JP2003065293A

JP2003065293A - 軸流ファン用羽根車

Info

Publication number: JP2003065293A
Application number: JP2001259460A
Authority: JP
Inventors: Kouji Somahara; 浩二杣原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-03-05
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: JP4483148B2

Abstract

(57)【要約】【課題】軸流ファン用羽根車、特に、羽根形状を前進
及び前傾とし、さらに、羽根前縁側の肉厚を後縁側の肉
厚よりも大きくした軸流ファン用羽根車においても、強
度を確保し軸流ファン用羽根車の破損を抑えられる構造
を提供する【解決手段】軸流ファン用羽根車１は、主に、円筒形
状のハブ２と、ハブ２の外周面に送風方向に傾斜して設
けられている３枚の羽根３とを樹脂一体成形することに
より形成されている。各羽根３の根元の前縁には、羽根
３の前縁の形状に沿ってハブ２の外周面から延びる第１
リブ４が形成されている。また、各羽根３の第１リブ４
の後縁側の根元には、第２リブ５が形成されている。第
２リブ５は、羽根３の第１リブ４の外周端に交わり、第
１リブ４と一体を成すように延びている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸流ファン用羽根
車、特に、回転軸を中心として回転するハブとハブの外
周面に設けられた複数の羽根との樹脂一体成形品からな
る軸流ファン用羽根車に関する。

【０００２】

【従来の技術】エアコンの室外機等において用いられて
いる軸流ファンは、モーターの回転軸に装着されたハブ
と、その外周に設けられた複数の羽根との樹脂一体成型
品からなる羽根車を備えている。このような軸流ファン
用羽根車に対しては、従来から静音化の要求があり、以
下のような静音化設計がなされている。

【０００３】従来例の静音化設計された軸流ファン用羽
根車１１を図１及び図２に示す。軸流ファン用羽根車１
１の羽根１３は、図１に示すように、２点鎖線で図示さ
れた静音化設計されていない羽根２３の前進角αよりも
大きな前進角α₁を有している。また、図２の羽根の子
午面の模式図に示すように、実線で図示された羽根１３
は、２点鎖線で図示された静音化設計されていない羽根
２３の前傾角βよりも大きな前傾角β₁を有している。
このように、羽根形状を前進及び前傾にすることで、軸
流ファン用羽根車を静音化している。

【０００４】一般に、軸流ファン用羽根車においては、
回転時の遠心力により、回転軸方向に羽根を押さえつけ
ようとする力が作用するため、羽根の根元には大きな曲
げ応力が発生している。そして、特に、上記のように羽
根形状を前進及び前傾にして静音化した軸流ファン用羽
根車では、回転時の遠心力により羽根を回転軸方向に曲
げようとする応力が羽根の根元の前縁側に集中するよう
になる。

【０００５】このような問題に対して、従来から、羽根
の根元の肉厚を大きくしたり、羽根前縁のアールを大き
くすることにより、羽根の根元の前縁における応力緩和
が図られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】最近、羽根形状を前進
及び前傾にして静音化した羽根車に対して、さらなる静
音化が求められている。その要求に対して、羽根形状を
前進及び前傾にすることに加えて羽根の前縁側の肉厚を
後縁側の肉厚よりも大きくする場合がある。このような
軸流ファン用羽根車では、前縁側の肉厚が後縁側の肉厚
よりも大きいため、羽根の重心が前縁側に偏重して羽根
の根元の前縁に応力がさらに集中することになる。この
ため、一層の応力緩和が必要となる。

【０００７】しかし、このような軸流ファン用羽根車に
対して、上記の応力緩和方法で対応しようとすると、以
下のような問題が生じる。羽根の根元の肉厚を厚くして
応力緩和する場合については、肉厚を大きくするのに限
界があり、また、軸流ファン用羽根車の樹脂材料の使用
量の増加及びそれに伴う成形冷却時間が増加による生産
性の低下が生じる。さらに、肉厚の部分は、成形冷却時
にヒケを生じ易く軸流ファン用羽根車の成形不良の原因
にもなる。

