JP2018066329A - Air-conditioning fan and air conditioner using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リサイクル性に優れた空調用ファンに関し、また、それを用いた空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioning fan excellent in recyclability, and also relates to an air conditioner using the same.
空気調和機に搭載される空調用ファンは樹脂製が多く、そのファンを回転させるモーターのシャフトは金属製が多い。このため、樹脂製の空調用ファンは金属製のシャフトとの接触部分を介してモーターの駆動力を受けて回転する構成となっていることが多い。 The air-conditioning fan mounted on the air conditioner is often made of resin, and the motor shaft that rotates the fan is often made of metal. For this reason, the resin air conditioning fan is often configured to rotate by receiving the driving force of the motor through the contact portion with the metal shaft.
モーターの駆動力をファンに効率よく伝達するための構造として、金属製のシャフトの先端部を軸の径方向断面で見てD形にし、樹脂製のファンのシャフト挿入孔も同じD形にする構成が知られている(例えば、特許文献1の段落0052、図3、図6など)。 As a structure for efficiently transmitting the driving force of the motor to the fan, the tip of the metal shaft is formed in a D shape when viewed from the radial cross section of the shaft, and the shaft insertion hole of the resin fan is also formed in the same D shape. The configuration is known (for example, paragraph 0052 of Patent Document 1, FIG. 3, FIG. 6, etc.).
しかしながら、特許文献1のファンを長期間運転すると、樹脂が経年変化で劣化して、樹脂の締結部のD形の角に、シャフトのD形の角が食い込み、メンテナンスでファンを交換する際などにファンがシャフトから抜けなくなる、という問題の発生が考えられる。 However, when the fan of Patent Document 1 is operated for a long period of time, the resin deteriorates due to secular change, and the D-shaped corner of the shaft bites into the D-shaped corner of the resin fastening portion. Another problem is that the fan cannot be removed from the shaft.
また、ACモーターなど電磁加振力(回転方向の振動)が大きいモーターの場合、その振動が樹脂製ファンのD形を削り取ってしまい、終には、モーターの駆動力を伝えられなくなり、ファンがシャフトから脱落する、という問題の発生も考えられる。 In addition, in the case of a motor with a large electromagnetic excitation force (vibration in the rotational direction) such as an AC motor, the vibration scrapes off the D-shape of the resin fan, and eventually the motor drive force cannot be transmitted, The problem of falling off the shaft is also considered.
これらの問題を防ぐため、樹脂製ファンのシャフト締結部にD型のシャフト挿入孔を有する金属ボスを挿入し、シャフトと金属ボスの間で駆動力を伝達する、というものがある。この構造であれば、どちらも金属であるため上記問題が起こることはない。 In order to prevent these problems, there is a method in which a metal boss having a D-shaped shaft insertion hole is inserted into a shaft fastening portion of a resin fan, and a driving force is transmitted between the shaft and the metal boss. If it is this structure, since both are metals, the said problem does not arise.
図3〜図5を用いて、金属ボスを用いた従来の空調用プロペラファンの概形を説明する。 An outline of a conventional air-conditioning propeller fan using a metal boss will be described with reference to FIGS.
