JPH06307390A - ターボファン及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ターボファン１５の重量や大きさの増大を招
くことなく、かつコストダウン化を図りながら各ブレー
ド１９の形状の自由度を増大できるようにする。 【構成】 ターボファン１５をアルミニウム製のハブ１
６及びシュラウド１８と樹脂製のブレード１９とに分
け、これらを組み合わせて形成することにより、ブレー
ド１９の形状が３次元形状や肉厚の異なる複雑な形状で
あっても容易に成形でき、ブレード１９の形状の自由度
を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ターボファン及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のターボファンは、例
えば実開昭６４―４１６９６号公報等に開示されるよう
に空気調和機等に用いられる遠心ファンの一種として知
られており、モータの回転軸に回転一体に取り付けられ
るハブと、このハブの側方にハブと同心に配置されたシ
ュラウドとを、両者間に円周方向に間隔をあけて放射状
に配置した複数のブレード（羽根）で一体に結合したも
のである。しかし、この従来のものでは、ハブ、シュラ
ウド及び各ブレードが全てアルミニウム等の金属材料で
構成されており、コスト等の面で不利である。

【０００３】一方、従来、上記ターボファンにおけるハ
ブ、シュラウド及び各ブレードを全て樹脂材料で一体に
成形することも知られており、上記のように金属材料を
使用する場合に比較してコストダウン等を図ることがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ターボファ
ンの送風性能を向上させる観点から、各ブレードを３次
元に変化した形状としたり、ブレードのハブ側及びシュ
ラウド側の各端部を中間部よりも厚肉としたりする要求
があり、そのためには各ブレード形状の自由度を大きく
する必要がある。

【０００５】しかし、上記従来のもののようにハブ、シ
ュラウド及び各ブレードを全て樹脂材料で一体成形する
場合、３次元形状や肉厚の異なるブレードの型抜きが不
可能であり、上記要求を満たすことは困難であった。

【０００６】また、ハブ、シュラウド及び各ブレードを
分割して成形した後、それらを一体に組み立てることが
考えられるが、樹脂製のハブやシュラウドの強度の確保
のためにその肉厚を厚くせざるを得ず、ターボファンの
重量や大きさの増大を招くこととなる。

【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主たる目的は、ターボファンの構成材料を
適正に組み合わせることにより、その重量や大きさの増
大を招くことなく、かつコストダウン化を図りながら、
各ブレード形状の自由度を増大させ得るようにすること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的の達成のた
め、請求項１の発明では、ハブ及びシュラウドはアルミ
ニウム製とし、各ブレードについては複雑な成形が容易
な樹脂製とした。

【０００９】すなわち、この発明では、図１及び図２に
示すように、モータ等の回転軸（７）に回転一体に取り
付けられるアルミニウム製のハブ（１６）と、このハブ
（１６）の側方に同心に配置されたアルミニウム製のシ
ュラウド（１８）と、これらハブ（１６）とシュラウド
（１８）との間に円周方向に間隔をあけて放射状に配置
され、かつ各々の両端部（１９ａ），（１９ｂ）がそれ
ぞれハブ（１６）及びシュラウド（１８）に一体的に固
定された複数の樹脂製ブレード（１９），（１９），…
とを備えている。

【００１０】請求項２の発明では、図４に示すように、
上記各ブレード（１９）は、ハブ側端部（１９ａ）とシ
ュラウド側端部（１９ｂ）との間でハブ（１６）の中心
を通る平面に対し滑らかに捩じれているものとする。

【００１１】請求項３の発明では、図９に示すように、
各ブレード（１９）は、ハブ側及びシュラウド側端部
（１９ａ），（１９ｂ）の厚さが中間部よりも大きくさ
れているものとする。

【００１２】上記請求項１のターボファンを製造する方
法として、請求項４の発明では、図１、図５及び図６に
示す如く、各ブレード（１９）のハブ側及びシュラウド
側の端部（１９ａ），（１９ｂ）にそれぞれ突起部（２
０），（２１）を形成する一方、ハブ（１６）及びシュ
ラウド（１８）のブレード取付位置に上記各ブレード
（１９）の突起部（２０），（２１）が挿通される挿通
孔（２２），（２３）を形成しておき、各ブレード（１
９）の突起部（２０），（２１）をハブ（１６）及びシ
ュラウド（１８）の挿通孔（２２），（２３）にそれぞ
れ挿通した後、該挿通孔（２２），（２３）を挿通して
ハブ（１６）及びシュラウド（１８）の背面側に位置す
る突起部（２０），（２１）の先端部を熱加工すること
により、各ブレード（１９）をハブ（１６）及びシュラ
ウド（１８）に対し移動不能に固定する。

