JPH0261400A - 軸流ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は外周方向からネジを挿入してモータ軸に固定す
る合成樹脂製軸流ファンの構造に関し。

特に、ファン取付は作業、低振動化、低騒音化に適し、
ブレード車体の厚みの大きいものに適するファンに関す
る。

〔従来の技術〕

従来の合成樹脂製軸流ファンは、例えば特公昭６１−３
５３９７号に提示されるように、中心のボスの軸方向寸
法を、その同心外側にてブレードを支えるハブ部の軸方
向寸法よりもハブの開口部側に長く突出させ、その突出
部分に径方向に向くネジ穴を設けて、ネジによりモータ
軸に固定する構造をしていた。また、ハブの軸方向の閉
鎖面は平担となりており、ブレード面は平担な構造をし
ていた。

特公昭６５−１３０４０号には丸みをつけたハブが提示
されている。実開昭５６−１４５５９４号にはブレード
後方に次第に深くなる溝が提示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特公昭６１−３５３９７号の従来技術は、モータ設
置方向との関係が配慮されておらず、モータをハブの軸
方向閉鎖面側に配置する場合にはブレード車体の軸方向
厚みが小さくてもモータ軸が長く必要となり、モーメン
トにより振動が大きくなる。

反対にモータを開口部側に配置する場合には、ボスの突
出部分の外周全体が解放されるため、はこりや水が軸表
面を伝わってモータケース内に侵入し易いという問題が
あった。また、従来技術は、ハブの変形を防止する技術
について不足していた。

すなわち、ファンの軸への取付け、取外しを、径方向か
ら作業を行なうことを前提にすると、モータ軸の長さを
最小限にするには、どうしてもボスの突出部だけハブ幅
を短くする必要があり、そのために、ブレード根元の遠
心力荷重を支えきれずにハブが、ブレード根元のハブ開
口部側端部な境にして多角形状に変形し、そのために、
ファンの生命であるところの外径が不均一に変形するほ
かブレードのねじれ量が少くなる方向に変形して風量の
減少、振動騒音の上昇を招く恐れがあった。

特に高温雰囲気における樹脂製ファンでは軟化するため
犬ぎた問題であった。また、ボス部にネジを用いる分ア
ンバランスを生じ振動騒音を増大させる問題があった。

また、ハブの平担部は振動が生じ易いほか、平担部の位
置により風の吸込流れの障害、あるいは、吐出流れに乱
れを発生するなどにより送風量を減小させたり、騒音を
増加させるなどの問題を有していた。また、ブレードの
回転後方で圧力面側及び負圧面側の各々に速度差のある
流れが自由空間に放出される際に乱れ生じてファンの主
騒音である後流騒音が発生するという問題があった。

また、特公昭６５−１５０４０号提示の丸みのあるハブ
についてはボス位置がブレード位置から軸方向にずれた
点に付けられているために、ハブの開口部側からモータ
軸を入れる場合にはモータ軸が長くなって振動を生じ易
いという問題があるほか、開口部側がブレードの遠心力
荷重により変形してしまう恐れがあった。すなわち、ブ
レードとハフのボス位置の関係、ハブ形状とボス及びフ
ァンモータ軸との関係、モータ軸へ取付けるため構造等
が、振動防止、変形防止する上での考慮が不十分であっ
た。

