JPH02123300A

JPH02123300A - 流体移動用の羽根構造

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Publication number: JPH02123300A
Application number: JP27853688A
Authority: JP
Inventors: Into Kyo; 許　允桐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1988-11-02
Publication date: 1990-05-10
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPH0788834B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は１回転により流体を移動させる羽根構造に関
し、特に、半球状にまで湾曲した湾曲羽根の構造に関す
る。

［従来の技術］従来技術にかかるプロペラ、スクリュー、ファンなど、
回転Ｍ９’ｊＪにより流体を強制移動させる羽根構造に
おいては、気体用または液体用にかかわらず、ハブの外
周に、ハブを回転運動させるシャフトの軸芯に対してほ
ぼ９０度の角度で２各羽根軸が一羽根取り付は平面に納
まる複数の羽根な囚設していた。

そして、航空機用のプロペラにおいては、一般に各羽根
の厚さおよび湾曲度が小さく、船舶用のスクリューにお
いては、一般に各羽根の厚さおよび湾曲度が大きくなり
ていた。また、扇風機、換気扇などのファンにおいては
、各羽根の厚さおよび湾曲度は、航空機のプロペラと船
舶のスクリューとの中間的な位置を占めていた。

［発明か解決しようとする課８］従来技術にかかるプロペラ、スクリュー、ファンなど１
回転運動により流体を強制移動させる羽ｊ５１構造にお
いては、気体または液体をシャフトの軸方向に効率よく
移動させることが主要目的なので、気体用または液体用
にかかわらず、ハブの外周に、ハブを回転運動させるシ
ャフトに対して、はぼ９０度の角度で、各羽根軸が一羽
根取り付は平面に納まる複数の羽根を固設する構造に限
定されていた。

従って、流体の流れは、ハブまたはボスの外周に取り付
けられた各羽根を境にして１羽根の一方側の流体を１羽
根の回転運動を介して、羽根の他方側へ強制的に前後移
動させるものであり、シャフトを中心とした各羽根の先
端で形成される円筒範囲以外からは、流体の吸い込みが
ほとんど行なえなかった。

逆に、扇風機や攪拌用のファンまたはスクリューにおい
ては、流体の流れをシャフトの軸方向以外の方向、例え
ば、シャフトに対して９０度の流出方向までに拡大する
ことが、そのままでは不可能なので１首振り機構を付設
したり１回転する羽根の前に攪拌装置を付設しなければ
ならなかった。

この発明は、上述の背景のもとになされたもので、シャ
フトにより回転ｆｆｌ動するハブまたはボスに配設され
る各羽根を、半珪状にまで湾曲した湾曲羽根とすること
で、流体の吸い込み用として利用する時、シャフトを中
心とした各羽根の先端で形成される円筒範囲以外からも
、流体の吸い込みが行なえ、流体の吐出用として利用す
る時、シャフトを中心とした各羽根の先端で形成される
円筒範囲以外へも、流体を流出させることが出来る流体
移動用の湾曲羽根の構造を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明は、上記の課題を解決し１期待される目的を達
成するために。

回転駆動力を提供する動力源と、動力源により回転駆動
されるシャフトと、シャフトを中心として固設されるハ
ブと、ハブの外周面にほぼ等角度に配設される複数の各
羽根とから構成されるものにおいて。

各羽根が、複数の傾斜面を連設した湾曲構造を有するも
のであつて、各傾斜面がシャフト方向への角度変化を伴
うと同時に、半径方向への角度変化を伴うように構成さ
れている。

そして、各羽根の傾斜面が、シャフト方向において、水
平から垂直方向へ９０度の角度変化を有する湾曲構造を
宥して１羽根全体として、半球面状の流体かき面を有し
ている。

また、各羽根が、シャフト方向において、水平から垂直
方向への角度変化を有する平滑な湾曲構造を有すると同
時に、半径方向の角度変化を伴うように４！！成するこ
ともできる。

更に、この発明にかかる好適な実施例において、各羽根
が１回転方向に対して後端側かつ外側面どなる部位に流
体かきを突設するとともに、各傾斜面の間及び湾曲面の
適当な位置に流体の移動方向をガイドする案内板を配設
すると好都合である。