【００１３】一方、請求項５の発明では、図８に示すよ
うに、ハブ（１６）及びシュラウド（１８）のブレード
取付位置にねじ挿通孔（２４），（２５）を形成してお
き、各ブレード（１９）をハブ（１６）及びシュラウド
（１８）の上記ブレード取付位置に位置決めした後、ハ
ブ（１６）及びシュラウド（１８）の背面側からねじ
（２６），（２６）を上記ねじ挿通孔（２４），（２
５）を挿通させて各ブレード（１９）の端部（１９
ａ），（１９ｂ）に螺合締結することにより、各ブレー
ド（１９）をハブ（１６）及びシュラウド（１８）に対
し移動不能に固定する。

【００１４】

【作用】上記の構成により、請求項１の発明では、ター
ボファンはアルミニウム製のハブ（１６）及びシュラウ
ド（１８）と樹脂製のブレード（１９），（１９），…
とに分割されているので、この各ブレード（１９）をハ
ブ（１６）及びシュラウド（１８）に一体的に組み付け
ることで、ターボファンが得られる。そのとき、各ブレ
ード（１９）は樹脂製であるので、その形状が３次元形
状や肉厚の異なる複雑な形状であっても容易に成形し
て、その加工を容易に行うことができるとともに、ブレ
ード（１９）の形状の自由度を大きくすることができ
る。

【００１５】また、ハブ（１６）及びシュラウド（１
８）は、樹脂よりも強度の大きいアルミニウム製である
ので、その厚さを樹脂に比べ薄くでき、その分、ターボ
ファンの重量を軽くしかつ大きさをコンパクトなものと
することができる。

【００１６】請求項２の発明では、ターボファンにおけ
るブレード（１９），（１９），…の各々が、そのハブ
側端部（１９ａ）とシュラウド側端部（１９ｂ）との間
でハブ（１６）の中心を通る平面に対し滑らかに捩じれ
ているので、３次元形状のブレード（１９）が容易に得
られる。

【００１７】請求項３の発明では、各ブレード（１９）
のハブ側及びシュラウド側端部（１９ａ），（１９ｂ）
の厚さが中間部よりも大きくされているので、肉厚の変
化するブレード（１９）が容易に得られる。

【００１８】請求項４の発明では、上記請求項１のター
ボファンを製造する場合、予めハブ（１６）及びシュラ
ウド（１８）のブレード取付位置に形成されている挿通
孔（２２），（２３）に、各ブレード（１９）のハブ側
及びシュラウド側の端部（１９ａ），（１９ｂ）に突設
されている突起部（２０），（２１）をそれぞれ挿通し
た後、そのハブ（１６）及びシュラウド（１８）の背面
側に位置する突起部（２０），（２１）の先端部を熱加
工することにより、各ブレード（１９）がハブ（１６）
及びシュラウド（１８）に対し移動不能に固定される。
一方、請求項５の発明では、ターボファンを製造する場
合、各ブレード（１９）をハブ（１６）及びシュラウド
（１８）の上記ブレード取付位置に位置決めした後、ハ
ブ（１６）及びシュラウド（１８）の背面側からねじ
（２６），（２６）を、予めハブ（１６）及びシュラウ
ド（１８）のブレード取付位置に形成されているねじ挿
通孔（２４），（２５）を挿通させて各ブレード（１
９）の端部（１９ａ），（１９ｂ）に螺合締結すること
により、各ブレード（１９）がハブ（１６）及びシュラ
ウド（１８）に対し移動不能に固定される。従って、こ
れらの発明では、上記構成のターボファンを容易に製造
することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図３は本発明の実施例に係るターボファンを天井
埋込型空気調和機（Ａ）にした場合を示し、（１）は室
内の天井に埋め込まれる矩形箱状のケーシングであっ
て、このケーシング（１）は下方に開口され、この開口
部は、中央部に吸込口（２）を、また周縁部に複数の吹
出口（３），（３），…をそれぞれ開口せしめた化粧パ
ネル（９）で覆われている。ケーシング（１）の内部に
は上記吸込口（２）を各吹出口（３）に連通する空気流
路（４）が形成され、この空気流路（４）の途中には室
内側熱交換器（５）が環状に配設されている。ケーシン
グ（１）内の上壁部には、熱交換器（５）内に位置する
モータ（６）がその回転軸（７）を下向きに突出せしめ
て取り付けられ、このモータ（６）の回転軸（７）には
下方から吸い込んだ空気を半径方向外側に押し出すター
ボファン（１５）が回転一体に取り付けられており、こ
のターボファン（１５）をモータ（６）の駆動により回
転させることにより、室内の空気をケーシング（１）の
吸込口（２）から空気流路（４）に吸い込んで熱交換器
（５）に供給し、そこで熱交換により冷却又は加熱され
た後、各吹出口（３）からケーシング（１）外に吹き出
させるようになっている。

