(57)【要約】【課題】騒音の増大を防止しながら、羽根車の強度を向上させたシロッコファン用羽根車を提供する。【解決手段】羽根車２は、回転軸Ｏを中心として回転する円板状の主板６と、この主板６に環状に配置され、それぞれの一端が主板の外周部に固定された複数の翼４と、各翼４の他端の外周縁を結ぶリング３とを備える。リング３の回転軸方向の寸法を主板６から離間する側に拡大すると共に、各翼４の他端を、内周縁から外周縁に向けて徐々に主板６から離間する側に拡大し、当該翼４の外周縁の端面をリング３の端面に連続させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心として回転する円板状の主板と、該主板に環状に配置され、それぞれの一端が前記主板の外周部に固定された複数の翼と、各翼の他端の外周縁を結ぶリングとを備えたシロッコファン用羽根車において、
前記リングの回転軸方向の寸法を前記主板から離間する側に拡大すると共に、前記各翼の他端を、内周縁から外周縁に向けて徐々に前記主板から離間する側に拡大し、当該翼の外周縁の端面を前記リングの端面に連続させたことを特徴とするシロッコファン用羽根車。
【請求項２】
前記リングの前記主板側の端部から前記翼の内周縁に対応する位置までの寸法をＬ、前記リングの前記翼の内周縁に対応する位置から前記主板とは反対側の端部までの寸法をＨとした場合に、０．３４≦Ｈ／Ｌとしたことを特徴とする請求項１に記載のシロッコファン用羽根車。
【請求項３】
前記複数の翼は、前記主板の両面に環状に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシロッコファン用羽根車。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の羽根車と、
該羽根車が収納され、当該羽根車の前記リング側に対向して形成された吸込口と、前記主板の回転軸に交差する方向に形成された吹出口とを有するケーシングとを備えたことを特徴とするシロッコファン。
【請求項５】
前記吸込口より外側に位置する前記翼の他端を、前記主板から離間する側に拡大したことを特徴とする請求項４に記載のシロッコファン。
【請求項６】
前記リングの前記主板とは反対側の端部を、前記吸込口を構成するベルマウスの開口縁と前記翼の内周縁との間の距離より小さくならない範囲で前記ベルマウスに接近させたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のシロッコファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主板から延びる複数の翼の端部がリングによって結ばれたシロッコファン用羽根車、及び、それを用いたシロッコファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より空調装置や冷凍装置等においては、冷却若しくは加熱、加湿若しくは除湿された空気の送風を行うためにシロッコファンが用いられている（例えば、特許文献１参照）。このシロッコファン１００は通常、図１１に示すようなケーシングＣと、このケーシングＣ内に収納された羽根車１０２と、この羽根車１０２を駆動する図示しないモータから構成されている。
【０００３】
羽根車１０２は、図示しない円板状の主板と、この主板の片面若しくは両面の外周部に一端が固定され、他端の外周縁がリング１０３にて結ばれた複数の翼１０４とから構成されている。ケーシングＣは、羽根車１０２の主板の回転軸方向から空気を吸い込む吸込口Ｓと、回転軸と交差する方向に空気を吹き出す図示しない吹出口とを備えている。吸込口Ｓの周囲は空気を羽根車１０２に案内するベルマウスＭによって囲まれており、即ち、吸込口ＳはベルマウスＭ内に構成されている。
【０００４】
吸込口Ｓは羽根車１０２のリング１０３側に対向するように形成されており、前記吹出口は回転軸に交差する方向に空気を吹き出すように形成される。そして、ベルマウスＭは、吸込口Ｓに向けて湾曲しながら羽根車１０２に近接する形状を呈しており、湾曲した先端であるベルマウスＭの開口縁が吸込口Ｓとなる。
【０００５】
