JP3246689B2 - ファンおよび空気調和機の室外ユニット - Google Patents

ファンおよび空気調和機の室外ユニット

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JP3246689B2
JP3246689B2 JP15072293A JP15072293A JP3246689B2 JP 3246689 B2 JP3246689 B2 JP 3246689B2 JP 15072293 A JP15072293 A JP 15072293A JP 15072293 A JP15072293 A JP 15072293A JP 3246689 B2 JP3246689 B2 JP 3246689B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プロペラ形のファンお
よび、このファンを備えた送風機を配置する空気調和機
の室外ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】空気調和機の室外ユニットに備えられる
ファンは、たとえば実開昭58−79095号公報に示
されるように、いわゆるプロペラファンと呼ばれる形態
をなし、回転軸が嵌入されるボス部と、外周面にファン
ブレードが一体に設けられ、一端がプレートで閉塞され
る円筒状のハブ本体と、このハブ本体とボス部とを連結
するリブとからなる。
【0003】特に、ファンにおいては、より高い防振効
率の向上を図るため、種々の形態があり、それぞれの条
件に適応して用いられる。たとえば、上記プレートにリ
ング状の開口部を設け、上記リブのプレート側端部に開
口部と連通するプレート側切欠部を設け、プレートと相
対する側の端部にも切欠部を設ける。
【0004】このような構成によれば、プレート側およ
び他端側に切欠部が設けられることで、リブ自体が回転
方向に対するばねの作用を持ち、半径方向や垂直方向に
対しては強固なままで、回転方向に対してのみ柔軟とな
り、回転励起振動を吸収することができる。上記リブの
ばね特性は、リブの幅寸法、切欠部の幅,厚さ,長さ寸
法を適宜選択することにより、最適な状態を得られるこ
ととなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
防振構造を採用したファンには、以下のような不具合が
ある。すなわち、ファンのボス部を駆動モータの回転軸
に嵌入し、止めねじを締結して取着するのであるが、こ
のとき、上記リブに過大な応力が生じ易く、この破損事
故につながりる虞れがある。
【0006】また、たとえば製品輸送中に、ファンを誤
って落下させてしまうなど、ファンに衝撃が加わった場
合には、上記リブが折損し易い。さらに、台風など、突
風が発生している条件下で運転すると、ファンが高速回
転したり、撓み変形が生じるが、このときにもリブが折
損し易い。
【0007】すなわち、通常運転以外の条件下では、上
記リブに強度的な余裕がなく、折損の起きる条件が極め
て多いという、不具合があった。本発明は、上述したよ
うな事情に鑑みなされたものであり、その目的とすると
ころは、リブのばね特性を保持して高い防振性能を備え
るとともに、リブを折損事故などから保護する構造のフ
ァンと、このファンを組み付けた送風機を配置すること
により、運転騒音の低減と信頼性の向上を図れる空気調
和機の室外ユニットを提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を満たすため、
ファンは、その軸心に沿って、駆動モータの回転軸が嵌
入される軸孔を有するボス部および、その外周面にファ
ンブレードが一体に設けられる円筒部が形成されるファ
ン本体と、上下方向から切欠かれることによりばね特性
を有し、上記ボス部と円筒部とを連結するリブと、駆動
モータの回転軸にファン本体とともに取付けられ、ファ
ン本体に掛合する鍔部を備え、ファン本体の周方向・軸
方向・径方向の少なくとも1つの方向の移動を規制する
プロテクタとを具備した。
【0009】また、上記ファン本体とプロテクタとは、