【００２０】（８）はターボファン（１５）の下方に配
置されかつ上方に向かって径が小さくなるように形成さ
れたベルマウス形状の吸込シュラウドで、吸込口（２）
から吸い込まれた空気をターボファン（１５）に向けて
収束させながら案内するものである。また、（１０）は
ターボファン（１５）と熱交換器（５）との間に配置さ
れた補助ヒータである。

【００２１】上記ターボファン（１５）は、図１及び図
２に拡大詳示するように、中心部が周縁部よりも下方に
凹陥されかつ該凹陥部の中心にてモータ（６）の回転軸
（７）に回転一体に取り付けられたアルミニウム製のハ
ブ（１６）と、このハブ（１６）の下方に同心に配置さ
れ、かつ中心部が周縁部よりも下方にハブ（１６）と略
同じ形状で凹陥されて該凹陥部の中心部に中心孔（１
７）を有し、この中心孔（１７）が上記吸込シュラウド
（８）周りに一定の間隙をあけて同心状に配置されるベ
ルマウス形状のアルミニウム製のシュラウド（１８）と
を備えている。そして、上記ハブ（１６）とシュラウド
（１８）との間には複数（図では１０枚）の樹脂製ブレ
ード（１９），（１９），…が円周方向に不等の間隔を
あけてかつその内周縁部が外周縁部よりもターボファン
（１５）の回転方向前側に位置するいわゆる後傾翼の形
態で放射状に配置されている。そして、この各ブレード
（１９）のハブ側及びシュラウド側端部（１９ａ），
（１９ｂ）はそれぞれハブ（１６）及びシュラウド（１
８）に対し、該ハブ側及びシュラウド側端部（１９
ａ），（１９ｂ）に突設した突起部（２０），（２１）
の熱加工により一体的に接合されている。そして、この
複数のブレード（１９），（１９），…を介してシュラ
ウド（１８）がハブ（１６）に一体的に連結固定されて
いる。

【００２２】すなわち、このターボファン（１５）を製
造する方法を説明すると、図６及び図７に示す如く、各
ブレード（１９）のハブ側端部（１９ａ）に複数のハブ
側突起部（２０），（２０），…を、またシュラウド側
の端部（１９ｂ）に複数のシュラウド側突起部（２
１），（２１），…をそれぞれ形成する。一方、ハブ
（１６）において各ブレード（１９）が取り付けられる
ブレード取付位置には、上記各ブレード（１９）のハブ
側突起部（２０），（２０），…が挿通される挿通孔
（２２），（２２），…を、またシュラウド（１８）に
おける同様のブレード取付位置には、各ブレード（１
９）のシュラウド側突起部（２１），（２１），…が挿
通される挿通孔（２３），（２３），…をそれぞれ形成
する。そして、図５に示すように、各ブレード（１９）
のハブ側突起部（２０），（２０），…をハブ（１６）
の挿通孔（２２），（２２），…に、またシュラウド側
突起部（２１），（２１），…をシュラウド（１８）の
挿通孔（２３），（２３），…にそれぞれ先端部がハブ
（１６）及びシュラウド（１８）の背面側に突出するよ
うに挿通し、しかる後、図１に示すように、各挿通孔
（２２），（２３）を挿通してハブ（１６）及びシュラ
ウド（１８）の背面側に位置する突起部（２０），（２
１）の先端部を熱加工して変形させることにより、各ブ
レード（１９）をハブ（１６）及びシュラウド（１８）
に対し移動不能に固定する。

【００２３】また、図４に示す如く、上記各ブレード
（１９）は、ハブ側端部（１９ａ）とシュラウド側端部
（１９ｂ）とで形状が異なり、ハブ側端部（１９ａ）の
外周側がシュラウド側端部（１９ｂ）の外周側に対しフ
ァン回転方向前側に位置し、ハブ側端部（１９ａ）の内
周側がシュラウド側端部（１９ｂ）の内周側に対しファ
ン回転方向後側に位置するようにハブ側端部（１９ａ）
とシュラウド側端部（１９ｂ）との間でハブ（１６）の
中心を通る平面に対し滑らかに捩じれている。