【０００８】羽根前縁のアールを大きくして応力緩和す
る場合については、アールが大きくなり過ぎて、軸流フ
ァン用羽根車を平面視した際に羽根の前縁と隣り合う羽
根の後縁とが重なってしまうことがある。この場合、上
下抜きの金型によって樹脂一体成形することが困難にな
る。本発明の課題は、軸流ファン用羽根車、特に、羽根
形状を前進及び前傾とし、さらに、羽根前縁側の肉厚を
後縁側の肉厚よりも大きくした軸流ファン用羽根車にお
いても、強度を確保し軸流ファン用羽根車の破損を抑え
られる構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の軸流フ
ァン用羽根車は、回転軸を中心として回転するハブと、
ハブの外周面に設けられた複数の羽根との樹脂一体成形
品からなる軸流ファン用羽根車である。そして、複数の
羽根の両面には、羽根の根元の前縁から前縁の形状に沿
って延びる第１リブが設けられている。

【００１０】この軸流ファン用羽根車では、羽根の両面
に羽根の根元の前縁から前縁の形状に沿って第１リブを
設けて羽根の亀裂の方向に対して断面積を大きくしてい
る。このため、羽根形状を前進及び前傾とし、さらに、
羽根前縁側の肉厚を後縁側の肉厚よりも大きくして静音
化された軸流ファン用羽根車のように、羽根の根元の前
縁にかかる曲げ力が非常に大きい場合でも、十分に応力
を緩和することができる。これにより、軸流ファン用羽
根車の破損を抑えられる。

【００１１】請求項２に記載の軸流ファン用羽根車は、
請求項１において、複数の羽根の両面には、羽根の第１
リブの後縁側の根元から第１リブの外周端と交わるよう
に延びる第２リブがさらに設けられている。この軸流フ
ァン用羽根車では、第１リブの後縁側に設けられた第２
リブが第１リブとその外周端で交わり一体の構造体を形
成している。これにより、リブの剛性を高めることがで
き、軸流ファン用羽根車の強度をさらに向上することで
きる。

【００１２】また、第２リブと第１リブとが交わる部分
の内周側には、ハブの外周面、第２リブ及び第１リブに
よって囲まれた窪みが形成されている。これにより、こ
れらのリブの形成による樹脂使用量の増加並びに軸流フ
ァン用羽根車成形時の成形冷却時間の増加を抑えること
ができる。また、成形冷却時のリブのヒケも生じにく
い。

【００１３】請求項３に記載の軸流ファン用羽根車は、
請求項２において、第１リブ及び第２リブは、回転軸線
に平行に延び壁形状をなしている。請求項４に記載の軸
流ファン用羽根車は、請求項２又は３において、第１リ
ブ及び第２リブは、ハブ及び複数の羽根とともに樹脂一
体成形されている。この軸流ファン用羽根車では、第１
リブ及び第２リブが回転軸線に対して平行に延びる壁形
状をなしているため、従来の樹脂製の軸流ファン用羽根
車と同様、上下抜きの金型によって樹脂一体成形するこ
とが可能である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。（１）軸流ファン用羽根車の構成本発明の一実施形態である軸流ファン用羽根車１を図３
〜図５に示す。軸流ファン用羽根車１は、エアコンの室
外機等の送風を行うためのファンに用いられており、主
に、円筒形状のハブ２と、ハブ２の外周面に送風方向に
傾斜して設けられている複数（本実施形態では３枚）の
羽根３とを樹脂一体成形することにより形成されてい
る。ハブ２の内周部は、モーター（図示せず）の回転軸
に装着される。ここで、この軸流ファン用羽根車１の回
転軸を回転軸Ｏ−Ｏとする。

