JP5704139B2 - クロスフローファン - Google Patents

Description

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。

空気調和機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盤状又は円環状の２つの支持プレートの間に、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（特開平０５−８７０８６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両支持プレートの間に円盤状又は円環状の中間プレートが配置される場合がある。

ところで、支持プレートを多く設けると複数の支持プレートによって風損が生じてしまうために流路損失が大きくなることが、特許文献１に記載されている。しかし、支持プレートによる流路損失を小さくするために支持プレートの枚数を減らすと、クロスフローファンの強度が低下してしまう。

本発明の課題は、支持プレートなどのクロスフローファンの補強部材で発生する流路損失の増加を抑制しながら、クロスフローファンの強度の補強を行うことである。

本発明の第１観点に係るクロスフローファンは、複数のファンブロックが接合されているクロスフローファンであって、複数のファンブロックの少なくとも一部は、円盤状又は円環状の支持プレートと、支持プレートから長手方向に延びる複数の羽根と、複数の羽根の長手方向の中間部分に位置して複数の羽根の外端と結合している補助リングと、を備えている。そして、支持プレートが、熱可塑性樹脂を主材料として、複数の羽根と一体に成形されている。また、補助リングが、熱可塑性樹脂を主材料として、複数の羽根と一体に成形され、羽根の支持プレート側の羽根基部から先端部までの寸法の５５％以上７５％以下の距離、羽根基部から離れた位置にあり、複数の羽根の隣接羽根間の一部まで延びて隣接羽根間の一部で羽根に接合されている。

第１観点に係るクロスフローファンによれば、補助リングが、羽根基部から先端部までの寸法の５５％以上７５％以下の距離、羽根基部から離れているので、クロスフローファンの強度が向上する一方、補助リングが複数の羽根の外端と結合しているので、従来の外端から内端までを支持する支持プレートに比べて流路損失を抑制することができる。

本発明の第２観点に係るクロスフローファンは、第１観点に係るクロスフローファンにおいて、補助リングは、羽根の支持プレート側の羽根基部から先端部までの寸法の６０％以上６５％以下の距離、羽根基部から離れた位置にある。

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、複数のファンブロックのうちの少なくとも一つのファンブロックは、支持プレートに他のファンブロックの複数の羽根が固着されている。

第３観点に係るクロスフローファンによれば、羽根基部から先端部までの寸法の羽根基部から５５％以上７５％以下又は６０％以上６５％以下離れている補助リングで複数の羽根が結合されるので、一つのファンブロックの支持プレートと他のファンブロックの複数の羽根を固着させやすくなる。また、補助リングによって羽根の固着が容易になることから各ファンブロックの羽根をそれぞれ長くすることができる。

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、補助リングは、厚みが内周側から外周側に行くに従って薄くなっている。

第４観点に係るクロスフローファンによれば、厚みが外周側に行くに従って薄くなっているので、補助リングでの空気の流体損失を低減することができる。

本発明の第５観点に係るクロスフローファンは、円盤状又は円環状の支持プレートと、支持プレートから長手方向に延びる複数の羽根と、複数の羽根の長手方向の中間部分に位置して複数の羽根の外端と結合している補助リングと、を備え、補助リングが、羽根の支持プレート側の羽根基部から先端部までの寸法の５５％以上の距離、羽根基部から離れた位置にあり、厚みが内周側から外周側に行くに従って薄くなっていて、羽根の先端部の側の第１表面の方が支持プレートの側の第２表面よりも外周側から内周側に向かう傾斜が大きくなっている。

第５観点に係るクロスフローファンによれば、羽根の先端部の側の第１表面の方が支持プレートの側の第２表面よりも外周側から内周側に向かう傾斜が大きいので、一体成形が容易になる。

本発明の第６観点に係るクロスフローファンは、第１観点から第５観点のいずれかのクロスフローファンにおいて、複数の羽根は、同心円状に外端が位置するように配置され、補助リングは、複数の羽根の外端の外側を外周が通る円環状の形状を持つ。

