JP5949750B2 - クロスフローファン - Google Patents

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Description

本発明は、クロスフローファンに関する。
従来のクロスフローファンには、羽根車のファンモータ側の支持板にファンモータのモータシャフトと締結するためのボス部が設けられているものがある。このボス部のネジ穴からネジがねじ込まれ、ネジでモータシャフトが締め付けられることによって、クロスフローファンの羽根車がモータシャフトに固定される。例えば、特許文献1(特開2000−205179号公報)の図24には、羽根車の支持板からモータに突出したボス部に固定用ビスが取り付けられる例が示されている。しかし、このように羽根車の外側にボス部を突出させると、クロスフローファンの羽根車の全長をボス部の長さだけ短くしなければならなくなる。
そこで、特許文献1や特許文献2(特開平8−159081号公報)に記載のクロスフローファンでは、ボス部を羽根車の内部に設け、クロスフローファンの羽根車の全長を長くして送風性能を改善する発明が提案されている。しかし、このようにモータシャフトにネジを締結するためのボス部を羽根車の中に向けて突出させると、羽根車の羽根の間からネジを締結するための工具を差し込まなければならなくなる。そのため、特許文献2に記載の発明では、他の羽根車に対して、モータ側の羽根車の羽根を1枚乃至は2枚取り除いて羽根の枚数を少なくすることで、工具を差し込む隙間を形成している。また、特許文献1に記載されているクロスフローファンでも、部分的に羽根を取り除いて工具を差し込む隙間を形成している。
ところが、特許文献1や特許文献2のように羽根を取り除くと、その前後の羽根に掛かる負荷が他の羽根より極端に大きくなるために異音が発生したり、サージング現象(逆流)を発生させたりする恐れがある。また、翼間が広がると、運転停止中に充電部であるモータシャフトと接している締結用ネジに指などが触れることで感電する恐れがある。
それらの対策として、特許文献1のクロスフローファンでは、羽根抜きされた羽根車の羽根長を極端に短くして異音の影響を小さくすると共に、吹出し口から指が挿入できないようにしている。さらには、羽根車において羽根抜きされた部分の支持板を切り欠く構成も特許文献1では提案されている。このような特許文献1の構成でも、吹出し口端周辺部に支持板の一部が設けられるため吹出し口端部の風速が落ちて冷房運転時に高負荷が掛かったときには逆流が生じることから、送風特性の悪化やサージング音の発生を十分に抑制できてはいない。
そこで、異音の抑制や指の挿入を防止するためには、特許文献1の図26や図27などに記載されているような1枚又は2枚の羽根に丸穴や正方形の穴などを設けることが考えられる。
しかし、製品組立時に、丸穴や正方形の穴から締め付け工具を挿入すると、工具先端及びネジが見えにくくなって作業性が悪くなる。
本発明の課題は、クロスフローファンについて、送風特性の悪化及び異音の発生を抑制しながら、電気的な面からの安全性の向上及び製品組立性の改善を図ることである。
本発明の第1観点に係るクロスフローファンは、回転軸の周りに回転軸に沿って縦に延びるように配置されている複数の羽根と、複数の羽根に取り囲まれた内部空間に突出するとともに内部空間から締結ネジがねじ込まれるネジ穴が形成されているボス部を有する第1支持板と、を備え、横方向に隣接する所定の2枚の羽根は、ネジ穴の中心軸の延長線上に設けられた縦横が等しい第1開口部と、第1開口部から縦に延びるように延長されている延長開口部とを有する。
第1観点に係るクロスフローファンによれば、第1開口部が延長されているので、延長された部分から締結工具先端及び締結ネジが見易くなり、作業性が向上する。また、縦横が等しい第1開口部が延長されているだけのため、送風特性の悪化及び異音の発生並びに電気的な面からの安全性の低下を抑制することができる。
本発明の第2観点に係るクロスフローファンは、第1観点に係るクロスフローファンにおいて、所定の2枚の羽根は、第1開口部の横幅よりも延長開口部の横幅が狭くなるように形成されている、ものである。
第2観点に係るクロスフローファンによれば、延長開口部の横幅を狭くすることで、延長開口部によって締結工具先端及び締結ネジの視認性を確保しながら、延長開口部においては隙間が狭く指などが入るのが抑制される。
本発明の第3観点に係るクロスフローファンは、第1観点のクロスフローファンにおいて、複数の羽根を挟んで第1支持板とは反対側に設けられる第2支持板をさらに備え、複数の羽根は、第2支持板と一体的に成形され、所定の2枚の羽根は、延長開口部が第1開口部と同じ幅か又はそれよりも広い幅で第1支持板にまで延長されている、ものである。
第3観点に係るクロスフローファンによれば、一体成形されている第2支持板とは反対側の第1支持板の方に延長開口部が延ばされるので、第2支持板と羽根との一体成形のための金型において例えばスライド機構を省くことができるなどの簡素化ができる。