【００１５】羽根３は、従来例の静音化設計された軸流
ファン用羽根車１１と同様に、前進及び前傾した羽根形
状を有している（図１及び図４参照）。そして、羽根３
は、従来例の静音化設計された軸流ファン用羽根車１１
の羽根１３に比べて、羽根前縁側の肉厚を後縁側の肉厚
よりも大きくした羽根形状を有している（図５参照）。
ここで、軸流ファン用羽根車１を回転させたときに気流
が流入する側の面、すなわち、羽根３の前縁が前傾して
いる方の面を負圧面３ａとし、その反対側の面を圧力面
３ｂとする。

【００１６】各羽根３の根元の前縁には、羽根３の前縁
の形状に沿ってハブ２の外周面から延びる第１リブ４が
形成されている。第１リブ４は、羽根３の負圧面３ａ側
に形成された負圧面側第１リブ４ａと、羽根３の圧力面
３ｂ側に形成された圧力面側第１リブ４ｂとから構成さ
れている。負圧面側第１リブ４ａは、図５に示すよう
に、ハブ２の負圧面３ａ側の端部から回転軸Ｏ−Ｏに略
直交する方向に、かつ、羽根３の外周側に向かって延
び、羽根３の負圧面３ａと滑らかに一体となるように形
成されている。また、負圧面側第１リブ４ａは、回転軸
Ｏ−Ｏに対して平行に延びる壁形状に形成されている。

【００１７】圧力面側第１リブ４ｂは、ハブ２の圧力面
３ｂ側の外周部から羽根３の外周側に向かって傾斜して
延び、羽根３の圧力面３ｂと滑らかに一体となるよう
に、負圧面側第１リブ４ａの真裏側に形成されている。
また、圧力面側第１リブ４ｂも負圧面側第１リブ４ａと
同様に、回転軸Ｏ−Ｏに対して平行に延びる壁状に形成
されている。すなわち、負圧面側第１リブ４ａと圧力面
側第１リブ４ｂとは、羽根３の両面３ａ、３ｂの根元の
前縁を前縁の形状に沿って延びる一体の壁形状をなして
いる。

【００１８】各羽根３の第１リブ４の後縁側の根元に
は、第２リブ５が形成されている。第２リブ５は、羽根
３の第１リブ４の外周端に交わり、第１リブ４と一体を
成すように延びている。第２リブ５は、羽根３の負圧面
３ａ側に形成された負圧面側第２リブ５ａと、羽根３の
圧力面３ｂ側に形成された圧力面側第２リブ５ｂとから
構成されている。

【００１９】負圧面側第２リブ５ａは、ハブ２の負圧面
３ａ側の端部から負圧面側第１リブ４ａの外周端に交差
する方向に向かって延び、羽根３の負圧面３ａと滑らか
に一体となるように形成されている。また、負圧面側第
２リブ５ａは、負圧面側第１リブ４ａと同様に、回転軸
Ｏ−Ｏに対して平行に延びる壁形状に形成されている。

【００２０】圧力面側第２リブ５ｂは、ハブ２の圧力面
３ｂ側の外周部から圧力面側第１リブ４ｂの外周端と交
差する方向に延び、羽根３の圧力面３ｂと滑らかに一体
となるように、負圧面側第２リブ５ａの真裏側に形成さ
れている。圧力面側第２リブ５ｂも負圧面側第２リブ５
ａと同様に、回転軸Ｏ−Ｏに対して平行に延びる壁形状
に形成されている。すなわち、負圧面側第２リブ５ａと
圧力面側第２リブ５ｂとは、羽根３の両面３ａ、３ｂの
第１リブ４の後縁側に形成された一体の壁形状をなして
いる。また、第１リブ４の外周端と交差する方向に延び
ているので、第１リブ４と第２リブ５とが一体となった
構造体を形成している。これにより、羽根３の負圧面３
ａ及び圧力面３ｂには、第１リブ４、第２リブ５及びハ
ブ２の外周面とによって囲まれた三角形状の窪み６ａ及
び６ｂが形成されている。