第６観点に係るクロスフローファンによれば、補助リングの外周が羽根の外端の外側を通ることから、補助リングの外周が羽根の外端によって区切られずに連続的に繋がるので、補助リングの強度を上げることができる。

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、補助リングは、円環状の形状を持ち、支持プレートの外径と同じか又は支持プレートの外径よりも大きな外径を持つ。

第７観点に係るクロスフローファンによれば、補助リングの外径が支持プレートの外径と同じか又はそれより大きいので、補助リングの外周と羽根の外端との間隔を大きくして補助リングの強度を上げることができる。

本発明の第８観点に係るクロスフローファンは、複数のファンブロックが接合されているクロスフローファンであって、複数のファンブロックの少なくとも一部は、円盤状又は円環状の支持プレートと、支持プレートから長手方向に延びかつ不等ピッチで配置されている複数の羽根と、複数の羽根の長手方向の中間部分に位置して複数の羽根の外端と結合している補助リングと、を備え、補助リングは、羽根の支持プレート側の羽根基部から先端部までの寸法の５５％以上６５％以下の距離、羽根基部から離れた位置にあり、複数の羽根の隣接羽根間の一部まで延びて隣接羽根間の一部で羽根に接合され、円環状の形状を持つ本体部と、本体部と一体成形されかつ回転のバランスを取るため部分的に補助リングの重量を増加させているバランサ部とを有する。

第８観点に係るクロスフローファンによれば、クロスフローファンのバランサ部が補助リングの本体部と一体に成形されているためバランサ部に係わる組み立て工数を省ける。

本発明の第９観点に係るクロスフローファンは、第８観点のクロスフローファンにおいて、複数の羽根は、同心円状に外端が位置するように配置され、補助リングの本体部は、複数の羽根の外端の外側を外周が通る円環状の形状を持ち、補助リングは、バランサ部が本体部の内周側に設けられた凸部であるか又は、前記バランサ部が前記本体部の厚み方向に設けられた凸部（６５）である。

第９観点に係るクロスフローファンによれば、クロスフローファンのバランサ部が本体部の内周側に設けられるか又は、クロスフローファンのバランサ部が本体部の厚み方向に設けられるので、バランサ部を設けることによるクロスフローファンの送風に係る性能の低下を抑制できる。

本発明の第１０観点に係るクロスフローファンは、第１観点から第９観点のいずれかのクロスフローファンにおいて、補助リングは、羽根の負圧面に接合されている部分の長さが当該羽根の翼弦長の半分以下であるものである。

第１０観点に係るクロスフローファンによれば、翼弦長の半分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。

本発明の第１観点に係るクロスフローファンでは、補助リングにより、流路損失の増加を抑制しながら、クロスフローファンの強度の補強を行うことができる。

本発明の第２観点に係るクロスフローファンでは、補助リングと複数の羽根の組み立てが不要になり、コストを削減することができる。

本発明の第３観点に係るクロスフローファンでは、ファンブロック数を削減して製造コストの低減を図ることができる。

本発明の第４観点に係るクロスフローファンでは、空気の流体損失を低減して送風特性を向上させることができる。

本発明の第５観点に係るクロスフローファンでは、一体成形が容易になることで歩留まりが向上し、クロスフローファンを安価に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、補助リングの強度を上げ、クロスフローファンの強度補強の効果を向上させることができる。

本発明の第７観点に係るクロスフローファンでは、補助リングの強度を上げ、クロスフローファンの強度補強の効果を向上させることができる。

本発明の第８観点に係るクロスフローファンでは、回転の振れがバランサ部によって抑制されたクロスフローファンを安価に提供できる。

本発明の第９観点に係るクロスフローファンでは、バランサ部による送風に係る性能の低下を抑えながら回転の振れを低減することができる。

本発明の第１０観点に係るクロスフローファンでは、送風特性が改善される。

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斜視図。 羽根車のエンドプレートの構成の一例を示す平面図。 羽根車のファンブロックの構成の一例を示す斜視図。 羽根車のファンブロックの構成の一例を示す側面図。 ファンブロックの支持プレートの構成の一例を示す平面図。 ファンブロックの補助リングの構成の一例を示す断面図。 図５に示されているファンブロックの構成を説明するための部分拡大平面図。 図６に示されているファンブロックの構成を説明するための部分拡大側面図。 図５のファンブロックと対比される他のファンブロックの構成を示す斜視図。 ファンブロックの構成の変形例を説明するための部分拡大平面図。 ファンブロックの構成の変形例を説明するための部分拡大側面図。

