JP5542070B2

JP5542070B2 - 送風機

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Publication number: JP5542070B2
Application number: JP2011012358A
Authority: JP
Inventors: 勝彦吉田; 隆佐藤; 博栄坂井
Original assignee: Twinbird Corp
Current assignee: Twinbird Corp
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2031-01-24
Also published as: TWI554687B; CN102606498A; JP2012154210A; TW201235569A; CN102606498B

Description

本発明は、扇風機等の、軸流ファンを用いた送風機に関するものである。

従来、この種の軸流ファンとして、ボス部と、その外周から放射状に形成された複数枚の翼部から構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、このような軸流ファンは、電動機によって回転させられることで、各々の翼部が気流を連続的に発生させ、全体として軸方向に気流を送るものである。

特開２０００−１１０７８８号公報

しかしながら、このような軸流ファンは、その翼部の中の一枚に着目すると、それ自体が連続的に気流を発生させるものの、前記翼部が円運動するため、発生した気流が螺旋状となる。実際の軸流ファンでは、前記翼部が複数枚設けられるので、それぞれの翼部が発生させた螺旋状の気流が、翼部のピッチ分ずれて重なることになる。このため、気流を受ける対象から観察すると、気流に強弱が生じることになる。そして、気流を受ける対象が人である場合、この気流の強弱が自然風との違いを感じさせる原因となっていた。前記翼部の枚数を増やせば、この問題をある程度緩和することができるものの、十分ではなかった。

本発明は以上の問題点を解決し、強弱変化の少ない連続的な気流を発生させることができる送風機を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の送風機は、軸方向両端が開放した短筒状の枠体と、この枠体の中心部に位置するボス部と、このボス部と前記枠体を接続する複数のスポークからなるスポーク部と、前記枠体の外周側に設けられた複数の翼からなる翼部とを有し、この翼部を構成する翼の内端よりも内側に、前記翼部が発生させた主気流に伴って発生する従気流が流通する空間を形成し、前記スポーク部を、それぞれ複数のスポークを軸回りに等ピッチに設けた前スポーク部と後スポーク部とで構成すると共に、前記前スポーク部に対し後スポーク部を軸回りにずらした軸流ファンを設けたものである。

また、本発明の請求項２に記載の送風機は、請求項１において、前記軸流ファンを回転させるための電動機が収容されたケーシングを有し、このケーシングが、前記軸流ファンの軸方向視で、前記枠体の内側に実質的に収まるように構成すると共に、前記ケーシングの外縁と前記枠体の内縁との間に前記従気流の流入口を設けたものである。

また、本発明の請求項３に記載の送風機は、軸方向両端が開放した短筒状の枠体と、この枠体の中心部に位置するボス部と、このボス部と前記枠体を接続する複数のスポークからなるスポーク部と、前記枠体に設けられた複数の翼からなる翼部とを有し、この翼部を構成する翼の内端よりも内側に、前記翼部が発生させた主気流に伴って発生する従気流が流通する空間を形成し、前記スポーク部を、それぞれ複数のスポークを軸回りに等ピッチに設けた前スポーク部と後スポーク部とで構成すると共に、前記前スポーク部に対し後スポーク部を軸回りにずらした軸流ファンを設けたものである。

更に、本発明の請求項４に記載の送風機は、請求項３において、前記軸流ファンを回転させるための電動機が収容されたケーシングを有し、このケーシングが、前記軸流ファンの軸方向視で、前記翼部の内端が描く軌跡の範囲内に実質的に収まるように構成すると共に、前記ケーシングの外縁と前記各翼の内端との間に前記従気流の流入口を設けたものである。

本発明の請求項１に記載の軸流ファンは、以上のように構成することにより、回転により前記翼部が渦状の主気流を形成すると、この主気流に伴って、前記枠体の内側及び前記翼部の外側に従気流が形成され、これら主気流と従気流が組み合わされて複合気流が形成される。そして、従気流が主気流の強弱を緩和するように流れるので、強弱変化の少ない連続的な複合気流を得ることができる。そして、前記枠体の中心部に位置するボス部と、このボス部と前記枠体を接続する複数のスポークからなるスポーク部を設け、更に、前記スポーク部を、それぞれ複数のスポークを軸回りに等ピッチに設けた前スポーク部と後スポーク部とで構成すると共に、前記前スポーク部に対し後スポーク部を軸回りにずらしたことで、前記翼部よりも内側に、能動的に気流を発生させることなく、電動機に取り付けて回転させることができる。

