JP7071682B1 - 軸流ファン及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】ハブの強度を高めることができる軸流ファンを提供する。【解決手段】軸流ファンは、ハブ１２と複数の翼１３とを備え、ハブ１２は、筒形状の外壁１５、外壁１５の径方向内側の筒形状の内壁１６、内壁１６の径方向内側のボス１７、ハブ１２の回転軸心方向の一方側における外壁１５の端部と内壁１６の端部とを連結する第１側壁２１、回転軸心方向の一方側における内壁１６の端部とボス１７の端部とを連結する第２側壁２２、内壁１６の内周面１６ｂとボス１７の外周面１７ｂとを連結する第１リブ４１、第１リブ４１と周方向に隣接して配置され、内壁１６の内周面１６ｂとボス１７の外周面１７ｂとを連結する第２リブ４２、及び外壁１５の内周面１５ｂと内壁１６の外周面１６ａとを連結する第３リブ４３を備え、第３リブ４３の径方向内端部４３ａが、第１リブ４１の径方向外端部４１ｂと第２リブ４２の径方向外端部４２ｂとの周方向の間に配置されている。【選択図】図６

Description

本開示は、軸流ファン及び空気調和機に関する。

下記特許文献１には、ハブと、ハブの外周面に設けられた複数の翼とを備えた軸流ファンが開示されている。ハブは、円筒形状の外壁部と、外壁部の径方向内側に配置された傾斜壁部と、傾斜壁部の径方向内側に配置された軸受部とを有している。外壁部と傾斜壁部との間には、放射状に配置された複数のリブが周方向に間隔をあけて設けられている。

特開２００６－１６１７５８号公報

軸流ファンが回転すると、ハブの外壁部には翼から径方向外側に引っ張る方向の負荷が付与され、この負荷によってハブの外壁部は径方向外側へ広がるように変形しようとする。このようなハブの変形を抑制するため、ハブの強度を高めることが求められている。
本開示は、ハブの強度を高めることができる軸流ファン及び空気調和機を提供することを目的とする。

本開示の軸流ファンは、
ハブと、前記ハブの外周面に周方向に間隔をあけて設けられた複数の翼と、を備え、
前記ハブは、
筒形状の外壁と、
前記外壁の径方向内側に配置された筒形状の内壁と、
前記内壁の径方向内側に配置され回転軸が取り付けられるボスと、
前記ハブの回転軸心方向の一方側における前記外壁の端部と前記内壁の端部とを連結する第１側壁と、
前記回転軸心方向の前記一方側における前記内壁の端部と前記ボスの端部とを連結する第２側壁と、
前記内壁の内周面と前記ボスの外周面とを連結する第１リブと、
前記第１リブと周方向に隣接して配置され、前記内壁の内周面と前記ボスの外周面とを連結する第２リブと、
前記外壁の内周面と前記内壁の外周面とを連結する第３リブと、を備え、
前記第３リブの径方向内端部が、前記第１リブの径方向外端部と前記第２リブの径方向外端部との周方向の間に配置されている。

以上の構成を有する軸流ファンにおいては、当該軸流ファンが回転すると、ハブの外壁には、翼から径方向外側に引っ張る方向の負荷が付与される。ハブの外壁は、第３リブによって支持され、さらに内壁を介して２つの第１リブ及び第２リブによっても支持される。そのため、ハブは、径方向の負荷に対して強い構造となり、ハブの変形を抑制することができる。

好ましくは、前記第１リブの径方向外端部と前記第２リブの径方向外端部との周方向の間には、単一の前記第３リブの径方向内端部が配置されている。

好ましくは、前記第３リブの径方向外端部が、前記ハブの回転方向における前記翼の前縁部の径方向内端部近傍に配置されている。
この構成によれば、ハブの回転方向における翼の前縁部は、空気から最も大きな荷重を受ける部位であり、翼からハブの外壁にかかる負荷も、翼の前縁部の径方向内端部付近で大きくなる。そのため、翼の前縁部の径方向内端部の近傍に第３リブの径方向内端部を配置することで、翼から大きな負荷がかかる部分においてハブの強度を効果的に高めることができる。

好ましくは、前記第１リブと前記第２リブとが前記ハブの径方向に沿って配置されており、
前記第１リブと前記第２リブとの間の角度が、次の式（１）を満たす。
θ≦３６０/２Ｎ ・・・ （１）
（ただし、θ：前記第１リブと前記第２リブとの間の角度、Ｎ：前記翼の数）

好ましくは、前記ハブは、
前記第１リブと前記第２リブとの組み合わせからなる第１のセットと、
前記第１のセットを構成する前記第１リブ及び前記第２リブとは異なる前記第１リブと前記第２リブとの組み合わせからなり、前記第１のセットと周方向に隣接して配置された第２のセットと、を備え、
前記第１のセットと前記第２のセットとの間の角度が、前記第１のセット及び前記第２のセットのそれぞれにおける前記第１リブと前記第２リブとの間の角度よりも大きい。

好ましくは、前記第１のセットと前記第２のセットとの周方向の間において、前記外壁の内周面と前記内壁の外周面とを連結する第４リブを備えている。

好ましくは、前記第４リブの径方向外端部が、前記ハブの回転方向における前記翼の後縁部の径方向内端部近傍に配置されている。

好ましくは、前記回転軸心方向の他方側における前記第１リブ及び前記第２リブの端部が、前記回転軸心方向の前記他方側における前記第３リブの端部よりも、前記回転軸心方向の前記一方側に位置している。

