JP7634421B2 - リバーシブルファン - Google Patents

Description

本発明は、リバーシブルファンに関する。

特許文献１などにより、正方向および逆方向に気流を発生させるリバーシブルファンが知られている。

特許第６８０２０２２号公報

ところで、このようなリバーシブルファンは、例えば、家屋の壁に取り付けられ、外気の方が温かいときは外気を室内に取り入れて室温を高めたり、室内の温度が高いときは室内の空気を外に排出して温度を低くしたり、という用途で用いられることがある。このとき、外気を取り込む際の騒音と室内の空気を排出するときの騒音とが異なると、住人がファンが故障しているのではないかと疑ってしまうことがある。

そこで、本発明は、正方向送風時の騒音特性と逆方向送風時の騒音特性とが近いリバーシブルファンを提供することを目的とする。

本発明の一側面に係るリバーシブルファンは、
正方向および逆方向のいずれにも気流を発生させるリバーシブルファンであって、
回転軸線回りに回転可能なインペラと、
前記インペラを回転させるモータと、
前記モータを支持するベース部と、
前記インペラ、前記モータおよび前記ベース部を収容する筒状のフレームと、
前記フレームの内周面から前記回転軸線に向かって延びて前記ベース部を支持するスポークと、を有し、
前記モータへ通電するリード線の少なくとも一部が、前記スポークに沿って設けられ、前記スポークに設けられた止め部により止められており、
前記止め部には、前記逆方向に向かって開口し前記スポークに沿って延びる溝形状の収容空間が設けられている。

本発明によれば、正方向送風時の騒音特性と逆方向送風時の騒音特性とが近いリバーシブルファンを提供することができる。

本発明の実施形態に係るリバーシブルファンを正面側から見た斜視図である。 図１のＡ－Ａ線における断面図である。 スポークに設けられた止め部と抑え部を示す部分拡大図である。 スポークに設けられた抑え部を示す部分拡大図である。 逆方向に送風したときの風の流れを示す図である。 正方向に送風したときの風の流れを示す図である。 フレームに設けられたリード線固定部を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

図１は、本発明の実施形態に係るリバーシブルファン１を正面側から見た斜視図である。なお、以下の説明において、リバーシブルファン１に設けられているモータが反時計方向に回転したときに、風が吐出される側をリバーシブルファン１の正面側といい、モータが時計方向に回転したときに、風が吐出される側をリバーシブルファン１の背面側という。図１に示すリバーシブルファン１では、左側が正面側であり、右側が背面側である。そして、図１に示すリバーシブルファン１において、回転軸線Ｘの方向に沿って正面側の方向（矢印Ｎ方向）を「正方向」といい、回転軸線Ｘに沿って背面側の方向（矢印Ｒ方向）を「逆方向」という。

リバーシブルファン１は、正方向および逆方向のいずれにも空気を送風する（気流を発生させる）ことが可能なファンである。リバーシブルファン１は、図１に示すように、回転軸線Ｘの回りに回転可能なインペラ２と、インペラ２を回転させるモータ３と、モータ３を支持するベース部４と、これらの部材を収容する筒状のフレーム５と、を備える。インペラ２とモータ３とベース部４とは、回転軸線Ｘの方向に沿って重なるように設けられている。

インペラ２は、略カップ状に形成されている。インペラ２の周囲には、複数の羽根２ａが放射状に取り付けられている。インペラ２に取り付けられた羽根２ａは、リバーシブルファン１の回転軸部の軸方向（回転軸線Ｘと同一の方向）に対して傾斜した状態で設けられている。インペラ２は、羽根２ａの回転により、気流を正方向または逆方向に発生させる。

モータ３は、インペラ２の内部に設けられている。モータ３は、例えば、アウターロータ型のブラシレスモータにより構成される。モータ３は、ステータと、当該ステータの外周に配置されるロータと、を有する。インペラ２内のモータ３は、ロータ部がインペラ２に固定されている。モータ３は、インペラ２よりも正面側（正方向側）に配置されるようにインペラ２内に組み付けられている。

