JP5465021B2

JP5465021B2 - ターボファン及びこのターボファンを備えた空気調和機

Info

Publication number: JP5465021B2
Application number: JP2010012415A
Authority: JP
Inventors: 誠栗原; 敦史枝吉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2030-01-22
Also published as: JP2011149367A

Description

本発明は、ターボファン及びこのターボファンを備えた空気調和機に関するものである。

従来の遠心ファンに、羽根と主板を発泡樹脂材で形成し、シュラウドと羽根後縁部とをＡＳやＡＢＳ樹脂で形成することにより、軽量化、耐衝撃性及び振動減衰性の向上、低コスト化をはかったものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、十分な剛性を有する樹脂素材の構造体に、発泡樹脂を吹き付けた翼を持つ円筒形ロータ・ラジアル送風機の羽根車が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−５４５９４号公報（第５−７頁、図１、図７）特表２００８−５４５０８６号公報（第５−７頁、図１−２）

特許文献１及び２に開示された従来の送風機においては、翼の複雑な３次元化（ねじり形状やセレーション等の採用）を実現するために、複数の部品で構成した翼を採用している。そのため、型構造による翼形状の制約が受けにくくなり、翼内部を中空構造とすることで軽量化をはかっている。しかし、このような構造では、組立工数が増えるばかりでなく、組立バラツキの悪化や製造コストの増加を招いていた。
また、翼に嵌合部があるため、異常音や回転バランスの悪化、さらには強度低下を生じ易く、これらを防止するために成形精度を高めなければならず、このためさらにコストが増加する等の問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、翼を軽量かつ一体化することにより、構造が簡単で部品点数が少なく製造コストを低減することができ、その上異常音の発生や性能のバラツキを抑制することのできるターボファン及びこのターボファンを備えた空気調和機を提供することを目的としたものである。

本発明に係るターボファンは、ファンモータに駆動される主板、空気吸込み口を有するシュラウド、及び前記主板とシュラウドとの間に設置された複数の翼からなり、前記翼を、熱可塑性樹脂又は金属材料からなり前記翼の形状に沿った形状で上下方向と直交する穴が設けられた補強材を発泡樹脂部に上下方向に貫通させてインサートして形成するとともに、補強材の後縁側を発泡樹脂部から露出させ、翼形状に沿うように形成したものである。

また、本発明に係る空気調和機は、上記のターボファンを備えたものである。

本発明によれば、設計の自由度を低下することなく翼を軽量化かつ一体化することができ、その上異常音の発生を抑制することができ、低騒音化が図れるターボファン及びこのターボファンを備えた空気調和機を得ることができる。また、発泡樹脂部から露出させている補強材の後縁により、低騒音化に必要な形状の自由度を拡大することができる。

本発明の実施の形態１に係るターボファンの斜視図である。図１の模式的断面図である。図１の翼の斜視図である。本発明の実施の形態２に係るターボファンの翼の斜視図である。本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内機の説明図である。

〔実施の形態１〕
図１は本発明の実施の形態１に係るターボファンの斜視図、図２は図１の模式的断面図である。
ターボファン１の底部を構成する主板２の中心部には凸状部３が形成されて、後述のファンモータの出力軸に固定されて回転駆動されるボス４が設けられている。そして、空気吸込み６を有し、主板２の上方に配設されたシュラウド５と主板２との間には、複数の翼１０が所定の角度、かつ周方向に所定の間隔で固定されている。

翼１０は図３に示すように、発泡樹脂部１１と、翼形状に沿った形状の熱可塑性樹脂からなり、上下方向と直交して複数の穴１３が設けられ、発泡樹脂部１１に上下方向に貫通させてインサートされた補強材１２とからなっている。そして、補強材１２の上部１２ａ（シュラウド５側）、下部１２ｂ（主板２側）及び後縁部１２ｃは、発泡樹脂部１１から露出している（以下、補強材１２の上部露出部１２ａ、下部露出部１２ｂ、後部露出部１２ｃという）。

上記のような翼１０を製造する場合は、先ず、熱可塑性樹脂により翼形状に沿った形状で穴１３を有する補強材１２を成形する。そして、この補強材１２を翼１０の形状を有する型に入れ、発泡樹脂を充填することにより翼１０が形成される。
このとき、補強材１２には複数の穴１３が設けられているので、この穴１３に発泡樹脂が充填されることにより、発泡樹脂の強度を確保できると共に、補強材１２との密着性を向上することができる。さらに、熱可塑性樹脂の量を減らせるので、軽量化することができる。

このようにして製造された翼１０は、図１、図２に示すように、主板２の上にその前縁部１４を中心部側（ボス４側）にして、周方向に所定の角度、所定の間隔で配置し、発泡樹脂部１１から露出している下部露出部１２ｂを超音波溶着により主板２に接合する。ついで、翼１０の上にシュラウド５を配置し、発泡樹脂部１１から露出している上部露出部１２ａを超音波溶着によりシュラウド５に接合する。なお、超音波溶着に代えて接着剤により接着し、あるいはねじ止めにより接合してもよい。なお、上記の説明では、補強材１２を熱可塑性樹脂により形成した場合を示したが、鉄、アルミニウムなどの金属材料で形成してもよい。

