JP5985122B1

JP5985122B1 - クロスフローファン、クロスフローファンを備える電気製品、及びクロスフローファンに用いられる羽根車

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Publication number: JP5985122B1
Application number: JP2016526254A
Authority: JP
Inventors: 慎子増田
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2035-09-08
Also published as: EP3051137A1; US9562535B2; CN105745451B; EP3051137A4; WO2016067760A1; CN105745451A; EP3051137B1; US20160341204A1; JPWO2016067760A1

Abstract

複数の羽根車（１１ａ〜１１ｇ）を回転軸方向に連結して構成されるクロスフローファン（１０）であって、前記羽根車（１１ａ〜１１ｇ）は、それぞれ、複数のブレード（１２ａ〜１２ｒ）と、１又は複数の凸部を有する第１連結部（１３）と、前記凸部より数が多い凹部を有する第２連結部（１４）とを含む。一の前記羽根車（１１ａ〜１１ｇ）の前記第１連結部（１３）と他の前記羽根車（１１ａ〜１１ｇ）の前記第２連結部（１４）との連結において、前記一の羽根車（１１ａ〜１１ｇ）の前記凸部と、前記他の羽根車（１１ａ〜１１ｇ）の前記凹部の一部とが、回転軸を一致させた状態でＮ（Ｎは２以上の整数）通りに嵌合するうちの１つの嵌合状態になっている。

Description

本発明は、クロスフローファンの構造に関する。

電気製品において、送風又は内部冷却などの目的で、様々なファンが用いられている。中でもクロスフローファンは、円筒形で長細く、羽根直径の割に空気の圧力を高く出来るという効果があるため、エアコン及び画像形成装置などに多用されている。クロスフローファンには、送風量を増やすと風切り音が大きくなる傾向がある。よって、電気製品の用途又はスペックに合わせて、様々なクロスフローファンを作成する必要がある。

例えば、比較的短い羽根車を回転軸方向に複数連結して、長細いクロスフローファンを構成する技術が関連技術として知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−１２７２０８号公報

しかしながら、電気製品の用途又はスペックに合わせて様々なクロスフローファンを作成するとなると、様々なクロスフローファンのそれぞれに対して専用の金型を準備しなければならないためコスト高となる。

また上記関連技術によれば、羽根車を１つずつ樹脂を注入して結合する必要があり、他の方式の多くのファンの場合と比べても組立工数がかかるためコスト高となる。

本発明は、専用の金型を準備することなく同一形状の羽根車を用いて、電気製品の用途又はスペックに合わせて、様々なクロスフローファンを提供すること、当該クロスフローファンを備える電気製品を提供すること、及び当該クロスフローファンに用いられる羽根車を提供することを目的とする。

本発明の一の局面に係るクロスフローファンは、複数の羽根車を回転軸方向に連結して構成される。前記羽根車は、それぞれ、複数のブレードと、１又は複数の凸部を有する第１連結部と、前記凸部より数が多い凹部を有する第２連結部とを含む。前記クロスフローファンでは、一の前記羽根車の前記第１連結部と他の前記羽根車の前記第２連結部との連結において、前記一の羽根車の前記凸部と、前記他の羽根車の前記凹部の一部とが、回転軸を一致させた状態でＮ（Ｎは２以上の整数）通りに嵌合するうちの１つの嵌合状態になっている。

本発明の他の局面に係る電気製品は、上記記載のクロスフローファンと、クロスフローファンを回転駆動する駆動部とを備える。

本発明の他の局面に係る羽根車は、複数の羽根車を回転軸方向に連結して構成されるクロスフローファンに用いられる。前記羽根車は、複数のブレードと、１又は複数の凸部を有する第１連結部と、前記凸部より数が多い凹部を有する第２連結部とを含む。前記羽根車では、一の前記羽根車の前記凸部と、他の前記羽根車の前記凹部の一部とが、回転軸を一致させた状態でＮ（Ｎは２以上の整数）通りに嵌合することにより、前記一の羽根車の前記第１連結部と、前記他の羽根車の前記第２連結部とが連結される。

本発明によれば、専用の金型を準備することなく同一形状の羽根車を用いて、電気製品の用途又はスペックに合わせて、様々なクロスフローファンを提供することができ、当該クロスフローファンを備える電気製品を提供することができ、当該クロスフローファンに用いられる羽根車を提供することができる。

図１は、本実施形態に係るクロスフローファンを備える電気製品の概要を示す図である。図２は、本実施形態に係るクロスフローファン部の外観を示す図である。図３は、本実施形態に係る羽根車の外観を示す図である。図４は、本実施形態に係る羽根車の外観を示す図である。図５は、本実施形態に係る羽根車を、図３中の矢印Ｘの方向から見た図である。図６は、本実施形態に係る羽根車を、図４中の矢印Ｙの方向から見た図である図７は、本実施形態に係る第１の嵌合状態の羽根車を示す図である。図８は、本実施形態に係る第２の嵌合状態の羽根車を示す図である。図９は、本実施形態に係る第３の嵌合状態の羽根車を示す図である。

