JP2008095605A - 多翼形羽根車 - Google Patents

Abstract

【課題】多翼形羽根車において、主板及び側板と羽根との高い固定強度と高剛性の主板及び側板を有し、安価、軽量で信頼性が高く、使用する製品の性能向上を図ることが可能とすること。
【解決手段】多翼形羽根車は、主板１と、吸込み口を中央に有する側板２と、主板１と側板２との間に設けられ且つ径方向に弧状に延びる多数の羽根３とを備えている。主板１及び側板１は、径方向に弧状に延びる羽根３の形状に合致して径方向に弧状に延びる凸条部１ａ、２ａを多数有している。羽根３の端部３ａは、主板１及び側板２の凸条部１ａ、２ａの内側に形成される溝１ｂ、２ｂ内に挿入されると共に、折り曲げられて凸条部１ａ、２ａに固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、多翼形羽根車に係り、特に産業機械、空調機器などに用いられる多翼形羽根車に好適なものである。

主板、側板及び羽根で構成される多翼形羽根車における主板及び側板と羽根との固定構造は、羽根の端部に設けた突片を主板及び側板の平板部に設けた羽根取り付け穴に挿入して、この突片を折り曲げて主板及び側板を押さえるように固定する構造が一般的であった。

また、主板及び側板と羽根との固定構造に関する従来の多翼形羽根車としては、特開昭６０−９３２００号公報（特許文献１）、特開平８−３１９９９２号公報（特許文献２）、特開平７−１２７５９８号公報（特許文献３）に示されたものが案出されている。

特許文献１の多翼形羽根車は、羽根と羽根取付穴を有す側板との接合部に羽根固定用挿入片を設け、この挿入片を変形させて羽根と側板とを圧着したものである。

特許文献２の多翼形羽根車は、主板及び側板と羽根との接合部にプラスチックや金属ロウ等を充填し、主板及び側板と羽根とを固定したものである。

特許文献３の多翼形羽根車は、羽根の側面に突起を設け、この突起により羽根を主板及び側板の嵌合溝に密着して嵌合し、主板及び側板と羽根とを固定したものである。

特開昭６０−９３２００号公報 特開平８−３１９９９２号公報 特開平７−１２７５９８号公報

上述した従来の多翼形羽根車の一般的な固定構造では、主板、側板及び羽根の板厚が薄いと、高い固定強度を得ることができず、十分な信頼性が得られなくなるため、それらの板厚を厚くする必要があり、コストアップを招いていた。また、主板、側板及び羽根は単なる板状であるため、その板厚を厚くしないと、羽根車としての必要な剛性を得ることができなかった。これらの結果、多翼形羽根車の重量が重くなり、この多翼形羽根車を使用する製品の性能等に影響を与える、という問題があった。換言すれば、多翼形羽根車は、一般に起動停止を繰り返すため、多翼形羽根車を軽量にすることにより、多翼形羽根車の起動停止を容易にし、多翼形羽根車を使用する製品の性能向上を図ること、さらには、多翼形羽根車の駆動系に加わる負荷を小さくして、多翼形羽根車を使用する製品の信頼性向上を図ることが望まれている。特に、最近では、インバータにより多翼形羽根車の回転数制御を行うようになってきているため、多翼形羽根車を軽量にすることにより、回転数制御の応答性を良くし、多翼形羽根車を使用する製品の性能向上を図ることが望まれている。

また、上述した特許文献１の多翼形羽根車では、羽根と側板との接合部に羽根固定用挿入片を設け、この挿入片を変形させて羽根と側板とを圧着する固定構造であるため、羽根固定用挿入片を必要とすると共に、羽根に沿って羽根固定用挿入片を変形する面倒な作業が必要となり、高価なものとなっていた。そして、特許文献１の多翼形羽根車でも、主板、側板及び羽根は単なる板状であるため、その板厚を厚くしないと、羽根車としての必要な剛性を得ることができず、上述した一般的な固定構造を同様な問題点を有している。