周方向・軸方向・径方向の、少なくとも1つの方向に、
所定寸法の隙間を有する。上記ファン本体およびプロテ
クタとは、互いに軸孔の周囲のみが接する。
【0010】上記プロテクタの鍔部は、ボス部の軸方向
に対して斜めに形成される。上記目的を満たすため、空
気調和機の室外ユニットは、軸孔を有するボス部、ファ
ンブレードが一体に設けられる円筒部、これらボス部と
円筒部とが弾性を有するリブで連結されたファン本体お
よび、このファン本体に掛合し、ファン本体の周方向・
軸方向・径方向の少なくとも1つの方向の移動を規制す
る鍔部を備えたプロテクタとからなるファンと、このフ
ァンを、駆動モータの回転軸に嵌着してなる送風機と、
この送風機を、熱交換器などの冷凍サイイク部品ととも
に配置するユニット本体とを具備した
【0011】
【作用】このような構成によれば、駆動モータの回転軸
からのトルクむらがファンのボス部に伝わっても、リブ
が確実に吸収し、ファンブレードへは伝わらない。ファ
ンに所定以上の衝撃およびトルクがかかっても、上記プ
ロテクタがボス部と円筒部の相対変位を規制し、よって
リブには過大な応力がかからないですむ。結果的に、リ
ブの折損事故を防止できる。また、上記ファンを備えた
送風機を構成することにより、運転騒音の低減が図れ、
信頼性が高い。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。図1ないし図3に、駆動モータ1の回転軸2
に取着される、組み立てられたファン3を示す。
【0013】このファン3は、ファン本体4と、プロテ
クタ5とから構成される。図4は、これらファン本体4
と、プロテクタ5を分解して示す。はじめに、ファン本
体4から、図5(A),(B),(C)にもとづいて、
詳述する。
【0014】この軸心に沿って、回転軸2が嵌入される
軸孔6を有するボス部7が設けられる。ボス部7の一端
には、外周方向に突出される受け部8が一体に設けられ
る。さらに、受け部8の端面には等角度を存して、複数
の掛止ピン9…が放射状に突設される。
【0015】ボス部7の外周面に、リブ10を介して円
筒部11が形成され、この円筒部11の外周面に、ここ
では省略するファンブレード(図1のみ示す、12)が
一体に設けられる。
【0016】なお説明すれば、上記リブ10は、その一
端部が上記受け部8下面およびボス部7上端に一体に連
結され、他端部は円筒部11の内周面に補強片部12を
介して連結される。
【0017】上記補強片部12は、ファン本体4の軸方
向で、上記ボス部7の下端位置とほとんど同一位置に設
けられるところから、リブ10の長手寸法はボス部7の
軸方向長さ寸法と一致する。
【0018】上記リブ10は、ボス部7と円筒部11と
を連結した状態で、上下方向から同心円位置で切欠かれ
ることによって、それ自体が蛇行状に成形される。した
がって、ばね特性を有する。
【0019】上記補強片部12は、円筒部11の内面か
らわずかに突出していて、隣接する補強片部12,12
相互は周方向に間隔部12aを存している。この間隔寸
法はaである。
【0020】一方、上記ボス部7周面および受け部8周
面から、複数の掛合支柱13…が一体に突設される。こ
れら掛合支柱13は、全て隣接するリブ10,10相互
間に位置しており、したがって掛合支柱とリブは同数設
けられることになる。
【0021】掛合支柱13は突出端部のみ、板厚よりも
大なる幅寸法に形成され、この先端面は軸孔6を中心と
する曲率の曲面となっている。突出端部は、補強片部1
2,12相互の間隔部12aに対向し、かつ円筒部11
内周面とは間隔寸法bを存している。
【0022】このような円筒部11の内周面には、軸方
向に沿って、上記補強片部12を境に上部側であるリブ
側に2本の、下部側に3本の、それぞれ断面半円状の補
強凸部14…が設けられる。
【0023】上記円筒部11の上部側の端面のみ、複数
の突起片部15…が一体に設けられる。これら突起片部
15の位置は、間隔部12aの軸方向に沿って一致して
おり、かつ幅寸法aも同一である。
【0024】つぎに、上記プロテクタ5を、図6
(A),(B),(C)にもとづいて、詳述する。円板