また、実開昭５６−１４３５９４号提示のブレード部の
溝は、ブレード端部の構造が不明確であって、ファンの
主騒音であるいわゆる後流騒音を低減する配慮に欠けて
いた。本発明の目的は上記問題点を除去することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、中心にボスを有する略椀状部を第１ハブと
なし、第１ハブの一部に軸方向の開口部に臨む切欠き状
部と、切欠き状部の左右縁部からボスに至る第１リブと
、第１リブにより形成された残りの開口部に第１ハブと
ボス部を結ぶ複数本の第２リブと、切欠き状部に対向す
るボヌ上に軸固定ネジを備え、第１ハブとボスとの間に
て少なくとも第１リブから第１リブに隣接する第２リブ
に至る第２ハブを局部的に設け、第１ハブの中心部寄り
を頂点に外周を次第径を小になしてブレード軸方向端部
とはソ面一となる突部を形成し、その中心の反対方向に
へこみ部と、へこみ部の前端に設置したボスを、第１ハ
ブの軸方向長さの中間位置となし、下流側に位置するブ
レードの端に面状部を設け、製作時の前後型のパーティ
ングラインを負圧面と面状部の接点となし、ブレードの
圧力面側の後縁寄りから面状部Ｋかけてファンに同心で
次第に深さの大になる多数の溝を設けることにょう達成
される。

〔作用〕

上記構造にすることによって、モータな第１ハブの閉鎖
面側に配置する場合にはモータ軸を短くすることができ
、反対にモータな開口部側に配置する場合には、ボス部
が突出せずに第１ハブによって大部分が包囲されて、モ
ータに第１ノ・ブを近接させることができるため、はこ
りや水がモータケース内に侵入するのを防止できる。強
度に関しても、ボス位置が第１バブの奥行寸法の中間に
位置し、第１リブ、第２リブを介して第１ハブ部に至り
、第１ハブの軸方向寸法は大であるために、ブレード根
元を幅広く支え、ノ・ブ頂点の突部により強度向上と第
１リブと第２ハブにより切欠き状部による強度低下を補
って遠心力荷重による第１ハブ、ブレード外径およびブ
レードねじれ角の変形を防止できるほか、第１リブおよ
び第２７１プの肉厚さや位置により、切欠き状部の重量
減、ネジ取付による重力増しによるアンバランスの発生
を調節しながら全周にわたってブレード支持強度を均一
にできる。製作に関しても、第１ハブの中心のへこみ部
により軽量化と、へこみ部の肉厚を他の部分と同一にす
ることにより成形後の冷却速度を均一にでき、製作精度
を向上でき、切欠状部を開口部に連続して開口しである
ので、軸方向にのみ分割できる型で容易に製作できる利
点がある。

また、ブレード後縁の端部面状部から圧力面側の流れを
吹出すことができるので、この流れによって負圧面側か
ら流出する風に対して、従来負圧面のブレードに極めて
近い位置の雰に近い速度であったものに加速を与え、負
圧面側の速度勾配を小にして乱れを減少させ騒音を低減
できる。同時に圧力面側に対しても同様な効果を得るこ
とができる。この種樹脂製のファンは、ブレード肉厚は
樹脂の流れ、破損等の点から成形上限界があるが、ブレ
ード後端面状に面状部を設けて圧力面側の風の一部を溝
から吹出させることにより、後縁を次第に薄くする場合
以上の効果を得ることができる。

