JP2010236446A - プロペラファン - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機などに用いられるプロペラファンの成形性を容易にしたまま、遠心荷重に対する強度信頼性を確保し、これによりの大径化、高回転化を図ったプロペラファンを提供する。
【解決手段】回転軸に取付けられる略円筒形状１のボスの外周部に複数枚の翼２が設けられたプロペラファンにおいて、前記複数枚の翼は、周方向に近接する翼同士の後縁部２ａと前縁部２ｂとが略棒状の接続部材３で接続され、棒状の接続部材３によって翼２の変形を小さく抑えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機などに用いられるプロペラファンに関するものである。

空気調和機の室外機の排熱用などに用いられるプロペラファンは、略円筒形状のボスの外周部に複数枚の翼が取付けられている。このようなプロペラファンは、ボス部に回転中心を設け回転することで所定の送風性能を得ることができるが、同時に回転に伴う遠心力がプロペラファンに作用するため、この遠心荷重に対するプロペラファンの強度信頼性確保はプロペラファン設計上の重要な課題である。従来、特許文献１や特許文献２に開示された送風機ならびにプロペラファンにおいては、プロペラファンの翼部の厚みを局所的に厚くすることで、遠心荷重の原因となる翼重量を小さく抑えつつ、強度信頼性に関わる部位の強度は十分に確保できるとしている。

特開平7−293495号公報 特開平8−74790号公報

しかし、特許文献１や特許文献２に記載の送風機ならびにプロペラファンは、プロペラファン翼部の厚みを変化させ、強度信頼性に関わる部分の肉厚を局所的に厚くしているが、産業的にはこのように構成されたプロペラファンの成形性を考慮することが重要であり、主に樹脂成形によって製造されるプロペラファンにおいては、プロペラファンの翼の肉厚を局所的に厚くするといった従来の方法では、成形時の冷却時間が長くなるという欠点があり、強度信頼性を確保するために翼の肉厚を増加させるにも限界があると言わざるを得ない。また、翼の肉厚の大小によって冷却時の収縮量が異なるため、翼に捩れなどの歪が生じる恐れがあり、設計を難しくさせる。

さらに、近年では省エネルギーのニーズに合わせて、プロペラファンを有する送風機系の高効率化が求められ、プロペラファン一枚あたりの送風量を増大させる傾向にあり、その結果プロペラファンは大径化、高回転化となりつつある。しかし、プロペラファンの大径化、高回転化はいずれも翼の遠心荷重を大きくする傾向となり、プロペラファンの成形性を一層困難にすることになる。

本発明の目的は、空気調和機などに用いられるプロペラファンの成形性を容易にしたまま、遠心荷重に対する強度信頼性を確保し、これによりプロペラファンの大径化、高回転化を図ることである。

本発明は、上記目的を達成するために、回転軸に取付けられる略円筒形状のボスの外周部に複数枚の翼が設けられたプロペラファンにおいて、前記複数枚の翼は、周方向に近接する翼同士の後縁部と前縁部とが略棒状の接続部材で接続されていることを特徴とする。
また、本発明は上記に記載のプロペラファンにおいて、前記接続部材はその両端が隣接する翼同士の後縁部と前縁部の翼の外周端部付近に固定されたことを特徴とする。

また、本発明は上記に記載のプロペラファンにおいて、前記接続部材は円形断面を有することを特徴とする。

また、本発明は上記に記載のプロペラファンにおいて、前記接続部材は翼形断面を有することを特徴とする。

また、本発明は上記に記載のプロペラファンにおいて、前記接続部材の途中に、防振ゴムまたはダンパ等の振動減衰要素を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、プロペラファンの重量を小さく抑えつつ、強度信頼性の向上が可能となるので、プロペラファンの大径化、高回転化を図ることができる。

本発明の実施例１を適用してなるプロペラファンの斜視図である。 従来のプロペラファンの側面図である。 本発明の実施例２を適用してなるプロペラファンの斜視図である。 本発明の実施例３を適用してなるプロペラファンの斜視図である。 本発明の実施例４を適用してなるプロペラファンの斜視図である。 本発明の実施例５を適用してなるプロペラファンの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、実施例１〜５について図１、図３〜図５を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例１のプロペラファンの斜視図を示している。図１で、本実施例を適用してなるプロペラファンは、ファンモータ（図示せず）の回転軸１０に取付けられて回転駆動される略円筒形状の樹脂製のボス１と、このボス１の外周に固定された樹脂製の複数枚の翼２と、周方向に近接（隣接）する翼２同士の後縁部２ａと前縁部２ｂとが略棒状の変形防止用の接続部材３で接続したことにより構成されており、棒状の接続部材３は翼２の変形を小さく抑えることができる。

