JP5125565B2 - クロスフローファンの連結構成部材、クロスフローファン、空気調和機の室内機 - Google Patents

Description

この発明は、送風機として使用されるクロスフローファンの連結構成部材およびそれを用いたクロスフローファンおよびそれを用いた空気調和機の室内機に関するものである。

従来のクロスフローファンの連結構成部材は、板状支持部材の一面側に、複数の羽根が所定の不等ピッチで円筒状に突出して設けられている。羽根が突設している面とは反対側の面には羽根と同間隔な不等ピッチにて、溶着溝が設けられると共に、溶着溝の壁面の内周側に接してテーパ状の突出リングが設けられている。

そして、連結構成部材の溶着溝に別の連結構成部材の羽根先端面を溶着させ、連結構成部材同士を直列に連結してクロスフローファンを構成する。溶着に際し、連結構成部材の成形時に発生した歪により羽根の先端部が内径方向に収縮していても、羽根の先端部が、テーパ状の突出リングにガイドされ、外径方向に拡大することで、溶着溝内に挿入されるようになっている。（例えば、特許文献１参照。）

実開平５−１７１９８（００１０〜００１２欄、図１〜図３）

従来の溶着溝の壁面内周側に接してテーパ状の突出リングを設けたクロスフローファンの連結構成部材においては、成形時に発生した歪により羽根の先端部が内径方向に収縮した連結構成部材を別の連結構成部材に連結するために、羽根先端部を溶着溝まで突出リングにガイドさせようとした場合、溶着溝底面に対して垂直である溶着溝の壁面内周側とテーパ状の突出リングが接する角部にて引っ掛かりが生じるため、
（１）羽根や突出リングの角部が欠損して、送風時に異常音が発生したり、騒音が大きくなったりする。
（２）羽根の溶着溝への挿入性が悪化して連結構成部材同士を連結する作業の作業効率が低下する。
（３）クロスフローファンの組み立て作業者が羽根を溶着溝の正規の溶着位置まで挿入せずに溶着してしまうという製造不良が起こり易くなる。
という問題点があった。

また、溶着溝壁面と突出リングとが接する角部において引っ掛かることなく、滑らかに羽根を溶着溝へ挿入させるためには、突出リングのテーパ面を板状支持部材の平面に対してできるだけ直角に近づける、すなわち突出リングの板状支持部材の平面を基準とした傾斜角度をできるだけ大きくしておけばよい。しかし、内径方向に収縮した羽根の先端部を突出リングのテーパ面に沿わして溶着溝まで導くためには、収縮した羽根の内径よりも突出リングのテーパ面上端の内径を小さくする必要があり、テーパ面の傾斜角度を大きくした突出リングでは、収縮した羽根の内径よりも突出リングのテーパ面上端の内径を小さくするために、突出リングの高さをより高くしなければならなかった。そのため、送風路の一部が高さの高い突出リングに遮断されるので、連結構成部材を連結後の羽根の送風面積が小さくなってしまい、クロスフローファンの送風量が低下するという問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、その目的は送風性能を悪化させることなく、連結構成部材を他の連結構成部材に連結させる際に羽根の引っ掛かりが発生せず、滑らかに羽根の先端部を溶着溝へと挿入させることができるクロスフローファンの連結構成部材、およびその連結構成部材を用いて、低騒音で送風量が大きいクロスフローファンを得ることであり、また、このクロスフォローファンを用いて、送風量を低下させずに、クロスフローファンによる異常音の発生のない低騒音な空気調和機を得ることである。

この発明に係るクロスフローファンの連結構成部材は、円環状の板状支持部材の一面側に周方向に所定の不等ピッチで突設される複数の羽根と、板状支持部材の羽根が突設している面とは反対側の面に周方向に所定の不等ピッチで設けられ、羽根の断面形状と相似な形をなす底面を有するとともに、この底面よりも開口部が拡大するように壁面全周が傾斜した呼び込み壁面をなす複数の溶着溝と、板状支持部材の溶着溝が形成されている面上に設けられ、呼び込み壁面の内周側上端部に下端部が接するとともに板状支持部材の中心方向に傾斜して前記羽根の先端部を溶着溝までガイドする傾斜面を外周に有し、板状支持部材の半径方向幅Ｅの２５％以上となる半径方向幅ａにてなる円環状の突出リングと、を備えたものである。

この発明に係るクロスフローファンの連結構成部材は、溶着溝壁面と突出リングとが接する角部において羽根の先端部が引っ掛かることなく、従来のものより小さい力で羽根を溶着溝へ滑らかに挿入させることが可能となる。そのため、
（１）連結構成部材の欠損が発生せず、クロスフローファンの送風時に異常音が発生したり、騒音が大きくなったりすることがない。
（２）連結構成部材を連結させて組み立てるクロスフローファンの組み立ての作業性が向上し、組み立て作業時間が短縮できる。
（３）羽根が溶着溝の正規の溶着位置まで挿入されていないことによる製造不良の発生を防止することができる。
という効果を得ることができる。

また、突出リングの高さを低く抑えつつ、羽根の先端部が引っ掛かることなく羽根を溶着溝へ滑らかに挿入させることができるので、突出リングによる羽根の送風面積の減少を抑制することができる。よってクロスフローファンの送風量を従来のものよりも大きくすることができ、送風性能の優れたクロスフローファンが得られる効果がある。

実施の形態１．
図１および図２はクロスフローファン１の構成部材の一つである連結構成部材２の斜視図、図３は連結構成部材２の溶着溝４周辺の部分断面図、図４はクロスフローファン１の組み立てで連結構成部材２の溶着溝４に別の連結構成部材２の羽根３を挿入する途中の様子を表す部分断面図、図５はクロスフローファン１の組み立てで連結構成部材２の溶着溝４に別の連結構成部材２の羽根３を挿入し終えた状態を表す部分断面図、図６はクロスフローファン１の構成部材の一つであり、クロスフローファン１の一方の端部に設置される端板部材１００の斜視図、図７はクロスフローファン１の構成部材の一つであり、クロスフローファン１の他方の端部に設置される端部構成部材２００の断面図、図８および図９はクロスフローファン１の斜視図を示すものである。