好ましくは、前記回転軸心方向の他方側における前記第１リブ及び前記第２リブの端部が、前記回転軸心方向の前記他方側における前記内壁の端部よりも、前記回転軸心方向の前記一方側に位置している。

好ましくは、前記回転軸心方向の他方側における前記第３リブの端部と前記内壁の端部とが、前記第３リブと前記内壁との接続部分において同一面上に配置されている。

好ましくは、前記第１リブ及び前記第２リブの厚さが、前記第３リブの厚さよりも大きい。

本開示の空気調和機は、上記のいずれかに記載の軸流ファンを備える。

本開示の軸流ファンを回転軸心方向の一方側より見た図である。 本開示の軸流ファンを回転軸心方向の他方側より見た図である。 本開示の軸流ファンを回転軸心方向に直交する方向から見た図である。 軸流ファンのハブを回転軸心方向の一方側において斜めから見た斜視図である。 軸流ファンのハブを回転軸心方向の他方側において斜めから見た斜視図である。 軸流ファンのハブを回転軸心方向の他方側より見た図である。 図６のＤ－Ｄ線における概略的な断面図である。 図６のＥ－Ｅ線における概略的な断面図である。 図６のＦ－Ｆ線における概略的な断面図である。 軸流ファンのハブの一部を回転軸心方向の一方側より見た図である。 図９のＧ－Ｇ線における概略的な断面図である。 複数の軸流ファンを積層した状態を示す説明図である。 本開示の軸流ファンを採用した空気調和機の内部を上方から見た概略的な平面図である。

以下、実施形態について説明する。
［軸流ファンの全体構成］
図１は、本開示の軸流ファンを回転軸心方向の一方側より見た図である。図２は、本開示の軸流ファンを回転軸心方向の他方側より見た図である。図３は、本開示の軸流ファンを回転軸心方向に直交する方向から見た図である。

軸流ファン１１は、図示しないファンモータによって中心軸Ｃ回りに回転する。したがって、軸流ファン１１の中心軸Ｃは、軸流ファン１１の回転軸心となる。したがって、本明細書では、軸流ファン１１の回転軸心にも中心軸と同様の符号Ｃを付す。本明細書では、軸流ファン１１の中心軸Ｃが延びる方向、及び、これに平行な方向を回転軸心方向という。軸流ファン１１の中心軸Ｃに直交する方向を径方向という。軸流ファン１１の中心軸Ｃ回りの方向を周方向という。

図１～図３に示すように、軸流ファン１１は、プロペラファンである。軸流ファン１１は、合成樹脂材料、例えば、ＡＳ樹脂（アクリロニトリルスチレン）や、これをグラスファイバーで強化したもの等により形成されている。軸流ファン１１は、ハブ１２と、複数の翼１３とを有する。複数の翼１３は、ハブ１２の外周面に周方向に間隔をあけて設けられている。本実施形態の軸流ファン１１は、３枚の翼１３を有している。ハブ１２と翼１３とは、合成樹脂材によって一体に成形されている。なお、軸流ファン１１の材料となる合成樹脂は、上記に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

図１に示すように、軸流ファン１１は、回転軸心方向の一方側から見て反時計回りの方向（矢印Ａの方向）に回転する。本明細書では、軸流ファン１１の回転方向を基準として、回転方向における前側を回転方向前側といい、後側を回転方向後側という。

［翼の構成］
図１～図３に示すように、翼１３は、板状に形成されており、内周縁部３１と、外周縁部３２と、前縁部３３と、後縁部３４と、を有している。内周縁部３１は、翼１３の径方向内側の端部である。内周縁部３１は、回転方向前側から回転方向後側に向かって、回転軸心方向の一方側に傾斜している。内周縁部３１は、ハブ１２の外周面に繋がっている。

外周縁部３２は、翼１３の径方向外側の端部である。外周縁部３２は、回転方向前側から回転方向後側に向かって、回転軸心方向の一方側に傾斜している。外周縁部３２は、内周縁部３１に比べて周方向の長さが大きい。

前縁部３３は、翼１３の回転方向前側の端部である。前縁部３３は、内周縁部３１と外周縁部３２の回転方向前側の端部同士を繋いでいる。後縁部３４は、翼１３の回転方向後側の端部である。後縁部３４は、内周縁部３１と外周縁部３２の回転方向後側の端部同士を繋いでいる。

軸流ファン１１が、中心軸Ｃ回りに矢印Ａの方向へ回転すると、当該軸流ファン１１の回転軸心方向の他方側が負圧となり、かつ、回転軸心方向の一方側が正圧となる。このため、軸流ファン１１が中心軸Ｃ回りに矢印Ａの方向へ回転すると、回転軸心方向の他方側から回転軸心方向の一方側へ空気が流れる。本明細書では、翼１３の回転軸心方向の一方側の翼面を正圧面１３ａと称し、回転軸心方向の他方側の翼面を負圧面１３ｂと称する。

翼１３は、周方向について回転軸心方向の他方側へ緩やかに湾曲しており、正圧面１３ａ側が凹んだ形状を有している。

［ハブの構成］
図４は、軸流ファンのハブを回転軸心方向の一方側において斜めから見た斜視図である。図５は、軸流ファンのハブを回転軸心方向の他方側において斜めから見た斜視図である。図６は、軸流ファンのハブを回転軸心方向の他方側より見た図である。

