JP4549416B2 - 貫流ファン、送風機および羽根車の成形機 - Google Patents

Description

貫流ファン、送風機および羽根車の成形機に関し、特に、複数の羽根車を積層することで形成された貫流ファン、この貫流ファンを備えた送風機および羽根車の成形機に関する。

空気調和機の室内ファンにおいては、低騒音化や高効率化を目的として各種工夫が施されたものが従来から提案されている。

たとえば、特開平１１−２６４３９４号公報に記載された横流ファンは、複数の多翼羽根車を軸方向に複数積層することで形成されており、各多翼羽根車は、成形型内で射出成形され、その回転軸回りに各翼の傾斜方向へ回転させながら成形型から抜き出されることで形成されている。

この横流ファンにおいては、横流ファンとノーズとファンケーシングの間隙で発生する圧力を連続的に変動させ、横流ファンの回転音の低減を目的としている。

特開平１０−１４８１９６号公報に記載された横流ファンも、複数の多翼羽根車を軸方向に複数積み重ねることで形成されており、各多翼羽根車には、仕切板の一面に複数の翼が環状かつ所定角度傾斜して一体に立設するように設けられている。

この横流ファンにおいても、上記特開平１１−２６４３９４号公報と同様に、回転音の低減を目的としている。
特開平１１−２６４３９４号公報 特開平１０−１４８１９６号公報

上記従来の横流ファンの成型を行う場合、金型のキャビティ側の羽根成型穴に沿って樹脂成型品を回転させながら金型から抜く必要がある。この際、羽根成型穴の傾き角度と抜きの際の回転角度を厳密に一致させるのが困難であり、羽根成型穴と成型品の羽根との間に多少なりとも干渉が起こる。そして、その干渉箇所にて摩擦力が発生し、その摩擦力により過剰な応力を受けた箇所から羽根の割れが発生する。ここで、特にこの応力の影響を受けやすいのが羽根の径方向内方側であり、この箇所での割れの発生が羽根全体の割れにつながっていた。

また、上記従来の横流ファンにおいては、各翼が所定角度傾斜されているといった工夫がなされているとともに、軸方向で隣り合う多翼羽根車同士が軸心回りに所定角度ずれているといった工夫についても記載がある。これらの工夫によって、横流ファンの羽根がノーズ付近を通過する際に発生する羽根通過音がファンの軸方向の各箇所において異なる周期に発生する。そのため、上記従来の横流ファンはファン全体として羽根通過音が揃ったために発生する大きなピーク音（ｎＺ音）を抑えることが出来るのであるが、一方で多翼羽根車同士の軸心回りの角度のずれが不適切に大きくなりすぎると、仕切板近傍における、仕切板両側の翼間流れの位相のずれから生ずる２次流れにより強制渦が過度に脈動し、異音（ボコボコ音）が発生していた。またこの異音（ボコボコ音）が室内機筐体に伝播して更なる振動・騒音を生じていた。それに対してこの異音の抑制を図るため、前記多翼羽根車同士の軸心周りの角度のズレを廃止すると、各々の多翼羽根車において羽根のノーズ付近の通過周期が揃ってしまうため、前記大きなピーク音（ｎＺ音）が発生する。

また、上記従来の横流ファンのように軸方向に対し傾斜させる翼（スキュー翼）を採用すると、送風性能が劣化するとともに消費電力が増大するだけでなく、上記のように金型による樹脂成型が困難なものとなる。

本発明は、上記ピーク音と上記異音とを同時に抑制しつつ、翼を傾斜させても性能が劣化せず消費電力を低減することができるとともに、金型による樹脂成型を容易にする貫流ファンおよび送風機を提供し、貫流ファンを構成する羽根車を成形することができる成形機を提供することを目的とする。

本発明に係る貫流ファンは、１つの局面では、主表面を有する支持部と、支持部の主表面上に間隔をあけて設けられ、主表面から立設するように支持部に連設された複数の羽根部とを含む羽根車を、中心軸線方向に複数積層し、羽根車の羽根部の先端部と、該羽根車と隣り合う他の羽根車の支持部とを接続することで形成された貫流ファンである。そして、上記中心軸線に対して垂直な羽根部の断面は、主表面に連設された羽根部の付根部から先端部に向かうにしたがって小さくなるように形成される。さらに、上記中心軸線に対して垂直な羽根部の断面の中心は、主表面に連設された羽根部の付根部から先端部に向かうにしたがって、中心軸線を中心として回転方向前方側または回転方向後方側に向けて変位すると共に、径方向外方に向けて変位する。

好ましくは、上記中心軸線に対して垂直な羽根部の付根部の断面を第１基準面とし、羽
根部の先端部の端面を第２基準面とし、第２基準面が第１基準面に対して中心軸線を中心としてずれた回転角度を回転角度Ｗとし、羽根部の中心軸線方向の長さを長さＬとし、第２基準面が第１基準面に対して径方向外方側にずれた距離を距離ｒとし、第１基準面の中心点および中心線と第２基準面の中心点および中心線とを一致させたときに、第２基準面の外周縁部と第１基準面の外周縁部との間が、第１および第２基準面の外周縁部の全周に亘って一定の距離とされ、該一定の距離を距離ｅとすると、Ｗ／Ｌが０．１５以下でかつｒ／ｅが０．３以上１．５以下とされる。