本発明の第4観点に係るクロスフローファンは、第1観点から第3観点のいずれかのクロスフローファンにおいて、所定の2枚の羽根は、延長開口部が少なくとも第1開口部から第1支持板とは反対の側に延長され、延長開口部の端部から第1支持板までの距離がボス部から所定の2枚の羽根の外周端までの距離以下になるように形成されている、ものである。
第4観点に係るクロスフローファンによれば、延長開口部の端部から第1支持板までの距離を制限することで、異音の発生が増加するのを抑制することができる。一方、締結工具を挿入する際のネジの視認に斜視45度以上の状態が必要になることが稀なため、このような距離の制限による組立作業の作業性低下はほとんどみられない。
本発明の第5観点に係るクロスフローファンは、第1観点から第4観点のいずれかのクロスフローファンにおいて、所定の2枚の羽根が形成されている第1ファンブロックと、所定の2枚の羽根が形成されていない第2ファンブロックを含み、所定の2枚の羽根は、ピッチ角が第2ファンブロックの羽根のピッチ角よりも大きくなるように配置されている、ものである。
第5観点に係るクロスフローファンによれば、ピッチ角を大きくすることで、第1開口部を形成するために羽根から削り取られる領域が小さくなるため、羽根の断面積の減少を抑制して、羽根の剛性が低下するのを抑制することができる。
本発明の第6観点に係るクロスフローファンは、第1観点から第5観点のいずれかのクロスフローファンにおいて、所定の2枚の羽根は、第1開口部における断面積の和が、他の羽根の断面積の1.5枚分以上2.5枚分以下に相当するように他の羽根よりも厚肉に形成されている、ものである。
第6観点に係るクロスフローファンによれば、所定の2枚の羽根を厚肉に形成することで第1開口部を形成することによる羽根の断面積を増加して、羽根の強度が低下するのを抑制することができる。また、第1開口部の形成により崩れた羽根間の重さの不均一さを是正して、第1開口部の形成により崩れたバランスを修正するための工数を削減することができる。
本発明の第7観点に係るクロスフローファンは、第1観点から第6観点のいずれかのクロスフローファンにおいて、所定の2枚の羽根の外周端を連結する補助結合部材をさらに備える、ものである。
第7観点に係るクロスフローファンによれば、補助結合部材で連結しているため、目視の邪魔にはならずに所定の2枚の羽根の補強を行って羽根の間隔が広がり難くなることから、電気的な面からの安全性を向上させることができる。また、補助結合部材の重さによって第1開口部の形成により崩れたバランスを補う効果が期待できる。
本発明の第8観点に係るクロスフローファンは、第1観点から第7観点のいずれかのクロスフローファンにおいて、所定の2枚の羽根は、延長開口部が縦の2方向に向かって第1開口部の両側から延長されている、ものである。
第8観点に係るクロスフローファンによれば、第1開口部の両側に延長されているので、第1開口部の両側において視認性が向上する。
本発明の第1観点に係るクロスフローファンでは、送風特性の悪化及び異音の発生を抑制しながら、電気的な面からの安全性の向上及び製品組立性の改善を図ることができる。
本発明の第2観点に係るクロスフローファンでは、視認性の確保と電気的な面からの安全性の向上とを同時に図ることができる。
本発明の第3観点に係るクロスフローファンでは、安価な金型を用いることができ、さらに成形サイクルを短くでき、クロスフローファンを安価に提供できる。
本発明の第4観点に係るクロスフローファンでは、組立作業の作業性の低下を抑えるとともに、送風特性の悪化及び異音の発生の増加を抑制することができる。
本発明の第5観点に係るクロスフローファンでは、羽根の剛性の低下によって指などが入り易くなって電気的な面からの安全性が低下するのを防止することができる。
本発明の第6観点に係るクロスフローファンでは、羽根の剛性の低下によって指などが入り易くなって電気的な面からの安全性が低下するのを防止するとともに、バランス修正の手間を省いて第1開口部の形成による価格の上昇を抑制することができる。
本発明の第7観点に係るクロスフローファンでは、指などが入り易くなって電気的な面からの安全性が低下するのを防止することができる。
本発明の第8観点に係るクロスフローファンでは、作業性の向上を図ることができる。
空気調和装置の室内機の概要を示す断面図。 第1実施形態に係るクロスフローファンの羽根車の概要を示す斜視図。 室内機内のクロスフローファンの概要を示す概念図。 クロスフローファンの羽根車の組み立ての一工程を説明するための斜視図。 第1実施形態のファンブロックの構成の一例を示す側面図。 従来のファンブロックの構成例を説明するための側面図。 第1実施形態のファンブロックの構成を説明するための平面図。 図7のA部を拡大した拡大平面図。 第1実施形態の羽根車の組み込み方法を説明するための部分拡大斜視図。 第2実施形態のファンブロックの構成を説明するための平面図。 図10のB部を拡大した拡大平面図。 第3実施形態のファンブロックの構成を説明するための平面図。 図10のC部を拡大した拡大平面図。 第4実施形態のクロスフローファンの構成を説明するための部分拡大斜視図。 補助結合部材を説明するための部分拡大断面図。