図3に示すように、従来のプロペラファン101は、側面に複数枚の羽根103を配置した略円筒状のファンボス102と、ファンボス102の中心に配置した略円管状の金属ボス301とから構成されており、後述するモーターシャフト104からの回転駆動力を金属ボス301を介してファンボス102に伝達することで、プロペラファン101が矢印方向に回転し、下から上に向かう矢印111方向の風が発生する。
As shown in FIG. 3, a
次に、図4、図5を用いて、プロペラファン101の構造をさらに詳細に説明する。図5は、プロペラファン101のファンボス102と金属ボス301を下方から見た平面図であり、ファンボス102の内側には、金属ボス103と一体成型された樹脂ボス201と、樹脂ボス201から放射状に延びる樹脂リブ202が配置されている。また、図4は、モーターシャフト104に締結したプロペラファン101を図5の点線CDに示す平面で切断した断面図であり、プロペラファン101が、プロペラファン101のモーターシャフト104上の移動を規制する座金106と、座金106を固定するナット107を用いてモーターシャフト104に締結された状態を示している。
Next, the structure of the
これらの図面に示すように、金属ボス301とファンボス102を一体成型することで、図示しないモーターからの回転駆動力が金属ボス301を介してファンボス102に確実に伝えられ、上述した断面D型の金属シャフトを用いた場合の問題を解消することができる。なお、金属ボス301とファンボス102を固着させる方法としては、プロペラ101の射出成型前に金属ボス301を金型にセットし、溶かした樹脂を金型に流し込むんだ後に冷却することで、金属ボスと一体成型されたプロペラファン101を製造する方法がある。
As shown in these drawings, by integrally molding the
空気調和機を廃棄するときや、ファンの製造不良品を廃棄するときなどには、リサイクルの観点から、樹脂と金属を分離する必要がある。しかしながら、図3〜図5に示したプロペラファン101では、金属ボス301とファンボス102が一体成型されているため、両者を分離するには、何かしらの工具、装置でファンボス102を破壊して金属ボス301を分離するか、加熱により樹脂を溶かした後、金属ボス301を分離する必要があり、何れにしても時間、費用がかかるし作業者に危険が伴うという問題があった。
From the viewpoint of recycling, it is necessary to separate the resin and the metal when the air conditioner is discarded or when a defective product of the fan is discarded. However, in the
そこで、本発明は、金属ボスを簡単、安価、かつ、短時間でファンボスから分離でき、リサイクル性を向上させた空調用ファン、および、その空調用ファンを用いた空気調和機を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an air conditioning fan that can easily and inexpensively separate a metal boss from a fan boss and has improved recyclability, and an air conditioner using the air conditioning fan. With the goal.
上記課題を解決するために、本発明においては、複数の樹脂製羽根と、外周側に前記複数の樹脂製羽根が配置される樹脂製ファンボスと、外周が前記樹脂製ファンボスの内周に嵌合するとともに、内周がシャフトに嵌合する金属ボスと、から構成される空調用ファンであって、前記金属ボスの外周面は、上側から下側に向かって広がるテーパ面である空調用ファンを用いた。ファンボスにモーターとのシャフト締結のために金属のボスを備え、前記ファンボスの周方向に複数の羽根を配置して構成し、前記金属ボスの中心を回転中心とした樹脂製ファンにおいて、前記金属ボスは前記ファンボスに嵌め込む構造となっており、また、前記ファンボスおよび金属ボスの接触面は前記シャフトの軸に対して傾けて(テーパ面)構成した。 In order to solve the above problems, in the present invention, a plurality of resin blades, a resin fan boss in which the plurality of resin blades are arranged on the outer peripheral side, and an outer periphery on the inner periphery of the resin fan boss An air conditioning fan configured to be fitted and a metal boss whose inner periphery is fitted to the shaft, and the outer peripheral surface of the metal boss is a tapered surface extending from the upper side to the lower side. A fan was used. A resin boss comprising a metal boss for fastening a shaft with a motor on the fan boss, arranged by arranging a plurality of blades in the circumferential direction of the fan boss, and a resin fan having a rotation center at the center of the metal boss, The metal boss has a structure that fits into the fan boss, and the contact surface of the fan boss and the metal boss is inclined with respect to the shaft axis (tapered surface).
本発明によれば、金属ボスを簡単、安価、かつ、短時間でファンボスから分離でき、リサイクル性を向上させた空調用ファン、および、その空調用ファンを用いた空気調和機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an air conditioning fan that can easily and inexpensively separate a metal boss from a fan boss and improve recyclability, and an air conditioner using the air conditioning fan. Can do.
以下、本発明の空調用ファン、および、それを用いた空気調和機について図面を用いて説明する。なお、以下では、図3〜図5で説明した従来のプロペラファン101と共通する点は重複説明を省略する。
Hereinafter, an air conditioning fan of the present invention and an air conditioner using the same will be described with reference to the drawings. In addition, below, the duplication description is abbreviate | omitted about the point which is common in the
先ず、図6、図7を用いて、本実施例の空気調和機の概要を説明する。 First, the outline | summary of the air conditioner of a present Example is demonstrated using FIG. 6, FIG.
