JPH10131891A

JPH10131891A - プロペラファン

Info

Publication number: JPH10131891A
Application number: JP30382996A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Kudo; 秀一工藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 1998-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】全ての羽根が同位相で振動するのを抑制し、
これにより低騒音化を図ることが可能なプロペラファン
を提供する。【解決手段】モータ回転軸に取付けられるハブ１の周
囲に複数の羽根２・・３を装着して成るプロペラファン
において、羽根２・・３の内の特定の羽根３において
は、他の羽根２とは振動位相が異なるように構成する。
具体的手法としては、特定の羽根３において、板厚分
布、取付角度、弦長、外径等をそれぞれ他の羽根２と異
なるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は空調室外機等に用
いられるプロペラファンに関するもので、特に騒音の低
減されたプロペラファンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロペラファンの低騒音化を目的とする
従来例としては、例えば特開平２−２５６２９９号公報
を挙げることができる。これはモータの回転軸に円筒状
のボス部を取付けると共に、このボス部の外周部に所定
の間隔を置いて円筒状のハブ部を配置し、ボス部とハブ
部とを複数のブリッジリブにて連結し、さらにハブ部の
外周部に羽根を装着した構造のものである。そして上記
ブリッジリブは、軸方向の前後の位置に２組設けると共
に、これらを互いに周方向に位置をずらせ、つまり一方
のリブのピッチ間に他方のリブが位置するように配置す
ることにより、このブリッジリブでもって、モータの振
動を吸収し、これにより騒音の減衰を行おうとしている
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年、空調室
外機においては、その効率改善のために室外ファンの回
転数を制御することが可能なモータの採用が検討されて
いる。本発明者は、このような回転数制御が可能なモー
タを採用した場合のプロペラファンの騒音の発生原因に
ついて検討を加え、それは次のようなものであることを
明らかにした。

【０００４】まずプロペラファンの騒音の主たる原因が
各羽根の振動に起因するため、プロペラファンの羽根の
振動周波数の解析を行ったところ、プロペラファンの羽
根は種々の振動周波数の重畳された振動パターンを有し
ていた。そしてこのうち、電源リップル等によるモータ
振動と共振関係にある特定の振動周波数においては、特
に高い騒音レベルが観察された。しかもこの周波数にお
いては、各羽根が同一位相で振動しており、これが騒音
を高くしている原因であることが判明した。このような
状態を図８に模式的に示している。同図において、２１
はモータ回転軸に取付けられるハブであって、その周囲
には円周方向等間隔に径方向外方へと延びる４枚の羽根
２２・・２２が取付けられている。また図において、斜
線部２２ａは紙面に垂直方向（送風方向）の一方の側へ
振れている部分であり、斜線を施していない部分２２ｂ
はこれとは逆方向へ振れている部分をそれぞれ示し、両
者の境界部分２２ｃが節となっている。このように全て
の羽根２・・２において振動パターンが同一（つまり同
位相）になっていると、振動は図９に示すように同位相
の波形の足し算となってしまい、振動を強め合い、振幅
は４倍になる。そしてこのような現象が生じると、上述
のように騒音レベルが顕著に上昇することになるのであ
る。このような現象の発生は、上記従来例においては抑
制不可能である。

【０００５】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、全ての羽根が同
位相で振動するのを抑制し、これにより低騒音化を図る
ことが可能なプロペラファンを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１のプロペ
ラファンは、モータ回転軸に取付けられるハブ１の周囲
に複数の羽根２・・３を装着して成るプロペラファンに
おいて、羽根２・・３の内の特定の羽根３においては、
他の羽根２とは振動位相が異なるように構成されている
ことを特徴としている。

【０００７】上記において特定の羽根３の振動位相が異
なるようにするための具体的手法としては、特定の羽根
３において、板厚分布（請求項２）、取付角度（請求項
４）、弦長（請求項６）、外径（請求項８）等をそれぞ
れ他の羽根２と異なるようにしておけばよい。

