JP3506937B2 - 横流ファン及びそれを用いた流体送り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動モータと共に
送風機を構成する横流ファンと、該送風機を備えた空気
調和機の室内機や空気清浄機、加湿器、除湿器、ファン
ヒータ、冷却装置、換気装置といった流体送り装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、流体送り装置の一例として一般的
な空気調和機及びその室内機について説明する。図１９
は、従来の空気調和機の構成図であり、図中矢印Ａは冷
房運転時における冷媒の流れを示している。室内機１は
送風機２と室内熱交換器３から成り、室外機４はコンプ
レッサ５、室外熱交換器６、キャピラリーチューブ７、
及び四方弁８から成る。

【０００３】室外機４に送られてきた気体状の冷媒はコ
ンプレッサ５で圧縮されて高温高圧となり、室外熱交換
器６で室外空気に放熱して液体となる。そして、キャピ
ラリーチューブ７を通ることで減圧され、その温度が急
低下する。室内機１に送られてきた液体状の冷媒は、室
内熱交換器３で室内空気から吸熱して気体となり、再び
室外機４へ送られる。また、室内機１では室内熱交換器
３で冷却された室内空気を送風機２により室内へ送出す
る。室外機４の四方弁８は冷媒の流れを変えるものであ
り、図示の場合と逆方向になると暖房運転となる。

【０００４】次に、室内機１の構成について説明する。
図２０は室内機１の側断面を示しており、図２１は室内
機１の本体内における送風機２を示している。図２０に
示すように、室内機１の本体１ａの上部には室内空気を
取り込むための吸気口１ｂが設けられている。室内空気
は本体１ａ内で室内熱交換器３により冷却され、送風機
２の横流ファン１０により本体１ａの下部に設けられた
吹出口１ｃから室内へ送出される。また、図２１に示す
ように、送風機２は横流ファン１０と該横流ファン１０
を回転駆動させるための駆動モータ９から成る。

【０００５】次に、従来の横流ファン１０の一例につい
て説明する。図２２は横流ファン１０ｄの外観図であ
り、図２３は該横流ファン１０ｄの一部を破断して示し
た外観図である。図２２において、横流ファン１０ｄの
両端には円形の支持板１１が位置しており、両支持板１
１の間には複数枚の円形の仕切板１２が等間隔に位置し
ている。これらの支持板１１および仕切板１２は、それ
ぞれの中心が直線Ｌ上に位置するように互いに平行に配
されている。

【０００６】支持板１１と隣接する仕切板１２との間及
び仕切板１２同士の間には、複数枚の翼１３が渡されて
いる。図２３に示すように、これらの翼１３は、両表面
の断面部分が緩やかなカーブ（一方の面が凸状に湾曲
し、他方の面が凹状に湾曲している）を成した細長い平
板であって、支持板１１及び仕切板１２の円周方向に並
んでおり、いずれも前記直線Ｌに対して平行に延びてい
る。仕切板１２は翼１３を保持すると共に、横流ファン
１０ｄ全体の強度を高めている。

【０００７】また、図２２に示すように、一方の支持板
１１の外側面の中心からは回転軸１４が延びており、こ
の回転軸１４は軸受け１８により室内機１の本体１ａに
支持されている。また、図２４に示すように、もう一方
の支持板１１の外側面（モータ９側の面）、嵌め込まれ
た駆動モータ回転軸１７に固定するためのボス部１５が
設けられている。ボス部１５には、駆動モータ回転軸１
７とボス部１５を固定するための固定用ビス１６が前記
一直線に対し垂直に設けられている。このボス部１５が
駆動モータ９（図２１参照）によって回転駆動される
と、横流ファン１０ｄが回転して風が発生する。

【０００８】次に、横流ファン１０の他の例について説
明する。この横流ファン１０ｅは、図２５に示すボス部
１５が、駆動モータ９側の支持板１１の内側面（仕切板
１２側の面）に設けられている。従って、ボス部１５と
駆動モータ回転軸１７とを固定するための固定用ビス１
６を締めるために、締結用治具（ドライバー等）を挿入
するための空間が必要になる。このため、図２５の横流
ファン１０ｅでは翼１３のうち１枚乃至２枚が図２５に
示すように根元から省かれている（図中斜線部）。ま
た、図２６の横流ファン１０ｆでは支持板１１と該支持
板１１に隣接する仕切板１２との間に複数枚渡されてい
る翼１３のうち１枚乃至２枚の翼１３に穴が設けられて
いる。また、図２７の横流ファン１０ｇでは１枚乃至２
枚の翼１３に切欠き部が設けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の横流フ
ァンには次のような問題がある。即ち、図２４に示す外
ボスタイプの横流ファン１０ｄは、ファンの外側にボス
部１５が突出しており、その位置では送風を行うことが
できず、ボス部１５の存在する空間が無駄になり、その
ため横流ファン１０の風量は少ない。