好ましくは、上記羽根部が互いに間隔をあけて配置されることで、回転方向に隣り合う羽根部間には空隙部が形成され、羽根車に規定された複数の空隙部のうち、少なくとも１つの空隙部の周方向の幅が、他の空隙部の幅と異なるように、羽根部が配置される。

好ましくは、上記羽根車は、第１羽根車と、該第１羽根車に対して第１羽根車の羽根部の先端部側に隣り合う第２羽根車とを含み、上記第１羽根車に形成された空隙部の幅と、該第１羽根車の空隙部に対して隣り合う第２羽根車の空隙部の幅とが互いに異なる。好ましくは、上記第１羽根車に設けられた複数の羽根部のうち、任意の１つの羽根部を第１基準羽根部とし、第２羽根車に設けられた複数の羽根部のうち、第１基準羽根部に対応する羽根部を第２基準羽根部とすると、第１基準羽根部の先端部は、第２羽根車の支持部の第１主表面に接続され、第２羽根車の羽根部は、第１主表面と反対側に位置する第２主表面に連設され、第１基準羽根部の先端部に対し第２基準羽根部と異なる第２羽根車の羽根部の根元部が隣接するとともに、第２基準羽根部の根元部に対し第１基準羽根部と異なる第１羽根車の羽根部の先端部が隣接する。
。好ましくは、上記羽根車は、第１羽根車と、該第１羽根車に対して第１羽根車の羽根部の先端部側に隣り合う第２羽根車とを含み、第１羽根車に形成された空隙部の幅と、該第１羽根車の空隙部に対して隣り合う第２羽根車の空隙部の幅とが互いに実質的に一致する。

本発明に係る送風機は、上記貫流ファンを備える。好ましくは、貫流ファンを収容し、貫流ファンによって強制的に送られる風を外部に送風する吹き出し口が形成された筐体と、筐体内に設けられ、貫流ファンに空気を供給する供給領域と、貫流ファンから吹き出し口に向けて空気を供給する吹出領域とを区画する舌部とをさらに備え、舌部は、貫流ファンの回転軸に対して平行となるように設けられる。

本発明に係る羽根車の成形機は、キャビティーが形成され、該キャビティーの内表面が、上記貫流ファンの羽根部の外表面に沿うように形成される。

本発明に係る貫流ファンおよび送風機によれば、ピーク音と上記異音とを同時に抑制しつつ、消費電力の低減を図ることができると共に、金型による樹脂成型を容易に行うことができる。さらに、本発明に係る羽根成形機によれば、上記の貫流ファンを成形することができる。

図１から図１３を用いて、本発明に係る貫流ファン２００およびこの貫流ファン２００を備えた空気調和機１００について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る貫流ファン２００を備えた空気調和機１００を模式的に示す断面図である。この図１に示すように、空気調和機１００は、回転中心線Ｏを中心として回転可能に設けられた貫流ファン２００と、この貫流ファン２００を収容するケーシング１０２と、ケーシング１０２内に配置された複数の熱交換機１１０とを備えている。

そして、ケーシング１０２には、貫流ファン２００が駆動することで外気をケーシング１０２内に導入可能なスリット部が天面ないし前面もしくは側面のいずれかの箇所に形成されており、貫流ファン２００が回転駆動することで、スリット部から室内の空気が吸入される。吸入された室内空気は、熱交換機１１０によって熱交換され、その後、貫流ファン２００によって強制的にケーシング１０２内に設けられた風導路１３１および吹き出し口を通って、室内に噴出される。

ケーシング１０２内には、上壁部１３２および下壁部１３３が設けられており、この上壁部１３２および下壁部１３３によって風導路１３１が規定されている。そして、吹き出し口は、風導路１３１の端部に形成されている。上壁部１３２および下壁部１３３は、いずれも、回転中心線Ｏよりも下方に位置する一方で、上壁部１３２は下壁部１３３よりも上方に位置している。下壁部１３３は、貫流ファン２００の下方から貫流ファン２００に対して背面側に延び、さらに、回転中心線Ｏより上方にまで達するように形成されている。

上壁部１３２は、ケーシング１０２の前面側から貫流ファン２００に向けて延び、貫流ファン２００の近傍にまで達している。さらに、上壁部１３２の貫流ファン２００側の端部には、舌部１３０が形成されている。

