特許 7394282 ターボファン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-30

(45)【発行日】2023-12-08

(54)【発明の名称】ターボファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/28 20060101AFI20231201BHJP

   F04D 29/30 20060101ALI20231201BHJP

   F24F 1/0022 20190101ALI20231201BHJP

   B29C 65/02 20060101ALI20231201BHJP

【ＦＩ】

F04D29/28 R

F04D29/30 D

F24F1/0022

B29C65/02

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019128563

(22)【出願日】2019-07-10

(65)【公開番号】P2021014794

(43)【公開日】2021-02-12

【審査請求日】2022-07-04

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】土井 康之

(72)【発明者】

【氏名】岡部 清志

(72)【発明者】

【氏名】北川 浩崇

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１２２３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１７１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３０２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８５０８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／２６－２９／３８

Ｂ２９Ｃ ６５／０２

Ｆ２４Ｆ １／００２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主板と、シュラウドと、前記主板と前記シュラウドとの間に複数の羽根部材とを備えたターボファンにおいて、前記羽根部材は、溶着支持部を備え、前記溶着支持部に溶着用ピンを突設し、前記シュラウドに前記溶着支持部が係合される溶着用係合部を形成するとともに溶着用孔を形成し、前記溶着用ピンを、前記溶着用ピンと断面形状の異なる前記溶着用孔に挿通し、前記溶着用ピンを溶融して、前記溶着用孔を覆って前記羽根部材と前記シュラウドとが接合され、
前記羽根部材は、樹脂製の２つの羽根部材の周縁部を接触させて形成されており、前記羽根部材は、前記シュラウドよりも摩擦係数が小さい部材で構成されている
ことを特徴とするターボファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターボファンに係り、特に、羽根部材を安定して支持することができ、遠心方向に歪んだ場合でも、シュラウドと羽根部材にズレが起こりにくいことを可能としたターボファンに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、空気調和機の室内ユニットなどに搭載され、主板と、シュラウドと、複数の翼とから構成されたターボファンが知られている。

【0003】

このようなターボファンとして、従来、例えば、中央部にモータの回転軸に固定されるボスを有する主板と、吸込み導風壁を形成するシュラウドと複数の羽根部材を熱可塑性樹脂で別々に成形し、主板は、複数の羽根部材との嵌合部を有し、シュラウドは複数の羽根部材との嵌合部を有し、複数の羽根部材を、主板とシュラウドの複数の嵌合部に回転軸に平行に嵌合させ超音波溶着にて一体化するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－２０６０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、前記特許文献１の技術においては、主板に形成された嵌合部に羽根部材を嵌合させた状態で、超音波溶着により一体化するようにしており、回転時の遠心力で羽根部材がねじれて、回転数が変わった時に異音が発生しやすい、というおそれがある。

【0006】

特に、近年のターボファンにおいては、風量を確保するため、羽根部材が湾曲形成されて主板に対して傾斜配置する傾向があり、ターボファン回転時に、羽根部材はねじれが発生しやすく、特にシュラウドと羽根部材との接合部の溶着部から異音が発生するという問題を有している。

【0007】

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、羽根部材を安定して支持することができ、羽根部材の接合部の異音を抑制することのできるターボファンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記目的を達成するため本発明は、主板と、シュラウドと、前記主板と前記シュラウドとの間に複数の羽根部材とを備えたターボファンにおいて、前記羽根部材は、溶着支持部を備え、前記溶着支持部に溶着用ピンを突設し、前記シュラウドに前記溶着支持部が係合される溶着用係合部を形成するとともに溶着用孔を形成し、前記溶着用ピンを、前記溶着用ピンと断面形状の異なる前記溶着用孔に挿通し、前記溶着用ピンを溶融して、前記溶着用孔を覆って前記羽根部材と前記シュラウドとが接合されることを特徴とする。