【００１０】また、内ボスタイプの横流ファン１０ｅ〜
１０ｇのうち、図２５に示すような翼１３のうち１枚乃
至２枚が根元から省かれている横流ファン１０ｅでは、
外ボスタイプの横流ファン１０ｄに比べ風量は増加する
が、翼１３が省かれた位置で局所的に逆流を起こすた
め、その位置で風速変動が大きくなり、効率が低下す
る。また、風速変動による風の乱れは横流ファン１０ｅ
の回転に同期して脈動しながら周囲に悪影響を及ぼすた
め、騒音、特にＮＺ音が増大する。

【００１１】図２８は従来横流ファン１０ｅの軸方向の
各位置におけるファン直後の風速を示したグラフであ
る。図のグラフに示すように、ボス部１５近傍（支持板
１１の内側面近傍）で、風量が大きく低下している。

【００１２】また、内ボスタイプの横流ファン１０ｆ，
１０ｇのうち、１枚乃至２枚の翼１３には図２６に示す
ような穴、もしくは図２７に示すような切欠き部が設け
られているものでは、上記に示すような不都合は解消さ
れてはいるものの、横流ファンの製作上、穴及び切欠き
部は後行程となり、製作コストがかかる。また、翼１３
に穴もしくは切欠き部を設けると、翼１３の一部が細く
なり強度が低下するため、信頼性が低下する。さらに、
翼１３の強度の低下を最小限に抑えるために穴もしくは
切欠き部を小さくすると、ボス部１５に設けられた固定
用ビスが締付け辛くなり、作業性が低下する。

【００１３】これらのことから、従来の横流ファン１０
と駆動モータ９から成る送風機２を備えた流体送り装
置、例えば空気調和機の室内機も同様の問題を有する。
つまり、風量が小さいか、騒音、特にＮＺが大きいか、
または、翼１３の強度が低く、信頼性に欠けるか、さら
には作業性が悪いものとなる。

【００１４】本発明の目的は、上記課題をかんがみて成
されたものであり、翼の強度及び作業性を低下させるこ
となく風量の減少及び風の乱れを抑えてファン効率を向
上させ、騒音、特にＮＺ音の小さい横流ファンを提供す
ることにある。また、本発明の他の目的は、強度面での
信頼性が高く、作業性あるいは効率が良好で、騒音、特
にＮＺ音の小さい流体送り装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、中心
部に穴を有する円形の仕切板が複数枚それぞれの中心が
一直線上に位置するように互いに平行に並び、前記仕切
板列の両端には円形の支持板が１枚ずつそれぞれの中心
が前記一直線上に位置するように前記仕切板と平行に配
され、前記各支持板と該支持板に隣接する前記仕切板と
の間及び前記仕切板同士の間には複数枚の翼が前記支持
板及び前記仕切板の円周方向に並びながら前記一直線に
対して平行に渡され、前記支持板のうち一方の外側面に
回転軸が延接され、前記支持板のうちもう一方の内側面
には駆動モータ回転軸に固定するためのボス部が設けら
れ、該ボス部には前記駆動モータ回転軸と前記ボス部を
固定するための固定用ビスが前記一直線に対し垂直に設
けられた横流ファンである。そして、前記ボス部を有す
る前記支持板と該支持板に隣接する仕切板との間に補助
支持板を設け、前記複数枚の翼を支持させると共に、該
補助支持板と、前記ボス部を有する支持板との間に固定
用ビスの締結用治具を挿入するための空間を設けること
を特徴とする。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１記載の横流フ
ァンであって、前記支持板は、前記補助支持板と略同形
状をした切欠きを備えたことを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１記載の横流フ
ァンであって、前記補助支持板は、前記仕切板と同一形
状としたことを特徴とする。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１、２又は３記
載の横流ファンであって、前記支持板と前記補助支持板
とに一体的に接合された側壁を、前記空間を前記三者で
囲むように設けたことを特徴とする。