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の上端はクロスフローファン１０の上端よりも上に位置し、側面視において、円筒状のクロスフローファン１０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、クロスフローファン１０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、エンドプレート２１と４つのファンブロック３０とが接合されて構成される。羽根車２０の一端にエンドプレート２１が配置され、他端に４つのファンブロック３０のうちの一つが配置される。エンドプレート２１は、軸心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ファンブロック３０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（図示せず）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ファンブロック３０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の他端のファンブロック３０のボス部（もしくは金属軸）とが支持されて、羽根車２０は軸心Ｏの周りを回転する。このエンドプレート２１には、従来と同じものが用いられている。しかし、本発明を適用するためにエンドプレート２１の構造が従来と同じものである必要はなく、エンドプレート２１の構造は適宜変更可能である。

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と補助リング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。図３には、互いに隣接する２つのファンブロック３０が溶着される工程が示されている。２つのファンブロック３０が重ねて冶具１０３の上に設置される。この重ねられたファンブロック３０は、冶具１０３とホーン１０２とで挟まれる。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ホーン１０２を伝ってファンブロック３０に与えられる。それにより、一方のファンブロック３０の羽根４０と他方のファンブロック３０の支持プレート５０が超音波によって溶着される。同様に、他の冶具とホーン１０２の間にファンブロック３０とエンドプレート２１とを挟んで、ホーン１０２に振動子１０１より超音波を供給することによってファンブロック３０の羽根４０とエンドプレート２１とを溶着する。このような溶着の際に、羽根４０をエンドプレート２１に位置決めするため、エンドプレート２１には図４に示されているように凹部２３が羽根４０と同じ数だけ形成されている。各凹部２３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、各羽根４０が各凹部２３にそれぞれ嵌まり込んで嵌合される。複数の凹部２３の中に一つだけ、エンドプレート２１とファンブロック３０の位置決めをするために、段差部２３ａが形成されているものがある。

（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の詳細な構成を図５乃至図１０に示す。図５は、図２に示されている羽根車２０を構成する複数のファンブロック３０のうちの一つを示す斜視図であり、図６は、そのファンブロック３０の側面図である。図５及び図６に示されているファンブロック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と補助リング６０とからなる。ファンブロック３０の回転方向は、図５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５０ａから長手方向（軸心Ｏに沿う方向）に延びている。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基部４０ｃが支持プレート５０の第１表面５０ａに固定され、羽根４０の長手方向における羽根基部４０ｃの反対側が羽根先端部４０ｄになる。羽根４０の長さＬ１（羽根基部４０ｃから羽根先端部４０ｄまでの寸法）は、例えば１０ｃｍ程度である。羽根４０は、負圧面４０ｆと圧力面ｅを有している。図５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４０ｅの側の圧力が高くなり、負圧面４０ｆの側の圧力が低くなる。

複数の羽根４０の中に１つだけ羽根先端部４０ｄに切欠き部４０ｉが形成されているものがある。この切欠き部４０ｉは、２つのファンブロック３０又はファンブロック３０とエンドプレート２１との位置決めを行うためのものであり、上述のエンドプレート２１の凹部２３の段差部２３ａ又は後述するファンブロック３０の凹部５１の段差部５１ｃと勘合する部分である。切欠き部４０ｉがあることで、このように各羽根４０とエンドプレート２１の各凹部２３又はファンブロック３０の各凹部５１を一対一に対応させることができる。このような位置決めができると、複数の羽根４０を射出成形時の金型の複数の割り型にグループごとに対応させることができ、羽根４０を割り型から抜き易いように配置することができる。具体的には、軸心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割り型から羽根４０が外れる方向に羽根４０の傾きを変更して抜きやすくした非回転対称の形状に複数の羽根４０を配置する。

