(57)【要約】【課題】リサイクル性が高く、環境負荷が小さい送風機の羽根車を提供する。【解決手段】送風機の羽根車成形用合成樹脂（ベースレジン）の強化材として竹等の植物繊維を用いて羽根車を成形するか、または植物系原料の生分解性合成樹脂材をベースレジンとして羽根車を成形することによって、軽量かつ高強度で、共にリサイクル性が高く、環境負荷が小さい送風機の羽根車を提供するようにした。【選択図】        図５
2008051012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形可能な一部又は全ての部材を、植物繊維を強化材として混入した合成樹脂材により成形してなる送風機の羽根車。
【請求項２】
樹脂成形可能な一部又は全ての部材を、生分解性合成樹脂材により成形してなる送風機の羽根車。
【請求項３】
樹脂成形可能な一部又は全ての部材を、生分解性合成樹脂材に強化材として植物繊維を混入した合成樹脂材により成形してなる送風機の羽根車。
【請求項４】
生分解性合成樹脂材が、植物系原料の乳酸を重合して得たポリ乳酸よりなることを特徴とする請求項２又は３記載の送風機の羽根車。
【請求項５】
羽根車が空気調和機用送風機の羽根車であることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の送風機の羽根車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、送風機の羽根車の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心送風機、軸流送風機等の送風機の羽根車は、一般に合成樹脂成形で作られることが多い（特許文献１参照）。そして、特に軽量化を意図する場合には、さらに発泡樹脂による成形も採用される（特許文献２参照）。
【０００３】
しかし、一般的な合成樹脂や発泡樹脂の場合、強度の面で難点があることから、特に強度が必要な場合には、当該合成樹脂（熱硬化性合成樹脂）中にガラス繊維を混入して強度を向上させることも良く行われる（いわゆるＦＲＰ）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８８５９４号公報（明細書１−６頁、図１−１０）
【特許文献２】特開２００２−５４５９４号公報（明細書１−６頁、図１−９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一般に合成樹脂は石油を原料とするので、サーマル・リサイクル時にＣＯ2を発生し、地球温暖化防止の観点から好ましくない。また、強化材としてガラス繊維を混入した場合、リサイクル（分別）自体が難しくなる。また、ガラス繊維は比重が樹脂材よりも大きいために、送風機の重量が重くなり、軸受部の荷重負担が増え信頼性が低下する。また、遠心力が大きくなり、回転時のバランスが悪くなりやすい。さらに、送風機を用いた機器自体の重さが重くなり、設置時の労力が増えるとともに、輸送コストが大きくなるなどの弊害がある。
【０００６】
本願発明は、このような事情に基いてなされたもので、送風機の羽根車成形用合成樹脂材の繊維強化材として竹等の植物繊維を用いるか、または植物系原料の生分解性合成樹脂を用いて羽根車を成形することによって、軽量かつ高強度で、リサイクル性の高い送風機の羽根車を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は、同目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【０００８】
（１）  請求項１の発明
この発明の送風機の羽根車は、樹脂成形可能な一部又は全ての部材を、植物繊維を強化材として混入した合成樹脂材により成形したことを特徴としている。
【０００９】
このように、ベースとなる成形樹脂材の強化繊維として植物繊維を採用すると、ガラス繊維と略同様の強度を維持しながらガラス繊維の場合に比べて羽根車を軽く成形することができ、軸受部の荷重負担軽減により、信頼性向上、輸送コスト低減、施工労力の低減を可能とすることができる。
【００１０】
また、分別が不要で、ＣＯ2を発生しないので、サーマル・リサイクルも容易である。
【００１１】
（２）  請求項２の発明
この発明の送風機の羽根車は、樹脂成形可能な一部又は全ての部材を、生分解性合成樹脂材により成形したことを特徴としている。
【００１２】