【０００８】このように振動位相を異ならせた場合に騒
音発生を抑制できる理由について説明する。まず図１に
は羽根２、３が逆位相で振動する場合の状態を模式的に
示している。同図（ａ）に示すようにハブ１に装着され
た羽根２・・３の内、２、２は従来例と同様の羽根であ
り、３、３がこれらとは振動位相の異なる特定の羽根で
ある。そして斜線部２ａ、３ａは紙面に垂直方向（送風
方向）の一方の側へ振れている部分であり、斜線を施し
ていない部分２ｂ、３ｂはこれとは逆方向に振れている
部分をそれぞれ示しており、両者の境界２ｃ、３ｃが節
となっている。このように特定の羽根３、３と他の羽根
２、２とが逆位相で振動すると、図２に示すように振動
が逆位相の波形の足し算となって打消し合い、もし仮に
共振したとしても、振幅が大幅に小さくなり、この結
果、騒音が低減できることになる。なお図１（ｂ）のよ
うな状態でも同様の結果が得られる。これらは非常に簡
易化した理想的なモデルに基づく説明であるが、全ての
羽根が同一位相で振動する従来例のような事態を回避し
得るのであれば、本発明の目的は達成し得る。

【０００９】また請求項３、請求項５、請求項７、及び
請求項９のように実施すれば、騒音低減効果は一段と向
上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】次にこの発明のプロペラファンの
実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

【００１１】図３に第１実施形態を示している。同図
（ａ）において、１はハブであり、その外周部には径方
向に延びる４枚の羽根３・・３が周方向等間隔に装着さ
れている。これら４枚の羽根３・・３は、同図（ｂ）に
示すように、全てが異なった径方向板厚分布を備えたも
のである。つまりこの実施形態においては、他の羽根と
振動位相を異ならせるための特定の羽根として全ての羽
根３・・３が機能しているのであり、全ての羽根３・・
３が異なった位相で振動することになる。

【００１２】図４には第２実施形態を示している。これ
は４枚の全ての羽根３・・３が異なった位相で振動する
という点においては第１実施形態と同様であるが、羽根
３・・３の内、周方向に背中合わせとなる一対の羽根
Ａ、Ｂ、及び羽根Ｃ、Ｄにおいては径方向板厚分布が互
いに逆の分布になっている点において第１実施形態と異
なっている。このような板厚分布とすることにより、低
騒音化に対し効果的となる。なお上記両実施形態におい
て、板厚分布は周方向に変化させてもよい。

【００１３】図５には第３実施形態を示している。この
図はボス１に対する羽根２、３の取付部分を展開して示
す説明図であるが、この実施形態においては、上記従来
例と同様の２枚の羽根２、２の間に、これらとは振動位
相の異なる２枚の羽根３、３（特定の羽根）を配置して
いる。そして特定の羽根３、３の取付角度α、γを、他
の羽根２、２の取付角度βとは異ならせている。つまり
一対の特定の羽根３、３を、周方向に背中合わせになる
ように配置し、一方の特定の羽根３の取付角度αを他の
羽根２の取付角度βよりも小さく、他方の特定の羽根３
の取付角度γを他の羽根２の取付角度βよりも大きくし
ているのである。なお羽根２・・３の取付角度とは、ハ
ブ１の前面１ａと羽根２・・３の取付部との成す角度の
ことである。

【００１４】図６には第４実施形態を示している。この
実施形態においては、上記従来例と同様の２枚の羽根
２、２の間に、振動位相の異なる２枚の羽根３、３（特
定の羽根）を配置している。そして特定の羽根３、３の
弦長を、他の羽根２、２の弦長とは異ならせている。つ
まり一対の特定の羽根３、３を、周方向に背中合わせに
なるように配置し、一方の特定の羽根３の弦長を他の羽
根２の弦長よりも小さく、他方の特定の羽根３の弦長を
他の羽根２の弦長よりも大きくしているのである。なお
羽根２・・３の弦長とは、各羽根２・・３の径方向への
幅のことである。

【００１５】図７には第５実施形態を示している。この
実施形態においては、上記従来例と同様の２枚の羽根
２、２の間に、振動位相の異なる２枚の羽根３、３（特
定の羽根）を配置している。そして特定の羽根３、３の
外径寸法を、他の羽根２、２の外径寸法とは異ならせて
いる。つまり一対の特定の羽根３、３を、周方向に背中
合わせになるように配置し、一方の特定の羽根３の外径
寸法を他の羽根２の外径寸法よりも小さく、他方の特定
の羽根３の外径寸法を他の羽根２の外径寸法よりも大き
くしているのである。