ベース部４は、例えば、円形カップ状に形成されている。ベース部４は、モータ３の正方向側を覆うように設けられている。ベース部４は、モータ３のステータ部を支持する。ベース部４は、モータ３よりも正面側に配置されるようにフレーム５内に組み付けられている。

ベース部４は、複数のスポーク６によって支持されている。スポーク６は、フレーム５の内周面から回転軸線Ｘに向かって延びるように設けられて、ベース部４の周部に接続されている。換言すると、スポーク６は、ベース部４の周部から径方向へ放射状に延びてフレーム５の内周面に接続されている。スポーク６に支持されたベース部４は、回転軸線Ｘに沿って延びる筒状のフレーム５の正面側（リバーシブルファン１の正面側）に寄った位置に取り付けられている。

ベース部４を支持するスポーク６は、略回転軸線Ｘに沿った方向、すなわち、気流が発生する方向に長い扁平な断面形状を有するように形成されている。スポーク６は、回転軸線Ｘの方向から見たときの表面積が小さくなるように形成されている。スポーク６には、モータ３に電力を供給するリード線（図示省略）を抑え止めするための止め部１０と抑え部２０とが設けられている。止め部１０および抑え部２０は、リード線が配線される位置の所定のスポーク６に設けられる。本例では、２本のスポーク６に止め部１０および抑え部２０が設けられている。

フレーム５は、筒状の部位をなす本体部５１と、本体部５１の両端部の外周に設けられるフランジ部５２（５２ａ，５２ｂ）と、を有する。

次に、図２から図４を参照して、スポーク６に設けられる止め部１０と抑え部２０について説明する。

図２は、図１のＡ－Ａ線における断面図である。図３は、止め部１０および抑え部２０が設けられているスポーク６を示す部分拡大図である。
図２及び図３に示すように、止め部１０は、回転軸線Ｘの方向に沿って長く扁平するスポーク６の正方向（矢印Ｎ方向）の先端部から回転軸線Ｘに交差する方向へ突き出し、さらに逆方向（矢印Ｒ方向）に向かって延びるように設けられている。止め部１０は、正方向に向かって凸の形状となるように設けられている。

止め部１０には、スポーク６に沿って配線される電力供給用のリード線Ｌを収容するための収容空間１１が設けられている。止め部１０は、スポーク６の長く扁平する側面との間に収容空間１１を形成する。収容空間１１は、逆方向に向かって開口する溝形状に形成されている。また、収容空間１１は、スポーク６の長さ方向に沿って延びる溝形状、すなわち、スポーク６に沿って配線されるリード線Ｌの配線方向に幅を有する溝形状に形成されている。止め部１０の幅は、リバーシブルファン１の径方向におけるスポーク６の長さの１／１０以上１／３未満となるように形成されている。止め部１０は、凸形状になっている部位が正方向側、収容空間１１の開口になっている部位が逆方向側となるように設けられている。

図４は、スポーク６に設けられた抑え部２０を示す部分拡大図である。
図３及び図４に示すように、抑え部２０は、回転軸線Ｘの方向へ沿って長く扁平するスポーク６の逆方向（矢印Ｒ方向）の端部から回転軸線Ｘに交差する方向へ突き出すように設けられている。抑え部２０は、収容空間１１に収容されたリード線Ｌが収容空間１１の開口から抜け出すことを抑える部材である。抑え部２０は、止め部１０と協働してリード線Ｌの周りを囲うように設けられている。

次に、図５及び図６を参照して、リバーシブルファン１における風の流れについて説明する。図５は、リバーシブルファン１において逆方向に送風したときの風の流れを示す図である。図６は、リバーシブルファン１において正方向に送風したときの風の流れを示す図である。

図５に示すように、リバーシブルファン１において逆方向に空気を送風する場合、フレーム５の正方向側の開口から吸われる空気は、止め部１０が設けられているスポーク６に対して、止め部１０の凸状側にぶつかりながらフレーム５内に吸気される。このため、例えば、矢印Ｂ１，Ｂ２で示すように、空気は止め部１０の外周面に沿って流れを乱されることなくスムーズにフレーム５内に吸気される。これにより、空気の流れが止め部１０に妨害されることによる騒音の発生が抑制される。