ハブ１２は、外壁１５、内壁１６、ボス１７、及び側壁１８を有する。
外壁１５は、筒形状に形成されている。具体的に、外壁１５は、円筒形状に形成されている。外壁１５の中心は、軸流ファン１１の中心軸Ｃと一致している。外壁１５の外周面１５ａは、ハブ１２の外周面を構成している。外壁１５の外周面１５ａには翼１３が接続されている。

内壁１６は、筒形状に形成されている。具体的に、内壁１６は、円筒形状に形成されている。内壁１６は、外壁１５の径方向内側に配置されている。内壁１６の中心は、外壁１５の中心と一致している。

ボス１７は、筒形状に形成されている。具体的に、ボス１７は、円筒形状に形成されている。ボス１７は、内壁１６の径方向の内側に配置されている。ボス１７の中心は、内壁１６及び外壁１５の中心と一致している。ボス１７の中心には、貫通孔１７ａが形成されている。この貫通孔１７ａには、図示しないモータの出力軸が取り付けられる。

図７は、図６のＤ－Ｄ線における概略的な断面図である。図８は、図６のＥ－Ｅ線における概略的な断面図である。図９は、図６のＦ－Ｆ線における概略的な断面図である。
ハブ１２の内壁１６は、外壁１５よりも回転軸心方向に短い。内壁１６の回転軸心方向の一方側の端部は、外壁１５の回転軸心方向の一方側の端部よりも、回転軸心方向の他方側（図８の上側）に配置されている。内壁１６の回転軸心方向の他方側の端部は、外壁１５の回転軸心方向の他方側の端部よりも、回転軸心方向の一方側（図８の下側）に配置されている。

ハブ１２の側壁１８は、外壁１５、内壁１６、及びボス１７の回転軸心方向の一方側の端部に設けられている。側壁１８は、円筒形状の外壁１５及び内壁１６の回転軸心方向の一方側の端部を塞いでいる。側壁１８は、ハブ１２の回転軸心方向の一方側の端面を構成している。

側壁１８は、第１側壁２１と、第２側壁２２とを含む。第１側壁２１は、回転軸心方向の一方側における外壁１５の端部と内壁１６の端部とを連結する。第２側壁２２は、回転軸心方向の一方側における内壁１６の端部とボス１７の端部とを連結する。

第１側壁２１は、径方向外側に配置された円環部２１ａと、径方向内側に配置された傾斜部２１ｂとを有する。円環部２１ａは、円環状に形成され、軸流ファン１１の中心軸Ｃに直交する方向に配置されている。円環部２１ａの径方向外端部は、外壁１５の回転軸心方向の一方側の端部に連結されている。

傾斜部２１ｂは、円すい形状に形成され、軸流ファン１１の中心軸Ｃに対して傾斜している。傾斜部２１ｂの径方向外端部は、円環部２１ａの径方向内端部に連結されている。傾斜部２１ｂの径方向内端部は、内壁１６の回転軸心方向の一方側の端部に連結されている。

第２側壁２２は、円環状に形成され、軸流ファン１１の中心軸Ｃに直交する方向に配置されている。第２側壁２２の径方向外端部は、傾斜部２１ｂの径方向内端部及び内壁１６の回転軸心方向の一方側の端部に連結されている。第２側壁２２の径方向内端部は、ボス１７の回転軸心方向の一方側の端部に連結されている。第２側壁２２は、円筒形状の内壁１６の回転軸心方向の一方側の端部を塞いでいる。

ハブ１２の側壁１８には、傾斜部２１ｂ及び第２側壁２２によって回転軸心方向の他方側へ凹む凹部１８ａが形成されている。傾斜部２１ｂは、凹部１８ａの周壁を構成し、第２側壁２２は、凹部１８ａの底壁を構成している。

図４に示すように、ハブ１２の側壁１８には、回転軸心方向の一方側へ向けて突出する突起２４が形成されている。具体的に、突起２４は、第１側壁２１における円環部２１ａに設けられている。突起２４は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。本実施形態では、３個の突起２４が、周方向に等間隔（１２０°間隔）で設けられている。

図１０は、軸流ファンのハブの一部を回転軸心方向の一方側より見た図である。各突起２４は、軸流ファン１１の中心軸Ｃを中心とした中心角θが６０°未満の範囲に形成されている。

各突起２４は、外壁部（第１壁部）２５と、内壁部（第２壁部）２６と、一対の端壁部（第３壁部及び第４壁部）２７，２８と、頂壁部（第５壁部）２９とを有している。
図９に示すように、外壁部２５は、ハブ１２の外壁１５から回転軸心方向の一方側へ延長されている。外壁部２５の外周面２５ａと外壁１５の外周面１５ａとは同一面上に配置されている。外壁部２５は、ハブ１２の周方向に延び、回転軸心方向から見て円弧状に湾曲している。

突起２４の内壁部２６は、ハブ１２の第１側壁２１における傾斜部２１ｂから回転軸心方向の一方側へ延長されている。内壁部２６の内周面２６ｂと傾斜部２１ｂの内周面２１ｂ１（凹部１８ａの内周面２１ｂ１）とは同一面上に配置されている。内壁部２６は、中心軸Ｃに対して傾斜している。内壁部２６は、ハブ１２の周方向に延び、回転軸心方向から見て円弧状に湾曲している。

