JP2014159768A - 多翼遠心ファン及びこれを備えた多翼遠心送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増やすことなく騒音の発生を抑制する多翼遠心ファン及びこれを備えた多翼遠心送風機を提供する。
【解決手段】駆動軸２ａを有するモータ２に接続される多翼遠心ファン１００であって、外周部が円形のハブ４と、ハブ４の中央部４ａに形成され、駆動軸２ａが挿入される駆動軸穴３ａを有するボス部３と、ハブ４の外周部に間隔を置いて設けられ、駆動軸２ａの軸方向に起立する複数のブレード５ａと、複数のブレード５ａとは別部品で構成される中空円板の部材であり、隣接するブレード５ａを連結する防振ブリッジ１０とを備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、多翼遠心ファン及びこれを備えた多翼遠心送風機に関する。

従来、モータなどの駆動軸に取付けられて回転駆動されるハブと、このハブの外周部に等間隔に設けられた多数枚の細長のブレードを備えた翼部と、この翼部の端部に設けられ、ブレード間の間隔を保って補強するリングとを備えた多翼遠心ファンがあった。

しかしながら近年、モータの電磁振動が多翼遠心ファンに伝わって多翼遠心ファンの固有周波数と一致することで共振し、これにより発生する電磁振動音による騒音が問題となっていた。

このような問題を背景として、ゴムを挟んだ２枚の板材からなる防振部材で、モータの駆動軸が嵌入される駆動軸穴を有するボス部を挟んで支持し、モータの電磁振動が多翼遠心ファンへ伝播することを抑制する空調機用ファンが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平７−１０３１９１号公報（［０００８］、図２）

しかしながら、特許文献１の空調機用ファンの防振部材の構造は、部品点数が多く複雑でコスト高になるという課題があった。また、特許文献１の空調機用ファンでは、防振ゴムの経年劣化によって、電磁振動音の発生を抑制する効果が目減りするという課題があった。

本発明は、上述したような課題を背景としてなされたものであり、複雑な構造を設けることなく騒音の発生を抑制する多翼遠心ファン及びこれを備えた多翼遠心送風機を提供することを目的とする。

本発明に係る多翼遠心ファンは、駆動軸を有するモータに接続される多翼遠心ファンであって、外周部が円形のハブと、前記ハブの中央部に形成され、前記駆動軸が挿入される駆動軸穴を有するボス部と、前記ハブの外周部に間隔を置いて設けられ、前記駆動軸の軸方向に起立する複数のブレードと、前記複数のブレードとは別部品で構成される中空円板の部材であり、隣接する前記ブレードを連結する防振ブリッジとを備えたものである。

本発明に係る多翼遠心送風機は、本発明の多翼遠心ファンを備えたものである。

本発明によれば、隣接するブレードが、複数のブレードとは別部品で構成される中空円板の防振ブリッジを介して連結されるため、複雑な構造を設けることなく騒音の発生を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る多翼遠心送風機の縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る多翼遠心送風機の横断面図である。 本発明の実施の形態１に係る多翼遠心ファンの斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る多翼遠心ファンの部分縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る多翼遠心ファンの防振ブリッジの斜視図である。 図５の部分拡大図である。

以下に、本発明に係る多翼遠心ファン１００及び多翼遠心送風機３００を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る多翼遠心送風機３００の縦断面図である。
図２は、本発明の実施の形態１に係る多翼遠心送風機３００の横断面図である。
図１、図２に示されるように、多翼遠心送風機３００は、スクロールケーシング１と、モータ２と、多翼遠心ファン１００とを備える。

スクロールケーシング１は、多翼遠心送風機３００の外壁を構成している。スクロールケーシング１の上壁には、ベルマウス１ａが設けられ、円形の空気吸込口１ｂが形成されている。空気吸込口１ｂは、多翼遠心送風機３００の外部の空気を多翼遠心送風機３００の内部に導入するための開口である。スクロールケーシング１の側壁には、空気吹出口１ｃが形成されている。空気吹出口１ｃは、多翼遠心送風機３００の内部に導入された空気を多翼遠心送風機３００の外部に排出するための開口である。空気吸込口１ｂは、多翼遠心ファン１００の吸引側と対向して形成されている。

多翼遠心ファン１００は、駆動軸２ａを有するモータ２が接続されるボス部３と、ハブ４と、ブレード５ａを有する翼部５と、リング６とを備え、例えば、樹脂あるいは金属で成形されている。多翼遠心ファン１００は、スクロールケーシング１内に収容されている。

