(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚の板状の材料を切り起こして形成した多数の羽根板を具備し、該羽根板を主板及び側板に巻き付けて取り付けた構成の多翼送風機の羽根車において、
前記羽根板を切り起こす際に、該羽根板の両側に絞り部を形成し、前記主板及び側板に巻き付け固着した状態で、該主板、側板の中心と個々の羽根板の重心を結ぶ直線が前記絞り部の形成範囲内にあり、切り起こし羽根板の両端と、該羽根板を主板及び側板に取り付ける取付部との間に所定の間隔を設けたことを特徴とする多翼送風機の羽根車。
【請求項２】
請求項１に記載の多翼送風機の羽根車において、
前記羽根板の弧長Ｌと羽根車外径の比率を４％〜６％とし、羽根枚数を５０枚以上としたことを特徴とする多翼送風機の羽根車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調、換気等に使用する多翼送風機の羽根車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６乃至図８は従来のこの種の多翼送風機の羽根車の構成例を示す図である。図６において、１は羽根板であり、該羽根板１の両端が主板２及び側板３に鋲８で取り付けられている。羽根板１は図７に示すように１枚ずつ個別に形成され、両端に取付部１ａが形成され、該取付部１ａに穴６が形成されている。主板２及び側板３にも羽根板１を取り付けるための穴７が形成されており、この穴６及び穴７に鋲８を通しかしめることにより、羽根板１を１枚ずつ主板２及び側板３に取り付けている。
【０００３】
図８に示す羽根車では、羽根板１は１枚の板状材料から切り起こされ、主板２及び側板３に巻き付けかしめて取り付けている。切り起こし部分が主板２及び側板３との取付部付近にあるか、羽根板１の両側に絞り部が形成されていない構成である。
【０００４】
羽根板１の弧長Ｌは図６の場合も図８の場合も羽根車の径の７〜１０％程度である。また、羽根板の弧長Ｌと羽根板１の取付けピッチＴの比Ｌ／Ｔは羽根板１を１枚ずつ主板２及び側板３に取り付けた図６の場合は１．２以上で羽根板１の枚数は５０枚以上であるが、羽根板１は１枚の板状材料から切り起して形成した図８の場合４５枚以下である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
羽根板１を１枚ずつ形成し、主板２及び側板３に鋲８や溶接で取り付ける図６に示す構成の羽根車においては、羽根板１の枚数が多数であるため、組立てに時間がかかり、製造上問題があった。例えば羽根板１が５０枚ある羽根車では、鋲８やスポット溶接で羽根板１を主板２及び側板３に取り付けるのに、１個の羽根車について、２００個所の鋲かしめ又はスポット溶接が必要となる。
【０００６】
また、１枚の板状材料から多数の羽根板１を切り起こして形成した図８に示す構成の羽根車においては、羽根の両側の羽根板１が板状の材料に取り付けている部分の断面積が小さくなり、多翼送風機のように羽根板１が長いものにあっては支持部の曲げモーメントが大きくなり、強度上小型のものや低速回転のものにしか使用できないという問題があった。
【０００７】
また、１枚の板状の材料から多数の羽根板１を切り起こしたものでは、弧長Ｌを羽根板１を１枚ずつ形成したものと同じにしてあるので、切り起こしするためには羽根板の枚数が４５枚以下と、少なくなり送風機の性能が低下するという問題もあった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、組立てが容易な多数の羽根板を１枚の板状材料から切り起こして形成した羽根車で、且つ大型で高速回転の送風機に使用できる羽根車を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、一枚の板状の材料を切り起こして形成した多数の羽根板を具備し、該羽根板を主板及び側板に巻き付けて取り付けた構成の多翼送風機の羽根車において、該羽根板を切り起こす際に、該羽根板の両側に絞り部を形成し、主板及び側板に巻き付け固着した状態で、該主板、側板の中心と個々の羽根板の重心を結ぶ直線が絞り部の形成範囲内にあり、切り起こし羽根板の両端と、該羽根板を主板及び側板に取り付ける取付部との間に所定の間隔を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の多翼送風機の羽根車において、羽根板の弧長Ｌと羽根車外径の比率を４％〜６％とし、羽根枚数を５０枚以上としたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の多翼送風機の羽根車の基本構成例を示す図であり、図２乃至図４は羽根車の一部を示す図である。