【００１９】請求項５の発明は、請求項１ないし４のい
ずれかに記載の横流ファンと、該横流ファンを駆動する
駆動モータとから成る送風機を設けたことを特徴とする
流体送り装置である。

【００２０】本発明の横流ファンは、ボス部を内側に有
する支持板と該支持板に隣接する仕切板との間に補助支
持板が設けられていることから、補助支持板により複数
枚の翼を支持できる。そのため、補助支持板とボス部を
内側に有する支持板との間に固定用ビスの締結用治具挿
入のための充分な空間を設けることができるので、翼の
強度を確保しつつ、固定用ビスを締める際の作業性を向
上できる。この空間の大きさを適切にすれば、自動機に
より固定用ビスを締めることもできるため、作業時間も
短縮でき、コストを下げることができる。また、翼が省
かれることによる悪影響を最小限にとどめることができ
るため、翼が省かれた位置で生ずる局所的な逆流を防止
でき、効率の低下を防止できる。故に、逆流により生ず
る風の乱れの脈動も生じにくい為、騒音、特にＮＺ青も
生じにくい。また、上記の様な問題の生じにくい外ボス
タイプの横流ファンに比べ、風量が大きく、送風効率も
向上する。即ち、強度面、作業性、コスト面、風量、効
率、騒音において優れた横流ファンとなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。尚、各実施形態とも説明する
以外の構成については図２２〜図２７の従来技術と同様
とし、図２２〜図２７に示す部材と同じものには同一の
符号を付している。

【００２２】 先ず、本発明に係る横流ファンの実施形
態について説明する。図１は本実施形態の横流ファン１
０ａのボス部１５近傍の斜視図であり、図２は本実施形
態の横流ファンに駆動モータ９を取り付けた際のボス部
１５近傍の外観図である。本発明の特徴は、ボス部１５
を有する支持板１１ａと該支持板１１ａに隣接する仕切
板１２との間に補助支持板１９ａを設け、複数枚の翼１
３を支持させると共に、補助支持板１９ａと、前記ボス
部１５を有する支持板１１ａとの間に固定用ビスの締付
け用ドライバー挿入空間２０を設けたことである。

【００２３】図３に補助支持板１９ａの形状を示す。こ
の補助指示板１９ａは、扇形をしており（外周及び内周
部分が円弧形状）、この補助支持板１９ａにより翼１３
を複数枚、例えば図４のような配置で支持できるサイズ
を有する。このことにより、複数枚の翼１３を根元から
省くことなく、翼１３の強度を確保しつつ、補助支持板
１９とボス部１５を内側に有する支持板１１との間に固
定用ビス１６の締付け用ドライバー挿入のための充分な
空間２０を設けることができる。また、この空間２０の
大きさを適切にすれば、自動機により固定用ビス１６を
締めることもできるため、作業時間も短縮でき、コスト
を下げることができる。

【００２４】また、固定用ビス１６の締付け用ドライバ
ー挿入のための空間２０を設けるために複数枚の翼１３
を根元から省く必要がないため、翼１３が省かれること
による悪影響を最小限にとどめることができる。即ち、
翼１３が省かれることにより生ずる局所的な逆流を防止
でき、効率の低下を防止できる。故に、逆流により生ず
る風の乱れの脈動も生じにくい為、騒音、特にＮＺ音も
生じにくい。

【００２５】図５は従来横流ファン１０ｅ（図２５参
照）の騒音スペクトルで、図６は本実施形態の横流ファ
ン１０ａの騒音スペクトルである。共に横流ファンの回
転数１１００ｒｐｍ時の騒音である。従来横流ファン１
０ｅでは６５０Ｈｚ付近に比較的高いＮＺ音が発生して
いるが、本実施例の横流ファン１０ａではＮＺ音が改善
されている。また、５００Ｈｚから１５００Ｈｚにかけ
ての広帯域騒音の改善も見られる。さらに、同一回転数
での風量においても、本実施例の横流ファン１０ａは従
来横流ファン１０ｅに比べ約５％増加し、効率の向上も
見られる。また、外ボスタイプの従来横流ファン１０ｄ
（図２４参照）に比べ、風量が大きく、送風効率も高
い。

