WO2017073593A1

WO2017073593A1 - クロスフローファン

Info

Publication number: WO2017073593A1
Application number: PCT/JP2016/081683
Authority: WO
Inventors: 中井　聡; 伸康市川
Original assignee: ダイキン工業株式会社
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2017-05-04
Also published as: AU2016346405B2; JP2017082746A; US20180328367A1; JP6210104B2; CN108350893A; EP3369935A1; CN108350893B; US10704554B2; EP3369935B1; EP3369935A4; ES2758500T3; AU2016346405A1

Abstract

安価で性能の良いクロスフローファンを提供する。樹脂製クロスフローファンは、互いに接合された第１ファンブロック（３０１）と第２ファンブロック（３０２）とを含む。第１ファンブロック（３０１）は、第１支持プレート（５０１）と複数の第１羽根（４０１）と第１外周リング（６０１）とを備えている。第２ファンブロック（３０２）は、第２支持プレート（５０２）と、第２支持プレート（５０２）に接続された第２一方先端（４１２）を持つ複数の第２羽根（４０２）と、複数の第２羽根（４０２）の第２他方先端（４２２）の近傍において複数の第２羽根（４０２）の外端を接続する第２リング部（６１２）を有する第２外周リング（６０２）とを備えている。第１支持プレート（５０１）に複数の第２羽根（４０２）の第２他方先端（４２２）が接合されて、第１支持プレート（５０１）と第２外周リング（６０２）とが互いに接近して配置されている。

Description

クロスフローファン

　本発明は、クロスフローファン、特に、樹脂製の羽根を備えるクロスフローファンに関する。

　空気調和装置の室内機などで用いられるクロスフローファンは、長手方向の両端に配置された円環状の仕切板の間に、長手方向に延びる複数の羽根が配置される。そして、特許文献１（特開２０１４－４７７７２号公報）などに記載されているように、複数の羽根の強度を補強するために支持プレートの間に補強リングが配置される場合がある。

　特許文献１に記載されているクロスフローファンは、補助リングが羽根の長手方向の中間部分に配置されているが、このような構成であっても近年性能改善のためにファンブロックの大径化と羽根長の長大化のためにファンブロックの成形時の樹脂の熱収縮などによって各ファンブロックの羽根先端の位置にズレが大きくなる傾向がある。このようにファンブロックの羽根先端に位置ズレが生じると、ファンブロックを例えば超音波溶着によって接合する際にファンブロック同士の位置合せが難しくなり、製作時間を余分に要するだけでなく、羽根先端の位置合せを無理やり行なうことになることから、羽根に捩れが生じて例えば異音の発生及び送風性能の低下が生じ易くなる。

　本発明の課題は、安価で性能の良いクロスフローファンを提供することである。

　本発明の第１観点に係るクロスフローファンは、互いに接合された第１ファンブロックと第２ファンブロックとを含む樹脂製クロスフローファンであって、第１ファンブロックは、円盤状又は円環状の第１支持プレートと、第１支持プレートに接続された第１一方先端を持つ複数の第１羽根と、第１一方先端とは反対側にある複数の第１羽根の第１他方先端の近傍において複数の第１羽根の外端を接続する第１リング部を有する第１外周リングとを備え、第２ファンブロックは、円盤状又は円環状の第２支持プレートと、第２支持プレートに接続された第２一方先端を持つ複数の第２羽根と、第２一方先端とは反対側にある複数の第２羽根の第２他方先端の近傍において複数の第２羽根の外端を接続する第２リング部を有する第２外周リングとを備え、第１支持プレートに複数の第２羽根の第２他方先端が接合されて、第１支持プレートと第２外周リングとが互いに接近して配置されている。

　第１観点に係るクロスフローファンによれば、第１支持プレートに複数の第２羽根の第２他方先端が接合されて、第１支持プレートと第２外周リングとが互いに接近して配置されていることから、第２ファンブロックの複数の第２羽根の第２他方先端の位置ズレを第２外周リングによって防止できるので、複数の第２羽根と第１支持プレートの位置合せを行なう際に位置ズレを起こした複数の第２羽根の位置ズレの修正の必要がなくなる。

　本発明の第２観点に係るクロスフローファンは、第１観点のクロスフローファンにおいて、第１ファンブロックは、第１支持プレートと複数の第１羽根と第１外周リングとが一体成形されており、第２ファンブロックは、第２支持プレートと複数の第２羽根と第２外周リングとが一体成形されている、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、第１支持プレートと複数の第１羽根と第１外周リングとが一体成形され、第２支持プレートと複数の第２羽根と第２外周リングとが一体成形されていることから、第１ファンブロックの複数の第１羽根の第１一方先端が第１支持プレートで固定されるとともに第１他方先端が第１外周リングで固定されて第１ファンブロックが変形し難くなる。また、第２ファンブロックの複数の第２羽根の第２一方先端が第２支持プレートで固定されるとともに第２他方先端が第２外周リングで固定されて第２ファンブロックが変形し難くなる。その結果、第１ファンブロック及び第２ファンブロックを接合するときの第１ファンブロック及び第２ファンブロックの寸法精度が向上する。