図６に示すように、リバーシブルファン１において正方向に空気を送風する場合、フレーム５の逆方向側の開口から吸われた空気は、正方向側の開口から吐出される際に、止め部１０が設けられているスポーク６に対して、止め部１０の開口側にぶつかる。このため、例えば、矢印Ｃ１，Ｃ２で示すように、空気は止め部１０の収容空間１１の開口に流れを妨害されてスムーズに流れることができない。このとき、空気の流れが止め部１０に妨害されることによる騒音が発生する。

図７は、リバーシブルファン１のフレーム５に設けられているリード線固定部３０を示す斜視図である。リード線固定部３０は、スポーク６の止め部１０と抑え部２０に抑え止めされたリード線Ｌをさらに固定するための部位である。

図７に示すように、リード線固定部３０は、突出部３１と、取付け溝３２と、を有する。
突出部３１は、フレーム５の本体部５１における正方向側の端部に位置する底面５３に設けられている。突出部３１は、底面５３からベース部４に向かって（リバーシブルファン１の中心部に向かって）突出するように設けられている。

取付け溝３２は、フレーム５の正方向側のフランジ部５２ａに設けられている。取付け溝３２は、径方向に延びてフランジ部５２ａを横断するように形成されている。取付け溝３２は、フランジ部５２ａを貫通して、フランジ部５２ａの逆方向側に開口するように形成されている。

取付け溝３２は、突出部３１からフランジ部５２ａにまたがるように設けられている。取付け溝３２は、突出部３１の略中央部に径方向に延びるように設けられ、突出部３１を周方向に２つに切り離している。取付け溝３２は、径方向に延びる直線部３３と、径方向に対して屈曲している屈曲部３４と、を有する。直線部３３は、フランジ部５２ａに設けられている。屈曲部３４は、突出部３１に設けられている。屈曲部３４の溝は、突出部３１が設けられている底面５３および底面５３に連続する本体部５１の一部にまで食い込むような深さで形成されている。

スポーク６の止め部１０と抑え部２０に抑え止めされたリード線Ｌは、突出部３１に引っ掛けられるようにして取付け溝３２の屈曲部３４と直線部３３を通された後、フランジ部５２ａの開口部を通過して配線される。

なお、本実施形態では、止め部１０と取付け溝３２の両方を設けてリード線Ｌを固定する場合を説明したが、この形態に限定されない。例えば、止め部１０または取付け溝３２の一方のみを設けて、止め部１０単独または取付け溝３２単独でリード線Ｌを固定するようにしてもよい。

本実施形態に係るリバーシブルファン１によれば、モータ３に通電するリード線Ｌがスポーク６に沿って配線され、当該リード線Ｌを止める止め部１０がそのスポーク６に設けられている。そして、止め部１０には、スポーク６との間にリード線Ｌを収容する収容空間１１が設けられ、当該収容空間１１は逆方向に向かって開口するとともに、スポーク６に沿って延びる溝形状である。このため、正方向の気流が止め部１０にぶつかると、逆方向に向かって開口している収容空間１１によって流れが乱されて騒音が生じる。このように、正方向の気流を発生させたときの騒音が大きくなるので、正方向送風時の騒音特性を逆方向送風時の騒音特性に近づけることができる。

また、リバーシブルファン１によれば、止め部１０は、回転軸線Ｘに沿った方向に長い偏平形状のスポーク６の正方向側の端部から回転軸線Ｘに交差する方向に突き出しさらに逆方向に向かって延び、正方向に向かって凸の形状となるように形成されている。このため、逆方向送風時に止め部１０にぶつかる気流を凸形状に沿ってスムーズに流すことができ、騒音特性を増大させないので、正方向送風時の騒音特性と逆方向送風時の騒音特性とを揃えやすい。

