JP5659406B2 - クロスフローファン - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の室内ユニットにおいて、騒音低減、特に回転数と羽根枚数に依存する回転音の低減を図ることができるクロスフローファンに関するものである。

従来のクロスフローファンについて、図６を参照して説明する。図６において、クロスフローファン１は、ブレード１１、１２と複数の端板１３とからなり、複数の端板１３を軸方向の中心に対して対称に配置すると共に、端板１３それぞれの間の間隔を軸方向の中央部と両端部において他の部分よりも狭くしたものである。

実開昭６４−４１６９０号公報

しかしながら、前記従来のクロスフローファンでは、ファン全長にわたって発生するＮＺ音に対して有利であるが、局所的に発生する場合、特に、端部近傍から発生するＮＺ音に対しては十分な効果が得られない。一般にクロスフローファンを搭載する空気調和機においては、ファンを回転させるモータ側に電装部品がある。そのため、モータや電装部品が備えられた側のクロスフローファンの端部において、吸い込み流れ又は吹き出し流れが乱れ、ＮＺ音の発生が助長される。このように、従来のクロスフローファンは、ファンの局所から発生するＮＺ音に対しては、効果的でなかった。

前記従来の課題を解決するために、本発明のクロスフローファンは、モータ取付側端部から順に隣接させて第１羽根車と、第２羽根車と、第３羽根車とを備え、第１羽根車の回転軸方向の長さは、第２の羽根車の回転軸方向の長さより長く、第３羽根車の回転軸方向の長さより短いとしたものである。

本発明のクロスフローファンは、ファンの端部付近から発生するＮＺ音を低減することができる。

本発明の実施の形態におけるクロスフローファンを搭載した空気調和機の室内ユニットの斜視図 本発明の実施の形態におけるクロスフローファンを搭載した室内ユニットの断面図 本発明の実施の形態１におけるクロスフローファンの正面図 本発明の実施の形態２におけるクロスフローファンの正面図 本発明の実施の形態３におけるクロスフローファンの正面図 従来のクロスフローファンの正面図

第１の発明は、外周寄りに複数の羽根を有する羽根車を複数備えるとともに、モータが取付けられるモータ取付側端部と、モータ取付側端部の他端に軸受側端部とを備えたクロスフローファンにおいて、モータ取付側端部から順に隣接させて第１羽根車と、第２羽根車と、第３羽根車とを備え、第１羽根車の回転軸方向の長さは、第２の羽根車の回転軸方向の長さより長く、第３羽根車の回転軸方向の長さより短いものである。

これによれば、第２羽根車が音の発生方向を変えるとともに、第１羽根車が圧力を上昇させ、第３羽根車が送風性能を向上させることで、送風性能を低下させることなく、端部で局所的に発生するＮＺ音を低減することができる。

第２の発明は、第１の発明において、第３羽根車と軸受側端部との間の羽根車は、回転軸方向の長さが、第２羽根車または第３羽根車の回転軸方向の長さと同じであるものである。

これによれば、ＮＺ音を低減することができるとともに、残りの羽根車を最も長い第３羽根車と同じ長さとすることにより、ファンとして送風性能を十分に発揮する。あるいは、最も短い第２羽根車と同じ長さとすることにより、ファンとして強度・剛性が強くなり、静止たわみ量を小さくすることができる。また、金型共用ができ生産性が向上できる。

第３の発明は、第１の発明において、第３羽根車と軸受側端部との間には、回転軸方向の長さが第２羽根車と同じである羽根車と、回転軸方向の長さが第３羽根車と同じである羽根車とが交互に配置されたものである。

これによれば、さらに、異なる風速分布を形成され、発生する音響インテンシティがそれぞれ異なるため、一定の周波数で発生するＮＺ音を緩和することができる。

以下に本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態におけるクロスフローファンを備えた空気調和機の室内ユニットの斜視図であり、図２は同室内ユニットの図１に示したＩ−Ｉ断面における断面図である。図１において、空気調和機の室内ユニットの本体２は、前面または上面に設けられた吸込口３と下面前方に設けられた吹出口５を備えている。図２において、本体２の内部には、略逆Ｖ字型の熱交換器４と、熱交換器４の略逆Ｖ字型形状の間に配置されたクロスフローファン１とを備えている。