ボス部３は、駆動軸２ａが挿入される駆動軸穴３ａを有し、モータ２の回転により回転駆動されるものであり、ハブ４と一体的に形成されている。ハブ４は、ボス部３近傍で軸方向に突出する中央部４ａと、中央部４ａから径方向外側に向かって延びる円板状の平板部４ｂとを備えた、例えば外周部が円形のものである。中央部４ａの中央には、駆動軸穴３ａが位置している。なお、ボス部３及びハブ４は別体で構成されていてもよい。また、中央部４ａはボス部３近傍で軸方向に突出しない平坦な形状となっていてもよい。

図２に示されるように、翼部５は、細長で湾曲した形状のブレード５ａを複数枚備えている。複数のブレード５ａは、その長尺方向が駆動軸２ａの軸方向と同一方向となる向きで、例えばハブ４の外周部に略等間隔離れて設けられている。ブレード５ａは、ブレード５ａの回転時に外周流路１ｄ側に空気を吹き出すように径方向に傾いた状態となっている。リング６は、翼部５の空気吸込口１ｂ側（上端側）に設けられ、複数のブレード５ａを外側から囲う中空円板の形状（環状の平板）のものであり、ブレード５ａ端部の間隔を保持して補強する。これにより、各ブレード５ａはリング６を介して連結される。なお、ブレード５ａの傾き方向は、上述したような径方向に限定されず、軸方向でもよい。

以下に、多翼遠心送風機３００の動作について説明する。
モータ２の駆動により多翼遠心ファン１００が回転すると、図１の矢印Ａで示されるような空気の流れが発生する。
具体的には、多翼遠心ファン１００の回転により、外部の空気は、空気吸込口１ｂを介してスクロールケーシング１内に導入され、駆動軸２ａ方向に吸い込まれ、ブレード５ａの湾曲する圧力面により速度及び圧力が付与される。このように速度及び圧力が付与された空気は、隣り合うブレード５ａ間から遠心方向に吹き出され、外周流路１ｄに流入し、外周流路１ｄで運動エネルギーを静圧として回収しながら、空気吹出口１ｃを介してスクロールケーシング１の外部に吹き出される。なお、図１のαは、ブレード５ａ間を通過する風が流れ込む角度を示す。

図３は、本発明の実施の形態１に係る多翼遠心ファン１００の斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る多翼遠心ファン１００の部分縦断面図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る多翼遠心ファン１００の防振ブリッジ１０の斜視図である。図６は、図５の部分拡大図である。

図３，図４に示されるように、ブレード５ａ間には防振ブリッジ１０が設けられ、隣接するブレード５ａが、ブレード５ａとは別部品の防振ブリッジ１０を介して連結されている。防振ブリッジ１０は、図５に示されるように中空円板の形状（環状の平板）であり、例えば、金属、樹脂、ゴム、パルプ等の材料で構成される。防振ブリッジ１０の外径は、リング６の内径およびブレード５ａの外周径よりも小さく、ブレード５ａの内周径よりも大きい。防振ブリッジ１０の内径はブレード５ａの内周径よりも小さい。図６に示されるように、防振ブリッジ１０には、外周縁１０ｃから内周側に向かって切り欠かれた溝１０ａが複数形成されている。複数のブレード５ａが防振ブリッジ１０を介して連結されると、ねじり振動の固有周波数をずらすことができる。また、ブレード５ａの振幅を抑えることができる。

防振ブリッジ１０は、例えばブレード先端部５ａ−１（図４）側からブレード根元部５ａ−２（図４）側に向かって押し込まれて、図３に示されるような、複数のブレード５ａが防振ブリッジ１０を介して連結された状態となる。ここで、ブレード５ａは、ブレード根元部５ａ−２側からブレード先端部５ａ−１側に向かって板厚が薄くなるテーパ形状となっている。すなわち、ブレード５ａは、起立する方向に向かって板厚が薄くなるテーパ形状となっている。このため、ブレード先端部５ａ−１側からブレード根元部５ａ−２側に向かって防振ブリッジ１０を押し込むと、ブレード先端部５ａ−１側からブレード根元部５ａ−２側への防振ブリッジ１０の押し込みは次第に規制され、防振ブリッジ１０の溝１０ａにブレード５ａが圧入されて嵌め込まれる。こうして、隣接するブレード５ａが防振ブリッジ１０を介して連結される。なお、ブレード５ａの板厚に合わせて溝１０ａの幅を変えると、防振ブリッジ１０を所望の位置に配置することができる。防振ブリッジ１０の配置位置は、振動モードに応じて変更することが有効であるが、概ねブレード５ａの長尺方向の中央付近に設けられる。

