JPH11201090A - 送風機用羽根車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転駆動時のみならず、非駆動時において
も、中空部に浸入した水を速やかに排出でき、回転むら
の発生や破損を招くことを防止できる送風機用羽根車を
提供する。 【構成】 送風機用羽根車は、一方の面に凹所３５が形
成された翼本体３１と、翼本体３１とともに中空部４１
を形成する蓋部材３２とを備え、非駆動状態である場合
に安定状態となる回転位置において、各翼３Ａ，３Ｂ，
３Ｃの中空部４１の最下部に位置して、中空部４１から
外部に連通する排出口４５，４６，４７が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送風機用羽根車に
関し、特に、内部に中空部を形成された翼を備える送風
機用羽根車に関する。

【０００２】

【従来の技術】送風機用羽根車の翼に関して、送風性能
を向上させるために、その断面をエアフォイル形状（厚
翼形状）とする技術が広く知られている。エアフォイル
形状を採用すると、空気の流入角の変動にかかわらず空
気流の剥離が抑制されるので、薄翼のものに較べて送風
性能が向上する。

【０００３】そして、薄翼形状のものに較べて翼の重量
が増加してしまうというエアフォイル形状の翼の欠点を
小さくする対策として、翼を中空構造とする考え方も公
知である。しかし、翼を中空構造とする場合には、２つ
以上の部材を接合して翼を製作するか、あるいはガスア
シスト成型により翼を製作することになる。これらの方
法により製作された翼には、どうしても翼の外部から中
空部に通ずる隙間がある程度生じてしまい、この隙間を
通じて水が浸入してしまうおそれがある。意図的に排出
口を設けていない場合には、一旦中空部に水が浸入する
と排出が困難であり、この中空部に浸入した水が冬季の
低温環境下において凍結すると、羽根車の回転アンバラ
ンスを引き起こし、回転むらの原因となるとなるばかり
か、羽根車の破損につながることも考えられる。

【０００４】この欠点を抑えるために、特開平９−８８
８９０号公報において、積極的に中空部から外部へと通
ずる排出口を設け、回転時の遠心力を利用して浸入して
きた水の排出を行う技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の送風機
用羽根車では、中空部に浸入した水を羽根車の回転時に
排出するために、中空部から遠心方向に向けて排出口を
設けている。したがって、羽根車が回転したときにはこ
の排出口を介して水が排出されることとなる。しかしな
がら、羽根車の非駆動時には、各翼に対して遠心力が働
かないため、中空部に浸入した水は内部に留まったまま
となり、低温環境下ではこれが凍結して回転むらや破損
の原因となりかねない。

【０００６】本発明の目的は、回転駆動時のみならず、
非駆動時においても、中空部に浸入した水を速やかに排
出でき、回転むらの発生や破損を招くことを防止するこ
とを特徴とした送風機用羽根車を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
送風機用羽根車は、駆動源の回転軸に装着されるハブ
と、ハブの外周であって回転方向に等間隔の位置に取り
付けられる複数の翼とを備える。このうち、複数の翼は
それぞれ、一方の面に凹所が形成された翼本体と、翼本
体の凹所に重合され、縁部分が翼本体の凹所の縁部分と
接合されて、翼本体とともに中空部を形成する蓋部材と
を備えている。また、翼本体と蓋部材の接合部であっ
て、非駆動状態にある場合に安定状態となる回転位置に
おける各翼の中空部の最下部に位置して、中空部から外
部に連通する排出口を設けている。

【０００８】このことによって、非駆動状態であって
も、中空部内に浸入した水は排出口を通じて排出され、
低温環境下であっても内部の水が凍結して、回転バラン
スを損なうことがなくなる。請求項２に記載の送風機用
羽根車は、請求項１に記載の送風機用羽根車において、
翼本体と蓋部材とが不連続な接合部によって接合されて
いる。この場合、翼本体と蓋部材との接合部の不連続部
分において、微小な間隙を有しており、中空部に浸入し
た水はこの間隙を通じて排出可能であり、非駆動時であ
っても中空内に水を残留させることが少なくなる。