外壁部２５の外周面２５ａには、翼１３の回転方向Ａの後側の端部が接続されている（図４参照）。内壁部２６は、外壁部２５の径方向内側に間隔をあけて配置されている。外壁部２５と内壁部２６とは、径方向に対向して配置されている。

図１１は、図９のＧ－Ｇ線における概略的な断面図である。
一対の端壁部２７，２８は、突起２４の周方向両側に位置し、互いに対向している。一対の端壁部２７，２８は、ハブ１２の径方向に延びている。各端壁部２７，２８は、第１側壁２１の円環部２１ａから回転軸心方向の一方側へ立ち上がっている。端壁部２７，２８は、回転軸心方向の一方側ほど径方向の長さが小さくなるような台形状に形成されている。端壁部２７，２８の径方向の長さは、外壁部２５及び内壁部２６の周方向の長さよりも小さい。

突起２４は、外壁部２５と、内壁部２６と、一対の端壁部２７，２８とによって、中心軸Ｃに直交する断面が略矩形状に形成されている。突起２４における外壁部２５と内壁部２６と一対の端壁部２７，２８との間には、空間Ｓ３が形成されている。言い換えると、突起２４の内部は中空となっている。図９に示すように、突起２４内の空間Ｓ３は、ハブ１２の外壁１５と内壁１６との間の空間Ｓ４に連通している。突起２４内の空間Ｓ３は、回転軸心方向の一方側が頂壁部２９によって塞がれている。頂壁部２９は、軸流ファン１１の中心軸Ｃに直交する方向に配置されている。突起２４内の空間Ｓ３には、後述する板状のリブ（第３外側リブ４５）が設けられている。このリブ４５は、突起２４内の空間Ｓ３から、回転軸心方向の他方側へ延び、ハブ１２内の空間Ｓ４に到っている。

図４に示すように、ハブ１２の外壁１５には、凹部１５ｃが形成されている。具体的に、凹部１５ｃは、回転軸心方向の他方側における外壁１５の端部に形成されている。この凹部１５ｃは、周方向において突起２４と同じ位相に形成されている。

図１２は、軸流ファンを積層した状態を示す説明図である。
凹部１５ｃは、径方向外側から見て台形状に形成されている。突起２４も、径方向外側から見て台形状に形成されている。凹部１５ｃを径方向外側から見た外形は、突起２４を径方向外側から見た外形よりも大きい。具体的に、凹部１５ｃの開放端（図１２の下端）の周方向の長さＬ１は、突起２４の付け根部の周方向の長さＬ２よりもやや大きい。凹部１５ｃの底部の周方向の長さＬ３は、突起２４の先端部の周方向の長さＬ４よりもやや大きい。回転軸心方向における凹部１５ｃの長さ（深さ）Ｌ５は、突起２４の長さ（高さ）Ｌ６よりもやや大きい。

軸流ファン１１は、製造後の保管や輸送のために回転軸心方向に積層される。軸流ファン１１の回転軸心方向の一方側の端面には突起２４が形成され、他方側の端面には凹部１５ｃが形成されているので、複数の軸流ファン１１を積層したときに、積層方向に並ぶ軸流ファン１１のうち一方の軸流ファン１１の凹部１５ｃに他方の軸流ファン１１の突起２４が嵌め合わせられる。

そのため、複数の軸流ファン１１を積層したときの積層方向の高さを可及的に小さくすることができる。また、積層方向に並ぶ軸流ファン１１の周方向のずれを抑制することができる。

（リブの構成）
図５及び図６に示すように、ハブ１２は、複数のリブ４１，４２，４３，４４，４５を有している。本実施形態のハブ１２は、外側リブ４３，４４，４５と、内側リブ４１，４２とを有する。外側リブ４３，４４，４５は、外壁１５と内壁１６との間に配置されている。内側リブ４１，４２は、内壁１６とボス１７との間に配置されている。いずれのリブ４１，４２，４３，４４，４５も、軸流ファン１１の中心軸Ｃを中心として放射方向（径方向）に沿って延びた板状部材である。ただし、リブ４１，４２，４３，４４，４５は、径方向に対して傾斜する方向に延びていてもよい。

本実施形態の内側リブ４１，４２は、内壁１６の内周面１６ｂとボス１７の外周面１７ｂとを連結する。内側リブ４１，４２は、周方向に間隔をあけて６個設けられている。内側リブは、３個の第１内側リブ４１と３個の第２内側リブ４２とを有する。第１内側リブ４１と第２内側リブ４２とは周方向に交互に配置されている。第１内側リブ４１と、この第１内側リブ４１の周方向一方側に隣接する第２内側リブ４２との間の角度をθ１とし、この第１内側リブ４１と、この第１内側リブ４１の周方向他方側に隣接する第２内側リブ４２との間の角度をθ２としたとき、角度θ１と角度θ２とは、θ１≦θ２の関係がある。

角度θ１の間隔で配置された第１内側リブ４１と第２内側リブ４２とは１つの組（セット）Ｘをなしている。本実施形態のハブ１２には、このような第１内側リブ４１と第２内側リブ４２とのセットＸが、周方向に間隔をあけて３組設けられている。第１内側リブ４１と第２内側リブ４２との一のセットＸと、これに隣接する第１内側リブ４１と第２内側リブ４２との他のセットＸとの周方向の間隔は、角度θ２となる。

