JP4542353B2 - 多翼ファン - Google Patents

Description

本発明は、多翼ファン、更に詳しくは羽根を一枚づつ製作し、これを上板、下板に固定して製作する多翼ファンに関するものである。

従来、送風機等に用いられるファンとしては小型で高圧力、大風量を得るために多翼ファンが多用されている。
多翼ファンは、必要枚数の羽根を一枚の金属板から切り起こし、その金属板をリング状に巻き、上板と下板とを加締固定したり、平板を円筒状に絞った後、胴の部分に羽根を切り起こすタイプ（後述では前者と称する）の他に、ファンの羽根を一枚づつ製作し、この羽根の両端を相互に連結して円筒体を構成し、該円筒体をドーナツ状の上板、円板状の下板（動力伝達板）に加締固定するタイプ（後述では後者と称する）がある（例えば特許文献１）。

前記特許文献１（後者）は、羽根の枚数や長さが自由に設計できることから、ファンの外径から自ずと金属板の長さが決定されて羽根枚数が制限される前者に比べて羽根の枚数を多くして大風量を確保するファンを製作することが可能である。
そして、隣設する羽根相互間において上端板部相互間、下端板部相互間の一端部に設けた掛止部（掛止突部）を他端部に設けた被掛止部（掛止溝）に掛止して円筒体を構成した後、上端板部、下端板部の端部から立上げた立上げ端部に上板、下板を加締固定して形成される。
しかしながら、その加締固定は、従来周知のダブルシーマ（一番駒と、二番駒を使用して二段階で加締固定する加締機）と呼称される加締機を使用して行なわれるが、全周において加締による接合強度にバラツキが生じることがあり、長期の使用で下板（動力伝達板）に対して円筒体が、また円筒体に対して上板が各々ズレたり、空回りして所定の送風性能を維持できなくしたり、全体のバランスを崩してモータとの接続部等に負荷を掛け、耐久性を低下させる要因になってしまう。
また、羽根の枚数を多くすればその分重量増となって掛合部等への負担も大きくなるため、必然的に羽根をできるだけ薄くして軽量化を図る必要が出てくる。軽量化のためには薄肉な金属板を使用することとなるが、それに伴って羽根の強度は元より上端板部、下端板部に対する羽根の連設強度も強化する必要があり、それを踏まえて改良の望むのが好ましいものである。
特開平８−２８４９４号公報

本発明は上記従来事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、羽根を一枚づつ製作し、これを円筒状に連結し、それに上下板に加締固定して製作する多翼ファンにおいて、円筒体と上板、下板（動力伝達板）とを強固に固定することである。
更に他の目的とする処は、羽根自体の強度を増強することである。

前記課題を解決するために講じた技術的手段は、所定面積の矩形金属帯板から長手方向両端の上端板部、下端板部を残して羽根を所定曲率をもって湾曲状に切り起こすとともに前記上端板部、下端板部のその外半部を羽根の切り起こし方向とは逆方向に曲げ加工して立上げ端部を形成した必要枚の羽根構成板と、隣設する羽根構成板の上端板部同士、下端板部同士を連結して形成される円筒体と、その円筒体における前記上端板部、下端板部の立上げ端部に加締固定される上板、下板とを備え、前記各羽根構成板は、羽根の付け根側の長手縁全長から折り返された第１羽根補強部と、その第１羽根補強部に連続して上端板部、下端板部の内半部からその第１羽根補強部と同方向に折り返された重ね部と、前記羽根の前記付け根側とは反対側の長手縁全長から折り返された第２羽根補強部と備え、前記上板、下板の円筒体への加締固定時に、等間隔をおいて配設される前記重ね部を有する上端板部、下端板部の内半部の起伏部が、前記上板、下板に喰込み、前記上端板部、下端板部への第１掛止部が形成されることを特徴とする多翼ファンである（請求項１）。
前記加締機としては、周知のダブルシーマ（一番駒と、二番駒とを使用して二段階で加締固定する加締機）をその一例として挙げることができる。
そして、上端板同士、下端板同士の加締固定は、その一方に設けた伸びフランジを、他方に設けた差込孔に差し込んで、加締固定することがその一例として提案される。