図１および図２に示す連結構成部材２は、図８および図９に示すように少なくとも複数が直列に連結することでクロスフローファン１を構成する部材であり、クロスフローファン１の構成要素の一つである。図１に示すように連結構成部材２は円環状の板状支持部材８を有し、その板状支持部材８の一面側（図１においては下方側）には、複数枚の羽根３が周方向に所定の不等ピッチ状態にて円筒状に突出して形成されている。

図２は、連結構成部材２をその羽根３の先端部の方向から見た斜視図であるが、板状支持部材８とは反対側で自由端となっている羽根３の端面３ａには、図示されていないが、羽根３を別の連結構成部材２に溶着にて連結させる際の溶着時の溶け代が設けられており、羽根３はこの端面３ａが溶着面となる。

板状支持部材８の羽根３が突設されている面とは反対側の面には、羽根３の断面形状ほぼ同一かわずかに大きい相似な形をなす底面４ａを有する複数の溶着溝４が、羽根３の不等ピッチと同様な間隔の不等ピッチであるが、羽根３とは位相を２〜８度ずらして形成されている。そして、溶着溝４の底面４ａの周囲には、連結構成部材２同士を連結する際に直列する別の連結構成部材の羽根３を対応する溶着溝４の定位置に誘い込むため、角度αの傾斜角度である呼び込み壁面５が設けてられている。

ここで傾斜角度αは、図３に示されるように板状支持部材８の平面と呼び込み壁面５が成す角度のことであり、７５度から８５度の角度となっている。溶着溝４は、周囲の壁面全周が傾斜角度αを有する呼び込み壁面５となっていて、呼び込み壁面５は、溶着溝４の開口部形状が底面４ａの形状よりも拡大される方向に傾斜角度αで傾斜している。すなわち呼び込み壁面５により、溶着溝４の開口部面積は底面４ａの面積よりも大きくなっている。

溶着溝４は、連結構成部材２を連結してクロスフローファン１を製作する際に、直列する別の連結構成部材２の羽根３が正しい位置で溶着されるように、羽根３の位置決め機能を有している。呼び込み壁面５の傾斜角度αを７５度以上８５度以下にすることで、連結のために溶着溝４に挿入された羽根３が、溶着する前に内径方向に収縮しようとする羽根３の復元力によって溶着溝４から外れようとしても、呼び込み壁面５の角度が大きく羽根３が乗り越えらず、移動しようとする羽根３を呼び込み壁面５が引っ掛けて移動させないため、一度挿入された羽根３の溶着溝４からの外れを防ぐことができる。

また、クロスフローファン１の組み立て作業者が、連結構成部材２同士を溶着させる前に接続する、すなわち連結構成部材２の羽根３を直列する他の連結構成部材２の溶着溝４に挿入させる際に、呼び込み壁面５の傾斜角度αを７５度以上８５度以下にすることで、羽根３が呼び込み壁面５を滑って溶着溝底面４ａに落下する手応えを作業者が感じることができ、羽根３を溶着溝４の底面まで挿入できたことを認知できる。よって羽根３が正確な溶着位置にセットされない、すなわち溶着溝４の定位置に正しく挿入さていないことによる溶着不良や不正な位置で溶着されてしまう製造不良の発生を防止することができる。

板状支持部材８の溶着溝４が形成されている側の面上で溶着溝４の内周側には、溶着溝４の呼び込み壁面５の内周側に接して、板状支持部材８の内径中心方向に傾斜する傾斜角度βの傾斜面７を外周に有した円環状の突出リング６が板状支持部材８と一体的に設けられている。傾斜面７の下端部が、溶着溝４の呼び込み壁面５の内周側上端部に接している。ここで傾斜角度βは、図３に示されるように板状支持部材８の平面と突出リング６の傾斜面７が成す角度である。この傾斜面７が、作業者が羽根３を別の連結構成部材２の対応する溶着溝４に挿入しようとする際に、成形時に発生した変形により内径方向に収縮した羽根３の先端部を拡張させながら溶着溝４までガイドするのである。

連結構成部材２の構成部品である板状支持部材８、羽根３、溶着溝４、突出リング６は、樹脂成形にて一体的に成形されるが、連結構成部材２の樹脂成形時に、板状支持部材８が羽根３の突設している側へとすぼむ、すなわち板状支持部材８は、半径方向に外周側に進むほど羽根３の立設方向へとたわむような変形を起こす。このような板状支持部材８の成形時の変形によって、羽根３の先端部が内径方向へ収縮してしまうのである。

したがって板状支持部材８の成形時のすぼむ変形を小さくできれば、羽根３の先端部の内径方向への収縮量も小さくできる。板状支持部材８の成形時の変形を小さくするには、板状支持部材８の剛性を高めることが有効である。そこで、板状支持部材８を円環状でなく、内周が存在しない単なる円板で構成すれば板状支持部材８の剛性は高められる。しかし、このように板状支持部材８を円環状から中実円板に変更すると、板状支持部材８の重量は大幅に増加することになる。

クロスフローファン１は通常、図８に示すように長手方向、すなわち連結構成部材２の連結方向に長く構成されるものであり、また、空気調和機の室内機などに搭載される場合には、その長手方向が水平になるように配置され、長手方向の両端で回転支持される。このように配置され回転支持されるクロスフローファン１で、板状支持部材８の重量が大幅に増加すると、クロスフローファン１は、両端を支点に中央が重力方向に撓んでしまう変形を起こす。そのように撓んでしまうと、クロスフローファン１は撓んだ状態で回転駆動されることになり、振れ回りによって異常振動や異音が発生する。

そのため、板状支持部材８を中実円板化してその剛性を高める方法は、クロスフローファン１が、その長手方向が重力方向と平行となるように、すなわち縦に配置される場合や、水平に配置される場合でもクロスフローファン１の長手方向の距離が短い場合には有効であるが、このように配置や構成が特定された状態の時にしか有効とはならない。