貫流ファン２００の周囲に位置する空間のうち、舌部１３０から回転方向Ｒ前方側に延び、下壁部１３３の上端部に達する領域は、貫流ファン２００内に空気を供給する供給領域１３５となっている。その一方で、下壁部１３３の上端部から回転方向Ｒ前方側に延び舌部１３０に達する領域は、貫流ファン２００から風導路１３１に空気を吹き出す吹出領域１３６とされている。そして、舌部１３０は、貫流ファン２００に近接しており、吹出領域１３６と供給領域１３５とを区画している。

なお、吹き出し口には、吹き出し口から送られる気流の方向を自在に変更するための風向板１２０が設けられている。

図２は、貫流ファン２００の斜視図である。この図２に示されるように、貫流ファン２００は、複数の羽根車２２６を回転中心線Ｏに積層することで形成されている。なお、貫流ファン２００の回転中心線Ｏ方向両端部に位置する支持板（支持部）２２２，２２３には、空気調和機１００のケーシング１０２に貫流ファン２００を取り付け可能なように、支持板２２２，２２３から突出する軸部、もしくはケーシング１０２やファンの回転駆動のためのファンモータ（図示せず）から突出する軸部を受ける軸受部のいずれかが設けられている。

図３は、羽根車２２６の斜視図であり、図４は、羽根車２２６の平面図である。この図３および図４に示されるように、羽根車２２６は、主表面を有する支持板２２５と、支持板２２５の主表面上に間隔を設けられた複数の羽根部２２４とを備えている。支持板２２５は、回転中心線Ｏを中心とする環状板状部材とされている。

羽根車２２６は、射出成型によって成形されており、羽根部２２４と支持板２２５とは互いに一体に成形され、羽根部２２４の付根部は支持板２２５に連設されている。そして、羽根部２２４の先端部は、当該羽根部２２４が形成された羽根車２２６と隣り合う他の羽根車２２６の支持板２２５に、例えば超音波圧着などにより接着固定されている。

図５は、羽根部２２４およびその近傍の構造を示し、回転中心線Ｏ方向から平面視した羽根部２２４の平面図である。この図５に示すように、羽根部２２４は、全体的に弓形に形成されており、径方向内方側から径方向外方側に向かうにしたがって、回転方向Ｒ前方側に向けて湾曲している。

この図５において、回転中心線Ｏに対して垂直な羽根部２２４の断面のうち、羽根部２２４の付根部における断面を第１基準面３００とする。さらに、羽根部２２４の先端部における端面を第２基準面３０１とする。

なお、羽根部２２４の付根部において、通常は補強のため根元Ｒなどのいわゆる肉盛りを施しているが、ここでの第１基準面３００の定義においてはこのいわゆる肉盛り部分の断面は除外する。また、第２基準面３０１の定義は、羽根車同士の接着の際の支持板側の接着面に相当する位置における断面のことである。したがって、羽根先端部の端部が、回転中心軸Ｏに対して垂直な平面と平行な面で無い場合においても、前記支持板側接着面に相当する位置関係の羽根先端断面を第２基準面として考えることができる。

図６は、上記第１基準面３００および第２基準面３０１の相対的な位置関係を示す図である。この図６において、第１中心線ＣＬ１は第１基準面３００の中心線（キャンバー線）であり、この第１中心線ＣＬ１は第１基準面３００の両側辺部からの距離が等しい線分である。

そして、第１基準面３００の外周縁部と、第１中心線ＣＬ１とが交差する点を外端部Ｑ１および内端部Ｑ３とし、外端部Ｑ１は第１基準面３００の径方向外方側に位置し、内端部Ｑ３は径方向内方側に位置する。さらに、第１中心線ＣＬ１上に位置する点であって、外端部Ｑ１および内端部Ｑ３からの距離が等しい点を第１基準面３００の第１中心点ＣＰ１とする。

同様に、第２中心線ＣＬ２は第２基準面３０１の中心線（キャンバー線）であり、この第２中心線ＣＬ２は第２基準面３０１の両側辺部からの距離が等しい線分である。そして、第２基準面３０１の外周縁部と、第２中心線ＣＬ２とが交差する点を外端部Ｑ２および内端部Ｑ４とし、外端部Ｑ２は第２基準面３０１の径方向外方側に位置し、内端部Ｑ４は、径方向内方側に位置する。さらに、第２中心線ＣＬ２上に位置する点であって、外端部Ｑ２と内端部Ｑ４とからの距離が等しい点を第２基準面３０１の第２中心点ＣＰ２とする。

ここで、第２基準面３０１は第１基準面３００に対して回転中心線Ｏ方向に離れており、第２基準面３０１は第１基準面３００に対して回転方向Ｒ前方側に位置すると共に、支持板２２５の径方向外方側に位置している。

具体的には、第２基準面３０１が第１基準面３００に対して回転中心線Ｏを中心として回転角度θ１ずれており、さらに、第２基準面３０１は第１基準面３００に対して径方向外方側に外周側移動量Ｌ４ずれている。