　本発明の第３観点に係るクロスフローファンは、第１観点又は第２観点のクロスフローファンにおいて、第２ファンブロックは、複数の第２羽根の第２他方先端が、第２外周リングから第２一方先端とは反対の側に突出したところに位置する、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、複数の第２羽根の第２他方先端が、第２外周リングから第２一方先端とは反対の側に突出したところに位置することから、例えば超音波溶着を使って複数の第２羽根の他方先端と第１ファンブロックの第１支持プレートを接合しつつ第２外周リングと第１支持プレートを接合させないようにすることができるようになり、第１ファンブロックと第２ファンブロックとの接合を強固かつ安価に行えるとともに第２外周リングと第１支持プレートを接合しないことで騒音の発生を抑制することができる。

　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、第１支持プレートは、第２外周リングの内周側に対応する部分よりも第２外周リングに対応する部分を凹ませた段落とし部を有し、第２外周リングは、段落とし部に入ることによって第１支持プレートと第２外周リングとが重なる長手方向の厚さを減らしている、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、第２外周リングが、第１支持プレートの段落とし部に入ることによって第１支持プレートと第２外周リングとが重なる長手方向の厚さを減らしていることから、第１支持プレートと第２外周リングとによる通風抵抗の悪化を抑制して消費電力の悪化を阻止しながら、作業性を改善できる。

　本発明の第５観点に係るクロスフローファンは、第４観点のクロスフローファンにおいて、第１支持プレートは、段落とし部が長手方向において第２外周リングの長手方向の厚さ以上に深く凹んでいる、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、段落とし部が長手方向において第２外周リングの長手方向の厚さ以上に深く凹んでいることから、第２外周リングと第１支持プレートとが重なった部分の厚さを第１支持プレートの厚さまで薄くすることができ、通風抵抗の悪化を十分に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４観点又は第５観点のいずれかのクロスフローファンにおいて、第１支持プレートは、複数の第２羽根の第２他方先端に溶着される溶着リブをさらに有し、溶着リブは、段落とし部まで延びるように形成され、段落とし部に位置する部分の高さが段落とし部よりも内周側の部分の高さよりも低い、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、溶着リブが段落とし部まで延びるように形成され、段落とし部に位置する部分の高さが段落とし部よりも内周側の高さよりも低いことから、超音波溶着により第１支持プレートと複数の第２羽根を強固に接続しつつ、段落とし部への溶着バリのはみ出し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、第２外周リングは、第１支持プレートの外径と同じか又はそれよりも小さい外径を持つ、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、第２外周リングが第１支持プレートの外径と同じか又はそれよりも小さい外径を持つことから、第１支持プレートよりも第２外周リングの外径が大きい場合に比べて例えばクロスフローファンの外部を覆うケーシングとの接触リスクを抑制することができる。

　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、第２外周リングは、複数の第２羽根の負圧面に接続され且つ圧力面には接続されていない補強リブをさらに有する、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２外周リングが複数の第２羽根の負圧面に接続され且つ圧力面には接続されていない補強リブを有することから、第２羽根に対する外力への耐力を上げることができる。

　本発明の第９観点に係るクロスフローファンは、第４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、第１支持プレートは、段落とし部に掛からないように設けられた肉盗み部をさらに有する、ものである。

　第９観点に係るクロスフローファンによれば、第１支持プレートが段落とし部に掛からないように設けられた肉盗み部を有することから、クロスフローファンの強度を保ちながら軽くできるとともに、例えば超音波溶着で第１支持プレートに第２羽根を強固に接続できる。

　本発明の第１観点に係るクロスフローファンでは、クロスフローファンの製作時の手間を省いて安価なクロスフローファンを提供できるとともに、第２羽根の第２他方先端の位置ズレによるクロスフローファンの性能低下を抑制して性能の良いクロスフローファンを提供できる。