（３−２）支持プレート
図７には、円環状の支持プレート５０を底面から見た状態、すなわち第２表面５０ｂの側から見た状態が示されている。支持プレート５０の第１表面５０ａに対向する第２表面５０ｂには、羽根４０の嵌まり込む凹部５１が形成されている。各凹部５１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５１にそれぞれ嵌まり込んで嵌合される。支持プレート５０の内周に沿って第２表面５０ｂよりも高いリング状の凸部５２が形成されている。凸部５２は、外周側が斜めに傾斜しており、２つのファンブロック３０が重ね合わされるときに羽根４０を凹部５１に案内する役割を果たす。

羽根４０の外端４０ａが接する凹部５１の外周５１ａは、支持プレート５０の外周５０ｃの内側にあり、羽根４０の内端４０ｂが接する凹部５１の内端５１ｂは、支持プレート５０の内周５０ｄの外側にある。換言すると、支持プレート５０の中心（軸心Ｏ上の点）から凹部５１の外周５１ａまでの距離ｄ１（羽根４０の外端４０ａまでの距離）は、支持プレート５０の中心から外周５０ｃまでの半径ｒ１よりも小さい。また、支持プレート５０の中心（軸心Ｏ上の点）から凹部５１の内端５１ｂまでの距離ｄ２（羽根４０の内端４０ｂまでの距離）は、支持プレート５０の中心から内周５０ｄまでの半径ｒ２よりも大きい。この支持プレート５０は、羽根４０を支持する強度を高く保たせるため、支持プレート５０の幅Ｗ１（半径ｒ１−半径ｒ２）が羽根４０の外端４０ａから内端４０ｂまでの半径方向の距離（距離ｄ１−距離ｄ２）よりも大きく設定されている。

（３−３）補助リング
補助リング６０は、羽根４０の長手方向の中間部分に位置しており、羽根基部４０ｃから羽根先端部４０ｄまでの寸法（羽根４０の長さＬ１）の６０％の距離だけ羽根基部４０ｃから離れた位置にある。補助リング６０の配置位置は、クロスフローファン２０の強度を向上させて超音波溶接などの組立工程を容易にするためには、長さＬ１の５５％以上の距離、羽根基部４０ｃから離れていることが好ましい。

図８には、補助リング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。図８に示されている断面は、軸心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。図９には、羽根４０の羽根先端部４０ｄから羽根基部４０ｃの方に向かって見たときの補助リング６０と羽根４０と支持プレート５０とが一部拡大して示されている。補助リング６０は、主に、リング部６１と接続部６２と接続補助部６３とからなる。リング部６１の外周６１ａの半径ｒ３は、支持プレート５０の外周５１ａの半径ｒ１よりも大きい。また、リング部６１の外周６１ａの半径ｒ３は、補助リング６０の中心（軸心Ｏ上の点）から羽根４０の外端４０ａまでの距離ｄ１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。この補助リング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５１ｂの半径ｒ２よりも大きくかつ羽根４０の外端４０ａまでの距離ｄ１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。

接続部６２は、軸心Ｏの方向に見て、リング部６１から内側に向かって突き出た三角形状に形成されている。三角形状をした接続部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４０ｆに接続されている。一方、羽根４０の圧力面４０ｅには、接続部６２が接続されない。接続部６２が負圧面４０ｆに接続されている部分の長さＬ４（頂部６２ａから頂部６２ｃ間での長さ）は、翼弦長Ｌ３の２分の１よりも短い。負圧面４０ｆに接続されている部分の長さＬ４を翼弦長Ｌ３の２分の１よりも短く設定することにより、翼弦長Ｌ３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。

羽根４０の外端４０ａの近傍には、接続補助部６３が形成されている。接続補助部６３は、羽根４０の外端４０ａと接続部６２とリング部６１の間を埋める部分であり、これら３者の接続を補助している。