回転角度θ１は、第１基準面３００の外端部Ｑ１および回転中心線Ｏを結ぶ第１仮想軸線Ｄ１と、第２基準面３０１の外端部Ｑ２および回転中心線Ｏを結ぶ第２仮想軸線Ｄ２とによって規定することができる。回転角度θ１は、第１仮想軸線Ｄ１および第２仮想軸線Ｄ２によって規定される交差角度のうち、小さい方の交差角度とする。

なお、回転角度θ１の規定方法としては、上記のものに限られない。たとえば、第１基準面３００の第１翼弦線Ｄ３と第２基準面３０１の第２翼弦線Ｄ４との交差角度によっても規定することができる。ここで、第１翼弦線Ｄ３は、外端部Ｑ１および内端部Ｑ３を通る仮想線であり、第２翼弦線Ｄ４は外端部Ｑ２および内端部Ｑ４を通る仮想線である。

外周側移動量Ｌ４は、回転中心線Ｏを中心として第１中心点ＣＰ１を通る仮想円Ｓ１と、回転中心線Ｏを中心として第２中心点ＣＰ２を通る仮想円Ｓ２との間の径方向の外周側移動量Ｌ４によって規定することができる。

なお、図７は、第１基準面３００の第１中心線ＣＬ１と第２基準面３０１の第２中心線ＣＬ２とを一致させると共に、第１基準面３００の第１中心点ＣＰ１と第２基準面３０１の第２中心点ＣＰ２とを回転中心線Ｏ方向に一致させたときの平面図である。

この図７において、第２基準面３０１の外周縁部と、第１基準面３００の外周縁部との間の距離が一定となるように形成されており、当該距離を縮小量Ｌ３とする。

このように、第２基準面３０１の面積は、第１基準面３００よりも小さくなっており、羽根部２２４は、付根部側から先端部側に向かうに従って、回転中心線Ｏに垂直な断面の断面が小さくなるように形成されている。

このように、羽根部２２４は、回転中心線Ｏに対して垂直な羽根部２２４の断面積は、第１基準面３００から第２基準面３０１に向かうにしたがって小さくなるように形成され、回転中心線Ｏに対して垂直な羽根部２２４の断面の中心は、第１基準面３００から第２基準面３０１に向かうにしたがって、回転中心線Ｏを中心として回転方向Ｒ前方側および径方向外方側に向けて変位するように形成されている。

図８は、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図であり、第１中心線ＣＬ１および第２中心線ＣＬ２を通る断面図である。この図８において、内端部Ｑ３および内端部Ｑ４を通る羽根部２２４の内周側辺部３１０と、支持板２２５の主表面（回転中心線Ｏに対して垂直な仮想面）とによって規定される交差角度を交差角度θ２とする。そして、外端部Ｑ１および外端部Ｑ２を通る羽根部２２４の外周側辺部３１１との交差角度を交差角度θ３とすると、交差角度θ２は交差角度θ３よりも小さくなっている。

なお、本実施の形態においては、内周側辺部３１０は、支持板２２５の主表面から離れるにしたがって、径方向外方側に傾斜しており、外周側辺部３１１は、支持板２２５の主表面から離れるにしたがって、径方向内方側に向けて傾斜している。ここで、外周側辺部３１１については必ずしも径方向内方側に向けて傾斜している必要はなく、場合によっては径方向外方側に向けて傾斜していても良い。この場合においても交差角度θ３の規定位置は同一である。ただし、外周側辺部３１１が径方向内方側に向けて傾斜している方が、成型の際にいわゆるアンダーの箇所が無いため金型が簡易なものとなり、径方向外方側に向けて傾斜しているよりもより好適である。

そして、第１基準面３００の内端部Ｑ３と、第２基準面３０１の内端部Ｑ４との径方向の距離Ｌ１は、第１基準面３００の外端部Ｑ１と第２基準面３０１の外端部Ｑ２との間の距離Ｌ２よりも長くなっている。

なお、この図８に示す例においては、内周側辺部３１０および外周側辺部３１１は、直線状に形成されているがこれに限られず、湾曲状に形成されていてもよい。

この場合、支持板２２５の主表面からの高さが同じ位置においては、内周側辺部３１０の接線と回転中心線Ｏに垂直な仮想面との交差角度は、外周側辺部３１１の接線と回転中心線Ｏに垂直な仮想面との交差角度よりも小さくなっている。

図９は、上記図５に示すＩＶ−ＩＶ線における断面図であり、この図９および上記図８に示すように、第２基準面３０１の第２中心点ＣＰ２は、第１基準面３００の第１中心点ＣＰ１に対して回転方向Ｒ前方側に位置すると共に、径方向外方側に位置している。

そして、羽根部２２４の付根部側から羽根部２２４の先端部に向かうにしたがって、各回転中心線Ｏに垂直な羽根部２２４の断面の中心は、回転方向Ｒ前方側に変位すると共に径方向外方側に変位する。したがって、羽根部２２４の上記各断面の中心を通る中心線Ｐも、羽根部２２４の付根部側から先端部側に向かうにしたがって、回転方向Ｒ前方側に向かうと共に、径方向外方側に向けて傾斜する。