また、リバーシブルファン１によれば、止め部１０は、スポーク６の径方向寸法の１／１０以上１／３未満となるように形成されている。このため、リード線Ｌを確実に止めることができるとともに、正方向送風時の騒音特性を逆方向送風時の騒音特性に近づけることができる。

また、リバーシブルファン１によれば、スポーク６には、収容空間１１に収容されたリード線Ｌが開口から抜け出すことを抑える抑え部２０が設けられ、当該抑え部２０は、スポーク６の逆方向の端部から回転軸線Ｘに交差する方向に突き出している。このため、止め部１０と共にリード線Ｌの周りを囲い、収容空間１１に収容されたリード線Ｌが抜け出すのをさらに抑制することができる。

また、リバーシブルファン１によれば、フレーム５は、本体部５１の正方向側の端部に位置する底面５３にベース部４に向かって突出する突出部３１が設けられ、突出部３１からフランジ部５２ａにまたがるように、リード線Ｌを固定する取付け溝３２が径方向に延びて設けられている。そして、取付け溝３２は、フランジ部５２ａにおいて逆方向に開口し、突出部３１において径方向に対し屈曲する屈曲部３４となるように形成されている。このため、屈曲部３４および突出部３１の形状をそのまま維持してフランジ部５２ａの大きさを異ならせることで大きさの異なるフレーム５を設計することができ、サイズ展開を拡大しやすい。

以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

１ リバーシブルファン
２ インペラ
２ａ 羽根
３ モータ
４ ベース部
５ フレーム
６ スポーク
１０ 止め部
１１ 収容空間
２０ 抑え部
３０ リード線固定部
３１ 突出部
３２ 取付け溝
３３ 直線部
３４ 屈曲部
５１ 本体部
５２（５２ａ，５２ｂ） フランジ部
Ｌ リード線
Ｘ 回転軸線

Claims (7)

1. 正方向および逆方向のいずれにも気流を発生させるリバーシブルファンであって、
   回転軸線回りに回転可能なインペラと、
   前記インペラを回転させるモータと、
   前記モータを支持するベース部と、
   前記インペラ、前記モータおよび前記ベース部を収容する筒状のフレームと、
   前記フレームの内周面から前記回転軸線に向かって延びて前記ベース部を支持するスポークと、を有し、
   前記モータへ通電するリード線の少なくとも一部が、前記スポークに沿って設けられ、前記スポークに設けられた止め部により止められており、
   前記止め部には、前記逆方向に向かって開口し前記スポークに沿って延びる溝形状の収容空間が設けられており、
   前記スポークは、略前記回転軸線に沿った方向に長い偏平な断面形状であり、
   前記止め部は、前記スポークの前記正方向の端部から前記回転軸線に交差する方向に突き出しさらに前記逆方向に向かって延びている、リバーシブルファン。
2. 前記止め部は、前記正方向に向かって凸の形状とされている、請求項１に記載のリバーシブルファン。
3. 前記スポークには、前記収容空間に収容された前記リード線が前記開口から抜け出すことを抑える抑え部が設けられている、請求項１に記載のリバーシブルファン。
4. 前記抑え部は、前記スポークの前記逆方向の端部から前記回転軸線に交差する方向に突き出している、請求項３に記載のリバーシブルファン。
5. 前記止め部は、前記スポークの径方向寸法の１／１０以上１／３未満である、請求項１に記載のリバーシブルファン。
6. 前記フレームは、筒状の部位をなす本体部と、前記本体部の外周に設けられるフランジ部とを有し、
   前記本体部の前記正方向の端部に位置する底面には、前記ベース部に向かって突出する突出部が設けられており、
   前記フレームの前記正方向の端部に位置する底面に、径方向に延びて前記逆方向に開口した、前記リード線を固定する取付け溝が設けられており、
   前記取付け溝は前記突出部から前記フランジ部に跨る位置に設けられている、請求項１に記載のリバーシブルファン。
7. 前記取付け溝は、前記径方向に延びる直線部と、前記径方向に対して屈曲した屈曲部とを有し、
   前記屈曲部は前記突出部に設けられている、請求項６に記載のリバーシブルファン。

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