図6は、上吹きタイプの空気調和機の室外機の構造図を示しており、図7はその室外機からシュラウドを除いた状態の上面図を示している。これらの図面に示すように、上吹きタイプの空気調和機の室外機401は、下部の底ベース402と、上部のシュラウド403の間に、圧縮機404、電気箱405、熱交換器406、モータークランプ407、モーター408、および、プロペラファン100を設けたものであり、詳細には、底ベース402の上に圧縮機404等の部品を配置し、また圧縮機404等の部品の上方に電気箱405やプロペラファン100とモーター408で構成された送風機を配置し、前記部品を、上から見て囲うように熱交換器406を配置したものである。
FIG. 6 shows a structural diagram of the outdoor unit of the top-blowing type air conditioner, and FIG. 7 shows a top view of the outdoor unit with the shroud removed. As shown in these drawings, an
次に、図1、図2を用いて、本実施例の空調用ファンであるプロペラファン100を説明する。図1は、嵌め込み式の金属ボス105を適用したプロペラファン100の断面図を示しており、図2はプロペラファン100を下側(上流側)から見た平面図を示している。なお、図1は、モーターシャフト104に締結したプロペラファン100を図2の点線ABに示す平面で切断した断面図である。
Next, a
図1に示すように、本実施例のプロペラファン100は、モーターシャフト104との締結に用いる金属ボス105を樹脂ボス201の内側に配置している。従来のプロペラファン101は、樹脂ボス201と金属ボス301を射出成型により一体化したものであったが、本実施例のプロペラファン100は、ファンボス102を成型した後に、金属ボス105に載せて嵌め込んだ構造であり、両者を容易に分離できる構造となっている。
As shown in FIG. 1, in the
ここで、金属ボス105をファンボス102に嵌め込む方法を詳細に説明する。図1の断面図から明らかなように、金属ボス105の外周面は、上方から下方に向けて広くなっている。また、ファンボス102の内周面も、上方から下方に向けて広くなっている。この結果、ファンボス102と金属ボス105が接触する接触面108は、モーターシャフト104の軸に対して傾いたテーパ面で構成され、ファンボス102自身の自重によりファンボス102と金属ボス105が嵌り合うことで両者が一体化することになる。本実施例ではこのような方法によりファンボス102と金属ボス105を一体化しているため、プロペラファン100の廃棄時には、金属ボス105を、ファンボス上面109側から押す、あるいは、ファンボス下面110側から引っ張るだけで、簡単にファンボス102と金属ボス105を分離することができる。
Here, a method of fitting the
ところで、金属ボス105には、モーターの駆動力をプロペラファン100に伝えるという役割がある。本実施例では、特許文献1と同様に、モーターシャフト104から金属ボス105への駆動力の伝達は、お互いの径方向断面をD形にすることで確実な伝達を実現している。
By the way, the
一方、金属ボス105からファンボス102への駆動力の伝達は、従来のプロペラファン101ではファンボス102と金属ボス301を射出成型時に一体化することで確実な伝達を実現していた。しかしながら、本実施例のプロペラファン100では、金属ボス105がファンボス102に固着しておらず、両者間の摩擦力で伝達する構造となっている。この摩擦力は羽根103が取り付けられたファンボス102の自重、および、風を吹出す反力(吹出し方向111の反対側)に略比例する。これらによって決定される摩擦力が十分であれば、金属ボス105とファンボス102の接触面108は円錐形状で良い。
On the other hand, the transmission of the driving force from the
