JP2008121611A - 多翼送風機の羽根車 - Google Patents

Abstract

【課題】多翼送風機の羽根車において、羽根車の内部から外周側に吹き出される際の通風抵抗の増加を極力抑え、かつ、樹脂一体成形が可能な形で、高速回転化を実現する。
【解決手段】多翼送風機の羽根車１は、回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す多翼送風機の羽根車であって、回転軸３を中心として回転する略円形のエンドプレート１１と、複数の翼１２と、１以上の中間リング１４とを備えている。複数の翼１２は、エンドプレート１１の片面又は両面に回転軸３を中心として環状に配置されており、各一端がエンドプレート１１の外周部に設けられている。中間リング１４は、複数の翼１２の反エンドプレート１１側端以外の位置において、回転軸方向から見た際に複数の翼１２に重ならないように、かつ、各翼１２の外周縁を結ぶように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、多翼送風機の羽根車、特に、回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す多翼送風機の羽根車に関する。

空気清浄機やエアコン等においては、送風を行うために、回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す多翼送風機がよく用いられている。このような多翼送風機の羽根車は、主として、回転軸を中心として回転する略円形のエンドプレートと、エンドプレートに回転軸を中心として環状に配置されており各一端が主板の外周部に設けられる複数の翼と、複数の翼の他端を結ぶエンドリングとを備えている。

また、このような多翼送風機の羽根車において、エンドプレートとエンドリングと回転軸方向間に中間リングをさらに設けたものもある（特許文献１参照。）。
特開２０００−３２０４９０号公報

上述の多翼送風機の羽根車において、羽根車の小型化や送風能力の向上等を実現するために、羽根車を高速回転させて使用することが望まれている。

しかし、上述の前者の多翼送風機の羽根車を高速回転させると、羽根車にかかる遠心力が大きくなり、羽根車の同心度が保つことができなくなり、また、偏バランス量が大きくなるため、羽根車が大きく変形し、破損するおそれがある。

これに対して、上述の後者の多翼送風機の羽根車においては、中間リングが設けられているため、上述の前者の多翼送風機の羽根車に比べて、遠心力による羽根車の変形量が小さくなり、高速回転化が可能となる。しかし、この羽根車において設けられている中間リングは、翼の外周縁から内周縁の位置にわたって設けられていることから、羽根車の内部から外周側に吹き出される際の通風抵抗が大きくなるという問題がある。また、この羽根車を樹脂製品として製造する場合においては、中間リングが翼の外周縁から内周縁の位置にわたって設けられていることから、樹脂一体成形することが困難であり、クロスフローファンの羽根車と同様に、羽根車を中間リングの位置で回転軸方向エンドリング側の部分と回転軸方向エンドプレート側の部分とに分割する等して樹脂成形し、これらの複数の部分を超音波溶着により接合する等によって製造する必要があるため、羽根車の製造に手間がかかるという問題がある。

本発明の課題は、多翼送風機の羽根車において、羽根車の内部から外周側に吹き出される際の通風抵抗の増加を極力抑え、かつ、樹脂一体成形が可能な形で、高速回転化を実現することにある。

第１の発明にかかる多翼送風機の羽根車は、回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す多翼送風機の羽根車であって、回転軸を中心として回転する略円形のエンドプレートと、複数の翼と、１以上の中間リングと、エンドリングとを備えている。複数の翼は、エンドプレートの片面又は両面に回転軸を中心として環状に配置されており、各一端がエンドプレートの外周部に設けられている。中間リングは、複数の翼の反エンドプレート側端以外の位置において、回転軸方向から見た際に複数の翼に重ならないように、かつ、各翼の外周縁を結ぶように形成されている。エンドリングは、複数の翼の反エンドプレート側端の位置において、回転軸方向から見た際に複数の翼に重ならないように、かつ、各翼の外周縁を結ぶように形成されている。

この多翼送風機の羽根車では、複数の翼の反エンドプレート側端以外の位置に設けられた中間リングが、回転軸方向から見た際に複数の翼に重ならないように、かつ、各翼の外周縁を結ぶように形成されているため、羽根車の内部から外周側に吹き出される際の通風抵抗の増加の抑制や中間リングを含めた羽根車全体の樹脂一体成形を可能にしつつ、高速回転化を実現することができる。