図１０には、側面から見た補助リング６０の一部が拡大して示されている。補助リング６０は、羽根先端部４０ｄの側の第１表面６０ａと、羽根基部４０ｃの側の第２表面６０ｂと、外周面６０ｃと、内周面６０ｄとを有している。この第１表面６０ａと外周面６０ｃとを接続する部分には曲率半径Ｒ１の曲面６０ｅが形成され、この第２表面６０ｂと外周面６０ｃとを接続する部分には曲率半径Ｒ２の曲面６０ｆが形成されている。

補助リング６０は、厚みが内周側から外周側に行くに従って薄くなっている。つまり、補助リング６０は、羽根基部４０ｃの近傍の厚さｔ１よりも外周面６０ｃにおける厚さｔ２の方が小さい。さらに詳細に見ると、補助リング６０の第１表面６０ａは、軸心０に対して垂直な面と交わる傾斜角θ１が、第２表面６０ｂがこの垂直な面と交わる傾斜角θ２よりも大きくなるように設定されている。なお、補助リング６０の厚みｔ１は、支持プレート５０の厚みｔ３よりも小さく設定されている。

（４）変形例
（４−１）
上記実施形態では、補助リング６０の接続部６２が、平面視において三角形状を呈しているが、接続部６２の平面形状は三角形状に限られるものではなく、例えば半円形や台形など他の形状であってもよい。

（４−２）
上記実施形態では、リング部６１の外周６１ａの半径ｒ３が、支持プレート５０の外周５１ａの半径ｒ１よりも大きい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５１ａの半径ｒ１と同じに設定されてもよい。

（４−３）
上記実施形態では、図８に示されているように、補助リング６０が、円環状の形状を持つリング部６１と接続部６２と接続補助部６３とからなる場合について説明した。しかし、補助リングはこれら以外の構造を備えていてもよい。例えば、補助リング６０（本体部）にさらにバランサ部を追加してもよい。このバランサ部は、補助リング６０（本体部）と一体成形され、ファンブロック３０の回転のバランスを取るため部分的に補助リング６０の重量を増加させるものである。リング部６１や複数の接続部６２や接続補助部６３は、軸心Ｏを中心に回転対称に配置されるものであるのに対し、バランサ部は、回転対称には配置されないものである。

クロスフローファン１０のバランサ部が補助リングの本体部（リング部６１と接続部６２と接続補助部６３）と一体に成形されると、バランサ部に係わる組み立て工数を省ける。それにより、回転の振れがバランサ部によって抑制されたクロスフローファン１０を安価に提供できる。

ファンブロック３０のバランサ部が補助リングの本体部（リング部６１と接続部６２と接続補助部６３）と一体に成形されると、バランサ部に係わる組み立て工数を省ける。また、外径部にある補助リング６０にバランサ部を設けることで、バランサ部樹脂量を削減でき、コストダウンできる。従来、羽根を不等ピッチで配置することによるファンブロックのアンバランス修正のため、円環状の支持プレートもしくはその内周側にバランサ部を設けているが、より外径側にある補助リング６０にバランサ部を設けると、樹脂量を抑制でき、コストダウンできる。また、羽根基部４０ｃの支持プレート５０で不等ピッチ配置の羽根４０のバランスを修正するのではなく、羽根４０の略中央部の補助リング６０にてアンバランスを修正する方が効率的である。それにより、回転の振れがバランサ部によって抑制されたクロスフローファン１０を安価に提供できる。

バランサ部は、例えば、図１２に示されているように、補助リング６０の内周面６０ｄなどに本体部の内周側に凸部６４として設けることができる。なお、図１２において、２点鎖線で示されているほぼ直線状の部分６４ａがバランサ部分を設けない場合の形状である。このように、バランサ部が本体部の内周側に設けられると、バランサ部を設けることに因る送風に係る性能低下を抑えながら回転の振れを低減することができる。