なお、前記軸流ファンを回転させるための電動機が収容されたケーシングを、前記軸流ファンの軸方向視で、前記枠体の内側に実質的に収まるようにして、前記ケーシングの外縁と前記枠体の内縁との間に前記従気流の流入口を設けることで、前記枠体の内側を気流が通過するのを妨げないようにして、複合気流を良好に形成することができる。

また、本発明の請求項２に記載の軸流ファンは、以上のように構成することにより、回転により前記翼部が渦状の主気流を形成すると、この主気流に伴って、前記翼部の内側及び外側に従気流が形成され、これら主気流と従気流が組み合わされて複合気流が形成される。そして、従気流が主気流の強弱を緩和するように流れるので、強弱変化の少ない連続的な複合気流を得ることができる。そして、前記枠体の中心部に位置するボス部と、このボス部と前記枠体を接続する複数のスポークからなるスポーク部を設け、更に、前記スポーク部を、それぞれ複数のスポークを軸回りに等ピッチに設けた前スポーク部と後スポーク部とで構成すると共に、前記前スポーク部に対し後スポーク部を軸回りにずらしたことで、前記翼部よりも内側に、能動的に気流を発生させることなく、電動機に取り付けて回転させることができる。

また、前記軸流ファンを回転させるための電動機が収容されたケーシングを、前記軸流ファンの軸方向視で、前記翼部の内端が描く軌跡の範囲内に実質的に収まるようにして、前記ケーシングの外縁と前記翼部の内端との間に前記従気流の流入口を設けることで、前記翼部の内側を気流が通過するのを妨げないようにして、複合気流を良好に形成することができる。

本発明の第一の実施形態を示す軸流ファンの外観図であり、（ａ）は軸方向から見た外観図、（ｂ）は軸直方向から見た外観図である。同、Ａ−Ａ断面図である。同、第一の実施形態の軸流ファンを用いた送風機の動作説明図である。本発明の参考例を示す軸流ファン及びそれを用いた送風機の軸方向から見た外観図である。同、Ｂ−Ｂ断面図である。同、動作説明図である。本発明の第二の実施形態を示す軸流ファンの、軸方向から見た外観図である。本発明の第三の実施形態を示す軸流ファンの、軸方向から見た外観図である。

以下、本発明の第一の実施形態について、図１乃至図３に基づいて説明する。１は本発明の軸流ファンである。この軸流ファン１は、枠体２と、ボス部３と、スポーク部４と、翼部５とを有して構成される。前記枠体２は、軸方向の両端が開放した短円筒状に形成される。また、前記ボス部３は、前記枠体２の中央部に位置すると共に、その中心に、電動機の回転軸Ｘに取り付けるための挿入孔６を有する。また、前記スポーク部４は、前記枠体２の中心部に前記ボス部３を同軸に保持するためのものである。そして、前記スポーク部４は、前スポーク部７と後スポーク部８とを有し、それぞれ複数のスポーク９を軸回りに等ピッチに設けることによって構成される。なお、前記前スポーク部７と後スポーク部８は、軸回りに半ピッチずらされる。本例では、前記前スポーク部７及び後スポーク部８は、何れも軸回りに０．４π（ｒａｄ）間隔で５本の前記スポーク９を配列することで構成される。また、本例では、前記前スポーク部７と後スポーク部８は、軸回りに０．２π（ｒａｄ）ずらされる。なお、前記スポーク９は、前記ボス部３から放射方向に延びるように形成される。そして、前記スポーク９は、その断面形状が、何れも回転方向に対し長い角丸の長方形、又は長円形であり、回転方向に対し傾斜しない。従って、前記各スポーク９は、能動的に気流を発生させる構造ではない。また、前記翼部５は、前記枠体２の外周側にのみ、翼１０を軸回りに等ピッチで複数設けることで形成される。本例では、軸回りに０．２π（ｒａｄ）間隔で１０枚の前記翼１０を配列することで構成される。これによって、前記枠体２の内側、即ち前記各翼１０の内端１１よりも内側が、後述する従気流Ｖｓの流通空間Ｐとなる。

そして、前記軸流ファン１を電動機の回転軸Ｘに取り付けて扇風機等の送風機１２を形成した場合、前記電動機が収容されるケーシング１３は、軸方向視で前記枠体２の内側、即ち前記各翼１０の内端１１が描く軌跡の内側に収まる。また、前記ケーシング１３の外縁と前記枠体２の内縁との間には、気流の流入口１４が形成される。但し、扇風機等の送風機を立てるために必要な支柱１５は、前記枠体２の内側に収まらない。

