷蔵庫を示した側断面図である。 従来の冷蔵庫用軸流ファンを示した正面図である。

符号の説明

２、４…ドア
６…本体
８…冷凍室
１０…冷蔵室
１２…バリアー
１４…圧縮機
１６…シュラウド
１８…空間
２０…熱交換器
２２…送風ファン
２４…モータ
２６…回転軸
２８…ハブ
３０…ブレード
３２…連結部
３４…スロット
５２…ホール

Claims (10)

1. モータの回転軸に連結されてモータの駆動力を受けるハブと、
   該ハブの外側壁面に等間隔を有して配列されて送風力を発生する複数のブレードと、を含んで構成され、
   前記ブレードとハブとの連結部の面積は、剛性を減少させるために縮小して形成されることを特徴とする送風ファン。
2. 前記ブレードとハブ間の連結部には、スロットが切削形成されることを特徴とする請求項１記載の送風ファン。
3. 前記スロットは、前記ハブに連結された前記ブレードの一部に切削形成されることを特徴とする請求項２記載の送風ファン。
4. 前記ブレードとハブ間の連結部には、所定間隔を有して複数のホールが穿孔形成されることを特徴とする請求項１記載の送風ファン。
5. 前記ホールは、前記ハブに連結されたブレードの連結部に所定間隔を有して穿孔形成されることを特徴とする請求項４記載の送風ファン。
6. 冷蔵庫の本体と、該本体の上方側に形成された冷凍室と、前記本体の下方側に形成された冷蔵室と、前記本体の後方に装着されて、前記冷凍室及び冷蔵室に必要な冷気を送風させる送風ファンと、を含んで構成され、
   前記送風ファンは、モータの回転軸に連結されてモータの駆動力を受けるハブと、
   該ハブの外側壁面に等間隔を有して連結されて送風力を発生する複数のブレードと、から構成され、
   前記ブレードとハブとの連結部の面積は、剛性を減少させるために縮小して形成されることを特徴とする冷蔵庫。
7. 前記ブレードとハブ間の連結部には、スロットが切削形成されることを特徴とする請求項６記載の冷蔵庫。
8. 前記スロットは、前記ハブに連結された前記ブレードの一部に切削形成されることを特徴とする請求項７記載の冷蔵庫。
9. 前記ブレードとハブ間の連結部には、所定間隔を有して複数のホールが穿孔形成されることを特徴とする請求項６記載の冷蔵庫。
10. 前記ホールは、前記ハブに係合されたブレードの連結部に所定間隔を有して穿孔形成されることを特徴とする請求項９記載の冷蔵庫。

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