図示しないモータを駆動して羽根車１０２を回転させると、羽根車１０２の各翼１０４が内周側の空間から外周側の空間へと空気を昇圧して吹き出し、吸込口Ｓから羽根車１０２の内周側の空間に空気が吸い込まれる。そして、羽根車１０２の外周側に吹き出された空気が吹出口に集められて吹き出される構成とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７０８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
係る羽根車１０２の回転により翼１０４に加わる応力は（ミーゼス応力）は、当該翼１０４とリング１０３との接合部分付近に集中する場合がある。この場合、羽根車１０２を高速で回転させるためには、この翼１０４とリング１０３との接合部分の強度が問題となる。
【０００８】
この問題を解決するために、翼１０４の厚さ寸法を大きくすると、通常合成樹脂にて成型される翼１０４の成型時に所謂「ひけ」が発生する危険性があると共に、シロッコファン１００自体の風量低下を来す。
【０００９】
また、リング１０３の回転軸方向の寸法を主板側に拡大した場合、回転軸と交差する方向の風路が狭まるためにやはり風量の低下を来す。逆にリング１０３の回転軸方向の寸法を主板から離間する方向に拡大し、それにあわせて翼１０４の他端全体を主板から離間する側に拡大すると、羽根車１０２がケーシングＣに衝突し易くなる。また、衝突しない場合でも、翼１０４とベルマウスＭの吸込口Ｓ周辺との間の距離（図１１にＸ１で示す）が小さくなるため、騒音（笛のような音）が大きくなる問題があった。
【００１０】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、騒音の増大を防止しながら、羽根車の強度を向上させたシロッコファン用羽根車及びそれを用いたシロッコファンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のシロッコファン用羽根車は、回転軸を中心として回転する円板状の主板と、この主板に環状に配置され、それぞれの一端が主板の外周部に固定された複数の翼と、各翼の他端の外周縁を結ぶリングとを備えたものであって、リングの回転軸方向の寸法を主板から離間する側に拡大すると共に、各翼の他端を、内周縁から外周縁に向けて徐々に主板から離間する側に拡大し、当該翼の外周縁の端面をリングの端面に連続させたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明のシロッコファン用羽根車は、上記発明においてリングの主板側の端部から翼の内周縁に対応する位置までの寸法をＬ、リングの翼の内周縁に対応する位置から主板とは反対側の端部までの寸法をＨとした場合に、０．３４≦Ｈ／Ｌとしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明のシロッコファン用羽根車は、上記各発明において複数の翼は、主板の両面に環状に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明のシロッコファンは、請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の羽根車と、この羽根車が収納され、当該羽根車のリング側に対向して形成された吸込口と、主板の回転軸に交差する方向に形成された吹出口とを有するケーシングとを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明のシロッコファンは、上記発明において吸込口より外側に位置する翼の他端を、主板から離間する側に拡大したことを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明のシロッコファンは、請求項４又は請求項５の発明においてリングの主板とは反対側の端部を、吸込口を構成するベルマウスの開口縁と翼の内周縁との間の距離より小さくならない範囲でベルマウスに接近させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、回転軸を中心として回転する円板状の主板と、この主板に環状に配置され、それぞれの一端が主板の外周部に固定された複数の翼と、各翼の他端の外周縁を結ぶリングとを備えたシロッコファン用羽根車において、リングの回転軸方向の寸法を主板から離間する側に拡大すると共に、各翼の他端を、内周縁から外周縁に向けて徐々に主板から離間する側に拡大し、当該翼の外周縁の端面をリングの端面に連続させたので、請求項４の如きシロッコファンのケーシングに羽根車を収納した場合に、請求項５の発明の如く吸込口より外側に位置する翼の他端を、主板から離間する側に拡大させれば、翼と吸込口との距離を縮小させること無く、リングを拡大して翼とリングとの接合部分の強度を向上させることができる。