そこでこの実施の形態における連結構成部材２は、羽根３の先端部の内径方向への収縮を抑制させるべく、重量をさほど増やさずに板状支持部材８の高剛性化を図るために、第一の手段として、板状支持部材８と突出リング６の内周部に板状支持部材８および突出リング６の内径中心、すなわち連結構成部材２の中心付近から、突出リング４の高さｂと板状支持部材８の高さｈを足し合わせた高さ（ｂ＋ｈ）と同等かそれより小さい高さの梁９を複数本放射状に設けている。梁９は、板状支持部材８と突出リング６の両方の内周部に位置するように設けてもよいし、どちらか一方の内周部にだけ位置するように設けてもよい。

ここで図３に示すように、突出リング６の高さｂは、板状支持部材８の上端面（溶着溝４が形成されている面）から突出リング６の上端面までの距離であり、板状支持部材８の高さｈは、板状支持部材８の上端面と下端面（羽根３が突設している面）間の距離である。梁９は少なくとも３本は必要である。複数の梁９は板状支持部材８の内径中心付近で結合し、そこから放射状に延びて、それぞれの梁９の先（外側）が、板状支持部材８や突出リング６の内周面に接合する。梁９も連結構成部材２の構成部品として樹脂成形にて他の構成部品と一体的に形成される。梁９によって、板状支持部材８の剛性を大幅に高めることができる。

そして、第二の手段として、羽根３の先端部を溶着溝４まで拡張させる傾斜面７を有する突出リング６を用いて板状支持部材８の剛性を高めるようにしている。ここで図３に示す寸法Ｅは、円環状である板状支持部材８の円環の半径方向幅であり、板状支持部材８の外径φＤｏと内径φＤｉ（いずれも直径）を用いれば、Ｅ＝（Ｄｏ−Ｄｉ）／２にて求められる寸法である。また、図３の寸法ａは、円環状の突出リング６の半径方向幅であり、突出リング６の内周から突出リング６の最外周、すなわち傾斜面７が溶着溝４の呼び込み壁面５と接する位置までの水平距離である。板状支持部材８と突出リング６の内径はともにφＤｉで等しいものである。

この連結構成部材２において、所定の高さｂ（ｂ＞０）を有する突出リング６の幅ａは、板状支持部材８の高さｈよりも２倍以上大きく、板状支持部材８の幅Ｅの２５％以上となるように設けられている。すなわち突出リング６の幅を大きくすることで板状支持部材８の剛性を高めるのである。なお、高さｂを高くしても剛性を高められるが、突出リング６の高さは送風路を遮断し、羽根３の送風面積を減少させてしまうので、この連結構成部材２では、突出リング６の高さｂをできるだけ低く抑えるようにしている。

梁９の形成および突出リング６の幅ａを板状支持部材８の幅Ｅの２５％以上とすることにより、板状支持部材８の剛性が高められるので、この連結構成部材２では、板状支持部材８の幅Ｅを、板状支持部材８の外径φＤｏに対して２５％以下まで小さくすることができ、板状支持部材８の重量増加を抑制して板状支持部材８の高剛性化を図ることができる。これによって、板状支持部材８が樹脂成形される時にすぼんでしまう変形を抑制することができ、板状支持部材８がすぼむことによる羽根３先端部の内径方向への収縮量を小さくすることができる。

突出リング６の傾斜面７の傾斜角度βは、突出リング６の高さｂをできるだけ低くして、組み立てを完了したクロスフローファン１の羽根３の送風面積、すなわち羽根３による長手方向の送風路幅ができるだけ大きくなるように、且つ溶着溝４の呼び込み壁面５と突出リング６の傾斜面７とが接する角部において、傾斜面７にガイドされ、傾斜面７をスライドしてきた羽根３の先端部が引っ掛かることなく、滑らかに羽根３を溶着溝４へ挿入できるような角度に設定する必要がある。

図１０は、溶着溝４の内周側の呼び込み壁面５と突出リング６の傾斜面７とが接する角部にて、呼び込み壁面５と傾斜面７とが形成する鈍角λについて説明するための模式図である。鈍角λは、図１０に示されるように、呼び込み壁面５から、呼び込み壁面５と傾斜面７とが接する点を中心として反時計回りに回って傾斜面７まで進む角度である。鈍角λが小さいほど羽根３の先端部の引っ掛かりが発生し易くなる。

突出リング６の高さｂを一定とすれば、傾斜面７の傾斜角度βが小さいほど、傾斜面７の上端がより内側に、すなわち板状支持部材８の内径中心に近づく方向に位置するようになる。羽根３の先端部は内径方向に、すなわち半径方向に板状支持部材８の中心に向かって収縮するが、傾斜面７の上端の位置よりももっと内側に収縮してしまっていたら、傾斜面７は羽根３の先端部をスライドさせて溶着溝４へと誘い込めない。よって、傾斜角度βは小さいほど、傾斜面７の上端がより内側に位置するようになるので、収縮した羽根３の先端部をガイドすることの信頼性が高まる。

しかし、鈍角λは、λ＝１８０度−（α−β）で求まるものであり、傾斜角度αを一定とすれば傾斜角度βが小さいほど、鈍角λも小さくなるので、呼び込み壁面５と傾斜面７とが接する角部で、傾斜面７をスライドしてきた羽根３の先端部の引っ掛かりが発生し易くなってしまう。溶着溝４の呼び込み壁面５の傾斜角度αは、上記したように作業者が羽根３の挿入完了を手応えとして感じられたり、挿入後の羽根３の外れを防いだりするために、７５度から８５度に設定されている。

本実施の形態の連結構成部材２は、呼び込み壁面５がこのように７５度から８５度の傾斜角度αを有しているので、溶着溝壁面が垂直状な従来のものに比べて、鈍角λが緩和されることになり、引っ掛かりの発生を防ぐ方向へ有効に作用している。

このように呼び込み壁面５の傾斜角度αが先に設定されているので、呼び込み壁面５と傾斜面７とが接する角部における羽根３先端部の引っ掛かり発生を防止する信頼性をより高めるためには、傾斜面７の傾斜角度βをなるべく大きくして、鈍角λをさらに大きくすればよい。しかし傾斜面７の上端の半径方向位置を一定とすれば、傾斜面７の傾斜角度βが大きいほど、突出リング６の高さｂが高くなってしまう。