　本発明の第２観点に係るクロスフローファンでは、第１ファンブロックと第２ファンブロックの位置合せの精度を向上させることができる。

　本発明の第３観点に係るクロスフローファンでは、強固かつ安価で性能が良く、しかも騒音の少ないクロスフローファンの提供が容易になる。

　本発明の第４観点に係るクロスフローファンでは、高い性能を安価に実現することができる。

　本発明の第５観点に係るクロスフローファンでは、安価で十分に高性能なクロスフローファンを提供することができる。

　本発明の第６観点に係るクロスフローファンでは、溶着バリによるクロスフローファンの性能低下を防止することができる。

　本発明の第７観点に係るクロスフローファンでは、第２外周リングの変形及び破損のリスクを抑制することができる。

　本発明の第８観点に係るクロスフローファンでは、安価で丈夫なクロスフローファンを提供することができる。

　本発明の第９観点に係るクロスフローファンでは、丈夫で軽いクロスフローファンを安価に提供することができる。

空気調和装置の室内機の概要を示す断面図。一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正面図。羽根車のファンブロックの構成の一例を示す正面図。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。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正面図。ファンブロックの補助リングの一構成例を説明するための図３のＩ－Ｉ線で切断した断面図。ファンブロックの支持プレートの一構成例を説明するための平面図。図７の支持プレートの一部を拡大した拡大平面図。図８のＩＩ－ＩＩ線に沿って支持プレートを切断した拡大断面図。図８のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿って支持プレートを切断した拡大断面図。図８のＩＶ－ＩＶ線に沿って支持プレートを切断した拡大断面図。図７のＶ－Ｖ線に沿って切断した拡大断面図。互いに接合される第１ファンブロックと第２ファンブロックの組み立て方を説明するための斜視図。互いに接合される第１ファンブロックと第２ファンブロックの組み立て方を説明するための斜視図。第１ファンブロックの第１支持プレートと第２ファンブロックの第２外周リングの周辺の構造を説明するための模式的な部分拡大図。第１ファンブロックと第２ファンブロックの超音波溶着を説明するための斜視図。（ａ）従来のファンブロックの構造の歪みを説明するための模式図、（ｂ）図３に示されたファンブロックの歪みの解消を説明するための模式図。

　以下、本発明の一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。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。

　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ている。本体ケーシング２の天面から見る平面視において、吸込口２ａのほぼ前面側半分に対向する位置に前面側熱交換器４ａが配置され、ほぼ背面側半分に対向する位置に背面側熱交換器４ｂが配置されている。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の幅方向に沿って長く延び、室内熱交換器４と共に本体ケーシング２の幅方向と平行に設けられている。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（図示せず）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を回転して気流を発生させる。

　クロスフローファン１０の羽根車２０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の上端は羽根車２０の上端よりも上に位置し、側面視において、円筒状の羽根車２０の中心軸よりも背面側にずれたところに位置している。スクロール部材２ｃの下端は、吹出口２ｂの開口端に連結されている。スクロール部材２ｃの案内面は、羽根車２０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。

　（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、２つのエンドプレート２１，２４と９つのファンブロック３０とを備えて構成されている。羽根車２０の一端にエンドプレート２１が配置され、中心軸Ｏ上に金属製の回転軸２２を有している。そして、羽根車２０の他端に配置される羽根４０及び外周リング６０の付いたエンドプレート２４には、通常、ファンモータシャフト（図示せず）と接続されるボス部２５がその中心部に設けられる。あるいは、羽根車２０の他端に配置されるエンドプレート２４が、ファンモータの一部と結合する部材を持ちかつ中心部に金属軸を持つように構成されるなど、他の構成を有する場合もある。エンドプレート２１の回転軸２２と羽根車２０の他端のエンドプレート２４のボス部２５とが支持されて、羽根車２０は中心軸Ｏの周りで回転する。

　図３に示されているように、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と外周リング６０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２１に自身の複数の羽根４０が溶着される。各羽根４０の一方先端４１が支持プレート５０に接続され、各羽根４０の他方先端４２が溶着される。

　図４及び図５には、互いに隣接して配置され、互いに溶着される２つのファンブロックが示されている。図４及び図５において、一方のファンブロック３０を第１ファンブロック３０１と呼び、他方のファンブロック３０を第２ファンブロック３０２と呼ぶ。また、第１ファンブロック３０１の支持プレート５０を第１支持プレート５０１と呼び、第１ファンブロック３０１の各羽根４０を第１羽根４０１と呼び、第１ファンブロック３０１の外周リング６０を第１外周リング６０１と呼ぶ。さらに、第２ファンブロック３０２の支持プレート５０を第２支持プレート５０２と呼び、第２ファンブロック３０２の各羽根４０を第２羽根４０２と呼び、第２ファンブロック３０２の外周リング６０を第２外周リング６０２と呼ぶ。また、第１外周リング６０１が有するリング部６１を第１リング部６１１と呼ぶとともに補強リブ６２を第１補強リブ６２１と呼び、第２外周リング６０２が有するリング部６１を第２リング部６１２と呼ぶとともに補強リブ６２を第２補強リブ６２２と呼ぶ。なお、第１羽根４０１の一方先端４１が第１一方先端４１１であり、第１羽根４０１の他方先端４２が第１他方先端４２１である。また、第２羽根４０２の一方先端４１が第２一方先端４１２であり、第２羽根４０２の他方先端４２が第２他方先端４２２である。

　図４及び図５に示されている第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２が接合されるときには、第１ファンブロック３０１の第１支持プレート５０１と第２ファンブロック３０２の複数の第２羽根４０２の第２他方先端４２２が超音波で溶着される。つまり、互いに隣接する２つのファンブロック３０について、羽根４０の他方先端４２が溶着される方が第２ファンブロック３０２であり、支持プレート５０の溶着される方が第１ファンブロック３０１と見ることができる。

　（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は、熱可塑性樹脂を主材料として射出成形などにより一体成形されている複数の羽根４０と支持プレート５０と外周リング６０とからなる。図６には、図３のＩ-Ｉ線でファンブロック３０を切断した断面が示されている。つまり、図６に示されている断面は、中心軸Ｏに対して垂直な面で切断したときに現れる断面である。ファンブロック３０の回転方向は、図６の矢印が示す方向Ａ１である。