次に、本実施形態の作用について説明する。前記軸流ファン１が前記回転軸Ｘ回りに回転すると、前記翼部５によって主気流Ｖｍが発生する。この主気流Ｖｍは、前記各翼１０によってそれぞれ螺旋状に形成される。これらの主気流Ｖｍは、前記各翼１０によって連続的に発生するものの、各主気流Ｖｍ間は比較的気流が弱い領域となる。一方、前記翼部５が主気流Ｖｍを発生させると、前記翼部５よりも外側、及び前記枠体２の内側の流通空間Ｐに、従気流Ｖｓが発生する。なお、これらの従気流Ｖｓは、前記翼部５又はスポーク部４が能動的に発生させるものではなく、主気流Ｖｍを発生させることによって受動的に発生するものである。即ち、前記翼部５が主気流Ｖｍを発生させることで、この主気流Ｖｍの周囲に比較的低圧となる領域が生じるので、この低圧領域に向かって周囲の空気が流れることで、従気流Ｖｓは発生する。そして、従気流Ｖｓは、このように発生するため、主気流Ｖｍの比較的弱い（即ち比較的低圧）領域に多く流れ込み、主気流Ｖｍの比較的強い（即ち比較的高圧）領域に少なく流れ込む。従って、従気流Ｖｓが主気流Ｖｍの強弱を緩和させるので、主気流Ｖｍと従気流Ｖｓが混合して形成される複合気流Ｖｃは、強弱変化の少ない連続的なものとなる。特に、従気流Ｖｓが、主気流Ｖｍの外側と内側に発生するので、従気流Ｖｓは主気流Ｖｍの強弱変化を良好に緩和することができる。

なお、前述した通り、前記ケーシング１３が、軸方向視で前記枠体２の内側、即ち前記各翼１０の内端１１が描く軌跡の内側に収まり、前記ケーシング１３の外縁と前記枠体２の内縁との間に、気流の流入口１４が形成されるので、従気流Ｖｓは、前記ケーシング１３に妨げられることなく、前記流通空間Ｐに流入する。これによって、複合気流Ｖｃは、良好に形成される。

以上のように、本発明の軸流ファン１は、軸方向両端が開放した短筒状の枠体２と、この枠体２に設けられた複数の翼１０からなる翼部５とを有し、この翼部５を構成する翼１０の内端１１よりも内側に、前記翼部５が発生させた主気流Ｖｍに伴って発生する従気流Ｖｓが流通する流通空間Ｐを形成したことによって、従気流Ｖｓが主気流Ｖｍの強弱を緩和するように流れるので、強弱変化の少ない連続的な複合気流Ｖｃを得ることができるものである。

また、本発明の軸流ファン１は、前記枠体２の中心部にボス部３を設けると共に、このボス部３と前記枠体２を接続する複数のスポーク９からなるスポーク部４を設けることによって、前記枠体２の内側、即ち前記翼部５よりも内側に能動的に断続的な気流を発生させることなく、電動機に取り付けて回転させることができるものである。

更に、本発明の軸流ファン１を用いた送風機１２は、前記軸流ファン１を回転させるための電動機が収容されたケーシング１３を、前記軸流ファン１の軸方向視で、前記枠体２の範囲内、即ち前記翼１０の内端１１が描く軌跡よりも内側に実質的に収まるようにすることによって、前記枠体２の内側の流通空間Ｐを従気流Ｖｓが通過するのを妨げないようにして、複合気流Ｖｃを良好に形成することができるものである。

次に、本発明の参考例について、図４乃至図６に基づいて説明する。２１は本発明の軸流ファンである。この軸流ファン２１は、枠体２２と、翼部２３とを有して構成される。前記枠体２１は、軸方向の両端が開放した短円筒状に形成される。また、前記枠体２１には、複数の永久磁石２４が固定される。また、前記翼部２３は、前記枠体２２の外周側にのみ、翼２５を軸回りに等ピッチで複数設けることで形成される。本例では、軸回りに０．２π（ｒａｄ）間隔で１０枚の前記翼２５を配列することで構成される。

そして、前記軸流ファン２１は、前記枠体２２が環状ケーシング２６の外側に位置するように、この環状ケーシング２６に取り付けられる。この環状ケーシング２６は、その内部に、環状に配列された固定子２７が設けられる。そして、この固定子２７の外側に、複数の前記永久磁石２４が近接して配置される。これによって、これらの永久磁石２４が固定された前記枠体２２自体が、回転子２８となる。そして、前記固定子２７と回転子２８とで、電動機２９が形成される。このようにして、前記軸流ファン２１を前記電動機２９によって回転させる送風機３０が構成される。また、前記環状ケーシング２６の内側、即ち前記各翼２５の内端３１よりも内側が、従気流Ｖｓの流通空間Ｐとなる。