【０００９】請求項３に記載の送風機用羽根車は、請求
項２に記載の送風機用羽根車において、翼本体の凹所の
縁部分に、蓋部材の縁部分と接合される段部が不連続に
形成された蓋受け部を有しており、この蓋受け部が蓋部
材内面と接合されている。この場合には、蓋受け部と蓋
部材とを溶着または接着などにより接合することによっ
て、不連続な接合部を形成することができ、上述の効果
はさらに向上する。

【００１０】請求項４に記載の送風機用羽根車は、請求
項３に記載の送風機用羽根車において、蓋受け部が湾曲
面により凹所と滑らかに連なっている。このことによ
り、中空部に浸入した水は、不連続な翼本体と蓋部材と
の接合部および排出口に、湾曲面によって案内されて到
達することとなり、速やかに外部に排出されることとな
る。

【００１１】請求項５に記載の送風機用羽根車は、請求
項１〜４のいずれかに記載の送風機用羽根車において、
翼本体および蓋部材の内表面が平滑面を構成する。この
ことにより、中空部に浸入した水は、翼本体および蓋部
材の平滑な内表面を案内されて、外部に排出されること
となる。請求項６に記載の送風機用羽根車は、請求項５
に記載の送風機用羽根車において、翼本体および蓋部材
の内表面に撥水加工が施されている構成である。このこ
とにより、中空部に浸入した水はさらに外部に排出され
やすくなる。

【００１２】請求項７に記載の送風機用羽根車は、請求
項１〜６のいずれかに記載の送風機用羽根車であって、
翼本体と蓋部材とが超音波溶着により接合されている構
成である。この場合には、溶着部分を小さくすることが
でき、中空部を最大限に大きくすることが可能となり、
羽根車の軽量化を図ることができる。請求項８に記載の
送風機用羽根車は、請求項１〜７のいずれかに記載の送
風機用羽根車において、翼が、ハブの回転方向に等間隔
で３枚配置されており、各翼の翼本体と蓋部材との接合
部にそれぞれ３つの排出口が配置されている構成であ
る。この場合には、送風機用羽根車が非駆動時に比較的
安定状態となる回転位置において、それぞれの翼の中空
部の最下部に排出口が位置するように、３個所に排出口
を設けることで、中空部に浸入した水を確実に外部に排
出することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態であるプロペ
ラファン（送風機用羽根車）１が採用される空調機用の
室外機１０を図１、図２に示す。室外機１０は、図１に
示すように、熱交換室８および機械室９から構成されて
おり、両室が仕切板で仕切られている。熱交換室８に
は、プロペラファン１を回転軸４ａに装着したモータ４
と、横断面がＬ字状である熱交換器５とが配設されてお
り、前面には、桟形状の吹き出しグリル６がはめられて
いる。モータ４によりプロペラファン１が回転すると、
図１の２点鎖線で示す矢印の向きに沿って、熱交換器５
を通過した空気が吹き出しグリル６から室外機１０の前
方（図１下方）へと流れる。なお、プロペラファン１
は、図２に示す矢印の向きに回転する。機械室９には、
圧縮機ユニット７や図示しない電装品などが配置され
る。

【００１４】プロペラファン１は、図３に示すように、
モータ４の回転軸４ａに装着される円筒形状のハブ２
と、ハブ２の外周面に送風方向に所定の傾斜角を有して
いる複数の翼３とから構成されている。ハブ２の内周部
には、モータ４の回転軸４ａに回転不能に嵌合する溝な
ど（図示せず）が形成されている。この実施形態におい
ては、図示したように、３枚の翼３，３を備えるプロペ
ラファン１を採用している。