　（３－１）羽根
　複数の羽根４０は、円環状の支持プレート５０の第１表面５１から長手方向（中心軸Ｏに沿う方向）に延びている。図６に示されているこれら羽根４０の外端４０ａも内端４０ｂも、中心軸Ｏに平行な辺をなす。羽根４０が支持プレート５０と一体に成形されることで羽根４０の一方先端４１が支持プレート５０の第１表面５１に固定される（図３参照）。羽根４０の長手方向において、羽根４０の一方先端４１の反対側に、他方先端４２がある。

　各羽根４０は、負圧面４３と圧力面４４を有している。図６に示されているように、負圧面４３も圧力面４４も同じ方向に反っているため、中心軸Ｏに垂直な面で切断した断面形状が三日月のような形をしている。図６の矢印の示す方向Ａ１にファンブロック３０が回転すると、羽根４０の圧力面４４の側の圧力が高くなり、負圧面４３の側の圧力が低くなる。各ファンブロック３０に配置されている羽根４０の枚数は、３５枚である。もし、これらの羽根４０を回転対称に配置されると、例えば中心軸Ｏに垂直な面において、羽根４０の外端４０ａと中心軸Ｏとを結ぶ３５本の直線のうちの互いに隣接する２つの直線のなす角は、約１０．３度になる。しかし、各ファンブロック３０では、これらのなす角が約８度から約１２度までばらつくように設定されている。つまり、複数の羽根４０は、非回転対称に配置されているということである。このように、非回転対称の形状に複数の羽根４０を配置することによって、中心軸Ｏに対して回転対称に複数の羽根４０を配置するものに比べて、ファンブロック３０を成形するための金型である割り型から羽根４０が外れる方向に羽根４０の傾きが変更されて抜きやすくなっている。

　複数の羽根４０の中に１つだけ他方先端４２に切欠き部（図示せず）が形成されているものがある。この切欠き部は、第１ファンブロック３０１の第１支持プレート５０１と第２ファンブロック３０２の複数の第２羽根４０２との位置決めを行うためのものである。切欠き部があることで、上述のように非回転対称に配置されている複数の第２羽根４０２と第１支持プレート５０１の位置決めが容易になる。

　（３－２）支持プレート
　図７には、円環状の支持プレート５０の第１表面５１の反対側にある第２表面５２の側から見た状態が示されている。また、図８には、図７の一部分が拡大されて示されている。支持プレート５０の第２表面５２は、平坦ではない。支持プレート５０の第２表面５２には、羽根４０の他方先端４２が嵌まり込む凹部５３が複数の羽根４０と同じ数だけ形成されている。各凹部５３が各羽根４０の断面形状よりもわずかに大きな平面形状を有しているから、２つのファンブロック３０を重ね合わせるとき、各羽根４０が各凹部５３にそれぞれ嵌まり込む。

　支持プレート５０の第２表面５２には、支持プレート５０の外周５０ａに沿って段落とし部５５が形成されている。図８のＩＩ-ＩＩ線に沿った断面が図９に示されている。段落とし部５５の厚さＤ２は、第２表面５２の大部分を占める主平面５４の部分の厚さＤ１に対して薄くなっている。例えば、厚さＤ１が約２．５ｍｍであるのに対し、厚さＤ２は約１ｍｍである。また、例えば、外周５０ａの半径ｒ１が約５０ｍｍの支持プレート５０において、段落とし部５５の幅Ｗ１は、外周５０ａから約２ｍｍ乃至約３ｍｍに設定されている。なお、支持プレート５０の内周５０ｂの半径ｒ２は、例えば約４０ｍｍである。

　図８のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿った断面が図１０に示されている。また、図８のＩＶ-ＩＶ線に沿った断面が図１１に示されている。図９及び図１０に示されている溶着リブ５６は、第２表面５２の凹部５３の中に形成されている。溶着リブ５６は、段落とし部５５の幅Ｗ１の範囲に入っている外周側部分５６ａの高さＨ２は、段落とし部５５の幅Ｗ１よりもさらに内周５０ｂに近づいた内周側部分５６ｂの高さＨ３よりも低くなるように形成されている。また、溶着リブ５６の外周側部分５６ａの幅Ｗ２は、内周側部分５６ｂの幅Ｗ３よりも小さくなるように形成されている。この溶着リブ５６は、支持プレート５０と羽根４０が溶着されるときに溶けて、羽根４０の他方先端４２と一体化して固化する部分である。溶着リブ５６の内周側部分５６ｂは、高さＨ３及び幅Ｗ３を大きくとることで溶着リブ５６の体積を多くして、高い溶着強度が得られるように設定されている。一方、溶着リブ５６の外周側部分５６ａの高さＨ２を、内周側部分５６ｂの高さＨ３に比べて低くすることで、支持プレート５０と外周リング６０の間に、溶着リブ５６の溶けたものなどからなる溶着バリがはみ出すのを抑制することができる。さらに、溶着リブ５６の外周側部分５６ａの幅Ｗ２を、内周側部分５６ｂの幅Ｗ３に比べて小さくすることで溶着リブ５６の単位長さ当たりの体積が少なくなるので、支持プレート５０と外周リング６０の間に、溶着リブ５６の溶けたものなどからなる溶着バリがはみ出すのを抑制する効果がさらに高まる。

