特許 7702667 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】2025-06-26

(45)【発行日】2025-07-04

(54)【発明の名称】ターボファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/28 20060101AFI20250627BHJP

   F04D 29/30 20060101ALI20250627BHJP

   F24F 1/0022 20190101ALI20250627BHJP

【ＦＩ】

F04D29/28 K

F04D29/28 R

F04D29/30 D

F24F1/0022

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019128564

(22)【出願日】2019-07-10

(65)【公開番号】P2021014795

(43)【公開日】2021-02-12

【審査請求日】2022-07-04

【審判番号】

【審判請求日】2023-12-21

(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】100151378

【弁理士】

【氏名又は名称】宮村 憲浩

(74)【代理人】

【識別番号】100157484

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 智之

(72)【発明者】

【氏名】土井 康之

(72)【発明者】

【氏名】岡部 清志

【合議体】

【審判長】柿崎 拓

【審判官】長馬 望

【審判官】関口 哲生

(56)【参考文献】

【文献】実公昭４１－７２１８（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２００５－１２７１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２２３９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F04D 29/28

F04D 29/30

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湾曲形状の羽根部材とを備えたターボファンの製造方法において、
前記羽根部材は羽根本体部とフランジ部を有し、
前記フランジ部は前記羽根本体部の投影面よりも外側に延在して形成され、
前記フランジ部は、非円形状の孔部により形成される位置決め部が１か所設けられ、
前記位置決め部と金型治具に備えた位置決めピンを係合させることで前記複数の羽根部材を前記金型治具の所定位置に固定し、前記金型治具にインサート成型を行うことで、隣り合う前記フランジ部を繋ぎ、主板を形成する
ことを特徴とするターボファンの製造方法。

【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、主板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、主板と複数の翼とが一体成形されたファン本体と、シュラウドとで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、翼は主板に立設して、ほとんど湾曲形成することなくシュラウドに接合されているので、翼と主板とを一体成形する際に、治具に固定する翼の基部は大きく形成しなくても治具で押さえることができ、熱可塑性樹脂にてファン本体を一体成形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２００７－１２０４４５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、近年のターボファンにおいては、風量を確保するため、湾曲形状化され、羽根部材が主板に対して傾斜配置する傾向があり、このため、羽根部材に対する主板とシュラウドとの取り付け角度が異なるように羽根部材がねじれた形状に形成されることがある。

【0006】

そのため、羽根部材と主板を一体成形する時に、金型治具に固定する羽根部材のフランジ部は、湾曲形状の投影面よりも張り出して形成する必要がある。このためフランジ部が大きくなり、隣り合う羽根部材のフランジ部の間に形成される隙間が狭くなり、一体成形時に注入された熱可塑性樹脂がこの隙間を流れる時の流動性が低下するおそれがあった。

【0007】

また、一体成形する前工程で、主板に固定される羽根部材の角度がズレないように保持し、さら風量抵抗にならないように羽根部材を位置決めするという課題を有している。

【0008】

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、湾曲形状を有した羽根部材を主板との一体成形時に、金型治具に位置決めして固定し成形することができるので、一体成形時の樹脂の流動性を維持し、風量を確保した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】

【0009】

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湾曲形状の羽根部材とを備えたターボファンにおいて、前記羽根部材は羽根本体部とフランジ部を有し、前記フランジ部は前記羽根本体部の投影面よりも外側に延在して形成され、前記主板に対する前記羽根部材を位置決めする位置決め部が前記フランジ部に形成され、前記位置決め部は前記羽根部材が回転移動するのを防止する回り止め機能を有していることを特徴とする。

【0010】

また、前記羽根部材は正圧側羽根部材と負圧側羽根部材とで形成され、前記正圧側羽根部材は前記羽根本体部の正圧面部と前記フランジ部とを有し、前記負圧側羽根部材は前記羽根本体部の負圧面部を有し、前記羽根本体部は前記正圧面部と前記負圧面部とを対面して配置し、前記フランジ部は前記負圧面部側で回転方向と逆方向に向かって延在し、前記フランジ部の端部に前記位置決め部を形成していることを特徴とする。

【0011】

また、前記位置決め部は孔部であり、前記回り止め機能は前記孔部が円形状以外の異形状で構成されていることを特徴とする。

【0012】

また、隣り合う前記羽根部材の前記フランジ部間に形成された隙間部は回転軸から外側に向かって大きく形成され、前記隙間部は樹脂で覆われて一体成形されていることを特徴とする。