上記のように羽根部２２４の形状を設定することで、各々の羽根の側面を外周側に偏らせることができるため、金型を回転させながら羽根車２２６の成型品を抜くときに、羽根部２２４の径方向内方側にかかる面圧を低く抑えることができる。これにより、成形品を金型から取り出す際に、特に割れの生じやすい羽根部２２４径方向内方側においてクラックや割れが生じることを抑制することができる。

なお、上記図１から図９に示す例においては、各羽根部２２４は、支持板２２５から離れるにしたがって、回転方向Ｒ前方側に向けて傾斜するように形成されているが、回転方向Ｒ後方側に傾斜するように形成してもよい。

また、上記のように形成された羽根部２２４を備えた貫流ファン２００と図１に示す舌部１３０とを互いに平行となるように配置しても、舌部１３０上に突起や凹部や傾斜部などを設けるなどの工夫を加える必要なく下記の通りに異音（ボコボコ音）およびピーク音（ｎＺ音）を使用上十分な程度に抑えることができるため、ケーシング１０２の構造の簡易化を図ることができる。

そして、上記のような羽根部２２４を複数備えた羽根車２２６は、キャビティーの内表面が羽根部２２４および羽根車２２６の外周面に沿って延びるように形成された射出成形機によって成形される。

下記表１は、羽根部の形状を回転角度θ１を０(deg)および外周側移動量Ｌ４を０（mm）とし、スキューがなく、径方向の偏りのない羽根部が採用された貫流ファンの風量（m³/min）を基準として、各種パラメータを異ならせた貫流ファン２００の風量（m³/min）の増減量を示す。

なお、下記表において、Ｌ： 羽根の長さ(mm)（図８に示す高さＨ）、e ：テーパ縮小量(mm)（図７に示すＬ３）、w ： 羽根根元から羽根先端にかけての翼断面の回転角度(deg)（図６中の回転角度θ１）ｒ ： 羽根根元から羽根先端にかけての翼断面の外周側移動量(mm)（図６中の外周側移動量Ｌ４）とする。

なお、貫流ファン（クロスフローファン）２００の風量は、ファンの直径、長さ、回転数の各々に対して比例関係にあるので、表中の＋と−についてはファンの直径、長さ、回転数によらずこのデータと同じ結果となる。

上記表１からＷ／Ｌが０．１５以下でかつｒ／ｅが０．３以上１．５以下の範囲内において、風量が基準の貫流ファンよりも風量が多くなることが分かる。

そして、この表１に示すように、r/eは、値が1.0に近づくほど羽根の外周側端辺が回転軸と平行になり、風量は増え、値が大きくなりすぎると回転軸との角度も大きくなるため、風量は減る方向に変化することがわかる。

さらに、この表１からw/Lは、基本的には値が大きくなるほど風量は減少する傾向があることが分かる。上記従来の横流ファンのように、r（羽根根元から羽根先端にかけての翼断面の外周側移動量(mm)（図６中の外周側移動量Ｌ４））がなく、w（羽根根元から羽根先端にかけての翼断面の回転角度(deg)（図６中の回転角度θ１））のみ変化させた場合では、風量は減少する傾向にあることが分かる。

図１０は、スキューが無く径方向の偏りの無い羽根部が採用された従来の貫流ファンと、本実施の形態の貫流ファンとについて、各々同一の筐体に装着し、駆動させることで生じる筐体の振動を測定した結果を示すグラフである。この図１０において、■は従来の貫流ファンを示し、△は本実施の形態に係る貫流ファン２００を示している。そして、横軸はファンの回転数（ｒｐｍ）を示し、縦軸は筐体に生じる振動の振幅を示す。

この図１０に示すように、従来の貫流ファンよりも本実施の形態に係る貫流ファン２００の方が、同一の回転数に対して筐体に生じる振動を３割程度低く抑えられていることがわかる。また、同一の振幅（振動）においては、本実施の形態に係る還流ファン２００の方が、従来の貫流ファンよりも回転数を高く設定することができ、よって風量も高めることができる。