［作　用］第５図ないし第７図に従りて、この発明にかかる流体移
動用の湾曲羽根の構造の作用について説明する。

先ず、第５図と第６図とにおいて、動力源１０から提供
される回転駆動力によりシャフト１２が太い矢印で示し
た反時計方向へ向けて回転される、このシャフト１２を
中心として固設されたハブ２が反時計方向へ回転するの
で、ハブ２の外周面に一体的に形成された湾曲羽根１も
反時計方向へ回転する。湾曲羽根ｌが回転し始めると、
取り付は面と第１傾斜面４とは、流体切り角度を有して
いるので、流体を図上方へ移動させる（細い実線矢印を
＃照）、同時に１第１傾創而４と第２傾剰而５とｔ５３
傾創傾斜とｔ５４傾斜而７とは、それぞれシャフト１２
の方向に約９０度の角度まで湾曲する４Ｉ造となってい
るので、流体は、それぞれ細い実線矢印の方向へ移動さ
れる。すなわち１図上方のほぼＯ［〜１８０度へ流体が
移動できることになる。

そして、第５図に図示のように、湾曲羽ｆｆ１ｌには、
流体の流動方向をガイドする案内板８，８゜８．８と流
体を上方のハブ２の上方部分に集中させる流体かき９と
が設けられているので、ｔｉ体の移動方向は、第７図に
示すように、破線矢印で示した吸い込み側の流体は、湾
曲羽根ｌを通過した後は、実線矢印のように移動させら
れることになる。

また、この発明にかかる流体移動用の湾曲羽根ｌの構造
は、流体を全体的に拡散したい場合には、案内板８，８
，８，８、流体かき９を設はス、流体をハブ２の前方に
集中させたい場合には、案内板８・８，８，８．１Ｎ、
体かき９を設けるというように使い分けることができる
。

〔実施例］以下、この発明にかかる好適な実施例を図面に基づいて
説明する。

第１図において、この発明にかかる流体移動用の多角面
羽根の構造の一実施例は、かもめの羽根のように湾曲し
た４つの各湾曲羽根１を１回転するハブ２の外周面にほ
ぼ十字状に配設するように一体形成したものである。

ハブ２は、回転駆動力を提供する動力源１０から突出さ
れたシャフト１２の先端に固着手段（図示せず）を介し
て固着されて、高速から低速の範囲で回転するので、湾
曲羽８Ｉｌも、高速から低速の範囲で回転して、例えば
、空気や水などの流体を移動させることが出来る。

湾曲羽根ｌは、シャフト１２の方向、すなわちハブ２の
軸芯方向に対して、はぼ９０度の取り付は角度で一体形
成によりハブ２の外周面へ取り付けた取り付は面３と、
この取り付は面３の外端に図の下方向への所定の角度（
例えば、２２．５度）て折れ曲がるように連設される第
１傾斜面４と、この第１傾斜面４の外端に図の下方向へ
の所定の角度（例えば、２２．５度）で折れ曲がるよう
に連設される第２傾斜面５と、この第２傾斜面５の外端
に図の下方向への所定の角度（例えば。

４０度）で折れ曲がるように′ｉＪ１設される第３傾斜
面６と、この第３傾斜面６の外端に図の下方向へ所定の
角度（例えば、５度）で折れ曲がるように連設される第
４傾斜面７とから４Ｒ成されている。

第２図において、湾曲羽根１は、上述のように、取り付
は面３と第１傾斜面４と第２傾斜面５と第３傾斜面６と
第４傾斜面７とからなるが１次第に図の下方向へ折れ曲
がるように連設される第１傾斜面４から第４傾斜面７に
よつて、シャフト１２の軸芯方向Ｌ（破線で図示、この
発明では、シャフト方向という）と直角に交わる半径方
向Ｍ（−点鎖線で図示）にそりた取り付は面３に対して
、約９０度の角度だけ、湾曲羽根ｌ全体を湾曲するよう
に形成している。そして、取り付は面３と第１傾斜面４
と第２＃￥斜面５と第３傾斜面６と：５４傾斜而７とは
、半径方向Ｍを含む水平面に対して、それぞれ１０度か
ら４０度の流体切り角度（気体の場合は、風切り角度）
を備えるように連設されている。