【００１６】上記各実施形態のプロペラファンは、波数
制御方式、位相制御方式等によって制御される回転数制
御が可能なモータに装着して使用するのが好ましいが、
特にこれに限られる訳ではない。また特定の羽根３を他
の羽根２と異なった位相で振動させるための構成も、重
錘の装着等の他の構成の採用が可能である。

【００１７】

【発明の効果】上記請求項１、請求項２、請求項４、請
求項６及び請求項８のプロペラファンによれば、もし仮
にモータ振動と羽根との共振が生じたとしても、従来の
ように全ての羽根が同一位相で振動する訳ではなく、位
相の異なった振動が重畳されることになるので、プロペ
ラファンの低騒音化を図ることができる。

【００１８】また請求項３、請求項５、請求項７、及び
請求項９のように実施すれば、騒音低減効果は一段と向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のプロペラファンにおいて騒音を低減
し得る理由を説明するための振動パターンの模式図であ
る。

【図２】この発明のプロペラファンにおいて騒音を低減
し得る理由を説明するための振動波形の模式図である。

【図３】この発明のプロペラファンの第１実施形態の説
明図である。

【図４】この発明のプロペラファンの第２実施形態の説
明図である。

【図５】この発明のプロペラファンの第３実施形態の説
明図である。

【図６】この発明のプロペラファンの第４実施形態の説
明図である。

【図７】この発明のプロペラファンの第５実施形態の説
明図である。

【図８】従来のプロペラファンにおいて騒音の発生原因
を説明するための振動パターンの模式図である。

【図９】従来のプロペラファンにおいて騒音の発生原因
を説明するための振動波形の模式図である。

【符号の説明】

１ハブ２羽根３羽根

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータ回転軸に取付けられるハブ（１）
の周囲に複数の羽根（２・・３）を装着して成るプロペ
ラファンにおいて、羽根（２・・３）の内の特定の羽根
（３）においては、他の羽根（２）とは振動位相が異な
るように構成されていることを特徴とするプロペラファ
ン。
【請求項２】特定の羽根（３）の半径方向又は周方向
の板厚分布を他の羽根（２）とは異ならせていることを
特徴とする請求項１のプロペラファン。
【請求項３】周方向に背中合う位置に一対の特定の羽
根（３）（３）を設け、両羽根（３）（３）の板厚分布
を逆の板厚分布にしてあることを特徴とする請求項２の
プロペラファン。
【請求項４】上記特定の羽根（３）のハブ（１）への
取付角度（α）を、他の羽根（２）の取付角度（β）と
は異ならせていることを特徴とする請求項１のプロペラ
ファン。
【請求項５】周方向に背中合う位置に一対の特定の羽
根（３）（３）を設け、一方の特定の羽根（３）の取付
角度（α）は、他の羽根の取付角度（β）よりも小さ
く、他方の特定の羽根（３）の取付角度（γ）は、他の
羽根の取付角度（β）よりも大きくしていることを特徴
とする請求項４のプロペラファン。
【請求項６】上記特定の羽根（３）の弦長を、他方の
羽根（２）の弦長とは異ならせていることを特徴とする
請求項１のプロペラファン。
【請求項７】周方向に背中合う位置に一対の特定の羽
根（３）（３）を設け、一方の特定の羽根（３）の弦長
は、他の羽根（２）の弦長よりも短く、他方の特定の羽
根（３）の弦長は、他の羽根（２）の弦長よりも長くし
ていることを特徴とする請求項６のプロペラファン。
【請求項８】上記特定の羽根（３）の外径を、他方の
羽根（２）の外径とは異ならせていることを特徴とする
請求項１のプロペラファン。
【請求項９】周方向に背中合う位置に一対の特定の羽
根（３）（３）を設け、一方の特定の羽根（３）の外径
は、他の羽根（２）の外径よりも小さく、他方の特定の
羽根（３）の外径は、他の羽根（２）の外径よりも大き
くしていることを特徴とする請求項８のプロペラファ
ン。