【００１５】翼３は、図６に示すような翼本体３１と、
図８に示すような蓋部材３２とから形成されている。翼
３は、いわゆる前進翼と呼ばれる構造であり、空力性能
の向上のために前縁部が外周側ほど回転方向に前進して
いる形状となっており、また、流入してくる気流（空
気）に対する剥離の発生度合い、特に前縁剥離の度合い
を減少させるために、前縁部分が丸みを帯びた厚翼形状
（エアフォイル形状）となっている。これに対応して、
翼本体３１は、丸みを帯びた厚肉形状である前縁部３３
と、翼後部に対応する後縁部３４と、前縁部３３と後縁
部３４との中間に位置して負圧面側に凹所３５が形成さ
れる中間薄肉部３６とを有している。

【００１６】凹所３５の縁部分には、蓋部材３２の縁部
分と接合される段部３７，３７が不連続に形成されてい
る。蓋部材３２が凹所３５に嵌合されるとき、この段部
３７の表面が蓋部材３２の内面に当接するとともに、超
音波溶着において翼本体３１と蓋部材３２とが接合され
る。段部３７は、図７に示すように、湾曲面３８により
凹所３５と連接されており、凹所３５に付着した水滴な
どの液体を翼本体３１と蓋部材３２との接合部に案内す
るように構成されている。また、翼本体３１の段部３７
の適所に、蓋部材３２の位置決めを行うための位置決め
突起３９，３９が設けられている。図示したものでは、
この位置決め突起３９，３９は３個所に設けられてい
る。

【００１７】蓋部材３２は、翼本体３１の段部３７と当
接して凹所３５にはめ合わされる形状であり、翼３の負
圧面側の表面を構成するものである。蓋部材３２には、
翼本体３１の位置決め突起３９，３９に対応して、位置
決め用凹部４０，４０が設けられている。蓋部材３２
は、位置決め用凹部４０を翼本体３１の位置決め用突起
３９に合わせ、翼本体３１の凹所３５にはめ合わされ
る。この後、翼本体３１と蓋部材３２とは超音波接合な
どにより接合され、中空部４１を有する翼３が構成され
る。翼本体３１と蓋部材３２とは、段部３７が設けられ
た位置において接合される。この翼本体３１と蓋部材３
２との接合部において、段部３７が存在していない位置
では、中空部４１から外部に連通するわずかな間隙が形
成されることとなる。

【００１８】蓋部材３２には、縁部分の３個所に排出口
用凹部４２，４３，４４が設けられている。この排出口
用凹部４２，４３，４４は、蓋部材３２が翼本体３１に
接合されたときに、中空部４１と連通して、中空部４１
に浸入した水滴などの液体を排出するための排出口４
５，４６，４７を構成するものである。この実施形態で
は、３枚翼のプロペラファン１を構成しており、前述し
たような前進翼を３枚配置したプロペラファン１では、
モータ４による駆動がなされていないときには、図４に
示すような状態が比較的安定した状態であり、このよう
な状態で留まることが多い。この状態にある各翼３を図
示したように３Ａ，３Ｂ，３Ｃとすると、翼３Ａでは、
中空部４１の最下端位置が排出口４５の位置と一致す
る。また、翼３Ｂでは、中空部４１の最下端位置が排出
口４６の位置と一致し、翼３Ｃでは、中空部４１の最下
端位置が排出口４７の位置と一致することとなる。この
ような排出口４５，４６，４７を構成するために、プロ
ペラファン１が非駆動時に安定状態となる回転位置にお
いて、各翼３の中空部４１の最下端部に位置するよう
に、蓋部材３２の排出口用凹部４２，４３，４４を設定
している。

【００１９】また、翼本体３１の凹所３５内面および蓋
部材３２の内面は、少なくとも翼本体３１の外表面およ
び蓋部材３２の外表面と同等の平滑な表面仕上げがなさ
れている。これは、翼本体３１および蓋部材３２を作成
する際の金型を鏡面仕上げとすることで実現できる。必
要であれば、翼本体３１の凹所３５および蓋部材３２の
内面に撥水剤をスプレーするなどして撥水加工すること
もできる。