【００２６】尚、補助支持板１９の形状は図３に限ら
ず、翼１３を支持して強度を確保できるものであれば良
い。例えば、図７のように中心部に近いところが直線の
補助支持板１９ｂや、図８のようにサイズが小さく円周
部分以外が互いに直角に交わる直線の補助支持板１９ｃ
でもよい。さらには図９のように複数に分割した補助支
持板１９ｄでも良い。図９の補助支持板１９ｄにより翼
１３を支持する場合は、図１０に示すように、翼１３ａ
と隣接する翼１３ｂを補助支持板１９にて結合し支持す
るような構成となる。その場合の横流ファンのボス部１
５近傍の外観図は図１１の様になる。

【００２７】尚、ボス部１５を内側に有する支持板１１
の形状も切欠き部を有さない図１２もの（支持板１１
ａ）に限らず、図１３、図１４及び図１５のようなな切
り欠き部２１ｂ〜２１ｄを有する形状でも良い。すなわ
ち、図１３の支持板１１ｂにおける切欠き部２１ｂは扇
形で中心側が曲線（支持板１１と同心円）、図１４の支
持板１１ｃにおける切欠き部２１ｃは中心側が直線、図
１５の支持板１１ｄの切欠き部２１ｄは円周部分以外は
互いに直角に交わる直線で形成されている。但し、ボス
部１５を内側に有する支持板１１の形状が、図１３、図
１４及び図１５の様な形状の場合、騒音面でやや不利に
なる。

【００２８】 特に、図３に示す補助支持板１９ａと図
１３に示すボス部１５を内側に有する支持板１１ｂの組
合せ、図７に示す補助支持板１９ｂと図１４に示すボス
部１５を内側に有する支持板１１ｃの組合せ、図８に示
す補助支持板１９ｃと図１５に示すボス部１５を内側に
有する支持板１１ｄの組合せというように、補助支持板
１９の形状とボス部１５を内側に有する支持板１１の切
欠き部２１の形状がほぼ同一の形状の場合、横流ファン
１０の成形金型の形状が簡単になり金型費のコストダウ
ンにつながる。また、成形時間も短縮できるため、横流
ファン１０の製作コストダウンにもつながる。当然のこ
とながら、支持板１１の切欠き部２１の形状が補助支持
板１９とほぼ同一の形状であるためには、補助支持板１
９は支持板１１より小さいことが必要であり、締結治具
挿入用の空間が確保できる程度のサイズであればよい。

【００２９】 また、図１６に示すように、補助支持板
１９を仕切板１２と同一形状にすれば、翼１３の強度を
さらに高めることができる。

【００３０】また、図１７に示すように、ボス部１５を
内側に有する支持板１１と補助支持板１９の間に側壁を
設け、この三者を一体的に接合する。この場合、側壁は
翼１３と平行に配置するのがよい。そして固定用ビス１
６の締付け用ドライバー挿入のための空間の周囲を、支
持板１１、補助支持板１９及び壁２２で囲むように構成
すれば、翼１３の強度をさらに高めることができる。

【００３１】次に、本発明に係る流体送り装置の実施形
態について説明する。この流体送り装置は横流ファンと
駆動モータから成る送風機を備えており、この送風機に
よって流体を送出する構成となっている。例えば、空気
清浄機、加湿器、除湿器、ファンヒータ、冷却装置、換
気装置などである。本実施形態の流体送り装置は空気調
和機の室内機であり、横流ファンとして本発明の実施形
態の横流ファン１０ａ（図１参照）が備えられている。
図１８は、この室内機１の本体１ａ内における送風機２
を示す。

【００３２】本実施形態の室内機１は、本発明の実施形
態の横流ファン１０を備えていることから、ファンの強
度面での信頼性が高く、作業性が良好で、大風量で、効
率が良好で省エネが達成された、騒音、特にＮＺ音の小
さい室内機となる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜４の横
流ファンでは、翼の強度が確保できるため、固定用ビス
を締めるための充分な空間を設けることができ、強度と
作業性を同時に確保できる。さらに、この空間の大きさ
を適切にすれば、自動機により固定用ビス１６を締める
こともできるため、作業時間も短縮でき、コストを下げ
ることができる。また、翼が省かれることによる悪影響
を最小限にとどめることができるため、翼が省かれた位
置で生ずる局所的な逆流を防止でき、効率の低下を防止
できる。故に、逆流により生ずる凰の乱れの脈動も生じ
にくい為、騒音、特にＮＺ昔も生じにくい。また、上記
の様な問題の生じにくい外ボスタイプの横流ファンに比
べ、風量が大きく、送風効率も向上する。即ち、強度
面、作業性、コスト面、風量、効率、騒音において優れ
た横流ファンとなる。