【００１８】
これにより、従来翼とリングとの接合部分に集中していた応力を、翼と主板との接合部分により多く分散させ、応力集中に伴う羽根車の破損を効果的に防止することが可能となる。特に、請求項２の発明の如くリングの主板側の端部から翼の内周縁に対応する位置までの寸法をＬ、リングの翼の内周縁に対応する位置から主板とは反対側の端部までの寸法をＨとした場合に、０．３４≦Ｈ／Ｌとすれば、上記効果を確実に奏することができる。これは請求項３のように主板の両面に複数の翼を環状に配置した場合にも同様である。
【００１９】
また、この場合、翼の内周縁は吸込口に近接しないので、羽根車がケーシングに衝突することも無く、騒音の増大も生じない。更に、請求項６の発明の如くリングの主板とは反対側の端部を、吸込口を構成するベルマウスの開口縁と翼の内周縁との間の距離より小さくならない範囲でベルマウスに接近させれば、羽根車とケーシングとの隙間からの逆流も抑制され、更なる騒音の低減を図ることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を適用した実施例のシロッコファンの斜視図である。
【図２】図１のシロッコファンの断面図である。
【図３】図１のシロッコファンの羽根車の斜視図である。
【図４】図３の羽根車のリング部分の拡大斜視図である。
【図５】図１のシロッコファンの吸込口部分の拡大切欠斜視図である。
【図６】図１のシロッコファンの吸込口部分の拡大断面図である。
【図７】シロッコファンのリングの主板側の端部から翼の内周縁に対応する位置までの寸法をＬ、リングの翼の内周縁に対応する位置から主板とは反対側の端部までの寸法をＨとした場合のＨ／Ｌと応力の関係を示す図である。
【図８】図７において応力の生じる箇所を説明する図である。
【図９】本発明のもう一つの実施例のシロッコファンの切欠斜視図である。
【図１０】図９のシロッコファンのリング部分の拡大斜視図である。
【図１１】従来のシロッコファンの吸込口部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。実施例のシロッコファン１は、空調機や冷凍機において、空気の送風のために用いられるものであり、図１に示すようなケーシングＣと、このケーシングＣ内に収納された羽根車２と、この羽根車２を駆動する図示しないモータから構成されている。尚、このモータの回転軸（図１にＯで示す）が羽根車２の後述する主板６の中心６Ａに取り付けられる。
【００２２】
羽根車２は、円板状の主板６と、この主板６の両面の外周部に一端が固定され、他端の外周縁がリング３にて結ばれた複数の翼４とから構成されている（図３）。ケーシングＣは、羽根車２の主板６の回転軸Ｏ方向から空気を吸い込む吸込口Ｓと、回転軸Ｏと交差する方向に空気を吹き出す吹出口Ｄとを備えている。吸込口Ｓの周囲は空気を羽根車２に案内するベルマウスＭによって囲まれており、即ち、吸込口ＳはベルマウスＭ内に構成されている。
【００２３】
吸込口Ｓは羽根車２のリング３側に対向するように形成されており、吹出口Ｄは回転軸Ｏに交差する方向に空気を吹き出すように形成される。そして、ベルマウスＭは、吸込口Ｓに向けて湾曲しながら羽根車２に近接する形状を呈しており、湾曲した先端であるベルマウスＭの開口縁が吸込口Ｓとなる（図２）。
【００２４】
そして、モータを駆動して羽根車２を回転させると、羽根車２の各翼４が内周側の空間から外周側の空間へと空気を昇圧して吹き出し、吸込口Ｓから羽根車２の内周側の空間に空気が吸い込まれる。そして、羽根車２の外周側に吹き出された空気が吹出口Ｄに集められて吹き出される構成とされている。
【００２５】