突出リング６は、羽根３と重なるようにして羽根３が作り出す風の風路に突出しているので、羽根３の送風面積を減少させることになる。そのため高さｂが高いほど羽根３の送風面積の減少量が大きくなってしまう。なお羽根３の送風面積とは、羽根３によって作り出されるクロスフローファン１の長手方向に直交する方向への風の風路面積を意味している。突出リング６は、羽根３の送風方向に羽根３の一部と重なり、この重なった部分では羽根３の作り出す風が突出リング６に遮断されて送風されなくなるため、風路面積がその分減少するのである。

しかし、上記したように本実施の形態に示す連結構成部材２は、２つの手段で板状支持部材８の剛性を高めており、そのために羽根３の内径方向への収縮量が従来のものに比べて大きく低減している。よって、突出リング６の傾斜面７の上端位置を従来のものより外側へ位置させることができる。そのため、羽根３先端部の引っ掛かりが生じない鈍角λとなるように傾斜面７の傾斜角度βを設定しても、突出リング６の高さｂを低くすることができるようになる。

そこで本実施の形態の連結構成部材２では、傾斜面７の傾斜角度βを４５度から６０度に設定して、呼び込み壁面５の傾斜角度αと合わせて、それらが接する角部の鈍角λを１４０度から１６５度として、角部での羽根３先端部の引っ掛かりを防いでいる。そして突出リング６は、その高さｂが板状支持部材８の高さｈよりも小さくなるように形成されている。当然のことであるが、突出リング６の高さｂは、板状支持部材８の高さｈよりも大きい突出リング６の幅ａよりも小さいものである。

傾斜角度βが小さいほど、突出リング６の高さｂは低くでき、β＝４５度（１４０度≦λ≦１５０度）の場合では、高さｂを板状支持部材８の高さｈの半分まで低くでき、突出リング６による羽根３の送風面積の低減を抑え、すなわち従来のものに比べれば羽根３の送風面積が大きくなり、クロスフローファン１の送風量を増加させることができる。そして、溶着溝４と突出リング６とが接する角部において、羽根３の先端部が引っ掛かることなく、従来のものより小さい力で羽根３を溶着溝４へ滑らかに挿入させることが可能となる。

ここでは、傾斜面７の傾斜角度βが溶着溝４の呼び込み壁面５の傾斜角度αよりも小さく構成している。呼び込み壁面５の傾斜角度αと傾斜面７の傾斜角度βを９０度より小さい角度で等しく構成すれば、鈍角λが１８０度となって、溶着溝４と突出リング６とが接する角部は消滅し、連続した平面となる。

なお、この連結構成部材２では、羽根３先端部の内側への収縮を抑制すべく、板状支持部材８の剛性を高める手段として、梁９を設け、板状支持部材８の幅Ｅを、板状支持部材８の外径φＤｏに対して２５％以下まで小さく抑えて板状支持部材８の重量増加を抑制しつつ、板状支持部材８を高剛性化しているが、梁９は必ずしも必要とするものではない。

梁９を設けずに、板状支持部材８の内径φＤｉをもっと小さくして、板状支持部材８の幅Ｅが板状支持部材８の外径φＤｏの２５％を超える大きさにし、それに伴って内径がφＤｉと等しい突出リング６の幅ａも大きくすることで、板状支持部材８の剛性を高めてもよい。この場合では、突出リング６の幅ａの板状支持部材８の幅Ｅに対する割合が、より高くなる。このように構成した場合、梁９を形成した場合と比べると、板状支持部材８の重量が増加することも起こり得るが、水平に設置されたクロスフローファン１が重力方向に撓まない範囲であれば問題はない。

本実施の形態に示すクロスローファン１の連結構成部材２は、羽根３の先端部を挿入する板状支持部材８に形成される溶着溝４の壁面を、開口部が底面４ａよりも拡大するように傾斜（本実施においては傾斜角度αが７５度から８５度）させた呼び込み壁面５を形成しているので、クロスフローファン１の組み立て作業者が、羽根３の溶着溝４への挿入完了を、羽根３が呼び込み壁面５を滑って溶着溝底面４ａに落下する手応えが感じられることで認知できたり、挿入後の羽根３の外れを防いだりすることができ、羽根３が溶着溝４の定位置に正しく挿入さていないことによる溶着不良の発生を防止することができる。

また、この連結構成部材２は、傾斜角度αを有する呼び込み壁面５の内周側に下端部が接するとともに、板状支持部材８の内径中心方向に傾斜角度β（本実施例においてはβが４５度から６０度）で傾斜して、内径方向に収縮した羽根３の先端部を溶着溝４まで拡張させる傾斜面７を有する突出リング６を設けたので、呼び込み壁面５内周側と突出リング６の傾斜面７とが接する角部の鈍角λを大きくでき、傾斜面７をスライドしてきた羽根３先端部の上記した角部での引っ掛かりの発生を防止することができる。

そのため、従来のものより小さい力で羽根３を溶着溝４へ滑らかに挿入させることが可能となり、連結構成部材２の羽根３や上記した角部の欠損の発生がなくなって、クロスフローファン１の送風時に異常音が発生したり、騒音が大きくなったりせず、またクロスフローファン１の組み立て作業性が向上して組み立て作業時間の短縮が図れ、羽根３が溶着溝４の正規の溶着位置まで挿入されていないことによる製造不良の発生を防止することができる。

また、この連結構成部材２は、円環状の突出リング６の半径方向幅ａを、板状支持部材８の高さｈよりも大きく（本実施例では２倍以上に）し、すなわち、板状支持部材８の高さｈよりも大きい半径方向幅ａ（本実施例ではａ≧２＊ｈ）にてなる突出リング６を設け、突出リング６により板状支持部材８の剛性を高めたので、連結構成部材２成形時の板状支持部材８の変形を抑制し、羽根３の先端部の内側への収縮変形量を小さくすることができる。

また、この連結構成部材２は、円環状の突出リング６の半径方向幅ａを、円環状の板状支持部材８の半径方向幅Ｅの２５％以上となるように構成し、突出リング６により板状支持部材８の剛性を高めたので、連結構成部材２成形時の板状支持部材８の変形を抑制し、羽根３の先端部の内側への収縮変形量を小さくすることができる。