第２の発明にかかる多翼送風機の羽根車は、第１の発明にかかる多翼送風機の羽根車において、中間リングの少なくとも一部は、翼のエンドプレート側端を基準として、翼の反エンドプレート側端に向かって、翼のエンドプレート側端から反エンドプレート側端までの翼長さの１／４倍の長さに対応する位置から翼長さの３／４倍の長さに対応する位置までの範囲内に含まれるように形成されている。

この多翼送風機の羽根車では、中間リングの少なくとも一部が、翼のエンドプレート側端を基準として、翼の反エンドプレート側端に向かって、翼のエンドプレート側端から反エンドプレート側端までの翼長さの１／４倍の長さに対応する位置から翼長さの３／４倍の長さに対応する位置までの範囲内に含まれるように形成されているため、羽根車の変形を効果的に抑えることができる。

第３の発明にかかる多翼送風機の羽根車は、第１の発明にかかる多翼送風機の羽根車において、中間リングは、翼のエンドプレート側端と反エンドプレート側端との間に２つ形成されており、中間リング間のピッチは、翼長さの１／４倍の長さから翼長さの３／４倍の長さの範囲内に設定されている。

この多翼送風機の羽根車では、翼のエンドプレート側端と反エンドプレート側端との間に中間リングが２つ設けられる場合において、中間リング間のピッチが、翼長さの１／４倍の長さから翼長さの３／４倍の長さの範囲内に設定されているため、羽根車の変形を効果的に抑えることができる。

第４の発明にかかる多翼送風機の羽根車は、第１〜第３の発明のいずれかにかかる多翼送風機の羽根車において、中間リングの断面形状は、回転軸方向の長さが翼の外周縁からの突出長さの１／２倍以上の略長方形状である。

この多翼送風機の羽根車では、中間リングの断面形状を、回転軸方向の長さが翼の外周縁からの突出長さの１／２倍以上の略長方形状としており、中間リングに十分な回転軸方向の厚みを持たしているため、羽根車の変形を効果的に抑えることができる。

第５の発明にかかる多翼送風機の羽根車は、第１〜第３の発明のいずれかにかかる多翼送風機の羽根車において、中間リングの断面形状は、略Ｌ字形状である。

この多翼送風機の羽根車では、中間リングの断面形状を略Ｌ形状としており、中間リングに十分な回転軸方向の厚みを持たしているため、羽根車の変形を効果的に抑えることができる。

第６の発明にかかる多翼送風機の羽根車は、第１〜第３の発明のいずれかにかかる多翼送風機の羽根車において、中間リングの断面形状は、略台形形状である。

この多翼送風機の羽根車では、中間リングの断面形状を略台形形状としており、中間リングに十分な回転軸方向の厚みを持たしているため、羽根車の変形を効果的に抑えることができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、羽根車の内部から外周側に吹き出される際の通風抵抗の増加の抑制や中間リングを含めた羽根車全体の樹脂一体成形を可能にしつつ、高速回転化を実現することができる。

第２の発明では、羽根車の変形を効果的に抑えることができる。

第３の発明では、羽根車の変形を効果的に抑えることができる。

第４の発明では、羽根車の変形を効果的に抑えることができる。

第５の発明では、羽根車の変形を効果的に抑えることができる。

第６の発明では、羽根車の変形を効果的に抑えることができる。

以下、図面に基づいて、本発明にかかる多翼送風機の羽根車の実施形態について説明する。

（１）多翼送風機の羽根車の構成
図１に、本発明の一実施形態にかかる多翼送風機の羽根車１を示す。ここで、図１は、多翼送風機の羽根車１の径方向断面図である。

羽根車１は、回転軸方向両側から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す両吸込タイプの多翼送風機の羽根車であり、モータ２によって回転駆動されるようになっている。ここで、図中のＯ−Ｏは、羽根車１及びモータ２の回転軸線である。羽根車１は、後述のように、金型を用いて一体成形される樹脂製品であり、主として、エンドプレート１１と、複数の翼１２と、エンドリング１３と、１以上の中間リング１４とを備えている。

エンドプレート１１は、モータ２の回転軸３を中心として回転する略円形の部分であり、回転軸３が連結される中心孔１１ａが形成されている。

複数の翼１２は、エンドプレート１１の両面に回転軸３を中心として環状に配置されており、各一端がエンドプレート１１の外周部に配置され、そこから回転軸方向両側に向かってねじれなく延びている。