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態に係るクロスフローファンについて、空気調和装置の室内機に設置されるクロスフローファンを例に挙げて説明する。
(1)室内機内のクロスフローファン
図1は、空気調和装置の室内機1の断面の概略を示す図である。室内機1は、本体ケーシング2とエアフィルタ3と室内熱交換器4とクロスフローファン10と垂直フラップ5及び水平フラップ6とを備えている。図1に示されているように、本体ケーシング2の天面の吸込口2aの下流側には、吸込口2aに対向してエアフィルタ3が配置されている。エアフィルタ3のさらに下流側には室内熱交換器4が配置されている。室内熱交換器4は、前面側熱交換器4aと背面側熱交換器4bとが側面視において逆V字状になるように連結されて構成される。前面側熱交換器4aも背面側熱交換器4bも、多数のプレートフィンを室内機1の幅方向に互いに平行に並べて伝熱管に取り付けることにより構成されている。吸込口2aを通過して室内熱交換器4に到達する室内空気は、全てエアフィルタ3を通過して塵埃を除去される。そして、吸込口2aから吸込まれ、エアフィルタ3を通過した室内空気が前面側熱交換器4a及び背面側熱交換器4bのプレートフィンの間を通り抜ける際に熱交換が生じて空気調和が行われる。
室内熱交換器4の下流側には、略円筒形状のクロスフローファン10が、本体ケーシング2の幅方向に長く延びるように設けられている。このクロスフローファン10は、室内熱交換器4に平行に配置されている。クロスフローファン10は、逆V字状の室内熱交換器4に挟まれるように囲まれている空間に配置されている羽根車20と、羽根車20を駆動するためのファンモータ11(図3参照)とを備えている。このクロスフローファン10は、図1の矢印が示す方向A1(時計回り)に羽根車20を回転して室内熱交換器4から吹出口2bに向かう気流を発生させる。つまり、クロスフローファン10は、気流がクロスフローファン10を横切る横流ファンである。
クロスフローファン10の下流の吹出口2bに繋がる吹出通路は、背面側をスクロール部材2cで構成されている。スクロール部材2cは、正面視において、本体ケーシング2の吹出口2bの開口部とほぼ同じ幅を有している。スクロール部材2cの下端は、吹出口2bの開口部の下辺に連結されている。スクロール部材2cの案内面は、クロスフローファン10から吹出される空気を吹出口2bにスムーズにかつ静かに導くために、断面視において、クロスフローファン10の側に曲率中心を持つ滑らかな曲線形状を呈している。クロスフローファン10の前面側には、舌部2dが形成されており、舌部2dから続く吹出通路の上面が吹出口2bの上辺に連結されている。吹出口2bから吹出される気流の方向は、垂直フラップ5と水平フラップ6によって調節される。
(2)クロスフローファンの羽根車の概略構造
図2には、クロスフローファン10の羽根車20の概略構造が示されている。羽根車20は、例えば、エンドプレート21,24と複数のファンブロック30とが接合されて構成される。この例では7つのファンブロック30が接合されている。羽根車20の一端にエンドプレート21が配置され、軸心O上に金属製の回転軸22を有している。なお、以下の説明においては、図2に矢印で示されているように、回転軸22が延びる方向を縦方向、エンドプレート21,24が含まれる平面の延びる方向つまり縦方向に直交する方向を幅方向という。
図3には、室内機1に取り付けられているクロスフローファン10の構成の概念が示されている。羽根車20の他端側には、ファンモータ11が配置されている。羽根車20の他端に配置されるエンドプレート24には、ファンモータシャフト12と接続されるボス部25がエンドプレート24の中心部に設けられる。ボス部25は、エンドプレート24に溶着されている複数の羽根40に囲まれた内部空間IS1に向かって突出している。室内機1の組立の際には、羽根車20は、ファンモータ11が既に本体ケーシング2に取り付けられて固定された後に、ファンモータ11に取り付けられて締結ネジ26によってファンモータシャフト12に固定される。
本体ケーシング2の両側の側壁2eには、図3に示されているように、凹部2fが形成されている。羽根車20が本体ケーシング2に取り付けられた状態では、エンドプレート21,24は、凹部2fの中に入り込んでいる。しかし、締結ネジ26は、螺子回しなどの締結工具によって回転させる必要があることから、凹部2fには入り込まない位置に配置されている。例えば、エンドプレート24が凹部2fに入り込む深さdp1は数ミリ程度である。