また、この連結構成部材２は、円環状の板状支持部材８の内周部に、板状支持部材８の内径中心付近で結合し、そこから放射状に延びて板状支持部材８の内周面に接合する、少なくとも３本の梁９を形成し、突出リング６とともに板状支持部材８の剛性を高めたので、連結構成部材２成形時の板状支持部材８の変形を抑制し、羽根３の先端部の内側への収縮変形量を小さくすることができる。

また、この連結構成部材２は、突出リング６と梁９を設けることで円環状の板状支持部材８の半径方向幅Ｅを、板状支持部材８の外径φＤｏに対して２５％以下に抑えて、板状支持部材８の重量増加を抑制しながら板状支持部材８の剛性を高めて、連結構成部材２成形時の板状支持部材８の変形を抑制し、羽根３の先端部の内側への収縮変形量を小さくすることができる。

また、この連結構成部材２は、梁９は設けず、円環状の板状支持部材８の幅Ｅが、板状支持部材８の外径φＤｏに対して２５％よりも大きくなるように内径φＤｉを小さくし、円環状の突出リング６の内径も板状支持部材８と同一にして突出リング６の幅ａを増加させたので板状支持部材８の剛性を高めて、連結構成部材２成形時の板状支持部材８の変形を抑制し、羽根３の先端部の内側への収縮変形量を小さくすることができる。

また、この連結構成部材２は、板状支持部材８の剛性を高めて羽根３先端部の内側への収縮変形を小さく抑えることにより、突出リング６の高さｂを、突出リング６の幅ａよりも小さく、また板状支持部材８の高さｈよりも小さく（本実施例においてはｂ≒１／２＊ｈまで対応可能と）し、突出リング６による羽根３の送風面積の低減を抑え、すなわち従来のものに比べれば羽根３の送風面積が大きくなり、クロスフローファン１の送風量を増加させることができ、送風性能に優れたクロスフローファン１を構成することができる。

図６に示される端板部材１００は、図８、９に示すクロスフローファン１の長手方向の一方の端部（図８、９においては左端）に配置される部材である。端板部材１００自身は羽根を有しておらず、その一方の端部側に配置される連結構成部材２の羽根３を挿入し溶着する溶着溝４を板状支持部材１０８の一面側に形成している。なおこの溶着溝４は、符号が同一である通り、連結構成部材２に形成される溶着溝４と同様なものであり、羽根３の不等ピッチと同様な間隔の不等ピッチで配置され、壁面全周には傾斜角度αの呼び込み壁面５が構成されている。

また、連結構成部材２と同様に、溶着溝４まで連結構成部材２の羽根３先端部を拡開させる傾斜角度βの傾斜面７が、呼び込み壁面５の内周側と接して設けられているが、その傾斜面７を有する突出リング１０６は、連結構成部材２の突出リング６よりも幅ａが小さく形成されている。これは、端板部材１００が羽根を備えないので、羽根の内径方向への収縮変形を防ぐ必要がないことと、板状支持部材１０８が中央に板状支持部材１０８の外径に比べると十分に小さい回動軸１０を固定しただけのほぼ中実円板に近く、剛性が高いものであることからである。

なお、突出リング１０６の高さは、連結構成部材２の突出リング６の高さｂと同じ高さとしており、端板部材１００と連結する連結構成部材２の羽根３の送風面積の低下を抑制している。この点は連結構成部材２と同じである。

端板部材１００の板状部材１０８は樹脂製であり、その中心には、金属製の回動軸１０が取り付けられる。この端板部材１００では、回動軸１０はアルミニウムを材料としており、インサート成形により板状支持部材１０８に固定されている。なお、インサート成形とは、板状支持部材１０８の樹脂成形の金型内にインサート品である金属製の回動軸１０を装填した後に樹脂を注入し、回動軸１０を所定の位置にて溶融樹脂で包んで固化させ、回動軸１０を板状支持部材１０８に固定するものである。これにより異種材料同士が一体化した端板部材１００が形成される。

なお、回動軸１０の固定方法はインサート成形に限定されるものではなく、圧入やボルト固定、キーとキー溝を用いた固定など、板状支持部材１０８と回動軸１０が、回動軸１０を中心として一体に回転できるものであれば、他のどのような方法であってもよい。なお、回動軸１０は、回転を軸受等で支持されるべく、少なくとも板状支持部材１０８の溶着溝４が形成される面とは反対側の面から突出するように構成されている。

図７に示される端部構成部材２００は、図８、９に示すクロスフローファン１の長手方向の他方の端部（図８、９においては右端）に配置される部材であり、上記の端板部材１００の配置される端部とは逆の端部に配置されるものである。端部構成部材２００は、連結構成部材２と同様な不等ピッチ間隔の羽根３を一方の面から一体樹脂成形により突設させているが、羽根３の突設面とは反対側の面には、連結構成部材２とは異なり、溶着溝は形成されておらず、そのため突出リングも設けられていない。

端部構成部材２００の板状支持部材２０８の中心には、クロスフローファン１を駆動する図示されないファンモータの駆動軸を連結し固定するボス１２が設けられている。ボス１２は、金属製であり、その外周の一部の高さ範囲をゴム等で成形された弾性体１１に固定されている。ここではボス１２の材料としてアルミニウムが用いられている。

板状支持部材２０８は、連結構成部材２の板状支持部材８と同様に円環状ではあるが、上記したように溶着溝が形成されておらず、内周の径は板状支持部材８の内径φＤｉより小さい。この板状支持部材２０８の内周である嵌合穴１４にゴム等の弾性体１１を介してボス１２が固定される。この弾性体１１により、ファンモータの振動が吸収され、クロスフローファン１への、ひいてはこのクロスフローファン１を搭載する機器の他の部品へのファンモータの振動の伝達を防いでいる。また、ここでは樹脂製である板状支持部材２０８とゴム材である弾性体１１との連結力を強化させるため、その間に板状支持部材２０８にインサート成形されたアルミニウム製の連結円環板１３を設け、両者を連結させている。