１つのセットＸをなす第１内側リブ４１と第２内側リブ４２との間の角度θ１は、次の式（１）を満たす。
θ１≦３６０／２Ｎ（°） ・・・ （１）
（ただし、Ｎ：翼１３の数）

本実施形態の軸流ファン１１は３枚の翼１３を有しているので、θ１は次の式（２）のように設定される。
θ１≦６０° ・・・ （２）

一方、一のセットＸと、これに隣接する他のセットＸとの間の角度θ２は、次の式（３）を満たす。
θ２≧３６０／２Ｎ（°） ・・・ （３）

本実施形態の軸流ファン１１は３枚の翼１３を有しているので、θ２は次の式（４）のように設定される。
θ２≧６０° ・・・ （４）

図８に示すように、回転軸心方向の他方側における第１内側リブ４１の端部４１ｃとボス１７の端部１７ｃとは、回転軸心方向において同一位置に配置されている。回転軸心方向の他方側における第１内側リブ４１の端部４１ｃは、回転軸心方向の他方側における内壁１６の端部１６ｃよりも、回転軸心方向の一方側（図８の下側）に配置されている。

第１内側リブ４１と第２内側リブ４２とは同じ形状であるため、第２内側リブ４２と、ボス１７及び内壁１６との回転軸心方向における位置関係も、第１内側リブ４１と、ボス１７及び内壁１６との回転軸心方向における位置関係と同じである。

図６に示すように、本実施形態の外側リブ４３，４４，４５は、外壁１５の内周面１５ｂと内壁１６の外周面１６ａとを連結する。外側リブ４３，４４，４５は、周方向に間隔をあけて９個設けられている。９個の外側リブ４３，４４，４５は、周方向に等間隔で設けられている。外側リブ４３，４４，４５は、内側リブ４１，４２よりも薄い板材からなる。内側リブ４１，４２は、外側リブ４３，４４，４５よりも数が少ないが、外側リブ４３，４４，４５よりも厚い板材からなるので、強度が高められている。

外側リブ４３，４４，４５は、３個の第１外側リブ４３と、３個の第２外側リブ４４と、３個の第３外側リブ４５とを含む。複数の外側リブは、回転方向Ａとは反対方向に、第１外側リブ４３、第２外側リブ４４、第３外側リブ４５、第１外側リブ４３、第２外側リブ４４、第３外側リブ４５…というように、順番に並べて配置されている。

並べて配置された第１外側リブ４３、第２外側リブ４４、及び第３外側リブ４５の３枚の外側リブ４３，４４，４５は、１枚の翼１３に対応して配置されている。第１外側リブ４３の径方向外端部は、翼１３の前縁部３３における径方向内端部の近傍に配置されている。第３外側リブ４５の径方向外端部は、翼１３の後縁部３４における径方向内端部の近傍に配置されている。第２外側リブ４４の径方向外端部は、回転方向Ａにおける翼１３の中間部に対応して配置されている。

図６に示すように、第１外側リブ４３は、１つのセットＸをなす第１内側リブ４１と第２内側リブ４２との周方向の間に配置されている。具体的に、第１外側リブ４３の径方向内端部４３ａは、第１内側リブ４１の径方向外端部４１ｂと第２内側リブ４２の径方向外端部４２ｂとの周方向の間に配置されている。

図７に示すように、回転軸心方向の他方側における第１外側リブ４３の端部４３ｃは、回転軸心方向の他方側における第２内側リブ４２の端部４２ｃよりも回転軸心方向の他方側（図７の上側）に配置されている。回転軸心方向の他方側における第１外側リブ４３の端部４３ｃと、内壁１６の端部１６ｃとは、両者の接続部分において、同一面上に配置されている。

第２外側リブ４４は、第１外側リブ４３と同一の形状に形成されている。したがって、第２外側リブ４４と、第１内側リブ４１（及び第２内側リブ４２）及び内壁１６との回転軸心方向の位置関係は、第１外側リブ４３と、第１内側リブ４１（及び第２内側リブ４２）及び内壁１６との回転軸心方向の位置関係と同じである。

図９に示すように、第３外側リブ４５は、前述したように突起２４内の空間Ｓ３に配置されている。第３外側リブ４５は、突起２４内の空間Ｓ３から、外壁１５と内壁１６との間の空間Ｓ４へ回転軸心方向の他方側に向けて延びている。回転軸心方向の他方側における第３外側リブ４５の端部４５ｃは、第１側壁２１における傾斜部２１ｂに到る位置まで延び、さらに傾斜部２１ｂを越えて内壁１６に到る位置まで延びている。回転軸心方向の他方側における第３外側リブ４５の端部４５ｃは、外壁１５に形成された凹部１５ｃの底部よりも、回転軸心方向の一方側に位置している。回転軸心方向の他方側における第３外側リブ４５の端部４５ｃは、第２内側リブ４２の端部４２ｃよりも回転軸心方向の一方側に位置している。

以上の構成を有する軸流ファン１１は、回転することによって遠心力が発生し、翼１３からハブ１２に径方向外側へ引っ張る方向の負荷が付与される。本実施形態のハブ１２は、第１外側リブ４３、第２外側リブ４４、及び第３外側リブ４５を備えており、これらの外側リブ４３，４４，４５は、翼１３からハブ１２の外壁１５に付与される径方向の負荷に抗して外壁１５を支持することができる。