隣接するブレード５ａが防振ブリッジ１０を介して連結された状態で、防振ブリッジ１０をブレード先端部５ａ−１側に力を加えると、防振ブリッジ１０はブレード５ａから脱離する。このように、防振ブリッジ１０はブレード５ａに着脱自在に設けられているため、別の防振ブリッジと容易に交換することができる。例えば、固有周波数をずらす量に合わせて、異なる材料（例えば金属、樹脂、ゴム、パルプ等）及び異なる形状の防振ブリッジに交換するときに有用である。このため、種々の材料からなる防振ブリッジを用意しておくことで、多様な周波数に対応することができる。したがって、多様な使用環境でも騒音の発生を抑制できる。なお、防振ブリッジ１０の形状を変えた例としては例えば、ブレード５ａ間を流れる空気の上流側に位置する丸みを帯びた前縁部から、ブレード５ａ間を流れる空気の下流側に位置する後縁部に向かって次第に細くなる形状を採用できる。

なお、防振ブリッジ１０がブレード５ａから誤って抜け落ちないように、例えば防振ブリッジ１０の溝１０ａに突起１０ｂを設けるとよい。このようにすれば、圧入で防振ブリッジ１０の溝１０ａに嵌め込まれたブレード５ａの抜け止めとして突起１０ｂが機能するため、防振ブリッジ１０がブレード５ａから誤って抜けることを抑制できる。ここで突起１０ｂは、例えば０．１ｍｍ程度の半円形状のもので構成されるが、防振ブリッジ１０がブレード５ａから誤って抜けてしまうこと及び位置決めを行うことができればよく、突起１０ｂの大きさ及び形状はこれに限定されない。

以上のように、本実施の形態１に係る多翼遠心ファン１００は、隣接するブレード５ａが、複数のブレード５ａとは別部品で構成される中空円板の防振ブリッジ１０を介して連結される。このため、ねじり振動の固有周波数をずらすことができ、ブレード５ａの振幅を抑えることができる。したがって、複雑な構造を設けることなく騒音の発生を抑制することができる。

以上の本発明の実施の形態１に係る多翼遠心ファン１００は、ダクト用換気扇や全熱交換型換気機器等に用いる多翼遠心ファンに有用であり、特に、スクロールケーシング及びモータとともに送風機を構成する多翼遠心ファンに適している。

１ スクロールケーシング、１ａ ベルマウス、１ｂ 空気吸込口、１ｃ 空気吹出口、１ｄ 外周流路、２ モータ、２ａ 駆動軸、３ ボス部、３ａ 駆動軸穴、４ ハブ、４ａ 中央部、４ｂ 平板部、５ 翼部、５ａ ブレード、５ａ−１ ブレード先端部、５ａ−２ ブレード根元部、６ リング、１０ 防振ブリッジ、１０ａ 溝、１０ｂ 突起、１０ｃ 外周縁、１００ 多翼遠心ファン、３００ 多翼遠心送風機、Ａ 空気の流れ、α ブレード間を通過する風が流れ込む角度。

Claims (7)

1. 駆動軸を有するモータに接続される多翼遠心ファンであって、
   外周部が円形のハブと、
   前記ハブの中央部に形成され、前記駆動軸が挿入される駆動軸穴を有するボス部と、
   前記ハブの外周部に間隔を置いて設けられ、前記駆動軸の軸方向に起立する複数のブレードと、
   前記複数のブレードとは別部品で構成される中空円板の部材であり、隣接する前記ブレードを連結する防振ブリッジとを備えた
   ことを特徴とする多翼遠心ファン。
2. 前記複数のブレードを外側から囲う中空円板のリングを備え、
   前記防振ブリッジの外径は前記リングの内径よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１記載の多翼遠心ファン。
3. 前記防振ブリッジは、前記複数のブレードに着脱自在に設けられる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の多翼遠心ファン。
4. 前記防振ブリッジは、該防振ブリッジの外周縁から内周側に向かって切り欠かれた溝を有し、該溝に前記ブレードが嵌め込まれる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の多翼遠心ファン。
5. 前記複数のブレードは、
   起立する方向に向かって板厚が薄くなるテーパ形状である
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の多翼遠心ファン。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の多翼遠心ファンを備えた
   ことを特徴とする多翼遠心送風機。
7. 前記多翼遠心ファンが収容されるスクロールケーシングと、
   前記駆動軸穴に挿入される駆動軸を有するモータとを備えた
   ことを特徴とする請求項６記載の多翼遠心送風機。

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