なお、図１１は、羽根車２２６の一例ならびに羽根車２２６Ａおよび羽根車２２６Ｂとの配置状況について示した、貫流ファン２００を模式的に示す側面図である。図１１において、羽根車２２６Ａと羽根車２２６Ｂとは同一形状の羽根車となっている。そして、間隔Ｃ１〜間隔Ｃ５は、互いに異なるように形成されているが、その周方向の開きの寸法は、仮に各羽根部２２４が全て同一間隔に設けられている場合のいわゆる均等間隔Ｃと、多くても２０％程度の差異に収まっている。そのため、各羽根部２２４Ａ〜２２４Ｅの配置は、仮に各羽根部２２４が全て同一間隔に設けられている場合に対して極端に相違していることは無い。また、この図１１に示す例では羽根車２２６Ｂは、羽根車２２６Ａに対して、回転中心線Ｏを中心として回転方向Ｒ後方側に回転させた状態で羽根車２２６Ａに固定（接着）されている。そして、羽根車２２６Ｂの羽根部２２４Ｂ（第１基準羽根部）に対応する羽根車２２６Ａの羽根部は、上記羽根車２２６Ｂの羽根部２２４Ｂに対して回転方向Ｒ前方側に位置する羽根部２２４Ａと支持板２２５近傍において隣り合うようになっている。この場合、前記の通り各羽根部２２４Ａ〜２２４Ｅの配置は、仮に各羽根部２２４が全て同一間隔に設けられている場合に対して極端に相違するものではない。したがって、羽根車２２６Ａの羽根部２２４Ｂが羽根車２２６Ｂ羽根部２２４Ａと隣接すると同時に、羽根車２２６Ａの羽根部２２４Ｃが羽根車２２６Ｂ羽根部２２４Ｂと隣接し、羽根車２２６Ａの羽根部２２４Ｄが羽根車２２６Ｂ羽根部２２４Ｃと隣接する。このように羽根車２２６Ａの各羽根部２２４Ａ，２２４Ｂ，２２４Ｃと隣接する羽根車２２６Ｂの羽根部は、羽根車２２６Ｂの羽根部のうち、羽根車２２６Ａの羽根部に対応する羽根部と異なり、対応する羽根部に対して回転方向Ｒ前方に一枚隣に位置する羽根部となっている。

これにより、上記に加えてさらに各支持板２２５の近傍での２次流れに伴う強制渦の脈動が抑制でき、異音（ボコボコ音）を緩和することができる。

なお、この図１１に示す例では羽根部２２４Ａ、２２４Ｂ、２２４Ｃについて、回転方向Ｒに対して１枚前方側の羽根部が支持板の近傍において互いに隣接する例を示しているが、これは“１枚”に限らず“複数枚”ぶん回転方向Ｒ前方側でもよいし、また“前方側”に限らず“後方側”でもよい。すなわち、支持板２２５の近傍で互いに異なる羽根部の先端部および根元部が隣接して設けられているといった条件が満たされていれば、羽根通過音が揃うことなくピーク音（ｎＺ音）を抑えられると共に支持板２２５の近傍での２次流れに伴う強制渦の脈動が抑制でき、異音（ボコボコ音）を緩和することができる。更に付け加えると、ここでの羽根部２２４は傾斜して設けられているため、羽根部の先端部および根元部が支持板近傍において隣接して設けられていてもピーク音（ｎＺ音）を十分な程度抑制することができている。

図１２は、羽根車２２６Ａおよび羽根車２２６Ｂとの配置状況についての変形例を示し、貫流ファン２００を模式的に示す側面図である。この図１２に示すように、各羽根車２２６に設けられた複数の羽根部２２４Ａ〜２２４Ｆは、互いに間隔をあけて設けられており、隣り合う羽根部２２４Ａ〜２２４Ｆ間には、空気が流通可能な空隙部２２７が形成されている。この空隙部２２７は、羽根部２２４Ａ〜２２４Ｆの延在方向に沿って延びており、各空隙部２２７の幅は互いに異なるように形成されている。

このように、各羽根部２２４Ａ〜２２４Ｆ間の取り付けピッチを異ならせることで、貫流ファン２００を回転させたときに生じるｎＺ音（ピーク音）を低減させることができる。なお、この図１２に示す例においては、各羽根部２２４Ａ〜２２４Ｆ間の間隔Ｃ１〜間隔Ｃ５は、互いに異なるように形成されているが、少なくとも１つの空隙部２２７の周方向の幅が、他の空隙部２２７の幅と異なるようにすることでも、上記ｎＺ音の低減を図ることができる。

この図１２に示す例においては、羽根車２２６Ａと、この羽根車２２６Ａの羽根部２２４Ａ〜２２４Ｄの先端部側に設けられた羽根車２２６Ｂとが示されている。

具体的には、羽根車２２６Ａの各羽根部２２４の先端部が、羽根車２２６Ｂの支持板２２５の上面（他の主表面）に形成された溝部にはめ込まれると共に、接着されている。

そして、羽根車２２６Ａに形成された空隙部２２７の幅と、この羽根車２２６Ａの空隙部２２７に対して羽根部２２４の延在方向に隣り合う羽根車２２６Ｂの空隙部２２７の幅とは、互いに異なるようになっている。

このため、軸方向に隣り合う羽根車２２６Ａ，２２６Ｂにおいて、互いの羽根部２２４が周方向にずれた状態となり、各羽根車２２６で生じる音波に位相差が生じ、音波同士が互いに打ち消しあうようになる。これにより、貫流ファン２００が回転することで生じる音を低減させることができる。

具体的には、羽根車２２６Ａと羽根車２２６Ｂとは同一形状とされており、羽根車２２６Ｂは、羽根車２２６Ａに対して、回転中心線Ｏを中心として回転方向Ｒ後方側に回転させた状態で羽根車２２６Ａに固定（接着）されている。