図１は、本実施形態に係るクロスフローファンを備える電気製品１の概要を示す図である。電気製品１は、エアコン及び画像形成装置などのクロスフローファンを備える機器である。電気製品１は、図１に示すように、クロスフローファン部１０、クロスフローファン部１０を回転駆動する駆動部２０及び各種機能部３０を備える。

図２は、クロスフローファン部１０の外観を示す図である。クロスフローファン部１０は、送風又は内部冷却などの目的で用いられる気流発生装置であり、図２に示すように、複数の羽根車１１ａ〜１１ｇ、シャフト１５及び規制部１６ａ〜１６ｂを備える。

羽根車１１ａ〜１１ｇは、回転軸方向に連結されている。なお、連結する羽根車の数は、例えば、エアコンであれば吹き出し口の幅に適合する長さとなるように、電気製品１における用途又はスペックに合わせて適宜設定することが好ましい。また、画像形成装置であれば主走査方向における送風範囲に適合する長さとなるように、電気製品１における用途又はスペックに合わせて適宜設定することが好ましい。

シャフト１５は、連結された複数の羽根車１１ａ〜１１ｇの回転軸の位置に配置されている。規制部１６ａ〜１６ｂは、連結された複数の羽根車１１ａ〜１１ｇの回転軸方向の両端で、各々の羽根車のシャフト１５に対する回転軸方向の移動を規制している。詳細には、規制部１６ａが羽根車１１ａとシャフト１５とを固定し、規制部１６ｂが羽根車１１ｇとシャフト１５とを固定し、さらに規制部１６ｂが駆動部２０に含まれる駆動軸２１に固定されている。このように、複数の羽根車を回転軸方向に連結して構成されるクロスフローファンにおいて、羽根車の組立工程を簡素化したクロスフローファンを提供することすることができ、従来のクロスフローファンと比較して組立工数を削減することができる。

図３、図４は、羽根車１１ａの外観を示す図である。図５は、羽根車１１ａを、図３中の矢印Ｘの方向から見た図である。図６は、羽根車１１ａを、図４中の矢印Ｙの方向から見た図である。ここで、羽根車１１ｂ〜１１ｇは、羽根車１１ａと同一形状であるので、その説明を省略する。

羽根車１１ａは、複数のブレード１２ａ〜１２ｒ、第１連結部１３及び第２連結部１４を含み、例えばこれらの構成要素は、樹脂材料により一体成形される。複数のブレード１２ａ〜１２ｒは、回転軸を中心に回転駆動されることにより、気流を発生させる機能を有する。

第１連結部１３は、１又は複数の凸部を有する。本実施形態の第１連結部１３は、図３〜図６に示すように、複数のブレード１２ａ〜１２ｒの一端側（例えば図３中の右端側）を固定する板状の円環１３ａを含み、円環１３ａの内周に３個の凸部１３ｂ〜１３ｄを有する。

第２連結部１４は、凸部より数が多い凹部を有する。本実施形態の第２連結部１４は、図３〜図６に示すように、複数のブレード１２ａ〜１２ｒの他端（例えば図４中の左端側）の近辺の回転軸側を固定し、円環１３ａの内周に嵌合する外周１４ａを有し、外周１４ａに３個の凸部１３ｂ〜１３ｄと３通りに嵌合する９個の凹部１４ｂ〜１４ｊを有し、さらに、羽根車１１ａの軸心に当たる位置に、シャフト１５が挿入される開口１４ｋが形成されている。ここで、凹部の数は、凸部の数の３倍である。なお、凹部の数は、凸部の数のＮ（Ｎは２以上の整数）倍であることが好ましい。これにより、一の羽根車の第１連結部１３と、他の羽根車の第２連結部１４とをＮ通りに連結できる。

一の羽根車（例えば羽根車１１ａ）の凸部と、他の羽根車（例えば羽根車１１ｂ）の凹部の一部とが、回転軸を一致させた状態でＮ（Ｎは２以上の整数）通りに嵌合することにより、一の羽根車の第１連結部１３と、他の羽根車の第２連結部１４とが連結される。

本実施形態では、以下に示す第１の嵌合状態〜第３の嵌合状態を、使用する電気製品の用途又はスペックに合わせて選択することができる。詳細には、第１の嵌合状態では、一の羽根車の凸部１３ｂと他の羽根車の凹部１４ｂとが嵌合し、一の羽根車の凸部１３ｃと他の羽根車の凹部１４ｅとが嵌合し、一の羽根車の凸部１３ｄと他の羽根車の凹部１４ｈとが嵌合する。