また、上述した特許文献２の多翼形羽根車では、主板及び側板と羽根との接合部にプラスチックや金属ロウ等を充填し、主板及び側板と羽根とを固定する固定構造であるため、ロウ材を必要とすると共に、接合部にロウ材を充填する面倒な作業が必要となり、高価なものとなっていた。そして、この特許文献２の多翼形羽根車でも、主板、側板及び羽根は単なる板状であるため、その板厚を厚くしないと、羽根車としての必要な剛性を得ることができず、上述した一般的な固定構造を同様な問題点を有している。

また、上述した特許文献３の多翼形羽根車では、羽根の側面に設けた突起により羽根を主板及び側板の嵌合溝に密着して嵌合できるが、主板、側板及び羽根は実質的に単なる板状であるため、その板厚を厚くしないと、羽根車としての必要な剛性を得ることができず、上述した一般的な固定構造を同様な問題点を有している。

本発明の目的は、主板及び側板と羽根との高い固定強度と高剛性の主板及び側板を有し、安価、軽量で信頼性が高く、使用する製品の性能向上を図ることが可能な多翼形羽根車を得ることにある。

前述の目的を達成するために、本発明は、主板と、吸込み口を中央に有する側板と、前記主板と前記側板との間に設けられ且つ径方向に弧状に延びる多数の羽根とを備えた多翼形羽根車において、前記主板及び前記側板は、径方向に弧状に延びる前記羽根の形状に合致して径方向に弧状に延びる凸条部を多数有し、前記羽根の端部は、前記主板及び前記側板の凸条部の内側に形成される溝内に挿入されると共に、折り曲げられて前記凸条部に固定されている構成にしたことにある。

係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記羽根の端部は前記主板及び前記側板の凸条部と共に折り曲げられて前記凸条部に固定されていること。
（２）前記主板及び前記側板の凸条部は、その頂部に位置し且つ径方向に複数設けられた係止穴を有し、前記羽根の端部は、前記係止穴を貫通して折り曲げられた複数の係止突片を有して、前記係止穴と前記溝の入口側とに接触して前記凸条部に固定されていること。
（３）前記羽根の端部に設けられた係止突片の先端部は前記主板及び前記側板との間に隙間を有していること。
（４）前記凸条部の複数の係止穴に貫通された前記羽根の端部の複数の係止突片は互いに反対方向に折り曲げられていること。
（５）前記羽根の内径側の形状を前記主板の溝位置と前記側板の溝位置を結んだ直線にしたこと。
（６）前記羽根の内径側で主板の溝位置と側板の溝位置を結んだ直線からから、羽根形状の最もオーバーハングした所に補強用リブを形成しこと。
（７）前記羽根に縦及び横方向の補強用リブを成形したこと。
（８）前記主板の中央部に設けられたハブにかしめ凸部を設け、前記主板にスリットを設け、前記主板を前記ハブのかしめ凸部に圧入し、前記かしめ凸部を潰すことにより前記主板と前記ハブとを接合したこと。

係る構成の本発明によれば、主板及び側板と羽根との高い固定強度と高剛性の主板及び側板を有し、安価、軽量で信頼性が高く、使用する製品の性能向上を図ることが可能な多翼形羽根車を得ることできる。

以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の多翼形羽根車を図１から図３を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態の多翼形羽根車１０の斜視図、図２は図１における主板１及び側板２と羽根３との固定部の拡大断面図、図３は図１の羽根形状を示す要部断面図である。本実施形態の多翼形羽根車１０はターボファンの例である。

多翼形羽根車１０は、主板１と、吸込み口２ｃを中央に有する側板２と、主板１と側板２との間に設けられ且つ径方向に弧状に延びる多数の羽根３と、主板１の中央部に取付けられたハブ４とを備えて構成されている。この多翼形羽根車１０を回転することにより、空気は側板２の凸条部２ａより吸込まれ、羽根３の外周から吹出される。

主板１は、径方向に弧状に延びる羽根３の形状に合致して径方向に弧状に延びる凸条部１ａを羽根３の数と同じだけ有している。側板２は、径方向に弧状に延びる羽根３の形状に合致して径方向に弧状に延びる凸条部２ａを羽根３の数と同じだけ有している。