また、パーティングラインを溝のない負圧面と面状部の
接点に選定することにより清濁りに成形後のバリの発生
をなくすことができ製作が容易となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第８図により説明す
る。１はブレード、２は第１ハブ、３は第１リブ、４は
第２リブ、５は第２ハブ、６はボスであって中央の肉厚
金属管６ａを埋め込み、左右分割の型で樹脂一体成形さ
れる。Ｎは回転方向を示す。１αはブレード１の吐出側
となる圧力面、１ｈは吸込側となる負圧面、１ｃは前縁
、１ｄは後縁、１−は後縁の面状部、１ｆは溝であって
、ファンの中心に対して同心で、圧力面の後縁１ｃＬ寄
りから面状部１−にかけて、同一溝幅で次第に深さを犬
にし径方向位置は主に有効な軸流作用及び送風作用をす
る外径の４ｃチ位置から９ｃチ位置の範囲（９０チ位置
を越えるとブレードの外周で圧力面から負正面に移動す
る先端渦があり、４０％より内側では送風側のファン中
心より反対に吸込む流れがあって軸流作用が少ない）に
多数設けである。２αは第１・・プ２の切欠状部であっ
て、吐出側に位置する開口部２ＡＩＩＣ臨み、Ｕ字形を
している。２ｄは第１ハブ２の吸込側に位置する突部で
あって、中心部に向って外周を次第に径を小にしてブレ
ード１の軸方向端部（前縁）と頂点をほぼ面一に形成し
、その頂点に反対方向に向うへこみ部２ｃを設け、へこ
み部２ｃの前端（へこみ側の裏）にはボス６が一体に成
形されている。第１リブ３は切欠き状部２αの左右縁部
から一体にボス６に至り、第２リブ４は、第１ハブ２と
第１リブ３とボス６により形成された空間で、第１バブ
２とボス６とを一体に連結している。４αは切欠き状部
よりも内方で連結している。７はネジであって、前記切
欠き状部に対向した位置に設け、径方向からファンモー
タ軸への取付は取外しを可能にしである。第２バブ５は
、第１ハブ２とポス６の間にて第１リブ３から第１リブ
３に隣接する第２リブ４に至り、内方では第３図に示す
ように第２リブ４αとも一体に連結しである。従って、
全体的に見た構造は、第１ハブ２が略椀状で、深さが大
で、椀の深さ（軸方向長さ）の中間にポス６が位置し、
第１ハブ２の外方の一部に切欠き状部２ａがあって、そ
の内側に第２ハフ５があって補強され、径方向から軸へ
の固定作業が可能な構造となっている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ファンモータを第１ハブ２の閉鎖面側
すなわち、突部２ｄ側に配置する場合にはブレード車体
の軸方向厚みが大であっても、ポス６が第１ハブ２の内
部に位置するのでモータ軸長は小でよく、しかもブレー
ド車体の遠心力による大きな応力は、ブレード根元部の
第１ハブ２の外周に加わるが、これをほぼ中心で支える
ことになり、ファン及びファンモータの振動を小さくで
きる６反対にファンモータが第１ハブ２の開口部２α側
に配置する場合には、ポス６の外周は第１ハブによって
大部分包囲されるため、はこりや水がモータケース内に
侵入するのを防止できる。強度に関しても、第１ハブ２
に切欠き状部２ａを設け、切欠き状部２αからドライバ
ーを挿入して軸固定用のネジ７を操作できるので第１ハ
ブ２０円筒部幅が大になっても問題はなく、大きい面積
でブレード根元を支えることができ、さらに第１ハブ２
を、第１リブ３と第２リブ４と第２ハブ５により切欠き
状部２αを中心に強度が向上するので、第１ハブ２の変
形及び関連するブレード１のねじれ角の変形を防止でき
る。同時に切欠き状部２αを設けることにより生ずる重
量的アン？くランスを、第１リブや第２ハブの肉厚等に
より調節できる。また、第１ハブの頂点のへこみ部２ｃ
を設けて、ボス６を支持することにより軽量化とポス６
の中間設置も容易に可能となる。また、以上の如き構造
にすることにより、能力を大きく出せるところのねじり
角の大きいブレードを有するファンに対して振動低減及
び強度上有利にできる。

製作に関しても、切欠き状部２αをＵ字状に開口部２ｂ
に臨ませであるので、軸方向にのみ分割できる世で容易
に製作できる。

フレード１に関しては、第１図および第２図に示すよう
に、後縁１ｄ突りから面状部１６にかけて、軸流作用及
び送風作用に合せた方向と位置に溝１ｆを設けて圧力面
１α側の風の一部を面状部１−から吹出し流れ８を生じ
させ、第７図に示すように負圧面１ｈ側から自由空間に
流出する速度分布の悪い流れ９の負圧面１ｂに極めて近
い流れを増速させて、離れた点の速い速度との差を少な
くして乱流の発生を減少させ、同時に、圧力面１ｅＬ側
から自由空間に流出する流れ１０に対しても速度差を少
なくして乱流の発生を減少させて、騒音を低減する効果
がある。