各ファンブロック30は、それぞれ、複数の羽根40と円環状の支持プレート50とを備えている。羽根車20の組み立てにおいて、各ファンブロック30は、隣接するファンブロック30の支持プレート50又はエンドプレート24に自身の複数の羽根40が溶着される。図4には、エンドプレート24に羽根40が溶着されたファンブロック30にさらに隣接するファンブロック30が溶着される工程が示されている。エンドプレート21が治具103にまず置かれて、その凹部23にファンブロック30の羽根40の先端部がはめ込まれ、ファンブロック30の支持プレート50にホーン102が当てられて超音波溶着が行なわれる。続いて、図4に示されているように、先ほど溶着したファンブロック30の支持プレート50の凹部51に次連のファンブロック30の羽根40の先端部がはめ込まれて、先ほど同様に次連のファンブロック30の支持プレート50にホーン102が当てられて超音波溶着が行なわれる。その際、溶着される支持プレート50が芯ずれしないように外周方向からチャックされる。この作業を繰返し、最後は、羽根40の付いたエンドプレート21にホーン102が当てられて溶着が行なわれる。
(3)ファンブロックの詳細構成
本実施形態に係るファンブロック30の詳細な構成について図5乃至図9を用いて説明する。図5の側面図には、図2に示されている羽根車20を構成する複数のファンブロック30のうちエンドプレート24に溶着されているファンブロック30が示されている。なお、図5及び図6においては、図を見やすくするために奥にある羽根40の外形線を省略している。例えば、特許文献1に記載されている従来の方法で構成したときのファンブロック130の側面図が図6になるが、ネジ126の外周P1よりも少し直径d1が大きな円形の作業用開口131ができるように隣接する羽根141,142に切り欠き141a,142aが形成される。ネジ126を回転させるための、作業用開口131は例えば円形であることが好ましく、例えば方形に形成するとしても無駄を省くために縦横が同じ長さになるように形成される。特に、従来はアルミニウムなどの金属で羽根141,142が形成されていたため、作業用開口131を円形及び正方形に形成されていた。なお、ファンブロック130において、羽根141,142以外の切り欠き141a,142aの形成されていない羽根140及び支持プレート150の形状は、ファンブロック30の羽根40及び支持プレート150と同じ形状である。
図5に示されているファンブロック30は、隣接する羽根41,42に切り欠き41a,42aが形成されている。これらの切り欠き41a,42aによって、隣接する羽根41,42に作業用開口31ができる。この作業用開口31は、3つの部分から構成されている。つまり、作業用開口31は、支持プレート50に近い側から縦方向に順に並ぶ第1延長開口部31a、締結工具用開口部31b及び第2延長開口部31cを有している。
図7には、エンドプレート24の側から支持プレート50の方に向かってファンブロック30を見た状態が示されている。図7において、幅d2の間隔を持つ2本の一点鎖線が延びている領域Ar1は、締結工具が入る領域である。図8は、図7のA部の拡大図である。図8において、斜線で示されている部分は、羽根41,42がエンドプレート24に接続される部分を示している。つまり、幅d2は、図5からも分かるように、締結工具用開口部31bの幅でもあり、第2延長開口部31cの幅でもある。一個のファンブロック30を形成するときには、例えば熱可塑性樹脂を主材料として射出成形による一体成形によって図5の状態の1個の製品が成形される。つまり、一枚の円環状の支持プレート50に一周分の複数の羽根40が一体成形される。このような射出成形による一体成形をする場合には、第2延長開口部31cの幅を締結工具用開口部31bの幅と同じかそれよりも広くすることにより、例えば金型を縦方向に分離すればスライド機構などの複雑な機構を設ける必要がなくなるなど金型の構造を簡素化でき、また成形の1サイクルの時間が長くならないので、ファンブロック30を安価に製造できる。ただし、第2延長開口部31cの幅を締結工具用開口部31bの幅よりも広くするとエンドプレート24に接続される羽根41,42の強度が低下するので、第2延長開口部31cの幅は締結工具用開口部31bの幅と同じであることが好ましい。
一方、第1延長開口部31aの幅d3は、締結工具用開口部31bの幅d2及び第2延長開口部31cの幅d2に対して狭くなっている。第1延長開口部31aを形成した目的は、締結工具によって締結ネジ26を締めて締結ネジ26によって羽根車20をファンモータシャフト12に締結する際の作業性の改善にある。図9には、羽根車20の部分拡大斜視図が示されている。図9に二点鎖線で示されているのが図6に示した切り欠き141a,142aを形成した場合の羽根141,142の外形である。図9を見ると分かるように、切り欠き141a,142aのように切欠いた場合には、締結ネジ26の頭の幅方向両側が羽根に隠れて見えなくなってしまう。それに対して、第1延長開口部31aが形成されていると、作業者には締結ネジ26の頭の全体が見え、締結ネジ26の締結作業がし易くなる。同様に、締結工具の先端も目視し易くなり、作業性が向上する。もし、第1延長開口部31aの幅d3を締結工具用開口部31bと同じ幅d2にすると、羽根41,42について第1延長開口部31aの周囲の剛性が低下するので、羽根41,42が撓み易くなる。そうすると、作業者の指などが羽根41,42の隙間から入り易くなり、指で締結ネジ26を触るとファンモータシャフト12から電流が流れる可能性があり、組立作業時の安全性が低下する。