特に、軸流ファン１１が回転するとハブ１２は翼１３の前縁部３３付近から最も大きい径方向の負荷を受ける。図６に示すように、翼１３の前縁部３３における径方向内端部の近傍に配置された第１外側リブ４３は、その径方向内端部４３ａが一のセットＸを構成する第１内側リブ４１と第２内側リブ４２との周方向の間に配置されている。そのため、翼１３の前縁部３３付近から外壁１５に付与される大きな負荷を、第１外側リブ４３だけでなく内壁１６を介して第１内側リブ４１及び第２内側リブ４２によっても受けることができる。そのため、ハブ１２の強度が一層向上され、ハブ１２の変形がより抑制される。

ハブ１２には、翼１３から径方向の負荷だけでなく周方向の負荷も付与される。図４に示すように、回転軸心方向の一方側におけるハブ１２の端面には、突起２４が設けられており、この突起２４は、周方向に延びる外壁部２５及び内壁部２６と、径方向に延びる一対の端壁部２７，２８とを有し、中心軸Ｃに直交する方向の断面が略矩形状に形成されている（図１１参照）。突起２４のうち一対の端壁部２７，２８は、主に、ハブ１２に付与される径方向の負荷に抗してハブ１２の変形を抑制することができる。突起２４のうち外壁部２５及び内壁部２６は、主に、ハブ１２に付与される周方向の負荷に抗してハブ１２の変形を抑制することができる。そのため、ハブ１２は、突起２４の存在によって径方向及び周方向の負荷に対して強い構造となり、強度が向上される。

突起２４の外壁部２５には、翼１３の一部が接続されており、翼１３から直接的に径方向及び周方向の負荷を受けるが、断面略矩形状の突起２４によってこれらの負荷に抗してハブ１２の外壁１５を好適に支持することができる。

［空気調和機の構成］
図１３は、本開示の軸流ファンを採用した空気調和機の内部を上方から見た概略的な平面図である。図１３は、室外機と室内機とに分離されたセパレートタイプの空気調和機５０における室外機５１を示しており、この室外機５１に軸流ファン１１が搭載されている。

室外機５１は、筐体５２を備えている。筐体５２は、直方体形状に形成されている。筐体５２の内部は、区画壁５３によって機械室Ｓ１と、熱交換室Ｓ２とに区画されている。熱交換室Ｓ２側に配置された筐体５２の２つの隣接する側壁５２ａ，５２ｂには、空気取入口５２ａ１，５２ｂ１が形成されている。空気取入口５２ｂ１が形成された一方の側壁５２ｂに隣接した他の側壁５２ｃには、空気吹出口５２ｃ１が形成されている。

筐体５２の機械室Ｓ１には、圧縮機５４、図示しない四路切換弁、アキュームレータ、オイルセパレータ、膨張弁等が収容される。筐体５２の熱交換室Ｓ２には、熱交換器５５、ファンモータ５６、及び軸流ファン１１等が収容されている。軸流ファン１１は、ファンモータ５６と、回転軸５６ａを介して接続されており、このファンモータ５６によって回転駆動される。回転軸５６ａは、図２、図５等に示す軸流ファン１１のボス１７に取り付けられる。

軸流ファン１１は、空気吹出口５２ｃ１が形成された側壁５２ｃ側に正圧面１３ａ（図３参照）を対向させるとともに、空気取入口５２ａ１が形成された側壁５２ａ側に負圧面１３ｂ（図３参照）を対向させる姿勢で配置されている。ファンモータ５６が作動すると、軸流ファン１１が回転し、空気取入口５２ａ１，５２ｂ１から筐体５２内に空気が取り入れられ、空気吹出口５２ｃ１から排出される。図８に示す矢印ａは、空気取入口５２ａ１，５２ｂ１から筐体５２に取り入れられる空気の流れの方向を示し、矢印ｂは、空気吹出口５２ｃ１から筐体５２の外部に放出される空気の流れの方向を示す。

熱交換器５５は、平面視でＬ字形状に形成されている。熱交換器５５は、空気取入口５２ａ１，５２ｂ１が形成された２つの側壁５２ａ，５２ｂの間の角部５２ｅの付近で屈曲し、２つの側壁５２ａ，５２ｂに沿って配置されている。熱交換器５５は、一対のヘッダ６１，６２と、板状の面が平行になるように並設されたフィン群６３と、その並設方向にフィン群６３を貫通する伝熱管６４とを備えている。熱交換器５５の伝熱管６４内には、冷媒回路を循環する冷媒が流れる。また、熱交換器５５は、配管（図示せず）を介して機械室Ｓ１内の圧縮機５４と接続される。

本実施形態の空気調和機５０では、室外機５１に軸流ファン１１を備えているが、本開示の空気調和機は、室内機（図示せず）に軸流ファン１１を備えていてもよい。また、空気調和機５０は、回転軸心を上下方向に向けた状態で軸流ファン１１を備えていてもよい。