【００２４】したがって、上記実施例においては、空気
調和機（Ａ）におけるターボファン（１５）は、ハブ
（１６）及びシュラウド（１８）と複数のブレード（１
９），（１９），…とに分割されているので、各ブレー
ド（１９）をハブ（１６）及びシュラウド（１８）間に
組み付けることで、これらを一体的に連結固定したター
ボファン（１５）が得られる。

【００２５】そのとき、各ブレード（１９）は樹脂製で
あるので、その形状がハブ側端部（１９ａ）とシュラウ
ド側端部（１９ｂ）との間でハブ（１６）の中心を通る
平面に対し滑らかに捩じれている３次元形状の複雑な形
状であっても、ブレード（１９）を容易に成形でき、そ
の形状の自由度を大きくしてターボファン（１５）の性
能を向上させることができるとともに、そのブレード
（１９）の加工をも容易に行うことができる。

【００２６】しかも、ハブ（１６）及びシュラウド（１
８）は、樹脂よりも強度の大きいアルミニウム製である
ので、その厚さを樹脂に比べ薄くでき、その分、ターボ
ファン（１５）の重量を軽くしかつ大きさをコンパクト
なものとすることができる。

【００２７】尚、上記実施例では、各ブレード（１９）
の突起部（２０），（２１）を熱加工してハブ（１６）
及びシュラウド（１８）に固定するようにしているが、
その他の固定方法を採用することもできる。例えば図８
はその一例を示し、この方法では、予めハブ（１６）の
ブレード取付位置にねじ挿通孔（２４），（２４），…
を、またシュラウド（１８）のブレード取付位置にねじ
挿通孔（２５），（２５），…をそれぞれ形成してお
く。そして、各ブレード（１９）をハブ（１６）及びシ
ュラウド（１８）の上記ブレード取付位置に位置決めし
た後、ハブ（１６）及びシュラウド（１８）の背面側か
らそれぞれねじ（２６），（２６）を上記ねじ挿通孔
（２４），（２５）を挿通させて各ブレード（１９）の
端部（１９ａ），（１９ｂ）に螺合締結することによ
り、各ブレード（１９）をハブ（１６）及びシュラウド
（１８）に対し移動不能に固定すればよい。

【００２８】また、上記実施例では、各ブレード（１
９）の厚さをハブ側端部（１９ａ）からシュラウド側端
部（１９ｂ）まで一定としているが、図９に示す如く、
各ブレード（１９）のハブ側及びシュラウド側端部（１
９ａ），（１９ｂ）の厚さを中間部よりも厚くしてもよ
い。この場合、ハブ側端部（１９ａ）からシュラウド側
端部（１９ｂ）に至る間に肉厚の変化するブレード（１
９）が容易に得られ、ターボファン（１５）の性能の向
上等に寄与することができる。また、上記実施例では、
ブレード（１９），（１９），…の間隔が不等ピッチと
されたターボファンの場合であるが、本発明は等ピッチ
のブレードを持ったターボファンでも適用することがで
きるのは勿論のことである。

【００２９】さらに、上記実施例は、空気調和機（Ａ）
に使用されるターボファン（１５）の場合であるが、本
発明はその他の機器に使用されるターボファンにも適用
できるのはいうまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、ターボファンをアルミニウム製のハブ及びシュ
ラウドと樹脂製のブレードとに分割して、これらを組み
合わせて形成するようにしたことにより、樹脂製のブレ
ードにより、その形状が３次元形状や肉厚の異なる複雑
な形状であっても容易に成形してブレードの形状の自由
度を増大させることができ、延いてはターボファンの性
能の向上を図ることができるとともに、ハブ及びシュラ
ウドの厚さを樹脂に比べ薄くして、ターボファンの軽量
化及びコンパクト化を図ることができる。

【００３１】請求項２の発明によると、各ブレードが、
ハブ側端部とシュラウド側端部との間でハブの中心を通
る平面に対し滑らかに捩じれているものとしたことによ
り、３次元形状のブレードが容易に得られる。

【００３２】請求項３の発明によれば、各ブレードは、
ハブ側及びシュラウド側端部の厚さが中間部よりも大き
くされているものとしたことにより、肉厚の変化するブ
レードが容易に得られる。