バランサ部は、例えば、図１２に示されているように、補助リング６０の内周面６０ｄなどに本体部の内周側に凸部６４として設けることができる。なお、図１２において、２点差線で示されているほぼ直線状の部分６４ａがバランサ部分を設けない場合の形状である。このように、バランサ部が本体部の内周側に設けられると、バランサ部を設けることに因る送風に係る性能低下を抑えながら回転の振れを低減することができる。

また、バランサ部が本体部の厚み方向に設けられた凸部であってもよい。例えば、図１３に示されているように、複数の接続部６２や複数の接続補助部６３のうちの一つの厚みを増加させた補助リング６０の凸部６５をバランサ部として設けることもできる。あるいは、リング部６１の厚みの一部を増加させた補助リング６０の凸部６６をバランサ部として設けることもできる。クロスフローファン１０のバランサ部が本体部の厚み方向に設けられるので、空気抵抗が大きくならないようにバランサ部を設けて、バランサ部を設けることによるクロスフローファンの送風に係る性能の低下を抑えながら回転の振れを低減することができる。

（５）特徴
（５−１）
補助リング６０のリング部６１は、複数の羽根４０の長手方向の中間部分に位置して複数の羽根４０の外端４０ａと結合している。補助リング６０が複数の羽根４０の外端４０ａと結合しているので、円環状の板状部材で羽根４０の外端から内端までを支持する場合に比べて流路損失が抑制される。また、上記実施形態では、補助リング６０は、羽根４０の支持プレート側の羽根基部４０ｃから羽根先端部４０ｄまでの寸法の６０％の距離、羽根基部４０ｃから離れた位置にある。補助リング６０が、羽根基部４０ｃから羽根先端部４０ｄまでの寸法の５５％以上の距離、羽根基部４０ｃから離れているので、クロスフローファン１０の強度が向上するが、この強度の向上について説明する。

羽根４０は、緩やかに湾曲した板状の形状をしているから、羽根４０の幅方向には撓み易い。撓むことで羽根基部４０ｃ又は羽根先端部４０ｄと支持プレート５０又はエンドプレート２１との接合部分に応力が集中して壊れやすくなったり、振動を発生する原因になったりする。また、撓むことで、超音波溶着などによる羽根４０と支持プレート５０やエンドプレート２１との接合時に接合不良ができやすくなる。補助リング６０によって複数の羽根４０を束ねると、羽根４０が撓み難くなるため、上述のような応力集中による破壊や撓みによる接合不良や騒音発生などの問題を解消することができる。また、成形後の羽根倒れを抑制でき、溶着スロットへの挿入が容易になり、かつ、補助リングから先端側の羽根剛性を十分に確保できるため、より作業性が改善される。このように、羽根先端部４０ｄが接合されることを考慮して、羽根基部４０ｃから羽根先端部４０ｄまでの寸法の５５％以上の距離離して、羽根４０の長手方向の真ん中よりも羽根先端部４０ｄに寄ったところに補助リング６０が設けられている。上記実施形態では、６０％の距離だけ離れているが、羽根４０を長手方の中間部分で束ねるうえで、例えば、羽根基部４０ｃから補助リング６０までは、羽根基部４０ｃから羽根先端部４０ｄまでの寸法の５５％以上７５％以内の距離、さらに好ましくは６０％以上６５％以内の距離にあることが好ましい。

例えば、長さＬ１のファンブロック３０と似たブロックを得るために、補助リング６０の代わりに、図１１に示されているように、羽根１４０が比較的短い２つのファンブロック１３０を支持プレート１５０で接合する構成が考えられる。ここで、支持プレート１５０の構造は上述の支持プレート５０の同様のものとする。このような図１１の２つのファンブロック１３０と図５の１つのファンブロック３０を比較すると、羽根車を構成したときの強度はほぼ同程度であるものの、図１１のような構成では、支持プレート１５０がブロックの中間に位置するために補助リング６０の場合に比べて２つのファンブロック１３０の流路損失が大きくなるだけでなく、有効羽根長が短くなる。さらに、図１１のような構成では、２つのファンブロック１３０を接合するための工程が増加することで組み立てに掛かるコストの上昇も考えられる。