クロスフローファン１から吹出口５までの通風路６は、クロスフローファン１の前側の近接した部分で回転軸方向に延設されたスタビライザ７と、スタビライザ７から吹出口５の上側までに形成された上面壁と、クロスフローファン１の後側から吹出口５にかけて下面壁を形成するリアガイダ８と、左右の側壁とから形成されている。また、通風路６の下流側には、断面が略円弧状で、吹き出し空気の上下方向の向きを制御する上下羽根９と、吹き出し空気の左右方向の向きを制御する左右羽根１０とを備えている。

クロスフローファン１がモータ（図示せず）により回転することにより、室内空間から空気が、吸込口３を経由して本体２に流れ込む。さらに熱交換器４を通過して、熱交換がなされクロスフローファン１に流入される。クロスフローファン１から流出した空気は、スタビライザ７、リアガイダ８などで構成される通風路６を経由して、吹出口５から室内空間に吹き出される。この時、上下方向の向きを制御する上下羽根９と、左右方向の向きを制御する左右羽根１０とで、気流の方向制御がなされる。

図３は本発明の形態におけるクロスフローファンの正面図である。クロスフローファン１は、複数の羽根車（ブレード）１１を軸方向に並べて支え円板（端板）１３を介して結
合して構成されている。それぞれの羽根車（ブレード）１１は、外周寄りに回転軸に平行な複数の羽根２２を備えている。クロスフローファン１の一方の端部には、モータ（図示せず）の軸を接続するための穴であるボス１４を有するモータ取付側端板１３Ａが備えられ、他端には、通風路６の側壁に設けられた軸受け（図示せず）に挿入する軸１５を有する軸受側端板１３Ｂとが備えられている。以下、モータ取付側端板１３Ａが設けられた側の端部をモータ取付側端部、軸受側端板１３Ｂが設けられた側の端部を軸受側端部として説明する。

クロスフローファン１のモータ取付側端板１３Ａ側に位置する第１羽根車１１Ａと、第１羽根車１１Ａと端板１３を介して設けられた第２羽根車１１Ｂと、第２羽根車１１Ｂと端板１３を介して設けられた第３羽根車１１Ｃとは、それぞれを構成する羽根２２の長さが異なっている。そして、第１羽根車１１Ａを構成する羽根２２の長さは、第２羽根車１１Ｂを構成する羽根２２の長さより長く、第３羽根車１１Ｃを構成する羽根２２の長さより短く構成されている。すなわち、第１羽根車１１Ａ、第２羽根車１１Ｂ、第３羽根車１１Ｃのそれぞれの回転軸方向の長さをＡ、Ｂ、Ｃとすると、長さの関係はＢ＜Ａ＜Ｃなっている。

また、第３羽根車１１Ｃと軸受側端板１３Ｂとの間に設けられた羽根車１１は、回転軸方向の長さが、第３羽根車１１Ｃの回転軸方向の長さと同じとなるように構成されている。

このように、クロスフローファン１のモータ取付側端部から３個までの羽根車の各々の長さを変えている。クロスフローファンを搭載する空気調和機においては、ファンを回転させるモータ側に電装部品が配置される。また、空気調和機に付加機能が追加される場合には、付加機能のための電装部品は一般にモータ側に配置される。このような、付加機能として、例えば、電気集塵機、脱臭機、イオン発生器などがあげられる。そのため、これらの電装部品やモータが配置されることにより、モータ取付側端部付近の吸い込み流れ又は吹き出し流れが乱れ、ＮＺ音の発生が助長される。

しかし、本実施の形態のように、モータ取付側端部から３個までの羽根車の各々の長さを変えることにより、風速分布を変えて音の発生もランダム性が助長される。モータ取付側端部から離れた第３羽根車１１Ｃは、ファンとして送風性能を発揮できる位置であり、そのため、最も長くすることにより、送風性能を向上させることができる。また、モータ取付側端部の影響を受け、通風抵抗が増加している第１羽根車１１Ａが位置する領域では、送風性能（圧力）を向上させておく必要があり、第１羽根車１１Ａの長さを第３羽根車１１Ｃにつづいて長くする。第１羽根車１１Ａが隣接するモータ取付側端板１３Ａモータ軸を取り付けるボス１４を有しており、そのボス１４の周囲は振動を抑制するための防振ゴムで構成されている。そこで、第１羽根車１１Ａは、振動の抑制と強度をアップするために長さを短くすることが求められる。そのため、第３羽根車１１Ｃより短くする。