弾性体１１等が板状支持部材２０８の嵌合穴１４に取り付け固定された状態において、ボス１２の内径中心は、端板部材１００の回動軸１０の中心と略同心となる。ボス１２は、羽根３側へ突出するように設置され、板状支持部材２０８の羽根３の突設面とは反対側の面では、弾性体１１とボス１２の端面が板状支持部材２０８の面とほぼ同一な面上となるように設置されている。

ボス１２の内周にファンモータの駆動軸が嵌入されてボルト等で固定され、ファンモータの駆動により駆動軸が回転すると、ボス１２に回転駆動力が伝達されて、ファンモータ駆動軸の回転と同期してクロスフローファン１が回転する。クロスフローファン１の回転時は、端部構成部材２００の側では、ファンモータ駆動軸が、反対側の端板部材１００の側では、端板部材１００に固定された回動軸１０が、それぞれ図示されない軸受によって回転支持される。なおクロスフローファン１が水平に設置される場合には、それらの軸受によって、回転していない静止状態も含めてクロスフローファン１の重量も支持される。

なお、この端部構成部材２００では、ファンモータの駆動軸を固定するボス１２を設けたが、端板部材１００のように回動軸を固定させ、この回動軸をファンモータと連結させるようにして、ファンモータの回転駆動力をクロスフローファン１に伝達するようにしてもよい。

次に上記した連結構成部材２等で構成されるクロスフローファン１の組み立て手順について説明する。まず、溶着溝４が形成された面を上に向け、端板部材１００を溶着設備内に置く。そして、端板部材１００の溶着溝４に、羽根３先端部を挿入して連結構成部材２を端板部材１００上に積み上げる。このとき、連結構成部材２の溶着溝４が形成される面が上を向く。次にこの溶着溝４に別の連結構成部材２の羽根３先端部を挿入して別の連結構成部材２を縦に直列に積み上げる。以降この連結構成部材２を所定量まで積み上げる。

図８、９に示すクロスフローファン１では、端板部材１００上に連結構成部材２が８個積み上げられることになる。そして積み上げの最後として、この時点で最も上部に位置している連結構成部材２の溶着溝４に、端部構成部材２００の羽根３先端部を挿入して端部構成部材２００を積み上げる。

この積み上げにて羽根３を溶着溝４へ挿入する際、羽根３先端部が内径方向に収縮していても、羽根３先端部は突出リング６もしくは突出リング１０６の傾斜面７を滑りながら外径方向へと拡張される。そして傾斜面７と溶着溝４の呼び込み壁面５内周側とが接する角部にて、羽根３が引っ掛かることなくその角部を滑らかに移動して、呼び込み壁面５を滑り落ち、溶着溝４の底面４ａまで到達させることができる。このとき角部での引っ掛かりが発生しないので、小さな力で溶着溝４への羽根３の挿入ができる。また、溶着溝４の呼び込み壁面５によって、クロスフローファン１の組み立て作業者が羽根３の溶着溝４への挿入完了を手応えとして感じられたり、挿入後の羽根３の外れを防いだりすることができ、羽根３が溶着溝４の定位置に正しく挿入さていない状態を回避できる。すなわちクロスフローファン１の組み立て作業の作業性と信頼性が優れたものとなる。

なお、複数の連結構成部材２と端部構成部材２００の積み上げの際、それぞれを回転させながら羽根３の突設方向、すなわち重力方向に力を加えて、所定の溶着溝４に羽根３を挿入するようにしてもよく、全体を縦に直列に積み重ねた後で、端部構成部材２００を重力方向に加圧して、端部構成部材２００と複数の連結構成部材２の各羽根３を溶着溝４に挿入させるようにしてもよい。

端板部材１００上に複数の連結構成部材２と最上部に端部構成部材２００が縦に直列に積み上げられた状態では、１つの連結構成部材２での羽根３と溶着溝４の位相が２〜８度の所定角度ずれているので、そのずれ分だけ積み上げられる毎に、それぞれの羽根３は、上下に位置する羽根３と位相がずれる。なお、羽根３と溶着溝４の位相ずれはすべての連結構成部材２で同一な角度であり、羽根３の上下に位置する他の羽根３との位相ずれは同一方向へ同じ角度（羽根３と溶着溝４の位相ずれ分）だけずれる。羽根３の不等ピッチと合わせて、この羽根３の位相ずれによってクロスフローファン１の風きり音など運転時の騒音の低減が図られている。

また、羽根３が外径方向に拡張するように成形された場合や、板状支持部材８の平面上を前後左右の方向に位置ずれした状態で羽根３が板状支持部材８の面上に載置された場合においても、連結構成部材２を回転させたり、移動させたりしながら押し付けることで、羽根３先端部が溶着溝４の壁面全周に形成されている傾斜角度αを有する呼び込み壁面５に沿って滑り落ち、確実に溶着溝４の底面まで到達させることができ、羽根３が溶着溝４の正しい位置まで挿入されていないことによるクロスフローファン１の溶着不良の発生を防止することができる。

端板部材１００上に複数の連結構成部材２と最上部に端部構成部材２００の積み上げが完了した状態において、クロスフローファン１を長手方向に圧縮するように、最上部の端部構成部材２００の板状支持板２０８を加圧し、加圧状態のまま微細な超音波振動を与えて、羽根先端面３ａに設けた溶け代を溶融させ羽根先端面３ａと溶着溝底面４ａを接合する。この接合によってクロスフローファン１が完成する。

ここでは、羽根３と溶着溝４の溶着接合に際して、超音波溶着を使用しているが、微細な振動を超音波によらず、機械的に付与するようにしてもよい。また、摩擦熱を利用しないで、ヒーターやレーザーや誘導加熱等の加熱により溶け代を溶融させて接合するようにしてもよい。

このように組み立てられたクロスフローファン１は、羽根３の溶着溝４への挿入の際に羽根３先端部が、溶着溝４壁面（呼び込み壁面５）と突出リング６の傾斜面７が接する角部で引っ掛かることがないので、羽根３や上記の角部の欠損が発生せず、クロスフローファンの送風時に異常音が発生したり、騒音が大きくなったりすることがない。また、突出リング６の高さｂを低くできるので、羽根３の送風面積の減少を抑制することができ、クロスフローファン１の送風量を従来のものよりも大きくすることができる。すなわち、低騒音で、送風性能の優れたクロスフローファン１が得られる。