しかし、摩擦力が足りない場合、接触面108の径方向断面は略多角形として、回転方向に滑らない形にするのが望ましい。図2にその例を示す。図2は径方向断面が略四角形、すなわち四角形の角を丸くした形としている。この形であれば、金属ボス105とファンボス102の接触面108で滑りが生じることはないので、モーターの駆動力を金属ボス105を介して確実にファンボス102に伝達することができる。なお、図2の金属ボス105は角を丸くしているが、角にしても駆動力は伝達できる。ただし、経年変化等でその角がファンボス102に食い込み、廃棄する際、ファンボスから金属ボスを分離するのが困難な場合もある。その場合、角を丸くしておけばその心配は無い。従って、角は丸くしておく方が望ましい。
However, when the frictional force is insufficient, it is desirable that the radial cross section of the
また、単にファンボス102と金属ボス105を嵌め込み式にしただけでは、次の問題が生じるが、図1のように両者の接触面108をテーパー面とすることで下記の効果を得ることができる。
Further, if the
ファンボス102は樹脂製であるため、金属ボス105に比べ温度変化で大きく伸び縮みする。空気調和機の室外機であれば、例えば、冬季外気温度マイナス20度から夏季冷房運転時温度60度まで温度変化がある。従来の金属ボス301であれば、ファンボスと固着しているため、金属ボスを基準に伸び縮みするだけであるため伸縮量の相違が問題となることはない。一方、ファンボス102に嵌め込む金属ボス105の場合、温度が低く樹脂が縮んだ場合、ファンボス102と金属ボス105の間に隙間が生じ、金属ボス105が空回りし、モーターの駆動力をファンボス102に伝えられなくなる問題が生じる可能性がある。
Since the
この問題に対し、本実施例のプロペラファンの金属ボス105は、次のように対処している。すなわち、ファンボス102と金属ボス105の間に隙間ができた場合、ファンボス102が自重で接触面108に沿って下方に移動することで両者間の隙間が解消される。なお、ファンボス下面110側の径方向面積が、ファンボス上面109側より大きくなるよう構成しているため、ファンボス102が下方に移動しても抜けることはなく、空回りを防止することができ、モーターの駆動力をファンボス102に確実に伝達することができる。
In response to this problem, the
また、図1に示すように、金属ボス105の回転軸方向の長さを、ファンボス102よりも長くして、ファンボス上面109およびファンボス下面110から突き出るように構成することで、温度変化により樹脂が伸び縮みしても、ファンボス上面109やファンボス下面110が金属ボス105の上下に飛び出すことを回避することができ、接触面108の面積を略一定に保つことができる。従って、円錐形の金属ボス105を用いる場合であっても、接触面108での摩擦力は変化せず、モーターの駆動力をファンボス102に確実に伝えることができる。
Further, as shown in FIG. 1, the length of the
なお、図示しないが、ファンボス102と金属ボス105の接触面108の軸方向断面形状は直線形状に限られず、曲線形状であっても良い。
Although not shown, the axial cross-sectional shape of the
以上で説明した本実施例の構成によれば、金属ボスを簡単、安価、かつ、短時間でファンボスから分離でき、リサイクル性を向上させた空調用ファン、および、その空調用ファンを用いた空気調和機を提供することができる。 According to the configuration of the present embodiment described above, the metal boss can be easily and inexpensively separated from the fan boss in a short time, and the air-conditioning fan with improved recyclability and the air-conditioning fan are used. An air conditioner can be provided.