図１及び図２において、１は羽根板であり、主板２と側板３に巻き付けている。羽根板１は図３（ａ）に示すように、１枚の板状の材料４を切り起こして成形すると共に、図３（ｂ）に示すように、羽根車１の両側に絞り部５を形成している。
【００１２】
また、羽根板１を板状の材料４から切り起こす際に、羽根板１と材料４との接続部ａに図５に示すように、主板２、側板３に巻き付けた時に羽根板１の重心Ｇと羽根車の中心Ｃを結ぶ直線を延長した線がその絞り部５の範囲内に位置するように絞り部５が設けられている。羽根板１の弧長Ｌが羽根車外径に対して４〜６％で、羽根板１の枚数が５０枚以上になるように切り起こしがされている。
【００１３】
多数の羽根板１を切り起こした板状の材料４を図４（ａ）に示すように、主板２及び側板３に巻き付けかしめてあるが、図４（ｂ）に示すように、かしめ部分ｂと羽根板１の板状の材料４との接続部ａとの間隔ｈが所定の寸法となるようにかしめられている。
【００１４】
羽根板１を図６及び図７に示すように、１枚ずつ個別に形成した場合、多翼送風機の羽根板１の枚数は前述の通り５０枚以上となるので、組立てに時間がかかり、製造上問題があった。
【００１５】
そこで、図８に示すように、羽根板１を１枚の板状材料から切り起こして、主板２及び側板３に巻き付けかしめたり、溶接したりして取り付けるが、この方法は羽根板１の取付け部分に前述の通り強度上の問題があり、小型の機種か回転速度の低い機種にしか使用できなかった。
【００１６】
羽根車が回転すると羽根板の重心に作用する遠心力Ｆは
Ｆ＝ｍ・ｒ・ω2／ｇ
但し、ｍ：羽根板１の重量ｋｇ
ｒ：羽根板１の重心の回転半径ｍ
ω：回転角速度ｒａｄ／ｓｅｃ
ｇ：重力加速度９．８ｍ／ｓｅｃ2
となる。
【００１７】
この種の羽根板１の取付部には遠心力により、せん断力と曲げモーメントが作用する。曲げモーメントには図９に示すように、羽根車の回転軸方向に作用するものＭ１と回転軸垂直方向に作用するものＭ２とがある。羽根板１は両端で主板２と側板３に接続しているので、羽根板１の両端が剛節であると仮定すると、回転軸方向の曲げモーメントＭ１は図１０（ｂ）に示すように羽根板１の両端で最大となり、又多翼送風機は羽根板１の長さは羽根車の径の約１／２と長いので、羽根板の両端で非常に大きい値となる。なお、図１０（ａ）は分布荷重ｗを示す。
【００１８】
また、回転軸垂直方向に作用する曲げモーメントＭ２に関しても、羽根を切り起こしただけでは支点部分の断面係数が小さく強度上問題がある。断面係数を大きくするために羽根の大きい範囲にしぼり加工を施す必要があるが、１枚の板状の材料から多数の羽根を切り起こす場合は成形上羽根の大きい範囲にしぼり加工を施すことは困難である。また、従来の羽根板１の弧長Ｌは羽根車の径の７〜１０％程度であったので、切り起こし加工を行うために羽根板１の枚数は４５枚以上に成り得ない。このため、１枚ずつ羽根板１を形成する場合は羽根板１の枚数が少なくなり送風機の性能が低下する傾向にある。
【００１９】
これらの問題を解決するため本実施形態例では、図１に示すように、羽根板１の両端の接続部ａから所定寸法の間隔ｈで主板２と側板３とかしめ部分ｂを形成して取り付けている。簡単のために羽根板１の断面が段階的に変化する両端固定のはりと仮定して、図１に示す本発明と図８に示す従来例とを比較した例を図１１に示す。なお、図１１において、（ａ）は本発明を（ｂ）は従来例を示す。また、図１２にその曲げモーメント分布を、図１３に曲げ応力分布を示す。
【００２０】
図１１乃至図１３において、かしめ部ｂから羽根板１の接続部までをｅ、羽根板１の接続部をｆ、羽根板１の断面が変化しない部分をｇで表す。断面の変化に合わせて間隔ｈの寸法、即ち、切り起こして形成した羽根板１の両端の接続部ａから主板２と側板３とかしめ部分ｂまでの間隔の寸法を変えることにより、最も剛性の小さい接続部ａで断面積が小さくても回転軸方向のモーメントＭ１による応力を小さくすることができる。