また、クロスフローファン１の組み立て作業において羽根３の溶着溝４への挿入の際に、羽根３先端部が、呼び込み壁面５と突出リング６の傾斜面７が接する角部で引っ掛かることがないので、小さい力で羽根３を溶着溝４へ滑らかに挿入させることが可能となり、そのため組み立て作業性に優れ、クロスフローファン１の組み立て作業時間が短縮できる。また、羽根３が溶着溝４の正規の溶着位置まで挿入されていないことによる溶着不良や不正な位置で溶着されてしまう製造不良製造不良の発生を防止することができる。さらに、羽根３先端部の引っ掛かりがないことから、ロボット等による組み立て作業の自動化も対応可能となる。

以上のように、本実施の形態に示す連結構成部材２は、板状支持部材８の一面側には、溶着溝４の底面の周囲に傾斜角度αが付いた呼び込み壁面５と、呼び込み壁面５の内周面に接して傾斜角度βを有する突出リング６の二段傾斜構造が形成されている。このため、連結構成部材２の羽根３先端部が、連結構成部材２の成形時の歪によって内径方向へ収縮した場合においても、別の連結構成部材２の溶着溝４へ羽根３を挿入する際に、羽根３が突出リング６の傾斜面７を正規の寸法になるまで拡張されながら滑り落ちていき、溶着溝４の呼び込み壁面５と突出リング６の傾斜面７が接する角部において引っ掛かりが生じることなく、滑らかに溶着溝４へと挿入されるようになる。これにより、羽根３の先端部や突出リング６が欠損することがなくなり、且つ、従来のものよりも組み立てに要する作業時間を短縮することができる。

また、溶着溝４の呼び込み壁面５の傾斜角度αを７５度から８５度にすることによって、一度、溶着溝４に挿入された羽根３が、羽根３の内径方向に収縮しようとする復元力によって溶着溝４から外れてしまうことを防止できる。また、組み立て作業者が連結構成部材２同士を溶着前に仮固定（溶着溝４へ羽根３を挿入）する際に、羽根３を溶着溝４の底面まで挿入できたことを手応えとして認知できるため、羽根３が正確な溶着位置にセットされないことによる溶着不良を低減する効果がある。

さらに、呼び込み壁面５は角度αの傾斜を有しているため、従来のもののように、溶着溝４と突出リング６とが接する角部における羽根３先端部の引っ掛かりを解消する目的で、突出リング傾斜面７の傾斜角度βを大きくして、突出リング６の高さｂを高くしなくとも、溶着溝４への挿入性を高めることが可能となる。これにより、クロスフローファン１組み立て後の羽根３の送風面積を十分に確保でき、従来のものよりも送風量を増加させることが可能である。

また、溶着溝４の全周に傾斜角度αの呼び込み壁面５を設けているため、羽根３が外径方向に拡大して成形された場合や、羽根３の先端面３ａが連結構成部材２の溶着溝４が形成される平面上を前後左右方向にずれた状態で載置された場合など、種々の原因で羽根３が板状支持部材８上の正規の位置に載置できなかったとしても、連結構成部材２に圧力を加えながら回転させたり前後左右に動かしたりすることで、羽根３が呼び込み壁面５に沿って溶着溝４へ滑り落ち、溶着溝４の溶着面（底面）４ａまで羽根３先端面（溶着面）３ａを到達させることが可能となる。これらの効果により、従来のクロスフローファンよりも組み立てに要する作業時間が短縮できるとともに、低騒音化と送風性能の改善を図ることが可能となる。

実施の形態２．
この実施の形態２では、実施の形態１に示したクロスフローファン１を送風機として用いる応用機器について説明するが、ここでは、空気調和機の室内機へ使用する実施例について述べる。図１１は、空気調和機の室内機３００の縦断面図である。図１１において、筐体１５には室内の空気を吸込む吸込み口２０が形成されている。吸込み口２０は、筐体１５の天面側に形成された天面吸込み口２０ａと、前面下部側に設けられた下部吸込み口２０ｂがあるが、どちらか１箇所だけであってもよい。

筐体１５の内部には実施の形態１に示されたクロスフローファン１が室内機３００の長手方向に沿って水平に収納されている。そしてクロスフローファン１の周囲にはフィンアンドチューブ型の熱交換器１６がクロスフローファン１を囲うように配置されている。熱交換器１６は、筐体１５の前面側にくの字状に屈曲した前面熱交換器と、この前面熱交換器の上部に対してハの字状に配置される背面熱交換器とで構成されている。

筐体１５の下部には、熱交換された後の調和空気を室内へと吹出す吹出し口２１が、室内機３００の長手方向に延びるように設けられる。この吹出し口２１は、クロスフローファン１の下流側で、下部を筐体１５、上部をノズル１９にて構成される吹出し風路２３の出口となっている。なお、吹出し風路２３を構成するノズル１９は、熱交換器１６の前面熱交換熱の下方に配置され、その上面側で熱交換器１６に付着する結露水を受け止め、室外に結露水を排出するためのホースへと結露水を導くドレンパンの役割を担っている。

吹出し風路内２３には、吹出し口２１から室内へ吹出される調和空気の左右方向の風向を変更可能とする左右風向板１７が設けられている。左右風向板１７は、吹出し口２１の長手方向に沿って、複数が並列されている。また、吹出し風路２３の先端、すなわち吹出し口２１には、吹出される調和空気の上下方向の風向を変更可能とする上下風向板１８が設置されている。これらの風向板１７、１８の向きを変更する制御がなされ、吹出し口２１から室内へ吹出される調和空気の風向が調整される。

吸込み口２０の下流側で、熱交換器１６の上流側の位置には、フィルター２２が設けられており、フィルター２２が吸込み口２０から吸込まれる室内空気に含まれる塵埃等を取り除くことで、熱交換器１６への塵埃等の付着による熱交換器１６の熱交換性能の低下を防止している。