次に、図8を用いて、実施例2の空調用ファンである、嵌め込み式金属ボスを適用したプロペラファン100を説明する。なお、実施例1と共通する点は重複説明を省略する。
Next, a
図8に示す本実施例のプロペラファン100は、実施例1の金属ボス105に、モーター側端面の一部を径方向に突出させた突出部503を付加したものである。また、座金106の径を実施例1よりも大きくたものである。このように、ファンボス102の上下に、ファンボス102と径方向に重なる座金106と突出部503を設けることで、両者にストッパーとしての機能を持たせた。
The
実施例1でも説明したように、樹脂は金属に比べ周囲温度による伸び縮みが大きい。その結果、金属ボス105との間に径方向の隙間ができて、ファンが下方に移動することがある。例えば、樹脂が膨張した場合、径が小さくなったファンボス102は上方に移動することになる。実施例1のように上方のストッパーが設けられていないと、想定外の温度上昇が発生した場合には、上方に移動したファンボス102が金属ボス105から抜けおちてしまい、それが周りの部品、例えば、熱交換器と接触した場合、最悪、熱交換器が壊れ冷媒が漏れる虞もある。
As described in the first embodiment, the resin has a larger expansion and contraction due to the ambient temperature than the metal. As a result, a radial gap is formed between the
これに対し、本実施例の構成では、ストッパーの役割を持つ座金106と突出部503によって、ファンボス102が金属ボス105から抜け落ちるのを確実に防止することができる。なお、本実施例では、想定内の温度変化で生じる樹脂の伸び縮みに起因するファンボス102の上下移動が発生しても、直ちに座金106や突出部503と接触することがないように、各ストッパーとファンボス102の間に隙間(502、504)を設けてている。
On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the
以上で説明したように、本実施例の構造によれば、想定外の温度変化が生じファンボス102が大きく膨張または収縮した場合であっても、ファンボス102が金属ボス105から抜け落ちることがない信頼性の高い空調用ファンを提供することができる。
As described above, according to the structure of the present embodiment, even when an unexpected temperature change occurs and the
次に、図9の断面図を用いて、実施例3の空調用ファンである、嵌め込み式金属ボスを適用したターボファン601を示す。なお、実施例1または実施例2と共通する点は重複説明を省略する。
Next, a
図9に示す本実施例のターボファン601は、ハブ602とシュラウド603の間に複数の翼604を設けて構成したものである。このターボファン601が回転することにより発生する空気の流れ605は、矢印に示すようにシュラウド603側から翼604側に向かう方向となる。ファンの種類は異なるが、嵌め込み式金属ボスの基本構造は、概ね実施例1と同じである。ただし、図9の金属ボス105は金属ボス外周側105aと金属ボス内周側105bの間に筒状のゴム材である防振ゴム701を配置している。この防振ゴム701を配置する理由は、モーターの電磁振動を樹脂製ファンに伝えないためである。もし、防振ゴムが無ければ電磁振動は樹脂製ファンに伝わり、ファンはスピーカーとなって不快な音を発するが、防振ゴム701を用いることで、この不快な音の発生を抑制することができる。
A
なお、防振ゴム701とその周りの金属ボス105は固着、あるいは、図示しないが、図1の金属ボス105とファンボス102のように、お互いの接触面をテーパで構成する。後者の場合、金属ボスと防振ゴムの分離まで可能となる。
The
次に、図10の断面図を用いて、本実施例のターボファン601を用いた、空気調和機の室内機の構造図を示す。ここに示すように、空気調和機の室内機801は、箱体の筐体802内に、モーター408を配置し、モーター408のシャフトにターボファン601を配置し、ターボファン601の上流側にグリル803とフィルタ804を配置し、ターボファン601の下流側に水受け806を下部に備えた熱交換器406を配置し、熱交換器406の下流に、ルーバー807を配置して構成している。
Next, a structural diagram of an indoor unit of an air conditioner using the
実施例1、2では、モーター408をプロペラファン100の下方に配置しているのに対し、実施例3ではモーター408をターボファン601の上方に配置しているが、ともに、金属ボス105の断面形状を上側が狭く下側が広い形状としている。すなわち、実施例3の構成においても、ターボファン601自身の自重により、金属ボス105との嵌合が強まるのに加え、リサイクル時などには、ターボファン601の樹脂部と金属部の分離を実施例1、2と同様に簡単に実施することができる。
In the first and second embodiments, the
100、101:プロペラファン
102:ファンボス
103:羽根
104:モーターシャフト
105:金属ボス
105a:金属ボス外周側
105b:金属ボス内周側
106:座金
107:ナット
108:接触面
109:ファンボス上面
110:ファンボス下面
111:吹出し方向
201:樹脂ボス
202:樹脂リブ
301:金属ボス
401:室外機
402:底ベース
403:シュラウド
404:圧縮機
405:電気箱
406:熱交換器
407:モータークランプ
408:モーター
501:ファンボス上面
502:ファンボス上面と座金の隙間
503:突出部504:ボスと金属ボスのストッパーとの隙間
601:ターボファン
602:ハブ
603:シュラウド
604:翼
605:空気の流れ
701:防振ゴム
801:空気調和機の室内機
802:筐体
803:グリル
804:フィルタ
805:ベルマウス
806:水受け
807:ルーバー
808:空気の流れ
100, 101: Propeller fan 102: Fan boss 103: Blade 104: Motor shaft 105:
Claims (9)
外周側に前記複数の樹脂製羽根が配置される樹脂製ファンボスと、
外周が前記樹脂製ファンボスの内周に嵌合するとともに、内周がシャフトに嵌合する金属ボスと、
から構成される空調用ファンであって、
前記金属ボスの外周面は、上側から下側に向かって広がるテーパ面であることを特徴とする空調用ファン。 A plurality of resin blades;
A resin fan boss in which the plurality of resin blades are arranged on the outer peripheral side;
A metal boss whose outer periphery is fitted to the inner periphery of the resin fan boss, and whose inner periphery is fitted to the shaft;
An air conditioning fan comprising:
An air-conditioning fan, wherein the outer peripheral surface of the metal boss is a tapered surface that spreads from the upper side to the lower side.