以上の手段によれば、円筒体の上下縁部には、重ね部を全周に亘って等間隔をおいて有する起伏部が連続形成されている。
そのため、図８に示すようにその円筒体２における上端板部２１の立上げ端部２１ｃ、に上板３を加締機（ダブルシーマ）で加締固定すると、その加締用の駒（二番駒）ｂ３の加締力で重ね部による剛性付与部８’が求心方向に圧潰押動されて、上板３の中間段差片部２３に喰い込むと共に、剛性付与部８’、８’間の上端板部２１、２１も同様に加締用の駒（二番駒）ｂ３の加締力を受けて求心方向に変形する。剛性付与部８’、８’間の上端板部２１、２１の変形量は、中間段差片部２３のスプリングバックを受けて、前記剛性付与部８’の求心方向への圧潰時の押動量に比べて小さなものであった。それ故、同図８に示すように上板３の中間段差片部２３に全周に円筒体２の上縁部に掛止する波形状の第１掛止部１０ａが形成される。
そして、図８に示すようにその加締固定に伴い剛性付与部８’、８’間の外側に凹部１８が形成され、この凹部１８に、図９に示すように上板３の加締用片部１３の先端が加締用の駒ｂ３による延伸作用を受けて入り込む一方、図１０に示すように外側に隆起状となる剛性付与部８’に延伸作用で衝突する加締用片部１３部分の先端が加締用の駒コーナーの面取りで折り返されて、上板３に、その加締用片部１３の入り込み部１３ａと折り返し部１３ｂとで円筒体２に掛止する第２掛止部１０ｂが形成される。
前記第１掛止部１０ａ、第２掛止部１０ｂは、下板と円筒体の下縁部との間にも同様に形成される。
この第１、第２掛止部１０ａ、１０ｂが円筒体２の上板３、下板に対する掛止力をアップさせて、加締固定力と相乗する強度で円筒体２の上下縁部を上板３、下板に強固に固定する。
そして、羽根の付け根側の長手縁全長から折り返された第１羽根補強部と、羽根の前記付け根側とは反対側の長手縁全長から折り返された第２羽根補強部とが、薄肉な羽根の強度アップを図り、バリから手指を保護する。
その上、第１羽根補強部と一体な重ね部の上板、下板との加締固定で羽根の付け根を強度アップする。

本発明は以上のように構成したから、下記の利点がある。
ファンの羽根を一枚づつ製作し、この羽根の両端を相互に連結して円筒体を構成し、該円筒体をドーナツ状の上板、円板状の下板（動力伝達板）に加締固定する多翼ファンにおいて、上端板部、下端板部に、折り返された重ね部を全周に亘って等間隔をおいて有する起伏部が連続形成され、加締機を使用しての加締固定時に重ね部による剛性付与部の求心方向への圧潰押動による上板、下板への喰込みと、剛性付与部間の上端板部、下端板部の加締用の駒の加締力を受けての求心方向に変形とで円筒体に上板、下板波状への第１掛止部を形成しているので、円筒体と上板、下板とが相互間において掛止力をアップさせて、円筒体の上下縁部と上板、下板とを強固に固定することができる。
その上、第１羽根補強部と同一体な重ね部が羽根の付け根部を強化し、大風量を確保するために羽根の切り起こし量を大きくした結果、付け根部が小幅なものになった場合でも、長期的な使用で羽根角度を狂わせることがない耐強度を発揮する。
その上、第１羽根補強部、第２羽根補強部が、薄肉な羽根の強度をアップした上にバリから手指を保護して清掃性を向上させることができる。

以下、本発明多翼ファンの実施の形態例を図１〜図１０に示している。

図１〜図１０において、多翼ファンＡは、羽根１１を有する必要枚の羽根構成板１…と、隣設する羽根構成板１…同士を連結して形成する円筒体２と、該円筒体２の両端部に加締固定する上板３、下板４とを備えている。