また、作業性を改善するために視野を確保するには、第1延長開口部31aの縦方向の長さは、d2の20%以上であることが好ましい。つまり、締結ネジ26の中心軸の延長線上から締結工具用開口部31bの端部(締結工具用開口部31bのうちの支持プレート50に最も近い点)までの長さL1がd2÷2で定義されるから、締結ネジ26の中心軸の延長線上から第1延長開口部31aの端部(第1延長開口部31aのうちの支持プレート50に最も近い点)までの長さL2は、(d2÷2)+d2×0.2以上であることが好ましい。
しかし、第1延長開口部31aを長くすると異音発生の原因になる。その一方で、視線が締結ネジ26の中心軸の延長線に対して45度で交わる角度よりも支持プレート50の方に寄ることは稀であるから、作業性の改善には斜視45度以下で十分であり、そのような状態よりも第1延長開口部31aを長くしても作業性の改善効果があまり期待できなくなる。そこで、図7に示されている締結ネジ26の頭から羽根40の外周端までの長さL4よりも、エンドプレート24から第1延長開口部31aの端部までの長さL3が短くなるように形成することが好ましい。締結ネジ26の頭の厚みが変更されることもあるので、長さL3はボス部25から羽根40の外周端までの長さL5よりも短く形成されればよい。
<第2実施形態>
(4)ファンブロックの詳細構成
本発明の第2実施形態に係るクロスフローファンについて、図10及び図11を用いて説明する。第2実施形態に係るクロスフローファン10Aは、エンドプレート24に溶着されるファンブロック30Aの羽根41A,42Aの配置が、第1実施形態のファンブロック30の羽根41,42の配置と異なる。そして、第2実施形態のクロスフローファン10Aは、第1実施形態の羽根車20のエンドプレート24に溶着されているファンブロック30がファンブロック30Aに置き換わった構成である。ただし、第1実施形態の作業用開口31と第2実施形態の作業用開口31Aは形状及び大きさが同じである。
図7に示されている複数の羽根40のピッチ角Pt1,Pt2,Pt3,Pt4,Pt5は同じではなく、Pt1<Pt5<Pt2<Pt3<Pt4の関係がある。つまり、作業用開口31が形成されている羽根41,42のピッチ角Pt3は、最も大きいものではなく、最も大きなピッチ角Pt4の隣に位置している。そして、このような配置を取っていることから、羽根42についてのエンドプレート24に溶着されている部分の断面積S42が、羽根41についてのエンドプレート24に溶着されている部分の断面積S41の約3分の1になっている。その結果、羽根42に断面積の小さい部分が偏って羽根41の剛性が悪化して撓み易くなるため、指が挿入し易くなる。
第2実施形態においては、クロスフローファン10Aを構成するファンブロック30A以外のファンブロック30は、図7に示されているファンブロック30と同じピッチ角で複数の羽根40が配置されている。ただし、第2実施形態のクロスフローファン10Aでは、ファンブロック30Aに作業用開口31Aが形成され、第2実施形態のクロスフローファン10Aを構成する他のファンブロック30には作業用開口31が形成されない。
クロスフローファン10Aを構成する他のファンブロック30に対して、図10及び図11に示されているファンブロック30Aでは、羽根42Aの配置を変更し、羽根42Aとその隣の羽根43との間隔を狭くして羽根41Aと羽根42Aの間隔を広げている。このような変更によって、羽根40のピッチ角の関係がPt1<Pt13<Pt5<Pt2<Pt14のように関係が変わり、羽根41A,42Aの間のピッチ角がファンブロック30Aの中で最大になる。つまり、ファンブロック30Aの羽根41A,42Aの間のピッチ角Pt14は、他のファンブロック30のピッチ角Pt3よりも広げられている。
その結果、ファンブロック30Aの羽根42Aについてのエンドプレート24に溶着されている部分の断面積S42Aは、羽根41Aについてのエンドプレート24に溶着されている部分の断面積S41Aと同等の大きさから3分の2の大きさまでの範囲に入るほどに拡大できる。このような構造に変更されることで、羽根42Aの剛性が改善され、羽根42Aが羽根42に比べて撓み難くなる。
<第3実施形態>
(5)ファンブロックの詳細構成
本発明の第3実施形態に係るクロスフローファンについて、図12及び図13を用いて説明する。第3実施形態に係るクロスフローファン10Bは、エンドプレート24に溶着されるファンブロック30Bの羽根41B,42Bの翼厚が、第2実施形態のファンブロック30Aの羽根41A,42Aに比べて厚肉化されている。ただし、第2実施形態の作業用開口31Aと第3実施形態の作業用開口31Bは形状及び大きさが同じである。また、厚肉化されているのは、ファンブロック30Bの羽根40Bのうちの2枚の羽根41B,42Bだけであり、複数の羽根40Bのうちの残りは、翼厚も配置もファンブロック30Aの羽根40Aのうちの羽根41A,42Aを除くものと同じである。