（５−２）
上述のクロスフローファン１０は、補助リング６０及び複数の羽根４０が樹脂で形成されており、補助リング６０は、射出成形などによって、複数の羽根４０と一体に成形されている。補助リング６０を複数の羽根と一体で成形することにより、補助リングと複数の羽根の組み立てが不要になり、コストを削減することができる。

（５−３）
また、支持プレート５０も樹脂で形成されており、射出成形などによって、一つの支持プレート５０と一つの補助リング６０と複数の羽根４０とが一体に成形されたファンブロック３０が複数形成される。そして、羽根基部４０ｃから羽根先端部４０ｄまでの寸法の羽根基部４０ｃから５５％以上離れている補助リング６０で複数の羽根４０が結合されているから、一つのファンブロック３０の支持プレート５０と他のファンブロックの複数の羽根４０が固着させ易くなる。その結果、各ファンブロック３０の羽根４０をそれぞれ長くして、ファンブロック数を削減し、製造コストの低減を図ることができる。

（５−４）
上述の補助リング６０は、リング部６１の厚みが内周側から外周側に行くに従って薄くなっている。つまり、内周側の厚みｔ１が外周側の厚みｔ２よりも大きくなっている。そのため、補助リング６０での空気の流体損失を低減することができ、送風特性を向上させることができる。また、接続部６２からリング部６１に至るまでも補助リング６０の厚みが外周側にいくに従って薄くなる方が好ましい。この場合にも、送風特性をさらに向上させることができる。さらに、補助リング６０が外周側よりも内周側の厚みが薄くなることで、射出成形の際に金型からクロスフローファン１０のファンブロック３０を取り外し易くなる。

（５−５）
また、補助リング６０は、羽根先端部４０ｄの側の第１表面６０ａの方が支持プレート５０の側の第２表面６０ｂよりも外周側から内周側に向かう傾斜が大きくなっている。第１表面６０ａの方が支持プレート５０の側の第２表面６０ｂよりも外周側から内周側に向かう傾斜が大きいので、例えば、射出成形後に羽根先端部４０ｄの方に寄った所を中心に金型を回転しながらファンブロック３０から外すと成型品の取り外しが容易になる。この様な取り外し方をする金型は、例えば、軸心Ｏの周りで複数に分割されるようなパーティング面を有している。このように、一体成形が容易になることで歩留まりが向上し、クロスフローファン１０の製造コストを引き下げることができる。

（５−６）
複数の羽根４０は、軸心Ｏを中心に同心円状に外端４０ａが位置するように配置されている。また、補助リング６０は、複数の羽根４０の外端４０ａの外側を外周面６０ｃが通る円環状の形状を持つ。補助リング６０の外周面６０ｃが羽根４０の外端４０ａの外側を通ることから、補助リング６０の外周面６０ｃが外端４０ａによって区切られずに連続的に繋がる。それにより、補助リング６０の強度を上げ、クロスフローファン１０の強度補強の効果を向上させることができる。

（５−７）
補助リング６０は、円環状の形状を持ち、支持プレート５０の外径ｒ１とよりも大きな外径ｒ３を持っている。補助リング６０の外径ｒ３が支持プレート５０の外径ｒ１と同じか又はそれより大きいと、補助リング６０の外周面６０ｃと羽根４０の外端４０ａとの間隔を大きくして補助リング６０の強度を上げることができる。このように補助リング６０の強度を上げることで、クロスフローファン１０の強度補強の効果を向上させることができる。

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
６０ 補助リング

特開平０５−８７０８６号公報

Claims (10)