【００２１】尚、本実施形態において、第１リブ４及び
第２リブ５は、下記のサイズを採用している。リブ幅Ｗ
は、５〜７ｍｍとしている（図６参照）。ハブ半径と中
心軸Ｏ−Ｏからリブ外周端までの半径との差であるリブ
長さＬが羽根車半径とハブ半径との差（以下、羽根スパ
ンとする）に対して０．２７倍以下になるようにしてい
る（図７参照）。

【００２２】リブ高さＨは、ハブ２に対する羽根３の前
縁の進入角度をθとすると、負圧面側リブ高さＨ_a、圧
力面側リブ高さＨ_b及び羽根根元の肉厚ｔ_maxを用いて、
Ｈ＝Ｈ_a＋ｔ_max／ｃｏｓθ＋Ｈ_bで表される。（負圧面
側リブ高さＨ_aは、Ｈ_a≒Ｌ×ｔａｎθで表される。）こ
こで、圧力面側リブ高さＨ_bが上式の右辺第２項ｔ_max／
ｃｏｓθに対して０．３倍以上になるようにしている
（図７参照）。

【００２３】（２）羽根車の特徴本実施形態の軸流ファン用羽根車１には、以下の特徴が
ある。軸流ファン用羽根車の強度の向上本実施形態の軸流ファン用羽根車１では、羽根３の両面
に羽根３の根元の前縁から前縁の形状に沿って第１リブ
４を設けて亀裂の方向に対して断面積を大きくしてい
る。このため、本実施形態のような羽根形状を前進及び
前傾とし、さらに、羽根前縁側の肉厚を後縁側の肉厚よ
りも大きくして静音化された軸流ファン用羽根車１のよ
うに、羽根３の根元の前縁にかかる曲げ力が非常に大き
い場合でも、十分に応力を緩和することができる。これ
により、軸流ファン用羽根車１の破損を抑えることがで
きる。

【００２４】また、この軸流ファン用羽根車１では、第
１リブ４の後縁側に設けられた第２リブ５が羽根の根元
から第１リブ４の外周端と交わるように延びている。す
なわち、第２リブ５は、第１リブ４とその外周端で交わ
り一体の構造体を成している。これにより、リブの剛性
を高めることができ、軸流ファン用羽根車１の強度をさ
らに向上することできる。

【００２５】軸流ファン用羽根車の生産性の向上本実施形態の軸流ファン用羽根車１では、第２リブ５と
第１リブ４とが交わる部分の内周側には、ハブ２の外周
面、第２リブ５及び第１リブ４によって窪み６ａ、６ｂ
が形成されている。これにより、これらのリブ４、５の
形成による樹脂使用量の増加並びに軸流ファン用羽根車
１成形時の成形冷却時間の増加を抑えることができる。
また、成形冷却時のリブ４、５のヒケも生じにくい。具
体的には、リブ幅Ｗを５〜７ｍｍにすることが望ましい
（図６参照）。

【００２６】また、第１リブ４及び第２リブ５が回転軸
Ｏ−Ｏに対して平行に延びているため、従来の軸流ファ
ン用羽根車１１と同様に、上下抜きの金型によって樹脂
一体成形することが可能である。軸流ファン用羽根車の送風性能の確保及び強度の向上本実施形態の軸流ファン用羽根車１では、第１リブ４及
び第２リブ５の寸法について、羽根スパン及び羽根肉厚
に対して所定の寸法範囲内になるように制限している
（図７参照）。