羽根41B,42Bは、羽根41A,42Aと比べて、内周側の厚さが約1.5倍、外周側の厚さが約2倍になっている。このような厚みに変更によって、羽根42Bについてのエンドプレート24に溶着されている部分の断面積S42Bと、羽根41Bについてのエンドプレート24に溶着されている部分の断面積S41Bとの和(S41B+S42B)が、断面積S41と断面積S42の和の2倍以上であって、羽根40の断面積の約2倍になっている。その結果、羽根41B,42Bのエンドプレート24への接合部分の強度は、切り欠きの無い羽根40のエンドプレート24への接合部分の強度と同等になっている。また、断面積S41Bと断面積S42Bの差が10%以内になっていることから、羽根41B,42Bの強度の偏りも改善されている。
<第4実施形態>
(6)ファンブロックの詳細構成
本発明の第4実施形態に係るクロスフローファンについて、図14及び図15を用いて説明する。第4実施形態に係るクロスフローファン10Cは、エンドプレート24に溶着されるファンブロック30Cに図14及び図15に示されている補助結合部材60が設けられている点が第1実施形態に係るクロスフローファン10と異なり、それ以外の構成がクロスフローファン10と同じになっている。
補助結合部材60は、羽根41,42,43,44の外周に配置された断面円弧状の連結部61と、各羽根41,42,43,44の負圧面に接続される接続部62を有している。そして、補助結合部材60は、各羽根41,42,43,44の正圧面には接続されない。しかも、接続部62が接続されるのは、負圧面の外周側であって内周側までは延びておらず、その長さは翼弦長の2分の1以下の範囲である。
補助結合部材60が上述のような羽根41,42,43,44の負圧面と正圧面との間に形成されない構造を有することから、クロスフローファン10Cの気流が補助結合部材60によってほとんど乱されず、負圧面と正圧面との間に接続部が形成される場合に比べて異音の発生や風量の低下を抑制することができる。
また、補助結合部材60が上述のような構造を有することから、射出成形を行う場合に金型にスライド機構などの複雑な機構を設ける必要がなくなるなど金型の構造を簡素化でき、また成形の1サイクルの時間が長くならないので、ファンブロック30Cを安価に製造できる。
(7)特徴
(7−1)
以上説明したように、クロスフローファン10,10A,10B,10Cのファンブロック30,30A,30B,30Cには、複数の羽根40,40A,40Bが、回転軸Oの周りに回転軸Oに沿って縦に延びるように配置されている。また、クロスフローファン10,10A,10B,10Cにおいては、エンドプレート24(第1支持板の例)が、複数の羽根40,40A,40Bに取り囲まれた内部空間IS1(図3参照)に突出するとともに内部空間IS1から締結ネジ26がねじ込まれるネジ穴が形成されているボス部25を有する。
そして、ファンブロック30,30A,30B,30Cの羽根41,42、羽根41A,42Aまたは羽根41B,42B(横方向に隣接する所定の2枚の羽根の例)は、ネジ穴の中心軸の延長線上に設けられた縦横が等しい締結工具用開口部31b(第1開口部の例)を有している。また、羽根41,42、羽根41A,42Aまたは羽根41B,42Bは、締結工具用開口部31bから縦に延びるように延長されている第1延長開口部31aと第2延長開口部31cとを有している。
延長された第1延長開口部31aを透して締結工具先端及び締結ネジが見易くなり、作業性が向上する。また、縦横が等しい締結工具用開口部31bから第1延長開口部31aと第2延長開口部31cが延長されているだけのため、送風特性の悪化及び異音の発生並びに電気的な面からの安全性の低下を抑制することができる。
また、上述のように第1延長開口部31aと第2延長開口部31cは、縦の2方向に向かって締結工具用開口部31bの両側から延長されている。このように、締結工具用開口部31bの両側に延長して、締結工具用開口部31bの両側において視認性を向上させると、いずれか片方に延長する場合に比べて更なる作業性の向上を図ることができる。
(7−2)
羽根41,42、羽根41A,42Aまたは羽根41B,42Bは、締結工具用開口部31bの横幅d2よりも第1延長開口部31aの横幅d3が狭くなるように形成されている。第1延長開口部31aの横幅を狭くすること(d3<d2)によって、横幅を狭くしない場合に比べて第1延長開口部31aにおいては隙間が狭く指などが入るのが抑制される。このような幅の狭い第1延長開口部31aによって締結工具先端及び締結ネジの視認性を確保しながら、電気的な面からの安全性の向上を図ることが出来る。
(7−3)