このように、樹脂成形可能な羽根車の一部又は全部を生分解性合成樹脂で成形すると、微生物による分解が可能であるから、廃棄処理が容易である。また、サーマル・リサイクル時に発生するＣＯ2の量と植物が生長する際に吸収するＣＯ2の量が相殺し、環境負荷を低くすることができる。
【００１３】
（３）  請求項３の発明
この発明の送風機の羽根車は、樹脂成形可能な一部又は全ての部材を、生分解性合成樹脂材に強化材として植物繊維を混入した合成樹脂材により成形したことを特徴としている。
【００１４】
このように、強化繊維、成形樹脂材料ともに微生物による分解が可能で、環境負荷が小さいものにした場合は、上述の請求項１，２の両発明の相乗効果で、より有効に環境負荷を低減し、一層有効にリサイクル性を向上させることができる。
【００１５】
（４）  請求項４の発明
この発明の送風機の羽根車は、上記請求項２又は３記載の送風機の羽根車において、生分解性合成樹脂材が、植物系原料の乳酸を重合して得たポリ乳酸よりなることを特徴としている。
【００１６】
ポリ乳酸は、とうもろこしデンプン、さとうきびデンプン、さつまいもデンプンなどの植物系原料の乳酸を重合して得られる点に特長があり、植物性の天然素材を原料としているため、微生物による分解が良好であり、またサーマル・リサイクル時に発生するＣＯ2の量と植物が生長する際に吸収するＣＯ2の量が相殺し、効果的に環境負荷を小さくすることができる。
【００１７】
またポリ乳酸はポリスチレンに類似して硬く、しかも押出成形、射出成形、二軸延伸等が可能で、品質良好な成形品を得ることができる。
【００１８】
（５）  請求項５の発明
この発明の送風機の羽根車は、上記請求項１，２，３又は４記載の送風機の羽根車が空気調和機用の送風機の羽根車であることを特徴としている。
【００１９】
空気調和機の室内機、室外機では、遠心ファン、軸流ファンが多く採用されており、装置そのものとしても省エネ性、軽量性、リサイクル性の高さが要求されている。
【００２０】
したがって、上記請求項１，２，３又は４記載の各発明の構成の送風機の羽根車は、これらの要求に対応するものとして、最適である。
【発明の効果】
【００２１】
以上の結果、本願発明によると、軽量かつ高強度で、リサイクル性の高い送風機の羽根車を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（最良の実施の形態１）
図１および図２は、一例として天井埋込型空気調和機用送風機の羽根車として構成した本願発明の最良の実施の形態１に係る遠心ファン（ターボファン）の構造を示している。
【００２３】
先ず図１および図２中、符号１１は、天井埋込型空気調和機のカセット型の本体ケーシング内の通風路中に設置されるターボファンの羽根車を示している。
【００２４】
該ターボファン羽根車１１は、中央部にファンモータの回転駆動軸に固定されるボス部１４ａを備え、該ボス部１４ａ分が下方に高くて外周側に複数枚の動翼羽根１６，１６・・・が一体化される所定幅の縁部１４ｂを有する断面逆ハット形の主板（ハブ）１４を中心とし、該主板１４の上記外周側縁部１４ｂの一側面に対して、複数枚の動翼羽根（羽根）１６，１６・・・を所定の翼角、所定の翼間隔で周方向に並設一体化している一方、該動翼羽根１６，１６・・・の反主板側端部（他端側下部）にターボファン羽根車１１内遠心方向への空気吸込口を形成する中央部側開口縁部１５ａが小径で、その外周側縁部１５ｂ側にかけて次第に口径が拡大した漏斗形状のシュラウド１５を一体に結合固定して構成されている。
【００２５】
上記主板１４および動翼羽根１６，１６・・・は、例えば繊維強化材料として竹またはケナフ等の植物繊維をベースとなる通常のＡＳ又はＡＢＳ樹脂材に対して所望の重量比で混合した合成樹脂材により一体に成形されており、従来一般のＡＳ、ＡＢＳ樹脂材にガラス繊維を混入したのものに比べて相当に軽量化されている。
【００２６】
そして、特に回転時において回転駆動力および遠心力が集中的に作用する上記中心部材としての主板１４は、そのボス部１４ａ部分を含めて十分に剛性および強度を高めるために、従来のＡＳ、ＡＢＳ樹脂材のものに比べて所定値以上厚い板厚のものに成形されている。
【００２７】
一方、上記シュラウド１５は、例えばＡＳ、ＡＢＳ樹脂の真空成形（又は金属でもよい）により従来よりも可能な限り薄く形成し、上記主板１４および動翼羽根１６，１６・・・の成形時に動翼羽根１６，１６・・・の反主板側端部面に対して溶着結合することにより一体に固定している。