エンドリング１３は、翼の他端（すなわち、反エンドプレート１１側端）の位置において、各翼１２の反エンドプレート１１側端の外周縁を結ぶ環状の部分であり、本実施形態において、エンドプレート１１の回転軸方向両側に配置されている。エンドリング１３は、回転軸方向から見た際に、複数の翼１２に重ならないように形成されている。

中間リング１４は、複数の翼１２の反エンドプレート１１側端以外の位置において、回転軸方向から見た際に複数の翼１２に重ならないように、かつ、各翼１２の外周縁を結ぶように形成された環状の部分であり、本実施形態において、エンドプレート１１の回転軸方向両側に配置されている。また、各中間リング１４の少なくとも一部は、翼１２のエンドプレート１１側端を基準として、翼１２の反エンドプレート１１側端に向かって、翼１２のエンドプレート１１側端から反エンドプレート１１側端までの翼長さ（以下、この長さを翼長さＬ１とする）の１／４倍の長さに対応する位置から翼長さＬ１の３／４倍の長さに対応する位置までの範囲内に含まれるように形成されている。さらに、各中間リング１４の断面形状は、回転軸方向の長さＬ２が翼１２の外周縁からの突出長さＷの１／２倍以上の略長方形状である。尚、本実施形態において、各中間リング１４は、翼１２のエンドプレート１１側端を基準として、翼１２の反エンドプレート１１側端に向かって、翼長さＬ１のほぼ１／２倍の長さに対応する位置に形成されており、回転軸方向の長さＬ２が突出長さＷとほぼ同じの長さの略長方形状（すなわち、略正方形状）の断面形状を有している。

（２）多翼送風機の羽根車の成形
次に、本実施形態の多翼送風機の羽根車１の成形について、図２及び図３を用いて説明する。ここで、図２は、多翼送風機の羽根車１の径方向断面図と、この断面図に対応する部分の金型４、５、６、７の形状を示す図である。図３は、多翼送風機の羽根車１の平面図と、この平面図に対応する部分の金型４、６、７の形状を示す図である。

羽根車１は、２対の金型４、５及び金型６、７を用いて樹脂一体成形して形作るものである。

金型４、５は、回転軸方向に合わさった際に、金型４のエンドプレート形成部４ａ及び金型５のエンドプレート形成部５ａが中心孔１１ａを含むエンドプレート１１（但し、径方向外周縁を除く）を形作り、金型４、５の翼形成部４ｂ、５ｂが翼１２（但し、径方向外周縁を除く）を形作り、金型４、５の外周縁形成部４ｃ、５ｃ（但し、外周縁形成部５ｃの図示は省略）がエンドリング１３の径方向内周縁及び中間リング１４の径方向内周縁を形作る。

また、金型６、７は、回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向（すなわち、径方向）に合わさった際に、外周縁形成部６ａ、７ａがエンドプレート１１の径方向外周縁及び翼１２の径方向外周縁を形作り、エンドリング形成部６ｂ、７ｂがエンドリング１３（但し、エンドリング１３の径方向内周縁を除く）を形作り、中間リング形成部６ｃ、７ｃが中間リング１４（但し、中間リング１４の径方向内周縁を除く）を形作る。

このように、本実施形態の多翼送風機の羽根車１は、回転軸方向に金型４、５を抜き、径方向に金型６、７を抜くことによって樹脂一体成形することが可能である。

（３）本実施形態の多翼送風機の羽根車の特徴
本実施形態の多翼送風機の羽根車１には、以下のような特徴がある。

（Ａ）
本実施形態の多翼送風機の羽根車１では、複数の翼１２の反エンドプレート１１側端以外の位置に設けられた中間リング１４が、回転軸方向から見た際に複数の翼１２に重ならないように、かつ、各翼１２の外周縁を結ぶように形成されている。このため、羽根車１の軸方向反エンドプレート１１側から羽根車１の内部に流入する気流Ｆ（図１参照）が羽根車１の内部から外周側に吹き出される際において、従来の中間リングと比べて、中間リング１４によって通風抵抗が増加するのを抑えることができる。しかも、中間リング１４を含めた羽根車１全体の樹脂一体成形が可能である。

このように、本実施形態の多翼送風機の羽根車１では、羽根車１の内部から外周側に吹き出される際の通風抵抗の増加の抑制や中間リング１４を含めた羽根車１全体の樹脂一体成形を可能にしつつ、高速回転化を実現することができる。