そして、第１羽根車１１Ａと、第３羽根車１１Ｃとに挟まれた第２羽根車１１Ｂについては、第１羽根車１１Ａ、第３羽根車１１Ｃと比較してかなり小さくして、音の発生方向（音響インテンシティ）を変える。これによって、ＮＺ音が緩和される。

以上のように、本実施の形態のクロスフローファンは、第１羽根車１１Ａの回転軸方向の長さを、第２羽根車１１Ｂより長く、第３羽根車１１Ｃより短くすることで、第２羽根車１１Ｂが音の発生方向を変えるとともに、第１羽根車１１Ａが圧力を上昇させ、第３羽根車１１Ｃが送風性能を向上させることで、送風性能を低下させることなく、端部で局所的に発生するＮＺ音（回転数と羽根枚数に依存する回転音）を低減することができる。

また、第３羽根車１１Ｃと軸受側端板１３Ｂとの間に設けられた複数の羽根車１１を、すべて第３羽根車１１Ｃと同じ長さにすることにより、送風性能を向上させる。すなわち、最も長い第３羽根車１１Ｃと同じ羽根２２を用いることにより、ファンとして送風性能を十分に発揮する。また、第３羽根車１１Ｃと同じ形状の羽根車を用いることができるため、金型共用ができ生産性が向上できる。

（実施の形態２）
図４は本発明の第２の形態におけるクロスフローファン１の正面図である。本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、第３羽根車１１Ｃと軸受側端板１３Ｂとの間に設けられた複数の羽根車１１を、すべて第２羽根車１１Ｂと同じ長さにした点である。これによれば、強度・剛性が強いファンとなる。すなわち、最も短い第２羽根車１１Ｂと同じ羽根２２を用いることにより、ファンとして強度・剛性が強くなり、静止たわみ量を小さくすることができる。また、第２羽根車１１Ｂと同じ形状の羽根車を用いることができるため、金型共用ができ生産性が向上できる。

（実施の形態３）
図５は本発明の第２の形態におけるクロスフローファンの正面図である。本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、第３羽根車１１Ｃと軸受側端板１３Ｂとの間に設けられた複数の羽根車１１を、第２羽根車１１Ｂと第３羽根車１１Ｃとを交互に配置して構成した点である。これによれば、ファン全領域から発生するＮＺ音を軽減させることができる。すなわち、第３羽根車１１Ｃと軸受側端板１３Ｂとの間に設けられた複数の羽根車１１が異なる長さの羽根２２を供えていることにより、異なる風速分布を形成され、発生する音響インテンシティがそれぞれ異なるため、一定の周波数で発生するＮＺ音を緩和することができる。また、第２羽根車１１Ｂと第３羽根車１１Ｃと同じ形状の羽根車を用いることができるため、金型共用ができ生産性が向上できる。

以上のように、本発明のクロスフローファンは、回転音（ＮＺ音）などの特定の周波数の異音を緩和することができる。よって、送風機の低騒音化を図ることができ、家庭用、業務用、自動車用などの空気調和機に搭載されている送風機の用途に適用できる。

１ クロスフローファン
２ 本体
３ 吸込口
４ 熱交換器
５ 吹出口
６ 通風路
７ スタビライザ
８ リアガイダ
９ 上下羽根
１０ 左右羽根
１１ 羽根車（ブレード）
１１Ａ 第１羽根車
１１Ｂ 第２羽根車
１１Ｃ 第３羽根車
１３ 端板
１３Ａ モータ取付側端板
１３Ｂ 軸受側端板
１４ ボス
１５ 軸
２２ 羽根

Claims (3)

1. 外周寄りに複数の羽根を有する羽根車を複数備えるとともに、モータが取付けられるモータ取付側端部と、前記モータ取付側端部の他端に軸受側端部とを備えたクロスフローファンにおいて、前記モータ取付側端部から順に隣接させて第１羽根車と、第２羽根車と、第３羽根車とを備え、前記第１羽根車の回転軸方向の長さは、前記第２の羽根車の回転軸方向の長さより長く、前記第３羽根車の回転軸方向の長さより短いことを特徴とするクロスフローファン。
2. 前記第３羽根車と前記軸受側端部との間の羽根車は、回転軸方向の長さが、前記第２羽根車または前記第３羽根車の回転軸方向の長さと同じであることを特徴とする請求項１に記載のクロスフローファン。
3. 前記第３羽根車と前記軸受側端部との間には、回転軸方向の長さが前記第２羽根車と同じである羽根車と、回転軸方向の長さが前記第３羽根車と同じである羽根車とが交互に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のクロスフローファン。