状のプレート16が、上記ファン本体4を構成する円筒
部11の外形寸法と同一の直径に形成される。
【0025】上記プレート16の軸心には、上記ボス部
7の軸孔6と同一直径の孔部17が設けられ、この周囲
に、所定間隔を存して放射状に、複数の掛合孔18…が
設けられる。これら掛合孔18は、上記ファン本体受け
部8に突設される掛止ピン9と掛合可能な直径を有す
る。
【0026】プレート16の下面は段状になって、周端
部から軸心に向かって段階的に板厚が厚くなる。軸心部
の、最も板厚が厚い部分を、ここでは掛合部19と呼
ぶ。上記掛合孔18は、この掛合部19に設けられる。
【0027】プレート16の周端には、所定角度を存し
て放射状に、複数の切欠部20…が設けられる。各切欠
部20は、上記円筒部11の突起片部15と同一位置に
設けられ、その幅寸法は突起片部の幅寸法aよりも大
に、かつその内側半径は突起の内側半径よりも小に形成
されなければならない。
【0028】各切欠部20に隣接するプレート16下面
には、断面T字状の鍔部であるストッパ脚21…が設け
られる。このストッパ脚21のプレート16下面からの
突出長さは、少なくとも、上記ファン本体掛合支柱13
の突出長さよりも長く形成する。
【0029】Tの字状を形成する、縦棒部21aは切欠
部20中心に対向し、かつ径方向に沿って設けられてお
り、横棒部21bはプレート16軸心から同心円の位置
で、かつこの曲率に沿って円弧状に形成される。
【0030】特に、ストッパ脚21の縦棒部21a外面
と横棒部21b外面は、プレート下面ら先端部に亘って
漸次内側に傾斜している。縦棒部21aの板厚も、プレ
ート下面から先端部に亘って漸次薄くなるよう形成され
る。
【0031】このようにして構成されるファン本体4お
よびプロテクタ5は、全て、合成樹脂材で一体に成形さ
れる。再び、図1ないし図4に示すように、ファン本体
4とプロテクタ5が組み合わされた上で、これらの軸孔
6と孔部17に駆動モータ1の回転軸2が嵌入され、回
転軸の先端に設けられるねじ部2aに止めねじ22が螺
合締結されてなる。
【0032】このようにして、駆動モータ1にファン3
が取付けられ、プロペラ型の送風機Sが形成される。な
お説明すれば、ファン本体4の受け部8に設けられる掛
止ピン9が、プロテクタ5の掛合孔18に掛合する。し
たがって、受け部8面と掛合部19面とは当接する。
【0033】さらに、ファン本体4の掛合支柱13先端
面と、プロテクタ5のストッパ脚21内面が掛合する。
このことから、プロテクタ5はファン本体4の径方向の
移動を規制することとなる。
【0034】ファン本体4に対するプロテクタ5の掛合
部位は以上であるが、各部位の構成から、後述する部位
において所定の隙間を介して掛合する。すなわち、特に
図1に示すように、プロテクタ5のプレート16が掛合
部19から段状に形成されるところから、受け部8周端
から突設される掛合支柱13上端面および円筒部11端
面との間に隙間A1 を存している。
【0035】特に図3(A)に示すように、円筒部11
の端縁に突設される突起片部15と、プロテクタ5周端
の切欠部15とは、周方向両側に隙間T2 ,T2 を存
し、かつこれら径方向に隙間R3 を存している。
【0036】また、特に図3(B)に示すように、スト
ッパ脚21は補強片部相互の間隔部12aに挿入される
が、この先端面と円筒部11内周面とは、隙間R1 を存
している。さらに、ストッパ脚21両側面と両側の補強
片部12,12との間に隙間T1 ,T1 があり、かつ補
強片部12端面とに隙間R2 を存している。
【0037】すなわち、ファン本体4とプロテクタ5と
は、径方向に隙間R1 ,R2 ,R3が形成され、回転方
向に隙間T1 ,T2 が形成され、軸方向に隙間A1 が形
成されることとなる。
【0038】そして、図7に示すように、上述のファン
3を備えた送風機Sが空気調和機の室外ユニットに配置
される。なお説明すれば、図において、30はユニット
本体31を構成する底板であって、この所定位置に上記
送風機Sと、平面視でL字状に形成される熱交換器32
と、他の冷凍サイクル部品33が配置される。