（Ｂ）
本実施形態の多翼送風機の羽根車１では、中間リング１４の少なくとも一部が、翼１２のエンドプレート１１側端を基準として、翼１２の反エンドプレート１１側端に向かって、翼１２のエンドプレート１１側端から反エンドプレート１１側端までの翼長さＬ１の１／４倍の長さに対応する位置から翼長さＬ１の３／４倍の長さに対応する位置までの範囲内に含まれるように形成されているため、羽根車１の変形を効果的に抑えることができる。

（Ｃ）
本実施形態の多翼送風機の羽根車１では、中間リング１４の断面形状を、回転軸方向の長さＬ２が翼１２の外周縁からの突出長さＷの１／２倍以上の略長方形状としており、中間リング１４に十分な回転軸方向の厚みを持たしているため、羽根車１の変形を効果的に抑えることができる。

（４）変形例１
上述の実施形態においては、中間リング１４を、翼１２のエンドプレート１１側端から翼１２の反エンドプレート１１側端までの間に１つ形成しているが、中間リングを複数形成して、さらに、遠心力による羽根車の変形量を小さくするようにしてもよい。

例えば、図４に示されるように、中間リング１５を、翼１２のエンドプレート１１側端から翼１２の反エンドプレート１１側端までの間に２つ形成することができる。また、この場合において、各中間リング１５については、上述の実施形態と同様、羽根車１の変形を効果的に抑えることができるように、各中間リング１５の少なくとも一部が、翼１２のエンドプレート１１側端を基準として、翼１２の反エンドプレート１１側端に向かって、翼１２のエンドプレート１１側端から反エンドプレート１１側端までの翼長さＬ１の１／４倍の長さに対応する位置から翼長さＬ１の３／４倍の長さに対応する位置までの範囲内に含まれるように形成することが望ましい。また、翼１２のエンドプレート１１側端から翼１２の反エンドプレート１１側端までの間に形成された２つの中間リング１５間のピッチＰを、翼長さＬ１の１／４倍の長さから翼長さの３／４倍の長さの範囲内に設定することで、羽根車１の変形をさらに効果的に抑えることができる。

また、本変形例の多翼送風機の羽根車１においても、径方向に抜く金型（図２及び図３に示される金型６、７）に中間リング１５の形成位置に対応するように中間リング形成部を設けることで、上述の実施形態と同様に、羽根車１全体の樹脂一体成形が可能である。

（５）変形例２
上述の実施形態及び変形例１においては、中間リング１４、１５の断面形状が略長方形状であるが、羽根車を樹脂一体成形する際に、金型（図２及び図３に示される金型６、７）を径方向に抜くことが困難な断面形状でなければ、種々の断面形状を有する中間リングを用いることが可能である。

例えば、図５に示されるように、中間リング１４、１５の断面形状を略Ｌ字形状として、十分な回転軸方向の厚みを持たせるようにしてもよい。また、この場合において、中間リング１４、１５は、回転軸方向に延びる部分１４ａ、１５ａと、部分１４ａ、１５ａよりも径方向外周側に向かって突出する部分１４ｂ、１５ｂとを有しているが、羽根車１を通過する気流Ｆをスムーズに流すことができるように、部分１４ｂ、１５ｂがエンドプレート１１側に配置されるように形成することが望ましい。

また、図６に示されるように、中間リング１４、１５の断面形状を略台形形状として、十分な回転軸方向の厚みを持たせるようにしてもよい。また、この場合において、中間リング１４、１５は、図６に示されるように、翼１２の径方向外周側に向かうにつれて回転軸方向の厚みが小さくなるように形成されているが、羽根車１を通過する気流Ｆをスムーズに流すことができるように、翼１２の径方向外周側に向かうにつれて、反エンドプレート１１側の面がエンドプレート１１側に傾斜するように形成することが望ましい。

（６）他の実施形態
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例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。

（Ａ）
上述の実施形態及びその変形例においては、両吸込タイプの多翼送風機の羽根車に本発明を適用した例を説明したが、片吸込タイプの多翼送風機の羽根車に本発明を適用してもよい。

例えば、図７に示されるように、エンドプレート１１と、複数の翼１２と、エンドリング１３とを備えており、モータ２によって回転駆動される多翼送風機の羽根車１０１において、エンドプレート１１とエンドリング１３との回転軸方向間に、上述の実施形態と同様の中間リング１４を１つ形成することで、上述の実施形態と同様に、翼１２のエンドプレート１１側端から翼１２の反エンドプレート１１側端までの間に１つ中間リング１４が形成された構成とすることができる。