【００２０】このようにしたプロペラファン１では、翼
３の中空部４１に浸入した水滴は、回転駆動時には、遠
心力により翼本体３１の凹所３５内面および蓋部材３２
の内面を外周方向に案内され、排出口４５，４６および
外周側の溶着されていない間隙から排出されることとな
る。また、プロペラファン１は非駆動状態では図４に示
すような回転位置で安定状態となる。このとき、翼３の
中空部４１に浸入した水滴は、平滑面に形成された翼本
体３１の凹所３５の内表面および蓋部材３２の内表面に
より、各翼３，３の最下部に位置する排出口４５，４
６，４７側に案内される。凹所３５の縁部分は、湾曲面
３８により段部３７に連接しており、凹所３５および蓋
部材３２の内表面を案内されてきた水滴は、翼本体３１
と蓋部材３２とが溶着されていない間隙および排出口４
５，４６，４７に案内されて外部に排出される。

【００２１】この実施形態では、非駆動状態にある場合
に安定状態となる回転位置において、各翼３の中空部４
１の最下端部に位置するように排出口４５，４６，４７
を設けているため、非駆動状態であっても中空部４１に
浸入した水を排出することができる。このとき、翼本体
３１の凹所３５の内面および蓋部材３２の内面には、平
滑面が構成されるように表面仕上げを施しているため、
翼本体３１と蓋部材３２との接合部に水を容易に案内す
ることができる。また、翼本体３１と蓋部材３２との接
合部近傍に案内された水は、湾曲面３８により排出口４
５，４６，４７および溶着がなされていない間隙に案内
されることとなり確実に排出される。 〔他の実施形態〕 （Ａ）図９に示すように、４枚の翼５２，５２を備えた
プロペラファン５１を構成することも可能である。この
場合も、上述の実施形態と同様にして、翼本体５３と蓋
部材５４とが接合された構成とすることができる。この
とき、翼本体５３の一方の面には、図６に示す翼本体３
１と同様の凹所が形成されており、凹所の縁部分には蓋
部材５４と接合される段部が形成されている。この翼本
体５３の凹所に蓋部材５４が嵌合されて、翼本体５３の
段部と蓋部材５４とが超音波接合によって溶着されるこ
とにより、翼本体５３と蓋部材５４は中空部５５を構成
して接合される。なお、翼本体５３の段部は不連続に形
成されており、この段部が規制されていない部分では、
翼本体５３と蓋部材５４とはわずな間隙を有している。

【００２２】蓋部材５４は、縁部分の４つの位置におい
て凹部が形成されている。蓋部材５４と翼本体５３とが
接合されたとき、この４つの凹所により、中空部５５か
ら外部に連通する排出口５６，５７，５８，５９が形成
される。この排出口５６，５７，５８，５９は、中空部
５５に浸入した水を外部に排出するためのものである。

【００２３】このプロペラファン５１が非駆動状態にあ
るときに、図９に示すような状態が安定状態であると
し、そのときの各翼５２の位置をそれぞれ５２Ａ，５２
Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄとする。この場合に、翼５２Ａにお
いて中空部５５の最下端部に排出口５６が位置するよう
に設定されている。以下、翼５２Ｂにおいて中空部５５
の最下端部に排出口５７が位置し、翼５２Ｃにおいて中
空部５５の最下端部に排出口５８が位置し、翼５２Ｄに
おいて中空部５５の最下端部に排出口５９に位置するよ
うに設定されている。

【００２４】このように構成することによって、４枚の
翼５２，５２を有するプロペラファン５１においても、
上述した実施形態と同様に、プロペラファン５１の非駆
動時にも中空部５５に浸入した水が、中空部５５を構成
する翼本体５３および蓋部材５４の内面によって排出口
５６，５７，５８，５９側に案内されて排出されること
となる。また、翼本体５３と蓋部材５４との溶着されて
いない間隙からの排出も可能であり、駆動時、非駆動時
いずれの場合も浸入した水の排出ができることとなる。