再び、第１図において、各湾曲羽根ｌは、第１傾斜面４
と第２傾斜面５との間、第２傾斜面５と第３傾斜面６と
の間、第３傾斜面６と第４傾斜面フとの間、そして、第
４傾斜面７の下端部分の各流体の切り面ＩＦ寄りに、流
体の流れる方向をガイドする目的と湾曲羽根ｌを補強す
る目的とのために、それぞれ三角形の案内板８，８，８
．８を配置しているとともに、各湾曲羽根１の先端より
波体切り面ＩＦに、流体の集中を図るために、流体かき
９をそれぞれ設けている。もちろん、この波体かき９は
、各湾曲羽根ｌが２時計回りの方向に回転する時のため
に設けられたもので、各湾曲羽根ｌが１反時計回りの方
向に回転する時は、流体切り面ＩＦとは反対側の流体切
り面ＩＧに対して設けられる。

第３図において、この発明にかかる別な一実施例を説明
すると、ハブ２と一体的に形成される各湾曲羽根ｌは１
次々に折れ曲がって連設される傾斜面から形成されるの
てはなく、シャフト方向へ約９０度の角度だけ、はぼ平
滑に湾曲した湾曲面ＩＡ′１ｔｉｌｉｌえている。湾曲
面ＩＡには、別個に形成した案内板８Ａをはめこみ固定
するために、はめこみ孔１ａ、ｌａ、ｌａ、ｌａが適当
な間隔で開設されている。なお、９Ａは、流体かきであ
る。

第４図において、この発明にかかるもう１つの別な実施
例を説明すると、ハブ２と一体的に形成される各湾曲羽
根ｌは、ハブ２の平面状となった取り付は面２人に半径
方向に対して流体切り角度を持たせて傾斜した第１傾Ａ
１而４Ａと、この第１傾斜面４Ａに約３０度の角度でシ
ャフト方向に対して連設された第２傾斜面５Ａと、この
第２傾斜面５Ａに、さらに約６０度の角度で連設された
第３傾斜面６Ａとから形成されている。

各湾曲羽根ｌの第１傾斜面４Ａと第２傾斜面５Ａとの間
、第２傾斜面５Ａと第３傾消面６Ａとの間には、それぞ
れ案内板８Ｂ、８Ｂが、各湾曲羽根ｌに開設されたはめ
こみ孔１ｂ、ｌｂへはめこんで固定されている。なお、
９Ｂは、流体かきである。

そして、ハブ２の図上方には、補助湾曲羽根ＩＢが、シ
ャフト（図示せず）を中心としてハブ２の外周面に対し
て、はぼ十字形に４個一体形成されている。

次に、第５ｃｌｉ！ないし第７図に従つて、この発明に
かかる流体移動用の湾曲羽根の構造の動作について説明
する。

先ず、第５図と第６図において、動力源１０から提供さ
れる回転駆動力によりシャフト１２が太い矢印で示した
反時計方向へ向けて回転されると、このシャフト１２を
中心として固設されたハブ２が反時計方向へ回転するの
で、ハブ２の外周面に一体的に形成された湾曲羽根ｌも
反時計方向へ回転する。湾曲羽ｉｉが回転し始めると、
取り付は面３と第１傾斜面４とは、流体切り角度を有し
ているので、流体を図上方へ移動させる（細い実線矢印
を参！り、同時に、第１傾斜面４と第２傾斜面５と第３
傾斜面６と第４傾斜面７とは、それぞれシャフト１２の
方向に約９０度の角度まで湾曲する構造となっているの
で、流体は、それぞれ細い実線矢印の方向へ移動される
。すなわち。

図上方のほぼ０度〜１８０度へ流体が移動できることに
なる。

そして、第５図に図示のように、湾曲羽根１には、流体
の流動方向をガイドする案内板８．８゜８．８と流体を
上方のハブ２の上方部分に集中させる流体かき９とが設
けられているので、流体の移動方向は、第７図に示すよ
うに、破線矢印で示した吸い込み側の流体は、湾曲羽根
ｌを通過した後は、実線矢印のように移動させられるこ
とになる。

従って、この発明にかかる流体移動用の湾曲羽根の構造
は、流体を全体的に拡散したい場合には、案内板８，８
，８，８．流体かき９を設けず、流体をハブ２の前方に
集中させたい場合には、案内板８，８，８，８．流体か
き９を設けるというように使い分けることが可俺である
。