次に、本実施形態の作用について説明する。前記環状ケーシング２６の固定子２７に電力を供給することで、この固定子２７が交番磁界を発生させる。そして、この交番磁界によって、前記回転子２８である前記枠体２２、即ち前記軸流ファン２１が回転する。この軸流ファン２１が回転すると、前記翼部２３によって主気流Ｖｍが発生する。この主気流Ｖｍは、前記各翼２５によってそれぞれ螺旋状に形成される。これらの主気流Ｖｍは、前記各翼２５によって連続的に発生するものの、各主気流Ｖｍ間は比較的気流が弱い領域となる。一方、前記翼部２３が主気流Ｖｍを発生させると、前記翼部２３よりも外側、及び前記環状ケーシング２６の内側の流通空間Ｐに、従気流Ｖｓが発生する。なお、これらの従気流Ｖｓは、前記翼部２３が能動的に発生させるものではなく、主気流Ｖｍを発生させることによって受動的に発生するものである。即ち、前記翼部２３が主気流Ｖｍを発生させることで、この主気流Ｖｍの周囲に比較的低圧となる領域が生じるので、この低圧領域に向かって周囲の空気が流れることで、従気流Ｖｓは発生する。そして、従気流Ｖｓは、このように発生するため、主気流Ｖｍの比較的弱い（即ち比較的低圧）領域に多く流れ込み、主気流Ｖｍの比較的強い領域（即ち比較的高圧）領域に少なく流れ込む。従って、従気流Ｖｓが主気流Ｖｍの強弱を緩和させるので、主気流Ｖｍと従気流Ｖｓが混合して形成される複合気流Ｖｃは、強弱変化の少ない連続的なものとなる。特に、従気流Ｖｓが、主気流Ｖｍの外側と内側に発生するので、従気流Ｖｓは主気流Ｖｍの強弱変化を良好に緩和することができる。

以上のように、本発明の軸流ファン２１は、軸方向両端が開放した短筒状の枠体２２と、この枠体２２に設けられた複数の翼２５からなる翼部２３とを有し、前記枠体２２の内側に設けられる環状ケーシング２６の内側、即ち前記翼部２３を構成する前記翼２５の内端３１よりも内側に、前記翼部２３が発生させた主気流Ｖｍに伴って発生する従気流Ｖｓが流通する流通空間Ｐを形成したことによって、従気流Ｖｓが主気流Ｖｍの強弱を緩和するように流れるので、強弱変化の少ない連続的な複合気流Ｖｃを得ることができるものである。

また、本発明の軸流ファン２１を用いた送風機３０は、前記枠体２２を回転子２８とし、この回転子２８の内側に環状に配列された固定子２７を設け、これら回転子２８及び固定子２７によって電動機２９を形成することで、前記流通空間Ｐ、即ち前記枠体２２の内側を流れる従気流Ｖｓを妨げる要素を可能な限り排除して、従気流Ｖｓをスムーズに流すことができるものである。

次に、本発明の第二の実施形態について、図７に基づいて説明する。なお、本実施形態の作用は、上述した第一の実施形態に準ずるので、説明を省略する。４１は本発明の軸流ファンである。この軸流ファン４１は、枠体４２と、ボス部４３と、スポーク部４４と、翼部４５とを有して構成される。前記枠体４２は、軸方向の両端が開放した短円筒状に形成される。また、前記ボス部４３は、前記枠体４２の中央部に位置すると共に、その中心に、図示しない電動機の回転軸に取り付けるための挿入孔４６を有する。また、前記スポーク部４４は、前記枠体４２の中心部に前記ボス部４３を同軸に保持するためのものである。そして、前記スポーク部４４は、前スポーク部４７と後スポーク部４８とを有し、それぞれ複数のスポーク４９を軸回りに等ピッチに設けることによって構成される。なお、前記スポーク４９は、前記ボス部４３から放射方向に延びるように形成される。そして、前記スポーク４９は、その断面形状が、何れも回転方向に対し長い角丸の長方形、又は長円形であり、回転方向に対し傾斜しない。従って、前記各スポーク４９は、能動的に気流を発生させる構造ではない。また、前記翼部４５は、前記枠体４２の外周側及び内周側に、それぞれ翼５０を軸回りに等ピッチで複数設けることで形成される。これによって、前記各翼５０の内端５１よりも内側が、従気流Ｖｓの流通空間Ｐとなる。

なお、前記軸流ファン４１が取り付けられる図示しないケーシングは、軸方向視で前記各翼５０の内端５１が描く軌跡よりも内側に収まる。また、図示しない前記ケーシングの外縁と各翼５０の内端５１が描く軌跡との間には、気流の流入口が形成される。

