JP2006063879A

JP2006063879A - プロペラファン

Info

Publication number: JP2006063879A
Application number: JP2004247068A
Authority: JP
Inventors: Teruo Fujikoso; 輝夫藤社; Shigeki Tomita; 茂樹富田
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: JP4649146B2

Abstract

【課題】強度低下や熱変形などによる信頼性低下を防止しつつ軽量化でき、さらに送風性能も向上できるプロペラファンを提供する。
【解決手段】円筒部１aを有するボス１と、ボス１の円筒部１aの外周側に放射状に配置された複数の羽根２とを備える。上記ボス１と複数の羽根２とを合成樹脂により一体に成形する。そして、上記ボス１の円筒部１aの複数の羽根２が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域の少なくとも一部に切り欠き部３を設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、空気調和機の送風機等に使用されるプロペラファンに関する。

従来、プロペラファンとしては、空気調和機に搭載可能な室外ファンに用いられ、構成部位としてファンモータに取り付けられるボス(軸流部分)と、送風回路を形成する羽根部分とを備えたものがある(例えば、特開２００２−５４５９７号公報(特許文献１)参照)。上記プロペラファンでは、主に羽根部分の形状を薄肉化して、軽量化によりコストダウンを図っている。このため、羽根部分を薄肉化するさらなる軽量化は、ボスと羽根部分の接合部の強度が低下し、回転時の破壊強度の低下や熱変形反りによる送風性能の低下を生じるという問題がある。
特開２００２−５４５９７号公報

そこで、この発明の目的は、強度低下や熱変形などによる信頼性低下を防止しつつ軽量化でき、さらに送風性能も向上できるプロペラファンを提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明のプロペラファンは、円筒部を有するボスと、上記ボスの円筒部の外周側に放射状に配置された複数の羽根とを備え、上記ボスと上記複数の羽根とが一体に成形された合成樹脂製のプロペラファンであって、上記ボスの円筒部の上記複数の羽根が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域の少なくとも一部に切り欠き部を設けたことを特徴とする。

上記構成のプロペラファンによれば、ボスの円筒部において各羽根が連結された連結部分の投影領域のうちの全部または少なくとも１部に切り欠き部を設けることによって、強度低下や熱変形などによる信頼性低下を防止しつつ、軽量化によるコストダウンが図れると共に、送風回路形成上の流路損失であった軸流部分の送風抵抗を排除することにより、送風性能も向上できる。

また、一実施形態のプロペラファンは、上記切り欠き部が、上記ボスの円筒部の上記複数の羽根が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域のうちの上記連結部分近傍を除く領域の全てを切り欠いていることを特徴とする。

上記実施形態のプロペラファンによれば、上記切り欠き部が、ボスの円筒部の複数の羽根が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域のうちの連結部分近傍を除く領域の全てを切り欠いていることによって、軸流部分の送風抵抗を大幅に排除でき、ボスの円筒部による流路損失を低減できる。

また、一実施形態のプロペラファンは、上記ボスの円筒部の周方向に、上記複数の羽根が連結された連結部分と上記複数の羽根が連結されていない領域とが交互に配置され、上記切り欠き部は、上記ボスの円筒部の上記複数の羽根が連結されていない領域の少なくとも一部を切り欠いていることを特徴とする。

上記実施形態のプロペラファンによれば、上記ボスの円筒部の周方向に、複数の羽根が連結された連結部分と複数の羽根が連結されていない領域とが交互に配置された構造のプロペラファンにおいて、切り欠き部が、ボスの円筒部の複数の羽根が連結されていない領域の少なくとも一部を切り欠いていることによって、羽根が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域のみを切り欠いた場合よりも、軸流部分の送風抵抗をより多く排除でき、ボスの円筒部による流路損失を低減できる。

また、一実施形態のプロペラファンは、上記ボスが、上記円筒部の内周側かつ軸方向風上側に設けられたリブを有し、上記切り欠き部は、上記円筒部の軸方向風下側の端から上記リブまで切り欠いていることを特徴とする。

上記実施形態のプロペラファンによれば、上記切り欠き部は、円筒部の軸方向風下側の端から、円筒部の内周側かつ軸方向風上側に設けられたリブまで切り欠いているので、円筒部を補強するリブの働きを妨げることなく、流路損失を低減するのに有効な切り欠き部を形成できる。

また、一実施形態のプロペラファンは、上記切り欠き部と上記複数の羽根が連結された連結部分との間に非切り欠き部を設けたことを特徴とする。

上記実施形態のプロペラファンによれば、上記切り欠き部と複数の羽根が連結された連結部分との間に非切り欠き部を設けることによって、円筒部と複数の羽根との連結部分の強度を高めることができる。

また、一実施形態のプロペラファンは、上記複数の羽根が、上記ボスの円筒部近傍の肉厚が前縁側から後縁側に向かって徐々に薄くなっており、上記非切り欠き部は、上記各羽根の前縁側から後縁側に向かって幅が狭くなっていることを特徴とする。