ファンブロック30,30A,30B,30Cは、複数の羽根40,40A,40Bを挟んでエンドプレート24(第1支持板の例)とは反対側に設けられる支持プレート50(第2支持板の例)を備えている。複数の羽根40,40A,40Bは、射出成形によって支持プレート50と一体的に成形され、羽根41,42、羽根41A,42Aまたは羽根41B,42B(所定の2枚の羽根の例)は、第2延長開口部31cが締結工具用開口部31bと同じ横幅d2でエンドプレート24にまで延長されている。一体成形されている支持プレート50とは反対側のエンドプレート24の方に第2延長開口部31cが延ばされるので、支持プレート50と羽根40,40A,40Bとの一体成形のための金型においてスライド機構を省くことができるなど金型が簡素化される。その結果、安価な金型を用いることができ、さらに成形サイクルを短くでき、クロスフローファン10,10A,10B,10Cを安価に提供できる。
なお、上記各実施形態では第2延長開口部31cが締結工具用開口部31bと同じ横幅d2でエンドプレート24にまで延長されているが、第2延長開口部31cが締結工具用開口部31bよりも広い幅で延長されてもよい。また、上記実施形態では、支持プレート50が円環状である場合について説明しているが、支持プレートが円盤状であっても円環状である場合と同様に形成でき、円盤状の支持プレートを用いる場合でも円環状の支持プレート50を用いた場合と同様の効果を奏する。
(7−4)
羽根41,42、羽根41A,42Aまたは羽根41B,42Bは、第1延長開口部31aの端部からエンドプレート24までの距離L3(図5参照)がボス部25から外周端までの距離L5(図7参照)以下になるように形成されている。
第1延長開口部31aの端部からエンドプレート24までの距離をL5以下に制限することで、異音の発生が増加するのを抑制することができる。一方、締結工具を挿入する際の締結ネジ26及び/又は締結工具の先端の視認に斜視45度以上の状態が必要になることが稀なため、このような距離の制限による組立作業の作業性低下はほとんどみられない。このように第1延長開口部31aの端部までの距離を制限することによって、組立作業の作業性の低下を抑えるとともに、送風特性の悪化及び異音の発生の増加を抑制することができる。
(7−5)
ファンブロック30A(第1ファンブロックの例)の羽根41A,42Aまたはファンブロック30B(第1ファンブロックの例)の羽根41B,42Bは、ピッチ角Pt13が他のファンブロック30(第2ファンブロックの例)の羽根のピッチ角Pt3よりも大きくなるように配置されている。このようにピッチ角Pt13を大きくすることで、作業用開口31つまり第1延長開口部31a、締結工具用開口部31b及び第2延長開口部31cを形成するために羽根41A,42Aまたは羽根41B,42Bから削り取られる領域が小さくなるため、羽根41A,42Aまたは羽根41B,42Bの断面積S41A,S42A,S41B,S42Bの減少を抑制して、羽根41A,42Aまたは羽根41B,42Bの剛性が低下するのを抑制することができる。その結果、作業用開口31つまり第1延長開口部31a、締結工具用開口部31b及び第2延長開口部31cを形成したために羽根41A,42Aまたは羽根41B,42Bの剛性が低下して指などが入り易くなることに起因する電気的な面からの安全性の低下を防止することができる。
(7−6)
羽根41B,42Bは、締結工具用開口部31bにおける断面積S41B,S42Bの和(S41B+S42B)が、他の羽根40の断面積の2枚分に相当するように他の羽根よりも厚肉に形成されている。羽根41B,42Bを厚肉に形成することで、作業用開口31つまり第1延長開口部31a、締結工具用開口部31b及び第2延長開口部31cを形成することによる羽根41B,42Bの断面積を増加して、羽根41B,42Bの強度が低下するのを抑制することができる。
なお、断面積を増加する範囲は、断面積S41B,S42Bの和(S41B+S42B)が、他の羽根40の断面積の1.5枚分以上であることが好ましい。断面積の増加が少ないと強度の低下を抑制する効果が小さくなる。また、断面積S41B,S42Bの和(S41B+S42B)が、他の羽根40の断面積の2.5枚分以下であることが好ましい。厚肉化し過ぎると、送風効率が低下したり、異音の発生が生じたりする要因となる可能性があるからである。
また、作業用開口31つまり第1延長開口部31a、締結工具用開口部31b及び第2延長開口部31cの形成により崩れた羽根間の重さの不均一さを是正して第1延長開口部31a、締結工具用開口部31b及び第2延長開口部31cの形成により崩れたバランスを修正するための工数を削減することができる。その結果、羽根41B,42Bの剛性の低下によって指などが入り易くなって電気的な面からの安全性が低下するのを防止するとともに、バランス修正の手間を省いて作業用開口31つまり第1延長開口部31a、締結工具用開口部31b及び第2延長開口部31cの形成による価格の上昇を抑制することができる。
(7−7)