さらに、第８図において、この発明にかかる流体移動用
の湾曲羽根の４Ｒ造を、船舶用のスクリューに適用した
場合の動作を説明する。

第８図において、この発明を利用したスクリューは９以
上説明した実施例とは逆に、ハブ２の上方（７左側）を
吸い込み側、シャフト１２側を吐出側とするもので、シ
ャフト１２が太い矢印の方向へ回転すると、流体が破線
矢印で示すように、はぼ０度〜１８０度の範囲から吸い
寄せられ、湾曲羽根ｌを通過した流体はシャフト１２を
中心として、集中的に固在方向へ移動させられる。従っ
て、船舶は１図で左方向へ推進されることとなる。

［発明の効果］このＪＡＩ５１は１以上説明したように構成されている
ので、以下の効果を達成することがてきる。

、１１ｆｆ求項ｌかう３に記載した流体移動用の湾曲羽
根の構造において、各羽根をシャフト方向に角度’！化
させているので、送風用の７アツや流体移動用のポンプ
として、流体をほぼ０度〜１８０度という広角度範囲に
分散または攪拌てきるとトモニ、推進用のプロペラやス
クリューとし工、（１ア０度〜１８０度という広角度範
囲から流体を吸い込み、湾曲羽根を通過させて集中的に
後送りするので１強力かつ有効な推進力を獲得すること
ができる。

請求項４に記載した流体移動用の湾曲羽根の構造におい
て、案内板と流体かきとを湾曲羽根に配設することで、
流体をハブの前方に集中させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例を示す斜視図。第２図は、第１図における湾曲羽根のシャフト方向への
角度変化を説明するための要部斜視図。第３図は、この発明の第２実施例を示すｆＡ″＆図、第４図は、この発明の第３実施例を示す斜視図。ｉ５［３４：ｔ、：の発ＩＩにかかる流体移動用の湾曲
羽根の動作を説明するだめの要部斜視図。第６図は、同上乎面図・第７図は、第５図に示す流体移動用の湾Ｉ山羽根の側面
図。第８図は、この発ＩＪＪにかかる流体移動用の湾曲羽根
を船Ｗｒ用のスクリューに適用した場合を示す側面図で
ある。図において。ｌ　・・・　・・・　湾曲羽根２　・・・　・・・　ハブ３　・・・　・・・　取り付は面４　・・・　・・・　第１傾斜面５　・・・　・・・　第２傾斜面６　・・・　・・・　第３傾斜面７　・・・　・・・　第４傾斜面８．８，８．８　　・・・　・・・　案内板、９　・・
・　・・・　流体かき１０　・・・　・・・　動力源１２　・・・　・・・　シャフトＩＡ　・・・　・・・　湾曲面１Ｂ　　・・・　・・・　補助湾曲羽根ｉｂ　　・・・
　・・・　はめこみ孔１Ｆ、ＩＧ　　・・・　・・・　流体切り面し　・・・
・・・　　シャフト方向Ｍ　・・・　・・・　半径方向

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転駆動力を提供する動力源と、動力源により回
転駆動されるシャフトと、シャフトを中心として固設さ
れるハブと、ハブの外周面にほぼ等角度に配設される複
数の羽根とから構成されるものにおいて、各羽根が、複数の傾斜面を連設した湾曲構造を有するものであって、各傾斜面がシャフト方向への
角度変化を伴うと同時に、半径方向の角度変化を伴う流
体移動用の湾曲羽根の構造。
（２）各羽根の傾斜面が、シャフト方向において、水平
から垂直方向へ９０度の角度変化を有する湾曲構造を有
して、羽根全体として、半球面状の流体かき面を形成す
る請求項１記載の流体移動用の湾曲羽根の構造。
（３）各羽根が、シャフト方向において、水平から垂直
方向への角度変化を有する平滑な湾曲構造を有すると同
時に、半径方向への角度変化を伴う請求項１または２記
載の流体移動用の湾曲羽根の構造。
（４）各羽根が、回転方向に対して後端側かつ外側面と
なる部位に流体かきを突設するとともに、各傾斜面の間
及び湾曲面の所定位置に流体の移動方向をガイドする案
内板を配設する請求項１または２記載の流体移動用の湾
曲羽根の構造。