羽根構成板１は、図２等に示すように所定面積の矩形金属帯板Ｔから長手方向両端の上端板部２１、下端板部３１を残して羽根１１を、所定曲率をもって湾曲状に切り起こし形成している。
そして、羽根構成板１は、図２等に示すように、その上端板部２１、下端板部３１のその外半部２１ｂ、３１ｂを羽根１１の切り起こし方向とは逆方向に曲げ加工して立上げ端部２１ｃ、３１ｃを形成し、図２（ｂ）に示すように、羽根１１の前記付け根４１側とは反対側の上端板部２１、下端板部３１の内半部２１ａ、３１ａ部分所要長さ範囲を一段低く且つ小幅にして、隣設する羽根１１、１１を所要間隔をもって接近させて加締固定で連結する際に隣設する上端板部２１、２１、下端板部３１、３１同士で段差のないオーバーラップ部５を構成するようになっている。

また、羽根構成板１は、図２等に示すように、その羽根１１の付け根４１側の長手縁全長から折り返された第１羽根補強部６と、付け根４１側とは反対側の長手縁全長から折り返された第２羽根補強部７と、その第１羽根補強部６に連続して上端板部２１、下端板部３１の内半部２１ａ、３１ａからその第１羽根補強部６と同方向に折り返された重ね部８とを備えている。

円筒体２は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、隣設する羽根構成板１、１を接近させて前記オーバーラップ部５を構成した状態で、一方に設けた伸びフランジ５１を、他方に設けた差込孔６１に差し込んで加締固定した後、円状に巻回される。
これによって、円筒体２には、その上下縁部に等間隔をおいて重ね部８を有する起伏部ａが形成される（図２、図４参照）。

そして、前記円筒体２は、図６に示すようにダブルシーマと呼称される加締機Ｍを使用して、その上下縁にリング状の上板３、モータの回転軸を取り付けるためにボス部を備えた下板４を加締固定して多翼ファンＡを組立形成する。

前記上板３は、図７等に示すように、外側円環片部（加締用片部）１３を内側円環片部３３に対して中間段差片部２３を介して一段高く段設したリング状に形成されており、図示するように円筒体２の上縁部に対応するように上側に配置され、一方、下板４は、前記上板３と同形状の周縁部を有してなり、円筒体２の下縁部に対応するように下側に配置される。
そして、中間段差片部２３の囲繞スペースに円盤状治具ｂ１、ｂ１を当てがってその円盤状治具ｂ１、ｂ１で上板３、下板４をそのセット状態に保持し、上側の円盤状治具ｂ１に連結するモータ駆動を受けて回転させつつ、一番駒ｂ２、二番駒ｂ３を使用して円筒板２の上縁部、下縁部、詳細には立上げ端部２１ｃ、３１ｃに加締固定される。

前記一番駒ｂ２は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、前記上板３の前記外側円環片部（加締用片部）１３を湾曲状に折り曲げ加工する。無論、下板４の外側円環片部（加締用片部）も同時に湾曲状に折り曲げ加工する。
前記二番駒ｂ３は、図７（ｃ）に示すように、上板３の外側円環片部（加締用片部）１３、下板４の外側円環片部（加締用片部）を急角度に折り曲げ、上板３、下板４を円筒体２の上縁部（詳細には立上げ端部２１ｃ）、下縁部（詳細には立上げ端部３１ｃ）に各々加締固定する。