【００３４】また、請求項５の流体送り装置は、請求項
１ないし４のいずれかに記載の横流ファンを備えた送風
機により構成されていることから、強度面での信頼性が
高く、作業性が良好で、大風量で、効率が良好で省エネ
が達成された、騒音、特にＮＺ音の小さいものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態の横流ファンのボス部近
傍の斜視図である。

【図２】本発明に係る実施形態の横流ファンのボス部近
傍を示す外観図である。

【図３】補助支持板の形状を示す図である。

【図４】補助支持板と翼の位置関係を示す説明図であ
る。

【図５】従来の横流ファンにおける騒音の周波数に対す
る音圧レベルの大きさを示す騒音スペクトルのグラフで
ある。

【図６】横流ファンにおける騒音の周波数に対する音圧
レベルの大きさを示す騒音スペクトルのグラフである。

【図７】他の補助支持板の形状を示す外観図である。

【図８】他の補助支持板の形状を示す外観図である。

【図９】他の補助支持板の形状を示す外観図である。

【図１０】図９の補助支持板の翼の支持方法を示す説明
図である。

【図１１】図９の補助支持板を用いた横流ファンのボス
部近傍を示した外観図である。

【図１２】図１の横流ファンの支持板の形状を示す外観
図である。

【図１３】他の支持板の形状を示す外観図である。

【図１４】他の支持板の形状を示す外観図である。

【図１５】他の支持板の形状を示す外観図である。

【図１６】他の横流ファンのボス部近傍を示した外観図
である。

【図１７】他の横流ファンのボス部近傍の外観及び支持
板の形状を示した図である。

【図１８】本発明に係る流体送り装置の一実施形態を示
した構成図である。

【図１９】空気調和機の構成図である。

【図２０】空気調和機の室内機の側断面図である。

【図２１】室内機の本体内における送風機を示した構成
図である。

【図２２】従来の横流ファンの外観図である。

【図２３】従来の横流ファンの一部断面斜視図である。

【図２４】従来の横流ファンボス部の外観図である。

【図２５】従来の他の横流ファンボス部の外観図であ
る。

【図２６】従来の他の横流ファンボス部の外観図であ
る。

【図２７】従来の他の横流ファンボス部の外観図であ
る。

【図２８】図２５の横流ファンの軸方向の各位置におけ
るファン直後の風速を示したグラフである。

【符号の説明】

１０ａ 横流ファン １１ 支持板 １２ 仕切板 １３ 翼 １４ 回転軸 １５ ボス部 １６ 固定用ビス １７ 駆動モータ回転軸 １８ 軸受け １９ 補助支持板 Ｌ 直線

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心部に穴を有する円形の仕切板が複数
   枚それぞれの中心が一直線上に位置するように互いに平
   行に並び、前記仕切板列の両端には円形の支持板が１枚
   ずつそれぞれの中心が前記一直線上に位置するように前
   記仕切板と平行に配され、前記各支持板と該支持板に隣
   接する前記仕切板との間及び前記仕切板同士の間には複
   数枚の翼が前記支持板及び前記仕切板の円周方向に並び
   ながら前記一直線に対して平行に渡され、前記支持板の
   うち一方の外側面に回転軸が延接され、前記支持板のう
   ちもう一方の内側面には駆動モータ回転軸に固定するた
   めのボス部が設けられ、該ボス部には前記駆動モータ回
   転軸と前記ボス部を固定するための固定用ビスが前記一
   直線に対し垂直に設けられた横流ファンにおいて、 前記ボス部を有する前記支持板と該支持板に隣接する仕
   切板との間に補助支持板を設け、前記複数枚の翼を支持
   させると共に、該補助支持板と、前記ボス部を有する支
   持板との間に固定用ビスの締結用治具を挿入するための
   空間を設けることを特徴とする横流ファン。
2. 【請求項２】 前記支持板は、前記補助支持板と略同形
   状をした切欠きを備えたことを特徴とする請求項１記載
   の横流ファン。
3. 【請求項３】 前記補助支持板は、前記仕切板と同一形
   状としたことを特徴とする請求項１記載の横流ファン。
4. 【請求項４】 前記支持板と前記補助支持板とに一体的
   に接合された側壁を、前記空間を前記三者で囲むように
   設けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の横流
   ファン。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の横
   流ファンと、該横流ファンを駆動する駆動モータとから
   成る送風機を設けたことを特徴とする流体送り装置。