上記実施形態のプロペラファンによれば、上記複数の羽根がボスの円筒部近傍の肉厚が前縁側から後縁側に向かって徐々に薄くなるのに従って、非切り欠き部が各羽根の前縁側から後縁側に向かって幅を狭くすることにより、ボスの円筒部の複数の羽根が連結された連結部分の羽根の肉厚が厚い領域に対応する非切り欠き部の幅を広くして、羽根を支える強度を適切に保つことにより羽根の変形を防止できる。

以上より明らかなように、この発明のプロペラファンによれば、ボスの円筒部において各羽根との連結部分の投影領域のうちの少なくとも１部に切り欠き部を設けることによって、強度低下や熱変形などによる信頼性低下を防止しつつ軽量化できると共に、送風性能を向上できるプロペラファンを実現することができる。

以下、この発明のプロペラファンを図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１(a)はこの発明の実施の一形態の空気調和機の送風機等に使用されるプロペラファンの正面図であり、図１(b)は上記プロペラファンの側面図であり、図１(c)は上記プロペラファンの他方から見た側面図である。

上記プロペラファンは、円筒部１aを有するボス１と、上記ボス１の円筒部１aの外周側に放射状に形成された複数の羽根２とを有する。上記ボス１の円筒部１aには、複数の羽根２が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域の一部を含む領域を切り欠く切り欠き部３を設けている。上記ボス１の円筒部１aに、ファンモータ(図示せず)の回転軸が軸中心に固定される。

図２は上記プロペラファンのボス１の要部の拡大斜視図を示しており、切り欠き部３は、ボス１の円筒部１aの複数の羽根２が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域３Ａの一部と、ボス１の円筒部１aの複数の羽根２が連結されていない領域３Ｂの一部を切り欠いている。また、上記切り欠き部３と複数の羽根２が連結された連結部分との間に非切り欠き部４を設けている。このプロペラファンは、ボス１と複数の羽根２とを合成樹脂を用いて一体に成形されている。また、上記ボス１の円筒部１aの内周側かつ軸方向風上側に、円筒部１aの軸を中心に複数のリブ１０を放射状に設けている。

図２において、各羽根２のボス１の円筒部１a近傍の肉厚が前縁側２aから後縁側２bに向かって徐々に薄くなっている。上記非切り欠き部４は、羽根２の前縁側２aから後縁側２bに向かって幅が狭くなっている。

また、図３,図４は上記プロペラファンの斜め前方(風上側)および斜め後方(風下側)から見た斜視図を示している。なお、図４において、１１は切り欠き部がないときの円筒部の風下側の端部の縁を示している。また、図４では、ボス１の円筒部１aの内周側のリブ１０等を省略している。

上記構成のプロペラファンにおいて、図３,図４に示すように、矢印Ｒ１の方向にボス１を中心に回転すると、図３中の上方の風上側から下方の風下側に向かって空気が流れる。このとき、羽根２の正圧側(風下側)の翼面に沿って前縁２a側から流れ込んだ空気流の一部は、矢印Ｒ２に示す方向に流れて、ボス１側の切り欠き部３を通過する。

次に、図１〜図４に示すボス１に切り欠き部３が設けられたプロペラファンと、ボスに切り欠き部を設けていない比較例のプロペラファンとの性能比較を行った結果を説明する。

図５は上記プロペラファンの回転数と風量との関係を示しており、図５において、横軸はプロペラファンの回転数[ｒｐｍ]を表し、縦軸は風量[ｍ³／min]を表している。図５に示すように、この実施形態のプロペラファンは、比較例のプロペラファンに比べて全ての回転数領域において風量が増大している。

また、図６は上記プロペラファンの送風音と風量との関係を示しており、図６において、横軸はプロペラファンの送風音[dＢ]を表し、縦軸は風量[ｍ³／min]を表している。図６に示すように、この実施形態のプロペラファンは、比較例のプロペラファンに比べて同一送風音において風量が増大している。

また、図７は上記プロペラファンの風量と静圧との関係を示しており、図７において、横軸はプロペラファンの風量[ｍ³／min]を表し、縦軸は静圧[ｍｍＡｑ]を表している。図７に示すように、この実施形態のプロペラファンは、比較例のプロペラファンに比べて全体に静圧が増大しており、風量が少ないほど静圧の増大量が大きい。

このように、この発明の実施形態のプロペラファンによれば、ボス１の円筒部１aにおいて各羽根２が連結された連結部分の投影領域のうちの少なくとも１部に切り欠き部３を設けることによって、強度低下や熱変形などによる信頼性低下を防止しつつ、軽量化によるコストダウンが図れる。また、送風回路形成上の流路損失であった軸流部分の送風抵抗を排除することにより、送風性能も向上できる。