　支持プレート５０の凹部５３の外端５３ａは、支持プレート５０の外周５０ａの内側にある。従って、支持プレート５０の中心（中心軸Ｏ上の点）から凹部５３の外端５３ａまでの距離Ｌ１は、外周５０ａの半径ｒ１よりも小さいが、中心軸Ｏから羽根４０の外端４０ａまでの距離Ｌ３と同じか又は僅かに大きい。支持プレート５０の凹部５３の内端５３ｂは、支持プレート５０の内周５０ｂの外側にある。従って、支持プレート５０の中心から凹部５３の内端５３ｂまでの距離Ｌ２は、内周５０ｂの半径ｒ２よりも小さいが、中心軸Ｏから羽根４０の内端４０ｂまでの距離Ｌ４よりも僅かに小さい。このように、支持プレート５０の外周５０ａの半径ｒ１が羽根４０の外端４０ａと中心軸Ｏの距離Ｌ３より大きく、且つ支持プレート５０の内周５０ｂの半径ｒ２が羽根４０の内端４０ｂと中心軸Ｏの距離Ｌ４より小さく設定されることにより、支持プレート５０が羽根４０を支持する強度が高くなっている。

　支持プレート５０の主平面５４には、隣接する凹部５３の間に肉盗み部５７が形成されている。図１２には、図７のＶ－Ｖ線に沿った支持プレート５０の断面が示されている。肉盗み部５７の厚さＤ３は、主平面５４の厚さＤ１よりも例えば約１ｍｍ薄くなっている。このように肉盗み部５７の厚さＤ３が主平面５４の厚さＤ１よりも薄くなることによって、材料樹脂を削減することができ、またファンブロック３０の軽量化が図れる。しかし、支持プレート５０には、段落とし部５５が形成されているので、肉盗み部５７と段落とし部５５とが繋がると、支持プレート５０の強度の低下を招く。そこで、肉盗み部５７の外周側には、肉盗み部５７と段落とし部５５とが繋がらないように、外壁５８が形成されている。この外壁５８が形成されていることで、段落とし部５５の内径側近傍まで超音波溶着ホーンを接触させることができ、羽根４０の外端４０ａまで十分に溶着することができる。

　（３－３）外周リング
　図６には、外周リング６０と羽根４０とが接合されている部分の断面形状が示されている。外周リング６０は、リング部６１と補強リブ６２とを備えている。リング部６１の外周６１ａの半径ｒ３は、支持プレート５０の外周５０ａの半径ｒ１と同じに設定されている。また、リング部６１の外周６１ａの半径ｒ３は、外周リング６０の中心軸Ｏから羽根４０の外端４０ａまでの距離Ｌ１よりも大きい。すなわち、リング部６１の外周６１ａが全ての羽根４０の外端４０ａの外側を通る。また、この外周リング６０は、リング部６１の内周６１ｂの半径ｒ４が支持プレート５０の内周５０ｂの半径ｒ２よりも大きくかつ羽根４０の外端４０ａまでの距離Ｌ１よりわずかに大きく、リング部６１の内周６１ｂが羽根４０の外端４０ａの外側近傍を通る。

　図６に示されているように、補強リブ６２は、リング部６１から内側に向かって突き出た三角形状の断面形状を有している。三角形状をした補強リブ６２は、３つの頂部６２ａ，６２ｂ，６２ｃを持ち、頂部６２ａ，６２ｂの間の辺がリング部６１に接続され、頂部６２ａ，６２ｃの間の辺が羽根４０の負圧面４３に接続されている。一方、羽根４０の圧力面４４には、補強リブ６２が接続されない。補強リブ６２が負圧面４３に接続されている部分の長さ（頂部６２ａから頂部６２ｃ間での長さ）は、翼弦長Ｌ５の２分の１よりも短い。ここで、翼弦長Ｌ５は、羽根４０の外端４０ａから内端４０ｂまでの長さである。負圧面４３に接続されている部分の長さを翼弦長Ｌ５の２分の１よりも短く設定することにより、翼弦長Ｌ５の２分の１よりも長く設定する場合に比べて送風特性が改善される。さらには、補強リブ６２が負圧面４３に接続されている部分の長さは、送風特性を改善するためには、翼弦長Ｌ５の３分の１よりも短い方が好ましい。

　図１３及び図１４には、第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２が組み合わされる状態が示されている。図１５には、第１ファンブロック３０１の第１支持プレート５０１と第２ファンブロック３０２の第２外周リング６０２の周辺の構造が模式的に拡大して示されている。第２外周リング６０２は、第２羽根４０２の第２他方先端４２２の近傍に設けられている。さらに詳細には、第２羽根４０２の第２他方先端４２２は、第２外周リング６０２よりも第２一方先端４１２とは反対の側に突出している。この第２他方先端４２２が突出している長さＬ６は、第１支持プレート５０１の凹部５３の底面から段落とし部５５の上面までの厚さＤ４よりも長くなっている。このような構造であるため、第２ファンブロック３０２の第２羽根４０２の第２他方先端４２２が、第１支持プレート５０１の凹部５３の底面に超音波溶着によって溶着されても、第２外周リング６０２と第１支持プレート５０１とは、互いに接近してはいるものの接触することはない。ここで、第２外周リング６０２と第１支持プレート５０１とは、互いの隙間が１ｍｍよりも小さくなるところまで接近している。また、０．５ｍｍよりも小さくなるまでこれらが接近することが好ましい。超音波溶着されると、図１５の溶着リブ５６は溶けて第２外周リング６０２と第１支持プレート５０１とに一体化される。