前記金属ボスと前記樹脂製ファンボスの接触部における、前記金属ボスの回転軸方向の長さは、前記樹脂製ファンボスの回転軸方向長さよりも長いことを特徴とする空調用ファン。 The air conditioning fan according to claim 1,
The air-conditioning fan characterized in that the length of the metal boss in the rotation axis direction at the contact portion between the metal boss and the resin fan boss is longer than the length of the resin fan boss in the rotation axis direction.
前記回転軸方向に直角に交わる面における前記金属ボスの断面形状は、略多角形であることを特徴とする空調用ファン。 The air conditioning fan according to claim 1 or 2,
The air-conditioning fan according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the metal boss on a surface perpendicular to the rotation axis direction is a substantially polygonal shape.
前記金属ボスの下方側端面の一部に径方向に突出した突出部を有することを特徴とする空調用ファン。 In the air-conditioning fan according to any one of claims 1 to 3,
An air-conditioning fan having a protruding portion protruding in a radial direction at a part of a lower end surface of the metal boss.
前記突出部と前記ファンボス部の間に隙間を設けたことを特徴とする空調用ファン。 The air conditioning fan according to claim 4,
An air conditioning fan, wherein a gap is provided between the protruding portion and the fan boss portion.
前記テーパ面が曲面を含むことを特徴とする空調用ファン。 In the air conditioning fan according to any one of claims 1 to 5,
The air conditioning fan, wherein the tapered surface includes a curved surface.
前記金属ボスは、金属ボス外周側と、金属ボス外周側と、それらの間に設けられたゴム材と、から構成されることを特徴とする空調用ファン。 In the air conditioning fan according to any one of claims 1 to 6,
The said metal boss is comprised from the metal boss outer peripheral side, the metal boss outer peripheral side, and the rubber material provided among them, The air-conditioning fan characterized by the above-mentioned.
前記金属ボスを介して前記シャフトに締結された、請求項1〜7の何れか一項に記載の空調用ファンと、
を具備することを特徴とする空気調和機。 A motor that outputs rotational driving force via a shaft;
The air conditioning fan according to any one of claims 1 to 7, which is fastened to the shaft via the metal boss,
An air conditioner comprising:
前記シャフトの先端には、
前記空調用ファンと、
該空調用ファンの前記シャフト上の動きを規制する座金と、
該座金を固定するナットと、
が設けられており、
前記座金の径は、前記金属ボスの反モーター側の径よりも大きく、かつ、
前記座金と前記ファンボスの間に隙間を設けたことを特徴とする空気調和機。 The air conditioner according to claim 8,
At the tip of the shaft,
The air conditioning fan;
A washer for restricting movement of the air conditioning fan on the shaft;
A nut for fixing the washer;
Is provided,
The diameter of the washer is larger than the diameter of the metal boss on the non-motor side, and
An air conditioner characterized in that a gap is provided between the washer and the fan boss.
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