【００２５】翼の数はこれらの実施形態に限定されるも
のではなく、２枚、あるいは５枚以上で構成することも
でき、翼の数や中空部の形状などに応じて、排出口を設
ける位置を適宜設定することによって、中空部に浸入し
た水の排出を迅速に行い、回転むらの発生やプロペラフ
ァンの損傷を防ぐことができる。 （Ｂ）上述したように中空部に浸入した水を排出するた
めの排出口を設けた場合に、プロペラファンの回転駆動
時にこの排出口から空気が流入して風切り音が発生し、
中空部において共鳴して雑音源となるおそれがある。特
に、上述したような前進翼では、前端側に設けた排出口
における雑音の発生が問題となる。このため、排出口の
前方に突起を設けて気流の剥離を大きくし、排出口に空
気が流入しないようにすることが考えられる。最初の実
施形態において、翼３の排出口４５前方に突起６１を設
けた例を図１０、図１１に示す。

【００２６】突起６１は、翼本体３１と一体に形成され
るものであって、前縁部３３の外周部分において負圧面
側に膨らんでいる。図１０、図１１に示す点Ｐは、突起
６１の頂点を示している。この突起６１は、プロペラフ
ァン１の回転時に外周側前縁に位置する排出口４５の回
転方向上流側となる部分に位置し、その表面が排出口４
５の表面よりも外側にある。また、突起６１はなめらか
な丘陵状であり、排出口４５に近い側の後方傾斜面６２
が排出口４５から遠い側の前方傾斜面６３よりも急峻と
なっている（図１１参照）。さらに、突起６１は、排出
口４５の回転方向上流側に向かっての前方部分だけでは
なく、排出口４５の回転方向上流側に向かっての側方部
分にもまたがって、排出口４５の表面よりも盛り上がっ
ている（図１０参照）。

【００２７】このような突起６１を設けた場合には、プ
ロペラファン１の回転時に、図１２に示すように、翼３
の前縁部３３にぶつかって剥離した気流は、排出口４５
を通り越した下流側の位置で蓋部材３２の表面に再付着
することとなる。また、突起６１の下流側において、剥
離による渦流の発生位置およびベクトルが変わり、排出
口４５より中空部４１に流入することが抑制される。こ
のことから、排出口４５に空気が流入することによる風
切り音の発生や共鳴現象の発生を抑制し、雑音の発生を
抑えることができる。

【００２８】また、ここでは、突起６１を翼本体３１の
一部として一体に形成しているため、突起を接合するな
どの工程が必要とされず、突起６１を丘陵状としている
ため、プロペラファン１の回転抵抗が少なくなり回転効
率が良好となる。また、後方傾斜面６２の傾斜を前方傾
斜面６３の傾斜よりも急峻にしているため、後方傾斜面
６２に沿って流れて排出口４５に流れ込む空気の量が減
少する。これにより、中空部４１に空気が流れ込む現象
がより抑えられており、風切り音や共鳴現象も抑制され
る。

【００２９】また、空調機用室外機１０にはＬ字状の熱
交換器５が配設されており、熱交換器５の２面から空気
が吸い込まれるため、翼３に流入する空気の方向が変動
しやすい。これに対しこの実施形態によるプロペラファ
ンでは、突起６１が排出口４５の回転方向上流側のみな
らず、回転方向上流側に向かって側方にも排出口４５の
表面よりも盛り上がっている部分を含んでいるため、翼
３に流入する空気の流れ方向が変動した場合にも、排出
口４５への空気の流入を抑えることができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る送風機用羽根車は、翼本体
と蓋部材によって中空部を有するエアフォイル形状の翼
が複数形成されており、空力性能の良好な送風機用羽根
車を構成できるとともに、翼を軽量化してモータの負担
を小さくでき、羽根車そのものの強度を高めるとともに
制作コストを低減することが可能である。