【0013】

また、前記位置決め部は、前記主板を一体成形する治具に設けた位置決めピンに固定されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、羽根部材は主板に対してズレをなくして成形することができ、低騒音化を図ることができる。

【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】羽根部材のインサート概略図である。

【図7】要部拡大図である。

【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湾曲形状の羽根部材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と複数の湾曲形状の羽根部材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】

図４は、複数の羽根部材２７のフランジ部４３の間に、主板２４との一体成形で熱可塑性樹脂５０が注入された状態で、フランジ部４３の外周形状はファン回転方向とは反対方向に略円弧状に湾曲形状で構成されており、射出成型時に隣り合う羽根部材２７のフランジ部４３間に形成された隙間部４４もファン回転方向とは反対方向に向かって構成され、回転軸４５から遠ざかる方向に向かって大きく広がるように形成されている。

【0035】

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。

【0036】

正圧側羽根部材４０は、正圧側の面を構成する羽根本体４２と、羽根本体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の底板を下方から受けるように負圧面部側に向かって形成され、さらにファンの回転方向と逆方向に延在して形成されている。

【0037】

ファンの回転方向と逆方向に延在するフランジ部４３の端部には位置決め部８０となる孔部が形成されている。位置決め部８０は主板２４上で、隣合う羽根部材２７の正圧側羽根部材４０の略中央部に配置している。

【0038】

また、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。

【0039】

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。

【0040】

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４８を備えている。正圧側羽根部材４０の羽根本体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。

【0041】

図６は複数の羽根部材２７を金型治具８１に固定する前の状態である。羽根部材２７の羽根本体部４２、４８を金型治具の所定位置に挿入し、フランジ部４３を金型治具８１の所定位置に固定する。

【0042】

この時、フランジ部４３の端部に備えた位置決め部８０は、金型治具８１に備えた位置決めピン８２と係合し、羽根部材２７を金型治具８１の所定位置に固定することができる。

【0043】

図７のように、金型治具８１の位置決めピン８２に装着した時に、羽根部材２７が回転移動しないように、位置決め部８０は、回転移動を防止して所定位置に維持されるように回り止め機能が構成されている。

【0044】

具体的には、位置決め部８０は、円形状以外の異形状で構成されていて、実施例の場合、具体的には略Ｄ字形状の孔部であり、同形状の位置決めピン８２に挿入することで、金型治具８１の所定位置にズレることなく配置する。またフランジ部４３に位置決め部８０を１カ所設けるだけで、図６のように縦置きされた金型治具８１内でも、羽根部材２７は回り止めされて回転移動を抑制することができる。

【0045】

そして、金型治具８１に熱可塑性樹脂を注入、いわゆるインサート成型を行うことで複数の羽根部材２７のフランジ部４３の間に形成された隙間部４４内を樹脂が流動し、隣り合うフランジ部４３を繋ぎ、主板２４を形成するので、位置決め部８０によって、主板２４に対する羽根部材２７をズレなく一体成形することができる。

【0046】

また隙間部４４は中心の回転軸４５から外側に向かって幅が広がっており、成形時の樹脂の流動性の低下を抑制することができる。

【0047】

そして、羽根部材２７と主板２４の一体成型後、シュラウド２６を接合することで、一体成形時のバラツキによる風量バラツキを抑制し、所定風量を確保したターボファン２３を提供することができる。

【0048】

また、ターボファン２３を運転させた時、フランジ部４３に形成した位置決め部８０を構成する孔部は、フランジ部４３から突出しておらず、また位置決め部８０は1カ所のみなので、空気の流動性を邪魔することなく風量を確保することができ、風切り音も抑制することができる。

【0049】

なお、位置決め部８０は略Ｄ字形状の孔部としたが、回り止めすればよく、断面が矩形状や切欠き形状で形成されていてもよい。

【0050】

また、位置決め部８０を孔部としたが、突起部としてもよい。この場合、突起部は主板の羽根部材が成形される側とは反対側に突出するので、ファンの回転による空気の流動性を邪魔することなく風量を確保し、風切り音も抑制することができる。

【0051】

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】

【0052】

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
４３ フランジ部
８０ 位置決め部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】