【００３３】請求項４の発明では、上記ターボファンを
製造する方法として、予め、各ブレードのハブ側及びシ
ュラウド側の端部にそれぞれ突起部を形成する一方、ハ
ブ及びシュラウドのブレード取付位置に各ブレードの突
起部が挿通される挿通孔を形成しておき、各ブレードの
突起部をハブ及びシュラウドの挿通孔にそれぞれ挿通し
た後、ハブ及びシュラウドの背面側に位置する突起部の
先端部を熱加工して、各ブレードをハブ及びシュラウド
に対し移動不能に固定することとした。また、請求項５
の発明では、予めハブ及びシュラウドのブレード取付位
置にねじ挿通孔を形成しておき、各ブレードをハブ及び
シュラウドのブレード取付位置に位置決めした後、ハブ
及びシュラウドの背面側からねじをねじ挿通孔を挿通さ
せて各ブレードの端部に螺合締結し、各ブレードをハブ
及びシュラウドに対し移動不能に固定することとした。
従って、これらの発明では上記ターボファンを容易に製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のＩ―Ｉ線拡大断面図である。

【図２】本発明の実施例に係るターボファンを下方から
見た平面図である。

【図３】天井埋込型空気調和機の縦断面図である。

【図４】ターボファンにおける各ブレードの形状変化を
示す平面図である。

【図５】ターボファンの製造途中の状態を示す断面図で
ある。

【図６】ブレードの正面図である。

【図７】ブレードの斜視図である。

【図８】ターボファンの製造方法の変形例を示す図５相
当図である。

【図９】ブレードの変形例を示す側面図である。

【符号の説明】

（Ａ） 空気調和機 （６） モータ （７） 回転軸 （１５） ターボファン （１６） ハブ （１８） シュラウド （１９） ブレード （１９ａ） ハブ側端部 （１９ｂ） シュラウド側端部 （２０），（２１） 突起部 （２２），（２３） 挿通孔 （２４），（２５） ねじ挿通孔 （２６） ねじ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸（７）に回転一体に取り付けられ
   るアルミニウム製のハブ（１６）と、 上記ハブ（１６）の側方に同心に配置されたアルミニウ
   ム製のシュラウド（１８）と、 上記ハブ（１６）とシュラウド（１８）との間に円周方
   向に間隔をあけて放射状に配置され、かつ各々の両端部
   （１９ａ），（１９ｂ）がそれぞれハブ（１６）及びシ
   ュラウド（１８）に一体的に固定された複数の樹脂製ブ
   レード（１９），（１９），…とを備えたことを特徴と
   するターボファン。
2. 【請求項２】 請求項１記載のターボファンにおいて、 各ブレード（１９）は、ハブ側端部（１９ａ）とシュラ
   ウド側端部（１９ｂ）との間でハブ（１６）の中心を通
   る平面に対し滑らかに捩じれていることを特徴とするタ
   ーボファン。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のターボファンにお
   いて、 各ブレード（１９）は、ハブ側及びシュラウド側端部
   （１９ａ），（１９ｂ）の厚さが中間部よりも大きくさ
   れていることを特徴とするターボファン。
4. 【請求項４】 請求項１記載のターボファンを製造する
   方法であって、 各ブレード（１９）のハブ側及びシュラウド側の端部
   （１９ａ），（１９ｂ）にそれぞれ突起部（２０），
   （２１）を形成する一方、ハブ（１６）及びシュラウド
   （１８）のブレード取付位置に上記各ブレード（１９）
   の突起部（２０），（２１）が挿通される挿通孔（２
   ２），（２３）を形成しておき、 各ブレード（１９）の突起部（２０），（２１）をハブ
   （１６）及びシュラウド（１８）の挿通孔（２２），
   （２３）にそれぞれ挿通した後、該挿通孔（２２），
   （２３）を挿通してハブ（１６）及びシュラウド（１
   ８）の背面側に位置する突起部（２０），（２１）の先
   端部を熱加工することにより、各ブレード（１９）をハ
   ブ（１６）及びシュラウド（１８）に対し移動不能に固
   定することを特徴とするターボファンの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載のターボファンを製造する
   方法であって、 ハブ（１６）及びシュラウド（１８）のブレード取付位
   置にねじ挿通孔（２４），（２５）を形成しておき、 各ブレード（１９）をハブ（１６）及びシュラウド（１
   ８）の上記ブレード取付位置に位置決めした後、ハブ
   （１６）及びシュラウド（１８）の背面側からねじ（２
   ６），（２６）を上記ねじ挿通孔（２４），（２５）を
   挿通させて各ブレード（１９）の端部（１９ａ），（１
   ９ｂ）に螺合締結することにより、各ブレード（１９）
   をハブ（１６）及びシュラウド（１８）に対し移動不能
   に固定することを特徴とするターボファンの製造方法。