(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形の金型により形成される複数のブレードを有する羽根車を具備する貫流ファンにおいて、前記ブレードの前記貫流ファンの回転軸に垂直な面での断面形状が前記回転軸の軸心側において段差を有し、前記段差は金型のキャビティラインに合わせて生じるように形成され、前記段差より前記羽根車の外周側の前記ブレードの肉厚が前記回転軸に沿った方向に徐々に薄くなるとともに、内周側の前記ブレードの肉厚が前記回転軸に沿った同じ方向に徐々に厚くなるように形成されたことを特徴とする貫流ファン。
【請求項２】
前記段差がブレードの両面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の貫流ファン。
【請求項３】
前記ブレードの最大肉厚位置が、翼弦長の軸心側から２％〜３５％の位置にあることを特徴とする請求項１記載の貫流ファン。
【請求項４】
前記ブレードの外周側端部が曲線形状であることを特徴とする請求項１記載の貫流ファン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の冷房あるいは暖房を行う空気調和機に用いられている貫流ファンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１９は従来の貫流ファンの１つであるクロスフローファン（以下ファンという）の正面図であり、図２０はその斜視図である。図２１は従来技術のファンを搭載した送風機の断面図である。
【０００３】
図１９に示すように、従来のファンは一定の長さを有する複数のブレード１を円柱状に配列した羽根車２を回転軸方向に複数個組み合わせて構成されている。
【０００４】
図２３は図２２に示すファンのブレードの１枚を拡大して示した断面図であり、図２２、図２３に示す一点鎖線Ｌ1は図１９に示すファンの左端部にある羽根車以外、すなわちＡ1−Ａ1線からＡN−ＡN線で示す羽根車のブレード１の外側先端の軌跡を示している。
【０００５】
このように、ファンの左端部にある羽根車２の翼弦長ＬLをそれ以外の羽根車２の翼弦長Ｌａより長くすることにより、高圧型貫流ファンの特性を得る事ができる。
【０００６】
また図２１に示すようにファンが回転する際にその左端部にある羽根車のブレード１の外側端部とリアケーシング３、スタビライザ４との最近接距離が他の羽根車のブレードの近接距離より小さくなることにより高圧型貫流ファンの特性を得る事ができる。
【０００７】
すなわちファンの左右両端部において、羽根車とケーシングの側壁との間の空気の粘性により発生する通風抵抗の増加に対応して十分な送風性能が出せるように、中央部よりも羽根外径のが大きく、またその外径に応じたブレード形状となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のファンは送風路を規制する側壁近傍の静圧向上には有効であるが、送風路全域に渡っての高静圧化は困難であり、また送風性能の向上も見込めないという問題を有していた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の空気調和機の貫流ファンは、樹脂成形の金型により形成される複数のブレードを有する羽根車を具備する貫流ファンにおいて、前記ブレードの前記貫流ファンの回転軸に垂直な面での断面形状が前記回転軸の軸心側において段差を有し、前記段差は金型のキャビティラインに合わせて生じるように形成され、前記段差より前記羽根車の外周側の前記ブレードの肉厚が前記回転軸に沿った方向に徐々に薄くなるとともに、内周側の前記ブレードの肉厚が前記回転軸に沿った同じ方向に徐々に厚くなるように形成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の本発明の空気調和機の貫流ファンは、前記段差がブレードの両面に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の本発明の空気調和機の貫流ファンは、前記ブレードの最大肉厚位置が、翼弦長の軸心側から２％〜３５％の位置にあることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の本発明の空気調和機の貫流ファンは、前記ブレードの外周側端部が曲線形状であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１及び２における空気調和機の貫流ファンは、貫流ファンのブレードの肉厚分布が、途中で段差を設けて肉厚が急激に増加する個所を設定したものである。このような形状を呈することにより、高静圧化及び送風性能の向上を図ることができる。また、前記段差は金型のキャビティラインに合わせて生じるように形成され、前記段差より前記羽根車の外周側の前記ブレードの肉厚が前記回転軸に沿った方向に徐々に薄くなるとともに、内周側の前記ブレードの肉厚が前記回転軸に沿った同じ方向に徐々に厚くなるように形成されたもので、このような形状を呈することにより、樹脂成形効率が向上するため生産性が向上する。