クロスフローファン10Cは、羽根41,42,43,44の外周端を連結する補助結合部材60によって連結されているため、目視の邪魔にはならずに羽根41,42の補強を行って羽根41,42の間隔が広がり難くなっている。その結果、クロスフローファン10Cにおいては、指などが入り易くなって電気的な面からの安全性が低下するのを防止することができ、また、補助結合部材60の重さによって作業用開口31つまり第1延長開口部31a、締結工具用開口部31b及び第2延長開口部31cの形成により崩れたバランスを補う効果が期待できる。
(8)変形例
(8−1)
上記各実施形態では、2枚の羽根41,42、羽根41A,42Aまたは羽根41B,42Bの両方を切欠くことによって、第1延長開口部31a及び/又は第2延長開口部31cを形成する場合について説明したが、切欠く羽根の枚数は2枚の場合に限られず、いずれか一方の羽根を切欠くことによって第1延長開口部31a及び/又は第2延長開口部31cを形成してもよい。
(8−2)
上記各実施形態では、締結ネジ26が六角形の頭を持つボルトであったが、ネジの形状は六角形の頭を持つボルトに限られず、ドライバー又はレンチなどで回転できる他のタイプのネジであってもよい。
(8−3)
上記各実施形態では、第2延長開口部31cの横幅がd2で、締結工具用開口部31bの横幅と同じである場合について説明したが、第2延長開口部31cの横幅を締結工具用開口部31bの横幅d2よりも小さくしてもよい。ただし、その場合には、金型がスライド機構を持つなどファンブロックの製造コストが高くなるが、第2延長開口部31cの横幅を締結工具用開口部31bの横幅d2よりも小さくしたファンブロックの製造は可能である。
10,10A,10B,10C クロスフローファン
20 羽根車
21,24 エンドプレート
25 ボス部
26 締結ネジ
30,30A,30B,30C ファンブロック
31,31A,31B 作業用開口
31a 第1延長開口部
31b 締結工具用開口部
31c 第2延長開口部
40,40A,40B 複数の羽根
41,42,41A,42A,41B,42B 羽根
50 支持プレート
60 補助結合部材
特開2000−205179号公報 特開平8−159081号公報

Claims (8)

  1. 回転軸の周りに前記回転軸に沿って縦に延びるように配置されている複数の羽根(40,40A,40B)と、
    複数の前記羽根に取り囲まれた内部空間に突出するとともに前記内部空間から締結ネジがねじ込まれるネジ穴が形成されているボス部(25)を有する第1支持板(24)と、
    を備え、
    横方向に隣接する所定の2枚の前記羽根(41,42,41A,42A,41B,42B)は、前記ネジ穴の中心軸の延長線上に設けられた縦横が等しい第1開口部(31b)と、前記第1開口部から縦に延びるように延長されている延長開口部(31a,31c)とを有する、クロスフローファン。
  2. 前記所定の2枚の羽根は、前記第1開口部の横幅よりも前記延長開口部の横幅が狭くなるように形成されている、
    請求項1に記載のクロスフローファン。
  3. 複数の前記羽根を挟んで前記第1支持板とは反対側に設けられる第2支持板(50)をさらに備え、
    複数の前記羽根は、前記第2支持板と一体的に成形され、
    前記所定の2枚の羽根は、前記延長開口部(31c)が前記第1開口部と同じ幅か又はそれよりも広い幅で前記第1支持板にまで延長されている、
    請求項1に記載のクロスフローファン。
  4. 前記所定の2枚の羽根は、前記延長開口部が少なくとも前記第1開口部から前記第1支持板とは反対の側に延長され、前記延長開口部の端部から前記第1支持板までの距離が前記ボス部から前記所定の2枚の羽根の外周端までの距離以下になるように形成されている、
    請求項1から3のいずれか一項に記載のクロスフローファン。
  5. 前記所定の2枚の羽根(41A,42A,41B,42B)が形成されている第1ファンブロック(30A,30B)と、前記所定の2枚の羽根が形成されていない第2ファンブロック(30)を含み、
    前記所定の2枚の羽根(41A,42A,41B,42B)は、ピッチ角が前記第2ファンブロックの前記羽根のピッチ角よりも大きくなるように配置されている、
    請求項1から4のいずれか一項に記載のクロスフローファン。
  6. 前記所定の2枚の羽根(41B,42B)は、前記第1開口部における断面積の和が、他の前記羽根の断面積の1.5枚分以上2.5枚分以下に相当するように他の前記羽根よりも厚肉に形成されている、
    請求項1から5のいずれか一項に記載のクロスフローファン。
  7. 前記所定の2枚の羽根の外周端を連結する補助結合部材(60)をさらに備える、
    請求項1から6のいずれか一項に記載のクロスフローファン。
  8. 前記所定の2枚の羽根は、前記延長開口部が縦の2方向に向かって前記第1開口部の両側から延長されている、
    請求項1から7のいずれか一項に記載のクロスフローファン。
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