羽根３の端部３ａは、主板１及び側板２の凸条部１ａ、２ａの内側に形成される溝１ｂ、２ｂ内に挿入されると共に、折り曲げられて凸条部１ａ、２ａに固定されている。係る構成によれば、羽根３の端部３ａが強度の強くなった凸条部１ａ、２ａに固定されているため、主板１、側板２及び羽根３を薄くしても高い固定強度を得ることができ、安価、軽量で信頼性の高い多翼形羽根車１０とすることができる。また、主板１及び側板２がその凸条部１ａ、２ａにより剛性が高くなるため、主板１及び側板２を薄くすることができ、多翼形羽根車１０の軽量化を図ることができる。これらによって、多翼形羽根車１０の起動停止を容易にし、多翼形羽根車を使用する製品の性能向上を図ること、さらには、多翼形羽根車の駆動系に加わる負荷を小さくして、多翼形羽根車を使用する製品の信頼性向上を図ることができる。インバータにより多翼形羽根車１０の回転数制御を行う場合には、回転数制御の応答性が良好となり、その製品の性能向上を図ることができる。

本実施形態では、主板１及び側板２の凸条部１ａ、２ａがプレス成形により垂直状態に形成された状態で羽根３の端部３ａが溝１ｂ、２ｂ内に挿入され、次いで、羽根２の端部３ａと主板１及び側板２の凸条部１ａ、２ａとが一緒に折り曲げられることにより、羽根３の端部３ａが凸条部１ａ、２ａに固定されている。係る構成によって、主板１及び側板２と羽根３とのさらに高い固定強度を得ることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の多翼形羽根車１０について図４及び図５を用いて説明する。図４は本発明の第２実施形態の多翼形羽根車１０の斜視図、図５は図４における主板１及び側板２と羽根３との固定部の拡大断面図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第２実施形態では、主板１及び側板２の凸条部１ａ、２ａは、主板１及び側板２の頂部に位置し且つ径方向に複数設けられた係止穴２ｄを有している。羽根３の端部３ａは、係止穴２ｄを貫通して折り曲げられた複数の係止突片３ｂを有して、係止穴２ｄと溝２ｂの入口側とに接触して凸条部１ａ、２ａに固定されている。係る構成によって、係止突片３ｂの折り曲げるという簡単な加工で、主板１、側板２及び羽根３を薄くしても高い固定強度及び高い剛性を得ることができ、安価、軽量で信頼性の高い多翼形羽根車１０とすることができるという、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、この第２実施形態では、羽根３の端部３ａに設けられた係止突片３ｂの先端部は主板１及び側板２との間に隙間を有している。これによって、多翼形羽根車１０を回転した際に、主板１及び側板２と係止突片３ｂの先端部と接触による異音や振動さらには損傷の発生を防止することができる。

さらに、この第２実施形態では、凸条部１ａ、２ａの複数の係止穴２ｄに貫通された羽根３の端部３ａの複数の係止突片３ｂは、互いに反対方向に折り曲げられている。これによって、主板１及び側板２と羽根３とのさらに高い固定強度を得ることができる。
（第３〜第６実施形態）
次に、本発明の第３〜第６実施形態について図６〜図１２を用いて説明する。図６は本発明の第３実施形態の多翼形羽根車の羽根形状を示す要部断面図、図７は本発明の第４実施形態の多翼形羽根車の羽根形状を示す要部断面図、図８は図７のＡ−Ａ断面図、図９は本発明の第５実施形態の多翼形羽根車の羽根形状を示す要部断面図、図１０は本発明の第６実施形態の多翼形羽根車のハブの斜視図、図１１は図１０のＢ−Ｂ断面図、図１２は図１１のＣ部拡大図である。この第３〜第６実施形態は、以下に述べる点で第１実施形態または対比する実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態または対比する実施形態と基本的には同一である。