また、上記ボス１の円筒部１aの複数の羽根２が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域のうちの連結部分近傍を除く領域の全てを切り欠き部３により切り欠いていることによって、軸流部分の送風抵抗を大幅に排除でき、ボス１の円筒部１aによる流路損失を低減することができる。

また、上記切り欠き部３が、ボス１の円筒部１aの複数の羽根２が連結されていない領域の少なくとも一部を切り欠いていることによって、羽根２が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域のみを切り欠いた場合よりも、軸流部分の送風抵抗をより多く排除でき、ボス１の円筒部１aによる流路損失を低減することができる。

また、上記切り欠き部３は、円筒部１aの軸方向風下側の端から、円筒部１aの内周側かつ軸方向風上側に設けられたリブ１０まで切り欠いているので、円筒部１aを補強するリブ１０の働きを妨げることなく、流路損失を低減するのに有効な切り欠き部３を形成できる。

また、上記切り欠き部３と複数の羽根２が連結された連結部分との間に非切り欠き部４を設けることによって、円筒部１aと複数の羽根２との連結部分の強度を高めることができる。

さらに、上記複数の羽根２がボス１の円筒部１a近傍の肉厚が前縁２a側から後縁２b側に向かって徐々に薄くなるのに従って、非切り欠き部４が各羽根２の前縁２a側から後縁２b側に向かって幅を狭くすることにより、ボス１の円筒部１aの複数の羽根２が連結された連結部分の羽根２の肉厚が厚い領域に対応する非切り欠き部４の領域の幅を広くして、羽根２を支える強度を適切に保つことにより羽根２の変形を防止することができる。

上記実施の形態では、空気調和機の送風機等に使用されるプロペラファンについて説明したが、空気調和機に限らず、他の装置の送風機にこの発明のプロペラファンを適用してもよい。

また、上記実施の形態では、ボス１の円筒部１aの内周側かつ軸方向風上側に、円筒部１aの軸を中心に複数のリブ１０を放射状に設けたプロペラファンについて説明したが、リブの構造はこれに限らず、ボスの円筒部の内周側かつ軸方向風上側に設けられ、ボスの強度を高めるものであればよい。

図１はこの発明の実施の一形態のプロペラファンの正面図と側面図である。図２は上記プロペラファンのボスの要部の拡大斜視図である。図３は上記プロペラファンの斜め前方(風上側)から見た斜視図である。図４は上記プロペラファンの斜め後方(風下側)から見た斜視図である。図５は上記プロペラファンの回転数と風量との関係を示す図である。図６は上記プロペラファンの送風音と風量との関係を示す図である。図７は上記プロペラファンの風量と静圧との関係を示す図である。

符号の説明

１…ボス
１a…円筒部
２…羽根
２a…前縁
２b…後縁
３…切り欠き部
４…非切り欠き部
１０…リブ

Claims

円筒部(１a)を有するボス(１)と、上記ボス(１)の円筒部(１a)の外周側に放射状に配置された複数の羽根(２)とを備え、上記ボス(１)と上記複数の羽根(２)とが一体に成形された合成樹脂製のプロペラファンであって、
上記ボス(１)の円筒部(１a)の上記複数の羽根(２)が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域の少なくとも一部に切り欠き部(３)を設けたことを特徴とするプロペラファン。
請求項１に記載のプロペラファンにおいて、
上記切り欠き部(３)は、上記ボス(１)の円筒部(１a)の上記複数の羽根(２)が連結された連結部分の軸方向風下側への投影領域のうちの上記連結部分近傍を除く領域の全てを切り欠いていることを特徴とするプロペラファン。
請求項１または２に記載のプロペラファンにおいて、
上記ボス(１)の円筒部(１a)の周方向に、上記複数の羽根(２)が連結された連結部分と上記複数の羽根(２)が連結されていない領域とが交互に配置され、
上記切り欠き部(３)は、上記ボス(１)の円筒部(１a)の上記複数の羽根(２)が連結されていない領域の少なくとも一部を切り欠いていることを特徴とするプロペラファン。
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のプロペラファンにおいて、
上記ボス(１)は、上記円筒部(１a)の内周側かつ軸方向風上側に設けられたリブを有し、
上記切り欠き部(３)は、上記円筒部(１a)の軸方向風下側の端から上記リブ(１０)まで切り欠いていることを特徴とするプロペラファン。
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のプロペラファンにおいて、
上記切り欠き部(３)と上記複数の羽根(２)が連結された連結部分との間に非切り欠き部(４)を設けたことを特徴とするプロペラファン。
請求項５に記載のプロペラファンにおいて、
上記複数の羽根(２)は、上記ボス(１)の円筒部(１a)近傍の肉厚が前縁側から後縁側に向かって徐々に薄くなっており、
上記非切り欠き部(４)は、上記各羽根(２)の前縁側から後縁側に向かって幅が狭くなっていることを特徴とするプロペラファン。