次に、本発明の第三の実施形態について、図８に基づいて説明する。なお、本実施形態の作用は、上述した第一及び第二の実施形態に準ずるので、説明を省略する。６１は本発明の軸流ファンである。この軸流ファン６１は、枠体６２と、ボス部６３と、スポーク部６４と、翼部６５とを有して構成される。前記枠体６２は、軸方向の両端が開放した短円筒状に形成される。また、前記ボス部６３は、前記枠体６２の中央部に位置すると共に、その中心に、図示しない電動機の回転軸に取り付けるための挿入孔６６を有する。また、前記スポーク部６４は、前記枠体６２の中心部に前記ボス部６３を同軸に保持するためのものである。そして、前記スポーク部６４は、前スポーク部６７と後スポーク部６８とを有し、それぞれ複数のスポーク６９を軸回りに等ピッチに設けることによって構成される。なお、前記スポーク６９は、前記ボス部６３から放射方向に延びるように形成される。そして、前記スポーク６９は、その断面形状が、何れも回転方向に対し長い角丸の長方形、又は長円形であり、回転方向に対し傾斜しない。従って、前記各スポーク６９は、能動的に気流を発生させる構造ではない。また、前記翼部６５は、前記枠体６２の内周側に、それぞれ翼７０を軸回りに等ピッチで複数設けることで形成される。これによって、前記各翼７０の内端７１よりも内側が、従気流Ｖｓの流通空間Ｐとなる。

なお、前記軸流ファン６１が取り付けられる図示しないケーシングは、軸方向視で前記各翼７０の内端７１が描く軌跡よりも内側に収まる。また、図示しない前記ケーシングの外縁と各翼７０の内端７１が描く軌跡との間には、気流の流入口が形成される。

なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した第一、第二、第三の実施形態では、スポークの断面を角丸長方形又は長円形としたが、それ自体が気流を能動的に発生させない形状であれば、他の断面形状、例えば円形や楕円形であってもよい。また前記スポークは、ボス部から放射方向に対し傾斜するようにしてもよい。

１，４１，６１軸流ファン
２，４２，６２枠体
３，４３，６３ボス部
４，４４，６４スポーク部
５，４５，６５翼部
７，４７，６７前スポーク部
８，４８，６８後スポーク部
９，４９，６９スポーク
１０，５０，７０翼
１１，５１，７１内端
１２送風機
１３ケーシング
１４流入口
Ｐ流通空間
Ｖｍ主気流
Ｖｓ従気流
Ｖｃ複合気流

Claims

軸方向両端が開放した短筒状の枠体と、この枠体の中心部に位置するボス部と、このボス部と前記枠体を接続する複数のスポークからなるスポーク部と、前記枠体の外周側に設けられた複数の翼からなる翼部とを有し、この翼部を構成する翼の内端よりも内側に、前記翼部が発生させた主気流に伴って発生する従気流が流通する空間を形成し、前記スポーク部を、それぞれ複数のスポークを軸回りに等ピッチに設けた前スポーク部と後スポーク部とで構成すると共に、前記前スポーク部に対し後スポーク部を軸回りにずらした軸流ファンを設けたことを特徴とする送風機。
前記軸流ファンを回転させるための電動機が収容されたケーシングを有し、このケーシングが、前記軸流ファンの軸方向視で、前記枠体の内側に実質的に収まるように構成すると共に、前記ケーシングの外縁と前記枠体の内縁との間に前記従気流の流入口を設けたことを特徴とする請求項１記載の送風機。
軸方向両端が開放した短筒状の枠体と、この枠体の中心部に位置するボス部と、このボス部と前記枠体を接続する複数のスポークからなるスポーク部と、前記枠体に設けられた複数の翼からなる翼部とを有し、この翼部を構成する翼の内端よりも内側に、前記翼部が発生させた主気流に伴って発生する従気流が流通する空間を形成し、前記スポーク部を、それぞれ複数のスポークを軸回りに等ピッチに設けた前スポーク部と後スポーク部とで構成すると共に、前記前スポーク部に対し後スポーク部を軸回りにずらした軸流ファンを設けたことを特徴とする送風機。
前記軸流ファンを回転させるための電動機が収容されたケーシングを有し、このケーシングが、前記軸流ファンの軸方向視で、前記翼部の内端が描く軌跡の範囲内に実質的に収まるように構成すると共に、前記ケーシングの外縁と前記各翼の内端との間に前記従気流の流入口を設けたことを特徴とする請求項３記載の送風機。