【００２８】
すなわち、このような竹またはケナフ等の植物繊維を強化材として、その主要部である主板１４および動翼羽根１６，１６・・・部分を成形したターボファン羽根車１１の構成によると、同部分をガラス繊維を強化材として成形した場合に比べて相当に軽量化される一方、上記シュラウド１５自体の薄板化により、さらに有効に軽量化される。
【００２９】
したがって、ターボファン羽根車１１全体としても相当に軽量化され、駆動トルクが低減される。また、回転数可変制御時の慣性トルクも小さくて済み、その応答性も高くなる。また軸受部の荷重負担軽減により、信頼性向上、輸送コスト低減、施工労力の低減を可能とすることができる。
【００３０】
さらに、植物性繊維は、ガラス繊維に比べて振動に対するダンピング性能が高いために、ファンモータ側の電磁振動が動翼羽根１６，１６・・・およびシュラウド１５側に伝わることなく主板１４部分を経てダンピングされ、トルク変動時の電磁音も低減される。
【００３１】
また、分別が不要で、ＣＯ2が発生しないので、サーマル・リサイクルも容易である。
【００３２】
さらに、同構成では、上記主板１４と動翼羽根１６，１６・・・とが一体成形されるようになっていて、それらの成形時に、動翼羽根１６，１６・・・の反主板側端部面に対してシュラウド１５も併せて同一の工程で溶着結合されることから、それらの一体化に関して別々に行われていた従来の２つの接合工程が不要となり、製造工数も節減できるので、製造コストを削減することも可能となる。
【００３３】
以上の場合、上記強化材としての植物繊維は、上述のように竹、ケナフなどの繊維が適しているが、その他にも各種同等の強度をもつものの採用が可能である。
【００３４】
（最良の実施の形態２）
次に、図３は、本願発明の最良の実施の形態２に係る遠心ファン（ターボファン）の構成を示している。
【００３５】
この実施の形態のものは、上記最良の実施の形態１の遠心ファンの羽根車１１において、さらにシュラウド１５部分をも同じく竹、ケナフ等の植物繊維によって強化した合成樹脂材によって成形したことを特徴とするものである。
【００３６】
そして、この場合にも、当該シュラウド１５部分の板厚は、従来のＡＳ、ＡＢＳ樹脂の場合に比べて相当に厚い板厚に形成され、十分な剛性と強度が確保されるようにする。
【００３７】
このような構成によれば、中心となる主板１４および動翼羽根１６，１６・・・に加えて、さらにシュラウド部１５が軽量化され、一層ターボファン羽根車１１部分の軽量化が促進される。
【００３８】
そして、主板１４、動翼羽根１６，１６・・・、シュラウド１５の全てについて、上記最良の実施の形態１の効果を得ることができる。
【００３９】
（最良の実施の形態３）
次に、図４は、本願発明の最良の実施の形態３に係る遠心ファン（ターボファン）の構成を示している。
【００４０】
この実施の形態のものは、上記最良の実施の形態１の遠心ファンの羽根車１１において、上記主板１４および動翼羽根１６，１６・・・を、例えば植物系原料よりなる生分解性の合成樹脂材（ポリ乳酸）により、一体に成形したことを特徴とするものである。
【００４１】
そして、この場合にも、当該シュラウド１５部分の板厚は、従来のＡＳ、ＡＢＳ樹脂の場合に比べて相当に厚い板厚に形成され、十分な剛性と強度が確保されるようにしている。
【００４２】
汎用ポリマーとして知られる一般の合成樹脂は、実用上優れた性質をもっているが、微生物によって分解され難い。したがって、同合成樹脂が大量に生産され、消費されるようになると、廃棄物処理が困難となり、環境汚染の元凶とまで言われるようになって来た。そのような社会的背景から生分解性ポリマーへの期待が高まっている。
【００４３】
このような汎用ポリマーに対する環境問題から始まった生分解性ポリマーの中でも、特に生分解性ポリエステルは、種々のポリマーが化学合成、発酵合成で生産され、その物性も非常に広範囲な特性をカバーできる点で応用性が高い。
【００４４】
生分解性ポリエステルを合成法で分類すると、微生物産生系と化学合成系とに分かれる。
【００４５】
微生物産生系には、例えば水素細菌や枯草菌などの微生物に炭素源を与えて産生するポリ−３−ヒドロキシブチレート（Ｐ（３ＨＢ））があるが、単独重合体ではもろいため、これを改良し、ポリ−３−ヒドロキシブチレート−３−ヒドロキシバリレート（Ｐ（３ＨＢ／３ＨＶ））の共重合体がある。これら微生物産生系は、一般に生分解性も良好である。
【００４６】