【００２１】
また、羽根板１を板状の材料４から切り起こす際、図５に示すように、羽根板１と板状の材料４との接続部ａに、主板２、側板３に巻き付けた時に羽根板１の重心Ｇと羽根車の中心Ｃを結ぶ直線を延長した線が絞り部５の形成範囲内に位置するように絞り部５を設けたので、成形が容易な小さいしぼりでありながら、回転軸方向に対して垂直方向のモーメントＭ２を支持することができ強度を大幅に増すことができる。
【００２２】
本発明の羽根車の切り起こしにより形成した羽根板１の弧長Ｌが羽根車外径に対して４〜６％、つまり成形可能なように羽根板１の弧長Ｌを小さくし、従来の一枚ずつの羽根板１を形成する場合の羽根板数と同様に５０枚以上としたもののほうが、従来の羽根板１の弧長Ｌを羽根車外径の７〜１０％とし、羽根板数１の枚数を４５枚以下にしたものより効率（送風機の性能）が良い。つまり従来の１枚ずつ羽根板１を形成する場合と羽根車外径に対する羽根板１の弧長Ｌを同一の比率にし、切り起こし成形可能なように羽根板１の枚数を少なくしたものより効率が良く、従来の羽根板を１枚ずつ形成したものに対して遜色がなかった。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように主板、側板の中心と個々の羽根板の重心を結ぶ直線が絞り部の形成範囲内にあり、切り起こし羽根板の両端と、該羽根板を主板及び側板に取り付ける取付部との間に所定の間隔を設けたので、１枚の板状の材料から多数の羽根板を切り起こし、主板、側板に巻き付けて取付けた構造の羽根車でありながら、羽根板の取付部に加わる荷重を小さくすることができ、性能も１枚ずつ形成し多数の羽根板を有するものと遜色のない、大型で高速回転の送風機に使用できる羽根車を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多翼送風機の羽根車の基本構成例を示す図である。
【図２】本発明の多翼送風機の羽根車の一部を示す図である。
【図３】本発明の多翼送風機の羽根車の一部を示す図で、図３（ａ）は１枚の板状の材料から多数の羽根板を切り起こし形成した状態を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ部分の拡大図である。
【図４】本発明の多翼送風機の羽根車の一部を示す図で、図４（ａ）は切り起こして形成した多数の羽根板を主板及び側板に取り付ける状態を示す図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ部分の拡大図である。
【図５】羽根板の重心Ｇと羽根車中心Ｃと絞り部の位置関係を示す図である。
【図６】従来の多翼送風機の羽根車の基本構成例を示す図である。
【図７】従来の多翼送風機の羽根車の羽根板の取付け構造を示す図である。
【図８】従来の多翼送風機の羽根車の基本構成例を示す図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は多翼送風機の羽根車に加わる曲げモーメントを説明するための図である。
【図１０】多翼送風機の羽根車の羽根板に加わる分布荷重を示す図である。
【図１１】本発明と従来例の羽根車の構造の比較例を示す図である。
【図１２】本発明と従来例の羽根車の羽根板の曲げモーメント分布の比較例を示す図である。
【図１３】本発明と従来例の羽根車の羽根板の曲げ応力分布の比較例を示す図である。
【符号の説明】
１            羽根板
２            主板
３            側板
４            板状の材料
５            絞り部
６            穴
７            穴
８            鋲
【図１】
0003782574.tif 000002
【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】
0003782574.tif 000007
【図７】
0003782574.tif 000008
【図８】
0003782574.tif 000009
【図９】
0003782574.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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