製作に関しても、溝１ｆであるので、第８図に示すよう
に、下型に溝１ｊに相当する突起を設けるのみでよいの
で、上下（又は左右）分割の型１１．１２で容易に製作
できる。また、この場合大きな問題となる溝１ｆ周りの
「パリ」の発生に関しては、型のパーティングラインを
第８図のように、負圧面１ｂと面状部１−の接点１ｇに
なるように、下型１２を圧力面１αから面状部１−に連
続させ、ブレード１に関しては面状部１−を凰の移動方
向に合せることにより防止できる。また、面状部１−を
設けることにより、樹脂の流れを悪くする程、後縁を薄
くする必要がなくなり、溝１ｆを設けることにより、樹
脂の流れを阻害することなく、ブレード肉厚を薄くした
場合以上の騒音低減効果を得ることができる。尚、本実
施例では溝１ｊの水平方向とのなす角θを、どの溝に対
しても同じにして型１２の加工を容易にしである。また
、第５図の軸穴６ｂにポス６を貫通する構造になってい
るが、ファンモータの軸を開口部２ｈ側から挿入する場
合には、へこみ部２ｃの奥部が閉鎖されてもよい。

第９図は他の実施例として空気調和機に応用したもので
あって、吸込側に熱交換器１５を配置し。

ファンモータ１６を保護ガード１７に取付け、熱交換器
１５と保護ガード１７の間にファン１８を設けた構造で
ある。この場合、ファン１８のハブ１９は熱交換器１５
側に突部１９ｇを設け、ハブ１９の開口部１９Ａをファ
ンモータ１６側に向けて、かつファンモータ１６の外径
よりも大きくしてファンモータ１６の一部を包囲して、
軸１６αの保護とほこ９、水等の侵入を防止できるはか
、ボス２０がハブ１９の実行方向の中間に位置するので
、軸を短くでき、モーメンタムな振動を低減できる。ま
た、図のように突部１９ａはブレード先端位置より若干
熱交換器１５側に位置（寸法番）させることにより、速
度が大で危険の大きいブレード１８ｇの接触を防止でき
るほか熱交換器１５との寸法管理ｌをハブ１９の位置ん
で行なえる利点がある。

また、切欠き状部１９ｃがあるので、熱交換器１５を移
動させずに、径方向の作業で位置決め、作業が容易に行
なえる。騒音に関しても、ハブ１９が強固で、モータ軸
も短いので振動が少なく、ハブ先端が流線形となるので
、熱交換器１５の中央からも効率よく吸込み作用が行な
われ、熱交換分布が良好になる分低速度にできるほか、
バブ１９により、ブレードねじり角の大きいファンを支
えることができるため、その分低速度運転ができる。加
えてブレード１８αには乱流を制御できる溝１８Ａを設
けてあり、低騒音で、コンパクトな空気調和機を提供で
きる。

第１０図は溝１８ｂの効果を実測したものである。

条件は直径４２５■、ブレードねじり角３０°（取付角
ともいう・・・・・・・・・ブレード全体の車体厚１５
５■）、を用い、熱交換器は１列パイプ形波形フィン１
．２ｍｍピッチ付の５００　ｗ　Ｘ　８００■の大きさ
のものを、高さ５００■、横幅９００ｆｉ、奥行２５０
目の箱体に入れ、保護ガードを用いずに、ファンを、騒
音の極めて小さい騒音装置にて運転し、風量か２８”／
ｍｉｎ得られるときの騒音をファンの吹出前方１痛の位
置で測定し、波形をＩＤＨｚピッチで分析したものであ
り、αは溝のない場合、ｂは本発明の溝がある場合であ
る。その結果、主騒音である４００Ｈｚ〜１４００７ｒ
ｚ域の広い領域で１〜３ｄＢの低減効果が見られ、Ａ特
性のオーバーオール値では３９．５ｄＥでありたものが
、　３７．８ｄＢと１．５　ｄＢの効果を確認できた。