【００２７】具体的には、リブ長さＬが大きいと軸流フ
ァン用羽根車１の送風性能に対して悪影響が生じるた
め、リブ長さＬを羽根スパンに対して０．２７倍以下に
している。これにより、リブ４、５を設けることによる
送風性能の低下を抑えることができる。また、羽根３の
圧力面３ｂ側に作用する圧縮力に耐えうるように、圧力
面側リブ高さＨ_bをｔ_max／ｃｏｓθに対して０．３倍以
上にしている。これにより、軸流ファン用羽根車１の強
度を向上させることができる。すなわち、軸流ファン用
羽根車１の強度の向上と送風性能の確保を両立させるこ
とができる。

【００２８】（４）他の実施形態前記実施形態では、第２リブを第１リブの後縁側に１つ
だけ設けているが、さらに後縁側に複数個設けてもよ
い。この場合、さらにリブの剛性を高めることができ、
軸流ファン用羽根車の強度を向上することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明に述べたように、本発明によ
れば、以下の効果が得られる。請求項１にかかる発明で
は、羽根の両面に羽根の前縁の根元から前縁の形状に沿
って第１リブを設けて亀裂の方向に対して断面積を大き
くして強度を確保しているため、軸流ファン用羽根車の
破損を抑えることができる。

【００３０】請求項２にかかる発明では、第１リブの後
縁側に設けられた第２リブが第１リブとその外周端で交
わり一体の構造体となっているため、リブ自体の剛性を
高めることができ、軸流ファン用羽根車の強度をさらに
向上することできる。また、第２リブと第１リブとが交
わる部分の内周側には、ハブの外周面、第２リブ及び第
１リブによって窪みが形成されているため、これらリブ
の形成による樹脂使用量の増加並びに軸流ファン用羽根
車成形時の成形冷却時間の増加を抑えることができる。
さらに、成形冷却時のリブのヒケも少なくできる。

【００３１】請求項３にかかる発明では第１リブ及び第
２リブが回転軸線に平行に延びる壁形状をなしており、
請求項４にかかる発明では第１リブ及び第２リブがハブ
及び複数の羽根とともに樹脂一体成形されているため、
従来の軸流ファン用羽根車と同様に、上下抜きの金型に
よって樹脂一体成形することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の軸流ファン用羽根車の負圧面側平面
図。

【図２】従来例の軸流ファン用羽根車の羽根の子午面の
模式図。

【図３】本発明の一実施形態が適用された場合の軸流フ
ァン用羽根車の斜視図。

【図４】本発明の一実施形態が適用された場合の軸流フ
ァン用羽根車の負圧面側平面図。

【図５】図４のＡ矢視図。

【図６】図５の拡大図であって第１リブを羽根前縁側か
ら側面視した図。

【図７】図４の拡大図であって第１リブ及び第２リブの
負圧面側平面図

【符号の説明】

１軸流ファン用羽根車２ハブ３羽根４第１リブ５第２リブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸（Ｏ−Ｏ）を中心として回転するハ
ブ（２）と、前記ハブ（２）の外周面に設けられた複数
の羽根（３）との樹脂一体成形品からなる軸流ファン用
羽根車（１）であって、前記複数の羽根（３）の両面には、前記羽根（３）の前
縁の根元から前縁の形状に沿って延びる第１リブ（４）
が形成されている、軸流ファン用羽根車（１）。
【請求項２】前記複数の羽根（３）の両面には、前記羽
根（３）の第１リブの後縁側の根元から前記第１リブ
（４）の外周端と交わるように延びる第２リブ（５）が
さらに設けられている、請求項１に記載の軸流ファン用
羽根車（１）。
【請求項３】前記第１リブ（４）及び第２リブ（５）
は、前記回転軸（Ｏ−Ｏ）線に対して平行に延びる壁形
状をなしている、請求項２に記載の軸流ファン用羽根車
（１）。
【請求項４】前記第１リブ（４）及び第２リブ（５）
は、前記ハブ（２）及び複数の羽根（３）とともに樹脂
一体成形されている、請求項２又は３に記載の軸流ファ
ン用羽根車（１）。