【0009】

また、前記構成において、前記溶着用孔に切欠き部を形成したことを特徴とする。

【0010】

また、前記構成において、前記溶着用係合部の前記溶着用孔の周囲には、溶着ガイド用座部が形成されていることを特徴とする。

【0011】

また、前記構成において、前記羽根部材は、フランジ部を備え、前記フランジ部を前記主板に一体成形して前記羽根部材と前記主板とが接合されていることを特徴とする。

【0012】

また、前記構成において、前記羽根部材は、樹脂製の２つの羽根部材の周縁部を接触させて形成されており、前記羽根部材は、前記シュラウドよりも摩擦係数が小さい部材で構成されていることを特徴とする。

【0013】

また、前記構成において、前記羽根部材は、樹脂製の正圧側羽根部材と負圧側羽根部材とを合わせて形成されており、少なくともどちらか一方は、摩擦係数が小さい材料を含有させた樹脂部材で形成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、溶着用ピンを、溶着用ピンと断面形状の異なる溶着用孔に挿通し、溶着用ピンの溶融により、溶着用孔を覆って羽根部材とシュラウドとが接合されるので、ファン回転時の接合部のねじれを低減でき、異音を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明のターボファンを適用した天井埋込型空気調和機の実施形態を示す縦断面図である。

【図2】本実施形態の天井埋込型空気調和機の斜視図である。

【図3】ターボファンの底面図である。

【図4】ターボファンの斜視図である。

【図5】ターボファンの分解斜視図である。

【図6】シュラウドの平面図である。

【図7】図６のＡ－Ａ断面図である。

【図8】図６のＢ部拡大図である。

【図9】図８の要部拡大図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係るターボファンの実施形態について、図面を参照して説明する。

【0017】

図１は、本発明に係るターボファンを適用した天井埋込型空気調和機の実施形態を示す縦断面図である。図２は、天井埋込型空気調和機の斜視図である。

【0018】

本実施形態においては、図１に示すように、室内ユニット１０は、建屋の天井１１とこの天井１１の下方に設置された天井板１２との間の天井空間１３に設置されるものである。

【0019】

この室内ユニット１０は、図１に示すように、下面が開放された箱型に形成された空気調和機本体１４を備えており、空気調和機本体１４の外側角部には、吊り用金具１８が取り付けられている。空気調和機本体１４は、吊り用金具１８に連結された吊りボルト１５で天井１１から吊り下げられた状態で設置される。この空気調和機本体１４の内側には、発泡スチロール製の断熱部材１６が、空気調和機本体１４の側板１７の内面に接した状態で配置され、側板１７における結露を防止している。

【0020】

空気調和機本体１４の上板の下面には、ファンモータ２１が取り付けられており、このファンモータ２１には、ファンモータ２１の駆動により回転駆動される回転シャフト２２が下方に延在するように設けられている。この回転シャフト２２の下端部分には、ターボファン２３が取り付けられており、このファンモータ２１とターボファン２３とで送風装置２０を構成している。

【0021】

ターボファン２３は、環状の板状に形成された主板２４を備えている。主板２４の中心部分には、下方に延出する逆円錐台形状のモータ収容部２５が形成されている。

【0022】

モータ収容部２５には、ファンモータ２１が収容されており、ファンモータ２１の回転シャフト２２は、下方に延在しモータ収容部２５の底面に連結されている。そして、ファンモータ２１を回転駆動させることにより、回転シャフト２２を介してターボファン２３を回転動作させるように構成されている。

【0023】

主板２４の下方には、シュラウド２６が設けられており、シュラウド２６は、周面が弧状に形成された環状に形成されている。主板２４とシュラウド２６の内周面との間には、周方向に所定間隔をもって配置される複数の羽根部材２７があり、羽根部材２７は主板２４と一体成形されている。

【0024】

シュラウド２６の下方には、オリフィス２８が配置されており、オリフィス２８は、周面が弧状に形成された環状に形成されている。

【0025】

この送風装置２０と断熱部材１６との間には、送風装置２０の側方を取り囲むように、平面視でほぼ四角形状に曲折形成された熱交換器３０が配置されている。

【0026】

熱交換器３０は、冷房運転時には、冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時、冷媒の凝縮器として機能する熱交換器３０である。熱交換器３０は、空気調和機本体１４の内部に吸い込まれる室内の空気と冷媒との熱交換を行って、冷房運転時には、空調室内の空気を冷却し、暖房運転時には、室内の空気を加熱することができるように構成されている。