低騒音にするには、羽根車厚みの大きくなるブレードね
じれ角の犬ぎなファンを、低速度で回転させるのが最良
であるので、以上で説明して来たような軸流ファン構造
にすることにより、ファンモータの軸の長さを最少限に
おさえ、ハブ構造も強固にでき、作業性も良いので低振
動化、低騒音化に貢献大なる合成樹脂製軸流ファンを提
供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す軸流ファンの正・面図
、第２図は第１図の側面図、第３図は第１図の要部を示
す斜視図、第４図は第１図のＢＢからみた部分的側面図
、第５図は第１図のＣＣ断面図、第６図は第１図の背面
図、第７図は第１図のフレード後縁の流れを説明する断
面図、第８図はフレードを成形する智の説明図、第９図
は本発明のもうひとつの実施例を示す断面図、第１０図
は本発明の後縁流れの効果を説明する騒音スペクトルで
ある。 １ｇ・・・・・・・・・面状部 １ｆ・・・・・・・・・溝 ２・・・・・・・・・・・・第１ハブ ２α・・・・・・・・・切欠き状部 ３・・・・・・・叩・第１リブ ４・・・・・・・・・・・・第２リブ ５・・・・・・・・・・・・第２ハブ ６・・・・・・・・・・・・ボス 第）図 第２図 第９図 風笈数ｆｆｌｚ）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．　中心にボスを有する略椀状部を第１ハブとなし、
   第１ハブの一部に軸方向の開口部に臨む切欠き状部と、
   切欠き状部の左右縁部からボスに至る第１リブと、第１
   リブにより形成された残りの開口部に第１ハブとボス部
   を結ぶ複数本の第２リブと、切欠き状部に対向するボス
   上に配された軸固定ネジと、第１ハブとボスとの間にて
   、第１リブから第２リブに至る第２ハブとを備えたこと
   を特徴とする軸流ファン。
2. ２．　第１ハブとボスとの間にて少なくとも第１リブか
   ら、第１リブに隣接する第２リブに至る第２ハブを局部
   的に設けた特許請求の範囲第１項記載の軸流ファン。
3. ３．　開口部がファンモータ側である特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の軸流ファン。
4. ４．　切欠き状部がブレード根元を中心に、ファンモー
   タ側である特許請求の範囲第１項または第２項記載の軸
   流ファン。
5. ５．　第１ハブの開口部側と反対方向において、外周の
   径を次第に小になした突部と、その中心を反対に開口部
   に向うへこみ部と、へこみ部の端部にボスを設置した特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の軸流ファン。
6. ６．　ボスの位置が第１ハブの軸方向厚みの中間位置で
   ある特許請求の範囲第１項または第２項記載の軸流ファ
   ン。
7. ７．　第１ハブの突部位置が、ブレード車体軸方向端部
   位置に比較して、ほぼ同等、または、それ以上である特
   許請求の範囲第５項記載の軸流フアン。
8. ８．　下流に位置するブレード端に、軸方向に沿う面状
   部を設け、ブレード圧力面側の後縁寄りから面状部にか
   けて、ファンに同心で次第に深さの大になる多数の溝を
   設けたことを特徴とする軸流ファン。
9. ９．　下流に位置するブレード端に軸方向に沿う面状部
   を設け、ブレード圧力面側の後縁寄りから面状部にかけ
   て、ファンに同心で次第に深さの大になる多数の溝を設
   けた特許請求の範囲第１項または第２項記載の軸流ファ
   ン。
10. １０．　溝の水平面（モータに取付けた場合は軸に直角
    な面）に対する傾斜が、どの溝に対しても同一である特
    許請求の範囲第７項または第８項記載の軸流ファン。
11. １１．　下流に位置するブレード端に軸方向に沿う面状
    部を設け、ブレード圧力面側の後縁よりから面状部にか
    けて次第に深さの大になる多数の溝を設けた特許請求の
    範囲第１項または第２項または第９項記載の軸流ファン
    。