【００３１】また、翼本体と蓋部材との接合部におい
て、排出口を設けているため、回転駆動時には、中空部
に浸入した水は遠心力によって排出口側に案内されて排
出することが可能となっている。また、非駆動時に安定
状態となる回転位置における各翼の中空部の最下部の位
置に排出口を設けており、非駆動時にあっても、中空部
に浸入した水が重力によってこの排出口に案内されて排
出されることとなる。したがって、中空部に浸入した水
は、駆動時、非駆動時を問わず常に速やかに排出される
こととなり、冬期の寒冷時においても中空部内で水が凍
結して、回転むらが発生したり、損傷することを防止で
きる。

【００３２】排出口は、翼本体と蓋部材との接合部に設
けられおり、蓋部材の縁部分または翼本体の凹所の縁部
分に凹部を設けておけば、翼本体と蓋部材とを接合する
ことによって、中空部から外部に連通する排出口を容易
に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が採用される空調機用室外
機の横断面図。

【図２】その正面図。

【図３】本発明の一実施形態であるプロペラファンの斜
視図。

【図４】その平面図。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図。

【図６】翼本体の平面図。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。

【図８】蓋部材の平面図。

【図９】他の実施形態であるプロペラファンの平面図。

【図１０】さらに他の実施形態の要部を示す平面図。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ断面図。

【図１２】空気の流れを示す説明図。

【符号の説明】

１ プロペラファン ２ ハブ ３ 翼 ３１ 翼本体 ３２ 蓋部材 ３５ 凹所 ３７ 段部 ３８ 湾曲面 ４１ 中空部 ４５ 排出口 ４６ 排出口 ４７ 排出口

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 誠司 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 鄭 志明 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 川崎 拓 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源（４）の回転軸（４ａ）に装着され
   るハブ（２）と、前記ハブ（２）の外周であって回転方
   向に等間隔の位置に取り付けられる複数の翼（３）とを
   備える送風機用羽根車であって、 前記複数の翼（３）はそれぞれ、一方の面に凹所（３
   ５）が形成された翼本体（３１）と、前記翼本体（３
   １）の凹所（３５）に重合され、縁部分が前記翼本体
   （３１）の凹所（３５）の縁部分と接合されて、前記翼
   本体（３１）とともに中空部（４１）を形成する蓋部材
   （３２）とを備え、 前記翼本体（３１）と蓋部材（３２）の接合部であっ
   て、非駆動状態にある場合に安定状態となる回転位置に
   おける各翼（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の中空部（４１）の最
   下部に位置して、前記中空部（４１）から外部に連通す
   る排出口（４５，４６，４７）を設けてなる送風機用羽
   根車。
2. 【請求項２】前記翼本体（３１）と蓋部材（３２）とは
   不連続な接合部によって接合されてなる、請求項１に記
   載の送風機用羽根車。
3. 【請求項３】前記翼本体（３１）の凹所（３５）の縁部
   分は、前記蓋部材（３２）の縁部分と接合される段部
   （３７）が不連続に形成された蓋受け部を有し、前記蓋
   受け部が前記蓋部材（３２）内面と接合されてなる、請
   求項２に記載の送風機用羽根車。
4. 【請求項４】前記蓋受け部は、湾曲面（３８）により前
   記凹所（３５）と滑らかに連なる、請求項３に記載の送
   風機用羽根車。
5. 【請求項５】前記翼本体（３１）および蓋部材（３２）
   の内表面は平滑面である、請求項１〜４のいずれかに記
   載の送風機用羽根車。
6. 【請求項６】前記翼本体（３１）および蓋部材（３２）
   の内表面は撥水加工が施されている、請求項５に記載の
   送風機用羽根車。
7. 【請求項７】前記翼本体（３１）と蓋部材（３２）とは
   超音波溶着により接合されている、請求項１〜６に記載
   の送風機用羽根車。
8. 【請求項８】前記翼（３）は、前記ハブ（２）の回転方
   向に等間隔で３枚配置されており、各翼（３）の翼本体
   （３１）と蓋部材（３２）との接合部にそれぞれ３つの
   排出口（４５，４６，４７）が配置されている、請求項
   １〜７のいずれかに記載の送風機用羽根車。