また、本実施形態の羽根車１０１においては、中間リング１４を１つ形成する構成だけでなく、上述の変形例１と同様に、翼１２のエンドプレート１１側端から翼１２の反エンドプレート１１側端までの間に２つの中間リング１５が形成された構成としたり、上述の変形例２と同様に、翼１２のエンドプレート１１側端から翼１２の反エンドプレート１１側端までの間にＬ字形状や台形形状の中間リング１４、１５が形成された構成とすることができる。

さらに、エンドプレート１１の片面のみに複数の翼１２の一端が設けられていることから、金型の具体的な形状が上述の実施形態及びその変形例とは異なることになるが、本実施形態の多翼送風機の羽根車１０１においても、上述の実施形態及びその変形例と同様に、回転軸方向に抜く金型や径方向に抜く金型を用いて、中間リングを含めた羽根車１０１全体の樹脂一体成形が可能である。

本発明を利用すれば、多翼送風機の羽根車において、羽根車の内部から外周側に吹き出される際の通風抵抗の増加を極力抑え、かつ、樹脂一体成形が可能な形で、高速回転化を実現することができる。

本発明の一実施形態にかかる多翼送風機の羽根車の径方向断面図である。 多翼送風機の羽根車の径方向断面図と、この断面図に対応する部分の金型の形状を示す図である。 多翼送風機の羽根車の平面図と、この平面図に対応する部分の金型の形状を示す図である。 変形例１にかかる多翼送風機の羽根車の径方向断面図である。 変形例２にかかる多翼送風機の羽根車の径方向断面図であって、中間リング付近を示す図である。 変形例２にかかる多翼送風機の羽根車の径方向断面図であって、中間リング付近を示す図である。 他の実施形態にかかる多翼送風機の羽根車の径方向断面図である。

符号の説明

１、１０１ 多翼送風機の羽根車
１１ エンドプレート
１２ 翼
１４、１５ 中間リング

Claims (6)

1. 回転軸方向から気体を吸入して前記回転軸に交差する方向に気体を吹き出す多翼送風機の羽根車であって、
   前記回転軸を中心として回転する略円形のエンドプレート（１１）と、
   前記エンドプレートの片面又は両面に前記回転軸を中心として環状に配置されており、各一端が前記エンドプレートの外周部に設けられる複数の翼（１２）と、
   前記複数の翼の前記反エンドプレート側端以外の位置において、前記回転軸方向から見た際に前記複数の翼に重ならないように、かつ、前記各翼の外周縁を結ぶように形成された１以上の中間リング（１４、１５）と、
   を備えた多翼送風機の羽根車（１、１０１）。
2. 前記中間リング（１４、１５）の少なくとも一部は、前記翼（１２）の前記エンドプレート側端を基準として、前記翼（１２）の前記反エンドプレート側端に向かって、前記翼の前記エンドプレート側端から前記反エンドプレート側端までの翼長さ（Ｌ１）の１／４倍の長さに対応する位置から前記翼長さの３／４倍の長さに対応する位置までの範囲内に含まれるように形成されている、請求項１に記載の多翼送風機の羽根車（１、１０１）。
3. 前記中間リング（１４、１５）は、前記翼（１２）の前記エンドプレート側端と前記反エンドプレート側端との間に２つ形成されており、
   前記中間リング間のピッチ（Ｐ）は、前記翼長さ（Ｌ１）の１／４倍の長さから前記翼長さの３／４倍の長さの範囲内に設定されている、
   請求項２に記載の多翼送風機の羽根車（１、１０１）。
4. 前記中間リング（１４、１５）の断面形状は、前記回転軸方向の長さ（Ｌ２）が前記翼（１２）の外周縁からの突出長さ（Ｗ）の１／２倍以上の略長方形状である、請求項１〜３のいずれかに記載の多翼送風機の羽根車（１、１０１）。
5. 前記中間リング（１４、１５）の断面形状は、略Ｌ字形状である、請求項１〜３のいずれかに記載の多翼送風機の羽根車（１、１０１）。
6. 前記中間リング（１４、１５）の断面形状は、略台形形状である、請求項１〜３のいずれかに記載の多翼送風機の羽根車（１、１０１）。

Images