なお、上述の各実施形態については、その少なくとも一部を、相互に任意に組み合わせてもよい。

［本実施形態の作用効果］
本実施形態の軸流ファン１１は、ハブ１２と、ハブ１２の外周面に周方向に間隔をあけて設けられた複数の翼１３と、を備える。ハブ１２は、筒形状の外壁１５と、外壁１５の径方向内側に配置された筒形状の内壁１６と、内壁１６の径方向内側に配置され回転軸が取り付けられるボス１７と、ハブ１２の回転軸心方向の一方側における外壁１５の端部と内壁１６の端部とを連結する第１側壁２１と、回転軸心方向の前記一方側における内壁１６の端部とボス１７の端部とを連結する第２側壁２２と、内壁１６の内周面とボス１７の外周面とを連結する第１内側リブ（第１リブ）４１と、第１内側リブ４１と周方向に隣接して配置され、内壁１６の内周面とボス１７の外周面とを連結する第２内側リブ（第２リブ）４２と、外壁１５の内周面と内壁１６の外周面とを連結する第１外側リブ（第３リブ）４３と、を備える。第１外側リブ４３の径方向内端部が、第１内側リブ４１の径方向外端部と第２内側リブ４２の径方向外端部との周方向の間に配置されている。

軸流ファン１１が回転すると、ハブ１２の外壁１５には、翼１３から径方向外側に引っ張る方向の負荷が付与される。ハブ１２の外壁１５は、第１外側リブ４３によって支持され、さらに内壁１６を介して２つの第１内側リブ４１及び第２内側リブ４２によっても支持される。そのため、ハブ１２は、径方向の負荷に対して強い構造となり、ハブ１２の変形が抑制される。

第１内側リブ４１の径方向外端部と第２内側リブ４２の径方向外端部との周方向の間には、単一の第１外側リブ４３の径方向内端部が配置されている。したがって、１つの第１外側リブ４３を２つの第１、第２内側リブ４１，４２で補強することができる。

第１外側リブ４３の径方向外端部は、ハブ１２の回転方向Ａにおける翼１３の前縁部３３の径方向内端部の近傍に配置されている。ハブ１２の回転方向における翼１３の前縁部３３は、空気から最も大きな荷重を受ける部位であり、翼１３からハブ１２の外壁１５にかかる負荷も、翼１３の前縁部３３の径方向内端部付近で大きくなる。そのため、翼１３の前縁部３３の径方向内端部の近傍に第１外側リブ４３の径方向外端部を配置することで、翼１３から大きな負荷がかかる部位でハブ１２の強度を効果的に高めることができる。

第１内側リブ４１と第２内側リブ４２とがハブ１２の径方向に沿って配置されており、
第１内側リブ４１と前記第２内側リブ４２との間の角度が、次の式（１）を満たす。
θ≦３６０/２Ｎ ・・・ （１）
（ただし、θ：前記第１リブと前記第２リブとの間の角度、Ｎ：前記翼の数）
第１内側リブ４１と第２内側リブ４２との角度が大きすぎると、径方向に関して第１外側リブ４３を支持する効果が小さくなる可能性があるため、上記の式（１）により第１内側リブ４１と第２内側リブ４２との間隔を設定することが好適である。

ハブ１２は、第１内側リブ４１と第２内側リブ４２との組み合わせからなる第１のセットＸと、第１のセットＸを構成する第１内側リブ４１及び第２内側リブ４２とは異なる第１内側リブ４１と第２内側リブ４２との組み合わせからなり、第１のセットＸと周方向に隣接して配置された第２のセットＸと、を備える。第１のセットＸと第２のセットＸとの間の角度が、第１のセットＸ及び第２のセットＸのそれぞれにおける第１内側リブ４１と第２内側リブ４２との間の角度よりも大きい。そのため、各セットＸを構成する第１内側リブ４１と第２内側リブ４２とによって第１外側リブ４３を効果的に補強することができる。

上記実施形態のハブ１２は、第１のセットＸと第２のセットＸとの周方向の間に、外壁１５の内周面１５ｂと内壁１６の外周面１６ａとを連結する第３外側リブ（第４リブ）４５を備えている。第３外側リブ４５の径方向外端部は、ハブ１２の回転方向Ａにおける翼１３の後縁部３４の径方向内端部の近傍に配置されている。そのため、翼１３の後縁部３４側から外壁１５に径方向外側への負荷がかかった場合に、第３外側リブ４５によって外壁１５を支持し、ハブ１２の強度を高めることができる。

以上、実施形態について説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
例えば、外側リブの数は、上記実施形態に限定されることなく、適宜変更することができる。例えば、第１外側リブ４３と第３外側リブ４５との間に、複数の第２外側リブ４４が設けられていてもよい。第１外側リブ４３と第３外側リブ４５との間に、第２外側リブ４４が設けられていなくてもよい。内側リブの数も、上記実施形態に限定されることなく、適宜変更することができる。第１内側リブと第２内側リブとの組み合わせであるセットの数は、翼１３の数に応じて変更することができる。１つのセットを構成する第１内側リブと第２内側リブとの間には２以上の外側リブを設けてもよい。

ハブ１２の側壁１８は、凹部１８ａを有していなくてもよい。突起２４の数は、翼１３の数に応じて適宜変更することができる。

１１ ：軸流ファン
１２ ：ハブ
１３ ：翼
１５ ：外壁
１５ａ ：外周面
１５ｂ ：内周面
１６ ：内壁
１６ａ ：外周面
１６ｂ ：内周面
１６ｃ ：端部
１７ ：ボス
１７ｂ ：外周面
１７ｃ ：端部
１８ ：側壁
２１ ：第１側壁
２２ ：第２側壁
３３ ：前縁部
３４ ：後縁部
４１ ：第１内側リブ（第１リブ）
４１ｂ ：径方向外端部
４１ｃ ：端部
４２ ：第２内側リブ（第２リブ）
４２ｂ ：径方向外端部
４２ｃ ：端部
４３ ：第１外側リブ（第３リブ）
４３ａ ：径方向内端部
４３ｃ ：端部
４５ ：第３外側リブ（第４リブ）
５０ ：空気調和機
Ａ ：回転方向