そして、羽根車２２６Ｂの羽根部２２４Ｂ（第１基準羽根）に対応する羽根車２２６Ａの羽根部は、上記羽根車２２６Ｂの羽根部２２４Ｂに対して回転方向Ｒ前方側に位置する羽根部２２４Ａと支持板２２５近傍において隣り合うようになっている。このように、羽根車２２６Ｂを羽根車２２６Ａに対して回転させた状態で配置することで、羽根車２２６Ａの空隙部２２７と隣り合う羽根車２２６Ｂの空隙部２２７とが互いに異なるようになる。

また図１３は、羽根車２２６Ａと羽根車２２６Ｂとの配置状態についての他の変形例を示し、貫流ファン２００を模式的に示す側面図である。この図１３に示す例においては、羽根車２２６Ａに形成された空隙部２２７と隣り合う羽根車２２６Ｂの空隙部２２７とは、互いの幅が等しくなるように、羽根車２２６Ａと羽根車２２６Ｂとが配置されている。

このため、空隙部２２７は、貫流ファン２００の一方の端部から他方の端部に亘って、一定の幅となるように延びる一方で、周方向に隣り合う空隙部２２７の幅は、互いに異なるように形成されている。換言すれば、羽根車２２６Ａに設けられた羽根部２２４の先端部には、羽根車２２６Ｂの対応する羽根部２２４の付根部が位置しており、周方向に不等ピッチで配置された各羽根部２２４は、貫流ファン２００の一方の端部から他方の端部に亘って、直線状に延びることになる。

この図１３における他の変形例と、上記図１１に示した例との相違点として、前述の通り羽根車の各々について対応する羽根の先端部と付根部が仕切板にて同じ位置に位置しており、よって該対応する羽根は貫流ファン２００の一方の端部から他方の端部に亘って、直線状に延びている。そのため図１１に示す例に比べて若干ピーク音（ｎＺ音）の抑制効果は弱くなるが、その一方で支持板２２５の両側での羽根の先端および根元部の位置関係を、各々の羽根部のすべてについてほぼズレの無いようにできるので、支持板２２５近傍での２次流れに伴う強制渦の脈動をより好適に抑制でき、異音（ボコボコ音）もより好適に緩和することができる。

このように、各羽根車２２６を複数積層することで、各支持板２２５の近傍での２次流れに伴う強制渦の脈動が抑制でき、異音（ボコボコ音）を緩和することができる。また、羽根部２２４ならびに空隙部２２７の傾斜によって羽根通過音が揃わなくなるためピーク音（ｎＺ音）についても同時に抑えることができる。これに伴い、同等の騒音レベルに対してファンの回転数を従来より上昇させることができ、従来の貫流ファンにくらべて使用可能な回転数上限を上げることができるため、送風能力をより大きくすることができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

貫流ファン、送風機および羽根車の成形機に適用することができ、特に、複数の羽根車を積層することで形成された貫流ファン、この貫流ファンを備えた送風機および羽根車の成形機に好適である。

本発明の実施の形態に係る貫流ファン２００を備えた空気調和機１００を模式的に示す断面図である。 貫流ファン２００の斜視図である。 羽根車２２６の斜視図である。 羽根車２２６の平面図である。 羽根部２２４およびその近傍の構造を示し、回転中心線Ｏ方向から平面視した羽根部２２４の平面図である。 第１基準面３００および第２基準面３０１の相対的な位置関係を示す図である。 第１基準面３００の第１中心線ＣＬ１と第２基準面３０１の第２中心線ＣＬ２とを一致させると共に、第１基準面３００の第１中心点ＣＰ１と第２基準面３０１の第２中心点ＣＰ２とを回転中心線Ｏ方向に一致させたときの平面図である。 図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。 図５に示すＩＶ−ＩＶ線における断面図である。 従来の貫流ファンと、本実施の形態の貫流ファンとについて、各々同一の筐体に装着し、駆動させることで生じる振動を測定した結果を示すグラフである。 羽根車２２６Ａと羽根車２２６Ｂとの配置状態を示し、貫流ファンを模式的に示す側面図である。 羽根車２２６Ａと羽根車２２６Ｂとの配置状態の変形例を示し、貫流ファンを模式的に示す側面図である。 羽根車２２６Ａと羽根車２２６Ｂとの配置状態についてのもう一つの変形例を示し、貫流ファン２００を模式的に示す側面図である。