化学合成系には、ポリ乳酸系、サクシネート系重合体、ポリカプロラクトン系などの脂肪族ポリエステルがあるが、ポリ乳酸（ＰＬＡ）はとうもろこしデンプン、さとうきびデンプン、さつまいもデンプンなどの植物系原料に由来する乳酸を重合して得られる点に特長があり、植物性の天然素材を原料としているため、サーマル・リサイクル時に発生するＣＯ2の量と植物が生長する際に吸収するＣＯ2の量が相殺し、環境負荷を低くすることができる。
【００４７】
ポリ乳酸（ＰＬＡ）の製造方法には、ラクチドを経由せず乳酸から直接脱水縮合重合する方法と、乳酸を二量化してラクチドを合成し、それを開環重合する二段法との２つの製造方法がある。サクシネート系重合体には、ポリブチレンサクシネートあるいはポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリブチレンサクシネートカーボネート、ポリエチレンサクシネートなどがあるが、ポリ乳酸（ＰＬＡ）がポリスチレンに類似して硬いのに対し、これらはポリエチレンに似て軟質である。
【００４８】
また、ポリ乳酸（ＰＬＡ）の場合、押出成形、射出成形、二軸延伸等が可能で、品質良好な成形品を得ることができる。
【００４９】
これらの特性から、本実施の形態における生分解性合成樹脂材としては、化学合成によるポリ乳酸（ＰＬＡ）が選択されている。
【００５０】
このように、ファン羽根車の樹脂成形可能な主板１４および動翼羽根１６を、植物系原料の生分解性合成樹脂材で成形すると、サーマル・リサイクル時に発生するＣＯ2の量と植物が生長する再に吸収するＣＯ2の量が相殺し、可及的に環境負荷を低くすることができる。また微生物による分解が可能なので、廃棄処理も容易となる。
【００５１】
（変形例）
もちろん、この最良の実施の形態３の場合において、さらにシュラウド１５部分を同様の生分解性合成樹脂で成形することもできる。
【００５２】
（最良の実施の形態４）
次に、図５は、本願発明の最良の実施の形態４に係る遠心ファン（ターボファン）の構成を示している。
【００５３】
この実施の形態のものは、上記最良の実施の形態１の遠心ファンの羽根車１１において、その主板１４および動翼羽根１６，１６・・・は、例えば上述した最良の実施の形態３の生分解性合成樹脂材を成形材料（ベースレジン）とし、これに繊維強化材料として竹、ケナフ等の植物繊維を所望の重量比で混合した合成樹脂材により一体に成形されており、従来一般のＡＳ、ＡＢＳ樹脂材にガラス繊維を混入したのものに比べて相当に軽量化されている。そして、特に回転時において回転駆動力および遠心力が集中的に作用する上記中心部材としての主板１４は、そのボス部１４ａ部分を含めて十分に剛性および強度を高めるために、従来のＡＳ、ＡＢＳ樹脂材のものに比べて所定値以上厚い板厚のものに成形されている。
【００５４】
一方、上記シュラウド１５は、例えばＡＳ、ＡＢＳ樹脂の真空成形（又は金属でもよい）により従来よりも可能な限り薄く形成し、上記主板１４および動翼羽根１６，１６・・・の成形時に動翼羽根１６，１６・・・の反主板側端部面に対して溶着結合することにより一体に固定している。
【００５５】
このように、遠心ファンの主要部である主板１４および動翼羽根１６，１６・・・を植物系原料の生分解性合成樹脂材で成形すると、サーマル・リサイクル時に発生するＣＯ2の量と植物が生長する際に吸収するＣＯ2の量が相殺し、環境負荷を低くすることができる。また微生物による分解が可能なので、廃棄処理も容易となる。
【００５６】
また、その上で竹、ケナフ等の植物繊維を強化材として混入して成形すると、同主要部である主板１４および動翼羽根１６，１６・・・部分がガラス繊維を強化材として採用した場合に比べて相当に軽量化される一方、上記シュラウド１５自体の薄板化により、さらに有効に軽量化される。
【００５７】
したがって、ターボファン羽根車１１全体としても軽量化され、駆動トルクが低減される。また、回転数可変制御時の慣性トルクも小さくて済み、その応答性も高くなる。
【００５８】
さらに、軸受部の荷重負担軽減により、信頼性向上、輸送コスト低減、施工労力の低減を可能とすることができる。
【００５９】
しかも、分別が不要で、ＣＯ2を発生しないので、サーマル・リサイクルも容易である。
【００６０】
さらに、また植物性繊維は、ガラス繊維に比べて振動に対するダンピング性能が高いために、ファンモータ側の電磁振動が動翼羽根１６，１６・・・およびシュラウド１５側に伝わることなく主板１４部分を経てダンピングされ、トルク変動時の電磁音も低減される。