【0027】

また、熱交換器３０の下側には、熱交換器３０の下面に対応するようにドレンパン３１が配置されている。このドレンパン３１は、熱交換器３０で発生するドレン水を受けるためのものである。また、ドレンパン３１の中央部分には、送風装置２０の吸い込み口３２が形成されている。

【0028】

また、空気調和機本体１４の下面には、図１および図２に示すように、空気調和機本体１４の下側開口を覆うように、ほぼ四角形状の化粧パネル３３が取り付けられている。

【0029】

化粧パネル３３の中央部分には、ドレンパン３１の吸い込み口３２に連通する吸い込み口３４が形成されており、化粧パネル３３の吸い込み口３４部分には、吸い込み口３４を覆う吸い込みグリル３５が着脱可能に取り付けられている。吸い込みグリル３５の空気調和機本体１４側には、空気中の塵などを除去するためのフィルタ３６が設けられている。

【0030】

化粧パネル３３の吸い込み口３４の外側であって化粧パネル３３の各辺に沿った位置には、空調後の空気を室内に送る吹出口３７がそれぞれ形成されている。各吹出口３７には、風向を変更するフラップ３８がそれぞれ設けられている。そして、ファンモータ２１により回転シャフト２２を回転駆動させてターボファン２３を回転させることにより、室内の空気は、吸い込み口３２，３４から吸い込まれ、フィルタ３６を通過した後に熱交換器３０を通過して熱交換され、吹出口３７から空調後の空気が室内に送られるように構成されている。

【0031】

次に、ターボファンについてさらに詳細に説明する。

【0032】

図３は、ターボファンの底面図である。図４はターボファンの斜視図である。図５は、ターボファンの分解斜視図である。

【0033】

ターボファン２３は、シュラウド２６と、主板２４と複数の羽根部材２７とが予め一体成形されており、これらをそれぞれ製造した後、組立を行い、ターボファン２３を形成するようになっている。

【0034】

本実施形態においては、図５に示すように、羽根部材２７は、正圧側に位置する正圧側羽根部材４０と、負圧側に位置する負圧側羽根部材４１とを備え、この２つの羽根部材を接触させて１枚の羽根部材２７を形成している。

【0035】

正圧側羽根部材４０は、正圧側の面を構成する羽根本体部４２と、羽根本体部４２の底板を延在したフランジ部４３とを備えており、フランジ部４３は負圧側羽根部材４１の底板を受ける側および反対側に延在して形成されている。また、フランジ部４３には、取り付け用孔４４が形成されている。正圧側羽根部材４０の上部には、異なる高さに形成された段差状の溶着支持部４６が形成されている。溶着支持部４６の各段の上面は、平坦面とされており、これら各溶着支持部４６には、図５に示すように、溶着用ピン４７が突設されている。

【0036】

羽根部材２７はフランジ部４３を介して主板２４に一体成形されている。

【0037】

また、負圧側羽根部材４１は、負圧側の面を構成する羽根本体部４８を備えている。正圧側羽根部材４０の羽根本体部４２の内面には、係合ピン（図示しない）が形成され、負圧側羽根部材４１の羽根本体部４８の内面には、係合ピンが係合される係合凹部（図示せず）が形成されている。

【0038】

図６から図８に示すように、シュラウド２６の内側面には、羽根部材２７の溶着支持部４６が係合される溶着用係合部７０がシュラウド２６の外側に膨出するように形成されている。溶着用係合部７０の内面形状は、溶着支持部４６の外面形状とほぼ同様に形成されており、羽根部材２７の溶着支持部４６を溶着用係合部７０に係合させた状態で、羽根部材２７とシュラウド２６とを安定して支持することができるように構成されている。