1. 複数のファンブロック（３０）が接合されているクロスフローファンであって、
   複数の前記ファンブロックの少なくとも一部は、
   円盤状又は円環状の支持プレート（５０）と、
   前記支持プレートから長手方向に延びる複数の羽根（４０）と、
   複数の前記羽根の長手方向の中間部分に位置して複数の前記羽根の外端（４０ａ）と結合している補助リング（６０）と、
   を備え、
   前記支持プレートは、熱可塑性樹脂を主材料として、複数の前記羽根と一体に成形され、
   前記補助リングは、熱可塑性樹脂を主材料として、複数の前記羽根と一体に成形され、前記羽根の前記支持プレート側の羽根基部（４０ｃ）から先端部（４０ｄ）までの寸法の５５％以上７５％以下の距離、前記羽根基部から離れた位置にあり、複数の前記羽根の隣接羽根間の一部まで延びて前記隣接羽根間の一部で前記羽根に接合されている、クロスフローファン。
2. 前記補助リングは、前記羽根の前記支持プレート側の羽根基部から先端部までの寸法の６０％以上６５％以下の距離、前記羽根基部から離れた位置にある、
   請求項１に記載のクロスフローファン。
3. 複数の前記ファンブロックのうちの少なくとも一つの前記ファンブロックは、前記支持プレートに他の前記ファンブロックの複数の前記羽根が固着されている、
   請求項１又は請求項２に記載のクロスフローファン。
4. 前記補助リングは、厚みが内周側から外周側に行くに従って薄くなっている、
   請求項１又は請求項２に記載のクロスフローファン。
5. 円盤状又は円環状の支持プレート（５０）と、
   前記支持プレートから長手方向に延びる複数の羽根（４０）と、
   複数の前記羽根の長手方向の中間部分に位置して複数の前記羽根の外端（４０ａ）と結合している補助リング（６０）と、
   を備え、
   前記補助リングが、前記羽根の前記支持プレート側の羽根基部（４０ｃ）から先端部（４０ｄ）までの寸法の５５％以上の距離、前記羽根基部から離れた位置にあり、厚みが内周側から外周側に行くに従って薄くなっていて、前記補助リングは、前記羽根の前記先端部の側の第１表面（６０ａ）の方が前記支持プレートの側の第２表面（６０ｂ）よりも外周側から内周側に向かう傾斜が大きくなっている、クロスフローファン。
6. 複数の前記羽根は、同心円状に前記外端が位置するように配置され、
   前記補助リングは、複数の前記羽根の前記外端の外側を外周（６０ｃ）が通る円環状の形状を持つ、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のクロスフローファン。
7. 前記補助リングは、円環状の形状を持ち、前記支持プレートの外径（ｒ１）と同じか又は前記支持プレートの外径よりも大きな外径（ｒ３）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。
8. 複数のファンブロック（３０）が接合されているクロスフローファンであって、
   複数の前記ファンブロックの少なくとも一部は、
   円盤状又は円環状の支持プレート（５０）と、
   前記支持プレートから長手方向に延びかつ不等ピッチで配置されている複数の羽根（４０）と、
   複数の前記羽根の長手方向の中間部分に位置して複数の前記羽根の外端（４０ａ）と結合している補助リング（６０）と、
   を備え、
   前記補助リングは、前記羽根の前記支持プレート側の羽根基部（４０ｃ）から先端部（４０ｄ）までの寸法の５５％以上６５％以下の距離、前記羽根基部から離れた位置にあり、複数の前記羽根の隣接羽根間の一部まで延びて前記隣接羽根間の一部で前記羽根に接合され、円環状の形状を持つ本体部と、前記本体部と一体成形されかつ回転のバランスを取るため部分的に前記補助リングの重量を増加させているバランサ部（６４，６５）とを有する、クロスフローファン。
9. 複数の前記羽根は、同心円状に前記外端が位置するように配置され、
   前記補助リングの前記本体部は、複数の前記羽根の前記外端の外側を外周（６０ｃ）が通る円環状の形状を持ち、
   前記補助リングは、前記バランサ部が前記本体部の内周側に設けられた凸部（６４）であるか又は、前記バランサ部が前記本体部の厚み方向に設けられた凸部（６５）である、
   請求項８に記載のクロスフローファン。
10. 前記補助リングは、前記羽根の負圧面に接合されている部分の長さ（Ｌ４）が当該羽根の翼弦長（Ｌ３）の半分以下である、
    請求項１から９のいずれか一項に記載のクロスフローファン。