【００１７】
本発明の請求項３における空気調和機の貫流ファンは、ブレードの最大肉厚位置が、弦長の内側から（２％〜３５％）の箇所にあるものである。このような形状を呈することにより、一段と送風性能が向上する。
【００１８】
本発明の請求項４における空気調和機の貫流ファンは、ブレードの外周端が曲線形状とするものである。このような形状を呈することにより、ブレードの圧力面と負圧面からの流れが合流して後縁後流領域を小さくすることができる。
【００２０】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例におけるファンの正面図、図２は図１に示す正面図の１００−１００線における断面図であり、さらに図３は図２に示すブレードのａ部の拡大断面図である。
【００２２】
図３に示すように、本実施例におけるファンを構成するブレードは、その外周端Ｏから内周方向に向かってブレードの肉厚が徐々に拡大してＡ−Ａ位置において最大肉厚となり、Ａ−Ａ位置からＢ−Ｂ位置までブレードの肉厚は徐々に減少してＢ−Ｂ位置の段差部から急拡大し、さらにＢ−Ｂ位置から内周端Ｉまで肉厚が徐々に減少するという断面形状を備えている。また外周端Ｏ及び内周端Ｉにおける断面形状は曲線形状を有している。
【００２３】
製造工程においてファンを樹脂成形する金型は、製品の外形を規定するコアと樹脂を流し内側の形状を規定するキャビティからなり、その合わさるラインがキャビティラインである。
【００２４】
従来のファンの金型では、このキャビティラインがブレードの外周端で生じるため、ブレードの外周端がエッジ形状となる。これに対して、本実施例のファンの金型では、キャビティラインが内周端と外周端の間で生じるため、ファン形状の中間で段差が生じる様に設計している。これにより、ファンの外周部分は任意の形状（曲線形状）を成形することができる。またファンの内周部分は従来の曲線形状より大きな曲率半径のものとすることができる。
【００２５】
空気の吹き出し流れで説明すると図４に示すように、本実施例のファンのブレードの外周端の曲率半径を小さくすることによって、ブレードの圧力面と負圧面からの流れが合流して後縁部の後流領域を小さくすることができる。
【００２６】
一方図５に示すように、従来のファンのブレードはその外周端がエッジ形状であるため、エッジの幅に起因する大きな後縁後流領域を発生することになる。
【００２７】
これらの理由により、本実施例におけるファンは後流によるブレードの失速を抑制して送風性能の向上を図ることができる。さらに、本実施例のブレード形状は乱流騒音の低減にも効果があり、さらにブレード先端で発生する風切り音を減少させることができる。
【００２８】
また従来のファンではブレードの前縁から空気流れの剥離が発生して大きな乱流領域を形成するが、本実施例におけるファンのブレードの前縁ではブレードに形成された段差によって空気流れの剥離は小さく、従って本実施例のファンのブレード形状では乱流領域を抑制することができ、送風性能を向上させるとともに静圧も上昇させることができる。
【００２９】
（実施例２）
図６は、本発明の第２の実施例における図２のａ部の拡大図である。図６に示すように、外周端０から内周方向に向かって肉厚が徐々に拡大して、（Ａ−Ａ）位置において折り曲がり、（Ａ−Ａ）位置から（Ｂ−Ｂ）位置まで肉厚が急激に増加する。次に（Ｂ−Ｂ）から（Ｃ−Ｃ）位置まで、内周方向に向かって肉厚が徐々に拡大する。次に、（Ｃ−Ｃ）位置において、段差が設けられ急拡大する。次に、（Ｃ−Ｃ）位置から（Ｄ−Ｄ）位置まで減少して、（Ｅ−Ｅ）位置の段差で急拡大する。（Ｆ−Ｆ）位置から内周端Ｉまで肉厚が徐々に減少する。また、外周端Ｏ及び内周端Ｉにおいて、曲線形状を呈している。
【００３０】
（実施例３）
図７は本発明の第３の実施例における空気調和機の室内機に搭載されているファンの断面図であり、図８は図７のｂで示す１個のブレードの拡大断面図である。
【００３１】
図８に見られるように、本実施例ではＩＯで示す翼弦長を１００としてその内周部の前縁から２％〜３５％の箇所に最大肉厚位置を設けている。以下、最大肉厚位置はすべて内周部の前縁からの翼弦長の全翼弦長に対する比率（％）で示す。
【００３２】
すなわち、本実施例のブレードは、外周端Ｏから内周方向に向かって肉厚が徐々に拡大してＢ−Ｂ位置の段差部で肉厚が急拡大し、さらに肉厚が徐々に拡大してＡ−Ａ位置において最大肉厚となり、さらにＡ−Ａ位置から内周端Ｉまでは肉厚が徐々に減少する形状を備えている。
【００３３】
つぎに本実施例におけるブレードの最大肉厚位置を翼弦長の２％〜３０％の位置で変化させたブレード形状のＰ−Ｑ特性を図９に、また静圧の高低を表わす開放点でのＰ−Ｑ特性の傾斜と最大肉厚位置との関係を図１０にそれぞれ示す。