　また、第１支持プレート５０１の主平面５４から段落とし部５５の上面までの深さＤ５が第２外周リング６０２の厚さＤ６より大きい。言い換えれば、クロスフローファン１０の長手方向において、段落とし部５５が、第２外周リング６０２の厚さＤ６以上に深く凹んでいるということである。このような構造であるため、第２外周リング６０２を設けても、クロスフローファン１０の長手方向においては、第２外周リング６０２と第１支持プレート５０１が第１支持プレート５０１の厚さＤ１の範囲内に収まっている。

　第２外周リング６０２が第１支持プレート５０１の凹部５３に収まるために、第２外周リング６０２の第２リング部６１２の幅（ｒ３-ｒ４）が段落とし部５５の幅Ｗ１よりも小さくなるように設定されている。また、第２外周リング６０２の三角形状の第２補強リブ６２２も段落とし部５５の中に収納されるように、段落とし部５５には、この第２補強リブ６２２の三角形状に対応した拡幅部５５ａが形成されている。この拡幅部５５ａの幅は、幅Ｗ１よりも大きくなっている。

　図１３及び図１４のように、未だ接合されていない第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２は、重ねて冶具１０３（図１６参照）の上に設置される。この重ねられた第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２は、冶具１０３と超音波溶着ホーン１０２とで挟まれ、第１ファンブロック３０１が周囲から支持されて固定される（図示せず）。超音波溶着ホーン１０２には、振動子１０１から超音波が供給され、供給された超音波が超音波溶着ホーン１０２を伝って第２ファンブロック３０２に与えられる。それにより、第２ファンブロック３０２の第２羽根４０２と第１ファンブロック３０１の第１支持プレート５０１が超音波によって溶着される。既に説明したように第１ファンブロック３０１の第１支持プレート５０１の各凹部５３が対応する各第２羽根４０２の断面形状よりもわずかに大きな平面形状を有しているから、各第２羽根４０２が各凹部５３にそれぞれ嵌まり込んで嵌合される。凹部５３の中に一つだけ多と大きく長さの異なる凹部５３ｓが形成されている。このような凹部５３ｓとそれに対応する第２羽根４０２が形成されていることにより位置合せが容易になっている。

　図１７（ａ）に示されているように、従来のファンブロック９３０には羽根９４０の他方先端９４２の近傍に外周リングがなかったため、射出成形で複数の羽根９４０と支持プレート９５０とを一体成形したときにヒケが生じて、射出成形の樹脂の射出後から矢印で示されている方向の応力が発生する。このような応力によって、羽根９４０の一方先端９４１の近傍の羽根９４０の外端９４０ａが配置される円周の直径φ２に対して、他方先端９４２の近傍の羽根９４０の外端９４０ａが配置される円周の直径φ１が小さくなる。直径φ１が小さくなるため、例えば、治具を使って羽根９４０の位置合せをしたり手作業で羽根９４０の位置合せをしたりする必要が生じていた。治具を使って羽根９４０の位置合せをしたり手作業で羽根９４０の位置合せをしたりすることが必要になると、例えばロボットアームを使ってファンブロック９３０の位置合せをすることが難しく、ロボットアームを使って自動化をすることが難しかった。また、射出成形時の樹脂の変形をできるだけ小さくするために、十分に冷やしてから取り出さなければならず、射出成形の１ショットの時間が長くなっていた。

　図１７（ｂ）に示されているように、上述のファンブロック３０には羽根４０の他方先端４２の近傍に外周リング６０が設けられているため、射出成形で複数の羽根４０と支持プレート５０とを一体成形したときにヒケが生じて、矢印の方向に応力が発生するのは同じである。しかし、この応力に対して、ファンブロック３０の変形を防止するように外周リング６０が働き、ファンブロック３０の変形が抑制される。外周リング６０の働きによって、羽根４０の一方先端４１の近傍の羽根４０の外端４０ａが配置される円周の直径φ２に対して、他方先端４２の近傍の羽根４０の外端４０ａが配置される円周の直径φ３が小さくなるのを防止することができる。その結果、例えばロボットアームを使って第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２の位置合せをして第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２の接合を自動化することができるようになる。また、射出成形時の冷却時間を短くでき、射出成形時の１ショットの時間を図１７（ａ）に示されているファンブロック９３０に比べて著しく短くすることができる。

　（４）変形例
　（４－１）
　上記実施形態では、リング部６１の外周６１ａの半径ｒ３が、円環状の支持プレート５０の外周５０ａの半径ｒ１と同じ場合について説明したが、リング部６１の外周６１ａの半径ｒ３は、支持プレート５０の外周５０ａの半径ｒ１よりも小さく設定されてもよい。

　（４－２）
　上記実施形態では、リング部６１の内周６１ｂの半径ｒ４が、中心軸Ｏから羽根４０の外端４０ａまでの距離Ｌ１よりわずかに大きい場合について説明したが、半径ｒ４が距離Ｌ１と等しく、リング部６１の内周６１ｂが羽根４０の外端４０ａに接するように構成されてもよい。