その二番駒ｂ３で図７、図８に示すように、外側円環片部（加締用片部）１３を急角度に折り曲げ加工すると、重ね部８を有する剛性付与部８’が二番駒ｂ３の加圧面の加締力を受けて求心方向に圧潰押動して上板３の中間段差片部２３に喰込み、更に剛性付与部８’、８’間の上端板部２１、２１も同様に二番駒ｂ３の加締力を受けて求心方向に変形して第１掛止部１０ａを構成する。剛性付与部８’、８’間の上端板部２１、２１の変形量は、中間段差片部２３のスプリングバックを受けて、前記剛性付与部８’の求心方向への圧潰時の押動量に比べて小さいため、加締固定時に形成される第１掛止部１０ａは図８に示すように波状となる。
そして、その加締固定に伴って図８に示すように剛性付与部８’、８’間に外側を向く凹部１８が形成され、その凹部１８に、図９に示すように外側円環片部１３先端が二番駒ｂ３の延伸作用で入り込んで入り込み部１３ａを形成すると共に、図１０に示すように剛性付与部８’に延伸作用で干渉する同外側円環片部１３先端が同駒ｂ３の加圧面コーナーに施されている面取りを利用して僅か折り返されて折り返し部１３ｂを形成して、外側円環片部１３先端に第２掛止部１０ｂを構成する。
前記第１掛止部１０ａ、第２掛止部１０ｂは、下板４と円筒体２との間でも同様に形成される。
この第１掛止部１０ａ、第２掛止部１０ｂからなる掛止部１０で上板３、下板４が円筒体２に加締固定されて、多翼ファンＡを組立形成される。

本実施の形態多翼ファンの分解斜視図。 羽根構成板を示し、（ａ）は、羽根構成板の斜視図、（ｂ）は、加締固定で連結された複数枚の羽根構成板群の斜視図。 図２（ｂ）の平面図。 図３の（４）−（４）線断面図。 図４の（５）−（５）線断面図。 円筒体への上板、下板の加締固定状態を示す正面図。 円筒体への上板の加締状態を示す要部の拡大断面図で、（ａ）は、円盤状治具で上板をセットした状態を、（ｂ）は、一番駒で曲げ加工している状態を、（ｃ）は、二番駒で加締固定した状態を各々示す。 図７（ｃ）の拡大平面図で、一部切欠して示す。 図８の（９）−（９）線拡大断面図。 図８の（１０）−（１０）線拡大断面図。

符号の説明

Ａ：多翼ファン １１：羽根
１：羽根構成板 ２１、３１：上下端板部
２１ｃ、３１ｃ：立上げ端部 ６：第１羽根補強部
７：第２羽根補強部 ８：重ね部
１０：掛止部 ３：上板
４：下板 ２：円筒体
２１ａ、３１ａ：内半部（上端板部、下端板部の内半部）
２１ｂ、３１ｂ：外半部（上端板部、下端板部の外半部）
Ｍ：加締機 ９：加締固定部
４１：付け根 ｂ２：一番駒
ｂ３：二番駒 １３：加締用片部（外側円環片部）
１０ａ：第１掛止部 １０ｂ：第２掛止部
１８：凹部 ８’：剛性付与部
ａ：起伏部

Claims (1)

1. 所定面積の矩形金属帯板から長手方向両端の上端板部、下端板部を残して羽根を所定曲率をもって湾曲状に切り起こすとともに前記上端板部、下端板部のその外半部を羽根の切り起こし方向とは逆方向に曲げ加工して立上げ端部を形成した必要枚の羽根構成板と、隣設する羽根構成板の上端板部同士、下端板部同士を連結して形成される円筒体と、その円筒体における前記上端板部、下端板部の立上げ端部に加締固定される上板、下板とを備え、前記各羽根構成板は、羽根の付け根側の長手縁全長から折り返された第１羽根補強部と、その第１羽根補強部に連続して上端板部、下端板部の内半部からその第１羽根補強部と同方向に折り返された重ね部と、前記羽根の前記付け根側とは反対側の長手縁全長から折り返された第２羽根補強部と備え、前記上板、下板の円筒体への加締固定時に、等間隔をおいて配設される前記重ね部を有する上端板部、下端板部の内半部の起伏部が、前記上板、下板に喰込み、前記上端板部、下端板部への第１掛止部が形成されることを特徴とする多翼ファン。

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