【0039】このような配置をなし据付固定した後、フ
ァンガード34を備えた前面板35および上面板36を
一体にした板体を取付けることにより、室外ユニットが
形成される。
【0040】しかして、駆動モータ1の駆動とともに回
転軸2がファン3を回転駆動する。さらに述べれば、駆
動モータ1の回転軸2に止めねじ22を介して、ファン
本体4のボス部7と受け部8が、プロテクタ5の掛合部
19に取付け固定されるので、ファン本体4とプロテク
タ5は一体となって回転し、ファンブレード12の送風
作用は支障なく行われる。
【0041】また、ボス部7と、円筒部11とを連結す
るリブ10は、薄肉で、かつ蛇行状に形成されるところ
から、ばね特性を有する。実際に、回転軸2のトルクむ
らがボス部7に伝わると、その力はリブ10を介して円
筒部11へ、さらにファンブレード12…に伝わろうと
する。
【0042】しかるに、上記リブ10はばね特性を有す
るため、トルクむらによって回転励起振動が生じたとし
ても、各リブがこれを吸収でき、ファンブレード12へ
の伝達を阻止して、ファン3のねじり振動による騒音の
発生を防止する。
【0043】また、プロテクタ5はファン本体4に対し
て径方向の移動を規制するよう掛合しているとともに、
軸方向および周方向の移動も規制されている。したがっ
て、ファン3にアンバランスが生じたとしても、回転軸
2に対する変位が生じることがなく、回転励起振動とは
異なる新たな振動を発生させることもない。
【0044】一方、通常運転以外の力、すなわち、ファ
ン3をねじ止め固定する際に所定以上のトルクがかかっ
ても、回転方向の隙間T1 ,T2 が零になり周方向の移
動が規制されるので、ボス部7と円筒部11とはそれ以
上の相対変位が生じることがなく、リブ10に過大な応
力がかからないですむ。
【0045】組立や運搬過程において、ファン3もしく
は送風機Sごと誤って落下したり、あるいは突風が発生
して、ファンブレード12とボス部7との間に相対変位
が生じるが、所定の力以上になると、径方向隙間R1 ,
R2 ,R3 と、軸方向隙間A1 と、回転方向隙間T1 ,
T2 が零になり周方向および軸方向の移動が規制される
ので、ボス部7と円筒部11の、それ以上の相対変位を
防止し、リブ10に過大な応力がかからない。
【0046】リブ10に対する許容応力を大きくとるこ
とができ、しかも破損の虞れは極く少ない。このような
作用効果を得る送風機Sであるので、空気調和機の室外
ユニットに配置した状態で、運転騒音の低減に寄与す
る。
【0047】なお、後述するようなファン本体およびプ
ロテクタであってもよい。図8(A),(B)に示すよ
うに、ファン本体4Aは、その軸心に沿ってボス部7A
が設けられ、このボス部の一端には受け部8Aが設けら
れる。これらボス部7Aおよび受け部8Aと、円筒部1
1Aは、2種の形状のリブ10A,10Bで連結され
る。
【0048】ここでリブは8本設けられるが、1本置き
に連結位置と蛇行向きが逆になる。すなわち、図9
(A)に示すように、一組のリブ10Aは、一端がボス
部7A上端および受け部8Aに連結され、他端が円筒部
11A上端に連結される。したがってリブ10Aの中間
部は、U字状に曲成される。
【0049】図9(B)に示すように、他方の組のリブ
10Bは、一端がボス部7Aの下端に連結され、他端が
円筒部11Aの軸方向略中央で、ボス部の下端に対向す
る位置に連結される。したがってリブ10Bの中間部
は、逆U字状に曲成される。
【0050】隣接するリブ10A,10B相互間の円筒
部11A内周面には、この上端から中途部まで、一対の
断面三角状の補強突起12Aが一体に設けられる。一
方、プロテクタ5Aは、円筒部11A外形と同一の直径
を有すること、孔部17Aが設けられること、掛止孔1
8Aが設けられることは、上記実施例のものと変わりが
ない。
【0051】また、この下面には単純な平板状のストッ
パ脚21Aが一体に突設されていて、ファン本体4Aと
組み合わされた状態で、この先端部が円筒部11A内周
面と隙間R1 を存している。すなわち、径方向に隙間が
ある。
【0052】ストッパ脚21A先端の両側面は、一対の