　（４－３）
　上記実施形態では、外周リング６０の形状が円環状である場合について説明したが、外周リング６０の形状は、円環状に限られるものではなく、例えば、羽根４０の枚数と同じ数の角を持つ多角形形状であってもよく、外周端にセレーション（多数の刻み目）を入れた形状であってもよい。

　（５）特徴
　（５－１）
　以上説明したように、クロスフローファン１０においては、超音波溶着によって、第１ファンブロック３０１の第１支持プレート５０１に、第２ファンブロック３０２の複数の第２羽根４０２の第２他方先端４２２が接合されて、第１支持プレート５０１と第２外周リング６０２とが互いに接近して配置されている。このように構成されることにより、第２ファンブロック３０２の複数の第２羽根４０２の第２他方先端４２２の位置ズレを第２外周リング６０２によって防止できるので、複数の第２羽根４０２と第１支持プレート５０１の位置合せを行なう際に複数の第２羽根４０２の位置ズレの修正の必要がなくなる。このように、クロスフローファン１０の製作時の手間を省いて安価なクロスフローファン１０を提供できるとともに、第２ファンブロック３０２の第２羽根４０２の第２他方先端４２２の位置ズレによるクロスフローファン１０の性能低下を抑制して性能の良いクロスフローファン１０を提供できる。

　なお、上記実施形態では、第１支持プレート５０１及び第２支持プレート５０２が円環状である場合について説明しているが、第１支持プレート５０１及び第２支持プレート５０２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第１支持プレート５０１及び第２支持プレート５０２を用いた場合と同様の効果を奏する。

　（５－２）
　クロスフローファン１０においては、射出成形により、第１支持プレート５０１と複数の第１羽根４０１と第１外周リング６０１とが一体成形されている。同様に、射出成形により、第２支持プレート５０２と複数の第２羽根４０２と第２外周リング６０２とが一体成形されている。このような一体成形により、第１ファンブロック３０１の複数の第１羽根４０１の第１一方先端４１１が第１支持プレート５０１で固定されるとともに第１他方先端４２１が第１外周リング６０１で固定されて第１ファンブロック３０１が変形し難くなる。また、第２ファンブロック３０２の複数の第２羽根４０２の第２一方先端４１２が第２支持プレート５０２で固定されるとともに第２他方先端４２２が第２外周リング６０２で固定されて第２ファンブロック３０２が変形し難くなる。その結果、第１ファンブロック３０１及び第２ファンブロック３０２を接合するときの第１ファンブロック３０１及び第２ファンブロック３０２の寸法精度が向上する。その結果、第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２の位置合せの精度を向上させることができる。例えば、ロボットアーム又は吸着盤で第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２を取り扱うときに、これらにロボットアーム又は吸着盤から応力が加わっても第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２の変形を抑制することができるので、位置合せの精度の向上によって自動化が簡単に行えるようになる。

　（５－３）
　複数の第２羽根４０２の第２他方先端４２２が、第２外周リング６０２から第２一方先端４１２とは反対の側に突出したところに位置することから、例えば超音波溶着を使って複数の第２羽根４０２の第２他方先端４２２と第１ファンブロック３０１の第１支持プレート５０１を接合しつつ第２外周リング６０２と第１支持プレート５０１を接合させないようにすることができるようになる。その結果、第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２との接合を強固かつ安価に行えるとともに第２外周リング６０２と第１支持プレート５０１を接合しないことで騒音の発生を抑制することができ、安価で性能が良く、しかも騒音の少ないクロスフローファン１０を提供することができる。

　（５－４）
　第２外周リング６０２が、第１支持プレート５０１の段落とし部５５に入ることによって第１支持プレート５０１と第２外周リング６０２とが重なる長手方向の厚さを減らしている。その結果、第１支持プレート５０１と第２外周リング６０２とによる通風抵抗の悪化を抑制して消費電力の悪化を阻止しながら作業性を改善できると同時に、高い性能を安価に実現することができる。

　（５－５）
　第１支持プレート５０１の段落とし部５５が長手方向において第２外周リング６０２の長手方向の厚さＤ６以上に深く凹んでいることから、第２外周リング６０２と第１支持プレート５０１とが重なった部分の厚さを第１支持プレート５０１の厚さＤ１まで薄くすることができる。その結果、通風抵抗の悪化を十分に抑制することができるので、安価で十分に高性能なクロスフローファン１０を提供することができる。

　（５－６）
　また、上述のクロスフローファン１０においては、溶着リブ５６は、段落とし部５５まで延びるように形成され、段落とし部５５に位置する外周側部分５６ａの高さＨ２が段落とし部５５よりも内周側にある内周側部分５６ｂの高さＨ３よりも低くなるように形成されている。溶着リブ５６がこのような構造を持つことから、超音波溶着により第１支持プレート５０１と複数の第２羽根４０２を強固に接続しつつ、段落とし部５５への溶着バリのはみ出しを抑制することができ、第１支持プレート５０１と第２外周リング６０２との間などに入り込んだ溶着バリによるクロスフローファン１０の性能低下を防止することができる。