図７は、第１の嵌合状態の羽根車を示す図である。図７に示す第１の嵌合状態では、一の羽根車（図７中の羽根車Ａ）のブレードと他の羽根車（図７中の羽根車Ｂ）のブレードとが同位相となる状態で、一の羽根車の凹部１４ｂ、１４ｅ、１４ｈ（以下「第１凹部」と記す）が、他の羽根車の凸部１３ｂ〜１３ｄと嵌合する。羽根車１１ａ〜１１ｇのブレードを同位相となる状態で連結した場合には、冷却用に適した均一で幅の広い風を作ることができるクロスフローファンを提供できる。静音効果が高くなるので、図書館などの騒音を抑えたい場所に適したクロスフローファンを提供できる。

第２の嵌合状態の羽根車では、一の羽根車の凸部１３ｂと他の羽根車の凹部１４ｃとが嵌合し、一の羽根車の凸部１３ｃと他の羽根車の凹部１４ｆとが嵌合し、一の羽根車の凸部１３ｄと他の羽根車の凹部１４ｉとが嵌合する。

図８は、第２の嵌合状態の羽根車を示す図である。図８に示す第２の嵌合状態では、一の羽根車（図８中の羽根車Ａ）のブレードと他の羽根車（図８中の羽根車Ｂ）のブレードとが位相がずれた状態で、一の羽根車の凹部１４ｃ、ｆ、ｉ（以下「第２凹部」と記す）が、他の羽根車の凸部１３ｂ〜１３ｄと嵌合する。羽根車１１ａ〜１１ｇのブレードを位相がずれた状態で連結した場合には、図書館などの騒音を抑えたい場所に適した静音効果が高いクロスフローファンを提供できる。

なお、第１凹部を、第２凹部よりも回転方向に広くして、第２凹部は凸部１３ｂ〜１３ｄとガタなく嵌合し、第１凹部は凸部１３ｂ〜１３ｄとガタをもたせて嵌合することが好ましい。羽根車１１ａ〜１１ｇをガタなく嵌合した場合には、冷却用に適した均一で幅の広い風を作ることができるクロスフローファンを提供できる。一方、羽根車１１ａ〜１１ｇをガタをもたせて嵌合した場合には、定着器の湯気飛ばし用などに適した乱流を発生させることができるクロスフローファンを提供できる。

第３の嵌合状態の羽根車では、一の羽根車の凸部１３ｂと他の羽根車の凹部１４ｄとが嵌合し、一の羽根車の凸部１３ｃと他の羽根車の凹部１４ｇとが嵌合し、一の羽根車の凸部１３ｄと他の羽根車の凹部１４ｊとが嵌合する。

図９は、第３の嵌合状態の羽根車を示す図である。なお、複数のブレード１２ａ〜１２ｒに、標準長ブレードと、第２連結部１４側が標準長ブレードよりも長い長寸ブレードとを設けると共に、一の羽根車の第１連結部１３と他の羽根車の第２連結部１４とを連結する際に、一部の嵌合状態において、他の羽根車の長寸ブレードの第２連結部１４側を埋め込む窪みを一の羽根車の第１連結部１３に設けることが好ましい。具体的には図３、図５に示すように、ブレード１２ｅ、１２ｋ、１２ｑを長寸ブレードにし、その他のブレードを標準長ブレードにすると共に、第１連結部１３の円環１３ａに、第１の嵌合状態において長寸ブレードの第２連結部１４側を埋め込む第１の窪み１３ｅ〜１３ｇと、第２の嵌合状態において長寸ブレードの第２連結部１４側を埋め込む第２の窪み１３ｈ〜１３ｊとを設ける。また、第３の嵌合状態において長寸ブレードの第２連結部１４側を埋め込む窪みは設けない。

よって図９に示す第３の嵌合状態では、一の羽根車（図９中の羽根車Ａ）の標準長ブレードと他の羽根車（図９中の羽根車Ｂ）の標準長ブレードとの間に隙間（図９中の矢印Ｓ）が生じた状態で、一の羽根車の凹部１４ｄ、１４ｇ、１４ｊが、他の羽根車の凸部１３ｂ〜１３ｄと嵌合する。羽根車１１ａ〜１１ｇにおいて長寸ブレードを埋め込む場合には、冷却用に適した均一で幅の広い風を作ることができるクロスフローファンを提供できる。一方、羽根車１１ａ〜１１ｇにおいて長寸ブレードの一部を埋め込まない場合には一の羽根車と他の羽根車の標準長ブレード間に隙間が生じるので、定着器の湯気飛ばし用などに適した乱流を発生させることができるクロスフローファンを提供できる。

駆動部２０は、クロスフローファン部１０を回転駆動するモータなどの動力源と、動力を伝達するギア（図示せず）と、ベルト（図示せず）と、駆動軸２１（図２中に記載）などの伝達機構とを含む。