符号の説明

１００ 空気調和機、１０２ ケーシング、１１０ 熱交換機、１２０ 風向板、１３０ 舌部、２００ 貫流ファン、２２２，２２３，２２５ 支持板、２２４ 羽根部、２２６ 羽根車、２２７ 空隙部、３００，３０１ 基準面、３１０ 内周側辺部、３１１ 外周側辺部、ＣＬ１，ＣＬ２，Ｐ 中心線、ＣＰ１，ＣＰ２、 中心点、Ｄ１，Ｄ２ 仮想軸線、Ｄ３，Ｄ４ 翼弦線、ｅ，Ｌ１，Ｌ２，ｒ 距離、Ｌ３ 縮小量、Ｌ４ 外周側移動量、Ｏ 回転中心線、Ｑ１，Ｑ２ 外端部、Ｑ３，Ｑ４ 内端部、Ｒ 回転方向、Ｓ１，Ｓ２ 仮想円、Ｗ，θ１ 回転角度、θ２，θ３ 交差角度。

Claims (9)

1. 主表面を有する支持部と、前記支持部の主表面上に間隔をあけて設けられ、前記主表面から立設するように前記支持部に連設された複数の羽根部とを含む羽根車を、中心軸線方向に複数積層し、前記羽根車の羽根部の先端部と、該羽根車と隣り合う他の羽根車の前記支持部とを接続することで形成された貫流ファンであって、
   前記中心軸線に対して垂直な前記羽根部の断面は、前記主表面に連設された前記羽根部の付根部から前記先端部に向かうにしたがって小さくなるように形成され、
   前記中心軸線に対して垂直な前記羽根部の断面の中心は、前記主表面に連設された前記羽根部の付根部から前記先端部に向かうにしたがって、前記中心軸線を中心として回転方向前方側または回転方向後方側に向けて変位すると共に、径方向外方に向けて変位する、貫流ファン。
2. 前記中心軸線に対して垂直な前記羽根部の前記付根部の断面を第１基準面とし、
   前記羽根部の前記先端部の端面を第２基準面とし、
   前記第２基準面が前記第１基準面に対して前記中心軸線を中心としてずれた回転角度を回転角度Ｗとし、
   前記羽根部の前記中心軸線方向の長さを長さＬとし、
   前記第２基準面が前記第１基準面に対して径方向外方側にずれた距離を距離ｒとし、
   前記第１基準面の中心点および中心線と前記第２基準面の中心点および中心線とを一致させたときに、前記第２基準面の外周縁部と前記第１基準面の外周縁部との間が、前記第１および第２基準面の外周縁部の全周に亘って一定の距離とされ、該一定の距離を距離ｅとすると、
   Ｗ／Ｌが０．１５以下でかつｒ／ｅが０．３以上１．５以下とされた、請求項１に記載の貫流ファン。
3. 前記羽根部が互いに間隔をあけて配置されることで、前記回転方向に隣り合う前記羽根部間には空隙部が形成され、
   前記羽根車に規定された複数の前記空隙部のうち、少なくとも１つの空隙部の周方向の幅が、他の空隙部の幅と異なるように、前記羽根部が配置された、請求項１または請求項２に記載の貫流ファン。
4. 前記羽根車は、第１羽根車と、該第１羽根車に対して前記第１羽根車の羽根部の先端部側に隣り合う第２羽根車とを含み、
   前記第１羽根車に形成された空隙部の幅と、該第１羽根車の空隙部に対して隣り合う前記第２羽根車の空隙部の幅とが互いに異なる、請求項３に記載の貫流ファン。
5. 前記第１羽根車に設けられた複数の羽根部のうち、任意の１つの羽根部を第１基準羽根部とし、前記第２羽根車に設けられた複数の羽根部のうち、前記第１基準羽根部に対応する羽根部を第２基準羽根部とすると、
   前記第１基準羽根部の先端部は、前記第２羽根車の支持部の第１主表面に接続され、前記第２羽根車の羽根部は、前記第１主表面と反対側に位置する第２主表面に連設され、
   前記第１基準羽根部の先端部に対し前記第２基準羽根部と異なる前記第２羽根車の羽根部の根元部が隣接するとともに、前記第２基準羽根部の根元部に対し前記第１基準羽根部と異なる前記第１羽根車の羽根部の先端部が隣接する、請求項４に記載の貫流ファン。
6. 前記羽根車は、第１羽根車と、該第１羽根車に対して前記第１羽根車の羽根部の先端部側に隣り合う第２羽根車とを含み、
   前記第１羽根車に形成された空隙部の幅と、該第１羽根車の空隙部に対して隣り合う前記第２羽根車の空隙部の幅とが互いに実質的に一致する、請求項３に記載の貫流ファン。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の貫流ファンを備える、送風機。
8. 前記貫流ファンを収容し、前記貫流ファンによって強制的に送られる風を外部に送風する吹き出し口が形成された筐体と、
   前記筐体内に設けられ、前記貫流ファンに空気を供給する供給領域と、前記貫流ファンから前記吹き出し口に向けて空気を供給する吹出領域とを区画する舌部とをさらに備え、
   前記舌部は、前記貫流ファンの回転軸に対して平行となるように設けられた、請求項７に記載の送風機。
9. キャビティーが形成され、該キャビティーの内表面が、請求項１から請求項６のいずれかに記載の貫流ファンの羽根部の外表面に沿うように形成された、羽根車の成形機。

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