【0039】

また、溶着用係合部７０には、溶着用ピン４７が挿通される溶着用孔７１が形成されている。溶着用孔７１の内周縁部７１ａは、略円形状で、内周縁部７１ａの一部の縁部が挿通される溶着用ピン４７の外周部から離れて遠ざかる方向に位置して形成され、溶着用ピン４７との間に矩形状の切欠き部９０が複数形成されるようになっている。

【0040】

そして、熱溶着により溶着用ピン４７を溶融させて、溶融した溶着用ピン４７が切欠き部９０内を塞ぐことで、羽根部材２７とシュラウド２６とを固定するように構成されている。

【0041】

なお、本実施形態においては、溶着手段として、熱溶着としたが、その他、インパルス溶着（ヒータ溶着）や赤外線ヒータ溶着、超音波溶着などの溶着手段でも、同様の効果を得ることができる。

【0042】

また、負圧側羽根部材４１の係合突起を正圧側羽根部材４０の係合部に係合させるとともに、係合ピン（図示しない）を係合凹部に係合させることにより、正圧側羽根部材４０の周縁部と負圧側羽根部材４１の周縁部とを接触させて羽根部材２７を形成する。

【0043】

続いて、羽根部材２７は主板２４を成形する成型治具に組み込んでインサート成形で一体成形される。

【0044】

このように主板２４と羽根部材２７とは一体成形されるので、主板２４と羽根部材２７との接合部で遠心方向への歪によるズレが発生しないので異音を防止することができる。

【0045】

次に、シュラウド２６の溶着用係合部７０に、羽根部材２７の溶着支持部４６を係合させるとともに、シュラウド２６の溶着用孔７１から羽根部材２７の溶着用ピン４７を突出させる。

【0046】

この状態で、溶着用ピン４７に熱を加えて熱溶着することで、溶着用ピン４７を溶融させ、溶融した溶着用ピン４７が切欠き部９０内を塞ぐことで、羽根部材２７とシュラウド２６とを固定する。

【0047】

このとき、羽根部材２７の溶着支持部４６を溶着用係合部７０に係合させた状態で、羽根部材２７とシュラウド２６とを安定して支持することができ、溶着作業を容易に行うことが可能となる。

【0048】

以上述べたように、本実施形態においては、羽根部材２７は主板２４を成形する成型治具に組み込んでインサート成形で一体成形されることで、正圧側羽根部材４０に形成されたフランジ部４３が主板２４に接合している。

【0049】

また、本実施形態においては、羽根部材２７は、シュラウド２６の溶着用係合部７０に接触して溶着しており、樹脂製の羽根部材２７が、樹脂製のシュラウド２６よりも摩擦係数が小さい部材で構成されることで、羽根部材２７の回転時に遠心力によってシュラウド２６に対してねじれが発生し、羽根部材２７がシュラウド２６からズレが生じたとしても摩擦振動によるキシミ音などの異音を抑制することができる。

【0050】

また、羽根部材２７を構成する正圧側羽根部材４０と負圧側羽根部材４１のうち、少なくともどちらか一方に、摩擦係数が小さい材料を含有させた樹脂部材としている。

【0051】

これによって、羽根部材２７の遠心力により、ねじれが生じても正圧側羽根部材４０に対して負圧側羽根部材４１の周縁部が擦れて摩擦振動によるキシミ音などの異音を抑制することができる。

【0052】

なお、切欠き部９０が複数個備えるとしたが、羽根部材２７が遠心力でねじれてシュラウド２６との接合部でキシミ音が発生しないのであれば、切欠き部は１個であってもよい。

【0053】

なお、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

【符号の説明】

【0054】

１０ 室内ユニット
１４ 空気調和機本体
２４ 主板
２３ ターボファン
２６ シュラウド
２７ 羽根部材
４０ 正圧側羽根部材
４１ 負圧側羽根部材
４２、４８ 羽根本体部
４３ フランジ部
４４ 取り付け用孔
４６ 溶着支持部
４７ 溶着用ピン
７０ 溶着用係合部
７１ 溶着用孔
７１ａ 内周縁部
９０ 切欠き部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】