【００３４】
図１０より明らかなように、静圧の上昇しているピークが２０％付近と４％付近にあり、また最大肉厚位置が内側に移動するほど静圧は上昇する傾向にあることが判る。
【００３５】
つぎに最大肉厚位置を翼弦長の１０％〜６０％の位置で変化させたブレード形状のＰ−Ｑ特性を図１１に、また静圧の高低を表わす開放点でのＰ−Ｑ特性の傾斜と最大肉厚位置との関係を図１２にそれぞれ示す。
【００３６】
図より明らかなように、最大肉厚位置が翼弦長の２％〜３５％の位置で安定して高い静圧が得られることがわかる。
【００３７】
最大肉厚位置を翼弦長の２％〜３０％の位置に変化させたときの一定騒音あたりの風量性能を図１３に示す。さらに最大肉厚位置を翼弦長の内側から１０％〜６０％の位置に変化させたときの一定騒音あたりの風量性能を図１４に示す。図より明らかなように、最大肉厚位置が翼弦長の２％〜３５％の領域では、ほぼ安定し一定騒音あたりの風量性能が確保できている。
【００３８】
（実施例４）
図１５は本発明の第４の実施例における空気調和機の室内機に搭載されているファンの正面図であり、図１６、図１７および図１８は図１５に示すファンのＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線およびＥ−Ｅ線におけるそれぞれブレード断面の拡大図である。
【００３９】
すなわち図１６に示すブレードのＢ−Ｂ位置から外側へは外周端に向けて徐々にブレードの肉厚が縮小している。
【００４０】
またＢ−Ｂ位置の内側へは内周端に向けて徐々にブレードの肉厚が拡大している。
【００４１】
更に、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線の順に、Ｂ−Ｂ位置（段差）より外周側のブレードの厚さは徐々に薄くなるとともに、内周側のブレードの厚さは徐々に厚くなるように形成されている。（図１６、図１７、図１８参照）
このように本実施例の構成を備えてブレードを成形することにより、ブレードを安定して樹脂成形することができ、生産性を向上させることが可能となる。
【００４２】
【発明の効果】
上記各実施例から明らかなように、本発明の構成によれば、高静圧化されているため、異常音が発生しにくく、ブレードの前縁部での空気の流れの剥離が減少して風量性能が向上し低騒音化することができ、また最大肉厚位置を翼弦の内側から２％〜３５％の範囲とすることにより著しく高静圧、高風量の特性を得ることができる。  上記実施例から明らかなように、請求項１及び２記載の発明は、高静圧化されているため、エアコン本体に著しい負荷がかかろうともバサバサという異常音が発生しにくい。ブレードの前縁部での流れの剥離が減少して風量性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例におけるファン（貫流ファン）の正面図
【図２】同実施例におけるファンの断面図
【図３】同実施例におけるファンを構成するブレードの拡大断面図
【図４】同実施例におけるファンのブレードにおける送風の流れ状態を示す概念図
【図５】従来のファンのブレードにおける送風の流れ状態を示す概念図
【図６】本発明の第２の実施例におけるファンを構成するブレードの拡大断面図
【図７】本発明の第３の実施例におけるファンの断面図
【図８】同実施例におけるファンを構成するブレードの拡大断面図
【図９】同実施例におけるブレードの最大肉厚位置を翼弦の内側から２％〜３０％変化させた場合のＰ−Ｑ特性図
【図１０】同実施例における静圧の高低とブレードの最大肉厚位置の関係をあらわすグラフ
【図１１】同実施例におけるブレードの最大肉厚位置を翼弦長の内側から１０％〜６０％変化させた場合のＰ−Ｑ特性図
【図１２】同実施例における静圧の高低とブレードの最大肉厚位置の関係をあらわすグラフ
【図１３】ブレードの最大肉厚位置が２％〜３０％の場合の一定騒音あたりの風量性能をあらわすグラフ
【図１４】ブレードの最大肉厚位置が１０％〜６０％の場合の一定騒音あたりの風量性能をあらわすグラフ
【図１５】本発明の第４の実施例におけるファンの正面図
【図１６】図１５に示すファンのC-C線におけるブレードの拡大断面図
【図１７】図１５に示すファンのD-D線におけるブレードの拡大断面図
【図１８】図１５に示すファンのE-E線におけるブレードの拡大断面図
【図１９】従来のファンの正面図
【図２０】同ファンの斜視図
【図２１】従来の送風機の構造を示す断面図
【図２２】従来のファンの断面図
【図２３】同ファンのブレードの拡大断面図
【符号の説明】
１  ブレード（貫流ファン）
２  羽根車単体（貫流ファン）
３  リアケーシング
４  スタビライザ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図１５】
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