【００６１】
（最良の実施の形態５）
次に、図６は、本願発明の最良の実施の形態５に係る遠心ファン（ターボファン）の構成を示している。
【００６２】
この実施の形態のものは、上記最良の実施の形態４の遠心ファンの羽根車１１において、さらに成形材である生分解性合成樹脂材に発泡材を混入して発泡成形することによって、一層の軽量化とダンピング性能の向上とを図ったものである。
【００６３】
発泡樹脂材は、その特性上、極めて軽量であり、しかも振動減衰性能が高い。したがって、前述のように強化繊維として竹、ケナフ等の植物繊維を採用したことと相俟って、ファン羽根車部分の重量を相当に軽くでき、軸受部の負担軽減による信頼性向上、輸送コスト低減、施工労力の低減を可能とすることができる。
【００６４】
またファンモータ等回転駆動手段１３から、主板１４、動翼羽根１６，１６・・・、シュラウド１５側への回転駆動手段１３のトルク変動時の電磁振動の伝達も効果的に遮断減衰され、電磁音の発生量も効果的に低減される。
【００６５】
（最良の実施の形態６）
次に、図７は、本願発明の最良の実施の形態６に係る遠心ファン（ターボファン）の構成を示している。
【００６６】
この実施の形態のものは、上記最良の実施の形態５の遠心ファンの羽根車１１において、さらにシュラウド１５部分をも同じく竹、ケナフ等の植物繊維によって強化した生分解性合成樹脂材によって成形したことを特徴とするものである。
【００６７】
そして、この場合にも、当該シュラウド１５部分の板厚は、従来のＡＳ、ＡＢＳ樹脂の場合に比べて相当に厚い板厚に形成され、十分な剛性と強度が確保されるようにする。
【００６８】
このような構成によれば、中心となる主板１４および動翼羽根１６，１６・・・に加えて、さらにシュラウド部１５が軽量化され、一層ターボファン羽根車１１部分の軽量化が促進される。
【００６９】
そして、リサイクル性も良好となる。
【００７０】
（その他の実施の形態）
なお、以上の各最良の実施の形態における説明では、送風機の一例として例えば空気調和機用のターボファンを採用した場合について説明したが、これは例えば空気調和機用シロッコファン（多翼送風機）その他の遠心ファンであっても良いし、プロペラファン等の軸流ファンであってもよいことは言うまでもない。
【００７１】
また、送風機の適用例としては何も空気調和機用のものに限られるものではなく、全ての送風機が対象である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】天井埋込型空気調和機に適用した本願発明の最良の実施の形態１に係る送風機の羽根車の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同送風機の羽根車の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図３】本願発明の最良の実施の形態２に係る上記最良の実施の形態１と同様の送風機の羽根車の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図４】本願発明の最良の実施の形態３に係る上記最良の実施の形態１と同様の送風機の羽根車の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図５】本願発明の最良の実施の形態４に係る上記最良の実施の形態１と同様の送風機の羽根車の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図６】本願発明の最良の実施の形態５に係る上記最良の実施の形態１と同様の送風機の羽根車の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図７】本願発明の最良の実施の形態６に係る上記最良の実施の形態１と同様の送風機の羽根車の要部の構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１１はターボファン羽根車、１３はファンモータ、１３ａは回転駆動軸、１４は主板、１４ａはボス部、１４ｂは縁部、１５はシュラウド、１５ｃは延設部、１６は動翼羽根、１６ａは前縁部、１６ｂは後縁部である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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