Claims (10)

1. ハブ（１２）と、前記ハブ（１２）の外周面に周方向に間隔をあけて設けられた複数の翼（１３）と、を備え、
   前記ハブ（１２）は、
   筒形状の外壁（１５）と、
   前記外壁（１５）の径方向内側に配置された筒形状の内壁（１６）と、
   前記内壁（１６）の径方向内側に配置され回転軸が取り付けられるボス（１７）と、
   前記ハブ（１２）の回転軸心方向の一方側における前記外壁（１５）の端部と前記内壁（１６）の端部とを連結する第１側壁（２１）と、
   前記回転軸心方向の前記一方側における前記内壁（１６）の端部と前記ボス（１７）の端部とを連結する第２側壁（２２）と、
   前記内壁（１６）の内周面（１６ｂ）と前記ボス（１７）の外周面（１７ｂ）とを連結する第１リブ（４１）と、
   前記第１リブ（４１）と周方向に隣接して配置され、前記内壁（１６）の内周面（１６ｂ）と前記ボス（１７）の外周面（１７ｂ）とを連結する第２リブ（４２）と、
   前記外壁（１５）の内周面（１５ｂ）と前記内壁（１６）の外周面（１６ａ）とを連結する第３リブ（４３）と、を備え、
   前記第３リブ（４３）の径方向内端部（４３ａ）が、前記第１リブ（４１）の径方向外端部（４１ｂ）と前記第２リブ（４２）の径方向外端部（４２ｂ）との周方向の間に配置されており、
   前記第１リブ（４１）と前記第２リブ（４２）とが前記ハブ（１２）の径方向に沿って配置されており、
   前記第１リブ（４１）と前記第２リブ（４２）との間の角度が、次の式（１）を満たし、
   前記ハブ（１２）は、
   前記第１リブ（４１）と前記第２リブ（４２）との組み合わせからなる第１のセット（Ｘ）と、
   前記第１のセット（Ｘ）を構成する前記第１リブ（４１）及び前記第２リブ（４２）とは異なる前記第１リブ（４１）と前記第２リブ（４２）との組み合わせからなり、前記第１のセット（Ｘ）と周方向に隣接して配置された第２のセット（Ｘ）と、を備え、
   前記第１のセット（Ｘ）と前記第２のセット（Ｘ）との間の角度（θ２）が、前記第１のセット（Ｘ）及び前記第２のセット（Ｘ）のそれぞれにおける前記第１リブ（４１）と前記第２リブ（４２）との間の角度（θ１）よりも大きい、軸流ファン。
   θ≦３６０/２Ｎ ・・・ （１）
   （ただし、θ：前記第１リブ（４１）と前記第２リブ（４２）との間の角度、Ｎ：前記翼（１３）の数）
2. 前記第１リブ（４１）の径方向外端部（４１ｂ）と前記第２リブ（４２）の径方向外端部（４２ｂ）との周方向の間には、単一の前記第３リブ（４３）の径方向内端部（４３ａ）が配置されている、請求項１に記載の軸流ファン。
3. 前記第３リブ（４３）の径方向外端部が、前記ハブ（１２）の回転方向（Ａ）における前記翼（１３）の前縁部（３３）の径方向内端部近傍に配置されている、請求項１又は２に記載の軸流ファン。
4. 前記第１のセット（Ｘ）と前記第２のセット（Ｘ）との周方向の間において、前記外壁（１５）の内周面（１５ｂ）と前記内壁（１６）の外周面（１６ａ）とを連結する第４リブ（４５）を備えている、請求項１～３のいずれか１項に記載の軸流ファン。
5. 前記第４リブ（４５）の径方向外端部が、前記ハブ（１２）の回転方向（Ａ）における前記翼（１３）の後縁部（３４）の径方向内端部近傍に配置されている、請求項４に記載の軸流ファン。
6. 前記回転軸心方向の他方側における前記第１リブ（４１）及び前記第２リブ（４２）の端部（４１ｃ、４２ｃ）が、前記回転軸心方向の前記他方側における前記第３リブ（４３）の端部（４３ｃ）よりも、前記回転軸心方向の前記一方側に位置している、請求項１～５のいずれか１項に記載の軸流ファン。
7. 前記回転軸心方向の他方側における前記第１リブ（４１）及び前記第２リブ（４２）の端部（４１ｃ、４２ｃ）が、前記回転軸心方向の前記他方側における前記内壁（１６）の端部（１６ｃ）よりも、前記回転軸心方向の前記一方側に位置している、請求項１～６のいずれか１項に記載の軸流ファン。
8. 前記回転軸心方向の他方側における前記第３リブ（４３）の端部（４３ｃ）と前記内壁（１６）の端部（１６ｃ）とが、前記第３リブ（４３）と前記内壁（１６）との接続部分において同一面上に配置されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の軸流ファン。
9. 前記第１リブ（４１）及び前記第２リブ（４２）の厚さが、前記第３リブ（４３）の厚さよりも大きい、請求項１～８のいずれか１項に記載の軸流ファン。
10. 請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の軸流ファン（１１）を備える空気調和機。

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