各種機能部３０は、例えばエアコンにおける温調、或いは画像形成装置におけるプリント、スキャン及びコピーなどの電気製品１本来の機能を司る構成要素及びこれらの組み合わせである。

なお、本実施形態では、第１連結部１３の円環１３ａの内周に凸部１３ｂ〜１３ｄを有し、第２連結部１４の外周１４ａに凹部１４ｂ〜１４ｊを設けたが、これとは逆に、第２連結部１４の外周１４ａに凸部を設け、第１連結部１３の円環１３ａの内周に凹部を設けてもよい。

本実施形態では、凸部及び凹部は径方向（回転軸に向かう方向）に設けられているが、例えば、凸部及び凹部を回転軸と平行な方向に設けられてよい。つまり。凸部は回転軸と平行な方向に突出し、凹部は回転軸と平行な方向に凹入してもよい。さらに、凸部及び凹部は、径方向と回転軸と平行な方向とに設けられてもよい。また、凸部と凹部について、例えば、標準長ブレードよりも長い長寸ブレードを凸部として、窪みを凹部として、それぞれしてもよい。

以上のように、上記構成のクロスフローファン部１０は、一の羽根車の第１連結部１３と他の羽根車の第２連結部１４との連結において、一の羽根車の凸部と、他の羽根車の凹部の一部とが、回転軸を一致させた状態でＮ（Ｎは２以上の整数）通りに嵌合するうちの１つの嵌合状態となっている。これにより、専用の金型を準備することなく、同一形状の羽根車を用いて、電気製品の用途又はスペックに合わせて、様々なクロスフローファンを提供することができる。よって、生産コストを下げることができる。

本発明は、クロスフローファンを備えるエアコン及び画像形成装置などの電気製品に広く適用することができる。本発明によって、クロスフローファンの生産コストを下げることができ、その産業的利用価値は極めて高い。

Claims

複数の羽根車を回転軸方向に連結して構成されるクロスフローファンであって、
前記羽根車は、それぞれ、
複数のブレードと、
１又は複数の凸部を有する第１連結部と、
前記凸部より数が多い凹部を有する第２連結部とを含み、
一の前記羽根車の前記第１連結部と他の前記羽根車の前記第２連結部との連結において、前記一の羽根車の前記凸部と、前記他の羽根車の前記凹部の一部とが、回転軸を一致させた状態でＮ（Ｎは２以上の整数）通りに嵌合するうちの１つの嵌合状態になっているクロスフローファン。
前記凹部は、
前記一の羽根車のブレードと前記他の羽根車のブレードとが同位相となる状態で、前記凸部と嵌合する第１凹部と、
前記一の羽根車のブレードと前記他の羽根車のブレードとが位相がずれた状態で、前記凸部と嵌合する第２凹部とを含む請求項１に記載のクロスフローファン。
前記第１凹部は、前記第２凹部よりも、回転方向に広く、
前記第２凹部は前記凸部とガタなく嵌合し、前記第１凹部は前記凸部とガタをもたせて嵌合する請求項２に記載のクロスフローファン。
前記第１連結部は、
前記複数のブレードの一端側を固定する板状の円環を含み、
前記凸部は、前記円環の内周に有り、
前記第２連結部は、
前記複数のブレードの他端近辺の前記回転軸側を固定し、前記円環の内周に嵌合する外周を有し、
前記凹部は、前記外周に有り、
前記複数のブレードには、標準長ブレードと、前記第２連結部側が前記標準長ブレードよりも長い長寸ブレードとがあり、
前記第１連結部は、他の羽根車の前記第２連結部と連結する際に、一部の嵌合状態において、他の羽根車の前記長寸ブレードの一部を埋め込む窪みを有する請求項１に記載のクロスフローファン。
前記凹部の数は、前記凸部の数の前記Ｎ倍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。
さらに、
連結された複数の羽根車の回転軸の位置に配置されたシャフトと、
前記連結された複数の羽根車の回転軸方向の両端で、各々の羽根車の前記シャフトに対する回転軸方向の移動を規制する規制部とを備える請求項１に記載のクロスフローファン。
請求項１に記載のクロスフローファンと、
前記クロスフローファンを回転駆動する駆動部とを備える電気製品。
複数の羽根車を回転軸方向に連結して構成されるクロスフローファンに用いられる当該羽根車であって、
複数のブレードと、
１又は複数の凸部を有する第１連結部と、
前記凸部より数が多い凹部を有する第２連結部とを含み、
一の前記羽根車の前記凸部と、他の前記羽根車の前記凹部の一部とが、回転軸を一致させた状態でＮ（Ｎは２以上の整数）通りに嵌合することにより、前記一の羽根車の前記第１連結部と、前記他の羽根車の前記第２連結部とが連結される羽根車。