　（５－７）
　クロスフローファン１０の第２外周リング６０２が、第１支持プレート５０１の外周５０ａの半径ｒ１（第１支持プレート５０１の外径）と同じか又はそれよりも小さい外周６１ａの半径ｒ３（第２外周リング６０２の外径）を持つことから、第１支持プレート５０１よりも第２外周リング６０２の外径が大きい場合に比べて例えばクロスフローファン１０の外部を覆うケーシングとの接触リスクを抑制することができ、第２外周リング６０２の変形及び破損のリスクを抑制することができる。

　（５－８）
　第２外周リング６０２が複数の第２羽根４０２の負圧面４３に接続され且つ圧力面４４には接続されていない補強リブである第２補強リブ６２２を有することから、第２羽根４０２に対する外力への耐力を上げることができる。その結果、例えば製造の自動化に適した第１ファンブロック３０１と第２ファンブロック３０２を含む安価で丈夫なクロスフローファンを提供することができる。

　（５－９）
　第１支持プレート５０１が段落とし部５５に掛からないように設けられた肉盗み部５７を有することから、クロスフローファン１０の強度を保ちながら軽くできるとともに、例えば超音波溶着で第１支持プレート５０１に第２羽根４０２を強固に接続できる。その結果、丈夫で軽いクロスフローファン１０を安価に提供することができる。

１０　クロスフローファン
２０　羽根車
３０　ファンブロック
４０　羽根
５０　支持プレート
５５　段落とし部
５６　溶着リブ
５７　肉盗み部
６０　外周リング
６１　リング部
６２　補強リブ
３０１　第１ファンブロック
３０２　第２ファンブロック
４０１　第１羽根
４０２　第２羽根
４１１　第１一方先端
４１２　第２一方先端
４２１　第１他方先端
４２２　第２他方先端
５０１　第１支持プレート
５０２　第２支持プレート
６０１　第１外周リング
６０２　第２外周リング
６１１　第１リング部
６１２　第２リング部
６２１　第１補強リブ
６２２　第２補強リブ

特開２０１４‐４７７７２号公報

Claims

　互いに接合された第１ファンブロック（３０１）と第２ファンブロック（３０２）とを含む樹脂製クロスフローファン（１０）であって、
　前記第１ファンブロックは、円盤状又は円環状の第１支持プレート（５０１）と、前記第１支持プレートに接続された第１一方先端（４１１）を持つ複数の第１羽根（４０１）と、前記第１一方先端とは反対側にある複数の前記第１羽根の第１他方先端（４２１）の近傍において複数の前記第１羽根の外端を接続する第１リング部（６１１）を有する第１外周リング（６０１）とを備え、
　前記第２ファンブロックは、円盤状又は円環状の第２支持プレート（５０２）と、前記第２支持プレートに接続された第２一方先端（４１２）を持つ複数の第２羽根（４０２）と、前記第２一方先端とは反対側にある複数の前記第２羽根の第２他方先端（４２２）の近傍において複数の前記第２羽根の外端を接続する第２リング部（６１２）を有する第２外周リング（６０２）とを備え、
　前記第１支持プレートに複数の前記第２羽根の前記第２他方先端が接合されて、前記第１支持プレートと前記第２外周リングとが互いに接近して配置されている、クロスフローファン。
　前記第１ファンブロックは、前記第１支持プレートと複数の前記第１羽根と前記第１外周リングとが一体成形されており、
　前記第２ファンブロックは、前記第２支持プレートと複数の前記第２羽根と前記第２外周リングとが一体成形されている、
請求項１に記載のクロスフローファン。
　前記第２ファンブロックは、複数の前記第２羽根の前記第２他方先端が、前記第２外周リングから前記第２一方先端とは反対の側に突出したところに位置する、
請求項１又は請求項２に記載のクロスフローファン。
　前記第１支持プレートは、前記第２外周リングの内周側に対応する部分よりも前記第２外周リングに対応する部分を凹ませた段落とし部（５５）を有し、
　前記第２外周リングは、前記段落とし部に入ることによって前記第１支持プレートと前記第２外周リングとが重なる長手方向の厚さを減らしている、
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。
　前記第１支持プレートは、前記段落とし部が前記長手方向において前記第２外周リングの前記長手方向の厚さ以上に深く凹んでいる、
請求項４に記載のクロスフローファン。
　前記第１支持プレートは、複数の前記第２羽根の前記第２他方先端に溶着される溶着リブ（５６）をさらに有し、
　前記溶着リブは、前記段落とし部まで延びるように形成され、前記段落とし部に位置する部分の高さが前記段落とし部よりも内周側の高さよりも低い、
請求項４又は請求項５に記載のクロスフローファン。
　前記第２外周リングは、前記第１支持プレートの外径と同じか又はそれよりも小さい外径を持つ、
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。
　前記第２外周リングは、複数の前記第２羽根の負圧面（４３）に接続され且つ圧力面（４４）には接続されていない補強リブ（６２２）をさらに有する、
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。
　前記第１支持プレートは、前記段落とし部に掛からないように設けられた肉盗み部（５７）をさらに有する、
請求項４から６のいずれか一項に記載のクロスフローファン。