第３実施形態では、羽根３の剛性を上げるため、羽根３の内径側の羽根形状を羽根３の主板１の溝位置及び側板２の溝位置取り付け位置を直線で結んだ端面３ｃ形状にしてある。

第４実施形態では、羽根３の剛性を上げるため、羽根３の内径側で主板１の溝位置と側板２の溝位置を結んだ直線からから、羽根形状の最もオーバーハングした所に補強用リブ５を形成してある。

第５実施形態では、さらに羽根３の剛性を上げるため、羽根３の縦及び横方向に補強用リブ５を形成してある。

第６実施形態では、図１０に示すようにハブ４にかしめ凸部６を設け、主板１に形成したスリット１ｃにかしめ凸部６を圧入し、図１１および図１２に示すようにかしめ凸部６を押し潰す。これにより、主板１とハブ４の強い接合を得ることができる。

本発明の第１実施形態の多翼形羽根車の斜視図である。 図１における主板及び側板と羽根との固定部の拡大断面図である。 図１の羽根形状を示す要部断面図である。 本発明の第２実施形態の多翼形羽根車の斜視図である。 図４における主板及び側板と羽根との固定部の拡大断面図である。 本発明の第３実施形態の多翼形羽根車の羽根形状を示す要部断面図である。 本発明の第４実施形態の多翼形羽根車の羽根形状を示す要部断面図である。 図７のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第５実施形態の多翼形羽根車の羽根形状を示す要部断面図である。 本発明の第６実施形態の多翼形羽根車のハブの斜視図である。 図１０のＢ−Ｂ断面図である。 図１１のＣ部拡大図である。

符号の説明

１…主板、１ａ…凸条部、１ｂ…溝、１ｃ…スリット、２…側板、２ａ…凸条部、２ｂ…溝、２ｃ…吸込み口、２ｄ…係止穴、３…羽根、３ａ…端部、３ｂ…係止突片、３ｃ…端面、４…ハブ、５…補強用リブ、６…かしめ凸部、１０…多翼形羽根車。

Claims (9)

1. 主板と、吸込み口を中央に有する側板と、前記主板と前記側板との間に設けられ且つ径方向に弧状に延びる多数の羽根とを備えた多翼形羽根車において、
   前記主板及び前記側板は、径方向に弧状に延びる前記羽根の形状に合致して径方向に弧状に延びる凸条部を多数有し、
   前記羽根の端部は、前記主板及び前記側板の凸条部の内側に形成される溝内に挿入されると共に、折り曲げられて前記凸条部に固定されている
   ことを特徴とする多翼形羽根車。
2. 請求項１において、前記羽根の端部は前記主板及び前記側板の凸条部と共に折り曲げられて前記凸条部に固定されていることを特徴とする多翼形羽根車。
3. 請求項１において、前記主板及び前記側板の凸条部は、その頂部に位置し且つ径方向に複数設けられた係止穴を有し、前記羽根の端部は、前記係止穴を貫通して折り曲げられた複数の係止突片を有して、前記係止穴と前記溝の入口側とに接触して前記凸条部に固定されていることを特徴とする多翼形羽根車。
4. 請求項３において、前記羽根の端部に設けられた係止突片の先端部は前記主板及び前記側板との間に隙間を有していることを特徴とする多翼形羽根車。
5. 請求項３において、前記凸条部の複数の係止穴に貫通された前記羽根の端部の複数の係止突片は互いに反対方向に折り曲げられていることを特徴とする多翼形羽根車。
6. 請求項１において、前記羽根の内径側の形状を前記主板の溝位置と前記側板の溝位置を結んだ直線にしたことを特徴とする多翼形羽根車。
7. 請求項１において、前記羽根の内径側で主板の溝位置と側板の溝位置を結んだ直線からから、羽根形状の最もオーバーハングした所に補強用リブを形成しことを特徴とする多翼形羽根車。
8. 請求項１において、前記羽根に縦及び横方向の補強用リブを成形したことを特徴とする多翼形羽根車。
9. 請求項１において、前記主板の中央部に設けられたハブにかしめ凸部を設け、前記主板にスリットを設け、前記主板を前記ハブのかしめ凸部に圧入し、前記かしめ凸部を潰すことにより前記主板と前記ハブとを接合したことを特徴とする多翼形羽根車。

Images