突起と隙間T1 ,T2 を存している。すなわち、周方向
に隙間がある。さらに、ボス部7Aの上端に設けられる
受け部8Aが円筒部11A端面から突出して成形される
ことにより、プロテクタ5A下面と円筒部11Aとの間
に隙間A1 を存する。すなわち、軸方向に隙間がある。
【0053】したがって、ファン本体4Aとプロテクタ
5Aとは、上記実施例と同様、ここでは図示しない駆動
モータの回転軸に取付けられ、かつ径方向と、軸方向お
よび周方向に隙間を存しているので、所定以上のトルク
がかかっても、リブ10Aを折損事故から保護できる。
【0054】また、1本置きにリブ10A,10Bを逆
方向に曲成蛇行させたので、上記実施例のリブ10と比
較して、回転方向の剛性を同一にした場合でも、軸方向
および径方向に強くできる利点がある。
【0055】図10に示すような、ファン本体4Bと、
プロテクタ5Bであってもよい。ファン本体4Bに設け
られる掛合支柱13B先端面と、プロテクタ5Bのスト
ッパ脚21B内周面との間に、隙間R4 を存している。
ストッパ脚21B端面と円筒部11B内周面との間に、
上記実施例と同様、隙間R1 を存している。
【0056】さらに、プロテクタ5B下面に設けられる
掛合部19Bは、孔部17B回りの最小面積に形成され
る。ファン本体4Bの受け部8Bおよび掛合支柱13B
上面と、プロテクタ5B下面との間には、新たな軸方向
隙間A1 を存する。
【0057】ここでは図示しない止めねじで駆動モータ
の回転軸にファン本体4Bとプロテクタ5Bを取付けた
状態で、これらファン本体とプロテクタとは、最小面積
の掛合部19Bが受け部7Bに接する以外に、掛合箇所
がない。
【0058】そして、ファン本体4Bとプロテクタ5B
とは、ほとんど止めねじに相当する部分だけが接触する
ために、ねじ山の傾斜に沿った浮きが生じることがな
い。また、回転軸のトルクむらがあっても、(ラジア
ル)隙間R4 ,R1 と、(スラスト)隙間A1 が各部品
の傾きを吸収して、接触を阻止する。
【0059】図11(A),(B)に示すようなファン
本体4C,4Dであってもよい。それぞれ、先に説明し
た掛合支柱に代えて、後述する補助ブレード13C,1
3Dを備える以外は、同一構成でよいので、同番号を付
して新たな説明を省略する。
【0060】同図(A)の補助ブレード13Cは、円筒
部11の内周面から軸心に向かって放射状に突設され、
その先端がボス部7とは間隙を存している。これら全て
は、軸方向に対して斜めに形成されている。
【0061】同図(B)の補助ブレード13Dは、ボス
部7および受け部8周面から円筒部11に向かって放射
状に突設され、その先端が円筒部11内周面とは間隙を
存している。そして、これら全ては、軸方向に対して斜
めに形成されていることは、同様である。
【0062】各ファン本体4C,4Dを、駆動モータに
取付けて回転駆動すれば、各補助ブレード13C,13
Dが軸方向に対して傾斜しているところから、モータ側
から吹出し側への補助的な送風作用をなす。
【0063】したがって、送風性能の向上を図れるとと
もに、駆動モータに対する冷却作用が得られる。この
他、本発明の要旨を越えない範囲内で種々の変形実施が
考えられる。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるファ
ンは、ファン本体のボス部と、ファンブレードが一体に
設けられる円筒部とを、ばね特性を有するリブで連結
し、ファン本体に掛合する鍔部を備え、ファン本体の周
方向・軸方向・径方向の少なくとも1つの方向の移動を
規制するプロテクタを、ファン本体とともに駆動モータ
の回転軸に取付けるようにしたから、リブのばね特性を
保持して高い防振性能を備えるとともに、リブを折損事
故などから確実に保護するなどの効果を奏する。
【0065】また本発明の空気調和機の室外ユニットに
よれば、軸孔を有するボス部、ファンブレードが一体に
設けられる円筒部、これらボス部と円筒部とがばね特性
を有するリブで連結されたファン本体と、ファン本体に
掛合して、ファン本体の周方向・軸方向・径方向の少な