次に、図４乃至図１０を参照して本発明のシロッコファン１の羽根車２の構造及びケーシングＣとの関係について詳述する。図４〜図６は本発明のシロッコファン１を構成する羽根車２の各翼４の他端と、その外周縁に接合されたリング３部分の拡大図を示している。本発明の場合、リング３の回転軸Ｏ方向の寸法が、従来（図１１）に比して主板６から離間する側に所定寸法で拡大されている。
【００２６】
また、各翼４の他端の形状は、内周縁４Ａが従来（図１１）と同様の位置にあり、そこから外周縁４Ｂ側に移動した所定の始点４Ｃから外周縁４Ｂに向けて徐々に主板６から離間する側に傾斜しながら拡大し、最終的にリング３の端面（主板６とは反対側の端面）に連続している。
【００２７】
この場合、始点４Ｃは図５に示すようにケーシングＣの吸込口Ｓより外側に位置する。即ち、吸込口Ｓより外側に位置する翼４の他端が、主板６から離間する側に拡大されている。
【００２８】
詳細には図６に示すように、ケーシングＣの吸込口Ｓを構成するベルマウスＭの開口縁と翼４の内周縁と間の距離Ｘ１は従来（図１１）と同様である。また、リング３の主板６側の端部から翼４の内周縁に対応する位置までの寸法Ｌは従来（図１１）と同様である。これに対して本発明では、リング３はこの翼４の内周縁に対応する位置から更に回転軸Ｏ方向に主板６から離間する側に拡大され、即ち、リング３の翼４の内周縁に対応する位置から主板６とは反対側の端部までの寸法Ｈだけ拡大されている（図６）。
【００２９】
図７は上記従来のリング３の回転軸Ｏ方向の寸法Ｌに対する拡大寸法Ｈの比Ｈ／Ｌを変化させた場合の、羽根車２の回転に伴う翼４の他端とリング３との接合部分Ａ（図３、図４）に加わる応力（ミーゼス応力）を測定した結果を示し、図８はその具体的な数値と最大ミーゼス応力が発生する箇所を示している。尚、Ｂは翼４の一端と主板６との接合部分を意味している（図２、図３）。
【００３０】
各図から明らかな如く、リング３の元々の寸法Ｌに対する拡大寸法Ｈの比が大きくなる程翼４の他端とリング３との接合部分Ａに加わる最大ミーゼス応力は減少していき、０．３４以上では殆ど変化しなくなり、且つ、最大ミーゼス応力が発生する箇所が、翼４の一端と主板６との接合部分Ｂに移動している。これは接合部分Ａの強度が向上したため、比Ｈ／Ｌが０．３４以上となった時点で最大応力が加わる箇所が、強度の大きい主板６との接合部分Ｂに移動したことを意味している。
【００３１】
このような構成としたことにより、本発明の羽根車２では翼４と吸込口Ｓとの距離Ｘ１を縮小させること無く、リング３を拡大して翼４とリング３との接合部分Ａの強度を向上させることができる。これにより、従来では翼４とリング３との接合部分Ａに集中していた応力を、翼４と主板６との接合部分Ｂにより多く分散させ、応力集中に伴う羽根車２の破損を効果的に防止することが可能となる。
【００３２】
特に、上記比Ｈ／Ｌを、０．３４≦Ｈ／Ｌとすれば、上記効果を確実に奏することができることは明らかである。これは実施例のように主板６の両面に複数の翼４を環状に配置した場合に特に有効である。
【００３３】
また、翼４の内周縁４Ａは吸込口Ｓに近接しないので、羽根車２がケーシングＣに衝突することも無くなる。また、翼４が吸込口Ｓに接近することによって発生する騒音（笛のような音）の増大も生じない。
【００３４】
次に、図９、図１０はリング３を更に拡大した実施例を示している。このようにリング３の回転軸Ｏ方向の寸法を大きく拡大することにより、リング３とケーシングＣとの隙間（寸法Ｘ２で示す部分）が縮小されるため、この隙間からの空気の逆流（図９に白抜き矢印で示す）を抑制することができる。しかしながら、リング３をケーシングＣに接近させ過ぎると、今度は両者の隙間部分で騒音（笛のような音）が大きくなるので、このリング３とケーシングＣ間の寸法Ｘ２は、前記翼４の内周縁と吸込口Ｓとの間の距離Ｘ１より小さくならない範囲で設定すると良い。
【００３５】
尚、上記実施例では主板６の両面に翼４を固定したが、主板６の片面のみに翼４を固定したシロッコファンにも本発明は有効である。
【符号の説明】
【００３６】
１  シロッコファン
２  羽根車
３  リング
４  翼
６  主板
Ｃ  ケーシング
Ｄ  吹出口
Ｍ  ベルマウス
Ｓ  吸込口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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