図２は、従来のプロペラファンの側面図ならびに回転中の変形形状を簡単に示している。従来のプロペラファンにおいては、矢印の送風回転時に翼２に遠心荷重１０１が作用し、図示したように隣接する翼の後縁部２ａと前縁部２ｂとは、互いに回転軸方向に対して矢印で示すように逆方向に変形し、翼２では全体がねじれるような変形形状（破線で示す）となってしまう。この変形が大きいほど送風性能が低下してしまうことは当然であり、さらには翼２の付根部２ｃ（太線で示す）の応力が大きくなってしまい、強度信頼性をも損ねることになる。

図１に示した本実施例では、複数枚ある各翼２の一枚における後縁２ａ、前縁２ｂの遠心荷重による変形方向が互いに回転軸方向に対して逆方向であることを利用し、隣接する翼２同士の後縁２ａと前縁２ｂを、棒状の接続部材３で接続している。接続部材３はボス１、翼２と共に樹脂製であり、ボス１、翼２と一体成形により構成される。従って、プロペラファンの成形性を損なうことがない。また、十分な強度が確保できれば、接続部材３は両端を接着剤等によって翼２に固定されても良い。

接続部材３の両端と翼２との固定位置は、翼２の後縁部２ａと前縁部２ｂの遠心荷重による変形力が加わる翼２の外周端部付近である。接続部材３の両端には、遠心荷重による変形で矢印方向の力が加わるが、互いに逆方向のため変形が打ち消されるように作用する。従って、遠心荷重により翼２には捩れるような変形が起らないので、送風性能や強度信頼性の低下を防止することができる。

また、接続部材３で隣接する翼２の間隔を一定に確保できるので、翼に振動があっても翼と翼の間に構成される通風路の間隔を確保でき、安定した通風（送風）を行うことができる。

図３は、本発明の実施例２のプロペラファンの斜視図（ａ）と接続部材３の断面図（ｂ）を示している。ボス１の矢印方向（反時計方向）の回転に伴い、隣接する翼２の間が通風路となって矢印方向に風が流れる。上記接続部材３はこの風路内に交差する形で配置されており、通風抵抗となっている。本実施例では、棒状の接続部材３の断面形状を、風の流れに沿って長い楕円形状の断面３ａとすることで、接続部材３の表面を流れる風の通風抵抗を少なくし、プロペラファンの流体性能の低下を防ぐように構成している。なお、断面は楕円の他に真円形状でも、角形より通風抵抗を少なくできる。

図４は、本発明の実施例３のプロペラファンの斜視図と接続部材３の断面図を示している。本実施例では、棒状の接続部材３の断面形状を、風の流れに沿った翼型断面３ｂとすることで、実施例２と同様に流体性能の低下を防ぐことができる。この翼型断面３ｂは、風上側を板厚を薄くし、風下側の板厚を厚く構成して、流体性能の低下をより効果的に防ぐことができる。

図５は、本発明の実施例４のプロペラファンの斜視図を示している。本実施例では、棒状の接続部材３の途中に、防振ゴム４を用いた振動減衰要素を有している。プロペラファンは、前翼が乱した風に隣の翼が当たるため、翼に振動が生じる。本実施例の構成によれば、接続部材３の両端に加わる振動を防振ゴム４で効果的に吸収できるので、翼２に加わるプロペラファン回転時の振動を減衰させて送風騒音を小さく抑えることができ、これに伴って送風性能の低下も防止できる。

図６は、本発明の実施例５のプロペラファンの斜視図を示している。本実施例では、棒状の接続部材３の途中に、内部に空気や粘性流体等を封入したシリンダ６と、この中を移動するピストン５とで構成された、ダンパ機構による振動減衰要素を有している。本実施例では、上記実施例４と同様にプロペラファン回転時の振動を減衰させることができるが、翼の振動周波数に合わせてシリンダ６内の流体物の粘性などの特性を選択できるので、より効果的に送風性能の低下や送風騒音の発生を抑制できる。

１…ボス、２…翼、２ａ…翼の後縁部、２ｂ…翼の前縁部、３…翼を接続する棒状の接続部材、３ａ、３ｂ…接続部材の断面、４…防振ゴム（振動減衰要素）、５、６…振動減衰要素、５…ピストン、６…シリンダ、１０…中心軸、１０１…遠心荷重。

Claims (5)

1. 回転軸に取付けられる略円筒形状のボスの外周部に複数枚の翼が設けられたプロペラファンにおいて、
   前記複数枚の翼は、周方向に近接する翼同士の後縁部と前縁部とが略棒状の接続部材で接続されていることを特徴とするプロペラファン。
2. 請求項１に記載のプロペラファンにおいて、前記接続部材はその両端が隣接する翼同士の後縁部と前縁部の翼の外周端部付近に固定されたことを特徴とするプロペラファン。
3. 請求項１または２に記載のプロペラファンにおいて、前記接続部材は円形断面を有することを特徴とするプロペラファン。
4. 請求項１または２に記載のプロペラファンにおいて、前記接続部材は翼形断面を有することを特徴とするプロペラファン。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のプロペラファンにおいて、前記接続部材の途中に、防振ゴムまたはダンパ等の振動減衰要素を備えたことを特徴とするプロペラファン。

Images