運転指令に基づき空気調和機が運転されると、熱交換器１６の下流側で吹出し口２１の上流側に配置されたクロスフローファン１が回転駆動する。クロスフローファン１は、筐体１５の一方の側面に配置される図示しないファンモータに連結されており、このファンモータの回転駆動力が伝達されることで回転する。他方の側面では、端板部材１００に固定される回動軸１０が、筐体１５の他方の側面に配置される軸受に回転を支持されている。

クロスフローファン１の回転による吸込み機能により、室内空気が吸込み口２０から筐体１５内部に吸込まれる。吸込まれた室内空気は、フィルター２２により塵埃等を除去された後で熱交換器１６へと導かれ、熱交換器１６内部を流れる冷凍サイクルの冷媒と熱交換し、調和空気となる。調和空気は、クロスフローファン１の引き続きの回転による送風機能により、吹出し風路２３を通って吹出し口２１から室内へと送風される。送風される調和空気の風向は、左右風向板１７、上下風向板１８にて調整される。

クロスフローファン１を駆動するファンモータは、回転数が可変であり、ファンモータの回転数制御により、クロスフローファン１の回転数も変更可能である。実際の室内温度と設定温度との差などに応じて、クロスフローファン１の回転数が変更され、吹出し口２１から吹出される調和空気の送風量が調整される。

空気調和機の室内機３００は、上記のように実施の形態１に示したクロスフローファン１を用いて構成されているので、突出リング６による羽根３の送風面積の低減を抑制して送風量の改善を果たした送風性能に優れる空気調和機の室内機３００が得られる。また、クロスフローファン１の羽根３や突出リング６の欠損がないので、羽根３の枚数（Ｚ）とクロスフローファン１の回転数（Ｎ）との積で表される特異音（フエ音）や、クロスフローファン１に高負荷が加えられた時のバサバサという断続的な異常音（バサツキ音）などの異常音の発生を防止するとともに、騒音の低減効果のバラツキが少ない低騒音な空気調和機の室内機３００を提供することができる。

なお、実施の形態１に示したクロスフローファン１は、空気調和機の室内機３００に限らず、細長い吹出し口から送風する機器に用いることで、その機器の低騒音化と送風性能の高効率化を図ることができる。

この発明の実施の形態１におけるクロスフローファンの連結構成部材を示す斜視図である。 図１に示す連結構成部材の別の視点からの斜視図である。 図１に示す連結構成部材の溶着溝周辺を示す部分断面図である。 図３に示す溶着溝に、別の連結構成部材の羽根３を挿入する途中の様子を表す部分断面図である。 図３に示す溶着溝に、別の連結構成部材の羽根３を挿入し終えた状態を表す部部分断面図である。 この発明の実施の形態１におけるクロスフローファンの一方の端部に設置される端板部材を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１におけるクロスフローファンの他方の端部に設置される端部構成材の断面図である。 この発明の実施の形態１に示すクロスフローファンの斜視図である。 図８に示すクロスフローファンの別の視点からの斜視図である。 図１に示す連結構成部材の溶着溝内周側の呼び込み壁面と突出リングの傾斜面とが接する角部の鈍角λを説明するための模式図である。 この発明の実施の形態１に示すクロスフローファンを使用した空気調和機の室内機の断面図である。

符号の説明

１ クロスフローファン、２ 連結構成部材、３ 羽根、３ａ 羽根先端面（溶着面）、４ 溶着溝、４ａ 溶着溝底面（溶着面）、５ 呼び込み壁面、６、１０６ 突出リング、７ 傾斜面、８、１０８、２０８ 板状支持部材、９ 梁、１０ 回動軸、１１ 弾性体、１２ ボス、１３ 連結円環板、１４ 嵌合穴、１５ 筐体、１６ 熱交換器、１７ 左右風向板、１８ 上下風向板、１９ ノズル、２０ 吸込み口、２０ａ 天面吸込み口、２０ｂ 下部吸込み口、２１ 吹出し口、２２ フィルター、２３ 吹出し風路、１００ 端板部材、２００ 端部構成部材、３００ 空気調和機の室内機。

Claims (5)

1. 円環状の板状支持部材の一面側に周方向に所定の不等ピッチで突設される複数の羽根と、
   前記板状支持部材の前記羽根が突設している面とは反対側の面に周方向に前記所定の不等ピッチで設けられ、前記羽根の断面形状と相似な形をなす底面を有するとともに、この底面よりも開口部が拡大するように壁面全周が傾斜した呼び込み壁面をなす複数の溶着溝と、
   前記板状支持部材の前記溶着溝が形成されている面上に設けられ、前記呼び込み壁面の内周側上端部に下端部が接するとともに前記板状支持部材の中心方向に傾斜して前記羽根の先端部を前記溶着溝までガイドする傾斜面を外周に有し、前記板状支持部材の半径方向幅Ｅの２５％以上となる半径方向幅ａにてなる円環状の突出リングと、
   を備えたことを特徴とするクロスフローファンの連結構成部材。
2. 前記板状支持部材の平面と前記傾斜面が成す角度である前記傾斜面の傾斜角度βが、前記板状支持部材の平面と前記呼び込み壁面が成す角度である前記呼び込み壁面の傾斜角度αよりも小さく構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクロスフローファンの連結構成部材。
3. 前記傾斜面の傾斜角度βが４５度から６０度で、前記呼び込み壁面の傾斜角度αが７５度から８５度であることを特徴とする請求項２に記載のクロスフローファンの連結構成部材。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のクロスフローファンの連結構成部材が、前記溶着溝に別の連結構成部材の前記羽根の先端部が挿入され、前記溶着溝と羽根とが溶着されることにより、少なくとも複数直列に連結されてなることを特徴とするクロスフローファン。
5. 筐体内部に収納され、前記筐体に設けられた吸込み口から吸込まれた室内空気を熱交換して調和空気とする熱交換器と、
   前記調和空気を室内に吹出す吹出し口と、
   前記筐体内部で前記熱交換器の下流側に配置され、回転駆動されることにより、前記吸込み口から前記室内空気を吸込むとともに、前記吹出し口から前記調和空気を吹出すクロスフローファンと、
   を備え、
   前記クロスフローファンが、請求項１から請求項３のいずれかに記載のクロスフローファンの連結構成部材が少なくとも複数直列に連結されてなることを特徴とする空気調和機の室内機。

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