くとも1つの方向の移動を規制する鍔部を備えたプロテ
クタとで、ファンを形成し、このファンを、駆動モータ
の回転軸に嵌着して送風機を形成し、この送風機を、熱
交換器などの冷凍サイイク部品とともにユニット本体に
配置したから、たとえアンバランスがあっても、振動を
発生させることがなく、少ない部品点数で高い防振性能
を備えた送風機で、運転騒音の低減を図れ、信頼性の向
上を得るなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す、ファンを取付けた駆
動モータである送風機の一部省略した側面図。
【図2】同実施例の、ファンのフアンブレードを省略し
た斜視図。
【図3】(A)は、同実施例の、ファンのフアンブレー
ドを省略した平面図。(B)は、ファンのフアンブレー
ドを省略した底面図。
【図4】同実施例の、フアンブレードを省略したファン
本体と、プロテクタとを分解した斜視図。
【図5】(A)は、同実施例の、フアンブレードを省略
したファン本体の平面図。(B)は、図5(A)のB−
B線に沿う縦断面図。(C)は、図5(A)のC−C線
に沿う縦断面図。
【図6】(A)は、同実施例の、プロテクタの斜視図。
(B)は、プロテクタの縦断面図。(C)は、プロテク
タの一部正面図。
【図7】同実施例の、空気調和機の室外ユニットの一部
分解した斜視図。
【図8】(A)は、他の実施例の、ファンブレードを省
略したファンの横断平面図。(B)は、同実施例の、フ
ァンブレードを省略したファンの縦断面図。
【図9】(A)は、図8(A)のA−A線に沿う縦断面
図。(B)は、図8(A)のB−B線に沿う縦断面図。
【図10】さらに異なる実施例の、ファンブレードを省
略したファンの縦断面図。
【図11】(A)は、さらに異なる実施例の、ファンブ
レードを省略したファン本体の平面図。(B)は、さら
に異なる実施例の、ファンブレードを省略したファン本
体の平面図。
【符号の説明】
1…駆動モータ、2…回転軸、6…軸孔、7…ボス部、
12…ファンブレード、11…円筒部、10…リブ、4
…ファン本体、21…鍔部(ストッパ脚)、5…プロテ
クタ。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】その軸心に沿って、駆動モータの回転軸が
    嵌入される軸孔を有するボス部および、その外周面にフ
    ァンブレードが一体に設けられる円筒部が形成されるフ
    ァン本体と、 上下方向から切欠かれることによりばね特性を有し、上
    記ボス部と円筒部とを連結するリブと、 上記駆動モータの回転軸にファン本体とともに取付けら
    れ、ファン本体に掛合する鍔部を備え、ファン本体の周
    方向・軸方向・径方向の少なくとも1つの方向の移動を
    規制するプロテクタとを具備したことを特徴とするファ
    ン。
  2. 【請求項2】上記ファン本体およびプロテクタは、それ
    ぞれの周方向・軸方向・径方向の、少なくとも1つの方
    向に、所定寸法の隙間を有することを特徴とする請求項
    1記載のファン。
  3. 【請求項3】上記ファン本体およびプロテクタとは、互
    いに軸孔の周囲のみが接することを特徴とする請求項2
    記載のファン。
  4. 【請求項4】上記プロテクタの鍔部は、ボス部の軸方向
    に対して斜めに形成されることを特徴とする請求項1の
    ファン。
  5. 【請求項5】軸孔を有するボス部、ファンブレードが一
    体に設けられる円筒部、これらボス部と円筒部とが弾性
    を有するリブで連結されたファン本体および、 このファン本体に掛合し、ファン本体の周方向・軸方向
    ・径方向の少なくとも1つの方向の移動を規制する鍔部
    を備えたプロテクタとからなるファンと、 このファンを、駆動モータの回転軸に嵌着してなる送風
    機と、 この送風機を、熱交換器などの冷凍サイイク部品ととも
    に配置するユニット本体とを具備したことを特徴とする
    空気調和機の室外ユニット。
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