本実施の形態に係るターボファンは、翼１０を発泡樹脂部１２と、熱可塑性樹脂からなる補強材１２とにより構成したので、設計の自由度を低下させることなく軽量化を実施することができる。
また、翼１０は発泡樹脂部１１と補強材１２とにより一体成形（インサート成形）しているため、耐衝撃性、耐振性にすぐれているばかりでなく、従来の翼のように嵌合部がないので、製造が簡単で組立工数を減らすことができ、これらにより、コストを低減することができる。

さらに、組立てのバラツキを小さくすることができ、また嵌合部で発生する異常音などを無くすことができる。なお、補強材１２は翼１０の後縁部１５からも発泡樹脂部１１から露出しているので、この後部露出部１２ｃにより、低騒音化に必要な後縁部１５の形状の自由度を拡大することができる。

〔実施の形態２〕
図４は本実施の形態２に係るターボファンの翼の斜視図である。なお、実施の形態１と同じ部分には、これと同じ符号を付してある。
実施の形態１では、翼１０の後縁部１５（補強材１２の後部露出部１２ｃ）を鋭角状に形成した場合を示したが、本実施の形態は、翼１０の後縁部１５から露出した補強材１２の後部露出部１２ｃを、鋸歯状（鋸止状部１６）に形成したものである。

本実施の形態においても実施の形態１の場合とほぼ同様の効果を得ることができるが、さらに、翼１０の後縁部１５から露出した補強材１２の後部露出部１２ｃに鋸歯状部１６を設けたのでターボファンの低騒音化をさらに向上することができる。なお、翼１０の後縁部１５から露出した補強材１２の後部露出部１２ｃの形状は、鋸歯状に限定するものではなく、適宜の形状を施すことにより低騒音化をはかることができる。

〔実施の形態３〕
図５は本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内機の説明図で、実施の形態１又は２のターボファンを備えたものである。
２０は天井３０の裏側に埋設設置され、下面開口部が天井３０の開口部３１から露出した天井埋込み型の室内機で、本体外郭２１の下面開口部から天井３０の開口部３１の周縁にかけて、吸込み口２３及び吹出し口２４を有する化粧パネル２２が取付けられている。２５は吸込み口２３の下流側に配設されたフィルタである。

２６は本体外部２１の天板に取付けられたファンモータで、その出力軸には、シュラウド５の空気吸込み口６を化粧パネル２２の吸込み口２３側に位置して配設されたターボファン１のボス４が固定されている。２７は化粧パネル２２の吸込み口２３と、ターボファン１のシュラウド５の空気吸込み口６との間に設置されたベルマウス、２８はターボファン１の外周に設置された熱交換器である。

上記のような天井埋込み型の室内機２０を有する空気調和機において、運転を開始するとファンモータ２６が回転駆動され、これに固定されたターボファン１が回転する。ターボファン１の回転により室内の空気が吸込み口２３から吸込まれてフィルタ２５により清浄化され、ベルマウス２７からターボファン１に流入し、翼１０の間から外周に向って流出する。ターボファン１から流出した空気は熱交換器２８を通過し、ここで冷風又は温風の調和空気となり、吹出し口２４から室内に吹き出される。

本実施の形態によれば、送風機に実施の形態１又は２に係るターボファン１を用いたので、空気調和機の軽量化、低騒音化を実施することができる。
上記の説明では、空気調和機の図示の室内機に本発明に係るターボファンを用いた場合を示したが、これに限定するかではなく、他の構造の室内機であってもよい。さらに、空気調和機の室外機や空気清浄器などにも本発明に係るターボファンを用いることができる。

１ターボファン、２主板、４ボス、５シュラウド、６空気吸込み口、１０翼、１１発泡樹脂部、１２補強材、１２ａ上部露出部、１２ｂ下部露出部、１２ｃ後部露出部、１３穴、１６鋸歯状部、２０空気調和機の室内機。

Claims

ファンモータに駆動される主板、空気吸込み口を有するシュラウド、及び前記主板とシュラウドとの間に設置された複数の翼からなり、
前記翼を、熱可塑性樹脂又は金属材料からなり前記翼の形状に沿った形状で上下方向と直交する穴が設けられた補強材を発泡樹脂部に上下方向に貫通させてインサートして形成するとともに、
前記補強材の後縁側を前記発泡樹脂部から露出させ、翼形状に沿うように形成したことを特徴とするターボファン。
前記補強材の後縁側は、鋭角状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のターボファン。
前記補強材の主板側及びシュラウド側が前記発泡樹脂部から露出していることを特徴とする請求項１又は２記載のターボファン。
前記翼を、前記発泡樹脂部から露出している補強材により前記主板及びシュラウドに接合したことを特徴とする請求項３記載のターボファン。
前記発泡樹脂部から露出した補強材に鋸歯状部を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のターボファン。
前記請求項１〜５のいずれかのターボファンを備えたことを特徴とする空気調和機。